(57)【要約】【課題】従来に比して小型・軽量で部品点数も少なく、しかも制御が簡単で低コストの外接ギアポンプを提供する。【解決手段】ハウジング１内に互いに外接して噛み合う一対のギア２，３の少なくとも一方の端面を周方向にＳ極とＮ極が交互に位置するように着磁し、その着磁部２２に対向して複数の電磁コイル４１からなるモータステータ４１を配置することにより、ギア２をブラシレスＤＣモータのロータとして機能させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、そのハウジング内に回転自在に収容され、かつ、互いに外接して噛み合う一対のギアを備えた外接ギアポンプにおいて、
上記一対のギアのうち、少なくとも一方のギアの少なくとも一端面側が、周方向にＳ極とＮ極とが交互に位置するように着磁されているとともに、そのギアの着磁された端面に対向して、巻回軸が当該ギアの軸方向に沿った複数の電磁コイルを周方向に配置してなるステータが配置され、その各電磁コイルに通電することによってギアが回転するように構成されていることを特徴とする電動外接ギアポンプ。
【請求項２】
ハウジングと、そのハウジング内に回転自在に収容され、かつ、互いに外接して噛み合う一対のギアを備えた外接ギアポンプにおいて、
上記各ギアのうち少なくとも一方のギアの歯先部が、周方向にＳ極Ｎ極が交互に位置するように着磁されているとともに、その着磁されたギアの外周に、巻回軸が当該ギアの半径方向に沿った複数の電磁コイルを有してなるステータが配置され、その各電磁コイルに通電することによってギアが回転するように構成されていることを特徴とする電動外接ギアポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電動外接ギアポンプに関し、特に自動車に搭載して各種アシスト用の油圧を発生させる用途などに適した電動外接ギアポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
外接ギアポンプは、一般に、２つの外歯ギアをハウジング内で噛み合わせ、そのハウジングにはインポートおよびアウトポートを設けた構造を採り、ギアの噛み合い運動によって作動流体をインポートから吸引してアウトポートから吐出する。
【０００３】
このような外接ギアポンプにおいては、通常、２つのギアのうちの一方の軸をカップリングによりモータに連結して駆動する。しかしながら、このような構成では、小型・軽量化に限界があり、また、部品点数の削減にも限界がある。
そこで、従来、このような外接ギアポンプの小型化並びに部品点数の削減を図るために、一方のギアの回転軸とモータの出力軸を共通のシャフトにより兼用させ、そのシャフトを２つの軸受でハウジングに対して支持して、このシャフトの軸方向一端側にモータを、他端側にポンプ本体を配置した構造の電動ポンプユニットが提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
また、従来、互いに外接して噛み合う一対のギアの双方の外周に、それぞれ複数の電磁コイルを半円弧状に配置してなるステータを設け、これら各ステータの電磁コイルに、当該ステータとギアの相対回転角度に応じたタイミングで電流を流すことによってリラクタンスモータとして各ギアを直接的に駆動するリラクタンスモータ一体型ポンプが提案されている（例えば特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−３１０６５号公報（第２−第５頁，図１）
【特許文献２】
特開平１１−２８０６６４号公報（第３−第５頁，図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した特許文献１に記載の技術によると、互いに別体のポンプ本体とモータとをカップリングにより連結する構造に比して、軸方向長さが短くなり、また、部品点数も少なくなって軽量化を達成することができるが、それでもなお小型・軽量化には限界がある。
【０００７】
一方、特許文献２に記載の技術によれば、より小型化が可能であるものの、各ギアの回転角度をロータリエンコーダ等によって計測して、各電磁コイルに流す電流を厳密な位相のもとにスイッチングする必要があるなど、制御が複雑であるばかりでなく、部品点数の削減によるコスト低減効果もあまり期待することはできない。
【０００８】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、従来に比して小型・軽量で部品点数も少なく、しかも制御が簡単で低コストの外接ギアポンプの提供を目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１に係る発明は、ハウジングと、そのハウジング内に回転自在に収容され、かつ、互いに外接して噛み合う一対のギアを備えた外接ギアポンプにおいて、上記一対のギアのうち、少なくとも一方のギアの少なくとも一端面側が、周方向にＳ極とＮ極とが交互に位置するように着磁されているとともに、そのギアの着磁された端面に対向して、巻回軸が当該ギアの軸方向に沿った複数の電磁コイルを周方向に配置してなるステータが配置され、その各電磁コイルに通電することによってギアが回転するように構成されていることによって特徴づけられる。
【００１０】
また、同じ目的を達成するため、請求項２に係る発明は、同じくハウジングと、そのハウジング内に回転自在に収容され、かつ、互いに外接して噛み合う一対のギアを備えた外接ギアポンプにおいて、上記各ギアのうち少なくとも一方のギアの歯先部が、周方向にＳ極Ｎ極が交互に位置するように着磁されているとともに、その着磁されたギアの外周に、巻回軸が当該ギアの半径方向に沿った複数の電磁コイルを有してなるステータが配置され、その各電磁コイルに通電することによってギアが回転するように構成されていることによって特徴づけられる。
【００１１】
本発明は、外接ギアポンプの一方のギアの端面部分、あるいは一方もしくは双方のギアの外周部分を周方向にＳ極とＮ極が交互に位置するように着磁し、その着磁部分に対向して複数の電磁コイルからなるステータを配置することにより、簡単な制御のもとにギア自体をモータロータとして回転させ、所期の目的を達成しようとするものである。
【００１２】
すなわち、請求項１に係る発明において、一方のギアの端面部分を周方向にＳ極，Ｎ極が交互に位置するように着磁するとともに、その端面に対向して、巻回軸がギアの軸方向に沿うように複数の電磁コイルを周方向に配置したステータを設けることにより、各電磁コイルに交番電流を流すことにより、ギアをモータロータとするブラシレスＤＣモータが形成されることになり、簡単な制御のもとにギアを直接的に回転させることができ、小型・軽量の外接ギアポンプが得られる。
【００１３】
また、請求項２に係る発明では、各ギアの少なくともいずれか一方の歯先部分を周方向にＳ，Ｎ交互に位置するように着磁するとともに、その外周に、巻回軸がギアの半径方向に沿うように複数の電磁コイルを配置したステータを設けても、上記と同様にギアをモータロータとするブラシレスＤＣモータが形成され、ギアを直接的に回転させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の実施の形態の軸直交断面図であり、図２は同じく軸直平行面図である。
【００１５】
ハウジング１内に２つのギア２と３が互いに外接して噛み合った状態で収容されている。なお、各ギア２，３の歯形は、それぞれインボリュートもしくはトロコイド等、通常の外接ギアポンプに用いられる適宜の歯形とすることができる。これらの各ギア２，３には、それぞれの中心にシャフト２１，３１が固着されている。
【００１６】
ハウジング１は、例えばステンレス鋼等の非磁性材料からなり、底部１１ａの周囲に壁部１１ｂが形成された略カップ状をしたハウジング本体１１と、その開口部分を閉鎖する蓋体１２とからなり、各ギア２，３のシャフト２１，３１の両端部がハウジング本体１１と蓋体１２に回転自在に支承されている。なお、各シャフト２１，３１の支承部分には、スリーブ、転がり軸受等の適宜の軸受を介在させてもよい。
【００１７】
ハウジング本体１１の壁部１１ｂの両側には、略中央部にそれぞれインポート１１ｃとアウトポート１１ｄが、ハウジング１の内外を連通させるように形成されている。
【００１８】
さて、一方のギア２の一端面側、つまりカップ状のハウジング本体１１の底部１１ａを向いた端面側に着磁部２２が形成されている。この着磁部２２は、図３に部分図を示すように、ギア２の各歯部にのみ形成され、各歯が１つずつ交互にＳ極とＮ極に着磁されている。
【００１９】
ハウジング本体１１の底部１１ａには、複数の電磁コイル４１からなるモータステータ４が嵌め込まれ、ギア２の着磁部と対向している。各電磁コイル４１は、それぞれ巻回軸がギア２の軸方向に沿っており、ギア２の歯数より多く設けられている（例えば端数１０、コイル数１２）。なお、図において５は電磁コイル４１を保護するための保護板である。
【００２０】
以上の構成において、一方のギア２とモータステータ４がブラシレスＤＣモータを構成し、モータステータ４の各電磁コイル４１への通電によりギア２がモータロータとして回転する。これにより、このギア２と噛み合うギア３も回転してポンプ作用が発生し、インポート１１ｃから作動油を吸引してアウトポート１１ｄから吐出する。従ってこの実施の形態によれば、実質的に外接ギアポンプのハウジング内にブラシレスＤＣモータが組み込まれた状態となり、小型化と部品点数の削減を達成し、しかも簡単な制御のもとに駆動することができる。
【００２１】
ここで、以上の実施の形態においては、ギア２の一端面側を着磁し、その着磁側の端面に対向してモータステータ４を配置した例を示したが、ギア２の両端面をそれぞれ着磁して、両側にモータステータ４を配置してもよい。
【００２２】
また、以上の実施の形態においては、ギアの端面に着磁部を設け、その端面に対向してモータステータを配置した例を示したが、ギアの外周、つまり歯先部を着磁し、その外周にモータステータを配置してもよい。
【００２３】
図４はその例を示す模式的な軸直交断面図である。この例では、ハウジング１０１内で噛み合う２つのギア１０２，１０３の周囲に非磁性体からなるケース１０４を配置するとともに、そのケース１０４を介して各ギア１０２，１０３の外周に対向するように、それぞれ複数の電磁コイル１０５１を略半円状に並べてなるモータステータ１０５ａ，１０５ｂを配置している。そして、各ギア１０２，１０３の歯先部を、各歯が１づずつ交互にＳ極とＮ極となるように着磁している。
【００２４】
以上の構成においては、各ギア１０２，１０３とそれぞれに対応するモータステータ１０５ａ，１０５ｂが個々にブラシレスＤＣモータを構成し、これらを同期して駆動制御することによって、各ギア１０２，１０３が噛み合い状態で回転して、ポンプ作用を発揮する。この構成においても、簡単な制御のもとに直接的にギア１０２，１０３を駆動することができ、先の例と同様に小型・軽量の外接ギアポンプを得ることができる。また、２つのギアを着磁し、２つのステータで両方を駆動するため、トルクが大きくポンプ吐出量が大きい。
【００２５】
なお、この図４の実施の形態においては、互いに噛み合う２つのギア１０２，１０３の双方に対応してモータステータ１０５ａ，１０５ｂを配置した例を示したが、いずれか一方のギアにのみモータステータを配置した構成を採用することもできる。また、着磁法として、磁性材料で形成したギアに直接着磁する例を示したが、ギアに別体の着磁体を固着してもよい。
【００２６】
更にまた、２つのギアがギアポンプを構成する例を示したが、３つ以上のギアが噛み合い（一対のギアが複数ある）、複数の噛み合い部でポンプを構成してもよい。この場合、着磁ギア（駆動ギア）は少なくとも１つあればよいが、複数でもよい。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、外接ギアポンプを構成する２つのギアのうちの一方もしくは双方を周方向にＳ極とＮ極が交互に位置するように着磁し、その着磁部に対応して複数の電磁コイルからなるモータステータを配置することにより、ギアをモータロータとするブラシレスＤＣモータを構築して、そのギアを直接的に回転させるので、比較的簡単な制御のもとに、小型・軽量で低コストの外接ギアポンプが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の軸直交断面図である。
【図２】本発明の実施の形態の軸平行断面図である。
【図３】本発明の実施の形態におけるギア２の着磁の態様を示す部分図である。
【図４】本発明の他の実施の形態の模式的軸直交断面図である。
【符号の説明】
１  ハウジング
１１  ハウジング本体
１１ｃ  インポート
１１ｄ  アウトポート
１２  蓋体
２，３  ギア
２１，３１  シャフト
２２  着磁部
４  モータステータ
４１  電磁コイル
【図１】
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【図２】
2004257279.tif 000004
【図３】
2004257279.tif 000005
【図４】
2004257279.tif 000006