JP2013199844A - Electric pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水を供給するウォーターポンプ及びオイルを供給するオイルポンプの両方の構造を備えた車両用電動ポンプに関する。 The present invention relates to an electric pump for a vehicle including both a water pump for supplying water and an oil pump for supplying oil.
近年、車両には、燃料の節約及び排出ガスの削減を目的として、アイドリング時にエンジンを停止させる、所謂アイドリングストップ機能を有するものが増加しつつある。当該車両において、エンジン及びヒータコアに水を供給するウォーターポンプを、従来の如き車両のように、エンジンの駆動に同期して駆動する構造にすると、アイドリングストップ時にエンジンとともに停止してしまい、ヒータコアに水が供給されなくなって車両内部の暖房機能が作動しなくなってしまうので、エンジンが停止しても常にヒータコアに水が供給されるようにエンジンの駆動に同期しない補助用の電動ウォーターポンプを設ける必要がある。また、オートマティックトランスミッションにオイルを供給するオイルポンプにおいても、従来の如き車両のように、エンジンの駆動に同期して駆動する構造にすると、エンジンとともに停止してしまってトランスミッション内部の油圧を所定の値に維持できず、エンジンの再始動時に瞬間的にトランスミッションの制御ができなくなるので、エンジンが停止しても常にトランスミッション内部の油圧を所定の値に維持するために、エンジンの駆動に同期しない補助用の電動オイルポンプを設ける必要がある。 In recent years, an increasing number of vehicles have a so-called idling stop function for stopping an engine during idling for the purpose of saving fuel and reducing exhaust gas. If the water pump that supplies water to the engine and the heater core in the vehicle has a structure that is driven in synchronization with the engine drive as in the conventional vehicle, the water pump stops together with the engine when idling is stopped. As a result, it becomes necessary to provide an auxiliary electric water pump that does not synchronize with the engine drive so that water is always supplied to the heater core even if the engine is stopped. is there. Also, in an oil pump that supplies oil to an automatic transmission, if the structure is such that it is driven in synchronism with the engine as in a conventional vehicle, it stops with the engine and the hydraulic pressure inside the transmission is set to a predetermined value. Since the transmission cannot be controlled instantaneously when the engine is restarted, the auxiliary pressure that does not synchronize with the engine drive is always maintained even if the engine is stopped. It is necessary to provide an electric oil pump.
例えば、特許文献1の車両用電動ポンプは、オイルポンプ室、ウォーターポンプ室及びモータ室が直列に形成されたハウジングを備え、該ハウジング内部には、上記オイルポンプ室、ウォーターポンプ室及びモータ室を嵌挿するシャフトが回転自在に支持されている。上記シャフトの一端側には、当該シャフトを回転させるモータが取り付けられて上記モータ室に収容されている。また、上記シャフトの中程及び他端側には、第1及び第2インペラが回転一体に固定され、該第1及び第2インペラは、それぞれ上記ウォーターポンプ室及びオイルポンプ室に収容されている。そして、上記シャフトの回転に同期した上記第1及び第2インペラの回転動作により、上記第1インペラの各羽根で上記ウォーターポンプ室の水の吸引・吐出を周期的に行うとともに、上記第2インペラの各羽根で上記オイルポンプ室のオイルの吸引・吐出を周期的に行うようになっている。
For example, the electric pump for a vehicle of
ところで、上述のように、シャフトの回転動作で回転体を回転させることによりポンプ室の流体の吸引・吐出を行う電動ポンプでは、吸引・吐出を繰り返す際のポンプ室の圧力変動により、上記シャフトに周期的な駆動トルクが発生するので、当該駆動トルクの最大値を基に上記シャフトを回転させるモータの所要トルクを設定する必要がある。 By the way, as described above, in the electric pump that sucks and discharges the fluid in the pump chamber by rotating the rotating body by the rotation operation of the shaft, due to the pressure fluctuation of the pump chamber when the suction and discharge are repeated, Since periodic drive torque is generated, it is necessary to set the required torque of the motor that rotates the shaft based on the maximum value of the drive torque.
しかし、特許文献1の電動ポンプでは、1つのシャフトで2つのインペラを回転させることにより水とオイルとをそれぞれ供給する構造なので、各インペラがそれぞれ上記シャフトに周期的な駆動トルクを発生させる。したがって、各インペラによって発生する駆動トルクの最大値が重なってしまうと、その重なり合った駆動トルクの合成値から上記シャフトを回転させるモータの所要トルクを設定しなければならなくなり、モータが大型化して電動ポンプの重量が増すとともに製造コストが嵩むことになる。
However, since the electric pump of
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、1つのシャフトで2つの回転体を回転させて水とオイルとを供給する電動ポンプを、軽量、且つ、低コストな構造で提供することにある。 The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to provide an electric pump that rotates two rotating bodies with one shaft to supply water and oil, and is lightweight, The purpose is to provide a low-cost structure.
上記の目的を達成するために、本発明は、2つの回転体の回転動作によって発生するウォーターポンプ室及びオイルポンプ室の圧力変動のタイミングがずれるようにしたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention is characterized in that the timings of pressure fluctuations in the water pump chamber and the oil pump chamber generated by the rotating operation of the two rotating bodies are shifted.
すなわち、第1の発明では、ウォーターポンプ室、オイルポンプ室及びモータ室が直列に形成されたハウジングと、該ハウジング内部に回転自在に支持され、上記ウォーターポンプ室、オイルポンプ室及びモータ室を嵌挿するシャフトと、上記モータ室に収容され、上記シャフトを回転させるモータと、上記シャフトに回転一体に固定されて上記ウォーターポンプ室に収容され、回転動作により水の吸引・吐出を周期的に行う第1回転体と、上記シャフトに回転一体に固定されて上記オイルポンプ室に収容され、回転動作によりオイルの吸引・吐出を周期的に行う第2回転体とを備え、上記ウォーターポンプ室及びオイルポンプ室では、上記第1及び第2回転体の回転動作による水及びオイルの吸引・吐出でそれぞれ発生する周期的な圧力変動の最大値が互いにずれるように設定されていることを特徴とする。 That is, in the first invention, a water pump chamber, an oil pump chamber, and a motor chamber are formed in series, and are rotatably supported inside the housing, and the water pump chamber, the oil pump chamber, and the motor chamber are fitted therein. A shaft to be inserted, a motor that is housed in the motor chamber and rotates the shaft, and is integrally fixed to the shaft and housed in the water pump chamber, and periodically sucks and discharges water by a rotating operation. A first rotating body, and a second rotating body that is fixed to the shaft so as to rotate and is accommodated in the oil pump chamber and that periodically sucks and discharges oil by a rotating operation, and includes the water pump chamber and the oil In the pump chamber, periodic pressure fluctuations respectively generated by the suction and discharge of water and oil by the rotating operation of the first and second rotating bodies. Wherein the maximum value of is set to be shifted from each other.
第2の発明では、第1の発明において、上記第1回転体は、複数の羽根が上記シャフト周りに等間隔に設けられたインペラであり、上記第2回転体は、複数の外歯が外周に形成された平歯車状のインナーロータであり、上記オイルポンプ室には、上記インナーロータと回転軸心がずれた状態で上記各外歯と噛み合う複数の内歯が内周に形成されたアウターロータが収容され、上記各羽根及び上記各外歯は、上記インペラ及びインナーロータの1回転当たりの圧力変動の回数が同じとなるように同数に設定され、各々のシャフト周りの位置は、上記各羽根先端が上記ウォーターポンプ室における水の吐出部分を通過した直後の上記ウォーターポンプ室の圧力変動の最大値となるタイミングと、上記オイルポンプ室におけるオイルの吸入及び吐出部分の開口面積が最小となって上記オイルポンプ室の圧力変動の最大値となるタイミングとが互いにずれるように設定されていることを特徴とする。 In a second invention, in the first invention, the first rotating body is an impeller in which a plurality of blades are provided at equal intervals around the shaft, and the second rotating body has a plurality of external teeth on the outer periphery. A spur gear-shaped inner rotor formed on the outer periphery of the oil pump chamber. The rotor is accommodated, and the blades and the external teeth are set to the same number so that the number of pressure fluctuations per rotation of the impeller and the inner rotor is the same. The timing when the tip of the blade reaches the maximum value of the pressure fluctuation in the water pump chamber immediately after passing the water discharge portion in the water pump chamber, and the suction and discharge of oil in the oil pump chamber Minute opening area becomes the minimum, characterized in that the timing at which the maximum value of the pressure variation of the oil pump chamber is set to be shifted from each other.
第3の発明では、第1又は第2の発明において、上記モータは、複数のコイル及び複数の磁極を有する磁石の一方を回転子として上記シャフト周りに固定するとともに、他方を固定子として上記回転子周りに配置して、当該各コイル及び磁石の磁気作用により上記シャフトを回転させるように構成され、上記コイルの数と上記磁石の磁極の数との最小公倍数が、上記第1及び第2回転体の1回転当たりの圧力変動の回数の整数倍であり、上記各コイル及び各磁極のシャフト周りの位置は、当該各コイル及び上記磁石の磁気作用により上記最小公倍数分だけ周期的に発生するトルクリプルの最大値となるタイミングが、上記ウォーターポンプ室の圧力変動及び上記オイルポンプ室の圧力変動の合成値において周期的に発生する最大値のタイミングと一致するように設定されていることを特徴とする。 According to a third invention, in the first or the second invention, the motor is fixed around the shaft with one of a plurality of magnets having a plurality of coils and a plurality of magnetic poles as a rotor, and rotated with the other as a stator. It is arranged around the child and is configured to rotate the shaft by the magnetic action of each coil and magnet, and the least common multiple of the number of coils and the number of magnetic poles of the magnet is the first and second rotations. A torque ripple that is an integral multiple of the number of pressure fluctuations per revolution of the body, and the position of each coil and each magnetic pole around the shaft is periodically generated by the least common multiple by the magnetic action of each coil and magnet. The timing when the maximum value of the timing is the maximum value of the maximum value periodically generated in the combined value of the pressure fluctuation of the water pump chamber and the pressure fluctuation of the oil pump chamber Characterized in that it is configured to match the.
第1の発明では、電動ポンプの作動時において、ウォーターポンプ室の圧力が最大となる時に、オイルポンプ室の圧力が最大とならず、第1回転体の回転によってシャフトに発生する駆動トルクの最大となるタイミングと、第2回転体の回転によってシャフトに発生する駆動トルクの最大となるタイミングとがずれる。したがって、上記シャフトを回転させるモータの所要トルクを第1及び第2回転体によってシャフトに発生する各駆動トルクが共に最大値で重なった場合に比べて小さくでき、モータを小型化して電動ポンプの軽量化及び低コスト化を実現できる。 In the first aspect of the invention, when the pressure of the water pump chamber is maximized during operation of the electric pump, the pressure of the oil pump chamber is not maximized, and the maximum driving torque generated in the shaft by the rotation of the first rotating body is achieved. And the timing at which the driving torque generated in the shaft is maximized due to the rotation of the second rotating body. Accordingly, the required torque of the motor for rotating the shaft can be reduced as compared with the case where each driving torque generated on the shaft by the first and second rotating bodies overlaps at the maximum value, and the motor is downsized to reduce the weight of the electric pump. And cost reduction can be realized.
第2の発明では、水の吸入・吐出を行う部分が、インペラからなるウォーターポンプで構成されるとともに、オイルの吸入・吐出を行う部分が、インナーロータ及びアウターロータからなる内接式歯車ポンプで構成されるので、構造が比較的簡単で故障し難く、保守が容易な電動ポンプを提供できる。 In the second aspect of the invention, the portion for sucking and discharging water is constituted by a water pump made of an impeller, and the portion for sucking and discharging oil is an internal gear pump made of an inner rotor and an outer rotor. Since it is configured, it is possible to provide an electric pump that has a relatively simple structure, is unlikely to fail, and is easy to maintain.
第3の発明では、電動ポンプの作動時において、磁石及び各コイルの磁気作用により周期的に発生するトルクリプルの最大となるタイミングが、上記第1及び第2回転体の回転動作によってシャフトに周期的に発生する各駆動トルクの合成トルクの最大となるタイミングと一致する。したがって、必要最小限の所要トルクで上記シャフトを回転させることができ、モータを小型化して電動ポンプの軽量化及び低コスト化を確実に達成できる。 In the third invention, when the electric pump is operated, the maximum timing of the torque ripple that is periodically generated by the magnetic action of the magnet and each coil is periodically applied to the shaft by the rotational operation of the first and second rotating bodies. This coincides with the maximum timing of the combined torque of the driving torques generated in the above. Therefore, the shaft can be rotated with the minimum required torque, and the motor can be downsized to reliably achieve the weight reduction and cost reduction of the electric pump.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The following description of the preferred embodiment is merely exemplary in nature.
図1は、本発明の実施形態に係る電動ポンプ1を示す。該電動ポンプ1は、車両のヒータコアに水を補助的に供給すると同時にオートマティックトランスミッションにオイルを補助的に供給するものであり、図示しない車両の固定側に取り付けられている。
FIG. 1 shows an
上記電動ポンプ1は、略円筒形状の鉄製ハウジング2と、該ハウジング2内部に回転自在に支持されたシャフト3とを備え、該シャフト3は、上記ハウジング2の中心軸方向に延びている。
The
上記ハウジング2内部には、ウォーターポンプ室2a、モータ室2b及びオイルポンプ室2cが上記ハウジング2の中心軸方向一端側(図1左端側)から他端側(図1右端側)に直列に並んで形成され、上記シャフト3は、上記ウォーターポンプ室2a、モータ室2b及びオイルポンプ室2cを嵌挿している。
Inside the
上記モータ室2bは、上記ウォーターポンプ室2a側に開放する凹状の第1空間20aと、該第1空間20a周りに形成された環状の第2空間20bとで構成されている。
The
上記シャフト3の長手方向中程には、当該シャフト3を挟んで一対の磁極51a、51bを有する略円筒状の磁石(回転子)51が回転一体に固定され、該磁石51は、上記第1空間20aに収容されている。
In the middle of the
該第1空間20aの内周壁と上記磁石51との間に形成される隙間Sには、上記ウォーターポンプ室2aの水が満たされるようになっていて、上記磁石51は、上記隙間Sの水によって冷却されるようになっている。
The gap S formed between the inner peripheral wall of the
上記第2空間20bには、図2乃至図5に示すように、固定子50としての3つのコイル52が上記シャフト3周りに等間隔となるように配置されている。
In the
そして、上記磁石51と3つのコイル52とでモータ5が構成され、上記磁石51及び各コイル52の磁気作用により上記シャフト3を回転させるようになっている。
The
上記ハウジング2のウォーターポンプ室2aに対応する部分には、径方向外側に膨出する環状膨出部22が形成されている。
An annular bulging
また、上記ハウジング2の中心軸方向一端中央には、上記ウォーターポンプ室2aに連通する連通孔21aを内部に有する小径の筒状部21が一体に突設され、該筒状部21の先端は開口して図示しない水供給タンクに接続されている。
A small-diameter
上記環状膨出部22の周壁は、図2乃至図5に示すように、上記シャフト3の中心軸周りの一方側に進むにつれて当該シャフト3の中心軸から次第に離間する形状をなし、その上端部分には、上記シャフト3の中心軸周りの一方側に開口する水吐出口22aが形成されている。
As shown in FIGS. 2 to 5, the peripheral wall of the annular bulging
上記シャフト3の長手方向一端側(図1左端側)には、ウォーターポンプとして機能するインペラ(第1回転体)4が回転一体に固定されて上記ウォーターポンプ室2aに収容され、上記インペラ4には、6数の羽根4aが上記シャフト3周りに等間隔に設けられている。
An impeller (first rotating body) 4 that functions as a water pump is fixed to one end of the
そして、上記シャフト3の回転に伴う上記インペラ4の回転動作により、水が上記筒状部21の開口から上記連通孔21aを通ってウォーターポンプ室2aに吸引されるとともに、図3(a)の矢印X1のように回転移動しながら当該ウォーターポンプ室2aで加圧されて水吐出口22aから吐出されるようになっている。
Then, due to the rotation operation of the
すなわち、上記インペラ4は、回転動作により上記ウォーターポンプ室2aの水の吸引・吐出を周期的に行うようになっていて、上記羽根4aの数だけ上記インペラ4の1回転当たりに上記ウォーターポンプ室2aに圧力変動が生じている。
That is, the
上記オイルポンプ室2cには、オイルポンプとして機能するインナーロータ(第2回転体)6及びアウターロータ7が収容されている。
The
上記インナーロータ6は、図2乃至図5に示すように、上記シャフト3の長手方向他端寄り(図1右端寄り)に回転一体に固定された平歯車状をなし、その外周には、上記インペラ4の羽根4aの数と同数である6つの外歯6aが等間隔に形成されている。
As shown in FIGS. 2 to 5, the
上記アウターロータ7は、内歯7aが内周面に7つ形成された環状をなし、該各内歯7aと上記インナーロータ6の各外歯6aとの間にオイルの圧縮室Prが形成されるように、上記インナーロータ6と回転軸心がずれた状態で噛み合っている。
The
また、上記ハウジング2の中心軸方向他端側(図1右端側)には、上記オイルポンプ室2cに上記シャフト3の中心軸方向から見て略半円状に開口するオイル吐出部8a及びオイル吸入部8bが上下に対称に形成されている。
Further, on the other end side in the central axis direction of the housing 2 (right end side in FIG. 1), an
そして、上記シャフト3の回転に伴う上記インナーロータ6の回転動作により、オイルが上記オイル吸入部8bから上記圧縮室Prに吸引されるとともに、図3(c)の矢印X2のように移動しながら当該圧縮室Prで加圧されて上記オイル吐出部8aから吐出されるようになっている。
The oil is sucked into the compression chamber Pr from the
すなわち、上記インナーロータ6及びアウターロータ7は、回転動作により上記圧縮室Prのオイルの吸引・吐出を周期的に行うようになっていて、上記インナーロータ6の外歯6aの数だけ上記インナーロータ6の1回転当たりに上記オイルポンプ室2cに圧力変動が生じている。
That is, the
そして、上記インペラ4の各羽根4a及び上記インナーロータ6の各外歯6aのシャフト3周りの位置は、上記各羽根4a先端が上記ウォーターポンプ室2aにおける水吐出口22aを通過した直後(図3(a)参照)の上記ウォーターポンプ室2aの圧力変動の最大値となるタイミングと、上記オイルポンプ室2cにおけるオイル吐出部8a及びオイル吸入部8bの開口面積が最小となって(図6(c)参照)上記オイルポンプ室2cの圧力変動の最大値となるタイミングとが互いに半周期分ずれるように設定されている。
The positions of the
すなわち、上記ウォーターポンプ室2a及びオイルポンプ室2cでは、上記インペラ4及びインナーロータ6の回転動作による水及びオイルの吸引・吐出でそれぞれ発生する周期的な圧力変動の最大値が互いにずれるように設定されている。
That is, in the
また、上記モータ5のトルクリプルは、上記磁石51及び各コイル52の磁気作用により、上記シャフト3の1回転当たりに上記磁石51の磁極の数と上記コイル52の数との最小公倍数である6回発生し、上記磁石51及び各コイル52のシャフト3周りの位置は、上記トルクリプルの最大値となるタイミングが、上記ウォーターポンプ室2aの圧力変動及び上記オイルポンプ室2cの圧力変動の合成値において周期的に発生する最大値のタイミングと一致するように設定されている。
Further, the torque ripple of the
次に、上記モータ5の1回転当たりにシャフト3に加わる各トルクと上記モータ5の所要トルクとの関係について説明する。
Next, the relationship between each torque applied to the
図6は、横軸をモータ5の回転角度、縦軸をトルク値としたグラフであり、D1は、ウォーターポンプ室2aの圧力変動によりシャフト3に加わる駆動トルクのデータを示し、D2は、オイルポンプ室2cの圧力変動によりシャフト3に加わる駆動トルクのデータを示し、D3は、上記2つの駆動トルクを合成した合成トルクのデータを示し、D4は、モータ5の回転により発生するトルクリプルのデータを示す。
FIG. 6 is a graph in which the horizontal axis represents the rotation angle of the
図6に示すように、周期的に発生する各駆動トルクの合成トルクの最大となるタイミングと、トルクリプルの最大値となるタイミングとが一致しているので、必要最小限の所要トルクで上記シャフト3を回転させることができる。
As shown in FIG. 6, the maximum timing of the combined torque of the drive torques generated periodically coincides with the maximum torque ripple value, so that the
次に、上記電動ポンプ1の作動状態を時系列に説明する。
Next, the operation state of the
図2は、上記電動ポンプ1の作動時において上記ウォーターポンプ室2aの圧力が増加するとともに、上記オイルポンプ室2cの圧力とトルクリプルが減少している状態を示す(図6の矢印Dの位置参照)。
FIG. 2 shows a state in which the pressure in the
この図2に示す状態から、上記シャフト3の回転に同期して上記インペラ4、磁石51及びインナーロータ6が15度回転すると、図3(a)に示すように、上記羽根4aの1つの先端が上記ウォーターポンプ室2aにおける水吐出口22aを通過した直後となって上記ウォーターポンプ室2aの圧力変動が最大値となるとともに、図3(c)に示すように、上記オイルポンプ室2cにおけるオイル吐出部8a及びオイル吸入部8bの開口面積が最大となって上記オイルポンプ室2cの圧力変動が最小値になり、さらに、トルクリプルの値が最小となる(図6の矢印Eの位置参照)。
From the state shown in FIG. 2, when the
次に、この図3に示す状態から、上記インペラ4、磁石51及びインナーロータ6がさらに15度回転すると、図4(b)に示すように、上記ウォーターポンプ室2aの圧力が減少するとともに、上記オイルポンプ室2cの圧力とトルクリプルが増加する(図6の矢印Fの位置参照)。
Next, when the
そして、図4に示す状態から、上記インペラ4、磁石51及びインナーロータ6がさらに15度回転すると、図5(a)に示すように、2つの羽根4aの先端の間に水吐出口22aが位置して上記ウォーターポンプ室2aの圧力変動が最小値となるとともに、図5(c)に示すように、上記オイルポンプ室2cにおけるオイル吐出部8a及びオイル吸入部8bの開口面積が最小となって上記オイルポンプ室2cの圧力変動が最大値になり、さらに、トルクリプルの値が最大となる(図6の矢印Gの位置参照)。
When the
このように、上記シャフト3の回転に同期して上記インペラ4、磁石51及びインナーロータ6が回転することにより、ウォーターポンプ室2a及びオイルポンプ室2cの圧力変動と上記モータ5のトルクリプルの変動とが周期的に発生する。
As described above, the
以上より、本発明の実施形態によると、電動ポンプ1の作動時において、ウォーターポンプ室2aの圧力が最大となる時に、オイルポンプ室2cの圧力が最大とならず、インペラ4の回転によってシャフト3に発生する駆動トルクの最大となるタイミングと、インナーロータ6の回転によってシャフト3に発生する駆動トルクの最大となるタイミングとがずれる。したがって、上記シャフト3を回転させるモータ5の所要トルクをインペラ4及びインナーロータ6によってシャフト3に発生する各駆動トルクが共に最大値で重なった場合に比べて小さくでき、モータ5を小型化して電動ポンプ1の軽量化及び低コスト化を実現できる。
As described above, according to the embodiment of the present invention, when the pressure of the
また、水の吸入・吐出を行う部分が、インペラ4からなるウォーターポンプで構成されるとともに、オイルの吸入・吐出を行う部分が、インナーロータ6及びアウターロータ7からなる内接式歯車ポンプで構成されるので、構造が比較的簡単で故障し難く、保守が容易な電動ポンプ1を提供できる。
In addition, the water intake / discharge part is constituted by a water pump made up of an
さらに、電動ポンプ1の作動時において、磁石51及び各コイル52の磁気作用により周期的に発生するトルクリプルの最大となるタイミングが、上記インペラ4及びインナーロータ6の回転動作によってシャフト3に周期的に発生する各駆動トルクの合成トルクの最大となるタイミングと一致する。したがって、必要最小限の所要トルクで上記シャフト3を回転させることができ、モータ5を小型化して電動ポンプ1の軽量化及び低コスト化を確実に達成できる。
Further, when the
尚、本発明の実施形態では、インペラ4の羽根4aの数を6つとし、インナーロータ6の外歯6aの数を6つとしているが、羽根4a及び外歯6aの数が同数であるならば、他の数であってもよい。
In the embodiment of the present invention, the number of
また、本発明の実施形態では、モータ5のコイル52の数を3つとし、磁石51の磁極の数を2つとしているが、これに限らず、磁石51の磁極の数とコイル52の数との最小公倍数、すなわち、モータ5の1回転当たりのトルクリプル発生回数が、上記インペラ4及びインナーロータ6の1回転当たりのウォーターポンプ室2a及びオイルポンプ室2cの圧力変動の回数の整数倍であればよい。
In the embodiment of the present invention, the number of
また、本発明の実施形態では、上記ウォーターポンプ室2aの圧力変動の最大値となるタイミングと上記オイルポンプ室2cの圧力変動の最大値となるタイミングとが互いに半周期分ずれるように設定されているが、これに限らず、上記ウォーターポンプ室2a及びオイルポンプ室2cでそれぞれ発生する周期的な圧力変動の最大値が互いにずれるように設定されていればよい。
Further, in the embodiment of the present invention, the timing at which the maximum value of pressure fluctuation in the
また、本発明の実施形態では、磁石51を回転子とし、3つのコイル52を固定子としているが、3つのコイル52をシャフト3周りに固定して回転子とし、磁石51を3つのコイル52周りに固定して固定子としてもよい。
In the embodiment of the present invention, the
尚、本発明の実施形態では、インナーロータ6及びアウターロータ7でオイルポンプを構成しているが、シャフト3の1回転当たりにおけるウォーターポンプ室2a及びオイルポンプ室2cの圧力変動の回数を同じにできるのであれば、その他のオイルポンプで構成してもよく、例えば、外接式ギアポンプ、ベーンポンプ及び斜板ポンプの構造で構成してもよい。
In the embodiment of the present invention, the oil pump is constituted by the
本発明は、水を供給するウォーターポンプ及びオイルを供給するオイルポンプの両方の構造を備えた車両用電動ポンプに適している。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is suitable for a vehicular electric pump including both a water pump that supplies water and an oil pump that supplies oil.
1 電動ポンプ
2 ハウジング
2a ウォーターポンプ室
2b モータ室
2c オイルポンプ室
3 シャフト
4 インペラ(第1回転体)
4a 羽根
5 モータ
6 インナーロータ(第2回転体)
6a 外歯
7 アウターロータ
50 固定子
51 磁石(回転子)
52 コイル
DESCRIPTION OF
52 coils
Claims (3)
該ハウジング内部に回転自在に支持され、上記ウォーターポンプ室、オイルポンプ室及びモータ室を嵌挿するシャフトと、
上記モータ室に収容され、上記シャフトを回転させるモータと、
上記シャフトに回転一体に固定されて上記ウォーターポンプ室に収容され、回転動作により水の吸引・吐出を周期的に行う第1回転体と、
上記シャフトに回転一体に固定されて上記オイルポンプ室に収容され、回転動作によりオイルの吸引・吐出を周期的に行う第2回転体とを備え、
上記ウォーターポンプ室及びオイルポンプ室では、上記第1及び第2回転体の回転動作による水及びオイルの吸引・吐出でそれぞれ発生する周期的な圧力変動の最大値が互いにずれるように設定されていることを特徴とする電動ポンプ。 A housing in which a water pump chamber, an oil pump chamber and a motor chamber are formed in series;
A shaft rotatably supported inside the housing and into which the water pump chamber, the oil pump chamber, and the motor chamber are inserted;
A motor housed in the motor chamber and rotating the shaft;
A first rotating body fixed integrally with the shaft and housed in the water pump chamber, and periodically sucking and discharging water by a rotating operation;
A second rotating body fixed integrally with the shaft and housed in the oil pump chamber and periodically sucking and discharging oil by a rotating operation;
In the water pump chamber and the oil pump chamber, the maximum values of the periodic pressure fluctuations respectively generated by the suction and discharge of water and oil due to the rotating operation of the first and second rotating bodies are set so as to deviate from each other. An electric pump characterized by that.
上記第1回転体は、複数の羽根が上記シャフト周りに等間隔に設けられたインペラであり、
上記第2回転体は、複数の外歯が外周に形成された平歯車状のインナーロータであり、
上記オイルポンプ室には、上記インナーロータと回転軸心がずれた状態で上記各外歯と噛み合う複数の内歯が内周に形成されたアウターロータが収容され、
上記各羽根及び上記各外歯は、上記インペラ及びインナーロータの1回転当たりの圧力変動の回数が同じとなるように同数に設定され、各々のシャフト周りの位置は、上記各羽根先端が上記ウォーターポンプ室における水の吐出部分を通過した直後の上記ウォーターポンプ室の圧力変動の最大値となるタイミングと、上記オイルポンプ室におけるオイルの吸入及び吐出部分の開口面積が最小となって上記オイルポンプ室の圧力変動の最大値となるタイミングとが互いにずれるように設定されていることを特徴とする電動ポンプ。 The electric pump according to claim 1,
The first rotating body is an impeller in which a plurality of blades are provided at equal intervals around the shaft,
The second rotating body is a spur gear-shaped inner rotor having a plurality of external teeth formed on the outer periphery,
The oil pump chamber accommodates an outer rotor having a plurality of inner teeth formed on the inner periphery thereof that mesh with the outer teeth with the inner rotor and the rotational axis shifted.
The blades and the external teeth are set to the same number so that the number of pressure fluctuations per rotation of the impeller and the inner rotor is the same. The oil pump chamber has a timing at which the maximum pressure fluctuation of the water pump chamber immediately after passing through the water discharge portion in the pump chamber and the opening area of the oil suction and discharge portion in the oil pump chamber are minimized. An electric pump characterized in that it is set so that the timing at which the maximum value of the pressure fluctuation is shifted from each other.
上記モータは、複数のコイル及び複数の磁極を有する磁石の一方を回転子として上記シャフト周りに固定するとともに、他方を固定子として上記回転子周りに配置して、当該各コイル及び磁石の磁気作用により上記シャフトを回転させるように構成され、
上記コイルの数と上記磁石の磁極の数との最小公倍数が、上記第1及び第2回転体の1回転当たりの圧力変動の回数の整数倍であり、
上記各コイル及び各磁極のシャフト周りの位置は、当該各コイル及び上記磁石の磁気作用により上記最小公倍数分だけ周期的に発生するトルクリプルの最大値となるタイミングが、上記ウォーターポンプ室の圧力変動及び上記オイルポンプ室の圧力変動の合成値において周期的に発生する最大値のタイミングと一致するように設定されていることを特徴とする電動ポンプ。 The electric pump according to claim 1 or 2,
The motor fixes one of a plurality of magnets having a plurality of coils and a plurality of magnetic poles around the shaft as a rotor, and the other is arranged around the rotor as a stator. Is configured to rotate the shaft,
The least common multiple of the number of coils and the number of magnetic poles of the magnet is an integral multiple of the number of pressure fluctuations per rotation of the first and second rotating bodies,
The positions of the coils and the magnetic poles around the shaft are the timing at which the maximum torque ripple generated periodically by the least common multiple due to the magnetic action of the coils and the magnet is the pressure fluctuation in the water pump chamber and An electric pump characterized by being set to coincide with a timing of a maximum value periodically generated in a combined value of pressure fluctuations in the oil pump chamber.
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