JP2002522696A - 電動機駆動ポンプ - Google Patents

電動機駆動ポンプ

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JP2002522696A JP2000563944A JP2000563944A JP2002522696A JP 2002522696 A JP2002522696 A JP 2002522696A JP 2000563944 A JP2000563944 A JP 2000563944A JP 2000563944 A JP2000563944 A JP 2000563944A JP 2002522696 A JP2002522696 A JP 2002522696A
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ウァースン，ジァン，マイクル
ビーヴン，ロバト，ウイリアム
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オートモウティヴ、モウシャン、テクノラジ、リミティド
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/14—Structural association with mechanical loads, e.g. with hand-held machine tools or fans

Abstract

(57)【要約】 本発明電動機駆動ポンプは、電動機固定子３０と、この電動機固定子３０の外側のまわりに回転するように作動できる電動機回転子１０と、この電動機回転子１０により駆動され前記電動機固定子３０の内側に少なくとも一部を配置したポンプ機構４０、５０とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は電動機駆動ポンプ（ｍｏｔｏｒ ｄｒｉｖｅｎ ｐｕｍｐ）に関する
。
【０００２】
【従来の技術】
普通の構造では、電動機によりポンプを駆動するときに、たとえばＤＥ−Ａ−
４，１２３，３８４号明細書に詳述してあるように電動機ユニットに直列のポン
プを備えている。このことは、この電動機ユニットの全長が電動機の長さとポン
プの長さとの和に少なくとも等しいことを意味し、この組合せは限られた空間内
では長すぎて使用できないことが多い。又必要とされる材料及び部品の量はこれ
等の２つの項目品を各別に作る場合と同様である。
【０００３】 ポンプ及び電動機の組合せの長さを短縮するには２通りの解決法が考えられる
。第１は、たとえばＤＥ−Ａ−３，９３７，３４５号明細書に記載してあるよう
に機械加工したら施形送給みぞに回転子をねじ込むことにより電動機の回転子を
ポンプの回転子として使うことである。この場合ポンプの寸法が減小し部品をわ
ずかしか必要としない簡単な構造になる。しかしこのポンプにより得られる圧力
は極めて低くなり、１又は２バール・ゲージにすぎない。又従動回転子が１個又
は複数個の補助回転子と組合って作用する場合に一層複雑な構造のポンプたとえ
ば多回転子ねじポンプ（ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｒｏｔｏｒ ｓｃｒｅｗ ｐｕｍｐ
）を使うことができない。多重回転子ねじポンプの構造はＥＰ−Ａ−０，７３６
，６６７号明細書に詳述してある。
【０００４】 従来提案されている第２の構造はこの問題を或る程度解決する。この構造では
、中心ポンプ回転子は回転しないが補助のねじ（ｓｃｒｅｗ）すなわち回転子（
ｒｏｔｏｒ）が電動機回転子と共に回転するようなねじポンプを使う。この種の
ポンプはＤＥ−Ａ−３，７０１，５８６号明細書に例示してある。この種のポン
プは高圧に達することができるがなお若干の著しく不利な点がある。この場合ポ
ンプ・ユニットに対し１つと固定子ユニットに対し１つとの２つのハウジングが
必要であり、ユニットの容積及び費用が増す。このユニットは又不つりあいなほ
ど細長くなる。
【０００５】 本発明は電動機駆動ポンプの寸法及び各部品を減らすようにする。本発明は、
固定子と、この固定子に同軸でこの固定子の外側のまわりに回転するように作動
できる回転子と、この回転子により駆動され固定子の内側に少なくとも一部を配
置したポンプ機構とを包含する電動機駆動ポンプを提供する。
【０００６】 本発明によれば従来に比べていくつかの利点が得られる。とくに固定子は、ポ
ンプ・ハウジングの一部を形成し、必要とする部品数と組立てにかかる時間とを
減らす。ポンプで送る流体は固定子内を通り、従ってこのポンプを通る流体の流
れは固定子を冷却するのに使われ従ってこの電動機駆動ポンプの効率が増す。こ
のことは、ポンプ・ハウジングが固定子に係合しこのポンプを経て流れる流体へ
の有効な熱伝導の得られるときに最も有効になる。電動機内のポンプの一体化は
、ポンプの機械的部品及び流体作動部品が音響学的に遮蔽されポンプ可聴騒音の
レベルが低くなることを意味する。このユニットは又ポンプに直列の同等の電動
機より一層簡潔にすることができ、このことはこのユニットがたとえばパワー・
ステアリング・システム（ｐｏｗｅｒ ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）の一
部として自動車ボンネットの下側の限定された空間内で多くの応用例のあること
を意味する。
【０００７】 さらにポンプの動力回転子又は補助回転子を回転子用油圧軸受として使うこと
ができる。この場合所要の部品数が減少しこのユニットの費用及び組立て時間を
低減する。別の１つの軸受は、確実に固定子に対する衝突音がなくし回転子の振
動による可聴騒音が生じないようにする電動機回転子及びポンプに対する主軸受
として機能する。この場合、電動機回転子がポンプの一体部分であった従来の構
造に勝った固有の利点が得られる。
【０００８】 最後にこのシステム・ハウジングは、ポンプの運転に必要な流体タンク（ｒｅ
ｓｅｒｖｏｉｒ）を含み、ユニット全体の騒音及び振動をさらに減らす。
【０００９】 以下本発明の実施例を、同様な部品に同様な参照数字を付した添付図面につい
て説明する。
【００１０】
【実施例】
図１は、外側の回転子１０、固定子３０及びねじポンプ・ハウジング５０を備
えた電動機駆動ポンプを線図的に示す。永久磁石２０は回転子１０に固定され、
又位置センサ６０は回転子１０の回転位置を検出する。この情報は制御電子装置
６５に伝えられる。電子装置６５はすなわち固定子３０及び回転子１０の相対位
置及び速度を推定しこのようにして電動機の種種の位相に関連する固定子巻線セ
ットを付勢する。直流ブラシなし電動機の電子制御は良好に行われ従って詳細な
説明は省く。
【００１１】 電動機駆動ポンプの著しい特徴は、回転子１０が外側の回転子であることであ
る。すなわちこの回転子は固定子３０の外側のまわりに回転する。熱伝導性ポン
プ・ハウジング５０は固定子３０に係合する。このことは、図３に明らかなよう
にねじポンプを経て流体が流れる際に固定子３０の冷却作用の生ずることを意味
する。図２にさらに詳細に示したこのポンプの動力回転子は電動機の回転子から
駆動され電動機回転子用の中心軸４０として作用する。
【００１２】 図２及び図３に明らかなようにこの実施例ではポンプの中心軸４０は動力回転
子（ｐｏｗｅｒ ｒｏｔｏｒ）として作用する。しかしこの中心軸が固定したま
まの別の実施例も考えられる。外側の回転子１０はポンプ補助回転子（ａｎｃｉ
ｌｌａｒｙ ｐｕｍｐ ｒｏｔｏｒ）７０、８０を駆動する。このポンプ・ユニ
ットにはマニホルド９０及び端部キャップ１００を設けてある。
【００１３】 このポンプを通る流体の流れは図３にさらに詳しく示してある。低圧の流体は
外部システムからタンク（ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ）１２０の入口１１０を経てこの
ポンプに入る。この流体は次いで、このポンプの外部ケーシングに組付けた管１
３０を経てマニホルド９０に送られる。この流体は次いで、この流体がポンプに
入る端部キャップ１００に次ぎに達するまでマニホルド流入管１４０を経て流れ
る。ポンプの中心軸４０すなわち中心回転子が回転するのに伴い、補助回転子３
０、８０も又回転し、流体をこのねじポンプを高圧出口１５０に流下させるねじ
体の各ねじの間に室を形成する。
【００１４】 端部キャップ１００は、シール１６０を含みまわりにシール１７０を持つ。シ
ール１７０は、固定子３０内に又は磁石２０を含む電動機部分内に逃げる流体を
止める。マニホルド９０は、このマニホルドとハウジング・アセンブリ２００と
の間に２個のシール１８０、１９０を持つ。シール１９０は、低圧流体及び固定
子３０の間に密封部を生成する。シール１８０は低圧流体及び高圧流体の間に密
封部を生成する。端部キャップ１００は又電動機及びねじポンプ用の軸受として
作用する軸受２１０を含み固定子との衝突と回転子の振動により生ずる可聴騒音
とが生じないようにする。マニホルド９０は高圧出口１５０と低圧入口２２０と
又制御電子装置用の空間２３０とを含む。制御電子装置はカバー２４０により保
護する。
【００１５】 電動機部品は、回転子１０がまわりに回転する固定子３０である。回転子１０
のまわりには、図４に横断面で示した永久磁石２０を軸線方向に取付けてある。
固定子３０の巻線はＴ字断面材２５０のまわりに巻付けてある。磁束は、１つの
Ｔ字断面材に沿って下方に又隣接するＴ字断面材に沿い上方に向く。これ等の巻
き線の電流と組み合わせるときは、この磁束は回転子１０を回転するトルクを生
ずる。
【００１６】 ポンプは図５において用途例として自動車ステアリング・システムに使う場合
を示してある。ポンプはアイドル（ｉｄｌｅ）−約１０００ｒｐｍで連続的に作
動する。位置センサ２６０はステアリング・ホイールを回すときを検出し、又ポ
ンプ電子装置はポンプをその５０００ないし６０００ｒｐｍの動作速度に急速に
回転を上げる。作動流体は、ステアリング・システム２７０に高圧で送出しポン
プ２８０に低圧で戻す。ステアリング運動の終る後にポンプ電動機はそのアイド
ル速度（ｉｄｌｅ ｓｐｅｅｄ）に戻る。
【００１７】 この実施例は本発明の多くの可能な実施例の１つにすぎない。別の実施例を、
ポンプ全体を固定子３０内に含めた図６に示してある。ポンプ及び電動機は又そ
れぞれ他の形式のものを使ってもよい。多くの他の用途も又考えられ、ポンプは
限られた空間内で油ポンプとして又燃料ポンプとして有用であることが分る。
【００１８】 当業者には明らかなように多くの互いに異なる形式の電動機及びポンプは、た
とえばブラシ付き直流電動機（ｂｒｕｓｈｅｄ ｄ．ｃ．ｍｏｔｏｒ）、誘導電
動機又はスイッチド・リラクタンス電動機（ｓｗｉｔｃｈｅｄ ｒｅｌｕｃｔａ
ｎｃｅ ｍｏｔｏｒ）をローラ・ベーン・ポンプ（ｒｏｌｌｅｒ ｖａｎｅ ｐ
ｕｍｐ）、ギヤード・ポンプ（ｇｅａｒｅｄ ｐｕｍｐ）又は内歯車ポンプ（ｉ
ｎｔｅｒｎａｌ ｇｅａｒ ｐｕｍｐ）のうちのいずれかのポンプに、前記した
特定の例はねじ式のポンプ及びブラシなし直流電動機に係わるものであっても、
前記したようにして組み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 外側回転子電動機駆動ポンプを一部を軸断面にして示す側面図である。
【図２】 図１のポンプのねじポンプ機構の軸断面図である。
【図３】 ポンプ全体をその流通流体と共に示す軸断面図である。
【図４】 図１の電動機駆動ポンプの横断面図である。
【図５】 本ポンプの使用例を示す線図的斜視図である。
【図６】 ポンプ全体を電動機固定子で包囲した別の実施例を一部を軸断面にして示す側
面図である。
【符号の説明】
１０ 電動機回転子 ３０ 電動機固定子 ４０ ポンプ中心軸（動力回転子） ５０ ハウジング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ， ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，Ｇ Ｅ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，Ｚ Ａ，ＺＷ (72)発明者 ビーヴン，ロバト，ウイリアム イギリス国ブリストル・ビーエス12・１エ スダブルュー、トムベリ、マナ・ウォーク 12番エイ Ｆターム(参考） 3D033 EB02 3H041 AA02 BB01 BB05 BB08 CC10 CC11 CC20 DD01 DD05 DD07 DD09 DD10 DD38 3H044 AA02 BB01 BB04 BB05 BB08 CC10 CC11 CC19 DD01 DD05 DD06 DD08 DD18 DD19 DD28 3H071 AA03 AA07 BB02 CC01 CC11 CC21 CC33 DD31 DD32 DD72 DD83 DD84 5H607 AA04 AA12 BB07 BB14 BB17 BB25 CC05 CC07 DD16 FF06 FF24 JJ10

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電動機固定子と、この電動機固定子の外側のまわりに回転す
    るように作動できる電動機回転子と、この電動機回転子により駆動され、前記電
    動機固定子の内側に少なくとも一部を配置したポンプ機構とを包含する電動機駆
    動ポンプ。
  2. 【請求項２】 前記電動機固定子及びポンプ機構を、前記電動機固定子と前
    記ポンプ機構を経て流れる流体との間に熱伝導径路を備えるように相対的に配置
    した請求項１の電動機駆動ポンプ。
  3. 【請求項３】 前記ポンプ機構に、前記電動機固定子の内面に係合するハウ
    ジングを設けた請求項１又は２の電動機駆動ポンプ。
  4. 【請求項４】 前記電動機及び電動機駆動ポンプの両方の軸受として作用す
    るように配置した単一の軸受を備えた請求項１ないし３のいずれか１つの電動機
    駆動ポンプ。
  5. 【請求項５】 前記電動機固定子、前記電動機回転子及び前記ポンプ機構を
    含む第１の室と、前記ポンプ機構により送ろうとする流体のタンクを含む第２の
    室とから成る２つの室を備えた請求項１ないし４のいずれか１つの電動機駆動ポ
    ンプ。
  6. 【請求項６】 前記動力回転子が、前記電動機回転子の中心軸として作用す
    るようにした請求項１ないし５のいずれかの電動機駆動ポンプ。
  7. 【請求項７】 前記ポンプ機構が、ねじポンプ機構である請求項１ないし６
    のいずれか１つの電動機駆動ポンプ。
  8. 【請求項８】 前記電動機駆動ポンプに、動力回転子と、この動力回転子に
    隣接する少なくとも１個の補助回転子とを設け、前記動力回転子と前記電動機回
    転子が共通の回転軸線を持つようにした請求項７の電動機駆動ポンプ。
  9. 【請求項９】 前記電動機が、ブラシなし直流電動機である請求項１ないし
    ８のいずれか１つの電動機駆動ポンプ。
  10. 【請求項１０】 前記ポンプ機構を、そのほぼ全体を前記電動機固定子内に
    配置した前記請求項１ないし９のいずれか１つの電動機駆動ポンプ。
  11. 【請求項１１】 流体圧駆動ステアリング構造と、この流体圧駆動ステアリ
    ング構造に作動流体を供給する前記請求項１ないし１０のいずれか１つの電動機
    駆動ポンプとを包含する自動車パワー・ステアリング・システム。
  12. 【請求項１２】 実質的に図１ないし５及び／又は図６について述べた電動
    機駆動ポンプ。
  13. 【請求項１３】 図５について述べた自動車パワー・ステアリング・システ
    ム。
JP2000563944A 1998-08-06 1999-07-26 電動機駆動ポンプ Pending JP2002522696A (ja)

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GBGB9817155.6A GB9817155D0 (en) 1998-08-06 1998-08-06 Screw pump
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EP (1) EP1102935B1 (ja)
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