(57)【要約】【課題】ポンプユニットを高トルクで駆動する電動ポンプを小型に構成する。【解決手段】シャフト１１の駆動力で回転するインナロータ８と、このインナロータ８が嵌め込まれるアウタロータ９とでポンプユニットＰを構成し、シャフト１１に連結するディスク状のモータロータ１２と、ポンプユニットＰを取り囲む位置に配置されるリング状の励磁部１４とでモータユニットＭを構成した。モータロータ１２の外周のディスク面で励磁部１４と向かい合う位置に永久磁石部１３を形成し、励磁部１４から作用する磁力によりモータロータ１２を回転させポンプユニットＰを駆動するように構成した。【選択図】図１
2014206077.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトの駆動回転により流体を吸引して送り出すポンプユニットと、前記シャフトを回転駆動するモータユニットとが備えられると共に、
前記モータユニットが、前記ポンプユニットを取り囲む位置に配置される励磁部と、前記シャフトに連結し、前記シャフトの軸芯に沿う方向で前記励磁部に隣り合う位置に配置されるモータロータとで構成され、このモータロータが、外周部において前記励磁部に向かい合う領域に永久磁石部を形成している電動ポンプ。
【請求項２】
前記ポンプユニットと前記モータユニットとを内部空間に収容するポンプハウジングを備え、前記内部空間を、前記モータユニットが収容されるモータ収容空間と、前記ポンプユニットが収容されるポンプ収容空間とに分離する分離壁体を備えると共に、
前記分離壁体が、前記ポンプユニットと前記励磁部と間の位置に配置される縦壁部と、この縦壁部の突出部位に連なる突出壁部とを備えて構成され、前記突出壁部に前記シャフトが貫通する貫通孔が形成され、この貫通孔と前記シャフトとの間にシール材を備えており、
前記励磁部が、リング状に形成され、前記縦壁部を取り囲む位置に前記前記励磁部を外嵌して配置している請求項１記載の電動ポンプ。
【請求項３】
前記ポンプユニットが、環状のアウタロータと、このアウタロータの内部でアウタロータの軸芯と偏芯する位置に配置されるインナロータとを備えて内接型に構成されている請求項１又は２記載の電動ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポンプユニットと、このポンプユニットを駆動するモータユニットとをハウジングに収容している電動ポンプの小型化を実現する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のように構成された電動ポンプとして特許文献１には、ハウジングにトロコイド型のポンプユニットを備え、このポンプユニットを駆動するモータロータと、このモータロータに回転磁界を作用させるコイルユニットを備えた電動ポンプが記載されている。
【０００３】
この特許文献１では、ハウジングに支持されたシャフトに対して、ポンプユニットのインナロータと、モータロータとを回転自在に支持しており、モータロータの筒状部をインナロータに連結することで、モータロータの回転駆動力をインナロータに伝えるように構成している。また、この特許文献１では、モータロータのディスク状部の外周に永久磁石を備え、これを取り囲む位置にコイルユニットを配置している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０‐１５０９６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されるモータロータのようにディスク状部材の外周に永久磁石を備え、これを取り囲む位置にコイルユニットを配置した構成では、回転軸芯から永久磁石までの半径を大きくして高トルクを得ることが可能である。
【０００６】
しかしながら、ディスク状部の外周にコイルユニットを配置する構成では、電動ポンプの半径が拡大し、小型化に困難を伴うものであった。特に、特許文献１に示されるように、ディスク状部の外周に永久磁石を備える構成では、必要な磁力を得るために永久磁石を回転軸芯に沿う方向に配置する構成となり、回転軸芯方向での寸法の拡大も招くことになり、これらの点に改善の余地がある。
【０００７】
また、特許文献１の構成ではモータロータが収容される空間の内部にオイルが流れ込む構成であるため、例えば、オイルに微細な鉄粉等が含まれる場合には、この鉄粉等がモータロータの永久磁石に吸着されることになり、この点にも改善の余地がある。
【０００８】
本発明の目的は、ポンプユニットを高トルクで駆動する電動ポンプを小型に構成する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の特徴は、シャフトの駆動回転により流体を吸引して送り出すポンプユニットと、前記シャフトを回転駆動するモータユニットとが備えられると共に、前記モータユニットが、前記ポンプユニットを取り囲む位置に配置される励磁部と、前記シャフトに連結し、前記シャフトの軸芯に沿う方向で前記励磁部に隣り合う位置に配置されるモータロータとで構成され、このモータロータが、外周部において前記励磁部に向かい合う領域に永久磁石部を形成している点にある。
【００１０】
この構成によると、シャフトに備えたモータロータに対し、励磁部に回転軸芯の方向から近接する永久磁石部を形成しているので、例えば、モータロータを取り囲む位置に励磁部を配置する構成と比較して、励磁部の大径化を抑制できる。また、この構成では、モータロータの外周近くに永久磁石部を形成しているので高トルクを得ることも可能となる。特に、ポンプユニットを取り囲む位置に励磁部を配置しているので、例えば、ポンプユニットと励磁部とが回転軸芯の方向に離間する位置関係で配置されるものと比較して、回転軸芯の方向での小型化を実現する。
従って、ポンプユニットを高トルクで駆動する電動ポンプが小型に構成された。
【００１１】
本発明は、前記ポンプユニットと前記モータユニットとを内部空間に収容するポンプハウジングを備え、前記内部空間を、前記モータユニットが収容されるモータ収容空間と、前記ポンプユニットが収容されるポンプ収容空間とに分離する分離壁体を備えると共に、前記分離壁体が、前記ポンプユニットと前記励磁部と間の位置に配置される縦壁部と、この縦壁部の突出部位に連なる突出壁部とを備えて構成され、前記突出壁部に前記シャフトが貫通する貫通孔が形成され、この貫通孔と前記シャフトとの間にシール材を備えており、前記励磁部が、リング状に形成され、前記縦壁部を取り囲む位置に前記前記励磁部を外嵌して配置しても良い。
【００１２】
これによると、ポンプ収容空間からモータ収容空間に流れる流体を分離壁体とシール材とで遮断することになり、モータ収容空間を清浄な状態に維持できるだけではなく、例えば、流体に含まれる微細な鉄粉がモータロータの永久磁石に吸着されることもない。分離壁体の縦壁部の内側にポンプ収容空間が形成され、この縦壁部の外側にリング状の励磁部が配置されるので、例えば、ポンプ収容空間に対して軸芯の方向で重なり合う位置に励磁部が配置される構成と比較すると、ポンプユニットの軸芯方向での小型化を実現する。
【００１３】
本発明は、前記ポンプユニットが、環状のアウタロータと、このアウタロータの内部でアウタロータの軸芯と偏芯する位置に配置されるインナロータとを備えて内接型に構成されても良い。
【００１４】
これによると、シャフトからの駆動力でインナロータを回転させることにより、この回転に伴いアウタロータを回転させポンプとして機能させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】電動ポンプの縦断側面図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】電動ポンプの分解断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔基本構成〕
図１〜図３に示すように、流体としてのオイルを吸引して排出するポンプユニットＰと、このポンプユニットＰを駆動するモータユニットＭとをポンプハウジングＨの内部空間Ｓに収容して電動ポンプが構成されている。
【００１７】
モータユニットＭの構成は後述するが、モータユニットＭは、ディスク状のモータロータ１２の回転力を、シャフト１１を介してポンプユニットＰに伝えることでポンプユニットＰを機能させる基本的な構成を有している。
【００１８】
この電動ポンプは、自動車のエンジン等の潤滑用のオイルを供給するために使用されるものであり、少ない部品点数で小型に構成されている。尚、この電動ポンプはオイル以外の流体の供給に使用しても良い。
【００１９】
〔ポンプハウジング〕
ポンプハウジングＨは、樹脂製で椀状に形成される筐体部１と、この筐体部１の開口部分を閉じる樹脂製でプレート状のベース部２とを備えることにより内部空間Ｓを形成している。ポンプハウジングＨの内部には樹脂製の分離壁体３を備えており、この分離壁体３により内部空間Ｓを、ポンプユニットＰが収容されるポンプ収容空間Ｓｐと、モータユニットＭが収容されるモータ収容空間Ｓｍとに分離している。
【００２０】
筐体部１は、ベース部２と平行姿勢となる円形の主壁１Ａと、この主壁１Ａの外周部分に連なる円筒状の側壁１Ｂとを一体的に形成することで側壁１Ｂの端部に開放部を形成している。また、側壁１Ｂの外周部分に連なる部分にはフランジ部１Ｃを一体的に形成している。
【００２１】
筐体部１の主壁１Ａの内面側の中央部分には、シャフト１１の一端を回転自在に支持する凹状の筐体側支持部１Ｓが形成されている。ベース部２の内面側の中央部分には、シャフト１１の他端を回転自在に支持する凹状のベース側支持部２Ｓが形成されている。更に、ベース部２には、このベース部２と分離壁体３との間に形成されるポンプ収容空間Ｓｐに連通する吸引ポート４と吐出ポート５とが形成されている。尚、筐体側支持部１Ｓとベース側支持部２Ｓとは回転軸芯Ｙと同軸芯上に配置され、シャフト１１の回転軸芯Ｙと同軸芯でシャフト１１の外径より僅かに大径となるシリンダ状に形成されている。
【００２２】
分離壁体３は、ベース部２に密着状態で配置されるプレート状の本体壁部３Ａと、この本体壁部３Ａの中央部分に突出する状態で円筒状に形成した縦壁部３Ｂと、この縦壁部３Ｂの突出部位に連なる突出壁部３Ｃとを一体形成して構成されている。突出壁部３ＣにはモータユニットＭのシャフト１１が挿通する貫通孔３Ｈが形成され、この貫通孔３Ｈとシャフト１１との間に環状のシール材６が備えられている。
【００２３】
このポンプハウジングＨは、筐体部１のフランジ部１Ｃと、分離壁体３の本体壁部３Ａの外周部分と、ベース部２の外周部とが連結ボルト７により重ね合わせる状態で連結されている。
【００２４】
〔ポンプユニット〕
ポンプユニットＰは、シャフト１１が嵌合する嵌合孔８Ａを有したインナロータ８と、このインナロータ８の外周の歯部８Ｇに対して、その内周の歯部９Ｇが咬合するアウタロータ９とを備えて内接型のポンプとして構成されている。
【００２５】
このポンプユニットＰは、シャフト１１の回転軸芯Ｙと同軸芯上にインナロータ８の軸芯が配置されると共に、この軸芯と偏位する位置にアウタロータ９の軸芯が配置される。この構成から、シャフト１１が駆動回転することにより、インナロータ８が回転し、この回転に伴ってアウタロータ９が回転することになり、吸引ポート４からオイルを吸引し、吐出ポート５からオイルを吐出する。
【００２６】
〔モータユニット〕
モータユニットＭは、シャフト１１と、このシャフト１１に連結する円盤状のモータロータ１２と、このモータロータ１２のディスク面の外周部分に永久磁石部として取り付けた永久磁石１３と、この永久磁石１３に磁力を作用させる励磁部１４とを備えてブラシレス型に構成されている。
【００２７】
シャフト１１は、その一端が筐体側支持部１Ｓに回転自在に支持され、他端がベース側支持部２Ｓに回転自在に支持されている。このシャフト１１に対して一体回転するようにモータロータ１２が取り付けられている。
【００２８】
モータロータ１２は、ヨークを兼ねる磁性体製の金属板が使用されると共に、外周部分においてベース部２と向かい合う面に対してリング状の永久磁石１３が備えられ、この永久磁石１３は周方向にＮ極とＳ極とが交互に現れるものが使用されている。尚、この実施形態ではモータロータ１２に永久磁石１３を備えているが、外周に周方向にＮ極とＳ極とが交互に現れるように永久磁石部を形成した永久磁石によってモータロータ１２を構成しても良い。
【００２９】
励磁部１４は、積層磁性鋼板製の複数のコア１４Ａに導体で成るコイル１４Ｂを巻き回すと共にヨーク１５と接続し、これらをインサート成形等の技術により絶縁性の樹脂１４Ｃに封入することで全体的にリング状に形成されている。この励磁部１４では樹脂１４Ｃの一部を外方に延出することで支持片１４Ｄを一体的に形成しており、この支持片１４Ｄが筐体部１のフランジ部１Ｃに押圧されることによりポンプハウジングＨに固定される。
【００３０】
励磁部１４は、分離壁体３の縦壁部３Ｂの外周部分に外嵌する形態で配置され、この励磁部１４のうち、ベース部２と反対側の面にモータロータ１２の永久磁石１３が隣合う位置に配置されている。また、励磁部１４の磁気を効率的に作用させるようにコア１４Ａが配置され、これにコイル１４Ｂが巻回されている。
【００３１】
〔電動ポンプの組み立て〕
前述した構成から、分離壁体３とベース部２との間に形成されるポンプ収容空間Ｓｐにインナロータ８とアウタロータ９とを収容する形態で、分離壁体３の本体壁部３Ａとベース部２とを重ね合わせ、分離壁体３の縦壁部３Ｂを取り囲む位置に励磁部１４を配置する。このように重ね合わせる際には、分離壁体３の貫通孔３Ｈにシール材６を嵌め込んでおく。
【００３２】
次に、モータロータ１２を有したシャフト１１を分離壁体３の貫通孔３Ｈに挿入することにより、このシャフト１１の下端をインナロータ８の嵌合孔８Ａに嵌合させると共に、この端部をベース側支持部２Ｓに嵌め込む。このように嵌め込んだ状態でモータロータ１２の永久磁石１３が励磁部１４に隣合う位置に配置される位置関係となる。
【００３３】
この後に、モータロータ１２を収容する位置に筐体部１を配置し、この筐体部１のフランジ部１Ｃを、励磁部１４の支持片１４Ｄと分離壁体３の外端部分とに重ね合わせ、フランジ部１Ｃとベース部２とで分離壁体３を挟み込むように連結ボルト７で締結する。この締結により、シャフト１１の上端が筐体側支持部１Ｓに嵌め込まれ、また、筐体部１と分離壁体３とベース部２と励磁部１４とが一体化し、電動ポンプが完成する。
【００３４】
このように完成した電動ポンプは、内部空間Ｓが、分離壁体３によりモータ収容空間Ｓｍとポンプ収容空間Ｓｐとに分離され、シャフト１１はモータ収容空間Ｓｍとポンプ収容空間Ｓｐとに貫通する位置に配置され、分離壁体３の貫通孔３Ｈの部位にはシャフト１１の外面に摺接する状態でシール材６が配置される。
【００３５】
ポンプ収容空間Ｓｐは、ベース部２の内面と、分離壁体３の縦壁部３Ｂと、突出壁部３Ｃとで取り囲まれる領域に形成され、このポンプ収容空間Ｓｐにインナロータ８とアウタロータ９とが収容される。この収容状態でベース部２の内面と分離壁体３の突出壁部３Ｃとに挟み込まれる位置にインナロータ８とアウタロータ９とが配置され、アウタロータ９の外周面が分離壁体３の内周に回転自在に嵌り込む状態に達する。
【００３６】
〔実施形態の作用・効果〕
このような構成から、シャフト１１と一体回転するモータロータ１２の外周の永久磁石１３に対して励磁部１４から磁力を作用させることにより、高トルクの回転力をシャフト１１からポンプユニットＰのインナロータ８に伝えてポンプユニットＰを機能させることが可能となる。また、励磁部１４がポンプユニットＰを取り囲む位置に配置されているので回転軸芯Ｙの方向で電動ポンプの寸法を小さくして小型化が実現する。
【００３７】
ポンプハウジングＨの内部空間Ｓを分離壁体３により、ポンプユニットＰが収容されるポンプ収容空間Ｓｐと、モータユニットＭが収容されるモータ収容空間Ｓｍとに分離し、ポンプ収容空間Ｓｐからモータ収容空間Ｓｍへのオイルの流れをシール材６により阻止するので、モータ収容空間Ｓｍを清浄な状態に維持できる。特に、車両においてエンジンオイルの供給を行うために本発明の電動ポンプを用いる場合には、オイルに含まれる微細な鉄粉がモータ収容空間Ｓｍに浸入して永久磁石１３に付着してモータユニットＭの回転を妨げる不都合を招くこともない。
【００３８】
ポンプユニットＰと励磁部１４との間に分離壁体３の縦壁部３Ｂが配置されるので、この縦壁部３ＢがポンプユニットＰのアウタロータ９を回転自在に支持できる。また、縦壁部３Ｂに外嵌する状態で励磁部１４を安定的に支持できる。
【００３９】
〔別実施形態〕
本発明は、上記した実施形態以外に以下のように構成しても良い
【００４０】
（ａ）ポンプユニットＰを、外周に複数のベーンを出退自在に備えたインナロータと、この外周で偏芯する位置でベーンが内面周面に接触する円筒状のアウタロータとを備えたベーンポンプ型に構成する。この構成でも内接型と同様に流体を吸引して送り出すことが可能となる。
【００４１】
（ｂ）実施形態で説明したようにモータロータ１２として、全体がディスク状で、ディスク面の外周にＮ極とＳ極とが交互に現れる永久磁石を用いると共に、励磁部１４と反対側のディスク面に磁性体製の金属板をヨークとして取り付ける。このようにヨークを取り付けることにより励磁部１４に向かう面の磁束密度を高めモータの性能を高めることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、モータユニットとポンプユニットとをポンプハウジングの内部空間に収容する電動ポンプに利用することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１          筐体部
２          ベース部
３          分離壁体
３Ｂ        縦壁部
３Ｃ        突出壁部
６          シール材
８          インナロータ
９          アウタロータ
１１        シャフト
１２        モータロータ
１３        永久磁石部（永久磁石）
１４        励磁部
Ｈ          ポンプハウジング
Ｍ          モータユニット
Ｐ          ポンプユニット
Ｓ          内部空間
Ｓｍ        モータ収容空間
Ｓｐ        ポンプ収容空間
Ｙ          軸芯（回転軸芯）
【図１】
2014206077.tif 000003
【図２】
2014206077.tif 000004
【図３】
2014206077.tif 000005