JP2002130190A - 電動ウォータポンプ装置 - Google Patents
電動ウォータポンプ装置Info
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Abstract
ォータポンプを、電動モータにより駆動する電動ウォー
タポンプ装置において、比較的小容量のモータを用いて
も温度上昇が生じず、出力低下や絶縁不良、あるいは軸
受の寿命低下といった不具合を生じることのない電動ウ
ォータポンプ装置を提供する。 【解決手段】 電動モータ2のケーシング21の周囲を
ウォータジャケット4で覆い、そのウォータジャケット
4には、当該電動モータ2により駆動するウォータポン
プ1により循環する冷却水が、ラジエータからエンジン
等の被冷却部位に至る前に供給されるように構成するこ
とで、電動モータ2の駆動時においてこの電動モータ2
が常に冷却水により冷却されるように構成する。
Description
に自動車の水冷エンジンを冷却するための電動式のウォ
ータポンプに関する。
エータと被冷却部位であるエンジンのシリンダヘッド等
に設けられたエンジン冷却用ウォータジャケット等との
間で冷却水を循環させるためのウォータポンプが用いら
れる。このウォータポンプは、従来、エンジンの回転を
ベルトにより伝達して回転を与えるベルト伝導式のポン
プが用いられている。
転が伝達されるウォータポンプにおいては、エンジンの
温度に係わらず、エンジンの回転数によって冷却水の循
環量が決まるため、冷却水が過剰に循環されてエンジン
の過剰に冷却すると同時に、余分な量の冷却水を循環さ
せることによるエンジン動力の損失が生じるという問題
がある。
て、ウォータポンプを電動モータによって駆動する、い
わゆる電動ウォータポンプが注目されている。この電動
ウォータポンプによれば、エンジンの所要箇所に配置さ
れた温度センサの出力に基づき、必要な量だけ冷却水を
循環させる制御が容易に実現でき、エンジンの過冷却や
動力の損失を有効に防止することができる。
ンプは、自動車のエンジン補機のなかでも駆動の使用頻
度が極めて高く、従って、電動ウォータポンプを採用し
た場合には、電動モータが極めて高い頻度で駆動される
ことになる。その結果、モータの発熱による出力低下
や、軸受寿命の低下、および絶縁不良などが生じるとい
う問題がある。このモータの発熱を抑制するために、従
来、過大な容量のモータを採用する等の対策が講じられ
ているが、所要スペースの増大並びに重量の増大を招く
という問題が生じる。
もので、比較的小容量の電動モータを用いても発熱を抑
えることができ、もって軽量でコンパクトでありながら
長寿命で信頼性の高い電動ウォータポンプ装置の提供を
目的としている。
め、本発明の電動ウォータポンプ装置は、水冷エンジン
のラジエータと被冷却部位との間で冷却水を循環させる
ためのポンプを、電動モータによって駆動する電動ウォ
ータポンプ装置において、上記電動モータのケーシング
の周囲にウォータジャケットが設けられているととも
に、そのウォータジャケットには、当該電動ウォータポ
ンプ装置の駆動により循環する冷却水が、ラジエータか
ら被冷却部位に至る前に供給されるように構成されてい
ることによって特徴づけられる(請求項1)。
おいては、電動モータとしてDCブラシレスモータを用
いること(請求項2)が好ましい。
は、上記電動モータの駆動回路を、上記ウォータジャケ
ットに近接配置した構成(請求項3)を採用することが
望ましい。
によりラジエータとエンジンの被冷却部位間を循環する
冷却水を用いて、当該電動ウォータポンプ装置の電動モ
ータをも併せて冷却することによって、所期の目的を達
成しようとするものである。
タの周囲にウォータジャケットを設けて、そのウォータ
ジャケットには、この電動ウォータポンプ装置の駆動に
より循環する冷却水を、ラジエータからエンジンの被冷
却部位に至る流れの途中において導くことにより、当該
電動ウォータポンプの駆動時において常にラジエータで
冷やされた冷却水によって電動モータが冷却される。従
って、電動モータの発熱を防止すべく従来のように大容
量のモータを用いる必要がなくなり、比較的コンパクト
で軽量のモータを用いても発熱による諸問題は生じな
い。しかも、この電動モータの冷却のための追加構成
は、そのケーシングの周囲にウォータジャケットを形成
して冷却水の循環経路中に置くことだけであり、そのた
めの必要なスペースおよび重量の増加は、大容量の電動
モータを用いる場合に比して大幅に少なくてすむ。
のケーシングの周囲に設けたウォータジャケットによる
冷却効率を向上させるものであって、電機子を固定子と
したDCブラシレスモータは、その主たる発熱部位であ
る電機子がケーシングのすぐ内側に配置されるために、
ケーシングの周囲に配置されたたウォータジャケットに
冷却水を流すことにより、通電による温度上昇を有効に
抑制することができる。
合、その駆動回路中のFET等の素子も発熱するため、
請求項3に係る発明のように、その駆動回路を電動モー
タを冷却するためのウォータジャケットに近接して配置
することによって、駆動回路の温度上昇をも併せて抑制
することができる。
実施の形態について説明する。図1は本発明の実施の形
態の構成図で、要部の機械的構成を表す断面図と電気的
構成を表すブロック図とを併記して示す図である。
て、ハウジング本体11とハウジング蓋体12によって
形成されたポンプ室13内にインペラ14が配置された
構造を有している。インペラ14はシャフト15の一端
部に固着されており、このシャフト15はDCブラシレ
スモータ2の出力軸と一体化されている。ハウジング蓋
体12には、吸引口12aおよび吐出口12bが形成さ
れており、DCブラシレスモータ2を駆動してシャフト
15を介してインペラ14を所定の向きに回転させるこ
とによって、吸引口12aから吸引した冷却水を吐出口
12bから吐出することができる。なお、図において1
6はメカニカルシール、17はドレインである。
ング本体11に対して固定され、かつ、その一端側から
出力軸であるシャフト15を突出させるとともに、他端
が閉じられたケーシング21を備え、そのケーシング2
1の内周面に沿って固定子である電機子22が配置さ
れ、更にその電機子22の内側に、永久磁石を主体とす
る界磁23が回転自在に配置された構造を有し、その回
転子である界磁23は前記したシャフト15に対して固
定されている。また、シャフト15は、ハウジング本体
11およびケーシング21の他端に設けられた軸受24
a,24bによって回転自在に支承されている。
DC42Vであって、ドライバ3からの駆動信号によっ
て駆動制御される。ドライバ3は、例えばエンジン(図
示せず)の所要箇所に配置された温度センサの出力に基
づいて制御用コンピュータ(図示せず)等から供給され
る外部信号に応じた駆動信号を発生して、DCブラシレ
スモータ2に供給することにより、エンジンの温度に応
じた回転数のもとにDCブラシレスモータ2を駆動する
ように構成されている。また、このドライバ3からは、
DCブラシレスモータ2の刻々の回転数に対応した信号
を発生して、制御用コンピュータ等に出力する。
グ21の周囲は、モータ冷却用ウォータジャケット4に
よって覆われている。このモータ冷却用ウォータジャケ
ット4は冷却水入口4aと冷却水出口4bをそれぞれ備
えており、冷却水入口4aは耐熱性のホース(またはパ
イプ、以下同)5aを介してラジエータ(図示せず)の
アウトレットに連通しているとともに、冷却水出口4b
は、同じく耐熱性のホース5bを介してポンプ室13を
形成するハウジング蓋体12の吸引口12aに連通して
いる。また、ハウジング蓋体12の吐出口12bは、耐
熱性のホース5cを介してエンジンをはじめとする被冷
却部位に設けられているエンジン冷却用ウォータジャケ
ット(図示せず)等の冷却水入口に連通し、更にそのエ
ンジン冷却用ウォータジャケット等の冷却水出口は同様
の耐熱製のホースを介してラジエータのインレットに連
通している。
却部位を冷却すべくDCブラシレスモータ2を駆動し、
インペラ14を回転させて冷却水を循環させると、図中
矢印で示すように、ラジエータによって冷却された冷却
水がまずモータ冷却用ウォータジャケット4内に流入
し、次いでポンプ室13を経て被冷却部位へと供給さ
れ、更にラジエータで冷却されたうえでモータ冷却用ウ
ォータジャケット4内に流入する。従って、DCブラシ
レスモータ2は、その駆動中において常にラジエータに
よって冷却された冷却水によって冷却され、比較的小容
量のモータを用いても発熱による温度上昇が抑制され
る。
すべき点は、電動ウォータポンプ装置の駆動源である電
動モータとしてDCブラシレスモータ2を用いている点
であり、これにより、ブラシ付きモータを用いる場合に
比して消耗部品であるブラシを廃止することができ、か
つ、騒音や電磁ノイズの点においても有利となるばかり
でなく、その構造上、主たる発熱源である電機子22が
ケーシング21の内側に密着した状態で固定されている
が故に、ケーシング21の周囲を覆うモータ冷却用ウォ
ータジャケット4内を流れる冷却水によって効率的に冷
却され、その温度上昇を有効に抑制することができる。
あるDCブラシレスモータ2を42Vのモータとするこ
とにより、12Vや24Vのモータを用いる場合に比し
て、同じ動力を得る際に電機子22に流れる電流を小さ
くすることができ、その発熱量を低く抑えることがで
き、モータ冷却用ウォータジャケット4を備えること、
並びにブラシレスモータを用いることと併せて、従来の
この種の電動ウォータポンプ装置のモータに比して、そ
の温度上昇量を大幅に低減させることができる。
ータ冷却用ウォータジャケット4の冷却水入口4aをラ
ジエータに、同じく冷却水出口4bをポンプ本体1の吸
引口12aに連通させた例を示したが、本発明はこの構
成に限定されることなく、モータ冷却用ウォータジャケ
ット4の冷却水入口4aをポンプ本体1の吐出口12b
に、同じく冷却水出口4bをエンジン冷却用ウォータジ
ャケットの冷却水入口に連通させてもよく、要は、ラジ
エータによって冷却された冷却水が、エンジン冷却用ウ
ォータジャケット等の被冷却部位に供給される前に、モ
ータ冷却用ウォータジャケット4内に流入すればよい。
をブロック図で示してその具体的な配設位置については
言及していないが、図1においてDで例示される位置、
すなわちモータ冷却用ウォータジャケット4に密着させ
て配置することによって、このドライバ3も併せて冷却
水で冷却することができ、ドライバ3内に例えばFET
等の連続運転時において発熱しやすい素子があっても、
その温度上昇を抑制することができる。
ンジンの冷却水を必要なときに必要な量だけ循環させる
ことのできる電動ウォータポンプ装置の電動モータのケ
ーシングをウォータジャケットで覆い、そのウォータジ
ャケットには、当該電動ウォータポンプ装置の駆動によ
って循環してラジエータで冷却された冷却水を、エンジ
ン等の被冷却部位の手前において供給するので、電動モ
ータとして比較的小容量のモータを用いても、駆動時に
おいて常に冷却水によって冷却されるために温度上昇を
有効に抑制することができ、モータ出力の低下や軸受寿
命の低下、あるいは絶縁不良と入った不具合を生じるこ
とがない。しかも、電動モータを冷却する冷却水は当該
電動モータを駆動源とする電動ウォータポンプ装置によ
って循環されるものであるため、電動モータを冷却する
ために必要な構成は、ウォータジャケットと簡単な配管
を追加するだけでよく、全体としての所要スペースおよ
び重量を殆ど増大させることがない。
モータとしてDCブラシレスモータを用いると、主たる
発熱源である電機子がケーシングの内面に密着している
ため、ケーシングの外周を覆うウォータジャケット内を
流れる冷却水によって効率的に冷却することができる。
ングの周囲を覆うウォータジャケットに近接して、当該
電動モータのドライバを配置する請求項3に係る発明の
構成を採用すると、ドライバ内のFET等の発熱しやす
い素子をも併せて冷却することが可能となる。
構成を表す断面図と電気的構成を表すブロック図とを併
記して示す図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 水冷エンジンのラジエータと被冷却部位
との間で冷却水を循環させるためのポンプを、電動モー
タによって駆動する電動ウォータポンプ装置において、 上記電動モータのケーシングの周囲にウォータジャケッ
トが設けられているとともに、そのウォータジャケット
には、当該電動ウォータポンプ装置の駆動により循環す
る冷却水が、ラジエータから被冷却部位に至る前に供給
されるように構成されていることを特徴とする電動ウォ
ータポンプ装置。 - 【請求項2】 上記電動モータがDCブラシレスモータ
であることを特徴とする請求項1に記載の電動ウォータ
ポンプ装置。 - 【請求項3】 上記電動モータの駆動回路が、上記ウォ
ータジャケットに近接配置されていることを特徴とする
請求項1または2に記載の電動ウォータポンプ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000318791A JP2002130190A (ja) | 2000-10-19 | 2000-10-19 | 電動ウォータポンプ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000318791A JP2002130190A (ja) | 2000-10-19 | 2000-10-19 | 電動ウォータポンプ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002130190A true JP2002130190A (ja) | 2002-05-09 |
Family
ID=18797364
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000318791A Pending JP2002130190A (ja) | 2000-10-19 | 2000-10-19 | 電動ウォータポンプ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002130190A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2000
- 2000-10-19 JP JP2000318791A patent/JP2002130190A/ja active Pending
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