(57)【要約】【課題】小型かつ高出力でありながら放熱効果の高い電動モータを提供する。【解決手段】ポンプハウジング３に設けられた貫通孔から回転軸８を吐出部に突出させるとともに、ハウジング１と回転軸８との間に形成される空間部２１を、冷却液としての液体をモータハウジング２内部に導入する導入路とする。当該空間部２１は吐出部２５とモータハウジング２内とを連通しているため、ポンプの吐出力により吐出部２５内の潤滑用オイルがモータハウジング２内部に導入される。また、吸入部２８からモータハウジング２内部に貫通する貫通孔をポンプハウジング３に設け、この貫通孔を冷却液としての液体をハウジング内部に導入する導出路３０とする。ポンプの吸入力によりモータハウジング２内部の潤滑用オイルが、当該貫通孔を通じて、吸入部２８へ吸入される。【選択図】図１
2009019522.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉構造を有するとともにステータとロータとを内包するハウジングを備え、当該ハウジング内に設けられた導電部が絶縁された電動モータと、液体を加圧することにより外方へ吐出する吐出部と、当該液体を減圧することにより外方より吸入する吸入部とを備える電動ポンプにおいて、
前記吐出部と前記ハウジング内とを連通する導入路と、前記吐出部とにより形成されるとともに、前記液体を前記吐出部で加圧することによりハウジング内に導入する冷却液導入手段と、
前記吸入部と前記ハウジング内とを連通する導出路と、前記吸入部とにより形成されるとともに、前記冷却液を前記吸入部で減圧することによりハウジング内より導出する冷却液導出手段とを更に有することを特徴とする電動ポンプ。
【請求項２】
前記ハウジングは、当該ハウジング内と前記吐出部との間に貫通孔を備え、
前記モータは、前記ロータが固定されるとともに、その一端が前記貫通孔を介して前記吐出部へ突出する回転軸を備え、
前記回転軸と前記ハウジングとの間には空間部が設けられ、
前記空間部が前記導入路を兼ねることを特徴とする請求項１に記載の電動ポンプ。
【請求項３】
前記導出路が前記ハウジング内と前記吸入部とを連通する第２の貫通孔であることを特徴とする請求項１または２に記載の電動ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動ポンプに関する。更に特定的には、冷却効果を高めた電動ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電動ポンプ、特に比較的粘度の高いオイルを循環する電動オイルポンプにおいては、使用する電動モータに高負荷がかかりやすく、使用環境温度が高くかつ循環するオイルの油温が高い場合には電動モータも高温となり、動作不良が生じることがある。そこで、もっとも高温となりやすい電動モータ内部のロータおよびステータを直接オイルにより冷却するベーンポンプが提案されている（例えば特許文献１）。
【特許文献１】特開平５−１２２９０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１に示した技術においては吸い込みから流体を電動モータのハウジング内部に引き込み、ハウジング内部を冷却した後、ベーンポンプから排出している。同技術によると、流体は全量電動モータのハウジング内を流れた後排出されるため、流路における抵抗が大きく、ポンプ効率を大きく損なう。特に、特許文献１の図２の形態においてはインペラの吸引力によって電動モータのハウジング内に流体に引き込む構造であるため、他の既存の形式にポンプには適用できない。また、いずれの形態においてもポンプ全体として専用の設計をすることを必要とし、従来のポンプの設計を利用することができない。
【０００４】
本発明は、かかる現状を鑑みて成されたもので、既存の形式のポンプに簡易な構造を付加するだけで、電動ポンプのポンプ効率の低下を抑制しつつ使用する電動モータを効率よく冷却できる冷却構造を有する電動ポンプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明にかかる電動ポンプは、密閉構造を有するとともにステータとロータとを内包するハウジングを備え、当該ハウジング内に設けられた導電部が絶縁された電動モータと、液体を加圧することにより外方へ吐出する吐出部と、当該液体を減圧することにより外方より吸入する吸入部とを備える電動ポンプである。前記吐出部と前記ハウジング内とを連通する導入路と、前記吐出部とにより形成されるとともに、前記液体を前記吐出部で加圧することによりハウジング内に導入する冷却液導入手段と、前記吸入部と前記ハウジング内とを連通する導出路と、前記吸入部とにより形成されるとともに、前記冷却液を前記吸入部で減圧することによりハウジング内より導出する前記冷却液導出手段とを更に有することを特徴とする。
【０００６】
上記構成によると、吐出部と前記ハウジング内とを連通する導入路と、前記吐出部とにより形成されるとともに、前記液体を前記吐出部で加圧することによりハウジング内に導入する冷却液導入手段を有するので、吐出部により加圧された液体が導入路を介してハウジング内に導入される。また、前記吸入部と前記ハウジング内とを連通する導出路と、前記吸入部とにより形成されるとともに、前記冷却液を前記吸入部で減圧することによりハウジング内より導出する前記冷却液導出手段を有するので、ハウジング内に導入されハウジング内部のロータやステータを冷却した液体は、吸入部で減圧されることにより導出路を介して導出される。従って、導入路および導出路の形状により、導入および導出量の調整が可能であり、必ずしも吐出部から吐出される液体および吸入部から吸入される液体の全てをハウジング内に導入および導出する必要はない。そのため、冷却に必要な量だけハウジング内部に液体を導入および導出することができ、液体の流路における抵抗を抑制しつつ電動モータを冷却することができる。更に吐出部と吸入部とを有する電動ポンプであれば電動ポンプの形式にかかわらず適用でき、導入路および導出路を設けることにより従来のポンプに容易に適用できる。
【０００７】
本発明にかかる電動ポンプは、ハウジングが当該ハウジング内と前記吐出部との間に貫通孔を備え、モータは、前記ロータが固定されるとともに一端が前記貫通孔を介して前記吐出部へ突出する回転軸を備え、前記回転軸と前記ハウジングとの間には空間部が設けられ、前記空間部が前記導入路を兼ねることが好ましい。
【０００８】
上記構成によると、回転軸とハウジングとの間には空間部が設けられ、空間部が導入路を兼ねるため、別段の導入路を設ける必要がなく、安価かつ容易に導入路を構成できる。
【０００９】
本発明にかかる電動ポンプにおいて、前記導出路が前記ハウジング内と前記吸入部とを連通する第２の貫通孔であることが好ましい。
【００１０】
上記構成によると、前記導出路が前記ハウジング内と前記吸入部とを連通する第２の貫通孔であるため、別段の配管を付加する必要がなく、電動ポンプの大型化を防止する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、既存の形式のポンプに簡易な構造を付加するだけで、電動ポンプのポンプ効率の低下を抑制しつつ使用する電動モータを効率よく冷却できる冷却構造を有する電動モータを提供することにある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
潤滑用オイルの循環に使用される内接歯車方式のオイルポンプに本発明を適用した電動ポンプの実施形態を、図１を参照して、以下に説明する。
【００１３】
本実施形態にかかる内接歯車方式のオイルポンプのハウジング１は有底略円筒状のモータハウジング２を有底略円筒状のポンプハウジング３の底部により封じた形状である。モータハウジング２の内周面４には電磁力を発生するステータ５が圧入、接着、ねじ止め等の方法により固定されている。また、モータハウジング２の略円盤状の底部の内面には円筒状の突出部６が設けられ、同突出部６の内周面にはすき間嵌め、しまり嵌めなどにより転がり軸受７が固定されている。更に、この転がり軸受７により回転軸８の一方の端部である後部端９が支承されている。回転軸８の長手方向中央部の外周面には、永久磁石であるロータ１０が上記ステータ５と対向するように固定されている。
【００１４】
一方、ポンプハウジング３は有底略円筒状であり、ポンプハウジング３の底部１１によりモータハウジング２の開口部を封じている。底部１１の外面（ロータ側面）には円筒状の突出部１２が設けられ、同突出部１２の内周面にはすき間嵌め、しまり嵌めなどにより転がり軸受１３が固定されている。更に、この転がり軸受１３により回転軸８の一方の端部である前部端１４が支承されている。
【００１５】
ポンプハウジング３の略円筒状の内周面に接するように、略環状のアウターロータ１５が、回転可能な状態ではめ込まれている。なお、アウターロータ１５は中央部に孔を有し、孔の周辺部は内歯１８となっている。アウターロータ１５の中央部の孔には、外周部に外歯１９を有する歯車状のインナーロータ２０が配設されている。
【００１６】
また、ポンプハウジング３の底部中央には貫通孔が設けられ、この貫通孔を介して回転軸８の前部端１４が突出している。回転軸８とハウジング１との間には空間部２１が設けられている。なお、この前部端１４に上記インナーロータ２０が固定されている。更にポンプハウジング３の開口部にはカバー２２がねじ止め等で固定されている。
【００１７】
ここで、インナーロータ２０の外径よりアウターロータ１５の内径が大きく設計されているため、アウターロータ１５の内歯１８とインナーロータ２０の外歯１９との間に隙間が設けられている。また、アウターロータ１５とインナーロータ２０とは中心軸の位置がずらされているので、アウターロータ１５の内歯１８とインナーロータ２０の外歯１９との距離は一部では小さく、一部では大きい。カバー２２の一部であるとともに、内歯１８と外歯１９との距離が最も小さい部分の隙間からインナーロータ２０の回転方向に沿って内歯１８と外歯１９との距離が最も大きい部分の隙間までを覆う部分の一部に、吸入口２６が設けられている。内歯１８と外歯１９との距離が最も小さい部分からインナーロータ２０の回転方向に沿って内歯１８と外歯１９との距離が最も大きい部分までの隙間２４と、上記吐出口２３とが吐出部２５を形成している。この吐出部２５において潤滑用オイルが加圧され、外方に吐出される。同様に、カバー２２の一部であるとともに、内歯１８と外歯１９との距離が最も大きい部分の隙間からインナーロータ２０の回転方向に沿って内歯１８と外歯１９との距離が最も小さくなる部分の隙間までを覆っているカバー２２の部分の一部に、吸入口２６が設けられている。内歯１８と外歯１９との距離が最も大きい部分からインナーロータ２０の回転方向に沿って内歯１８と外歯１９との距離が最も小さくなる部分の隙間２７と、上記吸入口２６とが吸入部２８を形成している。この吸入部２８において潤滑用オイルが減圧され外方より吸入される。
【００１８】
更に、ハウジング１と回転軸８との間に空間部２１が設けられており、この空間部２１が吐出部２５とハウジング内部を連通する導入路となっている。ポンプ運転中において、吐出部２５は吐出口２３から外部に潤滑用オイルを吐出するとともに、導入路を経由してハウジング内部に潤滑用オイルを導入する。かかる潤滑用オイルがハウジング内部を冷却する冷却液として機能する。従来、ハウジング１と回転軸８との間に、シール部材が設けられていたが、同シール部材は当該空間部２１が冷却液の導入路として機能することを妨げるため、本実施例においては用いられない。
【００１９】
また、ポンプハウジング３の底部は、吸入部２８とモータハウジング２内部とを連通する貫通孔を備え、この貫通孔がモータハウジング２内部の冷却液としての液体を、導出する導出路３０として機能する。即ち、ポンプの吸入力によりモータハウジング２内部の潤滑用オイルが、導出路３０を介して吸入部２８へ吸入される。
【００２０】
上記構造の当該電動ポンプに電力が供給されると、ステータ５に電磁力が発生し、永久磁石からなるロータ１０が回転軸８を伴って回転する。このため回転軸８に固定されたインナーロータ２０およびインナーロータ２０に接するアウターロータ１５が回転することにより、吐出部２５内の潤滑用オイルが加圧され、吐出部２５から吐出口２３を介して外部に吐出される。同時に、回転軸とハウジング１との間に設けられた空間部２１を介して吐出部２５内の潤滑用オイルがハウジング内に導入され、ハウジング内、特にステータおよびロータを直接冷却する。即ち、空間部２１は吐出部２５内の潤滑用オイルをハウジング内に導入する経路である導入路として機能している。従って、吐出部２５と導入路としての空間部２１により冷却液導入手段が形成され、また、吐出部２５内の潤滑用オイルがハウジング内を冷却する冷却液を兼ねている。
【００２１】
一方、回転軸８に固定されたインナーロータ２０がアウターロータ１５を伴って回転することにより、吸入部２８内の潤滑用オイルは減圧されるため、吸入口２６を介して外部から潤滑用オイルが吸入される。同時に、ハウジング内の潤滑用オイルがハウジングにあけられた貫通孔である導出路３０を介して吸入部２８に導出される。即ち、導出路３０はハウジング内の潤滑用オイルを吸入部２８に導出する経路として機能する。従って、吸入部２８と導出路３０とにより冷却液導出手段が形成されている。
【００２２】
上記実施形態の電動オイルポンプによれば、以下のような効果を得ることができる。
【００２３】
（１）上記実施形態においては、ハウジング１内部に冷却液としての液体を導入するための冷却液導入手段と、ハウジング内部から冷却液としての液体を外部へ導出するための冷却液導出手段とを有するため、液体により最も過熱しやすいロータ１０やステータ５を直接冷却できる。また、液体の導入量および導出量を適正に設定すれば、ハウジング１内において液体が過熱することはなく、モータを一定温度に抑制できる。なお、ハウジングの内部の導電部が絶縁されているため、液体をハウジング内に導入しても、漏電は生じない。
【００２４】
（２）上記実施形態においては、当該電動ポンプが吐出・吸入するオイルを電動モータ内部の冷却液として使用するため、別段の冷却液を使用することなく、ハウジング１の内部の冷却が可能である。
【００２５】
（３）上記実施形態においては、吐出部２５とハウジング１の内部とを連通する導入路を有するため、ポンプの吐出力により潤滑用オイルがハウジング内部に導き入れられる。即ち、導入路を設けるのみで、簡易に冷却液導入手段が構成できる。
【００２６】
（４）上記実施形態においては、回転軸８とハウジング１の間に設けられた空間部２１が導入路を兼ねるため、別段の導入路を設ける必要がなく、安価かつ容易に導入路を構成できる。
【００２７】
（５）上記実施形態においては、導出路がハウジング１内と前記吸入部２８とを連通する第２の貫通孔であるため、別段の配管などをする必要がなく、電動ポンプが大型化しない。
【００２８】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
【００２９】
・上記実施形態においては、潤滑用オイルを冷却液として使用しているが、水を主成分とする液体でも良い。この場合、冷却液が水を主成分とするため、より汎用かつ安価な材料で冷却液を構成することができる。また、水は潤滑用オイルより熱容量が高いため、同じ量で冷却した場合の冷却効率が高い。
【００３０】
・上記実施形態においては、ハウジング１と回転軸８と間に設けられた空間部２１が導入路を兼ねたが、図２に示すように、ポンプハウジング３に吐出部２５とモータハウジング２内とを連通する貫通孔を設け、当該貫通孔を導入路３１としても良い。この場合、冷却液の流量は当該導入路３１の径により決めることができ、設計自由度が大きい。
【００３１】
・また特に図示しないが、導入路は吐出口２３から分岐した配管をハウジング１に接続することにより形成しても良い。この場合も導入路の径をかえることが容易となり、設計自由度が大きい。
【００３２】
・同様にハウジング１に配管を接続し、導出路としても良い。この場合も導出路の径をかえることが容易となり、設計自由度が大きい。
【００３３】
・上記実施形態においては、本発明を潤滑用オイルの循環等に用いられるオイルポンプに適用したが、他の液体用ポンプ、例えば水を吸引および吐出する渦巻きポンプなどいずれのポンプにも適用可能である。この場合においても吐出部２５とモータハウジング２内部を連通する導入路を形成することにより冷却液導入手段を構築し、吸入部２８とハウジング内部を連通して冷却液排出手段とすることにより当該ポンプが吸入および吐出する潤滑用オイルを冷却液に兼用しうる。例えば水用ポンプであれば、冷却液として当該水を使用することにより、容易に冷却効率の高いポンプを形成できる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、電動ポンプに適用できる。更に特定的には、冷却効果を高めた電動ポンプに広く適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明にかかる電動ポンプの一実施形態についてその構造を示す軸方向断面図。
【図２】本発明にかかる電動ポンプの別例についてその構造を示す軸方向断面図。
【符号の説明】
【００３６】
１・・・ハウジング、２・・・モータハウジング、３・・・ポンプハウジング、４・・・内周面、５・・・ステータ、６・・・突出部、７・・・軸受、８・・・回転軸、９・・・後部端、１０・・・ロータ、１１・・・底部、１２・・・突出部、１３・・・軸受、１４・・・前部端、１５・・・アウターロータ、１８・・・内歯、１９・・・外歯、２０・・・インナーロータ、２１・・・空間部（導入路）、２２・・・カバー、２３・・・吐出口、２４・・・隙間、２５・・・吐出部、２６・・・吸入口、２７・・・隙間、２８・・・吸入部、３０・・・導出路、３１・・・導入路。
【図１】
2009019522.tif 000003
【図２】
2009019522.tif 000004