JP2019120214A - 電動オイルポンプ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低コストで製作可能なノイズ遮断部材を備える電動オイルポンプ装置を提供する。【解決手段】電動オイルポンプ装置１は、オイルポンプ１０と、電動モータ２０と、コントローラ３０と、ノイズ遮断部材４０と、を備える。そして、ノイズ遮断部材４０は筒部４１、及び筒部４１から制御基板３１の方向に延在する第一接続片４２を備える。制御基板３１は、導電性部材によって形成され、制御基板３１のグランド端子Ｇに接続される第二接続片３１ａを備え、第一接続片４２及び第二接続片３１ａの一方は、弾性変形した状態で、第一接続片４２及び第二接続片３１ａの他方に接触し電気的に接続される。【選択図】図１

Description

本発明は、電動オイルポンプ装置に関する。

従来、例えば、特許文献１に示すように、自動車用のトランスミッションが備える電動オイルポンプ装置では、モータ作動時において自身が外部に向かってノイズを放射した場合、又は外部からノイズが電動オイルポンプ装置内に進入しようとした場合において、ノイズの放射又は進入を防ぐために、たとえば鉄等の金属部材からなり導電性を有する筒状の固定部材８（ノイズ遮断部材）がステータの外周面に設けられるものがある。

特許文献１において、固定部材８（ノイズ遮断部材）は、ステータの外周面に締め付け固定されている。そして、固定部材８は、金属製の保持部材１７，及び金属製の締結部１８ａ，１８ｂを介して制御基板１９のグランド部にアース接続されている。これにより、モータで発生したノイズ、又はモータの外部で発生したノイズは、保持部材１７によって、良好に吸収、または遮蔽される。

特許第５９１５０８２号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、固定部材８を制御基板１９のグランド部にアース接続させるために、別体で形成された保持部材１７が固定部材８の端部に嵌め込まれて形成されるとともに、保持部材１７が備える締結部１８ａ，１８ｂが、制御基板１９のグランド部と電気的に接続されるようねじ止めされる。このため、組み付け時には大きな工数が必要となり、高コスト化の要因となる。

本発明は、低コストで製作可能なノイズ遮断部材を備える電動オイルポンプ装置を提供することを目的とする。

本発明の電動オイルポンプ装置は、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、制御基板を備えて前記電動モータを駆動制御するコントローラと、筒状の導電性部材によって形成され、前記電動モータのステータの径方向外方に配置されて放射ノイズを遮断するノイズ遮断部材と、を備える。

前記ノイズ遮断部材は、前記ステータの外周面を包囲する筒部、及び前記筒部から前記制御基板の方向に延在する第一接続片を備え、前記制御基板は、導電性部材によって形成され前記制御基板のグランド端子に接続される第二接続片を備え、前記第一接続片及び前記第二接続片の一方は、弾性変形した状態で、前記第一接続片及び前記第二接続片の他方に接触し電気的に接続される。

このように、制御基板とノイズ遮断部材とを電気的に接続させるためには、第一接続片及び第二接続片を相互に接近させて当接させ、第一接続片及び第二接続片の一方が弾性変形した状態となるようにすればよい。これにより、一方の弾性力によって第一接続片及び第二接続片は付勢力を有した状態で当接しあうので、容易且つ確実に電気的な接続が可能となる。このため、従来技術のように、保持部材を基板のグランド部にねじ止めする工数が低減され、低コスト化を図ることができる。

第一実施形態に係る電動オイルポンプ装置の軸線方向断面の概要図である。 図１においてノイズ遮断部材にステータ、コイル及びインシュレータを組み付けた斜視図である。 図２におけるノイズ遮断部材の斜視図である。 図１の一部拡大図であり、制御基板をモータハウジングに組みつける前の図である。 図１の一部拡大図であり、制御基板をモータハウジングに組みつけた後の図である。 変形例２を説明する図である。

（１．第一実施形態）
（１−１．電動オイルポンプ装置１の構成）
以下、第一実施形態の電動オイルポンプ装置について、図１〜図４Ｂを参照して説明する。図１は、本発明の第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オイルポンプとして用いられる。図１に示すように、電動オイルポンプ装置１は、オイルポンプ１０と、電動モータ２０と、コントローラ３０と、ノイズ遮断部材４０と、を備える。

オイルポンプ（例えば、内接ギヤポンプ）１０と、オイルポンプ１０を回転駆動する電動モータ２０とは、軸線方向に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３０は、電動モータ２０内に組み込まれる。なお、電動モータ２０は、３相巻線を有するブラシレスモータである。

（１−２．オイルポンプ１０）
オイルポンプ１０は、ポンプ部１１及びポンプハウジング１２を備える。ポンプ部１１は、例えば、公知のトロコイド曲線型のポンプ部である。ポンプ部１１は、ポンプ用アウタロータとポンプ用インナロータとを備える。なお、トロコイド曲線型ポンプは公知のポンプであるため、詳細な説明については省略するが、ポンプ用アウタロータはトロコイド歯形の内歯を備え、ポンプ用インナロータは、ポンプ用アウタロータの内周側でポンプ用アウタロータの内歯に噛合する外歯を備える。

そして、ポンプ用インナロータがポンプ用アウタロータの内周側でポンプ用アウタロータに対して偏心した状態で自在に回転し、トランスミッション内に設けられたオイルタンクから、オイル（作動油）を図略の吸入口を介して吸引し図略の吐出口から吐出する。ポンプハウジング１２は、非磁性材料（例えば、アルミダイカスト）で構成される。

（１−３．電動モータ２０）
電動モータ２０は、図１に示すように、軸線方向においてオイルポンプ１０に隣接して設けられ、オイルポンプ１０のポンプ用インナロータを回転駆動する。電動モータ２０は、軸線周りに回転するモータ用ロータ２１（以下、ロータ２１という）と、このロータ２１の外周面の外側（径方向外方）に固定されたモータ用ステータ２２（以下、ステータ２２という）と、シャフト２３と、コイル２６と、インシュレータ２７とを備える。

ロータ２１は、シャフト２３の外周側に、例えば、複数個の永久磁石が周方向に沿って並べて配置され、シャフト２３と一体回転可能に形成される。また、シャフト２３は、電動モータ２０とオイルポンプ１０とで共用する回転軸である。シャフト２３は、オイルポンプ１０の内部に設けられた軸受１３によって回転自在に支持される。

ステータ２２は、ステータ２２が有するステータコア２４の内周側に形成される複数のティース２５の内周面とロータ２１の外周面との間にわずかなエアギャップ（隙間）を介して配置される。このステータコア２４の各ティース２５には、インシュレータ２７を介して３相のコイル２６が巻回されている。インシュレータ２７は、ステータコア２４の軸方向両端から装着され、コイル２６をステータコア２４から絶縁するよう樹脂製（例えば、ＰＰＳ）とされる。

コイル２６の端部は、バスバー２８（図２参照）と電気的に接続される。インシュレータ２７は、電動モータ２０の駆動端子となる３本のバスバー２８と一体にモールドされている。そして、バスバー２８の周囲にはバスバー２８を包囲する樹脂によって突出部材２７ａが形成され軸線方向に突出する。このとき、突出部材２７ａは、ステータ２２の軸線方向における端部に設けられる。また、各バスバー２８は、突出部材２７ａの上端部から軸線と平行に延びている。なお、蓋７０は、樹脂材料（例えば、熱可塑性樹脂）により形成される。

（１−４．ノイズ遮断部材）
図１，図３に示すように、ノイズ遮断部材４０は、導電性部材（例えば鉄系の金属部材）によって円筒状（筒状に相当）に形成される。ノイズ遮断部材４０は、電動モータ２０のステータ２２の径方向外方側（外周面側）に配置され、外方から若しくは内方からの放射ノイズを遮断する。

ノイズ遮断部材４０は、筒部４１、第一接続片４２、及び係止片４３を備える。筒部４１は、円筒状に形成されステータ２２の径方向外方において、内周面がステータ２２の外周面との間に隙間を有した状態、即ち隙間嵌めで嵌合された状態で配置され、ステータ２２を包囲する。

第一接続片４２は、筒部４１からコントローラ３０が備える制御基板３１の方向に延在するよう形成される。具体的には、図１，図３に示すように、筒部４１の端部にて径方向内方に直角に屈曲された後、所定の位置で上方に直角に屈曲し形成される。このとき、初めに径方向内方に直角に屈曲させた第一部分４２ａは下面が軸線と直交している。また、最後に屈曲させた第二部分４２ｂは、延在方向が筒部４１の軸線と平行である。

このため、ノイズ遮断部材４０を、ステータ２２の径方向外方にステータ２２の外周面との間に隙間を有した状態で配置した際、初めに軸線と直角に屈曲させ形成した第一部分４２ａでは、ステータ２２に設けられたインシュレータ２７の一部を第一部分４２ａの下面に当接させて、軸線方向における位置決めを行なうことができる。

なお、上記態様に限らず、第一接続片４２は、筒部４１と別体で形成されてもよい。また、第一接続片４２は屈曲させず、筒部４１からそのまま軸線方向と平行に立ち上げてもよい。ただし、この場合、ステータ２２に対して軸線方向におけるノイズ遮断部材４０の位置決めを行なうため、第一接続片４２を設けた位置とは別の位置に第一部分４２ａに替わる屈曲部４２ｃ（図３参照）と同等の折り曲げ部を設けることが好ましい。

ただし、図３に示すように、屈曲部４２ｃを第一接続片４２（第一部分４２ａ）と同時に設けても良い。この場合、周方向において二個所でインシュレータ２７に当接させることにより、軸線方向における位置決め精度を向上させることができる。

図３に示すように、係止片４３は、筒部４１の軸線方向における端部から径方向内方に直角に屈曲されて形成される。本実施形態では、係止片４３は、筒部４１の周方向における半周以上に亘って屈曲され形成されている。そして、係止片４３は、上述した突出部材２７ａ（図３参照）が挿通し係合される孔４３ａを備える。

本実施形態では、孔４３ａは突出部材２７ａ（バスバー２８）の数と同じく三個設けられている。このとき、軸線方向から見た孔４３ａの形状は、軸線と直交する突出部材２７ａの断面の外周縁形状に対しわずかに大きく形成される。従って、突出部材２７ａが孔４３ａに挿通されると、係止片４３（孔４３ａ）は、突出部材２７ａを軸線回りに係止する。これにより、ノイズ遮断部材４０とステータ２２（インシュレータ２７含む）との間の相対回転を不能とし規制する。なお、孔４３ａの数は上記態様に限らず、少なくとも二個あれば、ノイズ遮断部材４０に対するステータ２２の軸線周りにおける相対回転が精度よく規制できる。ただし、孔４３ａは一個だけでもよい。これによっても、相応の効果は期待できる。

そして、上記状態において、ノイズ遮断部材４０とステータ２２とは樹脂によって一体成形される。これにより、従来のように、ステータ２２の外周面にノイズ遮断部材４０を例えば、焼き嵌め等によって固定せずとも、電動モータ２０が製作できるので、低コスト化に寄与する。

（１−５．コントローラ３０）
コントローラ３０は、ノイズ遮断部材４０及びステータ２２を一体成形したモータハウジング２９の一部にねじ止め（図略）等によって固定される（図１参照）。固定時における作用については後に詳細に説明する。コントローラ３０は、制御基板３１を備える。制御基板３１は、軸線方向において、電動モータ２０に隣接して設けられ、電動モータ２０の回転を駆動制御する。

制御基板３１には、直流電源を交流に変換して電動モータ２０の各コイル２６に駆動電流を供給するインバータ回路、及びホール素子等のセンサが検出したロータ２１の回転位置の情報に基づいて、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が搭載されている。コントローラ３０の制御回路部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制御基板３１の両面に実装されている。

各コイル２６と接続されインシュレータ２７に絶縁支持された電動モータ２０の駆動端子であるバスバー２８は、制御基板３１に挿通され（図略）、制御基板３１上の制御回路部に接続される。また、モータハウジング２９の側面にはコネクタシェル（図略）がモータハウジング２９と一体に設けられ、その内部のコネクタピンが制御基板３１上の制御回路部と接続されている。

（１−６．第二接続片３１ａ）
また、制御基板３１は、図１に示すような形状に形成される第二接続片３１ａを備える。第二接続片３１ａは、導電性部材である例えば、鉄系のばね鋼の板部材によって形成される。第二接続片３１ａは、制御基板３１の電動モータ２０側に設けられ、制御基板３１のグランド端子Ｇに接続される。図４Ａに示すように、第二接続片３１ａは、略Ｕ字状に形成され、制御基板３１側のＵ字の一辺３１ａ１（図４Ａ参照）が、制御基板３１のグランド端子Ｇに電気的に接続される。

（１−７．作用）
図４Ａに示すように、制御基板３１（コントローラ３０）を、モータハウジング２９に固定する前の状態においては、第二接続片３１ａは、図４Ａにおける上下方向の幅ＬがＬ１である。しかし、制御基板３１（コントローラ３０）を、モータハウジング２９に固定するため軸線方向下方にさらに移動させていくと、やがて第二接続片３１ａの下側の他片３１ａ２の下面が第一接続片４２の第二部分４２ｂの上端に接触する。

そして、そのまま制御基板３１（コントローラ３０）を、軸線方向下方に向かって移動させると、第二接続片３１ａは撓み、幅Ｌが徐々に小さくなる。そして、制御基板３１（コントローラ３０）をモータハウジング２９に固定可能な状態となると、図４Ｂに示すように、幅ＬはＬ２（Ｌ２＜Ｌ１）となる。このとき、第二接続片３１ａは、ばね鋼によって形成されている。このため、第二接続片３１ａには、撓んだ寸法（Ｌ２−Ｌ１）に基づく荷重Ｐが発生し、第二接続片３１ａが第一接続片４２を荷重Ｐで付勢する。

これにより、第二接続片３１ａ（一方）は、弾性変形した状態で、第一接続片４２（他方）に確実に接触し電気的に接続される。このように、制御基板３１をモータハウジング２９に固定する動作を行なうだけで、第一接続片４２（他方）と第二接続片３１ａ（一方）とを導通させることができるので、低コストにポンプ装置が製造できる。

そして、上記構成により、制御回路部によって制御された駆動電流が電動モータ２０の各コイル２６に供給されるようになっている。これにより、コイル２６に回転磁界が発生し、永久磁石にトルクが生じてロータ２１が回転駆動される。これに伴いオイルポンプ１０の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する。そして、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えし、吸入口および吐出口を通じてオイルを吸入・吐出するポンプ動作が行われる。

そして、このように、電動オイルポンプ装置１が作動することによって、電動オイルポンプ装置１自身が外部に向かってノイズを放射した場合、又は外部からノイズが電動オイルポンプ装置１内に進入しようとした場合においても、制御基板３１のグランド部にアース接続されたノイズ遮断部材４０を、ステータ２２の径方向外方に備えるため、ノイズは、良好に遮蔽される。この結果、コントローラ３０の制御回路部は、安定して動作できる。

（１−８．実施形態による効果）
上記第一実施形態によれば、電動オイルポンプ装置１は、オイルポンプ１０と、オイルポンプ１０に隣接して設けられ、オイルポンプ１０を回転駆動する電動モータ２０と、電動モータ２０に隣接して設けられ、制御基板３１を備えて電動モータ２０を駆動制御するコントローラ３０と、筒状の導電性部材によって形成され、電動モータ２０のステータ２２の径方向外方に配置されて放射ノイズを遮断するノイズ遮断部材４０と、を備える。

そして、ノイズ遮断部材４０はステータ２２の外周面を包囲する筒部４１、及び筒部４１から制御基板３１の方向に延在する第一接続片４２を備える。制御基板３１は、導電性部材によって形成され、制御基板３１のグランド端子Ｇに接続される第二接続片３１ａを備え、第二接続片３１ａ（一方の接続片）は、弾性変形した状態で、第一接続片４２（他方の接続片）に接触し電気的に接続される。

このように、制御基板３１とノイズ遮断部材４０とを電気的に接続させるためには、第一接続片４２及び第二接続片３１ａを相互に接近させて当接させ、第二接続片３１ａが弾性変形した状態となるようにすればよい。これにより、一方の接続片の弾性力によって第一接続片４２及び第二接続片３１ａは付勢力を有した状態で当接しあうので、容易且つ確実に電気的な接続が可能となる。このため、従来技術のように、保持部材を基板のグランド部にねじ止めする工数が低減され、低コスト化を図ることができる。

また、上記第一実施形態においては、ノイズ遮断部材４０の筒部４１は、ステータ２２に対して隙間嵌めで嵌合された状態で配置され、電動オイルポンプ装置１は、筒部４１とステータ２２とを一体化する樹脂をさらに備える。これにより、ステータ２２に対しノイズ遮断部材４０の筒部４１を固定する工程が省略できるので低コストに製造できる。

また、上記第一実施形態においては、ステータ２２の軸線方向における端部に設けられ軸線方向に突出された突出部材２７ａを備え、ノイズ遮断部材４０は、筒部４１の軸線方向の端部から径方向内方に屈曲された係止片４３を備える。係止片４３は、突出部材２７ａを軸線回りに係止することによりノイズ遮断部材４０とステータ２２との間の相対回転を不能とする。これにより、筒部４１が、ステータ２２に対して隙間嵌めで嵌合された状態で配置されても、相対回転方向での位置決めがされるので、周方向においてずれは発生しない。

また、上記第一実施形態においては、コントローラ３０は、電動モータ２０に軸線方向に隣接して設けられ、第一接続片４２は、筒部４１の軸線方向の端部から軸線方向に延びるように形成され、第二接続片３１ａは、弾性変形可能に形成される。このように、ばね鋼によって製造しにくいノイズ遮断部材４０が備える第一接続片４２には、弾性力を持たせず、単体で製作が可能な第二接続片３１ａに弾性を持たせるので、製造しやすく、延いては低コストで製造できる。

（２．その他）
（２−１．変形例１）
なお、上記第一実施形態では、ノイズ遮断部材４０の筒部４１は、ステータ２２に対して隙間嵌めで嵌合された状態で配置され、電動オイルポンプ装置１は、筒部４１とステータ２２と、を一体化する樹脂をさらに備えた。しかしこの態様には限らない。変形例１（図略）として、ノイズ遮断部材４０の筒部４１は、ステータ２２の外周面に固定（圧入）されてもよい。これによっても、第一接続片４２及び第二接続片３１ａの付勢力による当接の効果については十分に得られる。

（２−２．変形例２）
また、上記第一実施形態では、ステータ２２の端部に突出部材２７ａを備え、ノイズ遮断部材４０は、筒部４１の軸線方向の端部から径方向内方に屈曲された係止片４３を備えた。そして、係止片４３には、突出部材２７ａの相対回転を不能とする孔４３ａを備えた。しかしながら、この態様に限らず、図５に示すように、変形例２として、係止片４３は、孔４３ａを備えず、突起１４３ａ，１４３ａだけであっても良い。これによっても、十分な効果が期待できる。

（２−３．変形例３）
また、上記第一実施形態では、第一接続片４２及び第二接続片３１ａのうち、ノイズ遮断部材４０に形成され弾性を有さない接続片は、第一接続片４２であるとし、弾性力を有する接続片は、制御基板３１のグランド端子Ｇに接続される第二接続片３１ａであるとした。しかし、この態様には限らず、変形例３として、第一接続片４２と第二接続片３１ａの形状を入れ替え、第一接続片４２が弾性を有し、第二接続片３１ａが弾性を有さないように設定してもよい。また、第一接続片４２および第二接続片３１ａが共に弾性を有していても良い。これらによっても、第一実施形態と同様の効果が得られる。

また、上記第一実施形態では電動オイルポンプ装置１は、自動車用トランスミッションに油圧を供給するオイルポンプ装置として説明した。しかしながら、この態様には限らず、油圧を供給する目的であれば用途は問わない。

１；電動オイルポンプ装置、 １０；オイルポンプ、 ２０；電動モータ、 ２６；コイル、 ２７ａ；突出部材、３０；コントローラ、 ３１；制御基板、 ３１ａ；第二接続片、 ４０；ノイズ遮断部材、 ４１；筒部、 ４２；第一接続片、 ４２ａ；第一部分、 ４２ｂ；第二部分、 ４２ｃ；屈曲部、 ４３；係止片、 ４３ａ；孔、 １４３ａ；突起。

Claims (4)

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、制御基板を備えて前記電動モータを駆動制御するコントローラと、
   筒状の導電性部材によって形成され、前記電動モータのステータの径方向外方に配置されて放射ノイズを遮断するノイズ遮断部材と、
   を備えた電動オイルポンプ装置において、
   前記ノイズ遮断部材は、前記ステータの外周面を包囲する筒部、及び前記筒部から前記制御基板の方向に延在する第一接続片を備え、
   前記制御基板は、導電性部材によって形成され前記制御基板のグランド端子に接続される第二接続片を備え、
   前記第一接続片及び前記第二接続片の一方は、弾性変形した状態で、前記第一接続片及び前記第二接続片の他方に接触し電気的に接続される、電動オイルポンプ装置。
2. 前記ノイズ遮断部材の前記筒部は、前記ステータに対して隙間嵌めで嵌合された状態で配置され、
   前記電動オイルポンプ装置は、前記筒部と前記ステータとを一体化する樹脂をさらに備える、請求項１に記載の電動オイルポンプ装置。
3. 前記ステータの軸線方向における端部に設けられ軸線方向に突出された突出部材を備え、
   前記ノイズ遮断部材は、前記筒部の軸線方向の端部から径方向内方に屈曲された係止片を備え、
   前記係止片は、前記突出部材を軸線回りに係止することにより前記ノイズ遮断部材と前記ステータとの間の相対回転を不能とする、請求項２に記載の電動オイルポンプ装置。
4. 前記コントローラは、前記電動モータに軸線方向に隣接して設けられ、
   前記第一接続片は、前記筒部の軸線方向の端部から軸線方向に延びるように形成され、
   前記第二接続片は、弾性変形可能に形成される、請求項１−３の何れか一項に記載の電動オイルポンプ装置。

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