JP2004353536A - 電動ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】ブラシレスＤＣモータを用いた電動ポンプを、小形、軽量、低コストのものとする。
【解決手段】ポンプボデー１１により軸支される回転軸１６の両端に、ポンプ作動部１５のポンプロータ１５ａとブラシレスＤＣモータ２２のロータ２４を固定し、ブラシレスＤＣモータのステータ２３がモールドされ筒状空間２５が形成されたモータハウジング２１を、ロータ２４が筒状空間内に位置されるようにポンプボデーに固定する。筒状空間と反対側となるモータハウジングの端面に形成した凹んだ収容空間２６内に、ブラシレスＤＣモータを作動させるドライバ部３０を収容してカバー３５により覆う。ポンプボデーの内部と筒状空間はシール部材１７により液密に分離するのがよい。また、収容空間の底部には環状のステータの端部内に入り込む凹部２６ａを形成して、ドライバ部の大形部品３２ａはその中に配置するのがよい。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体ポンプを電動モータにより駆動するようにした小形でコンパクトな電動ポンプ、例えば自動車における自動変速機のクラッチの作動油あるいはハイブリッド車の電気モータの冷却油などの供給源として使用するのに適したこの種の電動ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような電動ポンプとしては、センサレスブラシレスＤＣモータのマグネットを油圧ポンプのポンプハウジングにより回転自在に支持された回転軸の外端部に結合し、センサレスブラシレスＤＣモータのコアおよびコイルと一体にモールド成形された有底筒状の樹脂製のモータハウジングの開口端をポンプハウジングに結合してマグネットを収容する室をモータハウジングの内部に形成するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１の技術によれば、ポンプハウジングに回転自在に支持された油圧ポンプ（のインナロータ）の回転軸の外端部にセンサレスブラシレスＤＣモータ（のロータ）のマグネットを固定しているので、油圧ポンプとモータの回転軸が共通化された１本となり、モータの回転軸用の軸受も不要となるので、それまでのものに比して、電動ポンプを全体として、小形、軽量、低コストのものとすることができる。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−３１７７７２号公報（段落〔０００５〕、図１）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来技術の電動ポンプでは、１本の回転軸の両端部に油圧ポンプのインナロータとセンサレスブラシレスＤＣモータのロータを固定し、またポンプ部とモータ部を一体化したので、それまでのものに比して、電動ポンプを全体として小形、軽量、低コストのものとすることができるが、ブラシレスＤＣモータを作動させるドライバは別途設ける必要があるので、電動ポンプの小形、軽量、低コスト化は必ずしも満足すべきものではなかった。本発明は、モータ部にドライバ部を組み込むことにより、このような問題を解決することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段および発明の作用・効果】
このために、本発明による電動ポンプは、ポンプ作動部を収納する収納凹部と吸入室と吐出室が形成されたポンプボデーに回転自在に支持された回転軸の一端部にポンプ作動部のポンプロータを固定し、回転軸の他端部にマグネットを有するブラシレスＤＣモータのロータを固定し、ブラシレスＤＣモータのコアとコイルよりなる環状のステータの内側に有底の筒状空間が形成されたモータハウジングをロータが多少の隙間をおいて筒状空間内に位置されるようにポンプボデーに固定してなる電動ポンプにおいて、筒状空間と反対側となるモータハウジングの端面に形成した凹んだ収容空間内にブラシレスＤＣモータを作動させるドライバ部を収容してカバーにより覆ったことを特徴とするものである。このような本発明によれば、モータハウジングの収容空間内にブラシレスＤＣモータを作動させるドライバ部を収容したので、電動ポンプのポンプ部とモータ部に加えてドライバ部も一体化される。従って前述した従来技術に比して、電動ポンプを全体としてさらに小形、軽量、低コストのものとすることができる。
【０００６】
前項に記載の電動ポンプは、筒状空間に面するポンプボデーの端面に設けたシール部材を回転軸の外周面に摺動自在に当接してポンプボデーとモータハウジングの内部を収納凹部側と筒状空間側に液密に分離することが好ましい。このようにすれば、電動ポンプのモータハウジングを通しての作動油の外部への漏れを減少させることができる。
【０００７】
前２項に記載の電動ポンプは、収容空間の底部には環状のステータのコアよりも軸線方向に突出するコイルの端部の内側に入り込む凹部を形成し、ドライバ部を構成する大形部品をこの凹部内に配置することが好ましい。このようにすれば、環状のステータの内側で軸線方向に最も突出するコイルの端部から、ロータの軸線方向先端までの間に生じるデッドスペースの少なくとも一部を利用して、大形部品を収容する凹部を形成することができるので、部品を収容するのに必要な収容空間のステータからの突出量を少なくしてモータ部のモータハウジングを小形化することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、図１に示す実施の形態により、本発明による電動ポンプの説明をする。この実施の形態の電動ポンプは、主としてポンプ部１０と、これを回転駆動するモータ部２０と、このモータ部２０を作動させるドライバ部３０よりなるものである。
【０００９】
図１に示すように、ポンプ部１０のケーシングは一端面に円形の収納凹部１１ａが形成されたポンプボデー１１と、このポンプボデー１１の収納凹部１１ａが形成された端面を環状のシール部材１９ａを介して液密に覆うポンプカバー１２よりなるもので、ポンプボデー１１には収納凹部１１ａと偏心する軸受孔１１ｂが形成されている。収納凹部１１ａ内に設けられたトロコイドポンプよりなるポンプ作動部１５は、外歯のインナロータ（ポンプロータ）１５ａとこれと噛合する内歯のアウタロータ１５ｂよりなるもので、アウタロータ１５ｂは外周面が収納凹部１１ａにより回転自在に支持され、インナロータ１５ａは軸受孔１１ｂに回転自在に支持された回転軸１６の一端部に同軸的に圧入固着されている。
【００１０】
図１に示すように、互いに噛合する両ロータ１５ａ，１５ｂの歯部の間には、回転に伴い容積が増減する多数のポンプ作動室１５ｃが形成され、このポンプ作動室１５ｃの両側となるポンプカバー１２の内面および収納凹部１１ａの底面には、ポンプ作動室１５ｃの容積が増大する範囲に沿って吸入室１３，１３ａが形成され、またポンプ作動室１５ｃの容積が減少する範囲に沿って吐出室１４，１４ａが形成されている。ポンプカバー１２には、吸入室１３と連通される吸入ポート１３ｂ、および吐出室１４と連通される吐出ポート１４ｂが形成されている。
【００１１】
図１に示すように、ポンプ作動部１５の収納凹部１１ａと反対側となるポンプボデー１１には、軸受孔１１ｂと同軸的に筒部１１ｃが形成され、一端部にインナロータ１５ａが固着された回転軸１６の他端部は、この筒部１１ｃの端面から突出されている。ポンプボデー１１の筒部１１ｃの端面に軸受孔１１ｂと同軸的に形成された円形の凹部１１ｄにはオイルシール（シール部材）１７の外周面が液密に嵌着され、このオイルシール１７のリップの先端は回転軸１６の外周面に摺動自在に液密に当接されて、ポンプボデー１１とモータハウジング２１の内部を収納凹部１１ａ側と筒状空間２５側に液密に分離している。凹部１１ｄの底部はポンプボデー１１内に形成された戻し通路１８により吸入室１３ａに連通されている。またポンプボデー１１には、吐出室１４ａを軸受孔１１ｂに連通する切欠き１４ｃが形成されている。
【００１２】
モータ部２０のセンサレスブラシレスＤＣモータ２２は、環状のステータ２３と、多少の隙間をおいてその内側に位置するロータ２４により構成されている。ロータ２４は、図１に示すように、円筒状のバックヨーク２４ａの外周にマグネット２４ｂを一体的に固着したもので、一端部にポンプ作動部１５のインナロータ１５ａが圧入固着されて収納凹部１１ａ側からポンプボデー１１の軸受孔１１ｂ内に挿入された回転軸１６の、筒部１１ｃの端面から突出された他端部に同軸的に圧入固着されている。ステータ２３は積層鉄板のコア２３ａとコイル支持枠２３ｃに巻回されたコイル２３ｂよりなるもので、樹脂製のモータハウジング２１内に一体的にモールドされ、モータハウジング２１のステータ２３の内側となる部分には有底の筒状空間２５が形成されている。コア２３ａの内面は筒状空間２５に露出されていてもよいし、モータハウジング２１の樹脂により薄く覆われていてもよい。
【００１３】
図１に示すように、モータハウジング２１は、その筒状空間２５がロータ２４の外側に多少の隙間をおいて同軸的にかぶせられ、筒状空間２５の開口側をポンプボデー１１の筒部１１ｃに嵌合させ、複数（図１は１本のみを示す）の六角穴付きボルト２７によりポンプボデー１１を通してポンプカバー１２に締め付けることにより、ポンプボデー１１とポンプカバー１２とモータハウジング２１は一体的に連結される。コア２３ａとロータ２４の軸線方向長さはほゞ同じであり、この連結状態では、ステータ２３のコア２３ａとロータ２４の軸線方向両端の位置はほゞ一致し、従ってステータ２３のコイル２３ｂおよびコイル支持枠２３ｃは軸線方向両側においてコア２３ａから突出している。
【００１４】
筒状空間２５と反対側となるモータハウジング２１の端面には、モータ部２０を作動させるドライバ部３０を収容する凹んだ収容空間２６が形成され、この収容空間２６の底部には、モータハウジング２１にモールドされたステータ２３の一端側のコイル２３ｂおよびコイル支持枠２３ｃの内側に入り込む凹部２６ａが形成され、この凹部２６ａと筒状空間２５の間は底壁２６ｂにより仕切られている。ドライバ部３０は多数の部品３２ａ，３２ｂ，３２ｃを基板３１に取り付けたもので、収容空間２６の底部から立ち上がる複数（図１は１個のみを図示）の取付け用突起２８に基板３１を小ねじ３３により締め付けることにより取り付けられ、カバー３５により液密に覆われている。コンデンサなどのドライバ部３０の大形部品３２ａは、凹部２６ａ内に位置されるように基板３１に配置されている。
【００１５】
ドライバ部３０により制御される電流がセンサレスブラシレスＤＣモータ２２のステータ２３のコイル２３ｂに印加されて回転磁界を生じればロータ２４が回転され、回転軸１６を介してポンプ作動部１５のインナロータ１５ａが回転駆動される。これにより吸入ポート１３ｂから吸入室１３を経てトロコイドポンプ１５のポンプ作動室１５ｃ内に吸入された作動油は、吐出室１４を経て吐出ポート１４ｂから吐出される。ポンプ作動室１５ｃから吐出される作動油の一部は切欠き１４ｃからポンプボデー１１の軸受孔１１ｂと回転軸１６の間に入り軸支部の潤滑を行ってオイルシール１７が設けられた凹部１１ｄの底部内に入り、戻し通路１８から吸入室１３ａに還流される。この実施の形態では、ポンプボデー１１とモータハウジング２１の内部は、オイルシール１７により収納凹部１１ａ側と筒状空間２５側に液密に分離されているので、この作動油が筒状空間２５内に入ることはない。
【００１６】
上述した実施の形態によれば、１本の回転軸１６の両端部にポンプ作動部１５のインナロータ１５ａとセンサレスブラシレスＤＣモータ２２のロータ２４を固定し、ポンプボデー１１とポンプカバー１２とモータハウジング２１を一体的に連結したのに加えて、筒状空間２５と反対側となるモータハウジング２１の端面に形成した凹んだ収容空間２６内にセンサレスブラシレスＤＣモータ２２を作動させるドライバ部３０を収容してカバー３５により覆ったので、ドライバ部３０もポンプ部１０およびモータ部２０と一体化される。従って前述した従来技術に比して、電動ポンプをさらに小形、軽量、低コストのものとすることができる。
【００１７】
上述した実施の形態では、樹脂製のモータハウジング２１のステータ２３をモールドした部分の内側に有底の筒状空間２５を形成しており、このステータ２３のコア２３ａの内面は筒状空間２５に露出され、あるいはモータハウジング２１の樹脂により覆われているとしても樹脂にはクラックが生じることがあり、従って筒状空間２５の内面に作動油が直接接触していると、積層鉄板のコア２３ａおよびクラックを通して微量の作動油が外部に漏れることがある。しかし上述した実施の形態では、ポンプボデー１１とモータハウジング２１の内部は、オイルシール１７により収納凹部１１ａ側と筒状空間２５側に液密に分離されて、この作動油が筒状空間２５内に入ることはないので、ステータ２３を通しての作動油の外部への漏れをなくすことができる。しかしながら本発明はこれに限られるものではなく、用途によっては、またはステータ２３を通しての作動油の漏れをなくす手段を講じるなどすれば、このようなオイルシール１７を使用することなく実施することも可能である。そのようにすれば作動油がステータ２３に接することにより熱伝達率が向上するので、ステータ２３の冷却効率を高めることができる。
【００１８】
また上述した実施の形態では、モータハウジング２１に設けた凹んだ収容空間２６の底部に、モールドされたステータ２３の一端側のコイル２３ｂおよびコイル支持枠２３ｃの内側に入り込む凹部２６ａを形成し、この凹部２６ａ内にドライバ部３０を構成する大形部品３２ａを配置しており、このようにすれば、環状のステータ２３の内側で、軸線方向に最も突出するコイル２３ｂの端部からロータ２４の軸線方向先端までの間に生じるデッドスペースの少なくとも一部を利用して、大形部品３２ａを収容する凹部２６ａを形成することができるので、部品３２ａ，３２ｂ，３２ｃを収容するのに必要な収容空間２６のステータ２３からの突出量をその分だけ少なくしてモータ部２０のモータハウジング２１を小形化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電動式液体ポンプの一実施形態の全体構造を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１１…ポンプボデー、１１ａ収納凹部、１３，１３ａ…吸入室、１４，１４ａ…吐出室、１５…ポンプ作動部、１６…回転軸、１７…シール部材（オイルシール）、２１…モータハウジング、２２…ブラシレスＤＣモータ（センサレスブラシレスＤＣモータ）、２３…ステータ、２３ａ…コア、２３ｂ…コイル２、２４…ロータ、２４ｂ…マグネット、２５…筒状空間、２６…収容空間、２６ａ…凹部、３０…ドライバ部、３２ａ…大形部品、３５…カバー。

Claims (3)

1. ポンプ作動部を収納する収納凹部と吸入室と吐出室が形成されたポンプボデーに回転自在に支持された回転軸の一端部に前記ポンプ作動部のポンプロータを固定し、前記回転軸の他端部にマグネットを有するブラシレスＤＣモータのロータを固定し、前記ブラシレスＤＣモータのコアとコイルよりなる環状のステータの内側に有底の筒状空間が形成されたモータハウジングを前記ロータが多少の隙間をおいて前記筒状空間内に位置されるように前記ポンプボデーに固定してなる電動ポンプにおいて、前記筒状空間と反対側となる前記モータハウジングの端面に形成した凹んだ収容空間内に前記ブラシレスＤＣモータを作動させるドライバ部を収容してカバーにより覆ったことを特徴とする電動ポンプ。
2. 請求項１に記載の電動ポンプにおいて、前記筒状空間に面する前記ポンプボデーの端面に設けたシール部材を前記回転軸の外周面に摺動自在に当接して前記ポンプボデーとモータハウジングの内部を前記収納凹部側と前記筒状空間側に液密に分離したことを特徴とする電動ポンプ。
3. 請求項１または請求項２に記載の電動ポンプにおいて、前記収容空間の底部には前記環状のステータの前記コアよりも軸線方向に突出するコイルの端部の内側に入り込む凹部を形成し、前記ドライバ部を構成する大形部品をこの凹部内に配置したことを特徴とする電動ポンプ。

Images