JP2005229658A - 電動ポンプユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 モータとポンプの回転軸を相互に兼要せた電動ポンプユニットトータルコストを更に削減し、小型・軽量で低コストで、かつ、耐温度性に優れ、自動車に搭載するのに適した電動ポンプユニットを提供する。
【解決手段】 １本のシャフト２に一端側にモータロータ１２を固着してモータケース１３内に収容し、他端側をこのモータケース１３を塞ぐモータフランジ１５を貫通してギアポンプ３のポンプ室内に臨ませて入力側歯車（インナギア）３１を固着した電動ポンプユニットにおいて、有底円筒形状のモータケース１３の円筒部分の外周に、モータ１のコントローラ４を収容するための筐体１３ａを一体に形成することにより、モータ１とコントローラ４を接続するハーネスを不要とし、しかもコントローラ４をユニットと一体化することによる軸方向へのレイアウトの増大を防止し、かつ、筐体１３ａをモータ１の下方に位置させるなどの対策により、コントローラ４の温度上昇を容易に防止することを可能とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、モータとギアポンプとからなる電動ポンプユニットに関し、特に自動車等に搭載するのに適した小型・軽量で耐温度性に優れた電動ポンプユニットに関する。

近年の自動車の省エネの流れの一つとして、自動車に搭載されている各種機器の油圧源に電動ポンプを用い、必要なときにのみ必要な油圧出力を得るようにすることが図られている。このような電動ポンプを搭載することによって、エンジンの停止時にトランスミッションやクラッチ等の駆動系援用アクチュエータの油圧源を確保することも可能となる。

電動ポンプは、一般に、ギアポンプなどの回転軸をモータの回転軸にカップリングにより連結した構成を採るのであるが、自動車搭載用の電動ポンプは、小型・軽量化、並びに低コスト化の要求が強く、そのため、ダンパ室の位置を工夫することによって軸方向長さを短縮化するなどの各種の提案（例えば特許文献１参照）がなされているが、ポンプとモータの回転軸をカップリングで相互に連結した構成ではその要求に十分に応えることができない。

そこで従来、外接ギアポンプとモータの回転軸を１本のシャフトで兼用させ、その一端側にモータロータを取り付け、他端側にはギアポンプの入力ギアを取り付けた構造の電動ポンプユニットが提案されている（例えば特許文献２参照）。
特開２０００−１５４７９１号公報 特開２００２−３１０６５号公報

ところで、以上のようなモータとポンプの回転軸を１本のシャフトで兼用させた構造の電動ポンプユニットによれば、小型・軽量化のほかに、部品点数を削減することががきるが故に低コスト化にも寄与するが、その低コスト化には限界がある。

すなわち、このような電動ポンプユニットをはじめ、電動ポンプを自動車に搭載する場合、通常、その本体部分、つまりモータとポンプはエンジンルーム内に収容するとともに、モータのコントローラは車室内などに配置され、これらをハーネスで連結した構成が採用されるのであるが、このハーネスのコストがトータルコストを削減するうえで一つのネックとなっている。

本発明の目的は、モータとポンプの回転軸を相互に兼用させた電動ポンプユニットのトータルコストを更に削減し、小型・軽量で低コストで、しかも耐温度性に優れ、自動車に搭載するのにより適した電動ポンプユニットを提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明の電動ポンプユニットは、１本のシャフトの一端側にモータロータが取り付けられ、他端側にはギアポンプの入力側歯車が固着されるとともに、このシャフトの一端側がモータステータを収容した有底略円筒形状のカップ状のモータケース内に、他端側はそのモータケースの開口部を塞ぐモータフランジに隣接して設けられているポンプ室内にそれぞれ挿入されてなる電動ポンプユニットにおいて、上記モータケースの円筒部分の外周所定位置に、当該モータのコントローラを収容する筐体が一体に形成されていることによって特徴づけられる（請求項１）。

そして、本発明の電動ポンプユニットは、上記シャフトが水平となる姿勢で、かつ、上記筐体が上記モータケースの下方に位置するように設置される構成（請求項２）を好適に採用することができる。

また、本発明においては、上記モータをブラシレスで、かつ、センサレスモータとすること（請求項３）が望ましい。

更に、本発明においては、上記ギアポンプを内接ギアポンプとする構成（請求項４）を採用することが好ましく、また、上記ポンプ室を形成するポンプケースとポンプフランジのいずれかが、上記モータフランジと兼用一体化された構成（請求項５）を好適に採用することができる。

本発明は、モータケースにコントローラを収容するための筐体を一体に形成することによって、モータとコントローラを接続するためのハーネスを不要とし、かつ、その筐体の形成位置を有底略円筒形状をしたモータケースの外周所定位置とすることにより、この筐体を一体化したが故の軸方向への寸法の増大を防止して、所期の目的を達成しようとするものである。

すなわち、モータケースの外周所定位置にコントローラを収容するための筐体を一体に形成することにより、これら両者間を接続するためのハーネスが不要となり、コスト低減を達成することができる。そして、自動車搭載用の電動ポンプユニットは、小型・軽量であることが要求され、なかでも軸方向への寸法を特に短くすることが要求されるのであるが、コントローラを収容するための筐体を、モータケースの円筒部分の外周に一体化することによって、当該筐体を一体化することによるユニットの軸方向寸法の増大を防止することができる。

そして、本発明に係る電動ポンプユニットを、シャフトが水平となるように設置して用いたとき、コントローラを収容する筐体はモータケースの左右両側か下方、なかでも請求項２に係る発明のように下方とすることにより、モータにより発生して上方に逃げる熱がコントローラに伝達されにくく、自動車のエンジンルーム内部等の温度的に過酷な環境下でも十分に対応することができる。

また、請求項３に係る発明のようにモータをセンサレスモータとすることにより、モータ本体の耐温度性についても良好なものとなり、トランスミッション近くの雰囲気温度で使用しても問題は生じない。

更に、請求項４に係る発明のようにギアポンプをトロコイドポンプなどの内接ギアポンプとする構成、更には請求項５に係る発明のように、ポンプケースもしくはポンプフランジのいずれかを、モータケースの開口部を塞ぐモータフランジと兼用一体化する構成の採用により、ユニットの小型化と部品点数の削減による低コスト化を達成することができる。

本発明によれば、モータとギアポンプの回転軸を共通の１本のシャフトで兼用させ、しかもモータケースの外周部分にに当該モータのコントローラを収容するための筐体を一体に形成しているため、コントローラを含めたユニットのレイアウト、特に軸方向への長さを短くしてその全体をエンジンルーム内に設置することを容易化できると同時に、モータとコントローラとを接続するためのハーネスが不要となってコストを低減することができる。

また、コントローラを収容する筐体がモータ本体の下方に位置するようにユニットを設置して使用すれば、モータの発熱によるコントローラの温度上昇を防止することができ、エンジンルーム内に配置しても十分に性能を維持することができる。また、モータ本体をセンサレスモータとすることによって、トランスミッションの近傍等に配置しても長時間にわたって定格で駆動することができる。

更に、ポンプを内接ギアポンプとするとともに、そのポンプのケースもしくはフランジをモータフランジと兼用した構成を採用することによって、より一層軸方向寸法の短縮化を達成することができる。

以下、図面を参照しつつ本発明の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中央縦断面図であり、図２はその底面図、図３は同じくその左側面図である。また、図４には図１のＡ−Ａ断面図を示す。

モータ１は、コア１１ａに形成された複数のティースのそれぞれにコイル１１ｂを巻回してなるモータステータ１１と、シャフト２の一端側外周に、磁化の方向が半径方向で、かつ、その向きが周方向に交互に逆向きとなるように永久磁石１２ａを固着してなるモータロータ１２を主体として構成されたブラシレスのセンサレスモータである。

モータステータ１１は、有底略円筒形状のモータケース１３内に固定配置されており、このモータステータ１１の内側にモータロータ１２が入り込んだ状態で、シャフト２の一端がモータケース１３に対して転がり軸受１４を介して回転自在に支持されている。
モータケース１３の開口部分はモータフランジ１５によって塞がれており、シャフト２の他端側はこのモータフランジ１５に対して転がり軸受１６を介して回転自在に支持されているとともに、シール１７によって密封されたうえで、モータフランジ１５を貫通してモータケース１３外に臨んでいる。そして、このシャフト２はトロコイドギアポンプ３の回転軸を兼ねているとともに、モータフランジ１５はトロコイドポンプ３のポンプケースを兼ねている。

すなわち、トロコイドポンプ３は、モータフランジ１５と兼用されてるポンプケース内で、外周にトロコイド歯形が形成されたインナギア３１と、内周に同じトロコイド歯形が形成されたアウタギア３２とが相互に噛み合った構造を有し、上記したシャフト２の先端部にインナギア３１が固着されている。一方、アウタギア３２はモータフランジ１５と兼用されているポンプケース内に回転自在に収容されている。

また、ポンプケースを兼ねるモータフランジ１５は、インナギア３１とアウタギア３２を収容するポンプ室を形成すべく略カップ状をしており、その開口部分はポンプフランジ３３によって塞がれているとともに、このポンプケースを兼ねるモータフランジ１５には、ポンプ室から外部に繋がる吸引口３ａと吐出口３ｂが形成されている。

さて、有底略円筒形状の前記したモータケース１３には、その円筒部分の外周所定位置に略矩形の筐体１３ａが一体に形成されており、この筐体１３ａ内に、モータ１に駆動制御信号を供給するためのコントローラ４が収容され、その開口部が蓋１３ｂによって塞がれている。そして、この電動ポンプユニットを自動車に搭載する場合には、エンジンルーム内に図１に示す姿勢、つまりシャフト２を水平とした状態で、筐体１３ａが下方に位置する状態で設置される。なお、この実施の形態におけるコントローラ４は、上下に配置された２枚の回路基板４ａ，４ｂ上に分割して実装した例を示している。

コントローラ４とモータステータ１１との接続は、コントローラ４側から突出させた雄ターミナル５ａと、モータステータ１１側に絶縁体６を介して装着されているバスバー５ｂとを、雌ターミナル５ｃを介して相互に接続して溶接等で固着することによって行われている。

筐体１３ａにはコネクタ１３ｃが設けられており、このコネクタ１３ｃを介して、車室内に置かれた中央の制御装置から、電源とＯＮ／ＯＦＦ制御信号等がコントローラ４に対して供給される。

以上の本発明の実施の形態において特に注目すべき点は、モータ１のコントローラ４がモータケース１３に一体に形成された筐体１３ａ内に収容され、これら両者をハーネスを用いることなく直接的に接続している点と、この筐体１３ａはモータケース１３の円筒部に一体化されて、モータ１の下方に位置する姿勢で用いられる点であり、これにより、ハーネスを不要としたことによるコストの低減と、モータ１の発熱によるコントローラ４の温度上昇を可及的に少なくすることを達成することができ、更には、コントローラ４を一体化したことによるユニットの軸方向長さの増大を防止することが可能となり、自動車のエンジンルーム内に搭載して使用するのに適した電動ポンプユニットが得られる。

本発明の実施の形態中央縦断面図である。 図１の底面図である。 図１の左側面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。

符号の説明

１ モータ
１１ モータステータ
１２ モータロータ
１３ モータケース
１３ａ 筐体
１３ｂ 蓋
１３ｃ コネクタ
１４，１６ 転がり軸受
１５ モータフランジ（兼ポンプケース）
１７ シール
２ シャフト
３ トロコイドポンプ
３ａ 吸引口
３ｂ 吐出口
３１ インナギア
３２ アウタギア
３３ ポンプフランジ
４ コントローラ
４ａ，４ｂ 回路基板
５ａ 雄ターミナル
５ｂ 雌ターミナル
５ｃ バスバー
６ 絶縁体

Claims (5)

1. １本のシャフトの一端側にモータロータが取り付けられ、他端側にはギアポンプの入力側歯車が固着されるとともに、このシャフトの一端側がモータステータを収容した有底略円筒形状のカップ状のモータケース内に、他端側はそのモータケースの開口部を塞ぐモータフランジに隣接して設けられているポンプ室内にそれぞれ挿入されてなる電動ポンプユニットにおいて、
   上記モータケースの円筒部分の外周所定位置に、当該モータのコントローラを収容する筐体が一体に形成されていることを特徴とする電動ポンプユニット。
2. 請求項１に記載の電動ポンプユニットは、上記シャフトが水平となる姿勢で、かつ、上記筐体が上記モータケースの下方に位置するように設置されることを特徴とする電動ポンプユニット。
3. 上記モータがブラシレスで、かつ、センサレスモータであることを特徴とする請求項１または２に記載の電動ポンプユニット。
4. 上記ギアポンプが内接ギアポンプであることを特徴とする請求項１、２または３に記載の電動ポンプユニット。
5. 上記ポンプ室を形成するポンプケースもしくはポンプフランジのいずれかが、上記モータフランジと兼用一体化されていることを特徴とする請求項１、２、３または４に記載の電動ポンプユニット。

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