Electric pump and electric pump mounting structure

この発明は電動ポンプに関する。 具体的には電動モータをポンプの外径側に配置し、電動モータの永久磁石とポンプのアウタギアを一体化することで軸方向の小型化を図った電動ポンプに関する。

車両の運転状態に応じてエンジンを停止及び始動するエンジン自動停止制御を備えた車両では、エンジン始動時に変速機の油圧回路の油圧を確保することが必要である。 そこで、エンジン自動停止制御を備えた車両は、エンジンの回転を利用して油圧を供給する機械式ポンプの他に、エンジン始動時に変速機の油圧回路に油圧を供給する電動ポンプを備えている（特許文献１参照）。
また、アンチロックブレーキシステム（以下、ＡＢＳと呼ぶ）を採用する車両では、ＡＢＳを作動させる油圧を確保するために、ＡＢＳ制御用の電動ポンプを備えている。
これらの電動ポンプは、搭載スペースを考慮すると、できるだけ小型であることが望ましい。

ここで、特許文献２には、電動モータをポンプの外径側に配置し、電動モータの永久磁石とポンプのアウタギアを一体化することで軸方向の小型化を図った電動ポンプが記載されている。
図５に、特許文献２に記載の電動ポンプと同様の構造の、従来技術による電動ポンプ１１０の軸方向断面図を示す。 電動ポンプ１１０は、モータ１２０を構成するステータ部１２２及び永久磁石１２４を、ポンプ１３０を構成するアウタギア１３２及びインナギア１３４の外径側に配置し、モータ１２０の永久磁石１２４とポンプ１３０のアウタギア１３２とを接合した構成とされている。 そして、モータ１２０とポンプ１３０がハウジング１４０とハウジング１４２の間に配置され、ハウジング１４０とハウジング１４２はそれぞれの端部に形成されたフランジ１４１、フランジ１４３にボルト１４４が挿通されて互いに組付けられている。
そして、ステータ部１２２への通電により、モータ１２０の永久磁石１２４とポンプ１３０のアウタギア１３２が一体で回転し、それに伴い、ポンプ１３０のインナギア１３４が従動回転することによりポンプ作用が生じる構成とされている。

しかしながら、図５に示した電動オイルポンプは、組付けのためにハウジングにフランジが必要であり、径方向の大型化を招く。 また、組付けのためのボルトが必要であり、部品点数の増大を招く。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、組付けのためのフランジを不要とし、径方向の小型化及び取付面の省スペース化を図るとともに、組付けのためのボルトを不要とし、部品点数の削減及び組付けの簡易化を図った電動ポンプ及び電動ポンプの取付け構造を提供することである。

上記課題を解決するため、本発明にかかる電動ポンプは次の手段をとる。
まず、本発明の第１の発明は、ハウジングと、コイル部を有する円環状のステータ部と、前記ステータ部の内側に前記ステータ部と同軸上に配置されて前記コイル部の磁界に基づいて回転駆動されるアウタロータ部と、前記アウタロータ部の回転軸に対して偏心した軸位置に支持された支持シャフト部によって前記アウタロータ部の内側に回転可能に支持され、前記アウタロータ部の内周面と係合する外周面を有するインナロータと、を備えた電動ポンプである。
前記ハウジングは、軸方向に分割された第１ハウジングと第２ハウジングからなり、前記第１ハウジングは、前記支持シャフト部に固定され、前記第２ハウジングは、前記支持シャフト部の軸方向の一方側から圧入外嵌されて当該支持シャフト部の一方側に固定されている。
そして前記支持シャフト部にて固定された前記第１ハウジングと前記第２ハウジングは、前記ステータ部を軸方向両側から挟持しており、前記アウタロータ部と前記インナロータについては回転可能となるように軸方向両側から保持している。

この第１の発明によれば、軸方向に分割された第１ハウジングと第２ハウジングにおいて、支持シャフト部が固定された第１ハウジングに対して、第２ハウジングが支持シャフト部に圧入外嵌されて、アウタロータ部およびステータ部を軸方向両側から挟持することにより、電動ポンプを構成する部品が一体化される。 よって、組付けのためのフランジは不要であり、径方向の小型化及び電動ポンプを取付ける取付面の省スペース化を図ることができる。 また、ハウジングを組付けのためのボルトが不要であり、部品点数を削減することができる。 そして、支持シャフト部が固定された第１ハウジングに対して、第２ハウジングを圧入外嵌するのみで電動ポンプの組付けができるので、組付けが簡単である。

次に、本発明の第２の発明は、上記第１の発明に係る電動ポンプであって、前記第１ハウジングと前記第２ハウジングには、前記ステータ部とインロー嵌合するためのインロー部を有している。
この第２の発明によれば、一対のハウジング（第１ハウジングと第２ハウジング）とステータ部をインロー部で挟持固定するので、ハウジングとステータ部を高精度かつ簡便に組み付けることができる。

次に、本発明の第３の発明は、上記第１の発明または第２の発明に係る電動ポンプであって、前記第１ハウジングと前記支持シャフト部とが一体的に形成されている。
この第３の発明によれば、部品点数をより削減し、組付けをより簡易化することができる。

次に、本発明の第４の発明は、上記第１の発明または第２の発明に係る電動ポンプであって、前記第１ハウジングは、前記支持シャフト部の軸方向の他方側から圧入外嵌されて前記支持シャフト部の他方側に固定されている。
この第４の発明によれば、第１ハウジングを支持シャフト部に容易に固定することができる。

次に、本発明の第５の発明は、上記第１の発明〜第４の発明のいずれかに係る電動ポンプであって、前記支持シャフト部は軸方向に貫通孔を有する中空形状であり、前記支持シャフト部の前記貫通孔に固定部材を挿入することにより、相手部材に固定され得る構造を有している。
この第５の発明によれば、支持シャフト部の貫通孔にボルト等の固定部材を通すことで、電動ポンプを相手部材に簡易に固定することができる。

次に、本発明の第６の発明は、上記第５の発明に係る電動ポンプを相手部材に固定する電動ポンプの取付け構造であって、相手部材には、前記支持シャフト部の貫通孔に挿通可能な固定部材が設けられており、前記固定部材の先端には、前記固定部材が挿通された前記電動ポンプにおける相手部材の側とは反対側の面を係止する爪部が形成されている。

上述の本発明の各発明によれば、次の効果が得られる。
まず、上述の第１の発明によれば、組付けのためのフランジを不要とし、径方向の小型化及び電動ポンプを取付ける取付面の省スペース化を図るとともに、ハウジングを組付けのためのボルトを不要とし、部品点数の削減及び組み付けの簡易化を図った電動ポンプを提供することができる。
次に上述の第２の発明によれば、第１ハウジング及び第２ハウジングにて、ステータ部をインロー部で挟持固定するので、ハウジングとステータ部を高精度かつ簡便に組み付けることができる。
次に上述の第３の発明及び第４の発明によれば、第１ハウジングと支持シャフト部とを容易に固定することができる。
次に上述の第５の発明によれば、支持シャフト部の貫通孔にボルト等の固定部材（取付け用部材）を通すことで、電動ポンプを、取付け先である種々の相手部材に簡易に固定することができる。
次に上述の第６の発明によれば、電動ポンプの取付け先である相手部材に、先端に爪部を備えた固定部材を設けることで、電動ポンプを容易に、且つ短時間で取付けることができる。

実施例１の電動ポンプの軸方向断面図である。

図１のＡ−Ａ位置における断面図である。

実施例２の電動ポンプの軸方向断面図である。

図３のＣ−Ｃ位置における断面図である。

従来技術による電動ポンプの軸方向断面図である。

実施例３の電動ポンプ１０における分解斜視図（Ａ）、軸方向断面図（Ｂ）である。

電動ポンプ１０の取付け構造における、相手部材αへの取付けを説明する図（Ａ）と、取付け状態における軸方向断面図（Ｂ）である。

以下、本発明を実施するための形態について実施例にしたがって説明する。

［実施例１の電動ポンプの構造］
図１に本発明の実施例１における電動ポンプ１０の軸方向断面図を、図２に電動ポンプ１０の図１のＡ−Ａ位置における断面図を示す。 なお、図１に示した断面は、図２のＢ−Ｂで示した線に沿った軸方向断面を示している。
電動ポンプ１０は、直径７０ｍｍ、厚さが２０ｍｍの円盤形状とされている。 そして、図１、図２に示すとおり、ハウジング６０（第２ハウジングに相当）およびハウジング６２（第１ハウジングに相当）と、コイル部２２を有するステータ部２０と、アウタロータ部３０と、インナロータ４０と、支持シャフト部５０とを備えている。 図１のＪＡは支持シャフト部５０の中心軸を示しており、ＪＢは電動ポンプ１０の中心軸を示している。
ステータ部２０は、ティース部にコイルを巻いてコイル部２２を形成した環状コア２１をインモールド成形して形成されている。 すなわち、ステータ部２０の表面は樹脂２３で被覆され、コイル部２２の周囲には樹脂２３が充填されている。
アウタロータ部３０は、ハウジング６０およびハウジング６２の内部でコイル部２２の磁界に基づいて回転駆動される構成とされている。 そして、インナロータ４０は、アウタロータ部３０の中心軸ＪＢに対して偏心した中心軸ＪＡを有する支持シャフト部５０によって回転可能に支持されており、アウタロータ部３０の内周面とインナロータ４０の外周面が係合する構成とされている。

ハウジング６０およびハウジング６２は、中央に支持シャフト部５０を圧入する孔が形成された略円板状のアルミ製の部材であり、一方の側は電動ポンプ１０の外形面を構成する平坦面とされ、他方の側には、アウタロータ部３０およびインナロータ４０を挟むための凸部が形成されている。 そして、ハウジング６０には、アウタロータ部３０とインナロータ４０の境となる径方向位置に流体（例えばオイル）の排出口６４が形成されており、ハウジング６２には、アウタロータ部３０とインナロータ４０の境となる径方向位置に流体の吸入口６６が形成されている。 なお、図１では同一断面上に排出口６４と吸入口６６を記載しているが、実際には排出口６４と吸入口６６の位相はずれている。

アウタロータ部３０は、内周面がインナロータ４０と係合するアウタギア３４と、コイル部２２の磁界に基づいて回転駆動されるプラスチックマグネット３２と、バックヨーク３６から構成されている。 プラスチックマグネット３２は磁石粉末にプラスチックを混合して成形した略円筒状の永久磁石である。 そして、プラスチックマグネット３２のハウジング６０側の端が内径側に延設されて、鍔３５が形成されている。 そして、プラスチックマグネット３２の内径側にハウジング６０側の端が径方向内方に延設されて鍔３７が形成された略円筒状のバックヨーク３６が貼付けられて、プラスチックマグネット３２とバックヨーク３６とが一体化されている。
そして、図２に示すように、アウタギア３４の外周に２箇所切り欠きが設けられており、プラスチックマグネット３２の鍔３５の内周面とバックヨーク３６の鍔３７の内周面の２箇所に軸方向の溝が設けられている。 そして、この切り欠きと溝の間に回り止め用のボール５２が埋められて、プラスチックマグネット３２及びバックヨーク３６の回転がアウタギア３４に伝えられる構成とされている。

そして、図１にＥ１で示した部分では、ハウジング６０およびハウジング６２とステータ部２０がインロー嵌合されており、図１にＥ２で示した部分では、ハウジング６２とアウタギア３４がインロー嵌合されている。 そして、図１にＦで示した部分では、ハウジング６０およびハウジング６２が支持シャフト部５０に圧入嵌合されている。 そして、アウタロータ部３０はハウジング６０およびハウジング６２により軸方向両側から挟持された状態とされており、アウタロータ部３０は回転可能な状態とされている。 すなわち、アウタロータ部３０の軸方向一端面は、それに対向するハウジング６０の軸方向端面に案内され、アウタロータ部３０の軸方向他端面は、それに対向するハウジング６２の軸方向端面に案内される。

ステータ部２０はハウジング６０およびハウジング６２とで軸方向両側から挟持されて固定されている。 また、インナロータ４０はハウジング６０およびハウジング６２によって軸方向に挟持された状態とされており、インナロータ４０はアウタロータ部３０の回転に従動して回転可能な状態とされている。 すなわち、インナロータ４０の軸方向一端面は、それに対向するハウジング６０の軸方向端面に案内され、インナロータ４０の軸方向他端面は、それに対向するハウジング６２の軸方向端面に案内される。
アウタロータ部３０の軸方向一端面とそれに対向するハウジング６０の軸方向端面との間、およびアウタロータ部３０の軸方向他端面とそれに対向するハウジング６２の軸方向端面との間には、流体（例えば、オイル）が介入可能な程度に微小な軸方向隙間を設けてある。 また、インナロータ４０の軸方向一端面とそれに対向するハウジング６０の軸方向端面との間、およびインナロータ４０の軸方向他端面とそれに対向するハウジング６２の軸方向端面との間にも、流体が介入可能な程度に微小な軸方向隙間を設けている。

［実施例１の電動ポンプの組立方法］
電動ポンプ１０の組立は次の手順で行われる。 まず、支持シャフト部５０の所定の軸方向位置にインナロータ４０を挿通する。 次に、アウタロータ部３０およびステータ部２０を支持シャフト部５０に挿通する。 そして、支持シャフト部５０の軸方向両端から、ハウジング６０およびハウジング６２で、インナロータ４０、アウタロータ部３０およびステータ部２０を挟み込むようにして、ハウジング６０およびハウジング６２を支持シャフト部５０に圧入する。 この時、ハウジング６０およびハウジング６２の裏面の凸部により、インナロータ４０の軸方向の位置決め、および、アウタロータ部３０の軸方向および径方向の位置決めが行われる。 そして、ステータ部２０の軸方向および径方向の位置はハウジング６０およびハウジング６２とステータ部２０のインロー嵌合により決定される。
そして、ハウジング６０およびハウジング６２の平坦面と支持シャフト部５０の軸方向端面が面一になったところで、ハウジング６０およびハウジング６２の支持シャフト部５０への圧入を終了する。 このとき、ステータ部２０の軸方向の表面もハウジング６０およびハウジング６２の平坦面と面一となる。
なお、ハウジング６２を先に支持シャフト部５０に圧入して、ハウジング６２にステータ部２０をインロー嵌合させてから、支持シャフト部５０にアウタロータ部３０を挿通し、ハウジング６０を支持シャフト部５０に圧入しても良い。

［効果］
実施例１によれば、支持シャフト部５０の軸方向両端から、ハウジング６０およびハウジング６２で、インナロータ４０、アウタロータ部３０およびステータ部２０を挟み込むようにして、ハウジング６０およびハウジング６２を支持シャフト部５０に圧入することにより、電動ポンプ１０を組み立てることができる。 そして、一対のハウジング６０およびハウジング６２とステータ部２０をインロー嵌合により挟持固定するので、ハウジングの組み付けが高精度かつ簡便となる。
よって、ハウジング６０およびハウジング６２には組付けのためのフランジが不要であり、電動ポンプ１０を径方向に小型化することができ、電動ポンプ１０の取付面を省スペース化することができる。 そして、組み付けのためのボルトが不要であるので、部品点数を削減することができる。 また、ハウジング６０およびハウジング６２の支持シャフト部５０への圧入のみで電動ポンプ１０の組付けができるので、組付けが簡単である。
よって、組付けのためのフランジを不要とし、径方向の小型化及び取付面の省スペース化を図るとともに、組み付けのためのボルトを不要とし、部品点数の削減及び組付けの簡易化を図った電動ポンプを提供することができる。
そして、支持シャフト部５０の貫通孔にボルトを通すことで、電動ポンプを相手部材に簡易に固定することができる。
そして、アウタギア３４の外周に設けた切り欠きとプラスチックマグネット３２の鍔３５およびバックヨーク３６の鍔３７の内周面に設けた溝との間にボール５２を埋め込むことにより、バックヨーク３６からアウタギア３４への動力伝達を可能とすることで、動力伝達部の加工を簡易にすることができる。

[実施例２の電動ポンプの構造]
図３に本発明の実施例２における電動ポンプ１０ａの軸方向断面図を、図４に図３のＣ−Ｃ位置における断面図を示す。 なお、図３に示した断面は、図４のＤ−Ｄで示した線に沿った軸方向断面を示している。
実施例２の電動ポンプ１０ａと、実施例１の電動ポンプ１０では、アウタロータ部の構成に違いがある。 実施例２のアウタロータ部３０ａは、内周面がインナロータ４０の外周面と係合するアウタギア３４と、コイル部２２の磁界に基づいて回転駆動される円筒状の永久磁石３３との間にバックヨーク３６ａを設けた構成とされている。 そして、永久磁石３３の外径面には飛散防止カバー３８が取付けられている。 そして、アウタロータ部３０ａの軸方向一端面とそれに対向するハウジング６０の軸方向端面との間、およびアウタロータ部３０ａの軸方向他端面とそれに対向するハウジング６２の軸方向端面との間には、流体が介入可能で且つ流体に含まれる異物の侵入を抑制する大きさに設定された軸方向隙間が設けられている。 電動ポンプ１０ａの他の構成は電動ポンプ１０と同様であるので、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
そして、電動ポンプ１０ａは、実施例１の電動ポンプ１０と同様の手順で組み立てることができる。

[効果]
実施例２によれば、アウタロータ部３０ａとハウジング６０およびハウジング６２との軸方向の隙間が、アウタギア３４側から永久磁石３３側への異物の侵入を抑制することができる大きさに設計されている。 よって、アウタギア３４側から永久磁石３３側への異物の侵入を効果的に抑制することができる。

[変形例]
上述の各実施例では、支持シャフト部を中空としたが、支持シャフト部は中実でも良い。 また、支持シャフト部をハウジングの表面まで貫通させず、支持シャフト部を一対のハウジングの内側に設けた凹部に圧入する構成として、支持シャフト部をハウジングの内側に収容しても良い。
そして、上述の各実施例では一対のハウジングとステータ部は別体としているが、ハウジングの一方をステータ部と一体とし、ステータ部と一体としたハウジングと単独のハウジングを支持シャフト部の両端から圧入して電動ポンプを組付ける構成としても良い。
また、ハウジングとステータ部のインロー嵌合部に回り止めを設けても良く、ステータ部に電動ポンプを取付ける相手側への取付けを目的としたフランジを設けても良い。
そして、アウタロータ部の永久磁石の形状は、実施例１のような内周に鍔を有する形状であっても、実施例２のような円筒形状であってもよい。 また、アウタロータ部は永久磁石をアウタギアの外周に直接配置してバックヨークを設けない構成としても良い。
その他、本発明に係る電動ポンプはその発明の思想の範囲で、各種の形態で実施できるものである。

［実施例３の電動ポンプの構造と組立方法（図６）］
図６（Ａ）に、実施例３における電動ポンプ１０の分解斜視図を示し、図６（Ｂ）に、実施例３における電動ポンプ１０の軸方向断面図を示す。
図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すように、実施例３における電動ポンプ１０は、実施例１における電動ポンプ１０（図１、図２参照）に対して、支持シャフト部５０とハウジング６２（第１ハウジングに相当）とが一体的に形成されている点が構造的に異なり、組立方法においてもハウジング６２を支持シャフト部５０に圧入外嵌する必要の無い点が異なる。
なお、実施例３の電動ポンプ１０は、図６（Ｂ）に示すように、バックヨーク３６の形状も、図１に示す実施例１の電動ポンプ１０とは異なっているが、実施例１や実施例２に示すように、バックヨーク３６の形状は、種々の形状とすることが可能である。

［効果］
実施例３によれば、部品点数と組立工数を削減することが可能であり、組立時間とコストを低減することができる。
なお、支持シャフト部５０は、中空でなく中実であっても良い。
また、支持シャフト部５０は、第２ハウジング６０を貫通しなくてもよく、支持シャフト部５０が第２ハウジング６０の途中まで圧入されるようにように構成してもよい。

［電動ポンプ１０の取付け構造の例（図７）］
図７（Ａ）に、電動ポンプ１０の取付け構造における電動ポンプ１０と、当該電動ポンプ１０の取付け先である相手部材αの概略斜視図を示し、図７（Ｂ）に、取付けた状態における軸方向断面図（電動ポンプ１０と相手部材α）を示す。
図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示すように、実施例１〜３に説明した電動ポンプ１０を取付け先の相手部材αに取付ける構造の例としては、相手部材αに、支持シャフト部５０の貫通孔に挿通可能な固定部材α１（取付け用部材）が設けられている。
また、固定部材α１の先端には、図７（Ａ）に示すように、固定部材α１が挿通された電動ポンプ１０における相手部材αの側とは反対側の面を係止する爪部が形成されている。 また、固定部材α１は、径が小さくなるように変形可能な構造を有している（この場合、先割れ構造のスリットが設けられている）。
また、相手部材αにおける、電動ポンプ１０の排出口６４と対向する位置には、電動ポンプ１０から排出された流体を通過させる流体受入口α２が設けられている。

以上の構成により、電動ポンプ１０を相手部材αに取付ける場合、作業者は、電動ポンプ１０の支持シャフト部５０の貫通孔Ｋと固定部材α１の先端とを対向させた後、電動ポンプ１０を相手部材αの側に押し付けるだけで、固定部材α１が貫通孔Ｋを貫通した後、固定部材α１の先端の爪部が開き、電動ポンプ１０が固定部材α１から抜けないように固定される（爪部に係止される）。 また同時に電動ポンプ１０の排出口６４と流体受入口α２とが接続される。
また、図７（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、電動ポンプ１０が固定部材α１を中心として回転することを防止するための回り止めα３を設けることが好ましい。 なお、回り止めα３は、凸状部材（図７（Ａ）における回り止めα３に相当）と、対応する凹状部材（凹状形状、図示省略）の一対で構成され、凸状部材を相手部材αに設けて凹状部材（凹状形状）を電動ポンプ１０に設けてもよいし、凸状部材を電動ポンプ１０に設けて凹状部材（凹状形状）を相手部材αに設けてもよい。 また、回り止めの構造は、上記の構造の他にも種々の構造のものを適用可能である。

［効果］
以上に説明した電動ポンプの取付け構造によれば、相手部材αに取付けるボルトが不要であり、部品点数を削減できるとともに、相手部材αへの電動ポンプ１０の取付けが非常に簡単、且つ短時間で可能となる。
また、電動ポンプ１０に、相手部材αに取付けるためのフランジが不要であり、電動ポンプ１０の小型化と軽量化を実現できるとともに、より小さな取付けスペースにて取り付けることができる。
また、支持シャフト部５０は、第２ハウジング６０を貫通しなくてもよく、支持シャフト部５０が第２ハウジング６０の途中まで圧入されるようにように構成してもよい。
また、本発明の電動ポンプ１０は、吸入口６６が第１ハウジング６２に形成され、排出口６４が第２ハウジング６０に形成されているので、第１ハウジング６２の軸方向端面を流体に浸けるだけで流体の吸い上げが可能になる。
よって、流体の吸い上げに必要な他の配管部材が不要になり、部品点数が削減される。

以上、本発明の電動ポンプ１０及び電動ポンプ１０の取付け構造は、本実施の形態で説明した外観、構成、構造等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。
また、ハウジングとステータ部のインロー嵌合部に回り止めを設けても良く、ステータ部に電動ポンプを取付ける相手側への取付けを目的としたフランジを設けても良い。
また、アウタロータ部の永久磁石の形状は、種々の形状とすることができる。
また、アウタロータ部は、永久磁石をアウタギアの外周に直接配置してバックヨークを設けない構成としても良い。

１０、１０ａ 電動ポンプ２０ ステータ部２１ 環状コア２２ コイル部２３ 樹脂３０、３０ａ アウタロータ部３２ プラスチックマグネット３３ 永久磁石３４ アウタギア３５ 鍔３６ バックヨーク３７ 鍔３８ 飛散防止カバー４０ インナロータ５０ 支持シャフト部５２ ボール６０ ハウジング（第２ハウジング）
６２ ハウジング（第１ハウジング）
６４ 排出口６６ 吸入口Ｅ１、Ｅ２ インロー嵌合Ｆ 圧入嵌合