(57)【要約】【課題】軸受を支持する部品点数の削減を可能とし小型で低コストを実現できる電動オイルポンプ装置を提供する。【解決手段】ブラシレスモータ３のリア側において、コイル１７同士を接続する複数の帯状のバスバー３１を保持する環状のバスバー保持部材２２は、ブラシレスモータ３のロータ側に設けた軸受保持部２３の内周面側にリア側の軸受２９を保持するとともに、外周面側に突起した嵌合部３４によりステータ５と嵌合し固定される。ステータコア９のティースを覆うインシュレータ２１は、軸線方向に反ポンプ側に延びた凹状の突起部３３を有し、バスバー保持部材２２の凸状の嵌合部３４は、インシュレータ２１の突起部３３に嵌合して固定される。【選択図】図１
2013247761.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オイルポンプと、
前記オイルポンプに回転軸線方向に隣接して設けられ、ポンプロータを回転駆動する電動モータと、
ポンプハウジングに回転可能に軸承され、前記ポンプロータと前記電動モータのロータとを連結する金属製の回転軸と、
前記電動モータに隣接して設けられ、前記電動モータを駆動制御するコントローラの制御基板と、を備え、
前記電動モータは、環状のステータを固定する金属製の固定部材と、
前記ステータを形成するステータコアのティース部を覆い絶縁するインシュレータと、
前記インシュレータに巻回されるコイルと接続されるバスバーを保持する樹脂製の環状のバスバー保持部材と、を備え、
前記バスバー保持部材は、内周面側に前記電動モータのロータの前記ポンプハウジングと反対側に設けた軸受を保持する軸受保持部と、外周面側に前記ステータと嵌り合って固定される嵌合部と、を有することを特徴とする電動オイルポンプ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電動オイルポンプ装置において、
前記インシュレータは、前記回転軸線方向に延在する突起部を備え、前記バスバー保持部材の嵌合部外径は、前記突起部内径と嵌合することを特徴とする電動オイルポンプ装置。
【請求項３】
請求項１に記載の電動オイルポンプ装置において、
前記固定部材は、前記回転軸線方向に延在する突出部を備え、前記バスバー保持部材の嵌合部外径は、前記突出部内径と嵌合することを特徴とする電動オイルポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動オイルポンプ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電動オイルポンプ装置には、流体（油）を循環させるオイルポンプとオイルポンプを駆動する電動モータとを組み合わせたものがある。このような電動オイルポンプ装置として、電動モータとオイルポンプがオイルポンプの中心軸方向に並んで配置され、共通のハウジング内に一体に組み込まれたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１の技術によれば、電動オイルポンプ装置は、モータ軸の両側に軸受が配置された２箇所支持の構造になっている。このため、モータ軸が長くなり、また、オイルポンプと反対側に配置された軸受を支持するための部材が必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２７４９２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記オイルポンプのポンプハウジング側の軸受と反対側に配置された軸受を支持する方法として、専用の金属製の保持器を設ける、あるいは、金属製の保持部材をモータハウジングに一体成形することが行われる場合がある。しかしながら、これらの方法は他の電気部品との干渉を避けるため形状が複雑になることや、部品の追加や部品の追加加工が必要となることによって、製品コストおよび製造コストの増大を発生させる場合がある。また、モータ軸の両側に軸受を配置した構造にする場合、ステータ内径の芯出しとともに、両軸受の同軸度、すなわち、モータ軸両端を軸受支持されるロータの芯出しを精度よく行う必要がある。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、軸受を支持する部品点数の削減を可能とし小型で低コストを実現できる電動オイルポンプ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、オイルポンプと、前記オイルポンプに回転軸線方向に隣接して設けられ、ポンプロータを回転駆動する電動モータと、ポンプハウジングに回転可能に軸承され、前記ポンプロータと前記電動モータのロータとを連結する金属製の回転軸と、前記電動モータに隣接して設けられ、前記電動モータを駆動制御するコントローラの制御基板と、を備え、前記電動モータは、環状のステータを固定する金属製の固定部材と、前記ステータを形成するステータコアのティース部を覆い絶縁するインシュレータと、前記インシュレータに巻回されるコイルと接続されるバスバーを保持する樹脂製の環状のバスバー保持部材と、を備え、前記バスバー保持部材は、内周面側に前記電動モータのロータの前記ポンプハウジングと反対側に設けた軸受を保持する軸受保持部と、外周面側に前記ステータと嵌り合って固定される嵌合部と、を有することを要旨とする。
【０００７】
上記構成によれば、環状のバスバー保持部材は、電動モータのロータ側に設けた軸受保持部の内周面側にリア側の軸受を保持し、外周面側に突起した嵌合部によりステータと嵌合している。これにより、バスバー保持部材はステータに固定され、バスバー保持部材を介してステータとリア側の軸受との同心度が確保される。この結果、リア側の軸受を支持するための部品が不要となりコスト低減が図られるとともに、回転軸の軸長の短縮を可能とすることができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電動オイルポンプ装置において、前記インシュレータは、前記回転軸線方向に延在する突起部を備え、前記バスバー保持部材の嵌合部外径は、前記突起部内径と嵌合することを要旨とする。上記構成によれば、インシュレータは、軸線方向にオイルポンプと反対側に延びた凹状の突起部を有し、バスバー保持部材の外周面側に突出した凸状の嵌合部がインシュレータの突起部に嵌合して固定される。これにより、ステータのインシュレータ突起部とバスバー保持部材とによるステータとリア側の軸受との同心度を確保できる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の電動オイルポンプ装置において、前記固定部材は、前記回転軸線方向に延在する突出部を備え、前記バスバー保持部材の嵌合部外径は、前記突出部内径と嵌合することを要旨とする。上記構成によれば、固定部材は、軸線方向にオイルポンプと反対側に延びて径方向内側に形成された凹状の突出部を有し、バスバー保持部材の外周面側に突出した凸状の嵌合部が固定部材の突出部に嵌合して固定される。これにより、ステータの固定部材突出部とバスバー保持部材とによるステータとリア側の軸受との同心度を確保できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、軸受を支持する部品点数の削減を可能とし小型で低コストを実現できる電動オイルポンプ装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電動オイルポンプ装置の概略構成を示す縦断面図。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る電動オイルポンプ装置の概略構成を示す縦断面図。
【図３】図１，２におけるバスバー保持部材の第３の実施形態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電動オイルポンプ装置の概略構成を示す縦断面図である。図１に示すように、電動オイルポンプ装置１は、自動車のトランスミッション用油圧ポンプとして用いられ、オイルポンプ（例えば、内接ギヤポンプ）２とオイルポンプ２を回転駆動する電動モータ（以下、ブラシレスモータという）３とが隣接してユニット化（一体化）されている。また、コントローラ４もモータハウジング１５内に組み込まれている。なお、図１に示すブラシレスモータ３は、例えば、ダブルスター結線された３相巻線を有するセンサレスブラシレスモータである。
【００１３】
オイルポンプ２は、ここではトロコイド曲線型ポンプを用いていて、トロコイド歯形を有する内歯を備えたポンプ用アウタロータ（以下、アウタロータという）１０の内周側に、外歯を備えたポンプ用インナロータ（以下、インナロータという）１１を噛み合わせ、ポンププレート１４とポンプハウジング１３との間に形成されたポンプ室１２内にこれらのアウタロータ１０およびインナロータ１１を偏心して回転自在に配置したポンプ部（ポンプロータ）を構成したものである。
【００１４】
インナロータ１１は、回転駆動軸（回転軸）７におけるモータ用ロータ（以下、ロータという）６を形成した部分より一方に寄った部分（図１左側）に外嵌固着されて、この回転駆動軸７とともに回転するようになっている。アウタロータ１０は、このインナロータ１１の外歯よりも１歯多い内歯を備え、回転駆動軸７に対して偏心した位置を中心にポンプ室１２内で回転自在となるように配置されている。また、インナロータ１１は、外歯がこのアウタロータ１０の内歯に全周の一部で噛み合うとともに、各外歯がこのアウタロータ１０の内面に全周の各所でそれぞれほぼ内接しながら回転するようになっている。
【００１５】
したがって、ブラシレスモータ３により回転駆動軸７が回転駆動されると、このオイルポンプ２のアウタロータ１０およびインナロータ１１の間隙の容積がこの回転駆動軸７の１回転の間に拡大と縮小を繰り返すので、これらの間隙に通じるポンププレート１４に設けられたインポートからアウトポートに向けて油を送り出すポンプ動作が行われることになる。
【００１６】
ブラシレスモータ３は、回転するロータ６と、このロータ６の外周面の外側に固定されたモータ用ステータ（以下、ステータという）５とで構成される。ロータ６は、回転駆動軸７の外周面に、例えば、複数個の永久磁石８を周方向に沿って並べて配置して形成したものである。回転駆動軸７は、ブラシレスモータ３とオイルポンプ２とで共用する回転軸であり、両端部をポンプハウジング１３およびバスバー保持部材２２の軸受保持部２３の内部に配置されたフロント側およびリア側の軸受（例えば、転がり軸受）２８，２９によって回転自在に軸支されている。
【００１７】
ステータ５は、ロータ６の外周面の外側にわずかなエアギャップを介してステータコア９の分割された内向きの図示しないティースを複数個配置している。このステータコア９の各ティースには、コイル１７をステータコア９から絶縁するための樹脂製（例えば、ＰＰＳ）のインシュレータ２１が軸線方向両端から装着されそれぞれ３相のコイル１７が巻回されてステータサブアッシーを形成している。また、ステータ５は、上記複数のステータサブアッシーから構成され、各ステータサブアッシーは、周囲を円筒状薄肉の金属製（例えば、鉄）のカラー１６に圧入され、締め付け固定されている。
【００１８】
コイル１７の巻き始めの端部は、ピン状のバスバー１８と電気的に接続されている。インシュレータ２１は、ブラシレスモータ３の駆動端子となる３本のバスバー１８と一体にモールドされており、各バスバー１８は、インシュレータ２１の右端部から回転軸線に平行に延びている。
【００１９】
バスバー保持部材２２は、樹脂材料（例えば、ＰＰＳ）により形成され、環状の大径側（図１右側）にコイル１７同士を電気的に接続するための複数のバスバー端子３２を備えた複数の帯状のバスバー３１が配設されている。また、バスバー保持部材２２の小径側（図１左側）の軸受保持部２３内面にはリア側の軸受２９が保持されている。ここで、バスバー３１は、長尺の金属板材（例えば、銅、銅合金）が平板を折り曲げる等の加工を施すことで、所定の形状に成形されたものである。そして、帯状に形成されたバスバー３１の環状導体部は、バスバー保持部材２２に周方向に設けられた複数の収納溝に沿って一体に嵌め込まれている。このバスバー３１には、一端が開いたスリット状部を有するバスバー端子３２が複数形成されている。そして、各コイル１７の巻き始め、巻き終わりの端部が係合されて、この係合部がさらにヒュージング加工により抵抗溶接されている。
【００２０】
また、バスバー保持部材２２の外周面には全周に突出する凸状の嵌合部３４が形成され、インシュレータ２１の回転軸線方向に延在する凹状の突起部３３と嵌合してインシュレータ２１とバスバー保持部材２２とが固定されている。また、ステータコア９の貫通孔を通して挿入された複数のボルト２６をポンプハウジング１３にねじ締結することにより、ブラシレスモータ３のステータ５がオイルポンプ２に固定されている。
【００２１】
オイルポンプ２のハウジングを構成するポンププレート１４およびポンプハウジング１３は、非磁性材料（例えば、アルミダイカスト）により形成されている。ブラシレスモータ３およびコントローラ４を収容するモータハウジング１５およびカバー２７は、樹脂材料（例えば、熱可塑性樹脂）により形成される。電動オイルポンプ装置１のハウジング本体は、上記ポンププレート１４，ポンプハウジング１３、モータハウジング１５、およびカバー２７により構成されている。ここで、モータハウジング１５およびカバー２７は、防水カバーを形成している。ポンプハウジング１３、カラー１６、インシュレータ２１およびバスバー保持部材２２は、回転軸線方向に相互に組み合わせられてブラシレスモータ３のステータ５およびロータ６を固定している。
【００２２】
また、本発明の第１の実施形態の電動オイルポンプ装置１には、ブラシレスモータ３を制御するためのコントローラ４の制御基板（以下、基板という）２４がバスバー保持部材２２に設けられた基板取付部を介してねじ止めにより取り付けられている。基板２４には、直流電源を交流に変換してブラシレスモータ３の各コイル１７に駆動電流を供給するインバータ回路、およびホール素子等のセンサが検出したアウタロータ１０の回転位置の情報に基づいて、このインバータ回路を制御する制御回路からなる制御回路部２５が搭載されている。コントローラ４の制御回路部２５を構成する上記インバータ回路および制御回路のマイコンやコイル、コンデンサ等の電子部品が基板２４の両面に実装されている。
【００２３】
各コイル１７と接続されインシュレータ２１に絶縁支持されたブラシレスモータ３の相出力端子であるバスバー１８は、基板２４に設けられたスルーホールを挿通し、基板２４上の制御回路部２５に接続されている。バスバー１８は、各相のコイル１７の巻き始めの端部を電気的に接続する結線部材であり、本実施例では３個のインシュレータ２１にそれぞれバスバー１８がモールドされている。また、バスバー１８は、基板２４と電気的に接続される中継部材として形成され、各相の電極を構成している。
【００２４】
モータハウジング１５の側面にはコネクタシェル１９がモータハウジング１５と一体に設けられ、その内部のコネクタピン（ターミナル）２０が基板２４に設けられたスルーホールに挿入されてはんだ付けにより基板２４上の制御回路部２５と電気的に接続されている。なお、このコネクタシェル１９には、別体の電源が接続された図示しないハーネスのコネクタが装着されるようになっている。
【００２５】
ともに樹脂材料により形成されたモータハウジング１５とカバー２７とは、ここでは、スピン溶着を用いて接合されている。モータハウジング１５の開口部を覆うカバー２７の裏面側には、円環状の溶着用リブが形成されており、カバー２７を回転させながら溶着用リブを加熱溶融させ、固定した相手部品のモータハウジング１５の凹状部に押し付けることで溶着されている。
【００２６】
そして、上記構成により、制御回路部２５によって制御された駆動電流がブラシレスモータ３の各コイル１７に供給される。これにより、コイル１７に回転磁界が発生し、永久磁石８にトルクが生じてロータ６が回転駆動される。このようにして、インナロータ１１が回転駆動されると、アウタロータ１０がこれに従動して回転し、これらのアウタロータ１０の内歯と，インナロータ１１の外歯の間隙が拡縮を繰り返すので、ポンププレート１４のインポートおよびアウトポートを通じて油を吸入・吐出するポンプ動作が行われる。
【００２７】
次に、図２は、本発明の第２の実施形態に係る電動オイルポンプ装置の概略構成を示す縦断面図である。ここで、本実施形態は、バスバー保持部材２２がカラー３０と嵌合し固定されているものであり、その点を除いて図１に示した第１の実施形態と同様の構成を有する。図２において、図１のものに相当する部分には、同じ参照符号を付している。
【００２８】
図２に示すように、インシュレータ２１は、ブラシレスモータ３の駆動端子となる３本のピン状のバスバー１８と一体にモールドされている。コイル１７の巻き始めの端部は、バスバー１８と電気的に接続されており、各バスバー１８は、インシュレータ２１の右端部から回転軸線に平行に延びている。各ステータサブアッシーは、周囲を円筒状薄肉の金属製（例えば、鉄）のカラー３０に圧入され、締め付け固定されている。
【００２９】
バスバー保持部材２２には、環状の大径側（図２右側）にコイル１７同士を電気的に接続するための複数のバスバー端子３２を備えた複数の帯状のバスバー３１が配設されている。また、バスバー保持部材２２の小径側（図２左側）の軸受保持部２３内面にはリア側の軸受２９が保持されている。そして、帯状に形成されたバスバー３１の環状導体部は、バスバー保持部材２２に周方向に設けられた複数の収納溝に沿って一体に嵌め込まれている。
【００３０】
カラー３０は、軸線方向後方（図２右側）に延びて径方向内側に凹状の突出部３５が形成されている。また、樹脂製のバスバー保持部材２２の外周面には全周に突出する凸状の嵌合部３４が形成され、カラー３０から延在する凹状の突出部３５と嵌合してカラー３０とバスバー保持部材２２とが固定されている。また、カラー３０からステータコア９の貫通孔を通して挿入された複数のボルト２６をポンプハウジング１３にねじ締結することにより、ブラシレスモータ３のステータ５がオイルポンプ２に固定されている。
【００３１】
次に、図３は、図１，２におけるバスバー保持部材の第３の実施形態を示す図である。例えば、上述のバスバー保持部材２２が高圧力対応のオイルポンプに用いられる場合では、図３に示すように、バスバー保持部材２２のリア側の軸受保持部２３に金属製（例えば、鉄）の円筒状の軸受保持部材３６を一体成形し、内部にリア側の軸受２９を配置して保持させる。これにより、リア側の軸受２９に加わるラジアル方向の負荷力に対して強度を確保することができる。
【００３２】
次に、上記のように構成された本発明の第１〜３の実施形態に係る電動オイルポンプ装置１の作用および効果について説明する。
【００３３】
上記第１の実施形態によれば、ブラシレスモータ３のリア側において、コイル１７同士を接続する複数のバスバー３１を保持する樹脂製の環状のバスバー保持部材２２は、ブラシレスモータ３のロータ側に設けた軸受保持部２３の内周面側にリア側の軸受２９を保持するとともに、外周面側に突出した凸状の嵌合部３４によりステータ５と嵌合している。ステータコア９のティースを覆うインシュレータ２１は、軸線方向に延びた凹状の突起部３３を有し、バスバー保持部材２２の凸状の嵌合部３４がインシュレータ２１の突起部３３に嵌合し固定されている。これにより、バスバー保持部材２２は、インシュレータ２１を介してステータ５に固定され、ステータ５とリア側の軸受２９との同心度、すなわち、ステータ５のインシュレータ２１に形成された凹状の突起部３３と、バスバー保持部材２２の凸状の嵌合部３４とによる同心度が確保できる。
【００３４】
また、上記第２の実施形態によれば、ブラシレスモータ３のリア側において、複数のバスバー３１を保持する樹脂製の環状のバスバー保持部材２２は、ロータ側に設けた軸受保持部２３の内周面側にリア側の軸受２９を保持するとともに、外周面側に突出した凸状の嵌合部３４によりステータ５と嵌合している。ステータコア９を圧入固定するカラー３０は、軸線方向に延びて径方向内側に形成された凹状の突出部３５を有し、バスバー保持部材２２の凸状の嵌合部３４がカラー３０の突出部３５に嵌合し固定されている。これにより、バスバー保持部材２２は、カラー３０を介してステータ５に固定され、ステータ５とリア側の軸受２９との同心度、すなわち、ステータ５のカラー３０に延在して形成された凹状の突出部３５と、バスバー保持部材２２の凸状の嵌合部３４とによる同心度が確保できる。
【００３５】
この結果、第１，２の実施形態によれば、リア側の軸受２９を支持する軸受保持部品が不要となりコスト低減が図られる。さらに、専用の軸受保持器を設ける必要がないので、軸線方向のスペースが不要となり回転駆動軸７の軸長短縮が可能となる。
【００３６】
さらに、上記第３の実施形態によれば、第１，２の実施形態において、バスバー保持部材２２のリア側の軸受保持部２３に金属製の円筒状の軸受保持部材３６を一体成形し、内部にリア側の軸受２９を配置して保持させる。これにより、リア側の軸受２９に加わるラジアル方向の負荷力に対して強度を確保することができ、高圧ポンプへの適用が可能となる。
【００３７】
以上のように、本発明の第１〜３の実施形態によれば、リア側の軸受を支持する部品点数の削減を可能とし小型で低コストを実現できる電動オイルポンプ装置を提供できる。
【００３８】
以上、本発明に係る第１〜３の実施形態について説明したが、本発明はさらに他の形態で実施することも可能である。
【００３９】
上記第１〜３の実施形態では、ブラシレスモータ３を電動オイルポンプ装置１に適用する場合を示したが、これに限定されるものでなく、同様のブラシレスモータ３を用いた他の装置（例えば、電動パワーステアリング装置等）に適用してもよい。
【００４０】
また、上記第１〜３の実施形態では、オイルポンプ２として内接ギヤ式ポンプを用いる場合を示したが、これに限定されるものでなく、ベーン駆動や外接ギアなどを用いた回転型ポンプであってもよい。
【００４１】
なお、上記第１〜３の実施形態では、ブラシレスモータ３のロータ５は、回転駆動軸７の外周部に複数個の永久磁石（セグメント磁石）８を配置し固着する場合を示したが、リング磁石を固着したものを用いるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１：電動オイルポンプ装置、２：オイルポンプ、３：ブラシレスモータ（電動モータ）、４：コントローラ、５：モータ用ステータ、６：モータ用ロータ、７：回転駆動軸（回転軸）、８：永久磁石、９：ステータコア、１０：ポンプ用アウタロータ、１１：ポンプ用インナロータ、１２：ポンプ室、１３：ポンプハウジング、１４：ポンププレート、
１５：モータハウジング、１６，３０：カラー（固定部材）、１７：モータコイル、
１８，３１：バスバー、１９：コネクタシェル、２０：コネクタピン、２１：インシュレータ、２２：バスバー保持部材、２３：軸受保持部、２４：基板、２５：制御回路部、
２６：ボルト、２７：カバー、２８，２９：軸受、３２：バスバー端子、３３：突起部、３４：嵌合部、３５：突出部、３６：軸受保持部材
【図１】
2013247761.tif 000003
【図２】
2013247761.tif 000004
【図３】
2013247761.tif 000005