JP2008184901A

JP2008184901A - Motor-driven pump

Info

Publication number: JP2008184901A
Application number: JP2007016310A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Hasegawa; 潔長谷川; Yutaka Osawa; 豊大沢
Original assignee: Mitsuba Corp
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 2007-01-26
Filing date: 2007-01-26
Publication date: 2008-08-14

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor-driven pump to be used as a water pump at a reduced manufacturing cost. <P>SOLUTION: The motor-driven pump includes a stator 21 forming a rotating magnetic field, a rotor 40 placed in the stator 21 and rotated, a casing 12 connected to the stator 21 to form a pumping chamber 11, and an impeller 48 which rotates integrally with the rotor 40 in the pumping chamber 11. The stator 21, together with a protective cylinder 24, is formed of a resin by insert-molding. The impeller 48, together with the boss 41 of the rotor 40, is integrally formed of the resin. A contact of the stator with water can be inhibited by the protective cylinder 24. Thus, a can, which divides the rotor-installation environment from the stator-installation environment can be eliminated, and the manufacturing cost can be reduced by a reduction of the parts count and a man-hour. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、電動ポンプに関し、例えば、自動車のラジエータに使用するウォータポンプに利用して有効なものに関する。 The present invention relates to an electric pump, for example, to an effective pump for use in a water pump used in a radiator of an automobile.

一般に、自動車のラジエータに使用されるウォータポンプには、ブラシレスモータのロータ（回転子）設置雰囲気とステータ（固定子）設置雰囲気とがキャンによって仕切られているキャンドポンプが採用されている。 In general, a water pump used in an automobile radiator employs a canned pump in which a rotor (rotor) installation atmosphere and a stator (stator) installation atmosphere of a brushless motor are partitioned by a can.

従来のこの種のキャンドポンプとしては、ブラシレスモータのロータベースの一端部にインペラが一体的に形成されており、キャンが非磁性体の薄板によって形成されているものがある。例えば、特許文献１参照。
特開平９−３１７６８２号公報 As a conventional canned pump of this type, there is one in which an impeller is integrally formed at one end portion of a rotor base of a brushless motor, and the can is formed by a non-magnetic thin plate. For example, see Patent Document 1.
Japanese Patent Laid-Open No. 9-317682

しかしながら、キャンが非磁性体の薄板によって形成されたキャンドポンプにおいては、ロータ設置雰囲気とステータ設置雰囲気とをキャンによって仕切ることにより、シール構造が複雑になったり、シールリング等の部品点数や組付工数が多くなったりするために、製造コストが増加するという問題点があった。 However, in a can pump in which the can is formed of a non-magnetic thin plate, the rotor installation atmosphere and the stator installation atmosphere are partitioned by the can, so that the seal structure becomes complicated, the number of parts such as the seal ring and the assembly Since the number of man-hours increases, there is a problem that the manufacturing cost increases.

本発明の目的は、製造コストを低減しつつウォータポンプに使用することができる電動ポンプを提供することにある。 The objective of this invention is providing the electric pump which can be used for a water pump, reducing manufacturing cost.

前記した課題を解決するための手段のうち代表的なものは、次の通りである。
（１）回転磁界を形成するステータと、前記ステータ内に配置されて回転するロータと、前記ステータに連結されてポンプ室を形成するケーシングと、前記ポンプ室内において前記ロータと共に回転するインペラとを備えている電動ポンプにおいて、
前記ステータが樹脂によって形成された保護筒と共にインサート成形されており、
前記インペラが前記ロータと共に樹脂によって一体的に成形されている、
ことを特徴とする電動ポンプ。 Typical means for solving the above-described problems are as follows.
(1) A stator that forms a rotating magnetic field, a rotor that is disposed in the stator and rotates, a casing that is connected to the stator and forms a pump chamber, and an impeller that rotates together with the rotor in the pump chamber. In the electric pump
The stator is insert molded together with a protective cylinder made of resin,
The impeller is integrally formed with resin together with the rotor.
An electric pump characterized by that.

前記（１）によれば、ステータが保護筒と共に樹脂によってインサート成形されているために、ロータ設置雰囲気とステータ設置雰囲気とを仕切るキャンを省略することができる。
したがって、シール構造が簡単になり、シールリング等の部品点数や組付工数が少なくなるために、製造コストを低減させることができる。 According to the above (1), since the stator is insert-molded with resin together with the protective cylinder, the can for partitioning the rotor installation atmosphere and the stator installation atmosphere can be omitted.
Therefore, the seal structure is simplified, and the number of parts such as a seal ring and the number of assembling steps are reduced, so that manufacturing costs can be reduced.

以下、本発明の一実施の形態を図面に即して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

本実施の形態において、本発明に係る電動ポンプは、自動車のラジエータ等に使用されるウォータポンプとして構成されている。
図１に示されているように、本実施の形態に係るウォータポンプ１は、ブラシレスモータのモータハウジングとポンプのケーシングとが一体になった樹脂製のケース１０を備えている。 In this Embodiment, the electric pump which concerns on this invention is comprised as a water pump used for the radiator etc. of a motor vehicle.
As shown in FIG. 1, the water pump 1 according to the present embodiment includes a resin case 10 in which a motor housing of a brushless motor and a casing of the pump are integrated.

ケース１０は樹脂が使用されて一端が閉塞し他端が開口した二段円筒形状に形成されており、閉塞壁側の端部にはポンプ室１１を形成したケーシング１２が形成されている。
図１および図２に示されているように、ケーシング１２の中心線上には吸入口１３がポンプ室１１の中央部に連通するように同心円に開設されており、吸入口１３には円筒形状の吸入管１４が一体的に接続されている。
吸入口１３の中心線上には第一軸受ハウジング１６が配置されており、第一軸受ハウジング１６は３本のブラケット１５によって吸入管１４に一体的に連結されている。第一軸受ハウジング１６は半卵形状に形成されており、彎曲面側がポンプ室１１と反対側になるように配置されている。第一軸受ハウジング１６の平面形状の端面には、第一軸穴１７が没設されているとともに、第一スラスト軸受１８が第一軸穴１７と同心円に保持されている。
ケーシング１２の側壁部には吐出口１９が開設されており、吐出口１９には円筒形状の吐出管２０が接線方向に延びるように一体的に突設されている。 The case 10 is made of resin and has a two-stage cylindrical shape with one end closed and the other open. A casing 12 having a pump chamber 11 is formed at the end of the closed wall.
As shown in FIGS. 1 and 2, a suction port 13 is concentrically opened on the center line of the casing 12 so as to communicate with the central portion of the pump chamber 11, and the suction port 13 has a cylindrical shape. The suction pipe 14 is connected integrally.
A first bearing housing 16 is disposed on the center line of the suction port 13, and the first bearing housing 16 is integrally connected to the suction pipe 14 by three brackets 15. The first bearing housing 16 is formed in a semi-egg shape and is arranged so that the curved surface side is opposite to the pump chamber 11. A first shaft hole 17 is embedded in the planar end surface of the first bearing housing 16, and a first thrust bearing 18 is held concentrically with the first shaft hole 17.
A discharge port 19 is formed in a side wall portion of the casing 12, and a cylindrical discharge pipe 20 is integrally protruded from the discharge port 19 so as to extend in a tangential direction.

ケース１０の内周面にはステータ２１が嵌入されている。
ステータ２１はステータコア２２とステータコイル２３とを備えており、ケース１０の内周面に固定されたステータコア２２にステータコイル２３が巻回されている。
ステータ２１は樹脂が使用されて円筒形状に形成された保護筒２４によって外周面を除いて包囲されている。すなわち、ステータ２１は保護筒２４によってインサート成形されている。
保護筒２４の閉塞壁側端部の外周面には、シールリング収納溝２５が環帯溝形状に没設されており、シールリング収納溝２５にはシールリング２６が収納されている。ステータ２１をインサート成形した保護筒２４がケース１０に嵌入された状態において、シールリング２６はケース１０の内周面に押接することによりポンプ室１１をシールしている。
保護筒２４の開口側端部の内周面には、シールリング収納溝２７が環帯溝形状に没設されており、シールリング収納溝２７にはシールリング２８が収納されている。
ステータ２１の開口端部には鍔部２９が径方向外向きに突設されており、ステータ２１をインサート成形した保護筒２４がケース１０に嵌入された状態において、鍔部２９は雄ねじ部材３０によってケース１０の段部に締結されている。 A stator 21 is fitted on the inner peripheral surface of the case 10.
The stator 21 includes a stator core 22 and a stator coil 23, and the stator coil 23 is wound around the stator core 22 fixed to the inner peripheral surface of the case 10.
The stator 21 is surrounded by a protective cylinder 24 made of resin and formed in a cylindrical shape except for the outer peripheral surface. That is, the stator 21 is insert-molded by the protective cylinder 24.
A seal ring storage groove 25 is sunk in an annular groove shape on the outer peripheral surface of the end portion of the protective cylinder 24 on the closed wall side, and a seal ring 26 is stored in the seal ring storage groove 25. In a state where the protective cylinder 24 in which the stator 21 is insert-molded is fitted in the case 10, the seal ring 26 seals the pump chamber 11 by pressing against the inner peripheral surface of the case 10.
On the inner peripheral surface of the opening side end portion of the protective cylinder 24, a seal ring storage groove 27 is embedded in an annular groove shape, and a seal ring 28 is stored in the seal ring storage groove 27.
A flange portion 29 projects radially outward from the opening end of the stator 21, and the flange portion 29 is formed by a male screw member 30 in a state in which the protective cylinder 24 formed by insert molding the stator 21 is fitted into the case 10. Fastened to the step of the case 10.

ケース１０の開口には樹脂によって円板形状に形成されたエンドキャップ３１が被せ付けられており、ケース１０の開口はエンドキャップ３１によって閉塞されている。エンドキャップ３１は雄ねじ部材（図示せず）によって保護筒２４に締結されている。
エンドキャップ３１の内側端面には円筒形状のシール壁３２が同心円に突設されており、シール壁３２の外周面にはシールリング２８が押接することによってロータ設置雰囲気をシールしている。
図１に示されているように、エンドキャップ３１の中央部には第二軸受ハウジング３３が形成されており、第二軸受ハウジング３３の内側端面の中心線上には、第二軸穴３４が同心円に形成されているとともに、第二スラスト軸受３５が第二軸穴３４と同心円に保持されている。
第一軸穴１７と第二軸穴３４との間にはシャフト３６が、両端部が第一軸穴１７および第二軸穴３４にそれぞれ嵌合されて軸架されている。シャフト３６の両端部の外周には第一ジャーナル筒３７および第二ジャーナル筒３８がそれぞれ固定されている。 The opening of the case 10 is covered with an end cap 31 formed in a disk shape by resin, and the opening of the case 10 is closed by the end cap 31. The end cap 31 is fastened to the protective cylinder 24 by a male screw member (not shown).
A cylindrical sealing wall 32 protrudes concentrically from the inner end surface of the end cap 31, and a seal ring 28 is pressed against the outer peripheral surface of the sealing wall 32 to seal the rotor installation atmosphere.
As shown in FIG. 1, a second bearing housing 33 is formed at the center of the end cap 31, and a second shaft hole 34 is concentric on the center line of the inner end face of the second bearing housing 33. The second thrust bearing 35 is held concentrically with the second shaft hole 34.
Between the first shaft hole 17 and the second shaft hole 34, a shaft 36 is pivoted with both ends fitted into the first shaft hole 17 and the second shaft hole 34, respectively. A first journal cylinder 37 and a second journal cylinder 38 are fixed to the outer periphery of both ends of the shaft 36, respectively.

ブラシレスモータはステータ２１の中心線上に回転自在に軸架されるロータ４０を備えており、ロータ４０は図１および図４に示されているように構成されている。
ロータ４０は樹脂が使用されて円柱形状に形成されたボス４１を備えている。
ボス４１の中心線上には軸孔４２が開設されており、軸孔４２にはシャフト３６が挿通されている。軸孔４２の両端部には第一ラジアル軸受４３および第二ラジアル軸受４４がそれぞれ嵌入されており、第一ラジアル軸受４３および第二ラジアル軸受４４はシャフト３６の第一ジャーナル筒３７および第二ジャーナル筒３８にそれぞれ摺動自在に嵌合されているとともに、第一スラスト軸受１８および第二スラスト軸受３５にそれぞれ摺動自在に当接されている。
ボス４１の中間部には円筒形状に形成されたロータコア４５がインサート成形されており、ロータコア４５の外周には４個のマグネット４６が回り止めされた状態でインサート成形されている。
マグネット４６は永久磁石（強磁性体）が使用されて大略長方形の平盤形状に形成されており、短辺において９０度の大きさの円弧形状に彎曲されている。隣り合うマグネット４６、４６の召し合わせ面が突合することにより、４個のマグネット４６の外周面は円周面を形成している。
ボス４１のロータコア４５の内側には複数本の貫通孔４７が、シャフト３６と平行方向に貫通するように開設されている。 The brushless motor includes a rotor 40 that is rotatably supported on the center line of the stator 21. The rotor 40 is configured as shown in FIGS.
The rotor 40 includes a boss 41 made of resin and formed in a cylindrical shape.
A shaft hole 42 is formed on the center line of the boss 41, and a shaft 36 is inserted through the shaft hole 42. A first radial bearing 43 and a second radial bearing 44 are fitted into both ends of the shaft hole 42, respectively. The first radial bearing 43 and the second radial bearing 44 are the first journal cylinder 37 and the second journal of the shaft 36. The cylinder 38 is slidably fitted to each of the cylinders 38 and slidably contacts the first thrust bearing 18 and the second thrust bearing 35, respectively.
A rotor core 45 formed in a cylindrical shape is insert-molded at an intermediate portion of the boss 41, and the outer periphery of the rotor core 45 is insert-molded with four magnets 46 being prevented from rotating.
The magnet 46 is formed in a substantially rectangular flat plate shape using a permanent magnet (ferromagnetic material), and is bent into an arc shape having a size of 90 degrees on the short side. The summing surfaces of the adjacent magnets 46 and 46 abut each other, so that the outer peripheral surfaces of the four magnets 46 form a circumferential surface.
A plurality of through holes 47 are opened in the rotor core 45 of the boss 41 so as to penetrate in the direction parallel to the shaft 36.

図１〜図３に示されているように、ロータ４０のボス４１のポンプ室１１側の端部にはインペラ４８が一体的に成形されている。
ポンプ室１１においてロータ４０の回転によってインペラ４８が回転すると、インペラ４８の回転によって内部に発生した負圧により、吸入口１３を介してラジエータの冷却水が冷却水循環路（図示せず）を経由して吸入されるとともに吐出口１９から吐出され、冷却水循環路を経由してラジエータに冷却水が送給されて循環される。 As shown in FIGS. 1 to 3, an impeller 48 is integrally formed at the end of the boss 41 of the rotor 40 on the pump chamber 11 side.
When the impeller 48 is rotated by the rotation of the rotor 40 in the pump chamber 11, due to the negative pressure generated internally by the rotation of the impeller 48, the cooling water of the radiator passes through the cooling water circulation path (not shown) via the suction port 13. Then, it is discharged from the discharge port 19, and the cooling water is supplied to the radiator through the cooling water circulation path and circulated.

エンドキャップ３１の外側端面には配線基板５０が配置されて雄ねじ部材４９によって固定されており、配線基板５０には駆動回路部（図示せず）およびロータ４０の回転を検出するホールＩＣ（図示せず）が搭載されている。
配線基板５０の駆動回路部の出力側端は、リード線５１によってステータコイル２３に電気的に接続されており、入力側端はリード線（図示せず）によってコネクタに電気的に接続されている。 A wiring board 50 is disposed on the outer end surface of the end cap 31 and is fixed by a male screw member 49. The wiring board 50 has a Hall IC (not shown) that detects rotation of a drive circuit unit (not shown) and the rotor 40. ) Is installed.
The output side end of the drive circuit portion of the wiring board 50 is electrically connected to the stator coil 23 by a lead wire 51, and the input side end is electrically connected to a connector by a lead wire (not shown). .

次に、以上の構成に係るウォータポンプ１の作用を説明する。 Next, the operation of the water pump 1 according to the above configuration will be described.

配線基板５０に搭載された駆動回路部の制御により、ステータコイル２３に回転磁界を形成する電流が供給されると、ロータ４０が回転するので、インペラ４８が回転することにより、ウォータポンプ１によりラジエータに対して冷却水が送給されて循環される。 When a current that forms a rotating magnetic field is supplied to the stator coil 23 under the control of the drive circuit unit mounted on the wiring board 50, the rotor 40 rotates. Cooling water is supplied to the water and circulated.

この際、ステータ設置雰囲気およびロータ設置雰囲気はポンプ室１１と隣接しているので、ステータ設置雰囲気およびロータ設置雰囲気は冷却水によって満たされた状態になるが、ステータ２１はインサート成形された保護筒２４によって三方を包囲されているとともに、外周側のシールリング２６および内周側のシールリング２８によってシールされているので、冷却水と接触することはない。
すなわち、ステータコイル２３に対する防水は確保されているので、ブラシレスモータの作動には何らの支障を発生しない。 At this time, since the stator installation atmosphere and the rotor installation atmosphere are adjacent to the pump chamber 11, the stator installation atmosphere and the rotor installation atmosphere are filled with cooling water, but the stator 21 is an insert-molded protective cylinder 24. Is surrounded by three sides and sealed by the outer peripheral seal ring 26 and the inner peripheral seal ring 28, so that it does not come into contact with the cooling water.
That is, since the waterproofing with respect to the stator coil 23 is ensured, no trouble is caused in the operation of the brushless motor.

前記実施の形態によれば、次の効果が得られる。 According to the embodiment, the following effects can be obtained.

1) ステータを樹脂によってインサート成形した保護筒によって包囲することにより、ロータ設置雰囲気とステータ設置雰囲気とを仕切るキャンを省略することができるので、シール構造が簡単になり、シールリング等の部品点数や組付工数が少なくなるために、製造コストを低減することができる。 1) By enclosing the stator with a protective cylinder insert-molded with resin, it is possible to omit the can that separates the rotor installation atmosphere from the stator installation atmosphere. Since the assembly man-hour is reduced, the manufacturing cost can be reduced.

2) ステータの外周面を保護筒から露出させることにより、保護筒によってステータを容易にインサート成形することができる。 2) By exposing the outer peripheral surface of the stator from the protective cylinder, the stator can be easily insert-molded by the protective cylinder.

3) 保護筒のケースおよびエンドキャップとの接触面を外周側シールリングおよび内周側シールリングによってシールすることにより、冷却水が保護筒の外周側に浸入するのを防止することができるので、ステータの外周面を保護筒から露出させることができる。 3) By sealing the contact surface of the protective cylinder case and end cap with the outer peripheral seal ring and the inner peripheral seal ring, it is possible to prevent the cooling water from entering the outer peripheral side of the protective cylinder. The outer peripheral surface of the stator can be exposed from the protective cylinder.

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変更が可能であることはいうまでもない。 Needless to say, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.

例えば、保護筒はステータの全周を包囲するようにインサート成形してもよい。 For example, the protective cylinder may be insert-molded so as to surround the entire circumference of the stator.

また、ケースは樹脂によって形成するに限らず、金属によって形成してもよい。 Further, the case is not limited to being formed of resin, but may be formed of metal.

シャフトはロータに固定してもよい。 The shaft may be fixed to the rotor.

前記実施の形態においては、自動車のラジエータに使用されるウォータポンプについて説明したが、本発明は、液体を扱う電動ポンプに限らず、水蒸気や空気等の気体を扱う電動ポンプ等の電動ポンプ全般に適用することができる。 In the above-described embodiment, the water pump used for the radiator of the automobile has been described. Can be applied.

本発明の一実施の形態であるウォータポンプを示す正面断面図である。It is front sectional drawing which shows the water pump which is one embodiment of this invention. 側面図である。It is a side view. （ａ）は図１のIII −III 線に沿う側面断面図、（ｂ）ロータを示す正面図である。(A) is side surface sectional drawing which follows the III-III line | wire of FIG. 1, (b) It is a front view which shows a rotor. 図１のIV−IV線に沿う側面断面図である。It is side surface sectional drawing which follows the IV-IV line of FIG.

Explanation of symbols

１…ウォータポンプ（電動ポンプ）、
１０…ケース、１１…ポンプ室、１２…ケーシング、１３…吸入口、１４…吸入管、１５…ブラケット、１６…第一軸受ハウジング、１７…第一軸穴、１８…第一スラスト軸受、１９…吐出口、２０…吐出管、
２１…ステータ、２２…ステータコア、２３…ステータコイル、２４…保護筒、２５…シールリング収納溝、２６…シールリング、２７…シールリング収納溝、２８…シールリング、２９…鍔部、３０…雄ねじ部材、
３１…エンドキャップ、３２…シール壁、３３…第二軸受ハウジング、３４…第二軸穴、３５…第二スラスト軸受、
３６…シャフト、３７…第一ジャーナル筒、３８…第二ジャーナル筒、
４０…ロータ、４１…ボス、４２…軸孔、４３…第一ラジアル軸受、４４…第二ラジアル軸受、４５…ロータコア、４６…マグネット、４７…貫通孔、４８…インペラ、４９…雄ねじ部材、
５０…配線基板、５１…リード線。 1 ... Water pump (electric pump),
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Case, 11 ... Pump chamber, 12 ... Casing, 13 ... Inlet, 14 ... Intake pipe, 15 ... Bracket, 16 ... First bearing housing, 17 ... First shaft hole, 18 ... First thrust bearing, 19 ... Discharge port, 20 ... discharge pipe,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 ... Stator, 22 ... Stator core, 23 ... Stator coil, 24 ... Protection cylinder, 25 ... Seal ring accommodation groove, 26 ... Seal ring, 27 ... Seal ring accommodation groove, 28 ... Seal ring, 29 ... Gutter, 30 ... Male screw Element,
31 ... End cap, 32 ... Seal wall, 33 ... Second bearing housing, 34 ... Second shaft hole, 35 ... Second thrust bearing,
36 ... shaft 37 ... first journal cylinder 38 ... second journal cylinder
DESCRIPTION OF SYMBOLS 40 ... Rotor, 41 ... Boss, 42 ... Shaft hole, 43 ... First radial bearing, 44 ... Second radial bearing, 45 ... Rotor core, 46 ... Magnet, 47 ... Through-hole, 48 ... Impeller, 49 ... Male screw member,
50 ... wiring board, 51 ... lead wire.

Claims

An electric motor comprising: a stator that forms a rotating magnetic field; a rotor that is disposed in the stator and rotates; a casing that is connected to the stator to form a pump chamber; and an impeller that rotates together with the rotor in the pump chamber. In the pump,
The stator is insert molded together with a protective cylinder made of resin,
The impeller is integrally formed with resin together with the rotor.
An electric pump characterized by that.