JP2006348802A - 電動ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】 従来よりも小型化、高効率化された電動ポンプを提供する。
【解決手段】 全周流型の電動ポンプ１のポンプケーシング１０の内部に、羽根２２を有する第１のロータ２０をステータ３０の吸込口１１ａ側に回転可能に配設すると共に、羽根６２を有する第２のロータ６０をステータ３０の排出口１２ａ側に回転可能に配設する。ステータ３０は、第１のロータ２０のロータマグネット２３に相対する位置に配設された巻線３７と、第２のロータ６０のロータマグネット６３に相対する位置に配設された巻線３８とを備え、バックヨーク３４及びステータハウジング３０ａを共用として一体に構成されている。電動ポンプ１は、第１のロータ２０と第２のロータ６０の回転により扁平モータを２台直列にした場合と同等の出力を有する。また、巻線３７と巻線３８はそれぞれ独立に通電制御されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は電動ポンプに係り、特にポンプケーシングとステータとの間に環状の流路が形成された全周流型の電動ポンプに関する。

従来から、ポンプケーシングとステータとの間に環状の流路が形成された全周流型の電動ポンプが知られている。例えば、図５は従来例の全周流型の電動ポンプの断面説明図であるが、この図に示す電動ポンプは、ステータ１３０の内周側に羽根車１２１が固定されたロータ１２０を配設したインナーロータ型モータにより駆動されている。
しかしながら、図５のようなインナーロータ型モータを備えた電動ポンプは、ロータ１２０の長手方向をポンプケーシング１１０の吸込口１１１と排出口１１２を結ぶ軸方向に向けて配設し、ロータ１２０の端部に羽根車１２１を設けているため、ポンプケーシング１１０の吸込口１１１から排出口１１２までの寸法を短くすることが難しい。従って、小型化することが難しく、車載時のスペース確保が難しいという問題点があった。
また、全周流型でない電動ポンプにおいて、ロータとステータがロータの回転軸方向に対向するように構成されたいわゆるアキシャルギャップタイプのモータを適用することにより、電動ポンプを薄型化し、小型化を実現したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−１４５６８２号公報（図１）

特許文献１の電動ポンプは、ケーシングの上端中央から流入した取扱液がケーシングの側面から流出するように構成されており、マグネットを有するインペラがケーシング内に設けられ、ケーシングの外部に巻線を備えたステータコアが固定されている。この電動ポンプは、ロータの回転軸方向にロータとステータのギャップを設けたいわゆるアキシャルギャップタイプのモータとして構成したことにより、ロータ及びステータが回転軸方向に薄型化されている。さらに、ケーシングの上端中央に設けられたノズル状の流入部の周囲に巻線を備えたステータコアを配設することにより、巻線とステータコアの厚み分だけ薄形化が図られている。
しかしながら、特許文献１の電動ポンプを含め、従来のアキシャルギャップタイプのモータを適用した電動ポンプにおいて、小型化を図りながら、さらに高出力化、高効率化することが要望されていた。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、従来に比べてさらに高出力化、高効率化した電動ポンプを提供することにある。
また、本発明の他の目的は、部材点数が削減され、従来に比べて構造が簡素化され、コストを低減することが可能な電動ポンプを提供することにある。

前記課題は、本発明によれば、吸込口と排出口とを備えたケーシングと、該ケーシングの内部に回転可能に配設された羽根車を有するロータ部と、前記ケーシングに支持固定されたステータ部と、を備え、前記ロータ部は、前記ステータ部の前記吸入口側に設けられた第１のロータ部と、前記ステータ部の前記排出口側に設けられた第２のロータ部と、を有し、前記第１のロータ部及び前記第２のロータ部は、それぞれ、前記ステータ部と対向する面に沿って配設された第１のロータマグネット及び第２のロータマグネットを有し、前記ステータ部は、前記第１のロータマグネット及び前記第２のロータマグネットのそれぞれと相対する位置に配設された巻線を有して構成されたことにより解決される。

このように、本発明では、羽根車を有する２つのロータ部を備え、ステータ部の吸入口側に一方のロータ部を配設し、ステータ部の排出口側にもう一方のロータ部を配設して構成されている。これにより、２つのロータ部がそれぞれステータ部に対向するように構成されている。そして、２つのロータ部には、それぞれ、ステータ部と対向する面に沿ってロータマグネットが配設されると共に、ステータ部にはロータマグネットと相対する位置に巻線が配設されている。
すなわち、本発明では、羽根車及びロータ部の回転軸方向にロータ部とステータ部の隙間（ギャップ）が形成されたいわゆるアキシャルギャップタイプのモータが電動ポンプに適用されている。アキシャルギャップタイプのモータは、ロータ部とステータ部を扁平形状とすることができるので、電動ポンプの外形を扁平形状として小型化することができる。従って、車載時の設置スペース確保が容易となり、設計の自由度が増大する。
また、アキシャルギャップタイプのモータは、ロータマグネットとステータ側（巻線側）に配設されたバックヨークが引き合うため、ロータ部がステータ部に対して相対移動しないように抑えておく必要がない。従って、構造を簡素化することができる。また、ロータ部とステータ部を扁平形状として対向面を平面にすることができるので、軸受けが一ケ所でも支持することができる。従って、更に構造を簡素化することができる。

また、本発明では、ステータ部の両側にロータ部を設けた２ロータ型の構成とされており、ステータ部には、２つのロータ部のそれぞれに設けられたロータマグネットと相対する位置に巻線が設けられている。従って、これらの巻線への通電により２つのロータ部を回転駆動させることができ、１ロータ型のモータの倍の出力を得ることができる。また、ステータ部は、巻線については２ロータのそれぞれに対応させて設けているが、巻線以外の部材、例えばバックヨークやステータハウジングについては、共用することができる。このように、本発明では、扁平形状としたアキシャルギャップタイプのモータにおいて、２つのロータ部を回転駆動させるためのステータを一体に構成しているので、ロータ部とステータ部を１つずつ備えた扁平モータを２台直列した場合と比較すると、同出力としながら、より電動ポンプを小型化することができる。

また、本発明において、前記巻線は、前記第１のロータマグネットと相対する位置に配設された第１の巻線と、前記第２のロータマグネットと相対する位置に配設された第２の巻線を有して構成され、前記第１の巻線と前記第２の巻線は、互いに独立に通電制御されるように構成すると好適である。このように、２つの巻線への通電をそれぞれ独立に制御することにより、吸込側の羽根車と排出側の羽根車の回転数を任意にすることができ、ポンプ作用を任意にコントロールすることができる。また、２ロータ型であるため吸込口側と排出口側を対称形状とすることができるので、吸込口側と排出口側を入れ替える等して使い分けることができる。
また、本発明において、前記ロータ部及び前記ステータ部の外周面と前記ケーシングの内周面との間に前記吸込口と前記排出口とを連通する環状流路が形成された構成とすることができる。このように、全周流型の電動ポンプとすることにより、ステータ部及びロータ部の発熱を取扱液によって冷却することができる。また、軸部を液流から遮蔽することができるので、耐久性を向上させることができる。

また、本発明において、ロータ部及びステータ部の互いに対向する面は、低摩擦面からなるように構成すると好適である。このように、ロータ部とステータ部のそれぞれの対向面（いわゆる、磁路形成部）がそれぞれ低摩擦面とされていることにより、ロータ部とステータ部とを接触回転させることができる。従来のようにロータ部とステータ部の間にギャップが設けられていると、ギャップの内部に侵入した取扱液の回転により抵抗が増大してモータの効率が低下する。これに対し、本発明では、ギャップを縮小して磁路形成部を接触回転させることにより、取扱液のギャップへの侵入を防止して抵抗を減少させ、モータの効率を向上させることができる。従って、ポンプ効率を向上させることができる。
インナーロータ型モータやアウタロータ型モータのような構成では、ロータ部とステータ部の対向面が円筒面であるので、接触回転させるには互いの真円度が要求され困難であった。すなわち、ロータ部とステータ部の対向面が高い寸法精度で形成され組み付けられている必要があり、その実現は困難であった。これに対し、本発明のようにアキシャルギャップタイプのモータでは、対向する面を平面とすることができる。従って、ロータ部とステータ部が高い寸法精度で形成されていなくても接触回転が許容される。これにより、ポンプ効率の向上が容易とされている。

また、本発明において、前記ステータ部は、前記巻線を内部に収納するステータハウジングを有し、前記ケーシングは、前記吸込口を形成する吸込側ケーシング，前記排出口を形成する排出側ケーシング，前記ステータ部が支持固定されるステータ固定用ケーシング，を有して構成され、前記ステータ固定用ケーシングは、一端が前記吸込側ケーシングに接続され他端が前記排出側ケーシングに接続される管状のケーシング接続部と、該ケーシング接続部の内径側に設けられ前記ステータハウジングを支持するステータ支持部と、を有するように構成すると好適である。このように、吸込側ケーシングと排出側ケーシングとの間にステータが支持固定されるステータ固定用ケーシングを介在させることにより、ポンプケーシングへのステータハウジングの組み付け性が向上される。
また、本発明において、前記ケーシング接続部と前記ステータ支持部とを一体成形すると好適である。そしてまた、前記ケーシング接続部，前記ステータ支持部，前記ステータハウジング，を一体成形すると好適である。このように一体成形で製造すると、部品点数を少なくすることができるので、組み付け工数、部品管理工数等を削減することができ、製造コストを低減することができる。

また、本発明において、前記ステータ支持部には、一端が前記ステータハウジングの内部に連通され他端が前記ケーシングの外部に連通された挿通孔が設けられ、該挿通孔には、前記巻線に配線接続される給電部材が挿通されるように構成すると好適である。
このように、ポンプケーシングとステータハウジングを連結する支持部材の内部に、ステータに給電するための給電ハーネスを配線するための挿通孔を形成することにより、給電ハーネスを、環状流路内に露出させずにポンプケーシングの外部に導出することができる。従って、環状流路からステータハウジングへの取扱液の浸入や、環状流路からポンプケーシング外への取扱液の漏出を、シール部材などを用いることなく完全に防止することができる。また、配線作業を容易に行うことができる。

また、本発明において、前記ステータ支持部は、前記ケーシング接続部の内径側に突出する支柱からなり、該支柱は、前記環状流路を流れる取扱液を案内する案内部材として機能するように形成すると好適である。
このように、ステータを支持固定するための支柱が、環状流路を流れる取扱液を下流側へ円滑に案内するための案内部材として機能させることにより、環状流路を流下する取扱液に乱流等が発生することを防止することができる。また、環状流路内を流れる取扱液に対する抵抗を低減することができる。

本発明によれば、以下のような効果を奏する。
（イ）本発明の電動ポンプでは、ステータ部の両側にロータ部を設けた２ロータ型の構成としているので、１ロータ型のモータの倍の出力を得ることができる。また、ステータ部は、巻線以外の部材を共用して２つのロータ部を回転駆動させるステータを一体に構成しているので、扁平モータの２台直列と比較すると、同出力としながら、より電動ポンプを小型化することができる。また、２つのロータ部に対応する巻線への通電をそれぞれ独立に制御することにより、吸込側の羽根車と排出側の羽根車の回転数を任意にしてポンプ作用をコントロールすることができる。
（ロ）また、本発明の電動ポンプでは、羽根車を有するロータ部とステータ部とがロータ部の回転軸方向に対向して設けられているので、ロータ部とステータ部を扁平形状とすることができ、電動ポンプを扁平形状として小型化することができる。
（ハ）また、本発明の電動ポンプでは、ロータ部及びステータ部の互いに対向する面が低摩擦面とされているので、ポンプ効率を低下させずにロータ部とステータ部とを接触回転させることができる。これにより、取扱液の隙間（ギャップ）への侵入を防止して抵抗を減少させ、ポンプ効率を向上させることができる。また、ロータ部の回転軸方向にロータ部とステータ部が対向するように構成されているため、ロータ部とステータ部が高い寸法精度で形成されていなくても接触回転が許容される。

（ニ）また、本発明の電動ポンプでは、吸込側ケーシングと排出側ケーシングとの間にステータを支持固定するためのステータ固定用ケーシングを介在させることにより、ケーシングとステータとの組み付け性が向上されている。また、ケーシング接続部とステータ支持部とを一体成形し、さらにステータハウジングを一体成形することにより、部品点数を少なくすることができ、組み付け工数、部品管理工数等を削減することができる。
（ホ）また、本発明の電動ポンプでは、ポンプケーシングとステータハウジングを連結する支持部材の内部に、ステータに給電するための給電ハーネスを配線するための挿通孔が形成されているので、配線作業を容易に行うことができ、環状流路からステータハウジング内への取扱液の浸入や、環状流路からポンプケーシング外への取扱液の漏出を完全に防止することができる。

以下、本発明の一実施形態について、図を参照して説明する。なお、以下に説明する部材、配置等は、本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨に沿って各種改変することができることは勿論である。
図１〜図３は本発明の一実施形態に係るものであり、図１はケーシングを吸込口側から見た正面図、図２は電動ポンプの断面説明図（図１のＡ−Ａ断面図）、図３はロータ及びステータの分解断面説明図である。また、図４は改変例のロータ及びステータの分解断面説明図である。

（電動ポンプの構成）
本実施形態に係る電動ポンプ１は、例えば、車両に設けられたラジエータの冷却液等の取扱液を循環させるのに好適に用いられるものであり、ポンプケーシング１０と、ポンプケーシング１０の内部に回転可能に配設された第１のロータ２０及び第２のロータ６０と、ポンプケーシング１０の内部に支持固定されたステータ３０と、ポンプケーシング１０の外周側に配設された制御ユニット４０と、を主要構成とするものである。第１のロータ２０、第２のロータ６０、及びステータ３０は、後述するシャフト１７によって相対回転可能に組み付けられている。
この電動ポンプ１は、ポンプケーシング１０の内周面と、第１のロータ２０、第２のロータ６０、ステータ３０、の外周面と、の間に取扱液が流れる環状流路が形成された全周流型の電動ポンプとして構成されている。
また、本例の電動ポンプ１は、ポンプケーシング１０内における取扱液の流れの上流側から下流側に向かって、第１のロータ２０、ステータ３０、第２のロータ６０、の順に直列に配設されている。そして、第１のロータ２０とステータ３０が、ロータの回転軸方向に扁平な第１の扁平モータ（いわゆるアキシャルギャップタイプのモータ）として作動すると共に、第２のロータ６０とステータ３０が、第２の扁平モータとして作動する。そして、第１の扁平モータと第２の扁平モータは略同一の回転中心まわりに回転される。これにより、本例の電動ポンプは、２台の扁平モータを直列した場合と同等の出力を得ることができるように構成されている。以下、図１〜図３を参照しながら、各構成について説明する。

ポンプケーシング１０は、吸込側ケーシング１１と排出側ケーシング１２とをステータ固定ケーシング１３により接続して構成されており、吸込側ケーシング１１に設けられた吸込口１１ａと排出側ケーシング１２に設けられた排出口１２ａとが略同軸上に配置されている。このポンプケーシング１０は、例えば、合成樹脂材料により成形することができる。また、合成樹脂材料に限らず他の非磁性材料、例えばアルミ合金で成形してもよい。
ポンプケーシング１０の中央部を形成するステータ固定ケーシング１３は、管状のケーシング接続部１４と、ケーシング接続部１４の内周側に向かって径方向に複数箇所延出された支柱状のステータ支持部１５とを一体成形して構成されている。このように、ステータ固定用ケーシングを一体成形することにより、部品点数を少なくすることができ、組み付け工数、部品管理工数等を削減することができる。
ケーシング接続部１４の吸込口１１ａ側（すなわち吸込口１１ａと排出口１２ａとを結ぶポンプケーシング１０の中心軸上における軸方向上流側）の端部には吸込側ケーシング１１と接続するためのフランジ部１４ａが径方向外周側に向かって延出されている。また、排出口１２ａ側の端部には、同様に、排出側ケーシング１２に接続するためのフランジ部１４ｂが径方向外周側に向かって延出されている。

吸込側ケーシング１１は、取扱液が流入する吸込口１１ａが一端に設けられた略円形断面の吸込ノズル１１ｂと、吸込ノズル１１ｂからケーシング接続部１４側（すなわち軸方向下流側）に向かって拡径された円錐面状の傾斜部１１ｃと、傾斜部１１ｃの拡径側の縁部に設けられた接続部１１ｄと、を備えている。接続部１１ｄは、傾斜部１１ｃの縁部からケーシング接続部１４と略同一径で軸方向下流側に延出されており、この接続部１１ｄから、径方向外周側に向かってフランジ部１１ｅが延出されている。
本例では、フランジ部１１ｅと、ケーシング接続部１４の端部に設けられたフランジ部１４ａとの間にＯリング１６を介在させると共に、フランジ部１１ｅとフランジ部１４ａとをネジ等の締結部材１８によって連結することにより、吸込側ケーシング１１とステータ固定ケーシング１３とが一体に組み付けられている。

また、排出側ケーシング１２は、吸込側ケーシング１１と同様の形状をポンプケーシング１０の中心軸方向に沿って逆向きに形成したものである。すなわち、排出側ケーシング１２は、取扱液が流出する排出口１２ａ側に形成された略円形断面の排出ノズル１２ｂと、排出ノズル１２ｂからケーシング接続部１４側（すなわち軸方向上流側）に向かって拡径された円錐面状の傾斜部１２ｃと、傾斜部１２ｃの拡径側の縁部に設けられた接続部１２ｄと、を備えている。接続部１２ｄは、傾斜部１２ｃの縁部からケーシング接続部１４と略同一径で軸方向上流側に延出されており、この接続部１２ｄから径方向外周側に向かってフランジ部１２ｅが延出されている。そして、フランジ部１２ｅと、ケーシング接続部１４の軸方向下流側の端部に設けられたフランジ部１４ｂとの間にＯリング１６を介在させると共にフランジ部１２ｅとフランジ部１４ｂとをネジ等の締結部材１８によって連結することにより、排出側ケーシング１２とステータ固定ケーシング１３とが一体的に組みつけられている。

第１のロータ２０は、ポンプケーシング１０の内部空間の吸込口１１ａ側に回転可能に配設されている。この第１のロータ２０は、排出口１２ａ側に開口する凹部２１ａが形成されたロータ本体部２１と、吸込側ケーシング１１の円錐面状の傾斜部１１ｃに向かって径方向に突出する複数の羽根２２と、ロータ本体部２１の凹部２１ａ側の面に沿って配設されたロータマグネット２３と、を備えて構成されている。
ロータ本体部２１の凹部２１ａには、ポンプケーシング１０の中心軸上に配設されたシャフト１７の一端が挿入されている。この凹部２１ａの内周には、カーボン製等の滑り軸受２４が設けられている。シャフト１７は、後述するステータハウジング３０ａの中央部に圧入固定されており、中央部がステータ３０を貫通し、両端がステータ３０から突出された状態に組み付けられている。
ロータ本体部２１は、滑り軸受２４を介して、シャフト１７によって回転自在に支持されている。そして、シャフト１７のもう一方の端部は、第２のロータ６０に設けられた凹部６１ａに挿入されている。

羽根２２は、基端部がロータ本体部２１に固定支持されており、ポンプケーシング１０の中心軸まわりに略同一角度間隔で配設されている。本例の構成では、ロータ本体部２１が上述したシャフト１７を回転中心としてその周りを回転すると、ロータ本体部２１に固定された羽根２２はこれと一体に回転される。つまり、本例では、滑り軸受２４を備えたロータ本体部２１と羽根２２とによって羽根車が構成されている。なお、羽根２２は、軸流羽根、遠心羽根、斜流羽根、あるいはこの複合型等とすることができる。
ロータ本体部２１は、ステータ３０と対向する面であるロータ側対向面２１ｂ（図３参照）、すなわち凹部２１ａの周囲の面が、シャフト１７の軸に対して略垂直な平面をなすように形成されており、このロータ側対向面２１ｂに沿って薄型のロータマグネット２３が周方向に配設されている。本例では、ロータマグネット２３はロータ本体部２１と一体成形されており、異なる磁性の磁極が周方向に交互に並ぶように配設されている。

第２のロータ６０は、第１のロータ２０と略同一形状に形成されており、ポンプケーシング１０の中心軸方向に沿って、第１のロータ２０と逆向きに設けられている。
すなわち、第２のロータ６０は、吸込口１１ａ側に開口する凹部６１ａが形成されたロータ本体部６１と、排出側ケーシング１２の円錐面状の傾斜部１２ｃに向かって径方向に突出する複数の羽根６２と、ロータ本体部６１の凹部６１ａ側の面に沿って配設されたロータマグネット６３と、を備えて構成されている。
凹部６１ａの内周にはカーボン製等の滑り軸受６４が設けられている。そして、上述したようにシャフト１７のもう一方の端部が凹部６１ａに挿入され、これにより、ロータ本体部６１が、滑り軸受６４を介して、シャフト１７によって回転自在に支持されている。
羽根６２は、基端部がロータ本体部６１に固定支持されており、ポンプケーシング１０の中心軸まわりに略同一角度間隔で配設されている。
ロータ本体部６１には、ステータ３０との対向面であるロータ側対向面６１ｂがシャフト１７の軸に対して略垂直な平面をなすように形成されており、薄型のロータマグネット６３がロータ側対向面６１ｂに沿って周方向に配設されている。ロータマグネット６３は、ロータマグネット２３と同様にロータ本体部６１と一体成形されており、異なる磁性の磁極が周方向に交互に並ぶように配設されている。

ステータ３０は、組み付け時に上述の第１のロータマグネット２３と相対する位置に配設される第１の巻線３７と、第２のロータマグネット６３と相対する位置に配設される第２の巻線３８と、巻線３７と巻線３８の中間に配設されるバックヨーク３４と、このバックヨーク３４上の巻線３７側の面に設けられる位置検出用センサ基板３５ａと、バックヨーク３４上の巻線３８側の面に設けられる位置検出用センサ基板３５ｂと、内部に巻線３７，巻線３８，バックヨーク３４，位置検出用センサ基板３５ａ，位置検出用センサ基板３５ｂ，等を収納するステータハウジング３０ａと、を有して構成されている。
本例のステータハウジング３０ａは、薄型の略円筒形状とされており、略中央にシャフト１７が圧入固定される貫通孔が形成されている。このステータハウジング３０ａは、円筒状のステータハウジング外周部３３と、ステータハウジング外周部３３の内周側に組み付けられる第１ステータハウジング本体部３１と第２ステータハウジング本体部３２とを有して構成されている。
第１ステータハウジング本体部３１と第２ステータハウジング本体部３２は略同一形状とされており、シャフト１７に対して略垂直な対向面を境にシャフト１７の軸方向に対して対称に配設されている。第１ステータハウジング本体部３１と第２ステータハウジング本体部３２は、対向面にシール部材等を介在させて接合されると共に、外周側にはステータハウジング外周部３３が接合されている。これにより、ステータハウジング３０ａは、内部空間が環状流路に対して密閉されている。
第１ステータハウジング本体部３１は、第１のロータ２０と対向する面であるステータ側対向面３１ｂが、ロータ側対向面２１ｂと同様に、シャフト１７の軸に対して略垂直な平面をなすように形成されている。また、第２ステータハウジング本体部３２は、第２のロータ６０と対向する面であるステータ側対向面３２ｂが、ロータ側対向面６１ｂと同様に、シャフト１７の軸に対して略垂直な平面をなすように形成されている。そして、ステータ側対向面３１ｂ、ステータ側対向面３２ｂのそれぞれの略中央には、上述したシャフト１７の中央部が圧入固定される貫通孔を構成する孔部３１ａと孔部３２ａが形成されている。

本例では、第１の巻線３７はステータ側対向面３１ｂを挟んでロータマグネット２３と相対する位置に配設されている。また、第２の巻線３８はステータ側対向面３２ｂを挟んでロータマグネット６３と相対する位置に配設されている。巻線３７，３８は、鉄心等のコア部材の周囲に巻線を巻回した構成でもよいが、例えば、パンケーキコイルやプリントコイルなどの扁平コイル形としてもよい。このようにすると、ステータ３０をより薄型にすることができる。

また、本例のステータハウジング３０ａは、上述のようにポンプケーシング１０の中央部から内周側に向かって径方向に複数箇所延出された支柱状のステータ支持部１５にステータハウジング外周部３３の側面部が固定支持されている。本例では、ステータハウジング外周部３３が、ステータ支持部１５を有するステータ固定ケーシング１３と一体成形されているので、部品点数が削減され、組み付け工数が削減されている。
そして、本例では、ステータハウジング３０ａの内部に配設された巻線３７，３８に給電するための給電ハーネス３７ａ，３８ａが、ステータ支持部１５の内部に形成された挿通孔３６に挿通され配線されている。この挿通孔３６は、ステータハウジング３０ａの内部空間に一端が連通され、他端がポンプケーシング１０の外部空間に連通されている。
このように構成すると、挿通孔３６を配線通路として使用することができ、給電ハーネス３７ａ，３８ａを、環状流路内に露出させずにポンプケーシング１０の外部に導出することができる。従って、環状流路からステータハウジング３０ａへの取扱液の浸入や、環状流路からポンプケーシング１０外への取扱液の漏出を、シール部材などを用いることなく完全に防止することができる。また、配線作業を容易に行うことができる。

また、本例のステータ支持部１５は、ポンプケーシング１０の内周面と、第１のロータ２０、第２のロータ６０、ステータ３０、の外周面と、の間に形成された環状流路を横切るように設けられている。従って、この環状流路を流れる取扱液はステータ支持部１５にぶつかりながら流下するが、このとき、取扱液に対する抵抗がより小さくなるようにステータ支持部１５を形成すると好適である。例えば、ステータ支持部１５の断面形状を、その長尺方向が取扱液の流れ方向を向くように形成し、さらに、取扱液の上流側を向く側面と下流側を向く側面が、それぞれ流れ方向に沿って先尖り形状となるように形成する。このように形成すると、ステータ支持部１５の側面と、取扱液の流れ方向とのなす角度が小さくなるため、取扱液に対する抵抗を低減させることができ、環状流路を流下する取扱液に乱流等が発生することを防止することができる。そして、ステータ支持部１５を取扱液に対する案内板として機能させることができる。

制御ユニット４０は、本例では、排出側ケーシング１２の傾斜部１２ｃの外周側に配設されている。この制御ユニット４０には、第１のロータ２０または第２のロータ６０と、ステータ３０と、から構成されるモータの駆動制御を行うための制御回路基板４１が内部に設けられている。そして、この制御回路基板４１には、上述した給電ハーネス３７ａ、３８ａの端部にそれぞれ設けられたコネクタ３７ｂ、３８ｂが接続されている。

次に、本例の電動ポンプ１の特徴的な構成について説明する。
ロータマグネット及び巻線を円筒面に沿って配設する従来のインナーロータ型またはアウタロータ型のモータでは、回転軸方向の寸法を短くすると対向面の面積が減少され、モータの出力が低下することになるが、本例のように第１のロータ２０、ステータ３０、第２のロータ６０の順にロータの回転軸に沿って配設し、ロータとステータが回転軸方向に対向し、その対向面の間に所定の隙間（ギャップ）を有して構成されたいわゆるアキシャルギャップタイプのモータとして構成すると、対向面の面積を変えずに回転軸方向の寸法を短くすることができる。従って、出力を低下させずに薄型形状の扁平モータを構成することができる。
また、ポンプケーシング１０の中心軸に沿って配設された第１のロータ２０は、ステータ３０に配設された巻線３７への通電により発生した磁界によってロータマグネット２３が受ける磁気相互作用により、シャフト１７まわりに回転駆動される。また、第２のロータ６０は、巻線３７と反対側に配設された巻線３８への通電により発生した磁界によってロータマグネット６３が受ける磁気相互作用により、シャフト１７まわりに回転駆動される。すなわち、第１のロータ２０とステータ３０が第１の扁平モータとして作動すると共に、第２のロータ６０とステータ３０が第２の扁平モータとして作動することにより、２台の扁平モータを直列した場合と同等の出力を得ることができるように構成されている。

そして、本例の電動ポンプ１は、ステータ３０が、一体に形成されたステータハウジング３０ａの内部に、ロータマグネット２３と相互作用する巻線３７と、ロータマグネット６３と相互作用する巻線３８とを設け、巻線３７と巻線３８の中間にバックヨーク３４を設けている。つまり、本例では、バックヨーク３４が、第１の扁平モータと第２の扁平モータに共用されている。また、ステータハウジング３０ａについても、第１の扁平モータと第２の扁平モータに共用されている。
このように、本例では、２台の扁平モータを直列した場合と同等の出力を得ることができると共に、バックヨーク３４とステータハウジング３０ａは共用し、ステータハウジング３０ａの内部に巻線と位置検出センサを２台分設けることにより、２台の扁平モータを単に直列に配設した場合と比較して、より小型化することができる。よって、車載時の設置スペース確保が容易となり、設計の自由度が増大される。
なお、アキシャルギャップタイプでは、ロータマグネット２３及びロータマグネット６３とバックヨーク３４が磁力により引き合っており、第１のロータ２０及び第２のロータ６０がステータ３０に対して相対移動しないように抑えておく必要がない。
また、本例では、ロータ側対向面２１ｂとステータ側対向面３１ｂは、第１のロータ２０の回転軸に対して略垂直に形成されているが、ロータ側対向面２１ｂとステータ側対向面３１ｂを、第１のロータ２０の回転軸に対して所定角度傾いた構成としてもよい。また、段差を有する構成としてもよい。このような構成でも、本例と同様に電動ポンプを扁平化することが可能である。

また、本例の電動ポンプ１は、ロータマグネット２３と相対する位置に配設される巻線３７と、ロータマグネット６３と相対する位置に配設される巻線３８が、制御回路基板４１により互いに独立に通電制御されている。このように、巻線３７、巻線３８への通電をそれぞれ独立に制御することにより、吸込側の羽根車として機能する第１のロータ２０と、排出側の羽根車として機能する第２のロータ６０の回転数を任意にすることができ、ポンプ作用を任意にコントロールすることができる。また、２ロータ型であるため吸込口側と排出口側を対称形状とすることができるので、吸込口側と排出口側を入れ替える等して使い分けることができる。

（電動ポンプの作動）
次に、上記各構成を有する電動ポンプ１の作動について説明する。
制御ユニット４０は、車両側からの信号に基づきステータ３０の巻線３７に所定のタイミングで給電する。これにより巻線３７から磁界が発生すると、ロータマグネット２３と磁界との磁気相互作用により、第１のロータ２０が所定の回転速度で回転される。
また、制御ユニット４０は、車両側からの信号に基づき、巻線３７とは独立のタイミングで巻線３８に給電する。これにより、巻線３８に磁界が発生すると、ロータマグネット６３と磁界との磁気相互作用により、第２のロータ６０が所定の回転速度で回転される。
そして、第１のロータ２０の回転により、ロータ本体部２１に固定された羽根２２が同一の回転方向に回転する。このとき、羽根２２は、その先端が吸込側ケーシング１１の傾斜部１１ｃの内周面に沿って周回する。同様に、第２のロータ６０の回転に基づいて羽根６２が排出側ケーシング１２の傾斜部１２ｃの内周面に沿って周回する。そして、羽根２２と羽根６２の周回に基づいて取扱液がポンプケーシング１０の内部を移動し、吸込口側の取扱液の液圧と排出口側の液圧が変動してポンプ作用が実行される。
そして、本例では、巻線３７と巻線３８がそれぞれ独立に通電される。従って、例えば巻線３７と巻線３８を同期させて通電制御することができる。この場合には、吸込側と排出側の２つの羽根車が常に同一の回転数で回転されることになる。また、巻線３７と巻線３８を同期させずに通電制御することができる。この場合には、吸込側と排出側の２つの羽根車の回転数が異なることになる。
以上のように、本例では、吸込側と排出側の２つの羽根車の回転数を任意に制御することができ、これにより、ポンプ作用を任意にコントロールすることができる。

（改変例）
上記実施例の電動ポンプ１は、ロータ側対向面２１ｂとステータ側対向面３１ｂの間、及び、ロータ側対向面６１ｂとステータ側対向面３２ｂの間には所定の隙間（ギャップ）が設けられていたが、本例では、図４に示すように、ロータ側対向面２２１ｂとステータ側対向面２３１ｂ、及び、ロータ側対向面２６１ｂとステータ側対向面２３２ｂを接触回転させると共に、接触面を低摩擦面とし、ポンプ効率のさらなる向上を図っている。図４は第１のロータ２２０、ステータ２３０、第２のロータ２６０が組み付けられていない状態を示す分解断面説明図である。
インナーロータ型またはアウタロータ型のモータのようにロータとステータの対向面が円筒面である場合には、ロータとステータとの間の隙間（ギャップ）を小さく寸法設定してロータを回転させるのは困難であった。すなわち、対向面同士を接触回転させるという技術思想は円筒形の対向面を有するモータにも適用可能であるが、円筒形の対向面同士を接触回転させるためには互いに高い真円度が要求される。従って、高い寸法精度が要求され、部材の製造が困難であった。

これに対し、本例のように回転軸に略垂直な対向面同士を接触回転させることは、比較的容易である。すなわち、回転軸方向の隙間（ギャップ）は、対向面を回転軸に沿って相対移動させることにより組み付け時に調整することができる。従って、部材の寸法精度を高精度としなくても、ロータ側対向面２２１ｂとステータ側対向面２３１ｂ、あるいはロータ側対向面２６１ｂとステータ側対向面２３２ｂの接触回転を実現することができる。なお、対向面が回転軸に対して所定の傾きを持つ場合であっても、回転軸方向に隙間を有するタイプであれば、回転軸方向の隙間（ギャップ）を組み付け時に調整することができるため、同様に円筒面よりも容易に接触回転を実現することができる。
本例のように接触回転することにより、ロータ側対向面２２１ｂとステータ側対向面２３１ｂの間あるいはロータ側対向面２６１ｂとステータ側対向面２３２ｂの間に取扱液が浸入しない。従って、電動ポンプの駆動時における取扱液の抵抗を減少させることができる。

そして、このように接触回転させるとなると、接触回転面同士の摩擦抵抗によるモータの効率低下が問題となるが、本例では、ロータ側対向面２２１ｂとステータ側対向面２３１ｂ、及び、ロータ側対向面２６１ｂとステータ側対向面２３２ｂの各々の表面が、他の部位の表面よりも摩擦抵抗が低い低摩擦面となるように形成されている。本例では、ロータ側対向面２２１ｂとステータ側対向面２３１ｂは、それぞれ、表面にダイヤモンドコーティング板５１とアルミ板５２を備えて構成されている。そして、組み付け時には、このダイヤモンドコーティング板５１とアルミ板５２が丁度接触するように構成されている。また、ロータ側対向面６１ｂとステータ側対向面３２ｂについても同様にダイヤモンドコーティング板５１とアルミ板５２が配設され、組み付け時にはこれらが丁度接触するように構成されている。

ロータ側対向面２２１ｂとステータ側対向面２３１ｂの表面にそれぞれダイヤモンドコーティング板５１とアルミ板５２を配設し、ロータ側対向面２６１ｂとステータ側対向面２３２ｂについても同様に他の部位よりも摩擦抵抗の低い部材を配設することにより、本例では、接触回転したときに発生する摩擦抵抗力が、ダイヤモンドコーティング板５１とアルミ板５２を配設しなかった場合の接触回転時に発生する摩擦抵抗力よりも小さくなる。
また、摩擦抵抗力を小さくするためには、接触回転部の面積をより小さくすることが好ましい。本例では、ダイヤモンドコーティング板５１とアルミ板５２は、対向する面上の磁路が発生する部位のみに配設されている。

以上のように、本例では、ロータ側対向面２２１ｂとステータ側対向面２３１ｂ、及び、ロータ側対向面２６１ｂとステータ側対向面２３２ｂの２組の対向面がそれぞれ接触回転するように寸法設定するとともに、それぞれの対向面の表面が低摩擦面となるように構成したことにより、第１のロータ２２０とステータ２３０の隙間及び第２のロータ２６０とステータ２３０の隙間に浸入する取扱液の抵抗による効率の低下を防止するとともに、摩擦抵抗による効率の低下を少なくして効率良くモータを駆動させることができる。よって、ポンプ効率を向上させることができる。なお、低摩擦面の形成は、フッ素樹脂や親水性ポリマー等の摺動性の良い素材によるコーティング層を設けることにより行うこともできる。

本発明の一実施形態に係る電動ポンプを吸込口側から見た正面図である。 本発明の一実施形態に係る電動ポンプの断面説明図である。 本発明の一実施形態に係るロータ及びステータの分解断面説明図である。 改変例に係るロータ及びステータの分解断面説明図である。 従来例の電動ポンプの断面説明図である。

符号の説明

１‥電動ポンプ、１０，１１０‥ポンプケーシング、
１１‥吸込側ケーシング、１１ａ，１１１‥吸込口、１１ｂ‥吸込ノズル、
１１ｃ‥傾斜部、１１ｄ‥接続部、１１ｅ‥フランジ部、
１２‥排出側ケーシング、１２ａ，１１２‥排出口、１２ｂ‥排出ノズル、
１２ｃ‥傾斜部、１２ｄ‥接続部、１２ｅ‥フランジ部、
１３‥ステータ固定ケーシング、１４‥ケーシング接続部、１４ａ，１４ｂ‥フランジ部
１５‥ステータ支持部、１６‥Ｏリング、１７‥シャフト、１８‥締結部材
２０‥第１のロータ、２１‥ロータ本体部、２１ａ‥凹部、２１ｂ‥ロータ側対向面
２２‥羽根、２３‥ロータマグネット、２４‥滑り軸受
３０‥ステータ、３０ａ‥ステータハウジング、
３１‥第１ステータハウジング本体部、３１ｂ‥ステータ側対向面、３１ａ‥孔部
３２‥第２ステータハウジング本体部、３２ｂ‥ステータ側対向面、３２ａ‥孔部
３３‥ステータハウジング外周部
３４‥バックヨーク、３５ａ，３５ｂ‥位置検出用センサ基板、３６‥挿通孔
３７，３８‥巻線、３７ａ，３８ａ‥給電ハーネス、３７ｂ，３８ｂ‥コネクタ
４０‥制御ユニット、４１‥制御回路基板
５１‥ダイヤモンドコーティング板、５２‥アルミ板
６０‥第２のロータ、６１‥ロータ本体部、６１ａ‥凹部、６１ｂ‥ロータ側対向面
６２‥羽根、６３‥ロータマグネット、６４‥滑り軸受
１２０‥ロータ、１２１‥羽根車、１３０‥ステータ

Claims (9)

1. 吸込口と排出口とを備えたケーシングと、該ケーシングの内部に回転可能に配設された羽根車を有するロータ部と、前記ケーシングに支持固定されたステータ部と、を備え、
   前記ロータ部は、前記ステータ部の前記吸入口側に設けられた第１のロータ部と、前記ステータ部の前記排出口側に設けられた第２のロータ部と、を有し、
   前記第１のロータ部及び前記第２のロータ部は、それぞれ、前記ステータ部と対向する面に沿って配設された第１のロータマグネット及び第２のロータマグネットを有し、前記ステータ部は、前記第１のロータマグネット及び前記第２のロータマグネットのそれぞれと相対する位置に配設された巻線を有して構成されたことを特徴とする電動ポンプ。
2. 前記巻線は、前記第１のロータマグネットと相対する位置に配設された第１の巻線と、前記第２のロータマグネットと相対する位置に配設された第２の巻線を有して構成され、前記第１の巻線と前記第２の巻線は、互いに独立に通電制御されることを特徴とする請求項１に記載の電動ポンプ。
3. 前記ロータ部及び前記ステータ部の外周面と前記ケーシングの内周面との間に前記吸込口と前記排出口とを連通する環状流路が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の電動ポンプ。
4. 前記第１のロータ部及び前記第２のロータ部の少なくともいずれかと前記ステータ部の互いに対向する面が、低摩擦面からなることを特徴とする請求項１に記載の電動ポンプ。
5. 前記ステータ部は、前記巻線を内部に収納するステータハウジングを有し、
   前記ケーシングは、前記吸込口を形成する吸込側ケーシング，前記排出口を形成する排出側ケーシング，前記ステータ部が支持固定されるステータ固定用ケーシング，を有して構成され、
   前記ステータ固定用ケーシングは、一端が前記吸込側ケーシングに接続され他端が前記排出側ケーシングに接続される管状のケーシング接続部と、該ケーシング接続部の内径側に設けられ前記ステータハウジングを支持するステータ支持部と、を有することを特徴とする請求項１に記載の電動ポンプ。
6. 前記ケーシング接続部と前記ステータ支持部とが一体成形されたことを特徴とする請求項５に記載の電動ポンプ。
7. 前記ケーシング接続部，前記ステータ支持部，前記ステータハウジング，が一体成形されたことを特徴とする請求項５に記載の電動ポンプ。
8. 前記ステータ支持部には、一端が前記ステータハウジングの内部に連通され他端が前記ケーシングの外部に連通された挿通孔が設けられ、該挿通孔には、前記巻線に配線接続される給電部材が挿通されることを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれか一項に記載の電動ポンプ。
9. 前記ステータ支持部は、前記ケーシング接続部の内径側に突出する支柱からなり、該支柱は、前記環状流路を流れる取扱液を案内する案内部材として機能する形状を有することを特徴とする請求項５乃至請求項８のいずれか一項に記載の電動ポンプ。

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