JP5338267B2 - ポンプユニット - Google Patents

Description

この発明は、ハウジングの内部にポンプを組み込み、そのポンプをハウジングに固定したモータで駆動するポンプとモータが一体になったポンプユニットに関する。

首記のポンプユニットは、車両用のブレーキ液圧制御装置などに利用されている。そのブレーキ液圧制御装置は、液圧ユニットのハウジングの一端面にモータを固定しており、そのモータの出力軸をハウジングの内部に挿入してハウジングに組み込み込まれたポンプをモータで駆動する構造になっている。ポンプは、ピストンポンプ（プランジャポンプ）や歯車ポンプが用いられ、ピストンポンプは、モータの出力軸に取り付けたカムがピストンを周期的に押し動かす。また、歯車ポンプは、２者間にポンピングチャンバを作り出す駆動歯車と従動歯車を有し、駆動歯車がモータによって回転駆動される。

このブレーキ液圧制御装置などに利用されるポンプユニットは、モータの出力軸をポンプが内蔵されたハウジングの内部に挿入し、モータヨーク（モータのヨーク）を前記ハウジングの一面（この発明ではモータ取付面と言う）に突き当ててこの状態でモータをハウジングに固定している。モータヨークは、ハウジング側端部を開口させたものが使用されており、このモータヨークのハウジング側端部の開口の封鎖はハウジングによってなされる。

上述したポンプユニットでのハウジングに対するモータの取付けは、下記特許文献１が開示しているように、モータヨークのハウジング側端部にフランジを形成し、そのフランジをハウジングにねじで締結する方法が一般的に採用されていたが、この方法では、ねじの締結部をハウジングに設ける必要があり、ハウジングの小型化が規制され、ねじ穴などの加工の手間も増えることから、下記特許文献２、３が開示しているようなモータ取付け構造が提案されている。

特許文献２のモータ取付け構造は、モータヨークのハウジング側端部にフランジを形成し、そのフランジをハウジングに直接又はストラップを使用して間接的にかしめ固定あるいは係止固定しており、ねじによる締結に比べてフランジの径が小さくて済み、その分、ハウジングを小型化できる利点がある。

また、特許文献３のモータ取付け構造は、モータヨークの開口したハウジング側端部をハウジングのモータ取付面に設けた蟻溝の環状溝に挿入し、その挿入部の外周において前記環状溝に保持リングを挿入し、この保持リングを変形させて環状溝の傾斜した外側面に係止させ、保持リングによるくさび効果を利用してモータヨークをハウジングに固定しており、モータヨークのハウジング側端部のフランジを無くしてハウジングの小型化の効果をさらに高められる利点がある。

特開２０００−２７８９０５号公報 特表２００３−５１６２６２号公報 特表平１０−５１０６０５号公報

特許文献２が開示しているモータ取付け構造は、モータヨークの端部にストラップを係止させるフランジを形成する必要があり、また、ハウジングにストラップ固定部を設ける必要があり、ハウジングの小型化や加工工数削減に関して満足できる効果が望み難い。

また、特許文献３が開示しているモータ取付け構造は、モータヨークのハウジング側端部にフランジを設ける必要がなく、ハウジングの小型化の効果をさらに高め得る利点があるが、保持リングを全周にわたって変形させて環状溝に係止させる必要があるため、組み付け性が悪く、生産性とコストに悪影響がでる。

また、環状溝が蟻溝のような特殊形状の溝になるので、溝の加工も面倒になる。

この発明は、取付け用のフランジが不要のモータヨークを採用してポンプを内蔵したハウジングの小型化を図り、同時に、ハウジングに対するモータヨークの固定を、加工の手間の少ない構造で信頼性よく行えるようにすることを課題としている。

上記の課題を解決するため、この発明においては、ハウジングに内蔵されたポンプを、当該ハウジングに出力軸を挿入して組み付けたモータで駆動して液圧を発生させるポンプユニットにおいて、
前記モータがハウジング側端部の開口したモータヨークを有し、そのモータヨークの前記ハウジング側端部の周方向の一部もしくは全域を前記ハウジングのモータ取付面に設けた凹部に挿入し、挿入した前記ハウジング側端部の周方向の一部のみを前記凹部の内面に押し当て、これ等の間に働く押圧力で前記モータを前記ハウジングに固定した。

その固定は、モータヨークのハウジング側端部にモータ軸方向に突出する複数の嵌合爪を設け、その嵌合爪を前記ハウジングのモータ取付面に前記凹部として設けた穴に圧入する方法で行なうとともに、前記穴をモータ軸に対して傾け、前記嵌合爪を前記穴への圧入時にその穴でガイドして穴の傾き方向、望ましくはモータヨークの周方向に屈曲させた。

また、モータ取付け構造の他の具体例として、前記ハウジングのモータ取付面に設ける凹部をモータ軸と同心の環状溝で構成し、その環状溝に前記モータヨークのハウジング側端部の周方向全域を挿入し、挿入した前記ハウジング側端部の外周面と前記環状溝との間に球体を圧入してモータをハウジングに固定した。この構造での球体は、耐圧性を有し、圧入時に破壊しないもの、例えば、鋼球などを使用する。

この構造でも、モータヨークの一部が凹部の内面に押し当てられ、押し当てられた箇所と凹部の内面との間に生じる押圧力でモータ（モータヨーク）がハウジングに固定される。

なお、モータヨークに嵌合爪を設け、その嵌合爪をハウジングの穴に圧入する構造は、嵌合爪の外周に、前記穴の内面に係止する返し部（ランス）を付加すると好ましい。前記穴をモータ軸に対して傾け、前記嵌合爪を前記穴への圧入時にその穴でガイドして穴の傾き方向、望ましくはモータヨークの周方向に屈曲させることも好ましい。

また、モータヨークのハウジング側端部とハウジングとの間の隙間は、モータの内部への侵水をなくすためにシール部を設けて封止するが、モータヨークに嵌合爪を設ける構造のものでは固体シール材の使用が制限されるので、シール剤を充填して構成されるシール部を設けてモータヨークとハウジングとの間の隙間を封止するとよい。

モータヨークのハウジング側端部の周方向全域をハウジングに設けた環状溝に挿入し、挿入したハウジング側端部の外周面と環状溝との間に球体を圧入して固定力を発生させるものは、モータヨークのハウジング側端面と前記環状溝の底面との間、又は前記モータヨークの前記環状溝に挿入された部分の外周面と前記環状溝の外側面との間にリング状シール部材を介在して隙間封止用のシール部を構成することができる。

この発明のポンプユニットは、モータヨークのハウジング側端部の少なくとも一部をハウジングのモータ取付面に設けた凹部に挿入し、その挿入部を凹部の内面に押し当てて押圧力でモータをハウジングに固定するので、取付け用フランジが不要な圧入による固定が可能であり、取付け用フランジをなくすことでハウジングの小型化を図ることができる。

特に、ハウジングに対するモータヨークの固定を、モータヨークの端部に複数の嵌合爪を設け、その嵌合爪をハウジングに設けた穴に圧入する方法で行なうものは、モータヨークの外周面よりも径方向外側での固定が全く行われないため、ハウジングの小型化の効果が顕著である。また、嵌合爪を圧入する凹部はドリル加工が可能な穴でよいので、加工の手間の削減効果も高い。

また、この構造は、嵌合爪の外周に前記穴の内面に係止する返し部を付加することで嵌合爪の穴からの抜け防止の効果が得られ、モータ固定の信頼性がより高まる。嵌合爪が圧入される穴をモータ軸に対して傾け、圧入時に嵌合爪を前記穴でガイドして穴の傾き方向に変形させるものも、ハウジングに対する嵌合爪の機械的係止がなされてモータ固定の信頼性がより高まる。

モータヨークのハウジング側端部の周方向全域をハウジングに設けた環状溝に挿入し、挿入したハウジング側端部の外側面と環状溝との間に球体を圧入してモータをハウジングに固定するものも、環状溝は、フランジを設けていないモータヨークのハウジング側端部とロック手段となる球体を挿入できる幅を有していればよく、かしめ、あるいは係止によってストラップを固定するものに比べてモータヨーク外径側への固定部の飛び出し量が小さくて済むため、ハウジングの小型化の効果が得られる。

また、環状溝は幅が深さ方向に一定した溝でよいので、その溝の加工が簡単である。

以下、この発明の実施の形態を添付図面の図１〜図８に基いて説明する。図１〜図３は、この発明のポンプユニット一例の側面と端面と要部の断面を表している。図中１はハウジングであり、このハウジングの内部にポンプ２（図３参照）が組み込まれている。また、ハウジング１の一面（モータ取付面１ａ）にモータ１０が取り付けられ、そのモータの出力軸１１がハウジング１の内部に挿入され、その出力軸１１を介してポンプ２に駆動力が加えられる構造になっている。

図３のポンプ２は、歯数の異なるインナーロータ２ａとアウターロータ２ｂを偏心配置にして組み合わせた周知の歯車ポンプである。ポンプ２は、図示していないピストンポンプを設けることもある。ピストンポンプは、復帰スプリングによって戻り方向に付勢されたピストンをモータの出力軸に装着したカムで周期的に押し動かし、先端をポンプ室に臨ませたそのピストンの往復運動でポンプ作用を生じさせる。これも周知のポンプである。

モータ１０も周知のモータである。このモータの回転子１２に取り付けた軸は、反出力側がモータヨーク１３に装着された軸受３に支持され、また、その軸の出力側、即ち、出力軸１１は、ハウジング１に装着された軸受４に支持されている。このモータ１０は、モータヨーク１３をハウジング１に締結してハウジング１に対する取り付けがなされている。その取り付け構造にこの発明の特徴がある。

図４に示すように、モータヨーク１３はハウジング側端部が開口しており、そのハウジング側端部に、モータ軸方向に突出した嵌合爪１４が、周方向に所定の間隔をあけて複数個（好ましくは周方向に定ピッチで３個以上）設けられている。

また、ハウジング１のモータ取付面１ａには、各嵌合爪１４に対応させた穴（凹部）５が設けられ、その穴５に嵌合爪１４が圧入して固定される構造になっている。穴５はドリル加工が可能な断面円形の穴でよい。この穴５は、従来ハウジングに設けていたモータヨーク取付け用のねじ穴に比べて深さが半分程度あればよく、このこともハウジングの小型化に寄与する。穴５に対する嵌合爪１４の圧入部の断面を図５に示す。嵌合爪１４は穴５に圧入しているので、図のように穴５の全域が嵌合爪１４によって埋め尽くされなくても特に問題はない。

図３の６は、モータヨーク１３とハウジング１との間にシール剤を充填して構成されるシール部である。このシール部６によりモータヨーク１３のハウジング側端部とハウジング１との間に生じた隙間が封止されている。シール剤は硬化性、非硬化性を問わないが、充填時に流動性のあるものが充填性に優れて好ましい。

また、液状シール剤でシール部６を構成する場合には、図６に示すように、モータヨーク１３のハウジング側端部に微小凸部１５を点在させて設けると好ましい。微小凸部１５によってモータヨーク１３のハウジング側端部とハウジング１の突合せ面間に隙間ができ、その隙間を毛細管現象が生じるものにしてシール剤の流入性を向上させることができる。

図７（ａ）〜図７（ｃ）に、嵌合爪１４と穴５の好ましい形態を示す。嵌合爪１４は穴５に圧入され、両者の接触部に生じる押圧力で嵌合爪１４の圧入状態が保持される。この図７は、さらに押圧力を向上させるのに有効な構造である。

図７（ａ）は、嵌合爪１４の外周に返し部１４ａを付加しており、その返し部１４ａが穴５の内面に係止して穴５からの嵌合爪１４の抜け出し防止の効果が高められる。

また、図７（ｂ）は、嵌合爪１４の長手方向途中を膨らませており、膨出部の作用でストレート形状の爪に比べて穴５の内面に対する引っ掛かり性がよくなる。

図７（ｃ）は、穴５の軸をモータ軸に対して傾斜させており、圧入時に嵌合爪１４が穴５にガイドされて穴５の傾き方向に変形する。変形後の嵌合爪１４は穴５に対して機械的に係止し、嵌合爪１４の抜け出し防止の効果が高められてモータ固定の信頼性がより高まる。円周上に配列する複数の穴５のうち、配列の中心を挟んで対峙する２以上の穴の傾き方向が残りの穴の傾き方向と異なると、嵌合爪１４の穴５からの抜け出し防止がより効果的になされる。

なお、図７（ｃ）の構造での穴５の傾斜方向は、モータヨーク１３の周方向とするのがよい。配列の中心を挟んで対峙する２以上の穴の傾き方向と残りの穴の傾き方向がモータヨーク１３の周方向、かつ、相反する方向であると特に好ましい。嵌合爪１４の変形と穴５に対する機械的係止の目的は、穴５をモータヨーク１３の径方向に傾斜させても達成されるが、モータヨークの周方向に変形させた爪の方が径方向に変形させた爪よりも耐曲げ強度を高めやすく、変形後の形状保持（即ち、抜け出し防止）の信頼性確保が容易である。
例えば、板金を深絞り成形するなどして構成されるモータヨークでは、板厚によって規制される嵌合爪１４の径方向寸法よりもその嵌合爪１４の幅（ヨーク周方向寸法）を大きく確保することができ、それにより、嵌合爪１４のモータヨーク周方向の耐曲げ強度をモータヨーク径方向の耐曲げ強度よりも高めることができる。

図８に、この発明のポンプユニットの他の例の要部を示す。この図８のポンプユニットは、ハウジング１のモータ取付面１ａに設ける凹部を、モータ軸と同心の環状溝７で構成している。また、モータヨーク１３のハウジング側端部は、取付け用のフランジが無く、嵌合爪も無い形状にしてそのハウジング側端部の周方向全域を環状溝７に挿入し、その挿入部の外周面と環状溝７との間に鋼球などの球体８を圧入してモータヨーク１３をハウジング１に連結している。この構造でも、ハウジングの小型化と加工の手間の削減の効果を得てモータ１０をハウジング１に固定することができる。

なお、図８の構造でのモータヨーク１３とハウジング１との間の隙間の封止は、同図に示すように、モータヨーク１３のハウジング側端面と環状溝７の底面との間にリング状シール部材９を介在して行うことができる。この構造では、モータヨーク１３のハウジング側端部に、シール部材９との接触面積を広げるフランジを形成することができる。ハウジングのサイズを左右するのは環状溝７の外径であるので、その環状溝７の外径よりも小さいフランジであれば、そのフランジを設置してもハウジングのサイズには悪影響はでない。

リング状シール部材９は、モータヨーク１３の環状溝７に挿入された部分の外周面と環状溝７の外側面との間に圧入してもよい。この場合のリング状シール部材９の位置は、図８において球体８よりも左方（環状溝７の溝底側）、球体８よりも右方（環状溝７の入口側）のどちらであってもよい。

車両用の一般的なブレーキ液圧制御装置は、例示したようなポンプユニットのハウジング１内にブレーキ液圧制御用の電磁弁（図示せず）を組み込んで液圧ユニットを構成し、その液圧ユニットと電子制御ユニット（これも図示せず）を組み合わせて構成されている。液圧ユニットのハウジング１には、必要に応じて圧力センサや脈動減衰用のダンパなど（これ等も図示せず）も組み込まれる。
電子制御ユニットは、ブレーキ制御用の制御回路を構成した回路基板をケースに収納して構成されたものがよく知られており、そのようなものがハウジング１のモータ取付面１ａとは反対側の面に装着される。

なお、この発明は、液圧源となすポンプユニットや流体循環用のポンプユニットなどにも適用でき、その用途は液圧制御用に限定されない。

この発明のポンプユニットの一例の概要を示す側面図 図１のポンプユニットのモータ取付け側の端面図 図１のポンプユニットの要部を示す拡大断面図 モータヨークとハウジングの分解斜視図 図３のＶ−Ｖ線に沿った位置の拡大断面図 モータヨークのハウジング端面に微小凸部を設けた例を示す図 （ａ）嵌合爪と穴の一形態を示す図、（ｂ）嵌合爪と穴の他の形態を示す図、（ｃ）嵌合爪と穴のさらに他の形態を示す図 この発明のポンプユニットの他の例の要部を示す断面図

符号の説明

１ ハウジング
１ａ モータ取付面
２ ポンプ
２ａ インナーロータ
２ｂ アウターロータ
３，４ 軸受
５ 穴
６ シール部
７ 環状溝
８ 球体
９ リング状シール部材
１０ モータ
１１ 出力軸
１２ 回転子
１３ モータヨーク
１４ 嵌合爪
１４ａ 返し部
１５ 微小凸部

Claims (4)

1. ハウジング（１）に内蔵されたポンプ（２）を、当該ハウジング（１）に出力軸（１１
   ）を挿入して組み付けたモータ（１０）で駆動して液圧を発生させるポンプユニットにおいて、
   前記モータ（１０）がハウジング側端部の開口したモータヨーク（１３）を有し、その
   モータヨーク（１３）の前記ハウジング側端部の周方向の一部もしくは全域を前記ハウジ
   ング（１）のモータ取付面（１ａ）に設けた凹部に挿入し、挿入した前記ハウジング側端
   部の周方向の一部のみを前記凹部の内面に押し当て、これ等の間に働く押圧力で前記モー
   タ（１０）を前記ハウジング（１）に固定し、
   前記モータヨーク（１３）のハウジング側端部にモータ軸方向に突出する複数の嵌合爪
   （１４）を設け、前記ハウジング（１）のモータ取付面（１ａ）に前記凹部となる穴（５
   ）を設け、前記嵌合爪（１４）を前記穴（５）に圧入して前記モータ（１０）を前記ハウ
   ジング（１）に固定し、前記穴（５）をモータ軸に対して傾け、前記嵌合爪（１４）を前記穴（５）への圧入時にその穴でガイドして穴の傾き方向に変形させて前記ハウジング（１）に機械的に係止させたことを特徴とするポンプユニット。
2. 前記穴（５）の傾き方向を、モータヨーク（１３）の周方向にしたことを特徴とする請求項１に記載のポンプユニット。
3. ハウジング（１）に内蔵されたポンプ（２）を、当該ハウジング（１）に出力軸（１１
   ）を挿入して組み付けたモータ（１０）で駆動して液圧を発生させるポンプユニットにお
   いて、
   前記モータ（１０）がハウジング側端部の開口したモータヨーク（１３）を有し、その
   モータヨーク（１３）の前記ハウジング側端部の周方向の一部もしくは全域を前記ハウジ
   ング（１）のモータ取付面（１ａ）に設けた凹部に挿入し、挿入した前記ハウジング側端
   部の周方向の一部のみを前記凹部の内面に押し当て、これ等の間に働く押圧力で前記モー
   タ（１０）を前記ハウジング（１）に固定し、
   前記ハウジング（１）のモータ取付面（１ａ）に設ける凹部を、モータ軸と同心の環状
   溝（７）で構成し、その環状溝（７）に前記モータヨーク（１３）のハウジング側端部の
   周方向全域を挿入し、その挿入部の外周面と前記環状溝（７）との間に球体（８）を圧入
   して前記モータ（１０）を前記ハウジング（１）に固定したことを特徴とするポンプユニット。
4. 前記モータヨーク（１３）のハウジング側端面と前記環状溝（７）の底面との間、又は
   前記モータヨーク（１３）の前記環状溝（７）に挿入された部分の外周面と前記環状溝（
   ７）の外側面との間にリング状シール部材（９）を介在して前記モータヨーク（１３）と
   前記ハウジング（１）との間の隙間を封止したことを特徴とする請求項３に記載のポンプ
   ユニット。

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