JP2004003472A - ポンプ及びエンジン冷却システム - Google Patents

Abstract

【課題】ポンプ式に送り込まれる流体又は外部流体のいずれかを使うことによって、電動機及び熱負荷を考えられるよりも一層有効に冷却することにある。
【解決手段】モータ・ケーシング１４内に取付けた電動機１２と、電動機により回転させられるときに第１の流体をポンプ式に送り込むことができる回転可能なポンピング部材１６をポンプ１４が備える。ポンピング部材の高圧側１６ａから電動機を冷却するようにモータ・ケーシング内への又ポンピング部材の低圧側１６ｂへの第１の流体用の第１流体流路Ａを備える。ポンプにさらにモータ・ケーシングの壁と熱負荷２２との間に位置させた熱交換器を設け、この熱交換器に第２の流体用の第２流体流路Ｂを設けて、使用中に前記第１及び第２の流体間に熱交換が行われるようにしてある。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は電動ポンプ、限定するわけではないがことに自動車エンジンのまわりに冷却剤を送る電動ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電動ポンプ（ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｐｕｍｐ）のモータを冷却するのにポンプ式に送り込まれる流体（ｐｕｍｐｅｄ　ｆｌｕｉｄ）を使うことはよく知られている。たとえばポンプ式に送り込まれる流体の一部分をポンプ・インペラ（羽根車）室の高圧領域からモータ・ステータ（固定子）の積層体（ｌａｍｉｎａｔｉｏｎｓ）を経てモータ・ロータ（回転子）室内にそらせインペラ室の低圧領域に戻す。このような経路のまわりにポンプ式に送り込まれる流体の流れは圧力インペラ室の互いに異なる部分内の流体間の圧力差により駆動される。この電動機（ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｍｏｔｏｒ）がたとえばモータ制御に電子部品を使ったスイッチド・リラクタンス・モータ（ｓｗｉｔｃｈｅｄ　ｒｅｌｕｃｔａｎｃｅ　ｍｏｔｏｒ）のようなブラシなし直流電動機（ｂｒｕｓｈｌｅｓｓ　ＤＣ　ｍｏｔｏｒ）又はその他のモータである場合に、このような部品は又各電子部品も又冷却されるようにポンプ流体のそらせ流路に隣接して位置させる。
【０００３】
別の構造ではモータのまわりに冷却ジャケットを設けることが知られている。この冷却ジャケットを経てポンプ流体以外の外部冷却剤が流通する。
【０００４】
本発明の第１の態様によればモータ・ケーシング内に取付けた電動機と、この電動機により回転されるときに、第１の流体をポンプ式に送り込む回転可能なポンピング部材（ｐｕｍｐｉｎｇ　ｍｅｍｂｅｒ）とを備えたポンプを提供する。
【０００５】
ポンピング部材の高圧側から電動機を冷却するようにモータ・ケーシング内への又ポンピング部材の低圧側への第１の流体用の第１流体流路を設ける。本発明ポンプはさらにモータ・ケーシングの壁と熱負荷との間に位置する熱交換器を備える。この熱交換器は、使用時に第１及び第２の流体間に熱交換が行われるように第２の流体用の第２流体流路を備える。
【０００６】
すなわち本発明により、ポンプ式に送り込まれる流体又は外部流体のいずれかを使うことによって、電動機及び熱負荷を考えられるよりも一層有効に冷却することができる。
【０００７】
典型的には、電動機の制御に使う電子部品により熱負荷が生ずる。この電動機は、モータ制御に必要で熱を生ずる電子部品を備えたブラシなし直流電動機でよい。
【０００８】
第１流体流路は、モータ・ステータの積層体をさらになるべくはモータ・ロータのまわりを通り貫通する。
【０００９】
本発明ポンプはさらに、第１の流体が第１流体流路に沿って通る際にこの第１の流体をろ過するようにしたフィルタを備える。このようなフィルタはたとえば、モータ・ロータと共通の軸に一体か又はこの軸に取付けた遠心式フィルタでよい。
【００１０】
本発明の第２の態様によれば、モータ・ケーシング内に取付けた電動機と、この電動機により回転されるときに、第１の冷却流体をポンプ式に送り込む回転可能なポンピング部材とを備えエンジン周囲に第１の冷却流体を送るようにしたポンプを備え、前記ポンピング部材の高圧側から前記モータを冷却するように前記モータ・ケーシングを経て前記ポンピング部材の低圧側への第１の冷却流体用の第１流体流路を設け、前記ポンプにさらに、前記モータ・ケーシングの壁と熱負荷との間に位置する熱交換器を設け、この熱交換器に第２の冷却流体用の第２流体流路を設け使用中に第１及び第２の流体間で熱交換が行われるようにしたエンジン冷却システムが得られる。
【００１１】
第１の冷却流体又は第２の冷却流体はエンジン・オイルを使うのがよい。すなわちエンジンの暖機中にエンジンの温度は、電動機からオイルへの熱の伝達により所望の運転温度に一層迅速に上昇する。この場合第１又は第２の冷却流体の他方は水をベースとする冷却剤（ｗａｔｅｒ−ｂａｓｅｄ　ｃｏｏｌａｎｔ）でよい。
【００１２】
以下本発明の実施例を添付図面について説明する。
【００１３】
【実施例】
添付図面にはモータ・ケーシング１４内に取付けた電動機１２を備えたポンプ１０を示してある。モータ１２はこの例では、一般に環状のステータ１２ｂ内に回転するように取付けたロータ１２ａを持つブラシレスＤＣモータである。ポンプ１０はさらに、この場合インペラ１６である回転可能なポンピング部材（ｐｕｍｐｉｎｇ　ｍｅｍｂｅｒ）を備える。インペラ１６は、インペラ室１８内に取付けられロータ１２ａに連結して使用中にモータ１２により回転され第１の冷却流体をポンプ式に送り込む（ｐｕｍｐ）ようにしてある。
【００１４】
第１流体流路Ａはインペラ１６の高圧側１６ａからインペラの低圧側１６ｂまで設けられ、第１の冷却流体の一部分を使用中に第１流体流路Ａの二つの端部間の圧力差によって第１流体流路Ａのまわりに押されるようにする。第１流体流路Ａは高圧側１６ａからステータ１２ｂに設けた通路に沿って延びステータ１２ｂの積層体が第１の冷却流体により冷却されるようにする。次いで第１の冷却流体は、インペラ１６に対し電動機１２の反対側の端部でこの端部からこの冷却流体がロータ１２ａのまわりを通りこのロータ１２ａを冷却しインペラ１６ａの低圧側１６ｂに流出する。
【００１５】
ポンプ１０はさらに、電動機１２の作動を制御するようにした電気／電子制御部品２２を納めるハウジング２０である熱負荷を含む。ハウジング２０はインペラ１６とは反対側のモータ１２の端部に位置させてある。又モータ・ケーシング１４及びハウジング２０の間を通る第２流体流路Ｂが設けてある。使用時には熱交換器として作用する第２流体流路Ｂに沿って第２の冷却流体が通る。熱は第２の冷却流体及び各制御部品２２の間に伝わる。
【００１６】
第２流体流路Ｂは又、第１流体流路Ａの一部としてモータ・ケーシング１４内に設けた円板形室１９に隣接している。すなわち熱は又第１及び第２の冷却流体の間に伝わる。
【００１７】
すなわち使用中に第１の冷却流体は電動機１２のロータ１２ａ及びステータ１２ｂを冷却し、第２の冷却流体は各モータ制御部品２２を冷却する。さらに第１の冷却流体が第２の冷却流体より冷たい場合には、第１の冷却流体は又第２の冷却流体を冷却するように作用し又この逆も同様である。２種類の冷却流体の使用によってポンプ１０の有効な冷却ができる。さらに熱交換器をポンプ１０と一体化することによって熱交換器及びポンプ・モータ１２のとくに密実な構造の冷却システムが得られる。
【００１８】
本発明によるポンプ１０はエンジン冷却システムに使う。第１の冷却流体はたとえばエンジンのまわりにインペラ１６によりポンプ式に送り込まれる（ｐｕｍｐｅｄ）エンジン・オイルでよい。又第２の冷却流体は水又は水をベースとする冷却剤でよく、或はこの逆でもよい。この場合エンジンの暖機中にエンジン・オイルがモータのロータ１２ａ及びステータ１２ｂにより或はモータ制御部品２０により暖められ、このようにしてエンジン・オイルはその他の方式によるよりも一層迅速にその最適の作動温度に達する。
【００１９】
ポンプ１０は又、第１の冷却流体が第１流体流路Ａに沿って通る際に、この第１の冷却流体をろ過するようにしたフィルタを設ける。たとえばこのフィルタは、モータ・ロータ１２ａと共通の軸に一体の又はこの共通軸に取付けた遠心式フィルタでよい。このフィルタではロータの回転によりフィルタの回転を生ずるようにしてある。モータ１２の磁性部品は又第１の冷却流体から金属質粒子を捕捉して除去するように作用する。このことは第１の冷却流体がエンジン・オイルの場合とくに有利である。
【００２０】
前記した実施例は単に例示しただけであり本発明の精神を逸脱しないでなお種種の変化変型を行うことができるのは明らかである。
【００２１】
ポンプ１０はインペラ１６を含む必要はない。本ポンプはその代りにギヤ、ジェロータ（ｇｅｒｏｔｏｒ）、ねじ（ｓｃｒｅｗ）、翼材（ｖａｎｅ）又はその他任意の回転できるポンピング部材を設けてもよい。
【００２２】
第１流体流路は図面に示したのと正確に同じにする必要はない。たとえば第１流体流路は、ステータ１２ｂの積層体を通過する必要はない。第１の冷却流体はステータ１２ｂ及びロータ１２ａの間又ロータ１２ａのまわりだけを流れる。
【００２３】
電動機１２は、ロータ１２ａを中心ステータ１２ｂのまわりに配置したような構造でよい。
【００２４】
本発明の特徴は添付図面について以上述べた実施例の通りであるが本発明はなおその精神を逸脱しないで種種の変化変型を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明ポンプの１実施例の軸断面図である。
【符号の説明】
１０　　ポンプ
１２　　電動機
１４　　モータ・ケーシング
１６　　ポンピング部材（インペラ）
１６ａ　ポンピング部材高圧側
１６ｂ　ポンピング部材低圧側
２２　　熱負荷（制御部品）
Ａ　　　第１流体流路
Ｂ　　　第２流体流路

Claims (13)

1. モータ・ケーシング内に取付けた電動機と、
   この電動機により回転させられるときに、第１の流体をポンプ式に送り込む回転可能なポンピング部材と、
   を備えたポンプにおいて、
   前記ポンピング部材の高圧側から前記電動機を冷却するように前記モータ・ケーシング内への、かつ前記ポンピング部材の低圧側への前記第１の流体用の第１流体流路を設け、さらに前記モータ・ケーシングの壁と熱負荷との間に位置させた熱交換器を備え、この熱交換器に、第２の流体用の第２流体流路を設けることにより、使用中に前記第１及び第２の流体間に熱交換が行われるようにして成るポンプ。
2. 前記熱負荷が、前記電動機を制御するための電子部品により生ずるようにした請求項１のポンプ。
3. 前記電動機がブラシなし直流電動機である請求項２のポンプ。
4. 前記第１流体流路がモータ・ステータの積層体を貫通するようにした前記請求項のいずれか１つのポンプ。
5. 前記第１流体流路がモータ・ロータのまわりを通るようにした前記請求項のいずれか１つのポンプ。
6. さらに、前記第１の流体が前記第１流体流路に沿って通る際に、前記第１の流体をろ過するのに適するフィルタを備えた前記請求項のいずれか１つのポンプ。
7. 前記フィルタが、前記モータ・ロータと共通の軸に一体の又はこの軸に取付けた遠心式フィルタである請求項６のポンプ。
8. 本文に詳述しそして／又は添付図面に例示したポンプ。
9. モータ・ケーシング内に取付けた電動機と、
   この電動機により回転させられるときに、第１の冷却流体をポンプ式に送り込む回転可能なポンピング部材と、
   を備えたポンプであって、
   前記ポンピング部材の高圧側から前記電動機を冷却するように前記モータ・ケーシングを通り、前記ポンピング部材の低圧側への第１の冷却流体用の第１流体流路を備え、エンジンのまわりに、前記第１の冷却流体をポンプ式に送り込むのに適するポンプを備えたエンジン冷却システムにおいて、
   前記モータ・ケーシングの壁と熱負荷との間に位置させた熱交換器をさらに備え、この熱交換器に、第２の冷却流体用の第２流体流路を設けることにより、使用中に前記第１及び第２の流体の間で熱交換が行われるようにしたエンジン冷却システム。
10. 前記第１の冷却流体又は前記第２の冷却流体がエンジン・オイルである請求項９のエンジン冷却システム。
11. 前記第１又は第２冷却流体のうちの他方の流体が、水をベースにした冷却剤である請求項１０のエンジン冷却システム。
12. 本文に詳述しそして／又は添付図面に例示したエンジン冷却システム。
13. 本文に詳述しそして／又は添付図面に例示した新規な特徴又はその組合せ。

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