JP2019199872A - Electric pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動ポンプに関する。 The present invention relates to an electric pump.
電動ポンプは、例えば、車両に搭載されるトランスミッション等の油圧装置に作動油を供給するために用いられる。こうした電動ポンプでは、モータ部の冷却効率を高めるために、電動ポンプから吐出される作動油の一部をモータ部のロータに流通させる場合がある。ただし、モータ部のステータに作動油が流入するとモータ部の動作に支障をきたすことになる。このため、作動油がステータに流入するのを防止するために、モータ部にはステータと回転軸に支持されたロータとの間にキャンが配置されている(例えば、特許文献1)。 An electric pump is used, for example, to supply hydraulic oil to a hydraulic device such as a transmission mounted on a vehicle. In such an electric pump, in order to increase the cooling efficiency of the motor unit, a part of the hydraulic oil discharged from the electric pump may be distributed to the rotor of the motor unit. However, if hydraulic oil flows into the stator of the motor unit, the operation of the motor unit will be hindered. For this reason, in order to prevent hydraulic oil from flowing into the stator, a can is disposed between the stator and the rotor supported by the rotating shaft in the motor unit (for example, Patent Document 1).
電動ポンプは、ステータとロータとの間の距離が小さいほどモータ効率を高めることができる。このため、ステータとロータとの間に配置されるキャンは可能な限り肉厚が薄い方が望ましい。キャンは、ロータに流入した作動油がステータに向けて流出しないようにその内部はポンプ部以外の外部とは遮断される密閉空間として構成されている。このため、ポンプ部からキャンの内部に作動油が流入することでキャンの内部において油圧が上昇する。キャンが薄い肉厚で構成されている場合には、キャンは内部の油圧上昇の影響を受けて変形する虞があり、変形量が増大することでキャンが破損する虞もある。そうなると、電動ポンプにおいてモータ部の機能が大きく損なわれる。 The electric pump can increase the motor efficiency as the distance between the stator and the rotor is smaller. For this reason, it is desirable that the can disposed between the stator and the rotor is as thin as possible. The can is configured as a sealed space in which the inside of the can is blocked from the outside other than the pump portion so that the hydraulic oil flowing into the rotor does not flow out toward the stator. For this reason, when the hydraulic oil flows from the pump unit into the can, the hydraulic pressure increases inside the can. When the can has a thin wall thickness, the can may be deformed due to an increase in internal hydraulic pressure, and the can may be damaged due to an increase in the amount of deformation. Then, the function of the motor unit is greatly impaired in the electric pump.
上記実情に鑑み、キャンの変形を容易に抑制することができる電動ポンプが望まれている。 In view of the above circumstances, an electric pump that can easily suppress deformation of a can is desired.
本発明に係る電動ポンプの特徴構成は、モータハウジングと、前記モータハウジングに隣接するポンプハウジングと、前記モータハウジングに収容され、回転軸によって軸支されるロータと、前記ロータの径方向外側に配置され、前記モータハウジングに固定されるステータと、前記ポンプハウジングに収容され、前記ロータの回転によって流体を吸入及び吐出するポンプ部と、前記ロータと前記ステータとの間に設けられ、前記ポンプ部の流体が前記ステータに流入することを防止するカップ状のキャンと、を備え、前記キャンと前記モータハウジングとの間にシール部材が配置されるとともに、前記モータハウジングと前記ポンプハウジングとの間であって、前記シール部材よりも前記キャンの開口側に、前記キャンの内部側と前記キャンの外部側とを連通させる連通路が形成されている点にある。 The characteristic configuration of the electric pump according to the present invention includes a motor housing, a pump housing adjacent to the motor housing, a rotor housed in the motor housing and pivotally supported by a rotating shaft, and arranged on a radially outer side of the rotor. A stator that is fixed to the motor housing, a pump unit that is housed in the pump housing and sucks and discharges fluid by rotation of the rotor, and is provided between the rotor and the stator. A cup-shaped can that prevents fluid from flowing into the stator, and a seal member is disposed between the can and the motor housing, and between the motor housing and the pump housing. In addition, the inner side of the can and the cam are closer to the opening side of the can than the seal member. Lies in the communication passage for communicating are formed and the outer side of the.
本構成によると、ポンプ部の流体は、キャンと、キャンとモータハウジングとの間に配置されたシール部材とによって、ポンプ部の流体がモータ部のロータに流入した場合でも、ステータに流入することが防止される。ここで、モータ部では、キャンの内部(ロータ)に流体が流入した場合、キャンの内部は流体量が増すことで流体圧が高くなることがある。そこで、本構成では、キャンの開口側にキャンの内部側とキャンの外部側とを連通させる連通路が形成されている。この連通路によって、キャンの内部に流入した流体をキャンの外部に容易に流出させることができる。これにより、キャンの内部は流体が流入しても流体圧の上昇が抑制されるため、キャンの肉厚が薄い場合であっても、キャンの変形を効果的に抑制することができる。その結果、電動ポンプは、キャンの肉厚を薄くしてモータ効率を高めることができる。 According to this configuration, the fluid in the pump part flows into the stator even when the fluid in the pump part flows into the rotor of the motor part by the can and the seal member disposed between the can and the motor housing. Is prevented. Here, in the motor unit, when fluid flows into the can (rotor), the fluid pressure in the can may increase due to an increase in the amount of fluid. Therefore, in this configuration, a communication path that connects the inner side of the can and the outer side of the can is formed on the opening side of the can. With this communication path, the fluid that has flowed into the can can easily flow out of the can. Thereby, even if a fluid flows into the inside of the can, the increase in fluid pressure is suppressed, so that even if the thickness of the can is thin, the deformation of the can can be effectively suppressed. As a result, the electric pump can increase the motor efficiency by reducing the thickness of the can.
他の特徴構成は、前記キャンは、開口側の端部に、前記モータハウジングと前記ポンプハウジングとの間を径方向外側に向かって延出するフランジを有し、前記シール部材は、弾性変形可能であって、前記モータハウジングと前記フランジとの間に配置され、前記キャンの前記フランジは、前記モータハウジングと間に間隙を有する状態で前記シール部材に当接するように構成され、前記間隙が狭くなることにより前記連通路が形成される点にある。 According to another characteristic configuration, the can has a flange extending radially outward between the motor housing and the pump housing at an end on the opening side, and the seal member is elastically deformable. The flange of the can is disposed between the motor housing and the flange, and the flange of the can is configured to contact the seal member with a gap between the motor housing and the gap is narrow. Thus, the communication path is formed.
本構成によれば、キャンのフランジは、シール部材に当接し、モータハウジングとは離間している。ここで、キャンの内部が流体量の増加によって流体圧が上昇すると、流体圧がキャンのフランジに作用してフランジがシール部材を押圧する。このとき、シール部材が弾性変形することで、フランジはモータハウジングに近接する。すなわち、フランジとモータハウジングとの間隙が狭くなり、フランジとポンプハウジングの端面との間にはキャンの内部とキャンの外部とを連通させる連通路が形成される。これにより、キャンの内部に流体が流入しても連通路から流体が排出可能になるため、キャンの内部において流体圧の上昇が抑制される。その結果、キャンが肉厚の薄い形状である場合でも、キャンの変形を効果的に抑制することができる。
また、キャンは、フランジがポンプハウジングの端面に当接した状態で配置されることで、キャンの内部を密閉空間として構成することができる。このように構成することで、キャンの外部からの内部への異物の混入を防止することもできる。
According to this configuration, the flange of the can contacts the seal member and is separated from the motor housing. Here, when the fluid pressure rises due to an increase in the amount of fluid inside the can, the fluid pressure acts on the flange of the can and the flange presses the seal member. At this time, the flange is close to the motor housing due to the elastic deformation of the seal member. That is, the gap between the flange and the motor housing is narrowed, and a communication path is formed between the flange and the end face of the pump housing to allow communication between the inside of the can and the outside of the can. Thereby, even if the fluid flows into the can, the fluid can be discharged from the communication path, so that an increase in the fluid pressure is suppressed inside the can. As a result, even when the can has a thin shape, the deformation of the can can be effectively suppressed.
In addition, the can can be configured as a sealed space by arranging the can in a state where the flange is in contact with the end face of the pump housing. By comprising in this way, mixing of the foreign material to the inside from the outside of a can can also be prevented.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に示すように、電動ポンプ1は、ポンプ部10とモータ部30とドライバ部50から構成されている。電動ポンプ1は、例えば車両のトランスミッション等に作動油を供給するオイルポンプとして用いられる。尚、電動ポンプ1は作動油以外の流体の供給に使用しても良い。
As shown in FIG. 1, the electric pump 1 includes a
ポンプ部10は、一端面に円形の収納凹部18が形成されたポンプハウジング12と、ポンプハウジング12の収納凹部18が形成された端面を覆うポンプカバー11より構成されている。ポンプハウジング12とポンプカバー11とは共にアルミ合金製である。ポンプハウジング12には収納凹部18の中心から偏心した軸受孔19が形成されている。軸受孔19には回転軸15が挿入され、軸受孔19によって回転軸15が回転自在に支持されている。
The
収納凹部18内に設けられたポンプ14は、外歯を成すインナロータ22と、これと噛合する内歯を成すアウタロータ23から構成されている。アウタロータ23は外周面が収納凹部18に支持され、回転自在になっている。インナロータ22は回転軸15と同軸芯となるように回転軸15の一方の端部に圧入固着されている。回転軸15のインナロータ22が固着された側と反対側の端部は、ポンプハウジング12からモータ部30に向けて突出している。
The pump 14 provided in the
互いに噛合するインナロータ22、アウタロータ23の歯部の間には、回転に伴い容積が増減するポンプ室24が形成されている。ポンプカバー11には、ポンプ室24の作動油が吐出される吐出路25及び作動油が吸入される吸入路26が貫通形成されている。
Between the teeth of the inner rotor 22 and the outer rotor 23 that mesh with each other, a
モータ部30は、モータハウジング32に、環状のステータ33と、ステータ33の内周面から所定の隙間をおいてその径方向内側に位置する円筒状のロータ34とを収容して構成されている。ロータ34は回転軸15に軸支されている。モータハウジング32はポンプハウジング12に隣接して設けられる。ステータ33及びロータ34は、いずれも回転軸15の軸芯と同軸である。ロータ34は、電磁鋼板の薄板を積層して形成されるロータコア35と、ロータコア35を貫通する複数のスロットに収容される永久磁石36とを備えている。ロータ34は、モータハウジング32に固定されたステータ33と対向するように、ステータ33の径方向内側に配設される。
The
ステータ33は、電磁鋼板を積層したステータコア39と絶縁体からなるコイル支持枠41に巻回されたコイル40から構成されている。ステータ33の内周側には、ロータ34との間に円筒空間37が形成されている。
The
モータ部30に対して、ポンプ部10とは反対の側にドライバ部50が設けられている。ドライバ部50は、モータハウジング32とカバー部51とを組み合わせることで形成されるドライバ収容部52に、電子部品が実装されたプリント基板53が配置されて構成される。ドライバ部50はステータ33のコイル40に通電して交番磁界を発生させ、ロータ34を回転させる。ロータ34の回転により回転軸15を介してインナロータ22が回転し、それに伴いアウタロータ23が連れ回りする。これにより、吸入路26を流通する作動油はポンプ室24に吸入され、吐出路25から吐出される。
A
ロータ34は円筒空間37には、図4に示される、カップ状のキャン60が配置されている。キャン60は、非磁性体(例えば、ステンレス)等の板材によって構成され、有底筒状に形成されている。キャン60は、円筒空間37の内径とほぼ同じ外周径を有し、その側面はステータ33とロータ34との間に設けられる。すなわち、キャン60の内部にロータ34が収容されている。キャン60は、ポンプ部10の側に開口61を有し、開口61の側にフランジ62を備える。フランジ62はモータハウジング32とポンプハウジング12との間を径方向外側に向かって延出している。フランジ62と、モータハウジング32のポンプ部10の側の端面42との間にシール部材65が配置されている。シール部材65は、例えば弾性変形可能なOリングで構成されており、端面42に形成された円形の溝部43にその一部が収容される。キャン60のフランジ62とフランジ62に対向する端面42との間には間隙73が形成されている。キャン60は、シール部材65にフランジ62が当接した状態で、フランジ62がシール部材65の弾性力によりポンプハウジング12のモータ部30の側の端面27に押し付けられて保持される(図2参照)。
The
ポンプ14が回転し作動油がポンプ室24に吸入されると、ポンプ室24内の作動油の一部は軸受孔19と回転軸15の隙間を流通し、キャン60の内部に流入する。キャン60の内部への作動油の流入量が少なく、キャン60の内部の油圧が低圧状態のときは、図2に示すように、キャン60のフランジ62は、シール部材65によってポンプハウジング12のモータ部30の側の端面27に押し付けられる。これにより、キャン60の内部はポンプ部10以外の外部に対して密閉状態が維持される。
When the pump 14 rotates and hydraulic oil is sucked into the
一方、電動ポンプ1の作動中に、キャン60の内部に作動油が流入してキャン60の内部の油圧が上昇して高圧状態になると、図3に示すように、フランジ62に作動油の油圧が作用して、フランジ62はシール部材65をモータハウジング32の端面42に向けて押し上げる。このとき、シール部材65は圧縮され弾性変形して、フランジ62はモータハウジング32の端面42に近接する。すなわち、フランジ62とモータハウジング32の端面42との間隙73が狭くなり、フランジ62とポンプハウジング12の端面27との間にはキャン60の内部側(ロータ34が収容された側)とキャン60の外部側とを連通させる連通間隙70(連通路の一例)が形成される。こうして、フランジ62と、ポンプハウジング12のモータ部30の側の端面27との間に連通路としての連通間隙70が形成される。これにより、キャン60の内部に作動油が流入して高圧状態になっても連通間隙70からキャン60の外部側に向けて作動油が排出されるため、キャン60の内部においてそれ以上の油圧の上昇が抑制される。その結果、キャン60が肉厚の薄い形状である場合でも、キャン60の変形を効果的に抑制することができる。
On the other hand, when the hydraulic oil flows into the
図2、図3に示すように、モータハウジング32とポンプハウジング12とは、モータハウジング32の厚さより厚いカラー80により端面42と端面27との間に間隙72を有した状態で、ボルト81により締結され固定されている。したがって、連通間隙70を流通してキャン60の外部に到達したキャン60の内部の作動油は、更に間隙72を流通して電動ポンプ1の外部に排出される。作動油が電動ポンプ1の外部に排出されても、電動ポンプ1が例えば油槽の中に配置される場合には、電動ポンプ1の外部に排出された作動油は油槽に排出されるため何ら問題はない。電動ポンプ1が例えば油槽の外側に取付けられる場合には、電動ポンプ1の外部に排出された作動油を、不図示の油路を介してオイルパン(不図示)や吸入路26に戻すように構成してもよい。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
図2に示す状態において、シール部材65における、フランジ62に対して垂直となる方向の長さを高さHとし、モータハウジング32の端面42とキャン60のフランジ62との間の間隙73の大きさを幅Tとした場合、シール部材65の高さHに対して、「幅T/高さH」が5〜50%になるように幅Tが構成される。「幅T/高さH」が5%未満であると、間隙73が小さすぎて、間隙73が狭くなっても連通間隙70の大きさを十分に確保できないため、キャン60の内部から作動油を適正に排出することができない。一方、「幅T/高さH」が50%超であると、シール部材65が端面42の溝部43からはみ出やすくなり、シール部材65によるシール機能が損なわれるおそれがある。
In the state shown in FIG. 2, the length of the
〔第2実施形態〕
図5に示すように、第2実施形態では、ポンプハウジング12の端面27に、フランジ62の延出方向に沿って溝部28が形成され、溝部28はキャン60の内部側とキャン60の外部側とを連通させる連通路71を構成している。連通路71は、モータハウジング32の端面42とポンプハウジング12の端面27との間に形成された間隙72に連通している。連通路71によりキャン60の内部の油圧に関係なく、キャン60の内部側とキャン60の外部側とが常時連通している。これにより、キャン60の内部に流入した作動油は、連通路71および間隙72を介して電動ポンプ1の外部に排出することができる。連通路71(溝部28)は、1つだけ形成されていてもいいし、複数形成されていてもよい。
[Second Embodiment]
As shown in FIG. 5, in the second embodiment, a
本実施形態では、キャン60の内部に流入された作動油の量が少なく油圧が低圧状態のときであっても、連通路71によって作動油をキャン60の外部に排出可能である。このため、キャン60の内部は、作動油の流入量が増加しても連通路71から作動油が排出されることで油圧の上昇が抑制されるため、低圧状態の維持が可能になる。これにより、キャン60の肉厚が第1実施形態と比較して薄い場合であっても、キャン60の変形を効果的に抑制することができる。その結果、電動ポンプ1は、キャン60の肉厚を薄くしてモータ効率を高めることができる。
In the present embodiment, the hydraulic oil can be discharged to the outside of the
なお、本実施形態では、連通路71の存在により、キャン60の内部側と外部側とが常時連通した状態であるため、電動ポンプ1の外部から連通路71を介して異物が侵入したりエアが流入したりする可能性がある。このため、異物の侵入を防止しエアの流入をできるだけ抑制する上で、連通路71(溝28部)の深さは可能な限り浅いことが好ましい。また、電動ポンプ1の外部からの異物の侵入を防止するために、電動ポンプ1の連通路71に連続する通路の所定箇所に異物捕集用のフィルタを配置してもよい。
In the present embodiment, because of the presence of the
〔別実施形態〕
(1)上記の第2実施形態では、連通路71を形成するためにポンプハウジング12の端面27に溝部28を形成する例を示したが、キャン60のフランジ62に溝部を形成して連通路としてもよく、端面27及びフランジ62の両方に溝部を形成して連通路71を構成してもよい。
[Another embodiment]
(1) In the second embodiment, the example in which the
(2)上記の実施形態では、キャン60がフランジ62を有する形状の例を示したが、キャン60はフランジ62を有さずに構成してもよい。この場合は、キャン60の開口61の端部の少なくとも一部とポンプハウジング12の端面27との間に、キャン60の内部側とキャン60の外部側とを連通させる連通路が形成される。当該連通路は、キャン60の開口61の端部に例えば切欠きを設けて形成してもよく、ポンプハウジング12の端面27に溝部を設けて形成してもよい。また、当該連通路は、キャン60の切欠きとポンプハウジング12の端面27の溝部との両方によって形成される構成でもよい。
(2) In the above embodiment, an example in which the
(3)モータハウジング32とポンプハウジング12との間は、対向する端面42,27の一方または双方に溝部を形成することで、電動ポンプ1の外部と連通路とが連通する構成でもよい。この場合、間隙72は不要となる。
(3) The
本発明は、キャンを備える電動ポンプに広く利用することができる。 The present invention can be widely used for an electric pump including a can.
1 :電動ポンプ
10 :ポンプ部
12 :ポンプハウジング
15 :回転軸
27 :端面
28 :溝部
30 :モータ部
32 :モータハウジング
33 :ステータ
34 :ロータ
42 :端面
43 :溝部
60 :キャン
61 :開口
62 :フランジ
65 :シール部材
70 :連通間隙(連通路)
71 :連通路
H :高さ
T :幅
1: Electric pump 10: Pump part 12: Pump housing 15: Rotating shaft 27: End surface 28: Groove part 30: Motor part 32: Motor housing 33: Stator 34: Rotor 42: End face 43: Groove part 60: Can 61: Opening 62: Flange 65: Seal member 70: Communication gap (communication path)
71: Communication path H: Height T: Width
Claims (2)
前記モータハウジングに収容され、回転軸によって軸支されるロータと、
前記ロータの径方向外側に配置され、前記モータハウジングに固定されるステータと、
前記ポンプハウジングに収容され、前記ロータの回転によって流体を吸入及び吐出するポンプ部と、
前記ロータと前記ステータとの間に設けられ、前記ポンプ部の流体が前記ステータに流入することを防止するカップ状のキャンと、を備え、
前記キャンと前記モータハウジングとの間にシール部材が配置されるとともに、
前記モータハウジングと前記ポンプハウジングとの間であって、前記シール部材よりも前記キャンの開口側に、前記キャンの内部側と前記キャンの外部側とを連通させる連通路が形成されている電動ポンプ。 A motor housing and a pump housing adjacent to the motor housing;
A rotor housed in the motor housing and supported by a rotating shaft;
A stator that is disposed radially outside the rotor and is fixed to the motor housing;
A pump unit housed in the pump housing and sucking and discharging fluid by rotation of the rotor;
A cup-shaped can that is provided between the rotor and the stator and prevents the fluid of the pump part from flowing into the stator;
A seal member is disposed between the can and the motor housing,
An electric pump between the motor housing and the pump housing, wherein a communication passage is formed on the opening side of the can from the seal member so as to communicate the inner side of the can and the outer side of the can .
前記シール部材は、弾性変形可能であって、前記モータハウジングと前記フランジとの間に配置され、
前記キャンの前記フランジは、前記モータハウジングと間に間隙を有する状態で前記シール部材に当接するように構成され、前記間隙が狭くなることにより前記連通路が形成される請求項1に記載の電動ポンプ。 The can has a flange extending radially outwardly between the motor housing and the pump housing at an opening end.
The seal member is elastically deformable and is disposed between the motor housing and the flange;
The electric motor according to claim 1, wherein the flange of the can is configured to contact the seal member with a gap between the motor housing and the communication path is formed by narrowing the gap. pump.
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