JP6834300B2 - 電動ポンプ - Google Patents

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Description

本発明は、ポンプ部とポンプ部を駆動するモータとを備えた電動ポンプに関する。
車両には冷却水等を循環させる電動ポンプが用いられる。こうした電動ポンプを車両に取付ける場合には、運転時の車両の静粛性を保つ上で、電動ポンプの振動が車両に伝わることを抑制する必要がある。また、電動ポンプを安定的に動作させる上で、外部から電動ポンプに伝わる振動を抑制する必要がある。
特許文献１には、油圧ポンプに筒状のゴムを取付けて振動を抑制する構成が示されている。また、特許文献２には、電動ポンプを取付部材に取付ける際に、取付部材と電動ポンプとの間に帯状の弾性部材を分割して配置する構成が示されている。特許文献２の構成では、弾性部材は取付部材に当接する側に複数の突出部が形成され、取付部材には弾性部材の突出部が貫通する穴部が設けられている。弾性部材の突出部が取付部材の穴部を貫通する状態にすることで弾性部材が取付部材に保持される。このように内周側に弾性部材が保持された取付部材を用いて電動ポンプをクランプすることで、電動ポンプの取付部材への取付が完了する。
特開２００３−４０９９号公報 特開２０１１−２７２０３号公報
ポンプ本体に装着されて振動を抑制する弾性部材は、量産性の観点から一般的に金型を用いて成形される。特許文献１では、この弾性部材が筒状のゴムである。筒状のゴムを金型を用いて成形する際には、金型において大きな占有部分を必要とする。これは筒状のゴムの内周部がデッドスペースになるためである。このため、一つの金型で筒状のゴムを複数成形する場合には、大きな金型が必要となり製造設備を大型化する必要がある。また、筒状のゴムを油圧ポンプに取付ける際には、筒状のゴム全体を径方向外側に引き伸ばして油圧ポンプを筒状のゴムの内周部分にくぐらせる必要がある。このため、ポンプの形状によっては、筒状のゴムの取付けが困難なことがある。
また、特許文献２の構成の場合は、電動ポンプに２つの弾性部材を取付ける必要があるため、電動ポンプの振動抑制のための部品点数が増える。また、取付部材に電動ポンプを取付ける際に、２つの弾性部材を取付部材に取付ける必要がある。このため、取付部材に電動ポンプを取付ける際の作業性が低下する。
そこで、振動を抑制する弾性部材を簡易に取付けることができ、取付部材への取付けが容易となる電動ポンプが求められている。
本発明に係る電動ポンプの特徴構成は、ポンプ部とモータとを収容したポンプ本体と、
前記ポンプ本体の外周に長手方向が周方向に沿うように巻き付けられている板状の弾性部材と、を備え、前記弾性部材は長手方向における両端部に一対の第１係止部を有し、前記ポンプ本体の外周に一対の前記第１係止部を係止する一対の第１被係止部を有し、前記弾性部材は長手方向における中央部に第２係止部を有し、前記ポンプ本体の外周に前記第２係止部を係止して前記中央部を前記ポンプ本体の外周に対して位置決めする第２被係止部を有し、前記弾性部材は、長手方向の両端側に引っ張られて弾性変形した状態で前記第１係止部が前記第１被係止部に係止される点にある。
本構成によれば、電動ポンプがポンプ本体の外周に弾性部材が巻き付けられており、弾性部材の両端部の一対の第１係止部が、ポンプ本体の外周の一対の第１被係止部に係止される。このように、ポンプ本体の外周に弾性部材が巻き付けられて配置されるため、電動ポンプのポンプ本体に弾性部材を簡易に取付けることができる。また、弾性部材の係止部がポンプ本体の被係止部に係止されるので、電動ポンプ振動を抑制する弾性部材がポンプ本体の外周に安定的に保持された電動ポンプを得ることができる。また、弾性部材が板状に構成されることで弾性部材を成形する金型内においてデッドスペースが少なくなる。したがって、小さな金型を用いて弾性部材を成形することができ、一つの金型で容易に複数の弾性部材を成形することができる。さらに、電動ポンプは弾性部材がポンプ本体に取付けられた状態で維持されるので、取付部材に電動ポンプを取付ける際の作業性が向上する。
また、弾性部材において両端部の一対の第１係止部の間の距離は、ほぼポンプ本体の外周に相当する。このように、一対の第１係止部の間の距離が長いため、弾性部材をポンプ本体の外周に巻き付ける際に、ポンプ本体の一対の第１被係止部に弾性部材の一対の第１係止部を適正な位置にして係止するために時間を要することがある。そこで、本構成では、弾性部材は長手方向における中央部に第２係止部を有し、ポンプ本体の外周に第２係止部を係止して弾性部材の長手方向における中央部をポンプ本体の外周に対して位置決めする第２被係止部を有する。本構成により、例えばポンプ本体の第２被係止部に弾性部材の第２係止部を係止させて、弾性部材の長手方向における中央部をポンプ本体の外周に位置決めした後に、弾性部材の両端部の一対の第１係止部をポンプ本体の一対の被係止部に係止することができる。これにより、弾性部材において係止部の間の距離が短く（ほぼポンプ本体の半周に）なるため、ポンプ本体の第１被係止部に対する弾性部材の両端部の第１係止部の位置合わせが容易になる。その結果、ポンプ本体に対して弾性部材を早期かつ適正に配置することができる。
電動ポンプの他の特徴構成は、前記弾性部材は、前記弾性部材の長手方向に沿って前記弾性部材の短手方向の両側に、前記ポンプ本体に当接する側とは反対の側に立設する立設部を有する点にある。
本構成の如く、弾性部材がポンプ本体の当接する側とは反対の側に立設部を有することで、弾性部材がポンプ本体に当接可能な領域を大きくすることができる。また、弾性部材は、その短手方向において対向する立設部に仕切られた形状となる。このため、取付部材に電動ポンプを取付ける際に、対向する立設部を含む三方向に接するように取付部材を取付けることができ、弾性部材と取付部材との位置合わせが容易になる。
電動ポンプの他の特徴構成は、前記第１係止部は前記弾性部材の板厚方向に貫通された孔部であり、前記第１被係止部は前記ポンプ本体の外周に立設されて前記孔部に挿入されるフック部であり、前記孔部は前記板厚方向において前記ポンプ本体に近い側に位置する第１孔部と前記ポンプ本体から遠い側に位置する第２孔部とが連通して形成されており、
前記ポンプ本体の径方向の外側から視たときに、前記第２孔部が前記第１孔部よりも前記弾性部材の長手方向における端部側に拡大して形成されており、前記フック部の頂部が前記第２孔部に位置する点にある。
例えば弾性部材の第１係止部を孔部によって構成し、ポンプ本体の第１被係止部をフック部によって構成した場合、ポンプ本体の外周に弾性部材が巻き付けられた状態では、ポンプ本体のフック部に対して弾性部材の孔部の内周面が当接してポンプ本体に弾性部材が保持される。このとき、孔部の内周面がフック部の頂部近くまで当接していると、弾性部材に弾性変形された状態からの復元力が働いた際に、弾性部材の孔部がフック部の頂部を乗り越えてフック部から外れて弾性部材がポンプ本体から脱落するおそれがある。
そこで、本構成では、弾性部材の孔部は板厚方向においてポンプ本体に近い側に位置する第１孔部とポンプ本体から遠い側に位置する第２孔部とが連通して形成されており、ポンプ本体の径方向の外側から視たときに、第２孔部が第１孔部よりも弾性部材の長手方向における端部側に拡大して形成されている。こうすると、孔部のうちポンプ本体に近い第１孔部の内周面がフック部に当接するため、孔部の内周面はフック部の基部に当接させることができる。これにより、フック部の頂部から孔部が外れることを抑制することができ、ポンプ本体に対する弾性部材の保持力を高めることができる。
電動ポンプの斜視図である。 ポンプ本体の軸方向断面図である。 電動ポンプの分解斜視図である。 ポンプ本体の一方側面図である。 ポンプ本体の他方側面図である。 弾性部材をポンプ本体に取付ける過程を示す横断面図である。 弾性部材がポンプ本体に取付けられた状態の要部拡大図である。 電動ポンプの取付構造を示す斜視図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本発明の電動ポンプは例えば自動車において冷却水の供給系等に備えられる。しかし、電動ポンプの用途は自動車に限るものではなく、冷却水以外の流体の供給に使用しても良い。
図１〜図５に示すように、電動ポンプ１は、ポンプ部２と、ポンプ部２を駆動するモータ３と、ポンプ部２及びモータ３を収容するポンプ本体４０と、ポンプ本体４０に周設される弾性部材５０と、を備える。図２に示すように、ポンプ本体４０は、ポンプ部２を収容するポンプハウジング４１とモータ３を収容するモータボディ４２とを連結して構成されている。
図１に示すように、ポンプハウジング４１には、筒状の吸入口２１と吐出口２２とが形成されている。吸入口２１及び吐出口２２は、ポンプハウジング４１の内部に形成されたインペラ室２３（図２参照）とそれぞれ連通している。インペラ室２３にはインペラ２４が収容されている。インペラ２４が回転すると、吸入口２１からインペラ室２３に流体が吸入されると共に、インペラ室２３から吐出口２２に流体が吐出される。
図２に示すように、モータボディ４２には、インサート成形によりステータ３１が内部に一体的に配設されている。ステータ３１の径方向内側には磁石が組み込まれたロータ３２がステータ３１と径方向に隙間をあけて設けられている。回転軸３３は、その端部がモータボディ４２に埋没されており、モータボディ４２に対して回転不能に構成されている。回転部材３４は、回転軸３３の外周側に軸受部材を介して配置され回転軸３３周りに回転可能に設けられている。回転部材３４の一端部にはロータ３２が配置され、回転部材３４の他端部にはインペラ２４が形成されている。本構成により、ロータ３２がステータ３１からの磁力を受けるとロータ３２が回転し、ロータ３２とともに回転部材３４及びインペラ２４が一体的に回転する。
ポンプ本体４０は、モータ３を制御するドライバを収容するドライバケース４３を備える。ドライバケース４３は、モータボディ４２に連結して設けられており、モータボディ４２を挟んでドライバケース４３とポンプハウジング４１とが両側に位置する。モータボディ４２には、モータ３の電源及び制御類との接続用のコネクタ３５が設けられている。
弾性部材５０は、図３に示すように板状に形成され、ポンプ本体４０の外周に対して長手方向が周方向に沿うように巻き付けられている（図１、図６参照）。本実施形態では、弾性部材５０は、ポンプ本体４０のうちモータボディ４２の外周に巻き付けられる。弾性部材５０は、例えばエチレン・プロピレン・ジエンゴム（EPDM）等のゴム材によって構成されている。
弾性部材５０は、板状部５１と立設部５２とを有し、長手方向において緩やかに湾曲する形状に形成されている。図６に示すように、板状部５１においてモータボディ４２に当接する側の第１面５３は、モータボディ４２の外周形状に対応する形状に形成されている。第１面５３には、モータボディ４２の外周に当接しない凹状の肉抜き部５３ａが設けられている。
立設部５２は、弾性部材５０の長手方向に沿って弾性部材５０の短手方向の両側に設けられており、第１面５３（モータボディ４２に当接する側の面）とは反対の側の面（第２面５４）に立設する（図３参照）。立設部５２には弾性部材５０の長手方向に凹状の肉抜き部５２ａが複数設けられている。肉抜き部５２ａは板状部５１の板厚が小さい部位に設けられている。肉抜き部５２ａ、５３ａを設けることで、弾性部材５０がモータボディ４２に巻き付けられる際の過剰な引張り状態を緩和することができる。
モータボディ４２は、全体が筒状であり、ポンプハウジング４１の側の端部にフランジ４２ａが設けられ、ドライバケース４３の側の端部にフランジ４２ｃが設けられている。
ドライバケース４３はモータボディ４２に対して蓋状に設けられている。弾性部材５０はモータボディ４２の筒部４２ｂに配設され、立設部５２がフランジ４２ａとフランジ４２ｃとに当接する。これにより、モータボディ４２に巻き付けられた弾性部材５０は、回転軸３３に沿う方向においてもポンプ本体４０に当接する。
図３に示すように、弾性部材５０は、長手方向の両端部５５に一対の孔部５６（第１係止部の一例）を有し、長手方向の中央部５７に孔部５８（第２係止部の一例）を有する。
孔部５６は矩形状に形成されており板状部５１を貫通する。孔部５８は、弾性部材５０の短手方向に２つ設けられており板状部５１を貫通している。
図４及び図５に示すように、モータボディ４２の外周には、弾性部材５０の一対の孔部５６が係止するフック部４４（第１被係止部の一例）と、孔部５８が係止する突起部４５（第２被係止部の一例）を有する。フック部４４はモータボディ４２において回転軸３３の方向に沿って横長に形成されている。突起部４５は、モータボディ４２の外周においてフック部４４から略半周隔てた位置にあり、回転軸３３に沿う方向に２つ設けられている。
図６を参照し、モータボディ４２（ポンプ本体４０）に弾性部材５０を取付ける方法を説明する。まず、弾性部材５０の孔部５８をモータボディ４２の突起部４５に係止する。
これにより、弾性部材５０の長手方向の中央部５７がモータボディ４２の外周の所定部位に位置決めされて保持される。
次に、弾性部材５０の中央部５７から両端部５５に向かう部位を順にモータボディ４２に巻き付けて、弾性部材の両端部５５に設けられた孔部５６をモータボディ４２のフック部４４に挿入する。
弾性部材５０は、自然長のままでは孔部５６はフック部４４に挿入できず、長手方向の両端側に引っ張られて弾性変形した状態で孔部５６がモータボディ４２のフック部４４に挿入されるように形成されている。このとき、弾性部材５０には弾性変形された状態から復元力が働くため、孔部５６の内周面がフック部４４に当接して孔部５６がフック部４４に係止される。これにより、弾性部材５０はモータボディ４２に巻き付けられた状態で保持される。
図７に示すように、弾性部材５０の孔部５６は、弾性部材５０の板厚方向においてモータボディ４２に近い側に位置する第１孔部６１とモータボディ４２から遠い側に位置する第２孔部６２とが連通して形成されている。また、モータボディ４２の径方向の外側から視たときに、第２孔部６２が第１孔部６１よりも弾性部材５０の長手方向における端部５５側に拡大して形成されている。
一対のフック部４４は、その頂部が第２孔部６１に位置するように設定されている。このため、弾性部材５０に弾性変形された状態からの復元力が働くと、フック部４４の基部４６に第１孔部６１の内周面６３が当接する。また、一対のフック部４４は、ポンプ本体４０の径方向に平行ではなく、基部４４よりも頂部が弾性部材５０の端部５５に近くなるように傾いて形成されている。これにより、フック部４４の基部４６に第１孔部６１の内周面６３が食い込むようになる。その結果、フック部４４と孔部５６との係止状態が安定するため、ポンプ本体４０に対する弾性部材５０の保持力をより高めることができる。
図８に示すように、電動ポンプ１は、ブラケット７０（取付部材の一例）に取付けられた状態で車両の内部等に配置される。ブラケット７０は、湾曲する内周面を有する第１部材７１と第２部材７２とを有し、第１部材７１及び第２部材７２によって電動ポンプ１を保持する。具体的には、第１部材７１及び第２部材７２を用いて電動ポンプ１の弾性部材５０の外周をクランプする。第１部材７１には車両等に固定する固定部７３が連設されている。
第１部材７１及び第２部材７２は、各々が弾性部材５０の外周の半分に沿う内周面を有している。第１部材７１には、一端部にボルト孔部（不図示）が設けられ、他端部に係止用孔部７４が設けられている。第２部材７２には、一端部にボルト孔部（不図示）が設けられ、他端部に係止用爪部７５が設けられている。
ブラケット７０に電動ポンプ１を取付けるには、まず、第１部材７１に弾性部材５０の外側が当接するように電動ポンプ１を配置する。次に、第２部材７２を第１部材７１に仮固定する。具体的には、第２部材７２の係止用爪部７５を第１部材７１の係止用孔部７４に係止した状態で、第２部材７２を電動ポンプ１の外周（弾性部材５０）に沿わせる。その後に、ボルト８０を第１部材７１及び第２部材７２に設けられたボルト孔部に締め付ける。これにより、ブラケット７０に対する電動ポンプ１の取付けが完了する。
ブラケット７０によって電動ポンプ１の弾性部材５０がクランプされた状態で電動ポンプ１が保持されるので、電動ポンプ１から外部への振動、及び、外部から電動ポンプ１への振動を抑制することができる。ここで、ポンプ本体４０に巻き付けられた弾性部材５０は、短手方向において対向する立設部５２に仕切られている。このため、弾性部材５０の板状部５１と立設部５２とを含む３方向に接するように第１部材７１及び第２部材７２を配置することができる。
〔他の実施形態〕
（１）上記の実施形態では、ポンプ本体４０の外周に被係止部としてフック４４部又は突起部４５を設け、弾性部材５０に係止部として孔部５６，５８を設ける例を示したが、ポンプ本体４０の外周に被係止部として孔部を設け、弾性部材５０に係止部としてフック部又は突起部を設けてもよい。
（２）上記の実施形態では、第１係止部及び第１被係止部が、単一の孔部５６と単一のフック部４４とによって構成される例を示したが、孔部５６及びフック部４４を複数設けて構成してもよい。また、上記の実施形態では、第２係止部及び第２被係止部が、複数の孔部５８と複数の突起部４５とによって構成される例を示したが、孔部５８及び突起部４５を１つずつ設けて構成してもよい。
（３）電動ポンプ１は、弾性部材５０が立設部５２を備えずに構成してもよい。
（４）電動ポンプ１は、第２係止部（弾性部材５０の孔部５８）及び第２被係止部（ポンプ本体４０の外周の突起部４５）を設けずに構成してもよい。
（５）上記の実施形態では、弾性部材５０に設けられた孔部５６（第１係止部）が第１孔部６１と第１孔部６１よりも端部５５側に拡大した第２孔部６２とによって構成される例を示したが、孔部５６は単一の孔形状でもよい。
本発明は、モータとポンプ部とを収容する電動ポンプに広く利用することができる。
１ ：電動ポンプ
２ ：ポンプ部
３ ：モータ
３３ ：回転軸
４０ ：ポンプ本体
４１ ：ポンプハウジング
４２ ：モータボディ
４２ａ ：フランジ
４２ｂ ：筒部
４４ ：フック部（第１被係止部）
４５ ：突起部（第２被係止部）
４６ ：基部
５０ ：弾性部材
５１ ：板状部
５２ ：立設部
５５ ：端部
５６ ：孔部（第１係止部）
５７ ：中央部
５８ ：孔部（第２係止部）
６１ ：第１孔部
６２ ：第２孔部
６３ ：内周面
７０ ：ブラケット（取付部材）

Claims (3)

  1. ポンプ部とモータとを収容したポンプ本体と、
    前記ポンプ本体の外周に長手方向が周方向に沿うように巻き付けられている板状の弾性部材と、を備え、
    前記弾性部材は長手方向における両端部に一対の第１係止部を有し、前記ポンプ本体の外周に一対の前記第１係止部を係止する一対の第１被係止部を有し、
    前記弾性部材は長手方向における中央部に第２係止部を有し、前記ポンプ本体の外周に前記第２係止部を係止して前記中央部を前記ポンプ本体の外周に対して位置決めする第２被係止部を有し、
    前記弾性部材は、長手方向の両端側に引っ張られて弾性変形した状態で前記第１係止部が前記第１被係止部に係止される電動ポンプ。
  2. 前記弾性部材は、前記弾性部材の長手方向に沿って前記弾性部材の短手方向の両側に、前記ポンプ本体に当接する側とは反対の側に立設する立設部を有する請求項１に記載の電動ポンプ。
  3. 前記第１係止部は前記弾性部材の板厚方向に貫通された孔部であり、前記第１被係止部は前記ポンプ本体の外周に立設されて前記孔部に挿入されるフック部であり、
    前記孔部は前記板厚方向において前記ポンプ本体に近い側に位置する第１孔部と前記ポンプ本体から遠い側に位置する第２孔部とが連通して形成されており、
    前記ポンプ本体の径方向の外側から視たときに、前記第２孔部が前記第１孔部よりも前記弾性部材の長手方向における端部側に拡大して形成されており、前記フック部の頂部が前記第２孔部に位置する請求項１又は２に記載の電動ポンプ。
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