阅读说明：本技术 泵装置 (Pump device ) 是由 海野圭祐 于 2020-02-28 设计创作，主要内容包括：一种泵装置包括旋转体、包括有吸入端口(83)和排出端口(84)的泵外壳(2),和卸压阀(9)。在该泵装置中,通过旋转体的旋转,流体被从吸入端口(83)吸入并且被从排出端口(84)排出。卸压阀(9)包括阀体(91)和偏压构件。排出端口(84)包括在排出端口(84)延伸的方向上的一端部。该一端部比排出端口(84)的中央部浅。泵外壳包括卸压流路,当卸压阀(9)打开时流体流过该卸压流路。卸压流路被设置成朝向排出端口(84)的该一端部的沟槽底表面打开。(A pump device includes a rotary body, a pump housing (2) including a suction port (83) and a discharge port (84), and a pressure relief valve (9). In the pump device, fluid is sucked from a suction port (83) and discharged from a discharge port (84) by rotation of the rotary body. The pressure relief valve (9) includes a valve body (91) and a biasing member. The discharge port (84) includes one end portion in a direction in which the discharge port (84) extends. The one end portion is shallower than a central portion of the discharge port (84). The pump housing includes a pressure relief flow path through which fluid flows when the pressure relief valve (9) is opened. The pressure relief flow path is provided so as to open toward the groove bottom surface of the one end portion of the discharge port (84).)

泵装置

技术领域

本发明涉及泵装置。

背景技术

传统上，电泵装置被广泛使用，其附接到例如车辆的变速箱壳体并且从油底壳吸入变速器油以将油供应到每个部分以进行润滑、冷却等。在这种泵装置中，转子在外壳的容纳室中通过作为驱动源的电动马达旋转。外壳包括朝向容纳室开口的吸入端口和排出端口。当转子在容纳室中旋转时，从吸入端口吸入的油从排出端口排出。在日本未审查专利申请公报第2008-215087号(JP 2008-215087 A)和日本未审查专利申请公报第2013-241837号(JP 2013-241837 A)中描述的泵装置包括卸压阀，当排出压力变得等于或高于预定值时该卸压阀打开以将油释放到低压侧，使得电动机不会由于排出压力变得太高而过载。

在JP 2008-215087 A中描述的泵装置(电油泵)中，泵的排出侧和吸入侧通过其相互连通的流体连通孔被设置在作为阀体的阀芯中。这个阀芯被卷簧沿阀关闭方向偏压。当排出压力变高时，阀芯克服卷簧的偏压力回退以允许泵的排出侧和吸入侧通过流体连通孔相互连通。卷簧在阀芯和调节螺钉之间被设置在压缩状态中，并且卷簧的中央轴线沿着垂直于电动马达的旋转轴线的方向延伸。阀芯根据排出压力而沿着卷簧的中央轴线前进和回退。

在JP 2013-241837 A中描述的泵装置(电泵)在经由流路面对排出端口的位置处包括作为阀体的压力接收体，并且压力接收体被卷簧沿阀关闭方向朝向排出端口偏压。泵装置在压力接收体的下游侧上包括开口。当压力接收体以预定量回退时，开口打开。当压力接收体由于从排出端口接收的压力而回退并且开口打开时，排出端口中的流体的一部分从开口被排出到外部。卷簧被容纳在外壳的管状部中，使得卷簧的中央轴线平行于电动马达的旋转轴线延伸。卷簧在封闭了管状部的一个端部的插塞本体和压力接收体之间被轴向压缩。

发明内容

例如，如在JP 2008-215087 A中描述的泵装置中那样，当卷簧的中央轴线垂直于电动马达的旋转轴线时，附接到变速箱壳体的圆形开口的泵装置可能不能附接到变速箱壳体。这是因为卷簧或调节螺钉沿着泵外壳的径向方向向外凸出。当如在JP 2013-241837A中那样，卷簧被设置成使得它的中央轴线平行于电动马达的旋转轴线延伸时，在不增加变速箱壳体的开口的开口直径的情况下，外壳能够通过变速箱壳体的开口被***到变速箱壳体中。然而，因为外壳的容纳卷簧的管状部沿着平行于电动马达的旋转轴线的轴向方向突出了很大程度，所以管状部往往会干扰变速箱壳体中的构成构件。

本发明提供一种能够实现尺寸减小的泵装置。

根据本发明的第一方面的一种泵装置包括：旋转体，该旋转体被围绕旋转轴线旋转驱动；泵外壳，该泵外壳包括朝向容纳有旋转体的容纳室开口的吸入端口和排出端口，吸入端口和排出端口以弧形沟槽的形状延伸；和卸压阀，当排出端口中的液压变得等于或高于预定值时该卸压阀打开。在泵装置中，通过旋转体的旋转，流体从吸入端口被吸入并且从排出端口被排出。卸压阀包括阀体和沿阀关闭方向偏压阀体的偏压构件。排出端口包括在排出端口延伸的方向上的一个端部，并且该一个端部比排出端口的中央部浅。泵外壳包括卸压流路，当卸压阀打开时流体通过该卸压流路流动。卸压流路被设置成向排出端口的该一个端部的沟槽底表面打开。卸压阀的阀体和偏压构件与卸压流路的开口被布置在平行于旋转轴线的方向上。开口被设置在沟槽底表面中。

本发明实现了泵装置的尺寸的减小。

附图说明

将在下面参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，其中类似的数字表示类似的元件，并且其中：

图1A是示出附接到变速箱壳体的开口的泵装置的配置示例的截面视图，该变速箱壳体是泵装置将被附接于此的对象，并且图1B和图1C是泵装置的局部放大截面视图；

图2是沿着图1A中的线II-II截取的泵装置的截面视图；

图3A和图3B是第二外壳构件的透视图，其中图3A示意了第二外壳构件的与第一外壳构件相对的表面，并且图3B示意了第二外壳构件的面对第一外壳构件的表面；

图4A示意了从第二外壳构件与第一外壳构件的相对侧沿轴向方向观察的第二外壳构件，并且图4B示意了从第二外壳构件的第一外壳侧沿轴向方向观察的第二外壳构件；

图5是沿着图4B中的线V-V截取的第二外壳构件和卸压阀的截面视图；并且

图6是示出在排出端口的一个端部和另一个端部中测量的油流量和油压力之间的关系的测量结果的曲线图。

具体实施方式

将参考图1A到图6描述本发明的实施例。以下描述的实施例被示为适合于实施本发明的具体示例，并且在某些部分中，具体地示意技术上优选的各种技术问题。本发明的技术范围不限于此具体实施例。

图1A是示意变速箱壳体10的开口100的泵装置1的配置示例的截面视图，该变速箱壳体是泵装置1将被附接于此的对象。图1B和1C是泵装置1的局部放大截面视图。图2是沿着图1A中的线II-II截取的泵装置1的截面视图。在图1A中，变速箱壳体10由隐藏的轮廓(一长双短虚线)示出。泵装置1附接到变速箱壳体10，其中泵装置1的一部分***在变速箱壳体10的圆形开口100中。在图1A到图1C中，图的下侧对应于变速箱壳体10的内部。

在本实施例中，泵装置1被配置为电泵，该电泵包括有作为驱动源的电动马达单元(以后描述)。泵装置1被安装在电动车辆或者混合动力车辆上，所谓混合动力车辆包括有高功率马达诸如内部永磁体马达(IPM)作为用于移动车辆的驱动源。泵装置1从变速箱壳体10的油底壳吸入作为本发明的流体的油(变速器油)并且将油供应到油将被供应于此的对象。油将被供应于此的对象的示例包括高功率马达和变速器的变速机构。从泵装置1供应的油被用于润滑、冷却或者操作油将被供应于此的对象并且从该对象返回到油底壳。

泵装置1包括泵外壳2、泵单元3、电动马达单元4，和控制单元5。泵外壳2包括容纳室20。泵单元3包括被容纳在泵外壳2的容纳室20中的内部转子31和外部转子32。电动马达单元4旋转驱动内部转子31。控制单元5控制电动马达单元4。

电动马达单元4包括定子芯41、转子芯42、转子轴43，和马达外壳44。定子芯41由柔软磁性金属制成并且包括多个齿。转子芯42被设置在定子芯41内部。转子轴43是输出旋转轴并且***通过转子芯42的中心。马达外壳44由用于模制定子芯41的树脂制成。多个永磁体421被固定到转子芯42。线圈412围绕定子芯41缠绕，其中绝缘体411介于其间。三相交流电(AC)马达电流从控制单元5供应到线圈412。定子芯41通过供应到线圈412的马达电流产生旋转磁场。转子芯42旋转从而跟随这个旋转磁场。

转子轴43由附接到泵外壳2的轴承(未示出)以可旋转的方式支撑，并且随着转子芯42旋转。泵装置1利用未示出的螺栓附接到变速箱壳体10。例如，泵装置1沿着使得转子轴43水平地延伸的方向附接。

控制单元5由电路板51和安装在电路板51上的多个电子部件构成。控制单元5使用供应到被设置在马达外壳44中的连接器单元441的端子50的DC电压作为它的电源进行操作。电路板51由附接到马达外壳44的金属盖500覆盖。该多个电子部件包括中央处理单元(CPU)和开关元件。控制单元5通过经由打开和关闭开关元件而实现的脉冲宽度调制(PWM)控制产生将被供应到电动马达单元4的马达电流。在本实施例中，控制单元5与电动马达单元4集成。然而，控制单元5可以从电动马达单元4分离并且通过线缆连接到电动马达单元4。

如在图2中所示，泵单元3包括包含有多个外齿311的圆板形内部转子31和包含有多个内齿321的环形外部转子32。内部转子31是由电动马达单元4旋转驱动的旋转体。内部转子31附接到转子轴43从而不能相对于转子轴43旋转。在本实施例中，转子轴43被花键装配在内部转子31的中心中。在图1A中，转子轴43的旋转轴线O由一长一短虚线示出。内部转子31围绕旋转轴线O被电动马达单元4旋转驱动。在下文中，平行于旋转轴线O的方向有时称作轴向方向。

外部转子32的内齿321的数目比内部转子31的外齿311的数目多一个。外部转子32被设置在容纳室20中从而能够围绕从内部转子31的旋转中心偏心的位置旋转。内部转子31在内部转子31和外部转子32之间限定了多个泵室30，外部转子32设置在内部转子31的外周侧上。该多个泵室30由内部转子31的外齿311和外部转子32的内齿321限定。每个泵室30的容积随着内部转子31和外部转子32的旋转而改变。

在本实施例中，泵单元3被配置为内接齿轮泵。然而，本发明不限于此，并且泵单元3可以被配置为例如叶片泵。在此情形中，转子由电动马达单元4旋转驱动，该转子是具有容纳多个叶片的径向狭缝的旋转体。多个泵室由叶片限定在转子的外周侧上，并且每一个泵室的容积随着转子的旋转而改变。

泵外壳2包括第一外壳构件7和第二外壳构件8并且由多个螺栓66固定到马达外壳44。当泵装置1附接到变速箱壳体10时，整个泵外壳2被设置在变速箱壳体10中。在本实施例中，泵外壳2由三个螺栓66固定到马达外壳44，并且螺栓66中的一个螺栓在图1A中示出。每个螺栓66被旋拧到在马达外壳44中模制的螺母构件67中。

第一外壳构件7由模铸金属制成。第一外壳构件7是单件式构件，其由盘状本体部71和多个突出部72构成，该本体部71包括有在中心中的容纳室20，该多个突出部72从本体部71的外周表面71a沿径向向外突出。在本实施例中，第一外壳构件7包括沿径向突出的三个突出部72，并且每个突出部72包括螺栓***孔720，螺栓66通过该螺栓***孔720***。第一外壳构件7被设置在第二外壳构件8和马达外壳44之间，并且第一外壳构件7的沿轴向方向的一部分被装配在马达外壳44中。

第一外壳构件7包括在中心中的***孔70。转子轴43通过***孔70***，并且转子轴43的尖端被设置在第二外壳构件8的中央孔80中。第一外壳构件7保持环形密封构件69，并且密封构件69与转子轴43弹性接触。

图3A和图3B是第二外壳构件8的透视图。图3A示意了第二外壳构件8的与第一外壳构件7相对的表面，并且图3B示意了第二外壳构件8的面对第一外壳构件7的表面。图4A示意了当从第二外壳构件8的与第一外壳构件7的相对侧沿轴向方向观察时的第二外壳构件8，并且图4B示意了当从第二外壳构件8的第一外壳构件7侧沿轴向方向观察时的第二外壳构件8。图1A示出了沿着图4B中的线I-I截取的截面。

类似于第一外壳构件7，第二外壳构件8由模铸金属制成。第二外壳构件8是单件式构件，其由盘状本体部81和多个突出部82构成，该本体部81具有与第一外壳构件7的本体部71相同直径，该多个突出部82从本体部81的外周表面81a沿着径向向外突出。在本实施例中，类似于第一外壳构件7，第二外壳构件8包括沿着径向突出的三个突出部82，并且每个突出部82包括螺栓***孔820，螺栓66通过该螺栓***孔820***。用于第一外壳构件7和第二外壳构件8的金属材料适当地是铝合金。然而，本发明不限于此，并且金属材料可以是例如铁基金属。

第一外壳构件7的本体部71和第二外壳构件8的本体部81由两个定位销60(见图2)沿径向方向和周向方向相对于彼此定位。第一外壳构件7的本体部71在两个位置处包括装配孔710，其中容纳室20介于其间，并且该两个定位销60被装配在装配孔710中。类似地，第二外壳构件8的本体部81在两个位置处包括装配孔810，并且该两个定位销60被装配在装配孔810中。

第二外壳构件8的本体部81包括朝向容纳室20开口的吸入端口83和排出端口84。吸入端口83和排出端口84具有弧形沟槽的形状，并且沿内部转子31和外部转子32的旋转方向延伸。吸入端口83和排出端口84从第二外壳构件8的面对第一外壳构件7的平坦表面8a沿轴向方向凹进。

在其中泵室30的容积增加的吸入行程中，油从吸入端口83流入泵室30中。在其中泵室30的容积减少的排出行程中，油从泵室30流出到排出端口84中。因此，泵单元3通过由吸入行程和排出行程构成的泵操作从吸入端口83吸入油，并且从排出端口84排出吸入的油。

第二外壳构件8包括筒形吸入管道部85。吸入管道部85的中空部用作将油引导到吸入端口83中的吸入流路850。第二外壳构件8进一步包括筒形排出管道部86。排出管道部86的中空部用作将油从排出端口84引导到外部的排出流路860。吸入管道部85和排出管道部86从本体部81沿轴向方向突出。泵装置1将油吸入到吸入流路850中，并且将吸入的油从排出流路860供应到油将被供应于此的对象。

泵装置1进一步包括卸压阀9，当排出端口84中的液压(油压力)变得等于或者大于预定值时该卸压阀9打开。当卸压阀9打开时，在排出行程中，油的已经从泵室30流入排出端口84中的一部分被排出到低压侧，而不被供应到油将被供应于此的对象。在本实施例中，当卸压阀9打开时，排出端口84中的油的一部分被排出到油底壳。然而，流路可以被设置成使得油的一部分被排出到吸入流路850。

卸压阀9包括阀体91、卷簧92，和扣环93。卷簧92是沿阀关闭方向偏压阀体91的偏压构件。卷簧92与扣环93相接触。在本实施例中，阀体91是球形的，并且卷簧92在阀体91和扣环93之间被压缩。在本实施例中，卷簧92具有部分锥体的形状，该部分锥体的形状越靠近它的接触阀体91的端部内径越小。

第二外壳构件8包括朝向排出端口84的沟槽底表面84a开口的卸压流路87。当卸压阀9打开时，油通过卸压流路87从排出端口84流到低压侧。卸压流路87由相互连通的小直径孔871和大直径孔872构成。小直径孔871被设置在排出端口84侧上。小直径孔871的内径小于阀体91的直径，并且大直径孔872的内径大于阀体91的直径。在小直径孔871和大直径孔872之间的台阶表面是渐缩坐置表面87a。阀体91由于卷簧92的偏压力而接触渐缩坐置表面87a。

卸压流路87包括设置在排出端口84的沟槽底表面84a中的开口87b。阀体91、卷簧92和卸压流路87的开口87b沿轴向方向被布置，并且阀体91和卷簧92被容纳在卸压流路87的大直径孔872中。大直径孔872被设置在第二外壳构件8中。具体地，大直径孔872被设置在管状部88中，在该管状部88中包括有卸压流路87。管状部88具有筒形形状并且在中心中具有大直径孔872。管状部88容纳阀体91和卷簧92，并且扣环93被挤压装配在管状部88的开口端中。扣环93具有环的形状。当卸压阀9打开时，油从扣环93的内部被排出到油底壳中。

如图1B中所示，当排出端口84中的液压小于预定值时，由于卷簧92的推压力(恢复力)，阀体91与坐置表面87a相接触，并且卸压阀9处于关闭状态中。如图1C中所示，当排出端口84中的液压变得等于或者高于预定值时，卷簧92被压缩并且阀体91回退。因此，卸压阀9打开，其中阀体91从坐置表面87a分离。因此，油通过在阀体91和坐置表面87a之间的间隙流入大直径孔872中。

卷簧92沿着管状部88的中央轴线C(图1A所示)延伸和收缩。在本实施例中，管状部88的中央轴线C平行于转子轴43的旋转轴线O，并且卷簧92延伸和收缩的方向是平行于转子轴43的旋转轴线O的方向。管状部88的中央轴线C和卷簧92延伸和收缩的方向可以相对于旋转轴线O稍微倾斜。换言之，管状部88的中央轴线C和卷簧92延伸和收缩的方向仅仅需要基本上平行于旋转轴线O即可。

如在图4A中所示，当沿轴向方向观察第二外壳构件8时，管状部88完全位于本体部81的外周表面81a的径向内侧。换言之，当沿轴向方向观察第二外壳构件8时，管状部88不沿着径向向外突出超过本体部81的外周表面81a。管状部88较少可能干扰变速箱壳体10的构成构件。中央轴线C可以在当沿轴向方向观察第二外壳构件8时，管状部88不沿着径向向外突出超过本体部81的外周表面81a的这种范围内(在当沿轴向方向观察第二外壳构件8时，管状部88完全位于本体部81的外周表面81a的径向内侧的这种范围内)相对于旋转轴线O倾斜。当中央轴线C相对于旋转轴线O的倾斜在这个范围内时，易于避免管状部88干扰变速箱壳体10中的构成构件。

管状部88位于间距圆C₁和外径圆C₂内部，该间距圆C₁穿过该多个螺栓***孔820的中心点，该外径圆C₂指示电动马达单元4的外周表面4a(包围定子芯41的马达外壳44的一部分的外径)。利用这种配置，不必需为了将管状部88***到变速箱壳体10的开口100中而增加开口100的尺寸。

图5是沿着图4B中的线V-V即沿着排出端口84延伸的方向截取的第二外壳构件8和卸压阀9的截面视图。排出端口84包括始端841、末端842，和中央部843。始端841是在排出端口84延伸的方向上的一个端部，并且泵室30在排出行程的初始阶段中与始端841连通。末端842是在排出端口84延伸的方向上的另一个端部，并且泵室30在排出行程的最后阶段中与末端842连通。中央部843对应于在始端841和末端842之间的中间位置。排出端口84在始端841和末端842中比在中央部843中浅。排出流路860在靠近中央部843的位置处与排出端口84连通。排出端口84的最深部840比中央部843更加靠近末端842定位。

卸压流路87的开口87b被设置在排出端口84的始端841的沟槽底表面84a中。在排出端口84的始端841和中央部843之间的沟槽底表面84a倾斜，使得排出端口84的轴向深度从始端841朝向中央部843逐渐增加。沟槽底表面84a可以被配置成使得排出端口84的轴向深度从始端841朝向中央部843逐步增加。当沟槽底表面84a是排出端口84的轴向深度从始端841朝向中央部843逐渐增加的这种倾斜表面时，油稳定地在排出端口84中流动。

如上所述，卸压流路87的开口87b被设置在排出端口84的始端841的沟槽底表面84a中，在此处从平坦表面8a的深度相对浅。在此情形中，管状部88从平坦表面8a的高度H小于在例如靠近中央部843设置开口87b的情形中。管状部88因此较少可能在泵装置1的轴向方向上干扰变速箱壳体10中的构成构件。吸入管道部85和排出管道部86从平坦表面8a的高度比管状部88从平坦表面8a的高度高。然而，因为油管道连接到吸入管道部85和排出管道部86，所以不需要考虑吸入管道部85和排出管道部86对变速箱壳体10中的构成构件的干扰。

图6是示出在卸压阀9关闭的情况下在排出端口84的始端841和末端842中的测量点P₁、P₂(图5中所示)处测量的油流量和油压力之间的关系的测量结果的曲线图。带有小直径的孔被设置在第二外壳构件8中，并且测量是利用通过这个孔***到排出端口中的压力传感器来执行的。脉动瞬时值被平均化并且被绘制在曲线图上。

如在图6中所示，对于末端842中的测量点P₂和始端841中的测量点P₁这两者，随着油流量增加，油压力增加。在任何流量下，测量点P₂处的油压力高于测量点P₁处的油压力。在测量点P₂和测量点P₁之间的这个压力差被视为对应于压力增加的量，该压力增加是当已经随着内部转子31的旋转而流出泵室30的油由于油的惯性而撞击排出端口84在末端842侧上的内表面等时而引起的。

为了根据油的排出压力适当地打开卸压阀9，理想的是最小化由油流的惯性所引起的压力增加的影响，使得卸压阀9不由于这个压力增加而打开。在本实施例中，因为卸压流路87的开口87b被设置在排出端口84的始端841的沟槽底表面84a中，所以阀体91接收动态压力减小的油，并且卸压阀9在由弹簧常数和卷簧92的压缩量设定的适当压力下打开。

实施例的效果

根据以上实施例，卸压流路87向排出端口84的始端841的沟槽底表面84a打开，并且阀体91、卷簧92和卸压流路87的开口87b布置在平行于旋转轴线O的方向上。利用这种配置，实现了泵装置1的尺寸减小，泵装置1在车辆等上的可安装性得到改进，并且卸压阀9根据油的排出压力适当地打开。根据以上实施例，阀体91和卷簧92设置在卸压流路87中。利用这种配置，不必需从卸压流路87单独确保一块用于容纳阀体91和卷簧92的空间，并且实现了泵装置1的尺寸的进一步减小。

虽然以上基于实施例描述了本发明，但是实施例并非旨在限制根据权利要求的本发明。

本发明可以在不偏离本发明的精神和范围的情况下适当修改。例如，以上实施例是相对于泵装置1安装在车辆上并且附接到变速箱壳体10的情形描述的。泵装置1将被附接于此的对象不必需是变速器。泵装置1可以在除了车辆之外的应用中使用。