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JP-2026076659-A - ステータの固定構造及び電動ポンプ

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Abstract

【課題】ステータの組付性を改善する。 【解決手段】ステータ２１の固定構造は、ステータ２１と、ステータ２１を収容するハウジング本体部４１と、を備える。ステータ２１は、円環状のステータコア２２と、ステータコア２２に取り付けられたインシュレータ２４と、インシュレータ２４を介してステータコア２２に巻き回されたコイル２３と、を有する。ハウジング本体部４１及びインシュレータ２４は、軸方向において互いに対向する第１底面４３ｂ及びフランジ部２４ａの裏面２４ｂをそれぞれ有する。ハウジング本体部４１は、第１底面４３ｂから突出する突起Ｐを有し、インシュレータ２４は、裏面２４ｂに開口し突起Ｐが挿通される穴Ｈを有する。ステータ２１のインシュレータ２４は、穴Ｈに挿通された状態でカシメられた突起Ｐにより、ハウジング本体部４１に固定される。 【選択図】図１

Inventors

  • 加藤 史恭
  • 大森 裕介
  • 安藤 勧
  • 渡仲 佑太

Assignees

  • カヤバ株式会社
  • 株式会社 五十嵐電機製作所

Dates

Publication Date
20260512
Application Date
20241024

Claims (7)

  1. ステータと、 前記ステータを収容するハウジングと、を備え、 前記ステータは、円環状のステータコアと、前記ステータコアに取り付けられたインシュレータと、前記インシュレータを介して前記ステータコアに巻き回されたコイルと、を有し、 前記ハウジング及び前記インシュレータは、軸方向において互いに対向する第１対向面及び第２対向面をそれぞれ有し、 前記ハウジングは、前記第１対向面から突出する突起を有し、 前記インシュレータは、前記第２対向面に開口し前記突起が挿通される穴を有し、 前記ステータの前記インシュレータは、前記穴に挿通された状態でカシメられた前記突起により、前記ハウジングに固定される、 ことを特徴とするステータの固定構造。
  2. 請求項１に記載のステータの固定構造であって、 前記ハウジングは、前記ステータコアが当接して軸方向に位置決めされる段部を有する、 ことを特徴とするステータの固定構造。
  3. 請求項２に記載のステータの固定構造であって、 前記インシュレータは、周方向に沿って溝状に延びる変形部を前記穴よりも径方向内側に有する、 ことを特徴とするステータの固定構造。
  4. 請求項１に記載のステータの固定構造であって、 前記ハウジングの前記第１対向面と前記インシュレータの前記第２対向面とは、互いに当接することで前記ハウジングに対して前記ステータが軸方向に位置決めされる位置決め部を構成する、 ことを特徴とするステータの固定構造。
  5. 請求項１に記載のステータの固定構造であって、 前記インシュレータは、前記第２対向面を有するフランジ部を有し、 前記フランジ部は、カシメられた前記突起と前記ハウジングとにより挟み込まれる、 ことを特徴とするステータの固定構造。
  6. 請求項１に記載のステータの固定構造であって、 前記突起が前記穴に挿通された状態でカシメられている固定箇所を複数有し、 前記突起は、少なくとも２つ以上の前記固定箇所において、カシメられて変形した部分により前記穴の内面に当接する、 ことを特徴とするステータの固定構造。
  7. 請求項１から６いずれか１項に記載のステータの固定構造を備える電動ポンプであって、 液体を吐出するポンプ部と、 駆動シャフトを回転させて前記ポンプ部を駆動させるモータ部と、を備え、 前記モータ部は、前記ステータを有し、 前記ハウジングは、前記ポンプ部及び前記モータ部を収容する、 ことを特徴とする電動ポンプ。

Description

本発明はステータの固定構造及び電動ポンプに関する。 特許文献１には、ポンプハウジングの内周面にステータ部の外周面を焼嵌めによって固定した電動オイルポンプが開示されている。特許文献２には、ポンププレートからポンプハウジングを通して挿入されたボルトをインシュレータに埋設されたナットにねじ止めすることにより、ステータを固定した電動オイルポンプ装置が開示されている。 特開２０１６－５３３０９号公報特開２０１３－１６００７９号公報 本発明の実施形態に係る電動ポンプの概略構成図である。本発明の実施形態に係る電動ポンプをカバーが外された状態で示す上面図である。本発明の実施形態に係る電動ポンプの要部を示す図である。突起がカシメられる前の状態を示す図である。インシュレータの第１変形例を示す図である。インシュレータの第２変形例を示す図である。ステータの軸方向の位置決めの変形例を示す図である。ステータの径方向の位置決めの変形例を示す図である。 以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る電動ポンプ１００について説明する。 電動ポンプ１００は、車両に搭載され、車両に搭載された走行モータを冷却するための冷却液（液体）を吐出するポンプや、車両に搭載されたギヤを潤滑するための油（液体）を吐出するポンプとして用いられる。電動ポンプ１００は、機器を駆動するための作動流体（液体）を吐出する流体圧供給源として用いられてもよく、車両以外の産業機械に搭載されてもよい。 図１に示すように、電動ポンプ１００は、液体を吐出するポンプ部１０と、駆動シャフト１を回転させてポンプ部１０を駆動させるモータ部２０と、モータ部２０を制御する制御部３０と、ポンプ部１０、モータ部２０、及び制御部３０を収容するハウジング４０と、を備える。電動ポンプ１００では、図１中上側から、制御部３０、モータ部２０、及びポンプ部１０がこの順番で配置される。以下では、駆動シャフト１の軸方向、径方向、周方向を単に「軸方向」、「径方向」、「周方向」とも称す。 ポンプ部１０は内接ギヤポンプであり、駆動シャフト１が挿通されて連結されるインナーロータ１２と、インナーロータ１２の外側に設けられたアウターロータ１３と、を有する。インナーロータ１２とアウターロータ１３は、ハウジング４０のハウジング本体部４１に収容され、互いに偏心して設けられてハウジング４０のポンプカバー５６により覆われる。インナーロータ１２の中心は駆動シャフト１と重なるように同軸に設けられ、アウターロータ１３の中心は駆動シャフト１からずらして設けられる。インナーロータ１２は外歯（図示省略）を複数有し、アウターロータ１３は外歯と摺接する内歯（図示省略）を複数有する。外歯と内歯とは歯数が異なり、インナーロータ１２の隣り合う外歯とアウターロータ１３の内歯によって、ポンプ室１４が区画される。ポンプ室１４は、ポンプ部１０に複数形成される。 モータ部２０は、環状のステータ２１と、ステータ２１の径方向内側に配置されるモータロータ２５と、を有する。モータ部２０は電動モータであり、駆動シャフト１は、電動モータとしてのモータ部２０の回転軸を兼ねる。駆動シャフト１の軸方向、径方向、周方向は、後述するステータ２１の固定構造における軸方向、径方向、周方向にそれぞれ対応する。 ステータ２１は、モータロータ２５を取り囲むように設置される円環状のステータコア２２と、ステータコア２２に巻き回されるコイル２３と、を有する。ステータコア２２は、複数の電磁鋼板が積層されることにより構成される。ステータコア２２には、コイル２３として、三相の駆動電流に対応するＵ相コイル、Ｖ相コイル及びＷ相コイルが形成され、コイル２３から延びるコイル配線の末端は、制御部３０に接続される。 モータロータ２５は、駆動シャフト１の外周面に連結され駆動シャフト１とともに回転するロータコア２６と、ロータコア２６に設けられる複数の永久磁石（図示省略）と、を有し、駆動シャフト１に圧入される。モータロータ２５は、駆動シャフト１の先端部１ａで圧入荷重を受けながら、駆動シャフト１の基端部１ｂ側（図１中上側）から圧入することで、圧入端としての駆動シャフト１の鍔部１ｃまで圧入される。 制御部３０は、電子部品３１と、電子部品３１が実装されモータ部２０のコイル２３が接続される基板３２と、基板３２の熱を放熱する放熱部３３と、を有し、ステータ２１に供給される電流を制御してモータ部２０を駆動させる。 ハウジング４０は、金属材料（例えば、アルミ合金や鉄鋼材料）により形成され開口部４２を有するハウジング本体部４１と、開口部４２を覆うカバー５１と、ポンプ部１０を覆うポンプカバー５６と、を有する。 ハウジング本体部４１は、モータ部２０が収容されるモータ収容凹部４３と、駆動シャフト１が挿通される挿通孔４４と、挿通孔４４と軸方向に連続して形成されオイルシール６５が収容されるオイルシール収容凹部４６と、ポンプ部１０が収容されるポンプ収容凹部４７と、を有する。 モータ収容凹部４３は、開口部４２が形成された第１収容凹部４３ａと、第１収容凹部４３ａの第１底面４３ｂから開口部４２とは反対側（図１中下側）に向かって軸方向に延びて環状空間を形成する第２収容凹部４３ｃと、を有する。第２収容凹部４３ｃの内周面には、ステータコア２２の外周面がインロー嵌合により当接し、これにより、ステータコア２２の径方向の位置決めを通じて、ステータ２１が径方向に位置決めされる。 挿通孔４４とオイルシール収容凹部４６とは、第２収容凹部４３ｃの第２底面４３ｄの中央から軸方向に沿って突出する筒状部４３ｅに形成され、ポンプ収容凹部４７は、軸方向において第２底面４３ｄよりも開口部４２とは反対側（図１中下側）の部分のハウジング本体部４１に形成される。 挿通孔４４は、軸方向に延びて開口部４２側（図１中上側）でオイルシール収容凹部４６と連通し、開口部４２とは反対側（図１中下側）でポンプ収容凹部４７と連通する。オイルシール収容凹部４６は、挿通孔４４よりも大径に形成され、筒状部４３ｅの先端面に開口する。ポンプ収容凹部４７は、インナーロータ１２及びアウターロータ１３を収容し、ポンプ収容凹部４７の中心は、挿通孔４４の中心からずらして形成される。 カバー５１は、締結部材（図示省略）によりハウジング本体部４１に固定され、制御部３０を収容する。ポンプカバー５６は、締結部材（図示省略）によりハウジング本体部４１に固定され、ポンプ収容凹部４７を覆う。ポンプカバー５６には、駆動シャフト１の先端部１ａを収容するシャフト収容部５６ａが形成され、シャフト収容部５６ａに収容された先端部１ａは、ポンプカバー５６に接触しないように設けられる。 駆動シャフト１は、大径部２と、大径部２よりも小径に形成される小径部３と、を有する。小径部３は、先端部１ａ側（図１中下側）に形成され、大径部２は、基端部１ｂ側（図１中上側）に形成される。基端部１ｂには、磁石６７が制御部３０の電子部品３１及び基板３２と接触しないように設けられ、磁石６７による磁気の変化は、制御部３０により検出され、駆動シャフト１の回転角度及び回転数の演算に用いられる。鍔部１ｃは、オイルシール６５よりも基端部１ｂ側（図１中上側）の部分の大径部２に形成される。 大径部２の外周面には、オイルシール６５と、複数のブッシュ６０が摺接する。複数のブッシュ６０は、挿通孔４４の内周面と大径部２の外周面との間に設けられ、駆動シャフト１をハウジング本体部４１に対して回転自在に支持する。なお、ブッシュ６０は一つのみ設けられてもよい。また、ブッシュ６０に代えて、ベアリング（例えば、ボールベアリング）により、駆動シャフト１を回転自在に支持してもよい。ベアリングは、軸方向における鍔部１ｃとモータロータ２５との間に設けることができる。小径部３は、インナーロータ１２の挿通孔１２ａに挿通される。小径部３は、二面幅を形成する平面部３ａを有し、平面部３ａは、挿通孔１２ａに面接触する。 このように構成された電動ポンプ１００では、制御部３０の制御のもと、モータ部２０のモータロータ２５が駆動シャフト１と一体回転し、これにより、駆動シャフト１の回転トルクがインナーロータ１２に伝達されてポンプ部１０が駆動される。ポンプ部１０では、インナーロータ１２の外歯がアウターロータ１３の内歯に摺接しながら、インナーロータ１２及びアウターロータ１３が回転し、これに伴い、ポンプ室１４が拡張及び収縮を繰り返す。ポンプ室１４が拡張する拡張領域（吸込領域）では、ポンプカバー５６に形成される吸込ポート（図示省略）を通じて液体が吸入され、ポンプ室１４が収縮する収縮領域（吐出領域）では、ポンプカバー５６に形成される吐出ポート（図示省略）を通じて液体が外部に吐出される。 図１，２に示すように、ステータ２１は、ステータコア２２とコイル２３とを絶縁するインシュレータ２４をさらに有する。インシュレータ２４は筒状の形状を有し、樹脂により形成される。インシュレータ２４は、軸方向からステータコア２２に装着され、コイル２３は、インシュレータ２４が装着された状態のステータコア２２に巻き回されることで、インシュレータ２４を介してステータコア２２に巻き回される。コイル２３は、径方向内側に向かって延びるステータコア２２の複数のティースに巻き回される。 図１～３に示すように、インシュレータ２４は、ハウジング本体部４１の開口部４２側（図１中上側）にフランジ部２４ａを有する。フランジ部２４ａは、軸方向において、ハウジング本体部４１の第１収容凹部４３ａの第１底面４３ｂと対向する裏面２４ｂを有する。従って、ハウジング本体部４１及びインシュレータ２４は、軸方向において互いに対向する第１対向面としての第１底面４３ｂ及び第２対向面としての裏面２４ｂをそれぞれ有する。 ハウジング本体部４１は、第１底面４３ｂから突出する突起Ｐを有する。図４に示すように、突起Ｐは、カシメられていない状態で円柱状に形成され、第１底面４３ｂから軸方向に沿って突出する。カシメられる前の突起Ｐの先端面には、円錐状の窪みＤが形成され、窪みＤの周辺部は、カシメにより塑性変形して穴Ｈの固定面Ｈ３に押し付けられる。カシメは例えば、治具を介して窪みＤの周辺部を外側に向かって押し広げるように加圧変形させるカシメ機により行うことができる。 インシュレータ２４は、フランジ部２４ａの裏面２４ｂに開口し突起Ｐが挿通される穴Ｈを有する。穴Ｈは、フランジ部２４ａに設けられた円柱状のボス２４ｃに形成され、固定面Ｈ３のほか、裏面２４ｂに開口する小径部Ｈ１と、小径部Ｈ１よりも内径が大きい大径部Ｈ２と、を有する。小径部Ｈ１は、突起Ｐの挿通穴として形成され、大径部Ｈ２は、ボス２４ｃの先端面に開口する。固定面Ｈ３は、穴Ｈの内面に形成された段部であり、小径部Ｈ１及び大径部Ｈ２のそれぞれの内面に連なる。大径部Ｈ２と突起Ｐとの間には、カシメにより変形する部分の突起Ｐを収容するスペースが形成される。 図３に示すように、インシュレータ２４は、穴Ｈに挿通された状態でカシメられた突起Ｐにより、ハウジング本体部４１に固定される。突起Ｐにおける窪みＤの周辺部は、カシメにより変形された状態で固定面Ｈ３に押し付けられ、これにより、インシュレータ２４が第１底面４３ｂに押し付けられた状態になってハウジング本体部４１に固定される。第１底面４３ｂは加工面となっており、第１底面４３ｂを加工面とすることで、インシュレータ２４との密着性が高められる。 図１に示すように、ハウジング本体部４１は、ステータコア２２が当接して軸方向に位置決めされる段部４８をさらに有する。段部４８は、第２収容凹部４３ｃの内周面に周方向に沿って形成され、段部４８にはステータコア２２の外周端部が当接する。段部４８は、第２収容凹部４３ｃの内周面に一周に亘って形成され、ステータコア２２を段部４８で位置決めすることで、ス