本實用新型涉及一種用于汽車等車輛的電動油泵的安裝結構。
背景技術:
近年來,考慮到地球的環(huán)境問題,有人提出搭載有怠速停止(idling stop)功能的汽車等車輛,上述怠速停止功能為在十字路口等短時間停車時停止引擎,并抑制廢氣的排出或汽油的消耗。在怠速停止功能工作時,雖然引擎不工作,但在該情況下也需要保持變速器(transmission)的油壓,因此使用即使引擎不工作也能夠驅動,并且能夠供給油(工作油的一個例子)并使油循環(huán)的電動油泵來保持油壓。
通常,電動油泵安裝于變速箱(transmission case)的外側的壁面(外壁)。電動油泵的油吸入口與貯留油的油盤之間通過流通管連接,流通管的前端浸漬于油中。由于電動油泵旋轉而產生的負壓,貯留的油被抽吸至流通管,并通過流通管內部從吸入口流入電動油泵內部。然后,在泵內部對油加壓,并將加壓后的油從噴出口壓力泵送至變速器內部并使其循環(huán)。電動油泵通過構成發(fā)動機(motor)部的發(fā)動機來驅動。
在專利文獻1中公開了電動油泵的設置結構。在該設置結構中,電動油泵設置于變速箱的外側面下部,從變速箱的油貯留部(油盤)通過吸入油路(流通管)吸入油并將其供給至變速器。
專利文獻
專利文獻1:日本專利特開2010-276035號公報
技術實現(xiàn)要素:
油在流通管內流通時會由于其與流通管的內壁的摩擦而產生阻力(以下,稱為配管阻力),因此在通過流通管向電動油泵供給油的情況下,除了考慮油自身的粘性阻力以外,還需要考慮配管阻力,來決定驅動電動油泵的發(fā)動機的輸出功率。因此,與只考慮本來要求的油的粘性阻力的情況相比,需要更大的發(fā)動機輸出功率,從而需要使用大型的發(fā)動機。然而,如果使用大型的發(fā)動機,則存在下述問題:不僅成本升高,體積、重量也將變大,并且占用空間變大,不利于搭載于汽車上。
配管阻力與油的粘度成比例。當油溫變低時其粘度變大,配管阻力隨之進一步變大,因此特別是發(fā)動機啟動時的負荷將增大,在最壞的情況下可能會無法啟動。
如此,關于通過流通管配設電動油泵的技術存在進一步改善的余地。
通常,電動油泵以從變速箱的外壁伸出的方式安裝。并且,變速器周圍的空間因車型而異。因此,在無法確保電動油泵的伸出體積量的空間的車型中,存在無法安裝電動油泵的情況。
此外,在電動油泵中,發(fā)動機部、泵部的泵殼及泵蓋通常以螺釘緊固并一體化而構成。并且,通過其它螺釘的緊固來進行向電動油泵的變速箱的外壁的安裝。因此,利用螺釘的緊固工序存在2道工序,從而可能會因工時增加而導致成本升高。
進一步地,在上述結構的電動油泵中,油可能會從通過螺釘緊固的結構部件之間的邊界,即發(fā)動機部與泵殼的邊界、以及泵殼與泵蓋的邊界漏出。如果電動油泵安裝于變速器的外側,則在油從電動油泵漏出的情況下,會引起漏油的問題。為了防止該漏油,需要在上述各邊界安裝用于防止油漏出的環(huán)狀密封部件,從而存在產品的成本升高的問題。
如此,關于在變速器的外側安裝電動油泵的技術也存在進一步改善的余地。
鑒于上述問題,人們尋求不經由流通管而配設電動油泵。此外,人們尋求一種無論變速器周圍空間的寬窄如何都能夠搭載電動油泵的結構。
為了解決上述技術問題,本實用新型涉及的電動油泵的安裝結構的結構特征在于:其具有:電動油泵與變速箱,上述電動油泵具有泵部、發(fā)動機部、發(fā)動機殼體、和吸入口,上述泵部具有泵,上述發(fā)動機部與上述泵部相鄰配置并具有使上述泵旋轉的發(fā)動機,上述發(fā)動機殼體收容上述發(fā)動機部的至少一部分,上述吸入口形成于上述發(fā)動機殼體或上述泵部并用于將工作油供給至上述泵部;上述變速箱將上述電動油泵收容于內部,并具有油盤;上述電動油泵在至少上述吸入口沒入貯留于上述油盤的上述工作油中的狀態(tài)下安裝于上述變速箱。
如果為這樣的結構,則由于電動油泵從吸入口直接獲取工作油,因此無需經由如以往般的流通管來吸入油,從而能夠使配管阻力為零。因此,能夠僅考慮工作油的粘性阻力來決定發(fā)動機的輸出功率,因此能夠使發(fā)動機小型化,并能夠提供更加廉價的電動油泵。
在本實用新型涉及的電動油泵的安裝結構中,優(yōu)選上述電動油泵進一步具有控制上述發(fā)動機的旋轉的驅動部,上述驅動部配置于上述變速箱的外側,即相對上述變速箱的上述發(fā)動機部的相反側。
如果為這樣的結構,則工作油不會附著于驅動部,也不會發(fā)生由于工作油的附著引起的驅動部的異常。此外,由于驅動部位于變速箱的外側,因此容易放出在驅動部產生的熱量。
在本實用新型涉及的電動油泵的安裝結構中,優(yōu)選在上述吸入口安裝有濾器用的網篩。
以往,在從流通管吸入工作油時,在浸漬于油盤中的流通管的前端安裝濾器用的網篩,進一步地,在電動油泵的吸入通路與流通管的邊界安裝有網眼大于濾器用的網篩的濾油器。但是如本實用新型涉及的安裝結構,如果在將電動油泵沒入工作油的狀態(tài)下進行安裝,則為了除去工作油中的異物等,僅在吸入口安裝濾器用的網篩即可,不需要網眼較大的濾油器。由此,能夠進一步降低電動油泵的成本。
在本實用新型涉及的電動油泵的安裝結構中,優(yōu)選上述泵部具有內轉子、外轉子、和外殼,上述外轉子與上述內轉子嚙合并相對上述內轉子的旋轉而共轉(co-rotation),上述外殼收容上述內轉子與上述外轉子;上述內轉子與上述外轉子由不同材料形成,上述外轉子由線膨脹系數大于上述外殼材料的材料形成。
將常溫下的外轉子的厚度及外徑與外殼的深度及內徑之間的間隙中的任一個均設置為大于作為通常的泵而適當設置的間隙。在該間隙中,吸入的工作油在形成于泵的泵室間泄漏,從而無法充分進行在泵中的工作油的加壓。但是,當啟動電動油泵并且溫度上升時,外殼與外轉子中的任一個都將發(fā)生熱膨脹。此時,因為在外轉子中使用線膨脹系數高于外殼的材料,所以外轉子的膨脹程度大于外殼,其結果為,間隙將變小。該間隙被設定為在電動油泵穩(wěn)定工作時的溫度下作為泵而形成適當的值。因此,通過設置為這樣的結構,油在泵室間的泄漏量變少,從而能夠提高電動油泵的容積效率。
在本實用新型涉及的電動油泵的安裝結構中,優(yōu)選上述電動油泵進一步具有控制上述發(fā)動機部的旋轉的驅動部;上述驅動部接收從上述發(fā)動機輸出的與上述發(fā)動機的轉速相應的第1信號,并向上位的ECU(Electronic Control Unit)輸出第2信號;在上述ECU基于上述第2信號,判斷上述發(fā)動機的轉速是否為正常范圍的情況下,即使接收到的上述第1信號為表示上述發(fā)動機以從上述正常范圍的轉速偏離指定的轉速以內的轉速旋轉的信號,上述驅動部也對上述第1信號進行補正以使其包含于上述正常范圍內,并將進行上述補正后的信號作為上述第2信號向上述ECU輸出。
當驅動電動油泵時,通過驅動部計算與從發(fā)動機送來的轉速相關的第1信號,將其變換為作為與轉速相應的頻率的脈沖信號的第2信號并向上位的ECU發(fā)送。但是,為了向變速器供給而必需的電動油泵的工作油的油壓因汽車的種類或周圍溫度等環(huán)境條件而變化。然而,ECU的正常旋轉的范圍在多數情況下與這些條件無關而被固定。因此,即使電動油泵能夠供給必需的油壓,在發(fā)動機的轉速偏離正常范圍的情況下,也將被判斷為旋轉異常。但是,即使接收到的第1信號為表示發(fā)動機以從正常范圍的轉速偏離指定的轉速以內的轉速旋轉的信號,驅動部也對第1信號進行補正以使其包含于正常范圍內,并將進行補正后的信號作為第2信號向上述ECU輸出。通過以這樣的結構來對發(fā)動機的轉速進行管理,能夠無需提高發(fā)動機的輸出功率而向變速器供給必需的油壓,同時,使ECU判斷發(fā)動機在正常范圍內旋轉。
在本實用新型涉及的電動油泵的安裝結構中,優(yōu)選上述補正在上述第1信號從上述正常范圍向低速旋轉側偏離時進行。
在接收到發(fā)動機的轉速向高旋轉側偏離的第1信號時,認為發(fā)動機在空轉。因為這種情況為真正的異常,所以驅動部不能發(fā)出補正后的第2信號。但是,在轉速向低速旋轉側偏離的情況下,發(fā)動機的轉速雖然較低,但多數情況下電動油泵可供給必需的油壓。因此,特別是在轉速向低速旋轉側偏離的情況下,通過驅動部進行補正而向ECU輸出正常范圍的第2信號,由此,能夠無需提高發(fā)動機的輸出功率而向變速器供給必需的油壓,同時,使ECU判斷發(fā)動機在正常范圍內旋轉。
在本實用新型涉及的電動油泵的安裝結構中,優(yōu)選上述吸入口形成于上述泵部的隔著上述發(fā)動機部的相反側,上述工作油在上述發(fā)動機部的內部流通并被供給至上述泵部。
如果為這樣的結構,則由于泵形成為吸入于發(fā)動機部的內部流通的工作油的流路結構,因此泵能夠吸入由于發(fā)動機的驅動所引起的發(fā)熱而溫度升高并且粘度降低的工作油。由此,能夠使泵流暢地旋轉。此外,相反地,當工作油于發(fā)動機部30的內部流通時,發(fā)動機散發(fā)的熱量被工作油吸收,因此發(fā)動機不會變得過度高溫,從而發(fā)動機的旋轉效率也不會降低。
在本實用新型涉及的電動油泵的安裝結構中,優(yōu)選上述泵部具有相鄰配置的泵殼及泵蓋;在上述變速箱的內壁一體地安裝有上述泵殼及上述發(fā)動機部;上述泵蓋形成于上述變速箱。
如果為這樣的結構,則占電動油泵的體積的大部分的泵殼及發(fā)動機部安裝于作為變速器的內側的變速箱的內壁,因此不會向變速器的外側伸出,因此不會因變速器周圍空間的寬窄而影響電動油泵的搭載。由此,不論汽車種類如何都能夠搭載電動油泵。
在本實用新型涉及的電動油泵的安裝結構中,優(yōu)選在上述變速箱的外壁形成有凹部,上述驅動部收容于上述凹部。
如果為這樣的結構,則驅動部也不會向變速器的外壁的外側伸出,因此變速器周圍空間的寬窄完全不會影響搭載。因此,能夠進一步擴大可搭載電動油泵的汽車種類。
附圖說明
圖1為表示第一實施方式涉及的電動油泵的安裝結構的截面圖。
圖2A為圖1的IIa部分的放大圖。
圖2B為沿圖2A的IIb-IIb線的截面圖。
圖3為表示利用驅動部的無傳感器無刷直流電動機(sensorless brushless DC motor)的轉速管理的說明圖。
圖4為表示第一實施方式的變形例涉及的電動油泵的安裝結構的截面圖。
圖5為表示第二實施方式涉及的電動油泵的安裝結構的截面圖。
具體實施方式
1.第一實施方式
[電動油泵的結構]
(1)泵部的結構
以下,基于附圖對本實用新型的第一實施方式所涉及的電動油泵1進行說明。如圖1所示,本實施方式所涉及的電動油泵1由泵部10及發(fā)動機部30構成。泵部10具有泵殼11、內嚙合型齒輪泵(internal gear pump)14、與泵蓋40。泵殼11與泵蓋40為外殼的一個例子,內嚙合型齒輪泵14為泵的一個例子。
如圖1所示,泵殼11的外形為圓柱狀,并在其一側的端面形成有底且截面為圓形的收容凹部12。在收容凹部12的底面進一步形成吸入孔41a與噴出孔42a。從吸入孔41a的底面形成有作為貫穿泵殼11的孔的吸入通路43。在從泵殼11的收容凹部12的軸心偏心的位置形成有軸承孔19,旋轉軸13以貫穿該軸承孔19與內嚙合型齒輪泵14的內轉子15的方式插入。軸承孔19以使旋轉軸13旋轉自如的方式對其進行支承,旋轉軸13與內轉子15具有共同的旋轉軸心X,并形成一體而旋轉。
內嚙合型齒輪泵14收容于收容凹部12,并具有內轉子15與外轉子16。如圖2B所示,內嚙合型齒輪泵14以形成于內轉子15的外齒與形成于外轉子16的內齒嚙合的方式構成,隨著內轉子15的旋轉,外轉子16在內轉子15的周圍共轉。在內轉子15的齒部與外轉子16的齒部之間形成有容積隨著旋轉增減的多個泵室17。
泵蓋40與泵殼11相鄰配置,并具有與泵殼11相同的外徑。泵蓋40與泵殼11通過圖中未示出的螺釘緊固,并被一體化。泵蓋40在吸入孔41a的隔著收容凹部12的相反側具有吸入孔41b、在噴出孔42a的隔著收容凹部12的相反側具有噴出孔42b。噴出通路44從噴出孔42b朝向外側延伸。
吸入孔41a、41b為如圖2B所示的月牙形狀的槽,并以沿內嚙合型齒輪泵14的泵室17的容積增大的范圍與泵室17連通的方式形成。相同地,噴出孔42a、42b也為如圖2B所示的月牙形狀的槽,并以沿內嚙合型齒輪泵14的泵室17的容積減小的范圍與泵室17連通的方式形成。
在本實施方式中,內轉子15與外轉子16使用不同的材質,并且,在外轉子16中使用線膨脹系數高于泵殼11及泵蓋40的材質。作為這樣的材料的組合,可列舉例如使用鐵基燒結材料作為內轉子15,使用鋁或鋁合金作為外轉子16,使用鐵作為泵殼11及泵蓋40的情況。此外,也可以列舉使用鐵基燒結材料作為內轉子15,使用樹脂作為外轉子16,使用鋁或鋁合金作為泵殼11及泵蓋40的情況。
如圖2A所示,收容內嚙合型齒輪泵14、并且由收容凹部12與泵蓋40構成的空間的沿旋轉軸心X的方向及徑向的大小在常溫時大于外轉子16的沿旋轉軸心X的厚度及外徑。即,在該空間與外轉子16之間存在旋轉軸心X方向上的間隙12a與徑向上的間隙12b。常溫下的間隙12a與間隙12b的大小為如下程度:其大于作為通常的泵而適當設置的間隙,并且吸入的油(工作油的一個例子)在泵室17間泄漏,從而無法對油充分加壓。
在該狀態(tài)下,認為電動油泵1的容積效率將降低,但當啟動電動油泵1時,由于驅動所導致的發(fā)動機部30發(fā)熱、油溫上升等,內嚙合型齒輪泵14的溫度將上升,而間隙12a、12b將變小。并且,由于在該狀態(tài)下使用,因此關于在常溫下間隙12a、12b較大的情況,在實際使用上沒有問題。相反地,由于間隙12a、12b,外轉子16與泵殼11及泵蓋40間的摩擦減小,因此與高溫時相比,即使在油的粘度較大的常溫時,電動油泵1的負荷也不會增大,從而不會損害啟動性。此外,在低于常溫的溫度下,雖然油的粘度進一步變大,但間隙12a、12b也進一步變大,因此能夠維持電動油泵1的啟動性。如此,如果在外轉子16使用線膨脹系數高于泵殼11及泵蓋40的材質,則無論啟動時的周圍溫度如何,都能夠穩(wěn)定并啟動電動油泵1。
下面,對實際啟動電動油泵1時,間隙12a、12b變小的情況進行具體說明。如果啟動電動油泵1并且溫度上升,則泵殼11、泵蓋40、外轉子16中的任一個都將發(fā)生熱膨脹。此時,因為在外轉子16中使用線膨脹系數高于泵殼11及泵蓋40的材質,所以外轉子16的膨脹程度大于泵殼11及泵蓋40,其結果為,間隙12a、12b將變小。間隙12a、12b被設定為在電動油泵1穩(wěn)定工作時的溫度下,作為泵而形成適當的值。由此,油在泵室17間的泄漏量變少,電動油泵1的容積效率提高。
(2)發(fā)動機部的結構
如圖1所示,發(fā)動機部30與泵部10相鄰配置。發(fā)動機部30具有無傳感器無刷直流電動機31。無傳感器無刷直流電動機31為發(fā)動機的一個例子。無傳感器無刷直流電動機31由圓筒狀的轉子36、與隔有少許間隙而位于其外側的環(huán)狀的定子32構成。轉子36與定子32中的任一個均與旋轉軸心X為同軸心。
轉子36為在層壓電磁鋼板而成的圓筒狀的轉子軛37的內部埋入磁體38并緊固的部件,其與旋轉軸13一體旋轉。定子32由層壓電磁鋼板而成的定子鐵芯33、覆蓋定子鐵芯33的齒部的絕緣體的線圈支承框35、以及從線圈支承框35的上方纏繞的線圈34構成。通過來自于后述的外部的驅動部50的電力供給,向線圈34施加交流電流。無傳感器無刷直流電動機31不具有霍爾器件等磁極傳感器,其利用在線圈34產生的感應電壓檢測轉子36的旋轉位置,并根據基于此而得到的磁極位置信息來切換對3相繞組的各相的通電。由于交流電流所引起的線圈34與磁體38之間的吸引和排斥反復進行,轉子36發(fā)生旋轉,內轉子15也隨之旋轉。
(3)發(fā)動機殼體的結構
如圖1所示,泵部10與發(fā)動機部30被收容于由鐵、鋁等金屬制成的有底圓筒形狀的發(fā)動機殼體60的內側空間。定子32、泵殼11及泵蓋40的外周面通過焊接或粘合等方法固定于發(fā)動機殼體60的內側壁面。在泵蓋40的外周面遍及全周地形成槽,并插入有環(huán)狀密封部件46。通過環(huán)狀密封部件46來防止油從發(fā)動機殼體60與泵蓋40之間的間隙浸入。此外,噴出通路44雖然貫穿發(fā)動機殼體60的側面,但在該貫穿的位置施加有密封部件47,以使油不會從此處浸入發(fā)動機殼體60的內部。
在發(fā)動機殼體60的底面形成有貫通孔62。貫通孔62為吸入口的一個例子。因此,電動油泵1的外部空間與配設有發(fā)動機部30的發(fā)動機殼體60的內部空間經由貫通孔62而連通。此外,發(fā)動機殼體60的內部空間與泵殼11的吸入通路43連接,并經由其前方的吸入孔41a與內嚙合型齒輪泵14連接。
在發(fā)動機殼體60的貫通孔62的外側安裝有濾器用的網篩64。網篩64為織入有金屬的網狀的過濾器,其可捕捉油中的異物并除去。由此,可使通過貫通孔62而被吸入電動油泵1的內部的油中不混有異物。
發(fā)動機殼體60的開口側的端部具有向徑向外側折彎的凸緣狀的凸緣66。沿凸緣66的圓周方向等間隔地形成有多個貫通孔68。貫通孔68為用于將電動油泵1安裝于變速箱72的壁面而形成。
[電動油泵的安裝結構]
如圖1所示,電動油泵1通過使螺釘69貫穿形成于凸緣66的貫通孔68,從而螺釘固定于作為變速箱72的內側的側壁的內壁72a而安裝。此處也為貯留有油的油盤74,電動油泵1位于油的油面100的下側,并完全浸漬于油中。雖然油面100為油在變速器70內循環(huán)的狀態(tài)下的與空氣的邊界,但此時,電動油泵1的一部分也可以露出于油面100以上。但是,貫通孔62在電動油泵1的工作中需要總是位于油面100以下,因此考慮未示出的車輛(汽車)行駛于傾斜面時電動油泵1相對油面100的傾斜等來決定向內壁72a的安裝位置。以下,將在電動油泵1的工作中,電動油泵1中至少貫通孔62位于油的油面100的下側的狀態(tài)稱為“沒入油中”。
在電動油泵1的隔著變速箱72的內壁72a的相反側,即變速箱72的外側,安裝有驅動部50。驅動部50將用于驅動的電力供給至電動油泵1的無傳感器無刷直流電動機31,同時,控制傳感器無刷直流電動機31的驅動、旋轉、停止等動作。進一步地,將于線圈34產生的感應電壓作為輸入功率,算出無傳感器無刷直流電動機31的轉速,并將該轉速向上位的ECU(Electronic Control Unit)80發(fā)送(輸出)。驅動部50為將微型計算機、電容器、比較器、開關元件等電子部件封裝于基板52而成的裝置,其通過腳部54安裝于作為變速箱72的外側的側壁的外壁72b。驅動部50與線圈34之間的電力供給或利用電信號進行的通信使用通過連接器或錫焊等方法連接的被覆電纜56或連接銷來進行。在圖1中,被覆電纜56貫穿變速箱72、發(fā)動機殼體60,但在該貫穿的位置中施加有圖中未示出的密封部件,以使油不會從此處向變速器70的外部或電動油泵1的內部滲出。
[電動油泵的動作]
下面,對使電動油泵1工作時的動作進行說明。如圖1所示,由于電動油泵1沒入油中,因此即使在停止狀態(tài)下,貯留于油盤74中的油也會通過網篩64及貫通孔62浸入發(fā)動機殼體60的內部的發(fā)動機部30、泵部10。即,發(fā)動機殼體60的內部充滿油。在該狀態(tài)下,如果根據來自于ECU80的命令,將電力從驅動部50供給至線圈34,則該電力將被施加于無傳感器無刷直流電動機31的線圈34并產生旋轉磁場,從而使轉子36旋轉。轉子36的旋轉通過旋轉軸13傳遞至內嚙合型齒輪泵14的內轉子15,從而使內轉子15旋轉。由此,在與吸入孔41a、41b相對的泵室17中產生負壓。其結果為,貯留于油盤74的油通過網篩64及貫通孔62被吸入發(fā)動機部30內,流經轉子36與定子32的間隙、纏繞于相鄰的定子鐵芯33、33的線圈34、34的間隙等,然后從吸入通路43到達吸入孔41a。從吸入孔41a、41b吸入泵室17內的油被壓力泵送至噴出孔42a、42b,并從噴出孔42b向噴出通路44噴出。被噴出的油被供給至圖中未示出的變速器70的內部的其它位置。被供給的油進行該位置的潤滑、冷卻,然后,回流并再次貯留于油盤74中。應予說明,被吸入發(fā)動機部30的油的一部分進入泵殼11的軸承孔19與旋轉軸13之間進行樞軸支承部的潤滑。
在本實施方式中,由于以使電動油泵1沒入油中的方式進行安裝而從貫通孔62直接獲取油,因此沒有必要經由如以往般的流通管來吸入油,配管阻力也將變?yōu)榱?。因此,能夠僅考慮油的粘性阻力來決定無傳感器無刷直流電動機31的輸出功率,因此能夠使傳感器無刷直流電動機31小型化,并且能夠提供更加廉價的電動油泵1。
在從流通管吸入油時,在浸漬于油盤74的流通管的前端安裝濾器用網篩,并進一步地,在電動油泵1的吸入通路43與流通管的邊界安裝有網眼大于濾器用網篩的濾油器。但是,如果如本實施方式所述,在使電動油泵1沒入油中的狀態(tài)下對其進行安裝,則為了除去油中的異物等,僅在貫通孔62的外側安裝網篩64即可,并不需要網眼較大的濾油器。從這一點來看,能夠進一步降低電動油泵1的成本。
在本實施方式中,內嚙合型齒輪泵14形成吸入在發(fā)動機部30的內部流通的油的流路結構,因此能夠吸入由于無傳感器無刷直流電動機31的驅動所引起的發(fā)熱而溫度升高并且粘度變低的油。由此,能夠使內嚙合型齒輪泵14流暢地旋轉。此外,相反地,由于油在發(fā)動機部30的內部流通,無傳感器無刷直流電動機31散發(fā)的熱被油吸收,因此無傳感器無刷直流電動機31不會變得過度高溫,無傳感器無刷直流電動機31的旋轉效率也不會降低。
在本實施方式中,貫通孔62雖然形成于發(fā)動機殼體60的底面,但并不限定于此。也可以在遠離發(fā)動機殼體60的側面的泵部10的位置形成貫通孔62,并使貫通孔62的開口方向朝向圖1的下方(與油盤74的底部相對的方向)的方式安裝電動油泵1。
[無傳感器無刷直流電動機的轉速管理]
在引擎由于怠速停止功能工作而停止時,為了使電動油泵1向變速器70供給適當的油壓,電動油泵1的無傳感器無刷直流電動機31需要以適當的轉速旋轉。通過驅動部50計算無傳感器無刷直流電動機31的轉速,將其變換為與轉速相應的頻率的脈沖信號并發(fā)送至上位的ECU80。如圖3所示,從驅動部50送來的轉速如果在事先決定的指定范圍內(圖3的AHz~BHz),則ECU80判斷其為正常旋轉,如果轉速高于指定范圍則判斷為高速旋轉異常,如果轉速低于指定范圍則判斷為低速旋轉異常。
如上所述,無傳感器無刷直流電動機31不具有霍爾器件等磁極傳感器,其利用于線圈34產生的感應電壓來檢測轉子36的旋轉位置。因此,可基于該感應電壓的周期計算與無傳感器無刷直流電動機31的轉速相應的脈沖信號。應予說明,于線圈34產生的感應電壓為第1信號的一個例子,被發(fā)送至ECU80的脈沖信號為第2信號的一個例子。
但是,為了向變速器70供給而必需的電動油泵1的油壓因汽車的車型或者周圍溫度等環(huán)境條件而變化。但是,ECU80的正常旋轉的范圍(以下,稱為“正常范圍”)多數情況下與這些條件無關而被固定。因此,即使電動油泵1能夠供給必需的油壓,在無傳感器無刷直流電動機31的轉速低于正常范圍的情況下,也將被判斷為低速旋轉異常。如果判斷為異常則怠速停止功能無法工作。
因此,在本實施方式中的無傳感器無刷直流電動機31的轉速管理中,在電動油泵1能夠將必需的油壓供給至變速器70的情況下,當無傳感器無刷直流電動機31的轉速低于ECU80的正常范圍時,通過驅動部50將信號補正為判斷為正常范圍的頻率的脈沖信號并發(fā)送至ECU80。即,補正與根據感應電壓算出的轉速相應的頻率的脈沖信號,并將更高頻率的脈沖信號向ECU80發(fā)送。由此,ECU80判斷電動油泵1的無傳感器無刷直流電動機31在正常范圍的轉速內旋轉,而不會判斷為低速旋轉異常。
在驅動部50中,將與能夠根據汽車的種類或周圍溫度等環(huán)境條件向變速器70供給必需的油壓的無傳感器無刷直流電動機31的轉速有關的數據作為表格而保存。如果無傳感器無刷直流電動機31以該轉速以上旋轉,即,在從ECU80的正常范圍偏離并且上述偏離在指定的轉速的范圍內的情況下,將判斷為正常范圍的頻率的脈沖信號發(fā)送至ECU80。
通過進行如上所述的無傳感器無刷直流電動機31的轉速管理,無需提高無傳感器無刷直流電動機31的輸出功率,并能夠將必要的油壓供給至變速器70,同時,使ECU80判斷無傳感器無刷直流電動機31在正常范圍內旋轉。
2.第一實施方式的變形例
以下,基于圖4對本實用新型的第一實施方式的變形例所涉及的電動油泵1的安裝結構進行說明。在本變形例的說明中,對與第一實施方式結構相同的位置標注相同的符號,并省略關于相同的結構的說明。在本變形例的電動油泵1的安裝結構中,與第一實施方式不同,變速箱72的內側構成泵蓋40,同時,變速箱72的電動油泵1所安裝的位置為向內側凹陷的凹部76,并且驅動部50收容于凹部76內。進一步地,在凹部76安裝有蓋78。其它位置的結構與第一實施方式相同。
在本變形例中,電動油泵1也沒入油中,并通過貫通孔62直接獲取油,因此能夠不考慮配管阻力,僅考慮油的粘性阻力來決定無傳感器無刷直流電動機31的輸出功率。由此,能夠使無傳感器無刷直流電動機31小型化,并且能夠提供更加廉價的電動油泵1。此外,如果電動油泵1以沒入油中的狀態(tài)進行安裝,則為了除去油中的異物等,僅在貫通孔62的外側安裝網篩64即可,不需要網眼較粗的濾油器。從這點來看能夠進一步降低電動油泵1的成本。
3.第二實施方式
[電動油泵的結構]
下面,基于圖5對本實用新型的第二實施方式所涉及的電動油泵1進行說明,在本實施方式的說明中,對與第一實施方式及第一實施方式的變形例結構相同的位置標注相同的符號,并省略關于相同結構的說明。
(1)泵部的結構
在本實施方式中,以從泵殼11的外周側面向徑向外側伸出的方式形成有撐條18。撐條18沿泵殼11的外周以間隔180°形成2處。在撐條18形成有后述的螺釘69所貫穿的貫通孔68。應予說明,撐條18也可以形成3處以上。
泵蓋40與泵殼11相鄰配置,與第一實施方式的變形例相同,其作為變速箱72的一部分,在作為變速箱72的內側的側壁的內壁72a加工而構成。在變速箱72中,泵蓋40所在位置變厚,并向變速器70的內側伸出。泵蓋40在吸入孔41a的隔著收容凹部12的相反側具有吸入孔41b,在噴出孔42a的隔著收容凹部12的相反側具有噴出孔42b。
吸入通路43從吸入孔41b向外側延伸,噴出通路44從噴出孔42b向外側延伸。吸入通路43的外側端部浸漬于貯留在油盤74的油中,由于內嚙合型齒輪泵14的旋轉,泵室17中產生負壓,從而將油盤74的油吸入電動油泵1的內部(吸入孔41a、41b)。此外,在吸入通路43的外側端部安裝有濾器92用的網篩64,以防止油中的異物進入電動油泵1的內部。應予說明,在本實施方式中,吸入通路43為吸入口的一個例子。
以從泵蓋40的外周側面向徑向外側伸出的方式形成有撐條49。撐條49沿泵蓋40的外周以間隔180°形成2處。在撐條49形成有緊固后述螺釘69的螺紋槽。撐條49以與泵殼11的撐條18重疊的方式配置。
(2)發(fā)動機部的結構
在本實施方式的發(fā)動機部30中,以從定子鐵芯33的外周側面向徑向外側突出的方式形成有撐條39。撐條39沿定子鐵芯33的外周以間隔180°形成2處。在撐條39形成有后述的螺釘69所貫穿的貫通孔68。撐條39以與泵殼11的撐條18、泵蓋40的撐條49重疊的方式配置。
(3)發(fā)動機殼體的結構
如圖5所示,在本實施方式中,由鐵、鋁等金屬構成的有底圓筒形狀的發(fā)動機殼體60以收容發(fā)動機部30的一部分(圖5的右側部分)的方式配置。以從發(fā)動機殼體60的外周側面向徑向外側突出的方式形成有撐條61。撐條61沿發(fā)動機殼體60的外周以間隔180°形成2處。在撐條61形成有后述螺釘69所貫穿的貫通孔68。撐條61以與泵殼11的撐條18、泵蓋40的撐條49、及定子鐵芯33的撐條39重疊的方式配置。
[電動油泵的安裝結構]
如圖5所示,在電動油泵1中,在撐條49、撐條18、撐條39、撐條61重疊的狀態(tài)下,螺釘69通過形成于撐條61、撐條39、撐條18的貫通孔68而與撐條49的螺紋槽連結。通過設置為這樣的結構,能夠得到使泵殼11與發(fā)動機部30一體化并安裝于變速箱72的內壁72a的電動油泵1。
與第一實施方式及第一實施方式的變形例相同,電動油泵1位于油的油面100的下側,完全浸漬于油中。油面100為與油在變速器70內循環(huán)的狀態(tài)下的空氣的邊界,但此時,電動油泵1的一部分也可以露出于油面100以上。然而,獲取油的吸入通路43的外側端部在電動油泵1的工作中需要總是位于油面100以下,因此考慮當汽車行駛于傾斜面時電動油泵1相對油面100的傾斜等來決定向內壁72a安裝的位置。在本實施方式中,在電動油泵1的工作中,將電動油泵1中至少吸入通路43的外側端部位于油的油面100的下側的狀態(tài)稱為“沒入油中”。
在本實施方式的電動油泵1中,與第一實施方式的變形例相同,在作為變速箱72的外側的側壁的外壁72b形成有凹部76,其中收容有驅動部50。此外,在凹部76安裝有蓋78。
如圖5所示,驅動部50與線圈34之間由連接銷58電連接。在驅動部50側中,連接銷58貫穿基板52并通過錫焊于布線圖形的焊盤(land)而連接。在線圈34側中,連接銷58貫穿線圈支承框35并被保持,將沿線圈支承框35拉出的線圈34的線圈線纏繞于連接銷58并通過錫焊而連接。在圖5中雖然連接銷58貫穿變速箱72,但在該貫穿的位置施加有圖中未示出的密封部件,以使油不從此處向變速器70的外部滲出。
[電動油泵的動作]
下面,對使電動油泵1工作時的動作進行說明。如圖5所示,由于電動油泵1沒入油中,因此即使在停止狀態(tài)下,貯留于油盤74中的油也會通過網篩64和吸入通路43流入吸入孔41a、41b。在該狀態(tài)下,如果根據來自于ECU80的命令,將電力從驅動部50供給至線圈34,則該電力將被施加于無傳感器無刷直流電動機31的線圈34并產生旋轉磁場,從而使轉子36旋轉。轉子36的旋轉通過旋轉軸13傳遞至內嚙合型齒輪泵14的內轉子15,從而使內轉子15旋轉。由此,在與吸入孔41a、41b相對的泵室17中產生負壓。其結果為,從吸入孔41a、41b吸入泵室17內的油被壓力泵送至噴出孔42a、42b,并從噴出孔42b向噴出通路44噴出。被噴出的油被供給至圖中未示出的變速器70的內部。通過被供給的油在該處產生油壓,然后,上述油回流并再次貯留于油盤74。
在本實施方式中,由于也以使電動油泵1沒入油中的方式對其進行安裝并從泵蓋40的側面向吸入通路43直接獲取油,因此配管阻力變?yōu)榱?。因此,在本實施方式中,在決定無傳感器無刷直流電動機31的輸出功率時,無需考慮配管阻力,僅考慮油的粘性阻力即可,因此能夠使無傳感器無刷直流電動機31小型化,并能夠提供更加廉價的電動油泵1。
產業(yè)上的可利用性
本實用新型能夠用于在汽車等車輛上使用的電動油泵的安裝結構。
符號說明
1 電動油泵
10 泵部
11 泵殼(外殼)
14 內嚙合型齒輪泵(泵)
15 內轉子
16 外轉子
30 發(fā)動機部
31 無傳感器無刷直流電動機(發(fā)動機)
40 泵蓋(外殼)
50 驅動部
60 發(fā)動機殼體
62 貫通孔(吸入口)
64 網篩
72 變速箱
72a 內壁
74 油盤
76 凹部
80 ECU