JP2010115051A

JP2010115051A - 電動モータユニット

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Publication number: JP2010115051A
Application number: JP2008286663A
Authority: JP
Inventors: Takatoshi Sakata; 隆敏阪田
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2008-11-07
Filing date: 2008-11-07
Publication date: 2010-05-20

Abstract

【課題】ハウジングに対するモータステータの組み付け作業が容易で信頼性の高い電動モータユニットの提供。
【解決手段】コア26に組み込まれた合成樹脂製インシュレータ27にコイル28が巻かれたモータステータ25が、筒状のモータハウジング7の内周に固定されている。コア26は、環状部26aと径方向内側に突出した複数の極部26bが一体に形成され、インシュレータ27は、コア26の軸方向両側からコア26に組み込まれた１対の半体33,34からなる。各半体33,34は、環状部33a,34aと内側にはまるコア組込用突起部33c,34cが一体に形成されたものである。モータハウジング7は別に作られたコア26を一体状に固定した形で成型されている。インシュレータ27の一方の半体34のコア組込用突起部34cの軸方向長さが、他方の半体33のコア組込用突起部34cの軸方向長さより短い。
【選択図】図４

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。

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、電動ポンプユニットが使用されるようになっている。

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）。
特開２００６−２７４９２１号公報

上記の従来の電動ポンプユニットは、ユニットハウジング内に配置された２個の転がり軸受によってポンプ駆動モータ軸の軸方向２箇所が支持され、これらの軸受の間に位置するモータ軸の部分にモータロータが形成されたものである。

この電動ポンプでは、モータロータの両側に転がり軸受が配置された構造であるから、その分、モータ軸の長さが長くなり、コンパクト化に限度がある。また、一方の軸受は、ユニットハウジングを構成するポンプハウジングに一体に形成された円筒部に支持することができるが、他方の軸受を支持するための部材が必要となり、部品点数が増加し、さらなる重量およびコストの低減を阻害する要因となっている。

本出願人は、上記の問題を解決し、さらにコンパクト化ならびに重量およびコストの低減が可能な電動ポンプユニットとして、図１〜図３に示すようなものを提案した。

図１は電動ポンプユニット（電動モータユニット）の縦断面図、図２は図１の一部を拡大した図面、図３は図１の一部の部品の分解斜視図である。なお、以下の説明において、図１の左側を前、同右側を後とする。

図１に示すように、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。

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。

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。

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)の後面に固定されている。ポンププレート(6)、ポンプハウジング(5)およびモータハウジング(7)は、それらの外周から径方向外側に突出するように一体に形成された複数の連結部(6a)(5a)(7a)の部分において、ボルト(15)により互いに固定されている。モータハウジング(7)の後端開口が、図示しないシールを介して固定された蓋(8)により塞がれている。

モータハウジング(7)の後端部内周を周方向に等分する複数箇所（この例では３箇所）に、径方向内側に少し膨出した膨出部(7b)が一体に形成されており、これら膨出部(7b)の後端面に形成されためねじ(16)に蓋(8)を固定するためのねじ(17)がねじはめられている。

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(5b)が一体に形成され、円筒部(5b)内の後部に設けられた軸受装置(18)により、前後方向にのびるポンプ駆動モータ軸(19)が片持ち支持されている。この例では、軸受装置(18)は、前後に隣接する２個の転がり軸受である玉軸受(20)よりなり、各軸受(20)の内輪(20a)がモータ軸(19)に固定され、外輪(20b)が円筒部(5b)に固定されている。モータ軸(19)の前部は、ポンプハウジング(5)の後壁に形成された穴(21)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(5b)内の軸受装置(18)より前側の部分とモータ軸(19)の間に、シール(22)が設けられている。

円筒部(5b)より後方に突出したモータ軸(19)の後端部に、モータ(3)を構成するモータロータ(23)が固定されている。ロータ(23)は、モータ軸(19)の後端から半径方向にのびかつ軸受装置(18)の外周を囲む円筒状のものであり、その外周に永久磁石(24)が設けられている。モータ軸(19)、ロータ(23)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(18)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(18)を構成する２個の玉軸受(20)の間にある。

ロータ(23)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(25)が固定状に設けられている。ステータ(25)は、積層鋼板よりなるコア(26)にインシュレータ（合成樹脂製絶縁体）(27)が組み込まれ、インシュレータ(27)の部分に３相のコイル(28)が巻きつけられたものである。

インシュレータ(27)の後端に、コントローラ(4)の基板(29)がねじ(30)によって固定され、基板(29)の前面に、コントローラ(4)を構成する部品(31)が実装されている。図面には１つの部品(31)だけが示されているが、部品は基板(29)の前面および後面の少なくとも一方の任意の箇所に実装される。

コア(26)は、環状部(26a)の内周を周方向に等分する複数箇所（この例では６箇所）に径方向内側に突出した極部(26b)が一体に形成されたものである。各極部(26b)の先端部は周方向両側にのび、その内周面は１つの円筒面を形成している。環状部(26a)内周の隣接する極部(26b)相互間に、インシュレータ組込用空間(32)が形成されている。

インシュレータ(27)は、前後１対の半体(33)(34)よりなり、これら半体(33)(34)は、コア(26)の環状部(26a)の外周面を除く部分と極部(26b)の内周面を除く部分を覆うように、コア(26)に前後両側から組み込まれている。各半体(33)(34)は、コア(26)の環状部(26a)に対応する環状部(33a)(34a)を備えている。前側半体(33)の内周後端部に、コア(26)の極部(26b)に対応して径方向内側に突出した同数のコイル装着部(33b)が一体に形成されている。各コイル装着部(33b)の先端部は周方向両側および前側にのび、その内周面は１つの円筒面を形成している。後側半体(34)の内周前端部に、極部(26b)と同数のコイル装着部(34b)が、前側半体(33)のコイル装着部(33b)と前後対称に形成されている。前側半体(33)の後端面に、コア(26)のインシュレータ組込用空間(32)に対応して後側にのびた同数のコア組込用突起部(33c)が一体に形成されている。各突起部(33c)は、インシュレータ組込用空間(32)の周壁に対応する形の板状部分が環状部(33a)およびコイル装着部(33b)の後端面に一体に形成されたものである。後側半体(34)の前端面に、インシュレータ組込用空間(32)と同数のコア組込用突起部(34c)が、前側半体(33)のコア組込用突起部(33c)と前後対称に形成されている。前後の半体(33)(34)のコア組込用突起部(33c)(34c)の環状部(33a)(34a)端面からの突出長さすなわち軸方向長さは、互いに等しい。前側半体(33)の前端面を周方向に等分する複数箇所（この例では６箇所）に、前方に突出した突起部(33d)が一体に形成されている。後側半体(34)の後端面に、同数の基板用突起部(34d)が、前側半体(33)の突起部(33d)と前後対称に形成されている。各基板用突起部(34d)の後端面に、基板取付用のめねじ(35)が形成されている。

ステータ(25)は、次のようにして組立てられた後、モータハウジング(7)の内周に固定される。

前側半体(33)のコア組込用突起部(33c)がコア(26)の極部(26b)間の空間(32)の前半部に挿入され、環状部(33a)の後端面がコア(26)の環状部(26a)の前端面に当接させられる。それと同時にあるいはその前後に、後側半体(34)のコア組込用突起部(34c)が同空間(32)の後半部に挿入され、環状部(34a)の前端面がコア(26)の環状部(26a)の後端面に当接させられる。これにより、インシュレータ(27)がコア(26)に組み込まれる。そして、コア(26)の極部(26b)を覆う各半体(33)のコイル装着部(33b)(34b)にコイル(28)が巻かれ、ステータ(25)が組立てられる。

このようにして組立てられたステータ(25)は、コア(26)の外周面において、接着などによってモータハウジング(7)の内周に固定される。

上記の電動ポンプユニットでは、組立てられたステータ(25)をモータハウジング(7)に接着などにより固定する作業が必要であり、また、接着による固定の場合は、信頼性に欠けるという問題がある。

この発明の目的は、上記の問題を解決し、ハウジングに対するモータステータの組み付け作業が容易で信頼性の高い電動モータユニットを提供することにある。

この発明による電動モータユニットは、コアに組み込まれた合成樹脂製インシュレータにコイルが巻かれたモータステータが、筒状のモータハウジングの内周に固定状に設けられ、コアが、環状部の内周に径方向内側に突出した複数の極部が一体に形成されたものであり、インシュレータが、コアの軸方向両側からコアに組み込まれた１対の半体からなり、各半体が、コアの環状部に接する環状部の端面に軸方向に突出してコアの環状部の内側にはまるコア組込用突起部が一体に形成されたものである電動モータユニットにおいて、モータハウジングが、別に作られたコアを一体状に固定した形で成型されており、インシュレータの一方の半体のコア組込用突起部の軸方向長さが、他方の半体のコア組込用突起部の軸方向長さより短いことを特徴とするものである。

インシュレータの各半体の外径は、モータハウジングの内径より少し小さい。

モータハウジングが、別に作られたモータステータのコアを一体状に固定した形で成型されているので、モータステータを接着などによってハウジングに固定する作業が不要であり、信頼性が向上する。

モータハウジングに一体化されたコアに、インシュレータの各半体が両側から組み込まれ、インシュレータの所定部分にコイルが巻かれる。

前記の図１〜図３に示すモータハウジング(7)、コア(26)、ポンプハウジング(5)および蓋(8)を備えた電動ポンプユニットの場合、モータハウジング(7)にポンプハウジング(5)および蓋(8)が取付けられる前に、コア(26)に半体が組み込まれる。この場合、突起部が長い半体を前側半体とし、突起部が短い半体を後側半体とする。各半体の外径は、モータハウジング(7)の内径より少し小さく、３つの膨出部(7b)に内接する円の直径より大きい。

前側半体は、モータハウジング(7)の前部開口を通してモータハウジング(7)内に入れられ、コア(26)の前半部に組み込まれる。

後側半体は、モータハウジング(7)の後部開口を通してモータハウジング(7)内に入れられ、コアの(26)の後半部に組み込まれる。

各半体の外径はモータハウジング(7)の内径より少し小さいが、モータハウジング(7)の後端部内周に３つの径方向内向きの膨出部(7b)があり、これら膨出部(7b)に内接する円の直径は半体の外径より小さいので、後側半体を斜めにして膨出部(7b)の部分を通過させる。

図１〜図３のように両半体(33)(34)のコア組込用突起部(33c)(34c)の長さが互いに等しくて、後側半体(34)のコア組込用突起部(34c)が比較的長いと、半体(34)を斜めにしてもコア組込用突起部(34c)がモータハウジング(7)と干渉し、膨出部(7b)の部分を通過させることができない。

この発明の電動ポンプユニットでは、コア組込用突起部の短い半体を後側半体とすれば、後側半体を斜めにしたときにコア組込用突起部がモータハウジングと干渉することがなく、膨出部(7b)の部分を通過させて、モータハウジング内に入れることができる。

この発明の電動モータユニットによれば、上記のように、モータステータを接着などによってモータハウジングに固定する作業が不要であり、信頼性が向上する。

以下、図４および図５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。

この電動ポンプユニットの全体構成は、図１〜図３のものと同様である。図４は図２に相当する電動ポンプユニットの一部を拡大した縦断面図、図５は図３に相当する電動ポンプユニットの一部の部品の分解斜視図である。図４および図５において、図１〜図３のものに相当する部分には、同一の符号を付している。

図４および図５において、モータハウジング(7)は、別に作られたコア(26)を一体状に固定した形で成型され、コア(26)の外径は、その前後のモータハウジング(7)の内径より大きい。たとえば、モータハウジング(7)はアルミダイカスト品で、コア(26)を一体状に固定した形で鋳込まれている。

インシュレータ(27)を構成する２つの半体(33)(34)のコア組込用突起部(33c)(34c)の軸方向長さ（環状部(33a)(34a)端面からの突出長さ）は、一方が他方より短くなっている。この例では、後側半体(34)のコア組込用突起部(34c)の軸方向長さが短くなっている。また、各半体(33)(34)の外径は、モータハウジング(7)の内径より少し小さく、３つの膨出部(7b)に内接する円の直径より少し大きい。

他は、図１〜図３の場合と同じである。

上記の電動ポンプユニットにおいて、モータハウジング(7)にポンプハウジング(5)および蓋(8)が取付けられる前に、コア(26)に半体(33)(34)が組み込まれる。

前側半体(33)は、モータハウジング(7)の前部開口を通してモータハウジング(7)内に入れられ、コア組込用突起部(33c)がコア(26)の空間(32)の前半部に挿入されて、環状部(33a)の後端面がコア(26)の環状部(26a)の前端面に当接させられることにより、コア(26)の前半部に組み込まれる。

後側半体(34)は、モータハウジング(7)の後部開口を通してモータハウジング(7)内に入れられ、コア組込用突起部(34c)が同空間(32)の後半部に挿入されて、環状部(34a)の前端面がコア(26)の環状部(26a)の後端面に当接させられることにより、コアの(26)の後半部に組み込まれる。

後側半体(34)をモータハウジング(7)内に入れるとき、半体(34)を斜めにして、膨出部(7b)の部分を通過させる。後側半体(34)のコア組込用突起部(34c)は短いので、半体(34)を斜めにしたときに突起部(34c)がモータハウジング(7)と干渉することがなく、膨出部(7b)の部分を通過させて、モータハウジング内に入れることができる。

これにより、インシュレータ(27)がコア(26)に組み込まれ、コア(26)の極部(26b)を覆う各半体(33)のコイル装着部(33b)(34b)にコイル(28)が巻かれ、ステータ(25)が組立てられる。この状態で、前側半体(33)のコア組込用突起部(33c)の後端と、後側半体(34)のコア組込用突起部(34c)の前端とは、少し離れている。

後側半体(34)の各部の寸法は、半体(34)を斜めにすることにより、膨出部(7b)の部分を通過させ、モータハウジング(7)内に入れて、コア(26)に組み込めるように決められる。たとえば、膨出部(7b)の部分を通過しうる程度に半体(34)を斜めにしたときに半体(34)に外接する円筒の直径が、モータハウジング(7)の内径より小さくなるようにする。

電動ポンプ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。

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モータユニットにも適用できる。

図１は、電動ポンプユニットの縦断面図である。図２は、図１の一部を拡大して示す縦断面図である。図３は、図１の一部の部品の分解斜視図である。図４は、この発明の実施形態を示す図２相当の図面である。図５は、この発明の実施形態を示す図３相当の図面である。

符号の説明

(7) モータハウジング
(25) モータステータ
(26) コア
(26a) 環状部
(26b) 極部
(27) インシュレータ
(28) コイル
(33)(34) 半体
(33a)(34a) 環状部
(33c)(34c) コア組込用突起部

Claims

コアに組み込まれた合成樹脂製インシュレータにコイルが巻かれたモータステータが、筒状のモータハウジングの内周に固定状に設けられ、コアが、環状部の内周に径方向内側に突出した複数の極部が一体に形成されたものであり、インシュレータが、コアの軸方向両側からコアに組み込まれた１対の半体からなり、各半体が、コアの環状部に接する環状部の端面に軸方向に突出してコアの環状部の内側にはまるコア組込用突起部が一体に形成されたものである電動モータユニットにおいて、
モータハウジングが、別に作られたコアを一体状に固定した形で成型されており、インシュレータの一方の半体のコア組込用突起部の軸方向長さが、他方の半体のコア組込用突起部の軸方向長さより短いことを特徴とする電動モータユニット。