JP2013096283A - 電動オイルポンプ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータ制御回路部の内外へのノイズによる悪影響を抑え、安定して動作できる電動オイルポンプ装置を提供する。
【解決手段】ポンプハウジング１５、固定部材８、および保持部材１７は、相互に組み合わせられてブラシレスモータ３のステータ５およびロータ６を固定している。一方が円筒状の金属製の保持部材１７は、外周端部がリング８の外周端部に嵌め込まれ、反対側の端面外周には基板１９を固定する締結部１８ａ，１８ｂが形成され、基板１９に設けた制御回路部２０のアース部に当接し、基板１９のアース部からポンプハウジング１５へ接続される電気的なアース経路が形成される。ポンプハウジング１５の端面に突出したフランジ部２３に形成された貫通孔２８には、ブッシュ２５が嵌め込まれている。ボルト２４はブッシュ２５を挿通して車両ケース２２にねじ止めされ、フランジ部２３は、車両ケース２２に対して隙間を有して絶縁支持されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、電動オイルポンプ装置に関するものである。

従来、電動オイルポンプ装置の具体的一例には、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。また、ポンプハウジングに隣接して電動モータを設け、オイルポンプに対して中心軸方向に電動モータに隣接してモータ制御用のコントローラを配置した電動オイルポンプ装置が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

このような電動オイルポンプ装置では、オイルポンプ、電動モータおよびコントローラがオイルポンプの中心軸方向に並んで配置され、電子部品を搭載したコントローラの制御基板は、電動モータを収容したハウジング内に一体に取り付けられている。しかしながら、制御基板がステータを形成する樹脂製のインシュレータに取り付けられているので、制御基板の電源のアース部はオイルポンプや電動モータの金属部材とは直接的に接続されていない。

特開２０１０−１１６９１４号公報

このため、外部からのノイズが電動モータの樹脂ハウジング部材を介して制御基板に侵入したり、制御基板で発生したノイズが樹脂ハウジング部材を通過して外部に放出される場合、ノイズを吸収、遮蔽できない可能性がある。その結果、モータの制御回路部が外部からのノイズによる影響で動作が不安定になったり、あるいは、逆に外部にノイズによる悪影響を与える場合がある。また、制御基板がハウジングの樹脂部材に取り付けられている場合も、同様である。

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、モータ制御回路部の内外へのノイズによる悪影響を抑え、安定して動作できる電動オイルポンプ装置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、前記オイルポンプに隣接して設けられ、前記オイルポンプを回転駆動する電動モータと、前記電動モータに隣接して設けられ、前記電動モータを駆動制御するコントローラと、を備えた電動オイルポンプ装置において、前記オイルポンプのポンプハウジングと、前記ポンプハウジングに当接し、前記電動モータのステータを固定する金属部材からなる固定部材と、前記固定部材と嵌合し、前記電動モータのロータの一方に配置された軸受を支持する金属部材からなる保持部材と、備え、前記保持部材は、端面に前記コントローラの制御基板を固定するための締結部を有し、前記締結部において前記制御基板に設けたアース部と当接することで電気的に接続していることを要旨とする。

上記構成によれば、オイルポンプに隣接して、電動モータおよびコントローラがオイルポンプに対して中心軸方向に並んで配置された電動オイルポンプ装置において、ポンプハウジングと、電動モータのステータを固定する円筒状の金属製の固定部材と、ロータの一方の側に配置された軸受を支持する金属製の保持部材が互いに接続される。保持部材の端面にコントローラの制御基板を固定するための締結部を設け、制御基板のアース部に当接し、電気的にアース接続する。これにより、外部からノイズが電動モータの樹脂ハウジング部材を介して制御基板に侵入したり、制御基板でノイズが発生しても、制御基板のアース部とポンプハウジングまでの導通経路を通して電気的にアース接続されているので、ノイズが吸収、または遮蔽される。この結果、コントローラの制御基板上の制御回路は、ノイズの影響を抑制し、安定して動作できる。

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装置において、前記ポンプハウジングは、端面から突出したフランジ部に板厚方向に貫通する貫通孔を設け、前記貫通孔に被取付部と前記フランジ部とを電気的に絶縁する絶縁部材を挿嵌したことを要旨とする。

上記構成によれば、ポンプハウジングを電動オイルポンプ装置が取り付けられる被取付部にボルトで固定するために、ポンプハウジングの端面から突出して設けたフランジ部に板厚方向に貫通孔を設けて、この貫通孔に絶縁部材を挿嵌している。これにより、被取付部と電動オイルポンプ装置とは電気的に絶縁されているので、電動オイルポンプ装置単体で接地（アース接続）することが可能になる。この結果、コントローラの制御基板上の制御回路は、外部からのノイズによる悪影響を極力防止することができる。

本発明によれば、モータ制御回路部の内外へのノイズによる悪影響を抑え、安定して動作できる電動オイルポンプ装置を提供できる。

本発明の一実施形態に係る電動オイルポンプ装置の概略構成を示す軸方向の断面図。 図１におけるアース経路の接続状態を示す概略断面図。 図１における矢印Ａ方向から見た正面図。

次に、本発明の一実施形態である電動オイルポンプ装置について、図に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る電動オイルポンプ装置の概略構成を示す軸方向の断面図である。図１に示すように、電動オイルポンプ装置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、オイルポンプ（例えば、内接ギヤポンプ）２とオイルポンプ２を回転駆動する電動モータ（以下、ブラシレスモータという）３とが隣接してユニット化（一体化）されている。また、コントローラ４もモータハウジング２６内に組み込まれている。なお、図１に示すブラシレスモータ３は、３相巻線を有するブラシレスセンサレスモータである。

オイルポンプ２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図示しないポンプ用アウタロータ（以下、アウタロータという）の内周側に、外歯を備えた図示しないポンプ用インナロータ（以下、インナロータという）を噛み合わせ、ポンプハウジング１５内にこれらのアウタロータおよびインナロータを偏心して回転自在に配置したポンプ部１６を構成したものである。

インナロータは、回転駆動軸７におけるロータ６を形成した部分より一方に寄った部分に外嵌固着されて、この回転駆動軸７とともに回転するようになっている。アウタロータは、このインナロータの外歯よりも１歯多い内歯を備え、回転駆動軸７に対して偏心した位置を中心にポンプハウジング１５内で回転自在となるように配置されている。また、インナロータは、外歯がこのアウタロータ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３により回転駆動軸７が回転駆動されると、このオイルポンプ２のアウタロータおよびインナロータの間隙の容積がこの回転駆動軸７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ポンププレート１４に設けられた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。

ブラシレスモータ３は、回転するモータ用ロータ（以下、ロータという）６と、このロータ６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）５とで構成される。ロータ６は、回転駆動軸７の外周面に、例えば、複数個の図示しない永久磁石を周方向に沿って並べて配置して形成したものである。回転駆動軸７は、ブラシレスモータ３とオイルポンプ２とで共用する回転軸であり、両端部をポンプハウジング１５と保持部材１７の内部に軸受１１，１２によって回転自在に軸支されている。ここで、保持部材１７の貫通孔から挿入された複数のボルト２１をポンプハウジング１５にねじ止めすることにより、ブラシレスモータ３のステータ５が固定されている。本実施例では、３本のボルト２１が、軸中心に対して周方向に等間隔で配置されている。

ステータ５は、ロータ６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９の内向きの図示しないティースを複数配置している。このステータコア９の各ティースにはそれぞれ３相のコイル１０が巻回されている。ここで、ステータコア９の軸方向両端から、コイル１０をステータコア９から絶縁するための樹脂製（例えば、ＰＰＳ）のインシュレータ１３が装着されている。また、ステータ５は、複数の分割されたステータコア９から構成され、各ステータコア９は、周囲を円筒状薄肉の金属製（例えば、鉄）の固定部材８によって、締め付け固定されている。

コイル１０の端部は、図示しないバスバーと電気的に接続されている。インシュレータ１３は、ブラシレスモータ３の駆動端子となる３本のバスバーと一体にモールドされている。各バスバーは、インシュレータ１３の右端部から中心軸に平行に延びている。

ポンププレート１４およびポンプハウジング１５は、非磁性材料（例えば、アルミダイカスト）で構成される。ブラシレスモータ３およびコントローラ４を収めるモータハウジング２６および蓋２７は、樹脂材料（例えば、熱可塑性樹脂）により形成される。電動オイルポンプ装置１のハウジングは、上記ポンププレート１４，ポンプハウジング１５、モータハウジング２６、および蓋２７により構成されている。

また、本実施形態の電動オイルポンプ装置１には、ブラシレスモータ３を制御するためのコントローラ４の制御基板（以下、基板という）１９がモータハウジング２６内の金属製の保持部材１７に設けた締結部１８ａ，１８ｂを介して取り付けられている。基板１９には、直流電源を交流に変換してブラシレスモータ３の各コイル１０に駆動電流を供給するインバータ回路、およびホール素子等のセンサが検出したアウタロータ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からなる制御回路部２０が搭載されている。コントローラ４の制御回路部２０を構成する上記インバータ回路および制御回路のマイコンやコイル、コンデンサ等の電子部品が基板１９の両面に実装されている。

各コイル１０と接続されインシュレータ１３に絶縁支持されたブラシレスモータ３の駆動端子であるバスバーは、基板１９に挿通され、基板１９上の制御回路部２０に接続されている。また、モータハウジング２６の側面にはコネクタシェルがモータハウジング２６と一体に設けられ、その内部のコネクタピンが基板１９上の制御回路部２０と接続されている。

そして、上記構成により、制御回路部２０によって制御された駆動電流がブラシレスモータ３の各コイル１０に供給されるようになっている。これにより、コイル１０に回転磁界が発生し、永久磁石にトルクが生じてロータ６が回転駆動される。このようにして、インナロータが回転駆動されると、アウタロータがこれに従動して回転し、これらのアウタロータの内歯と，インナロータの外歯の間隙が拡縮を繰り返すので、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、図２は、図１におけるアース経路の接続状態を示す概略断面図である。図２に示すように、ポンプハウジング１５、固定部材８、および保持部材１７は、中心軸の方向に相互に組み合わせられてブラシレスモータ３のステータ５およびロータ６を固定している。

保持部材１７は、一方が円筒状の金属材料（例えば、アルミ合金）からなり、外周端部がリング８の外周端部に嵌め込まれ、反対側の端面外周には外方へ突出して基板１９を固定する複数（例えば、２個）の締結部１８ａ，１８ｂが形成されている。締結部１８ａ，１８ｂは、基板１９に設けられた制御回路部２０の電源のアース部（グランド）に当接し、例えば、基板１９側からねじ止めされている。これにより、締結部１８ａ，１８ｂを介して基板１９のアース部からポンプハウジング１５へ接続される導通経路が形成され、電気的にアース接続される。なお、参考までにアースの経路を図２（矢印破線）に示している。

さらに、ポンプハウジング１５の端面に突出した複数のフランジ部２３には、ボルト２４を通すための貫通孔２８が形成されている。この貫通孔２８に絶縁材料からなるブッシュ２５が嵌め込まれている。ボルト２４はブッシュ２５を挿通して車両ケース（被取付部）２２にねじ止めされ、フランジ部２３は、車両ケース２２に対してわずかな隙間を有して絶縁支持されている。本実施例では、軸中心に対して周方向に等間隔で配置された３本のボルト２４で締結している。

図３は、図１における矢印Ａ方向から見た正面図である。ここではハウジング等の外側部分および保持部材１７部分のみを示し、固定用ボルトおよび内部構造は省略している。

次に、上記のように構成された本実施形態である電動オイルポンプ装置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、オイルポンプ２に隣接して、ブラシレスモータ(電動モータ)３およびコントローラ４がオイルポンプ２に対して中心軸方向に並んで配置された電動オイルポンプ装置１において、ポンプハウジング１５とブラシレスモータ３のステータ５を固定する円筒状薄肉の金属製の固定部材８と、ロータ６の一方の側に配置された軸受１２を支持する金属製の保持部材１７が互いに接続される。保持部材１７の端面外周に基板１９を固定するための複数（例えば、２個）の締結部１８ａ，１８ｂを設け、基板１９上に設けた制御回路部２０の電源のアース部に当接するように配置して、電気的にアース接続する。

これにより、外部からノイズがブラシレスモータ３のモータハウジング２６を介して基板１９上の制御回路部２０内に侵入したり、基板１９上の制御回路部２０内でノイズが発生しても、基板１９のアース部と保持部材１７、固定部材８を介してポンプハウジング１５までの導通経路を通して電気的にアース接続されるので、ノイズは吸収、または遮蔽される。この結果、コントローラ４の基板１９および制御回路部２０は、ノイズの影響を抑制し、安定して動作できる。

また、ポンプハウジング１５を車両ケース（被取付部）２２にボルト２４で固定するために設けたポンプハウジング１５の端面から突出した複数（例えば、３箇所）のフランジ部２３に板厚方向に貫通孔２８を設けて、この貫通孔２８にブッシュ（絶縁部材）２５を挿嵌する。フランジ部２３は、車両ケース２２に対してわずかな隙間を有して絶縁支持され、電動オイルポンプ装置１はボルト２４により、車両ケース２２に固定される。

これにより、車両ケース２２と電動オイルポンプ装置１とはブッシュ２５によって電気的に絶縁されており、電動オイルポンプ装置１単体で接地（アース接続）することが可能になる。この結果、コントローラ４の基板１９および制御回路部２０は、外部からのノイズによる悪影響を極力防止することができる。

さらに、上記のようなアースの接続形態において、ノイズを除去するために、基板１９上の電源回路にチョークコイルやコンデンサ等のフィルタ部品を追加する、あるいは、基板１９内のグランドラインを強化するなどの対策を採ることにより、電気的に十分なアース接続の状態を得ることができる。このため、上記フィルタ部品を小容量、小型化できることが期待できるので、電動オイルポンプ装置１は形状を大きくすることなく、低コストである。

以上のように、本実施形態によれば、モータ制御回路部の内外へのノイズによる悪影響を抑え、安定して動作できる電動オイルポンプ装置を提供できる。

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、フランジ部２３の貫通孔２８に車両ケース２２と絶縁するブッシュ２５を設ける例を示したが、これに限定されるものでなく、オイルの漏れを防止するためフランジ２３全面をシールするパッキン等を用いるようにしてもよい。

さらに、上記実施形態では、保持部材１７に２個の締結部１８ａ，１８ｂを設けた例を示したが、配置する締結部１８ａ、１８ｂの個数は、これに限定されるものでなく、ノイズ対策として十分なアース効果が得られるものであればよい。

上記実施形態では、ブラシレスモータ３とコントローラ４のアース接続手段を電動オイルポンプ装置１に適用する場合を示したが、これに限定されるものでなく、同様のブラシレスモータ３を用いた他の装置に適用してもよい。

１：電動オイルポンプ装置、２：オイルポンプ、３：ブラシレスモータ（電動モータ）、
４：コントローラ、５：モータ用ステータ、６：モータ用ロータ、７：回転駆動軸、
８：固定部材、９：ステータコア、１０：モータコイル、１１、１２：軸受、
１３：インシュレータ、１４：ポンププレート、１５ポンプハウジング、
１６：ポンプ部、１７：保持部材、１８ａ，１８ｂ：締結部、１９：基板（制御基板）、
２０：制御回路部、２１：モータ固定ボルト、２２：車両ケース（被取付部）、
２３:フランジ部、２４：フランジ固定ボルト、２５：ブッシュ（絶縁部材）、
２６：モータハウジング、２７：蓋、２８：フランジ部貫通孔

Claims (2)

1. オイルポンプと、
   前記オイルポンプに隣接して設けられ、前記オイルポンプを回転駆動する電動モータと、
   前記電動モータに隣接して設けられ、前記電動モータを駆動制御するコントローラと、を備えた電動オイルポンプ装置において、
   前記オイルポンプのポンプハウジングと、
   前記ポンプハウジングに当接し、前記電動モータのステータを固定する金属部材からなる固定部材と、
   前記固定部材と嵌合し、前記電動モータのロータの一方に配置された軸受を支持する金属部材からなる保持部材と、備え、
   前記保持部材は、端面に前記コントローラの制御基板を固定するための締結部を有し、
   前記締結部において前記制御基板に設けたアース部と当接することで電気的に接続していることを特徴とする電動オイルポンプ装置。
2. 請求項１に記載の電動オイルポンプ装置において、
   前記ポンプハウジングは、端面から突出したフランジ部に板厚方向に貫通する貫通孔を設け、前記貫通孔に被取付部と前記フランジ部とを電気的に絶縁する絶縁部材を挿嵌したことを特徴とする電動オイルポンプ装置。

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