JP4001056B2 - 電動ポンプ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体ポンプを電動モータにより駆動するようにした小形でコンパクトな電動ポンプ、例えば自動車における自動変速機のクラッチの作動油あるいはハイブリッド車の電気モータの冷却油などの供給源として使用するのに適したこの種の電動ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような電動ポンプとしては、センサレスブラシレスＤＣモータのマグネットを油圧ポンプのポンプハウジングにより回転自在に支持された回転軸の外端部に結合し、センサレスブラシレスＤＣモータのコアおよびコイルと一体にモールド成形された有底筒状の樹脂製のモータハウジングの開口端をポンプハウジングに結合してマグネットを収容する室をモータハウジングの内部に形成するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１の技術においては、ポンプハウジング内の作動油が回転軸の外周とポンプハウジングの隙間を通って室に流入してセンサレスブラシレスＤＣモータを冷却するようになっている。
【０００３】
かかる電動ポンプでは、モータハウジングの内部に作動油が流入するので、電動ポンプのモータハウジングを通しての作動油の外部への漏れが発生する虞がある。そこで、これに対処するために、回転軸の外周面に摺動自在に当接してポンプハウジングとモータハウジングの内部を油圧ポンプを収容する収納凹部側と筒状空間側に液密に分離するシール部材を筒状空間に面するポンプハウジングの端面に設けることが提案されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−３１７７７２号公報（段落〔０００５〕、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように提案された電動ポンプでは、筒状空間は作動油で満たされている収納凹部と液密に分離されており、空気で満たされている。一方、電動ポンプが駆動されると、モータ部の発熱および外部より伝わる熱等に起因して筒状空間内の空気が膨張する。その後、電動ポンプの停止および水没等によりモータ部の温度が下降すると、筒状空間内の空気は収縮する。この膨張収縮によって筒状空間内の圧力が外気圧より低下すると、モータハウジングとポンプハウジングとの微細な隙間から内部へ水、微小な異物などが侵入するという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、上述した各問題を解消するためになされたもので、モータハウジングの内外気圧差をなくすことができるとともに、モータハウジング内に水、異物などが侵入するのを防止することができる電動ポンプを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段および発明の作用・効果】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、ポンプ作動部を収納する収納凹部と吸入室と吐出室が形成されたポンプボデーに回転自在に支持された回転軸の一端部にポンプ作動部のポンプロータを固定し、回転軸の他端部にマグネットを有するブラシレスＤＣモータのロータを固定し、ブラシレスＤＣモータのコアとコイルよりなる環状のステータの内側に有底の筒状空間が形成されたモータハウジングをロータが多少の隙間をおいて筒状空間内に位置されるようにポンプボデーに固定し、筒状空間に面するポンプボデーの端面に設けたシール部材を回転軸の外周面に摺動自在に当接してポンプボデーとモータハウジングの内部を収納凹部側と筒状空間側に液密に分離し、筒状空間と反対側となるモータハウジングの端面に形成した凹んだ収容空間内にブラシレスＤＣモータを作動させるドライバ部を収容してカバーにより液密に覆ってなり、コアを磁性体である積層板材から構成し、このコアの外周部と収容空間とを連通する第１通気孔をモータハウジングに設けたことである。
【０００８】
これによれば、モータハウジングの内部すなわち筒状空間がブラシレスＤＣモータのコアの積層板材の隙間および第１通気孔を介して収容空間に連通される。したがって、モータハウジング内の気圧が変動しても収容空間への空気の出入によって吸収されるので、モータハウジングの隙間から水、異物などが侵入するのを防ぐことができる。さらに、筒状空間から収容空間へ空気が入る場合、その空気に霧状の作動油が含まれていても、コアの積層板材の隙間を通過する際に、霧状の作動油が積層板材に付着して除去される。したがって、ドライバ部を作動油から確実に保護することができ、電動ポンプの作動の信頼性を高く維持することができる。
【０００９】
また、請求項２に係る発明の構成上の特徴は、少なくとも外部の電源と接続されるハーネスのコネクタが液密に挿着されるコネクタハウジングをモータハウジングの外周に形成し、収容空間とコネクタハウジング内とを連通する第２通気孔を設けたことである。
【００１０】
これによれば、筒状空間が第１通気孔、収容空間、第２通気孔およびハーネスを介してモータハウジングの外部に液密に連通される。したがって、モータハウジング内の気圧が大きく変動した場合、モータハウジングの内外間の気圧差の発生をほとんど抑制するので、モータハウジングの隙間から水、異物などが侵入するのを防ぐことができる。
【００１１】
また、請求項３に係る発明の構成上の特徴は、ポンプ作動部を収納する収納凹部と吸入室と吐出室が形成されたポンプボデーに回転自在に支持された回転軸の一端部にポンプ作動部のポンプロータを固定し、回転軸の他端部にマグネットを有するブラシレスＤＣモータのロータを固定し、ブラシレスＤＣモータのコアとコイルよりなる環状のステータがモールドされてこのステータの内側に有底の筒状空間が形成されたモータハウジングをロータが多少の隙間をおいて筒状空間内に位置されるようにポンプボデーに固定し、筒状空間に面するポンプボデーの端面に設けたシール部材を回転軸の外周面に摺動自在に当接してポンプボデーとモータハウジングの内部を収納凹部側と筒状空間側に液密に分離してなり、外部に別体として設けられているブラシレスＤＣモータを作動させるドライバ部と接続されるハーネスのコネクタが液密に挿着されるコネクタハウジングをモータハウジングの外周に形成し、コアを磁性体である積層板材から構成し、このコアの外周部とコネクタハウジング内とを連通する第３通気孔を同モータハウジングに設けたことである。
【００１２】
これによれば、筒状空間がブラシレスＤＣモータのコアの積層板材の隙間、第３通気孔およびハーネスを介してモータハウジングの外部に液密に連通される。したがって、モータハウジング内の気圧が大きく変動した場合、モータハウジングの内外間の気圧差の発生をほとんど抑制するので、モータハウジングの隙間から水、異物などが侵入するのを防ぐことができる。さらに、筒状空間から外部へ空気が出る場合、その空気に霧状の作動油が含まれていても、コアの積層板材の隙間を通過する際に、霧状の作動油が積層板材に付着して除去される。したがって、電動ポンプ内の作動油が外部に出るのを確実に防ぐことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、図１〜図３に示す第１の実施の形態により、本発明による電動ポンプの説明をする。この実施の形態の電動ポンプは、主としてポンプ部１０と、これを回転駆動するモータ部２０と、このモータ部２０を作動させるドライバ部３０よりなるものである。すなわち、ドライバ部一体型の電動ポンプである。
【００１４】
図１に示すように、ポンプ部１０のケーシングは一端面に円形の収納凹部１１ａが形成されたポンプボデー１１と、このポンプボデー１１の収納凹部１１ａが形成された端面を環状のシール部材１９ａを介して液密に覆うポンプカバー１２よりなるもので、ポンプボデー１１には収納凹部１１ａと偏心する軸受孔１１ｂが形成されている。収納凹部１１ａ内に設けられたトロコイドポンプよりなるポンプ作動部１５は、外歯のインナロータ（ポンプロータ）１５ａとこれと噛合する内歯のアウタロータ１５ｂよりなるもので、アウタロータ１５ｂは外周面が収納凹部１１ａにより回転自在に支持され、インナロータ１５ａは軸受孔１１ｂに回転自在に支持された回転軸１６の一端部に同軸的に圧入固着されている。
【００１５】
図１に示すように、互いに噛合する両ロータ１５ａ，１５ｂの歯部の間には、回転に伴い容積が増減する多数のポンプ作動室１５ｃが形成され、このポンプ作動室１５ｃの両側となるポンプカバー１２の内面および収納凹部１１ａの底面には、ポンプ作動室１５ｃの容積が増大する範囲に沿って吸入室１３，１３ａが形成され、またポンプ作動室１５ｃの容積が減少する範囲に沿って吐出室１４，１４ａが形成されている。ポンプカバー１２には、吸入室１３と連通される吸入ポート１３ｂ、および吐出室１４と連通される吐出ポート１４ｂが形成されている。
【００１６】
図１に示すように、ポンプ作動部１５の収納凹部１１ａと反対側となるポンプボデー１１には、軸受孔１１ｂと同軸的に筒部１１ｃが形成され、一端部にインナロータ１５ａが固着された回転軸１６の他端部は、この筒部１１ｃの端面から突出されている。ポンプボデー１１の筒部１１ｃの端面に軸受孔１１ｂと同軸的に形成された円形の凹部１１ｄにはオイルシール（シール部材）１７の外周面が液密に嵌着され、このオイルシール１７のリップの先端は回転軸１６の外周面に摺動自在に液密に当接されて、ポンプボデー１１とモータハウジング２１の内部を収納凹部１１ａ側と筒状空間２５側に液密に分離している。凹部１１ｄの底部はポンプボデー１１内に形成された戻し通路１８により吸入室１３ａに連通されている。またポンプボデー１１には、吐出室１４ａを軸受孔１１ｂに連通する切欠き１４ｃが形成されている。
【００１７】
モータ部２０のセンサレスブラシレスＤＣモータ２２は、環状のステータ２３と、多少の隙間をおいてその内側に位置するロータ２４により構成されている。ロータ２４は、図１に示すように、円筒状のバックヨーク２４ａの外周にマグネット２４ｂを一体的に固着したもので、一端部にポンプ作動部１５のインナロータ１５ａが圧入固着されて収納凹部１１ａ側からポンプボデー１１の軸受孔１１ｂ内に挿入された回転軸１６の筒部１１ｃの端面から突出された他端部に同軸的に圧入固着されている。ステータ２３は磁性体である積層板材（例えば、積層鉄板）から構成されたコア２３ａとコイル支持枠２３ｃに巻回されたコイル２３ｂよりなるもので、樹脂製のモータハウジング２１内に一体的にモールドされ、モータハウジング２１のステータ２３の内側となる部分には有底の筒状空間２５が形成されている。コア２３ａの内面は筒状空間２５に露出されている。
【００１８】
図１に示すように、モータハウジング２１は、その筒状空間２５がロータ２４の外側に多少の隙間をおいて同軸的にかぶせられ、筒状空間２５の開口側をポンプボデー１１の筒部１１ｃに嵌合させ、複数（図１は１本のみを示す）の六角穴付きボルト２７によりポンプボデー１１を通してポンプカバー１２に締め付けることにより、ポンプボデー１１とポンプカバー１２とモータハウジング２１は一体的に連結される。コア２３ａとロータ２４の軸線方向長さはほぼ同じであり、この連結状態では、ステータ２３のコア２３ａとロータ２４の軸線方向両端の位置はほぼ一致し、従ってステータ２３のコイル２３ｂおよびコイル支持枠２３ｃは軸線方向両側においてコア２３ａから突出している。
【００１９】
筒状空間２５と反対側となるモータハウジング２１の端面には、モータ部２０を作動させるドライバ部３０を収容する凹んだ収容空間２６が形成され、この収容空間２６の底部には、モータハウジング２１にモールドされたステータ２３の一端側のコイル２３ｂおよびコイル支持枠２３ｃの内側に入り込む凹部２６ａが形成され、この凹部２６ａと筒状空間２５の間は底壁２６ｂにより仕切られている。ドライバ部３０は多数の部品３２ａ，３２ｂ，３２ｃを基板３１に取り付けたもので、収容空間２６の底部から立ち上がる複数（図１は１個のみを図示）の取付け用突起２８に基板３１を小ねじ３３により締め付けることにより取り付けられ、カバー３５により液密に覆われている。コンデンサなどのドライバ部３０の大形部品３２ａは、凹部２６ａ内に位置されるように基板３１に配置されている。
【００２０】
収容空間２６が形成されたモータハウジング２１の端部には、コネクタ２９が形成されている。コネクタ２９のコネクタハウジング２９ａ内には、ドライバ部３０に電気的に接続された端子３４が突出して設けられている。このコネクタ２９には外部の電源、制御装置が接続されたハーネス４６のコネクタ４５が液密に挿着され、ドライバ部３０に電源を供給したり、制御指令や車両の状態信号を入力したりするようになっている。なお、このコネクタハウジング２９ａは、下向きに開口して形成されており、コネクタハウジング２９ａ内に水が入りにくくなっている。また、両コネクタ２９，４５は防水コネクタを構成するものである。また、ハーネス４６はその内部を空気が流通するようになっている。
【００２１】
モータハウジング２１には、図１および図２に示すように、ステータ２３のコア２３ａの内部（すなわち筒状空間２５）とモータハウジング２１の外部を連通する通気孔４１が形成されている。通気孔４１は、コア２３ａの内部と収容空間２６を連通する第１通気孔４１ａと、収容空間２６とモータハウジング２１とを連通する４１ｂとから構成されている。第１通気孔４１ａは、図３に示すように、下端がコア２３ａの外周縁部に臨んで開口するとともに上端が収容空間２６に開口してモータハウジング２１の端部に形成されている。また、第２通気孔４１ｂは、図１および図２に示すように、下端がコネクタハウジング２９ａ内に臨んで開口するとともに上端が収容空間２６に開口してモータハウジング２１の端部に形成されている。これにより、図２に矢印にて示すように、コア２３ａの内部（内側）すなわち筒状空間２５と収容空間２６との間においては、コア２３ａを構成する積層鉄板間の微小隙間および第１連通孔４１ａを通って空気が往来し、収容空間２６とモータハウジング２１の外部との間においては、第２連通孔４１ｂを通って空気が往来する。
【００２２】
ドライバ部３０により制御される電流がセンサレスブラシレスＤＣモータ２２のステータ２３のコイル２３ｂに印加されて回転磁界を生じればロータ２４が回転され、回転軸１６を介してポンプ作動部１５のインナロータ１５ａが回転駆動される。これにより吸入ポート１３ｂから吸入室１３を経てトロコイドポンプ１５のポンプ作動室１５ｃ内に吸入された作動油は、吐出室１４を経て吐出ポート１４ｂから吐出される。ポンプ作動室１５ｃから吐出される作動油の一部は切欠き１４ｃからポンプボデー１１の軸受孔１１ｂと回転軸１６の間に入り軸支部の潤滑を行ってオイルシール１７が設けられた凹部１１ｄの底部内に入り、戻し通路１８から吸入室１３ａに還流される。この実施の形態では、ポンプボデー１１とモータハウジング２１の内部は、オイルシール１７により収納凹部１１ａ側と筒状空間２５側に液密に分離されているので、この作動油が筒状空間２５内に入ることはない。
【００２３】
上述した第１の実施の形態によれば、モータ部２０を作動させるドライブ部３０をモータハウジング２１に一体化した電動ポンプにおいては、モータハウジング２１の内部すなわち筒状空間２５がブラシレスＤＣモータ２２のコア２３ａの積層鉄板間の微小隙間、第１通気孔４１ａ、収容空間２６、第２通気孔４１ｂおよびハーネス４６を介してモータハウジング２１の外部に液密に連通される。したがって、モータハウジング２１内の気圧が大きく変動した場合、モータハウジング２１の内外間の気圧差の発生をほとんど抑制するので、モータハウジング２１の隙間から水、異物などが侵入するのを防ぐことができる。さらに、筒状空間２５内の空気が収容空間２６へ入る場合、その空気に霧状の作動油が含まれていても、コア２３ａの積層板材の隙間を通過する際に、霧状の作動油がコア２３ａの積層板材に付着して除去される。したがって、ドライバ部３０を作動油から確実に保護することができ、電動ポンプの作動の信頼性を高く維持することができる。
【００２４】
また、コネクタハウジング２９ａ内に第２通気孔４１ｂを連通させたので、モータハウジング２１内の気圧が低下しハウジング２１の内外間の気圧差が発生した場合、コネクタハウジング２９ａ内に連通した第２通気孔４１ｂはコネクタ２９に液密に挿着されるコネクタ４５によってほぼカバーされるので、第２通気孔４１ｂから水、異物などが侵入するのを確実に防ぐことができる。
【００２５】
なお、上記第１の実施の形態においては、第１通気孔４１ａを残して第２通気孔４１ｂを省略するように構成してもよい。これによれば、モータハウジング２１の内部すなわち筒状空間２５がコア２３ａの積層鉄板間の微小隙間および第１通気孔４１ａを介して筒状空間２５と比して大容積の収容空間２６に連通される。したがって、モータハウジング２１内の気圧が変動しても筒状空間２５の膨張収縮を収容空間２６によって吸収するので、モータハウジング２１の隙間から水、異物などが侵入するのを防ぐことができる。さらに、筒状空間２５から収容空間２６へ空気が入る場合、その空気に霧状の作動油が含まれていても、コア２３ａの積層板材の隙間を通過する際に、霧状の作動油が積層板材に付着して除去される。したがって、ドライバ部３０を作動油から確実に保護することができ、電動ポンプの作動の信頼性を高く維持することができる。
【００２６】
次に、本発明による電動ポンプの第２の実施の形態を図４および図５を参照して説明をする。第２の実施の形態は、電動ポンプのモータハウジング２１からドライバ部３０が分離されたものであり、第１および第２通気孔４１ａ，４１ｂの代わりに第３通気孔１４１が設けられたという点で第１の実施の形態と異なる。他の構造はほぼ同一であるのでその説明を省略する。
【００２７】
モータハウジング１２１は、樹脂製の有底筒状に形成されており、磁性体である積層板材（例えば、積層鉄板）のコア１２３ａとコイル支持枠（図示省略）に巻回されたコイル（図示省略）よりなるステータ１２３を一体的にモールド成形されたものである。モータハウジング１２１のステータ１２３の内側となる部分には有底の筒状空間２５が形成されている。コア１２３ａの内面は筒状空間２５に露出されている。コイルの両端が接続された端子１３４も同時にモールド成型されており、端子１３４の先端はモータハウジング１２１の外壁面から突出している。モータハウジング１２１の外周壁面には、端子１３４が収納されたコネクタハウジング１２９ａを有するコネクタ１２９が形成されている。このコネクタ１２９には、別体のドライバ部３０が接続されたハーネス１４６のコネクタ１４５が液密に挿着され、ドライバ部３０によって制御されるようになっている。なお、両コネクタ１２９，１４５は防水コネクタを構成するものである。また、ハーネス１４６はその内部を空気が流通するようになっている。
【００２８】
モータハウジング１２１には、図４および図５に示すように、コア１２３ａの外周部とコネクタハウジング１２９ａ内とを連通する第３通気孔１４１が形成されている。第３通気孔１４１は、図５に示すように、左端がコア１２３ａの外周縁部に臨んで開口するとともに右端がコネクタハウジング１２９ａ内に臨んで開口してモータハウジング１２１の外周壁に形成されている。これにより、図４に矢印にて示すように、コア１２３ａの内部（内側）すなわち筒状空間２５とモータハウジング１２１の外部との間においては、コア１２３ａの微小隙間および連通孔１４１を通って空気が往来する。
【００２９】
上述した第２の実施の形態によれば、モータハウジング１２１の内部すなわち筒状空間２５がブラシレスＤＣモータ２２のコア１２３ａの積層板材の隙間、第３通気孔１４１およびハーネス１４６を介してモータハウジング１２１の外部に液密に連通される。したがって、モータハウジング１２１内の気圧が大きく変動した場合、モータハウジング１２１の内外間の気圧差の発生をほとんど抑制するので、モータハウジング１２１の隙間から水、異物などが侵入するのを防ぐことができる。さらに、筒状空間２５内の空気が外部へ出る場合、その空気に霧状の作動油が含まれていても、コア１２３ａの積層板材の隙間を通過する際に、霧状の作動油が積層板材に付着して除去される。したがって、電動ポンプ内の作動油が外部に出るのを確実に防ぐことができる。
【００３０】
また、コネクタハウジング１２９ａ内に第３通気孔１４１を連通させたので、モータハウジング１２１内の気圧が低下しハウジング１２１の内外間の気圧差が発生した場合、コネクタハウジング１２９ａ内に連通した第３通気孔１４１はコネクタ１２９に液密に挿着されるコネクタ１４５によってほぼカバーされるので、第３通気孔１４１から水、異物などが侵入するのを確実に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による電動ポンプの第１の実施の形態の全体構造を示す縦断面図である。
【図２】 図１に示すドライバ部が一体化されたモータハウジングを示す縦断面図である。
【図３】 図１に示す第１通気孔を示す部分拡大断面図である。
【図４】 本発明による電動ポンプの第２の実施の形態のモータハウジングを示す縦断面図である。
【図５】 図４に示す第３通気孔を示す部分拡大断面図である。
【符号の説明】
１１…ポンプボデー、１１ａ収納凹部、１３，１３ａ…吸入室、１４，１４ａ…吐出室、１５…ポンプ作動部、１６…回転軸、１７…シール部材（オイルシール）、２１，１２１…モータハウジング、２２…ブラシレスＤＣモータ（センサレスブラシレスＤＣモータ）、２３，１２３…ステータ、２３ａ，１２３ａ…コア、２３ｂ…コイル、２４…ロータ、２４ｂ…マグネット、２５…筒状空間、２６…収容空間、２６ａ…凹部、２９，１２９…コネクタ、２９ａ，１２９ａ…コネクタハウジング、３０…ドライバ部、３２ａ…大形部品、３４，１３４…端子、３５…カバー、４１ａ…第１通気孔、４１ｂ…第２通気孔、４５，１４５…コネクタ、４６，１４６…ハーネス、１４１…第３通気孔。
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体ポンプを電動モータにより駆動するようにした小形でコンパクトな電動ポンプ、例えば自動車における自動変速機のクラッチの作動油あるいはハイブリッド車の電気モータの冷却油などの供給源として使用するのに適したこの種の電動ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような電動ポンプとしては、センサレスブラシレスＤＣモータのマグネットを油圧ポンプのポンプハウジングにより回転自在に支持された回転軸の外端部に結合し、センサレスブラシレスＤＣモータのコアおよびコイルと一体にモールド成形された有底筒状の樹脂製のモータハウジングの開口端をポンプハウジングに結合してマグネットを収容する室をモータハウジングの内部に形成するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１の技術においては、ポンプハウジング内の作動油が回転軸の外周とポンプハウジングの隙間を通って室に流入してセンサレスブラシレスＤＣモータを冷却するようになっている。
【０００３】
かかる電動ポンプでは、モータハウジングの内部に作動油が流入するので、電動ポンプのモータハウジングを通しての作動油の外部への漏れが発生する虞がある。そこで、これに対処するために、回転軸の外周面に摺動自在に当接してポンプハウジングとモータハウジングの内部を油圧ポンプを収容する収納凹部側と筒状空間側に液密に分離するシール部材を筒状空間に面するポンプハウジングの端面に設けることが提案されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−３１７７７２号公報（段落〔０００５〕、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように提案された電動ポンプでは、筒状空間は作動油で満たされている収納凹部と液密に分離されており、空気で満たされている。一方、電動ポンプが駆動されると、モータ部の発熱および外部より伝わる熱等に起因して筒状空間内の空気が膨張する。その後、電動ポンプの停止および水没等によりモータ部の温度が下降すると、筒状空間内の空気は収縮する。この膨張収縮によって筒状空間内の圧力が外気圧より低下すると、モータハウジングとポンプハウジングとの微細な隙間から内部へ水、微小な異物などが侵入するという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、上述した各問題を解消するためになされたもので、モータハウジングの内外気圧差をなくすことができるとともに、モータハウジング内に水、異物などが侵入するのを防止することができる電動ポンプを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段および発明の作用・効果】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、ポンプ作動部を収納する収納凹部と吸入室と吐出室が形成されたポンプボデーに回転自在に支持された回転軸の一端部にポンプ作動部のポンプロータを固定し、回転軸の他端部にマグネットを有するブラシレスＤＣモータのロータを固定し、ブラシレスＤＣモータのコアとコイルよりなる環状のステータの内側に有底の筒状空間が形成されたモータハウジングをロータが多少の隙間をおいて筒状空間内に位置されるようにポンプボデーに固定し、筒状空間に面するポンプボデーの端面に設けたシール部材を回転軸の外周面に摺動自在に当接してポンプボデーとモータハウジングの内部を収納凹部側と筒状空間側に液密に分離し、筒状空間と反対側となるモータハウジングの端面に形成した凹んだ収容空間内にブラシレスＤＣモータを作動させるドライバ部を収容してカバーにより液密に覆ってなり、コアを磁性体である積層板材から構成し、このコアの外周部と収容空間とを連通する第１通気孔をモータハウジングに設けたことである。
【０００８】
これによれば、モータハウジングの内部すなわち筒状空間がブラシレスＤＣモータのコアの積層板材の隙間および第１通気孔を介して収容空間に連通される。したがって、モータハウジング内の気圧が変動しても収容空間への空気の出入によって吸収されるので、モータハウジングの隙間から水、異物などが侵入するのを防ぐことができる。さらに、筒状空間から収容空間へ空気が入る場合、その空気に霧状の作動油が含まれていても、コアの積層板材の隙間を通過する際に、霧状の作動油が積層板材に付着して除去される。したがって、ドライバ部を作動油から確実に保護することができ、電動ポンプの作動の信頼性を高く維持することができる。
【０００９】
また、請求項２に係る発明の構成上の特徴は、少なくとも外部の電源と接続されるハーネスのコネクタが液密に挿着されるコネクタハウジングをモータハウジングの外周に形成し、収容空間とコネクタハウジング内とを連通する第２通気孔を設けたことである。
【００１０】
これによれば、筒状空間が第１通気孔、収容空間、第２通気孔およびハーネスを介してモータハウジングの外部に液密に連通される。したがって、モータハウジング内の気圧が大きく変動した場合、モータハウジングの内外間の気圧差の発生をほとんど抑制するので、モータハウジングの隙間から水、異物などが侵入するのを防ぐことができる。
【００１１】
また、請求項３に係る発明の構成上の特徴は、ポンプ作動部を収納する収納凹部と吸入室と吐出室が形成されたポンプボデーに回転自在に支持された回転軸の一端部にポンプ作動部のポンプロータを固定し、回転軸の他端部にマグネットを有するブラシレスＤＣモータのロータを固定し、ブラシレスＤＣモータのコアとコイルよりなる環状のステータがモールドされてこのステータの内側に有底の筒状空間が形成されたモータハウジングをロータが多少の隙間をおいて筒状空間内に位置されるようにポンプボデーに固定し、筒状空間に面するポンプボデーの端面に設けたシール部材を回転軸の外周面に摺動自在に当接してポンプボデーとモータハウジングの内部を収納凹部側と筒状空間側に液密に分離してなり、外部に別体として設けられているブラシレスＤＣモータを作動させるドライバ部と接続されるハーネスのコネクタが液密に挿着されるコネクタハウジングをモータハウジングの外周に形成し、コアを磁性体である積層板材から構成し、このコアの外周部とコネクタハウジング内とを連通する第３通気孔を同モータハウジングに設けたことである。
【００１２】
これによれば、筒状空間がブラシレスＤＣモータのコアの積層板材の隙間、第３通気孔およびハーネスを介してモータハウジングの外部に液密に連通される。したがって、モータハウジング内の気圧が大きく変動した場合、モータハウジングの内外間の気圧差の発生をほとんど抑制するので、モータハウジングの隙間から水、異物などが侵入するのを防ぐことができる。さらに、筒状空間から外部へ空気が出る場合、その空気に霧状の作動油が含まれていても、コアの積層板材の隙間を通過する際に、霧状の作動油が積層板材に付着して除去される。したがって、電動ポンプ内の作動油が外部に出るのを確実に防ぐことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、図１〜図３に示す第１の実施の形態により、本発明による電動ポンプの説明をする。この実施の形態の電動ポンプは、主としてポンプ部１０と、これを回転駆動するモータ部２０と、このモータ部２０を作動させるドライバ部３０よりなるものである。すなわち、ドライバ部一体型の電動ポンプである。
【００１４】
図１に示すように、ポンプ部１０のケーシングは一端面に円形の収納凹部１１ａが形成されたポンプボデー１１と、このポンプボデー１１の収納凹部１１ａが形成された端面を環状のシール部材１９ａを介して液密に覆うポンプカバー１２よりなるもので、ポンプボデー１１には収納凹部１１ａと偏心する軸受孔１１ｂが形成されている。収納凹部１１ａ内に設けられたトロコイドポンプよりなるポンプ作動部１５は、外歯のインナロータ（ポンプロータ）１５ａとこれと噛合する内歯のアウタロータ１５ｂよりなるもので、アウタロータ１５ｂは外周面が収納凹部１１ａにより回転自在に支持され、インナロータ１５ａは軸受孔１１ｂに回転自在に支持された回転軸１６の一端部に同軸的に圧入固着されている。
【００１５】
図１に示すように、互いに噛合する両ロータ１５ａ，１５ｂの歯部の間には、回転に伴い容積が増減する多数のポンプ作動室１５ｃが形成され、このポンプ作動室１５ｃの両側となるポンプカバー１２の内面および収納凹部１１ａの底面には、ポンプ作動室１５ｃの容積が増大する範囲に沿って吸入室１３，１３ａが形成され、またポンプ作動室１５ｃの容積が減少する範囲に沿って吐出室１４，１４ａが形成されている。ポンプカバー１２には、吸入室１３と連通される吸入ポート１３ｂ、および吐出室１４と連通される吐出ポート１４ｂが形成されている。
【００１６】
図１に示すように、ポンプ作動部１５の収納凹部１１ａと反対側となるポンプボデー１１には、軸受孔１１ｂと同軸的に筒部１１ｃが形成され、一端部にインナロータ１５ａが固着された回転軸１６の他端部は、この筒部１１ｃの端面から突出されている。ポンプボデー１１の筒部１１ｃの端面に軸受孔１１ｂと同軸的に形成された円形の凹部１１ｄにはオイルシール（シール部材）１７の外周面が液密に嵌着され、このオイルシール１７のリップの先端は回転軸１６の外周面に摺動自在に液密に当接されて、ポンプボデー１１とモータハウジング２１の内部を収納凹部１１ａ側と筒状空間２５側に液密に分離している。凹部１１ｄの底部はポンプボデー１１内に形成された戻し通路１８により吸入室１３ａに連通されている。またポンプボデー１１には、吐出室１４ａを軸受孔１１ｂに連通する切欠き１４ｃが形成されている。
【００１７】
モータ部２０のセンサレスブラシレスＤＣモータ２２は、環状のステータ２３と、多少の隙間をおいてその内側に位置するロータ２４により構成されている。ロータ２４は、図１に示すように、円筒状のバックヨーク２４ａの外周にマグネット２４ｂを一体的に固着したもので、一端部にポンプ作動部１５のインナロータ１５ａが圧入固着されて収納凹部１１ａ側からポンプボデー１１の軸受孔１１ｂ内に挿入された回転軸１６の筒部１１ｃの端面から突出された他端部に同軸的に圧入固着されている。ステータ２３は磁性体である積層板材（例えば、積層鉄板）から構成されたコア２３ａとコイル支持枠２３ｃに巻回されたコイル２３ｂよりなるもので、樹脂製のモータハウジング２１内に一体的にモールドされ、モータハウジング２１のステータ２３の内側となる部分には有底の筒状空間２５が形成されている。コア２３ａの内面は筒状空間２５に露出されている。
【００１８】
図１に示すように、モータハウジング２１は、その筒状空間２５がロータ２４の外側に多少の隙間をおいて同軸的にかぶせられ、筒状空間２５の開口側をポンプボデー１１の筒部１１ｃに嵌合させ、複数（図１は１本のみを示す）の六角穴付きボルト２７によりポンプボデー１１を通してポンプカバー１２に締め付けることにより、ポンプボデー１１とポンプカバー１２とモータハウジング２１は一体的に連結される。コア２３ａとロータ２４の軸線方向長さはほぼ同じであり、この連結状態では、ステータ２３のコア２３ａとロータ２４の軸線方向両端の位置はほぼ一致し、従ってステータ２３のコイル２３ｂおよびコイル支持枠２３ｃは軸線方向両側においてコア２３ａから突出している。
【００１９】
筒状空間２５と反対側となるモータハウジング２１の端面には、モータ部２０を作動させるドライバ部３０を収容する凹んだ収容空間２６が形成され、この収容空間２６の底部には、モータハウジング２１にモールドされたステータ２３の一端側のコイル２３ｂおよびコイル支持枠２３ｃの内側に入り込む凹部２６ａが形成され、この凹部２６ａと筒状空間２５の間は底壁２６ｂにより仕切られている。ドライバ部３０は多数の部品３２ａ，３２ｂ，３２ｃを基板３１に取り付けたもので、収容空間２６の底部から立ち上がる複数（図１は１個のみを図示）の取付け用突起２８に基板３１を小ねじ３３により締め付けることにより取り付けられ、カバー３５により液密に覆われている。コンデンサなどのドライバ部３０の大形部品３２ａは、凹部２６ａ内に位置されるように基板３１に配置されている。
【００２０】
収容空間２６が形成されたモータハウジング２１の端部には、コネクタ２９が形成されている。コネクタ２９のコネクタハウジング２９ａ内には、ドライバ部３０に電気的に接続された端子３４が突出して設けられている。このコネクタ２９には外部の電源、制御装置が接続されたハーネス４６のコネクタ４５が液密に挿着され、ドライバ部３０に電源を供給したり、制御指令や車両の状態信号を入力したりするようになっている。なお、このコネクタハウジング２９ａは、下向きに開口して形成されており、コネクタハウジング２９ａ内に水が入りにくくなっている。また、両コネクタ２９，４５は防水コネクタを構成するものである。また、ハーネス４６はその内部を空気が流通するようになっている。
【００２１】
モータハウジング２１には、図１および図２に示すように、ステータ２３のコア２３ａの内部（すなわち筒状空間２５）とモータハウジング２１の外部を連通する通気孔４１が形成されている。通気孔４１は、コア２３ａの内部と収容空間２６を連通する第１通気孔４１ａと、収容空間２６とモータハウジング２１とを連通する４１ｂとから構成されている。第１通気孔４１ａは、図３に示すように、下端がコア２３ａの外周縁部に臨んで開口するとともに上端が収容空間２６に開口してモータハウジング２１の端部に形成されている。また、第２通気孔４１ｂは、図１および図２に示すように、下端がコネクタハウジング２９ａ内に臨んで開口するとともに上端が収容空間２６に開口してモータハウジング２１の端部に形成されている。これにより、図２に矢印にて示すように、コア２３ａの内部（内側）すなわち筒状空間２５と収容空間２６との間においては、コア２３ａを構成する積層鉄板間の微小隙間および第１連通孔４１ａを通って空気が往来し、収容空間２６とモータハウジング２１の外部との間においては、第２連通孔４１ｂを通って空気が往来する。
【００２２】
ドライバ部３０により制御される電流がセンサレスブラシレスＤＣモータ２２のステータ２３のコイル２３ｂに印加されて回転磁界を生じればロータ２４が回転され、回転軸１６を介してポンプ作動部１５のインナロータ１５ａが回転駆動される。これにより吸入ポート１３ｂから吸入室１３を経てトロコイドポンプ１５のポンプ作動室１５ｃ内に吸入された作動油は、吐出室１４を経て吐出ポート１４ｂから吐出される。ポンプ作動室１５ｃから吐出される作動油の一部は切欠き１４ｃからポンプボデー１１の軸受孔１１ｂと回転軸１６の間に入り軸支部の潤滑を行ってオイルシール１７が設けられた凹部１１ｄの底部内に入り、戻し通路１８から吸入室１３ａに還流される。この実施の形態では、ポンプボデー１１とモータハウジング２１の内部は、オイルシール１７により収納凹部１１ａ側と筒状空間２５側に液密に分離されているので、この作動油が筒状空間２５内に入ることはない。
【００２３】
上述した第１の実施の形態によれば、モータ部２０を作動させるドライブ部３０をモータハウジング２１に一体化した電動ポンプにおいては、モータハウジング２１の内部すなわち筒状空間２５がブラシレスＤＣモータ２２のコア２３ａの積層鉄板間の微小隙間、第１通気孔４１ａ、収容空間２６、第２通気孔４１ｂおよびハーネス４６を介してモータハウジング２１の外部に液密に連通される。したがって、モータハウジング２１内の気圧が大きく変動した場合、モータハウジング２１の内外間の気圧差の発生をほとんど抑制するので、モータハウジング２１の隙間から水、異物などが侵入するのを防ぐことができる。さらに、筒状空間２５内の空気が収容空間２６へ入る場合、その空気に霧状の作動油が含まれていても、コア２３ａの積層板材の隙間を通過する際に、霧状の作動油がコア２３ａの積層板材に付着して除去される。したがって、ドライバ部３０を作動油から確実に保護することができ、電動ポンプの作動の信頼性を高く維持することができる。
【００２４】
また、コネクタハウジング２９ａ内に第２通気孔４１ｂを連通させたので、モータハウジング２１内の気圧が低下しハウジング２１の内外間の気圧差が発生した場合、コネクタハウジング２９ａ内に連通した第２通気孔４１ｂはコネクタ２９に液密に挿着されるコネクタ４５によってほぼカバーされるので、第２通気孔４１ｂから水、異物などが侵入するのを確実に防ぐことができる。
【００２５】
なお、上記第１の実施の形態においては、第１通気孔４１ａを残して第２通気孔４１ｂを省略するように構成してもよい。これによれば、モータハウジング２１の内部すなわち筒状空間２５がコア２３ａの積層鉄板間の微小隙間および第１通気孔４１ａを介して筒状空間２５と比して大容積の収容空間２６に連通される。したがって、モータハウジング２１内の気圧が変動しても筒状空間２５の膨張収縮を収容空間２６によって吸収するので、モータハウジング２１の隙間から水、異物などが侵入するのを防ぐことができる。さらに、筒状空間２５から収容空間２６へ空気が入る場合、その空気に霧状の作動油が含まれていても、コア２３ａの積層板材の隙間を通過する際に、霧状の作動油が積層板材に付着して除去される。したがって、ドライバ部３０を作動油から確実に保護することができ、電動ポンプの作動の信頼性を高く維持することができる。
【００２６】
次に、本発明による電動ポンプの第２の実施の形態を図４および図５を参照して説明をする。第２の実施の形態は、電動ポンプのモータハウジング２１からドライバ部３０が分離されたものであり、第１および第２通気孔４１ａ，４１ｂの代わりに第３通気孔１４１が設けられたという点で第１の実施の形態と異なる。他の構造はほぼ同一であるのでその説明を省略する。
【００２７】
モータハウジング１２１は、樹脂製の有底筒状に形成されており、磁性体である積層板材（例えば、積層鉄板）のコア１２３ａとコイル支持枠（図示省略）に巻回されたコイル（図示省略）よりなるステータ１２３を一体的にモールド成形されたものである。モータハウジング１２１のステータ１２３の内側となる部分には有底の筒状空間２５が形成されている。コア１２３ａの内面は筒状空間２５に露出されている。コイルの両端が接続された端子１３４も同時にモールド成型されており、端子１３４の先端はモータハウジング１２１の外壁面から突出している。モータハウジング１２１の外周壁面には、端子１３４が収納されたコネクタハウジング１２９ａを有するコネクタ１２９が形成されている。このコネクタ１２９には、別体のドライバ部３０が接続されたハーネス１４６のコネクタ１４５が液密に挿着され、ドライバ部３０によって制御されるようになっている。なお、両コネクタ１２９，１４５は防水コネクタを構成するものである。また、ハーネス１４６はその内部を空気が流通するようになっている。
【００２８】
モータハウジング１２１には、図４および図５に示すように、コア１２３ａの外周部とコネクタハウジング１２９ａ内とを連通する第３通気孔１４１が形成されている。第３通気孔１４１は、図５に示すように、左端がコア１２３ａの外周縁部に臨んで開口するとともに右端がコネクタハウジング１２９ａ内に臨んで開口してモータハウジング１２１の外周壁に形成されている。これにより、図４に矢印にて示すように、コア１２３ａの内部（内側）すなわち筒状空間２５とモータハウジング１２１の外部との間においては、コア１２３ａの微小隙間および連通孔１４１を通って空気が往来する。
【００２９】
上述した第２の実施の形態によれば、モータハウジング１２１の内部すなわち筒状空間２５がブラシレスＤＣモータ２２のコア１２３ａの積層板材の隙間、第３通気孔１４１およびハーネス１４６を介してモータハウジング１２１の外部に液密に連通される。したがって、モータハウジング１２１内の気圧が大きく変動した場合、モータハウジング１２１の内外間の気圧差の発生をほとんど抑制するので、モータハウジング１２１の隙間から水、異物などが侵入するのを防ぐことができる。さらに、筒状空間２５内の空気が外部へ出る場合、その空気に霧状の作動油が含まれていても、コア１２３ａの積層板材の隙間を通過する際に、霧状の作動油が積層板材に付着して除去される。したがって、電動ポンプ内の作動油が外部に出るのを確実に防ぐことができる。
【００３０】
また、コネクタハウジング１２９ａ内に第３通気孔１４１を連通させたので、モータハウジング１２１内の気圧が低下しハウジング１２１の内外間の気圧差が発生した場合、コネクタハウジング１２９ａ内に連通した第３通気孔１４１はコネクタ１２９に液密に挿着されるコネクタ１４５によってほぼカバーされるので、第３通気孔１４１から水、異物などが侵入するのを確実に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による電動ポンプの第１の実施の形態の全体構造を示す縦断面図である。
【図２】 図１に示すドライバ部が一体化されたモータハウジングを示す縦断面図である。
【図３】 図１に示す第１通気孔を示す部分拡大断面図である。
【図４】 本発明による電動ポンプの第２の実施の形態のモータハウジングを示す縦断面図である。
【図５】 図４に示す第３通気孔を示す部分拡大断面図である。
【符号の説明】
１１…ポンプボデー、１１ａ収納凹部、１３，１３ａ…吸入室、１４，１４ａ…吐出室、１５…ポンプ作動部、１６…回転軸、１７…シール部材（オイルシール）、２１，１２１…モータハウジング、２２…ブラシレスＤＣモータ（センサレスブラシレスＤＣモータ）、２３，１２３…ステータ、２３ａ，１２３ａ…コア、２３ｂ…コイル、２４…ロータ、２４ｂ…マグネット、２５…筒状空間、２６…収容空間、２６ａ…凹部、２９，１２９…コネクタ、２９ａ，１２９ａ…コネクタハウジング、３０…ドライバ部、３２ａ…大形部品、３４，１３４…端子、３５…カバー、４１ａ…第１通気孔、４１ｂ…第２通気孔、４５，１４５…コネクタ、４６，１４６…ハーネス、１４１…第３通気孔。
Claims (3)
- ポンプ作動部を収納する収納凹部と吸入室と吐出室が形成されたポンプボデーに回転自在に支持された回転軸の一端部に前記ポンプ作動部のポンプロータを固定し、前記回転軸の他端部にマグネットを有するブラシレスＤＣモータのロータを固定し、前記ブラシレスＤＣモータのコアとコイルよりなる環状のステータの内側に有底の筒状空間が形成されたモータハウジングを前記ロータが多少の隙間をおいて前記筒状空間内に位置されるように前記ポンプボデーに固定し、前記筒状空間に面する前記ポンプボデーの端面に設けたシール部材を前記回転軸の外周面に摺動自在に当接して前記ポンプボデーとモータハウジングの内部を前記収納凹部側と前記筒状空間側に液密に分離し、前記筒状空間と反対側となる前記モータハウジングの端面に形成した凹んだ収容空間内に前記ブラシレスＤＣモータを作動させるドライバ部を収容してカバーにより液密に覆ってなり、前記コアを磁性体である積層板材から構成し、該コアの外周部と前記収容空間とを連通する第１通気孔を前記モータハウジングに設けたことを特徴とする電動ポンプ。
- 請求項１において、少なくとも外部の電源と接続されるハーネスのコネクタが液密に挿着されるコネクタハウジングを前記モータハウジングの外周に形成し、前記収容空間とコネクタハウジング内とを連通する第２通気孔を設けたことを特徴とする電動ポンプ。
- ポンプ作動部を収納する収納凹部と吸入室と吐出室が形成されたポンプボデーに回転自在に支持された回転軸の一端部に前記ポンプ作動部のポンプロータを固定し、前記回転軸の他端部にマグネットを有するブラシレスＤＣモータのロータを固定し、前記ブラシレスＤＣモータのコアとコイルよりなる環状のステータがモールドされてこのステータの内側に有底の筒状空間が形成されたモータハウジングを前記ロータが多少の隙間をおいて前記筒状空間内に位置されるように前記ポンプボデーに固定し、前記筒状空間に面する前記ポンプボデーの端面に設けたシール部材を前記回転軸の外周面に摺動自在に当接して前記ポンプボデーとモータハウジングの内部を前記収納凹部側と前記筒状空間側に液密に分離してなり、外部に別体として設けられている前記ブラシレスＤＣモータを作動させるドライバ部と接続されるハーネスのコネクタが液密に挿着されるコネクタハウジングを前記モータハウジングの外周に形成し、前記コアを磁性体である積層板材から構成し、該コアの外周部と前記コネクタハウジング内とを連通する第３通気孔を同モータハウジングに設けたことを特徴とする電動ポンプ。
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