JPS6111484A - ポンプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （１）産業上の利用分野 本発明は、モータ駆動によるポンプ装置に関し、特に自
動車および自動二輪車等の燃料ポンプとして好適に用い
られるポンプ装置に関する。

（２）従来の技術 従来、かかるポンプ装置として典型的なものは、いわゆ
るブラシモータによってベーンポンプ等の回転ポンプを
駆動するようにしている。

（３）発明が解決しようとする問題点 そのような従来装置では、ブラシモータを用いることに
起因して次の＋ａｌ〜（ｄｌで示す問題点がある。

すなわち、ｉａｌブラシモータの摺動接触により出力軸
のトルクダウンが生じ、したがって消費電力に比して吐
出流量が少ない。山）ブラシの摺動接触によりブラシが
摩耗し、したがって寿命が劣る。（Ｃ）ブラシ付近に発
生する火花により、自動車等に搭載された電装機器たと
えば電子式燃料噴射装置の制御回路に、電磁波ノイズ等
の悪影響を及ぼすおそれがある。（ｄ＋上記（Ｃ１の火
花による悪影響に関連してポンプ装；ｉ′の取付装置が
制限される。

本発明シ５１゛、−１−記事情に鑑みてなされたもので
あり、一対のブラシレスモータで回転ポンプを駆動する
ことにより性能を向上させたポンプ装置を提供すること
を目的とする。

Ｂ０発明の構成 （１，１問題点を解決するための手段 本発明ポンプ装置では、ポンプ室内で回転軸にロータが
固定されて成る回転ポンプと、該回転ポンプの前記回転
軸の両端にそれぞれ連結される一対のブラシレスモータ
と、それらのブラシレスモータの同相同期駆動を行うべ
く両ブラシレスモータに共通に設けられる単一の駆動回
路とがケーシング内に収納配置される。

（２）作用 駆動回路により両ブラシレスモータが駆動され、それに
よって回転軸が回転作動して回転ポンプによる流体の吸
引、吐出が行われる。

（３）実施例 以下、図面により本発明の一実施例について説明すると
、先ず第１図において、このポンプ装置１は、ポンプ室
２内で回転軸３にロータ４が固定されて成る回転ポンプ
としてのベーンポンプ５と、該ベーンポンプ５の前記回
転軸３の両端にそれぞれ連結される一対のブラシレスモ
ータロａ、６ｂと、それらのブラシレスモータ５ａ、５
ｂを駆動するための駆動回路７とがケーシング８内に収
納配置されて成る。

ケーシング８は、基本的に円筒状のケーシング本体９と
、ケーシング本体９の両端を塞ぐ一対の端板１０ａ、１
０ｂと、一方の端板１０ａを覆う有底円筒状のカバー１
）とが一体的に結合されてなる。ケーシング本体９の軸
線方向に沿うほぼ中央の内面にはその全周にわたって半
径方向内方に張出した内鍔部１２が一体的に設けられる
。しかもこの内鍔部１２の半径方向内方への張出量は周
方向に沿って変化しており、内鍔部１２の中央に画成さ
れる孔はケーシング８とは偏心している。

前記孔の両端を閉塞ずべく内鍔部１２の中央には閉塞板
１３ａ、１３ｂが圧入されており、内鍔部１２および閉
塞板１３ａ、１３ｂにより、ケーシング８とＩｔ偏心し
たポンプ室２が画成される。

第２図を併−ｌて参照して、ベーンポンプ５は、ケージ
ング８と同一軸線を有して両開塞板１３ａ、１３’ｂで
回転自在に支承された回転軸３に、ポンプ室２内でリン
グ状のロータ４が固定されて成る。

しかもロータ４の軸方向両端面は閉塞板１３ａ。

１３ｂにそれぞれ摺接される。また、ケーシング本体９
の内鍔部１２には、周方向にずれた位置でポンプ室２の
内側面に開口する吸入路１４および吐出路１５がそれぞ
れ穿設される。吸入路１４および吐出路１５には、ケー
シング本体９と一体的な吸入管部１６および吐出管部１
７がそれぞれ連通され、吸入管部１６および吐出管部１
７の途中は連結管１８で連結される。この連結管１８に
はリリーフ弁１９が備えられる。

ロータ４には、その軸方向両端間にわたって複数たとえ
ば４つのガイド溝２０が穿設される。これらのガイド溝
２０は、ロータ４の周方向に等間隔をあけた位置でロー
タ４の外側面に開口し、しかも回転軸３に直交する平面
内において回転軸３の周囲で隣接のものと相互に直交す
る方向に延出するように配設される。

各ガイド溝２０にはベーンブレード２１がそれぞれ摺合
される。各ベーンブレード２１は、回転軸３およびロー
タ４の回転動作に応じてポンプ室２の内側面に摺接しな
がら回転し、それによって吸入路１４から吸引された流
体が吐出路１５から吐出される。

ここで、ベーンブレード２１がロータ４の回転に応じて
吸入路１４の開口端を通過して吸入工程に入るときに、
ベーンブレード２１のロータ４からの吐出量が不足して
ポンプ室２の内側面との間に間隙が生じることを防止す
るために、一方の閉塞板１３ａのロータ４例の端面には
調圧溝２２が穿設される。この調圧溝２２は、吸入工程
にあるベーンブレード２１が摺合したガイド溝２０の底
部を、吐出工程にあるベーンブレード２１が摺合したガ
イド溝２０の底部に連通させる機能を果たす。これによ
り、吸入工程にあるベーンブレード２１には、吐出工程
にあるベーンブレード２１がガイド溝２０内に押込まれ
ることによって生じる流体圧が背圧として作用し、ポン
プ室２の内側面との摺接が確実に行われる。また、前記
調圧溝２２は吐出工程にあるベーンブレード２１の背圧
を逃す働きもするので、吐出工程にあるベーンブレード
２１に無理な力が加わることを防止することもできる。

ケーシング本体９と、両端板１０ａ、１０ｂとによって
、ベーンポンプ５の軸方向両側にはモータ室２３ａ、２
３ｂがそれぞれ画成され、それらのモータ室２３ａ、２
３ｂ内にブラシレスモータ５ａ、　　６ｂ、がそれぞれ
収納配置される。これらのブラシレスモータロａ、６ｂ
は、その構成が基本的に同一であり、一方のブラシレス
モータロａについてのみ添字ａを付してその構造を以下
に詳述し、他方のブラシレスモータロｂについては添字
すを付して図示するのみとする。

第３図を併せて参照して、ブラシレスモータ６ａは、回
転軸３と同心に端板１０ａに固定されるとともに周方向
に間隔をあけて複数相（この実施例では２相４極）のコ
イル２４ａが巻装されて成る固定子２５ａと、固定子２
５ａを囲繞するたとえば６極の永久磁石２６ａを有して
回転軸３の端部に固定される回転子２７ａとを備える。

固定子２５ａは端板１０ａの内端部に回転軸３と同心に
突設された支持突部２８ａに固定される。

また回転子２７ａは基本的に有底円筒状に形成されてお
り、その円筒部内側面に、リング状の永久磁石２６ａが
固定子２５ａを囲繞するようにして固定される。しかも
、永久磁石２６ａの軸線方向に沿う中心位Ｊｍａと、固
定子２５ａの軸線方向に沿う中心位置１）ａとは相互に
ずらされる。詳述すると、永久磁石２６ａの中心位置ｍ
ａが、固定子２５ａの中心位置ｅａよりも回転軸３の軸
線に沿ってベーンポンプ５側に位置するように、永久磁
石２６ａおよび固定子２５ａの相対位置が設定される。

また他方のブラシレスモータロｂにおいては、永久磁石
２６ｂの中心位置ｍｂが、固定子２５ｂの中心位置７！
ｂよりも回転軸３の軸線に沿ってベーンポンプ５とは反
対側に位置するように、永久磁石２６ｂおよび固定子２
５ｂの相対位置が設定される。

このように、永久磁石２６ａ、２６ｂの中心位１ｍａ、
ｍｂが固定子２５　ａ、　　２５　ｂの中心位置ｌａ、
Ｉｌｂから軸線方向同一側にずれることにより、運転時
の回転子２７ａ、２７ｂの軸線方向への微動が防止され
る。すなわち、永久磁石２６ａ。

２６ｂは固定子２５ａ、２５ｂ側に磁気吸着するように
付勢されるので、回転子２７ａ、２７ｂは回転軸３の軸
線方向に沿って、第１図の下方側に向けて付勢され、回
転子２７ａ、２７ｂの微動が防止される。この結果、回
転子２７ａ、２７ｂの微動に伴うロータ４の微動が防止
され、ロータ４の微動により脈動吐出などの悪影響が生
じるのを防止することができる。

両ブラシレスモータ５ａ、５ｂの回転子２７ａ。

２７ｂは回転軸３０両端にそれぞれ固定されており、し
たがって永久磁石２６ａ、２６ｂの周方向に沿う磁極の
相対位置は一定に保たれる。

一方の端板］Ｏａとカバー１）とによって回路室２９が
画成されており、この回路室２９には、前記両ブラシレ
スモータ２６ａ、２６ｂを駆動するための駆動回路７と
、両ブラシレスモータ６ａ。

６ｂにおける永久磁石２６ａ、２６ｂの磁極位置を検出
するための磁極検出センサとしてのホール素子３０ａ、
３０ｂと、駆動回路７のための安全回路３１とが収納配
置される。駆動回路７および安全回路３１ば、端板１０
ａで支持された回路基板３２上に設けられる。また一方
のホール素子３０ａは、一方のブラシレスモータ６ａに
おける永久磁石２６ａの磁極位置を検出すべく端板１０
ａに設けられる。さらに、他方のホール素子３０ｂは、
他方のブラシレスモータ６ｂにおける永久磁石２６ｂの
磁極位置を検出するためのものであるが、両ブラシレス
モータ６ａ、５ｂにおける永久磁石２６ａ、２６ｂの相
対磁極位置は一定であるので、一方の永久磁石２６ａの
磁極位置を検出することにより他方の永久磁石２６ｂの
磁極位置の検出が可能であり、このためにホール素子３
０ｂは前記ホール素子３０ａとは異なる位置で端板１０
ａに設けられる。

第４図において、駆動回路７は、同一構成の第１および
第２駆動部３３．３４を有し、第１駆動部３３は一方の
ホール素子３０ａの磁極検出信号の入力に応じて両ブラ
シレスモータ６ａ、６ｂにおける一方の相のコイル２４
ａ＋　、２４ｂ＋　を励磁し、第２駆動部３４は他方の
ホール素子３０ｂの磁極検出信号の入力に応じて両ブラ
シレスモータ６ａ、６ｂにおける他方の相のコイル２４
ａ、。

２４ｂ２を励磁する。

第１駆動部３３は、比較器３５と、増幅器３６と、４つ
のトランジスタ３７．３Ｂ、３９．４０とから構成され
る。ホール素子３０ａの検出信号は比較器３５に入力さ
れる。また、トランジスタ３７．３８から成る直列回路
と、トランジスタ３９．４０から成る直列回路とは電源
端子４１および接地間に並列に接続される。比較器３５
の出力端はトランジスタ３８．３９のベースに接続され
ｌす るとともに、増幅器３６を介してトランジスタ３７．４
０のベースに接続される。またトランジスタ３７．３８
の接続点およびトランジスタ３９゜４０の接続点間にし
オコイル２４ａ＋　、２４ｂ＋が並列に接続される。

第２駆動部３４は、第１駆動部３３と同様に、比較器３
５と、増幅器３６と、４つのトランジスタ３７．３Ｂ、
３９．４０とから構成され、ホール素子３０ｂの検出信
号は比較器３５に入力される。またトランジスタ３７．
３８の接続点およびトランジスタ３９．４０の接続点間
にはコイル２４ａｚ、２４ｔ）ｚが並列に接続される。

このような駆動回路７においては、一方のホール素子３
０ａで磁極を検出したときに、第１駆動部３３のトラン
ジスタ３７．４０が導１ｆｆｉＬ、コイル２４ａ、、２
４ｔ）＋が励磁され、他方のホール素子３０ｈで磁極を
検出したときに第２駆動部３４のトランジスタ３７．４
０が導通してコイル２４ａ２，２４ｂｚが励磁される。

したがって、単一の駆動回路７により、２つのブラシレ
スモータ６ａ、６ｂの同相同期駆動が行われる。

次にこの実施例の作用について説明すると、駆動回路７
によって各コイル２４　ａ、　　２４　ｂカ同Ｉｔｌ同
期して’Ｆｒｈ　磁されることにより、回転子２７ａ。

２７ｂに回転力が与えられ、これらの回転子　２７ａ、
２７ｈと一体的に回転軸３が同転動作することにより、
ベーンポンプ５がポンプ動作を行う。

その結果、流体たとえば燃料が吸入管部１６からポンプ
室２内に吸入され、吐出管部１７から連続的に吐出され
る。

このようなポンプ装置１において、ベーンポンプ５はそ
の両側からブラシレスモータ６ａ、６ｂで駆動されてお
り、したがってベーンポンプ５の作動トルクが大となり
、流体吐出圧を高くすることができる。またブラシレス
モータ６ａ、６ｂを用いることにより、従来のブラシモ
ータを用いたときのようなトルクダウンや、耐久性の劣
化および火花による電装機器への悪影響を防止すること
ができる。

さらに両ブラシレスモータロａ、６ｂは同一の構造であ
り、製造コストが低減される。しかも駆動回路７は両ブ
ラシレスモータロａ、６ｂに共通に１つだけ設ければよ
いので、部品点数が低減される。

本発明の他の実施例として、回転ポンプとしてはベーン
ポンプに代えてトロコイドポンプであってもよく、その
場合、外歯が設けられたインナロータが回転軸３に固定
され、その外歯に噛合する内歯を備えるアウタロータが
ケーシング本体９の内鍔部１２に嵌挿される。

さらに本発明のポンプ装置は、燃料ポンプとしてだけで
はなく、他の流体圧送用ポンプとして広〈実施され得る
。

Ｃ０発明の効果 以上のように本発明ポンプ装置では、ポンプ室内で回転
軸にロータが固定されて成る回転ポンプと、該回転ポン
プの前記回転軸の両端にそれぞれ連結される一対のブラ
シレスモータと、それらのブラシレスモータの同相同期
駆動を行うべく両ブラシレスモータに共通に設けられる
単一の駆動回路とがケーシング内に収納、配置されるの
で、流体吐出圧を高めて性能を向上させることができる
とともに電装機器に悪影響を及ぼすことを回避すること
ができる。しかも駆動回路が１つですむので部品点数の
低減が図られ、また同一構造のブラシレスモータを用い
ることができるので製造コスト低減を図ることができる
。さらに全体としての大きさもｎｌ吐出圧仕して小型化
することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すものであり、第１図は縦
断側面図、第２図は第１図の■−■線断面図、第３図は
第１図の■−■線断面図、第４図は駆動回路の構成を示
す電気回路図である。 １・・・ポンプ装置、２・・・ポンプ室、３・・・回転
軸、４・・・ロータ、５・・・回転ポンプとしてのベー
ンポンプ、６ａ、６ｂ・・・ブラシレスモータ、７・・
・駆動回路、８・・・ケーシング、３０　ａ、　　３０
　ｂ・・・磁極検出センサとしてのホール素子

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポンプ室内で回転軸にロータが固定されて成る回
   転ポンプと、該回転ポンプの前記回転軸の両端にそれぞ
   れ連結される一対のブラシレスモータと、それらのブラ
   シレスモータの同相同期駆動を行うべく両ブラシレスモ
   ータに共通に設けられる単一の駆動回路とがケーシング
   内に収納、配置されることを特徴とするポンプ装置。
2. （２）前記両ブラシレスモータの永久磁石はその周方向
   に沿う相対磁極位置を不変として前記回転軸を介して連
   結され、両永久磁石の磁極位置を検出するための磁極検
   出センサは一方の前記ブラシレスモータ側にのみ配設さ
   れることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の
   ポンプ装置。