JP2012052507A - Electric pump - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、電動ポンプに関する。 The present invention relates to an electric pump.
2つのポンプを1つの電動モータによって駆動する電動ポンプが知られている(たとえば、特許文献1参照)。この特許文献1記載の電動ポンプは、冷却水が流通する第1ポンプ室と、オイルが流通する第2ポンプ室とを備えている。電動モータの回転軸は、第1ポンプ室および第2ポンプ室を貫通している。回転軸の周囲は、複数のシール部材によってシールさている。これにより、冷却水およびオイルの漏れが防止されている。 An electric pump that drives two pumps by one electric motor is known (for example, see Patent Document 1). The electric pump described in Patent Document 1 includes a first pump chamber through which cooling water flows and a second pump chamber through which oil flows. The rotating shaft of the electric motor passes through the first pump chamber and the second pump chamber. The periphery of the rotation shaft is sealed with a plurality of seal members. Thereby, leakage of cooling water and oil is prevented.
前述の特許文献1記載の電動ポンプにおいて、電動モータの回転軸が回転すると、回転軸とシール部材とが摺動する。したがって、電動モータの回転軸に抵抗が加わり、電動モータの効率が低下する。また、回転軸とシール部材とが摺動するので、電動ポンプが長期間使用されると、たとえば摩耗の蓄積によって、シール部材が破損する場合がある。そのため、たとえば、冷却水およびオイルが漏れて、電動ポンプ内で冷却水とオイルとが混ざるおそれがある。 In the electric pump described in Patent Document 1, when the rotary shaft of the electric motor rotates, the rotary shaft and the seal member slide. Therefore, resistance is added to the rotating shaft of the electric motor, and the efficiency of the electric motor is reduced. Further, since the rotating shaft and the seal member slide, when the electric pump is used for a long time, the seal member may be damaged due to, for example, accumulation of wear. Therefore, for example, there is a possibility that cooling water and oil leak and the cooling water and oil are mixed in the electric pump.
この発明は、かかる背景のもとになされたものであり、長期間に亘って液体の漏れを防止することができる電動ポンプを提供することを目的とする。 The present invention has been made based on such a background, and an object thereof is to provide an electric pump capable of preventing liquid leakage over a long period of time.
前記目的を達成するための本発明は、2つのポンプ(102、103)を1つの電動モータ(104、204)によって駆動する電動ポンプであって、第1マグネット(119)を有する筒状の第1ロータ(109)と、第2マグネット(110)を有し、前記第1ロータ内に配置されており、前記第1マグネットと前記第2マグネットの間で働く磁力によって前記第1ロータとともに回転する第2ロータ(110)と、前記第1ロータを取り囲んでおり、磁力によって前記第1ロータを回転させる筒状のステータ(108)と、前記第1ロータの一端側に配置され、前記第2ロータに連結されており、前記第2ロータの回転が伝達される第1送液部材(133)と、前記第1ロータの他端側に配置され、前記第1ロータに連結されており、前記第1ロータの回転が伝達される第2送液部材(137)と、前記第2ロータおよび第1送液部材を収容しており、前記第1送液部材によって送られる第1の液体が流通する第1ポンプ室(C1)と、前記第2送液部材を収容しており、前記第2送液部材によって送られる第2の液体が流通する第2ポンプ室(C2)と、前記第1ポンプ室と前記第2ポンプ室との間に介在しており、前記ステータおよび第1ロータを収容するモータ室(C3)と、磁力を通過させることができ、前記第1ロータおよび第2ロータに非接触であり、前記モータ室と前記第1ポンプ室とを仕切って、前記モータ室と前記第1ポンプ室との間での液体の移動を防止する仕切部材(105)とを含む、電動ポンプ(101、201)である。 In order to achieve the above object, the present invention is an electric pump for driving two pumps (102, 103) by one electric motor (104, 204), and has a cylindrical first shape having a first magnet (119). A first rotor (109) and a second magnet (110) are arranged in the first rotor and rotate together with the first rotor by a magnetic force acting between the first magnet and the second magnet. A second stator (110), a cylindrical stator (108) surrounding the first rotor and rotating the first rotor by magnetic force, and disposed on one end side of the first rotor, the second rotor A first liquid feeding member (133) to which rotation of the second rotor is transmitted, and disposed on the other end side of the first rotor, and connected to the first rotor, The second liquid feeding member (137) to which the rotation of the first rotor is transmitted, the second rotor and the first liquid feeding member are accommodated, and the first liquid sent by the first liquid feeding member is A first pump chamber (C1) that circulates, a second pump chamber (C2) that houses the second liquid feeding member, and a second liquid that is fed by the second liquid feeding member circulates, A motor chamber (C3) that is interposed between one pump chamber and the second pump chamber, and accommodates the stator and the first rotor, can pass magnetic force, and the first rotor and the second rotor. And a partition member (105) for partitioning the motor chamber and the first pump chamber and preventing liquid from moving between the motor chamber and the first pump chamber. It is a pump (101, 201).
この発明によれば、第1の液体が流通する第1ポンプ室と、第2の液体が流通する第2ポンプ室との間に、モータ室が介在している。モータ室および第1ポンプ室は、仕切部材によって仕切られている。したがって、モータ室と第1ポンプ室との間での液体の移動を防止することができる。そのため、第1ポンプ室から第1の液体が漏れることを防止することができる。これにより、電動ポンプ内で第1の液体と第2の液体とが混ざることを防止することができる。 According to this invention, the motor chamber is interposed between the first pump chamber through which the first liquid flows and the second pump chamber through which the second liquid flows. The motor chamber and the first pump chamber are partitioned by a partition member. Therefore, the movement of the liquid between the motor chamber and the first pump chamber can be prevented. Therefore, it is possible to prevent the first liquid from leaking from the first pump chamber. Thereby, it is possible to prevent the first liquid and the second liquid from being mixed in the electric pump.
また、第1ロータは、モータ室に配置されており、第2ロータは、第1ポンプ室に配置されている。したがって、第1ロータおよび第2ロータは、仕切部材によって仕切られている。しかし、仕切部材は磁力を通過させることができるので、第1ロータと第2ロータとの間での磁気的な結合が維持される。そのため、第1マグネットと第2マグネットの間で働く磁力によって、第1ロータとともに第2ロータを回転させることができる。これにより、第1送液部材を回転させて、第1の液体を送ることができる。 The first rotor is disposed in the motor chamber, and the second rotor is disposed in the first pump chamber. Therefore, the first rotor and the second rotor are partitioned by the partition member. However, since the partition member can pass the magnetic force, the magnetic coupling between the first rotor and the second rotor is maintained. Therefore, the second rotor can be rotated together with the first rotor by the magnetic force acting between the first magnet and the second magnet. Thereby, a 1st liquid can be sent by rotating a 1st liquid feeding member.
さらに、仕切部材は、第1ロータおよび第2ロータに非接触であるから、第1ロータおよび第2ロータが回転したときに、仕切部材と各ロータとが摺動しない。したがって、仕切部材と各ロータとの摺動によって仕切部材が破損することはない。そのため、電動ポンプが長期間使用されたとしても、仕切部材の破損によって第1ポンプ室から第1の液体が漏れることはない。さらに、仕切部材と各ロータとが摺動しないから、仕切部材から各ロータに抵抗が加わらない。したがって、電動モータの効率の低下を防止することができる。 Furthermore, since the partition member is not in contact with the first rotor and the second rotor, the partition member and each rotor do not slide when the first rotor and the second rotor rotate. Therefore, the partition member is not damaged by sliding between the partition member and each rotor. Therefore, even if the electric pump is used for a long time, the first liquid does not leak from the first pump chamber due to the breakage of the partition member. Furthermore, since the partition member and each rotor do not slide, resistance is not applied from the partition member to each rotor. Therefore, it is possible to prevent the efficiency of the electric motor from decreasing.
前記第1ロータは、前記第2ロータを取り囲んでおり、軟磁性材料によって形成された筒状のヨーク(118)を含み、前記ヨークは、前記ヨークの周方向に間隔を空けて配列されており、前記ヨークの内周部に設けられた複数の凸部(121)を含んでいてもよい。
この場合、第2ロータが、軟磁性材料によって形成された筒状のヨークによって取り囲まれている。ヨークは、ヨークの内周部に設けられた複数の凸部を含む。複数の凸部は、ヨークの周方向に間隔を空けて配列されている。第1マグネットおよび第2マグネットの磁力は、ヨークを介して伝達される。また、第1マグネットおよび第2マグネットの磁力は、各凸部に集められる。すなわち、第1マグネットおよび第2マグネットの磁力が各凸部に集中するから、複数の凸部が設けられていない場合に比べて、第1ロータと第2ロータとの磁気的な結合強度が高まる。これにより、第1ロータの回転に伴って第2ロータを確実に回転させることができる。
The first rotor surrounds the second rotor and includes a cylindrical yoke (118) formed of a soft magnetic material, and the yokes are arranged at intervals in the circumferential direction of the yoke. A plurality of convex portions (121) provided on the inner peripheral portion of the yoke may be included.
In this case, the second rotor is surrounded by a cylindrical yoke formed of a soft magnetic material. The yoke includes a plurality of convex portions provided on the inner peripheral portion of the yoke. The plurality of convex portions are arranged at intervals in the circumferential direction of the yoke. The magnetic forces of the first magnet and the second magnet are transmitted through the yoke. Moreover, the magnetic force of a 1st magnet and a 2nd magnet is collected by each convex part. That is, since the magnetic force of the first magnet and the second magnet is concentrated on each convex portion, the magnetic coupling strength between the first rotor and the second rotor is increased as compared with the case where a plurality of convex portions are not provided. . Thereby, a 2nd rotor can be reliably rotated with rotation of a 1st rotor.
また、前記電動ポンプは、前記第2ポンプ室と前記モータ室とを接続しており、前記第2ポンプ室から前記モータ室に供給される第2の液体が流通する供給流路(242)と、前記第2ポンプ室と前記モータ室とを接続しており、前記モータ室から前記第2ポンプ室に排出される第2の液体が流通する排出流路(243)とをさらに含んでいてもよい。
この場合、第2ポンプ室とモータ室とが、供給流路および排出流路によって接続されている。第2送液部材の回転によって第2ポンプ室から吐出される第2の液体の一部は、供給流路を通ってモータ室に供給される。また、第2送液部材の回転によって発生する吸引力は、排出流路を介してモータ室に伝達される。そのため、モータ室に供給された第2の液体は、排出流路を通ってモータ室から第2ポンプ室に排出される。このように、第2送液部材が回転駆動されることにより、第2の液体がモータ室を流通し、ステータなどのモータ室に収容された部材が第2の液体によって冷却される。これにより、電動ポンプの温度上昇を抑制することができる。
The electric pump connects the second pump chamber and the motor chamber, and a supply flow path (242) through which a second liquid supplied from the second pump chamber to the motor chamber flows. The second pump chamber and the motor chamber may be connected to each other, and may further include a discharge channel (243) through which the second liquid discharged from the motor chamber to the second pump chamber flows. Good.
In this case, the second pump chamber and the motor chamber are connected by the supply flow path and the discharge flow path. A part of the second liquid discharged from the second pump chamber by the rotation of the second liquid feeding member is supplied to the motor chamber through the supply channel. In addition, the suction force generated by the rotation of the second liquid feeding member is transmitted to the motor chamber via the discharge channel. Therefore, the second liquid supplied to the motor chamber is discharged from the motor chamber to the second pump chamber through the discharge channel. As described above, when the second liquid feeding member is driven to rotate, the second liquid flows through the motor chamber, and the member accommodated in the motor chamber such as the stator is cooled by the second liquid. Thereby, the temperature rise of an electric pump can be suppressed.
また、前記仕切部材は、非磁性材料によって形成されていてもよい。すなわち、仕切部材は、強磁性材料以外の材料によって形成されていてもよい。
仕切部材は、第1ロータと第2ロータとの間に介在している。第1ロータおよび第2ロータが回転した場合には、第1ロータと第2ロータとの間の磁界が変化する。しかし、仕切部材が、非磁性材料によって形成されている場合には、このように磁界が変化したとしても、仕切部材は、磁気を帯びない。したがって、仕切部材から各ロータに磁気的な抵抗が加わらない。そのため、電動モータの効率の低下を防止することができる。
The partition member may be made of a nonmagnetic material. That is, the partition member may be made of a material other than the ferromagnetic material.
The partition member is interposed between the first rotor and the second rotor. When the first rotor and the second rotor rotate, the magnetic field between the first rotor and the second rotor changes. However, when the partition member is made of a nonmagnetic material, the partition member does not become magnetized even if the magnetic field changes in this way. Therefore, no magnetic resistance is applied from the partition member to each rotor. Therefore, a reduction in the efficiency of the electric motor can be prevented.
なお、前記において、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。 In the above description, the alphanumeric characters in parentheses represent reference numerals of corresponding components in the embodiments described later, but the scope of the claims is not limited by these reference numerals.
以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の第1実施形態に係る電動ポンプ101が備えられた自動車1の模式図である。
自動車1は、エンジン2およびモータ3を備えるハイブリッドカーである。自動車1は、前輪4および後輪5と、前輪4を駆動させるエンジン2およびモータ3と、発電機6とを含む。エンジン2は、動力分割機構7および減速機8を介して駆動軸9に連結されている。左右一対の前輪4は、それぞれ、駆動軸9の一端部および他端部に連結されている。また、発電機6は、動力分割機構7に連結されている。動力分割機構7は、たとえば、遊星歯車機構である。発電機6は、交流モータである。発電機6は、コントロールユニット10に接続されている。発電機6が発電した電力は、コントロールユニット10に供給される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram of an automobile 1 provided with an
The automobile 1 is a hybrid car including an
また、モータ3は、減速機8を介して駆動軸9に連結されている。さらに、モータ3は、コントロールユニット10に接続されている。コントロールユニット10は、バッテリ11に接続されている。バッテリ11は、直流電源であり、モータ3は、交流モータである。図示はしないが、コントロールユニット10は、インバータを含む。バッテリ11に蓄えられた電力は、コントロールユニット10によって交流に変換されて、モータ3に供給される。これにより、モータ3が駆動される。
The
エンジン2の動力の一部は、動力分割機構7および減速機8を介して駆動軸9に伝達される。これにより、2つの前輪4が駆動される。また、エンジン2の動力の一部は、動力分割機構7を介して発電機6に伝達される。これにより、発電機6が駆動され、発電機6が発電する。発電機6が発電した電力は、コントロールユニット10を介して、モータ3またはバッテリ11に供給される。
Part of the power of the
一方、モータ3の動力は、減速機8を介して駆動軸9に伝達される。また、たとえば自動車1の減速時には、前輪4の回転が駆動軸9および減速機8を介してモータ3に伝達される。これにより、モータ3が発電機として機能して発電する。モータ3が発電した電力は、コントロールユニット10によって直流に変換され、バッテリ11に供給される。これにより、バッテリ11が充電される。
On the other hand, the power of the
また、自動車1は、電動ポンプ101を含む。電動ポンプ101は、冷却水(第1の液体)を吸い込んで、吸い込んだ冷却水を吐出する。さらに、電動ポンプ101は、オイル(第2の液体)を吸い込んで、吸い込んだオイルを吐出する。電動ポンプ101から吐出された冷却水は、ラジエータ14を通って冷却され、コントロールユニット10に供給される。これにより、コントロールユニット10が冷却される。コントロールユニット10に供給された冷却水は、冷却水循環流路12を通って再び電動ポンプ101に吸い込まれる。一方、電動ポンプ101から吐出されたオイルは、モータ3および発電機6に供給される。これにより、モータ3および発電機6が冷却される。モータ3および発電機6に供給されたオイルは、オイル循環流路13を通って再び電動ポンプ101に吸い込まれる。
The automobile 1 includes an
図2は、本発明の第1実施形態に係る電動ポンプ101の断面図である。また、図3は、図2におけるIII−III線に沿う電動ポンプ101の断面図である。図4は、図2におけるIV−IV線に沿う電動ポンプ101の断面図である。
電動ポンプ101は、ウォーターポンプ102およびオイルポンプ103と、2つのポンプ102、103を駆動する電動モータ104と、電動ポンプ101の内部を仕切る仕切プレート105(仕切部材)と、仕切プレート105を支持する支持プレート106とを含む。電動モータ104は、ウォーターポンプ102およびオイルポンプ103の間に配置されている。電動モータ104は、モータハウジング107と、ステータ108と、第1ロータ109および第2ロータ110とを含む。さらに、電動モータ104は、第1回転軸111および第2回転軸112と、複数の軸受(第1軸受113、第2軸受114、および第3軸受115)とを含む。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the
The
モータハウジング107は、筒状である。モータハウジング107は、モータハウジング107の内部に形成されたモータ室C3を有している。ステータ108および第1ロータ109は、モータ室C3に収容されている。ステータ108は、モータハウジング107内に嵌合されている。ステータ108は、たとえば圧入によって、モータハウジング107に保持されている。また、第1ロータ109は、筒状のステータ108内に配置されている。ステータ108は、第1ロータ109の径方向に一定の間隔を空けて筒状の第1ロータ109を同心円状に取り囲んでいる。また、第2ロータ110は、第1ロータ109内に配置されている。第1ロータ109は、第1ロータ109の径方向に一定の間隔を空けて第2ロータ110を同心円状に取り囲んでいる。仕切プレート105の一部(後述の第2円筒部125)は、第1ロータ109と第2ロータ110との間に配置されている。仕切プレート105は、第1ロータ109と第2ロータ110との間を仕切っている。仕切プレート105は、第1ロータ109および第2ロータ110に非接触である。
The
ステータ108は、筒状のコア116と、コア116に巻き付けられた複数のコイル117とを含む。図示はしないが、コア116は、筒状のヨークと、ヨークの内周面からヨークの中心に向かって突出する複数のティースとを含む。複数のティースは、ステータ108の周方向に等間隔を空けて配列されている。複数のコイル117は、それぞれ、複数のティースに巻き付けられている。また、コア116は、モータハウジング107内に嵌合されている。コア116は、たとえば圧入によって、モータハウジング107に保持されている。これにより、ステータ108がモータハウジング107に保持されている。モータハウジング107とステータ108とは同軸である。
第1ロータ109は、ステータ108の軸方向X1に延びる円筒状のヨーク118と、ヨーク118に保持された第1マグネット119とを含む。第1ロータ109は、ステータ108の中心軸線L1(回転軸線)まわりに回転可能である。第1マグネット119は、リング状のマグネット(永久磁石)であってもよいし、第1ロータ109の周方向に配列された複数のマグネット(永久磁石)を含んでいてもよい。第1マグネット119が複数のマグネットを含む場合、各マグネットは、ヨーク118の外周面に取り付けられていてもよいし、ヨーク118内に埋め込まれていてもよい。第1実施形態では、第1マグネット119は、リング状のマグネットであり、ヨーク118は、第1マグネット119内に嵌合されている。第1マグネット119は、ヨーク118に保持されている。第1ロータ109の外周部は、N極とS極とが交互に入れ替わるように第1ロータ109の周方向に配列された複数(たとえば4つ)の磁極を有している。
The
ヨーク118は、軟磁性材料(たとえば、鉄や鉄を含む合金)によって形成されている。ヨーク118の内周部には、ヨーク118の軸方向(軸方向X1に一致)に延びる複数(たとえば4つ)の切欠き120が形成されている。複数の切欠き120は、ヨーク118の周方向にたとえば等間隔を空けて配列されている。ヨーク118の周方向に隣接する切欠き120の間には凸部121が形成されている。すなわち、ヨーク118は、ヨーク118の内周部に形成された複数(たとえば4つ)の凸部121を含む。各凸部121は、ヨーク118の軸方向に延びている。複数の凸部121は、ヨーク118の周方向にたとえば等間隔を空けて配列されている。図3に示すように、複数の凸部121は、凸部121の位相と第1ロータ109の磁極の位相とが一致するように配置されている。すなわち、複数の凸部121は、凸部121と第1ロータ109の磁極とがヨーク118の径方向に並ぶように配置されている。各凸部121は、ヨーク118の径方向に間隔を空けて仕切プレート105の一部(第2円筒部125)に対向している。
The
第2ロータ110は、第1回転軸111に取り付けられている。第2ロータ110は、ステータ108の中心軸線L1まわりに回転可能である。第2ロータ110は、複数の磁極を有する第2マグネットである。第2ロータ110は、リング状のマグネット(永久磁石)であってもよいし、第2ロータ110の周方向に配列された複数のマグネット(永久磁石)を含んでいてもよい。第2マグネットが複数のマグネットを含む場合、各マグネットは、第1回転軸111の外周面に取り付けられていてもよいし、第1回転軸111内に埋め込まれていてもよい。第1実施形態では、第2ロータ110は、リング状のマグネットであり、第1回転軸111は、第2ロータ110内に嵌合されている。第2ロータ110は、第1回転軸111に保持されている。第2ロータ110の外周部は、N極とS極とが交互に入れ替わるように第2ロータ110の周方向に配列された複数(たとえば4つ)の磁極を有している。
The
仕切プレート105は、たとえば、非磁性材料によって形成されている。非磁性材料は、強磁性材料でない材料であり、たとえば、SUS304などのオーステナイト系ステンレス鋼や、アルミ材(アルミを含む材料)を含む。仕切プレート105は、磁力を通過させることができる。仕切プレート105は、概ね円筒状である。仕切プレート105とステータ108とは同軸である。仕切プレート105は、平板部122、第1円筒部123、環状部124、第2円筒部125、および閉塞部126を含む。平板部122および閉塞部126は、それぞれ円板状である。また、第1円筒部123の外径および内径は、第2円筒部125の外径よりも大きい。平板部122は、第1円筒部123の一端部から第1円筒部123の中心軸線に直交する方向に沿って外方に延びている。環状部124は、第1円筒部123の他端部から第1円筒部123の中心軸線に直交する方向に沿って内方に延びている。環状部124は、第1円筒部123の他端部と第2円筒部125の一端部とを連結している。閉塞部126は、第2円筒部125の他端部を塞いでいる。平板部122の外周部は、モータハウジング107と後述する第1ハウジング132とによって軸方向X1に挟持されている。したがって、仕切プレート105は、モータハウジング107と第1ハウジング132とによって保持されている。
The
支持プレート106は、概ね円板状である。支持プレート106は、モータ室C3に収容されている。支持プレート106は、平板部127、円筒部128、および環状部129を含む。平板部127は、円板状である。平板部127は、円筒部128の一端部から円筒部128の中心軸線に直交する方向に沿って外方に延びている。環状部129は、円筒部128の他端部から円筒部128の中心軸線に直交する方向に沿って内方に延びている。平板部127の外周部は、モータハウジング107と仕切プレート105の平板部122とによって軸方向X1に挟持されている。したがって、支持プレート106は、モータハウジング107と仕切プレート105とによって保持されている。
The
また、平板部127は、仕切プレート105の平板部122に沿って配置されており、円筒部128は、仕切プレート105の第1円筒部123に沿って配置されている。また、環状部129は、仕切プレート105の環状部124に沿って配置されている。仕切プレート105の第2円筒部125は、環状部129内に嵌合されている。環状部129は、仕切プレート105の環状部124と第1ロータ109との間に介在しており、第1ロータ109に非接触である。仕切プレート105の平板部122、第1円筒部123、および環状部124は、支持プレート106によって支持されている。これにより、仕切プレート105が支持プレート106によって補強されている。
Further, the
第1回転軸111は、軸方向X1に延びる円柱状である。第1回転軸111は、第1軸受113および第2軸受114を介して仕切プレート105に支持されている。第1軸受113は、転がり軸受であってもよいし、すべり軸受であってもよい。第2軸受114についても同様である。第1実施形態では、第1軸受113および第2軸受114は、ラジアル玉軸受である。第1回転軸111の一端部は、後述する羽根車133内に嵌合されている。第1回転軸111の他端部は、第1軸受113内に嵌合されている。第1軸受113は、仕切プレート105の閉塞部126と第1回転軸111の他端部とによって軸方向X1に位置決めされている。また、第2軸受114は、第1軸受113と羽根車133との間において第1回転軸111に取り付けられている。第2ロータ110は、第1軸受113と第2軸受114との間に配置されている。第2軸受114は、仕切プレート105の環状部124によって軸方向X1に位置決めされている。また、第2軸受114は、仕切プレート105によって支持されている。仕切プレート105のうち第2軸受114を支持している部分は支持プレート106によって補強されている。これにより、第2軸受114の変位が抑制され、第1回転軸111の振動が抑制される。
The first
第2回転軸112は、軸方向X1に延びる円柱状である。第2回転軸112は、ヨーク118の一端部を塞ぐ円板状の閉塞部130と、閉塞部130からヨーク118とは反対側に軸方向X1に延びる軸部131とを含む。第2回転軸112は、ヨーク118と一体であってもよいし、ヨーク118とは別体であってもよい。第1実施形態では、第2回転軸112およびヨーク118は一体である。軸部131は、ステータ108の中心軸線L1に沿って延びている。第2回転軸112と第1ロータ109とは同軸である。軸部131は、第3軸受115内に嵌合されている。第3軸受115は、転がり軸受であってもよいし、すべり軸受であってもよい。第1実施形態では、第3軸受115は、ラジアル玉軸受である。軸部131は、第3軸受115を介してモータハウジング107に支持されている。したがって、第1ロータ109は、第3軸受115および第2回転軸112を介してモータハウジング107に支持されている。
The second
ウォーターポンプ102は、たとえば、遠心ポンプである。ウォーターポンプ102は、第1ハウジング132と、羽根車133(第1送液部材)とを含む。第1ハウジング132は、仕切プレート105と共に、第1ポンプ室C1を形成している。第1ハウジング132は、第1ポンプ室C1に接続された第1吸入口134と、第1ポンプ室C1に接続された第1吐出口135とを有している。羽根車133は、第1ポンプ室C1に収容されている。さらに、第2ロータ110、第1回転軸111、第1軸受113、および第2軸受114は、第1ポンプ室C1に収容されている。仕切プレート105は、モータ室C3および第1ポンプ室C1を仕切っており、モータ室C3と第1ポンプ室C1との間での液体の移動を防止する。第2ロータ110の回転が羽根車133に伝達されると、羽根車133の回転によって、冷却水が、第1吸入口134を介して第1ポンプ室C1に吸い込まれる。そして、第1ポンプ室C1に吸い込まれた冷却水は、羽根車133の回転によって、第1ポンプ室C1から排出され、第1吐出口135から吐出される。
The
オイルポンプ103は、たとえば、トロコイドポンプである。オイルポンプ103は、第2ハウジング136と、インナーロータ137(第2送液部材)と、アウターロータ138とを含む。第2ハウジング136は、第2ハウジング136の内部に形成された第2ポンプ室C2と、第2ポンプ室C2に接続された第2吸入口139と、第2ポンプ室C2に接続された第2吐出口140とを有している。インナーロータ137およびアウターロータ138は、第2ポンプ室C2に収容されている。図4に示すように、第2ポンプ室C2は、インナーロータ137およびアウターロータ138の相対回転によってオイルが吸引される吸引領域T1と、インナーロータ137およびアウターロータ138の相対回転によってオイルが吐出される吐出領域T2とを含む。第2吸入口139および第2吐出口140は、それぞれ、吸引領域T1および吐出領域T2に接続されている。第1ロータ109の回転がインナーロータ137に伝達されると、インナーロータ137およびアウターロータ138が相対回転し、オイルが、第2吸入口139を介して第2ポンプ室C2に吸い込まれる。そして、第2ポンプ室C2に吸い込まれたオイルは、インナーロータ137およびアウターロータ138の相対回転によって、第2ポンプ室C2から排出され、第2吐出口140から吐出される。
The
3つのハウジング107、132、136は、第1ハウジング132、モータハウジング107、第2ハウジング136の順番で、軸方向X1に配列されている。また、3つのハウジング107、132、136は、図示しないボルトなどの連結部材によって連結されている。仕切プレート105の平板部122は、第1ハウジング132とモータハウジング107との間に介在している。第1ハウジング132と仕切プレート105との間の隙間は、シール部材141によってシールされており、モータハウジング107と仕切プレート105との間の隙間は、シール部材141によってシールされている。また、第1ハウジング132とモータハウジング107との間の隙間は、シール部材141によってシールされている。シール部材141としては、たとえば、Oリングが挙げられる。
The three
複数のコイル117に電流が供給されると、第1ロータ109は、ステータ108と第1ロータ109との間で働く磁力によって回転駆動される。また、仕切プレート105の第2円筒部125が、第1ロータ109と第2ロータ110との間に配置されているが、仕切プレート105は、磁力を通過させることができるから、第1ロータ109が回転すると、第2ロータ110は、第1マグネット119と第2マグネットの間で働く磁力(引力)によって第1ロータ109とともにステータ108の中心軸線L1まわりに回転する。これにより、第1ロータ109および第2ロータ110がステータ108の中心軸線L1まわりに一体回転する。したがって、第1ロータ109および第2ロータ110の回転が、それぞれ、インナーロータ137および羽根車133に伝達される。そのため、冷却水が第1ポンプ室C1に吸い込まれ、吸い込まれた冷却水が第1ポンプ室C1から排出される。また、冷却水の吸入および排出が行われるのと同時に、オイルが第2ポンプ室C2に吸い込まれ、吸い込まれたオイルが第2ポンプ室C2から排出される。これにより、2つのポンプ102、103が電動モータ104によって同時に駆動され、冷却水およびオイルが電動ポンプ101から同時に吐出される。
When current is supplied to the plurality of
以上のように第1実施形態では、2つのポンプ102、103が1つの電動モータ104によって同時に駆動され、冷却水およびオイルが電動ポンプ101から同時に吐出される。これにより、冷却水が、コントロールユニット10(図1参照)に供給され、それと同時に、オイルが、モータ3(図1参照)に供給される。コントロールユニット10に設けられたインバータは、バッテリ11の直流電流を交流電流に変換して、モータ3に供給する。インバータおよびモータ3は、通電によって同時期に発熱する。したがって、インバータだけ、またはモータ3だけを冷却するために2つのポンプ102、103を駆動しなくてもよい。これにより、電動ポンプ101のエネルギの消費量を抑制することができる。
As described above, in the first embodiment, the two
また第1実施形態では、冷却水が流通する第1ポンプ室C1と、オイルが流通する第2ポンプ室C2との間に、モータ室C3が介在している。モータ室C3および第1ポンプ室C1は、仕切プレート105によって仕切られている。したがって、モータ室C3と第1ポンプ室C1との間での液体の移動を防止することができる。そのため、第1ポンプ室C1から冷却水が漏れることを防止することができる。これにより、電動ポンプ101内で冷却水とオイルとが混ざることを防止することができる。
In the first embodiment, the motor chamber C3 is interposed between the first pump chamber C1 through which the cooling water flows and the second pump chamber C2 through which the oil flows. The motor chamber C3 and the first pump chamber C1 are partitioned by a
また、第1ロータ109は、モータ室C3に配置されており、第2ロータ110は、第1ポンプ室C1に配置されている。したがって、第1ロータ109および第2ロータ110は、仕切プレート105によって仕切られている。しかし、仕切プレート105は磁力を通過させることができるので、第1ロータ109と第2ロータ110との間での磁気的な結合が維持される。そのため、第1マグネット119と第2マグネットの間で働く磁力によって、第1ロータ109とともに第2ロータ110を回転させることができる。これにより、羽根車133を回転させて、冷却水を送ることができる。
The
さらに、仕切プレート105は、第1ロータ109および第2ロータ110に非接触であるから、第1ロータ109および第2ロータ110が回転したときに、仕切プレート105と各ロータ109、110とが摺動しない。したがって、仕切プレート105と各ロータ109、110との摺動によって仕切プレート105が破損することはない。そのため、電動ポンプ101が長期間使用されたとしても、仕切プレート105の破損によって第1ポンプ室C1から冷却水が漏れることはない。さらに、仕切プレート105と各ロータ109、110とが摺動しないから、仕切プレート105から各ロータ109、110に抵抗が加わらない。したがって、電動モータ104の効率の低下を防止することができる。
Further, since the
また第1実施形態では、第2ロータ110が、軟磁性材料によって形成された筒状のヨーク118によって取り囲まれている。ヨーク118は、ヨーク118の内周部に設けられた複数の凸部121を含む。複数の凸部121は、ヨーク118の周方向に間隔を空けて配列されている。第1マグネット119および第2マグネットの磁力は、ヨーク118を介して伝達される。また、第1マグネット119および第2マグネットの磁力は、各凸部121に集められる。すなわち、第1マグネット119および第2マグネットの磁力が各凸部121に集中するから、複数の凸部121が設けられていない場合に比べて、第1ロータ109と第2ロータ110との磁気的な結合強度が高まる。これにより、第1ロータ109の回転に伴って第2ロータ110を確実に回転させることができる。
In the first embodiment, the
また第1実施形態では、仕切プレート105が、非磁性材料、つまり強磁性材料以外の材料によって形成されている。仕切プレート105は、第1ロータ109と第2ロータ110との間に介在している。第1ロータ109および第2ロータ110が回転した場合には、第1ロータ109と第2ロータ110との間の磁界が変化する。しかし、仕切プレート105が、非磁性材料によって形成されているので、このように磁界が変化したとしても、仕切プレート105は、磁気を帯びない。したがって、仕切プレート105から各ロータ109、110に磁気的な抵抗が加わらない。そのため、電動モータ104の効率の低下を防止することができる。
In the first embodiment, the
図5は、本発明の第2実施形態に係る電動ポンプ201の断面図である。この図5において、前述の図1〜図4に示された各部と同等の構成部分については、図1等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
この第2実施形態と前述の第1実施形態との主要な相違点は、モータ室C3と第2ポンプ室C2とを接続する供給流路242および排出流路243が設けられており、オイルがモータ室C3に供給されることである。
FIG. 5 is a cross-sectional view of an
The main difference between the second embodiment and the first embodiment described above is that a
具体的には、電動ポンプ201は、第2ポンプ室C2とモータ室C3とを接続する供給流路242と、第2ポンプ室C2とモータ室C3とを接続する排出流路243とを含む。インナーロータ137が回転駆動されると、オイルが第2ポンプ室C2に吸い込まれ、この吸い込まれたオイルの一部が、供給流路242を通って、第2ポンプ室C2からモータ室C3に供給される。そして、モータ室C3に供給されたオイルは、排出流路243を通って、モータ室C3から第2ポンプ室C2に排出される。供給流路242は、モータハウジング107に形成された接続路244および供給口245を含む。また、排出流路243は、モータハウジング107に形成された接続路246および排出口247を含む。
Specifically, the
供給口245および排出口247は、モータハウジング107の端部に形成されている。供給口245および排出口247は、たとえば、軸方向X1に凹む凹部である。供給口245および排出口247は、それぞれ独立しており、直接的に繋がっていない。供給口245および排出口247は、インナーロータ137およびアウターロータ138に対向している。供給口245は、第2ポンプ室C2の吐出領域T2(図4参照)に接続されており、排出口247は、第2ポンプ室C2の吸引領域T1(図4参照)に接続されている。したがって、インナーロータ137が回転駆動されると、オイルを吐出する吐出圧が供給口245に加わり、オイルを吸引する吸引力が排出口247に加わる。
The
供給流路242の接続路244は、供給口245に接続されている。接続路244は、たとえば、供給口245からモータハウジング107の端部に沿ってステータ108の径方向に延びる溝248と、溝248から軸方向X1に延びる貫通孔249とを含む。貫通孔249は、モータハウジング107を軸方向X1に貫通している。貫通孔249は、モータ室C3に接続されている。
The
一方、排出流路243の接続路246は、排出口247に接続されている。接続路246は、排出口247からモータハウジング107の端部に沿ってステータ108の径方向に延びる溝250と、溝250から軸方向X1に延びる貫通孔251とを含む。貫通孔251は、モータハウジング107を軸方向X1に貫通している。貫通孔251は、モータ室C3に接続されている。供給流路242の貫通孔249と排出流路243の貫通孔251とは、たとえばステータ108の中心軸線L1まわりに180度離れた位置でモータ室C3に接続されている。
On the other hand, the
インナーロータ137が回転駆動され、インナーロータ137およびアウターロータ138が相対回転すると、第2ポンプ室C2に吸い込まれたオイルの一部が供給口245に供給され、オイルを吐出する吐出圧が供給口245に加わる。したがって、供給口245に供給されたオイルは、供給流路242の接続路244を通ってモータ室C3に供給される。モータ室C3に供給されたオイルは、第1ロータ109や第2回転軸112の周囲を通ってモータ室C3に広がる。これにより、モータ室C3がオイルによって満たされる。そのため、ステータ108などのモータ室C3に収容された部材がオイルによって冷却される。
When the
一方、インナーロータ137が回転駆動され、インナーロータ137およびアウターロータ138が相対回転すると、オイルを吸引する吸引力が排出口247に加わる。この吸引力は、排出流路243の接続路246を通ってモータ室C3に伝達される。したがって、モータ室C3に供給されたオイルは、排出流路243の接続路246内に吸引され、モータ室C3から第2ポンプ室C2に排出される。そのため、インナーロータ137が回転している状態では、オイルがモータ室C3を流れ続け、ステータ108などのモータ室C3に収容された部材が冷却され続ける。
On the other hand, when the
以上のように第2実施形態では、第2ポンプ室C2とモータ室C3とが、供給流路242および排出流路243によって接続されている。インナーロータ137の回転によって第2ポンプ室C2から吐出されるオイルの一部は、供給流路242を通ってモータ室C3に供給される。また、インナーロータ137の回転によって発生する吸引力は、排出流路243を介してモータ室C3に伝達される。そのため、モータ室C3に供給されたオイルは、排出流路243を通ってモータ室C3から第2ポンプ室C2に排出される。このように、インナーロータ137が回転駆動されることにより、オイルがモータ室C3を流通し、発熱量の大きいステータ108を含むモータ室C3に収容された部材がオイルによって冷却される。これにより、電動ポンプ201の温度上昇を抑制することができる。さらに、絶縁性の液体(オイル)がモータ室C3に供給されるから、短絡を防止しつつ電動ポンプ201の温度上昇を抑制できる。
As described above, in the second embodiment, the second pump chamber C2 and the motor chamber C3 are connected by the
この発明の実施の形態の説明は以上であるが、この発明は、前述の第1および第2実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
たとえば、前述の第1および第2実施形態では、電動モータによって駆動される2つのポンプのうち、一方のポンプが遠心ポンプであり、他方のポンプがトロコイドポンプである場合について説明した。しかし、各ポンプは、ベーンポンプなどの遠心ポンプやトロコイドポンプ以外のポンプであってもよい。また、電動モータによって駆動される2つのポンプは、互いに異なる形式のポンプであってもよいし、同じ形式のポンプであってもよい。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the contents of the first and second embodiments described above, and various modifications can be made within the scope of the claims. is there.
For example, in the first and second embodiments described above, a case has been described in which one of the two pumps driven by the electric motor is a centrifugal pump and the other pump is a trochoid pump. However, each pump may be a centrifugal pump such as a vane pump or a pump other than the trochoid pump. The two pumps driven by the electric motor may be different types of pumps or the same type of pumps.
また、前述の第1および第2実施形態では、第1の液体が冷却水であり、第2の液体がオイルである場合について説明した。しかし、第1の液体は、水を含む液体に限らず、オイルを含む液体であってもよいし、その他の液体であってもよい。同様に、第2の液体は、オイルを含む液体に限らず、水を含む液体であってもよいし、その他の液体であってもよい。 In the first and second embodiments described above, the case where the first liquid is cooling water and the second liquid is oil has been described. However, the first liquid is not limited to a liquid containing water, but may be a liquid containing oil or another liquid. Similarly, the second liquid is not limited to a liquid containing oil, but may be a liquid containing water or another liquid.
また、前述の第1および第2実施形態では、仕切プレートの全体が非磁性材料によって形成されている場合について説明した。しかし、仕切プレートは、少なくとも第1ロータと第2ロータとの間に位置する部分が非磁性材料によって形成されていればよい。その場合、仕切プレートの他の部分は、磁性材料によって形成されていてもよい。
また、前述の第1および第2実施形態では、仕切プレートを支持する支持プレートが設けられている場合について説明した。しかし、電動ポンプは、支持プレートを備えていなくもよい。
In the first and second embodiments described above, the case where the entire partition plate is formed of a nonmagnetic material has been described. However, the partition plate should just be formed with the nonmagnetic material at least the part located between a 1st rotor and a 2nd rotor. In that case, the other part of the partition plate may be formed of a magnetic material.
In the first and second embodiments described above, the case where the support plate for supporting the partition plate is provided has been described. However, the electric pump may not include the support plate.
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。 In addition, various design changes can be made within the scope of matters described in the claims.
101・・・電動ポンプ、102・・・ウォーターポンプ、103・・・オイルポンプ、104・・・電動モータ、105・・・仕切プレート(仕切部材)、108・・・ステータ、109・・・第1ロータ、110・・・第2ロータ(第2マグネット)、118・・・ヨーク、119・・・第1マグネット、121・・・凸部、133・・・羽根車(第1送液部材)、137・・・インナーロータ(第2送液部材)、201・・・電動ポンプ、204・・・電動モータ、242・・・供給流路、243・・・排出流路、C1・・・第1ポンプ室、C2・・・第2ポンプ室、C3・・・モータ室
DESCRIPTION OF
Claims (4)
第1マグネットを有する筒状の第1ロータと、
第2マグネットを有し、前記第1ロータ内に配置されており、前記第1マグネットと前記第2マグネットの間で働く磁力によって前記第1ロータとともに回転する第2ロータと、
前記第1ロータを取り囲んでおり、磁力によって前記第1ロータを回転させる筒状のステータと、
前記第1ロータの一端側に配置され、前記第2ロータに連結されており、前記第2ロータの回転が伝達される第1送液部材と、
前記第1ロータの他端側に配置され、前記第1ロータに連結されており、前記第1ロータの回転が伝達される第2送液部材と、
前記第2ロータおよび第1送液部材を収容しており、前記第1送液部材によって送られる第1の液体が流通する第1ポンプ室と、
前記第2送液部材を収容しており、前記第2送液部材によって送られる第2の液体が流通する第2ポンプ室と、
前記第1ポンプ室と前記第2ポンプ室との間に介在しており、前記ステータおよび第1ロータを収容するモータ室と、
磁力を通過させることができ、前記第1ロータおよび第2ロータに非接触であり、前記モータ室と前記第1ポンプ室とを仕切って、前記モータ室と前記第1ポンプ室との間での液体の移動を防止する仕切部材とを含む、電動ポンプ。 An electric pump that drives two pumps by one electric motor,
A cylindrical first rotor having a first magnet;
A second rotor having a second magnet, disposed in the first rotor, and rotated together with the first rotor by a magnetic force acting between the first magnet and the second magnet;
A cylindrical stator surrounding the first rotor and rotating the first rotor by magnetic force;
A first liquid feeding member disposed on one end side of the first rotor, connected to the second rotor, and to which rotation of the second rotor is transmitted;
A second liquid feeding member disposed on the other end side of the first rotor and connected to the first rotor, to which rotation of the first rotor is transmitted;
A first pump chamber that houses the second rotor and the first liquid feeding member and through which the first liquid fed by the first liquid feeding member flows;
A second pump chamber containing the second liquid feeding member, in which a second liquid fed by the second liquid feeding member flows;
A motor chamber that is interposed between the first pump chamber and the second pump chamber and houses the stator and the first rotor;
Magnetic force can be passed, is not in contact with the first rotor and the second rotor, partitions the motor chamber and the first pump chamber, and between the motor chamber and the first pump chamber. An electric pump including a partition member that prevents liquid from moving.
前記ヨークは、前記ヨークの周方向に間隔を空けて配列されており、前記ヨークの内周部に設けられた複数の凸部を含む、請求項1記載の電動ポンプ。 The first rotor surrounds the second rotor, and includes a cylindrical yoke formed of a soft magnetic material,
2. The electric pump according to claim 1, wherein the yoke is arranged at intervals in the circumferential direction of the yoke and includes a plurality of convex portions provided on an inner peripheral portion of the yoke.
前記第2ポンプ室と前記モータ室とを接続しており、前記モータ室から前記第2ポンプ室に排出される第2の液体が流通する排出流路とをさらに含む、請求項1または2記載の電動ポンプ。 A supply flow path connecting the second pump chamber and the motor chamber, and through which a second liquid supplied from the second pump chamber to the motor chamber flows;
The exhaust system according to claim 1, further comprising: a discharge passage that connects the second pump chamber and the motor chamber and through which a second liquid discharged from the motor chamber to the second pump chamber flows. Electric pump.
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