JPWO2018159474A1 - ポンプ装置 - Google Patents
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Abstract
Description
電動オイルポンプ用のモータを高出力にした場合、モータが有するコイルに大電流が流れ、モータが高温となり、例えばモータが有する永久磁石が減磁する。そのため、モータの温度上昇を抑えるためにモータには冷却構造を設ける必要がある。
特許文献1は、ステータとロータとの軸方向の相対的な位置関係を、ロータの回転速度に応じたオイルの油圧で変位させ、ロータをオイルで冷却するオイル供給機構を備える電動モータを開示している。
本実施形態のポンプ装置10は、シャフト41と、モータ部20と、ハウジング12と、カバー13と、ポンプ部30と、を有する。シャフト41は、軸方向に延びる中心軸Jを中心として回転する。モータ部20とポンプ部30とは、軸方向に沿って並んで設けられる。
図1に示すように、ハウジング12は、筒状である。より詳細には、ハウジング12は、中心軸Jを中心とする両端が開口した多段の円筒形状である。ハウジング12の材質は、例えば、金属である。ハウジング12は、モータ部20とポンプ部30とを保持する。ハウジング12は、筒部14と、ハウジング側フランジ部15と、を有する。
ロータ40は、ロータコア43と、ロータマグネット44と、を有する。ロータコア43は、シャフト41を軸周り(θ方向)に囲んで、シャフト41に固定される。ロータマグネット44は、ロータコア43の軸周りに沿った外側面に固定される。ロータコア43及びロータマグネット44は、シャフト41と一体となって回転する。
ステータ50は、ロータ40を軸周り(θ方向)に囲み、ロータ40を中心軸J周りに回転させる。ステータ50は、コアバック部51と、ティース部52と、コイル53と、インシュレータ(ボビン)54と、を有する。コアバック部51の形状は、シャフト41と同心の円筒状である。
ベアリング42は、ステータ50のリア側(−Z側)に配置される。ベアリング42は、後述するバスバーホルダ61が有するベアリング保持部65に保持される。ベアリング42は、シャフト41を支持する。ベアリング42の構成は、特に限定されず、いかなる公知のベアリングを用いてよい。
制御装置70は、モータ部20の駆動を制御する。制御装置70は、回路基板(不図示)と、回転センサ(不図示)と、センサマグネット保持部材(不図示)と、センサマグネット73と、を有する。すなわち、モータ部20は、回路基板と、回転センサと、センサマグネット保持部材と、センサマグネット73と、を有する。
カバー13は、ハウジング12のリア側(−Z側)に取り付けられている。カバー13の材質は、例えば、金属である。カバー13は、筒状部22aと、蓋部22bと、カバー側フランジ部24と、を有する。筒状部22aは、フロント側(+Z側)に開口する。
ポンプ部30は、モータ部20の軸方向一方側、詳細にはフロント側(+Z軸側)に位置する。ポンプ部30は、モータ部20から延びるシャフト41によって駆動される。ポンプ部30は、ポンプケースと、ポンプロータ35とを有する。ポンプケースは、ポンプボディ31とポンプカバー32とを有する。以下、ポンプカバー32及びポンプボディ31をポンプケースと呼ぶ。
ポンプロータ35は、シャフト41に取り付けられる。より詳細には、ポンプロータ35は、シャフト41のフロント側の端部に取り付けられる。
図3に示すように、ポンプ装置10は、オイルをポンプ部30の吸入口32cよりポンプ部30の負圧によってポンプ部30内へ吸入する第1流路1と、オイルをポンプ部30の送出口31cよりポンプ部30の加圧によってモータ部20内へ送出する第2流路2と、ステータ50とロータ40との間に設けられた第3流路3と、ステータ50とハウジング12との間に設けられた第4流路4と、モータ部20内のオイルをモータ部20の吐出口12bより吐出する第5流路5と、を有する。以下、各流路の詳細について説明する。
図3における第1流路1は、ポンプカバー32に設けられ、吸入口32cからポンプ部30内へ繋がる。詳細には、吸入口32cが、ポンプカバー32のフロント側端部に第1の開口部32dを有し、ポンプ室33の負圧領域の近傍に第2の開口部32eを有する。第1流路1は、吸入口32cの第1の開口部32d、及び第2の開口部32eを介してポンプ部30内へ繋がる。
図3における第2流路2は、ポンプボディ31に設けられ、送出口31cからモータ部20内へ繋がる。詳細には、送出口31cが、ポンプボディ31のフロント側端部であってポンプ室33の加圧領域の近傍に第1の開口部31dを有し、ポンプボディ31のリア側端部に第2の開口部31eを有する。
図3における第3流路3は、ステータ50とロータ40の間に設けられる。図3に示した例では、第3流路3は、ステータ50の内周面とロータ40の外周面の間に位置する。第2流路2からモータ部20内へ流入したオイルは、第3流路3のフロント側の一端からリア側の一端へ流れる。
図3における第4流路4は、ステータ50とハウジング12との間に設けられる。詳細には、第4流路4は、ステータ50の外周面とハウジング12の内周面の間に設けられる。ポンプ装置10が、第4流路4を有することにより、より効率よくオイルをポンプ部30及びモータ部20間で循環させることができ、モータ部20を高効率に冷却することができる。
図3における第5流路5は、ハウジング12の筒部14に設けられ、吐出口12bからポンプ装置10の外部へ繋がる。なお、第5流路5は、吐出口12bの位置により異なる。吐出口12bの位置は、図1及び図3に示した位置に限定されるものではなく、上述したように、ハウジング12の側面、及びハウジングの底部(カバー13)の任意の位置に設けることができる。
図3に示した例では、吐出口12bは、ハウジング12の筒部14すなわちハウジングの側面であって、ステータ50のリア側端部と、ハウジング12のリア側端部(底部)との間に位置する。しかし、吐出口12bの位置は、これに限定されるものではなく、ハウジング12の任意の位置に設けてもよく、また、カバー13に設けてもよい。吐出口12bの変形例として、以下、吐出口12bをハウジング12の底部に設けた場合について説明する。
図5では、制御装置70は、図1に示した例とは異なり、モータ部20の底部以外、例えば側面に取り付けられているものとする。また、図5では、カバー13の蓋部22bをハウジングの底部とし、カバー13の筒状部22aをハウジングの側面に含むものとする。
図3に示した例では、第2流路2は、送出口31cの第1の開口部31d、及び第2の開口部31eを介してモータ部20内へ繋がる流路である。しかし、図3に示したような送出口31cが無い構成を採ることも可能である。この場合、シャフト41とポンプボディ31との軸方向間隙を送出口として用いる。
図3または図5に示した例では、第5流路5は、吐出口12bからポンプ装置10の外部へ繋がる流路である。しかし、図3または図5に示したような吐出口12bが無い構成を採ることも可能である。この場合、シャフト41とハウジング12との軸方向間隙を吐出口として用いる。
ポンプ装置101は、図8に示すように、シャフト41と、モータ部201と、ハウジング141と、ポンプ部300と、を有する。モータ部201は、軸方向に延びる中心軸Jを中心として回転可能に支持されたシャフト41を有する。モータ部201とポンプ部300とは、軸方向に沿って並んで設けられる。
12 ハウジング
20 モータ部
30 ポンプ部
31 ポンプボディ
32 ポンプカバー
33 ポンプ室
41 シャフト
Claims (23)
- 軸方向に延びる中心軸を中心として回転可能に支持されたシャフトを有するモータ部と、
前記モータ部の軸方向一方側に位置し、前記モータ部から延びる前記シャフトによって駆動され、オイルを吸入し前記モータ部へ送出するポンプ部と、を有し、
前記モータ部は、
前記シャフトの周囲において回転するロータと、
前記ロータと対向して配置されたステータと、
前記ロータ及び前記ステータを収容するハウジングと、
前記ハウジングに設けられ、前記オイルを吐出する吐出口と、を有し、
前記ポンプ部は、
前記シャフトに取り付けられるポンプロータと、
前記ポンプロータを収容するポンプケースと、
前記ポンプケースに設けられ、前記オイルを吸入する吸入口と、
前記ポンプケースに設けられ、前記オイルをモータ部へ送出する送出口と、を有し、
前記吸入口と、前記送出口と、前記吐出口とは、軸方向から見て、異なる位置に配置され、
前記オイルを前記ポンプ部の吸入口より前記ポンプ部の負圧によって前記ポンプ部内へ吸入する第1流路と、
前記オイルを前記ポンプ部の送出口より前記ポンプ部の加圧によって前記モータ部内へ送出する第2流路と、
前記ステータと前記ロータとの間に設けられた第3流路と、
前記ステータと前記ハウジングとの間に設けられた第4流路と、
前記モータ部内のオイルを前記吐出口より吐出する第5流路と、を有する、ことを特徴とするポンプ装置。 - 前記ポンプケースは、ポンプカバー及びポンプボディを有し、
前記ポンプボディは、軸方向両端に開口し前記シャフトが通され、
前記ポンプカバーは、前記ポンプボディの、軸方向において一方側の開口を閉塞し、
前記ポンプロータは、前記シャフトの回転により回転する、ことを特徴とする請求項1に記載のポンプ装置。 - 前記吸入口は、前記ポンプカバーに設けられる、ことを特徴とする請求項2に記載のポンプ装置。
- 前記吸入口は、前記ポンプボディの側面に設けられる、ことを特徴とする請求項2に記載のポンプ装置。
- 前記吸入口は、前記ポンプボディの、軸方向においてポンプ側に延びる壁部に設けられる、ことを特徴とする請求項2に記載のポンプ装置。
- 前記吸入口は、前記ポンプ部内の負圧領域に接続する、ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のポンプ装置。
- 前記送出口は、前記ポンプカバーに対向する、前記ポンプボディの面に設けられる、ことを特徴とする請求項2乃至6のいずれか1項に記載のポンプ装置。
- 前記第2流路は、前記ポンプボディと前記シャフトとの間を通る、ことを特徴とする請求項2乃至7のいずれか1項に記載のポンプ装置。
- 前記ポンプ部は、前記ポンプボディと前記シャフトとの間にベアリングを有し、
前記ベアリングは、軸方向において前記ベアリングのポンプ側の一端が前記ポンプボディのポンプ側の一端よりもモータ部側にある、ことを特徴とする請求項8に記載のポンプ装置。 - 軸方向を水平に、前記ポンプ装置を配置した場合に、前記送出口は、重力方向において前記シャフトより下側に位置する、ことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載のポンプ装置。
- 前記送出口は、前記ポンプ部内の加圧領域に接続する、ことを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載のポンプ装置。
- 前記吸入口及び前記送出口は、中心軸を基準として、周方向に異なる位置に配置される、ことを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載のポンプ装置。
- 軸方向を水平に、前記ポンプ装置を配置した場合に、前記吐出口は、重力方向において前記シャフトより上側に位置する、ことを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載のポンプ装置。
- 前記吐出口は、前記ハウジングの底部に設けられる、ことを特徴とする請求項1乃至13のいずれか1項に記載のポンプ装置。
- 前記モータ部は、前記ハウジングの底部に保持され、前記シャフトを回転可能に支持する軸受部材を有し、
前記第5流路において、前記オイルは、前記シャフトと前記軸受部材との間を通る、ことを特徴とする請求項1乃至14のいずれか1項に記載のポンプ装置。 - 前記吐出口は、前記ハウジングの側面に設けられる、ことを特徴とする請求項1乃至13のいずれか1項に記載のポンプ装置。
- 前記吐出口は、軸方向において前記ポンプ部と反対側の前記ステータの一端と、前記ケーシングの底部との間に位置する、ことを特徴とする請求項16に記載のポンプ装置。
- 前記吐出口は、前記ハウジングに複数設けられる、ことを特徴とする請求項1乃至17のいずれか1項に記載のポンプ装置。
- 前記吐出口は、前記ハウジングの底部及び側面に設けられる、ことを特徴とする請求項18に記載のポンプ装置。
- 前記送出口の断面積は、前記吐出口の断面積よりも小さい、ことを特徴とする請求項1乃至19のいずれか1項に記載のポンプ装置。
- 前記送出口の断面積は、前記吐出口の断面積よりも大きい、ことを特徴とする請求項1乃至19のいずれか1項に記載のポンプ装置。
- 前記ポンプ部は、容積型ポンプである、ことを特徴とする請求項1乃至21のいずれか1項に記載のポンプ装置。
- 前記ポンプ部は、トロコイド型ポンプである、ことを特徴とする請求項22に記載のポンプ装置。
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