(57)【要約】  本発明は、自動車用の電動式流体ポンプに関するものであり、少なくともポンプ室とモータ室とを画成するハウジング組立体を備え、ポンプ室は、ポンプロータを有するポンプユニットのためのポンプロータ室を有し、モータ室には、モータコイル組立体を有するモータステータとモータロータとを備えた駆動モータが設けられ、ポンプ室とモータ室とは共通仕切壁を共有し、モータロータは、ロータシャフトに一体回転可能に連結され、ロータシャフトは、共通仕切壁を貫通して延在し、ポンプロータが一体回転可能に設けられ、駆動モータを制御するためのモータコントローラが設けられ、共通仕切壁は、少なくともモータコントローラが熱伝導可能に配置される取付壁部として構成され、駆動モータは、非対称永久励磁式駆動モータであり、モータステータに設けられるモータコイル組立体は、ロータシャフトに関して、モータコントローラとは反対側に配置される。【選択図】図１
2019515628.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車用の電動式流体ポンプであって、
少なくともポンプ室（６）とモータ室（８）とを画成するハウジング組立体（４）を備え、
前記ポンプ室（６）は、ポンプロータ（１２）を有するポンプユニット（７）のためのポンプロータ室（１０）を有し、
前記モータ室（８）には、モータコイル組立体（３０）を有するモータステータ（２８）とモータロータ（３４）とを備えた駆動モータ（２４）が設けられ、
前記ポンプ室（６）と前記モータ室（８）とは共通仕切壁（１８）を共有し、
前記モータロータ（３４）は、ロータシャフト（３２）に一体回転可能に連結され、
前記ロータシャフト（３２）は、前記共通仕切壁（１８）を貫通して延在し、前記ポンプロータ（１２）が一体回転可能に設けられ、
前記駆動モータ（２４）を制御するためのモータコントローラ（２６）が設けられる電動式流体ポンプにおいて、
前記共通仕切壁（１８）は、少なくとも前記モータコントローラ（２６）が熱伝導可能に配置される取付壁部として構成され、
前記駆動モータ（２４）は、非対称永久励磁式駆動モータであり、
前記モータステータ（２８）に設けられる前記モータコイル組立体（３０）は、前記ロータシャフト（３２）に関して、前記モータコントローラ（２６）とは反対側に配置される
ことを特徴とする電動式流体ポンプ。
【請求項２】
前記モータコントローラ（２６）は、熱伝導性材料からなる大表面積板部材（３８）、特に回路基板を介して前記取付壁部（１８）に配置されることを特徴とする請求項１に記載の電動式流体ポンプ。
【請求項３】
前記取付壁部（１８）には、前記モータ室（８）の一部として、カバー部材（２０）が取り付けられることを特徴とする請求項１または２に記載の電動式流体ポンプ。
【請求項４】
前記モータステータ（２８）及び前記モータコイル組立体（３０）の少なくとも一方は、前記カバー部材（２０）に配置されることを特徴とする請求項３に記載の電動式流体ポンプ。
【請求項５】
前記モータステータ（２８）及び前記モータコイル組立体（３０）の少なくとも一方は、ギャップパッド、または充填材を一例とする熱伝導手段（３６）を介して前記取付壁部（１８）に配置されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電動式流体ポンプ。
【請求項６】
前記ロータシャフト（３２）は、軸受手段（５２）を介して前記取付壁部（１８）に支持されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電動式流体ポンプ。
【請求項７】
前記取付壁部（１８）は、前記ロータシャフト（３２）の軸線と平行に延設された少なくとも１つの台座部（５８）を備え、前記モータステータ（２８）は、固定手段を介して前記台座部（５８）に固定されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の電動式流体ポンプ。
【請求項８】
収納容器（４２）のための軸受部材（４０）が設けられ、前記収納容器（４２）は、前記軸受部材（４０）に密封状態で支持されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の電動式流体ポンプ。
【請求項９】
前記収納容器（４２）及び前記モータステータ（２８）の少なくとも一方には、容器端部部材（４４）が密封状態で設けられることを特徴とする請求項８に記載の電動式流体ポンプ。
【請求項１０】
前記ロータシャフト（３２）のための更なる軸受手段（５０）が、前記容器端部部材（４４）に設けられることを特徴とする請求項９に記載の電動式流体ポンプ。
【請求項１１】
非接触式のセンサ（５４）、特にホールセンサが、前記モータロータ（３４）の領域、特に前記収納容器（４２）の外側、または前記収納容器（４２）と一体に設けられることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の電動式流体ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用の電動式流体ポンプに関するものであって、この電動式流体ポンプは、少なくともポンプ室とモータ室とを画成するハウジング組立体を備え、ポンプ室は、ポンプロータを有するポンプユニットのためのポンプロータ室を有し、モータ室には、モータコイル組立体を有するモータステータとモータロータとを備えた駆動モータが設けられ、ポンプ室とモータ室とは共通仕切壁を共有し、モータロータは、ロータシャフトに一体回転可能に連結され、ロータシャフトは、共通仕切壁を貫通して延在し、ポンプロータが一体回転可能に設けられ、電動式流体ポンプには、駆動モータを制御するためのモータコントローラが設けられる。
【背景技術】
【０００２】
自動車用の電動式流体ポンプは、流体回路において流体を送給する役割がある。液体の伝熱媒体（以下、冷媒と称する）を加熱回路または冷媒回路に送給することが知られている。冷媒回路は、必ずしも流体回路の本流となる流路とは限らず、支流を形成する場合もある。このような冷媒回路の本質的な目的は、作動状態にある動力ユニットを冷却することにある。特に、このような冷媒ポンプの送給能力を、自動車用動力源の個々の作動状態に適合させるため、電動式冷媒ポンプが開発されている。この場合、電子整流型の駆動モータによってポンプユニットが駆動される。このような電子整流型の駆動モータにおける基本的な問題点は、駆動モータの冷却や、モータコイル組立体を制御するための電力制御用半導体を複数備えたモータコントローラの冷却にあり、これらは、作動中にかなり発熱する可能性があるため、適切に冷却を行って損傷を防止する必要がある。この場合、モータコイル組立体が熱源となるので、モータコイル組立体をモータコントローラから熱的に隔離するか、もしくは可能な限り適切に冷却する必要がある。このため、ポンプで送給される冷媒を用い、モータ室内を通って流動させることにより、モータコントローラが設けられるコントローラ室を冷却することが、従来技術として知られている。このように構成された電動式冷媒ポンプの例は、特許文献１に見出すことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】欧州特許出願公開第２７９６７２２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような公知のポンプにおける主たる問題は、冷却を行うための複雑な流路に加え、このようなポンプが必要とする比較的大きなスペースにある。利用可能な設置スペースが減少しつつあることから、所望の設置場所において、このようなポンプの設置及び据え付けを行うことは、実現不可能または困難なものとなる場合がある。このような問題は、電動式のオイルポンプや、例えばコンプレッサまたは送風機などにおいても起こりうることが明らかである。
【０００５】
従って、本発明の目的は、上述した問題を簡単且つ経済的な方法によって解消することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的は、共通仕切壁を、少なくともモータコントローラが熱伝導可能に配置される取付壁部として構成し、駆動モータを、単相非対称永久励磁式駆動モータとし、モータステータに設けられるモータコイル組立体を、ロータシャフトに関して、モータコントローラとは反対側に配置することによって達成される。このような構成により、密閉されたモータコントローラ室が不要となり、モータコントローラのための更なるスペースをモータ室内に設けることが可能となるため、寸法を大幅に減少することが可能となり、従って、設置スペースの縮小も可能となる。更に、構成部品の節減も可能となる。また、駆動モータ及びモータコントローラを冷却するための液体の流路も大幅に簡略化される。駆動モータを単相非対称永久励磁式駆動モータとして構成することにより、特にスペースを節約した駆動モータが得られる。
【０００７】
特に好ましい態様として、モータコントローラは、熱伝導性材料からなる大表面積板部材、特に回路基板を介して取付壁部に配置される。従って、モータコントローラから、冷媒によって冷却される取付壁部への最適な熱伝達を確保することが可能となる。
【０００８】
特に好ましい態様として、取付壁部には、モータ室の一部として、カバー部材が取り付けられることにより、密閉されたモータハウジングが形成される。なお、車両内に駆動モータを開放状態で配設することも可能である。カバー部材を設ける場合、モータステータ及びモータコイル組立体の少なくとも一方は、カバー部材に配置するようにしてもよく、このような配置は組立の際に有利となる。
【０００９】
また、モータステータ及びモータコイル組立体の少なくとも一方を、ギャップパッド、または充填材を一例とする熱伝導手段を介して取付壁部に配置すれば、放熱の点で有利となる。更に、ロータシャフトは、軸受手段を介して取付壁部に支持されるようにしてもよい。
【００１０】
特に好ましい態様として、取付壁部は、ロータシャフトの軸線と平行に延設された少なくとも１つの台座部を備え、モータステータは、固定手段を介してこの台座部に固定される。これにより、特にコンパクトな配置が可能となり、モータステータに対し、ロータシャフトの同軸配置、即ちモータロータの同軸配置がなされる。
【００１１】
特に好ましい態様として、収納容器のための軸受部材が設けられ、収納容器が、この軸受部材に密封状態で支持されることにより、モータロータ室が冷媒導入空間として形成される。収納容器及びモータステータの少なくとも一方には、容器端部部材が密封状態で設けられる。なお、容器端部部材は、収納容器と一体に形成することも可能である。また、ロータシャフトのための更なる軸受手段を、容器端部部材に設けるようにしてもよい。
【００１２】
特に好ましい態様として、非接触式のセンサ、特にホールセンサが、モータロータの領域、特に収納容器の外側、または収納容器と一体に設けられる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る流体ポンプを側方から見た断面図である。
【図２】図１の流体ポンプを前後方向で見た断面図である。
【図３】本発明に係る流体ポンプの取付壁部のモータ室を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図面に基づき、本発明を詳細に説明する。
【００１５】
図１は、図示しない自動車に用いられる冷媒ポンプとして構成された、本発明に係る電動式流体ポンプ２の側方から見た断面図である。本発明が、このような冷媒ポンプに限定されないことは明らかであり、あらゆる電動式ポンプ及び電動式送風機が本発明の範囲内に含まれる。電動式流体ポンプ２は、ポンプユニット７のためのポンプ室６とモータ室８とを画成するハウジング組立体４を備える。ポンプ室６は、それ自体が既に知られているように、ポンプロータ１２が設けられるポンプロータ室１０を備えており、本実施形態では、ポンプハウジング１３によってポンプロータ室１０が形成される。また、ポンプハウジング１３は、それ自体が既に知られているように、流入口１４と、図２に示すような流出口１６とを備えている。ポンプ室６とモータ室８とは、共通仕切壁１８によって仕切られている。本実施形態では、カバー部材２０が共通仕切壁１８に取り付けられることにより、密封されたモータ室８を有したモータハウジング２２が形成され、このモータ室８内に、駆動モータ２４及びモータコントローラ２６が設けられる。なお、このようなカバー部材を省略することにより、開放された状態のモータ室８を形成することも考えられる。
【００１６】
駆動モータ２４は、単相非対称永久励磁式駆動モータとして構成され、モータステータ２８に配置されたモータコイル組立体３０が、ロータシャフト３２に対し、モータコントローラ３２から離間する側に設けられる。公知の方法により、モータロータ３４が、ロータシャフト３２に一体回転可能に設けられる。また、ポンプロータ１２も、ロータシャフト３２に一体回転可能に取り付けられている。ここで、モータステータ２８は、それ自体が既に知られているように、積層コアとして構成されている。
【００１７】
本発明によれば、共通仕切壁が取付壁部として形成され、本実施形態では、この取付壁部に、モータコントローラ２６及びモータステータ２８が配置される。この場合、モータコイル組立体３０は、充填材３６を介して取付壁部１８に当接しているため、単純な方法でモータコイル組立体３０を冷却することが可能である。一方、モータコントローラ２６は、大きな表面積を有した回路基板３８に設けられており、この回路基板３８が、取付壁部１８に取り付けられている。このような大きな表面積で薄い回路基板３８により、モータコントローラ２６から、冷媒によって冷却される取付壁部１８に対する最適な熱伝達が生じる。
【００１８】
取付壁部１８は、軸受部材４０を更に備えており、容器端部部材４４を一体的に有する収納容器４２が、封止部材４６により封止された状態で、軸受部材４０の内側に支持されている。これにより、冷媒が流通可能な状態でモータロータ室４８が画成される。
【００１９】
ステータユニットとして構成されたモータステータ２８は、中心軸線に平行に延設された台座部５８に対し、ネジ６０を用いて固定され（図３参照）、取付壁部１８に配置される。
【００２０】
取付壁部１８を貫通して延びるロータシャフト３２は、適合する軸受手段５０を用いて容器端部部材４４内に支持されると共に、適合する軸受手段５２を用いて取付壁部１８に支持されている。図２には概略のみを示し、図３には詳細を示しているが、ホールセンサとして構成された非接触式のセンサ５４が、それ自体公知の方法によって駆動モータ２４の回転位置を検知し、このセンサ５４は、収納容器４２に一体的に設けられて、モータステータ２８における磁極ギャップの部分に配置されている。
【００２１】
図２は、図１の電動式流体ポンプ２を前後方向で見た断面図である。ステータユニットとして構成されたモータステータ２８を明確に確認することが可能であり、このモータステータ２８は、ステータユニットとして構成されたモータステータ２８を、取付壁部１８の円柱状の台座部５８に固定するために、図３に示すネジ６０を通過させることが可能な開口５６を有している。図から明らかなように、モータステータ２８は、直方体の外形を有しており、これにより、金属シートの製造コストを低減することが可能である。また、本発明の構成は、ホールセンサ５４の採用により、電子回路の簡略化及び単純なプロセッサの使用が可能となっている。
【図１】
2019515628.tif 000003
【図２】
2019515628.tif 000004
【図３】
2019515628.tif 000005
【国際調査報告】
2019515628.tif 000006
2019515628.tif 000007
2019515628.tif 000008
2019515628.tif 000009