特許 7042688 電動ポンプ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-03-17

(45)【発行日】2022-03-28

(54)【発明の名称】電動ポンプ

(51)【国際特許分類】

   F04C 15/00 20060101AFI20220318BHJP

【ＦＩ】

F04C15/00 E

F04C15/00 L

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2018097090

(22)【出願日】2018-05-21

(65)【公開番号】P2019203389

(43)【公開日】2019-11-28

【審査請求日】2021-03-11

(73)【特許権者】

【識別番号】000102692

【氏名又は名称】ＮＴＮ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107423

【弁理士】

【氏名又は名称】城村 邦彦

(74)【代理人】

【識別番号】100120949

【弁理士】

【氏名又は名称】熊野 剛

(74)【代理人】

【識別番号】100129148

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 淳也

(72)【発明者】

【氏名】北山 直嗣

(72)【発明者】

【氏名】松任 卓志

【審査官】松浦 久夫

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－００９６７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２０７３６３８７４（ＣＮ，Ｕ）

【文献】特開２０１３－１６７２４３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０４Ｃ １５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ポンプ部と、前記ポンプ部を駆動するモータ部と、前記モータ部を制御する制御部と、
を備える電動ポンプにおいて、
前記ポンプ部は、ポンプハウジングを備えており、
前記モータ部は、モータハウジングを備えており、
前記ポンプハウジングと前記モータハウジングとは、金属により一体に構成されており、
前記制御部は、制御基板と、前記制御基板を収容するケースとを備えており、
前記ケースは、樹脂製のケース本体と、前記ケース本体に固定される樹脂製のケースカバーとを備えており、
前記ケースカバーは、前記ケースカバーにインサート成形されてなるヒートシンクを備えることを特徴とする電動ポンプ。

【請求項2】

ポンプ部と、前記ポンプ部を駆動するモータ部と、前記モータ部を制御する制御部と、
を備える電動ポンプにおいて、
前記ポンプ部は、ポンプハウジングを備えており、
前記モータ部は、モータハウジングを備えており、
前記ポンプハウジングと前記モータハウジングとは、金属により一体に構成されており、
前記制御部は、制御基板と、前記制御基板を収容するケースとを備えており、
前記ケースは、樹脂製のケース本体と、前記ケース本体に固定される樹脂製のケースカバーとを備えており、
前記ケースは、前記ケース本体と前記ケースカバーとを溶着する溶着部を備えることを特徴とする電動ポンプ。

【請求項3】

前記ケースは、前記ケース本体と前記ケースカバーとを溶着する溶着部を備える請求項１に記載の電動ポンプ。

【請求項4】

前記ポンプ部は、オイルポンプである請求項１から３のいずれか一項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、例えばオイルポンプとして使用される電動ポンプに関する。

【背景技術】

【0002】

この種の電動ポンプとして、特許文献１には、ポンプ部と、ポンプ部を駆動するモータ部と、モータ部を制御する制御部とを備えたものが開示されている。

【0003】

ポンプ部は、インナロータとアウタロータとを収容する金属製のポンプハウジングを備える。ポンプハウジングは、メインハウジングと、当該メインハウジングに固定されるサブハウジングとを含む。モータ部は、モータロータとステータとを収容する樹脂製のモータハウジングを備える。制御部は、制御基板（ドライバ）を収容するドライバ室を備える。ドライバ室は、モータハウジングと一体的に構成されたドライバケースと、当該ドライバケースに固定されるカバーとを含む。

【0004】

ポンプハウジングのメインハウジングは、モータ部に向かって突出する円柱状の膨出部を備える。モータハウジングは、円筒内面状の嵌合面を備える。ポンプハウジングとモータハウジングは、膨出部を嵌合面に嵌合させることによって連結されている（同文献の段落００２２，００２５及び図１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１８－６２９３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

従来の電動ポンプにおいて、ポンプハウジングとモータハウジングは、異なる材料（金属と樹脂）によって個別の部材として構成されている。特に、モータハウジングは熱伝導性が低い樹脂製であるため、小型の電動ポンプにおいてモータ部で大きな電流を流す場合に、十分な放熱性を確保できなかった。

【0007】

本発明は上記の事情に鑑みて為されたものであり、放熱性を高めることが可能な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】

【0008】

本発明は上記の課題を解決するためのものであり、ポンプ部と、前記ポンプ部を駆動するモータ部と、前記モータ部を制御する制御部と、を備える電動ポンプにおいて、前記ポンプ部は、ポンプハウジングを備えており、前記モータ部は、モータハウジングを備えており、前記ポンプハウジングと前記モータハウジングとは、金属により一体に構成されてなることを特徴とする。

【0009】

かかる構成によれば、ポンプハウジングとモータハウジングとを金属によって一体に構成することで、モータ部で発生した熱をモータハウジングからポンプハウジングへと伝導させることができる。これにより、電動ポンプの放熱性を可及的に高めることができる。

【0010】

前記制御部は、制御基板と、前記制御基板を収容するケースとを備えており、前記ケースは、樹脂製のケース本体と、前記ケース本体に固定される樹脂製のケースカバーとを備え得る。制御部のケースを樹脂製とすることで、モータ部で発生した熱が制御部に伝導することを防止できる。また、ケースカバーを樹脂製とすることで、当該ケースカバーの外面側にカプラ等を形成する場合等において、設計の自由度を高めることができる。

【0011】

前記ケースカバーは、前記ケースカバーにインサート成形されてなるヒートシンクを備えてもよい。これにより、制御基板から生じる熱をヒートシンクによって放出できる。また、ヒートシンクをケースカバーにインサート成形することで、電動ポンプに対する制御部の組付性が向上する。

【0012】

前記ケースは、前記ケース本体と前記ケースカバーとを溶着する溶着部を備えてもよい。これにより、固定部材を使用することなくケースカバーをケース本体に対して強固に固定できる。

【0013】

本発明に係る電動ポンプでは、前記ポンプ部をオイルポンプとして使用することができる。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、電動ポンプの放熱性を向上させることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】第一実施形態における電動ポンプの断面図である。

【図2】電動ポンプにおける制御部の分解斜視図である。

【図3】第二実施形態における電動ポンプの断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。図１及び図２は、本発明に係る電動ポンプの第一実施形態を示す。本実施形態では、電動ポンプとして自動車のエンジンオイル潤滑用やトランスミッションへの油圧供給に使用されるオイルポンプを例示するが、本発明の用途はこれに限定されるものではない。

【0017】

図１に示すように、電動ポンプ１は、ポンプ部２と、ポンプ部２を駆動する回転軸３を有するモータ部４と、モータ部４を制御する制御部５と、を備える。

【0018】

ポンプ部２は、トロコイドポンプにより構成されるが、これに限らずベーンポンプその他のポンプにより構成され得る。ポンプ部２は、インナロータ６と、アウタロータ７と、インナロータ６及びアウタロータ７を収容するポンプハウジング８と、ポンプハウジング８に固定されるポンプカバー９とを備える。

【0019】

インナロータ６は、回転軸３が挿通される貫通孔１０を有する。インナロータ６の貫通孔１０と回転軸３は、スプライン嵌合等の手段により連結されている。インナロータ６及びアウタロータ７は、ポンプハウジング８とポンプカバー９とによって形成されるロータ室１１に収容されている。

【0020】

ポンプハウジング８は、アルミニウム合金等の金属により所定形状に構成される。ポンプハウジング８は、ロータ室１１の一部を構成する凹部１２と、回転軸３を挿通するための孔（以下「挿通孔」という）１３と、ポンプカバー９をポンプハウジング８に固定するためのねじ孔１４とを有する。その他、ポンプハウジング８は、作動油（オイル）を循環させるための吸引ポート及び吐出ポート（図示せず）を備える。

【0021】

凹部１２は、インナロータ６及びアウタロータ７を収容可能な大きさ及び深さを有する。挿通孔１３は、回転軸３を挿通可能な円形の孔として構成される。ねじ孔１４は、ポンプハウジング８の一部を軸方向（回転軸３に平行な方向）に貫通している。

【0022】

ポンプカバー９は、アルミニウム合金等の金属によりプレート状に構成される。ポンプカバー９は、回転軸３の一部を収容する凹部１５と、シール部材１６を収容する溝部１７と、複数の貫通孔１８とを備える。

【0023】

凹部１５は、回転軸３の外径よりも若干大きな内径を有する円形の内周面を有する。凹部１５は、回転軸３の一部を収容することで、当該回転軸３が傾斜しないように規制する。この構成に限らず、凹部１５には回転軸３を支持する軸受が設けられてもよい。

【0024】

溝部１７は、凹部１５を囲むように環状に構成される。溝部１７にはシール部材１６としてＯリングが収容されている。

【0025】

貫通孔１８は、ポンプカバー９をポンプハウジング８に固定するボルト等の固定部材１９を挿通するためのものである。貫通孔１８とポンプハウジング８のねじ孔１４とを一致させ、貫通孔１８を通じて固定部材１９をねじ孔１４に螺合することで、ポンプカバー９がポンプハウジング８に固定されている。

【0026】

モータ部４は、回転軸３の他に、当該回転軸３と一体に構成されるモータロータ２０と、ステータ２１と、モータロータ２０及びステータ２１を収容するモータハウジング２２と、を備える。

【0027】

回転軸３は段付き軸として構成される。回転軸３の一方の端部（以下「第一端部」という）３ａは、ポンプ部２に係るポンプカバー９の凹部１５に収容されている。回転軸３の他方の端部（以下「第二端部」という）３ｂは、制御部５の一部に支持されている。

【0028】

モータロータ２０は、回転軸３の第一端部３ａと第二端部３ｂとの間に設けられたロータコア２３と、ロータコア２３の外周に取り付けられた永久磁石２４とを備える。

【0029】

ステータ２１は、モータハウジング２２の内面に固定されている。ステータ２１は、ステータコア２５と、ステータコア２５に装着された絶縁用のボビン２６と、ボビン２６に巻回されたコイル２７とを備える。

【0030】

モータハウジング２２は、アルミニウム合金等の金属により構成される。モータハウジング２２は、ポンプハウジング８と同じ金属により、当該ポンプハウジング８と一体に成形される。すなわち、ポンプハウジング８及びモータハウジング２２は、例えばダイカスト等の鋳造により一体化された成形品（ダイカスト成形品）である。

【0031】

上記の構成により、ポンプハウジング８とモータハウジング２２との間の部分（以下「中間部」という）２８には、当該ポンプハウジング８とモータハウジング２２との継ぎ目がなく、相互に接触する面も存在しない。この中間部２８には、ポンプ部２における作動油のモータ部４への侵入を防止するシール部材２９（オイルシール）が設けられている。このシール部材２９は、回転軸３の中途部における外周面に接触している。

【0032】

中間部２８には、シール部材２９の収容部３０が形成されている。収容部３０は、シール部材２９に接触する支持面３１を有する。支持面３１は、ポンプハウジング８の挿通孔１３と軸方向において隣り合うように形成されている。支持面３１は、正面視円形状に構成される。支持面３１の直径は、ポンプハウジング８の挿通孔１３の直径よりも大きい。

【0033】

モータハウジング２２には、回転軸３を支持する軸受３２が設けられる。軸受３２は玉軸受により構成されるが、これに限定されず、ニードル軸受その他の各種軸受を採用できる。軸受３２は、モータハウジング２２に取り付けられる外輪３３と、回転軸３に取り付けられる内輪３４と、外輪３３と内輪３４との間に配置される転動体としての玉３５とを有する。

【0034】

モータハウジング２２は、軸受３２の外輪３３に接触する支持面３６を有する。支持面３６は、中間部２８の収容部３０に形成される支持面３１と軸方向において隣り合うように形成されている。支持面３６は、正面視円形状に構成される。支持面３６の直径は、中間部２８の支持面３１の直径よりも大きい。

【0035】

制御部５は、モータハウジング２２の端部に連結されている。制御部５は、モータ部４を制御する制御基板３７と、当該制御基板３７を収容するケース３８とを備える。

【0036】

制御基板３７は、インバータ回路及び各種電子部品からなる電力制御回路等を実装する。制御基板３７は、バスバー３９を介してモータ部４のステータ２１（コイル２７）に接続されている。

【0037】

ケース３８は、モータハウジング２２に連結されるケース本体４０と、ケース本体４０に固定されるケースカバー４１とを含む。ケース本体４０及びケースカバー４１は樹脂製（例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ナイロン（ＰＡ６６等）等にガラス繊維を配合したもの）であり、例えば射出成形によって所定形状に構成される。

【0038】

ケース本体４０は、回転軸３の第二端部３ｂを支持する支持部４２と、モータハウジング２２に嵌合する突出部４３とを有する。

【0039】

支持部４２は、ケース本体４０に一体成形される筒状部４４と、筒状部４４に配される軸受４５とを備える。筒状部４４は円筒状に構成されると共に、ケース本体４０から軸方向に突出する。筒状部４４の内側には、軸受４５を支持するリング体４６が配置されている。リング体４６は、金属製（例えば、冷間圧延鋼板、ステンレス鋼、炭素鋼）であり、インサート成形によって筒状部４４に固定されている。

【0040】

軸受４５は、ニードル軸受により構成されるが、他の各種軸受によって構成してもよい。軸受４５は、転動体としての針状ころ４７と、リング体４６の内側に配されるシェル形の外輪４８とを備える。また、軸受４５と回転軸３のモータロータ２０との間には、スラストワッシャ４９が設けられている。

【0041】

突出部４３は、モータハウジング２２の端部から当該モータハウジング２２の内側に嵌合している。突出部４３の外面には、シール部材５０を収容する溝部５１が形成されている。溝部５１には、シール部材５０としてＯリングが装着されている。

【0042】

ケースカバー４１は、ボルト等の固定部材５２を介してケース本体４０に固定されている。ケースカバー４１は、その外面側に形成されるカプラ５３と、当該ケースカバー４１に固定されるヒートシンク５４とを備える。

【0043】

カプラ５３は、電源接続用及び電気信号用の複数の接続端子５５と、接続端子５５を覆う筒状のカバー部５６とを備える。接続端子５５及びカバー部５６は、ケースカバー４１の外面から軸方向外方に突出している。

【0044】

ヒートシンク５４はアルミニウム合金等の金属により構成される。ヒートシンク５４は、インサート成形によりケースカバー４１と一体化されている。ヒートシンク５４は、板状の基部５７と、当該基部５７から突出する複数のフィン５８とを備える。基部５７は、ケースカバー４１に固定されると共に、放熱シート５９を介して制御基板３７に接触している。放熱シート５９は、例えばシリコーンゴム等の熱伝導性の良い材料により構成される。フィン５８は、ケースカバー４１の外側に突出（露出）している。

【0045】

以上説明した本実施形態に係る電動ポンプ１によれば、ポンプハウジング８とモータハウジング２２とを金属（例えばアルミニウム合金）によって一体成形していることから、モータ部４において発生した熱をモータハウジング２２からポンプハウジング８に伝導させることで、その放熱性を高めることができる。さらに、電動ポンプ１は、ポンプ部２を流通する作動油によるポンプハウジング８の冷却効果により、その放熱性を一層高めることができる。

【0046】

また、ポンプハウジング８とモータハウジング２２とを金属によって一体に構成することで、両者を締結部材によって連結し、或いはシール部材によってシールする必要がなくなり、電動ポンプ１の小型化及び軽量化をも実現できる。

【0047】

また、制御部５のケース３８を樹脂製とすることで、モータ部４で発生した熱が制御部５に伝導することを防止できる。さらにケースカバー４１を樹脂製とすることで、当該ケースカバー４１の外面側にカプラ５３を形成する場合等における設計の自由度を高めることができる。

【0048】

図３は電動ポンプの第二実施形態を示す。本実施形態では、制御部５におけるケース３８の構成が第一実施形態と異なる。第一実施形態に係る制御部５のケース３８は、固定部材５２によってケースカバー４１をケース本体４０に固定する構成であったが、本実施形態に係るケース３８は、制御部５をモータ部４に組み付けた後に、ケースカバー４１をケース本体４０に対して溶着することにより構成される。

【0049】

これにより、ケース本体４０とケースカバー４１との間には両者を一体に連結する溶着部６０が形成される。本実施形態では、第一実施形態における固定部材５２を用いることなくケースカバー４１をケース本体４０に固定できるため、電動ポンプ１の製造効率を向上させると共に、当該電動ポンプ１の軽量化及び小型化を実現できる。本実施形態におけるその他の構成は、第一実施形態と同じである。本実施形態において第一実施形態と共通する構成要素には共通符号を付している。

【0050】

なお、本発明は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、また、上記した作用効果に限定されるものでもない。本発明は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

【0051】

上記の実施形態では、ヒートシンク５４をケースカバー４１にインサート成形した例を示したが、本発明はこの構成に限定されず、ケースカバー４１とは別に構成されるヒートシンク５４を、電動ポンプ１の組付け作業時にケースカバー４１に対して装着してもよい。

【0052】

上記の第二実施形態では、制御部５のケースカバー４１をケース本体４０に溶着した例を示したが、本発明はこれに限らず、ケースカバー４１を接着剤によってケース本体４０に固定してもよい。

【符号の説明】

【0053】

１ 電動ポンプ
２ ポンプ部
４ モータ部
５ 制御部
８ ポンプハウジング
２２ モータハウジング
３７ 制御基板
３８ ケース
４０ ケース本体
４１ ケースカバー
５４ ヒートシンク
６０ 溶着部

【図1】

【図2】

【図3】