JP4355922B2 - Electric pump - Google Patents
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本発明は、例えば車載用のウォーターポンプやオイルポンプ等、液体を循環させるポンプ室と空気環境下の電動モータ室とが隣接して配置されたコンパクトな電動ポンプに関する。 The present invention relates to a compact electric pump in which a pump chamber for circulating a liquid and an electric motor chamber in an air environment are arranged adjacent to each other, such as an on-vehicle water pump and an oil pump.
近年、環境への負荷の少ない電気自動車や、排出ガスの少ないいわゆるハイブリッドカーが注目されており、実用段階に入ったものも登場している。これら走行に電動モータを用いる自動車は、エンジンが無いかあるいは間欠動作を行なうため、従来エンジンに掛け渡した無限ベルトにより駆動されていたポンプ等の補機類は、その駆動源をモータに置き換える必要がある。 In recent years, electric vehicles with less environmental impact and so-called hybrid cars with less exhaust gas have attracted attention, and those that have entered the practical stage have also appeared. Automobiles that use electric motors for these runs have no engine or perform intermittent operation, so it is necessary to replace the drive source with a motor for auxiliary equipment such as pumps that have been driven by an infinite belt that has been placed around the engine. There is.
従来、この種の電動ポンプは、ポンプユニットとモータユニットとを別体に形成し、ポンプの回転軸とモータの回転軸との間を、例えばオルダムジョイント等の継ぎ手を用いて駆動伝達可能に連結していた。しかしながら、このような構成の場合、一対のシャフトにそれぞれ対応して軸受やオイルシールを設けているため、部品点数が多く、装置も大型で製造コストも高くなってしまう。そこで、本出願人らは、モータの回転軸とポンプの回転軸を単一のシャフトで兼用することにより、小型で安価な電動ポンプユニットを提案している(特許文献1を参照)。 Conventionally, in this type of electric pump, the pump unit and the motor unit are formed separately, and the pump rotating shaft and the motor rotating shaft are connected to each other so as to be able to transmit the drive using a joint such as an Oldham joint. Was. However, in such a configuration, since bearings and oil seals are provided corresponding to the pair of shafts, the number of parts is large, the apparatus is large, and the manufacturing cost is high. In view of this, the present applicants have proposed a small and inexpensive electric pump unit by using both the rotation shaft of the motor and the rotation shaft of the pump as a single shaft (see Patent Document 1).
図4は、従来の電動ポンプの構成を示す模式的断面図であり、図5は図4のA−A線矢視断面図である。 4 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a conventional electric pump, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
この例は、自動車のトランスミッション用油圧ポンプとして用いられるギヤポンプを示したものであり、ハウジング1の内部には、電動モータ室(モータ部2)とポンプ室(ポンプ部3)とが形成されている。ハウジング1内には、モータ部2により回転駆動される駆動軸であると同時にポンプ部3の回転軸ともなる主軸4が設けられており、玉軸受8および9によって回転自在に支持されている。なお、図中の符号20はモータのロータ部、21はマグネット、22はモータのステータ部、31はギヤポンプの駆動ギヤ、32はギヤポンプの従動ギヤ、33は従動ギヤの回転を支持する支軸、34はサイドプレートを、それぞれ示す。また、説明が煩雑になるのを防ぐため、モータ部2およびポンプ部3を構成する各部材の動作や機能に関する説明は省略する。
This example shows a gear pump used as a hydraulic pump for an automobile transmission, and an electric motor chamber (motor unit 2) and a pump chamber (pump unit 3) are formed inside the housing 1. . In the housing 1, there is provided a
ハウジング1は、例えばアルミ合金製であり、主にモータ部2が収納されるモータハウジング12と、主にポンプ部3が収納されるポンプハウジング13と、これらを分画する仕切り部材としてのハウジング基体11とを連結して構成されている。また、このハウジング基体11には、主軸4を挿通する貫通孔11aが設けられており、この貫通孔11aに配設されたシール部材(オイルシール)10によって、ポンプ部3側の液体(作動流体)がモータ部2側に浸入することが防止されている。
The housing 1 is made of, for example, an aluminum alloy, and mainly includes a
モータハウジング12は、円筒部12aと、軸方向一方側(ポンプ部3と反対側)に形成された底部12bとからなり、軸方向他方側の面が開口した有底カップ状に形成されている。また、モータハウジング12の底部12bの径方向中央には、前記主軸4の一端を支持するための玉軸受8が配設されている。
The
この主軸4のモータ部2側(図中右側)には、マグネット21を支持する大径部4aが形成されており、これら大径部4aとマグネット21とによってモータのロータ部20を構成している。なお、モータによっては、大径部4aを主軸4と一体に形成する代わりに、略円柱状のシャフトの外周に、電磁鋼板を多数枚積層した部材を嵌め入れ、この大径部4aを形成しているものもある。
A large-
また、ポンプハウジング13のキャビティ13a内には、互いに噛み合う駆動ギヤ31および従動ギヤ32が収容され、これらのギヤ31,32の側面とハウジング基体11との間には、例えばアルミニウム合金製のサイドプレート34が嵌め入れられている。サイドプレート34には、主軸4を貫通させる挿通孔34aと、従動ギヤ32の支軸33を回転自在に支持する支持孔(図示省略)とが形成されている。
Further, a
この構成によれば、単一のシャフト(主軸4)の一端側に電動モータ部2の回転軸を構成し、他端側にポンプ部3の回転軸を構成するので、従来必要であった継ぎ手を廃止することができ、部品点数の削減を通じて小型で安価な電動ポンプを提供することができる。
According to this configuration, the rotary shaft of the
ところで、以上のような電動ポンプにおいては、回転軸を支持するための軸受と、この回転軸周りからの流体の漏れを防ぐためのシール部材とを、軸方向の異なる位置に別々に配置するため、どうしてもポンプ全体としての軸方向寸法が大きくなってしまうという問題があった。 By the way, in the electric pump as described above, a bearing for supporting the rotating shaft and a seal member for preventing leakage of fluid from around the rotating shaft are separately arranged at different positions in the axial direction. The problem is that the axial dimension of the pump as a whole is inevitably increased.
また、自動車に搭載する補機類は、省エネ(燃費向上)のための小型・軽量化と、競争力を向上させるためのコストダウンが常に求められており、以上のような電動ポンプにおいても、従来と同等の機能と信頼性を有しながらも、更にコンパクトで低コストの製品が要望されている。 In addition, auxiliary machinery mounted on automobiles is always required to be smaller and lighter for energy saving (improving fuel efficiency) and cost reduction to improve competitiveness. There is a demand for a more compact and low-cost product while having functions and reliability equivalent to those of the prior art.
本発明は、上記する課題に対処するためになされたものであり、部品点数が少なく、かつ、小型で安価な電動ポンプを提供することを目的としている。 The present invention has been made to address the above-described problems, and an object thereof is to provide a small and inexpensive electric pump having a small number of parts.
前記の目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、ハウジングを分画する仕切り部材に設けた貫通孔を挿通して配設された回転軸の両側に、流体を吸引・吐出するポンプ部とこのポンプを駆動するモータ部とが配置されてなる電動ポンプにおいて、前記回転軸の回転を支持するスリーブを、前記仕切り部材の貫通孔部位にOリングを介して嵌め入れ、このスリーブを固定側シールリングとするとともに、この固定側シールリングよりモータ側の前記回転軸の外周に回転側シールリングを嵌め入れ、これら固定側シールリングと回転側シールリングのいずれか一方のリングを、軸方向の押圧手段によって他方のリングに押し当て、前記貫通孔を軸封したことを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, fluid is sucked and discharged on both sides of a rotating shaft that is inserted through a through hole provided in a partition member that partitions the housing. In an electric pump in which a pump unit and a motor unit that drives the pump are arranged, a sleeve that supports the rotation of the rotating shaft is fitted into a through hole portion of the partition member via an O-ring, and the sleeve is The fixed side seal ring is fitted, and the rotary side seal ring is fitted to the outer periphery of the rotary shaft on the motor side from the fixed side seal ring, and one of the fixed side seal ring and the rotary side seal ring is connected to the shaft. It is characterized by being pressed against the other ring by a direction pressing means and shaft-sealing the through hole.
本発明は、一本の回転軸の両側にポンプ部とモータ部を形成した電動ポンプにおいて、回転軸を支持する軸受に、この回転軸を挿通する開口を軸封するシールを兼用させることによって、所期の目的を達成しようとするものである。 In the electric pump in which the pump part and the motor part are formed on both sides of a single rotating shaft, the present invention combines a bearing that supports the rotating shaft with a seal that seals the opening through which the rotating shaft is inserted. It is intended to achieve the intended purpose.
すなわち、請求項1に記載の発明によれば、ポンプ室とモータ室を分画する部材(仕切り部材)の貫通孔部位に、回転軸を支持する軸受スリーブ(固定側シールリングを兼用)を嵌め入れ、この軸受スリーブの端面を密封端面としたメカニカルシールを形成することによって、従来別々に配置されていた軸受とシール部材とが一体となり、電動ポンプの部品点数の削減と組み込み作業の簡略化を図ることができる。 In other words, according to the first aspect of the present invention, the bearing sleeve (also serving as the stationary seal ring) that supports the rotating shaft is fitted into the through hole portion of the member (partition member) that separates the pump chamber and the motor chamber. In addition, by forming a mechanical seal with the end face of this bearing sleeve as the sealed end face, the bearing and the seal member, which have been separately arranged in the past, are integrated, reducing the number of parts of the electric pump and simplifying the assembly work. Can be planned.
また、軸受部とシール部を軸方向の同じ位置に配置できることから、電動ポンプを設計する上での自由度が向上するとともに、軸方向の寸法を短縮することが可能になる。従って、電動ポンプの小型化および軽量化を実現することができる。 In addition, since the bearing portion and the seal portion can be arranged at the same position in the axial direction, the degree of freedom in designing the electric pump can be improved and the dimensions in the axial direction can be shortened. Therefore, the electric pump can be reduced in size and weight.
次に、請求項2に記載の発明は、前記回転側シールリングが、前記回転軸のロータ部として形成されていることを特徴とする。
Next, the invention according to
すなわち、モータ側の回転軸の外周に回転側シールリングを新たに配設する代わりに、前記回転軸に大径部を設け、この大径部の端面を、回転側の密封端面として利用することにより、電動ポンプの更なる小型・軽量化とコストの低減を進めることができる。 That is, instead of newly disposing a rotation-side seal ring on the outer periphery of the motor-side rotation shaft, a large-diameter portion is provided on the rotation shaft, and an end surface of the large-diameter portion is used as a sealing end surface on the rotation side. As a result, it is possible to further reduce the size and weight of the electric pump and reduce the cost.
なお、本発明におけるポンプの形式は、特に限定されるものではなく、ギアポンプの他、ベーンポンプやインペラを用いたポンプ等、シャフトの一端側に取り付けた部材の回転によって流体を圧送する機構を有するポンプに、広く適用可能である。また、電動モータの形式も特に限定されるものではない。 The form of the pump in the present invention is not particularly limited. In addition to a gear pump, a pump having a mechanism for pumping fluid by rotation of a member attached to one end of a shaft, such as a pump using a vane pump or an impeller. In addition, it is widely applicable. Further, the type of the electric motor is not particularly limited.
以上のように、本発明によれば、電動ポンプの軸方向の寸法を短縮することができ、その小型化および軽量化が可能になる。また、構成する部品点数が削減されるとともに、その組み込み作業も簡素化されることから、電動ポンプのコストを低減することができる。 As described above, according to the present invention, the axial dimension of the electric pump can be shortened, and the size and weight thereof can be reduced. Moreover, since the number of components to be configured is reduced and the assembling work is simplified, the cost of the electric pump can be reduced.
以下、図面を参照しつつこの発明を実施するための形態について説明する。
図1は、本発明の実施形態における電動ポンプの構造を示す模式的断面図であり、図2は図1のP部拡大図である。なお、従来例と同様の機能を有する構成部材には、同じ符号を付記して詳細な説明を省略する。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the structure of an electric pump according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view of a portion P in FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structural member which has a function similar to a prior art example, and detailed description is abbreviate | omitted.
この例も、従来例と同じくギヤポンプを示したものであり、ハウジング1内に配設された主軸4の一端側(図示左側)にはポンプ部3が、他端側(図示右側)にはモータ部2が形成されている。また、ハウジング1は、主にモータ部2が収納されるモータハウジング12と、主にポンプ部3が収納されるポンプハウジング13と、これらを分画するハウジング基体11(仕切り部材)とを連結して構成されており、このハウジング基体11には、主軸4を挿通する貫通孔11aが形成されている。
This example also shows a gear pump as in the conventional example, with the pump portion 3 on one end side (left side in the figure) of the
なお、主軸4のモータ部2側(図中右側)には、従来例と同様にモータのマグネット21を支持する大径部4aが形成されているとともに、これら大径部4aとマグネット21によってモータのロータ部20が形成されている。また、主軸4は、モータハウジング12の底部12bに配設された玉軸受8と、後述する軸受スリーブ5とによって、回転自在に支持されている。
A large-
本実施形態における電動ポンプの特徴は、主軸4の回転を支持するために配設されたスリーブ5が、ハウジング基体11の貫通孔11aを軸封するメカニカルシールの一部品(固定側シールリング)として構成されている点である。このスリーブ5は、図2のように、Oリング6を介してハウジング基体11の貫通孔11aの内周に嵌め入れられており、軸方向の押圧手段(ワッシャ7)によって、その端部に設けられた凸部5aが、主軸4に形成されたロータ部20(大径部4aの端面4b)に押し付けられている。
The feature of the electric pump in the present embodiment is that the
以上の構成によって、このスリーブ5は、主軸4の回転を支持するすべり軸受を構成すると同時に、ポンプ部3側の作動流体がモータ部2側に浸入するのを防止している。従って、本実施形態の電動ポンプは、回転軸を支持するための軸受とこの回転軸周りからの流体の漏れを防ぐためのシール部材とを、軸方向の異なる位置に別々に配置していた従来の電動ポンプに比べ、ポンプ全体の軸方向寸法を短縮することができる。
With the above configuration, the
また、このスリーブ5がメカニカルシールの固定側シールリングを兼用し、主軸4の大径部4aがメカニカルシールの回転側シールリングを兼ねることにより、電動ポンプの部品点数の削減と組み込み作業の簡略化を図ることができる。従って、本発明の電動ポンプは、小型・軽量化が可能になるとともに、そのコストを低減することができる。
The
なお、本実施形態においては、スリーブ5の凸部5aを、ロータ部20を構成する主軸4の大径部4aに押し付けて密封部を形成したが、この大径部4aを、電磁鋼板を多数枚積層した部材を嵌め入れて形成しているモータの場合は、凸部5aをこの電磁鋼板の端面に押し付ければ良い。
In the present embodiment, the
また、これらスリーブ5と大径部4aとの間に、回転側シールリングとなるリング状部材を別途配設しても良い。しかしながら、この構成は部品点数の増加を招くため、コスト的に不利となることは言うまでもない。
Further, a ring-shaped member serving as a rotation-side seal ring may be separately provided between the
更に、本発明における軸封部(スリーブ5の凸部5a)の形状は、この実施形態における例に限定されるものではなく、従来公知のメカニカルシールのように、どのような形状であっても良い。また、本実施形態においては、スリーブ5を軸方向に押圧する手段としてワッシャ7を用いたが、これに代えて、軸方向に伸縮するように折り曲げた金属板やバネなどの弾性体等を配置しても良い。
Furthermore, the shape of the shaft sealing portion (the
また更に、図3の断面図に示すように、モータハウジング12の底部12bに、モータ部2側の玉軸受8を軸方向に押圧する弾性体14を配置し、主軸4の大径部4aをスリーブ5に押し付けても良い。この構成は、部品点数を増加させることなく、玉軸受の予圧も行なうことができて好適である。
Furthermore, as shown in the cross-sectional view of FIG. 3, an
1 ハウジング
2 モータ部
3 ポンプ部
4 主軸
4a 大径部(回転側シールリング)
5 スリーブ(固定側シールリング)
5a 凸部
6 Oリング
7 ワッシャ
8 玉軸受
9 玉軸受
10 シール部材
11 ハウジング基体(仕切り部材)
11a 貫通孔
12 モータハウジング
13 ポンプハウジング
14 弾性体
20 ロータ部
21 マグネット
22 ステータ部
31 駆動ギヤ
32 従動ギヤ
33 支軸
34 サイドプレート
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
5 Sleeve (fixed side seal ring)
5a Convex 6 O-
11a Through-
Claims (2)
前記回転軸の回転を支持するスリーブを、前記仕切り部材の貫通孔部位にOリングを介して嵌め入れ、このスリーブを固定側シールリングとするとともに、この固定側シールリングよりモータ側の前記回転軸の外周に回転側シールリングを嵌め入れ、これら固定側シールリングと回転側シールリングのいずれか一方のリングを、軸方向の押圧手段によって他方のリングに押し当て、前記貫通孔を軸封したことを特徴とする電動ポンプ。 An electric pump in which a pump part for sucking and discharging fluid and a motor part for driving the pump are arranged on both sides of a rotary shaft arranged through a through hole provided in a partition member for dividing the housing In
A sleeve that supports the rotation of the rotating shaft is fitted into the through-hole portion of the partition member via an O-ring, and this sleeve is used as a fixed-side seal ring, and the rotating shaft closer to the motor than the fixed-side seal ring. The rotation-side seal ring is fitted on the outer periphery of the shaft, and either the fixed-side seal ring or the rotation-side seal ring is pressed against the other ring by an axial pressing means, and the through hole is shaft-sealed. An electric pump characterized by
The electric pump according to claim 1, wherein the rotation-side seal ring is formed as a rotor portion of the rotation shaft.
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