(57)【要約】【課題】モータロータの回転を支持する回転軸の回転軸芯のブレを抑制できる流体ポンプを提供する。【解決手段】アウタロータ８と、インナロータ７と、アウタロータ８およびインナロータ７を保持すると共に、アウタロータ８とインナロータ７との間に形成される空間に流体を吸入する吸入ポート４および吐出ポート５が設けられたハウジング１，２とを備え、インナロータ７が、当該インナロータ７自身から互いに反対方向に延出する回転軸２１，２２を備えると共に、一方の回転軸２１の端部２１ａとハウジング１，２との間に軸支部３０が形成され、軸支部３０が、一方の回転軸の端部２１ａおよびハウジング１，２に対して各別に形成した、第２回転軸芯Ｙの方向に沿って突出する先細部３１と、先細部３１の傾斜面３２を支持する凹状受面３３とを備える。【選択図】図１
2013241838.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内歯を備え、第１回転軸芯の周りに回転駆動されるアウタロータと、
前記アウタロータの内歯と噛み合う外歯を備え、前記第１回転軸芯とは異なる第２回転軸芯の周りに回転するインナロータと、
前記アウタロータおよび前記インナロータを保持すると共に、前記アウタロータと前記インナロータとの間に形成される空間に流体を吸入する吸入ポート、および、前記吸入ポートの回転方向下手側で前記空間から流体を吐出する吐出ポートが設けられたハウジングとを備え、
前記インナロータが、当該インナロータ自身から互いに反対方向に延出する回転軸を備えると共に、一方の回転軸の端部と前記ハウジングとの間に軸支部が形成され、当該軸支部が、前記一方の回転軸の端部および前記ハウジングに対して各別に形成した、前記第２回転軸芯の方向に沿って突出する先細部と、当該先細部の傾斜面を支持する凹状受面とを備えている流体ポンプ。
【請求項２】
前記先細部が、前記インナロータに対して前記吐出ポートとは反対側に形成してある請求項１に記載の流体ポンプ。
【請求項３】
前記一方の回転軸の端部に前記先細部を形成してあり、前記ハウジングに前記凹状受面を形成してある請求項１または２に記載の流体ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポンプロータと、ポンプロータを回転させる回転軸と、ポンプロータを内包するとともに回転軸の軸支部を有するハウジングと、を備えた流体ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
流体ポンプは、例えば回転軸の一方の端部に回転子（モータロータ）を備え、回転軸の他方の端部にポンプモータを備えており、回転軸の中間部はハウジングに設けられた軸支部によって軸支されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１の流体ポンプでは、回転軸のモータ側の端部に当接するボールが設けられている。回転軸に当接するボールは回転軸の回転を許容しつつ、回転軸の当接位置からモータハウジングの底部の側への移動を規制している。このように、回転軸の端部にボールを当接させて、固定子と回転子とが軸方向にずれて流体ポンプの性能が低下しないよう、電動ポンプが構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２６２９４公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の流体ポンプのように、回転軸の端部にボールが当接する構成の場合、モータの作動中に回転軸の回転軸芯がブレを起こす可能性がある。回転軸芯がブレを起こすと、固定子と回転子との間の距離が不均一な状態となって流体モータの回転が不安定になる。また、回転子がモータハウジングに接触し、電動ポンプの部材が損傷する虞もある。
【０００６】
本発明は、モータロータの回転を支持する回転軸の回転軸芯のブレを抑制できる流体ポンプを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の流体ポンプの第１特徴構成は、内歯を備え、第１回転軸芯の周りに回転駆動されるアウタロータと、
前記アウタロータの内歯と噛み合う外歯を備え、前記第１回転軸芯とは異なる第２回転軸芯の周りに回転するインナロータと、
前記アウタロータおよび前記インナロータを保持すると共に、前記アウタロータと前記インナロータとの間に形成される空間に流体を吸入する吸入ポート、および、前記吸入ポートの回転方向下手側で前記空間から流体を吐出する吐出ポートが設けられたハウジングとを備え、
前記インナロータが、当該インナロータ自身から互いに反対方向に延出する回転軸を備えると共に、一方の回転軸の端部と前記ハウジングとの間に軸支部が形成され、当該軸支部が、前記一方の回転軸の端部および前記ハウジングに対して各別に形成した、前記第２回転軸芯の方向に沿って突出する先細部と、当該先細部の傾斜面を支持する凹状受面とを備えている点にある。
【０００８】
本構成によれば、インナロータから延出された一方の回転軸の端部とハウジングとの間に軸支部が形成され、当該軸支部が、一方の回転軸の端部およびハウジングに対して各別に形成した、第２回転軸芯の方向に沿って突出する先細部と、当該先細部の傾斜面を支持する凹状受面とを備える。インナロータにおける一方の回転軸の端部とハウジングとは、軸支部において先細部の傾斜面に凹状受面が当接する。これにより、先細部の傾斜面が凹状受面に支持される。一方の回転軸は、その端部において凹状受面により点支持ではなく面支持される。これにより、一方の回転軸は安定的に支持されて、回転軸の回転軸芯のブレが抑制される。その結果、電動ポンプのモータは安定的に回転する。また、モータロータがその周囲のモータハウジングに接触する可能性も低くなるため、電動ポンプの耐久性が向上する。
【０００９】
本発明の流体ポンプの第２特徴構成は、前記先細部が、前記インナロータに対して前記吐出ポートとは反対側に形成してある点にある。
【００１０】
電動ポンプの吐出ポートでは流体の吐出圧が存在するため、インナロータは吐出圧によって吐出ポートとは反対の側に流体圧を受けることとなる。そこで、本構成の如く、先細部が、インナロータに対して吐出ポートとは反対側に形成してあると、吐出圧によってインナロータの一方の回転軸をハウジングの側に容易に当接させることできる。これにより、先細部の傾斜面と凹状受面との当接状態が良好となり、回転軸を安定的に支持することができる。
【００１１】
本発明の流体ポンプの第３特徴構成は、前記一方の回転軸の端部に前記先細部を形成してあり、前記ハウジングに前記凹状受面を形成してある点にある。
【００１２】
軸支部を構成する回転軸の端部とハウジングとを比較した場合、加工領域の大きいハウジングの方が加工し易い。また、回転軸の端部においては、凹状受面よりも先細部の方が形成し易い。そこで、本構成の如く、一方の回転軸の端部に先細部を形成し、ハウジングに凹状受面を形成する。これにより、先細部と凹状受面とで構成される軸支部を容易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】電動ポンプの縦断側面図である。
【図２】図１のII−II矢視断面図である。
【図３】電動ポンプの分解斜視図である。
【図４】ハウジングと回転軸の端部との当接部分を示す要部拡大図である。
【図５】他の実施形態における要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の流体ポンプは、ポンプ本体に設けた吸引ポートから吸引した流体を吐出ポートから吐出すべく、ポンプ本体に収容したポンプロータと、ポンプロータを駆動させる駆動部とを有する。
以下、本発明に係る流体ポンプの一例である電動ポンプを図面に基づいて説明する。
【００１５】
〔基本構成〕
図１〜図３に示すように、流体としてのオイルを吸引して排出するポンプユニットＰと、このポンプユニットＰを駆動するモータユニットＭとをポンプハウジングＨの内部空間Ｓに収容して電動ポンプが構成されている。
【００１６】
この電動ポンプは、自動車のエンジン等の潤滑用のオイルを供給するために使用されるものである。尚、この電動ポンプはオイル以外の流体の供給に使用するものでも良い。
【００１７】
〔ハウジング〕
ポンプハウジングＨは、樹脂製のハウジング本体１と、このハウジング本体１の開口部１Ａに嵌め込まれることで位置決め状態で取り付けられる樹脂製の蓋体２とで構成され、ハウジング本体１に対して超音波溶着の技術や、接着の技術により蓋体２を固着して内部空間Ｓが密閉されている。ハウジング１本体は、底壁部１Ｂと、この底壁部１Ｂを取り囲む領域において底壁部１Ｂから立ち上がる姿勢の縦壁部１Ｃとを有し、この縦壁部１Ｃの突出端位置で開放する開口部１Ａを形成した椀状に成形されている。
【００１８】
蓋体２は、開口部１Ａの内周面と密接するように寸法を設定した外周面２Ａを形成しており、図１に示す回転軸２０の回転軸芯Ｙに沿う方向への相対移動により、開口部１Ａへの蓋体２の嵌め込みが可能となる。このように嵌め込んだ状態では、ハウジング本体１の開口部１Ａと蓋体２の外周面２Ａとが密接するため、ハウジング本体１と蓋体２との回転軸芯Ｙと直交する方向への相対移動が阻止され位置決め状態に達する。
【００１９】
ハウジング本体１の底壁部１ＢにはポンプユニットＰが嵌め込まれる凹状のポンプ収容空間Ｓｐが形成され、このポンプ収容空間Ｓｐの底部には、ポンプ収容空間Ｓｐに連通する吸引ポート４と吐出ポート５とが形成されている。また、ポンプ収容空間Ｓｐの底部には、モータユニットＭの回転軸２０の一端を回転自在に支持する凹状の本体側支持部１Ｓが形成されている。
【００２０】
蓋体２の内面側の内壁部２Ｂには回転軸２０の他端を回転自在に支持する凹状の蓋体側支持部２Ｓが形成されている。この本体側支持部１Ｓと蓋体側支持部２Ｓとは回転軸２０の回転軸芯Ｙと同軸芯で形成されている。また、蓋体２の内壁部２Ｂには回転軸芯Ｙを中心とする円形の溝が形成され、この溝にシールリング６が嵌め込まれている。
【００２１】
〔ポンプユニット〕
ポンプユニットＰは、回転軸２０が嵌合する嵌合孔７Ａを有したインナロータ７と、このインナロータ７の外周の歯部７Ｇに対し、その内周の歯部８Ｇが咬合するアウタロータ８とを備えて内接型のポンプとしてのトロコイド型に構成されている。
【００２２】
このポンプユニットＰは、回転軸芯（第２回転軸芯）Ｙと同軸芯上にインナロータ７の軸芯が配置されると共に、この回転軸芯Ｙと偏位する位置にアウタロータ８の回転軸芯（第１回転軸芯）Ｘが配置される。そして、回転軸２０が駆動回転した場合にはインナロータ７が回転し、この回転に伴ってアウタロータ８が回転し、吸引ポート４からオイルを吸引し、吐出ポート５からオイルを吐出する。
【００２３】
〔モータユニット〕
モータユニットＭは、回転軸２０に連結する円盤状のモータロータ１１と、このモータロータ１１を取り囲む位置に配置された励磁部１２とを備えてブラシレス型に構成されている。モータロータ１１とポンプユニットＰとの境界位置には円盤状の樹脂シートで成るシールプレート１３が備えられている。モータロータ１１は外周にＮ極とＳ極とが交互に現れる永久磁石として構成され、外面が滑らかに仕上げられている。励磁部１２は、積層磁性鋼板製の複数のコア１２Ａに導体で成るコイル１２Ｂを巻回すると共に、これらをインサート成形等の技術により絶縁性の樹脂１２Ｃに封入することでリング状に形成した構成を有している。
【００２４】
励磁部１２は、ハウジング本体１に収容した状態で外周が縦壁部１Ｃの内面に接触する外径寸法（回転軸芯Ｙを中心にする半径方向の寸法）に設定され、この収容状態で蓋体２をハウジング本体１の開口部１Ａに嵌め込んだ状態では、ハウジング本体１の底壁部１Ｂと蓋体２の内壁部２Ｂに接触するように厚さの寸法（回転軸芯Ｙに沿う方向の寸法）が設定されている。
【００２５】
モータユニットＭは、モータロータ１１の外径を、ポンプ収容空間Ｓｐの開口径より大きい寸法に設定することにより、このポンプ収容空間Ｓｐの開口をモータロータ１１で閉塞できるように構成されている。また、前述したシールプレート１３を備えているため、このシールプレート１３がポンプ収容空間Ｓｐの開口を閉塞することになり、ポンプ収容空間Ｓｐからモータロータ１１の方向への圧油の漏出を抑制する。
【００２６】
尚、モータロータ１１は円盤状のヨークの外周に永久磁石を取り付けた構成であっても良い。また、シールプレート１３として金属板を用いることが可能であり、シールプレート１３を備えずにモータロータ１１で直接的にポンプ収容空間Ｓｐの開口を閉塞するように構成しても良い。
【００２７】
図面には示していないが、この電動ポンプは、モータロータ１１の回転位相を検出する検出手段を有し、励磁部１２の複数のコイル１２Ｂに選択的に電力を供給する電力制御部を有したモータ制御回路が外部に備えられている。このモータ制御回路から励磁部１２のコイル１２Ｂに電力を供給することで、励磁部１２からモータロータ１１に磁力を作用させモータロータ１１を回転させる。この回転によりインナロータ７の歯部７Ｇが回転し、歯部７Ｇに咬合する歯部８Ｇを有するアウタロータ８が従動回転する結果、吸引ポート４からオイルを吸引し、吐出ポート５からオイルを吐出する作動が実現する。
【００２８】
本実施形態では、インナロータ７が回転軸２０として、当該インナロータ７自身から互いに反対方向に延出する回転軸２１，２２を備える。一方の回転軸２１はインナロータ７における吐出ポート５とは反対の側に延出し、他方の回転軸２２はインナロータ７における吐出ポート５の側に延出する。図４に示すように、一方の回転軸２１の端部と蓋体２との間には回転軸２１の軸支部３０が形成されている。軸支部３０は、一方の回転軸２１の端部２１ａに形成され、回転軸芯（第２回転軸芯）Ｙの方向に沿って突出する先細部３１と、蓋体２に形成され、先細部３１の傾斜面３２を支持する凹状受面３３とで構成されている。
【００２９】
インナロータ７における一方の回転軸２１の端部２１ａと蓋体（ポンプハウジング）２とは、軸支部３０において先細部３１の傾斜面３２に凹状受面３３が当接している。これにより、先細部３１の傾斜面３２が凹状受面３３に支持される。回転軸２１は、その端部２１ａにおいて凹状受面３３により点支持ではなく面支持される。これにより、回転軸２１が安定的に支持されて、回転軸２１が回転軸芯Ｙのブレが抑制される。その結果、電動ポンプのモータは安定的に回転する。また、モータロータ１１がその周囲のモータハウジングに接触する可能性も低くなるため、電動ポンプの耐久性が向上する。
【００３０】
端部２１ａに先細部３１が形成された一方の回転軸２１が、インナロータ７に対して吐出ポート５とは反対側に備えてある。電動ポンプの吐出ポート５では流体の吐出圧が存在する。このため、インナロータ７は吐出圧によって吐出ポート５とは反対の側への押圧力を受けることとなる。この押圧力を利用することでインナロータ７の一方の回転軸２１をポンプハウジングＨの蓋体２の側に容易に当接させることできる。その結果、先細部３１の傾斜面３２と凹状受面３３との当接状態が良好となり、一方の回転軸２１を安定的に支持することができる。
【００３１】
軸支部３０を構成する回転軸２１の端部２１ａとポンプハウジングＨとを比較した場合、加工領域の大きいポンプハウジングＨの方が加工し易い。また、回転軸２１の端部２１ａを加工する場合、凹状受面３３よりも先細部３１の方が形成し易い。
【００３２】
[他の実施形態]
（１）上記の実施形態では、一方の回転軸２１の端部２１ａに先細部３１を形成し、ポンプハウジングＨに凹状受面３３を形成した例を示したが、図５に示すように、ポンプハウジングＨに先細部３１を形成し、回転軸２１の端部２１ａに凹状受面３３を形成してもよい。ただし、軸支部３０を構成する回転軸２１の端部２１ａとポンプハウジングＨとを比較した場合、加工領域の大きいポンプハウジングＨの方が加工し易い。また、回転軸２１の端部２１ａを加工する場合、凹状受面３３よりも先細部３１の方が形成し易い。
【００３３】
（２）凹状受面３３における先細部３１の傾斜面３２に当接する部位は、傾斜面３２に面接触する面形状であってもよい。傾斜面３２と凹状受面３３とが面接触することで、軸支部３０による回転軸２１の支持領域が大きくなり回転軸２１を安定的に支持することができる。また、先細部３１の傾斜面３２と、凹状受面３３における傾斜面３２に接触する部位とは夫々曲面形状であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明の流体ポンプは、オイルポンプの他、液体を圧送する各種ポンプに適用可能である。
【符号の説明】
【００３５】
１            ハウジング本体（ハウジング）
２            蓋体（ハウジング）
４            吸引ポート
５            吐出ポート
７            インナロータ
７Ｇ          外歯
８            アウタロータ
８Ｇ          内歯
２０          回転軸
２１          一方の回転軸
２１ａ        端部
２２          他方の回転軸
３０          軸支部
３１          先細部
３２          傾斜面
３３          凹状受面
Ｈ            ポンプハウジング
Ｘ            第１回転軸芯
Ｙ            回転軸芯（第２回転軸芯）
【図１】
2013241838.tif 000003
【図２】
2013241838.tif 000004
【図３】
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【図４】
2013241838.tif 000006
【図５】
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