JPH01290995A - 流体圧送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 この発明は全般的に電子転流手段を利用する回転電気機
械、史に具体的に云えば、ポンプの様に駆動すべき装置
と一体のこの様な機械に関する。

発明の背景 電子転流形電動機が、電動機の回転子集成体からポンプ
の駆動軸まで伸びる軸を直接又は間接的に結合すること
により、ポンプの様な種々の装置を駆動する為に使われ
ている。ポンプのピストン又は羽根車が圧送する流体と
接触しているから、流体の漏れを防止する為に、ポンプ
の駆動軸又はその延長部の周りに流体封じが必要である
。一般的にこの流体封じは保守を必要とし、使っている
と共に疲労し、その為、流体の漏れが起る惧れが大きく
なる。

最も広く使われている種類の１つのポンプは、自動「給
水」　（凍結防止／冷却材）ポンプであり、ポンプの羽
根車を支持する軸にキー止めされた滑車が、ベルト及び
滑車の継手を介して、自動車用機関によって駆動される
。こう云うポンプはポンプ軸の周りに流体封じを必要と
するが、これは大きな保守の問題を生ずる。従来の現存
の給水ポンプは、機関の他の部品よりもずっと前に、封
じ及び軸受の故障を起す傾向がある。この故障の重要な
因子は、ベルト及び滑車駆動装置から軸受及び封じに加
わる側面荷重であり、これによって加圧された冷却剤が
装置から漏れるのを許し、軸受の膠着の原因になる傾向
がある。その取替えは手間も部品の費用もか＼す、高い
ものになる。

こう云うポンプは機関を運転している＋１５にだけ作用
することが出来るから、機関が停止すると、冷却装置の
中の流体の圧送が正まり、その結果、ブロック内の流体
に溜った熱により、機関ブロックの温度が急上昇する。

それに伴って、過度のフード下の温度上昇が生じ、横形
に取付けた機関、前輪駆動形の自動車及び炭化水素及び
−酸化炭素の放出物を減らす為に動作温度の高いその他
の機関では、特にそうである。フード下の温度が」−昇
することは、機関室内にあるゴム及びプラスチックの部
品のａ動方向を目立って短縮する。

史に、こう云うポンプは常に機関が運転される時に動作
し、その為、制御装置内の流体の流れを制御する為にサ
ーモスタット弁を必要とする。サーモスタット弁は、機
関並びにそれを取巻く流体が速やかに最適運転温度に達
する様に、流体が動作温度に達するまで、流体の流れを
禁止する。

発明の要約 この発明の幾つかの目的は、自動車用機関の冷却装置の
冷却材の様な流体の圧送に使われる新規で改良された一
体の電子転流形座動機／ポンプを提供すること、回転軸
の周りの流体封じを必要とせず、特に非対称又は側面の
荷重を回転軸によって支えなくてもよいようにしたこの
様な一体の電動機／ポンプを提供すること、機関の運転
中・ｌ（２びにその後も選択的に運転することが出来、
こうして機関の運転から独立して冷却材の流れを供給し
、機関を最初にターンオフした時の機関ブロックの温度
の急」−Ｈを少なくし、冷却装置内の流体の温度に応答
して、保守に手間のか＼る部品であるサーモスタットを
必要としないで済ます様な自動車用「給水」ポンプを提
供すること、圧送部品を合成樹脂で作って、ポンプを軽
量にして冷却装置内の種々の場所に配置し、低い騒音レ
ベルで運転することが出来る様にした一体の軸流形の可
変出力を持つ、永久磁石を１１用した電子転流形電動機
によって駆動される自動車用「給水」ポンプを提供する
こと、自動車用冷却装置に使うものとして、機関及びラ
ジェータに、装置の動作温度を所定の範囲内に保つのに
必要な量の冷却材だけを循環させる様な一体のポンプ／
電動機を提供すること、コストの経済性があり、動作の
信頼性があり、取替えのコストか安くなった自動車用冷
却装置に対するこの様な一体のポンプ／電動機を提供す
ること、並びに自動車用機関の冷却装置に冷却材を循環
させる改良された方法を提供することである。

この発明の上記並びにその他の］」的並びに存利な特徴
は、一部分は明らかであろうし、一部分は以下の説明か
ら明らかになろう。

一般的に云うと、この発明の１形式では、入口及び出口
を持つハウジングと、該ハウジングの中に配置されてい
てその中で回転し、ハウジングの中で流体を入口から出
口まで移送する手段とを持つ流体圧送装置を提供する。

ハウジングの外側には、ハウジングの中及び流体を移送
する手段の周りに電磁界を加えて、流体を移送する手段
を回転させ、こうしてそれによって流体をハウジングの
中で移送させる手段が固定されている。

更に一般的に云うと、この発明の別の１形式では、回転
子集成体及び固定子集成体を持つ電動機を何する流体圧
送装置を提供する。その間に軸線を定めた流体入口及び
流体出口を持つハウジング手段が、回転子集成体を取巻
いている。固定子集成体がハウジングの、Ｌに設けられ
、それを取巻いている。固定子集成体に電力を加える手
段を設けて、固定子集成体がハウジングの中及び回転子
集成体の周りに電磁界を加えて、回転子集成体を軸線の
周りに回転させる。回転子集成体によって駆動され、且
つハウジング内に配置された手段が、回転子集成体が軸
線の周りに回転する時、流体を入口から出口まで軸方向
に圧送する。

全般的に云うと、この発明の別の形式では、軸線を持っ
ていて、回転自在の集成体を取巻くハウジングを含む手
段によって、軸線の周りに回転する様に支持された回転
自在の集成体を含む電子転流形電動機を提供する。複数
個の巻線段を持つ不動の集成体がハウジングを取巻いて
いて、電気的に付勢された時、回転自在の集成体に電磁
界を加えて、回転自在の集成体を軸線の周りに回転させ
る。

一般的に云うと、この発明の更に別の形式では、軸線を
持つと共に、軸線と同軸の軸方向開口を円筒形強磁性部
ヰ」を含む回転自在の集成体を何する電子転流形電動機
を提供する。軸方向開口が羽根中の様な回転させようと
する要素を受入れる。集成体が、強磁性部材の周辺に固
定されたｔ夏数個の永久磁石要素をも有する。強磁性部
材の軸方向開口と同軸の手段が、回転自在の集成体を集
成体の軸線の周りに回転させる様に支持する。複数個の
巻線段を持つ不動の集成体がこの手段を取巻いている。

巻線段が電気的に付勢されて回転自在の集成体に電磁界
を加え、回転自在の集成体を集成体の軸線の周りに回転
させる。

一般的に云うと、この発明の更に別の形式では、自動車
用機関の冷却装置の様な冷却装置に使われ、冷却装置の
中に流体を圧送する装置を提供する。

この装置は、冷却装置に接続される様にした入口及び出
口を持つハウジングを有する。ハウジングの中に配置さ
れていて、その中で回転する第１の手段が、流体を冷却
装置の中で入口から出口まで移送する。冷却装置内の流
体の温度を感知する手段も設ける。ハウジングに固定さ
れた第２の手段が、ハウジングの中及び第１の手段の周
りに電磁界を加えて、第１の手段を回転させ、それによ
って流体をハウジングの中で入口から出口まで移送させ
る。温度を感知する手段に応答する手段が、第２の手段
に電力を供給する。

一般的に云うと、この発明では、自動車用機関の冷却装
置の様な装置の中に流体を循環させる方法を提供する。

羽根車を含む回転自在の集成体が、装置に接続されたハ
ウジングの中に配置される。

電磁界がハウジングの中及び回転自在の集成体の周りに
加えられ、羽根車を軸線に対して回転させて、それによ
って流体をハウジングの中で移送する。

この発明のその他の目的並びにそれに伴う利点は、以下
図面について説明する所から明らかになろう。図面全体
にわたり、同様な部分には同じ参照数字を用いている。

好ましい実施例の詳しい説明 次に図面について説明する。第１図について説明すると
、電源から付勢される無ブラシ直流γＵ動機、即ち電子
転流形電動機と一体であって、それによって駆動される
ポンプの様な流体圧送装置が図面に示されており、全体
を参照数字１で示す。

一体のポンプ／電動機１が、鉄心又は固定子集成体１１
を含む不動の集成体１０ａ、１０ｂと、永久磁石回転子
集成体２１を含む回転自在の集成体２０どを白する。回
転子集成体２１が、羽根車２７及び軸２３により、その
軸線２２のＪηりに回転する様に同軸に支持されている
。入口＠蓋１３ａ及び出口！Ｍ１３ｂにある軸受１２ａ
、１２ｂ（第３図参照）によって支持されていて、回転
出来る様に軸支された軸２３が軸線２２と同軸である。

回転子集成体２１が管状鉄心又は１１ウジング１４に取
囲まれていて、その中孔１４ａの中で回転自在である。

このハウジングは、入口１５及び出口１６を持つ流体通
路を構成している。端蓋１３ａ、１３ｂは一部分が夫々
入口１５及び出口１６の中に配置されており、普通の手
段によって管状ノ）ウジング１４に対して密封されてい
る。例えば、好ましい１実施例では、ハウジング１４及
び端蓋１３ａ、１３ｂを合成樹脂（プラスチック）で作
ることが考えられ、この場合、端蓋１３ａは誘導形（エ
マボンド）入ロリング封じ１７によって管状ハウジング
１４の入口１５に誘導封じすることが出来、端ｖｉ３ｂ
も同じ様にリング封じ１８によっ゛Ｃハウジング１４の
出口１６に誘導封じすることが出来る。端蓋１３及び軸
２３が、集成体の軸線２２と同軸であって、回転自在の
集成体２０をその軸線の周りに回転出来る様に支持する
手段を構成する。

回転子集成体２１が、集成体の軸線２２と同軸の軸方向
開口又は中孔２６を持つ円筒形強磁性部材の形をした強
磁性鉄心の様な磁気抵抗の小さい鉄心を有する。全体を
背鉄（ｂａｃｋ　Ｉｒｏｎ　）　２４と呼ぶ部材が、多
数の薄い弔坦な環状強磁性要素又は積層板によってＪ＆
２囲まれており、この積層板が背鉄２４の外周面に固定
され、Ｎ−Ｓ分極を持つ一定の磁極領域を構成する。永
久磁石材Ｌｌ　（例えば、セラミック形、コバルト・サ
マリウム、アルニコ、マグネクエンチＭＱ１等）の路間
−の比較的薄い４つの弓形セグメント２５ａ、２５ｂ、
２５ｃ、２５ｄが、何れも比較的磁束が一定の磁界を発
生し、背ｖ、２４に（例えば接着により）その周辺に固
定されている。夫々セグメント２５は機械的に約９０’
に及び、背鉄２４に対して平径方向に分極しており、隣
合ったセグメントは交互に分極が変って、一定の磁極領
域を作る。例えば、セグメント２５ａ、２５ｅの外面が
図示の様にＮ極であって、セグメント２５ｂ、２５ｄの
外面がＳ極であり、内面が反対の極性であってよい。背
鉄２４上のセグメント２５を例として示し′Ｃあるが、
この他の回転子集成体として、構造が異なり、数、構成
及び磁界の異なるこの他の磁石要素を持つ回転子集成体
を用いても、この発明の範囲内であり、この発明の少な
くとも７７干の目的を達成すると考えられる。

背鉄２４は回転子集成体の軸線２２と同軸の軸線を持つ
軸方向開口を自゛する。この軸方向開口が背鉄中孔２６
を構成し、その中に羽根車２７か位置ぎめされている。

羽根車２７が、中心に配置された、回転子の軸線２２と
同軸の縦方向開口を持っていて、中孔を形成し、その中
に軸２３が位置ぎめされている。羽根４１２７が、例え
ばブレスばめ又は接着により、背鉄２４の中孔２６の中
に固定される。軸２３、羽根車２７及び回転子集成体２
１　（背鉄２４及びセグメント２５ａ乃至２５ｄ）を含
む回転自在の集成体２０が、１４に示す様なハウジング
の中に配置されていて、その中で回転して、流体をハウ
ジングの中で入口１５から出口１６まで移送する手段を
構成する。

第２図及び第３図について説明すると、固定子集成体１
１は交流電動機で普通行なわれる様に、強磁性積層板５
１からなる鉄心で作ることが出来る。これらの積層板が
、積層板５１の外周に設けられた切欠き（図面に示して
ない）に配置される抑えクリップによって円管される。

この代りに、回転子の積層板は、例えば溶接或いは接右
の様な適当な手段によって固着してもよいし、或いは巻
線５３によって固着してもよいが、これは当業者が容易
に理解出来る所であろう。内向きの６つの極５５が固定
子の中孔５７を（を成し、極５５の周りに配置された６
つの巻線段５３が選択的に転流される様になっている。

巻線段５３がハウジング１４を取巻い−Ｃいると共に、
それによって支持され、電気的に付勢されて、回転自在
の集成体２０に電磁界を加え、それを軸線２２の周りに
回転させる。その結果、回転自在の集成体２０は、巻線
　゛段５３と選択的に磁気結合する様な不動の集成体１
０との関係を持っていて、それによって回転駆動される
様になっている。巻線の末端又は導線（図に示してない
）を取出して、米国特許第４゜１６９．９９０号及び同
第４，５３２．４５９号に記載されている様な３相半ジ
ブリッチ制御路の様な制御装置に別々に接続する。例と
して不動の集成体１１を示したが、いろいろな極数及び
その間のスロット数を持つ固定子の様に、形の異なるこ
の他の種々の構成の固定子集成体を用いてもこの発明の
範囲内であり、その少なくとも若干の目的が達成される
と考えられる。

固定子集成体１１及び回転子集成体２１が、例えば無ブ
ラシ直流電動機等の様な電子転流形量動機を構成する。

説明の為、電動機１を３つの段をもつ凸極の６極無ブラ
シ直流電動機とし７て示しであるが、この発明の電動機
が、２．４．８極等を持ち、２．３．４又は更に多くの
巻線段を持つ分布巻装形又は凸極形電動機であっても、
この発明の範囲内であり、その少なくとも若干の目的が
達成されることが理解されよう。積層板５１及び巻線段
５３を持つ固定子集成体１１が、１４に示す様なハウジ
ングの外部に固定されていて、ハウジングの中及び回転
自在の集成体２０の周りに電磁界を加えて、それを回転
させ、こうしてそれによって管状ハウジング１４の中で
流体を移送させる手段を構成する。ハウジング１４は合
成樹脂の様な非磁性材料で形成されていて、電磁界が通
れる様にしている。固定子集成体１１をごみ及びよごれ
から保護する為、互いに合さるかにの殻形部分を持つカ
バー５９ａ、５９ｂを使って、固定子集成体１１を取囲
むことが出来る。

第２図及び第３図に示す様に、羽根車２７が、背鉄２４
の軸方向開口Ｃ中孔２６）内に配置された圧送手段を構
成し、軸線２２に沿って螺旋形に伸びる複数個（４個）
の内部の半径方向ベーン６３を持つ円筒形部材６１で構
成される。部材６１の入口側の端６５から部材６１の出
口側の端６７まで、各々の螺旋形の゛Ｖ径方向ベーン６
３の面は、機械的に約４５°の角度で軸方向に回転する
（第１図に示す羽根車２７の表面の破線３７によっても
示す）。電源から付勢された巻線段の選択的な転流によ
って発生される電磁界により、磁気セグメント２５に角
度方向の力が加わる為に、羽根車２７は回転自在の集成
体２０の一部分として軸線２２］ニで回転する。矢印３
０の向きのこの羽根車２７の回転が、羽根車及び端蓋１
３ａ、１３ｂ内の流体を矢印３１の向きに推進する。流
体の推進作用は、螺旋形の半径方向ベーン６３の面から
流体に加えられる力によって生ずる。

この力が流体に螺旋運動を招くことがあり、用途によっ
ては、それが望ましくないことがある。

従って、端Ｍ１３ａ、１３ｂは、軸方向に伸びる内部の
半径方向ベーン３５を持つ円筒形部材３４ａ１３４ｂと
して構成し、これらのベーンが流体運動を軸方向に直し
、流体の螺旋運動を抑制する傾向を持つ様にする。更に
ベーン３５が端蓋１３ａ、Ｉ３ｂに半径方向の強度及び
剛性を持たせ、この為、流体配管のホース又はその他の
導管を端蓋に締付けて、これから説明する冷却装置のホ
ース接続部の様な流体配管内にポンプ／電動機を配置す
ることが出来る様にする。

背鉄２４の軸方向開口と同軸に、回転自在の集成体２０
をその軸線２２の周りに回転する様に支持する手段を設
ける。具体的に云うと、円筒形部材６１の内部の半径方
向ベーン６３が、回転自在の集成体の軸線２２と同軸の
中孔を構成し、この中孔の中に軸２３が位置ぎめされる
。端蓋１３ａ。

１３ｂの各々の円筒形部材３４ａ、３４ｂの軸方向に伸
びる内部の半径方向ベーンも、軸線２２と同軸の中孔を
構成し、その中に軸２３の各々の端を支持する真鍮の軸
受集成体６４ａ、６４ｂの様な軸受手段が位置ぎめされ
る。

更に、端蓋１３ａ、１３ｂの円筒形部材３４ａ。

３４ｂが、円筒形部材又は押出成形品１４の両端と係合
する円周方向のフランジ６６を持っていてよい。押出成
形品の端蓋を密封する為、誘導入口封じ１７及び誘導出
口封じ１８の様な封じが、フランジ６６と押出成形品の
端の間に配置される。

誘導対じは、金属の粒子と混合した合成樹脂であるのが
一般的であり、それが変化する磁束を持つ磁界によって
加熱される。誘導対じを用いる場合、封じを誘導加熱す
る。これによって、封じが融着し、端蓋とフランジの間
に結合部を作る。カバー５９ａ、５９ｂの様なケーシン
グを設けて、不動の集成体１０を覆うことが出来る。

自動車用では、この発明の好ましい１実施例として、積
層板５１は直径が約３，２吋で、固定子の中孔５７とセ
グメント２５の間のすき間は約０゜１吋になる。この寸
法により、端蓋はホースと係合する為の外径が約１．７
５吋となり、肉厚は０゜１吋より若干小さくなる。

第４図はこの発明の完全に組立てた一体のポンプ／電動
機１を示す。カバー５９ａ、５９ｂがハウジング１４（
第４図では見えない）を持つ固定子１１を取囲むことが
示されている。ハウジングは固定子中孔の中で、端１１
３ａ、１３ｂがカバーの両側から突出する様に配置され
ている。回転自在の集成体２０がハウジング１４の中孔
の中に配置される。

この発明の好ましい１実施例では、セグメント２５の半
径方向の高さが０．１５吋で、長さが０゜８８吋であり
、羽根車２７の肉厚が０．０８吋であり、積重ねる積層
板の幅が０１７５吋であり、１相の巻線当たりの２つの
コイル（夫々０．０３３９銅線の３７ターンを有する）
の抵抗値が０．２オーム／相であって、インダクタンス
が４７０マイクロヘンリー／相であり、無負荷速度が６
゜０００　ＲＰＭに等しくすることが考えられる。回転
子集成体１１の位置の感知は、逆起電力を感知すること
によって行なわれ、制御回路は３相半ブリツチである。

この実施例では、空隙の磁束密度は０．３４テスラと／
１ｌｌｊ定され、第５図に示す様に、３、　　ＯＯＯＲ
ＰＭ　　（約５ガロン／分）の設計荷重は、直流１２．
８ボルト電源では大体２．２オンス−訳、直流１４．０
ボルト電源では、２，６オンスー＋である。この電動機
のＫＥは０．００２０ボルト／　ＲＰＨに等しい。

第６図には、機関１００に対する冷却装置に用いて、冷
却装置に流体を圧送する場合のこの発明による一体のポ
ンプ／電動機１のブロック図が示されている。例えば、
機関１００は自動車用機関の様な流体冷却形ガソリン給
送のピストン機関であってよく、この機関の運転によっ
てブロック内に発生される熱を吸収することによって、
機関ブロックを冷却する様に、機関ブロックを取囲む流
体ジャケット１０２を持っている。この好ましい実施例
では、一体のポンプ／電動機１は自動重用「給水」　（
流体）ポンプの作用をする。水又は冷却装置内にあるニ
レチン・グリコールの様な凍結防止／冷却材の様な流体
１０４が、機関１００の運転によって発生される熱によ
って加熱される。

加熱された流体１０４が水ジャケット１０２から流体配
管１０６を介してラジェータ１０８へ移送され、そこで
流体がラジェータを通過する空気によって冷却される。

冷却された流体１１０か流体配管１１０を通って一体の
ポンプ／ｆＩ％＃１機１へ流れ、これが冷却された流体
１１０を配管１１４を介して水ジャケット１０２へ圧送
する。この装置は配管１１２及び１０６の間に側路配管
１１６を持っていてよく、再循環する加熱された流体１
０４の流はを制御する配管内弁１１８を持っていてよい
。弁１１８を使って、側路配管１１６を流れる加熱され
た流体１０４の二を制御する。この冷却装置には、流体
の補助の流れを供給する為に、１つ又は更に多くの配管
を設けることが出来る。

例えば、加熱された流体１０４を気化器に供給して、空
気／燃料混合物を予熱し、又は自動閉塞弁を加熱するこ
とが出来る。更に補助の流れは、自動車の客室加熱装置
の一部分であってよく、その場合、加熱された流体が客
室内の熱交換器に通される。一体のポンプ／７１Ｓ動機
１を運転している時、それが流体を入口１２０から出口
１２２まで圧送し、差圧を発生し、て、それが装置内の
流体を循環させる。

一般的に云うと、ラジェータ１０８は従来周知の熱交換
器である。ラジェータ１０８が、その」ニを空気が通る
ひれと接触するＩＭ数個の流体流路を持っている。一体
のポンプ／電動機１の運転によって発生された差圧によ
り、流体がこの流路の中を圧送される。ラジェータが車
輌の一部分として、空気の中を動く時、空気がラジ↓−
夕の中及びひれのトを通り、或いはファン・モータ１２
６によって回転させるファン羽根１２４により、ラジェ
ータの中に空気を引込むことが出来る。電子制御装置１
２８が、冷却装置内の流体の温度を感知する手段に応答
して、ファン・モータ１２６の動作を制御する。例えば
、温度センサ１３０によって感知した、加熱された流体
１０４の温度を利用して、ファン・モータ１２６の動作
を制御することが出来る。この様なセンサは従来周知で
あり、流体と接触している熱雷対、サーミスタ又はその
他の任意の感知装置であってよく、それが監視している
流体の温度を表わす信号を電子制御装置１２８に供給す
る。こう云う制御装置も従来周知である。例えば、加熱
された流体の温度がある所望の最大値、例えば２４−θ
″Ｆより高い場合、電子制御装置１２８がファン・モー
タ１２６を作動して、ファン羽根１２４を回転させる。

この結果、ラジェータ１０ｇのひれの上を矢印１３４の
方向に空気が流れ、ラジェータの流路内にある流体を冷
却する。制御装置１２８は、温度差が所望の最小値より
大きくなるか、又は加熱された流体の温度が所望の最大
値より低くなるまで、ファン・モータ１２６を作動する
。制御装置１２８は、温度感知手段に応答して、一体の
ポンプ／電動機１の固定子集成体に電力を供給する手段
を構成する。現在、この温度センサが自動中のシリンダ
・ヘッド内に配置されて、その中にある冷却＋、イの温
度を測定する。放出物制御装置及びファン・モータの動
作を測定ｌＨ度に応答して制御するマイクロプロセッサ
の形をした電子制御装置を使うことが出来る。このマイ
クロプロセッサを使って、一体のポンプ／電動機１を制
御することか出来る。

冷却装置は、流体の動作温度に達するまで、装置内の流
体の流れを禁止するサーモスタット制御弁１３６（第６
図に破線で示しである）の形をした自動車用サーモスタ
ットをも備えていてよい。

従来周知の様に、弁１３６は常閉である。水ジャラケッ
ト１０２内の流体の温度が上野すると、加熱された流体
１０４によってこの弁が加熱され、機械的に開いて、冷
却装置内の流体の循環を許す。

この弁の目的は、水ジャケット１．０２内の流体が、流
体の循環が開始される前に、速やかに動作温度に達する
ことが出来る様にすることである。機関を運転している
時には、何時でも連続的に動作する機械的な「給水」　
（流体）ポンプを用いる従来の装置では、こう云う弁が
選択的に流体の流れを禁止している。この発明の装置で
は、一体のポンプ／電動機１の作動又は不作動によって
、流体の流れが制御されるから、弁１３６は随意選択で
ある。例えば制御装置１２８は、水ジヤケツト内の流体
１０４が動作温度に達するまでは、一体のポンプ／電動
機１の固定子集成体に電力を供給しない。

一体のポンプ／電動機１は一定速度又は可変速度で運転
することが考えられる。例えば、一定速度の運転では、
一体のポンプ／電動機１は、電子制御装置１２８が選択
的に電力を供給することにより、ファン・モータ１２６
と同時に、１つ又は更に多くの一定の速度又はトルクで
作動される。

随意選択により、一体のポンプ／電動機１の特定の動作
速度又はトルクは、加熱された流体１０４及び冷却され
た流体１１０の温度、空気温度、機関の運転速度及び／
又は補助の流れを通じて加熱された流体を供給する必要
性と云う様な、自動車の種々の運転状態に関係を持たせ
ることが出来る。

例えば、一体のポンプ／電動機１は、客室を加熱する必
要に応じて、選択的に作動することが出来る。

可変速度／トルク動作では、一体のポンプ／電動機１の
速度又はトルクは、自動車の種々の運転状態に応答して
、自動車の必要に合う様に制御して変える。例えば、未
国特許第４．４５９．５１９号及び同第４．５５６，８
２７号に記載されている様な制御装置、或いは係属中の
米国特許出願通し番号箱０１５，４０９号に記載されて
いる様な制御装置を用いて、一体のポンプ／電動機１の
動作を制御することが出来る。

第６図は、流体配管１１２と水ジャケット１０２の間に
ある配管にある一体のポンプ／電動機１を示しているが
、冷却装置の任意の配管、又は流体の流路の任意の点に
それを配置することが出来る。

この発明の１つの動作モードでは、一体のポンプ／電動
機１は、機関１００が運転サイクルを完了して、ターン
オフになった後に作動することが出来る。例えば、冷却
流体が安定な動作温度に達する位の期間の間、運転され
ていた自動車用機関を考える。この運転期間の後、機関
をターンオフした時、機関ブロックからの熱が引続いて
水ジヤケツト１０２内の流体に伝達される。これはブロ
ックが流体１０４よりも大幅に高温であるからである。

加熱された流体１０４は対流により、配管１０６．１１
４に移動し、場合によってはポンプ／電動機１へ移動す
ることがある。その結果、移動した流体が冷却装置のそ
れと接触した部品を高い温度（温度スパイク）にし、そ
れによって部品の損傷並びに／又は有効寿命の短縮を招
くことがある。

機関の運転機関が終了した後にファン・モータ１２６だ
けを動作させることは、従来周知であるが、（対流によ
って流れる少量の移動する流体以外には）冷却装置内に
流体が循環していない為に、冷却装置の部品が受ける温
度スパイクを大幅に下げることが出来ない。その結果、
機関の動作機関の後にファン◆モータ１２６を動作させ
ても、ラジェータ１０８内の温度スパイクが防止される
だけである。ラジエー　タ１０８に隣接した冷却装置の
ある部品は、若干の冷却された流体が、対流によって、
ラジェータ１０８に隣接した冷却装置の部品へ移動して
来るかも知れない為に、冷却されるかも知れない。従来
の機械的な自動車用「給水」ポンプは、こう云うポンプ
は機関が運転される時にだけ動作し得るものである為、
この温度スパイクの問題を解決することが出来ない。

機関の運転後の短い機関の間、一体のポンプ／電動機１
及びファン・モータ１２５の両方を動作させることによ
り、機関ブロック内に溜った熱を冷却装置を通じて速や
かに散逸させ、ラジェータ１０８を介して空気中へ放出
することが出来る。

流体の容積が、目立った温度−Ｌ昇を伴わずに、且つ冷
却を必要とせずに、機関ブロック内に溜った熱を吸収す
る位の質量を持つ様な冷却装置では、機関１００をター
ンオフした後、ファン・モータ１２６を全く動作させず
に、一体のポンプ／電動機１を低い速度又はトルクで運
転しさえすればよいことがある。一体のポンプ／電動機
１の動作を制御する制御装置１２８が、流体１０７の温
度が予定の温度（例えば２４０’）より高くなった時に
は、何時でも、自動車用機関１００の運転中、並びにそ
の後、一体のポンプ／電動機１の固定子集成体に電力を
供給する電力は給手段を構成する。

第６図に示した冷却装置について上に説明した動作が、
自動車用機関の冷却装置の様な装置の中に流体を循環さ
せる方法を構成する。配管１１４を一体のポンプ／電動
機１の入口１２０及び出口１２２に接続することにより
、羽根１ｔｊ２７を含む回転自在の！■成体２０が、装
置に接続された押出成形品１４の中に位置ぎめされる。

制御装置１２８が固定子集成体１１にｒｖ力を供給し、
こうして押出成形品１４の中Ｖｌしびに回転自在の集成
体の周りに電磁界を加えて、羽根車２７を軸線の周りに
回転させ、それによって流体を押出成形品１４の中に移
送させる。センサ１３０，１３２が装置の中の流体の温
度を感知し、制御装置１２８と一緒になって、感知され
た流体の温度に応答して、固定子集成体１１を選択的に
付勢して、選択的に電磁界を加える。この電磁界は、流
体１０４の温度が予定の温度より高い時には、何時でも
自動重用機関１０　ｔ）の運転中、並びにその後、加え
ることか出来る。

以りの説明から、この発明の幾つかの目的が達成され、
その他の有［りな結果が達成されたことが理解されよ・
）。

この発明の範囲内で、−１−に述べた（１３造及び方法
に種々の変更を加えることが出来るから、以ト説明【７
たことは、この発明を例示するものであって、制約する
ものと介してはならない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を１形式で実施した一体のポンプ／電
動機の主な要素の分解斜視図、第２図は第１図のポンプ
／電動機の固定Ｔ集成体の積層板の簡略正面図で、回転
自在の集成体を断面図で示す。 第３図はこの発明の一体のポンプ／電動機の縦断面図、 第４図はこの発明の組立てた一体のポンプ／電動機の斜
視図、 第５図はこの発明の一体のポンプ／電動機のオンス−１
大小位のトルクをＸ軸にとり、毎分回転数Ｘ　１　、　
０００　（ＫＩ？ＰＭ）をｙ軸にとって、その関係を示
すグラフ、 第６図はこの発明の一体のポンプ／電動機を用いた機関
冷却装置のブロック図である。 主な符号の説明 １１：不動の集成体 １４：ハウジング １５：入］１ １６：出［］ ２０：回転自在の集成体

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、入口及び出口を持つハウジングと、 該ハウジングの中に配置されていて、その中で回転する
   様になっていて、流体をハウジングの中で前記入口から
   出口まで移送する手段と、 前記ハウジングの外部に固定されていて、前記ハウジン
   グの中並びに前記流体を移送する手段の周りに電磁界を
   加えて、流体を移送する手段を回転させ、こうしてそれ
   によって流体を前記ハウジングの中で移送させる手段と
   を有する流体圧送装置。 ２、流体を移送する手段が、軸線を持つ回転自在の集成
   体で構成され、該流体を移送する手段は、前記集成体の
   軸線と同軸の軸方向開口を持つ円筒形強磁性部材、該強
   磁性部材の周囲に固定された複数個の永久磁石要素、及
   び前記軸方向開口内に配置された圧送手段を含んでおり
   、更に、前記集成体の軸線と同軸であって該回転自在の
   集成体をその軸線の周りに回転出来る様に支持する手段
   を有する請求項１記載の流体圧送装置。 ３、前記電磁界を加える手段が、前記ハウジングを取巻
   く複数個の巻線段を有する固定子集成体を有し、該巻線
   段が電気的に付勢されて、前記回転自在の集成体に電磁
   界を加え、前記回転自在の集成体をその軸線の周りに回
   転させる様になっている請求項２記載の流体圧送装置。 ４、前記圧送手段が羽根車手段で構成され、前記回転自
   在の集成体及び前記固定子集成体が凸極コイル無ブラシ
   直流電動機を構成する請求項３記載の流体圧送装置。 ５、前記羽根車手段が、前記軸線に沿って螺旋形に伸び
   る複数個の内側半径方向ベーンを持つ第１の円筒形部材
   を有する請求項４記載の流体圧送装置。 ６、前記集成体を支持する手段が、前記第１の円筒形部
   材を集成体の軸線と同軸に支持する軸、前記ハウジング
   の入口の中に配置された入口端蓋、及び前記ハウジング
   の出口の中に配置された出口端蓋で構成され、各々の端
   蓋が前記軸の端を支持する請求項５記載の流体圧送装置
   。 ７、前記第１の円筒形部材の複数個の内側半径方向ベー
   ンが、前記集成体の軸線と同軸の中孔を構成し、該中孔
   の中に前記軸が位置ぎめされる請求項６記載の流体圧送
   装置。 ８、前記ハウジングが第２の円筒形部材を有し、その１
   端が前記入口を形成すると共にその他端が前記出口を形
   成し、前記端蓋は何れも、前記第２の円筒形部材の両端
   の中に配置された夫々第３の円筒形部材であって、軸方
   向に伸びる内部の半径方向ベーンを有する請求項７記載
   の流体圧送装置。 ９、各々の第３の円筒形部材の複数個の軸方向に伸びる
   内部の半径方向ベーンが、前記軸線と同軸の中孔を構成
   し、該中孔の中に軸の端を支持する軸受手段が位置ぎめ
   される請求項８記載の流体圧送装置。 １０、各々の第３の円筒形部材が、第２の円筒形部材の
   端と係合する円周方向のフランジを有する請求項９記載
   の流体圧送装置。 １１、不動の集成体を覆うケーシングを有する請求項１
   ０記載の流体圧送装置。 １２、前記円筒形部材が合成樹脂材料で構成される請求
   項１１記載の流体圧送装置。 １３、電磁界を加える手段が、前記ハウジングを取巻く
   複数個の巻線段を有する固定子集成体を有し、該巻線段
   が電気的に付勢されて流体を移送する手段に電磁界を加
   える様になっている請求項１記載の流体圧送装置。 １４、前記流体を移送する手段が羽根車手段を有する請
   求項１記載の流体圧送装置。 １５、前記羽根車手段が、軸線を持つと共に、該軸線に
   沿って螺旋形に伸びる複数個の内部の半径方向ベーンを
   有する第１の円筒形部材を含む請求項１４記載の流体圧
   送装置。 １６、前記第１の円筒形部材を前記軸線と同軸に支持す
   る軸、前記ハウジングの入口の中にある入口端蓋、及び
   前記ハウジングの出口の中にある出口端蓋を有し、各々
   の端蓋が前記軸の端を支持する請求項１５記載の流体圧
   送装置。 １７、前記第１の円筒形部材の複数個の内部の半径方向
   ベーンが前記軸線と同軸の中孔を構成し、該中孔の中に
   前記軸が位置ぎめされる請求項１６記載の流体圧送装置
   。 １８、前記ハウジングが第２の円筒形部材を有し、その
   １端が前記入口を形成し、その他端が前記出口を形成し
   、該端蓋は前記第２の円筒形部材の両端の中に位置ぎめ
   された夫々第３の円筒形部材であって、軸方向に伸びる
   内部の半径方向ベーンを有する請求項１７記載の流体圧
   送装置。 １９、各々の第３の円筒形部材の複数個の軸方向に伸び
   る内部の半径方向ベーンが、前記軸線と同軸の中孔を構
   成し、該中孔の中に前記軸の端を支持する軸受手段が位
   置ぎめされている請求項１８記載の流体圧送装置。 ２０、各々の第３の円筒形部材が、第２の円筒形部材の
   端と係合する円周方向のフランジを有する請求項１９記
   載の流体圧送装置。 ２１、回転子集成体及び固定子集成体を有する電動機と
   、 その間に軸線が定められている流体入口及び流体出口を
   持っていて、前記回転子集成体を囲い込み、前記固定子
   集成体が当該ハウジング手段上に配置されていてそれを
   取巻いている様なハウジング手段と、 固定子集成体が電磁界の中並びに回転子集成体の周りに
   電磁界を加えて回転子集成体を軸線の周りに回転させる
   様に、固定子集成体に電力を印加する手段と、 前記ハウジングの中に配置されて前記回転子集成体によ
   って駆動され、回転子集成体が前記軸線の周りに回転す
   る時、流体を前記入口から出口まで軸方向に圧送する手
   段とを有する流体圧送装置。 ２２、軸線を持つ回転自在の集成体と、 該回転自在の集成体を取巻くハウジングを持っていて、
   該回転自在の集成体を前記軸線の周りに回転する様に支
   持する手段と、 前記ハウジングを取巻く複数個の巻線段を持つ不動の集
   成体とを有し、該段が電気的に付勢されて前記回転自在
   の集成体に電磁界を加えて、回転自在の集成体を前記軸
   線の周りに回転させる電子転流形電動機。 ２３、前記回転自在の集成体が該回転自在の集成体の軸
   線と同軸の軸線を持つ強磁性部材、及び該強磁性部材の
   周辺に固定された複数個の永久磁石要素を含む請求項２
   ２記載の電子転流形電動機。 ２４、前記回転自在の集成体が流体移送手段を有し、該
   流体移送手段は、集成体の軸線と同軸の軸方向開口を持
   つ円筒形強磁性部材、該強磁性部材の周辺に固定された
   複数個の永久磁石要素、及び前記軸方向開口内に配置さ
   れた圧送手段を持っており、更に、前記集成体の軸線と
   同軸であって、前記回転自在の集成体をその軸線の周り
   に回転する様に支持する手段を有する請求項２２記載の
   電子転流形電動機。 ２５、前記圧送手段が羽根車手段で構成され、前記回転
   自在の集成体及び前記固定子集成体が凸極コイル無ブラ
   シ直流電動機を構成する請求項２４記載の電子転流形電
   動機。 ２６、前記羽根車手段が、前記軸線に沿って螺旋形に伸
   びる複数個の内部の半径方向ベーンを有する第１の円筒
   形部材で構成される請求項２５記載の電子転流形電動機
   。 ２７、前記集成体を支持する手段が、前記第１の円筒形
   部材を前記集成体の軸線と同軸に支持する軸、前記ハウ
   ジングの入口の中に配置された入口端蓋、及び前記ハウ
   ジングの出口の中に配置された出口端蓋で構成され、各
   々の端蓋が前記軸の端を支持する請求項２６記載の電子
   転流形電動機。 ２８、前記第１の円筒形部材の複数個の内部の半径方向
   ベーンが前記集成体の軸線と同軸の中孔を構成し、該中
   孔の中に前記軸が位置ぎめされている請求項２７記載の
   電子転流形電動機。 ２９、前記ハウジングが第２の円筒形部材を有し、その
   １端が前記入口を形成し、その他端が前記出口を形成し
   、前記端蓋は何れも、第２の円筒形部材の両端の中に配
   置された第３の円筒形部材であって、軸方向に伸びる内
   部の半径方向ベーンを有する請求項２８記載の電子転流
   形電動機。 ３０、各々の第３の円筒形部材の複数個の軸方向に伸び
   る内側の半径方向ベーンが前記軸線と同軸の中孔を構成
   し、該中孔の中に前記軸の端を支持する軸受手段が位置
   ぎめされている請求項２９記載の電子転流形電動機。 ３１、各々の第３の円筒形部材が第２の円筒形部材の端
   と係合する円周方向のフランジを有する請求項３０記載
   の電子転流形電動機。 ３２、不動の集成体を覆うケーシングを有する請求項３
   １記載の電子転流形電動機。 ３３、円筒形部材が合成樹脂材料で構成される請求項３
   ２記載の電子転流形電動機。 ３４、軸線を持っていて、該軸線と同軸の軸方向開口を
   持つ円筒形強磁性部材及び該強磁性部材の周辺に固定さ
   れた複数個の永久磁石要素を有し、前記軸方向開口が羽
   根車の様な回転させようとする要素を受入れる様になっ
   ている回転自在の集成体と、 前記強磁性部材の軸方向開口と同軸であって、前記回転
   自在の集成体を集成体の軸線の周りに回転する様に支持
   する手段と、 前記手段を取巻く複数個の巻線段を持つ不動の集成体と
   を有し、該巻線段が電気的に付勢されて前記回転自在の
   集成体に電磁界を加え、該回転自在の集成体を集成体の
   軸線の周りに回転させる電子転流形電動機。 ３５、自動車用機関の冷却装置の様な冷却装置に使われ
   て、該冷却装置の中に流体を圧送する装置に於て、 冷却装置に接続される入口及び出口を持つハウジングと
   、 該ハウジングの中に配置されていて、その中で回転し、
   冷却装置内の流体を入口から出口まで移送する第１の手
   段と、 冷却装置内の流体の温度を感知する手段と、前記ハウジ
   ングに固定されていて、該ハウジングの中及び前記第１
   の手段の周りに電磁界を加えて、前記第１の手段を回転
   させ、それによって流体をハウジングの中で入口から出
   口まで移送させる第２の手段と、 前記温度を感知する手段に応答して、前記第２の手段に
   電力を供給する手段とを有する装置。 ３６、前記冷却装置が自動車用機関の冷却装置であり、
   電力を供給する手段が、流体の温度が予定の温度より高
   い時には、何時でも、自動車用機関の運転中並びにその
   後、前記第２の手段に電力を供給する電力供給手段を含
   む請求項３５記載の装置。 ３７、自動車用機関の冷却装置の様な装置の中に流体を
   循環させる方法に於て、前記装置に接続されたハウジン
   グ中に、羽根車を含む回転自在の集成体を配置し、該ハ
   ウジングの中及び前記回転自在の集成体の周りに電磁界
   を加えて、前記羽根車を軸線の周りに回転させ、それに
   よってハウジングの中に流体を移送させる工程を含む方
   法。 ３８、前記装置内の流体の温度を感知し、 感知された流体の温度に応答して電力を供給する工程を
   選択的に実施する工程を含む請求項３７記載の方法。 ３９、装置が自動車用機関の冷却装置であり、電力を供
   給する工程が、流体の温度が予定の温度より高い時には
   、何時でも自動車用機関の運転中及びその後、選択的に
   実施される請求項３８記載の方法。