JPWO2018159471A1 - ポンプ装置 - Google Patents
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Abstract
Description
電動オイルポンプ用のモータを高出力にした場合、モータを駆動するためのインバータも高出力に耐えられる設計にする必要がある。つまり、大電流に耐えられる素子を使用したインバータが必要である。インバータに大電流が流れると、素子が発熱し、インバータの温度が上昇する虞がある。このため、インバータの温度上昇を抑えるため、電動オイルポンプに温度上昇抑制構造を設ける必要がある。
図1は、第1実施形態のポンプ装置の断面図である。
本実施形態のポンプ装置1は、図1に示すように、モータ部10と、ポンプ部30と、インバータ回路50と、を有する。モータ部10は、軸方向に延びる中心軸Jに沿って配置されたシャフト5を有する。ポンプ部30は、モータ部10の軸方向一方側に位置し、モータ部10によってシャフト5を介して駆動され、オイルを吐出する。つまり、モータ部10とポンプ部30とは、軸方向に沿って並んで設けられる。
図1に示すように、ハウジング21は、筒状である。より詳細には、ハウジング21は、中心軸Jを中心とする両端が開口した円筒形状である。ハウジング21の材質は、例えば、金属である。ハウジング21は、モータ部10を保持する。
ロータ11は、ロータコア12と、ロータマグネットと、を有する。ロータコア12は、シャフト5を軸周り(θ方向)に囲んで、シャフト5に固定される。ロータマグネットは、ロータコア12の軸周りに沿った外周部に固定される。ロータコア12及びロータマグネットは、シャフト5と一体となって回転する。
ステータ15は、ロータ11を軸周り(θ方向)に囲み、ロータ11を中心軸J周りに回転させる。ステータ15は、コアバック部16と、ティース部17と、図示しないコイルと、図示しないインシュレータ(ボビン)と、を有する。コアバック部16の形状は、シャフト5と同心の円筒状である。
ヒートシンク60は、図1及び図2に示すように、モータ部10のハウジング21の外側面21aに接触してハウジング21の軸方向に沿って延びる。ヒートシンク60は、例えば、アルミニウム等の金属を押出し成形して作られる。図2に示した実施形態では、ヒートシンク60は、直方体状に形成されたヒートシンク本体部63と、ヒートシンク本体部63の両側から外側へ突出する複数の放熱板65と、を有する。ヒートシンク本体部63は、その底部にハウジング21の外側面21aが接触する凹部63aが設けられる。凹部63aは、ハウジング21の外側面21aに沿って湾曲した曲面を有する。したがって、ヒートシンク60はハウジング21に密着させた状態で固定することができる。
インバータ回路50は、回路基板に発熱素子を実装したものであり、モータ部10のステータ15のコイルに駆動のための電力を供給すると共に、モータ部10の駆動、回転、停止等の動作を制御する。なお、インバータ回路とステータ15のコイルとの間の電力供給及び電気信号による通信は、図示しない被覆ケーブル等の配線部材を用いて、インバータ回路とコイルとの間を電気的に接続することによって行われる。図1に示す実施形態では、インバータ回路50は平面状に延びる。インバータ回路50は、ヒートシンク60上に密着して固定される。つまり、インバータ回路50は、ヒートシンク60と熱的に接触する。
ポンプ部30は、モータ部10の軸方向一方側、詳細にはフロント側(+Z軸側)に位置する。ポンプ部30は、モータ部10によってシャフト5を介して駆動される。ポンプ部30は、ポンプボディ31と、ポンプロータ35と、ポンプカバー32と、を有する。以下、ポンプカバー32及びポンプボディ31をポンプケース33と記す。
第1流路61は、ポンプ部30から送出されたオイルをヒートシンク60内に流す。図1及び図2に示す実施形態では、第1流路61は、貫通孔64の第1開口部64aと第2開口部64bとの間に設けられる。詳細には、第1流路61は、第1開口部64aからX軸方向+側へ延びて軸方向他方側へ屈曲し、ヒートシンク本体部63の長手方向に沿って軸方向他方側へ延びる。第1開口部64aは、円形状に開口し、連通孔21cに対向して配置されて連通孔21cと連通する。したがって、第1流路61は、連通孔21cを介して空間部36と繋がる。よって、ポンプ側送出口31bは、空間部36及び連通孔21cを介して第1流路61と繋がる。
図3は、第2実施形態に係るポンプ装置2の断面図である。第2実施形態では、前述した第1実施形態との相違点のみについて説明し、第1実施形態と同一態様部分については同一符号を附してその説明を省略する。
図4は、第3実施形態に係るポンプ装置3の断面図である。第3実施形態のポンプ装置3は、前述した第1実施形態と第2実施形態の夫々の構成を組み合わせたものである。このため、第3実施形態では、第1実施形態及び第2実施形態と同一態様部分については同一符号を附してその説明を省略する。
次に、第1、第2、第3実施形態に係るポンプ装置1、2,3の変形例について説明する。図5は、絶縁性放熱材75が設けられたインバータ回路50,50'の冷却構造を示した図である。図6は、モータ部10から離れた位置にインバータ回路50,50'を配置したポンプ装置1,2の変形例を示す図である。図7は、インバータ回路50,50'に表面実装された発熱素子79の放熱構造を示した図である。図8は、インバータ回路50,50'に挿入実装された発熱素子79の放熱構造を示した図である。図9は、インバータ回路50,50'に設けられた発熱素子79とモータ部10のステータ15との位置関係を説明するための図である。
5 シャフト
10 モータ部
11 ロータ
15 ステータ
20 第4流路
21 ハウジング
21d モータ側吸入口
24、42 隙間
25 第6流路
27 モータ側吐出口
30 ポンプ部
31 ポンプボディ
31a ポンプ側送出口
31c 貫通孔
32a ポンプ側吸入口
36 空間部
38 第5流路
50、50' インバータ回路
52 第2流路
60、60' ヒートシンク、他のヒートシンク
61 第1流路
73 第3流路
75 絶縁性放熱材
79、80 発熱素子
Ad 負圧領域
Ap 加圧領域
J 中心軸
Claims (22)
- 軸方向に延びる中心軸に沿って配置されたシャフトを有するモータ部と、
前記モータ部の軸方向一方側に位置し、前記モータ部によって前記シャフトを介して駆動されてオイルを吐出するポンプ部と、
前記モータ部の径方向外側に位置するインバータ回路と、
を有し、
前記モータ部は、
前記シャフトの周囲において回転可能なロータと、
前記ロータと対向して配置されたステータと、
前記ロータ及び前記ステータを収容するハウジングと、を有し、
前記ハウジングは、外側面にヒートシンクを有し、
前記ヒートシンクは、
前記ポンプ部から送出された前記オイルを流す第1流路を有し、
前記インバータ回路は、前記ヒートシンクと熱的に接触する
ポンプ装置。 - 軸方向に延びる中心軸を中心として回転可能に支持されたシャフトを有するモータ部と、
前記モータ部の軸方向一方側に位置し、前記モータ部によって前記シャフトを介して駆動されてオイルを吐出するポンプ部と、
前記モータ部の径方向外側に位置するインバータ回路と、
を有し、
前記モータ部は、
前記シャフトの周囲において回転するロータと、
前記ロータと対向して配置されたステータと、
前記ロータ及び前記ステータを収容するハウジングと、を有し、
前記ハウジングは、外側面にヒートシンクを有し、
前記ヒートシンクは、
前記ポンプ部から送出された前記オイルを流す第2流路を有し、
前記モータ部は、さらに、
前記第2流路から送出される前記オイルを前記モータ部内に吸引するモータ側吸入口と、を有し、
前記第2流路は、前記モータ側吸入口に繋がり、
前記モータ部は、前記モータ側吸入口から前記モータ部内に吸引される前記オイルを前記ステータに流す第3流路を有する
ポンプ装置。 - 前記ハウジングは、さらに、前記外側面に前記ヒートシンクとは別体の他のヒートシンクを有し、
前記他のヒートシンクは、
前記ポンプ部から送出された前記オイルを流す第1流路を有し、
前記モータ部の径方向外側に、前記インバータ回路とは別体の他のインバータ回路を配置し、
前記他のインバータ回路は、前記他のヒートシンクと熱的に接触する
請求項2に記載のポンプ装置。 - 前記ヒートシンクは、前記ハウジングと別体であるとともに、前記ハウジングに熱的に接触する別部材である
請求項1乃至3のいずれか1項に記載のポンプ装置。 - 前記ポンプ部には、前記オイルを前記ポンプ部内に吸入するポンプ側吸入口が設けられ、
前記ポンプ側吸入口は、前記ポンプ部の負圧領域に設けられる
請求項1乃至3のいずれか1項に記載のポンプ装置。 - 前記ポンプ側吸入口は、前記ポンプ部内に設けられたポンプロータの軸方向一方側の面に対向して配置されたポンプカバーに設けられる
請求項5に記載のポンプ装置。 - 前記ポンプ側吸入口は、前記ポンプ部の側面に設けられる
請求項5に記載のポンプ装置。 - 前記ポンプ部には、前記オイルを前記第1流路に送出するポンプ側送出口が設けられ、
前記ポンプ側送出口は、前記ポンプ部の加圧領域に設けられている
請求項1又は3に記載のポンプ装置。 - 前記ポンプ側送出口は、前記モータ部に対向して配置された前記ポンプ部のポンプボディに設けられている
請求項8に記載のポンプ装置。 - 前記ポンプ部は、前記シャフトを通す貫通孔を有して前記モータ部に対向して配置されたポンプボディと、前記オイルを前記第1流路に送出するポンプ側送出口と、前記オイルを前記ポンプ側送出口より前記ポンプ部の加圧によって前記モータ部内へ送出する第5流路と、を有し、
前記第5流路は、前記貫通孔に通された前記シャフトと前記貫通孔との間の隙間を通る
請求項1又は3に記載のポンプ装置。 - 前記ポンプ側送出口と前記第1流路とは、直接に繋がっている
請求項8又は10記載のポンプ装置。 - 前記モータ部は、前記ポンプ側送出口から送出される前記オイルを充填可能な空間部を有し、
前記空間部と前記第1流路とが繋がっている
請求項8又は10に記載のポンプ装置。 - 前記ステータと前記ロータとの間には前記ポンプ側送出口から送出される前記オイルが流れる第4流路が設けられ、
前記第4流路は、前記モータ部に設けられるモータ側吐出口に繋がる
請求項8又は10に記載のポンプ装置。 - 前記モータ部は、
前記モータ部内の前記オイルを前記モータ側吐出口より吐出する第6流路と、
前記ハウジングの軸方向他方側端部に保持され、前記シャフトを回転可能に支持する軸受部材と、を有し、
前記第6流路は、前記シャフトと前記軸受部材との間の隙間を通る
請求項13に記載のポンプ装置。 - 前記モータ側吸入口は、前記ハウジングの側面であって前記ステータの軸方向他方側端よりも外側に設けられている
請求項2又は3に記載のポンプ装置。 - 前記モータ側吸入口は、前記ハウジングの軸方向他方側端部に設けられたハウジング底部に設けられている
請求項2又は3に記載のポンプ装置。 - 前記インバータ回路と前記ハウジングとは、絶縁性放熱材を介して接触する
請求項1乃至3のいずれか1項に記載のポンプ装置。 - 前記インバータ回路と前記ヒートシンクとは、絶縁性放熱材を介して接触する
請求項1乃至3のいずれか1項に記載のポンプ装置。 - 前記インバータ回路に設けられた発熱素子は、前記絶縁性放熱材を介して前記ハウジングと接触する
請求項17に記載のポンプ装置。 - 前記インバータ回路に設けられた発熱素子は、前記絶縁性放熱材を介して前記ヒートシンクと接触する
請求項18に記載のポンプ装置。 - 前記インバータ回路は、前記ステータのポンプ部側端部よりも前記ポンプ部側に位置する
請求項1乃至3のいずれか1項に記載のポンプ装置。 - 前記インバータ回路は、複数の発熱素子を有し、
複数の前記発熱素子の少なくとも一部が、前記ステータのポンプ部側端部よりも前記ポンプ部側に位置する
請求項21に記載のポンプ装置。
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