JP2019112977A - 電動オイルポンプ - Google Patents
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Abstract
Description
<全体構成>
図1は、第1実施形態に係る電動オイルポンプの平面図である。図2は、図1のA−A矢視に相当する電動オイルポンプ1の断面図である。図3は、図1のB−B矢視に相当する電動オイルポンプ1の断面図である。本実施形態の電動オイルポンプ1は、図1に示すように、モータ部10と、ポンプ部40と、制御部82と、を有する。モータ部10は、軸方向に延びる中心軸Jに沿って配置されたシャフト11を有する。ポンプ部40は、モータ部10の軸方向一方側(フロント側)に位置し、モータ部10によってシャフト11を介して駆動されオイルを吐出する。制御部82は、Y軸方向においてモータ部10と基板カバー61との間に配置されて、モータ部10の作動を制御する。以下、構成部材毎に詳細に説明する。
モータ部10は、図2に示すように、シャフト11と、ロータ20と、ステータ22と、モータハウジング13の円筒部13dと、を有する。
モータハウジング13は、ステータ22を覆う円筒状の形状の円筒部13dと、円筒部13dの外側面から軸方向に対して直交する方向へ延びるケース50を有する。円筒部13dは、ロータ20及びステータ22を収容する。モータハウジング13は、ステータ保持部13aと、基板支持部13bと、保持部13cと、を有する。モータハウジング13は、金属製である。円筒部13dとケース50とは一体成型される。したがって、円筒部13dとケース50とは、単一の部材である。円筒部13dの軸方向他方側(リア側)の端部にはモータカバー72cが配置されており、円筒部13dの軸方向他方側(リア側)の開口をモータカバー72cで塞いでいる。
ステータ保持部13aは、軸方向に延びる円筒状である。ステータ保持部13a内にモータ部10のシャフト11とロータ20とステータ22とが配置される。ステータ保持部13aの内周面13a1には、ステータ22の外側面、すなわち、後述するコアバック部22aの外側面が嵌め合わされる。これにより、ステータ保持部13aにステータ22が収容される。
基板支持部13bは、図3に示すように、モータハウジング13の円筒部13dから径方向外側に延びて、制御部82の基板82aを支持する。基板支持部13bは、ケース50と一体成型される。したがって、基板支持部13bとケース50とは、単一の部材である。
保持部13cは、図2に示すように、モータハウジング13の円筒部13dのリア側端部に設けられる。保持部13cは、ケース50と一体成型される。したがって、保持部13cとケース50とは、単一の部材である。保持部13cの径方向内側であって、モータハウジング13の円筒部13dのリア側端部には、ベアリング収容部13f1が配置され、固定される。ベアリング収容部13f1は、フロント側が開口してリア側へ窪む形状である。ベアリング収容部13f1は、フロント側から見たときに円形状である。ベアリング収容部13f1は、シャフト11の中心軸Jと同軸上に配置される。ベアリング収容部13f1内に設けられたベアリング16は、シャフト11のリア側端部を支持する。
ロータ20は、図2に示すように、シャフト11の、ポンプ部40に対してリア側に固定される。ロータ20は、ロータコア20aと、ロータマグネット20bと、を有する。ロータコア20aは、シャフト11を軸周り(θ方向)に囲んで、シャフト11に固定される。ロータマグネット20bは、ロータコア20aの軸周り(θ方向)に沿った外側面に固定される。ロータコア20a及びロータマグネット20bは、シャフト11と共に回転する。なお、ロータ20は、ロータ20の内部に永久磁石が埋め込まれた埋込磁石型でもよい。埋込磁石型のロータ20は、永久磁石をロータ20の表面に設けた表面磁石型と比較して、遠心力によって磁石が剥がれる虞を軽減することができ、また、リラクタンストルクを積極的に利用することができる。
ステータ22は、ロータ20の径方向外側に、ロータ20と対向して配置され、ロータ20を軸周り(θ方向)に囲み、ロータ20を中心軸J周りに回転させる。ステータ22は、コアバック部22aと、ティース部22cと、コイル22bと、インシュレータ(ボビン)22dと、を有する。
シャフト11は、図2に示すように、軸方向に延びる中心軸Jを中心として延びてモータ部10を貫通する。シャフト11のフロント側(−Z側)は、モータ部10から突出して、ポンプ部40内に延びる。シャフト11のフロント側はポンプ部40のインナーロータ47aに固定される。シャフト11のフロント側は、後述するベアリング55で支持される。このため、シャフト11は、両端支持の状態となる。
制御部82は、図3に示すように、基板82aと、基板82aに実装された複数の電子部品82b、82d及び82eと、を有する。制御部82は、モータ部10を駆動する信号を生成し、その信号をモータ部10に対して出力する。基板82aは、モータハウジング13の円筒部13dから径方向外側に延びる基板支持部13bに支持されて固定される。
検出部72は、図2に示すように、シャフト11のリア側端部に対向して配置され、板状の回路基板72aと、回路基板72aに実装された回転角センサ72bと、を有する。回路基板72aは、モータハウジング13の円筒部13dのリア側端部に固定された不図示の基板支持部に支持されて固定される。シャフト11のリア側端部には回転角センサ用磁石72dが配置されて固定される。回転角センサ72bは、回転角センサ用磁石72dと対向し、回転角センサ用磁石72dのリア側に配置される。シャフト11が回転すると回転角センサ用磁石72dも回転し、これにより磁束が変化する。回転角センサ72bは、回転角センサ用磁石72dの回転による磁束の変化を検出し、これによりシャフト11の回転角を検出する。
ポンプ部40は、図1及び図2に示すように、モータ部10の軸方向一方側(フロント側)に位置する。ポンプ部40は、モータ部10によってシャフト11を介して駆動される。ポンプ部40は、ポンプロータ47と、ポンプハウジング51と、を有する。本実施形態では、ポンプハウジング51は、ポンプボディ52と、ポンプカバー57と、を有する。ポンプハウジング51は、ポンプボディ52とポンプカバー57との間にポンプロータ47を収容する収容部60を有する。以下、各部品について詳細に説明する。
ポンプボディ52は、図2に示すように、モータハウジング13の円筒部13dのフロント側端部に配置される。ポンプボディ52は、ケース50と一体成型される。したがって、ポンプボディ52とケース50とは、単一の部材である。ポンプボディ52は、リア側(+Z側)の端面52cからフロント側(−Z側)に窪む凹部54を有する。凹部54内にはリア側からフロント側へ向かってベアリング55及びシール部材59が順に収容される。ベアリング55は、モータ部10から軸方向一方側(フロント側)に突出するシャフト11を支持する。シール部材59は、ポンプロータ47から漏れ出すオイルをシールする。
ポンプロータ47は、図2に示すように、ポンプボディ52のフロント側に取り付けられる。ポンプロータ47は、インナーロータ47aと、アウターロータ47bと、ロータボディ47cと、を有する。ポンプロータ47は、シャフト11に取り付けられる。より詳細には、ポンプロータ47は、シャフト11のフロント側(−Z側)に取り付けられる。インナーロータ47aは、シャフト11に固定される。アウターロータ47bは、インナーロータ47aの径方向外側を囲む。ロータボディ47cは、アウターロータ47bの径方向外側を囲む。ロータボディ47cは、ポンプボディ52に固定される。
ポンプカバー57は、図2に示すように、ポンプロータ47のフロント側に取り付けられる。ポンプカバー57は、ポンプロータ47のロータボディ47cに固定される。ポンプカバー57は、ポンプロータ47のロータボディ47cとともに、ポンプボディ52に取り付けられ、固定される。ポンプカバー57は、吸入ポートにつながる吸入口41を有する。ポンプカバー57は、吐出ポートにつながる吐出口42を有する。
ケース50は、ポンプ部40と、検出部72と、制御部82と、を収容する。ケース50は、図1及び図3に示すように、軸方向と直交する方向(X方向)にモータハウジング13の円筒部13dから延びる。ケース50は、図1及び図3に示すように、円筒部13dの+X方向に基板収容部84を有する。これにより、軸方向と直交する方向(Y方向)において、電動オイルポンプ1を小型化することができる。基板収容部84は、ケース50と一体成型される。したがって、基板収容部84とケース50とは、単一の部材である。ケース50は、図1及び図3に示すように、円筒部13dの−X方向にフィン部80を有する。フィン部80は、ケース50と一体成型される。したがって、フィン部80とケース50とは、単一の部材である。フィン部80は、電動オイルポンプ1による発熱の放熱を行う。図3では、円筒部13dに対して右側にフィン部80を配置し、左側に基板収容部84を配置したが、円筒部13dに対して左側にフィン部80を配置し、右側に基板収容部84を配置してもよい。
複数の取付部63は、図1に示すように、取付面102と平行な面(X方向に延びる面)における対角の4か所に設けられている。複数の取付部63のうちの第1の取付部は、ステータ22よりも軸方向一方側であって且つ基板82aの面と平行な方向においてステータ22よりも一方側に配置される。複数の取付部63のうちの第2の取付部は、ステータ22よりも軸方向一方側であって且つ基板82aの面と平行な方向においてステータ22よりも他方側に配置される。複数の取付部63のうちの第3の取付部は、ステータ22よりも軸方向他方側であって且つ基板82aの面と平行な方向においてステータ22よりも一方側に配置される。複数の取付部63のうちの第4の取付部は、ステータ22よりも軸方向他方側であって且つ基板82aの面と平行な方向においてステータ22よりも他方側に配置される。複数の取付部63は3つ以上の取付部であればよい。これにより、複数の取付部63により精度の高い取付を行うことができる。
基板収容部84は、図3に示すように、取付面102と対向する側(−Y側)が開口して逆側(+Y側)へ窪む形状である。基板収容部84は、窪みに基板82aを収容する。基板82aの面は、軸方向と平行である。基板カバー61は、基板82aを覆う。基板収容部84は、窪みの底部に、支持部84aを有する。支持部84aは放熱フィン86を支持する。
基板カバー61は、基板収容部84の開口に配置され、基板収容部84の開口を塞ぐ。基板カバー61は、基板82aと平行に配置される。これにより、軸方向と直交する方向(Y方向)において、電動オイルポンプ1を小型化することができる。基板カバー61は、図1に示すように、ケース50に固定される複数の固定部85を有する。電動オイルポンプ1が取付部63でトランスミッション100の取付面102に取り付けられたとき、基板カバー61は、トランスミッション100の取付面102と平行に配置される。これにより、軸方向と直交する方向(Y方向)において、電動オイルポンプ1を小型化することができる。
複数の固定部85は、図1及び図3に示すように、第1の固定部85a、第2の固定部85b及び第2の固定部85cを有する。複数の固定部85のうちの第1の固定部85aは、基板82aと平行な方向においてシャフト11よりも一方側(−X側)に配置される。複数の固定部85のうちの第2の固定部85b及び85cは、基板82aと平行な方向においてシャフト11よりも他方側(+X側)に配置される。複数の固定部85は、例えば、ボルトである。これにより、複数の固定部85が、X方向でシャフト11の位置を避けることができる。X方向でのシャフト11の位置は、Y方向でモータ部10が最も大きい位置である。このことから、X方向でシャフト11の位置に複数の固定部85が位置する場合と比べて、本実施形態によれば、ボルトの長さを十分に確保しながら、軸方向と直交する方向(Y方向)において電動オイルポンプ1を小型化することができる。これにより、複数の固定部85は、基板カバー61をより強固に固定することができる。また、これにより、基板カバー61は、基板82aの全体を覆うことができる。
図5は、図1の電動オイルポンプ1の底面図である。基板収容部84は、取付面102と対向する側の逆側(+Y側)の端部に、放熱を行う複数の放熱フィン86を有する。複数の放熱フィン86は、軸方向に対して間隔を有して配置される。放熱フィン86は、ケース50と一体成型される。したがって、放熱フィン86とケース50とは、単一の部材である。
基板82aは、図3に示すように、端部82a1を有する。基板82aの端部82a1は、基板82aの面と直交する方向において、モータハウジング13の円筒部13dと重なる位置に配置される。これにより、軸方向と直交する方向(X方向)において、電動オイルポンプ1を小型化することができる。基板82aには、電子部品82b、電子部品82d、電子部品82e及びコネクタ82cが実装される。電子部品82b、電子部品82d及び電子部品82eは、それぞれ複数の電子部品である。
図7は、図1のC−C矢視に相当する電動オイルポンプ1の断面図である。フィン部80は、フィン支持部79を有する。フィン支持部79は、モータハウジング13の円筒部13dから径方向外側に延びる。フィン部80は、放熱フィン80aと、放熱フィン80aに隣接する放熱フィン80bと、放熱フィン80bに隣接する放熱フィン80cと、放熱フィン80dと、放熱フィン80dに隣接する放熱フィン80eと、放熱フィン80eに隣接する放熱フィン80fと、放熱フィン80fに隣接する放熱フィン80gと、放熱フィン80gに隣接する放熱フィン80hと、放熱フィン80hに隣接する放熱フィン80iと、放熱フィン80iに隣接する放熱フィン80jと、放熱フィン80jに隣接する放熱フィン80kと、放熱フィン80kに隣接する放熱フィン80lと、を有する。フィン支持部79及び放熱フィン80a〜80lは、ケース50と一体成型される。したがって、フィン支持部79及び放熱フィン80a〜80lとケース50とは、単一の部材である。
フィン支持部79は、図1及び図7に示すように、軸方向と直交する方向(Y方向)に貫通する複数のフィン間貫通孔81を有する。複数のフィン間貫通孔81は、第1フィン間貫通孔81aと、第2フィン間貫通孔81bと、第3フィン間貫通孔81cと、第4フィン間貫通孔81dと、第5フィン間貫通孔81eと、を含む。端部58aと放熱フィン80aとの間のフィン支持部79の面には、第1フィン間貫通孔81a及び第2フィン間貫通孔81bを有する。第1フィン間貫通孔81aは、放熱フィン80dと放熱フィン80eとの間に貫通する。第2フィン間貫通孔81bは、放熱フィン80eと放熱フィン80fとの間に貫通する。放熱フィン80aと放熱フィン80bとの間のフィン支持部79の面には、第3フィン間貫通孔81cを有する。第3フィン間貫通孔81cは、放熱フィン80gと放熱フィン80hとの間に貫通する。放熱フィン80bと放熱フィン80cとの間のフィン支持部79の面には、第4フィン間貫通孔81dを有する。第4フィン間貫通孔81dは、放熱フィン80iと放熱フィン80jとの間に貫通する。放熱フィン80cと端部58bとの間のフィン支持部79の面には、第5フィン間貫通孔81eを有する。第5フィン間貫通孔81eは、放熱フィン80lと放熱フィン80lとの間に貫通する。
電動オイルポンプ1において、上部に流れ落ちてきたオイルが留まる虞がある個所は、軸方向に隣接する一対の放熱フィン間に限られない。オイル抜け穴としての貫通孔は、上部に流れ落ちてきたオイルが留まる虞がある個所のすべてに設けるようにするのが望ましい。例えば、図1に示した取付部63の腕部62においても溝部貫通孔66を設ける。
次に、電動オイルポンプ1の作用・効果について説明する。図1及び図2に示すように、電動オイルポンプ1のモータ部10が駆動すると、モータ部10のシャフト11が回転して、ポンプロータ47のインナーロータ47aの回転にともなってアウターロータ47bも回転する。ポンプロータ47が回転すると、ポンプ部40の吸入口41から吸入されたオイルは、ポンプ部40の収容部60内を移動して、吐出口42から吐出される。
10 モータ部
11 シャフト
11a 外周面
13 モータハウジング
20 ロータ
22 ステータ
40 ポンプ部
47 ポンプロータ
51 ポンプハウジング
55 ベアリング
59 シール部材
60 収容部
81 フィン間貫通孔
82 制御部
82a 基板
82b、82d、82e 電子部品
72c モータカバー
J 中心軸
Claims (16)
- 軸方向に延びる中心軸に沿って配置されたシャフトを有するモータ部と、
前記モータ部の軸方向一方側に位置し、前記モータ部によって前記シャフトを介して駆動されオイルを吐出するポンプ部と、
前記モータ部の作動を制御する制御部と、
を有し、
前記モータ部は、
前記シャフトの軸方向他方側に固定されるロータと、
前記ロータと対向して配置されたステータと、
前記ロータ及び前記ステータを収容するモータハウジングと、
を有し、
前記ポンプ部は、
前記モータ部から軸方向一方側に突出する前記シャフトに取り付けられるポンプロータと、
前記ポンプロータを収容する収容部を有したポンプハウジングと、
を有し、
前記制御部は、
複数の電子部品と、
前記複数の電子部品が実装された基板と、
を有し、
前記複数の電子部品は発熱部品を含み、
前記モータハウジングは、
前記ロータ及び前記ステータを収容する円筒部と、
前記円筒部から前記モータ部の径方向外側に延びるとともに、前記円筒部から前記円筒部の周方向に延びる複数の放熱フィンと、
を有し、
前記基板は、第1の面と、第2の面と、を有し、
前記第1の面は、前記複数の放熱フィンと対向する面であり、
前記第2の面は、前記第1の面の反対側の面であり、
前記第2の面に、前記発熱部品が実装された
電動オイルポンプ。 - 前記モータハウジングは、前記複数の放熱フィンを支持する支持部を有し、
前記第1の面は、前記支持部と対向する面である
請求項1に記載の電動オイルポンプ。 - 前記支持部は、径方向外側に延びる
請求項2に記載の電動オイルポンプ。 - 前記支持部は、前記基板側に延びる伝熱部を有する、
請求項2又は3に記載の電動オイルポンプ。 - 前記基板は、前記発熱部品と対向した位置に、前記第2の面から前記第1の面へと貫通する基板貫通孔を有する
請求項4に記載の電動オイルポンプ。 - 前記基板貫通孔は内周に熱伝導性を有した熱伝導性部材を有する
請求項5に記載の電動オイルポンプ。 - 前記熱伝導性部材は、銅箔である
請求項6に記載の電動オイルポンプ。 - 前記基板は、前記第1の面の前記基板貫通孔の位置に、放熱部材を有する
請求項5から7のいずれか1項に記載の電動オイルポンプ。 - 前記放熱部材は、前記伝熱部と接触する
請求項8に記載の電動オイルポンプ。 - 前記複数の放熱フィンの周方向の長さは、径方向内側が径方向外側よりも長い
請求項1から9のいずれか1項に記載の電動オイルポンプ。 - 前記複数の放熱フィンは、軸方向に対して間隔を有して配置され、
前記モータハウジングは、前記複数の放熱フィン同士をつなぐリブを有する
請求項1から10のいずれか1項に記載の電動オイルポンプ。 - 前記複数の放熱フィンは、軸方向に対して交差する方向に延びる
請求項1から11のいずれか1項に記載の電動オイルポンプ。 - 前記複数の放熱フィンは、軸方向と直交する方向に延びる
請求項12に記載の電動オイルポンプ。 - 前記発熱部品は、前記モータ部を駆動する電力を制御する電力用半導体素子である
請求項1から13のいずれか1項に記載の電動オイルポンプ。 - 前記電力用半導体素子は、FETである
請求項14に記載の電動オイルポンプ。 - 前記電力用半導体素子は、IGBTである
請求項14に記載の電動オイルポンプ。
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