JP2010063224A - Electric motor unit - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、たとえば自動車の油圧ポンプとして使用される電動ポンプユニットなどの電動モータユニットに関する。 The present invention relates to an electric motor unit such as an electric pump unit used as a hydraulic pump of an automobile, for example.
近年、自動車の油圧ポンプとして、その起動・停止をきめ細かく制御して省エネルギを図るため、また、アイドリングストップによりエンジンが停止しているときにもトランスミッションなどの駆動系への油圧供給を確保するために、電動ポンプが使用されるようになっている。 In recent years, as a hydraulic pump for automobiles, it has been designed to save energy by finely controlling its start and stop, and to ensure the supply of hydraulic pressure to the drive system such as the transmission even when the engine is stopped due to idling stop In addition, an electric pump is used.
自動車用電動ポンプユニットは、車体の限られたスペースに搭載されるため、コンパクト化が要求され、また、軽量化およびコスト低減も要求される。この要求に応える電動ポンプユニットとして、共通の防水ハウジング内に電動モータとポンプが一体に組み込まれたものが提案されている（たとえば特許文献１参照）。
上記のような電動ポンプユニットでは、モータの防水が必要であるため、モータは、密閉状の防水ハウジング内に収容されている。また、自動車用電動ポンプユニットでは、モータの温度の急激な変化があるので、防水ハウジングの内部と外部を同じ圧力に保持するために、防水ハウジングの壁にベントフィルタユニットを備えた呼吸穴が設けられている。 In the electric pump unit as described above, since the motor needs to be waterproof, the motor is housed in a sealed waterproof housing. In addition, since there is a sudden change in the temperature of the motor in the electric pump unit for automobiles, a breathing hole equipped with a vent filter unit is provided on the wall of the waterproof housing in order to keep the inside and outside of the waterproof housing at the same pressure. It has been.
ベントフィルタユニットは、ベントフィルタやＯリングを備えた組立品が使用されるが、部品点数が多く、高価なものとなっている。 As the vent filter unit, an assembly including a vent filter and an O-ring is used. However, the vent filter unit has a large number of parts and is expensive.
この発明の目的は、上記の問題を解決し、モータの急激な温度変化に対応でき、かつ、部品点数が少なくて、安価な電動モータユニットを提供することにある。 An object of the present invention is to provide an inexpensive electric motor unit that solves the above-described problems, can cope with a rapid temperature change of the motor, has a small number of parts, and is inexpensive.
この発明による電動モータユニットは、防水ハウジング内に電動モータが収容された電動モータユニットにおいて、防水ハウジングの壁に、防水ハウジングの内部と外部を連通させる通気孔が形成され、該壁の内面に、通気孔を覆うフィルタが設けられており、通気孔が、防水ハウジング外部側の小径部と同内部側の大径部とからなる段付き貫通孔であり、フィルタが、液体は遮断して気体は通過させる通気膜を備えたものであることを特徴とするものである。 In the electric motor unit according to the present invention, in the electric motor unit in which the electric motor is housed in the waterproof housing, a ventilation hole is formed in the wall of the waterproof housing so as to communicate the inside and the outside of the waterproof housing. A filter is provided to cover the vent hole, and the vent hole is a stepped through hole made up of a small diameter part on the outer side of the waterproof housing and a large diameter part on the same inner side. It is characterized by being provided with a gas permeable membrane to be passed.
フィルタは気体を通過させるものであるから、通気孔およびフィルタを通して、空気が流通し、モータの温度が急激に変化しても、防水ハウジング内部と外部が同じ圧力に保たれる。しかも、フィルタは気体である水分子は通過させるので、防水ハウジング内の湿度が保たれ、フィルタは水は通過させないので、防水性が確保される。また、フィルタは、防水ハウジング内部側の通気孔の大径部を塞ぐように設けられているので、フィルタの十分な通気性を確保することができ、通気孔の防水ハウジング外部側は小径部であるから、石などの異物からフィルタを保護することができる。そして、防水ハウジングの壁に段付きの通気孔を形成して、その内側にフィルタだけを貼り付けなどの手段によって固定するだけでよく、部品点数が少なく、安価に構成することができる。 Since the filter allows gas to pass through, even if air flows through the vent and the filter and the temperature of the motor changes rapidly, the inside and outside of the waterproof housing are maintained at the same pressure. Moreover, since the filter allows water molecules that are gases to pass through, the humidity in the waterproof housing is maintained, and the filter does not allow water to pass through, so that waterproofness is ensured. In addition, since the filter is provided so as to block the large-diameter portion of the ventilation hole inside the waterproof housing, it is possible to ensure sufficient ventilation of the filter. Therefore, the filter can be protected from foreign matters such as stones. Then, it is only necessary to form a stepped vent hole in the wall of the waterproof housing and fix only the filter on the inside thereof by means such as affixing, and the number of parts can be reduced and the construction can be made inexpensively.
この発明の電動モータユニットによれば、上記のように、モータの急激な温度変化に対応でき、かつ、部品点数が少なくして、安価に構成することができる。 According to the electric motor unit of the present invention, as described above, it is possible to cope with a rapid temperature change of the motor, and to reduce the number of components and to be configured at low cost.
以下、図面を参照して、この発明を自動車の油圧ポンプとして使用される電動ポンプユニットに適用した実施形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to an electric pump unit used as a hydraulic pump of an automobile will be described with reference to the drawings.
図１は、この発明の実施形態を示す電動ポンプユニット（電動モータユニット）の縦断面図である。なお、以下の説明において、図面の左側を前、同右側を後とする。 FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an electric pump unit (electric motor unit) showing an embodiment of the present invention. In the following description, the left side of the drawing is the front and the right side is the rear.
電動ポンプユニットは、ユニットハウジング(1)内に、ポンプ(2)と、ポンプ(2)を回転駆動する電動モータ(3)が一体に組み込まれたものである。この例では、モータ(3)のコントローラ(4)も、ハウジング(1)内に組み込まれている。この例では、ポンプ(2)はトロコイドポンプ、モータ(3)は３相巻線を有するＤＣブラシレスセンサレスモータである。 The electric pump unit is a unit housing (1) in which a pump (2) and an electric motor (3) for rotationally driving the pump (2) are integrated. In this example, the controller (4) of the motor (3) is also incorporated in the housing (1). In this example, the pump (2) is a trochoid pump, and the motor (3) is a DC brushless sensorless motor having a three-phase winding.
ユニットハウジング(1)は、ポンプハウジング(5)、ポンププレート(6)、モータハウジング(7)および蓋(8)よりなり、ポンプハウジング(5)、モータハウジング(7)および蓋(8)により防水ハウジング(9)が構成されている。 The unit housing (1) consists of a pump housing (5), pump plate (6), motor housing (7) and lid (8), and is waterproof by the pump housing (5), motor housing (7) and lid (8). A housing (9) is constructed.
ポンプハウジング(5)は、前後方向と直交する方向に広がりを持つ厚肉板状のものであり、その中心に、前部が開口したポンプ室(10)が形成されている。ポンプハウジング(5)の前面に、ポンププレート(6)がＯリング(11)を介して固定され、ポンプ室(10)の前面が塞がれている。ポンプ室(10)内に、ポンプ(2)を構成するアウタギヤ(12)が回転自在に収容され、アウタギヤ(12)の内側に、これとかみ合うインナギヤ(13)が配置されている。図示は省略したが、ポンププレート(6)には、油入口と油出口が設けられている。 The pump housing (5) has a thick plate shape that extends in a direction perpendicular to the front-rear direction, and a pump chamber (10) having an open front is formed at the center thereof. A pump plate (6) is fixed to the front surface of the pump housing (5) via an O-ring (11), and the front surface of the pump chamber (10) is closed. An outer gear (12) constituting the pump (2) is rotatably accommodated in the pump chamber (10), and an inner gear (13) that meshes with the inner gear (12) is disposed inside the outer gear (12). Although not shown, the pump plate (6) is provided with an oil inlet and an oil outlet.
モータハウジング(7)は、円筒状をなし、その前端が、シール(14)を介してポンプハウジング(5)の後面外周寄りの部分に固定されている。モータハウジング(7)の後端開口が、蓋(8)により塞がれている。 The motor housing (7) has a cylindrical shape, and its front end is fixed to a portion near the outer periphery of the rear surface of the pump housing (5) via a seal (14). The rear end opening of the motor housing (7) is closed by the lid (8).
ポンプハウジング(5)の後端面の中心に、モータハウジング(7)より小径の円筒部(5a)が一体に形成され、円筒部(5a)内の後部に設けられた軸受装置(15)により、前後方向にのびるポンプ駆動モータ軸(16)が片持ち支持されている。この例では、軸受装置(15)は、前後に隣接する２個の転がり軸受である玉軸受(17)よりなり、各軸受(17)の内輪(17a)がモータ軸(16)に固定され、外輪(17b)が円筒部(5a)に固定されている。モータ軸(16)の前部は、ポンプハウジング(5)の後壁に形成された穴(18)の部分を貫通してポンプ室(10)内に進入し、その前端がインナギヤ(13)に連結されている。円筒部(5a)内の軸受装置(15)より前側の部分とモータ軸(16)の間に、シール(19)が設けられている。 A cylindrical portion (5a) having a smaller diameter than the motor housing (7) is integrally formed at the center of the rear end surface of the pump housing (5), and a bearing device (15) provided at the rear portion in the cylindrical portion (5a) A pump drive motor shaft (16) extending in the front-rear direction is cantilevered. In this example, the bearing device (15) includes two ball bearings (17) that are adjacent to the front and rear, and the inner ring (17a) of each bearing (17) is fixed to the motor shaft (16). The outer ring (17b) is fixed to the cylindrical portion (5a). The front part of the motor shaft (16) passes through the hole (18) formed in the rear wall of the pump housing (5) and enters the pump chamber (10), and the front end of the motor shaft (16) reaches the inner gear (13). It is connected. A seal (19) is provided between a portion of the cylindrical portion (5a) in front of the bearing device (15) and the motor shaft (16).
円筒部(5a)より後方に突出したモータ軸(16)の後端部に、モータ(3)を構成するモータロータ(20)が固定されている。ロータ(20)は、モータ軸(16)の後端から半径方向にのびかつ軸受装置(15)の外周を囲む円筒状のものであり、その外周に永久磁石(21)が設けられている。モータ軸(16)、ロータ(20)およびポンプ(2)のインナギヤ(13)を含む回転部分の重心の軸方向位置が、軸受装置(15)の軸方向範囲内にある。この例では、上記重心の軸方向位置が、軸受装置(15)を構成する２個の玉軸受(17)の間にある。 A motor rotor (20) constituting the motor (3) is fixed to a rear end portion of the motor shaft (16) protruding rearward from the cylindrical portion (5a). The rotor (20) has a cylindrical shape extending in the radial direction from the rear end of the motor shaft (16) and surrounding the outer periphery of the bearing device (15), and a permanent magnet (21) is provided on the outer periphery. The axial position of the center of gravity of the rotating portion including the motor shaft (16), the rotor (20), and the inner gear (13) of the pump (2) is within the axial range of the bearing device (15). In this example, the axial position of the center of gravity is between the two ball bearings (17) constituting the bearing device (15).
ロータ(20)に対向するモータハウジング(7)の内周に、モータ(3)を構成するモータステータ(22)が固定状に設けられている。ステータ(22)は、積層鋼板よりなるコア(23)にインシュレータ（合成樹脂製絶縁体）(24)が組み込まれ、インシュレータ(24)の部分にコイル(25)が巻きつけられたものである。この例では、ステータ(22)は、接着などの適宜な手段によりモータハウジング(7)の内周に固定されている。 A motor stator (22) constituting the motor (3) is fixedly provided on the inner periphery of the motor housing (7) facing the rotor (20). In the stator (22), an insulator (synthetic resin insulator) (24) is incorporated in a core (23) made of laminated steel plates, and a coil (25) is wound around the insulator (24). In this example, the stator (22) is fixed to the inner periphery of the motor housing (7) by appropriate means such as adhesion.
インシュレータ(24)の後端に、コントローラ(4)の基板(26)が固定され、基板(26)の前面に、コントローラ(4)を構成する部品(27)が実装されている。 The substrate (26) of the controller (4) is fixed to the rear end of the insulator (24), and the component (27) constituting the controller (4) is mounted on the front surface of the substrate (26).
防水ハウジング(9)の後壁を構成する蓋(8)の所定位置に、それを前後に貫通する段付き通気孔(30)が形成され、蓋(8)の内面（前面）に、通気孔(30)を覆うフィルタ(31)が貼り付けられて固定されている。通気孔(30)は、防水ハウジング(9)外部側の小径部(30a)と、防水ハウジング(9)内部側の大径部(30b)とからなり、フィルタ(31)は、大径部(30b)を塞ぐように配置されている。 A stepped vent hole (30) is formed at a predetermined position of the lid (8) that constitutes the rear wall of the waterproof housing (9), and the vent (30) passes through the lid (8). A filter (31) covering (30) is stuck and fixed. The ventilation hole (30) is composed of a small-diameter portion (30a) on the outside of the waterproof housing (9) and a large-diameter portion (30b) on the inside of the waterproof housing (9), and the filter (31) has a large-diameter portion ( It is arranged so as to close 30b).
フィルタ(31)は、液体は遮断して気体は通過させる通気膜を備えたものである。このような機能を有するフィルタとして、たとえば、ベントフィルタ（たとえばジャパンゴアテックス株式会社製）などを使用することができる。 The filter (31) includes a gas permeable membrane that blocks liquid and allows gas to pass through. As a filter having such a function, for example, a vent filter (for example, manufactured by Japan Gore-Tex Co., Ltd.) can be used.
通気孔(30)の寸法は、次のような点を考慮して、適宜決定される。 The dimensions of the vent hole (30) are appropriately determined in consideration of the following points.
小径部(30a)の内径および長さは、石などの異物が進入してフィルタ(31)に当たることを防止できる程度の寸法とする。大径部(30b)の内径および長さは、十分な通気性を確保できる程度の寸法とする。たとえば、壁(8)の厚さが２ｍｍ、小径部(30a)と大径部(30b)の長さの比が２：１、小径部(30a)および大径部(30b)の内径が３ｍｍおよび６．５ｍｍである。 The inner diameter and the length of the small diameter portion (30a) are set to dimensions that can prevent foreign matters such as stones from entering and hitting the filter (31). The inner diameter and length of the large-diameter portion (30b) are dimensions that can ensure sufficient air permeability. For example, the thickness of the wall (8) is 2 mm, the ratio of the length of the small diameter part (30a) to the large diameter part (30b) is 2: 1, and the internal diameter of the small diameter part (30a) and the large diameter part (30b) is 3 mm. And 6.5 mm.
この電動ポンプユニットでは、モータ軸(16)の軸方向１箇所が軸受装置(15)により片持ち支持され、その軸受装置(15)の外周を囲むようにモータロータ(20)が設けられている構造であるから、モータ軸(16)の長さが短くてすみ、さらなるコンパクト化が可能である。また、モータ軸(16)、モータロータ(20)およびポンプ(2)のインナギヤ(13)を含む回転部分の重心の軸方向位置が、軸受装置(15)の軸方向範囲内にあるから、回転部分を安定良く回転支持することができる。さらに、上記重心の軸方向位置が、軸受装置(15)を構成する２個の玉軸受(17)の間にあるから、回転部分をより安定良く回転支持することができる。また、ポンプハウジング(5)に一体に形成された円筒部(5a)だけで軸受装置(15)を支持することができ、他に軸受装置(15)を支持するための部材が不要である。このため、さらなる部品点数の低減が可能であり、さらなる軽量化およびコスト低減が可能である。 In this electric pump unit, a motor shaft (16) is cantilevered in one axial direction by a bearing device (15), and a motor rotor (20) is provided so as to surround the outer periphery of the bearing device (15). Therefore, the length of the motor shaft (16) can be shortened, and further downsizing can be achieved. Further, since the axial position of the center of gravity of the rotating part including the motor shaft (16), the motor rotor (20) and the inner gear (13) of the pump (2) is within the axial range of the bearing device (15), the rotating part Can be stably rotated. Furthermore, since the position of the center of gravity in the axial direction is between the two ball bearings (17) constituting the bearing device (15), the rotating part can be supported in a more stable manner. Further, the bearing device (15) can be supported only by the cylindrical portion (5a) formed integrally with the pump housing (5), and no other member for supporting the bearing device (15) is required. For this reason, the number of parts can be further reduced, and further weight reduction and cost reduction are possible.
また、フィルタ(31)は気体を通過させるものであるから、通気孔(30)およびフィルタ(31)を通して、空気が流通し、モータ(3)の温度が急激に変化しても、防水ハウジング(9)内部と外部が同じ圧力に保たれる。しかも、フィルタ(31)は気体である水分子は通過させるので、防水ハウジング(9)内の湿度が保たれ、フィルタ(31)は水は通過させないので、防水性が確保される。また、フィルタ(31)は、防水ハウジング(9)内部側の通気孔(30)の大径部(30b)を塞ぐように設けられているので、フィルタ(31)の十分な通気性を確保することができ、通気孔(30)の防水ハウジング(9)外部側は小径部(31a)であるから、石などの異物からフィルタ(31)を保護することができる。そして、防水ハウジング(9)の壁に段付きの通気孔(30)を形成して、その内側にフィルタ(31)だけを張り付けなどの手段によって固定するだけでよく、部品点数が少なく、安価に構成することができる。 Further, since the filter (31) allows gas to pass through, even if air flows through the vent (30) and the filter (31) and the temperature of the motor (3) changes suddenly, the waterproof housing ( 9) The inside and outside are kept at the same pressure. In addition, since the filter (31) allows water molecules that are gases to pass therethrough, the humidity in the waterproof housing (9) is maintained, and the filter (31) does not allow water to pass through, thereby ensuring waterproofness. Further, since the filter (31) is provided so as to block the large diameter portion (30b) of the ventilation hole (30) inside the waterproof housing (9), sufficient air permeability of the filter (31) is ensured. Further, since the outside of the waterproof housing (9) of the vent hole (30) is the small diameter portion (31a), the filter (31) can be protected from foreign matters such as stones. Then, it is only necessary to form a stepped vent hole (30) on the wall of the waterproof housing (9) and fix only the filter (31) on the inside by means such as pasting, reducing the number of parts and reducing the cost. Can be configured.
電動モータユニットの全体構成および各部の構成は、上記実施形態のものに限らず、適宜変更可能である。 The overall configuration of the electric motor unit and the configuration of each unit are not limited to those of the above-described embodiment, and can be changed as appropriate.
また、この発明は、自動車用電動ポンプユニット以外の電動ポンプユニット、ポンプを備えていない電動モータユニットにも適用できる。 The present invention can also be applied to an electric pump unit other than the electric pump unit for automobiles and an electric motor unit that does not include a pump.
(3) 電動モータ
(8) 蓋
(9) 防水ハウジング
(30) 通気孔
(30a) 小径部
(30b) 大径部
(31) フィルタ
(3) Electric motor
(8) Lid
(9) Waterproof housing
(30) Ventilation hole
(30a) Small diameter part
(30b) Large diameter part
(31) Filter
Claims (1)
防水ハウジングの壁に、防水ハウジングの内部と外部を連通させる通気孔が形成され、該壁の内面に、通気孔を覆うフィルタが設けられており、
通気孔が、防水ハウジング外部側の小径部と同内部側の大径部とからなる段付き貫通孔であり、フィルタが、液体は遮断して気体は通過させる通気膜を備えたものであることを特徴とする電動モータユニット。 In the electric motor unit in which the electric motor is accommodated in the waterproof housing,
The wall of the waterproof housing is formed with a vent hole that allows the inside and the outside of the waterproof housing to communicate with each other, and the inner surface of the wall is provided with a filter that covers the vent hole.
The ventilation hole is a stepped through-hole consisting of a small diameter part on the outer side of the waterproof housing and a large diameter part on the inner side, and the filter has a ventilation film that blocks liquid and allows gas to pass through. Electric motor unit characterized by
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