(57)【要約】  ポンプ装置１００１は、シャフト４１と、シャフト４１を回転させるモータ部２００１と、モータ部２００１によってシャフト４１を介して駆動され、オイルを吐出するポンプ部３００と、を有する。ポンプ装置１００１は、オイルをモータ部２００１の吸入口１４０２ｃより吸入する第１流路と、ステータ５０００の外周面より径方向内側に設けられた第２流路と、ステータ５０００とロータ４００１との間に設けられた第３流路と、第３流路からポンプ部３００内の負圧領域へ繋がる第４流路とを有し、ポンプ部３００は、第４流路からポンプ部３００へ流れるオイルを吐出口３２ｄから吐出する。
2018062094.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に延びる中心軸を中心として回転するシャフトと、
前記シャフトを回転させるモータ部と、
前記モータ部の軸方向一方側に位置し、前記モータ部によって前記シャフトを介して駆動され、オイルを吐出するポンプ部と、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、前記オイルを吸入する吸入口と、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、前記オイルを吐出する吐出口と、を有し、
前記オイルを前記モータ部の吸入口より吸入する第１流路と、
前記ステータの外周面より径方向内側に設けられた第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、
前記第３流路から前記ポンプ部内の負圧領域へ繋がる第４流路と、を有し、
前記ポンプ部は、前記第４流路から前記ポンプ部へ流れる前記オイルを前記吐出口から吐出する、ことを特徴とするポンプ装置。
【請求項２】
前記吸入口は、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に記載のポンプ装置。
【請求項３】
前記吸入口は、前記ハウジングの側面に設けられ、
前記吸入口は、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、前記ハウジングの底部との間に位置する、ことを特徴とする請求項１または２に記載のポンプ装置。
【請求項４】
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、前記ハウジングの側面の間を覆うカバー部材を有する、ことを特徴とする請求項３に記載のポンプ装置。
【請求項５】
前記吸入口は、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４のいずれか１項に記載のポンプ装置。
【請求項６】
前記吸入口は、軸方向を水平に、前記ポンプ装置を配置した場合に、前記シャフトより下側または上側に位置する、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。
【請求項７】
軸方向に延びる中心軸を中心として回転するシャフトと、
前記シャフトを回転させるモータ部と、
前記モータ部の軸方向一方側に位置し、前記モータ部によって前記シャフトを介して駆動され、オイルを吐出するポンプ部と、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、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、
前記オイルを吸入する吸入口と、前記オイルを吐出する吐出口とが設けられ、前記ポンプロータを収容するポンプケースと、を有し、
前記ポンプ部内と前記ハウジング内とを繋ぐ第１流路と、
前記ステータの外周面より径方向内側に設けられた第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、
前記第３流路から前記ポンプ部内の負圧領域へ繋がる第４流路と、を有することを特徴とするポンプ装置。
【請求項８】
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、前記シャフトを回転可能に支持する第２の軸受部材を有し、
前記第１流路において、前記オイルは、前記シャフトと前記第２の軸受部材との間、前記第２の軸受部材と前記ポンプボディとの間、または前記第２の軸受部材の内部の少なくともいずれか一部を通る、ことを特徴とする請求項７に記載のポンプ装置。
【請求項９】
前記ポンプボディはすべり軸受構造を有し、
前記第１流路において、前記オイルは、前記シャフトと前記ポンプボディとの間を通る、ことを特徴とする請求項８に記載のポンプ装置。
【請求項１０】
前記第１流路において、前記オイルは、前記第２の軸受部材と前記ポンプボディとの間を通る、ことを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載のポンプ装置。
【請求項１１】
前記軸受部材は、複数のボールを有するボールベアリングであり、
前記第１流路において、前記オイルは、隣り合う前記ボールの間を通る、ことを特徴とする請求項７乃至請求項１０のいずれか１項に記載のポンプ装置。
【請求項１２】
前記第２流路は、前記ステータの内周面と前記シャフトの外周面との間に設けられる、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。
【請求項１３】
前記第２流路は、前記ステータが有するステータコアに設けられた貫通孔または切り欠き部と前記シャフトの外周面との間に設けられる、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。
【請求項１４】
前記モータ部は、
前記シャフトを回転可能に支持する第１の軸受部材と、
前記第１の軸受部材を支持する円筒状の軸受ハウジンングと、を有し、
前記ステータは、前記軸受ハウジングに固定され、
前記第２流路は、前記ステータが有するステータコアの内周面と前記軸受ハウジングとの間に設けられる、ことを特徴とする請求項１乃至１３に記載のポンプ装置。
【請求項１５】
前記第２流路は、前記ステータの内周面または前記軸受ハウジングの外周面の少なくとも一方に切り欠き部が設けられた導通部との間に設けられる、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。
【請求項１６】
前記第２流路は、前記シャフトと前記軸受ハウジングとの間を通る、ことを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載のポンプ装置。
【請求項１７】
前記第２流路は、前記第１の軸受部材と前記軸受ハウジングとの間に設けられる、ことを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載のポンプ装置。
【請求項１８】
前記第２流路は、前記第１の軸受部材の内部を通る、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。
【請求項１９】
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乃至１８のいずれか１項に記載のポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、トランスミッション等に使用する電動オイルポンプは、応答性が求められる。電動オイルポンプの応答性を実現するためには、電動オイルポンプ用のモータを高出力にする必要がある。
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１２５２３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示の電動モータは、ステータとロータを同時にオイルによって冷却することができない。【０００５】
本発明の目的は、ステータとロータを同時に冷却し、冷却効果の高い構造を有するポンプ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願の例示的な第１発明は、軸方向に延びる中心軸を中心として回転するシャフトと、前記シャフトを回転させるモータ部と、前記モータ部の軸方向一方側に位置し、前記モータ部によって前記シャフトを介して駆動され、オイルを吐出するポンプ部と、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、前記オイルを吸入する吸入口と、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、前記オイルを吐出する吐出口と、を有し、前記オイルを前記モータ部の吸入口より吸入する第１流路と、前記ステータの外周面より径方向内側に設けられた第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、前記第３流路から前記ポンプ部内の負圧領域へ繋がる第４流路と、を有し、前記ポンプ部は、前記第４流路から前記ポンプ部へ流れる前記オイルを前記吐出口から吐出する。
【発明の効果】
【０００７】
本願の例示的な第１発明によれば、ステータとロータを同時に冷却し、冷却効果の高い構造を有するポンプ装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態に係るポンプ装置を示す断面図である。
【図２】ポンプボディを軸方向フロント側から見た図である。
【図３】第１実施形態におけるステータの上面図である。
【図４】第１実施形態における流路の変形例を示す図である。
【図５】第２実施形態に係るポンプ装置を示す断面図である。
【図６】第３実施形態に係るポンプ装置を示す断面図である。
【図７】第４実施形態に係るポンプ装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るポンプ装置について説明する。なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されず、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせる場合がある。
【００１０】
また、図面においては、適宜３次元直交座標系としてＸＹＺ座標系を示す。ＸＹＺ座標系において、Ｚ軸方向は、図１に示す中心軸Ｊの軸方向一方向と平行な方向とする。Ｘ軸方向は、図１の左右方向とする。Ｙ軸方向は、Ｘ軸方向とＺ軸方向との両方と直交する方向とする。
【００１１】
また、以下の説明においては、Ｚ軸方向の正の側（＋Ｚ側）を「フロント側」と呼び、Ｚ軸方向の負の側（−Ｚ側）を「リア側」と呼ぶ。なお、リア側及びフロント側とは、単に説明のために用いられる名称であって、実際の位置関係や方向を限定しない。また、特に断りのない限り、中心軸Ｊに平行な方向（Ｚ軸方向）を単に「軸方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする周方向、すなわち、中心軸Ｊの軸周り（θ方向）を単に「周方向」と呼ぶ。
【００１２】
なお、本明細書において、軸方向に延びる、とは、厳密に軸方向（Ｚ軸方向）に延びる場合に加えて、軸方向に対して、４５°未満の範囲で傾いた方向に延びる場合も含む。また、本明細書において、径方向に延びる、とは、厳密に径方向、すなわち、軸方向（Ｚ軸方向）に対して垂直な方向に延びる場合に加えて、径方向に対して、４５°未満の範囲で傾いた方向に延びる場合も含む。
【第１実施形態】
【００１３】
図１は、本実施形態に係るポンプ装置１００１の断面図である。
ポンプ装置１００１は、シャフト４１と、モータ部２００１と、ポンプ部３００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２００１とポンプ部３００とは、軸方向に沿って並んで設けられる。
【００１４】
＜モータ部＞
モータ部２００１は、図１に示すように、ハウジング１４０２と、ロータ４００１と、ステータ５０００と、軸受ハウジング６５０２と、上側軸受部材４２１と、下側軸受部材４２２と、制御装置（不図示）と、バスバーアッシー（不図示）と、を有する。なお、制御装置及びバスバーアッシーは、モータ部２００１内に内蔵しなくてもよく、例えば、ハウジング１４０２の軸方向においてリア側の一端に取り付けてもよく、ハウジング１４０２の側面に取り付けてもよい。
【００１５】
ロータ４００１は、ロータマグネット４４０２と、ロータヨーク４３０２を有する。ロータヨーク４３０２は、リア側開口のカップ形状を有する。中央にシャフト４１が連結された円板状の天板部４３０２ｂと、天板部４３０２ｂの外周をリア側に延ばすように設けられた円筒部４３０２ａとを有する。ロータマグネット４４０２は、ロータヨーク４３０２の円筒部４３０２aの内周面に配置され、内周面がステータ５０００と径方向おいて対向する。ロータ４００１は、シャフト４１に固定される。
【００１６】
軸受ハウジング６５０２は、円筒形状を有する軸受ハウジング円筒部６５０２ｂと、軸受ハウジング円筒部６５０２ｂの内周面に設けられた環状突出部６５０２ａと、軸受ハウジング円筒部６５０２ｂの外周面に設けられた鍔部６５０２ｃと、を有する。環状突出部６５０２ａは、軸受ハウジング円筒部６５０２ｂの内径を小さくするように内側に突出する。
【００１７】
軸受ハウジング円筒部６５０２ｂの内周面において、リア側には下側軸受部材４２２が設けられる。軸受ハウジング円筒部６５０２ｂのフロント側には上側軸受部材４２１が設けられる。上側軸受部材４２１及び下側軸受部材４２２は、それぞれシャフト４１に嵌合される。上側軸受部材４２１及び下側軸受部材４２２は、シャフト４１を軸受ハウジング６５０２に対し回転可能に支持する。
【００１８】
なお、下側軸受部材４２２を設けず、ハウジング１４０２がすべり軸受構造（軸受部材）を有していてもよい。吸入口１４０２ｃがハウジング１４０２の底部（１４０２ｂ）であって、当該軸受部材（すべり軸受構造）とシャフト４１との間に位置する場合、すなわち第１流路１において吸入口１４０２ｃから吸入されるオイルを潤滑油として使用することが可能となり、オイルを効率よくモータ部２００１内へ吸入できる。
【００１９】
ステータ５０００は、軸受ハウジング６５０２の外周に固定される。詳細には、ステータ５０００の円環形状のコアバック部（不図示）の内周面に軸受ハウジング６５０２が嵌め合わされている。ハウジング１４０２の底壁１４０２ｂは、ステータ５０００のリア側に配置され、軸受ハウジング６５０２を支持する。制御装置（不図示）は、ハウジング１４０２の底壁１４０２ｂとステータ５０００との間に配置される。
【００２０】
ハウジング１４０２は、吸入口１４０２ｃを有する。吸入口１４０２ｃは、ポンプ部３００が吐出口３２ｄから吐出したオイルを吸入する。図１に示した例では、吸入口１４０２ｃは、筒部１４０２ａ（ハウジング側面）に設けられている。詳細には、吸入口１４０２ｃは、ハウジング１４０２の筒部１４０２ａ（ハウジングの側面）であって、軸方向においてポンプ部と反対側のステータの一端（ステータ５０００のリア側端部）と、ハウジング１４０２のリア側端部（底部）との間に位置する。
【００２１】
吸入口１４０２ｃが上述した位置に設けられることにより、オイルが後述するモータ部２００１内の第２流路へスムーズに流れることを可能とする。すなわち、最適な流路を設けることが可能となり、効率よくオイルをステータ５０００全体に行き渡らせることが可能となる。このため、ステータ５０００を効率よく冷却することができる。
【００２２】
なお、吸入口１４０２ｃの位置は、これに限られるものではない。吸入口１４０２ｃは、ハウジング１４０２の任意の位置に設けてもよい。例えば、吸入口１４０２ｃをハウジング１４０２の底壁（底部）１４０２ｂ（ハウジング１４０２の底部）に設けてもよい。
【００２３】
なお、吸入口１４０２ｃをハウジング１４０２の底部であって、軸受ハウジング６５０２とシャフト４１との間に設けた場合、後述する第２流路は、下側軸受部材４２２と軸受ハウジング６５０２との間、下側軸受部材４２２とシャフト４１との間、または下側軸受部材４２２の内部のいずれか一部を通りうる。シャフト４１の外周面は、切り欠き部を有していてもよく、第４流路が下側軸受部材４２２とシャフト４１との間の一部を通る場合、切り欠き部により、第４流路に流入するオイルの流量を増大させることができる。吸入口１４０２ｃの位置は、ポンプ装置１００１が取り付けられる外部装置の位置に応じて決めてもよい。
【００２４】
例えば、ポンプ装置１００１を以下の配置で変速機、例えばＣＶＴ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ、無段変速機）に取り付けた場合を考える。ポンプ装置１００１の軸方向を水平に配置し、シャフト４１に対してＸ軸方向の正の側（＋Ｘ側）が上側、Ｘ軸方向の負の側（−Ｘ側）が下側となるようにポンプ装置１００１を配置する。
【００２５】
ポンプ部３００の吐出口３２ｄから吐出されたオイルは、ＣＶＴを経由してモータ部２００１の吸入口１４０２ｃを介してモータ部２００１内に流入し、ポンプ部３００へ戻る。このオイルの循環において、ＣＶＴからモータ部２００１へのオイルの流路が、上述したポンプ装置１００１の配置において上側（＋Ｚ）にあった場合は、吸入口１４０２ｃも同様に上側に設ける。吸入口１４０２ｃから吸入されたオイルは、重力方向に流れることでモータ部２００１内全体を循環できるため、より効率よくオイルを循環させることができる。なお、ポンプ装置１００１の配置に応じて、吸入口１４０２ｃの位置がシャフト４１に対して下側（−Ｘ側）であってもよい。
【００２６】
吸入口１４０２ｃが設けられる個数は、１つに限らず複数であってもよい。吸入口１４０２ｃを複数設けることにより、より多くのオイルをモータ部２００１内へ流入（吸入）させることが可能となる。このため、ポンプからのオイルの吐出量が多い場合であっても、モータ内部へ最適な吸入量を確保することが可能となる。オイルの最適な吸入量の確保により、後述する冷却構造において、ステータとロータを最適に冷却することができる。
【００２７】
＜ポンプ部＞
ポンプ部３００は、モータ部２００１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３００は、モータ部２００１によってシャフト４１を介して駆動される。ポンプ部３００は、ポンプケースと、ポンプロータ３５１とを有する。ポンプケースは、ポンプボディ３１１とポンプカバー３２１とを有する。以下、ポンプボディ３１１及びポンプカバー３２１をポンプケースと呼ぶ。
【００２８】
ポンプボディ３１１は、フロント側（＋Ｚ側）の面からリア側（−Ｚ側）に窪みポンプロータ３５１を収容するポンプ室３３１を有する。ポンプ室３３１の軸方向に視た形状は、円形状である。ポンプボディ３１１は、軸方向両端に開口しシャフト４１が通され、フロント側の開口がポンプ室３３１に開口する貫通孔３１１ａを有する。貫通孔３１１ａのリア側の開口は、モータ部２００１側に開口する。貫通孔３１１ａは、シャフト４１を回転可能に支持する軸受部材として機能する。
【００２９】
ポンプ部３００は、密閉された空間（油室）の容積が拡大および縮小されることでオイルを圧送する容積型ポンプであり、本実施形態では、トロコイドポンプである。図２は、ポンプボディ３１１を軸方向フロント側から見た図である。ポンプロータ３５１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３５１は、シャフト４１のフロント側の端部に取り付けられる。ポンプロータ３５１は、シャフト４１に取り付けられるインナーロータ３７１と、インナーロータ３７１の径方向外側を囲むアウターロータ３８１と、を有する。インナーロータ３７１は、円環状である。インナーロータ３７１は、径方向外側面に歯を有する歯車である。
【００３０】
インナーロータ３７１は、シャフト４１に固定される。より詳細には、インナーロータ３７１の内側にシャフト４１のフロント側の端部が圧入される。インナーロータ３７１は、シャフト４１と共に軸周り（θ方向）に回転する。アウターロータ３８１は、インナーロータ３７１の径方向外側を囲む円環状である。アウターロータ３８１は、径方向内側面に歯を有する歯車である。アウターロータ３８１は、ポンプ室３３１内に回転自在に収容されている。アウターロータ３８１には、インナーロータ３７１を収容するインナー収容室３９１が形成されており、インナー収容室３９１は、星形状に形成されている。インナーロータ３７１は、インナー収容室３９１に回転自在に収容されている。
【００３１】
アウターロータ３８１の内歯数は、インナーロータ３７１の外歯数より多く設定されている。インナーロータ３７１とアウターロータ３８１とは互いに噛み合い、シャフト４１によりインナーロータ３７１が回転すると、インナーロータ３７１の回転に伴いアウターロータ３８１が回転する。すなわち、シャフト４１の回転によりポンプロータ３５１は回転する。言い換えると、モータ部２００１とポンプ部３００とは同一の回転軸を有する。これにより、電動オイルポンプが軸方向に大型化することを抑制できる。
【００３２】
インナーロータ３７１とアウターロータ３８１とが回転することで、インナーロータ３７１とアウターロータ３８１との間に形成された空間の容積が、その回転位置に応じて変化する。ポンプロータ３５１は、容積変化を利用することで吸入ポート７４からオイルを吸入するとともに、吸入されたオイルを加圧して吐出ポート７５から吐出できるように構成されている。本実施形態では、インナーロータ３７１とアウターロータ３８１との間に形成された空間において、容積が大きくなる（オイルが吸入される）領域を負圧領域と定義する。
【００３３】
なお、ポンプ部３００は、トロコイドポンプに限られるものではなく、密閉された空間（油室）の容積が拡大および縮小されることでオイルを圧送する容積型ポンプであれば他の形式のポンプであってもよい。例えば、ポンプ部３００は、ベーンポンプであってもよい。ポンプ部３００がベーンポンプの場合、ポンプ室３３１には、シャフト４１に固定された円筒形のロータ（不図示）が収容される。ロータ（不図示）は、複数のスロットとスロットに摺動可能に装着されたベーンとを有する。ロータの外周は、ポンプ室３３１の内周に対して偏心して配置されることにより、ポンプ室３３１とロータとの間に三日月形の空間が生じる。
【００３４】
ポンプ室３３１とロータとの間に生じた三日月形の空間は、ロータに装着されたスロットにより、複数の領域に区画される。ロータが回転し、スロットに装着されたベーンが進退することにより、各領域の容積は、回転位置に応じて変化する。トロコイドポンプの場合と同様に、容積変化を利用することで吸入ポート（不図示）からオイルを吸入するとともに、吸入されたオイルを加圧して吐出ポート（不図示）から吐出できる。ロータとポンプ室３３１の間に形成された各領域において、容積が大きくなる（オイルが吸入される）領域が負圧領域である。
【００３５】
ポンプカバー３２１は、ポンプボディ３１１のフロント側に取り付けられる。ポンプカバー３２１は、ポンプカバー本体３２１ａと、ポンプ吐出円筒部３２１ｂと、を有する。ポンプカバー本体３２１ａは、径方向に拡がる円板状である。ポンプカバー本体３２１ａは、ポンプ室３３１のフロント側の開口を閉塞する。ポンプ吐出円筒部３２１ｂは、軸方向に延びる円筒状である。ポンプ吐出円筒部３２１ｂは、軸方向両端に開口する。ポンプ吐出円筒部３２１ｂは、ポンプカバー本体３２１ａからリア側に延びる。
【００３６】
ポンプ部３００は、吐出口３２ｄを有する。吐出口３２ｄは、ポンプカバー３２１に設けられる。吐出口３２ｄは、ポンプ吐出円筒部３２１ｂの内部を含む。吐出口３２ｄは、ポンプカバー３２１のフロント側の面に開口する。吐出口３２ｄは、ポンプ室３３１の吐出ポート７５（図２参照）と繋がり、ポンプ室３３１からのオイルの吐出が可能である。
【００３７】
モータ部２００１の吸入口１４０２ｃから吸入されたオイルは、後述する流路を経由してポンプ部３００のポンプ室３３１に吸入される。ポンプ室３３１に吸入されたたオイルは、ポンプロータ３５１によって送られ、吐出口３２ｄから吐出される。
【００３８】
次に、本実施形態に係るポンプ装置１００１が有する冷却構造について説明する。本実施形態によれば、ポンプ室３３１に供給されたオイルが、ポンプロータ３５１によって吐出口３２ｄから吐出され、外部装置を経由し、モータ部２００１の吸入口１４０２ｃを介してモータ部２００１内を循環し、ステータ５０００及びロータ４００１を同時に冷却する。モータ部２００１を循環したオイルは、ポンプ室３３１に戻され、ポンプロータ３５１がモータ部２００１から戻されたオイルを吐出口３２ｄから吐出する。
【００３９】
本実施形態によれば、ポンプ部からモータ部へのオイルの循環を一連の流路とすることが可能なため、ポンプ効率を低下させることなく、ステータとロータの冷却を同時に実現できる。
【００４０】
ポンプ装置１００１は、図１に示すように、オイルをモータ部２００１の吸入口１４０２ｃより吸入する第１流路１と、ステータ５０００の外周面より径方向内側に設けられた第２流路２と、ステータ５０００とロータ４００１との間に設けられた第３流路３と、第３流路３からポンプ部３００内の負圧領域へ繋がる第４流路４と、を有する。ポンプ部３００は、第４流路４からポンプ室３３１へ流れるオイルを吐出口３２ｄから吐出する。以下、各流路の詳細について説明する。
【００４１】
＜第１流路＞
図１における第１流路１は、ハウジング１４０２が有する吸入口１４０２ｃからモータ部２００１内へ繋がり、ステータ５０００のリア側端部とハウジング１４０２の底壁１４０２ｂとの間に位置する。なお、第１流路１は、吸入口１４０２ｃの位置により異なる。
【００４２】
吸入口１４０２ｃの位置は、図１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１４０２の側面、及びハウジング１４０２の底壁１４０２ｂの任意の位置に設けることができる。吸入口１４０２ｃをハウジング１４０２の底壁１４０２ｂに設けた例について、図４を用いて後述する。
【００４３】
＜第２流路＞
図１における第２流路２は、ステータ５０００の外周面より径方向内側に設けられる流路である。図１に示した例では、第２流路２は、ステータ５０００の内周面とシャフト４１の間に設けられる。詳細には、ステータ５０００のコアバック部５１（図３参照）の内周面と軸受ハウジング６５０２との間に設けられる。
【００４４】
図３は、ステータ５０００及び軸受ハウジング６５０２をリア側から見た図である。図３に示すように、第２流路２は、コアバック部５１の内周面に設けられた切り欠き部５１ａと軸受ハウジング６５０２との間に設けてもよい。
【００４５】
なお、切り欠き部５１ａの代わりに軸受ハウジング６５０２の外周面に切り欠き部６５０２ｄを設けてもよく、また切り欠き部５１ａ及び切り欠き部６５０２ｄの両方を設けてもよい。第２流路２に流入したオイルは、リア側からフロント側へ流れ、第３流路３へ繋がる。
【００４６】
なお、第２流路２は、ステータ５０００の外周面と軸受ハウジング６５０２の外周面との間に限られるものではない。例えば、図３に示すように、ステータ５０００のコアバック部５１に貫通孔５２ｂを設け、貫通孔５２ｂを第２流路２として用いてもよい。また、コアバック部５１が有する、互いに離隔して配置された複数のティース部５２の隣り合うティース部５２間を第２流路２として用いてもよい。第２流路２のその他の例については、図４を用いて後述する。
【００４７】
なお、隣り合うティース部５２間を第２流路２として用いる場合に、ステータ５０００とロータ４００１の間にリング部材（不図示）を設けてもよい。リング部材を用いることにより、第２流路２であるティース部５２の間を流れるオイルと、第３流路３であるステータ５０００とロータ４００１の間を流れるオイルとが合流しないため、オイルをモータ部２００１内に効率よく循環させることができる。コアバック部５１の貫通孔５２ｂ、切り欠き部５１ａ、または隣り合うティース部５２間をオイルの流路として用いることにより、ステータ５０がオイルと接触する表面積を増大させることができるため、ステータ５０００のコイル５３０１をより効率よく冷却することができる。一般的に、モータにおいてはコイルが最も発熱する。コイルで発熱した熱は、コアバック部５１及びティース部５２に伝達される。つまり、モータ部２００１においてステータ５０００の発熱量は多い。よって、ステータ５０００を効率よく冷却できるということは、モータ部２００１を効率よく冷却できるということである。
【００４８】
本実施形態では、ステータ５０００のリア側コイル端と、ハウジング１４０２の側面とを接続するリング部材６５０３を設ける。これにより、第１流路１と第３流路３から第４流路４へと繋がる流路とが合わさらないため、第１流路１に流入したオイルが、第２流路２へスムーズに流れることを可能とする。すなわち、第１流路１からモータ部２００１内に流入したオイルは、無駄な循環経路を通ることなく、第４流路４からポンプ部３００内に戻ることになる。最適な流路を設けることが可能となり、効率よくオイルをステータ５０００全体に行き渡らせることが可能となる。このため、モータ部２００１内を効率よく冷却することができる。
【００４９】
＜第３流路＞
図１における第３流路３は、ステータ５０００とロータ４００１の間に設けられる。図１に示した例では、第３流路３は、ステータ５０００の外周面とロータ４００１の内周面の間に位置する。第２流路２から第３流路３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。
【００５０】
なお、第３流路３は、ステータ５０００の外周面とロータ４００１の内周面の間に限られるものではない。例えば、図３に示すように、ステータ５０００のコアバック部５１に貫通孔５２ｂまたは切り欠き部５１ａを設け、貫通孔５２ｂまたは切り欠き部５１ａを第３流路として用いてもよい。コアバック部５１が有する、互いに離隔して配置された複数のティース部５２の間（隣り合うティースの間）を第３流路３として用いてもよい。コアバック部５１の貫通孔５２ｂ、切り欠き部５１ａ、または隣り合うティース部５２間をオイルの流路として用いることにより、ステータ５０００のコイル５３０１をより効率よく冷却するとともに、ロータを冷却することができる。
【００５１】
同様に、ロータヨーク４３０２に貫通孔（不図示）または切り欠き部（不図示）を設け、当該貫通孔または切り欠き部を第３流路として用いてもよい。ロータヨーク４３０２の貫通孔または切り欠き部を流路として用いることにより、より効率よくロータ４００１を冷却することが可能となり、ロータマグネット４４０２の減磁を抑制することが可能となる。すなわち、第３流路３は、ステータ５０００とロータ４００１の間であれば任意の位置に設けてもよい。
【００５２】
＜第４流路＞
図１における第４流路４は、ポンプボディ３１１に設けられ、第３流路からポンプ部３００内の負圧領域へ繋がる流路である。詳細には、第４流路４は、ポンプボディ３１１のリア側端部に第１の開口部３１１ｃを有し、ポンプ室３３１の負圧領域の近傍に第２の開口部３１１ｄを有する。
【００５３】
第４流路４を設けることにより、吸入口１４０２ｃを介してモータ部２００１内に吸入されたオイルは、モータ部２００１内からポンプ部３００内へ循環することができる。これにより、ステータ５０００及びロータ４００１を効率よく冷却することが実現できる。なお、第１の開口部３１１ｃの位置は、図１に示した位置に限定されるものではなく、ポンプボディ３１１のリア側端部であれば、任意の位置に設けてもよい。
【００５４】
第４流路４のリア側の開口部である第１の開口部３１１ｃの断面積は、ポンプ部３００の吐出口３２ｄの断面積よりも小さい。したがって、モータ部２００１内からポンプ部３００内へ流入するオイル量がポンプの吐出量よりも小さくなり、負圧領域に流入するオイル量が過剰になることを抑制できる。したがって、負圧領域に流入するオイル量が過剰になることによって生じるポンプ効率の低下を抑制することができる。
【００５５】
本実施形態では、ステータ５０００は、樹脂による一体成型品であってもよい。ステータ５０００が樹脂による一体成型品である場合、第２流路２及び第３流路３において、ステータ５０００がオイルと接触する表面積を増大させることができる。このため、より効率よくモータ部２００１内を冷却することができる。ステータ５０００と同様に、ロータ４００１が、樹脂による一体成型品であってもよい。ロータ４００１をモールドすることにより第３流路３において、ロータ４００１がオイルと接触する表面積を増大させることができるため、ロータマグネット４４０２の減磁を抑制することができるとともに、より効率よくモータ部２００１を冷却することができる。
【００５６】
＜流路の変形例＞
図１に示した例では、吸入口１４０２ｃは、ハウジング１４０２の側面に設けられる。しかし、吸入口１４０２ｃの位置は、これに限定されるものではない。例えば、吸入口をハウジング１４０２の底壁（底部）１４０２ｂに設けてもよい。図４は、吸入口をハウジング１４０２の底部であって、軸受ハウジング６５０２とシャフト４１との間に設けた場合の各流路を示す図である。
【００５７】
図４に示すように、第１流路１は、吸入口１４０２ｂからシャフト４１及び軸受ハウジング６５０２の間に位置する。第２流路は、以下の第２流路２ａ〜第２流路２ｄの少なくともいずれか一部を通る。第２流路２ａは、軸受ハウジング６５０２と下側軸受部材（第１の軸受部材）４２２との間に位置する。第２流路２ｂは、下側軸受部材（第１の軸受部材）４２２の内部を通る流路である。例えば、下側軸受部材４２２がボールベアリングの場合、第２流路２ｂは、隣り合うボールの間に位置する。
【００５８】
第２流路２ｃは、下側軸受部材（第１の軸受部材）４２２とシャフト４１との間に位置する。例えば、ポンプ部３００は、下側軸受部材４２２の代わりに、すべり軸受構造を有していてもよい。この場合、第２流路２ｃは、軸受部材とシャフト４１との間に位置する。第２流路２ｄは、シャフト４１と軸受ハウジング６５０２との間に位置する。第２流路２ｄに流入したオイルは、下側軸受部材４２２の場合と同様に、上側軸受部材４２１における第２流路２ａ〜第２流路２ｃの少なくともいずれか一部を通り、第３流路３へ流れる。
【００５９】
本実施形態によれば、ポンプ装置１００１は、軸方向に延びる中心軸を中心として回転するシャフト４１と、シャフト４１を回転させるモータ部２００１と、モータ部２００１の軸方向一方側に位置し、モータ部２００１によってシャフト４１を介して駆動され、オイルを吐出するポンプ３００部と、を有する。モータ部２００１は、シャフト４１の周囲において回転するロータ４００１と、ロータ４００１と対向して配置されたステータ５０００と、ロータ４００１及びステータ５０００を収容するハウジング１４０２と、ハウジング１４０２に設けられ、オイルを吸入する吸入口１４０２ｃと、を有する。ポンプ部３００は、シャフト４１に取り付けられるポンプロータ３５１とポンプロータ３５１を収容するポンプケース（３１１及び３２１）と、ポンプケース（３１１及び３２１）に設けられ、オイルを吐出する吐出口３２ｄを有する。ポンプ装置１００１は、オイルをモータ部２００１の吸入口１４０２ｃより吸入する第１流路と、ステータ５０００の外周面より径方向内側に設けられた第２流路と、ステータ５０００とロータ４００１との間に設けられた第３流路と、第３流路からポンプ部３００内の負圧領域へ繋がる第４流路とを有し、ポンプ部３００は、第４流路からポンプ部３００へ流れるオイルを吐出口３２ｄから吐出する。
【００６０】
本実施形態によれば、ポンプロータ３５１によって吐出口３２ｄから吐出され、外部装置を経由したオイルが、モータ部２００１の吸入口１４０２ｃを介してモータ部２００１内を循環し、ステータ５０００及びロータ４００１を同時に冷却する。モータ部２００１を循環したオイルは、ポンプ室３３１に戻され、ポンプロータ３５１がモータ部２００１から戻されたオイルを吐出口３２ｄから吐出する。したがって、ポンプ部３００からモータ部２００１へのオイルの循環を一連の流路とすることが可能なため、ポンプ効率を低下させることなく、モータ部２００１内でオイルが循環し、ステータ５０００とロータ４００１の冷却を同時に実現できる。また、第２流路２を設けることにより、ステータ５０００がオイルと接触する表面積を増大させることができる。したがって、より効率よくステータ５０００を冷却することが可能となる。
【第２実施形態】
【００６１】
次に、本発明の第２実施形態に係るポンプ装置について説明する。第１実施形態では、モータ部は、ステータがロータの径方向内側に位置するアウターロータ型モータの構成を有する。これに対して、本実施形態におけるモータ部は、ステータがロータと軸方向に対向して配置されるアキシャルギャップ型モータの構成を有する。以下、第１実施形態との差異を中心に説明する。本実施形態に係るポンプ装置では、第１実施形態に係るポンプ装置と同一構成のものには同一の符号を付し、説明を省略する。
【００６２】
図５は、本実施形態のポンプ装置１００を示す断面図である。
ポンプ装置１００は、図５に示すように、シャフト４１と、モータ部２００と、ハウジング１４１と、ポンプ部３００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２００とポンプ部３００とは、軸方向に沿って並んで設けられる。
【００６３】
モータ部２００は、ロータ４０１と、ステータ５０１と、上側軸受部材（第２の軸受部材）４２１と、下側軸受部材（第１の軸受部材）４２２と、制御装置（不図示）と、バスバーアッシー（不図示）と、コネクタ（不図示）と、を有する。ロータ４０１は、径方向に延びる円盤状である。ロータ４０１は、ステータ５０と対向する面（−Ｚ側面）に周方向に配列された複数のマグネット４４１と、マグネット４４１を保持するロータヨーク４３１とを有する。
すなわち、マグネット４４１は、ステータ５０１の軸方向のフロント側端部に対向して配置される。ロータヨーク４３１は、シャフト４１の外周面に固定される。
【００６４】
上側軸受部材４２１及び下側軸受部材４２２は、シャフト４１を回転可能に支持する。上側軸受部材（第２の軸受部材）４２１及び下側軸受部材（第１の軸受部材）４２２は、軸受ハウジング６３０に固定される。ステータ５０１は、周方向に配列された複数の平面視扇状のコアと、それぞれのコアに設けられたコイルと、それぞれのコアのコイルから引き出されたコイル引出線と、複数のコアを一体に固着するモールド樹脂と、ステータ５０の外周端に設けられた複数の引出線支持部と、を有する。
【００６５】
ハウジング１４１は、モータ部２００の筐体を構成する。なお、ステータのリア側（−Ｚ側）に制御装置（不図示）及びバスバーアッシー（不図示）が収容されていてもよい。ステータ５０１のフロント側（＋Ｚ側）にロータ４０１が収容される。ハウジング１４１は、リア側が開口した有蓋円筒状の第１ハウジング１２１と、第１ハウジング１２１のリア側（−Ｚ側）に連結された有底円筒状の第２ハウジング（カバー）１３１とを有する。ハウジング１４１の材質は、例えば金属または樹脂である。
【００６６】
第１ハウジング１２１は、円盤状の頂壁１２１ａを有し、頂壁１２１ａの中央部にシャフト４１が通される。する。上側軸受保持部６５１は、ポンプ部３００のリア側開口部に嵌合される。上側軸受保持部６５１は、上側軸受部材４２１を保持する。
【００６７】
第２ハウジング１３１は、円盤状の底壁１３１ａと、底壁１３１ａの周縁部からフロント側（＋Ｚ側）へ延びるカバー円筒部１３１ｂとを有する。底壁１３１ａの中央部に軸受ハウジング６３０が連結される。軸受ハウジング６３０に上側軸受部材４２１及び下側軸受部材４２２が保持される。なお、上側軸受部材４２１及び下側軸受部材４２２の位置は図４に示した位置に限られるものではなく変化しうる。
【００６８】
例えば、上側軸受部材４２１は、モータ部２００ではなく、ポンプ部３００が有していてもよい。カバー円筒部１３１ｂは、第１ハウジング１２１のリア側（−Ｚ側）開口部に固定される。より詳細には、第２ハウジング１３１のフランジ部１１１及び１１２と、第１ハウジング１２１のフランジ部１１３及び１１４とを用いて、ボルト締結等の方法により第１ハウジング１２１と第２ハウジング１３１とが固定される。
【００６９】
第２ハウジング１３１に制御装置（不図示）及びバスバーアッシー（不図示）が収容される場合、第２ハウジング１３１の底壁１３１ａには、軸方向に貫通する貫通孔（不図示）が設けられ、貫通孔にコネクタ（不図示）が取り付けられる。コネクタにはバスバーアッシーから底壁１３１ａを貫通してリア側（−Ｚ側）に延びる外部接続端子（不図示）が配置される。
【００７０】
ハウジング１４１は、吸入口１４１ａを有する。吸入口１４１ａは、ポンプ部３００が吐出口３２ｄから吐出したオイルを吸入する。図５に示した例では、吸入口１４１ａは、円筒部１２１ｂ（ハウジング側面）に設けられている。詳細には、吸入口１４１ａは、第１ハウジング１２１の筒部１２１ｂ（ハウジングの側面）であって、軸方向においてポンプ部と反対側のステータの一端（ステータ５０１のリア側端部）と、ハウジング１４１のリア側端部（底部、第２ハウジング１３１の底壁１３１ａ）との間に位置する。
【００７１】
吸入口１４１ａが上述した位置に設けられることにより、オイルが後述するモータ部２００内の第２流路へスムーズに流れることを可能とする。すなわち、最適な流路を設けることが可能となり、効率よくオイルをステータ５０１全体に行き渡らせることが可能となる。このため、ステータ５０１を効率よく冷却することができる。
【００７２】
なお、吸入口１４１ａの位置は、これに限られるものではない。吸入口１４１ａは、ハウジング１４１の任意の位置に設けてもよい。例えば、吸入口１４１ａを第２ハウジング１３１の底壁１３１ａ（ハウジング１４１の底部）に設けてもよい。吸入口１４１ａをハウジング１４１の底部に設けた場合の流路は、第１実施形態（図４）と同様である。吸入口１４１ａの位置は、第１実施形態と同様に、ポンプ装置１００が取り付けられる外部装置の位置に応じて決めてもよい。吸入口１４１ａが設けられる個数は、第１実施形態と同様に、１つに限らず複数であってもよい。
【００７３】
ポンプ部３００は、モータ部２００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３００は、モータ部２００によってシャフト４１を介して駆動される。ポンプ部３００は、ポンプボディ３１１と、ポンプロータ３５１と、ポンプカバー３２１と、を有する。ポンプロータ３５１は、インナーロータ３７１及びアウターロータ３８１を有する。
【００７４】
ポンプカバー３２１は、吐出口３２ｄを有する。ポンプ部３００は、第１実施形態と同様に、容積型ポンプであり、本実施形態ではトロコイドポンプである。なお、ポンプ部３００は、トロコイドポンプに限られるものではなく、容積型ポンプであれば他の形式のポンプであってもよい。ポンプ部３００が有する各部材についての説明は、第１実施形態と同様のため省略する。
【００７５】
次に、本実施形態に係るポンプ装置１００が有する冷却構造について説明する。本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、ポンプ室３３１に供給されたオイルが、ポンプロータ３５１によって吐出口３２ｄから吐出され、外部装置を経由し、モータ部２００の吸入口１４１ａを介してモータ部２００内を循環し、ステータ５０１及びロータ４０１を同時に冷却する。モータ部２００を循環したオイルは、ポンプ室３３１に戻され、ポンプロータ３５１がモータ部２００から戻されたオイルを吐出口３２ｄから吐出する。本実施形態によれば、ポンプ部３００からモータ部２００へのオイルの循環を一連の流路とすることが可能なため、ポンプ効率を低下させることなく、ステータ５０１とロータ４０１の冷却を同時に実現できる。以下、ポンプ装置１００におけるオイルの流路について、第１実施形態との差異を中心に説明する。
【００７６】
ポンプ装置１００は、図５に示すように、オイルをモータ部２００の吸入口１４１ａより吸入する第１流路１と、ステータ５０１の外周面より径方向内側に設けられた第２流路２と、ステータ５０１とロータ４０１との間に設けられた第３流路３と、第３流路３からポンプ部３００内の負圧領域へ繋がる第４流路４と、を有する。ポンプ部３００は、第４流路４からポンプ室３３１へ流れるオイルを吐出口３２ｄから吐出する。
【００７７】
本実施形態の第１流路及び第２流路は、第１実施形態と同様のため、説明を省略する。本実施形態では、第３流路３は、図５に示すように、ロータ４０１と、ロータ４０１のマグネット４４１と対向するステータ５０１の軸方向の一端との間に位置する。
【００７８】
本実施形態においても、第１実施形態と同様に、ステータ５０１及びロータ４０１は、樹脂による一体成型品であってもよい。ステータ５０１またはロータ４０１が樹脂による一体成型品である場合、ステータ５０１及びロータ４０１がオイルと接触する表面積を増大させることができる。このため、より効率よくモータ部２００内を冷却することができる。ロータ４０１がオイルと接触する表面積を増大させることにより、マグネット４４１の減磁を抑制することも可能となる。
【００７９】
本実施形態によれば、ポンプ装置１００は、軸方向に延びる中心軸を中心として回転するシャフト４１と、シャフト４１を回転させるモータ部２００と、モータ部２００の軸方向一方側に位置し、モータ部２００によってシャフト４１を介して駆動され、オイルを吐出するポンプ３００部と、を有する。モータ部２００は、シャフト４１の周囲において回転するロータ４０１と、ロータ４０１と対向して配置されたステータ５０１と、ロータ４０１及びステータ５０１を収容するハウジング１４１と、ハウジング１４１に設けられ、オイルを吸入する吸入口１４１ａと、を有する。ポンプ部３００は、シャフト４１に取り付けられるポンプロータ３５１とポンプロータ３５１を収容するポンプケース（３１１及び３２１）と、ポンプケース（３１１及び３２１）に設けられ、オイルを吐出する吐出口３２ｄを有する。ポンプ装置１００は、オイルをモータ部２００の吸入口１４１ａより吸入する第１流路と、ステータ５０１の外周面より径方向内側に設けられた第２流路と、ステータ５０１とロータ４０１との間に設けられた第３流路と、第３流路からポンプ部３００内の負圧領域へ繋がる第４流路とを有し、ポンプ部３００は、第４流路からポンプ部３００へ流れるオイルを吐出口３２ｄから吐出する。
【００８０】
本実施形態によれば、ポンプロータ３５１によって吐出口３２ｄから吐出され、外部装置を経由したオイルが、モータ部２００の吸入口１４１ａを介してモータ部２００内を循環し、ステータ５０１及びロータ４０１を同時に冷却する。モータ部２００を循環したオイルは、ポンプ室３３１に戻され、ポンプロータ３５１がモータ部２００から戻されたオイルを吐出口３２ｄから吐出する。したがって、ポンプ部３００からモータ部２００へのオイルの循環を一連の流路とすることが可能なため、ポンプ効率を低下させることなく、モータ部２００内でオイルが循環し、ステータ５０１とロータ４０１の冷却を同時に実現できる。また、第２流路２を設けることにより、ステータ５０１がオイルと接触する表面積を増大させることができる。したがって、より効率よくステータ５０１を冷却することが可能となる。
【００８１】
なお、本実施形態においても、第２流路２は、図５に示した第２流路２に限定されるものではなく、ステータ５０１の外周面より径方向内側に設けられる流路であればよい。第２流路２は、軸受部材（４２１及び４２２）や吸入口１４１ａの位置に応じて変化しうる。例えば、吸入口１４１ａの位置が、ハウジング１４１の底部（第２ハウジング１３１の底壁１３１ａ）であって、軸受ハウジング６３０とシャフト４１との間に位置する場合、第１実施形態（図４）と同様に、以下の流路の少なくとも一部を通る。
【００８２】
すなわち、軸受ハウジング６３０と下側軸受部材（第１の軸受部材）４２２との間、下側軸受部材（第１の軸受部材）４２２の内部、下側軸受部材（第１の軸受部材）４２２とシャフト４１との間、またはシャフト４１と軸受ハウジング６３０との間に位置するいずれかの流路の少なくとも一部を通る。
【００８３】
本実施形態においても、第２流路２を有することにより、第１実施形態と同様に、ステータ５０１がオイルと接触する表面積を増大させることができる。このため、ポンプ装置１００は、より効率よくモータ部２００を冷却することができる。
【００８４】
なお、ポンプ装置１００は、その他の流路として、第５流路５を有していてもよい。第５流路５は、ステータ５０１とハウジング１４１の側面との間に位置する流路である。第５流路を有することにより、ステータ５０１とオイルとの接触面積を増大させることができるため、より効率よくステータ５０１を冷却することが可能である。
【００８５】
また、第１流路１のオイルを第５流路５に分流させずに第２流路２へ流すために、第１実施形態（図１のリング部材６５０３）と同様にリング部材（不図示）を用いてもよい。リング部材は、ステータ５０１のリア側端部とハウジング１４１の側面とを接続する。リング部材により、第１流路１に流入したオイルは、分流することなく第２流路２へ流れるため、オイルを効率よく第２流路２に流すことが可能となる。したがって、ステータ５０１とロータ４０１をより効率よく同時に冷却することが可能となる。
【００８６】
また、本実施形態のポンプ装置１００では、ステータ５０１が軸受ハウジング６３０に固定される場合について説明したが、これに限られるものではない。ポンプ装置１００のステータ５０１がハウジング１４１の円筒部１２１ｂに固定される場合であっても、本発明は適用可能であり、ポンプ装置１００は同様の流路による冷却構造を有する。
【００８７】
また、本実施形態では、ポンプ装置１００のモータ部２００は、ロータ４０１のみを有する場合について説明したが、これに限られるものではない。例えば、モータ部２００は、ロータを２つ有していてもよく、例えば、２つのロータを、軸方向に所定の間隔を空けてシャフト４１に取り付け、ステータ５０１を２つのロータの間に配置してもよい。上述した２つのロータを有する構成においても、本発明は適用可能である。
【第３実施形態】
【００８８】
次に、本発明の第３実施形態に係るポンプ装置について説明する。第１実施形態及び第２実施形態では、ポンプ室に供給されたオイルが、ポンプロータによって吐出口から吐出され、外部装置を経由し、モータ部の吸入口を介してモータ部内を循環する。そして、モータ部を循環したオイルは、ポンプ室に戻され、ポンプロータがモータ部から戻されたオイルを吐出口へ送り、吐出口から吐出する。すなわち、ポンプ部からモータ部へのオイルの循環を一連の流路となる。
【００８９】
これに対して、本実施形態のポンプ装置１０００では、ポンプ部３００の吸入口３２ｃからポンプ室３３１に吸入されたオイルが、ポンプロータ３５１によって吐出口３２ｄに送られ、吐出口３２ｄから吐出される。さらに、本実施形態のポンプ装置１０００では、ポンプ室３３１に吸入されたオイルは、ポンプロータ３５１によって送られ、シャフト４１を介してモータ部２０００の内部へ流入する。詳細には、オイルの大半は、加圧領域から吐出口３２ｄへ吐出されるが、一部は、インナーロータ３７１とポンプボディ３１１との軸方向間隙を通過し、シャフト４１近傍に流れ込む。その後、オイルは、シャフト４１とポンプボディ３１１との間を通って、モータ部２０００の内部へ流入する。これにより、モータ部２０００の冷却が可能となる。モータ部２０００内に吸入され、モータ部２０００内を循環することによってステータ５０００及びロータ４０００を冷却することを実現する。以下、第１実施形態及び第２実施形態との差異を中心に説明する。本実施形態に係るポンプ装置１０００では、第１実施形態または第２実施形態に係るポンプ装置と同一構成のものには同一の符号を付し、説明を省略する。
【００９０】
図６は、本実施形態のポンプ装置１０００を示す断面図である。
本実施形態のポンプ装置１０００は、シャフト４１と、モータ部２０００と、ポンプ部３００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２０００とポンプ部３００とは、軸方向に沿って並んで設けられる。
【００９１】
モータ部２０００は、図６に示すように、ハウジング１４０１と、ロータ４０００と、ステータ５０００と、軸受ハウジング６５０１と、上側軸受部材４２１と、下側軸受部材４２２と、制御装置（不図示）と、バスバーアッシー（不図示）と、を有する。なお、制御装置及びバスバーアッシーは、モータ部２０００内に内蔵しなくてもよく、例えば、ハウジング１４０１の軸方向においてリア側の一端に取り付けてもよく、ハウジング１４０１の側面１４０１ａに取り付けてもよい。
【００９２】
ロータ４０００は、ロータマグネット４４０１と、ロータヨーク４３０１を有する。ロータヨーク４３０１は、カップ形状（フロント側開口）を有し、中央にシャフト４１が連結された円板状の天板部４３０１ｂと、天板部４３０１ｂの外周をフロント側に延ばすように設けられた円筒部４３０１ａとを有する。ロータマグネット４４０１は、ロータヨーク４３０１の円筒部４３０１aの内周面に配置され、内周面がステータ５０００と径方向において対向する。ロータ４０００は、シャフト４１に固定される。
【００９３】
軸受ハウジング６５０１の内周面において、フロント側には上側軸受部材４２１が設けられる。軸受ハウジング６５０１の内周面において、リア側には下側軸受部材４２２が設けられる。上側軸受部材４２１及び下側軸受部材４２２は、それぞれシャフト４１に嵌合される。上側軸受部材４２１及び下側軸受部材４２２は、シャフト４１を軸受ハウジング６５０１に対し回転可能に支持する。
【００９４】
ステータ５０００は、軸受ハウジング６５０１の外周に固定される。詳細には、ステータ５０００の円環形状のコアバックの内周面に軸受ハウジング６５０１が嵌め合わされている。ポンプ部３００のリア側開口部に接続されるハウジング１４０１の頂壁１４０１ｃは、ステータ５０００のフロント側に配置され、軸受ハウジング６５０１を支持する。制御装置（不図示）は、ハウジング１４０１の底壁１４０１ｂとステータ５０００との間に配置される。ポンプ部３００の構造については、第１実施形態及び第２実施形態と同様のため、説明を省略する。
【００９５】
次に、本実施形態に係るポンプ装置１０００が有する冷却構造について説明する。本実施形態では、外部装置から供給されたオイルがポンプロータ３５１によって吸入口３２ｃから吐出口３２ｄに流れるとともに、モータ部２０００内に吸入され、モータ部２０００内を循環する。この循環によりステータ５０００及びロータ４０００を冷却することを実現する。以下、ポンプ装置１０００におけるオイルの流路について、第１実施形態及び第２実施形態との差異を中心に説明する。
【００９６】
ポンプ装置１０００は、図６に示すように、ポンプ部３００内とハウジング１４０１内とを繋ぐ第１流路１ａ〜１ｄと、ステータ５０００の外周面より径方向内側に設けられた第２流路２ａ〜２ｄと、ステータ５０００とロータ４０００との間に設けられた第３流路３と、第３流路３からポンプ部３００内の負圧領域へ繋がる第４流路４と、を有する。
【００９７】
本実施形態の第１流路１は、以下の第１流路１ａ〜第１流路１ｄの少なくともいずれか一部を通る。第１流路１ａは、軸受ハウジング６５０１と上側軸受部材４２１との間に位置する。第１流路１ｂは、上側軸受部材４２１の内部を通る流路である。第１流路１ｃは、シャフト４１と上側軸受部材４２１との間に位置する。第１流路１ｄは、シャフト４１とポンプボディ３１１との間に位置する。
【００９８】
なお、上側軸受部材４２１の位置は、図６に示した位置に限られるものではなく、ポンプボディ３１１が上側軸受部材４２１を有していてもよい。その場合、第１流路１ａは、ポンプボディ３１１と上側軸受部材４２１との間に設けられる。また、上側軸受部材４２１を設けず、ポンプボディ３１１がすべり軸受構造を有していてもよい。その場合、第１流路は、シャフト４１とポンプボディ（軸受部材）との間を通る第１流路１ｄを通る。
【００９９】
また、上側軸受部材４２１は、ボールベアリングであってもよい。その場合、第１流路は、ボールベアリング（軸受部材）の隣り合うボールの間、すなわち軸受部材の内部を通る第１流路１ｂである。なお、第１流路１ａ〜第１流路１ｄが設けられる上側軸受部材４２１、ポンプボディ３１１、及びシャフト４１の少なくともいずれか１つに切り欠き部または貫通孔が設けられてもよい。切り欠き部または貫通孔が設けられることにより、第１流路１の流路抵抗が小さくなり、ポンプ部３００からモータ部２０００へ、より効率的にオイルを吸入することができる。
【０１００】
本実施形態では、第２流路は、ステータ５０００の外周面より径方向内側に設けられる。詳細には、第２流路は、図６に示すように、以下の第２流路２ａ〜第２流路２ｅの少なくともいずれか一部を通る。第２流路２ａは、軸受ハウジング６５０１と下側軸受部材（第１の軸受部材）４２２との間に位置する。第２流路２ｂは、下側軸受部材（第１の軸受部材）４２２の内部を通る流路である。第２流路２ｃは、下側軸受部材（第１の軸受部材）４２２とシャフト４１との間に位置する。第２流路２ｄは、シャフト４１と軸受ハウジング６５０１との間に位置する。第２流路２ｅは、ステータ５０００と軸受ハウジング６５０１との間に位置する。
【０１０１】
第２流路は、第１実施形態（図３）と同様に、ステータ５０００が有するコアバック部５１に設けられた貫通孔５２ｂ、またはコアバック部５１の内周面に設けられた切り欠き部５１ａと軸受ハウジング６５０１との間に設けてもよい。なお、図３では、軸受ハウジング６５０２で図示しているが、軸受ハウジング６５０１で読み替えればよい。なお、切り欠き部５１ａの代わりに軸受ハウジング６５０１の外周面に切り欠き部を設けてもよく、また両方の切り欠き部を設けてもよい。第２流路２ａ〜第２流路２ｅに流入したオイルは、フロント側からリア側へ流れ、第３流路３へ繋がる。第４流路４は、第１実施形態と同様のため、説明を省略する。
【０１０２】
なお、第３流路３からロータヨーク４３０１の外周面とハウジング１４０１の内周面にオイルが流れることもありうる。この場合、オイルはハウジング１４０１の底壁１４０１ｂに溜まり、やがてロータヨーク４３０１の外周面とハウジング１４０１の内周面との間をポンプ部３００の方向にオイルが流れる。図６に示した、ロータヨーク４３０１とハウジング１４０１との間の流路を示す矢印は、上述した流路を示している。
【０１０３】
ステータ５０００及びロータ４０００は、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、樹脂による一体成型品であってもよい。ステータ５０００またはロータ４０００が樹脂による一体成型品である場合、ステータ５０００またはロータ４０００がオイルと接触する表面積を増大する。このため、より効率よくモータ部２０００内を冷却することができる。
【０１０４】
本実施形態によれば、ポンプ装置１０００は、軸方向に延びる中心軸を中心として回転するシャフト４１と、シャフト４１を回転させるモータ部２０００と、モータ部２０００の軸方向一方側に位置し、モータ部２０００によってシャフト４１を介して駆動され、オイルを吐出するポンプ部３００と、を有し、モータ部２０００は、シャフト４１の周囲において回転するロータ４０００と、ロータ４０００と対向して配置されたステータ５０００と、ロータ４０００及びステータ５０００を収容するハウジング１４０１と、を有し、ポンプ部３００は、シャフト４１に取り付けられるポンプロータ３５１と、オイルを吸入する吸入口３２ｃと、オイルを吐出する吐出口３２ｄとが設けられ、ポンプロータ３５１を収容するポンプケース（３１１及び３２１）と、を有し、ポンプ部３００内とハウジング１４１内とを繋ぐ第１流路と、ステータ５０００の外周面より径方向内側に設けられた第２流路と、ステータ５０００とロータ４０００との間に設けられた第３流路と、第３流路からポンプ部３００内の負圧領域へ繋がる第４流路と、を有する。
【０１０５】
ポンプ装置１０００は、ポンプロータ３５１の加圧を使用し、モータ部２０００内にオイルを流す。ここで、第２流路２ａ〜第２流路２ｅを設けることにより、モータ部２０００内に効率よくオイルを循環させることができる。このように、モータ部２０００内にオイルが効率よく循環することにより、ロータ４０００とステータ５０００を同時に冷却する構造を提供することができる。すなわち、モータの温度上昇を抑えるための冷却効果の高い構造を提供することができる。
【第４実施形態】
【０１０６】
次に、本発明の第４実施形態に係るポンプ装置について説明する。第４実施形態は、第３実施形態と同様に、外部装置から供給されたオイルがポンプロータによって吸入口３２ｃから吐出口３２ｄに流れるとともに、モータ部２０１内に吸入され、モータ部２０１内を循環することによってステータ５０１及びロータ４０２を冷却することを実現する。第３実施形態では、モータ部２０００は、ステータ５０００がロータ４０００の径方向内側に位置するアウターロータ型モータの構成を有する。これに対して、本実施形態におけるモータ部２０１は、ステータ５０１がロータ４０２と軸方向に対向して配置されるアキシャルギャップ型モータの構成を有する。以下、第１実施形態〜第３実施形態との差異を中心に説明する。本実施形態に係るポンプ装置１０１では、第１実施形態〜第３実施形態に係るポンプ装置と同一構成のものには同一の符号を付し、説明を省略する。
【０１０７】
図７は、本実施形態のポンプ装置１０１を示す断面図である。
ポンプ装置１０１は、図７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。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２０１とポンプ部３００とは、軸方向に沿って並んで設けられる。
【０１０８】
モータ部２０１は、ロータ４０２と、ステータ５０１と、上側軸受部材（第２の軸受部材）４２１と、下側軸受部材（第１の軸受部材）４２２と、制御装置（不図示）と、バスバーアッシー（不図示）と、コネクタ（不図示）と、を有する。ロータ４０２は、径方向に延びる円盤状である。ロータ４０２は、ステータ５０１と対向する面（＋Ｚ側面）に周方向に配列された複数のマグネット４４２と、マグネット４４２を保持するロータヨーク４３２とを有する。すなわち、マグネット４４２は、ステータ５０１の軸方向のリア側端部に対向して配置される。ロータヨーク４３２は、シャフト４１の外周面に固定される。
【０１０９】
上側軸受部材４２１及び下側軸受部材４２２は、シャフト４１を回転可能に支持する。上側軸受部材（第２の軸受部材）４２１及び下側軸受部材（第１の軸受部材）４２２は、軸受ハウジング６３０に固定される。ステータ５０１は、周方向に配列された複数の平面視扇状のコアと、それぞれのコアに設けられたコイルと、それぞれのコアのコイルから引き出されたコイル引出線と、複数のコアを一体に固着するモールド樹脂と、ステータ５０１の外周端に設けられた複数の引出線支持部と、を有する。
【０１１０】
ハウジング１４１は、モータ部２０１の筐体を構成する。なお、ステータ５０１のリア側（−Ｚ側）に制御装置（不図示）及びバスバーアッシー（不図示）が収容されていてもよい。ステータ５０１のリア側（−Ｚ側）にロータ４０２が収容される。ハウジング１４１は、リア側が開口した有蓋円筒状の第１ハウジング１２１と、第１ハウジング１２１のリア側（−Ｚ側）に連結された有底円筒状の第２ハウジング（カバー）１３１とを有する。ハウジング１４１の材質は、例えば金属または樹脂である。
【０１１１】
第１ハウジング１２１は、円盤状の頂壁１２１ａを有し、頂壁１２１ａの中央部にシャフト４１が通される。軸受ハウジング６３０は、ポンプ部３００のリア側開口部に嵌合される。軸受ハウジング６３０は、上側軸受部材４２１及び下側軸受部材４２２を保持する。
【０１１２】
第２ハウジング１３１は、円盤状の底壁１３１ａと、底壁１３１ａの周縁部からフロント側（＋Ｚ側）へ延びるカバー円筒部１３１ｂとを有する。なお、上側軸受部材４２１及び下側軸受部材４２２の位置は図７に示した位置に限られるものではなく変化しうる。例えば、上側軸受部材４２１は、モータ部２０１ではなく、ポンプ部３００が有していてもよい。カバー円筒部１３１ｂは、第１ハウジング１２１のリア側（−Ｚ側）開口部に固定される。より詳細には、第２ハウジング１３１のフランジ部１１１及び１１２と、第１ハウジング１２１のフランジ部１１３及び１１４とを用いて、ボルト締結等の方法により第１ハウジング１２１と第２ハウジング１３１とが固定される。
【０１１３】
第２ハウジング１３１に制御装置（不図示）及びバスバーアッシー（不図示）が収容される場合、第２ハウジング１３１の底壁１３１ａには、軸方向に貫通する貫通孔（不図示）が設けられ、貫通孔にコネクタ（不図示）が取り付けられる。コネクタにはバスバーアッシーから底壁１３１ａを貫通してリア側（−Ｚ側）に延びる外部接続端子（不図示）が配置される。
【０１１４】
ポンプ部３００は、モータ部２０１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３００は、モータ部２０１によってシャフト４１を介して駆動される。ポンプ部３００は、ポンプボディ３１１と、ポンプロータ３５１と、ポンプカバー３２１と、を有する。ポンプロータ３５１は、インナーロータ３７１及びアウターロータ３８１を有する。
【０１１５】
ポンプカバー３２１は、吐出口３２ｄを有する。ポンプ部３００は、第１実施形態と同様に、容積型ポンプであり、本実施形態ではトロコイドポンプである。なお、ポンプ部３００は、トロコイドポンプに限られるものではなく、容積型ポンプであれば他の形式のポンプであってもよい。ポンプ部３００が有する各部材についての説明は、第１実施形態と同様のため省略する。ポンプ部３００の構造については、第１実施形態〜第３実施形態と同様のため、説明を省略する。
【０１１６】
次に、本実施形態に係るポンプ装置１０１が有する冷却構造について説明する。本実施形態では、外部装置から供給されたオイルがポンプロータ３５１によって吸入口３２ｃから吐出口３２ｄに流れるとともに、モータ部２０１内に吸入され、モータ部２０１内を循環する。この循環によりステータ５０１及びロータ４０２を冷却することを実現する。以下、ポンプ装置１０１におけるオイルの流路について、第３実施形態との差異を中心に説明する。
【０１１７】
ポンプ装置１０１は、図７に示すように、ポンプ部３００内とハウジング１４１内とを繋ぐ第１流路１１ａ〜１ｄと、ステータ５０１の外周面より径方向内側に設けられた第２流路２ａ〜２ｅと、ステータ５０１とロータ４０２との間に設けられた第３流路３）と、第３流路３からポンプ部内の負圧領域へ繋がる第４流路４と、を有する。
【０１１８】
本実施形態の第１流路１ａ〜１ｄ、第２流路２ａ〜２ｅ、及び第４流路４は、第３実施形態と同様のため、説明を省略する。第３流路３は、ステータ５０１の軸方向のリア側端面と、ロータ４０２の軸方向のフロント側端面との間に位置する。第２流路２ａ〜２ｅから流入したオイルは、第３流路３を通り、ステータ５０１とハウジング１４１の側面との間（第５流路５）を通って第４流路４へ流入する。
【０１１９】
本実施形態によれば、ポンプ装置１０１は、軸方向に延びる中心軸を中心として回転するシャフト４１と、シャフト４１を回転させるモータ部２０１と、モータ部２０１の軸方向一方側に位置し、モータ部２０１によってシャフト４１を介して駆動され、オイルを吐出するポンプ部３００と、を有し、モータ部２０１は、シャフト４１の周囲において回転するロータ４０２と、ロータ４０２と対向して配置されたステータ５０１と、ロータ４０２及びステータ５０１を収容するハウジング１４１と、を有し、ポンプ部３００は、シャフト４１に取り付けられるポンプロータ３５１と、オイルを吸入する吸入口３２ｃと、オイルを吐出する吐出口３２ｄとが設けられ、ポンプロータ３５１を収容するポンプケース（３１１及び３２１）と、を有し、ポンプ部３００内とハウジング１４１内とを繋ぐ第１流路１と、ステータ５０１の外周面より径方向内側に設けられた第２流路２ａ〜２ｅと、ステータ５０１とロータ４０２との間に設けられた第３流路３と、第３流路３からポンプ部３００内の負圧領域へ繋がる第４流路４と、を有する。
【０１２０】
ポンプ装置１０１は、ポンプロータ３５１の加圧を使用し、モータ部２０１内にオイルを流す。ここで、第２流路２ａ〜２ｅを設けることにより、モータ部２０１内に効率よくオイルを循環させることができる。このように、モータ部２０１内にオイルが効率よく循環することにより、ロータ４０２とステータ５０１を同時に冷却する構造を提供することができる。すなわち、モータの温度上昇を抑えるための冷却効果の高い構造を提供することができる。
【０１２１】
ステータ５０１及びロータ４０２は、第１実施形態〜第３実施形態と同様に、樹脂による一体成型品であってもよい。ステータ５０１またはロータ４０２が樹脂による一体成型品である場合、ステータまたはロータがオイルと接触する表面積を増大する。このため、より効率よくモータ部２０１内を冷却することができる。
【０１２２】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。
【０１２３】
本出願は、２０１６年９月３０日に出願された日本出願特願２０１６−１９５２８２号に基づく優先権を主張し、当該日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
【符号の説明】
【０１２４】
１００１    ポンプ装置
１４０２    ハウジング
２００１    モータ部
３００      ポンプ部
３１１      ポンプボディ
３２１      ポンプカバー
３３１      ポンプ室
４１        シャフト
【図１】
2018062094.tif 000003
【図２】
2018062094.tif 000004
【図３】
2018062094.tif 000005
【図４】
2018062094.tif 000006
【図５】
2018062094.tif 000007
【図６】
2018062094.tif 000008
【図７】
2018062094.tif 000009
【国際調査報告】
2018062094.tif 000010
2018062094.tif 000011
2018062094.tif 000012
2018062094.tif 000013