JP5577584B2 - 電動ポンプユニット - Google Patents

Description

この発明は、たとえば自動車の油圧ポンプとして使用される電動ポンプユニットに関する。

近年、自動車の油圧ポンプとして、その起動・停止をきめ細かく制御して省エネルギを図るため、また、アイドリングストップによりエンジンが停止しているときにもトランスミッションなどの駆動系への油圧供給を確保するために、電動ポンプユニットが使用されるようになっている。

自動車用電動ポンプユニットは、車体の限られたスペースに搭載されるため、コンパクト化が要求され、また、軽量化およびコスト低減も要求される。この要求に応える電動ポンプユニットとして、共通のユニットハウジング内にポンプ、電動モータおよびモータのコントローラが一体に組み込まれたものが提案されている（たとえば特許文献１参照）。
特開２００６−２６２６１１号公報

上記の従来の電動ポンプユニットでは、ユニットハウジング内に配置された２個の転がり軸受によってポンプ駆動モータ軸の軸方向２箇所が支持されており、これらの軸受の間に位置するモータ軸の部分にモータロータが設けられ、モータロータの周囲のユニットハウジングの部分にモータステータが固定状に設けられている。一方の軸受は、ユニットハウジングを構成するポンプハウジングに一体に形成された円筒部に設けられ、他方の軸受は、ユニットハウジングを構成するモータハウジングの壁に一体に形成された円筒部に設けられている。また、ポンプユニットの壁のモータロータと反対側の部分にコントローラ室が形成され、このコントローラ室にコントローラの基板が配置され、コントローラの背に低い部品は基板のモータロータ側の面に配置され、コントローラの背の高い部品は基板のモータロータと反対側の面に配置されている。

この電動ポンプでは、モータロータの両側に転がり軸受が配置された構造であるから、その分、モータ軸の長さが長くなり、コンパクト化に限度がある。また、モータハウジングの壁により、モータを収容するモータハウジング内部のモータ室とコントローラ室が軸方向に区画されているので、基板の厚みとそれに実装された部品の高さがそのまま電動ポンプユニットの長さに影響し、その分、電動ポンプユニットの長さが長くなる。

この発明の目的は、上記の問題を解決し、さらにコンパクト化が可能な電動ポンプユニットを提供することにある。

この発明による電動ポンプユニットは、ユニットハウジング内にポンプ、ポンプ駆動用電動モータおよびモータのコントローラが組み込まれている電動ポンプユニットにおいて、ユニットハウジングが、筒状のモータハウジングと、モータハウジングの一端に連結されたポンプハウジングとを備えており、ポンプハウジングに、モータハウジングの内側にのびる円筒部が形成され、この円筒部の内側に軸受装置が設けられており、モータが、軸受装置により片持ち支持されたポンプ駆動モータ軸の一端から半径方向外方にのびかつ円筒部の端部の外周を囲む円筒状のモータロータと、ユニットハウジングに固定状に設けられたモータステータとを備えており、モータ軸およびモータロータを含む回転部分の重心の軸方向位置が、軸受装置の軸方向範囲内にあり、モータ軸のモータロータ支持端部側のモータステータの端部に、コントローラの基板が固定され、基板のモータロータ側の面のモータステータに囲まれた部分に、コントローラの部品の最も背の高いものが配置されていることを特徴とするものである。

モータ軸の軸方向１箇所が軸受装置により片持ち支持され、その軸受装置の外周を囲むようにモータロータが設けられている構造であるから、モータ軸の長さが短くてすみ、さらなるコンパクト化が可能である。また、モータ軸の軸方向１箇所が軸受装置により片持ち支持されているから、従来のような２箇所の軸受のうちの一方を設けるための壁が不要であり、モータステータの端部にコントローラの基板を固定して、そのモータロータ側の面に背の高い部品を配置することが可能になる。このため、コントローラのために電動ポンプユニットの長さが増すことがほとんどなく、非常にコンパクトに構成することができる。

この発明の電動ポンプユニットにおいて、たとえば、モータステータが、ユニットハウジングに固定状に設けられたコアと、コアに組み込まれた合成樹脂製インシュレータと、インシュレータに巻かれたコイルとからなり、インシュレータの端部にコントローラの基板が固定されている。

この発明の電動ポンプユニットにおいて、たとえば、ユニットハウジングが、筒状のモータハウジングと、モータハウジングの一端に連結されたポンプハウジングとを備えており、ポンプハウジングに、モータハウジングの内側にのびる小径の円筒部が形成され、この円筒部の内側に軸受装置が設けられており、モータハウジングの内周にモータステータが設けられている。

この場合、ポンプハウジングに一体に形成された円筒部だけで軸受装置を支持することができ、他に軸受装置を支持するための部材が不要である。このため、さらなる部品点数の低減が可能であり、さらなる軽量化およびコスト低減が可能である。

好ましくは、モータ軸およびモータロータを含む回転部分の重心の軸方向位置が、軸受装置の軸方向範囲内にある。このようにすれば、回転部分を安定良く回転支持することができる。さらに好ましくは、上記回転部分の重心の軸方向位置は、軸受装置の軸方向範囲の中央部にある。

軸受装置は、たとえば、軸方向に隣接する２個の転がり軸受からなる。

このようにすれば、２個の転がり軸受により回転部分を安定良く支持することができ、また、転がり軸受の寿命が長くなる。

この場合、好ましくは、回転部分の重心の軸方向位置は、２個の転がり軸受の間にある。

軸受装置は、たとえば、１個の針状ころ軸受からなる。

針状ころ軸受は、軸方向にある程度の長さを有するので、回転部分を安定良く支持することができる。

この場合、好ましくは、回転部分の重心の軸方向位置は、針状ころ軸受の軸方向長さの中央部にある。

この発明の電動ポンプユニットによれば、上記のように、さらなるコンパクト化が可能である。

以下、図面を参照して、この発明を自動車の油圧ポンプとして使用される電動ポンプユニットに適用した実施形態について説明する。

図１は、この発明の実施形態を示す電動ポンプユニットの縦断面図である。なお、以下の説明において、図面の左側を前、同右側を後とする。

電動ポンプユニットは、ユニットハウジング(1)内に、ポンプ(2)と、ポンプ(2)を回転駆動する電動モータ(3)が一体に組み込まれたものである。この例では、モータ(3)のコントローラ(4)も、ハウジング(1)内に組み込まれている。この例では、ポンプ(2)はトロコイドポンプ、モータ(3)は３相巻線を有するＤＣブラシレスセンサレスモータである。

ユニットハウジング(1)は、ポンプハウジング(5)、ポンププレート(6)、モータハウジング(7)および蓋(8)よりなり、ポンプハウジング(5)、モータハウジング(7)および蓋(8)により防水ハウジング(9)が構成されている。

ポンプハウジング(5)は、前後方向と直交する方向に広がりを持つ厚肉板状のものであり、その中心に、前部が開口したポンプ室(10)が形成されている。ポンプハウジング(5)の前面に、ポンププレート(6)がＯリング(11)を介して固定され、ポンプ室(10)の前面が塞がれている。ポンプ室(10)内に、ポンプ(2)を構成するアウタギヤ(12)が回転自在に収容され、アウタギヤ(12)の内側に、これとかみ合うインナギヤ(13)が配置されている。図示は省略したが、ポンププレート(6)には、油入口と油出口が設けられている。

モータハウジング(7)は、円筒状をなし、その前端が、シール(14)を介してポンプハウジング(5)の後面外周寄りの部分に固定されている。モータハウジング(7)の後端開口が、蓋(8)により塞がれている。

ポンプハウジング(5)の後端面の中心に、モータハウジング(7)より小径の円筒部(5a)が一体に形成され、円筒部(5a)内の後部に設けられた軸受装置(15)により、前後方向にのびるポンプ駆動モータ軸(16)が片持ち支持されている。この例では、軸受装置(15)は、前後に隣接する２個の転がり軸受である玉軸受(17)よりなり、各軸受(17)の内輪(17a)がモータ軸(16)に固定され、外輪(17b)が円筒部(5a)に固定されている。モータ軸(16)の前部は、ポンプハウジング(5)の後壁に形成された穴(18)の部分を貫通してポンプ室(10)内に進入し、その前端がインナギヤ(13)に連結されている。円筒部(5a)内周の軸受装置(15)より前側の部分とモータ軸(16)の間に、シール(19)が設けられている。

円筒部(5a)より後方に突出したモータ軸(16)の後端部に、モータ(3)を構成するモータロータ(20)が固定されている。ロータ(20)は、モータ軸(16)の後端から半径方向にのびかつ軸受装置(15)の外周を囲む円筒状のものであり、その外周に永久磁石(21)が設けられている。さらに詳しくは、ロータ(20)は、穴あき円板部(20a)と、その外周に一体に形成された円筒部(20b)とからなり、円板部(20a)の内周がモータ軸(16)に固定され、円筒部(20b)の外周に永久磁石(21)が設けられている。モータ軸(16)、ロータ(20)およびポンプ(2)のインナギヤ(13)を含む回転部分の重心の軸方向位置が、軸受装置(15)の軸方向範囲内にある。この例では、上記重心の軸方向位置が、軸受装置(15)を構成する２個の玉軸受(17)の間にある。

ロータ(20)に対向するモータハウジング(7)の内周に、モータ(3)を構成するモータステータ(22)が固定状に設けられている。ステータ(22)は、積層鋼板よりなるコア(23)にインシュレータ（合成樹脂製絶縁体）(24)が組み込まれ、インシュレータ(24)の部分にコイル(25)が巻きつけられたものである。この例では、ステータ(22)は、接着などの適宜な手段によりモータハウジング(7)の内周に固定されている。

インシュレータ(24)の後端に、コントローラ(4)の基板(26)が固定され、コントローラ(4)を構成するコンデンサなどの最も背の高い部品(27)が、基板(26)の前面すなわちモータローラ(20)側の面に実装され、インシュレータ(24)とロータ(20)の円板部(20a)に囲まれた空間内に位置している。図示は省略したが、コントローラ(4)を構成する比較的背の高い部品も基板(26)の前面に配置される。また、コントローラ(4)を構成する比較的背の低い部品は、基板(26)の前面または後面の任意の位置に配置することができる。

この電動ポンプユニットでは、モータ軸(16)の軸方向１箇所が軸受装置(15)により片持ち支持され、その軸受装置(15)の外周を囲むようにモータロータ(20)が設けられている構造であるから、モータ軸(16)の長さが短くてすみ、さらなるコンパクト化が可能である。また、モータ軸(16)、モータロータ(20)およびポンプ(2)のインナギヤ(13)を含む回転部分の重心の軸方向位置が、軸受装置(15)の軸方向範囲内にあるから、回転部分を安定良く回転支持することができる。さらに、上記重心の軸方向位置が、軸受装置(15)を構成する２個の玉軸受(17)の間にあるから、回転部分をより安定良く回転支持することができる。また、ポンプハウジング(5)に一体に形成された円筒部(5a)だけで軸受装置(15)を支持することができ、他に軸受装置(15)を支持するための部材が不要である。このため、さらなる部品点数の低減が可能であり、さらなる軽量化およびコスト低減が可能である。

また、モータ軸(16)の軸方向１箇所が軸受装置(15)により片持ち支持されているから、従来のような２箇所の軸受のうちの一方を設けるための壁が不要であり、モータステータ(22)のインシュレータ(25)の端部にコントローラ(4)の基板(26)を固定して、そのモータロータ(20)側の面に背の高い部品(27)を配置することが可能になる。このため、コントローラ(20)のために電動ポンプユニットの長さが増すことがほとんどなく、非常にコンパクトに構成することができる。

電動ポンプユニットの全体構成および各部の構成は、上記実施形態のものに限らず、適宜変更可能である。

たとえば、軸受装置は、１個の針状ころ軸受で構成されてもよいし、すべり軸受で構成されてもよい。

また、この発明は、自動車用電動ポンプユニット以外の電動ポンプユニットにも適用できる。

図１は、この発明の第１実施形態を示す電動ポンプユニットの縦断面図である。

符号の説明

(1) ユニットハウジング
(2) ポンプ
(3) 電動モータ
(4) コントローラ
(15) 軸受装置
(16) モータ軸
(20) モータロータ
(22) モータステータ
(23) コア
(24) インシュレータ
(25) コイル
(26) 基板
(27) 部品

Claims (2)

1. ユニットハウジング内にポンプ、ポンプ駆動用電動モータおよびモータのコントローラが組み込まれている電動ポンプユニットにおいて、
   ユニットハウジングが、筒状のモータハウジングと、モータハウジングの一端に連結されたポンプハウジングとを備えており、ポンプハウジングに、モータハウジングの内側にのびる円筒部が形成され、この円筒部の内側に軸受装置が設けられており、
   モータが、軸受装置により片持ち支持されたポンプ駆動モータ軸の一端から半径方向外方にのびかつ円筒部の端部の外周を囲む円筒状のモータロータと、ユニットハウジングに固定状に設けられたモータステータとを備えており、
   モータ軸およびモータロータを含む回転部分の重心の軸方向位置が、軸受装置の軸方向範囲内にあり、
   モータ軸のモータロータ支持端部側のモータステータの端部に、コントローラの基板が固定され、基板のモータロータ側の面のモータステータに囲まれた部分に、コントローラの部品の最も背の高いものが配置されていることを特徴とする電動ポンプユニット。
2. モータステータが、ユニットハウジングに固定状に設けられたコアと、コアに組み込まれた合成樹脂製インシュレータと、インシュレータに巻かれたコイルとからなり、
   インシュレータの端部にコントローラの基板が固定されていることを特徴とする請求項１の電動ポンプユニット。

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