(57)【要約】【課題】高温雰囲気下において、センサターゲットを必要とせず、低コスト化及び小型化を図ることができるモータ及び電動ポンプを提供する。【解決手段】モータ１２は、一側面（図１における左側の側面）に出力軸２９を通すための開口が設けられたモータケース２１と、モータケース２１の内周面２１ａに固定された環状のステータ２２と、出力軸２９の外周面２９ａに設けられたロータコア２５ａ及び環状のロータマグネット２５ｂとを有するロータ２５とを備えている。そして、ロータコア２５ａの出力軸２９とロータマグネット２５ｂとの間には、出力軸の軸方向に向けて開口する環状空間２８が形成されているとともに、磁極位相検出センサ２７ａが環状空間２８内に配置された構成となっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータケースの内周面に固定され、ステータコア及びステータコイルを有するステータと、出力軸の外周面に固定されたロータコア及び該ロータコアの外周に配置されるとともに、前記ステータの内周面に対向配置されたロータマグネットを有するロータと、前記ロータの回転に伴う前記ロータマグネットの磁極位相を検出するための磁極位相検出センサとを備えたモータにおいて、
前記ロータコアの前記出力軸と前記ロータマグネットの間には、前記出力軸の軸方向に向けて開口する環状空間が形成されているとともに、前記磁極位相検出センサが前記環状空間内に配置されていることを特徴とするモータ。
【請求項２】
請求項１に記載のモータを備えることを特徴とする電動ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ及び電動ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の燃料ポンプ、ウォーターポンプ、オイルポンプ及びトランスミッション用油圧ポンプ等をモータにより駆動する電動ポンプが知られている。例えば、水及びオイル等の液体を循環させるポンプと、当該ポンプを駆動するモータとが一体的に構成され、モータの出力軸とポンプの駆動軸とを単一の軸により兼用するようにした電動ポンプが使用されている。
【０００３】
一般的に、上述のような電動ポンプに使用されるモータは、モータケースの内周面に固定され、ステータコア、及び導線が巻回されたコイル（以下、「ステータコイル」という。）を有するステータと、ステータの内周面に対向して、出力軸の外周面に固定されたロータコア及びロータコアの外周にロータマグネットを有するロータとを備えている。
【０００４】
このようなモータにおいては、ロータの回転に伴うロータマグネットの磁束（磁極位相）を検出するために、磁極位相検出センサが使用されている。磁極位相検出センサとして、ホール素子、レゾルバ、光エンコーダ、ホール素子と比較器とにより構成されたホールＩＣ、及び磁気抵抗素子等が用いられている。
【０００５】
磁極位相検出センサは、ステータの近傍に配置され、ロータの回転に伴うロータマグネットの磁束（磁極位相）を検出し、検出信号を出力する。そして、モータに備えられた制御装置が、磁極位相検出センサの検出信号に基づいて、ロータの磁極位置情報を検出し、検出されたロータの磁極位置情報に応じた駆動電流を、励磁回路からステータコイルに供給する。そして、励磁回路からステータコイルに励磁電流が供給されると、ステータから回転磁界が発生し、発生した回転磁界によって、ロータが回転する。
【０００６】
一般的に、ドライブトレーン用の電動オイルポンプに使用するモータは、非常に高温雰囲気下で使用される。また、モータのステータの近傍では、ステータコイルなどの自己発熱も加わってさらに高温雰囲気下となる。ところが、上述のホール素子、ホールＩＣ等の磁極位相検出センサは、耐熱性が低いため、従来のセンサ配置構造では、ホール素子、ホールＩＣ等の磁極位相検出センサを高温雰囲気下で使用することができないという問題があった。そのため、高温雰囲気下においてロータの回転に伴うロータマグネットの磁束（磁極位相）を、ホール素子、ホールＩＣ等の磁極位相検出センサにより検出するためには、ステータコイルから発生する熱を避けるために、ステータコイルから離れた位置にセンサターゲットと磁極位相検出センサとを配置して使用する必要があった（例えば、特許文献１を参照）。
【０００７】
特許文献１に記載のモータでは、出力軸端部のスラストディスクの位置に、磁極位相検出センサとセンサターゲットとで構成されたロータ磁極位置検出装置が設けられている。そして、着磁したセンサターゲットの磁束（磁極位相）を、磁極位相検出センサにより検出することによって、ロータマグネットの磁束（磁極位相）として検出する構成となっている。
【特許文献１】特開２００３−２７４６２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載のモータでは、ステータコイルから離れた位置に配置されたセンサターゲットにおいて磁極位相を検出する構造なので、着磁したセンサターゲットの磁極位相とロータマグネットの磁極位相との間に着磁ずれが生じ、磁極位相検出センサによるロータマグネットの磁極位相の検出精度が低下するという問題があった。
【０００９】
そして、着磁したセンサターゲットと、ロータマグネットとの磁極位相を着磁ずれなく合わせるのは困難であり製造コストもかかる。また、センサターゲットを設けると、部品点数や組立工数の増加とともに、モータ回転軸が長くなり、モータの大型化を招くという問題があった。
【００１０】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、高温雰囲気下においても、ホールＩＣ等の磁極位相検出センサを使用することができ、磁極位相検出センサによって、ロータの回転に伴うロータマグネットの磁束（磁極位相）を、センサターゲットを使用する必要がなく、高精度で直接検出することができるとともに、小型化できるモータ及び電動ポンプを提供することを目的とする。また、部品数及び組立工数を少なくできるとともに、低コスト化を図ることができるモータ及び電動ポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に記載の発明は、モータケースの内周面に固定され、ステータコア及びステータコイルを有するステータと、出力軸の外周面に固定されたロータコア及び該ロータコアの外周に配置されるとともに、ステータの内周面に対向配置されたロータマグネットを有するロータと、ロータの回転に伴うロータマグネットの磁極位相を検出するための磁極位相検出センサとを備えたモータにおいて、ロータコアの出力軸とロータマグネットの間には、出力軸の軸方向に向けて開口する環状空間が形成されているとともに、磁極位相検出センサが環状空間内に配置されていることを特徴とする。
【００１２】
同構成によれば、出力軸とロータマグネットの間には、出力軸の軸方向に向けて開口する環状空間が形成されているとともに、磁極位相検出センサが環状空間内に配置されているため、ロータコア自体が、ステータコイルから放出される熱に対して、磁極位相検出センサの遮熱の役割を果たす。その結果、磁極位相検出センサが設けられた環状空間周辺において、ステータコイルから発生する熱による温度上昇を抑制することができ、高温雰囲気下においても、ホールＩＣ等の磁極位相検出センサを使用することが可能となる。
【００１３】
したがって、上記従来のモータにおける磁極位相検出センサに比し、センサターゲットを必要とせず、ステータコイルに近づけて磁極位相検出センサを配置することができる。その結果、センサターゲットを設けた場合における着磁したセンサターゲットの磁束（磁極位相）とロータの回転に伴うロータマグネットの磁束（磁極位相）との間における着磁ずれの問題を生じることなく、ステータの近傍に配置された磁極位相検出センサにより、ロータの回転に伴うロータマグネットの磁束（磁極位相）を、高精度でかつ直接検出することができる。また、センサターゲットを必要としないので、モータ回転軸の軸長を短くでき、その結果、モータを小型化できる。さらに、センサターゲットを必要としないので、部品数及び組立工数を少なくすることができるとともに、低コスト化を図ることができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のモータを備えることを特徴とする。
同構成によれば、出力軸とロータマグネットの間には、出力軸の軸方向に向けて開口する環状空間が形成されているとともに、磁極位相検出センサが環状空間内に配置されているため、ロータコア自体が、ステータコイルから放出される熱に対して、磁極位相検出センサの遮熱の役割を果たす。その結果、磁極位相検出センサが設けられた環状空間周辺において、ステータコイルから発生する熱による温度上昇を抑制することができ、高温雰囲気下においても、ホールＩＣ等の磁極位相検出センサを使用することが可能なモータを備えた電動ポンプを提供することができる。
【００１５】
したがって、上記従来のモータにおける磁極位相検出センサに比し、センサターゲットを必要とせず、ステータコイルに近づけて磁極位相検出センサを配置することができる。その結果、センサターゲットを設けた場合における着磁したセンサターゲットの磁束（磁極位相）とロータの回転に伴うロータマグネットの磁束（磁極位相）との間における着磁ずれの問題を生じることなく、ステータの近傍に配置された磁極位相検出センサにより、ロータの回転に伴うロータマグネットの磁束（磁極位相）を、高精度でかつ直接検出することができる。また、センサターゲットを必要としないので、モータ回転軸の軸長を短くでき、その結果、小型化されたモータを備える電動ポンプを提供することができる。さらに、センサターゲットを必要としないので、部品数及び組立工数を少なくすることができるとともに、低コスト化を図ることができるモータを備える電動ポンプを提供することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のモータ及び電動ポンプでは、高温雰囲気下においても、ホールＩＣ等の磁極位相検出センサを使用することができる。また、ステータの近傍に配置された磁極位相検出センサにより、ロータの回転に伴うロータマグネットの磁束（磁極位相）を、高精度でかつ直接検出することができる。また、モータを小型化することができる。また、部品数を少なくすることができるとともに、低コスト化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態にかかるモータ１２の構成について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施形態にかかるモータ１２の正断面図である。なお、このモータ１２は、例えば、車両のウォーターポンプ、オイルポンプ及びトランスミッション用ポンプ等の補機類の駆動原として使用される。
【００１８】
モータ１２は、図１に示すように、一側面（図１における左側の側面）に出力軸２９を通すための開口が設けられたモータケース２１と、当該モータケース２１の内周面２１ａに固定された環状のステータ２２と、ステータ２２の内周面２２ｂに対向する位置に配置されたロータ２５とを備える。ステータ２２には、ステータコア２２ａと、導線が巻回されたステータコイル２３とが設けられている。ロータ２５には、出力軸２９の外周面２９ａに固定されたロータコア２５ａと、該ロータコア２５ａの外周に配置されるとともに、ステータ２２と対向する位置に、環状のロータマグネット２５ｂとが設けられている。ロータマグネット２５ｂの外周面２５ｃとステータ２２の内周面２２ｂとの間には、若干の隙間が形成されている。
【００１９】
また、モータケース２１の内底面に凹設された軸受収容部２１ｂには、軸受２４が固定されている。そして、出力軸２９の一端部が、軸受２４を介してモータケース２１に対して回転可能に支持されている。また、出力軸２９の軸受２４と反対側の他端部が、モータケース２１の開口部２１ｃに挿入されるとともに、出力軸２９の軸受２４と反対側の他端部は、モータケース２１の開口部２１ｃを通じて、外方へ突出している。そして、モータケース２１の内壁に設けられた突出部３２の内周面及び出力軸２９の外周面２９ａの間の隙間には、その先端側（図１において左側）から順に、オイルシール３４及び軸受３３が設けられている。
【００２０】
次に、モータ１２の駆動を制御するための制御基板４２について説明する。図１に示すように、モータケース２１の開口部２１ｃと反対側の端部には、一側面が開口した制御基板ケース４１が固定されている。制御基板ケース４１の内部には、制御基板４２が設けられるとともに、制御基板４２の表面には、モータ駆動回路を構成する制御装置（不図示）を備えた電子部品４３が設けられている。
【００２１】
ここで、本発明の第１の実施形態においては、ロータ２５の回転に伴うロータマグネット２５ｂの磁束（磁極位相）を検出するための磁極位相検出センサ２７ａが、モータケース２１の内底部に固定されたセンサ基板５２の表面に突設された支持部２７ｂの先端に配設され、ロータコア２５ａの出力軸２９とロータマグネット２５ｂとの間には、出力軸の軸方向に向けて開口する環状空間２８が形成されているとともに、磁極位相検出センサ２７ａが環状空間２８内に配置された構成となっている。本実施形態においては、この磁極位相検出センサ２７ａとして、例えば、ホールＩＣ等を使用することができる。このホールＩＣは、ホール素子及びその信号処理回路が単一のＩＣチップとして集積回路化されたものである。なお、本実施形態においては、磁極位相検出センサ２７ａは、環状空間２８の内壁面２８ａにその全部が収納された状態で設けられている。
【００２２】
磁極位相検出センサ２７ａは、ロータ２５の回転に伴うロータマグネット２５ｂの磁束（磁極位相）を直接検出することによって、ロータマグネット２５ｂに生じた磁界の強度に応じた検出信号（オン信号又はオフ信号）を出力する。そして、制御基板４２に備えられた制御装置によって、磁極位相検出センサ２７ａの検出信号に基づいたロータ２５の磁極位置情報が検出され、検出されたロータ２５の磁極位置情報に応じた駆動電流が、励磁回路（不図示）からステータコイル２３に供給される。そして、励磁回路（不図示）からステータコイル２３に励磁電流が供給されると、ステータ２２から回転磁界が発生し、発生した回転磁界によって、ロータ２５が回転する。
【００２３】
以上説明したように、この第１の実施形態にかかるモータ１２の構成によれば、以下のような効果が得られるようになる。
（１）出力軸２９とロータマグネット２５ｂの間には、出力軸の軸方向に向けて開口する環状空間２８が形成されているとともに、磁極位相検出センサ２７ａが環状空間２８内に配置されているため、ロータコア２５ａ自体が、ステータコイル２３から放出される熱に対して、磁極位相検出センサ２７ａの遮熱の役割を果たす。その結果、磁極位相検出センサ２７ａが設けられた環状空間２８周辺において、ステータコイル２３から発生する熱による温度上昇を抑制することができるため、高温雰囲気下においても、ホールＩＣ等の磁極位相検出センサを使用することが可能となる。
【００２４】
（２）したがって、上記従来のモータにおける磁極位相検出センサに比し、センサターゲットを必要とせず、ステータコイルに近づけて磁極位相検出センサを配置することができる。その結果、センサターゲットを設けた場合における着磁したセンサターゲットの磁束（磁極位相）とロータの回転に伴うロータマグネットの磁束（磁極位相）との間における着磁ずれの問題を生じることなく、ステータの近傍に配置された磁極位相検出センサにより、ロータの回転に伴うロータマグネットの磁束（磁極位相）を、高精度でかつ直接検出することができる。また、センサターゲットを必要としないので、モータ回転軸の軸長を短くでき、その結果、モータを小型化できる。さらに、センサターゲットを必要としないので、部品数及び組立工数を少なくすることができるとともに、低コスト化を図ることができる。
（第２の実施形態）
次に、本発明の第１の実施形態にかかるモータ１２を電動ポンプ１１に具体化した第２の実施形態について説明する。この電動ポンプ１１は、例えば、車両のウォーターポンプ、オイルポンプ及びトランスミッション用ポンプ等の補機類として使用される。なお、第２の実施形態にかかる電動ポンプ１１に備えられたモータ１２の構成については、第１の実施形態にかかるモータ１２の構成と同様であるため、同一の参照符号を付して、詳細な説明を省略する。
（ポンプの構成）
図２は、本発明の第２の実施形態にかかる電動ポンプ１１の正断面図である。電動ポンプ１１は、図２に示すように、当該電動ポンプ１１の駆動源としてのモータ１２と、当該モータ１２の駆動力により駆動するポンプ部１３とを備える。
【００２５】
電動ポンプ１１は、モータケース２１の開口部２１cに固定されたポンプケース３１を備えている。ポンプケース３１のモータケース２１側の側面における中央部には突出部３２が設けられている。一方、ポンプケース３１のモータケース２１と反対側の側面には、ギヤポンプ室３６が設けられるとともに、当該ギヤポンプ室３６の底壁には、出力軸２９の端部を通す貫通孔３７が設けられている。貫通孔３７は、ギヤポンプ室３６の内部と突出部３２の内部とを連通する。
【００２６】
ポンプケース３１には、インナギヤ３９と、インナギヤ３９と噛み合って回転するアウタギヤ３８とが収容されている。インナギヤ３９は、ロータ２５から延設されている出力軸２９に固定されているため、ロータ２５と一体に回転する。また、アウタギヤ３８はインナギヤ３９と噛み合って回転する。インナギヤ３９とアウタギヤ３８との回転軸は偏心しており、インナギヤ３９とアウタギヤ３８との歯数は異なっている。そのため、インナギヤ３９とアウタギヤ３８との間には空間部が形成され、インナギヤ３９及びアウタギヤ３８の回転によって空間部の容積が変化する。インナギヤ３９及びアウタギヤ３８の回転によって容積が増加して低圧となる空間部は、流入口（不図示）に接続されるとともに、インナギヤ３９及びアウタギヤ３８の回転によって容積が減少して高圧となる空間部は、吐出口（不図示）に接続されている。従って、流入口から流入した流体は、電動ポンプ１１の空間部を経由して、吐出口へ流出する。このような仕組みの電動ポンプとしては、例えば、トロコイド曲線やインボリュート曲線を歯の形状に利用した内接ギヤポンプが知られている。
（電動ポンプの動作）
次に、前述のように構成した電動ポンプ１１の動作を説明する。制御基板１４の電子部品４３に設けられた制御装置（不図示）からのモータ駆動信号に基づきモータ１２が駆動されると、インナギヤ３９は出力軸２９と一体的に回転し、これに伴いアウタギヤ３８も回転する。そうすると、アウタギヤ３８の歯形とインナギヤ３９の歯形との間に形成された空間部が、アウタギヤ３８及びインナギヤ３９の回転方向へ移動しつつ、当該空間部の容積が連続的に増加または減少する。これにより、ポンプケース３１に設けられた吸入口及び吐出口（不図示）を通じて、燃料、水及びオイル等の液体の吸入及び吐出が行われる。
【００２７】
この第２の実施の形態にかかる電動ポンプ１１によれば、次のような効果が得られるようになる。
（３）電動ポンプ１１は、ポンプ部１３と、上述の第１の実施形態と同様の構成を備え、ポンプ部１３を駆動するモータ１２とを備える。このため、上述の（１）〜（２）と同様の効果を得ることができるモータ１２を備えた電動ポンプ１１を得ることができる。
【００２８】
なお、上記各実施の形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・上記各実施形態においては、ロータ２５の回転に伴うロータマグネット２５ｂの磁束（磁極位相）を検出するための磁極位相検出センサ２７ａとしてホールＩＣを用いたが、ホール素子、光エンコーダ、及び磁気抵抗素子等の磁極位相検出センサを用いても良い。
【００２９】
・上記各実施形態においては、ロータコア２５ａの出力軸２９とロータマグネット２５ｂとの間には、出力軸の軸方向に向けて開口する環状空間２８が形成されているとともに、磁極位相検出センサ２７ａが環状空間２８内に、その全部が収納される構成としたが、磁極位相検出センサ２７ａは、ロータコア２５ａの出力軸２９とロータマグネット２５ｂとの間に設けられた環状空間２８内に、その一部が収納される構成としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかるモータの正断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態にかかる電動ポンプの正断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１２…モータ、２１…モータケース、２１ａ，２２ｂ…内周面、２２…ステータ、２２ａ…ステータコア、２３…ステータコイル、２５…ロータ、２５ａ…ロータコア、２５ｂ…ロータマグネット、２５ｃ，２９ａ…外周面、２７ａ…磁極位相検出センサ、２８…環状空間、２８ａ…内壁面、２９…出力軸。
【図１】
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【図２】
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