JP2007205246A - Water pump and hybrid vehicle - Google Patents

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JP2007205246A
JP2007205246A JP2006024743A JP2006024743A JP2007205246A JP 2007205246 A JP2007205246 A JP 2007205246A JP 2006024743 A JP2006024743 A JP 2006024743A JP 2006024743 A JP2006024743 A JP 2006024743A JP 2007205246 A JP2007205246 A JP 2007205246A
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JP2006024743A
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Inventor
Atsushi Deai
淳志 出合
Original Assignee
Toyota Motor Corp
トヨタ自動車株式会社
Aisin Seiki Co Ltd
アイシン精機株式会社
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a water pump with sufficiently reduced vibration or noise and excellent in efficiency of a motor, and to provide a hybrid vehicle incorporating a water pump. <P>SOLUTION: The water pump 10 has a pump shaft 24 which rotates, and the motor 50 giving torque to the pump shaft 24. The motor 50 has electromagnetic steel sheets 51 fixed to the pump shaft 24, and permanent magnets 52 embedded in the electromagnetic steel sheets 51. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は、一般的には、ウォータポンプおよびハイブリッド車両に関し、より特定的には、モータにより駆動するウォータポンプおよびそのウォータポンプを搭載するハイブリッド車両に関する。   The present invention relates generally to a water pump and a hybrid vehicle, and more specifically to a water pump driven by a motor and a hybrid vehicle equipped with the water pump.
従来のウォータポンプに関して、たとえば、特開2000−213498号公報には、回転子の端部を支持する軸受けの潤滑および冷却を可能にすることを目的とした電動流体ポンプが開示されている(特許文献1)。特許文献1に開示された電動流体ポンプは、外周面に永久磁石が配設されてなる回転子を備える。   Regarding a conventional water pump, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-213498 discloses an electric fluid pump intended to enable lubrication and cooling of a bearing that supports an end portion of a rotor (patent). Reference 1). The electric fluid pump disclosed in Patent Document 1 includes a rotor having a permanent magnet disposed on an outer peripheral surface.
また、特開平11−166500号公報には、制御回路のパワーIC等、発熱量の大きい部品およびステータの冷却性を向上させることを目的としたポンプが開示されている(特許文献2)。特許文献2に開示されたポンプは、ポンプを駆動させるモータを備える。モータのロータは、円筒状のロータコアの外周部分に複数極に着磁された永久磁石を取り付けてなる永久磁石形ロータとして構成されている。このロータは、全体が樹脂によってモールドされている。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-166500 discloses a pump that aims to improve the cooling performance of components and a stator that generate a large amount of heat, such as a power IC of a control circuit (Patent Document 2). The pump disclosed in Patent Document 2 includes a motor that drives the pump. The rotor of the motor is configured as a permanent magnet rotor in which a permanent magnet magnetized with a plurality of poles is attached to an outer peripheral portion of a cylindrical rotor core. The entire rotor is molded with resin.
また、特開平6−88591号公報には、回転側の永久磁石と固定側の永久磁石との間のエアギャップを小さくするとともに、永久磁石の軸受け表面を摩耗や腐食から保護することを目的としたキャンドモータポンプが開示されている(特許文献3)。特許文献3では、ヨークに嵌め込まれた回転側の永久磁石の外周面に、小さい厚みを有する中空円筒状の薄板が溶接等によって固定されるか、薄いメッキが施されている。
特開2000−213498号公報 特開平11−166500号公報 特開平6−88591号公報
Japanese Patent Laid-Open No. 6-88591 aims to reduce the air gap between the permanent magnet on the rotating side and the permanent magnet on the fixed side, and to protect the bearing surface of the permanent magnet from wear and corrosion. A canned motor pump is disclosed (Patent Document 3). In Patent Document 3, a hollow cylindrical thin plate having a small thickness is fixed to the outer peripheral surface of a rotating permanent magnet fitted into a yoke by welding or the like, or thin plating is applied.
JP 2000-213498 A JP 11-166500 A JP-A-6-88591
上述の特許文献1に開示された電動流体ポンプでは、永久磁石がロータの表面に貼り付けられたモータ、つまり表面磁石形(SPM:Surface Permanent Magnet)モータが用いられている。しかしながら、SPMモータを用いた場合、永久磁石の形状誤差や組み付け誤差が直接、ロータの同軸ずれとなって現れる。このため、ポンプで発生する振動や騒音が大きくなるおそれが生じる。また、上述の特許文献2では、永久磁石の周りにも樹脂が配置されるため、モータの効率が低下するおそれが生じる。   The electric fluid pump disclosed in Patent Document 1 uses a motor in which a permanent magnet is attached to the surface of a rotor, that is, a surface permanent magnet (SPM) motor. However, when the SPM motor is used, the shape error and assembly error of the permanent magnet appear directly as the coaxial deviation of the rotor. For this reason, there exists a possibility that the vibration and noise which generate | occur | produce with a pump may become large. Moreover, in the above-mentioned Patent Document 2, since the resin is also disposed around the permanent magnet, the motor efficiency may be reduced.
そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、振動や騒音が十分に低減されるとともに、モータの効率に優れたウォータポンプおよびそのウォータポンプを搭載したハイブリッド車両を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems, and to provide a water pump that is sufficiently reduced in vibration and noise and that is excellent in motor efficiency, and a hybrid vehicle equipped with the water pump. is there.
この発明に従ったウォータポンプは、回転するポンプシャフトと、ポンプシャフトに回転力を与えるモータとを備える。モータは、ポンプシャフトに固定された電磁鋼板と、電磁鋼板に埋設された永久磁石とを有する。   The water pump according to the present invention includes a rotating pump shaft and a motor that applies a rotational force to the pump shaft. The motor includes an electromagnetic steel plate fixed to the pump shaft and a permanent magnet embedded in the electromagnetic steel plate.
このように構成されたウォータポンプによれば、形状誤差や組み付け誤差が生じ易い永久磁石を、電磁鋼板に埋設することにより、ウォータポンプの回転体の同軸ずれを低減できる。これにより、ウォータポンプで発生する騒音や振動を小さく抑えることができる。また、永久磁石の周りに電磁鋼板が配置されるため、モータ効率を向上させることができる。これにより、ウォータポンプの小型化が可能となる。   According to the water pump configured in this manner, the coaxial displacement of the rotating body of the water pump can be reduced by embedding the permanent magnet, which is likely to cause a shape error and an assembly error, in the electromagnetic steel sheet. Thereby, the noise and vibration which generate | occur | produce with a water pump can be restrained small. Moreover, since an electromagnetic steel plate is arrange | positioned around a permanent magnet, motor efficiency can be improved. Thereby, size reduction of a water pump is attained.
また好ましくは、ポンプシャフトは、樹脂材料から形成されている。電磁鋼板は、ポンプシャフトの樹脂成形時、ポンプシャフトと一体にされている。このように構成されたウォータポンプによれば、樹脂成形時に用いられる金型の精度を向上させることにより、ウォータポンプの回転体の同軸ずれを低減できる。   Preferably, the pump shaft is made of a resin material. The electromagnetic steel sheet is integrated with the pump shaft during resin molding of the pump shaft. According to the water pump configured as described above, it is possible to reduce the coaxial deviation of the rotating body of the water pump by improving the accuracy of the mold used at the time of resin molding.
また好ましくは、モータは、コイルが巻回されたステータコアをさらに有する。電磁鋼板は、ステータコアに向い合う位置でポンプシャフトから露出している。このように構成されたウォータポンプによれば、電磁鋼板とステータコアとの間に樹脂が配置されないため、モータ効率を向上させることができる。   Preferably, the motor further includes a stator core around which a coil is wound. The electromagnetic steel sheet is exposed from the pump shaft at a position facing the stator core. According to the water pump configured as described above, since the resin is not disposed between the electromagnetic steel sheet and the stator core, the motor efficiency can be improved.
また、ポンプシャフトの周囲には、圧送流体が配置されている。好ましくは、電磁鋼板および永久磁石の表面にはメッキ処理が施されている。このように構成されたウォータポンプによれば、電磁鋼板および永久磁石の耐食性を確保することができる。   A pumping fluid is disposed around the pump shaft. Preferably, the surface of the electromagnetic steel sheet and the permanent magnet is plated. According to the water pump configured as described above, the corrosion resistance of the electromagnetic steel sheet and the permanent magnet can be ensured.
この発明に従ったハイブリッド車両は、上述のいずれかに記載のウォータポンプを搭載し、エンジンと駆動用モータとを動力源とする。このように構成されたハイブリッド車両によれば、駆動用モータのみから動力を得て、エンジン音がしないモードで、車両室内の静粛性を保持することができる。   A hybrid vehicle according to the present invention is equipped with any one of the above-described water pumps, and uses an engine and a drive motor as power sources. According to the hybrid vehicle configured as described above, the quietness in the vehicle compartment can be maintained in a mode in which power is obtained only from the drive motor and no engine noise is generated.
また、ウォータポンプは、エンジンおよび駆動用モータとともに車両のエンジンルームに収容されている。このように構成されたハイブリッド車両によれば、ウォータポンプの小型化によって、エンジンおよび駆動用モータが収容されたエンジンルーム内の限られたスペースにウォータポンプを設置することが可能となる。   The water pump is housed in the engine room of the vehicle together with the engine and the drive motor. According to the hybrid vehicle configured as described above, the water pump can be installed in a limited space in the engine room in which the engine and the drive motor are accommodated by downsizing the water pump.
以上説明したように、この発明に従えば、振動や騒音が十分に低減されるとともに、モータの効率に優れたウォータポンプおよびそのウォータポンプを搭載したハイブリッド車両を提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a water pump in which vibration and noise are sufficiently reduced and motor efficiency is excellent, and a hybrid vehicle equipped with the water pump.
この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings referred to below, the same or corresponding members are denoted by the same reference numerals.
図1は、HV(Hybrid Vehicle)システムの冷却系を示す斜視図である。図中に示すHVシステムの冷却系は、モータと、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関とを動力源として駆動するハイブリッド車両に搭載されている。   FIG. 1 is a perspective view showing a cooling system of an HV (Hybrid Vehicle) system. The cooling system of the HV system shown in the figure is mounted on a hybrid vehicle that is driven by a motor and an internal combustion engine such as a gasoline engine or a diesel engine.
図1を参照して、ハイブリッド車両は、エンジン92と、駆動用のモータおよび発電用のジェネレータを内蔵するトランスアクスル93と、リアシート後方等に搭載された図示しないバッテリとを備える。エンジン92に隣り合う位置には、バッテリの直流電流を、モータに導入する交流電流に変換するためのインバータ91が設けられている。ハイブリッド車両は、さらに、車両前方のフロントグリルの裏側に位置して設けられたラジエータ81を備える。   Referring to FIG. 1, the hybrid vehicle includes an engine 92, a transaxle 93 incorporating a drive motor and a generator for power generation, and a battery (not shown) mounted at the rear of the rear seat. An inverter 91 is provided at a position adjacent to the engine 92 for converting a direct current of the battery into an alternating current introduced into the motor. The hybrid vehicle further includes a radiator 81 provided on the back side of the front grille in front of the vehicle.
ラジエータ81には、互いに独立した2つの冷却水路が設けられており、そのうちの一方が、エンジン92の冷却系を構成し、他方が、HVシステムの冷却系を構成している。HVシステムの冷却系は、ラジエータ81→インバータ91→リザーバタンク94→ウォータポンプ10→トランスアクスル93→ラジエータ81を順にたどる冷却水路によって形成されている。水路内の冷却水(たとえば、エチレングリコール系のクーラント)は、ウォータポンプ10によって強制循環され、インバータ91や、トランスアクスル93に設けられたジェネレータおよびモータを冷却する。冷却によって温度上昇した冷却水は、ラジエータ81を通過することによって、温度が下げられる。   The radiator 81 is provided with two independent cooling water channels, one of which constitutes the cooling system of the engine 92 and the other of which constitutes the cooling system of the HV system. The cooling system of the HV system is formed by a cooling water path that follows the radiator 81 → the inverter 91 → the reservoir tank 94 → the water pump 10 → the transaxle 93 → the radiator 81. Cooling water (for example, ethylene glycol coolant) in the water channel is forcibly circulated by the water pump 10 to cool the inverter 91 and the generator and motor provided in the transaxle 93. The temperature of the cooling water whose temperature has increased due to cooling passes through the radiator 81 and is lowered.
ウォータポンプ10は、エンジン92や、駆動用のモータを内蔵するトランスアクスル93とともに、ハイブリッド車両のエンジンルームに収容されている。   The water pump 10 is housed in an engine room of a hybrid vehicle together with an engine 92 and a transaxle 93 incorporating a drive motor.
図2は、図1中のウォータポンプを示す断面図である。図2を参照して、ウォータポンプ10は、モータによって駆動する電動ポンプである。ウォータポンプ10は、冷却水を圧送するインペラが、環状に延びる渦巻き室に配置された遠心式ポンプである。   FIG. 2 is a cross-sectional view showing the water pump in FIG. Referring to FIG. 2, water pump 10 is an electric pump driven by a motor. The water pump 10 is a centrifugal pump in which an impeller that pumps cooling water is disposed in a spiral chamber that extends in an annular shape.
ウォータポンプ10は、ポンプのボディを構成するポンプケース31と、ポンプケース31に対して固定される支持シャフト21と、支持シャフト21に回転自在に支持されたポンプシャフト24と、ポンプシャフト24に回転力を与えるモータ50とを備える。   The water pump 10 includes a pump case 31 constituting a pump body, a support shaft 21 fixed to the pump case 31, a pump shaft 24 rotatably supported by the support shaft 21, and a rotation to the pump shaft 24. And a motor 50 for applying force.
支持シャフト21は、一方端21mと他方端21nとを有し、中心軸101に沿って一方端21mから他方端21nまで延びている。支持シャフト21は、ウォータポンプ10の駆動時に回転せず、静止している。支持シャフト21は、金属から形成されている。本実施の形態では、支持シャフト21がステンレス鋼から形成されている。   The support shaft 21 has one end 21m and the other end 21n, and extends from the one end 21m to the other end 21n along the central axis 101. The support shaft 21 does not rotate when the water pump 10 is driven and is stationary. The support shaft 21 is made of metal. In the present embodiment, the support shaft 21 is made of stainless steel.
ポンプシャフト24は、中心軸101に沿って筒状に延びる形状を有する。ポンプシャフト24は、支持シャフト21の外周上に嵌め合わされている。ポンプシャフト24は、支持シャフト21によって、中心軸101を中心に回転自在に支持されている。ポンプシャフト24は、ウォータポンプ10の駆動時に回転する。ポンプシャフト24は、樹脂材料から形成されている。   The pump shaft 24 has a shape extending in a cylindrical shape along the central axis 101. The pump shaft 24 is fitted on the outer periphery of the support shaft 21. The pump shaft 24 is supported by the support shaft 21 so as to be rotatable about the central axis 101. The pump shaft 24 rotates when the water pump 10 is driven. The pump shaft 24 is made of a resin material.
支持シャフト21は、外周面21aを有し、ポンプシャフト24は、内周面24bを有する。ポンプシャフト24が回転することによって、外周面21aと内周面24bとが摺動する。ポンプシャフト24は、外周面21aおよび内周面24bを摺動面とする滑り軸受けにより、支持シャフト21に対して回転自在に支持されている。外周面21aは、たとえば、10mm以下の直径を有する。   The support shaft 21 has an outer peripheral surface 21a, and the pump shaft 24 has an inner peripheral surface 24b. As the pump shaft 24 rotates, the outer peripheral surface 21a and the inner peripheral surface 24b slide. The pump shaft 24 is rotatably supported with respect to the support shaft 21 by a sliding bearing having the outer peripheral surface 21a and the inner peripheral surface 24b as sliding surfaces. The outer peripheral surface 21a has a diameter of 10 mm or less, for example.
ポンプシャフト24には、インペラ25が一体に成形されている。インペラ25は、中心軸101を中心とした周方向に間隔を隔てて複数、設けられている。ウォータポンプ10の駆動時、インペラ25は、ポンプシャフト24とともに中心軸101を中心に回転する。インペラ25は、ポンプシャフト24とは別体に形成され、ポンプシャフト24に固定されても良い。   An impeller 25 is integrally formed on the pump shaft 24. A plurality of impellers 25 are provided at intervals in the circumferential direction around the central axis 101. When the water pump 10 is driven, the impeller 25 rotates around the central axis 101 together with the pump shaft 24. The impeller 25 may be formed separately from the pump shaft 24 and fixed to the pump shaft 24.
ポンプシャフト24には、積層された複数の電磁鋼板51と、電磁鋼板51に埋設された永久磁石52とが設けられている。電磁鋼板51の外周上には、三相電流が供給されるコイル42と、コイル42が巻回されるステータコアとしての電磁鋼板41とが設けられている。電磁鋼板51および永久磁石52は、ポンプシャフト24と一体となってモータ50のロータを構成する。電磁鋼板41およびコイル42は、モータ50のステータを構成する。インペラ25とモータ50とは、中心軸101の軸方向に互いに離れて設けられている。   The pump shaft 24 is provided with a plurality of laminated electromagnetic steel plates 51 and permanent magnets 52 embedded in the electromagnetic steel plates 51. On the outer periphery of the electromagnetic steel plate 51, a coil 42 to which a three-phase current is supplied and an electromagnetic steel plate 41 as a stator core around which the coil 42 is wound are provided. The electromagnetic steel plate 51 and the permanent magnet 52 constitute a rotor of the motor 50 together with the pump shaft 24. The electromagnetic steel plate 41 and the coil 42 constitute a stator of the motor 50. The impeller 25 and the motor 50 are provided apart from each other in the axial direction of the central shaft 101.
ポンプケース31は、樹脂材料から形成されている。ポンプケース31は、インペラ25が収容される渦巻き室35を形成している。渦巻き室35は、中心軸101を中心に環状に延びている。ポンプケース31は、支持シャフト21の一方端21mを支持する支持部36を有する。   The pump case 31 is formed from a resin material. The pump case 31 forms a spiral chamber 35 in which the impeller 25 is accommodated. The spiral chamber 35 extends annularly around the central axis 101. The pump case 31 has a support portion 36 that supports one end 21 m of the support shaft 21.
ポンプケース31には、隔壁38が固定されている。隔壁38は、電磁鋼板51および永久磁石52が配置される内部空間30と、電磁鋼板41およびコイル42が配置される外部空間とを区画する。内部空間30は、渦巻き室35と繋がって設けられ、冷却水により満たされる。   A partition wall 38 is fixed to the pump case 31. The partition 38 partitions the internal space 30 in which the electromagnetic steel plate 51 and the permanent magnet 52 are arranged, and the external space in which the electromagnetic steel plate 41 and the coil 42 are arranged. The internal space 30 is connected to the spiral chamber 35 and is filled with cooling water.
ポンプケース31は、吸い込み部32および吐出部33を有する。吸い込み部32は、中心軸101に沿う方向から渦巻き室35に連通している。吐出部33は、中心軸101周りの所定の位相で渦巻き室35に連通している。冷却水は、吸い込み部32を通じて渦巻き室35に導入される。冷却水は、渦巻き室35で回転するインペラ25によって加圧され、吐出部33を通じて外部配管に圧送される。ウォータポンプ10の駆動時、摺動面をなす支持シャフト21の外周面21aとポンプシャフト24の内周面24bとの間には、冷却水が供給される。   The pump case 31 has a suction part 32 and a discharge part 33. The suction part 32 communicates with the spiral chamber 35 from the direction along the central axis 101. The discharge unit 33 communicates with the spiral chamber 35 at a predetermined phase around the central axis 101. The cooling water is introduced into the spiral chamber 35 through the suction part 32. The cooling water is pressurized by the impeller 25 rotating in the spiral chamber 35 and is pumped to the external pipe through the discharge unit 33. When the water pump 10 is driven, cooling water is supplied between the outer peripheral surface 21 a of the support shaft 21 that forms a sliding surface and the inner peripheral surface 24 b of the pump shaft 24.
図3は、図2中のモータの詳細な形状を示す図である。図4は、図3中のIV−IV線上に沿ったモータの断面図である。図3および図4を参照して、ウォータポンプ10には、埋め込み磁石形(IPM:Interior Permanent Magnet)モータが用いられている。以下、その詳細な形状について説明を行なう。   FIG. 3 is a diagram showing a detailed shape of the motor in FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view of the motor taken along line IV-IV in FIG. With reference to FIGS. 3 and 4, the water pump 10 uses an interior magnet (IPM) motor. The detailed shape will be described below.
電磁鋼板51は、代表的には、鉄とケイ素とを含むケイ素鋼板である。電磁鋼板51は薄板の円盤形状に形成されている。電磁鋼板51は、中心軸101に沿って複数、積層されている。積層された複数の電磁鋼板51は、ポンプシャフト24を形成する樹脂によって一体に保持されている。電磁鋼板51は、隔壁38を介して電磁鋼板41と向い合う外周面51aを有する。外周面51aは、ポンプシャフト24を形成する樹脂から露出している。   The electromagnetic steel plate 51 is typically a silicon steel plate containing iron and silicon. The electromagnetic steel plate 51 is formed in a thin disk shape. A plurality of electromagnetic steel plates 51 are stacked along the central axis 101. The plurality of laminated electromagnetic steel plates 51 are integrally held by the resin that forms the pump shaft 24. The electromagnetic steel plate 51 has an outer peripheral surface 51 a that faces the electromagnetic steel plate 41 through the partition wall 38. The outer peripheral surface 51 a is exposed from the resin forming the pump shaft 24.
積層された複数の電磁鋼板51には、孔51hが形成されている。孔51hは、中心軸101の軸方向に貫通している。孔51hは、中心軸101周りの周方向に間隔を隔てて複数、形成されている。孔51hは、略矩形形状の開口面を有する。   Holes 51 h are formed in the plurality of laminated electromagnetic steel plates 51. The hole 51 h penetrates in the axial direction of the central shaft 101. A plurality of holes 51h are formed at intervals in the circumferential direction around the central axis 101. The hole 51h has a substantially rectangular opening surface.
孔51hには、永久磁石52が挿入されている。永久磁石52は、外周面51aの内側で電磁鋼板51に埋設されている。孔51hを規定する電磁鋼板51の内壁と永久磁石52との間には、隙間55が形成されている。隙間55には、樹脂が充填されており、その樹脂によって、永久磁石52が孔51h内に保持されている。   A permanent magnet 52 is inserted into the hole 51h. The permanent magnet 52 is embedded in the electromagnetic steel sheet 51 inside the outer peripheral surface 51a. A gap 55 is formed between the inner wall of the electromagnetic steel sheet 51 that defines the hole 51 h and the permanent magnet 52. The gap 55 is filled with resin, and the permanent magnet 52 is held in the hole 51h by the resin.
本実施の形態では、ポンプシャフト24を形成する樹脂が隙間55に充填されている。すなわち、複数の電磁鋼板51および永久磁石52は、ポンプシャフト24を形成する樹脂によって、ポンプシャフト24と一体にされている。永久磁石52の周りには、ポンプシャフト24を形成する樹脂が配置されるため、永久磁石52が冷却水によって満たされる内部空間30に配置されるにもかかわらず、電磁鋼板51から脱落することを確実に防止できる。   In the present embodiment, the gap 55 is filled with the resin that forms the pump shaft 24. That is, the plurality of electromagnetic steel plates 51 and the permanent magnets 52 are integrated with the pump shaft 24 by the resin forming the pump shaft 24. Since the resin forming the pump shaft 24 is disposed around the permanent magnet 52, the permanent magnet 52 is prevented from dropping from the electromagnetic steel sheet 51 even though the permanent magnet 52 is disposed in the internal space 30 filled with cooling water. It can be surely prevented.
電磁鋼板51および永久磁石52の表面には、メッキ処理が施されている。本実施の形態では、電磁鋼板51および永久磁石52の表面に、ニッケル(Ni)メッキが施されている。このような構成により、内部空間30を満たす冷却水によって、電磁鋼板51および永久磁石52に錆びが発生することを防止できる。   The surfaces of the electromagnetic steel plate 51 and the permanent magnet 52 are plated. In the present embodiment, nickel (Ni) plating is applied to the surfaces of the electromagnetic steel sheet 51 and the permanent magnet 52. With such a configuration, the electromagnetic steel sheet 51 and the permanent magnet 52 can be prevented from being rusted by the cooling water filling the internal space 30.
隔壁38は、筒部40と支持部39とを有する。筒部40は、電磁鋼板51の外周を取り囲むように、中心軸101の軸方向に沿って筒状に延びる。電磁鋼板51と筒部40との間には、隙間が形成されている。支持部39は、凹部形状を有し、内部空間30側から支持シャフト21の他方端21nが圧入される。   The partition wall 38 includes a cylindrical portion 40 and a support portion 39. The cylindrical portion 40 extends in a cylindrical shape along the axial direction of the central axis 101 so as to surround the outer periphery of the electromagnetic steel plate 51. A gap is formed between the electromagnetic steel plate 51 and the cylindrical portion 40. The support portion 39 has a concave shape, and the other end 21n of the support shaft 21 is press-fitted from the inner space 30 side.
このような構成により、本実施の形態では、支持シャフト21を支持する支持部39が、筒部40と一体に成形される。このため、支持シャフト21と筒部40との間で生じる同軸ずれを小さく抑えることができる。これにより、ポンプシャフト24に一体に設けられ、支持シャフト21を中心に回転する電磁鋼板51と、筒部40との間の隙間の大きさに偏りが生じることを防止できる。   With this configuration, in the present embodiment, the support portion 39 that supports the support shaft 21 is formed integrally with the cylindrical portion 40. For this reason, the coaxial shift | offset | difference which arises between the support shaft 21 and the cylinder part 40 can be restrained small. Thereby, it is possible to prevent a deviation from occurring in the size of the gap between the cylindrical steel portion 40 and the electromagnetic steel plate 51 that is provided integrally with the pump shaft 24 and rotates around the support shaft 21.
図5は、図2中のポンプシャフトの製造方法の工程を示す流れ図である。図5を参照して、ポンプシャフト24の製造方法について説明すると、まず、孔51hの位置を合わせながら、複数の電磁鋼板51を積層する。電磁鋼板51および永久磁石52の表面に、Niメッキを設ける。なお、電磁鋼板51の積層工程とメッキ工程とは前後しても良い。つまり、電磁鋼板51の表面にNiメッキを設けた後、複数の電磁鋼板51を積層しても良い。   FIG. 5 is a flowchart showing the steps of the method for manufacturing the pump shaft in FIG. Referring to FIG. 5, a method for manufacturing the pump shaft 24 will be described. First, a plurality of electromagnetic steel plates 51 are stacked while aligning the positions of the holes 51 h. Ni plating is provided on the surfaces of the electromagnetic steel sheet 51 and the permanent magnet 52. The lamination process and the plating process of the electromagnetic steel sheet 51 may be performed before and after. That is, a plurality of electromagnetic steel sheets 51 may be stacked after Ni plating is provided on the surface of the electromagnetic steel sheet 51.
次に、孔51hに永久磁石52を挿入する。電磁鋼板51および永久磁石52を、ポンプシャフト24を樹脂成形するための金型に設置する。この際、金型に設けられたピンを用いて、永久磁石52を孔51h内に位置決めする。金型に樹脂材料を注入する。樹脂材料は、隙間55に浸入し、永久磁石52を孔51h内に保持するとともに、ポンプシャフト24を形造る。以上の工程により、電磁鋼板51および永久磁石52が一体に設けられたポンプシャフト24が完成する。   Next, the permanent magnet 52 is inserted into the hole 51h. The electromagnetic steel plate 51 and the permanent magnet 52 are installed in a mold for resin-molding the pump shaft 24. At this time, the permanent magnet 52 is positioned in the hole 51h by using a pin provided in the mold. Inject resin material into the mold. The resin material enters the gap 55, holds the permanent magnet 52 in the hole 51h, and forms the pump shaft 24. Through the above steps, the pump shaft 24 in which the electromagnetic steel plate 51 and the permanent magnet 52 are integrally provided is completed.
なお、本実施の形態では、永久磁石52を孔51h内に保持する樹脂モールドと、ポンプシャフト24を形造る樹脂モールドとを一括して行なったが、両者の樹脂モールドを別々に行なっても良い。   In the present embodiment, the resin mold that holds the permanent magnet 52 in the hole 51h and the resin mold that forms the pump shaft 24 are collectively performed. However, both resin molds may be performed separately. .
この発明の実施の形態におけるウォータポンプ10は、回転するポンプシャフト24と、ポンプシャフト24に回転力を与えるモータ50とを備える。モータ50は、ポンプシャフト24に固定された電磁鋼板51と、電磁鋼板51に埋設された永久磁石52とを有する。   The water pump 10 according to the embodiment of the present invention includes a rotating pump shaft 24 and a motor 50 that applies a rotational force to the pump shaft 24. The motor 50 includes an electromagnetic steel plate 51 fixed to the pump shaft 24 and a permanent magnet 52 embedded in the electromagnetic steel plate 51.
このように構成された、この発明の実施の形態におけるウォータポンプ10によれば、IPMモータを用いることによって、ポンプ内で回転するロータ形状の同軸ずれを低減することができる。すなわち、本実施の形態では、永久磁石52が電磁鋼板51に埋設されるため、永久磁石52の形状誤差や取り付け誤差がロータの形状誤差となって現れることがない。このため、ポンプシャフト24の樹脂成形時に用いる金型の精度によって、ロータ形状の精度が決まる。これにより、ロータ形状の中心軸101に対する同軸ずれを低減し、ウォータポンプ10で発生する振動や騒音を低減させることができる。加えて、IPMモータでは、SPMモータと比較して永久磁石52の回転半径が小さくなるため、ロータの回転バランスを良好にできる。   According to the water pump 10 in the embodiment of the present invention configured as described above, by using the IPM motor, it is possible to reduce the coaxial deviation of the rotor shape that rotates in the pump. That is, in the present embodiment, since the permanent magnet 52 is embedded in the electromagnetic steel plate 51, a shape error or an attachment error of the permanent magnet 52 does not appear as a rotor shape error. For this reason, the accuracy of the rotor shape is determined by the accuracy of the mold used at the time of resin molding of the pump shaft 24. Thereby, the coaxial shift | offset | difference with respect to the rotor-shaped center axis | shaft 101 can be reduced, and the vibration and noise which generate | occur | produce in the water pump 10 can be reduced. In addition, in the IPM motor, since the rotation radius of the permanent magnet 52 is smaller than that of the SPM motor, the rotation balance of the rotor can be improved.
この場合、たとえば、ハイブリッド車両が、トランスアクスル93に内蔵された駆動用のモータでのみ駆動力を得るモードにあっても、車両室内の静粛性が損なわれることを防止できる。   In this case, for example, even if the hybrid vehicle is in a mode in which a driving force is obtained only by a driving motor built in the transaxle 93, it is possible to prevent the quietness in the vehicle compartment from being impaired.
また、本実施の形態では、電磁鋼板51の外周面51aがポンプシャフト24を形成する樹脂から露出している。このため、樹脂によって、ロータ側の電磁鋼板51とステータ側の電磁鋼板41との間の磁束流れが妨げられるということがない。これにより、モータ性能を向上させ、ウォータポンプ10の小型化を図ることができる。また、ウォータポンプ10が小型化されることにより、エンジンルーム内の限られた空間にウォータポンプ10を収容することが可能となる。   In the present embodiment, the outer peripheral surface 51 a of the electromagnetic steel plate 51 is exposed from the resin forming the pump shaft 24. For this reason, the magnetic flux flow between the electromagnetic steel plate 51 on the rotor side and the electromagnetic steel plate 41 on the stator side is not hindered by the resin. Thereby, motor performance can be improved and the water pump 10 can be reduced in size. Further, the water pump 10 can be housed in a limited space in the engine room by downsizing the water pump 10.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
HVシステムの冷却系を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the cooling system of an HV system. 図1中のウォータポンプを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the water pump in FIG. 図2中のモータの詳細な形状を示す図である。It is a figure which shows the detailed shape of the motor in FIG. 図3中のIV−IV線上に沿ったモータの断面図である。It is sectional drawing of the motor along the IV-IV line | wire in FIG. 図2中のポンプシャフトの製造方法の工程を示す流れ図である。It is a flowchart which shows the process of the manufacturing method of the pump shaft in FIG.
符号の説明Explanation of symbols
10 ウォータポンプ、24 ポンプシャフト、41,51 電磁鋼板、42 コイル、50 モータ、52 永久磁石、92 エンジン、93 トランスアクスル。   10 Water pump, 24 Pump shaft, 41, 51 Electrical steel plate, 42 Coil, 50 Motor, 52 Permanent magnet, 92 Engine, 93 Transaxle.

Claims (6)

  1. 回転するポンプシャフトと、
    前記ポンプシャフトに回転力を与えるモータとを備え、
    前記モータは、前記ポンプシャフトに固定された電磁鋼板と、前記電磁鋼板に埋設された永久磁石とを有する、ウォータポンプ。
    A rotating pump shaft;
    A motor for applying a rotational force to the pump shaft,
    The motor is a water pump having an electromagnetic steel plate fixed to the pump shaft and a permanent magnet embedded in the electromagnetic steel plate.
  2. 前記ポンプシャフトは、樹脂材料から形成され、
    前記電磁鋼板は、前記ポンプシャフトの樹脂成形時、前記ポンプシャフトと一体にされている、請求項1に記載のウォータポンプ。
    The pump shaft is formed from a resin material,
    The water pump according to claim 1, wherein the electromagnetic steel plate is integrated with the pump shaft during resin molding of the pump shaft.
  3. 前記モータは、コイルが巻回されたステータコアをさらに有し、
    前記電磁鋼板は、前記ステータコアに向い合う位置で前記ポンプシャフトから露出している、請求項2に記載のウォータポンプ。
    The motor further includes a stator core around which a coil is wound,
    The water pump according to claim 2, wherein the electromagnetic steel sheet is exposed from the pump shaft at a position facing the stator core.
  4. 前記ポンプシャフトの周囲には、圧送流体が配置され、
    前記電磁鋼板および前記永久磁石の表面にはメッキ処理が施されている、請求項1から3のいずれか1項に記載のウォータポンプ。
    A pumping fluid is disposed around the pump shaft,
    The water pump according to any one of claims 1 to 3, wherein a surface of the electromagnetic steel plate and the permanent magnet is plated.
  5. 請求項1から4のいずれか1項に記載のウォータポンプを搭載し、エンジンと駆動用モータとを動力源とする、ハイブリッド車両。   A hybrid vehicle equipped with the water pump according to any one of claims 1 to 4 and using an engine and a drive motor as power sources.
  6. 前記ウォータポンプは、前記エンジンおよび前記駆動用モータとともに車両のエンジンルームに収容されている、請求項5に記載のハイブリッド車両。   The hybrid vehicle according to claim 5, wherein the water pump is housed in an engine room of the vehicle together with the engine and the drive motor.
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