JP2013247692A - Motor pump - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書は、電動ポンプに関する。特に、ロータとインペラとがロータの回転軸方向に並んで配置される電動ポンプのための技術を開示する。 The present specification relates to an electric pump. In particular, a technique for an electric pump in which a rotor and an impeller are arranged side by side in the rotation axis direction of the rotor is disclosed.
特許文献1には、ステータの外側に、マグネットロータと一体的に構成された羽根車が配置されているDCポンプが開示されている。羽根車は、マグネットロータの外周の外側に配置されている。DCポンプは、羽根車の回転によって、流体をDCポンプのケーシング内に吸入して昇圧した後に、ケーシング外に吐出する。DCポンプは、マグネットロータの内側と外側とに配置される磁性体をさらに備える。磁性体は、ケーシング内の流体の圧力差によって羽根車に負荷される力に釣り合う磁力を、羽根車に負荷する。この結果、羽根車がケーシングに接触することが抑制される。 Patent Document 1 discloses a DC pump in which an impeller configured integrally with a magnet rotor is disposed outside a stator. The impeller is disposed outside the outer periphery of the magnet rotor. The DC pump sucks the fluid into the casing of the DC pump by the rotation of the impeller and pressurizes the fluid, and then discharges the fluid outside the casing. The DC pump further includes a magnetic body disposed on the inner side and the outer side of the magnet rotor. The magnetic body loads the impeller with a magnetic force that balances the force applied to the impeller by the pressure difference of the fluid in the casing. As a result, the impeller is prevented from contacting the casing.
特許文献1では、ロータとインペラ(特許文献1では羽根車)とが、ロータの回転軸方向に並んで配置される構成を有する電動ポンプについては、考慮されていない。本明細書では、ロータとインペラとがロータの回転軸方向に並んで配置される電動ポンプにおいて、ケーシング内の流体の圧力差によって、ロータとインペラとが変位することを低減するための電動ポンプを提供する。 In Patent Literature 1, an electric pump having a configuration in which a rotor and an impeller (impeller in Patent Literature 1) are arranged side by side in the rotation axis direction of the rotor is not considered. In this specification, in the electric pump in which the rotor and the impeller are arranged side by side in the rotation axis direction of the rotor, the electric pump for reducing the displacement of the rotor and the impeller due to the pressure difference of the fluid in the casing is provided. provide.
本明細書では、回転体とステータとケーシングとを備える電動ポンプを開示する。回転体は、ロータと、ロータの回転軸方向にロータに並んで配置されるインペラとを備える。ステータは、ロータの外周側に配置される。ケーシングは、インペラの外周に沿って形成されている流体経路を有すると共に、回転体とステータとを収容する。電動ポンプは、負荷部を備える。負荷部は、電動ポンプの作動時における流体経路内の流体の圧力が低い低圧側と流体の圧力が高い高圧側との圧力差によって生じる回転体の変位を低減するための力を、電動ポンプの作動時に、回転体に常時負荷する。 The present specification discloses an electric pump including a rotating body, a stator, and a casing. The rotating body includes a rotor and an impeller arranged side by side with the rotor in the rotation axis direction of the rotor. The stator is disposed on the outer peripheral side of the rotor. The casing has a fluid path formed along the outer periphery of the impeller and accommodates the rotating body and the stator. The electric pump includes a load unit. The load portion is configured to reduce the displacement of the rotating body caused by the pressure difference between the low pressure side where the fluid pressure in the fluid path is low and the high pressure side where the fluid pressure is high when the electric pump is in operation. During operation, the rotating body is always loaded.
電動ポンプでは、インペラが回転すると、流体は、ケーシング内に吸入され、流体経路内を流れる。流体経路内の流体は、インペラの回転によって昇圧され、流体経路外に吐出される。流体は、流体経路を流れている間に昇圧される。このため、流体経路内では、下流側の流体の圧力は、上流側の流体の圧力よりも高くなる。従って、電動ポンプの作動時には、流体経路内に、流体の圧力差が生じる。流体の圧力差によって、流体は、回転体を変位させるための力を、回転体に負荷する。 In the electric pump, when the impeller rotates, the fluid is sucked into the casing and flows in the fluid path. The fluid in the fluid path is pressurized by the rotation of the impeller and discharged out of the fluid path. The fluid is pressurized while flowing in the fluid path. For this reason, in the fluid path, the pressure of the downstream fluid is higher than the pressure of the upstream fluid. Therefore, when the electric pump is operated, a fluid pressure difference is generated in the fluid path. Due to the pressure difference of the fluid, the fluid loads the rotating body with a force for displacing the rotating body.
上記の電動ポンプでは、負荷部は、電動ポンプの作動時に、流体の圧力差による回転体の変位を低減するための力を、回転体に常時負荷する。この構成によれば、流体経路内の流体の圧力差によって、回転体が変位することを低減することができる。これにより、回転体とケーシングとの接触が抑制され、回転体とケーシングとの接触によるポンプ効率の低下が抑制される。 In the above-described electric pump, the load unit constantly loads the rotating body with a force for reducing the displacement of the rotating body due to the pressure difference of the fluid when the electric pump is operated. According to this configuration, it is possible to reduce the displacement of the rotating body due to the pressure difference of the fluid in the fluid path. Thereby, a contact with a rotary body and a casing is suppressed and the fall of the pump efficiency by the contact with a rotary body and a casing is suppressed.
最初に、以下に説明する実施例の特徴を列記する。なお、ここに列記する特徴は、何れも独立して有効なものである。 First, the features of the embodiments described below are listed. Note that the features listed here are all independently effective.
(特徴1)負荷部は、第1の構成と第2の構成とのうちの少なくとも一方の構成を備えていてもよい。第1の構成は、ロータのインペラ側の端部に負荷される磁力の合力が、低圧側から高圧側に向かう構成であってもよい。第2の構成は、ロータのインペラと反対側の端部に負荷される磁力の合力が、高圧側から低圧側に向かう構成であってもよい。 (Feature 1) The load unit may include at least one of a first configuration and a second configuration. The first configuration may be a configuration in which the resultant magnetic force applied to the impeller side end of the rotor is directed from the low pressure side to the high pressure side. The second configuration may be a configuration in which the resultant magnetic force applied to the end of the rotor opposite to the impeller is directed from the high pressure side to the low pressure side.
電動ポンプの作動時には、流体経路内の圧力差による力は、回転体のうちのインペラに強く作用する。この結果、流体の圧力差によって、回転体には、インペラがロータに対して高圧側から低圧側に向けて移動する方向に回転するような力が負荷される。上記の構成によれば、第1の構成と第2の構成との少なくとも一方の構成によって、回転体の変位(即ち回転)を低減するための力を、回転体に適切に負荷することができる。 During the operation of the electric pump, the force due to the pressure difference in the fluid path strongly acts on the impeller of the rotating body. As a result, due to the pressure difference of the fluid, a force is applied to the rotating body so that the impeller rotates in the direction in which the impeller moves from the high pressure side to the low pressure side relative to the rotor. According to said structure, the force for reducing the displacement (namely, rotation) of a rotary body can be appropriately loaded to a rotary body by at least one structure of a 1st structure and a 2nd structure. .
(特徴2)負荷部は、ステータとロータとを含んでいてもよい。第1の構成は、高圧側におけるロータのインペラ側の端部に沿って伸びるステータの面積が、低圧側におけるロータのインペラ側の端部に沿って伸びるステータの面積よりも大きい構成を含んでいてもよい。第2の構成は、低圧側におけるロータのインペラと反対側の端部に沿って伸びるステータの面積が、高圧側におけるロータのインペラと反対側の端部に沿って伸びるステータの面積よりも大きい構成を含んでいてもよい。 (Feature 2) The load portion may include a stator and a rotor. The first configuration includes a configuration in which the area of the stator extending along the impeller side end of the rotor on the high pressure side is larger than the area of the stator extending along the end of the rotor impeller side on the low pressure side. Also good. In the second configuration, the area of the stator extending along the end opposite to the rotor impeller on the low pressure side is larger than the area of the stator extending along the end opposite to the rotor impeller on the high pressure side. May be included.
この構成によれば、負荷部は、ステータとロータとを利用して、第1の構成と第2の構成とを実現することができる。第1の構成では、ロータのインペラ側の端部において、高圧側に向かう磁力を高くすることができる。第2の構成では、ロータのインペラと反対側の端部において、低圧側に向かう磁力を高くすることができる。この結果、回転体の変位を低減するための力を、回転体に適切に負荷することができる。また、回転体の変位を低減するための力を発生させるための専用の構成を設けなくて済む。 According to this configuration, the load unit can realize the first configuration and the second configuration using the stator and the rotor. In the first configuration, the magnetic force toward the high pressure side can be increased at the impeller side end of the rotor. In the second configuration, the magnetic force toward the low pressure side can be increased at the end of the rotor opposite to the impeller. As a result, the force for reducing the displacement of the rotating body can be appropriately applied to the rotating body. Further, it is not necessary to provide a dedicated configuration for generating a force for reducing the displacement of the rotating body.
(特徴3)第1の構成は、ステータの高圧側に位置する高圧側ステータ部分のインペラ側の端部が、ステータの低圧側に位置する低圧側ステータ部分のインペラ側の端部よりも、回転軸方向に沿って、インペラ側に伸びている構成を含んでいてもよい。第2の構成は、低圧側ステータ部分のインペラと反対側の端部が、高圧側ステータ部分のインペラと反対側の端部よりも、回転軸方向に沿って、インペラと反対側に伸びている構成を含んでいてもよい。 (Characteristic 3) The first configuration is such that the impeller side end of the high pressure side stator portion located on the high pressure side of the stator rotates more than the impeller side end of the low pressure side stator portion located on the low pressure side of the stator. The structure extended to the impeller side along the axial direction may be included. In the second configuration, the end portion on the opposite side of the impeller of the low-pressure side stator portion extends to the opposite side of the impeller along the rotational axis direction from the end portion on the opposite side of the impeller of the high-pressure side stator portion. A configuration may be included.
電動ポンプの作動時には、ステータに電圧が印加されることによって、ロータに、ステータに向かう磁力が負荷される。上記の第1の構成によれば、ロータのインペラ側の端部において、低圧側から高圧側に向かう磁力を、回転体に負荷することができる。また、上記の第2の構成によれば、ロータのインペラと反対側の端部において、高圧側から低圧側に向かう磁力を、回転体に負荷することができる。これにより、回転体の変位を低減するための力を、回転体に適切に負荷することができる。 During operation of the electric pump, a voltage is applied to the stator, so that a magnetic force directed to the stator is loaded on the rotor. According to said 1st structure, the magnetic force which goes to the high voltage | pressure side from a low voltage | pressure side can be loaded to a rotary body in the edge part by the side of the impeller of a rotor. Moreover, according to said 2nd structure, the magnetic force which goes to a low voltage | pressure side from a high voltage | pressure side can be loaded to a rotary body in the edge part on the opposite side to the impeller of a rotor. Thereby, the force for reducing the displacement of the rotating body can be appropriately applied to the rotating body.
(特徴4)第1の構成は、ロータのインペラ側の端部において、回転軸に直交する断面を見たときに、ロータの外周面に沿って伸びる高圧側ステータ部分の長さが、ロータの外周面に沿って伸びる低圧側ステータ部分の長さよりも長い構成を含んでいてもよい。第2の構成は、ロータのインペラの反対側の端部において、回転軸に直交する断面で見たときに、ロータの外周面に沿って伸びる低圧側ステータ部分の長さが、ロータの外周面に沿って伸びる高圧側ステータ部分の長さよりも長い構成を含んでいてもよい。 (Feature 4) In the first configuration, the length of the high-pressure side stator portion extending along the outer peripheral surface of the rotor when the cross section orthogonal to the rotation axis is viewed at the impeller side end of the rotor A structure longer than the length of the low-pressure side stator portion extending along the outer peripheral surface may be included. In the second configuration, the length of the low-pressure side stator portion that extends along the outer peripheral surface of the rotor when viewed in a cross section orthogonal to the rotation axis at the end opposite to the impeller of the rotor is the outer peripheral surface of the rotor. The structure may be longer than the length of the high-pressure-side stator portion extending along the axis.
(特徴5)負荷部は、ステータとロータとを含んでいてもよい。第1の構成は、ロータのインペラ側の端部において、ステータの高圧側に位置する高圧側ステータ部分とロータとの平均の隙間の大きさが、ステータの低圧側に位置する低圧側ステータ部分とロータとの平均の隙間の大きさよりも小さい構成を含んでいてもよい。第2の構成は、ロータのインペラと反対側の端部において、低圧側ステータ部分とロータとの平均の隙間の大きさが、高圧側ステータ部分とロータとの平均の隙間の大きさよりも小さい構成を含んでいてもよい。 (Feature 5) The load portion may include a stator and a rotor. The first configuration is such that, at the impeller side end of the rotor, the size of the average gap between the high pressure side stator portion located on the high pressure side of the stator and the rotor is low pressure side stator portion located on the low pressure side of the stator. A configuration smaller than the size of the average gap with the rotor may be included. In the second configuration, the average clearance between the low-pressure side stator portion and the rotor is smaller than the average clearance between the high-pressure side stator portion and the rotor at the end opposite to the impeller of the rotor. May be included.
特徴4及び5では、上記の第1の構成によれば、ロータのインペラ側の端部において、低圧側から高圧側に向かう磁力を、回転体に負荷することができる。また、上記の第2の構成によれば、ロータのインペラと反対側の端部において、高圧側から低圧側に向かう磁力を、回転体に負荷することができる。これにより、回転体の変位を低減するための力を、回転体に適切に負荷することができる。 In the characteristics 4 and 5, according to the first configuration, a magnetic force directed from the low pressure side to the high pressure side can be applied to the rotating body at the end portion on the impeller side of the rotor. Moreover, according to said 2nd structure, the magnetic force which goes to a low voltage | pressure side from a high voltage | pressure side can be loaded to a rotary body in the edge part on the opposite side to the impeller of a rotor. Thereby, the force for reducing the displacement of the rotating body can be appropriately applied to the rotating body.
(特徴6)負荷部は、第1の磁性体と第2の磁性体とを含んでいてもよい。第1の磁性体は、回転体に取り付けられ、回転体の周方向に一巡してもよい。第2の磁性体は、ケーシングのうち、第1の磁性体に対向する領域に取り付けられていてもよい。第2の磁性体は、高圧側に配置されており、第1の磁性体との間で、第1の磁性体を第2の磁性体側に引き寄せる方向の磁力を発生させる磁性体と、低圧側に配置されており、第1の磁性体との間で、第1の磁性体を第2の磁性体と反対側に押圧する方向の磁力を発生させる磁性体との少なくとも一方の磁性体を備えていてもよい。 (Feature 6) The load section may include a first magnetic body and a second magnetic body. The first magnetic body may be attached to the rotating body and make a round in the circumferential direction of the rotating body. The second magnetic body may be attached to a region of the casing that faces the first magnetic body. The second magnetic body is disposed on the high-pressure side, and generates a magnetic force in a direction to draw the first magnetic body to the second magnetic body side between the first magnetic body and the low-pressure side. And at least one magnetic body that generates a magnetic force in the direction of pressing the first magnetic body to the opposite side of the second magnetic body with the first magnetic body. It may be.
この構成によれば、第1の磁性体と第2の磁性体とによって発生する磁力によって、回転体の変位を低減するための力を、回転体に適切に負荷することができる。 According to this configuration, the force for reducing the displacement of the rotating body can be appropriately applied to the rotating body by the magnetic force generated by the first magnetic body and the second magnetic body.
(特徴7)第1の磁性体は、インペラに取り付けられていてもよい。 (Feature 7) The first magnetic body may be attached to the impeller.
この構成によれば、流体の圧力差による力が強く作用するインペラに対して、第1の磁性体と第2の磁性体とによって発生する磁力を直接的に負荷することができる。 According to this configuration, the magnetic force generated by the first magnetic body and the second magnetic body can be directly applied to the impeller on which the force due to the pressure difference of the fluid strongly acts.
(特徴8)第1の磁性体は、ロータのインペラと反対側の端面に取り付けられていてもよい。 (Feature 8) The 1st magnetic body may be attached to the end surface on the opposite side to the impeller of a rotor.
この構成によれば、ロータとステータ以外に構成によって、回転体の変位を低減するための力を、回転体に適切に負荷することができる。 According to this configuration, a force for reducing the displacement of the rotating body can be appropriately applied to the rotating body by a configuration other than the rotor and the stator.
(特徴9)負荷部は、ステータを覆うと共に、ロータの周囲を囲む周壁を含んでいてもよい。流体経路は、ロータと周壁との隙間と連通していてもよい。負荷部は、ロータのインペラ側の端部において、低圧側のロータと周壁との隙間が、高圧側のロータと周壁との隙間より大きい構成と、ロータのインペラと反対側の端部において、高圧側のロータと周壁との隙間が、低圧側のロータと周壁との隙間より大きい構成と、の少なくとも一方の構成を備えていてもよい。 (Feature 9) The load portion may include a peripheral wall that covers the stator and surrounds the rotor. The fluid path may communicate with a gap between the rotor and the peripheral wall. The load part has a configuration in which the gap between the rotor on the impeller side of the rotor and the peripheral wall is larger than the gap between the rotor on the high pressure side and the peripheral wall, and a high pressure at the end opposite to the impeller of the rotor. The gap between the rotor on the side and the peripheral wall may have at least one of the configurations larger than the gap between the rotor on the low pressure side and the peripheral wall.
この構成では、流体は、ロータと周壁との隙間に流入し、ロータと周壁との隙間を流れる。流体がロータと周壁との隙間が比較的に小さい領域からロータと周壁との隙間が比較的に大きい領域に流入すると、流体の圧力は高くなる。上記の前者の構成によれば、ロータと周壁との隙間に存在する流体の圧力によって、ロータのインペラ側の端部において、低圧側から高圧側に向かう力が、回転体に負荷される。また、上記の後者の構成によれば、ロータと周壁との隙間に存在する流体の圧力によって、ロータのインペラと反対側の端部において、高圧側から低圧側に向かう力が、回転体に負荷される。この結果、回転体の変位を低減するための力を、回転体に適切に負荷することができる。 In this configuration, the fluid flows into the gap between the rotor and the peripheral wall, and flows through the gap between the rotor and the peripheral wall. When the fluid flows from a region where the gap between the rotor and the peripheral wall is relatively small into a region where the gap between the rotor and the peripheral wall is relatively large, the pressure of the fluid increases. According to the former configuration, due to the pressure of the fluid existing in the gap between the rotor and the peripheral wall, a force from the low pressure side to the high pressure side is applied to the rotating body at the impeller side end of the rotor. Further, according to the latter configuration, the force from the high pressure side to the low pressure side is applied to the rotating body at the end opposite to the impeller of the rotor due to the pressure of the fluid existing in the gap between the rotor and the peripheral wall. Is done. As a result, the force for reducing the displacement of the rotating body can be appropriately applied to the rotating body.
(特徴10)負荷部は、ロータのインペラと反対側の端面に対向する対向壁を含んでいてもよい。流体経路は、ロータと対向壁との隙間と連通していてもよい。負荷部は、低圧側のロータのインペラと反対側の端面と対向壁との隙間は、高圧側のロータのインペラと反対側の端面と対向壁との隙間よりも大きい構成を備えていてもよい。 (Characteristic 10) The load portion may include an opposing wall facing the end surface on the opposite side of the rotor impeller. The fluid path may be in communication with a gap between the rotor and the opposing wall. The load portion may have a configuration in which a gap between the opposite end surface of the low pressure side rotor impeller and the opposing wall is larger than a clearance between the opposite end surface of the high pressure side rotor and the opposing wall. .
この構成では、流体は、ロータと対向壁との隙間に流入し、ロータと対向壁との隙間を流れる。流体がロータと対向壁との隙間が比較的に小さい領域からロータと対向壁との隙間が比較的に大きい領域に流入すると、流体の圧力は高くなる。上記の構成によれば、ロータと対向壁との隙間に存在する流体の圧力によって、回転体の変位を低減するための力を、回転体に適切に負荷することができる。 In this configuration, the fluid flows into the gap between the rotor and the opposing wall and flows through the gap between the rotor and the opposing wall. When the fluid flows from a region where the gap between the rotor and the facing wall is relatively small into a region where the gap between the rotor and the facing wall is relatively large, the pressure of the fluid increases. According to said structure, the force for reducing the displacement of a rotary body can be appropriately loaded to a rotary body with the pressure of the fluid which exists in the clearance gap between a rotor and an opposing wall.
(第1実施例)
(電動ポンプ10の構成)
電動ポンプ10は、自動車のエンジンルーム内に設置され、エンジンやインバータ等を冷却する冷却水を循環するために用いられる。図1に示すように、電動ポンプ10は、ポンプ部20とモータ部40とを備える。電動ポンプ10の外周は、ケーシング12で構成されている。ケーシング12は、上部ケーシング28と下部ケーシング46とを備える。
(First embodiment)
(Configuration of electric pump 10)
The
(ポンプ部20の構成)
ポンプ部20は、上部ケーシング28内に設けられている。ポンプ部20は、上部ケーシング28によって、吸入口22と吐出口23(図2参照)と冷却水経路24とが形成されている。また、ポンプ部20は、後述する回転体60のインペラ26を備える。インペラ26は、上部ケーシング28に収容されている。図2に示すように、インペラ26は、図1の上方から見て円形状を有する。電動ポンプ10に電力が供給されると、インペラ26は、回転方向Rに回転する。インペラ26の上面には、一定の間隔で複数枚の羽根が形成されている。インペラ26の外周面と上部ケーシング28の内周面との間に、冷却水経路24が形成されている。
(Configuration of pump unit 20)
The
冷却水経路24は、インペラ26の外周(即ち回転方向R)に沿って形成されている。XY平面に平行な断面で見たときに、上部ケーシング28の内周面は、回転方向Rに進むに従って、インペラ26の外周から徐々に離間している。このため、冷却水経路24の経路面積は、回転方向Rに従って、徐々に大きくなる。冷却水経路24の経路面積が最大の位置には、吐出口23が接続されている。吐出口23は、冷却水経路24の接線方向に伸びている。冷却水経路24は、インペラ26の周方向を一巡しており、冷却水経路24の経路面積が最大の位置は、経路面積が最小の冷却水経路24が接続されている。
The cooling
図1に示すように、冷却水経路24には、さらに、吸入口22が接続されている。吸入口22は、ポンプ部20の上端に形成されている。吸入口22は、回転体60の回転軸(以下では単に「回転軸」と呼ぶ)が伸びる方向に伸びている。
As shown in FIG. 1, a
(モータ部40の構成)
モータ部40は、ポンプ部20の下方に配置されている。モータ部40は、下部ケーシング46に形成されている。モータ部40は、ブラシレスモータを構成する。モータ部40は、シャフト16と、回転体60のロータ42と、ステータ44と、を備える。シャフト16の下端は、下部ケーシング46に固定されている。シャフト16は、ケーシング12内を上下方向に伸びており、その先端はポンプ部20に達している。シャフト16には、回転体60が回転可能に取り付けられている。回転体60は、インペラ26とロータ42とを備える。ロータ42は、インペラ26の下方に間隔を空けて配置されている。ロータ42は、インペラ26と、回転体60の回転軸方向(即ちロータ42の回転軸方向(以下では「Z軸方向」と呼ぶ))に並んで配置されている。ロータ42とインペラ26とは、シャフト16の軸心を中心に回転する。ロータ42は、下部ケーシング46に収容されている。ロータ42は、円筒形状を有する。ロータ42は、複数個の永久磁石52を備える。複数個の永久磁石52は、周方向に複数の磁極を有するように配置されている。インペラ26とロータ42とは一体に構成されている。このため、ロータ42が回転すると、インペラ26も回転する。
(Configuration of motor unit 40)
The
モータ部40の下方には、ステータ44への給電制御を行う制御回路18が配置されている。制御回路18は、端子14を介して、図示しない外部電源(例えば、車両に搭載されているバッテリ)に接続されている。制御回路18は、外部電源から供給される電力をモータ部40に供給する。
Below the
(ステータ44の構成)
ステータ44は、ロータ42の外周側に配置されている。なお、図1では、ステータ44の縦断面が示されているが、図面の見易さのため、平行斜線が省略されている。ステータ44は、下部ケーシング46の内部に収容されている。ステータ44は、2個のコア44a,44bを備える。2個のコア44a,44bは、下部ケーシング46を構成する樹脂層によって覆われている。下部ケーシング46は、ロータ42の外周面42aに対向しており、ロータ42の周囲を囲む周壁46aと、ロータ42のインペラ26と反対側の端面42bに対向する対向壁46bと、を備える。ロータ42は、周壁46aと対向壁46bと隙間を空けて配置されている。ロータ42と周壁46aとの隙間及びロータ42と対向壁46bとの隙間は、ポンプ部20(即ち冷却水経路24)と連通している。
(Configuration of stator 44)
The
2個のコア44a,44bのそれぞれは、複数個のコアプレート48がZ軸方向に積層されることによって構成されている。但し、冷却水経路24の経路面積が比較的に大きい側(即ち図1の左側)に位置するコア44bが備えるコアプレート48の個数は、冷却水経路24の経路面積が比較的に小さい側(即ち図1の右側)に位置するコア44aが備えるコアプレート48の個数よりも多い。即ち、コア44bのZ軸方向の長さは、コア44aのZ軸方向の長さよりも長い。詳細には、Z軸方向において、コア44bのポンプ部20(即ちインペラ26)と反対側の端の位置は、コア44aのインペラ26と反対側の端と同一位置に位置する一方、コア44bのインペラ26側の端の位置は、コア44aのインペラ26側の端よりも、インペラ26に近い位置に位置する。換言すると、コア44aのインペラ26側の端部は、コア44bのインペラ26側の端部よりも、Z軸方向に沿って、インペラ26側に伸びている。なお、Z軸方向において、コア44bのインペラ26側の端は、ロータ42のインペラ26側の端と略同一の位置に位置する。
Each of the two
図3に示すように、コア44aは、Y方向に並ぶ3個のティース70を備える。各ティース70には、樹脂製のボビンを介してコイル50が巻回されている。コア44bの構成は、コアプレート48の枚数以外、コア44aと同様である。
As shown in FIG. 3, the
(電動ポンプ10の動作)
次に、電動ポンプ10の動作について説明する。外部電源から端子14を介して、電動ポンプ10に電力が供給されると、制御回路18は、6個のティース70のそれぞれに巻回されているコイル50に、予め決められた順序で電圧を印加する。この結果、6個のティース70のうち、シャフト16を挟んで対向する2個のティースに、同じ相(即ちU,V,W相のいずれか)の電圧が印加される。即ち、モータ部40は、三相交流モータである。
(Operation of electric pump 10)
Next, the operation of the
コイル50に電圧が印加されると、当該コイル50が巻回されているティース70は磁化される。ティース70が磁化されると、ロータ42の永久磁石52は、磁化されているティース70に引き寄せられる。これにより、回転体60は、シャフト16回りに回転する。冷却水は、インペラ26の回転によって、吸入口22からポンプ部20内に吸入され、冷却水経路24に流入する。図2に示すように、冷却水経路24内の冷却水は、インペラ26の回転によって昇圧されながら、冷却水経路24内を回転方向Rに流れ、吐出口23から冷却水経路24外へ吐出される。なお、「電動ポンプ10の作動時」とは、コイル線50に電力が供給されており、回転体60の回転によって、冷却水経路24外に冷却水が吐出されている時を意味する。なお、「電動ポンプ10の作動時」とは、単に、コイル線50に電力が供給されている間の全期間を意味するものではない。
When a voltage is applied to the
この結果、電動ポンプ10の作動時には、冷却水経路24内において、下流側の冷却水の圧力は、上流側の冷却水の圧力よりも高くなり、冷却水に圧力差が生じる。図2に示すように、具体的には、冷却水経路24を回転方向Rに従って、冷却水の圧力は高くなり、高圧領域HPにおける冷却水の圧力は、低圧領域LPにおける冷却水の圧力よりも相当に高い。高圧領域HPの冷却水の圧力と低圧領域LPの冷却水の圧力との圧力差によって、インペラ26には、高圧領域HPから低圧領域LPに向かう力(以下では単に「圧力差による力」と呼ぶ)が負荷される。
As a result, when the
回転体60には、図1の上端付近に圧力差による力が負荷される。即ち、回転体60には、回転体60のZ軸方向の中間位置を通過する軸線を中心に、インペラ26がロータ42に対して高圧領域HPから低圧領域LPに向けて移動する方向(図1において時計回り)に回転するための力が負荷される。
A force due to a pressure difference is applied to the
図1に示すように、電動ポンプ10では、冷却水経路24の経路面積が比較的に大きい側、即ち、高圧領域HP側に位置するコア44bは、冷却水経路24の経路面積が比較的に小さい側、即ち、低圧領域LP側に位置するコア44aよりも、インペラ26側に伸びている。このため、電動ポンプ10の作動時にティース70が磁化されると、ロータ42のインペラ26側の端部では、高圧領域HP側に向かう磁力が、低圧領域LP側に向かう磁力よりも大きくなる。この結果、ロータ42のインペラ26側の端部に負荷される磁力の合力は、低圧領域LP側から高圧領域HP側に向かう。この構成によれば、回転体60の変位(即ち冷却水の圧力差による回転)を低減するための力を、回転体60に適切に負荷することができる。また、電動ポンプ10の作動時には、コイル50に電圧が供給されているため、上記の磁力の合力は、電動ポンプ10の作動時に、回転体60に常時負荷されている。この構成によれば、冷却水経路24内の冷却水の圧力差によって、回転体60が変位することを低減することができる。これにより、回転体60とケーシング12との接触が抑制され、電動ポンプ10のポンプ効率の低下が抑制される。なお、上記の磁力の合力は、電動ポンプ10の作動時に、回転体60に常時負荷されているため、電動ポンプ10の作動時に、回転体60に負荷される力が変化して、回転体60の姿勢が不安定になることを抑制することができる。
As shown in FIG. 1, in the
また、上記の磁力の合力は、ステータ44とロータ42とによって生じている。この構成によれば、回転体60の変位を低減するための力を発生させるための専用の構成を設けなくて済む。なお、ロータ42とステータ44とが「負荷部」の一例である。
Further, the resultant magnetic force is generated by the
(第2実施例)
図4を参照して、第1実施例と異なる点について説明する。なお、図4では、回転体60は、外形のみが示されているが、実際には第1実施例と同様の構成を有する。ステータ144は、2個のコア144a,144bを備える。2個のコア144a,144bは、同一の構成を有する一方、Z軸方向の位置が異なる。詳細には、高圧領域HP側(図4の左側)に位置するコア144bは、低圧領域LP側(図4の右側)に位置するコア144aよりもインペラ26側に位置している。言い換えると、高圧領域HP側に位置するコア144bは、低圧領域LP側に位置するコア144aよりも、Z軸方向に沿って、インペラ26側に伸びている一方、低圧領域LP側に位置するコア144aは、高圧領域HP側に位置するコア144bよりも、Z軸方向に沿って、インペラ26と反対側に伸びている。
(Second embodiment)
Differences from the first embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 4, only the outer shape of the
この構成によれば、第1実施例と同様の効果を奏することができる。さらに、低圧領域LP側に位置するコア144aは、高圧領域HP側に位置するコア144bよりも、インペラ26と反対側に伸びている。このため、電動ポンプ10の作動時にコア144a,144bのティースが磁化されると、ロータ42のインペラ26と反対側の端部において、低圧領域LP側に向かう磁力は、高圧領域HP側に向かう磁力よりも大きくなる。この結果、ロータ42のインペラ26と反対側の端部に負荷される磁力の合力は、高圧領域HP側から低圧領域LP側に向かう。この構成によれば、回転体60の変位(即ち冷却水の圧力差による回転)を低減するための力、即ち、圧力差による力による回転体60のモーメントを低減する力を、回転体60に適切に負荷することができる。この構成によれば、冷却水経路24内の冷却水の圧力差によって、回転体60が変位することを、さらに低減することができる。なお、ロータ42とステータ44とが「負荷部」の一例である。
According to this configuration, the same effects as in the first embodiment can be obtained. Furthermore, the
なお、変形例では、コア144aとコア144bとのインペラ26側の端部は、Z軸方向において、同一の位置であってもよい。一方、コア144aのインペラ26と反対側の端部は、コア144bのインペラ26と反対側の端部よりも、Z軸方向に沿って、インペラ26と反対側に伸びていてもよい。この構成によれば、ロータ42のインペラ26と反対側の端部に負荷される磁力の合力は、高圧領域HP側から低圧領域LP側に向かうため、回転体60に適切に負荷することができる。
In the modification, the end portions on the
(第3実施例)
本実施例の電動ポンプ10は、第1実施例の電動ポンプ10と比較して、2個のコア244a,244bの構成が、2個のコア44a,44bの構成と異なる。その他の構成は、第1実施例の電動ポンプ10と同様であるため、説明を省略する。2個のコア244a,244bは、複数個のコアプレート248がZ軸方向に積層されることによって構成されている。2個のコア244a,244bは、同数のコアプレート248を備える。即ち、2個のコア244a,244bのZ軸方向の長さは同一である。
(Third embodiment)
The
複数個のコアプレート248は、第1のコアプレート248aと第2のコアプレート248bとを備える。第1のコアプレート248aは、第2のコアプレート248bと比較して、3個のティース270a〜cを構成する部分のうち、ロータ42の外周面42aに沿って伸びる部分が短い。
The plurality of
低圧領域LP側(図5の右側)のコア244aでは、複数個のコアプレート248のうち、インペラ26側の端部に位置する一部のコアプレート248(例えば、コアプレート248のZ軸方向の長さのうち、4分の1の長さに相当するコアプレート248)は、第1のコアプレート248aであり、その他は、第2のコアプレート248bである。一方、高圧領域HP側(図5の左側)のコア244bでは、複数個のコアプレート248のうち、インペラ26と反対側に位置する一部のコアプレート248(例えば、コアプレート248のZ軸方向の長さのうち、4分の1の長さに相当するコアプレート248)は、第1のコアプレート248aであり、その他は、第2のコアプレート248bである。
In the
この構成では、ロータ42のインペラ26側の端部では、XY平面に平行な断面(即ちZ軸方向に直交する断面)で見たときに、外周面42aに沿って伸びるコア244b(第2のコアプレート248bで構成される部分)の長さは、外周面42aに沿って伸びるコア244a(第1のコアプレート248aで構成される部分)の長さよりも長い。電動ポンプ10の作動時にコア244a,244bのティースが磁化されると、ロータ42のインペラ26側の端部において、コア244bとロータ42との間のコア244b側、即ち高圧領域HP側に向かう磁力は、コア244aとロータ42との間のコア44b側、即ち低圧領域LP側に向かう磁力よりも大きい。即ち、ロータ42のインペラ26側の端部に負荷される磁力の合力は、低圧領域LP側から高圧領域HP側に向かう。この構成によれば、回転体60の変位(即ち冷却水の圧力差による回転)を低減するための力を、回転体60に適切に負荷することができる。また、電動ポンプ10の作動時には、コイル50に電圧が印加されているため、上記の磁力の合力は、電動ポンプ10の作動時に、回転体60に常時負荷されている。この構成によれば、冷却水経路24内の冷却水の圧力差によって、回転体60が変位することを低減することができる。これにより、回転体60とケーシング12との接触が抑制され、電動ポンプ10のポンプ効率の低下が抑制される。
In this configuration, at the end of the
ロータ42のインペラ26と反対側の端部では、XY平面に平行な断面で見たときに、外周面42aに沿って伸びるコア244a(第2のコアプレート248bで構成される部分)の長さは、外周面42aに沿って伸びるコア244b(第1のコアプレート248aで構成される部分)の長さよりも長い。この構成では、電動ポンプ10の作動時に、ロータ42のインペラ26と反対側の端部において、コア244aとロータ42との間のコア244a側、即ち低圧領域LP側に向かう磁力は、コア244bとロータ42との間のコア244b側、即ち高圧領域HP側に向かう磁力よりも大きい。即ち、ロータ42のインペラ26と反対側の端部に負荷される磁力の合力は、高圧領域HP側から低圧領域LP側に向かう。この構成によれば、回転体60の変位(即ち冷却水の圧力差による回転)を低減するための力、即ち、圧力差による力による回転体60のモーメントを低減する力を、回転体60に適切に負荷することができる。この構成によれば、冷却水経路24内の冷却水の圧力差によって、回転体60が変位することを、さらに低減することができる。
At the end of the
なお、変形例では、2個のコア244a,244bのうち、どちらのコアは、第2のコアプレート248bのみを備えていてもよい。
In the modified example, either of the two
(第4実施例)
本実施例の電動ポンプ10は、第3実施例の電動ポンプ10と比較して、2個のコア344a,344bに設けられている第1のコアプレート348aの形状が、第1のコアプレート248aの形状と異なる。なお、第2のコアプレート348bの形状は、第2のコアプレート248bの形状と同一である。
(Fourth embodiment)
In the
第2のコアプレート348bでは、3個のティース370a〜cを構成する部分は、ロータ42の外周に沿って伸びる部分を有している。一方、第1のコアプレート348aでは、3個のティース370a〜cを構成する部分のうち、ロータ42側の端部は、ロータ42の外周に沿って伸びておらず、第2のコアプレート348bと比較して、ロータ42の外周から離間している。
In the
この構成では、ロータ42のインペラ26側の端部では、XY平面に平行な断面で見たときに、外周面42aに沿って伸びるコア344b(第2のコアプレート348bで構成される部分)の長さは、外周面42aに沿って伸びるコア344a(第1のコアプレート348aで構成される部分)の長さよりも長い。また、ロータ42のインペラ26と反対側の端部では、XY平面に平行な断面で見たときに、外周面42aに沿って伸びるコア344a(第2のコアプレート348bで構成される部分)の長さは、外周面42aに沿って伸びるコア344b(第1のコアプレート348aで構成される部分)の長さよりも長い。この構成によれば、第4実施例の電動ポンプ10は、第3実施例の電動ポンプ10と同様の効果を奏することができる。なお、変形例では、2個のコア344a,344bのうち、どちらのコアは、第2のコアプレート348bのみを備えていてもよい。
In this configuration, at the end portion of the
(第5実施例)
図7に示すように、本実施例の電動ポンプ10は、第3実施例の電動ポンプ10と比較して、2個のコア444a,444bに設けられている第1のコアプレート448aの形状が、第1のコアプレート248aの形状と異なる。なお、第2のコアプレート448bの形状は、第2のコアプレート248bの形状と同一である。
(5th Example)
As shown in FIG. 7, in the
第1のコアプレート448aと第2のコアプレート448bとのそれぞれは、3個のティース470a〜cを構成する部分に、外周面42aに沿って伸びる部分を有している。第1のコアプレート448aの外周面42aに沿って伸びる部分は、第2のコアプレート448bの外周面42aに沿って伸びる部分よりも、外周面42aから離間している。
Each of the
この構成では、図8に示すように、ロータ42のインペラ26側の端部では、コア444b(第2のコアプレート448bで構成される部分)とロータ42との隙間は、コア444a(第1のコアプレート448aで構成される部分)とロータ42との隙間よりも小さい。この構成では、電動ポンプ10の作動時にコア444a,444bのティースが磁化されると、ロータ42のインペラ26側の端部において、コア444bとロータ42との間のコア444b側、即ち高圧領域HP側に向かう磁力は、コア244aとロータ42との間のコア444b側、即ち低圧領域LP側に向かう磁力よりも大きい。即ち、ロータ42のインペラ26側の端部に負荷される磁力の合力は、低圧領域LP側から高圧領域HP側に向かう。
In this configuration, as shown in FIG. 8, at the end of the
また、ロータ42のインペラ26と反対側の端部では、コア444a(第2のコアプレート448bで構成される部分)とロータ42との隙間は、コア444b(第1のコアプレート448aで構成される部分)とロータ42との隙間よりも小さい。このため、電動ポンプ10の作動時にコア444a,444bのティースが磁化されると、ロータ42のインペラ26と反対側の端部において、コア444aとロータ42との間のコア444a側、即ち低圧領域LP側に向かう磁力は、コア444bとロータ42との間のコア444b側、即ち高圧領域HP側に向かう磁力よりも大きい。即ち、ロータ42のインペラ26と反対側の端部に負荷される磁力の合力は、高圧領域HP側から低圧領域LP側に向かう。これらの構成によれば、第5実施例の電動ポンプ10は、第3実施例の電動ポンプ10と同様の効果を奏することができる。
In addition, at the end of the
上記の実施例では、第1のコアプレート448aとロータ42との隙間は、一定である。しかしながら、第1のコアプレート448aとロータ42との隙間は一定でなくてもよい。この場合、第1のコアプレート448aとロータ42との平均の隙間の大きさは、第2のコアプレート448bとロータ42との平均の隙間の大きさよりも大きくする。なお、別の変形例では、2個のコア444a,444bのうち、どちらのコアは、第2のコアプレートのみを備えていてもよい。
In the above embodiment, the gap between the
(第6実施例)
図9を参照して、第1実施例の電動ポンプ10との相違点を説明する。本実施例の電動ポンプ10では、周壁46aに、2個の昇圧凹部500,502が形成されている。昇圧凹部500は、Z軸方向に沿って、周壁46aのインペラ26側の端部からロータ42のインペラ26側の端部を通過して、ロータ42の中間位置まで伸びている。昇圧凹部500は、低圧領域LP側において、外周面42bに沿って部分円管状に形成されている。周壁46aは、昇圧凹部500が形成されている部分で、周壁46aの他の部分よりも、ロータ42から離間している。即ち、ロータ42のインペラ26側の端部では、低圧領域LP側におけるロータ42と周壁46aとの隙間は、高圧領域HP側におけるロータ42と周壁46aとの隙間よりも大きい。
(Sixth embodiment)
With reference to FIG. 9, a difference from the
昇圧凹部502は、Z軸方向に沿って、周壁46aのインペラ26と反対側の端部からロータ42のインペラ26と反対側の端部を通過して、ロータ42の中間位置まで伸びている。なお、2個の昇圧凹部500,502は、Z軸方向において、一部重複している。昇圧凹部502は、高圧領域HP側において、ロータ42の外周に沿って部分円管状に形成されている。周壁46aは、昇圧凹部502が形成されている部分で、周壁46aの他の部分よりも、ロータ42から離間している。即ち、ロータ42のインペラ26と反対側の端部では、高圧領域HP側におけるロータ42と周壁46aとの隙間は、低圧領域LP側におけるロータ42と周壁46aとの隙間よりも大きい。
The step-up
電動ポンプ10の作動時に、冷却水経路24内の冷却水の一部は、ロータ42と周壁46aとの隙間に流入する。ロータ42と周壁46aとの隙間に流入した冷却水は、ロータ42の回転に伴って、ロータ42と周壁46aとの隙間を、回転方向Rに沿って流れる。昇圧凹部500,502が形成されている部分では、ロータ42と周壁46aとの隙間が、他の部分よりも大きい。即ち、ロータ42と周壁46aとの隙間を流れる冷却水の流路面積は、昇圧凹部500,502が形成されている部分において、他の部分と比較して大きい。この結果、冷却水が昇圧凹部500,502が形成されている部分に流入すると、冷却水の圧力は、ロータ42と周壁46aとの隙間の他の部分の圧力よりも高くなる。
When the
この構成によれば、ロータ42のインペラ26側の端部には、ロータ42と周壁46aとの隙間を流れる冷却水によって、低圧領域LP側から高圧領域HP側に向かう力が負荷される。一方、ロータ42のインペラ26の反対側の端部には、ロータ42と周壁46aとの隙間を流れる冷却水によって、高圧領域HP側から低圧領域LP側に向かう力が負荷される。この構成によれば、冷却水経路24内の冷却水の圧力差によって、回転体60が変位することを低減することができる。これにより、回転体60とケーシング12との接触が抑制され、電動ポンプ10のポンプ効率の低下が抑制される。
According to this configuration, a force directed from the low pressure region LP side to the high pressure region HP side is applied to the end portion of the
なお、変形例では、昇圧凹部500,502のうちの一方のみが形成されていてもよい。また、昇圧凹部500,502の形状は、本実施例の形状に限定されない。例えば、昇圧凹部500は、周壁46aが、外周面42aから徐々に離間するように、形成されていてもよい。一般的には、昇圧凹部500,502は、周壁46aが、外周面42aから離間するように形成されていればよい。
In the modified example, only one of the boost recesses 500 and 502 may be formed. Moreover, the shape of the pressure | voltage rise recessed part 500,502 is not limited to the shape of a present Example. For example, the
(第7実施例)
図10を参照して、第1実施例の電動ポンプ10との相違点を説明する。本実施例の電動ポンプ10では、対向壁46bの形状が、第1実施例の電動ポンプ10と異なる。対向壁46bには、低圧領域LP側に、昇圧凹部600が形成されている。昇圧凹部600は、低圧領域LP側において、回転方向Rに沿って円弧状に伸びている。対向壁46bは、昇圧凹部600が形成されている部分で、対向壁46bの他の部分よりも、端面42bから離間している。このため、低圧領域LP側における端面42bと対向壁46bとの隙間は、高圧領域HP側における端面42bと対向壁46bとの隙間よりも大きい。
(Seventh embodiment)
A difference from the
電動ポンプ10の作動時に、冷却水経路24内の冷却水の一部は、端面42bと対向壁46bとの隙間に流入する。端面42bと対向壁46bとの隙間に流入した冷却水は、ロータ42の回転に伴って、端面42bと対向壁46bとの隙間を、回転方向Rに沿って流れる。昇圧凹部600が形成されている部分では、端面42bと対向壁46bとの隙間が、他の部分よりも大きい。このため、端面42bと対向壁46bとの隙間を流れる冷却水の流路面積は、昇圧凹部600が形成されている部分において、他の部分と比較して大きい。この結果、冷却水が昇圧凹部600が形成されている部分に流入すると、冷却水の圧力は、端面42bと対向壁46bとの隙間の他の部分の圧力よりも高くなる。
During the operation of the
この構成によれば、ロータ42の端面42bには、昇圧凹部600が形成されている部分を流れる冷却水によって、インペラ26に向かう力が負荷される。この構成によれば、冷却水経路24内の冷却水の圧力差によって、回転体60が変位することを低減することができる。これにより、回転体60とケーシング12との接触が抑制され、電動ポンプ10のポンプ効率の低下が抑制される。
According to this configuration, a force toward the
なお、昇圧凹部600の形状は、本実施例の形状に限定されない。例えば、昇圧凹部600は、対向壁46bが、端面42bから徐々に離間するように、形成されていてもよい。一般的には、昇圧凹部600は、対向壁46bが、端面42bから離間するように形成されていればよい。
In addition, the shape of the pressure | voltage rise recessed
(第8実施例)
図11を参照して、第1実施例の電動ポンプ10との相違点を説明する。図11では、説明のため、回転体60が消去されている。本実施例の電動ポンプ10では、周壁46aに、2個の昇圧溝700が形成されている。各昇圧溝700は、低圧領域LP側におけるロータ42のインペラ26側の端部に対向する位置から、高圧領域HP側におけるロータ42のインペラ26と反対側の端部に対向する位置まで湾曲して伸びている。2本の昇圧溝700は、回転軸を通過するXZ平面に関して対称に形成されている。
(Eighth embodiment)
A difference from the
この構成では、ロータ42と対向壁46aとの隙間を流れる冷却水は、昇圧溝700によって昇圧される。そして、昇圧された冷却水は、昇圧溝700内を通過して、高圧領域HP側において、ロータ42のインペラ26と反対側の端部に至る。さらに、昇圧された冷却水は、昇圧溝700内を通過して、低圧領域LP側において、ロータ42のインペラ26側の端部に至る。この構成によれば、ロータ42には、昇圧溝700が形成されている部分を流れる冷却水と他の部分を流れる冷却水との圧力差による力が負荷される。この構成によれば、冷却水経路24内の冷却水の圧力差によって、回転体60が変位することを低減することができる。これにより、回転体60とケーシング12との接触が抑制され、電動ポンプ10のポンプ効率の低下が抑制される。
In this configuration, the cooling water flowing through the gap between the
(第9実施例)
図12を参照して、第1実施例の電動ポンプ10との相違点を説明する。本実施例の電動ポンプ10は、インペラ26の外周面に、インペラ26を一巡する永久磁石804が取り付けられている。永久磁石804の外側表面は、N極である。上部ケーシング28の内部には、2個の永久磁石800,802が配置されている。永久磁石800は、高圧領域HP側に設けられている。永久磁石800は、永久磁石804の外側表面と対向しており、その対向面は、S極である。永久磁石802は、低圧領域LP側に設けられている。永久磁石802は、永久磁石804の外側表面と対向しており、その対向面は、N極である。なお、永久磁石の磁極は、上記の構成に限られず、各永久磁石800〜804の磁極が逆であってもよい。
(Ninth embodiment)
A difference from the
永久磁石800と永久磁石804とによって、インペラ26には、低圧領域LPから高圧領域HPに向かう磁力が負荷される。同様に、永久磁石802と永久磁石804とによって、インペラ26には、低圧領域LPから高圧領域HPに向かう磁力が負荷される。即ち、永久磁石800〜804によって、低圧領域LPから高圧領域HPに向かう磁力が、電動ポンプ10の作動時に、インペラ26に常時負荷されている。この構成によれば、冷却水経路24内の冷却水の圧力差によって、回転体60が変位することを低減することができる。これにより、回転体60とケーシング12との接触が抑制され、電動ポンプ10のポンプ効率の低下が抑制される。
The
変形例では、2個の永久磁石800,802のうち、いずれかの一方の永久磁石のみを備えていてもよい。また、永久磁石800のみが設けられる場合、インペラ26は、永久磁石804に代えて、インペラ26の外周を一巡する磁性体(例えば鉄製の部品等)を備えていてもよい。この構成では、永久磁石800と磁性体とによって、インペラ26には、低圧領域LPから高圧領域HPに向かう磁力が負荷される。
In the modified example, only one of the two
あるいは、永久磁石800の代わりに磁性体が配置されていてもよい。この構成では、永久磁石804と磁性体とによって、インペラ26には、低圧領域LPから高圧領域HPに向かう磁力が負荷される。
Alternatively, a magnetic material may be disposed instead of the
(第10実施例)
図13を参照して、第1実施例の電動ポンプ10との相違点を説明する。本実施例の電動ポンプ10は、ロータ42は、端面42bに、シャフト16を一巡する永久磁石904を備える。永久磁石904の下側表面は、N極である。対向壁46bには、2個の永久磁石900,902が配置されている。永久磁石900は、高圧領域HP側に設けられている。永久磁石900は、永久磁石904の下側表面と対向しており、その対向面は、S極である。永久磁石902は、低圧領域LP側に設けられている。永久磁石902は、永久磁石904の下側表面と対向しており、その対向面は、N極である。
(Tenth embodiment)
The difference from the
この構成によれば、第9実施例と同様に、永久磁石900〜904の磁力によって、冷却水経路24内の冷却水の圧力差により回転体60が変位することを低減することができる。これにより、回転体60とケーシング12との接触が抑制され、電動ポンプ10のポンプ効率の低下が抑制される。
According to this configuration, similarly to the ninth embodiment, it is possible to reduce the displacement of the
変形例では、2個の永久磁石900,902のうち、いずれかの一方の永久磁石のみを備えていてもよい。また、永久磁石900のみが設けられる場合、ロータ42は、永久磁石904に代えて、インペラ26の外周を一巡する磁性体を備えていてもよい。この構成では、永久磁石900と磁性体とによって、インペラ26には、低圧領域LPから高圧領域HPに向かう磁力が負荷される。
In the modification, only one of the two
あるいは、永久磁石900の代わりに磁性体が配置されていてもよい。この構成では、永久磁石804と磁性体とによって、インペラ26には、低圧領域LPから高圧領域HPに向かう磁力が負荷される。
Alternatively, a magnetic material may be disposed instead of the
(第11実施例)
図14を参照して、第1実施例の電動ポンプ10との相違点を説明する。本実施例の電動ポンプ10は、本実施例の電動ポンプ10は、インペラ26のロータ42側の面の外縁に、インペラ26を一巡する永久磁石1004が取り付けられている。永久磁石1004のロータ42側表面は、N極である。下部ケーシング46には、永久磁石1002が配置されている。永久磁石1002は、低圧領域LP側に設けられている。永久磁石1002は、永久磁石1004のロータ42側表面と対向しており、その対向面は、N極である。なお、永久磁石の磁極は、上記の構成に限られず、各永久磁石1002,1004が逆の磁極であってもよい。
(Eleventh embodiment)
A difference from the
低圧領域LP側では、永久磁石1002と永久磁石1004とによって、インペラ26のロータ42側の面を、上方に押圧する磁力が負荷される。この構成によれば、冷却水経路24内の冷却水の圧力差によって、回転体60が変位することを低減することができる。これにより、回転体60とケーシング12との接触が抑制され、電動ポンプ10のポンプ効率の低下が抑制される。
On the low-pressure region LP side, a magnetic force that presses the surface of the
変形例では、下部ケーシング46は、高圧領域HP側に設けられており、永久磁石1004と対向する永久磁石を備えていてもよい。この場合、永久磁石1004と対向する永久磁石の対向面の磁極は、永久磁石1004のロータ42側表面とは逆の磁極であってもよい。この場合、インペラ26は、永久磁石1004に代えて、インペラ26の外周を一巡する磁性体(例えば鉄製の部品等)を備えていてもよい。あるいは、下部ケーシング46の高圧領域HP側には、永久磁石の代わりに磁性体が配置されていてもよい。
In the modification, the
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described in detail, these are only illustrations and do not limit a claim. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.
(変形例)
(1)電動ポンプ10は、第1から第10実施例で開示される複数個の構成のうち、2個以上の構成を備えていてもよい。例えば、電動ポンプ10は、第2実施例で開示されている構成(即ち2個のコア144a,144bの構成)と、第3実施例の構成(即ち第1のコアプレート248aと第2のコアプレート248b)と、第6実施例の構成(即ち昇圧凹部500,502)と、を、備えていてもよい。
(Modification)
(1) The
(2)また、本明細書で開示される技術は、ステータ44のコア44a,44bが一体で構成されている電動ポンプにも有用である。例えば、図15に示されるように、ステータは、1個のコア1144を備えていてもよい。コア1144は、3個の第1のティース1170aと3個の第2のティース1170bとを備えていてもよい。3個の第1のティース1170aは、低圧領域LP側に配置されていてもよい。3個のティース1170aの先端は、ロータ42の外周面42aに対向していてもよい。各第1のティース1170aでは、ロータ42のインペラ26側の端部に対向する部分は、ロータ42の他の部分に対向する部分よりも、ロータ42の外周面42aから離間していてもよい。3個の第2のティース1170bは、高圧領域HP側に配置されていてもよい。3個のティース1170bの先端は、ロータ42の外周面42aに対向していてもよい。各第2のティース1170bでは、ロータ42のインペラ26と反対側の端部に対向する部分は、ロータ42の他の部分に対向する部分よりも、ロータ42の外周面42aから離間していてもよい。この構成によれば、上記の第5実施例と同様の効果を奏することができる。
(2) The technique disclosed in this specification is also useful for an electric pump in which the
(3)上記の各実施例では、コア44a等は、複数個のコアプレート48等が積層されることによって、構成されている。しかしながら、コア44a等は、一体で構成されていてもよい。
(3) In each of the above embodiments, the
(4)上記の第6〜第11実施例では、電動ポンプ10は、第1実施例と同様のステータ44を備えるが、これに代えて、ロータ42を挟んで左右対称に設けられている2個のコアを有するステータ44を備えていてもよい。
(4) In the sixth to eleventh embodiments described above, the
(5)本明細書に開示された技術は、冷却水以外の流体(例えば液体燃料、温水等)のための電動ポンプにも用いることができる。 (5) The technique disclosed in this specification can also be used for an electric pump for fluids other than cooling water (for example, liquid fuel, hot water, etc.).
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology illustrated in the present specification or the drawings achieves a plurality of objects at the same time, and has technical utility by achieving one of the objects.
10:電動ポンプ
12:ケーシング
24:冷却水経路
26:インペラ
42:ロータ
44:ステータ
44a,44b:コア
46:下部ケーシング
48:コアプレート
60:回転体
HP:高圧領域
LP:低圧領域
10: Electric pump 12: Casing 24: Cooling water path 26: Impeller 42: Rotor 44:
Claims (11)
ロータの外周側に配置されるステータと、
インペラの外周に沿って形成されている流体経路を有すると共に、回転体とステータとを収容するケーシングと、
を備える電動ポンプであって、
電動ポンプの作動時における流体経路内の流体の圧力が低い低圧側と流体の圧力が高い高圧側との圧力差によって生じる回転体の変位を低減するための力を、電動ポンプの作動時に、回転体に常時負荷する負荷部を備える電動ポンプ。 A rotating body including a rotor and an impeller arranged side by side with the rotor in the rotation axis direction of the rotor;
A stator disposed on the outer peripheral side of the rotor;
A casing having a fluid path formed along the outer periphery of the impeller, and housing the rotating body and the stator;
An electric pump comprising:
When operating the electric pump, the force to reduce the displacement of the rotating body caused by the pressure difference between the low pressure side where the fluid pressure in the fluid path is low and the high pressure side where the fluid pressure is high is rotated during the operation of the electric pump. An electric pump having a load part that constantly loads the body.
第1の構成は、高圧側におけるロータのインペラ側の端部に沿って伸びるステータの面積が、低圧側におけるロータのインペラ側の端部に沿って伸びるステータの面積よりも大きい構成を含み、
第2の構成は、低圧側におけるロータのインペラと反対側の端部に沿って伸びるステータの面積が、高圧側におけるロータのインペラと反対側の端部に沿って伸びるステータの面積よりも大きい構成を含む、請求項2に記載の電動ポンプ。 The load portion includes a stator and a rotor,
The first configuration includes a configuration in which the area of the stator extending along the impeller side end of the rotor on the high pressure side is larger than the area of the stator extending along the impeller side end of the rotor on the low pressure side,
In the second configuration, the area of the stator extending along the end opposite to the rotor impeller on the low pressure side is larger than the area of the stator extending along the end opposite to the rotor impeller on the high pressure side. The electric pump according to claim 2, comprising:
第2の構成は、低圧側ステータ部分のインペラと反対側の端部が、高圧側ステータ部分のインペラと反対側の端部よりも、回転軸方向に沿って、インペラと反対側に伸びている構成を含む、請求項3に記載の電動ポンプ。 In the first configuration, the impeller side end of the high-pressure side stator portion located on the high-pressure side of the stator is closer to the rotational axis direction than the impeller-side end portion of the low-pressure side stator portion located on the low-pressure side of the stator. Including the structure extending to the impeller side,
In the second configuration, the end portion on the opposite side of the impeller of the low-pressure side stator portion extends to the opposite side of the impeller along the rotational axis direction from the end portion on the opposite side of the impeller of the high-pressure side stator portion. The electric pump according to claim 3, comprising a configuration.
第2の構成は、ロータのインペラの反対側の端部の回転軸に直交する断面で見たときに、ロータの外周面に沿って伸びる低圧側ステータ部分の長さが、ロータの外周面に沿って伸びる高圧側ステータ部分の長さよりも長い構成を含む、請求項3又は4に記載の電動ポンプ。 In the first configuration, the length of the high-pressure side stator portion extending along the outer peripheral surface of the rotor is along the outer peripheral surface of the rotor when the cross section orthogonal to the rotation axis is viewed at the end portion on the impeller side of the rotor. Including a configuration that is longer than the length of the low-pressure side stator portion that extends,
In the second configuration, the length of the low-pressure side stator portion extending along the outer peripheral surface of the rotor is the outer peripheral surface of the rotor when viewed in a cross section perpendicular to the rotation axis of the opposite end of the rotor impeller. 5. The electric pump according to claim 3, comprising a configuration that is longer than a length of the high-pressure side stator portion that extends along the electric pump.
第1の構成は、ロータのインペラ側の端部において、ステータの高圧側に位置する高圧側ステータ部分とロータとの平均の隙間の大きさが、ステータの低圧側に位置する低圧側ステータ部分とロータとの平均の隙間の大きさよりも小さい構成を含み、
第2の構成は、ロータのインペラと反対側の端部において、低圧側ステータ部分とロータとの平均の隙間の大きさが、高圧側ステータ部分とロータとの平均の隙間の大きさよりも小さい構成を含む、請求項2から5のいずれか一項に記載の電動ポンプ。 The load portion includes a stator and a rotor,
The first configuration is such that, at the impeller side end of the rotor, the size of the average gap between the high pressure side stator portion located on the high pressure side of the stator and the rotor is low pressure side stator portion located on the low pressure side of the stator. Including a configuration smaller than the average gap size with the rotor,
In the second configuration, the average clearance between the low-pressure side stator portion and the rotor is smaller than the average clearance between the high-pressure side stator portion and the rotor at the end opposite to the impeller of the rotor. The electric pump according to claim 2, comprising:
第2の磁性体は、高圧側に配置されており、第1の磁性体との間で、第1の磁性体を第2の磁性体側に引き寄せる方向の磁力を発生させる磁性体と、低圧側に配置されており、第1の磁性体との間で、第1の磁性体を第2の磁性体と反対側に押圧する方向の磁力を発生させる磁性体との少なくとも一方の磁性体を備える、請求項1から6のいずれか一項に記載の電動ポンプ。 The load section includes a first magnetic body that is attached to the rotating body and makes a circuit in the circumferential direction of the rotating body, and a second magnetic body that is attached to a region of the casing facing the first magnetic body. ,
The second magnetic body is disposed on the high-pressure side, and generates a magnetic force in a direction to draw the first magnetic body to the second magnetic body side between the first magnetic body and the low-pressure side. And at least one magnetic body that generates a magnetic force in a direction of pressing the first magnetic body to the opposite side of the second magnetic body with the first magnetic body. The electric pump according to any one of claims 1 to 6.
流体経路は、ロータと周壁との隙間と連通しており、
負荷部は、
ロータのインペラ側の端部において、低圧側のロータと周壁との隙間が、高圧側のロータと周壁との隙間より大きい構成と、
ロータのインペラと反対側の端部において、高圧側のロータと周壁との隙間が、低圧側のロータと周壁との隙間より大きい構成と、
の少なくとも一方の構成を備える、請求項1から9のいずれか一項に記載の電動ポンプ。 The load portion covers a stator and includes a peripheral wall surrounding the rotor,
The fluid path communicates with the gap between the rotor and the peripheral wall,
The load section is
At the impeller side end of the rotor, the gap between the low pressure side rotor and the peripheral wall is larger than the gap between the high pressure side rotor and the peripheral wall;
At the end of the rotor opposite to the impeller, the gap between the high pressure side rotor and the peripheral wall is larger than the gap between the low pressure side rotor and the peripheral wall;
The electric pump according to any one of claims 1 to 9, comprising at least one of the configurations.
流体経路は、ロータと対向壁との隙間と連通しており、
負荷部は、低圧側のロータのインペラと反対側の端面と対向壁との隙間は、高圧側のロータのインペラと反対側の端面と対向壁との隙間よりも大きい構成を備える、請求項1から10のいずれか一項に記載の電動ポンプ。 The load portion includes an opposing wall facing an end surface on the opposite side of the rotor impeller,
The fluid path communicates with the gap between the rotor and the opposing wall,
The load portion includes a configuration in which a gap between an end surface opposite to the impeller of the low-pressure side rotor and the opposing wall is larger than a gap between the end surface opposite to the impeller of the high-pressure side and the opposing wall. To 10. The electric pump according to any one of 10 to 10.
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