JP2010144620A - 電動ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】小型化を図りながら、ドライバ部の温度低下を図り、好ましい作動環境を形成できるようにする。
【解決手段】回転軸部材１４に接続され、回転軸部材１４の軸芯方向の一方に備えられたポンプ部１０と、回転軸部材１４の軸芯方向の他方に備えられたドライバ部３０と、回転軸部材１４に接続され、ポンプ部１０とドライバ部３０との間に備えられ、モータロータ２３を有するモータ部２０と、ポンプ部１０とドライバ部３０とモータ部２０とを収容するケースＫとを備えており、ドライバ部３０はモータ部２０を作動させ、モータロータ２３とドライバ部３０とがケースＫの内部の同一の内部空間Ｖに位置し、モータロータ２３のドライバ部３０側の部位に、回転軸部材１４の回転により内部空間Ｖの中の流体Ｒを撹拌する撹拌翼Ｆが設けてある。
【選択図】図２

Description

本発明は、回転軸部材に接続され、前記回転軸部材の軸芯方向の一方に備えられたポンプ部と、前記回転軸部材の軸芯方向の他方に備えられて後述するモータ部を作動させるドライバ部と、前記回転軸部材に接続され、前記ポンプ部と前記ドライバ部との間に備えられ、モータロータを有するモータ部と、前記ポンプ部と前記ドライバ部と前記モータ部とを収容するケースとを備えた電動ポンプに関する。

従来、この種の電動ポンプとしては、図５に示すように、モータ部２０とドライバ部３０とを遮断する隔壁４０を、モータ部２０において筒形状に形成されたステータ２２の端部中空部の一部に入りこませる状態に形成したものがあった （例えば、特許文献１参照）。この電動ポンプは、モータ部２０とドライバ部３０とが回転軸部材１４の軸芯方向において一部ラップするから、モータ全体を小型化できる特徴があった。

特開２００４−３５３５３６号公報（図１）

上述した従来の電動ポンプによれば、前記隔壁の形状を工夫することで、モータ部に対してドライバ部をより近接させ、モータ全体とした小型化が図られているものの、ドライバ部とモータ部とが近接することで相互の熱の影響で、電子部品を備えたドライバ部が高温になり易く、作動環境として好ましくなくなる危険性があった。

従って、本発明の目的は、上記問題点を解消し、小型化を図りながら、ドライバ部の温度低下を図り、好ましい作動環境を形成できる電動ポンプを提供するところにある。

本発明の第１の特徴構成は、回転軸部材に接続され、前記回転軸部材の軸芯方向の一方に備えられたポンプ部と、前記回転軸部材の軸芯方向の他方に備えられたドライバ部と、前記回転軸部材に接続され、前記ポンプ部と前記ドライバ部との間に備えられ、モータロータを有するモータ部と、前記ポンプ部と前記ドライバ部と前記モータ部とを収容するケースとを備えており、前記ドライバ部は前記モータ部を作動させ、前記モータロータと前記ドライバ部とが前記ケース内部の同一の内部空間に位置し、前記モータロータの前記ドライバ部側の部位に、前記回転軸部材の回転により前記内部空間内の流体を撹拌する撹拌翼が設けてあるところにある。

本発明の第１の特徴構成によれば、モータ部とドライバ部との間に、従来のような隔壁を設けないことで、より相互を近接させることができ、電動ポンプ全体として小型化を、更に促進することができる。
また、前記モータロータとドライバ部とが共に位置する前記内部空間内の流体を、前記撹拌翼で撹拌するから、例えば、ドライバ部の部品表面に温度の高い流体層エリアが形成されるのを、流体の強制撹拌によって防止することができ、ドライバ部の局部における温度エネルギーを、前記内部空間の全体に拡散させることで、ドライバ部の温度低下を図ることができる。その結果、ドライバ部の好ましい作動環境を維持することができる。
一方、前記撹拌翼の駆動そのものは、モータ部の駆動によって作動する前記回転軸部材の回転によって実施されているので、専用の駆動機構を用意せずに運転することができ、設備としてのコストアップを抑えた状態で、運転コストの低下を叶えることが可能となる。

本発明の第２の特徴構成は、前記撹拌翼は、前記モータロータのヨークに一体形成してあるところにある。

本発明の第２の特徴構成によれば、前記内部空間内の流体を撹拌する機能に加えて、撹拌翼を通してヨークに熱が逃げ易くなり、前記内部空間の冷却を、より効率よく行える。また、部品点数をより少なくでき、コスト低減を図ることもできる。

本発明の第３の特徴構成は、前記撹拌翼は、前記モータロータを構成する積層鋼板の一部を前記ドライバ部側に折り曲げて形成したところにある。

本発明の第３の特徴構成によれば、モータロータの構成部品である積層鋼板を使用して、前記撹拌翼を構成するから、部品の兼用化によってコストダウンを図ることができる。また、撹拌翼を通してモータロータに熱が逃げ易くなり、前記内部空間の冷却を、より効率よく行える。

本発明の第４の特徴構成は、前記内部空間には空気が存在し、前記撹拌翼が回転することにより前記空気が撹拌されて前記ドライバ部を冷却するところにある。

本発明の第４の特徴構成によれば、前記内部空間を前記流体が移動して冷却作用を発揮する上で、内部空間の中の空気は、流動抵抗が少ないから、撹拌翼の回転負荷が増加するのを防止でき、小電力によって回転駆動を行える。

本発明の第５の特徴構成は、前記内部空間には作動油が存在し、前記撹拌翼が回転することにより前記作動油が撹拌されて前記ドライバ部を冷却するところにある。

本発明の第５の特徴構成によれば、作動油によるドライバ部の熱除去効果に加えて、回転軸部材と軸受けとの潤滑効果をも叶えることができる。

本発明の第６の特徴構成は、前記モータロータは、強磁性体で構成されたヨークの外周面に永久磁石を一体的に設けて構成してあるところにある。

本発明の第６の特徴構成によれば、モータロータの構造が簡単であり、製作手間が掛からないから形成コストを抑えることが可能となる。

本発明の第７の特徴構成は、モータロータは、複数の積層鋼板の中に永久磁石を埋めこんで構成してあるところにある。

本発明の第７の特徴構成によれば、リラクタンストルクが発生するので、大きいトルクを得易い。

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。尚、図面において従来例と同一の符号で表示した部分は、同一又は相当の部分を示している。

図１、図２は、本発明の電動ポンプの一実施形態品を示すもので、この電動ポンプＰは、回転軸部材１４に接続され、前記回転軸部材１４の軸芯方向の一方に備えられたポンプ部１０と、前記回転軸部材１４の軸芯方向の他方に備えられたドライバ部３０と、前記回転軸部材１４に接続され、前記ポンプ部１０と前記ドライバ部３０との間に備えられ、モータロータ２３を有するモータ部２０と、前記ポンプ部１０と前記ドライバ部３０と前記モータ部２０とを収容するケースＫとを備えて構成してある。
また、前記ドライバ部３０は前記モータ部２０を作動させ、前記モータロータ２３と前記ドライバ部３０とが前記ケースＫ内部の同一の内部空間Ｖに位置し、前記モータロータ２３の前記ドライバ部３０側の部位に、前記回転軸部材１４の回転により前記内部空間Ｖ内の空気（流体の一例）Ｒを撹拌する撹拌翼Ｆが設けてある。

前記ポンプ部１０は、そのケーシングを、一端面に円形の収納凹部１１ａが形成されたポンプボデー１１と、このポンプボデー１１の収納凹部１１ａが形成された端面を環状のシール部材Ｓ１を介して液密に覆うポンプカバー１２とを備えて構成してある。
また、ポンプボデー１１には収納凹部１１ａと偏心する軸受孔１１ｂが形成されている。
前記収納凹部１１ａ内には、外歯のインナロータ１３ａとこれと噛合する内歯のアウタロータ１３ｂよりなるトロコイドポンプ１３が設けられている。
アウタロータ１３ｂは外周面が収納凹部１１ａにより回転自在に支持され、インナロータ１３ａは軸受孔１１ｂに回転自在に支持された回転軸部材１４の一端部に同一軸芯上に固着されている。

互いに噛合する両ロータ１３ａ，１３ｂの歯部の間には、回転に伴い容積が増減する多数のポンプ作動室１３ｃが形成されている。このポンプ作動室１３ｃの両側となるポンプカバー１２の内面および収納凹部１１ａの底面には、ポンプ作動室１３ｃの容積が増大する範囲に沿って吸入室１５が形成されている一方、ポンプ作動室１３ｃの容積が減少する範囲に沿って吐出室１６が形成されている。ポンプカバー１２には、吸入室１５と連通される吸入ポート１５ａ、および吐出室１６と連通される吐出ポート１６ａが形成されている。
前記回転軸部材１４の回転に伴って、前記吸入ポート１５ａから吸入室１５に送液対象のオイルを吸入し、前記ポンプ作動室１３ｃから吐出室１６を経由して吐出ポート１６ａに送液することができる。

ポンプボデー１１の軸受孔１１ｂにはオイルシールＳ２が液密に嵌着され、このオイルシールＳ２のリップの先端は回転軸部材１４の外周面に摺動自在に液密に当接されている。このオイルシールＳ２によって、ポンプ部１０のオイルが、モータ部２０側へ漏出するのを防止している。

モータ部２０は、円筒状のモータハウジング２１内に一体に備えられた環状のステータ２２と、その内側に多少の隙間をおいて位置するモータロータ２３とを備えた表面磁石形のセンサレスブラシレスＤＣモータとして構成されている。
ステータ２２は積層鉄板のコア２２ａとコイル支持枠２２ｃに巻回されたコイル２２ｂよりなるもので、樹脂製のモータハウジング２１内に一体的にモールドされている。
モータロータ２３は、円筒状のバックヨーク２３ａの外周に永久磁石２３ｂを一体的に固着したもので、一端部に前記インナロータ１３ａが圧入固着された前記回転軸部材１４の他端部に、前記バックヨーク２３ａが同一軸芯上に固着されている。因みに、前記バックヨーク２３ａは、強磁性体材料によって形成してある。
前記モータロータ２３の前記ドライバ部３０側の部位（本実施形態においては、バックヨーク２３ａのドライバ部３０側の端面）に、前記撹拌翼Ｆが一体に設けられている。前記撹拌翼Ｆは、図に示すように、バックヨーク２３ａの平面視において中心部分から外周への放射線上に位置する複数の矩形板で構成してあり、バックヨーク２３ａの周方向に間隔をあけて設けられている。

モータハウジング２１は、円筒状の前記ポンプ部１０側の端部全周を、前記ポンプボデー１１に当接させて、前記ポンプカバー１２と共に一体連結してある。
また、前記ドライバ部３０側の端部には、前記ドライバ部３０の基板３１、及び、カバー３２が取り付けてある。
尚、モータハウジング２１とポンプボデー１１との間、及び、モータハウジング２１と前記カバー３２との間には、それぞれ環状のシール部材Ｓ３を介在させて、液密状態を保持させてある。
前記ポンプカバー１２、ポンプボデー１１、モータハウジング２１、カバー３２とで、前記ケースＫが構成されている。
従って、モータハウジング２１の内側の空間は、密閉空間として構成され、当該内部空間Ｖに、前記モータロータ２３と前記ドライバ部３０とが共存している。

因みに、前記ドライバ部３０は、多数の部品３１ａ，３１ｂ，３１ｃを基板３１に取り付けたもので、各部品は、前記内部空間Ｖ側に面して配置されている。
ドライバ部３０により制御される電流が前記センサレスブラシレスＤＣモータのステータ２２のコイル２２ｂに印加されると回転磁界を生じ、モータロータ２３が回転する。その回転に伴って、回転軸部材１４を介してトロコイドポンプ１３が回転駆動される。

また、モータロータ２３の回転に伴って、前記撹拌翼Ｆも回転軸部材１４の軸芯周りに回転し、前記内部空間Ｖ内の空気を撹拌する。
その結果、ドライバ部３０の部品表面に温度の高い空気層エリアが形成されるのを、前記撹拌翼Ｆの強制撹拌効果によって防止することができる。よって、ドライバ部３０の局部における温度エネルギーを、前記内部空間Ｖの全体に拡散させることで、ドライバ部３０の温度低下を図ることができる。
その結果、ドライバ部３０の好ましい作動環境を維持することができる。
一方、前記撹拌翼Ｆの駆動そのものは、モータ部２０の駆動によって実施されているので、専用の駆動機構を用意せずに運転することができ、設備としてのコストアップを抑えた状態で、運転コストの低下を叶えることが可能となる。

〔別実施形態〕
以下に他の実施の形態を説明する。

〈１〉 電動ポンプＰは、先の実施形態で説明したように表面磁石形のものに限るものではなく、例えば、図３、図４に示すような埋込磁石形のものであってもよい。
この実施形態による電動ポンプＰは、前記モータロータ２３の構成が、先の実施形態のものと異なっており、複数の積層鋼板２３ｃの中に永久磁石２３ｂを埋めこんで構成してある。
この電動ポンプＰによれば、リラクタンストルクが発生するので、大きいトルクを得易い。
〈２〉 前記撹拌翼Ｆは、先の実施形態で説明したものに限るものではなく、例えば、図３、図４に示すように、前記モータロータ２３を構成する積層鋼板２３ｃの一部を前記ドライバ部３０側に折り曲げて形成してあってもよい。
この実施形態によれば、モータロータ２３の構成部品である積層鋼板２３ｃを使用して、前記撹拌翼Ｆを構成するから、部品の兼用化によってコストダウンを図ることができる。また、撹拌翼Ｆを通してモータロータ２３に熱を逃げ易くでき、前記内部空間Ｖの冷却を、より効率よく行える。
〈３〉 前記内部空間Ｖには、先の実施形態で説明した流体Ｒとして空気のみが存在していたが、これに限定されるものではない。例えば、作動油や冷却水などの液体や、作動油と空気とが混在したものであってもよく、それらを含めて流体と総称する。
〈４〉 尚、本実施形態の電動ポンプＰは、ポンプ部１０がトロコイドポンプ１３で構成された場合を例示したが、ポンプ部１０がインペラで構成されていてもよく、ポンプ部１０の種類により限定されるものではない。

尚、上述のように、図面との対照を便利にするために符号を記したが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

電動ポンプの平面視説明図 電動ポンプの側面視断面図 別実施形態の電動ポンプの平面視説明図 別実施形態の電動ポンプの側面視断面図 従来例の電動ポンプの側面視断面図

符号の説明

１０ ポンプ部
１４ 回転軸部材
２０ モータ部
２３ モータロータ
２３ａ バックヨーク
２３ｂ 永久磁石
２３ｃ 積層鋼板
３０ ドライバ部
Ｆ 撹拌翼
Ｋ ケース
Ｒ 流体（空気）
Ｖ 内部空間

Claims (7)

1. 回転軸部材に接続され、前記回転軸部材の軸芯方向の一方に備えられたポンプ部と、
   前記回転軸部材の軸芯方向の他方に備えられたドライバ部と、
   前記回転軸部材に接続され、前記ポンプ部と前記ドライバ部との間に備えられ、モータロータを有するモータ部と、
   前記ポンプ部と前記ドライバ部と前記モータ部とを収容するケースとを備えており、
   前記ドライバ部は前記モータ部を作動させ、
   前記モータロータと前記ドライバ部とが前記ケース内部の同一の内部空間に位置し、前記モータロータの前記ドライバ部側の部位に、前記回転軸部材の回転により前記内部空間内の流体を撹拌する撹拌翼が設けてある電動ポンプ。
2. 前記撹拌翼は、前記モータロータのヨークに一体形成してある請求項１に記載の電動ポンプ。
3. 前記撹拌翼は、前記モータロータを構成する積層鋼板の一部を前記ドライバ部側に折り曲げて形成した請求項１又は２に記載の電動ポンプ。
4. 前記内部空間には空気が存在し、前記撹拌翼が回転することにより前記空気が撹拌されて前記ドライバ部を冷却する請求項１〜３の何れか一項に記載の電動ポンプ。
5. 前記内部空間には作動油が存在し、前記撹拌翼が回転することにより前記作動油が撹拌されて前記ドライバ部を冷却する請求項１〜４の何れか一項に記載の電動ポンプ。
6. 前記モータロータは、強磁性体で構成されたヨークの外周面に永久磁石を一体的に設けて構成してある請求項１〜５の何れか一項に記載の電動ポンプ。
7. 前記モータロータは、複数の積層鋼板の中に永久磁石を埋めこんで構成してある請求項１〜５の何れか一項に記載の電動ポンプ。

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