Electric oil pump

本発明は、電動オイルポンプに関するものである。

特許文献１には、電動モータの動力にて駆動されるオイルポンプが開示されている。

この種のオイルポンプを駆動する電動モータとして、異物が混入しているおそれのあるオイルが電動モータの内部へと入り込むことを防止するため、防油構造とするものがある。 しかし、電動モータを防油構造とするためには、オイルシールやＯリングを設ける必要があるため、コストが高くなる。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、安価な電動オイルポンプを提供することを目的とする。

本発明は、電動モータと、当該電動モータの動力にて駆動されるオイルポンプと、を備える電動オイルポンプであって、前記オイルポンプは、内部から漏れたドレンオイルを前記電動モータの内部へ導く導入通路を有し、前記電動モータは、内部へ導かれたドレンオイルをタンクへ排出する排出通路を有することを特徴とする。

本発明によれば、オイルポンプの内部から漏れたドレンオイルは、オイルポンプの導入通路を通じて電動モータの内部へ導かれて電動モータの排出通路を通じてタンクへと排出される。 このように、ドレンオイルは、オイルポンプから電動モータの内部を通じてタンクへと一方向に流れるため、外部のオイルが電動モータの内部へと入り込むことを防止することができる。 したがって、電動モータを防油構造とする必要がなく、オイルシールやＯリングを廃止することができ、安価な電動オイルポンプを得ることができる。

本発明の実施の形態に係る電動オイルポンプの断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係る電動オイルポンプ１００について説明する。

電動オイルポンプ１００は、例えば、車両に搭載される無段変速機等の油圧機器に作動油（作動流体）を供給する油圧供給源として用いられるものである。

電動オイルポンプ１００は、電動モータ１と、電動モータ１の動力にて駆動し油圧機器に作動油を供給するオイルポンプ３０とを備える。 オイルポンプ３０は、車両のエンジン（図示せず）の動力によっても駆動し、電動モータ１又はエンジンの動力によって選択的に駆動するものである。

電動モータ１は動力を出力する出力シャフト２を有する。 出力シャフト２は円筒形状であり中空状に形成される。

オイルポンプ３０は、動力伝達機構５０を介して電動モータ１の出力シャフト２と連結されて出力シャフト２の回転が伝達される入力シャフト３１を有する。 入力シャフト３１は、出力シャフト２の中空部を挿通し、２つのブッシュ６１，６２を介して出力シャフト２に対して相対回転可能に支持される。 このように、出力シャフト２と入力シャフト３１とは同軸に配置される。

動力伝達機構５０は、オイルポンプ３０の入力シャフト３１を、電動モータ１又はエンジンの動力によって選択的に回転させるためのものである。 動力伝達機構５０は、電動モータ１の出力シャフト２の先端部に一体に形成された外歯歯車５１と、外歯歯車５１を囲みエンジンの動力にて回転する環状の内歯歯車５２と、外歯歯車５１と内歯歯車５２の間に双方に噛み合って配置され、外歯歯車５１と内歯歯車５２の間を公転可能でかつ回転軸５５を中心に自転可能な複数の遊星歯車５３と、回転軸５５を介して複数の遊星歯車５３に連結されると共に入力シャフト３１に連結されたキャリア５４とを有する。

エンジンの駆動時には、チェーンを介してエンジンと連結された内歯歯車５２が回転する一方、電動モータ１は停止状態であり出力シャフト２と一体の外歯歯車５１は回転しない。 内歯歯車５２が回転することによって遊星歯車５３が公転し、キャリア５４を介して遊星歯車５３と連結された入力シャフト３１が回転する。 このように、エンジンの駆動時には、電動モータ１は停止状態であり、オイルポンプ３０はエンジンの動力によって駆動する。

エンジンの回転が外歯歯車５１に伝達されて電動モータ１が空回りすることを防止するために、外歯歯車５１と一体の出力シャフト２の回転を規制するワンウェイクラッチ５６が、出力シャフト２とオイルポンプ３０のポンプカバー３２との間に設けられる。 ワンウェイクラッチ５６は、出力シャフト２の一方向への回転のみを許容するものであり、電動モータ１が駆動する際には出力シャフト２の回転を許容し、エンジンの動力によって入力シャフト３１を回転させる際には出力シャフト２の回転を規制するものである。

エンジンの停止時には、電動モータ１が駆動して出力シャフト２と一体の外歯歯車５１が回転する一方、チェーンを介してエンジンと連結された内歯歯車５２は回転しない。 外歯歯車５１が回転することによって遊星歯車５３が公転し、キャリア５４を介して遊星歯車５３と連結された入力シャフト３１が回転する。 このように、エンジンの停止時には、オイルポンプ３０は電動モータ１の動力によって駆動する。

電動モータ１はモータハウジング５の内部に収容される。 モータハウジング５の一端側の開口部は、オイルポンプ３０のポンプカバー３２によって閉塞される。 モータハウジング５とポンプカバー３２はボルト６によって締結される。

電動モータ１は、周方向に並ぶ複数の永久磁石を有し出力シャフト２に固定されたロータ３と、巻線を有しモータハウジング５の内周に固定されたステータ４とを備える。 ロータ３とステータ４は、同心円状に配置され、両者の間には僅かな隙間が存在する。

出力シャフト２の一端側は、軸受７を介してポンプカバー３２に回転自在に支持される。 出力シャフト２の他端側は、モータハウジング５を挿通して外歯歯車５１として構成され、動力伝達機構５０を介して入力シャフト３１に連結される。 出力シャフト２の中間部は、軸受８を介してモータハウジング５に回転自在に支持される。

モータハウジング５の外周には、内歯歯車５２が軸受９を介して回転自在に支持される。 内歯歯車５２は、動力伝達機構５０のケーシングも兼ねた構造となっている。

オイルポンプ３０は、入力シャフト３１に連結されたロータ３３と、ロータ３３に対して径方向に往復動自在に設けられた複数のベーン３４と、ロータ３３を収容すると共にロータ３３の回転に伴って内周面にベーン３４の先端部が摺動するカムリング３５とを備えるベーンポンプである。

カムリング３５内には、ロータ３３の外周面、カムリング３５の内周面、及び隣り合うベーン３４によって複数のポンプ室が画成される。

カムリング３５は、内周面が略楕円形状をした環状の部材であり、ポンプ室の容積を拡張する２つの吸込領域と、ポンプ室の容積を収縮する２つの吐出領域とを有する。

ロータ３３及びカムリング３５の一側面には第１サイドプレート３６が当接して配置され、他側面には第２サイドプレート３７が当接して配置される。 このように、第１サイドプレート３６及び第２サイドプレート３７は、ロータ３３及びカムリング３５の両側面を挟んだ状態で配置され、ポンプ室を密閉する。

第１サイドプレート３６におけるロータ３３が摺動する面には、カムリング３５の吸込領域に対応して開口し、ポンプ室に作動油を導く円弧状の２つの吸込ポート（図示せず）が溝状に形成される。

第２サイドプレート３７には、カムリング３５の吐出領域に対応して開口し、ポンプ室が吐出する作動油を高圧室３８へ導く円弧状の２つの吐出ポート３９が貫通して形成される。

カムリング３５内の各ポンプ室は、ロータ３３の回転に伴って、カムリング３５の吸込領域にて吸込ポートを通じて吸込通路４０から作動油を吸込み、カムリング３５の吐出領域にて吐出ポートを通じて作動油を高圧室３８に吐出する。 このように、カムリング３５内の各ポンプ室は、ロータ３３の回転に伴う拡縮によって作動油を給排する。 高圧室３８に吐出された作動油は、油圧機器へと供給される。

ロータ３３、カムリング３５、第１サイドプレート３６、及び第２サイドプレート３７の各部材は、ポンプボディ４１の内部に収容される。 ポンプボディ４１の一端側の開口部は、ポンプカバー３２によって閉塞される。 ポンプカバー３２は、モータハウジング５とポンプボディ４１との間に介在され、両者の開口部を閉塞して配置される。

ポンプカバー３２には入力シャフト３１が挿通する貫通孔４３が形成される。 貫通孔４３は、ワンウェイクラッチ５６が設けられる大内径部４３ａと、大内径部４３ａと比較して小径で軸受７が設けられる中内径部４３ｂと、中内径部４３ｂと比較して小径の小内径部４３ｃとからなる。

吸込通路４０の吸込口４０ａは、ポンプボディ４１の外面に開口して形成される。 電動オイルポンプ１００は、出力シャフト２及び入力シャフト３１が、作動油が貯留されたタンク（図示せず）の液面と略平行となる向きに配置され、かつ吸込通路４０の吸込口４０ａがタンク内の作動油中に浸った状態で配置される。 このように、電動オイルポンプ１００は、その一部又は全部がタンク内の作動油中に浸った状態で配置される。

ここで、オイルポンプ３０では、ロータ３３及びカムリング３５の両側面が第１サイドプレート３６と第２サイドプレート３７によって挟持されてポンプ室が密閉されている。 しかし、ポンプ室内の作動油がロータ３３及びカムリング３５の両側面に沿って漏れ出すことを完全に防止することはできない。 このように、オイルポンプ３０では、内部から漏れるドレンオイル、つまり加圧されたポンプ室から漏れるドレンオイルの発生を完全に防止することはできない。 オイルポンプ３０は、このようにして内部から漏れたドレンオイルを電動モータ１の内部へ導く導入通路７０を有する。

導入通路７０は、ドレンオイルを入力シャフト３１の外周に沿って電動モータ１の内部へと導く通路であり、第１サイドプレート３６の内周と入力シャフト３１の外周との間に形成された第１通路７０ａと、ポンプカバー３２の内周と入力シャフト３１の外周との間に形成された第２通路７０ｂとから構成される。 具体的には、第１通路７０ａは、第１サイドプレート３６の内周に、入力シャフト３１の軸方向に貫通して形成される。 また、第２通路７０ｂは、ポンプカバー３２の小内径部４３ｃの内周に、入力シャフト３１の軸方向に貫通して形成される。 第１通路７０ａ及び第２通路７０ｂは、入力シャフト３１の外周全体に沿う環状通路として形成される。 なお、第１通路７０ａ及び第２通路７０ｂを入力シャフト３１の外周の一部に沿うように形成してもよい。 つまり、第１通路７０ａ及び第２通路７０ｂを、第１サイドプレート３６の内周及びポンプカバー３２の小内径部４３ｃの内周のそれぞれに溝状に形成するようにしてもよい。

第１通路７０ａは、その端部がロータ３３及びカムリング３５の側面と第１サイドプレート３６との当接面に連通し、オイルポンプ３０のポンプ室から漏れたドレンオイルが流入するように形成される。 また、第２通路７０ｂは、その端部が出力シャフト２の端部に臨み、ポンプ室から漏れたドレンオイルが出力シャフト２と入力シャフト３１との間及び軸受７に導かれるように形成される。 軸受７に導かれたドレンオイルは、ワンウェイクラッチ５６を通り電動モータ１の内部へと流入する。 このように、オイルポンプ３０のポンプ室から漏れたドレンオイルは、入力シャフト３１の外周に沿って形成された導入通路７０を通じて、電動モータ１の内部に導かれると共に出力シャフト２と入力シャフト３１との間に導かれる。

電動モータ１は、内部へ導かれたドレンオイルをタンクへと排出する排出通路７１を有する。 排出通路７１は、出力シャフト２の外周とモータハウジング５の内周との間に環状通路として形成される。 なお、排出通路７１をモータハウジング５の内周に溝状に形成するようにしてもよい。

電動モータ１の内部へと流入したドレンオイルは、ロータ３とステータ４との間及び軸受８を通り、排出通路７１を通じて電動モータ１の外部へ排出される。 排出通路７１を通過したドレンオイルは、動力伝達機構５０を通じてタンクへと排出される。

また、導入通路７０を通じて出力シャフト２と入力シャフト３１との間に導かれたドレンオイルは、入力シャフト３１の外周と出力シャフト２の内周との間に介在された２つのブッシュ６１，６２を通り、動力伝達機構５０を通じてタンクへと排出される。

以上の実施の形態によれば、以下に示す作用効果を奏する。

オイルポンプ３０の内部から漏れたドレンオイルは、ある程度の圧力を有しているため、オイルポンプ３０から電動モータ１の内部を通じて大気圧のタンクへと一方向に流れる。 したがって、異物が混入しているおそれのある電動オイルポンプ１００外部のオイルが電動モータ１の内部へと入り込むことを防止することができるため、電動モータ１を防油構造とする必要がない。 つまり、電動モータ１を密閉する必要がなく、オイルシールやＯリングを廃止することができる。 よって、安価な電動オイルポンプ１００を得ることができる。

また、オイルポンプ３０の内部から漏れたドレンオイルは、潤滑が必要な軸受７、ワンウェイクラッチ５６、軸受８、及びブッシュ６１，６２へ連続的に供給されることになる。

また、オイルポンプ３０の内部から漏れたドレンオイルが導入通路７０及び排出通路７１を通じて電動モータ１の内部を通過するように構成したため、電動モータ１の内部をドレンオイルにて直接冷却することができる。 したがって、電動モータ１に放熱のための特別な構造を設ける必要がない。

さらに、電動モータ１の出力シャフト２を中空構造とし、オイルポンプ３０の入力シャフト３１が出力シャフト２を挿通する構造としたため、軸受の削減、構造の簡素化、省スペース化が可能となった。

本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。

例えば、第１サイドプレート３６を廃止し、ロータ３３及びカムリング３５の一側面にポンプカバー３２を当接して配置するようにしてもよい。 その場合には、導入通路７０は第２通路７０ｂのみにて構成されることになる。

また、上記実施の形態では、オイルポンプ３０がベーンポンプである場合について説明したが、オイルポンプ３０はギヤポンプやピストンポンプであってもよい。

本発明に係る電動オイルポンプは、車両用の無段変速機等に作動油を供給する油圧供給源として用いることができる。

１ 電動モータ２ 出力シャフト３０ オイルポンプ３１ 入力シャフト５０ 動力伝達機構５６ ワンウェイクラッチ７０ 導入通路７１ 排出通路１００ 電動オイルポンプ