JP2013087636A

JP2013087636A - 電動オイルポンプ装置

Info

Publication number: JP2013087636A
Application number: JP2011226333A
Authority: JP
Inventors: Shintaro Nakajima; 真太郎中島
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2011-10-14
Filing date: 2011-10-14
Publication date: 2013-05-13
Anticipated expiration: 2031-10-14
Also published as: JP5915070B2

Abstract

【課題】ケース内に侵入した静電気によるコントローラの誤動作および基板に搭載された電子部品の破損を防止できる電動オイルポンプ装置を提供する。
【解決手段】コントーラ４は、電子部品２０が搭載された基板１９を収容するモータハウジング１３とモータハウジング１３の開口部２６を覆う蓋１８により構成される。円柱形状をしたモータハウジング１３の蓋１８に、モータハウジング１３の外部と内部を連通し、途中屈曲してモータハウジング１３の中心軸方向に垂直に延びる経路を有する複数の空気孔２１を設けた。
【選択図】図２

Description

本発明は、電動オイルポンプ装置に関するものである。

従来、電動オイルポンプ装置の具体的一例には、流体（オイル）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。また、この電動オイルポンプ装置には、オイルポンプの中心軸方向に電動モータと、電動モータに隣接して中心軸方向にモータ制御用のコントローラを設けるようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−２７４９２１号公報

上記のような電動モータを駆動するコントローラの電子部品が実装された基板を収容するケースと、そのケースの開口部を覆う蓋との樹脂体同士を接着する方法として、例えばスピン溶着による溶着が用いられる。このとき、溶着時に生じるケース内外での空気の気圧差を解消し、安定した接着力を維持するため、蓋にケースの内部と外部を貫通する空気孔を設ける場合がある。しかしながら、この空気孔を通して外部から静電気がケース内に侵入する場合がある。このため、基板上に搭載された電子部品までの空気孔の距離が短いと、侵入した静電気が電子部品へ到達し、コントローラが誤動作したり、基板上の電子部品が破損する可能性がある。

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、ケース内に侵入した静電気によるコントローラの誤動作および基板に搭載された電子部品の破損を防止できる電動オイルポンプ装置を提供することにある。

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、前記オイルポンプの中心軸方向に隣接して設けられ、前記オイルポンプを回転駆動する電動モータと、前記中心軸方向に前記電動モータに隣接して設けられたモータ駆動用のコントローラと、を備えた電動オイルポンプ装置において、前記コントーラは、開口部を備えたケースと、前記開口部を覆う蓋と、前記ケースに収容される基板と、を備え、前記蓋に、前記ケースの外部と内部を連通し、途中屈曲して延びる経路を有する複数の空気孔を設けたことを要旨とする。

上記構成によれば、オイルポンプの中心軸方向にオイルポンプ、電動モータおよびコントローラが並んで配置された電動オイルポンプ装置において、コントローラの回路部品が実装された基板が、ケースに収容される。ケースの開口部を覆う蓋には、溶着時に生じるケース内外の気圧差を解消、あるいは使用環境の温度変化により発生するケース内外の気圧差を調整するための空気孔が複数設けられている。これらの空気孔は、ケースの外部と内部を連通し、途中屈曲して延びる経路が設けられている。このため、基板上の電子部品までの空気孔の経路長（沿面距離）を長く設定することができるので、静電気が空気孔から侵入しても、電子部品まで到達することが抑制され、電気的に電子部品を保護することが可能となる。この結果、コントローラの基板上に搭載された電子部品に対する耐静電気性能を向上させることができる。

ケース内に侵入した静電気によるコントローラの誤動作および基板に搭載された電子部品の破損を防止できる電動オイルポンプ装置を提供できる。

本発明の一実施形態に係る電動オイルポンプ装置の要部を示す軸方向の部分断面図。図１におけるコントローラ部分の溶着状態を示す概略断面図。

次に、本発明の一実施形態に係る電動オイルポンプ装置について、図に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る電動オイルポンプ装置の要部を示す軸方向の部分断面図である。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３とがハウジング内にユニット化（一体化）されている。また、コントローラ４もハウジング内に組み込まれている。なお、図１に示す電動モータ（以下、ブラシレスモータという）３は、３相巻線を有するブラシレスモータである。

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）１６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）１７を噛み合わせ、ポンプハウジング１５内にこれらのアウタロータ１６およびインナロータ１７を偏心して回転自在に配置したものである。

インナロータ１７は、回転駆動軸７におけるロータ６を形成した部分より一方（図１の左側）に寄った部分に外嵌固着されて、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１６は、このインナロータ１７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ハウジング１５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１７は、外歯がこのアウタロータ１６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１６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。

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１６およびインナロータ１７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に設けられた図示しないインポートからアウトポートに向けてオイルを送り出すポンプ動作が行われることになる。

ブラシレスモータ３は、回転するモータ用ロータ（以下、ロータという）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とオイルギヤポンプ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１５とモータハウジング（ケース）１３の内部に軸受１１，１２によって回転自在に軸支されている。

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の内向きの突極(ティース)を複数配置している。このステータコア９の各ティースにはそれぞれコイル１０が巻回されている。ここで、ステータコア９の軸方向両端から、コイル１０をステータコア９から絶縁するための図示しないインシュレータが装着されている。

ポンププレート１４およびポンプハウジング１５は、非磁性材料（例えば、アルミダイカストや炭素鋼）で構成される。モータハウジング１３および蓋１８は、樹脂材料（熱可塑性樹脂、例えば、強化ポリアミド）により形成される。電動オイルポンプ装置１のハウジングは、上記ポンププレート１４，ポンプハウジング１５、モータハウジング１３、および蓋１８により構成されている。

モータハウジング１３と蓋１８とは、固定したモータハウジング１３に対し、蓋１８を回転させながら当接し、回転による摩擦熱により両者を溶着するスピン溶着により接合される。溶着時に生じるモータハウジング１３内の空気の膨張によるモータハウジング１３内外の気圧差、および溶着後の使用環境での温度変化によるモータハウジング１３内外の気圧差を調整するために、蓋１８には、モータハウジング１３の外部と内部の空間を連通し、オイルポンプ２の中心軸方向に一方の面から、途中屈曲して垂直方向（径方向）に延びる経路を有して、中心軸方向に反対側の面に抜ける空気孔２１が複数設けられている。

また、本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）１９がモータハウジング１３に取り付けられている。基板１９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１０に駆動電流を供給するインバータ回路と、ホール素子等のセンサが検出したアウタロータ１６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が実装されている。基板１９の前面に、コントローラ４を構成する上記回路のコイルやコンデンサ等の電子部品２０が搭載されている。

そして、上記構成により、基板１９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１０に供給されるようになっている。これにより、コイル１０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１７が回転駆動されると、アウタロータ１６がこれに従動して回転し、これらのアウタロータ１６の内歯と，インナロータ１７の外歯の間隙が拡縮を繰り返すので、インポートおよびアウトポートを通じてオイルを吸入・吐出するポンプ動作が行われる。

次に、図２は、図１におけるコントローラ部分の溶着状態を示す概略断面図である。図２に示すモータハウジング１３は、円柱形状をしており、蓋１８との溶着面には全周にわたり凹部２３が形成されている。モータハウジング１３の開口部２６を覆う蓋１８の裏面側には、円環状の溶着用リブ２４が形成されている。モータハウジング１３および蓋１８は、ともに樹脂材料により形成されており、蓋１８を回転させながら溶着用リブ２４を加熱溶融させ、固定した相手部品のモータハウジング１３の凹部２３に押し付けることで溶着される。ここでは、この接合方法としてスピン溶着が用いられる。蓋１８の表面側の回転中心部には、溶着時に蓋１８を回転保持するための位置決め用凹部２２が設けられている。

蓋１８には、溶着時に生じるモータハウジング１３内の空気の膨張によるモータハウジング１３内外の気圧差、あるいは溶着後の使用環境での温度変化によるモータハウジング１３内外の気圧差を調整するために、モータハウジング１３の外部と内部を連通し、途中屈曲してオイルポンプ２の中心軸方向に垂直（径方向）に延びる経路を有した空気孔２１が複数設けられている。これにより、空気孔２１の経路は長い沿面距離を確保できる。また、コントローラ４の電子部品２０が搭載された基板１９をモータハウジング１３内に気密を保って収容するため、蓋１８の裏面側には空気孔２１をふさぐ防水・防塵用の樹脂製のシール２５が固着されている。なお、参考までに静電気の侵入経路を図２（矢印破線）に示している。

次に、上記のように構成された本実施形態であ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。

上記構成によれば、オイルポンプ２の中心軸方向にオイルポンプ２、電動モータ３およびコントローラ４が並んで配置された電動オイルポンプ装置１において、コントローラ４の回路部品である電子部品２０が実装された基板１９はモータハウジング１３に収容され、蓋１８がモータハウジング１３の開口部２６を覆っている。モータハウジング１３および蓋１８は、樹脂材料により形成されており、例えば、スピン溶着により溶着される。このとき、溶着時に生じるモータハウジング１３内外の気圧差を解消、あるいは使用環境での温度変化により発生するモータハウジング１３内外の気圧差を調整するための空気孔２１が複数設けられている。これらの空気孔２１は、モータハウジング１３の外部と内部の空間を連通し、オイルポンプ２の中心軸方向に一方の面から、途中屈曲して中心軸方向に垂直（径方向）に延びる経路を有して、中心軸方向に反対側の面に通じるように形成されている。

これにより、蓋１８の厚みを増すことなく、外部から基板１９上に搭載された電子部品２０までの空気孔２１の経路は、長く沿面距離を設定することができるので、静電気が空気孔２１から侵入しても、電子部品２０まで到達することが抑制され、電気的に電子部品２０を保護することが可能となる。この結果、基板１９上に搭載された電子部品２０に対する耐静電気性能を向上させることができる。また、静電気対策として、モータハウジング１３および蓋１８のサイズ変更や別部品（例えば、絶縁シートなど）を新たに設ける必要がなく、コストアップを抑えることができる。

以上のように、本実施形態によれば、モータハウジング内に侵入した静電気によるコントローラの誤動作および基板に搭載された電子部品の破損を防止できる電動オイルポンプ装置を提供できる。

以上、本発明に係る一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。

上記実施形態では、蓋１８にモータハウジング１３の内外を連通する複数の空気孔２１を設け、蓋１８の外側から途中屈曲して中心軸方向に垂直に延びて内側の一箇所から抜ける経路を有するようにしたが、これに限らず、静電気の影響を受けない沿面距離が確保できれば、任意の空気穴の個数、経路であってもよい。

また、上記実施形態では、樹脂材料同士の接着方法として、スピン溶着による場合を示したが、これに限らず、熱板溶着、超音波溶着、振動溶着、赤外線溶着など、または、接着剤による接着であってもよい。

上記実施形態では、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、これに限らず、ベーン駆動や外接ギヤなどを用いた回転ポンプであってもよい。さらに、内接ギヤポンプとして、アウタロータ１６の内周側に内歯を設け、外歯を備えたインナロータ１７と噛み合わせながら偏心して回転させることにより、アウタロータ１６とインナロータ１７との間の内接する部分で仕切られた間隙の容積が拡縮変化を繰り返す内接ギヤポンプであれば、必ずしも上述のようなトロコイド曲線型ポンプには限定されない。また、アウタロータ１６の内歯やインナロータ１７の外歯は、必ずしも明確ないわゆる歯形に形成されたものに限らず、突出部、突起部または係合部であってもよい。

また、上記実施形態では、ブラシレスモータ３のロータ６として、回転駆動軸７の外周部に複数個の永久磁石８を配置し固着する場合を示したが、リング状の永久磁石を固着したものを用いるようにしてもよい。

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、
８：永久磁石、９：ステータコア、１０：モータコイル、１１、１２：軸受、
１３：モータハウジング（ケース）、１４：ポンププレート、１５ポンプハウジング、
１６：ポンプ用アウタロータ、１７：ポンプ用インナロータ、１８：蓋、１９：基板、
２０：電子部品、２１：空気孔、２２：溶着回転位置決め用凹部、
２３：溶着用リブ、２４：溶着用凹部、２５：シール、２６：モータハウジング開口部

Claims

オイルポンプと、
前記オイルポンプの中心軸方向に隣接して設けられ、前記オイルポンプを回転駆動する電動モータと、
前記中心軸方向に前記電動モータに隣接して設けられたモータ駆動用のコントローラと、を備えた電動オイルポンプ装置において、
前記コントーラは、開口部を備えたケースと、前記開口部を覆う蓋と、前記ケースに収容される基板と、を備え、前記蓋に、前記ケースの外部と内部を連通し、途中屈曲して延びる経路を有する複数の空気孔を設けたことを特徴とする電動オイルポンプ装置。