-
Technisches Anwendungsgebiet
-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektrisch Ölpumpe und insbesondere auf eine elektrische Ölpumpe, in der Arbeitsöl von einem Abgabeteil einem Lagerteil eines Lagers einer Pumpenantriebswelle zugeführt wird.
-
Stand der Technik
-
Mit der zunehmenden Anforderung zum Verringern des Kraftstoffverbrauchs von Kraftfahrzeugen sind in den letzten Jahren Kraftfahrzeuge, die mit Leerlaufstoppfunktionen versehen sind, und Hybridfahrzeuge wirtschaftlich sinnvoll geworden. Dieses Fahrzeug erfordert eine Pumpenantriebsquelle zusätzlich zu einem Verbrennungsmotor, weil verschiedene Pumpen, die durch den Verbrennungsmotor angetrieben werden, im Stillstand sind, wenn der Verbrennungsmotor im Stillstand ist. Bei Kraftfahrzeugen, die mit Leerlaufstoppfunktionen versehen sind, und Hybridfahrzeugen ist insbesondere eine Ölpumpe erforderlich, um einen Öldruck eines Hydraulikmechanismus, der ein Getriebe steuert, zu gewährleisten. Angesichts des Vorstehenden wird eine elektrische Ölpumpe, die ein Drehmoment auf einen Pumpenrotor durch einen Elektromotor aufbringt, zunehmend verwendet.
-
Als elektrische Ölpumpe, die an einem Getriebe eines Kraftfahrzeugs befestigt ist, wird üblicherweise eine Innenzahnradpumpe eines Trochoidtyps häufig eingesetzt. Die Innenzahnradpumpe ist eine Pumpe, in der ein Pumpenrotor durch eine Antriebswelle, die durch einen Elektromotor angetrieben wird, gedreht wird, und dadurch ein äußerer Rotor mit einer Innenverzahnung, der mit einer Außenverzahnung des Pumpenrotors in Eingriff steht, gedreht wird, sodass eine Mehrzahl von Kammern, die zwischen der Innenverzahnung des äußeren Rotors und der Außenverzahnung des Pumpenrotors ausgebildet sind, ständig in ihr Volumen ändert, und dadurch Arbeitsöl ansaugt und abgibt. Diese elektrische Ölpumpe ist zum Beispiel in der
JP2012-207638A (Patentdokument 1) beschrieben.
-
Eine elektrische Ölpumpe umfasst: einen Antriebssteuerungsabschnitt zum Steuern einer Bestromung eines Elektromotors; ein Statorteil mit einer Wicklung und einen Eisenkern zum Erzeugen einer magnetomotorischen Kraft durch Bestromung vom Antriebssteuerungsabschnitt; ein Rotorteil in einem Raum innerhalb des Statorteils, das einen Permanentmagneten aufweist und eingerichtet ist, um durch die magnetomotorische Kraft gedreht zu werden; eine Antriebswelle, die durch Presspassung oder dergleichen am Rotorteil fixiert ist, und eingerichtet ist, um einstückig mit dem Rotorteil zu drehen; und ein Pumpenrotorteil, das durch Presspassung oder dergleichen an der Antriebswelle fixiert ist, und eingerichtet ist, um einstückig mit der Antriebswelle zu drehen. Ein Lagerteil für die Antriebswelle ist mit einer Ölnut zum Einleiten eines Arbeitsöls von einem Abgabeteil ausgebildet, und bildet dadurch einen Ölfilm auf einer Drehgleitfläche der Antriebswelle.
-
Dokument(e) des Stands der Technik
-
Patentdokument(e)
-
- Patentdokument 1: JP2012-207638A
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Wie oben beschrieben, wird in einem Kraftfahrzeug, das mit einer Leerlaufstoppfunktion versehen ist, oder einem Hybridfahrzeug eine elektrische Ölpumpe in dem Zustand betrieben, in dem ein Verbrennungsmotor im Stillstand ist. Weil der Verbrennungsmotor kein Betriebsgeräusch in diesem Zustand bewirkt, ist ein Betriebsgeräusch, das durch die elektrische Ölpumpe bewirkt wird, für einen Mitfahrer im Fahrzeuginnenraum geräuschvoll. Folglich ist es wünschenswert, das Betriebsgeräusch der elektrischen Ölpumpe zu minimieren.
-
Für die dargestellte Erfindung und andere wurden Untersuchungen durchgeführt und deutlich gemacht, dass eine Neigung der Antriebswelle ein Faktor ist, der das Betriebsgeräusch der elektrischen Ölpumpe bewirkt. Die Antriebswelle wird insbesondere, wie im Patentdokument 1, drehbeweglich an einem einseitigen Gleitlager abgestützt, sodass die Antriebswelle in einem Zwischenraum zwischen einer inneren Umfangsfläche des Gleitlagers und einer äußeren Umfangsfläche der Antriebswelle geneigt wird, und eine Unebenheit in einem Zwischenraum (Luftspalt) zwischen dem Statorteil und dem Rotorteil auftritt, und eine Störung in einer räumlichen Magnetflusswelle bewirkt, und dadurch Oberschwingungen auslöst. Die Oberschwingungen sind ein Faktor zum Erhöhen einer elektromagnetischen Erregerkraft in eine radiale Richtung und bewirkt eine Vibration und dadurch ein Geräusch.
-
Um eine Neigung der Antriebswelle zu reduzieren, ist es denkbar, den Zwischenraum zwischen der inneren Umfangsfläche des Gleitlagers und der äußeren Umfangsfläche der Antriebswelle zu minimieren. Ein neues Problem bewirkt jedoch, dass eine überhöhte Reduzierung des Zwischenraums aufgrund des Gleitlagers eine Verringerung der Schmierölzufuhr bewirkt und dadurch eine Größenordnung beeinflusst oder die Herstellkosten erhöht (durch Anwendung einer Präzisionsbearbeitung). In einem Fall, in dem die Antriebswelle durch ein Kugellager drehbeweglich abgestützt ist, ist es andererseits möglich, eine Neigung der Antriebswelle teilweise zu unterdrücken, aber die Verwendung des Kugellagers bewirkt ein neues Problem, nämlich eine Erhöhung der Anzahl von Teilen und eine Erhöhung der Teilekosten, und es ist notwendig, einen Raum zu gewährleisten, in dem das Kugellager für die Antriebswelle befestigt ist. Außerdem kann eine Drehung des Kugellagers ein Geräusch, das Lagerrauschen genannt wird, bewirken.
-
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine neue elektrische Ölpumpe zu schaffen, in der eine Neigung einer Antriebswelle durch eine einfache Konfiguration unterdrückt wird, so dass ein Geräusch gering ist.
-
Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Antriebswelle drehbeweglich durch ein erstes Gleitlager zwischen einem Rotorteil und einem Pumpenrotor abgestützt ist, und drehbeweglich durch ein zweites Gleitlager an ihrer distalen Endseite eines Pumpenrotor-Fixierteils der Antriebswelle abgestützt ist, und dem ersten Gleitlager und zweiten Gleitlager Arbeitsöl zugeführt wird.
-
Das Merkmal gemäß der vorliegenden Erfindung, dass die distale Endseite der Antriebswelle drehbeweglich durch das zweite Gleitlager abgestützt ist, dient dazu, eine Neigung der Antriebswelle durch eine innere Umfangsfläche des zweiten Gleitlagers zu beschränken, und dadurch das Auftreten eines Geräusches zu unterdrücken. Weil zusätzlich die Festlegung des Gleitlagers ausreichend ist, wird die Konfiguration einfach.
-
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
-
1 ist eine gesamtperspektivische Ansicht einer elektrischen Ölpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung.
-
2 ist eine perspektivische Explosionsansicht der elektrischen Ölpumpe, die in 1 dargestellt ist.
-
3 ist ein Längsquerschnitt der elektrischen Ölpumpe, die in 1 dargestellt ist.
-
4 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines A-Teils, das in 3 dargestellt ist.
-
5 ist eine Darstellung, die eine Neigung einer Antriebswelle in einem Patentdokument 1 darstellt.
-
6 ist eine Darstellung, die eine Neigung der Antriebswelle darstellt, die in 3 dargestellt ist.
-
7 ist eine Querschnittsansicht, die einen radialen Abschnitt eines Rotorteils und eines Statorteils darstellt.
-
8 ist eine Darstellung, die ein Verhältnis zwischen einem Drehwinkel und einer elektromagnetomotorische Kraft in eine X-Richtung auf dem radialen Abschnitt des Rotorteils und des Statorteils darstellt.
-
9 ist eine Darstellung, die ein Verhältnis zwischen einem Drehwinkel und einer elektromagnetomotorische Kraft in eine Y-Richtung auf dem radialen Abschnitt des Rotorteils und des Statorteils darstellt.
-
10 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die eine Konfiguration zum Positionieren eines Pumpengehäuses und einer Pumpenabdeckung relativ zueinander darstellt.
-
11 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die eine weitere Konfiguration zum Positionieren eines Pumpengehäuses und einer Pumpenabdeckung relativ zueinander darstellt.
-
12 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die eine weitere Konfiguration zum Positionieren eines Pumpengehäuses und einer Pumpenabdeckung relativ zueinander darstellt.
-
Art(en) zum Ausführen der Erfindung
-
Obwohl das Folgende eine Ausführungsform (Ausführungsformen) der vorliegenden Erfindung detailliert bezüglich der Zeichnungen beschreibt, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die folgende Ausführungsform (Ausführungsformen) begrenzt, sondern umfasst verschiedene Modifikationen und Anwendungen innerhalb eines technischen Konzepts der vorliegenden Erfindung.
-
Das Folgende beschreibt eine elektrische Ölpumpe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezüglich der Zeichnungen. Die elektrische Ölpumpe ist zum Beispiel eine Pumpe, die für ein Automatikgetriebe eines Fahrzeuges, das mit einer Leerlaufstoppfunktion versehen ist, befestigt ist. Das Automatikgetriebe ist ein stufenloses Getriebe mit Antriebsriemen und zusätzlich ist eine mechanische Pumpe vorgesehen, die durch einen Motor angetrieben wird.
-
Wenn der Motor bei einer Leerlaufstoppsteuerung im Stillstand ist, ist es unmöglich, einen Öldruck durch die mechanische Pumpe zu gewährleisten. Wenn ein Öldruck infolge einer Leckage oder dergleichen von Reibschlußelementen und Riemenscheiben im stufenlosen Getriebe mit Antriebsriemen kleiner wird, dauert es, um einen für den Neustart erforderlichen Öldruck vorzusehen, wodurch die Fahrbarkeit gemindert wird. Folglich wird zusätzlich zur mechanischen Pumpe die elektrische Ölpumpe vorgesehen, um einen Öldruck, der unabhängig vom Betriebszustand des Motors ist, abzugeben, und dadurch einen Öldruck zum Ausgleich für eine Leckage von den Reibschlusselementen und den Riemenscheiben zu gewährleisten, und dadurch die Fahrbarkeit zu verbessern, wenn der Motor und das Fahrzeug wieder gestartet werden.
-
1 ist eine perspektivische Ansicht einer Gesamtkonfiguration der elektrischen Ölpumpe. 2 ist eine perspektivische Explosionsansicht der elektrischen Ölpumpe. Eine elektrische Ölpumpe 10 umfasst: einen Elektromotorabschnitt 10A, einen Antriebssteuerungsabschnitt 10B, der nahe am Elektromotorabschnitt 10A ist und daran fixiert ist; einen Pumpenabschnitt 10C, der eingerichtet ist, um durch den Elektromotorabschnitt 10A angetrieben zu werden.
-
Wie in 2 dargestellt, umfasst der Elektromotorabschnitt 10A zumindest ein Rotorteil 16 und ein Statorteil 18. Der Elektromotorabschnitt 10A ist in einem Elektromotorabschnitt-Gehäuseteil 24 aufgenommen, das an einer Seite eines Gehäuses 20 ausgebildet ist, das aus Metall, wie zum Beispiel eine Aluminiumlegierung, hergestellt ist.
-
Die andere Seite des Gehäuses 20 ist mit einem Pumpenabschnitt-Gehäuseteil 22 ausgebildet, das den Pumpenabschnitt 10C aufnimmt. Der Pumpenabschnitt 100 umfasst zumindest einen Pumpenrotor 12 mit einer Außenverzahnung und einen äußeren Rotor 14 mit einer Innenverzahnung. Der Pumpenrotor 12 und der äußere Rotor 14 sind im Pumpenabschnitt-Gehäuseteil 22 aufgenommen, das an der anderen Seite des Gehäuses 20 ausgebildet ist. Der Antriebssteuerungsabschnitt 10B umfasst zumindest: ein Gehäuse 44, eine Steuerkarte 46, die im Gehäuse 44 aufgenommen ist; eine Abdeckung 48, die am Gehäuse 44 fixiert ist, um die Steuerkarte 46 aufzunehmen.
-
Das Folgende beschreibt ferner detailliert die Anordnung der elektrischen Ölpumpe 10 bezüglich 3. Die elektrische Ölpumpe 10 umfasst: einen Pumpenabschnitt 10C, der einen Pumpenrotor 12 mit einer Außenverzahnung und einen äußeren Rotor 14 mit einer Innenverzahnung aufweist; und einen Elektromotorabschnitt 10A mit einem Rotorteil 16, das mit dem Pumpenrotor 12 verbunden ist, und einem Statorteil 18. Eine Wicklung 18A ist um das Statorteil 18 herum gewickelt und wird in den Antriebssteuerungskreis 42 eingesetzt.
-
Der Pumpenabschnitt 10C und Elektromotorabschnitt 10A sind jeweils im Pumpenabschnitt-Gehäuseteil 22, das in einer ersten Endfläche des Gehäuses 20 ausgebildet ist, und im Elektromotorabschnitt-Gehäuseteil 24, das in einer zweiten Endfläche eines Gehäuses 20 ausgebildet ist, aufgenommen. Das Gehäuse 20 ist nämlich mit dem Pumpenabschnitt-Gehäuseteil 22 auf der Seite der ersten Endfläche ausgebildet, das darin drehbeweglich den äußeren Rotor 14 aufnimmt, und ist mit den Elektromotorabschnitt-Gehäuseteil 24 auf der Seite der zweiten Endfläche ausgebildet, dass das Statorteil 18 innerhalb einer Öffnung fixiert, und ist ferner mit einer Halterung 26 außerhalb des Elektromotorabschnitt-Gehäuseteil 24 in axialer Richtung zur Befestigung am Automatikgetriebe ausgebildet.
-
Ein erstes Lagerteil 30 ist im Gehäuse 20 zum drehbeweglichen Abstützen der Antriebswelle 28 ausgebildet, die den Pumpenrotor 12 und das Rotorteil 16 miteinander verbindet. Das erste Lagerteil 30 ist so eingerichtet, dass seine innere Umfangsfläche eine äußere Umfangsfläche eines Zwischenbereiches der Antriebswelle 28 drehbeweglich abstützt. Der „Zwischenbereich” bedeutet einen Bereich zwischen dem Pumpenrotor 12 und dem Rotorteil 16, und ist nicht auf den Mittelpunkt der Antriebswelle 28 begrenzt.
-
Das erste Lager 30 ist an einer Trennwand 31 ausgebildet, die das Pumpenabschnitt-Gehäuseteil 22 und Elektromotorabschnitt-Gehäuseteil 24 voneinander trennt. Das erste Lagerteil 30 ist ein Gleitlager, wobei ein erster Zwischenraum mit einem bestimmten Abstand zwischen der inneren Umfangsfläche des ersten Lagerteils 30 und der äußeren Umfangsfläche der Antriebswelle 28 ausgebildet ist, wobei Arbeitsöl zum ersten Zwischenraum über eine erste Öleinleitungsleitung 33 von der Abgabeseite mit Hochdruck eingeleitet wird. Zusätzlich ist ein Dichtelement 32 oberhalb der Antriebswelle 28 und des ersten Lagerteils 30 zum Abdichten der Antriebswelle 28 vorgesehen.
-
Eine Pumpenabdeckung 34 umfasst: eine Abgabeöffnung 36, die sich in Form eines zylindrischen Rohrs erstreckt, die mit einer Abgabeöffnung des Pumpenabschnittes 100 in Verbindung steht; und einen Ansauganschluss 38, der mit einer Ansaugöffnung des Pumpenabschnitts 100 in Verbindung steht. Ein Dichtring 40 ist an einem äußeren Umfang eines distalen Endes des Abgabeanschlusses 36 angeordnet.
-
Ein Flächenbereich 39 trennt den Abgabeanschluss 36 und Ansauganschluss 38 in der Pumpenabdeckung 34 voneinander und ist mit einem zweiten Lagerteil 41 ausgebildet. Der zweite Lagerbereich 41 stützt einen distalen Endbereich 29 der Antriebswelle 28 drehbeweglich ab, der auf einer distalen Seite eines Fixierbereiches angeordnet ist, an dem der Pumpenrotor 12 fixiert ist. Das zweite Lagerteil 41 ist ein Gleitlager, wobei ein zweiter Zwischenraum mit einem vorbestimmten Abstand zwischen einer inneren Umfangsfläche des zweiten Lagerteils 41 und einer äußeren Umfangsfläche der Antriebswelle 28 ausgebildet ist, wobei Arbeitsöl in den zweiten Zwischenraum über eine zweite Öleinleitungsleitung, die nicht dargestellt ist, von einer Ansaugseite eingeleitet wird. In 3 ist ein A-Teil, das durch eine gestrichelte elliptische Linie umschlossen ist, ein Hauptteil der vorliegenden Ausführungsform, das nachstehend detailliert bezüglich 4 weiter beschrieben wird.
-
Das Gehäuse 44, das den Antriebssteuerungsabschnitt 42 bildet, ist am Elektromotorabschnitt-Gehäuseteil 24 des Gehäuses 20 fixiert, um das Elektromotorabschnitt-Gehäuseteil 24 dicht abzudichten. Im Übrigen ist der Antriebssteuerungsabschnitt 10B, der in 1 und 2 dargestellt ist, mit dem Antriebssteuerungsabschnitt 40, der in 3 dargestellt ist, identisch. Der Antriebssteuerungsabschnitt 42 umfasst: ein Gehäuse 44, das aus Kunstharz hergestellt ist und am Gehäuse 20 fixiert ist; eine Steuerungskarte 46, die im Gehäuse 44 aufgenommen ist, und eine Abdeckung 48, die aus Kunstharz hergestellt und am Gehäuse 44 fixiert ist, um die Steuerungskarte 46 abzudecken. Eine Wechselrichterschaltung ist an der Steuerungskarte 46 zum Zuführen eines gesteuerten elektrischen Stroms an die Wicklung 18A befestigt, die um das Statorteil 18 des Elektromotorabschnitts 10A herumgewickelt ist. Ein Steckeranschluss 50 ist zwischen dem Gehäuse 40 und der Abdeckung 48 angeordnet und eingerichtet, um der Steuerkarte 46 Strom zuzuführen.
-
In der oben beschriebenen elektrischen Ölpumpe 10 sind ein Wicklungsanfangsbereich und ein Wicklungsendbereich der Wicklung 18A, die um das Statorteil 18 herumgewickelt ist, die den Elektromotorabschnitt 10A bilden, mit einem Eingangsanschluss, der nicht dargestellt ist, und einem neutralen Anschluss, der nicht dargestellt ist, die im Gehäuse 44 ausgebildet sind, über Einsetzöffnungen, die nicht dargestellt sind, die im Gehäuse 44 des Antriebssteuerungsabschnitt 42 ausgebildet sind, verbunden, der neben dem Elektromotorabschnitt-Gehäuseteil 24 liegt und daran fixiert ist. Folglich wird ein Antriebssignal durch die Wechselrichterschaltung gesteuert und der Wicklung 18A zugeführt, um zu bewirken, dass sich das Rotorteil 16 des Elektromotorabschnitts 10A dreht, und letztendlich bewirkt, dass sich der Pumpenrotor 12 dreht, um eine Pumpfunktion auszuführen.
-
Das Folgende beschreibt eine detaillierte Konfiguration des A-Teils, das in 3 dargestellt ist, und seine Betätigung unter Bezugnahme auf 4. Wie in 3 dargestellt ist ein Teil der Trennwand 31 des Gehäuses 20 mit einem ersten Lagerteil 30 ausgebildet. Das erste Lagerteil 30 ist zwischen dem Pumpenrotor 12 und Rotorteil 16 angeordnet, die den Elektromotorabschnitt 10A bilden, und stützt die Antriebswelle 28 an dieser Position drehbeweglich ab, wobei eine Antriebswelle 28 den Pumpenrotor 12 und das Rotorteil 16 miteinander verbindet. Das erste Lagerteil 30 ist ein Gleitlager, wobei die innere Umfangsfläche des ersten Lagerteils 30 und die äußere Umfangsfläche der Drehwelle 28 eingerichtet sind, um relativ zueinander mit einem ersten Zwischenraum G1 zu gleiten. Der erste Zwischenraum G1 wird mit Arbeitsöl von der ersten Öleinleitungsleitung 33 versorgt, die mit dem Abgabeanschluss 36 in Verbindung steht. Die innere Umfangsfläche des ersten Lagerteils 30 (Gleitlager) ist mit einer Ölnut 30A entlang der Antriebswelle 28 ausgebildet. Die Ölnut 30A wird mit Arbeitsöl von der ersten Öleinleitungsleitung 33 versorgt. Dadurch wird ein Ölfilm im ersten Zwischenraum G1 ausgebildet, um eine Funktion des Gleitlagers zu gewährleisten.
-
Der Flächenbereich 39, der den Abgabeanschluss 36 und Ansauganschluss 38 in der Pumpenabdeckung 34 voneinander trennt, ist mit dem zweiten Lagerteil 41 ausgebildet, das den distalen Endbereich 29 der Antriebswelle 28 drehbeweglich abstützt. Das zweite Lagerteil 41 weist die Form einer kreisförmigen Aussparung auf, in der der distale Endbereich 29 der Antriebswelle 28 eingesetzt und angeordnet ist. Das zweite Lagerteil 41 ist ein Gleitlager, wobei ein zweiter Zwischenraum G2 mit einem vorbestimmten Abstand zwischen der inneren Umfangsfläche des zweiten Lagerteils 41 und der äußeren Umfangsfläche der Antriebswelle 28 ausgebildet ist. Das Arbeitsöl wird zum zweiten Zwischenraum G2 von einer Seite eines Ansauganschlusses über eine zweite Öleinleitungsleitung 43 eingeleitet. Die innere Umfangsfläche des zweiten Lagerteils 41 (Gleitlager) ist mit einer Ölnut 41A ausgebildet, die mit Arbeitsöl von der zweiten Öleinleitungsleitung 43 versorgt wird. Dadurch wird ein Ölfilm im zweiten Zwischenraum G2 ausgebildet, um eine Funktion des Gleitlagers zu gewährleisten.
-
Außerdem ist ein dritter Zwischenraum G3 zwischen einer distalen Endfläche des distalen Endbereichs 29 der Antriebswelle 28 und einer Seitenendfläche der kreisförmigen Aussparung des zweiten Lagerteils 41 ausgebildet, und wird mit Arbeitsöl von der Ansauganschlussseite versorgt.
-
In der Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform wird so die Antriebswelle 28 an zwei Stellen, das heißt am Zwischenbereich und distalen Endbereich 29 der Antriebswelle 28, durch Lagerteile 30 und 41 als Gleitlager drehbeweglich abgestützt. Wenn folglich die Antriebswelle 28 in der Nähe des ersten Lagerteils 30 geneigt wird, ist der distale Endbereich 29 der Antriebswelle 28 mit der inneren Umfangsfläche des zweiten Lagerteils 41 in Kontakt, sodass die Neigung der Antriebswelle 28 eingeschränkt wird. Dies dient zum Reduzieren einer Änderung (Unebenheit) eines Luftspalts zwischen dem Statorteil 18 und Rotorteil 16 im Vergleich mit der üblichen Konfiguration, um dadurch eine Erhöhung einer elektromagnetischen Erregerkraft in eine radiale Richtung zu unterdrücken, und dadurch das Auftreten eines Geräusches zu unterdrücken.
-
Weil zusätzlich das Ausbilden der beiden Lagerteile 30, 41, die durch Gleitlager ausgeführt sind, ausreichend ist, kann die Konfiguration vereinfacht werden. Es ist auch möglich, die Anzahl der Teile und die Teilekosten im Vergleich zu den Fällen, in denen Kugellager oder dergleichen verwendet werden, zu unterdrücken, und dadurch den Preis je Produkt zusätzlich zur Vereinfachung der Konfiguration zu unterdrücken.
-
Das Folgende beschreibt bei der Neigung der Antriebswelle 28 einen Unterschied zwischen der elektrischen Ölpumpe, die in Patentdokument 1 beschrieben ist, und der elektrischen Ölpumpe gemäß der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf 5 und 6. In diesem Vergleich sind ein Innendurchmesser d1 und eine Lagerlänge L1 des Gleitlagers zwischen dem Pumpenrotor 12 und dem Rotorteil 16, und ein Außendurchmesser ds der Antriebswelle 28 und ein Außendurchmesser dm des Rotorteils 16, und ein Innendurchmesser dc des Statorteils 18 zwischen ihnen dieselben. Außerdem wird in der vorliegenden Ausführungsform beim Gleitlager, das das zweite Lagerteil 41 bildet, angenommen, dass es einen Innendurchmesser d2 und eine Lagerlänge L2 aufweist. Hier sind die Innendurchmesser beider Gleitlager gleich zueinander festgelegt (d1 = d2). Zusätzlich wird der Intervallabstand zwischen beiden Gleitlagern (wo der Pumpenrotor angeordnet ist) durch L3 dargestellt.
-
5 stellt den Fall der elektrischen Ölpumpe aus dem Patentdokument 1 dar. Eine Neigung θ1 der Antriebswelle 28 wird durch die folgende Gleichung (1) bestimmt. Θ1 = tan–1(C/L1) (1) wobei C einen Zwischenraumabstand zwischen der Antriebswelle 28 und dem Gleitlager, nämlich C = d1 – d2, darstellt.
-
Andererseits stellt 6 den Fall der elektrischen Ölpumpe der vorliegenden Ausführungsform dar. Eine Neigung θ2 der Antriebswelle 28 wird durch die folgende Gleichung (2) bestimmt. Θ2 = tan–1(C/(L1 + L2 + L3)) (2)
-
Weil zwei Gleitlager verwendet werden, wie aus dem obigen in der vorliegenden Ausführungsform verständlich ist, ist die Lagerlänge nahezu gleich (L1 + L2 + L3), und dadurch größer als die Lagerlänge L1 des herkömmlichen Beispiels, das in 5 dargestellt ist. Bezüglich der Neigung der Antriebswelle 28 wird folglich Θ2 < Θ1 erfüllt, sodass die Neigung eingeschränkt wird, um in der vorliegenden Ausführungsform kleiner zu sein.
-
Auf der Basis der Neigungen Θ1, Θ2 wird ein Minimalwert eines Luftspaltes zwischen dem Statorteil 18 und dem Rotorteil 16, AGmin, wie folgt bestimmt.
-
Im Fall der elektrischen Ölpumpe, die in 5 dargestellt ist, wird ein Luftspalt-Minimalwert AG1min durch die folgende Gleichung (3) bestimmt. AG1min = (dc – dm)/2 + C – (CLs/L1 – dm(1 – cos Θ1)) (3)
-
Im Fall der elektrischen Ölpumpe, die in 6 dargestellt ist, wird andererseits ein Luftspalt-Minimalwert AG2min durch die folgende Gleichung (4) bestimmt. AG2min = (dc – dm)/2 + C – (CLs/(L1 + L2 + L3) – dm(1 – cosΘ2)) (4)
-
Wenn δ1 = CLs/L1 – dm(1 – cosθ1) und δ2 = CLs/(L1 + L2 + L3) – dm (1 – cosθ2) definiert sind, führt δ1 > δ2 zu AG1 min < AG2min, sodass eine Änderung des Luftspaltes in der vorliegenden Ausführungsform größer ist. Dadurch ist es möglich, die Unebenheit des Luftspaltes als Faktor zum Erzeugen des Betriebsgeräusches zu unterdrücken, und dadurch das Betriebsgeräusch zu reduzieren, das sich aus der Unebenheit des Luftspaltes ergibt.
-
Im Übrigen ist es denkbar, die Neigung der Antriebswelle 28 durch Erhöhen der Lagerlänge des Gleitlagers, das in 5 dargestellt ist, zu reduzieren, aber dies bewirkt ein neues Problem, dass die Länge zwischen dem Statorteil 18 und dem Pumpenrotor 12 zunimmt, und dadurch bewirkt, dass die axiale Größe der gesamten elektrischen Ölpumpe zunimmt. Dies ist bei der Betrachtung, dass die elektrische Ölpumpe in einem Motorraum aufgenommen ist, in dem Platz fürs Layout begrenzt ist, unvorteilhaft.
-
Unter Verwendung des Teils L3, an dem der Pumpenrotor 12 der Antriebswelle 28 fixiert ist, nahezu als Lagerlänge, kann in der vorliegenden Ausführungsform die Lagerlänge ohne Erhöhung der Größe der gesamten elektrischen Ölpumpe vergrößert werden. Wie in 6 dargestellt, kann folglich die Neigung der Antriebswelle 28 reduziert werden, und als Ergebnis kann die Änderung des Luftspaltes zwischen dem Rotorteil 16 und Statorteil 18 reduziert werden.
-
Zwei Bereiche der Antriebswelle (28), nämlich der Zwischenbereich und der distale Endbereich 29 der Antriebswelle 28, zwischen denen der Pumpenrotor 12 dazwischen liegt, werden so in der vorliegenden Ausführungsform drehbeweglich durch die Gleitlager der Lagerteile 30, 41 abgestützt, sodass die Lagerlänger nahezu erhöht wird. Wenn die Antriebswelle 28 um in der Nähe des ersten Lagerteils 30 geneigt wird, kontaktiert der distale Endbereich 29 der Antriebswelle 28 die innere Umfangsfläche des zweiten Lagerteils 41, sodass die Neigung der Antriebswelle 28 beschränkt wird, um klein zu sein. Dies dient zum Reduzieren einer Änderung (Unebenheit) des Luftspaltes zwischen dem Statorteil 18 und Rotorteil 16 im Vergleich mit der herkömmlichen Konfiguration, und dadurch wird eine Erhöhung der elektromagnetischen Erregerkraft in die radiale Richtung und dadurch das Auftreten eines Geräusches unterdrückt.
-
Das Folgende beschreibt Schwankungen der elektromagnetomotorische Kraft, die durch die Änderung des Luftspaltes zwischen dem Statorteil 18 und Rotorteil 16 bewirkt wird. 7 stellt einen Querschnitt eines Statorteils 18 und Rotorteils 16, und einen Zustand dar, in dem das Rotorteil 16 exzentrisch ist.
-
Der Eisenkern 18B, der das Statorteil 18 bildet, ist aus geschichteten Silikon-Stahlblech oder dergleichen hergestellt, und umfasst neun hervorstehende Polteile 18C, die sich radial nach innen erstrecken. Ein Spulenteil ist um das hervorstehende Polteil herum aus isolierendem Kunstharz ausgebildet. Das Spulenteil weist eine Funktion auf, um eine Isolierung zwischen dem hervorstehenden Polteil 18C und einer Wicklung 18A, die um sich selbst herum gewickelt ist, zu gewährleisten.
-
Die Wicklung 18A von jeder Phase ist um das Spulenteil herum gewickelt, das das hervorstehende Polteil 18C abdeckt, und jedes Spulenteil ist daher üblicherweise in der Reihenfolge der U-Phase, der V-Phase und der W-Phase angeordnet. Weil in der vorliegenden Ausführungsform die Wicklung von jeder Phase in drei Teile geteilt ist, sind neun hervorstehende Polteile 18C im Eisenkern 18B ausgebildet und neben einander angeordnet.
-
Das Rotorteil 16 ist innerhalb von hervorstehenden Polteilen 18C angeordnet, wobei ein Permanentmagnet 16B innerhalb eines rückwärtigen Jochs 16A angeordnet ist. 7 stellt eine Situation dar, in der eine Neigung der Antriebswelle 28 bewirkt, dass das rückwärtige Joch 16A des Rotorteils 16 in eine X-Richtung zwischen den hervorstehenden Polteilen 18D des Statorteils 18 exzentrisch ist, und so eine Unebenheit des Luftspaltes bewirkt.
-
Wenn sich in dieser Situation das Rotorteil 16 dreht, schwanken die elektromagnetischen Kräfte in X-Richtung und Y-Richtung mit dem Drehwinkel (mechanischer Winkel).
-
8 stellt Schwankungen der elektromagnetomotorische Kraft in die X-Richtung während einer Drehung des Rotorteils 16 dar. Im Vergleich des Falls einer Exzentrizität = 0, schwankt die elektromagnetomotorische Kraft signifikant in der herkömmlichen Konfiguration von 5. Andererseits ist die Schwankung der elektromagnetomotorische Kraft kleiner in der Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform, die in 6 dargestellt ist. Die Schwankung der elektromagnetomotorische Kraft in X-Richtung bewirkt eine drehbewegliche primäre Vibration, und erhöht dadurch das Geräusch.
-
9 stellt Schwankungen der elektromagnetomotorische Kraft in die Y-Richtung während einer Drehung des Rotorteils 16 dar. Im Vergleich zum Fall einer Exzentrizität = 0, schwankt die elektromagnetomotorische Kraft signifikant in der herkömmlichen Konfiguration von 5. Andererseits ist die Schwankung der elektromagnetomotorische Kraft in der Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform, die in 6 dargestellt ist, kleiner. Die Schwankung der elektromagnetomotorische Kraft in Y-Richtung bewirkt eine drehbewegliche sekundäre Vibration, und erhöht dadurch das Geräusch. Wenn so die Exzentrizität des Rotorteils 16 reduziert werden kann, kann die Schwankung der elektromagnetomotorischen Kraft reduziert und folglich das Betriebsgeräusch unterdrückt werden.
-
Wie oben beschrieben, sind in der vorliegenden Ausführungsform zwei Bereiche des Antriebswelle 28, nämlich der Zwischenbereich und der distale Endbereich 29 der Antriebswelle 28, zwischen denen der Pumpenrotor 12 dazwischengelegt ist, drehbeweglichen durch die Gleitlager der Lagerteile 30, 41 abgestützt. Wenn die Antriebswelle 28 in der Nähe des ersten Lagerteils 30 geneigt wird, kontaktiert der distale Endbereich 29 der Antriebswelle 28 die innere Umfangsfläche des zweiten Lagerteils 41, so dass die Neigung der Antriebswelle 28 eingeschränkt wird. Dies dient zum Reduzieren der Änderung (Unebenheit) des Luftspaltes zwischen dem Statorteil 18 und Rotorteil 16 im Vergleich zur herkömmlichen Konfiguration, und unterdrückt dadurch eine Erhöhung der elektromagnetischen Vibration in die radiale Richtung, und unterdrückt das Auftreten eines Geräusches.
-
Unter Verwendung des Teils L3 nahezu als Lagerlänge, an das der Pumpenrotor 12 der Antriebswelle 28 fixiert ist, wie in 6 dargestellt, kann in der vorliegenden Ausführungsform die Lagerlänge ohne Erhöhen der Größe der gesamten elektrischen Ölpumpe vergrößert werden.
-
Weil zusätzlich das Ausbilden der Lagerteile 30, 41, die durch Gleitlager ausgeführt sind, ausreichend ist, kann die Konfiguration vereinfacht werden. Es ist auch möglich, die Anzahl von Teilen und die Teilekosten im Vergleich zu den Fällen zu unterdrücken, in denen Kugellager oder dergleichen verwendet werden, und dadurch wird der Preis je Produkt zusätzlich zur Vereinfachung der Konfiguration unterdrückt.
-
In der vorliegenden Ausführungsform wird der Innendurchmesser des zweiten Lagerteils 41, das im Flächenbereich 39 der Pumpenabdeckung 34 ausgebildet ist, gleich dem Innendurchmesser des ersten Lagerteils 30 festgelegt, das an der Trennwand 31 des Gehäuses 20 ausgebildet ist. Wenn jedoch der Innendurchmesser des zweiten Lagerteils 41 kleiner festgelegt wird, wird der Abstand des zweiten Zwischenraums G2 kleiner, sodass die Neigung der Antriebswelle 28 weiter reduziert werden kann.
-
Das Merkmal, dass das zweite Lagerteil 41 die Form der kreisförmigen Aussparung aufweist, dient außerdem dazu, einen Anstieg der Temperatur des Arbeitsöls zu fördern. Dies ermöglicht eine Reduzierung der Viskosität des Arbeitsöls, und erleichtert dem Arbeitsöl auch in einer engen Leitung zu fließen. Diese Konfiguration ist vorteilhaft, wenn der Innendurchmesser des zweiten Lagerteils 41 kleiner festgelegt wird, so dass der Abstand des zweiten Zwischenraumes G2 kürzer festgelegt wird.
-
Das Merkmal, das die Antriebswelle 28 drehbeweglich durch das erste Lagerteil 30 und zweite Lagerteil 41 abgestützt ist, dient außerdem dazu, die Belastung der Lager zu reduzieren. Dies ist ein Effekt durch die Verlängerung der Lagerlänge, wodurch es möglich ist, ein Metallwerkstoff zu verwenden, der eine niedrigere Härte und geringere Kosten aufweist. Somit ist es möglich, den Freiraum der Werkstoffauswahl zu erweitern. Dadurch kann erwartet werden, dass der Einheitspreis der elektrischen Ölpumpe unterdrückt wird, um geringer zu sein.
-
Als nächstes beschreibt das Folgende eine Konfiguration zum Positionieren der Pumpenabdeckung 34 und des Gehäuses 20 relativ zueinander. In der vorliegenden Ausführungsform wird das erste Lagerteil 30 im Gehäuse 20 ausgebildet, während die Pumpenabdeckung 34 in der Pumpenabdeckung 34 ausgebildet ist. Wenn folglich die Position des ersten Lagerteils 30 und zweiten Lagerteils 31 relativ zueinander verschoben ist, kann die Antriebswelle 28 unter einer Bedingung zusammengebaut werden, das die Antriebswelle 28 geneigt wird. Die Neigung der Antriebswelle 28 bewirkt ein Phänomen, bei dem das Betriebsgeräusch größer wird. Dadurch ist es wichtig, die Pumpenabdeckung 34 und das Gehäuse 20 in einem normalen Zustand zu montieren. Das Folgende beschreibt diesen Positioniermechanismus.
-
10 stellt ein Beispiel dar, in dem ein Positionier-Vorsprungsbereich 51 in der Form eines kreisförmigen Vorsprungs an einer Fläche der Pumpenabdeckung 34, die mit dem Gehäuse 20 in Kontakt ist, ausgebildet ist. Dieser Positionier-Vorsprungsbereich 51 in der Form eines kreisförmigen Vorsprungs ist durch eine Zapfenanbringung mit einer Wandfläche einer kreisförmigen Positionieröffnung 52 in Kontakt und daran angepasst, die im Pumpenabschnitt-Gehäuseteil 22 ausgebildet ist, in dem der äußere Rotor 14 des Gehäuses 20 aufgenommen ist, und dient dadurch als Positioniermechanismus zum Positionieren der Pumpenabdeckung 34 und des Gehäuses 20 relativ zueinander. Diese Konfiguration dient zum Verhindern, dass die Position des ersten Lagerteils 30 und zweiten Lagerteils 41 voneinander abweichen, und verhindert, dass die Antriebswelle 28 mit einer Neigung montiert wird.
-
11 stellt ein Beispiel dar, in dem zumindest zwei Positionierstifte 53 an einer Fläche der Pumpenabdeckung 34, die mit dem Gehäuse 20 in Kontakt ist, ausgebildet sind. Die Positionierstifte 53 werden in zwei Positionieröffnungen 54 eingesetzt, die in einer Fläche des Gehäuses 20, die mit der Pumpenabdeckung 34 in Kontakt ist, ausgebildet sind, und dienen dadurch als Positioniermechanismus, um die Pumpenabdeckung 34 und das Gehäuse 20 relativ zueinander zu positionieren. Diese Konfiguration dient zum Verhindern, dass die Position des ersten Lagerteils 30 und zweiten Lagerteils 41 voneinander abweichen, und verhindert, dass die Antriebswelle 28 mit einer Neigung montiert wird. Obwohl außerdem das Beispiel von 10 verlangt, die Größe des Pumpenabschnitts-Gehäuseteils 22 in die axiale Richtung für die Zapfenanbringung zu vergrößern, verlangt das Beispiel von 11 nicht, die Größe des Pumpenabschnitts-Gehäuseteils 22 in die axiale Richtung zu erhöhen, und verlangt keine Änderung der axialen Länge der elektrischen Ölpumpe.
-
12 stellt ein Beispiel dar, in dem zumindest zwei Positionierlöcher 55 in einer Fläche der Pumpenabdeckung 34, die mit dem Gehäuse 20 in Kontakt ist, ausgebildet sind. Die Positionierlöcher 55 nehmen ein Einsetzen von zwei Positionierstiften 56 auf, die in einer Fläche des Gehäuses 20, die mit der Pumpenabdeckung 34 in Kontakt ist, ausgebildet sind, und dient dadurch als Positioniermechanismus, um die Pumpenabdeckung 34 und das Gehäuse 20 relativ zueinander zu positionieren. Diese Konfiguration dient zum Verhindern, dass die Position des ersten Lagerteils 30 und zweiten Lagerteils 41 voneinander abweichen, und verhindert, dass die Antriebswelle 28 mit einer Neigung montiert wird. Ähnlich dem Beispiel von 11 verlangt dieses Beispiel nicht, die Größe des Pumpenabschnitts-Gehäuseteils 22 in die axiale Richtung zu vergrößern, und verlangt keine Änderung der axialen Länge der elektrischen Ölpumpe.
-
Zusammenfassend ist die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle drehbeweglich durch das erste Gleitlager zwischen dem Rotorteil und dem Pumpenrotor und drehbeweglich durch das zweite Gleitlager auf ihrer distalen Endseite des Pumpenrotor-Fixierteils der Antriebswelle abgestützt ist. Das Arbeitsöl wird dem ersten Gleitlager und zweiten Gleitlager zugeführt.
-
Weil gemäß dieser Konfiguration die distale Endseite des Antriebsdrehteils drehbeweglich durch das zweite Gleitlager abgestützt ist, ist die Neigung der Antriebswelle durch die innere Umfangsfläche des zweiten Gleitlagers eingeschränkt, wodurch das Auftreten eines Geräusches unterdrückt wird. Außerdem kann die Konfiguration vereinfacht werden, weil es nur erforderlich ist, dass jede, sowohl das Gehäuse als auch die Pumpenabdeckung, mit einem Gleitlager ausgebildet ist.
