JP2022150296A - 電動ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】電動ポンプを被取付体へ取り付ける取付箇所の大型化を抑制する。【解決手段】電動ポンプの一態様は、駆動軸を有し、当該駆動軸を回転駆動させるモータ部と、上記モータ部に対し、上記駆動軸に沿った軸方向の一方側に位置し、流体を吸入して吐出するポンプ部と、を備え、上記ポンプ部が、上記駆動軸の駆動力によって回転することで上記流体を吸入側から吐出側へと送るポンプロータと、上記ポンプロータの少なくとも上記一方側を覆うポンプハウジングと、を備え、更に、上記ポンプハウジングが、上記軸方向に広がって被取付体に接触する取付面と、上記流体が内部を流れて一方が吸入側となり他方が吐出側となる第１流路および第２流路と、上記第１流路および第２流路の上記ポンプロータに向いたポンプ側開口の相互間に位置して上記取付面に沿う方向に延びた隔壁と、を備え、上記第１流路および第２流路それぞれの上記取付面における取付側開口の箇所が当該取付面上で互いに上記軸方向にずれる。【選択図】 図３

Description

本発明は、電動ポンプに関する。

従来、取付スペースの縮小化などを目的として、被取付体への取付面が側方に設けられた電動ポンプが知られる。

例えば特許文献１には、ポンプハウジングと一体的に、油圧機器等への取付板が形成されたオイルポンプが示される。取付板はポンプハウジングの側方に位置し、吸入口および吐出口は、取付板の方向へ向って延在開口する。

特開２００３－２６９３４５号公報

しかし、特許文献１の構造では、吸入口および吐出口が互いにモータの径方向に離れており、取付板が径方向に大きく張り出している。この結果、オイルポンプの取付に大きなスペースが必要となる。
そこで、本発明は、電動ポンプを被取付体へ取り付ける取付箇所の大型化を抑制することを目的とする。

本発明に係る電動ポンプの一態様は、駆動軸を有し、当該駆動軸を回転駆動させるモータ部と、上記モータ部に対し、上記駆動軸に沿った軸方向の一方側に位置し、流体を吸入して吐出するポンプ部と、を備え、上記ポンプ部が、上記駆動軸の駆動力によって回転することで上記流体を吸入側から吐出側へと送るポンプロータと、上記ポンプロータの少なくとも上記一方側を覆うポンプハウジングと、を備え、更に、上記ポンプハウジングが、上記軸方向に広がって被取付体に接触する取付面と、上記流体が内部を流れて一方が吸入側となり他方が吐出側となる第１流路および第２流路と、上記第１流路および第２流路の上記ポンプロータに向いたポンプ側開口の相互間に位置して上記取付面に沿う方向に延びた隔壁と、を備え、上記第１流路および第２流路それぞれの上記取付面における取付側開口の箇所が当該取付面上で互いに上記軸方向にずれる。

本発明によれば、取付箇所の大型化を抑制することができる。

図１は、オイルポンプの構造を概念的に示す図である。 図２は、ポンプ部の外観を示す図である。 図３は、ポンプカバーの外観構造を示す斜視図である。 図４は、ポンプ部の動作を説明する図である。 図５は、ポンプカバーの内部に設けられた吸入路と吐出路の構造を示す構造図である。 図６は、吸入路の詳細図である。 図７は、吐出路の詳細図である。

以下、添付の図面を参照しながら、本開示の電動ポンプの実施形態を詳細に説明する。但し、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするため、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。また、先に説明した図に記載の要素については、後の図の説明において適宜に参照する場合がある。
図１は、オイルポンプの構造を概念的に示す図である。
オイルポンプ１００は、本発明の電動ポンプの一実施形態に相当する。
オイルポンプ１００は、モータ部１１０と、センサ部１２０と、ポンプ部１３０とを備える。
モータ部１１０は、電力の供給を受けて回転駆動力を生む。
センサ部１２０は、モータ部１１０の回転を検知する。
ポンプ部１３０は、モータ部１１０によって駆動され、オイルの吸入吐出を行う。
ポンプ部１３０は、本発明にいうポンプ部の一例に相当する。
モータ部１１０は、モータハウジング１１１と、駆動軸１１２と、ロータ１１３と、ステータ１１４と、軸受１１５とを備える。
駆動軸１１２は、モータ部１１０の回転駆動力を伝達する部材である。つまり、モータ部１１０は駆動軸１１２を有し、当該駆動軸１１２を回転駆動させる。

以下の説明では、方向の基準として駆動軸１１２を用い、駆動軸１１２に沿う方向を軸方向と称する場合がある。また、以下の説明では、図示の方向に関わらず、図１における下方側を軸方向一方側と称し、図１における上方側を軸方向他方側と称する場合がある。更に、以下の説明では、駆動軸１１２の回転中心線に対して垂直に近接乖離する方向を径方向と称し、駆動軸１１２に近い方を径方向内側と称し、駆動軸１１２から遠い方を径方向外側と称する場合がある。

モータハウジング１１１は、モータ部１１０およびオイルポンプ１００の全体を支える構造体であり、例えば板金のプレス加工によって形成される。モータハウジング１１１は、内部にロータ１１３およびステータ１１４を収容する。
ロータ１１３は、駆動軸１１２に固定され、例えば永久磁石が組み込まれ、回転磁場の作用によって駆動軸１１２と共に回転する。

ステータ１１４は、ロータ１１３に対向してモータハウジング１１１内に収容され回転磁場を発生する。なお、本実施形態では、ステータ１１４がロータ１１３の径方向外側に配置されたインナーロータ型の構造が示されるが、本発明のモータは、ステータ１１４がロータ１１３の径方向内側に配置されたアウターロータ型の構造を有してもよい。

軸受１１５は、例えばボール軸受けであり、駆動軸１１２を回転自在に保持する。軸受１１５はローラ軸受けや滑り軸受けなどであってもよい。軸受１１５は、ロータ１１３を挟んで軸方向一方側と軸方向他方側に配置され、軸方向他方側の軸受１１５は、例えばハウジング１１１に固定され、軸方向一方側の軸受１１５は、例えばポンプ部１３０に保持される。

センサ部１２０は、基板ケース１２１を備え、基板ケース１２１には、ステータ１１４が有するコイルから引き出された導線の端部が導かれる。本実施形態では、基板ケース１２１が、モータ部１１０に対する配線の引き出しスペースとして用いられる。また、基板ケース１２１は、例えば内部にセンサ基板１２２を収容して保持する。センサ基板１２２は磁気センサを有し、例えば駆動軸１１２の回転位置や回転速度を検出する。基板ケース１２１は、センサ基板１２２と共に、あるいはセンサ基板１２２に代えて、制御基板やインバータ基板を収容してもよい。なお、本発明の電動ポンプはセンサ部１２０を有さないものでもよい。

ポンプ部１３０は、ポンプロータ１３１とポンプハウジング１３５とを有する。ポンプ部１３０はモータハウジング１１１の軸方向一方側に配置される。言い換えると、ポンプ部１３０は、モータ部１１０に対し、駆動軸１１２に沿った軸方向の一方側に位置し、流体（一例としてオイル）を吸入して吐出する。本実施形態では流体がオイルであるものとして説明するが、以下の説明は一般的な流体について成立する。
ポンプロータ１３１は、駆動軸１１２の駆動力によってポンプハウジング１３５内で回転することでオイルを吸入側から吐出側へと送る。
図２は、ポンプ部１３０の外観を示す図である。

ポンプハウジング１３５はポンプボディ１３２とポンプカバー１３３を有し、ポンプロータ１３１を収容してモータハウジング１１１に固定される。ポンプハウジング１３５は本発明にいうポンプハウジングの一例に相当し、本実施形態ではポンプロータ１３１の全体を覆う。

本実施形態では、ポンプボディ１３２がポンプロータ１３１の収容空間を有し、ポンプカバー１３３が収容空間およびポンプロータ１３１の軸方向一方側を覆う蓋となる。但し、本発明にいうポンプハウジングでは、ポンプカバー１３３がポンプロータ１３１の収容空間を有し、ポンプボディ１３２が収容空間およびポンプロータ１３１の軸方向他方側を覆う底となってもよい。

本発明にいうポンプハウジングは、ポンプロータ１３１の少なくとも軸方向一方側を覆うものであればよい。従って、本発明にいうポンプハウジングは、例えば本実施形態のポンプカバー１３３のみを有し、ポンプロータ１３１の収容空間がモータハウジング１１１に形成されたものでもよい。

ポンプカバー１３３は、例えば自動車のオイルパンなど、オイルポンプ１００が取り付けられる被取付体にオイルポンプ１００を取り付けるための取付部１３４を有する。取付部１３４は軸方向に広がった取付面１３４ａを有し、オイルポンプ１００は、取付面１３４ａが被取付体に接触した状態で例えばねじ止めなどによって被取付体に固定される。つまり、ポンプハウジング１３５の一部であるポンプカバー１３３は、軸方向に広がって被取付体に接触する取付面１３４ａを有する。

ポンプハウジング１３５の一部であるポンプカバー１３３は、オイルが内部を流れて一方が吸入側となり他方が吐出側となる第１流路１４０（図５参照）および第２流路１５０（図５参照）を有し、第１流路１４０および第２流路１５０それぞれの開口１４１，１５１が取付面１３４ａ上に存在する。本実施形態ではオイルが第１流路１４０側から吸入され第２流路１５０側に吐出されるので、以下の説明では、第１流路１４０を吸入路１４０と称し、第２流路１５０を吐出路１５０と称する場合がある。また、取付面１３４ａ上の第１流路（吸入路）１４０の開口１４１を吸入口１４１と称し、取付面１３４ａ上の第２流路（吐出路）１５０の開口１５１を吐出口１５１と称する場合がある。
図３は、ポンプカバー１３３の外観構造を示す斜視図である。
図３には、取付部１３４の取付面１３４ａが示されると共に、ポンプボディ１３２およびポンプロータ１３１を覆うカバー面１３３ａも示される。

ポンプカバー１３３のカバー面１３３ａには、吸入路１４０の開口１４２ａと吐出路１５０の開口１５２ａが設けられ、各開口１４２ａ，１５２ａは、駆動軸１１２を巡る周方向に延びた弧状の開口である。これら吸入路１４０の開口１４２ａおよび吐出路１５０の開口１５２ａが、本発明にいうポンプ側開口の一例であり、本発明にいうポンプ側開口は弧状以外の形状であってもよい。

ポンプカバー１３３には、カバー面１３３ａ上の各開口１４２ａ，１５２ａから軸方向一方側へと凹んだ吸入ポート１４２および吐出ポート１５２が設けられる。即ち、ポンプハウジング１３５の一部であるポンプカバー１３３は、吸入路１４０および吐出路１５０それぞれが、開口１４２ａ，１５２ａから軸方向一方側へと凹んだポート（吸入ポート１４２および吐出ポート１５２）を有する。
ここで、ポンプ部１３０の動作について説明する。
図４は、ポンプ部１３０の動作を説明する図である。

ポンプ部１３０のポンプロータ１３１は、駆動軸１１２に固定されたインナーロータ１３１ａと、インナーロータ１３１ａに噛み合ったアウターロータ１３１ｂとを有する。
ポンプカバー１３３に設けられた吸入ポート１４２および吐出ポート１５２はポンプロータ１３１側に向いて開口する。

インナーロータ１３１ａが駆動軸１１２とともに回転駆動されることにより、アウターロータ１３１ｂはインナーロータ１３１ａの回転中心とは異なる位置の回転中心周りに回転する。インナーロータ１３１ａとアウターロータ１３１ｂとで回転中心の位置が異なっていることにより、インナーロータ１３１ａとアウターロータ１３１ｂとの間には、オイルが入る部屋１３１ｃが生じる。オイルの部屋１３１ｃは、ポンプロータ１３１の回転に伴って移動し、例えば図４に示す右回りの回転であれば、オイルの部屋１３１ｃも右回りに移動する。その結果、吸入ポート１４２側から吐出ポート１５２側へとオイルが送られて、オイルの吸入と吐出が実現する。

駆動軸１１２の回転駆動が図４とは逆の左回りとなることで、オイルの吸入と吐出も逆向きとなるが、説明の便宜上、図４に示す右回りに駆動軸１１２およびポンプロータ１３１が回転駆動されるものとする。
図３に戻って説明を続ける。

吸入路１４０の開口１４２ａと吐出路１５０の開口１５２ａは隔壁１３３ｂによって互いに隔てられ、隔壁１３３ｂは取付面１３４ａと並行して広がる。つまり、ポンプハウジング１３５の一部であるポンプカバー１３３は、吸入路１４０および吐出路１５０のポンプロータ１３１に向いた開口１４２ａ，１５２ａの相互間に位置して取付面１３４ａに沿う方向に延びた隔壁１３３ｂを有する。

取付面１３４ａ上における吸入口１４１と吐出口１５１との位置関係に着目すると、吸入口１４１の位置と吐出口１５１の位置は軸方向（図の上下方向）にずれる。言い換えると、吸入路１４０および吐出路１５０それぞれの取付面１３４ａにおける開口（吸入口１４１および吐出口１５１）の箇所は当該取付面１３４ａ上で互いに軸方向にずれる。

取付面１３４ａに沿う方向の隔壁１３３ｂでカバー面１３３ａ上の各開口１４２ａ，１５２ａが隔てられることで、吸入路１４０および吐出路１５０のポンプ側の箇所が、取付面１３４ａ側から見て径方向に近接する。加えて吸入口１４１および吐出口１５１の箇所が軸方向にずれたことで、吸入口１４１および吐出口１５１を径方向に近接することができ、吸入路１４０および吐出路１５０が全体として径方向にサイズ抑制され、取付面１３４ａを有した取付部１３４の大型化が抑制される。

なお、吸入路１４０および吐出路１５０の開口１４２ａ，１５２ａは、隔壁１３３ｂとは駆動軸１１２を挟んだ反対側の箇所１３３ｃでも相互に隔てられる。隔壁１３３ｂおよび反対側の箇所１３３ｃのいずれかが取付面１３４ａに沿う方向に延びていれば取付部１３４の大型化が抑制される。

また、取付面１３４ａにおける吸入口１４１および吐出口１５１の箇所は、取付面１３４ａ上で互いに、軸方向と交わる方向（図の左右方向）にもずれる。これにより吸入口１４１および吐出口１５１を径方向と軸方向との双方で近接することができるので、吸入路１４０および吐出路１５０が全体として径方向と軸方向との双方でサイズ抑制され、取付部１３４の大型化が軸方向と径方向の双方について抑制される。
以下、吸入路１４０と吐出路１５０の詳細構造について説明する。

図５は、ポンプカバー１３３の内部に設けられた吸入路１４０と吐出路１５０の構造を示す構造図であり、図６は、吸入路１４０の詳細図であり、図７は、吐出路１５０の詳細図である。

吸入路１４０は、上述した吸入口１４１と吸入ポート１４２を有する。また、吸入路１４０は、吸入口１４１から取付面１３４ａと交わる方向へと延びて吸入ポート１４２に繋がる延伸部１４３を有する。

吸入ポート１４２は、ポンプロータ１３１に向いた開口１４２ａから軸方向一方側へと凹むと共に、軸方向一方側の底は、開口１４２ａの広さよりも狭まる。吸入ポート１４２は全体として弧状に曲がって延び、弧状の一端１４２ｂが延伸部１４３に繋がる。つまり、吸入路１４０は、吸入口１４１からポンプハウジング１３５の一部であるポンプカバー１３３の内部方向に延びて吸入ポート１４２における周方向の一端１４２ｂに繋がる延伸部１４３を有する。なお、吸入路１４０の延伸部１４３は、例えば取付面１３４ａ側から取付面１３４ａに対して垂直に例えばドリルで穿孔されることで容易に形成されるが、例えば取付面１３４ａに対して斜めに穿孔されて形成されてもよい。

吐出路１５０は、上述した吐出口１５１と吐出ポート１５２を有する。また、吐出路１５０は、吐出口１５１から取付面１３４ａと交わる方向へと延びた取付側延伸部１５３と、吐出ポート１５２から、軸方向と交わり取付面１３４ａに沿った方向へと延びたポンプ側延伸部１５４とを有する。

取付側延伸部１５３とポンプ側延伸部１５４とは繋がっているが、取付側延伸部１５３（の中心線）とポンプ側延伸部１５４（の中心線）とは軸方向にずれたねじれの位置にある。ポンプ側延伸部１５４の、吐出ポート１５２とは反対側の端部１５４ａは、図示が省略されたキャップ部材で塞がれる。

言い換えると、吐出路１５０は、吐出口１５１からポンプハウジング１３５の一部であるポンプカバー１３３の内部方向に延びた取付側延伸部１５３と、当該取付側延伸部１５３から当該取付側延伸部１５３および軸方向の双方に交わる方向へと延びて吐出ポート１５２における周方向の一端１５２ｂに繋がるポンプ側延伸部１５４とを有する。

吸入路１４０および吐出路１５０の上記構造により、吸入路１４０および吐出路１５０の迂回構造などが少なく、吸入路１４０および吐出路１５０の全体として軸方向の大型化が抑制される。

吐出ポート１５２は、ポンプロータ１３１に向いた開口１５２ａから軸方向一方側へと凹むと共に、軸方向一方側の底は、開口１５２ａの広さよりも狭まる。また、吐出ポート１５２の底は、吸入ポート１４２の底と較べて軸方向他方側に位置し、開口１４２ａ，１５２ａから底までの深さは吸入ポート１４２の方が吐出ポート１５２よりも深い。つまり、吸入ポート１４２および吐出ポート１５２の一端１４２ｂ，１５２ｂは、吸入路１４０の方が吐出路１５０よりも軸方向一方側に凹む。また、吸入路１４０と吐出路１５０は立体交差しており、吸入路１４０の延伸部１４３は、軸方向から見て吐出路１５０のポンプ側延伸部１５４と交差する。吸入路１４０および吐出路１５０の立体交差により、オイルの流路が全体として簡素化され、取付部１３４の大型化が抑制できる。

また、吸入ポート１４２および吐出ポート１５２の深さが異なることで、吸入路１４０および吐出路１５０における立体交差構造がより簡素化される。その結果、オイルの流路が全体として更に簡素化され、取付部１３４の大型化が抑制される。

なお、ここでは、本発明の電動ポンプにおける使用方法の一例としてオイルポンプが挙げられるが、本発明の電動ポンプの使用方法は上記に限定されない。本発明の電動ポンプは、水や空気などを吸入吐出するポンプにも使用可能である。

上述した実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１００ ：オイルポンプ
１１０ ：モータ部
１１１ ：モータケース
１１２ ：駆動軸
１１３ ：ロータ
１１４ ：ステータ
１１５ ：軸受
１２０ ：センサ部
１２１ ：基板ケース
１２２ ：センサ基板
１３０ ：ポンプ部
１３１ ：ポンプロータ
１３１ａ ：インナーロータ
１３１ｂ ：アウターロータ
１３２ ：ポンプボディ
１３３ ：ポンプカバー
１３３ａ ：カバー面
１３３ｂ ：隔壁
１３４ ：取付部
１３４ａ ：取付面
１３５ ：ポンプハウジング
１４０ ：吸入路（第１流路）
１４１ ：吸入口（開口）
１４２ ：吸入ポート
１４２ａ ：吸入路の開口
１４３ ：延伸部
１５０ ：吐出路（第２流路）
１５１ ：吐出口（開口）
１５２ ：吐出ポート
１５２ａ ：吐出路の開口
１５３ ：取付側延伸部
１５４ ：ポンプ側延伸部

Claims (5)

1. 駆動軸を有し、当該駆動軸を回転駆動させるモータ部と、
   前記モータ部に対し、前記駆動軸に沿った軸方向の一方側に位置し、流体を吸入して吐出するポンプ部と、を備え、
   前記ポンプ部が、
   前記駆動軸の駆動力によって回転することで前記流体を吸入側から吐出側へと送るポンプロータと、
   前記ポンプロータの少なくとも前記一方側を覆うポンプハウジングと、を備え、
   更に、前記ポンプハウジングが、
   前記軸方向に広がって被取付体に接触する取付面と、
   前記流体が内部を流れて一方が吸入側となり他方が吐出側となる第１流路および第２流路と、
   前記第１流路および前記第２流路の前記ポンプロータに向いたポンプ側開口の相互間に位置して前記取付面に沿う方向に延びた隔壁と、を備え、
   前記第１流路および前記第２流路それぞれの前記取付面における取付側開口の箇所が当該取付面上で互いに前記軸方向にずれた電動ポンプ。
2. 前記取付側開口の箇所が前記取付面上で互いに、前記軸方向と交わる方向にもずれた請求項１に記載の電動ポンプ。
3. 前記ポンプ側開口は、前記駆動軸を巡る周方向に延びた弧状の開口であり、
   前記第１流路および前記第２流路それぞれが、前記ポンプ側開口から前記一方側へと凹んだポート部を有し、
   前記第１流路は、前記取付側開口から前記ポンプハウジングの内部方向に延びて前記ポート部における前記周方向の一端に繋がる延伸部を有し、
   前記第２流路は、前記取付側開口から前記ポンプハウジングの内部方向に延びた取付側延伸部と、当該取付側延伸部から当該取付側延伸部および前記軸方向の双方に交わる方向へと延びて前記ポート部における前記周方向の一端に繋がるポンプ側延伸部とを有する請求項１または２に記載の電動ポンプ。
4. 前記ポート部の前記一端は、前記第１流路の方が前記第２流路よりも前記一方側に凹んだ請求項３に記載の電動ポンプ。
5. 前記第１流路の前記延伸部は、前記軸方向から見て前記第２流路の前記ポンプ側延伸部と交差する請求項３または４に記載の電動ポンプ。

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