(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022148760
(43)【公開日】2022-10-06
(54)【発明の名称】逆止弁機構、電動オイルポンプ、および逆止弁部品ユニット
(51)【国際特許分類】
F04C 2/10 20060101AFI20220929BHJP
F04C 14/24 20060101ALI20220929BHJP
F04C 15/06 20060101ALI20220929BHJP
【FI】
F04C2/10 341E
F04C14/24 A
F04C15/06 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021050568
(22)【出願日】2021-03-24
(71)【出願人】
【識別番号】000102692
【氏名又は名称】NTN株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100107423
【弁理士】
【氏名又は名称】城村 邦彦
(74)【代理人】
【識別番号】100120949
【弁理士】
【氏名又は名称】熊野 剛
(74)【代理人】
【識別番号】100155457
【弁理士】
【氏名又は名称】野口 祐輔
(72)【発明者】
【氏名】北山 直嗣
(72)【発明者】
【氏名】石川 慎太朗
【テーマコード(参考)】
3H041
3H044
【Fターム(参考)】
3H041AA02
3H041BB03
3H041CC15
3H041DD13
3H041DD20
3H044AA02
3H044BB03
3H044CC14
3H044DD10
3H044DD13
(57)【要約】
【課題】逆止弁機構の電動オイルポンプ等への組み付け性を向上させ、組立設備の簡素化および低コスト化を図る。
【解決手段】逆止弁機構70は、シール面74と、ボール71と、ボール71をシール面74に押し付けるスプリング72と、ボール71及びスプリング72を内周に保持するホルダ75とを備える。ホルダ75に、スプリング72を下流側から支持する底部75cと、ボール71に上流側から係合可能な係止部77とを設ける。
【選択図】
図4
【特許請求の範囲】
【請求項1】
シール面と、ボールと、前記ボールを上流側に付勢して前記シール面に押し付ける付勢部材と、前記ボール及び前記付勢部材を内周に保持するホルダとを備えた逆止弁機構であって、
前記ホルダが、前記付勢部材を下流側から支持する支持部と、前記ボールに上流側から係合可能な係止部とを有する逆止弁機構。
【請求項2】
前記係止部が、前記ホルダの周方向に離間した複数箇所に設けられた請求項1に記載の逆止弁機構。
【請求項3】
前記係止部が、前記ボールの通過を許容可能な位置まで外径側に弾性的に変位可能である請求項1又は2に記載の逆止弁機構。
【請求項4】
前記係止部の内径が、前記ボールの直径よりも小さく、且つ、前記付勢部材の外径よりも大きい請求項1~3の何れか1項に記載の逆止弁機構。
【請求項5】
前記ホルダが、流路方向に沿って延びる複数のガイド部を有する請求項1~4の何れか1項に記載の逆止弁機構。
【請求項6】
各ガイド部の先端に前記係止部を設けた請求項5に記載の逆止弁機構。
【請求項7】
前記シール面に前記ボールが当接した状態で、前記係止部と前記ボールとが離間している請求項1~6の何れか1項に記載の逆止弁機構。
【請求項8】
モータ部と、前記モータ部で駆動されるポンプ部と、前記モータ部及び前記ポンプ部を収容するハウジングと、前記ハウジングの表面に形成されたオイル吸入口及びオイル吐出口と、前記オイル吸入口と前記ポンプ部とを連通する吸入管路と、前記オイル吐出口と前記ポンプ部とを連通する吐出管路と、前記吐出管路に設けられた請求項1~7の何れか1項に記載の逆止弁機構とを備えた電動オイルポンプ。
【請求項9】
前記シール面が前記ハウジングに形成された請求項8に記載の電動オイルポンプ。
【請求項10】
ボールと、前記ボールを上流側に付勢する付勢部材と、前記ボール及び前記付勢部材を内周に保持するホルダとを備えた逆止弁部品ユニットであって、
前記ホルダが、前記付勢部材を下流側から支持する支持部と、前記ボールに上流側から係合可能な係止部とを有する逆止弁部品ユニット。
【請求項11】
前記係止部が、前記ホルダの周方向に離間した複数箇所に設けられた請求項10に記載の逆止弁部品ユニット。
【請求項12】
前記係止部の内径が、前記ボールの直径よりも小さく、且つ、前記付勢部材の外径よりも大きい請求項10又は11に記載の逆止弁部品ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、逆止弁機構およびこれを備えた電動オイルポンプ、並びに逆止弁機構に設けられる逆止弁部品ユニットに関する。
【背景技術】
【0002】
近年の自動車等の車両では、車両各部へのオイルの供給を電動オイルポンプを用いて行う場合がある。例えばアイドリングストップ機構(停車時にエンジンを自動停止する機構)を備えた車両やハイブリッド車両では、エンジン停止中にトランスミッションに油圧を供給する電動オイルポンプが設けられる。
【0003】
この場合、何らかの原因でトランスミッションの油路のオイルが逆流すると、電動オイルポンプの吐出側からオイルが流入し、この油圧によってポンプが逆回転して、主にポンプを駆動するモータ部やコントローラが損傷するおそれがある。
【0004】
例えば、下記の特許文献1には、トランスミッションの油路に逆止弁を設けることで、オイルの逆流を防止する構成が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
上記のように、トランスミッションの油路に逆止弁を設ける場合、逆止弁を設けるためにトランスミッションの油路の設計を変更する必要があるため、設計工数がかかってしまう。
【0007】
そこで、本発明者らは、トランスミッションではなく、電動オイルポンプに逆止弁を設けることを検討した。具体的には、
図12に示すように、電動オイルポンプのハウジング150に形成された吐出管路161に逆止弁機構170を設けた。この逆止弁機構170は、
図12および
図13に示すように、ボール171と、スプリング172と、これらを内周に保持する保持部173と、シール面174とを有する。シール面174は、電動オイルポンプのハウジング150に形成される。図示例では、吐出管路161が、小径部161aと大径部161bを有し、これらを接続する段差部161cの内径端にシール面174が形成される。
【0008】
保持部173は、ホルダ175と抜け止め部材176とを有する。ホルダ175の内周にボール171及びスプリング172が配され、抜け止め部材176が吐出管路161の大径部161bに圧入固定される。スプリング172の付勢力により、ボール171がシール面174に押し付けられ、これにより吐出管路161が閉塞される。電動オイルポンプを駆動して吐出管路161にオイルが吐出されると、その油圧によりボール171が押し下げられてシール面174から離反する(
図12の点線参照)。これにより、オイルがボール171の外周を回り込んで、吐出管路161の下端に設けられたオイル吐出口165から吐出される(点線矢印A参照)。
【0009】
上記の逆止弁機構170をハウジング150に組み付ける際には、オイル吐出口165から吐出管路161に、ボール171、スプリング172、ホルダ175が順に挿入される。しかし、このように、各部品を一つずつ吐出管路161に挿入して組み付ける作業は手間がかかるため、組立設備が複雑かつ高コストになる。
【0010】
そこで、本発明は、電動オイルポンプ等への逆止弁機構の組み付け性を向上させ、組立設備の簡素化および低コスト化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
前記課題を解決するために、本発明は、シール面と、ボールと、前記ボールを上流側に付勢して前記シール面に押し付ける付勢部材と、前記ボール及び前記付勢部材を内周に保持するホルダとを備えた逆止弁機構であって、前記ホルダが、前記付勢部材を下流側から支持する支持部と、前記ボールに上流側から係合可能な係止部とを有する逆止弁機構を提供する。
【0012】
このように、保持部に支持部および係止部を設けることで、保持部の内周からのボールおよび付勢部材の脱落を防止できるため、保持部、ボール、および付勢部材を、逆止弁部品ユニットとして一体的に取り扱うことができる。こうして一体化した逆止弁部品ユニットを電動オイルポンプのハウジング等に組み付けることで、各部品を一つずつ組み付ける場合と比べて、組み付け性が向上する。
【0013】
係止部は、例えばホルダの周方向に離間した複数箇所に設けることができる。
【0014】
係止部は、ボールの通過を許容可能な位置まで外径側に弾性的に変位可能であることが好ましい。これにより、係止部の内周にボールを押し込んで、係止部を外径側に弾性的に変位させながらボールを通過させることで、保持部の内周にボールを簡単に組み込むことができる。
【0015】
係止部の内径をボールの直径よりも小さくすることで、係止部をボールと係合させることができる。また、係止部の内径を付勢部材の外径よりも大きくすることで、付勢部材を、係止部側(上流側)から保持部の内周に挿入することができる。
【0016】
ホルダは、流路方向に沿って延びる複数のガイド部を有する構成とすることができる。この場合、各ガイド部の先端に係止部を設けることができる。
【0017】
上記の逆止弁機構は、シール面にボールが当接した状態で、係止部とボールとが離間した構成とすることができる。この場合、ボールは、係止部と接触する前にシール面に当接するため、係止部はボールと接触することがない。すなわち、係止部は、逆止弁機構を対象部品に組み込む前の状態で、保持部からのボールの飛び出しを防止する機能を果たす。
【0018】
上記の逆止弁機構は、例えば電動オイルポンプに組み込まれる。この電動オイルポンプは、モータ部と、前記モータ部で駆動されるポンプ部と、前記モータ部及び前記ポンプ部を収容するハウジングと、前記ハウジングの表面に形成されたオイル吸入口及びオイル吐出口と、前記オイル吸入口と前記ポンプ部とを連通する吸入管路と、前記オイル吐出口と前記ポンプ部とを連通する吐出管路と、前記吐出管路に設けられた上記逆止弁機構とを備える。この場合、逆止弁機構のシール面は、ハウジングに形成することができる。
【発明の効果】
【0019】
以上のように、逆止弁機構の保持部にボールの飛び出しを防止する係止部を設けることで、逆止弁機構の電動オイルポンプ等への組み付け性が向上し、組立設備の簡素化および低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【
図1】本発明の一実施形態に係る電動オイルポンプの軸方向断面図である。
【
図2】
図1のII-II線における軸直交方向断面図である。
【
図4】上記電動オイルポンプに設けられる逆止弁機構の断面図である。
【
図5】上記逆止弁機構を構成する部品ユニットの斜視図である。
【
図7】上記逆止弁機構のボール及びシール面の拡大断面図である。
【
図8】他の例に係る逆止弁機構のボール及びシール面の拡大断面図である。
【
図9】上記逆止弁機構のシール面の成形方法を示す断面図である。
【
図10】他の実施形態に係る逆止弁部品ユニットの断面図である。
【
図13】
図12の逆止弁機構を構成する部品ユニットの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【0022】
本実施形態の電動オイルポンプは、主にエンジンの停止中にトランスミッションに油圧を供給するものである。電動オイルポンプが、トランスミッションケース底部のオイル溜りからオイルを吸引し、このオイルを吐出してトランスミッション内にオイルを圧送することにより、トランスミッション内で必要な油圧や潤滑油量が確保される。
【0023】
図1に示すように、本実施形態の電動オイルポンプ1は、油圧を発生させるポンプ部2と、ポンプ部2を駆動するモータ部3と、モータ部3を制御する制御回路が設けられたコントローラ4(メイン基板)と、ポンプ部2、モータ部3、およびコントローラ4を収容するハウジング5とを有する。以下、それぞれの部材または要素を詳細に説明する。
【0024】
なお、以下の説明において、モータ部3の軸心Oと平行な方向を「軸方向」と呼び、軸心Oを中心とする円の半径方向を「半径方向」と呼ぶ(「内径方向」および「外径方向」も当該円の内径方向および外径方向を意味する)。また、軸心Oを中心とする円の円周方向を「周方向」と呼ぶ。
【0025】
図1及び
図2に示すように、本実施形態のポンプ部2は、回転することでオイルを圧送する回転式ポンプである。具体的に、ポンプ部2は、複数の外歯が形成されたインナロータ21と、複数の内歯が形成されたアウタロータ22と、インナロータ21およびアウタロータ22を収容する静止部材としてのポンプケース23とを有するトロコロイドポンプである。アウタロータ22の内径側にインナロータ21が配置されている。アウタロータ22は、インナロータ21に対して偏心した位置にある。アウタロータ22の一部の歯部がインナロータ21の一部の歯部と噛み合っている。なお、インナロータ21の歯数をnとすると、アウタロータ22の歯数は(n+1)である。アウタロータ22の外周面およびポンプケース23の内周面は何れも互いに嵌合可能な円筒面である。アウタロータ22は、インナロータ21の回転に伴って従動回転するように、ポンプケース23の内周に回転可能に配置される。
【0026】
図1に示すように、モータ部3はポンプ部2と軸方向に並べて配置される。モータ部3として、例えば3相ブラシレスDCモータが使用される。モータ部3は、複数のコイル30aを有するステータ30と、ステータ30の内側に隙間をもって配置されたロータ31と、ロータ31に結合された出力軸32とを有する。ステータ30には、U相、V相、W相の三相に対応したコイル30aが形成されている。
【0027】
出力軸32は、軸受33,34を介してハウジング5に対して回転可能に支持されている。出力軸32のポンプ部2側の端部には、ポンプ部2のインナロータ21が装着されている。出力軸32とポンプ部2の間に減速機は配置されておらず、インナロータ21はモータ部3の出力軸32に嵌合されており、例えば二面幅によって動力伝達可能とされている。軸方向ポンプ部2側に位置する軸受33とインナロータ21との間に、出力軸32の外周面に摺接するシールリップを備えたシール35が配置される。このシール35によって、ポンプ部2からモータ部3へのオイルの漏洩が防止されている。軸方向ポンプ部2側の軸受33とシール35との間には、軸方向に圧縮された弾性部材36が配置され、軸受33、34に対し予圧を与えている。
【0028】
モータ部3におけるロータ31の回転角を検出するため、モータ部3の回転側と静止側の間に検出部37が設けられる。本実施形態の検出部37は、出力軸32の反ポンプ部側の軸端にブラケット38を介して取り付けられたセンサマグネット37a(例えばネオジウムボンド磁石)と、静止側となるハウジング5に設けられたMR素子等の磁気センサ37bとで構成することができる。磁気センサ37bは、出力軸32の反ポンプ側の軸端と対向して配置され、かつ出力軸32と直交する方向に配置されたサブ基板39に取り付けられる。磁気センサ37bの検出値は、後述するコントローラ4(メイン基板)の制御回路に入力される。
【0029】
なお、磁気センサ37bとして、ホール素子を使用することもできる。また、検出部37としては、磁気センサの他、光学式エンコーダやレゾルバ等を用いることもできる。なお、センサレスでモータ部3を駆動することもできる。
【0030】
本実施形態のコントローラ4は、モータ部3の出力軸32と平行に配置される。コントローラ4には、複数の電子部品41が実装されている。これらの電子部品41でモータ部3の駆動を制御する制御回路が構成される。図示例では、コントローラ4が、電子部品41を実装した面(実装面)40をポンプ部2およびモータ部3と対向させて配置される。コントローラ4には、外部電源からコネクタ42を介して電力が供給される。
【0031】
ハウジング5は、両端を開口した筒状のハウジング本体50と、ハウジング本体50の軸方向ポンプ側の開口部を閉鎖する第一蓋部51と、ハウジング本体50の軸方向反ポンプ側の開口部を閉鎖する第二蓋部52とを有する。第一蓋部51および第二蓋部52はそれぞれ複数の締結用ボルトB1、B2を用いてハウジング本体50に固定される。
【0032】
第二蓋部52は、反ポンプ部側の軸受34を支持する円筒形状のベアリングケース52aと、ベアリングケース52aの反ポンプ部側開口部を閉鎖するカバー52bとを有する。ベアリングケース52aの内径側にサブ基板39が配置される。カバー52bは、ベアリングケース52aに図示しない締結部材を用いて取り付けられる。
【0033】
ハウジング本体50は、ポンプ部2を収容するポンプ収容部53、モータ部3を収容するモータ収容部54、およびコントローラ4を収容するコントローラ収容部55を有し、一部品の形で一体に形成される。ハウジング本体50は、例えば鋳造や切削あるいはこれらの組み合わせにより形成される。ハウジング本体50、第一蓋部51、および第二蓋部52は導体でかつ熱伝導性が良好な金属材料、例えばアルミニウム合金で形成される。この他、ハウジング本体50、第一蓋部51、および第2蓋部52のうちの一つ又は複数を他の金属材料(例えば、鉄系金属)や樹脂で形成してもよい。
【0034】
ハウジング5のポンプ収容部53は、ポンプ部2のポンプケース23を含む概略円筒状の形態を有する。ポンプ収容部53には、インナロータ21及びアウタロータ22が収容されるポンプ室66と、吸入ポート62および吐出ポート64とが形成される。吸入ポート62および吐出ポート64は、何れもポンプ室66のモータ部3側(
図1の左側)に隣接して設けられ、インナロータ21とアウタロータ22の噛み合い部に開口している。吸入ポート62と吐出ポート64は、
図2に示すように、何れも出力軸32の円周方向に延びる円弧状をなし、円周方向で180°対向する位置に設けられる。
【0035】
ハウジング5のモータ収容部54は円筒状に形成される。モータ収容部54の円筒状内周面に、モータ部3のステータ30が圧入もしくは接着固定されている。ハウジング5のコントローラ収容部55は、半径方向の外径側(
図1の下側)が開口しており、内周にコントローラ4を収容した後、開口部がカバー57により閉鎖される。カバー57は締結部材B3を用いてハウジング本体50に取り付けられる。
【0036】
図1および
図3に示すように、ハウジング本体50の軸方向両側には、電動オイルポンプ1を取り付け対象(本実施形態ではトランスミッションケース)に取り付けるためのフランジ状の取り付け部58、59が一体に形成される。ポンプ部2側の取り付け部58に二つの締結用孔58aが形成され、反ポンプ部側の取り付け部59に二つの締結用孔59aが形成されている。これら締結用孔58a、59aに図示しない締結部材を挿入し、当該締結部材を取り付け対象にねじ込むことで、電動オイルポンプ1が取り付け対象に取り付けられる。
【0037】
図1及び
図2に示すように、ハウジング本体50には、ポンプ部2に供給されるオイルが流通する吸入管路60と、ポンプ部2から吐出されたオイルが流通する吐出管路61とが設けられる。本実施形態では、吸入管路60および吐出管路61が、何れも直線状に形成される。吸入管路60および吐出管路61は、例えば、ハウジング本体50にドリル等による機械加工で形成された貫通孔で構成される。この場合、吸入管路60および吐出管路61の内周面は、ハウジング本体50に直接形成される。
【0038】
吸入管路60の一端は吸入ポート62に接続され、吐出管路61の一端は吐出ポート64に接続される。吸入管路60の他端はハウジング本体50の表面に開口し、この開口部がオイル吸入口63となる(
図3参照)。吐出管路61の他端はハウジング本体50の表面に開口し、この開口部がオイル吐出口65となる。オイル吸入口63およびオイル吐出口65は、ハウジング5のうち、取り付け対象と対向する面に設けられる。これにより、電動オイルポンプ1の周囲にオイル用配管を引き回す必要がなくなり、電動オイルポンプ1の周辺構造を簡略化することができる。
【0039】
本実施形態では、
図4に示すように、吐出管路61が、小径部61aと、小径部61aの下流側に設けられた大径部61bとを有する。小径部61aの上流側端部は、吐出ポート64に連通している。大径部61bの下流側端部は、ハウジング本体50の表面に開口し、この開口部がオイル吐出口65となる。吐出管路61の小径部61aの内周面と大径部61bの内周面とは段差部61cで接続される。図示例では、段差部61cが、吐出管路61の中心線L方向(以下、「流路方向」という)と直交する平坦面61dを有する。
【0040】
吐出管路61には逆止弁機構70が設けられる。逆止弁機構70は、
図4および
図5に示すように、ボール71と、付勢部材としてのスプリング72と、ボール71及びスプリング72を保持する保持部73と、シール面74とを有する。図示例では、シール面74がハウジング本体50に形成される。詳しくは、吐出管路61の段差部61cの内径端に、シール面74が形成される。本実施形態では、段差部61cの内径端に面取り部が形成され、この面取り部がシール面74として機能する。図示例では、シール面74が、ボール71の外周面と同形状の球面で構成される。この他、シール面74を、断面直線状のテーパ面で構成してもよい。また、段差部61cの内径端に面取り部を形成せず、この部分に形成される角部をシール面74としてもよい。
【0041】
本実施形態の保持部73は、ホルダ75と抜け止め部材76とを有する。ホルダ75は、ボール71の流路方向の移動を案内するガイド部75aを有する。図示例では、流路方向に延びる複数(例えば4本)のガイド部75aが周方向等間隔に設けられる。複数のガイド部75aの上流端は、円筒部75bで連結される。図示例では、ガイド部75aの上流端が、円筒部75bよりも上流側に突出している。隣り合うガイド部75aの周方向間隔は、ボール71の直径D2やスプリング72の外径D3よりも小さい。各ガイド部75aの内径面は、上流側に行くにつれて、若干外径側に変位するように傾斜している。すなわち、吐出管路61の直径方向で対向するガイド部75aの間隔が、上流側に行くほど広がっている。
【0042】
ホルダ75は、スプリング72を下流側から支持する支持部としての底部75cを有する。底部75cは、複数のガイド部75aの下流端付近に設けられる。底部75cは略円盤状を成し、その軸心には貫通孔が形成される。複数のガイド部75aの内周に、ボール71及びスプリング72が内周に配され、これらがガイド部75aで外周から保持される。ホルダ75は、吐出管路61の大径部61bの内周に隙間を介して挿入される。ホルダ75の上流端は、吐出管路61の段差部61cに当接している。この状態で、ボール71はシール面74(段差部61cの内径端)に当接し、このボール71とホルダ75の底部75cとの間にスプリング72が圧縮状態で配される。
【0043】
保持部73には、ボール71の飛び出しを規制する係止部が設けられる。本実施形態では、
図6に拡大して示すように、ホルダ75の上流端に、内径向きに突出した係止部77が設けられる。係止部77は、ホルダ75の各ガイド部75aの上流端に設けられ、その結果、係止部77が周方向に離間した複数箇所(図示例では4か所)に設けられる。係止部77の内径D1(各係止部77の内径端を通る円の直径)は、ボール71の直径D2よりも僅かに小さく、且つ、スプリング72の外径D3よりも僅かに大きい。係止部77は、ホルダ75と一体に樹脂で射出成形される。このとき、係止部77はアンダーカットとなるが、成形品(係止部77付近)を弾性変形させながら離型する、いわゆる「無理抜き」により形成することができる。
【0044】
抜け止め部材76は、リング状をなし、吐出管路61の大径部61bに圧入やねじ止め等の適宜の手段により固定される(
図4参照)。抜け止め部材76と吐出管路61の段差部61cとでホルダ75を流路方向両側から挟持することにより、ホルダ75がハウジング本体50に固定される。図示例では、抜け止め部材76が、ハウジング本体50の表面50aよりも上流側に後退させた位置に固定される。これにより、逆止弁機構70がハウジング本体50の内部に完全に収容されるため、他部材との干渉を回避できる。なお、抜け止め部材76は、止め輪であってもよい。この場合、吐出管路61の大径部61bの内周面に環状溝を形成し、この環状溝に止め輪(抜け止め部材)を装着する(図示省略)。
【0045】
ボール71は、シール面74(ハウジング本体50)よりも硬い材質で形成され、例えば鉄系金属、具体的には炭素鋼、特にステンレス鋼で形成される。スプリング72は、鉄系金属、例えばステンレス鋼で形成される。ホルダ75は、成形性の観点から樹脂で形成することが好ましいが、鉄系やアルミ系の金属で形成してもよい。抜け止め部材76は、鉄系やアルミ系の金属で形成される。抜け止め部材76を、後述する位置決め基準として用いる場合は、強度の観点から鉄系材料で形成することが好ましい。抜け止め部材76をハウジング本体50に圧入固定する場合は、抜け止め部材76をハウジング本体50と同系の金属材料で形成することが好ましい。これにより、両者の線膨張係数が近いか同じ値になるため、温度変化に伴う抜け止め部材76のハウジング本体50からの抜けを防止できる。
【0046】
以上の構成を有する電動オイルポンプ1において、モータ部3の停止時には、スプリング72の付勢力によりボール71がシール面74に押し付けられ、吐出管路61が閉塞される。この状態で、トランスミッション側からオイルが逆流した場合、ボール71がシール面74にさらに押し付けられるため、吐出管路61が閉塞された状態が維持される。これにより、逆流したオイルのポンプ部2への流入が規制され、ポンプ部2の逆回転によるモータ部3の故障を防止できる。
【0047】
そして、モータ部3を駆動すると、インナロータ21が回転し、これに噛み合ったアウタロータ22が従動回転することにより、両者の歯部の間に形成される空間が回転に伴って拡大および縮小する。これにより、トランスミッションケース内の油溜りに溜まったオイルが吸入管路60を介してポンプ部2に吸入され、このオイルがポンプ部2で圧縮されて吐出管路61に吐出される。
【0048】
そして、
図4に点線で示すように、吐出管路61の油圧で逆止弁機構70のボール71がスプリング72を圧縮しながら下流側に押し込まれ、ボール71がシール面74から離反して吐出管路61が開放される。これにより、オイルがボール71の外周(複数のガイド部75aの間の空間)およびホルダ75の底部75cの外周を回り込み、抜け止め部材76の貫通孔を通過してオイル吐出口65から吐出され(点線矢印A参照)、トランスミッションに供給される。なお、吐出管路61を流れるオイルの大部分は、ホルダ75の底部75cの外周を回り込むため、底部75cの軸心に設けられた貫通孔を通過するオイルは少ない。従って、特に必要がなければ底部75cの貫通孔を省略してもよい。
【0049】
上記の逆止弁機構70では、
図7に示すように、ボール71とシール面74との接触角度αを20°以上に設定することが好ましい。
図8に示すように接触角度αが小さすぎると、ボール71がシール面74に噛み込んでしまい、シール面74から離反しにくくなるおそれがあるからである。また、ボール71とシール面74との接触角度αは、120°以下に設定することが好ましい。接触角度αが大きすぎると、シール性が乏しくなるからである。なお、接触角度αは、吐出管路61の中心線Lを含む断面(
図7参照)において、ボール71とシール面74との接触部におけるボール71の外周面の接線がなす角度である。
図7のようにボール71とシール面74とが球面同士で接触する場合は、ボール71とシール面74との断面円弧状の接触部の中央におけるボール71の外周面の接線がなす角度を接触角度αとする。
【0050】
上記の逆止弁機構70をハウジング本体50に組み付ける際には、まず、保持部73のホルダ75の内周にスプリング72及びボール71を収容する。具体的には、まず、ホルダ75の上流側の開口部からスプリング72を挿入する。このとき、ホルダ75の上流側の開口径、すなわち、係止部77の内径D1がスプリング72の外径D3よりも僅かに大きいため(
図6参照)、スプリング72を、係止部77と干渉することなくホルダ75の内周に挿入することができる。
【0051】
その後、ホルダ75の上流側の開口部からボール71を挿入する。このとき、ホルダ75の開口部の径、すなわち、係止部77の内径D1がボール71の直径D2よりも僅かに小さいため、係止部77によりボール71のホルダ75内周への挿入が阻害される。そこで、ボール71を係止部77の内周に押し込むことで、係止部77周辺(具体的には、ガイド部75aのうち、円筒部75bよりも上方に突出した部分)を外径側に弾性変形させて、係止部77の内径を広げる。本実施形態では、係止部77が、環状ではなく、周方向に離間した複数箇所に設けられているため、ボール71の押し込み力により外径側に変位させやすくなっている。これにより、ボール71を係止部77を越えて下流側に通過させることができ、ホルダ75の内周にボール71が配される。こうして、ホルダ75の内周にボール71およびスプリング72が配された逆止弁部品ユニット78が形成される(
図5参照)。
【0052】
この逆止弁部品ユニット78では、ボール71に係止部77が上流側から係合することにより、ホルダ75の上流側の開口部からのボール71の飛び出しが規制される。また、スプリング72は、ホルダ75の底部75cで支持されている。以上により、ホルダ75の内周からのボール71及びスプリング72の脱落が防止されるため、これらが一体化された逆止弁部品ユニット78をハウジング本体50に組み付けやすくなる。
【0053】
このとき、係止部77によりボール71の上流側への移動を規制する力(ボール抜け耐力)が、スプリング72によりボール71を係止部77に押し付ける力よりも大きくなるように、係止部77の内径D1(すなわち、係止部77とボール71との係合代)が設定される。一方、係止部77の内径D1が小さすぎると(すなわち、係止部77とボール71との係合代が大きすぎると)、ホルダ75を弾性変形させてボール71を押し込むことができない。以上より、係止部77の内径D1は、例えばボール71の直径D2の90%以上98%以下に設定される。
【0054】
そして、逆止弁部品ユニット78を吐出管路61の大径部61bにオイル吐出口65から挿入する。本実施形態では、ホルダ75の外径が大径部61bの内径よりも僅かに小さいため、ホルダ75を大径部61bの内周に隙間を介して容易に挿入することができる。その後、抜け止め部材76を、吐出管路61の開口部(オイル吐出口65)に圧入やねじ止め等により固定する。こうして吐出管路61に固定された抜け止め部材76がホルダ75に下流側から当接することで、ホルダ75の吐出管路61からの抜けが規制される。この状態で、ボール71はシール面74に当接し、このボール71とホルダ75の底部75cとの間にスプリング72が圧縮状態で保持される。すなわち、ボール71は、スプリング72の弾性力によりシール面74に押し付けられている。このとき、ボール71と係止部77とは流路方向で離間している。こうして、逆止弁部品ユニット78が吐出管路61に組み込まれた後は、ボール71はシール面74で係止されるため、ボール71がホルダ75から抜けることはない。
【0055】
本実施形態では、
図4に示すように、ホルダ75と抜け止め部材76とを、吐出管路61の周方向で係合している。具体的には、抜け止め部材76の上流側の端面に凹部76aを形成し、この凹部76aにホルダ75の係合部75d(図示例では、ガイド部75aの下端)を嵌合させている。この凹部76aと係合部75dとが周方向で係合することにより、吐出管路61内でのホルダ75の回転が規制されるため、ボール71およびスプリング72を安定的に保持できると共に、ホルダ75の摩耗を防止できる。
【0056】
シール面74は、例えば以下の手順で形成される。まず、
図9に示すように、ハウジング本体50に、機械加工(例えば旋削加工)により、小径部61a、大径部61b、および段差部61cを有する吐出管路61を形成する。このとき、段差部61cの全域に平坦面61dが形成され、段差部61cの内径端には直角の角部61eが形成される。そして、この角部61eに下流側からボール71を当接させて、点線で示すように上流側に押し込んで角部61eを塑性変形させる。この場合、トランスミッション側からのオイルの逆流により発生する圧力よりも高い圧力(荷重)で、ボール71を角部61eに押し付けることが好ましい。具体的に、ボール71の流路方向の投影面積をS、オイル逆流時の圧力をP、安全率をcとしたとき、ボール71を押し付ける荷重Fは、F>S・P・cを満たすように設定することが望ましい。
【0057】
こうしてボール71で成形されたシール面74は、ボール71と同形状の球面からなる塑性加工面となる。これにより、シール面74とボール71との密着性が高められ、シール性が向上する。なお、ボール71ではなく、ボール71と同形の球面状の成形面を有する治具を吐出管路61の角部61eに押し付けることで、シール面74を形成することもできる。あるいは、シール面74を切削等の機械加工で形成してもよい。この場合、シール面74は、球面に限らず、テーパ面等の任意の形状にすることができる。なお、トランスミッションから逆流してくるオイルの圧力が低い場合は、吐出管路61の角部61eを残して、この角部61eをシール面として機能させてもよい。
【0058】
本実施形態では、上述のように、吐出管路61に、逆止弁機構70の保持部73を配するための大径部61bを設けている。この場合、仮に、吐出管路61に逆止弁機構70を設けない場合でも、吐出管路61の大径部61bが電動オイルポンプ1の機能を阻害することはない。従って、逆止弁機構70を設ける場合でも設けない場合でも、共通のハウジング本体50を使用することができるため、低コスト化が図られる。
【0059】
上記の電動オイルポンプ1では、オイル吸入口63およびオイル吐出口65はハウジング本体50の表面に設けられている。加えて、オイル吸入口63とポンプ部2とを接続する吸入管路60と、オイル吐出口65とポンプ部2とを接続する吐出管路61とが何れもハウジング本体50に設けられている。そのため、吸入管路60および吐出管路61を流れるオイルでハウジング本体50の冷却を行うことができる。この冷却効果により、熱源となるモータ部3およびコントローラ4の冷却を促進することができ、電動オイルポンプ1の信頼性を高めることができる。また、吸入管路60と吐出管路61をハウジング本体50とは別の部材に設ける場合に比べ、電動オイルポンプ1の小型化を図ることができる。
【0060】
本実施形態では、吸入管路60および吐出管路61をポンプ部2とモータ部3の軸方向間領域に配置している。詳細には、
図1に示すように、吸入管路60および吐出管路61を、ポンプ部2とシール35の軸方向間領域に配置している。そのため、吸入管路60および吐出管路61の設置スペースは、ハウジング5内部に収容された部品と干渉することなく確保することができる。
【0061】
なお、吸入管路60および吐出管路61の構成を変えることなく、吸入管路60を吐出管路として、かつ吐出管路61を吸入管路として使用することもできる。また、吸入管路60および吐出管路61の双方をポンプ部2とモータ部3の軸方向間領域に配置する他、どちらか一方を、これ以外の領域(例えばモータ部3の外径側領域)に配置することもできる。
【0062】
本発明は上記の実施形態に限られない。以下、本発明の他の実施形態を説明するが、上記の実施形態と同様の点については重複説明を省略する。
【0063】
図10および
図11に示す実施形態は、抜け止め部材76がホルダ75に固定され、ボール71、スプリング72、ホルダ75、および抜け止め部材76で逆止弁部品ユニット78が構成される。具体的に、ホルダ75のガイド部75aのうち、底部75cよりも下流側に突出した突出部分75fの外周面に凹部が設けられ、この凹部に環状の抜け止め部材76が固定される。図示例では、突出部分75fの外周面の下流端に、外径側に突出した係合爪75gが設けられる。抜け止め部材76の内周面の下流端に、係合凹部76bが設けられる。ホルダ75の係合爪75gが抜け止め部材76の係合凹部76bに嵌合することで、係合爪75gが抜け止め部材76に下流側から係合し、これにより抜け止め部材76のホルダ75からの抜けが規制される。
【0064】
この実施形態では、抜け止め部材76をホルダ75の下流側から押し込むことにより、ホルダ75の下流端の突出部分75fを内径側に弾性変形させて、係合爪75gの外径(係合爪75gの外径端を通る円の直径)を狭める。このとき、係合爪75gが、環状ではなく、周方向に離間した複数箇所に設けられているため、抜け止め部材76の押し込み力により弾性変形させやすくなっている。そして、係合爪75gと抜け止め部材76の係合凹部76bとが嵌合したら、係合爪75gを弾性復元させることにより、抜け止め部材76がホルダ75に装着される。
【0065】
上記の逆止弁部品ユニット78を保持して、ホルダ75を吐出管路61の大径部61bに挿入すると共に、抜け止め部材76を大径部61bに固定(圧入)することにより、逆止弁部品ユニット78がハウジング本体50に装着される。図示例では、抜け止め部材76がホルダ75の外周に固定されているため、抜け止め部材76の外周面を吐出管路61の大径部61bの内周面に圧入することができる。このように、本実施形態の構成によれば、逆止弁部品ユニット78を吐出管路61の大径部61bに挿入・固定する一つの動作で、ハウジング本体50に逆止弁機構70を設けることができる。
【0066】
また、この実施形態では、ホルダ75に、ボール71の下流端位置を規定する当接部79が設けられる。図示例では、当接部79が、ホルダ75の底部75cから上流に延びる柱状をなしている。当接部79は、スプリング72の内周に挿入される。電動オイルポンプ1が駆動され、吐出管路61の圧力によりボール71が押し下げられたとき、ボール71が当接部79に当接する。これにより、ボール71が必要以上に下流側に移動することが規制されるため、ボール71を安定的に保持することができる。
【符号の説明】
【0067】
1 電動オイルポンプ
2 ポンプ部
3 モータ部
4 コントローラ
5 ハウジング
50 ハウジング本体
60 吸入管路
61 吐出管路
61a 小径部
61b 大径部
61c 段差部
61d 平坦面
62 吸入ポート
63 オイル吸入口
64 吐出ポート
65 オイル吐出口
66 ポンプ室
70 逆止弁機構
71 ボール
72 スプリング(付勢部材)
73 保持部
74 シール面
75 ホルダ
76 抜け止め部材
77 係止部
78 逆止弁部品ユニット