JP2013064356A

JP2013064356A - 電動オイルポンプ

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Publication number: JP2013064356A
Application number: JP2011203885A
Authority: JP
Inventors: Junichi Miyaki; 淳一宮木
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2011-09-17
Filing date: 2011-09-17
Publication date: 2013-04-11
Anticipated expiration: 2031-09-17
Also published as: CN102996435A; CN102996435B; JP5760891B2; EP2570672A2; US20130071267A1; US9334862B2; EP2570672A3; EP2570672B1

Abstract

【課題】モータのステータの樹脂モールド部がクリープ変形することを防止し、ポンプの吐出圧力を安定化できる電動オイルポンプを提供する。
【解決手段】内接ギヤポンプ３のポンプハウジング１２とブラシレスモータ２のステータ４とは、ブラシレスモータ２のステータコア８に巻回されるコイル１８と、コイル１８と接続するバスバー１７が一体に樹脂モールドされたフロント側インシュレータ１３を介して、ボルト１４により締結されている。このボルト１４挿通用穴に隣接してフロント側インシュレータ１３に回転中心の周方向に等間隔に配置された貫通穴にボルト１４の締結力を保持する平行ピン１５が挿着されている。平行ピン１５の両端部は、それぞれポンプハウジング１２の底面およびステータコア８のポンプ側表面に接触し、ポンプハウジング１２とフロント側インシュレータ１３との間にわずかな隙間が形成されて固定されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、電動オイルポンプに関するものである。

従来、電動オイルポンプの具体的一例には、流体（オイル）を循環させるオイルポンプとオイルポンプを駆動する電動モータとを組み合わせたものがある。電動モータは、回転するロータと、このロータの外周面の外側に固定されたステータとで構成される。ロータは、回転駆動軸の外周面に複数個の永久磁石を周方向に沿って並べて配置したものであり、回転駆動軸は、電動モータとオイルポンプとで共用する回転軸である。また、オイルポンプには、ポンプハウジングから挿入されたボルトをモータハウジングにねじ止めにより、電動モータのステータを固定するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−９８２６８号公報

しかしながら、上記電動モータのステータがコイルおよびコイルと接続されるバスバーを一体に樹脂モールドすることにより形成されている場合、オイルポンプと電動モータとを樹脂モールド部を介してねじで締結すると、オイルポンプのハウジングの金属面との接触によってステータの樹脂モールド部が経年変化等によりいわゆるクリープ変形する場合がある。これにより、ステータコアの反りやねじの緩みが発生し、さらにはオイルポンプのロータ部分の接触音やポンプ吐出圧の脈動による電動オイルポンプの作動音やポンプ出力の低下が発生する場合がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、モータのステータの樹脂モールド部がクリープ変形することを防止し、ポンプの吐出圧力を安定化できる電動オイルポンプを提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、オイルポンプと、前記オイルポンプと回転軸を共用する電動モータと、を備え、前記オイルポンプと前記電動モータとの間に、前記電動モータのステータコアに巻回されるコイルと、前記コイルと接続する結線部材が一体にモールドされた樹脂部材を介して、前記オイルポンプのハウジングと前記電動モータのステータとを、ねじで締結した電動オイルポンプにおいて、前記オイルポンプのハウジングと前記電動モータのステータとの間の締結力を規制する保持部材を前記樹脂部材に設けた貫通穴に挿着していることを要旨とする。

上記構成によれば、オイルポンプのハウジングと電動モータのステータとは、電動モータのステータコアに巻回されるコイルと、コイルと接続された結線部材が一体にモールドされた樹脂部材を介して、ねじにより締結されており、このオイルポンプのハウジングと電動モータのステータとの間の締結力を規制するために、樹脂部材に設けた貫通穴には保持部材が挿着されている。これにより、樹脂部材がオイルポンプのハウジングと接触し、ねじの締結力によりいわゆるクリープ変形することを防止できる。また、ステータコアの反りの発生やねじの緩みを防止でき、オイルポンプの接触音や吐出圧力の脈動が低減し、電動オイルポンプの作動音やポンプ出力の低下が抑制される。また、オイルポンプと電動モータとの間に保持部材により隙間が確保できるため、流体（オイル）の吸引・吐出が確実に行われ、オイルポンプの出力（圧力、流量）の低下を防止できる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電動オイルポンプにおいて、前記保持部材は、前記樹脂部材に設けた貫通穴より長い軸長を有するとともに、前記樹脂部材に前記回転軸の周方向に等間隔で複数配置されていることを要旨とする。

上記構成によれば、軸方向の長さが樹脂部材に設けた貫通穴よりも長い複数個の保持部材が樹脂部材の回転中心の周方向に等間隔に配置されている。これにより、オイルポンプのハウジングと樹脂部材との間にわずかな隙間が形成されて固定され、樹脂部材に不均等に締結力がかかることを防止できる。

モータのステータの樹脂モールド部がクリープ変形することを防止できるので、ポンプとモータとの締結力を長期的に安定化させることができる。それゆえに、ポンプの吐出圧力により生じるポンプとモータとを乖離させようとする力に対しても、ねじの締結部が長期的にガタつくことがない電動オイルポンプを提供できる。

本発明の一実施形態に係る電動オイルポンプの要部を示す軸方向の側面図。図１におけるＸ−Ｘ方向から見た内接ギヤポンプ（オイルポンプ）のロータ部分の断面図。本発明の一実施形態に係る電動オイルポンプの軸方向断面の概略構成を示す部分断面図。

次に、本発明の一実施形態に係る電動オイルポンプについて、図に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態の電動オイルポンプの要部を示す軸方向の側面図である。図１に示すように、電動オイルポンプ１は、自動車のトランスミッション用油圧ポンプとして用いられ、電動モータ２と内接ギヤポンプ（オイルポンプ）３とがユニット化（一体化）されている。なお、図１に示す電動モータ（以下、ブラシレスモータという）２は、３相のブラシレスモータであり、対向した３組のコイルでＵ相、Ｖ相、Ｗ相を構成している。

図２は、図１におけるＸ−Ｘ方向から見た内接ギヤポンプのロータ部分の断面図である。図２に示すように、内接ギヤポンプ３は、ここではトロコイド曲線型ポンプを用いていて、トロコイド歯形を有する内歯を備えたポンプ用アウタロータ（以下、アウタロータという）９の内周側に、外歯を備えたポンプ用インナロータ（以下、インナロータという）１０を噛み合わせ、ポンプハウジング１２内にこれらのアウタロータ９およびインナロータ１０を偏心して回転自在に配置したものである。

インナロータ１０は、回転駆動軸６におけるロータ５を形成した部分より一方（図３の左側）に寄った部分に外嵌固着されて、この回転駆動軸６とともに回転するようになっている。アウタロータ９は、このインナロータ１０の外歯よりも１歯多い内歯を備え、回転駆動軸６に対して偏心した位置を中心にポンプハウジング１２内で回転自在となるように配置されている。また、インナロータ１０は、外歯がこのアウタロータ９の内歯に全周の一部で噛み合うとともに、各外歯がこのアウタロータ９の内面に全周の各所でそれぞれほぼ内接しながら回転するようになっている。

したがって、ブラシレスモータ２により回転駆動軸６が回転駆動されると、この内接ギヤポンプ３のアウタロータ９およびインナロータ１０の間隙の容積がこの回転駆動軸６の１回転の間に拡大と縮小を繰り返すので、これらの間隙に通じる図示しないインポートからアウトポートに向けてオイルを送り出すポンプ動作が行われることになる。

図３は、本発明の一実施形態である電動オイルポンプの軸方向断面の概略構成を示す部分断面図である。図３に示すように、ブラシレスモータ２は、回転するモータ用ロータ（以下、ロータという）５と、このロータ５の外周面の外側に固定されたモータ用ステータ（以下、ステータという）４とで構成される。ロータ５は、回転駆動軸６の外周面に、例えば、複数個の永久磁石７を周方向に沿って並べて配置し形成したものである。回転駆動軸６は、ブラシレスモータ２と内接ギヤポンプ３とで共用する回転軸であり、両端部をポンプハウジング１２と本体ケース２０の内部に軸受２３，２４によって回転自在に軸支されている。

ステータ４は、ロータ５の外周面の外側にわずかなエアギャップを介してステータコア８の内向きの突極(ティース)を複数配置している。突極の数は、本実施例では６個としている。このステータコア８の各突極にはそれぞれコイル１８が巻回されている。ここで、ステータコア８の軸方向両端に、コイル１８をステータコア８から絶縁するためのインシュレータが装着されている。なお、便宜的にステータ４におけるポンプ側をフロント側インシュレータ（樹脂部材）１３、その反対側をリア側インシュレータ１９として説明する。

ポンプハウジング１２およびモータハウジング１１は、非磁性材料で構成される。フロント側インシュレータ１３およびリア側インシュレータ１９は、樹脂材料により形成される。ハウジング本体は、上記ポンプハウジング１２、フロント側インシュレータ１３、モータハウジング１１、および本体ケース２０で構成されている。

フロント側インシュレータ１３には、ステータコア８に巻回されたコイル１８と、コイル１８同士を電気的に接続しているバスバー端子を備えたリング状のバスバー（結線部材）１７とが一体に埋設（モールド）されている。ここで、バスバー１７は、長尺の金属板材が平板を折り曲げる等の加工を施すことで、所定の形状に成形されたものである。このバスバー１７には、一端が開いたスリット状部を有するバスバー端子が複数（例えば、６個）形成されている。そして、各コイル１８の端部が係合されて、この係合部がさらにヒュージング加工により抵抗溶接されている。

また、ステータコア８に設けたリア側インシュレータ１９（図３の右側）には、コイル１８同士あるいはコイル１８と後述する制御基板２１とを電気的に接続するためのバスバー端子を備えた図示しないバスバーが配設されるとともに、６個の金属製のナット１６が樹脂のインサート成形により埋設されている。そして、ポンプハウジング１２から挿入されたボルト（ねじ）１４をリア側インシュレータ１９に埋設されたナット１６にねじ止めすることにより、ブラシレスモータ２のステータ４が固定されている。これらの６本のボルト１４は、軸中心に対して周方向に等間隔で配置されている（図２参照）。

フロント側インシュレータ１３には、ボルト１４の挿通用穴に隣接して、同じく周方向に設けられた６個の貫通穴に円柱状の金属製の平行ピン（保持部材）１５が嵌合されている（図２参照）。平行ピン１５の両端部は、先端部が細いテーパー形状を有してそれぞれポンプハウジング１２の底面およびステータコア８のポンプ側表面に接触している。このとき、平行ピン１５の軸方向長さがフロント側インシュレータ１３の軸方向高さ（貫通穴長さ）より長くなっているため、ポンプハウジング１２とフロント側インシュレータ１３との間にわずかな隙間が形成されて固定されている。

本実施形態の電動オイルポンプ１には、樹脂製の本体ケース２０の外側端面から、ブラシレスモータ２を制御するための制御基板２１が本体ケース２０に取り付けられている。制御基板２１には、直流電源を交流に変換してブラシレスモータ２の各コイル１８に駆動電流を供給するインバータ回路と、ホール素子等のセンサが検出したアウタロータ９の回転位置の情報に基づいて、このインバータ回路を制御する制御回路が実装されている。制御基板２１は、上記回路の基板上の図示しないコイルやコンデンサ等の電子部品とともに熱伝導性のよい金属製の制御基板ハウジング２２に密閉して収容されており、それら各部材によって電動オイルポンプ１のコントローラが構成されている。この制御基板ハウジング２２内に制御基板２１や電子部品が密閉して収容されることで、制御回路への防水性が確保されている。

そして、上記構成により、制御基板２１によって制御された駆動電流がリア側インシュレータ１９のバスバー端子を介して各コイル１８に供給されるようになっている。これにより、コイル１８に回転磁界が発生し、永久磁石７にトルクが生じてロータ４が回転駆動される。このようにして、インナロータ１０が回転駆動されると、アウタロータ９がこれに従動して回転し、これらのアウタロータ９の内歯と，インナロータ１０の外歯の間隙が拡縮を繰り返すので、図示しないインポートおよびアウトポートを通じてオイルを吸入・吐出するポンプ動作が行われる。

次に、上記のように構成された本実施形態の電動オイルポンプ１の作用および効果について説明する。

上記構成によれば、内接ギヤポンプ３のポンプハウジング１２とブラシレスモータ２のステータ４とは、ブラシレスモータ２のステータコア８に巻回されるコイル１８と、コイル１８を接続するバスバー１７とが埋設（モールド）されたフロント側インシュレータ１３を介して、６本のボルト１４により締結されている。このボルト１４の挿通用穴に隣接してフロント側インシュレータ１３に設けた貫通穴にボルト１４の締結力を規制する平行ピン１５が挿着されている。ボルト１４と同じく６本の平行ピン１５が、フロント側インシュレータ１３の回転中心の周方向に等間隔に配置されている。このとき、平行ピン１５は軸方向の長さがフロント側インシュレータ１３の軸方向高さ（貫通穴長さ）より長く形成されている。

これにより、フロント側インシュレータ１３がボルト１４の締結力によって経年変化等によりいわゆるクリープ変形することを防止できる。また、平行ピン１５を嵌合することによってフロント側インシュレータ１３の変形による隙間が生じないので、ステータコア８の反りが発生することがなく、ボルト１４の緩みも発生しない。さらに、フロント側インシュレータ１３に均等に複数の平行ピン１５を設けたので、フロント側インシュレータ１３に不均等にボルト１４の締結力がかかることを防止できるとともに、締結力のばらつきにより生じるフロント側インシュレータ１３の樹脂モールド内部の変形や損傷から保護できる。

この結果、内接ギヤポンプ３のアウタロータ９とインナロータ１０との接触音や吐出圧力の脈動が低減し、電動オイルポンプ１の作動音やポンプ出力の低下が抑制される。また、ポンプハウジング１２とフロント側インシュレータ１３との間に平行ピン１５による隙間が確保できるため、オイルの吸引・吐出が確実に行われるとともに、オイルのシール性能が向上するため、内接ギヤポンプ３の出力（圧力、流量）の低下を防止できる。さらに、ロータ５の回転にともなうステータコア８の軸方向の振動や周方向の回転が防止されるのでブラシレスモータ２の駆動力の内接ギヤポンプ３への伝達ロスも低減できる。

以上のように、本実施形態によれば、モータのステータの樹脂モールド部がクリープ変形することを防止し、モータの振動やポンプの作動音が抑制されるとともに、ポンプの吐出圧力を安定化できる電動オイルポンプを提供できる。

以上、本発明に係る一実施形態について説明したが、本発明はさらに他の形態で実施することも可能である。

上記実施形態では、フロント側インシュレータ１３に平行ピン１５を挿着してインシュレータの樹脂モールド部接触面のクリープ変形を規制する場合を示したが、これに限らず、平行ピン１５の代わりにブラシレスモータ２のステータ４から延出した凸部を設けてもよく、また、ポンプハウジング１２から凸部を設けるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、フロント側インシュレータ１３に６本の平行ピン１５を等間隔で配置したが、これに限らず、均等にボルト１４の締結力が規制されれば、より少ない個数（例えば、１２０度の等間隔で配置）であってもよい。

上記実施形態では、オイルポンプとして内接ギヤ式ポンプを用いる場合を示したが、これに限らず、ベーン駆動や外接ギヤなどを用いた回転ポンプであってもよい。さらに、内接ギヤポンプ３として、アウタロータ９の内周側に内歯を設け、外歯を備えたインナロータ１０と噛み合わせながら偏心して回転させることにより、アウタロータ９とインナロータ１０との間の内接する部分で仕切られた間隙の容積が拡縮変化を繰り返す内接ギヤポンプであれば、必ずしも上述のようなトロコイド曲線型ポンプには限定されない。また、アウタロータ９の内歯やインナロータ１０の外歯は、必ずしも明確ないわゆる歯形に形成されたものに限らず、突出部、突起部または係合部であってもよい。

また、上記実施形態では、ブラシレスモータ２のロータ５として、回転駆動軸６の外周部に複数個のマグネット７を配置し固着する場合を示したが、リング状のマグネットを固着したものを用いるようにしてもよい。

１：電動オイルポンプ、２：ブラシレスモータ（電動モータ）、
３：内接ギヤポンプ（オイルポンプ）、４：モータ用ステータ、５：モータ用ロータ、
６：回転駆動軸、７：永久磁石、８：ステータコア、９：ポンプ用アウタロータ、
１０：ポンプ用インナロータ、１１：モータハウジング、１２：ポンプハウジング、
１３：フロント側インシュレータ（樹脂部材）、１４：ボルト（ねじ）、
１５：平行ピン（保持部材）、１６：ナット、１７：バスバー（結線部材）、
１８：モータコイル、１９：リア側インシュレータ、２０：本体ケース、２１：制御基板、
２２：制御基板ハウジング、２３、２４：軸受

Claims

オイルポンプと、
前記オイルポンプと回転軸を共用する電動モータと、を備え、
前記オイルポンプと前記電動モータとの間に、前記電動モータのステータコアに巻回されるコイルと、前記コイルと接続する結線部材が一体にモールドされた樹脂部材を介して、前記オイルポンプのハウジングと前記電動モータのステータとを、ねじで締結した電動オイルポンプにおいて、
前記オイルポンプのハウジングと前記電動モータのステータとの間の締結力を規制する保持部材を前記樹脂部材に設けた貫通穴に挿着していることを特徴とする電動オイルポンプ。
請求項１に記載の電動オイルポンプにおいて、
前記保持部材は、前記樹脂部材に設けた貫通穴より長い軸長を有するとともに、前記樹脂部材に前記回転軸の周方向に等間隔で複数配置されていることを特徴とする電動オイルポンプ。