【解決手段】外接ギヤポンプ1は、モータシャフト81と、モータシャフト81に連結された駆動ギヤ2と、駆動ギヤ2との噛み合いにより回転する従動ギヤ3と、駆動ギヤ2及び従動ギヤ3が収容されたポンプハウジング4とを備える。ポンプハウジング4は、駆動ギヤ2及び従動ギヤ3を収容する筒部41と、筒部41の軸方向一側及び他側に設けられた第1及び第2の側板部42,45と、駆動ギヤ2を支持する第1の支持部43と、従動ギヤ3を支持する第2の支持部44とを有し、第1の支持部43が第1の側板部42から第2の側板部45に向かって突出している。駆動ギヤ2は、第1の支持部43が挿入される支持孔202と、第2の側板部45に挿通されたモータシャフト81が相対回転不能に嵌合する嵌合孔201とを有し、支持孔202と嵌合孔201とが駆動ギヤ2の軸方向に並んで形成されている。
駆動源の駆動力によって回転する駆動軸と、前記駆動軸に連結された駆動ギヤと、前記駆動ギヤとの噛み合いにより回転する従動ギヤと、前記駆動ギヤ及び前記従動ギヤが収容されるポンプ室が形成されたハウジングとを備え、前記駆動ギヤ及び前記従動ギヤの回転によって流体を吸入側から吸入して吐出側に吐出する外接ギヤポンプであって、
前記ハウジングは、前記駆動ギヤ及び前記従動ギヤのギヤ歯の歯先面に対向する内面を有する筒部と、前記筒部の軸方向一側及び他側に設けられて前記筒部と共に前記ポンプ室を形成する第1及び第2の側板部と、前記駆動ギヤを支持する第1の支持部と、前記従動ギヤを支持する第2の支持部とを有し、
前記第1の支持部は、前記第1の側板部から前記第2の側板部に向かって突出し、
前記駆動ギヤは、前記第1の支持部が挿入される支持孔と、前記第2の側板部に挿通された前記駆動軸が相対回転不能に嵌合する嵌合孔とを有し、
前記支持孔と前記嵌合孔とが前記駆動ギヤの軸方向に並んで形成されている、
外接ギヤポンプ。
【背景技術】
【0002】
従来、駆動ギヤ及び従動ギヤの回転によって流体を吸入して吐出する外接ギヤポンプが例えば自動車の自動変速機に用いられている。駆動ギヤ及び従動ギヤは、ハウジングに形成されたポンプ室に収容され、その歯先面がポンプ室の内面に対向している。駆動ギヤは電動モータ等の駆動源の駆動力によって回転し、従動ギヤは駆動ギヤとの噛み合いによって回転する。
【0003】
特許文献1に記載の外接ギヤポンプの駆動ギヤ(原動ギヤ)及び従動ギヤは、複数の外歯が設けられたギヤ本体と、ギヤ本体の軸方向一端部及び他端部から同軸的に延出された軸状のシャフトとを有している。これらのシャフトは、ハウジングに設けられた軸受部に挿通されている。駆動ギヤは、一方のシャフトの先端部がハウジングの外部に突出し、この突出した部分から駆動源の駆動力を受けて回転する。
【0004】
特許文献2に記載の外接ギヤポンプの駆動ギヤ(第1の歯車)及び従動ギヤ(第2の歯車)は、中空の円筒状に形成されており、その中心部にハウジング(ケーシング)に設けられた一対の支承ジャーナルがそれぞれ受容されている。駆動ギヤを支持する支承ジャーナルには、駆動ギヤに駆動力を伝達する駆動軸が挿通されており、駆動軸の先端部に設けられた成形ヘッドを介して駆動軸と駆動ギヤとが連結されている。
【発明を実施するための形態】
【0011】
[第1の実施の形態]
本発明の実施の形態について、
図1乃至
図5を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。
【0012】
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る外接ギヤポンプを示す断面図である。
図2は、外接ギヤポンプのポンプ部を示す分解斜視図である。
図3は、ポンプ部の一部の構成部品を
図2とは反対側から見た状態を示す斜視図である。
図4は、駆動軸であるモータシャフトを示す斜視図である。
図5は、外接ギヤポンプの動作を説明するために示す説明図である。この外接ギヤポンプ1は、例えば自動車に搭載され、エンジンの出力を変速する自動変速機のアクチュエータに流体としての作動油を供給する。
【0013】
(外接ギヤポンプの構成)
外接ギヤポンプ1は、ポンプ部11と、モータ部12とを有している。ポンプ部11は、モータ部12によって1方向に回転駆動される駆動ギヤ2と、駆動ギヤ2との噛み合いにより回転する従動ギヤ3と、駆動ギヤ2及び従動ギヤ3が収容されるポンプ室400が形成されたポンプハウジング4と、駆動ギヤ2及び従動ギヤ3の回転を円滑にする第1及び第2の軸受5,6と、樹脂からなる板状のサイドプレート7とを備え、駆動ギヤ2及び従動ギヤ3の回転によって作動油を吸入側から吸入して吐出側に吐出する。
【0014】
モータ部12は、駆動軸であるモータシャフト81と、モータハウジング82と、モータハウジング82に保持された環状の固定子83と、固定子83の内側に配置された回転子84と、モータシャフト81を支持する第1及び第2の転がり軸受85,86とを有している。固定子83は、鉄心831と、巻線832と、鉄心831に取り付けられて巻線832が巻き付けられたたインシュレータ833とを有している。巻線832には、図略の制御装置から励磁電流が供給される。回転子84は、モータシャフト81に固定されたコア841と、コア841の外周面に取り付けられた複数の永久磁石842とを有している。固定子83及び回転子84は、モータシャフト81を回転させる駆動源としての駆動力発生機構8を構成する。駆動力発生機構8は、固定子83と回転子84との間に作用する磁力によって駆動力を発生する。
【0015】
モータハウジング82は、固定子83の鉄心831が固定された筒状の本体部821と、本体部821におけるポンプ部11とは反対側の端部を閉塞する蓋部822とを有し、本体部821と蓋部822とが複数のボルト823によって締結されている。本体部821は第1の転がり軸受85を支持し、蓋部923は第2の転がり軸受85を支持している。
【0016】
第1の転がり軸受85は、回転子84よりもポンプ部11側でモータシャフト81を支持し、第2の転がり軸受86は、回転子84のポンプ部11とは反対側でモータシャフト81を支持している。第1及び第2の転がり軸受85,86は、それぞれが外輪851,861、内輪852,862、及び複数の球状の転動体853,863を有する玉軸受である。
【0017】
モータシャフト81は、
図4に示すように、駆動ギヤ2に嵌合する四角柱状の嵌合部810と、外径がそれぞれ異なる円柱状の第1乃至第3軸部811〜813とを一体に有している。第1乃至第3軸部811〜813は、軸方向に並び、嵌合部810に連続する第1軸部811の外径が第2軸部812の外径よりも小さく、嵌合部810とは反対側の端部における第3軸部813の外径が第2軸部812の外径よりも大きい。第2軸部812の外周には、回転子84のコア841が固定されている。第1の転がり軸受85の内輪852は、第1軸部811における第2軸部812側の端部に嵌着され、第2の転がり軸受86の内輪862は、第2軸部812における第3軸部813側の端部に嵌着されている。
【0018】
駆動ギヤ2は、中心部における基部21と、基部21から放射状に設けられた複数のギヤ歯22とを一体に有し、モータシャフト81に連結されている。また、駆動ギヤ2は、モータシャフト81の嵌合部810が相対回転不能に嵌合する嵌合孔201と、後述するポンプハウジング4の第1の支持部43が挿入される支持孔202とを有している。嵌合孔201及び支持孔202は、駆動ギヤ2の軸方向に並んで基部21に形成されている。嵌合孔201及び支持孔202の中心軸は、駆動ギヤ2の回転軸線に一致している。
【0019】
嵌合孔201は、駆動ギヤ2の一方の軸方向端面2aに開口し、支持孔202は、駆動ギヤ2の他方の軸方向端面2bに開口している。嵌合孔201及び支持孔202とは、区画部211によって区画されている。嵌合孔201の形状はモータシャフト81の嵌合部810に対応する形状であり、嵌合孔201にモータシャフト81の嵌合部810が嵌合することで、駆動ギヤ2とモータシャフト81とが相対回転不能に連結される。
【0020】
本実施の形態では、駆動ギヤ2を軸方向から見た嵌合孔201の形状が矩形状であり、モータシャフト81の嵌合部810が駆動ギヤ2の嵌合孔201に圧入によって嵌合されている。これにより、駆動ギヤ2が、一対の転がり軸受85,86によってモータハウジング82に支持されたモータシャフト81によっても支持されている。すなわち、駆動ギヤ2は、第1の支持部43及びモータシャフト81の嵌合部810によって両端支持されており、これにより軸方向の傾きが抑制されている。
【0021】
従動ギヤ3は、中心部に軸孔30が形成された円筒状の基部31と、基部31から放射状に設けられた複数のギヤ歯32とを一体に有している。軸孔30は、基部31を軸方向に貫通し、従動ギヤ3の一方及び他方の軸方向端面3a,3bに開口している。従動ギヤ3のギヤ歯32と駆動ギヤ2のギヤ歯22とは互いに噛み合っている。従動ギヤ3は、この噛み合いによって駆動ギヤ2から回転力を受けてポンプ室400内で回転する。
【0022】
ポンプハウジング4は、駆動ギヤ2及び従動ギヤ3のギヤ歯22,32の歯先面22a,32aに対向する内面41aを有する筒部41と、筒部41の軸方向一側に設けられた平板状の第1の側板部42と、第1の側板部42から筒部41内に突出する第1及び第2の支持部43,44と、筒部41の軸方向他側に設けられて第1の側板部42と向かい合う第2の側板部45とを有している。第1の側板部42及び第2の側板部45は、筒部41と共にポンプ室400を形成する。第1及び第2の支持部43,44は、それぞれが円柱状であり、第1の側板部42から第2の側板部45に向かって互いに平行に突出している。筒部41には、ポンプ室400に作動油を吸入する吸入口411と、ポンプ室400から作動油を吐出する吐出口412とが形成されている。
【0023】
第1の支持部43は、駆動ギヤ2の支持孔202に挿入されて駆動ギヤ2を回転可能に支持している。第2の支持部44は、従動ギヤ3の軸孔30に挿入されて従動ギヤ3を回転可能に支持している。駆動ギヤ2の軸方向において、嵌合孔201と支持孔202とを区画する区画部211は、ギヤ歯32の歯筋方向の中央部を含む位置に形成されている。ここで、歯筋方向の中央部とは、駆動ギヤ2にギヤ歯22が設けられた範囲を軸方向に二等分する位置をいい、
図1ではこの位置を二点鎖線で図示している。また、
図1では、駆動ギヤ2及び従動ギヤ3の回転軸線をそれぞれ一点鎖線で図示している。
【0024】
ポンプハウジング4は、第1の側板部42ならびに第1及び第2の支持部43,44が一体に設けられ、筒部41と第2の側板部45とが一体に設けられている。筒部41と第1の側板部42とは、複数のボルト46によって締結されている。複数のボルト46は、第1の側板部42に形成されたボルト挿通孔420に挿通され、筒部41に形成されたねじ孔410に螺合している。
【0025】
第2の側板部45には、モータシャフト81を挿通させる挿通孔450が形成されている。挿通孔450の内周面とモータシャフト81の第1軸部811との外周面との間には、作動油の漏出を防ぐためのシール部材47が配置されている。また、第2の側板部45は、複数のボルト48(
図1参照)によってモータハウジング82の本体部821と締結されている。
【0026】
第1及び第2の支持部43,44の外周に配置された第1及び第2の軸受5,6は、円筒状に形成されたすべり軸受である。第1の軸受5は、駆動ギヤ2の支持孔202の内面と第1の支持部43との間に配置されている。第2の軸受6は、従動ギヤ3の軸孔30の内面と第2の支持部44との間に配置されている。第1の軸受5は、駆動ギヤ2の支持孔202に圧入され、駆動ギヤ2と一体に回転する。第2の軸受6は、従動ギヤ3の軸孔30に圧入され、従動ギヤ3と一体に回転する。第1の軸受5の内径は第1の支持部43の外径よりも僅かに大きく、第2の軸受6の内径は第2の支持部44の外径よりも僅かに大きい。駆動ギヤ2は、支持孔202に嵌入された第1の軸受5を介して第1の支持部43に支持され、従動ギヤ3は、軸孔30に嵌入された第2の軸受6を介して第2の支持部44に支持されている。
【0027】
サイドプレート7は、駆動ギヤ2及び従動ギヤ3とポンプハウジング4の第2の側板部45との間に配置されている。サイドプレート7には、モータシャフト81の嵌合部810を挿通させる貫通孔70が形成されている。貫通孔70は、駆動ギヤ2及び従動ギヤ3側の表(おもて)面7a、及び第2の側板部45側の裏面7bに開口している。サイドプレート7は、駆動ギヤ2と従動ギヤ3の並び方向に沿った長手方向の寸法がポンプ室400の同方向の長さと略同一であり、長手方向の中央部においてこの長手方向に直交する短手方向の長さがポンプ室400の同方向の長さよりも短くなっている。よって、第1の側板部42側から第2の側板部45を見た場合に、吸入口411及び吐出口412の近傍において第2の側板部45がサイドプレート7に覆われていない領域が存在する。
【0028】
サイドプレート7の裏面7bには、サイドプレート7の厚さ方向に窪んだ溝7cが形成され、この溝7cにゴム製のサイドシール71がサイドプレート7の厚さ方向に圧縮された状態で配置されている。サイドシール71は、第2の側板部45に弾接し、ポンプ室400を吸入口411側の低圧室401と吐出口412側の高圧室402とに区画している。また、サイドプレート7の表面7aは、サイドシール71の復元力によって駆動ギヤ2の軸方向端面2a及び従動ギヤ3の軸方向端面3aに押し付けられている。また、駆動ギヤ2及び従動ギヤ3は、サイドプレート7から受ける押し付け力により、サイドプレート7とは反対側の軸方向端面2b,3bが第1の側板部42に押し付けられている。
【0029】
(外接ギヤポンプの動作)
上記のように構成された外接ギヤポンプ1は、駆動力発生機構8の駆動力によって駆動ギヤ2及び従動ギヤ3がポンプ室400内で回転することで、吸入口411から吸入した作動油を吐出口412から吐出する。
図4では、駆動ギヤ2及び従動ギヤ3の回転方向を矢印で示している。
【0030】
ポンプハウジング4における筒部41の内面41aと駆動ギヤ2及び従動ギヤ3の複数のギヤ歯22,32の歯先面22a,32aとは、例えば3〜4μmの僅かな隙間(シール隙間)を介して向かい合う。駆動ギヤ2の周方向に隣り合う2つのギヤ歯22の間、及び従動ギヤ3の周方向に隣り合う2つのギヤ歯32の間には、それぞれ油室Sが形成されている。吸入口411から吸入された作動油は、駆動ギヤ2及び従動ギヤ3の回転に伴い、油室Sによって低圧室401から高圧室402に移動する。高圧室402では、駆動ギヤ2のギヤ歯22と従動ギヤ3のギヤ歯32とが噛み合うことによる容積変化によって作動油の圧力が高められ、吐出口412から作動油が吐出される。
【0031】
(第1の実施の形態の作用及び効果)
以上説明した第1の実施の形態では、駆動ギヤ2がその支持孔202に挿入される第1の支持部43によって回転可能に支持されると共に、嵌合孔201に一端部が嵌合するモータシャフト81によって回転駆動され、かつ嵌合孔201と支持孔202とが駆動ギヤ2の軸方向に並んで形成されている。また、従動ギヤ3がその軸孔30に挿入される第2の支持部44によって回転可能に支持されている。これにより、駆動ギヤ2及び従動ギヤ3を軸方向に小型化することができ、外接ギヤポンプ1の小型化が可能となる。
【0032】
[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態について、
図6を参照して説明する。
【0033】
図6は、本実施の形態に係る外接ギヤポンプ1Aを示す断面図である。
図6において、第1の実施の形態で説明したものと機能が共通する部材等については、
図1乃至
図5に付したものと同一の符号を付して重複した説明を省略する。以下、第1の実施の形態との違いの部分について説明する。
【0034】
第1の実施の形態では、駆動ギヤ2の軸方向において、支持孔202がギヤ歯32の歯筋方向の中央部よりも第1の側板部42側のみに形成された場合について説明したが、本実施の形態では、支持孔202及び第1の支持部43がギヤ歯32の歯筋方向の中央部の第1の側板部42側及び第2の側板部45にわたって形成されている。第1の軸受5は、支持孔202の略全体にわたって嵌入されており、駆動ギヤ2の軸方向において、駆動ギヤ2と従動ギヤ3との噛み合い部の軸方向の中心位置(
図6に示す二点鎖線の位置)を含む範囲に配置されている。
【0035】
また、第1の実施の形態では、モータシャフト81の嵌合部810が駆動ギヤ2の嵌合孔201に圧入嵌合された場合について説明したが、本実施の形態では、モータシャフト81の嵌合部810が嵌合孔201に圧入されておらず遊嵌されており、回転方向に嵌合部810と嵌合孔201が係合している。
【0036】
本実施の形態によっても、第1の実施の形態と同様の作用及び効果が得られる。また、駆動ギヤ2の軸方向において、第1の軸受5が駆動ギヤ2と従動ギヤ3との噛み合い部の軸方向の中心位置を含む範囲に配置されているので、モータシャフト81の嵌合部810が嵌合孔201に圧入されていなくとも、第1の支持部43によって駆動ギヤ2の軸方向の傾きが抑制される。
【0037】
[第3の実施の形態]
次に、本発明の第3の実施の形態について、
図7を参照して説明する。
【0038】
図7は、本実施の形態に係る外接ギヤポンプ1Bを示す断面図である。この外接ギヤポンプ1Bは、第1の軸受5の長さ及び位置が異なる他は、第2の実施の形態に係る外接ギヤポンプ1Aと同様に構成されている。
【0039】
本実施の形態では、第1の軸受5の長さが第2の実施の形態よりも短く、第1の軸受5が支持孔202の底部側(区画部211側)に偏って嵌入している。また、本実施の形態では、駆動ギヤ2における従動ギヤ3との噛み合い部の軸方向の中心位置と、第1の軸受5の軸方向の中心位置とが一致している。すなわち、第1の軸受5の軸方向の中心位置が、
図7に二点鎖線で示す駆動ギヤ2と従動ギヤ3との噛み合い部の軸方向の中心位置に一致している。なお、モータシャフト81の嵌合部810は、第2の実施の形態と同様に、駆動ギヤ2の嵌合孔201に遊嵌されている。
【0040】
これにより、高圧室402における作動油の圧力及び従動ギヤ3との噛み合い反力を駆動ギヤ2から受ける第1の軸受5の荷重中心と軸方向の中心位置とが一致するので、駆動ギヤ2の軸方向の傾きがより確実に抑制される。
【0041】
(付記)
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、これらの実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【0042】
また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能であり、上記各実施の形態の構成を適宜組み合わせて実施してもよい。また、上記各実施の形態では、駆動ギヤ2を駆動する駆動源として磁力によって駆動力を発生する駆動力発生機構8を用いた場合について説明したが、これに限らず、例えば自動車のエンジン等の走行用の駆動源の駆動力の一部によって駆動ギヤ2を駆動してもよい。また、上記各実施の形態では、ポンプ室400内に単一のサイドプレート7が配置された場合について説明したが、これに限らず、駆動ギヤ2及び従動ギヤ3の軸方向両側にそれぞれサイドプレート7を配置してもよい。
【0043】
また、上記各実施の形態では、駆動ギヤ2の嵌合孔201と支持孔202とが区画部211によって区画された場合について説明したが、嵌合孔201と支持孔202とが連通していてもよい。嵌合孔201と支持孔202とを連通して形成することにより、駆動ギヤ2の加工が容易となる。