JP2010112328A - 電動ポンプユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 耐震性、防水性が高く、組立作業が容易で、小型化、コスト低減が可能な電動ポンプユニットを提供する。
【解決手段】 電動ポンプユニットは、ユニットハウジング1内にポンプ2、ポンプ駆動用電動モータ3およびモータ3のコントローラ4が組み込まれており、コントローラ4の基板26がユニットハウジング1内の開口端部近傍に配置されているものである。上記ユニットハウジング1の開口端部が、基板26に接触する熱硬化性粘弾性樹脂製放熱密閉層28で密閉されている。
【選択図】 図１

Description

この発明は、たとえば自動車の油圧ポンプとして使用される電動ポンプユニットに関する。

近年、自動車の油圧ポンプとして、その起動・停止をきめ細かく制御して省エネルギを図るため、また、アイドリングストップによりエンジンが停止しているときにもトランスミッションなどの駆動系への油圧供給を確保するために、電動ポンプユニットが使用されるようになっている。

自動車用電動ポンプユニットは、車体の限られたスペースに搭載されるため、コンパクト化が要求され、また、軽量化およびコスト低減も要求される。この要求に応える電動ポンプユニットとして、共通のユニットハウジング内にポンプ、ポンプ駆動用電動モータおよびモータのコントローラが一体に組み込まれたものが提案されている（たとえば特許文献１参照）。

この電動ポンプユニットでは、ユニットハウジングを構成するモータハウジングの開口端部に蓋が固定され、この蓋の内側にコントローラの基板が配置される。
特開２００４−３５３５３６号公報

自動車用電動ポンプユニットは自動車のエンジンルーム内に搭載され、また、コントローラの基板上の部品（素子）が発熱するため、基板の放熱が必要であり、そのために、基板上の部品と蓋の間に放熱部材が配置される。放熱部材には、熱伝導率の高いシリコーンゴムなどが使用される。シリコーンゴムは粘弾性を有するが、基板上の部品と蓋の放熱部材取付面の相互間隔が大きすぎると、部品および蓋と放熱部材との接触が不十分で、放熱効果が小さく、逆に、上記相互間隔が小さすぎると、基板に過大な負荷がかかって、好ましくない。

このため、蓋の放熱部材取付面と部品の寸法（高さ）精度の管理が必要であるが、部品の寸法精度の管理は難しい。また、蓋の放熱部材取付面の寸法精度を高くするため、蓋をたとえばアルミニウム合金のダイカスト製品で構成し、放熱部材取付面を精度良く加工する必要があり、これがコスト高の要因となっている。さらに、放熱部材の取付は手作業で行う必要があり、これが困難である。

自動車用電動ポンプユニットのコントローラの基板は、大きな振動を受け、基板に取り付けられた部品が脱落するおそれがある。このため、従来は、脱落の可能性が高い大型部品にエポキシ樹脂を付けて、耐振性を向上させている。

ユニットハウジングのモータやコントローラが収容された部分は防水性が要求され、ユニットハウジングにシールを介して蓋を取り付ける必要があるが、部品点数が増え、小型化を阻害する要因となっている。

このように密閉されたハウジング内の通気性を確保するため、ベントフィルタユニットが蓋の部分に設けられるが、その取付作業が面倒である。

この発明の目的は、上記の問題を解決し、耐震性、防水性が高く、組立作業が容易で、小型化、コスト低減が可能な電動ポンプユニットを提供することにある。

この発明による電動ポンプユニットは、ユニットハウジング内にポンプ、ポンプ駆動用電動モータおよびモータのコントローラが組み込まれており、コントローラの基板がユニットハウジング内の開口端部近傍に配置されている電動ポンプユニットにおいて、上記ユニットハウジングの開口端部が、基板に接触する熱硬化性粘弾性樹脂製放熱密閉層で密閉されていることを特徴とするものである。

熱硬化性粘弾性樹脂としては、防水性を有し、熱伝導率の高い材料、たとえばウレタン樹脂などが使用される。

部品が取り付けられた基板がユニットハウジング内の所定位置に配置された後に、基板より開口端部側のハウジング内に、基板上の部品を取り囲むように熱硬化性粘弾性樹脂が充填され、これが硬化することにより、放熱密閉層が形成される。

このように、ハウジング内に熱硬化性粘弾性樹脂を充填して硬化させるだけで、放熱密閉層を簡単に形成することができる。

放熱密閉層は、基板に取り付けられた部品を埋め込んだ形で基板に接触するようにハウジングの開口端部の内側に充填され、開口端部を密閉する。このため、蓋がなくても防水性が高く、蓋が設けられる場合でも、シールの必要がなく、部品点数が低減し、小型化およびコスト低減が可能である。また、基板に取り付けられた部品は、放熱密閉層に埋め込まれるため、耐振性が向上し、脱落のおそれがない。基板上の部品で発生した熱は、放熱密閉層を通して外部に放熱される。

この発明の電動ポンプユニットにおいて、たとえば、上記ユニットハウジングの開口端部に蓋が取り付けられており、この蓋と基板の間の空間に熱硬化性粘弾性樹脂が充填されて硬化させられることにより、放熱密閉層が形成されている。

部品が取り付けられた基板がユニットハウジング内の所定位置に配置された後に、基板より開口端部側のハウジング内に、基板上の部品を取り囲むように熱硬化性粘弾性樹脂が充填され、ハウジングの開口端部に蓋が取り付けられる。そして、樹脂が硬化することにより、蓋と基板の間のハウジング内の空間を埋め尽くす形で、放熱密閉層が形成される。

この場合、ハウジングの開口端部は放熱密閉層によって密閉されるので、蓋とハウジングの間にシールを設ける必要がない。

基板上の部品で発生した熱は、放熱密閉層を通して蓋に伝えられ、外部に放熱されるので、蓋と基板上の部品との間に従来のような放熱部材を設ける必要がなく、部品の寸法精度、蓋の放熱部材取付面の寸法精度、放熱部材の寸法精度を厳密に管理する必要がない。このため、蓋を高価なアルミニウム合金のダイカスト製品でなく、安価な合成樹脂で構成することができ、コスト低減が可能である。

この発明の電動ポンユニットにおいて、たとえば、ユニットハウジングの内外を連通するベントフィルタユニットが、放熱密閉層に埋め込まれている。

ベントフィルタユニットは、たとえば、ベントフィルタがケーシング内に組み込まれたものである。

部品が取り付けられた基板がユニットハウジング内の所定位置に配置された後に、ベントフィルタユニットが配置され、基板より開口端部側のハウジング内に、基板上の部品およびベントフィルタユニットを取り囲むように熱硬化性粘弾性樹脂が充填される。蓋が設けられる場合は、ハウジングの開口端部に蓋が取り付けられる。そして、樹脂が硬化することにより、開口端部のハウジング内の空間を埋め尽くすとともに、基板上の部品およびベントフィルタユニットを埋め込んだ形で、放熱密閉層が形成される。

ベントフィルタユニットにより、ハウジングの内外の通気が確保される。

放熱密閉層を形成する熱硬化性粘弾性樹脂にベントフィルタユニットを埋め込むだけで、ベントフィルタユニットの組み込みができ、組立作業が容易である。

この発明の電動ポンプユニットによれば、上記のように、放熱部材の取付作業が容易でコストの低減が可能である。

以下、図面を参照して、この発明を自動車の油圧ポンプに適用した実施形態について説明する。

図１はこの発明の実施形態を示す電動ポンプユニットの縦断面図、図２は図１の電動ポンプユニットを図１と異なる箇所で切断してその一部を示した縦断面図である。なお、以下の説明において、図面の左側を前、同右側を後とする。

電動ポンプユニットは、ユニットハウジング(1)内に、ポンプ(2)と、ポンプ(2)を回転駆動する電動モータ(3)が一体に組み込まれたものである。モータ(3)のコントローラ(4)も、ハウジング(1)内に組み込まれている。この例では、ポンプ(2)はトロコイドポンプ、モータ(3)は３相巻線を有するＤＣブラシレスセンサレスモータである。

ユニットハウジング(1)は、ポンプハウジング(5)、ポンププレート(6)、モータハウジング(7)および蓋(8)よりなり、ポンプハウジング(5)、モータハウジング(7)および蓋(8)により防水ハウジング(9)が構成されている。

ポンプハウジング(5)は、前後方向と直交する方向に広がりを持つ厚肉板状のものであり、その中心に、前部が開口したポンプ室(10)が形成されている。ポンプハウジング(5)の前面に、ポンププレート(6)がＯリング(11)を介して固定され、ポンプ室(10)の前面が塞がれている。ポンプ室(10)内に、ポンプ(2)を構成するアウタギヤ(12)が回転自在に収容され、アウタギヤ(12)の内側に、これとかみ合うインナギヤ(13)が配置されている。図示は省略したが、ポンププレート(6)には、油入口と油出口が設けられている。

モータハウジング(7)は、円筒状をなし、その前端が、シール(14)を介してポンプハウジング(5)の後面外周寄りの部分に固定されている。モータハウジング(7)の後端開口が、蓋(8)により塞がれている。

ポンプハウジング(5)の後端面の中心に、モータハウジング(7)より小径の円筒部(5a)が一体に形成され、円筒部(5a)内の後部に設けられた軸受装置(15)により、前後方向にのびるポンプ駆動モータ軸(16)が片持ち支持されている。この例では、軸受装置(15)は、前後に隣接する２個の転がり軸受である玉軸受(17)よりなり、各軸受(17)の内輪(17a)がモータ軸(16)に固定され、外輪(17b)が円筒部(5a)に固定されている。モータ軸(16)の前部は、ポンプハウジング(5)の後壁に形成された穴(18)の部分を貫通してポンプ室(10)内に進入し、その前端がインナギヤ(13)に連結されている。円筒部(5a)内の軸受装置(15)より前側の部分とモータ軸(16)の間に、シール(19)が設けられている。

円筒部(5a)より後方に突出したモータ軸(16)の後端部に、モータ(3)を構成するモータロータ(20)が固定されている。ロータ(20)は、モータ軸(16)の後端から半径方向にのびかつ軸受装置(15)の外周を囲む円筒状のものであり、その外周に永久磁石(21)が設けられている。モータ軸(16)、ロータ(20)およびポンプ(2)のインナギヤ(13)を含む回転部分の重心の軸方向位置が、軸受装置(15)の軸方向範囲内にある。この例では、上記重心の軸方向位置が、軸受装置(15)を構成する２個の玉軸受(17)の間にある。

ロータ(20)に対向するモータハウジング(7)の内周に、モータ(3)を構成するモータステータ(22)が固定状に設けられている。ステータ(22)は、積層鋼板よりなるコア(23)にインシュレータ（合成樹脂製絶縁体）(24)が組み込まれ、インシュレータ(24)の部分にコイル(25)が巻きつけられたものである。この例では、ステータ(22)は、コア(23)の外周において接着などの適宜な手段によりモータハウジング(7)の内周に固定されている。

インシュレータ(24)の後端に、コントローラ(4)の基板(26)が固定され、基板(26)に、コントローラ(4)を構成する部品(27)が取り付けられている。部品は基板(26)の前面および後面の少なくとも一方の所定位置に配置されるが、図面には、基板(26)の後面に取り付けられた部品(27)が１個示されている。

ハウジング(7)内の蓋(8)と基板(26)の間の空間に、熱硬化性粘弾性樹脂製放熱密閉層(28)が形成され、図２に示すように、ベントフィルタユニット(29)が放熱密閉層(28)に埋め込まれている。

放熱密閉層(28)は、基板(26)の後面に取り付けられた部品(27)も埋め込んだ形で、基板(26)の後面および蓋(8)の前面（内面）に密着して、ハウジング(7)の開口端部を密閉している。

ベントフィルタユニット(29)は、ベントフィルタがケーシング内に組み込まれたものであり、蓋(8)に形成された穴(30)または切欠きの部分を通して外気に連通し、基板(26)の部品のない部分に形成された切欠き(31)または穴の部分を通して、基板(26)より内側のハウジング(7)内の空間と連通している。

放熱密閉層(28)を構成する熱硬化性粘弾性樹脂としては、防水性を有し、熱伝導率の高い材料、たとえばウレタン樹脂などが使用される。

放熱密閉層(28)は、たとえば、次のようにして、形成される。

部品(27)が取り付けられた基板(26)がハウジング(7)内のインシュレータ(24)に固定された後に、基板(26)の切欠き(31)の部分にベントフィルタユニット(29)が配置され、基板(26)より開口端部側のハウジング(7)内に、基板(26)後面の部品(27)およびベントフィルタユニット(29)を取り囲むように熱硬化性粘弾性樹脂が充填される。樹脂が硬化する前に、ハウジング(7)の開口端部に蓋(8)が取り付けられる。そして、樹脂が硬化することにより、蓋(8)と基板(26)の間のハウジング(7)内の空間を埋め尽くすとともに、基板(26)後面の部品(27)およびベントフィルタユニット(29)を埋め込んだ形で、放熱密閉層が形成される。

このように、ハウジング(7)内に熱硬化性粘弾性樹脂を充填して硬化させるだけで、放熱密閉層(28)を簡単に形成することができる。

放熱密閉層(28)は、基板(26)に取り付けられた部品(27)を埋め込んだ形で基板(26)に接触するようにハウジング(7)の開口端部の内側に充填され、開口端部を密閉する。このため、蓋がなくても防水性が高く、蓋(8)が設けられる場合でも、シールの必要がなく、部品点数が低減し、小型化およびコスト低減が可能である。また、基板(26)に取り付けられた部品(27)は、放熱密閉層(28)に埋め込まれるため、耐振性が向上し、脱落のおそれがない。部品(27)で発生した熱は、放熱密閉層(28)を通って蓋(8)に伝えられ、外部に放熱されるので、蓋(8)と基板(26)上の部品(27)との間に従来のような放熱部材を設ける必要がなく、部品(27)の寸法精度、蓋(8)の放熱部材取付面の寸法精度、放熱部材の寸法精度を厳密に管理する必要がない。このため、蓋(8)を高価なアルミニウム合金のダイカスト製品でなく、安価な合成樹脂で構成することができ、コスト低減が可能である。。

また、ベントフィルタユニット(29)により、ハウジング(7)の内外の通気が確保される。

放熱密閉層(28)を形成する熱硬化性粘弾性樹脂にベントフィルタユニット(29)を埋め込むだけで、ベントフィルタユニットの組み込みができ、組立作業が容易である。

上記の電動ポンプユニットでは、モータ軸(16)の軸方向１箇所が軸受装置(15)により片持ち支持され、その軸受装置(15)の外周を囲むようにモータロータ(20)が設けられている構造であるから、モータ軸(16)の長さが短くてすみ、さらなるコンパクト化が可能である。また、モータ軸(16)、モータロータ(20)およびポンプ(2)のインナギヤ(13)を含む回転部分の重心の軸方向位置が、軸受装置(15)の軸方向範囲内にあるから、回転部分を安定良く回転支持することができる。さらに、上記重心の軸方向位置が、軸受装置(15)を構成する２個の玉軸受(17)の間にあるから、回転部分をより安定良く回転支持することができる。また、ポンプハウジング(5)に一体に形成された円筒部(5a)だけで軸受装置(15)を支持することができ、他に軸受装置(15)を支持するための部材が不要である。このため、さらなる部品点数の低減が可能であり、さらなる軽量化およびコスト低減が可能である。

電動ポンプユニットの全体構成および各部の構成は、上記実施形態のものに限らず、適宜変更可能である。

たとえば、上記実施形態では、軸受装置が転がり軸受で構成されているが、軸受装置はすべり軸受で構成されてもよい。

また、この発明は、自動車用電動ポンプユニット以外の電動ポンプユニットにも適用できる。

図１は、この発明の第１実施形態を示す電動ポンプユニットの縦断面図である。 図２は、図１の電動ポンプユニットを図１と異なる箇所で切断してその一部を示した縦断面図である。

符号の説明

(1) ユニットハウジング
(2) ポンプ
(3) 電動モータ
(4) コントローラ
(8) 蓋
(26) 基板
(27) 部品
(28) 放熱密閉層
(29) ベントフィルタユニット

Claims (3)

1. ユニットハウジング内にポンプ、ポンプ駆動用電動モータおよびモータのコントローラが組み込まれており、コントローラの基板がユニットハウジング内の開口端部近傍に配置されている電動ポンプユニットにおいて、
   上記ユニットハウジングの開口端部が、基板に接触する熱硬化性粘弾性樹脂製放熱密閉層で密閉されていることを特徴とする電動ポンプユニット。
2. 上記ユニットハウジングの開口端部に蓋が取り付けられており、この蓋と基板の間の空間に熱硬化性粘弾性樹脂が充填されて硬化させられることにより、放熱密閉層が形成されていることを特徴とする請求項１の電動ポンプユニット。
3. ユニットハウジングの内外を連通するベントフィルタユニットが、放熱密閉層に埋め込まれていることを特徴とする請求項１または２の電動ポンプユニット。

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