JP7424021B2 - モータ、および電動ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、モータ、および電動ポンプに関する。

コイルを内側に封止する封止樹脂を備えたモータが知られている。例えば、特許文献１には、そのようなモータとして、樹脂モールド体がモータの外殻を構成するモータが記載されている。

国際公開第２０１３／１８６８１３号

上記のようなモータにおいては、例えば、コイルの熱が封止樹脂を介してモータの外部に放出される。しかし、封止樹脂を収容するハウジングが設けられている場合、封止樹脂から放出された熱がハウジングの内部から外部に放出されにくい場合がある。そのため、モータの内部に熱がこもり、モータの放熱性を十分に得られない虞がある。

本発明は、上記事情に鑑みて、放熱性を向上できる構造を有するモータ、および電動ポンプを提供することを目的の一つとする。

本発明のモータの一つの態様は、中心軸を中心として回転可能なロータと、複数のコイルを有し、前記ロータの径方向外側に位置するステータと、前記コイルを内側に封止する封止樹脂と、前記ロータ、前記ステータ、および前記封止樹脂を収容するハウジングと、を備える。前記ハウジングは、前記ハウジングの径方向内側面に設けられた凹部を有する。前記封止樹脂は、前記凹部に少なくとも一部が挿入された凸部を有する。

本発明の電動ポンプの一つの態様は、上記のモータと、前記モータの前記ロータに連結されたポンプ機構と、を備える。

本発明の一つの態様によれば、モータの放熱性を向上できる。

図１は、本実施形態のモータを示す断面図である。 図２は、本実施形態のモータを示す断面図であって、図１におけるII－II断面図である。 図３は、本実施形態のステータおよび封止樹脂を示す斜視図である。 図４は、本実施形態の分割ステータを示す斜視図である。

各図に適宜示すＺ軸方向は、正の側を上側とし、負の側を下側とする上下方向である。各図に適宜示す仮想軸である中心軸Ｊの軸方向は、Ｚ軸方向、すなわち上下方向と平行である。以下の説明においては、中心軸Ｊの軸方向と平行な方向を単に「軸方向」と呼ぶ。また、特に断りのない限り、中心軸Ｊを中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする周方向を単に「周方向」と呼ぶ。

なお、本実施形態において下側は、軸方向一方側に相当する。また、上下方向、上側、および下側とは、単に各部の相対位置関係を説明するための名称であり、実際の配置関係等は、これらの名称で示される配置関係等以外の配置関係等であってもよい。

図１に示す本実施形態の電動ポンプ１は、水およびオイルなどの流体を吸入して、吐出する。電動ポンプ１は、例えば、流体を流路に循環させる機能を有する。流体がオイルの場合、電動ポンプ１は、電動オイルポンプと言い換えてもよい。特に図示しないが、電動ポンプ１は、例えば車両の駆動装置に搭載される。つまり電動ポンプ１は、車両に搭載される。

図１に示すように、電動ポンプ１は、モータ１０と、ポンプ機構９０と、を備える。モータ１０は、ハウジング１１と、モータ本体部２０と、封止樹脂１００と、バスバーユニット８０と、ベアリングホルダ５６と、インバータ基板４０と、を備える。ポンプ機構９０は、ポンプ部９０ａと、ポンプカバー９５と、を有する。ポンプ機構９０は、圧送される流体がオイルである場合には、オイルポンプ機構である。

ハウジング１１は、モータ本体部２０と、封止樹脂１００と、バスバーユニット８０と、ベアリングホルダ５６と、インバータ基板４０と、ポンプ部９０ａと、収容している。すなわち、本実施形態においてハウジング１１は、モータハウジングとポンプハウジングとを兼ねている。本実施形態においてハウジング１１は、金属製である。ハウジング１１は、ハウジング本体１２と、カバー１３と、を有する。

ハウジング本体１２は、上側に開口する筒状である。ハウジング本体１２は、例えば、中心軸Ｊを中心とする円筒状である。本実施形態においてハウジング本体１２は、金属製である。ハウジング本体１２は、単一の部材により構成されている。ハウジング本体１２は、例えば、ダイカストによって成形されている。本実施形態においてハウジング本体１２は、モータ本体部２０およびポンプ部９０ａを収容している。ハウジング本体１２は、収容筒部１２ａと、鍔部１２ｂと、ポンプ収容部１２ｃと、ベアリング保持筒部１２ｄと、底壁部１２ｅと、を有する。

収容筒部１２ａは、軸方向に延びる筒状である。収容筒部１２ａは、例えば、中心軸Ｊを中心とする円筒状である。収容筒部１２ａには、モータ本体部２０が収容されている。鍔部１２ｂは、収容筒部１２ａの上側の端部における外周面から径方向外側に突出している。鍔部１２ｂは、上側を向く面に、上側に開口して軸方向に延びるネジ穴を有する。鍔部１２ｂのネジ穴には、カバー１３をハウジング１１に固定する締結ネジ１８が締め込まれている。

底壁部１２ｅは、収容筒部１２ａの下側の端部から径方向内側に広がっている。底壁部１２ｅは、収容筒部１２ａの下側の開口を塞いでいる。底壁部１２ｅは、後述するステータ２６の下側に離れて位置する。底壁部１２ｅは、例えば、中心軸Ｊを中心とする円環状である。

ポンプ収容部１２ｃは、底壁部１２ｅの内周縁部から上側に延びている。ポンプ収容部１２ｃは、上部に頂壁を有する筒状である。ポンプ収容部１２ｃは、中心軸Ｊを中心とする円筒状である。ポンプ収容部１２ｃは、収容筒部１２ａの径方向内側に配置されている。ポンプ収容部１２ｃは、底壁部１２ｅの内周縁部から上側へ凹むポンプ収容穴１２ｆを有する。ポンプ収容穴１２ｆには、ポンプ部９０ａが収容されている。ポンプ収容穴１２ｆは、軸方向に見て、底壁部１２ｅの中央に配置されている。ポンプ収容穴１２ｆは、例えば、軸方向に見て、中心軸Ｊを中心とする円穴状である。

ベアリング保持筒部１２ｄは、ポンプ収容部１２ｃの頂壁から上側に延びる筒状である。ベアリング保持筒部１２ｄは、例えば、中心軸Ｊを中心とし、上側に開口する円筒状である。ベアリング保持筒部１２ｄは、モータ本体部２０の後述する第２ベアリング３７を保持している。第２ベアリング３７は、モータ本体部２０において軸方向に互いに間隔をあけて配置される複数のベアリングのうち、後述するロータコア２３の下側に位置するベアリングである。第２ベアリング３７は、ベアリング保持筒部１２ｄの内周面に嵌合している。

ベアリング保持筒部１２ｄは、第２ベアリング３７とともにオイルシール３２を保持している。オイルシール３２は、例えば、中心軸Ｊを中心とする環状である。オイルシール３２は、ベアリング保持筒部１２ｄ内において、第２ベアリング３７の下側に位置する。オイルシール３２は、後述するシャフト２２の外周面に接触し、ポンプ部９０ａからモータ本体部２０へのオイルの侵入を抑制する。オイルシール３２は、必要に応じて配置される。

カバー１３は、ハウジング本体１２の上側の端部に固定されている。カバー１３は、ハウジング本体１２の上側の開口を塞いでいる。カバー１３は、インバータ基板４０を上側から覆っている。カバー１３の下面は、軸方向において、インバータ基板４０の上面と隙間を空けて対向している。カバー１３の下面には、上側に窪むカバー凹部１３ａが設けられている。本実施形態においてカバー１３は、金属製である。カバー１３は、単一の部材により構成されている。カバー１３は、例えば、ダイカストによって成形されている。

ハウジング１１は、ハウジング１１の径方向内側面に設けられた凹部１１ａを有する。凹部１１ａは、収容筒部１２ａの内周面に設けられている。本実施形態において凹部１１ａは、軸方向に延びる溝である。より詳細には、凹部１１ａは、上側に開口し、下端部が閉塞された溝である。凹部１１ａは、後述するロータコア２３およびステータコア２７よりも下側の位置から、ロータコア２３およびステータコア２７よりも上側の位置まで延びている。凹部１１ａの上端部は、後述する第１ベアリング３６の径方向外側に位置する。凹部１１ａの下端部は、ベアリング保持筒部１２ｄの径方向外側に位置する。

図２に示すように、本実施形態において凹部１１ａは、周方向に間隔を空けて複数設けられている。複数の凹部１１ａは、周方向に沿って一周にわたって等間隔に配置されている。凹部１１ａは、例えば、１２個設けられている。凹部１１ａの内部形状は、例えば、軸方向に見て略矩形状である。

図１に示すように、モータ本体部２０は、ベアリング保持筒部１２ｄの上側に位置する。モータ本体部２０は、ロータ２１と、ステータ２６と、第１ベアリング３６と、第２ベアリング３７と、を有する。すなわち、モータ１０は、ロータ２１と、ステータ２６と、第１ベアリング３６と、第２ベアリング３７と、を備える。ロータ２１、ステータ２６、第１ベアリング３６、および第２ベアリング３７は、ハウジング１１に収容されている。

ロータ２１は、中心軸Ｊを中心として回転可能である。ロータ２１は、シャフト２２と、ロータコア２３と、マグネット２４と、マグネットホルダ２５と、を有する。シャフト２２は、中心軸Ｊに沿って延びている。シャフト２２は、中心軸Ｊを中心として軸方向に延びる円柱状である。シャフト２２は、中心軸Ｊを中心として回転する。シャフト２２は、第１ベアリング３６および第２ベアリング３７により中心軸Ｊ回りに回転自在に支持されている。つまり第１ベアリング３６および第２ベアリング３７は、シャフト２２を回転自在に支持している。第１ベアリング３６および第２ベアリング３７は、例えばボールベアリングである。第１ベアリング３６は、シャフト２２のうちロータコア２３よりも上側に位置する部分を支持している。第２ベアリング３７は、シャフト２２のうちロータコア２３よりも下側に位置する部分を支持している。

ロータコア２３は、シャフト２２の外周面に固定されている。ロータコア２３は、例えば、中心軸Ｊを中心とする環状である。ロータコア２３は、軸方向に延びる筒状である。ロータコア２３は、例えば、複数の電磁鋼板が軸方向に積層されて構成されている。

マグネット２４は、ロータコア２３の径方向外側面に配置されている。マグネット２４は、複数設けられている。複数のマグネット２４は、ロータコア２３の径方向外側面に、互いに周方向に間隔をあけて配置されている。なお、マグネット２４は、例えば１つの円筒状のリングマグネットでもよい。

マグネットホルダ２５は、ロータコア２３およびマグネット２４を内側に収容するカバー部材である。マグネットホルダ２５は、ロータコア２３に対してマグネット２４を固定している。マグネットホルダ２５は、ロータコア２３の径方向外側を向く面および上側を向く面に配置される。マグネットホルダ２５は、マグネット２４を径方向外側および上側から押さえている。マグネットホルダ２５は、マグネット２４を径方向外側から押さえる円筒状の胴部分と、中心軸Ｊを中心とする環状でありマグネット２４の上側に位置する蓋部分と、を有する。

ステータ２６は、ロータ２１の径方向外側に位置する。ステータ２６は、ロータ２１と径方向に隙間を空けて対向している。ステータ２６は、周方向の全周にわたって、ロータ２１を径方向外側から囲っている。ステータ２６は、ステータコア２７と、インシュレータ２８と、複数のコイル２９と、を有する。

ステータコア２７は、ロータ２１の径方向外側に配置されている。ステータコア２７は、中心軸Ｊを中心とする円環状である。ステータコア２７は、ロータ２１を囲んでいる。ステータコア２７は、ロータ２１と径方向に隙間をあけて対向している。図２に示すように、ステータコア２７は、環状のコアバック２７ａと、コアバック２７ａの径方向内側面から径方向内側に延びる複数のティース２７ｂと、を有する。

コアバック２７ａは、例えば、中心軸Ｊを中心とする円環状である。コアバック２７ａの径方向外側面は、収容筒部１２ａの内周面に固定されている。コアバック２７ａは、例えば、焼き嵌め、または圧入によって収容筒部１２ａの内周面に固定されている。これにより、ステータコア２７がハウジング１１の内側に固定されている。ハウジング１１に対するステータコア２７の軸方向の位置決めは、例えば、ステータコア２７を固定する際に、治具によって行われる。なお、ステータコア２７の下端部をハウジング１１の内周面に設けられた段差部に上側から突き当てることによって、ステータコア２７がハウジング１１に対して軸方向に位置決めされてもよい。

複数のティース２７ｂは、周方向に互いに間隔をあけて配置されている。複数のティース２７ｂは、周方向に沿って一周にわたって等間隔に配置されている。ティース２７ｂは、例えば、１２個設けられている。ティース２７ｂの径方向内側面は、例えば、ロータ２１の径方向外側面と径方向に隙間をあけて対向している。ティース２７ｂは、マグネット２４の径方向外側に位置する。

インシュレータ２８は、ステータコア２７に装着されている。本実施形態においてインシュレータ２８は、ティース２７ｂごとに設けられている。各インシュレータ２８は、各ティース２７ｂを覆う部分を有する。インシュレータ２８は、コイル２９とティース２７ｂとの間に位置する。インシュレータ２８の材料は、絶縁性樹脂である。

コイル２９は、インシュレータ２８を介してステータコア２７に装着されている。より詳細には、複数のコイル２９のそれぞれは、各インシュレータ２８を介して各ティース２７ｂに装着されている。各コイル２９は、各ティース２７ｂに、インシュレータ２８を介して巻線が巻き回されることによりそれぞれ構成されている。コイル２９は、例えば、１２個設けられている。

図３に示すように、ステータ２６は、複数のコイル引出線２９ａを有する。図４に示すように、コイル引出線２９ａは、コイル２９から上側に引き出されている。コイル引出線２９ａは、例えば、コイル２９を構成する導線の端部である。各コイル２９からは、２本のコイル引出線２９ａが上側に引き出されている。これにより、コイル引出線２９ａは、１２個のコイル２９からそれぞれ２本ずつ引き出され、合計２４本引き出されている。コイル引出線２９ａは、バスバーユニット８０またはインバータ基板４０に電気的に接続されている。

図２および図３に示すように、本実施形態においてステータ２６は、周方向に並ぶ複数の分割ステータ１２６を有する。本実施形態の場合、ステータ２６は、周方向に並ぶ１２個の分割ステータ１２６を有する。ステータ２６は、複数の分割ステータ１２６が周方向に連結されて構成されている。図４に示すように、分割ステータ１２６は、分割コア１２７と、インシュレータ２８と、コイル２９と、を有する。

図２に示すように、分割コア１２７は、軸方向に見て概ねＴ形である。本実施形態において分割コア１２７は、軸方向に見て概ねＴ形の複数の電磁鋼板が軸方向に積層されて構成されている。複数の分割ステータ１２６における分割コア１２７が周方向に連結されることによって、ステータコア２７が構成されている。分割コア１２７は、周方向に延びる分割コアバック１２７ａと、分割コアバック１２７ａから径方向内側へ延びるティース２７ｂと、を有する。分割コアバック１２７ａは、中心軸Ｊを中心とする円弧状である。複数の分割コアバック１２７ａが周方向に連結されることにより、コアバック２７ａが構成されている。

個々の分割コア１２７には、それぞれ１つずつのインシュレータ２８とコイル２９とが装着されている。なお、１つの分割コア１２７に、複数のコイル２９が取り付けられていてもよい。例えば、１つのティース２７ｂに、異なる相のコイル２９が装着されていてもよい。また分割コア１２７が複数のティース２７ｂを有する場合には、それぞれのティース２７ｂにコイル２９が装着される。

図１に示すように、封止樹脂１００は、ステータ２６に設けられている。封止樹脂１００は、ステータ２６の少なくとも一部を内側に封止している。より詳細には、封止樹脂１００は、コイル２９、コアバック２７ａの径方向内側部分、ティース２７ｂ、およびインシュレータ２８を内側に封止している。コイル２９、コアバック２７ａの径方向内側部分、ティース２７ｂ、およびインシュレータ２８は、封止樹脂１００に埋め込まれている。コアバック２７ａの外周面は、封止樹脂１００から露出している。

なお、本明細書において「封止樹脂１００がコイル２９を内側に封止する」とは、複数のコイル２９の少なくとも一部が封止樹脂１００の内側に封止されていればよい。本実施形態では、複数のコイル２９全体が封止樹脂１００に埋め込まれて封止されている。

封止樹脂１００は、本体部１０１と、凸部１０２と、を有する。本体部１０１は、コイル２９を内側に封止する部分である。本体部１０１は、中央部分１０１ａと、上側部分１０１ｂと、下側部分１０１ｃと、を有する。図２に示すように、中央部分１０１ａは、周方向に隣り合うティース２７ｂ同士の間に位置する。中央部分１０１ａは、例えば、ティース２７ｂ同士の隙間全体に充填されている。中央部分１０１ａは、コイル２９のうちティース２７ｂの周方向両側に位置する部分を内側に封止している。

図３に示すように、上側部分１０１ｂは、本体部１０１のうちステータコア２７よりも上側に位置する部分である。上側部分１０１ｂは、例えば、中心軸Ｊを中心とする円環状である。上側部分１０１ｂは、コイル２９のうちティース２７ｂよりも上側に位置する部分を内側に封止している。上側部分１０１ｂの外周面は、例えば、コアバック２７ａの外周面よりも僅かに径方向内側に位置する。上側部分１０１ｂの内周面は、例えば、径方向において、ティース２７ｂの径方向内側の端面と同じ位置に位置する。上側部分１０１ｂの上面からは、複数のコイル引出線２９ａが上側に突出している。

下側部分１０１ｃは、本体部１０１のうちステータコア２７よりも下側に位置する部分である。下側部分１０１ｃは、例えば、中心軸Ｊを中心とする円環状である。下側部分１０１ｃは、コイル２９のうちティース２７ｂよりも下側に位置する部分を内側に封止している。下側部分１０１ｃの外周面は、例えば、上側部分１０１ｂの外周面よりも径方向内側に位置する。下側部分１０１ｃの内周面は、例えば、径方向において、上側部分１０１ｂの内周面と同じ位置に位置する。上側部分１０１ｂと下側部分１０１ｃとは、中央部分１０１ａによって軸方向に連結されている。

凸部１０２は、本体部１０１から突出する部分である。本実施形態において凸部１０２は、周方向に間隔を空けて複数設けられている。複数の凸部１０２は、周方向に沿って一周にわたって等間隔に配置されている。凸部１０２は、例えば、分割ステータ１２６ごとに設けられている。すなわち、凸部１０２は、例えば、１２個設けられている。各凸部１０２は、各分割ステータ１２６の周方向に中央にそれぞれ設けられている。

本実施形態において凸部１０２は、径方向突出部１０３と、軸方向突出部１０４と、を有する。径方向突出部１０３は、ステータ２６よりも径方向外側に突出する部分である。本実施形態において径方向突出部１０３は、軸方向に延びている。より詳細には、径方向突出部１０３は、上側部分１０１ｂの外周面の上端部から下側に延びて、ステータコア２７の径方向外側を通って下側部分１０１ｃの外周面の下端部まで延びている。

径方向突出部１０３は、上側部分１０１ｂと下側部分１０１ｃとを繋いでいる。本実施形態において径方向突出部１０３は、軸方向に延びる四角柱状である。径方向突出部１０３の径方向外側の端面は、軸方向に沿って直線状に延びている。径方向突出部１０３のうちステータコア２７の径方向外側に位置する部分は、ステータコア２７の外周面、すなわちコアバック２７ａの外周面と接触している。

軸方向突出部１０４は、ステータ２６よりも軸方向に突出する部分である。本実施形態において軸方向突出部１０４は、ステータ２６よりも下側に突出している。軸方向突出部１０４は、下側部分１０１ｃの下面から下側に突出している。軸方向突出部１０４は、径方向に延びている。より詳細には、軸方向突出部１０４は、径方向突出部１０３の下端部から径方向内側に延びている。軸方向突出部１０４の径方向内端部は、例えば、径方向において、下側部分１０１ｃの内周面と同じ位置に位置する。本実施形態において軸方向突出部１０４は、径方向に延びる四角柱状である。

図１および図２に示すように、凸部１０２の少なくとも一部は、凹部１１ａに挿入されている。本実施形態では、径方向突出部１０３が凹部１１ａに挿入されている。径方向突出部１０３は、凹部１１ａの内側面と接触していない。すなわち、凸部１０２は、凹部１１ａの内側面から離れて配置されている。そのため、例えば、ステータ２６をハウジング１１の内側に焼き嵌めによって固定する場合であっても、加熱されたハウジング１１の熱が凸部１０２に伝わりにくい。これにより、ステータ２６をハウジング１１の内側に焼き嵌めで固定する際に、凸部１０２が熱によって溶融することを抑制できる。本実施形態において封止樹脂１００の全体は、ハウジング１１の内側面から僅かに離れて配置され、ハウジング１１と接触していない。そのため、ステータ２６をハウジング１１の内側に焼き嵌めで固定する際に、封止樹脂１００が熱によって溶融することを抑制できる。

ここで、電動ポンプ１の動作時において、コイル２９は、主要な発熱源である。一方、コイル２９は、封止樹脂１００により絶縁性樹脂の内部に封入されている。そのため、コイル２９を冷却するには、コイル２９の熱を、封止樹脂１００を介してハウジング１１またはハウジング１１内の空気に放出させるか、またはインシュレータ２８を介してステータコア２７に伝わらせる必要がある。

これに対して、本実施形態によれば、封止樹脂１００に凸部１０２が設けられているため、封止樹脂１００の表面積を大きくできる。これにより、封止樹脂１００からハウジング１１またはハウジング１１内の空気に、コイル２９の熱を放出させやすくできる。したがって、コイル２９を冷却しやすい。本実施形態では、封止樹脂１００の全体がハウジング１１の内側面から離れて配置されている。そのため、コイル２９の熱は、封止樹脂１００からハウジング１１内の空気に放出される。封止樹脂１００からハウジング１１内の空気に放出された熱の少なくとも一部は、空気を介してハウジング１１に伝わり、モータ１０の外部に放出される。

また、本実施形態によれば、凸部１０２の少なくとも一部がハウジング１１に設けられた凹部１１ａに挿入されている。そのため、凸部１０２の少なくとも一部を凹部１１ａの内側面に近づけて配置することができる。これにより、凸部１０２の表面から凹部１１ａの内側面に熱を放出させやすくできる。したがって、コイル２９の熱を封止樹脂１００からハウジング１１へと放出させやすくできる。そのため、コイル２９の熱をハウジング１１からモータ１０の外部へと放出させやすくできる。以上により、本実施形態によれば、モータ１０の放熱性を向上できる。これにより、モータ１０および電動ポンプ１の信頼性を向上させることができる。

また、本実施形態によれば、凸部１０２は、ステータ２６よりも径方向外側に突出する径方向突出部１０３を有する。そのため、凸部１０２の一部分である径方向突出部１０３を、ハウジング１１の径方向内側面に設けられた凹部１１ａに挿入しやすい。

また、本実施形態によれば、径方向突出部１０３は、軸方向に延び、かつ、軸方向に延びる溝である凹部１１ａに挿入されている。そのため、凹部１１ａに挿入される凸部１０２の体積を大きくできる。これにより、凹部１１ａの内側面に近づけて配置できる凸部１０２の表面積を大きくできる。したがって、凹部１１ａの内側面を介して、径方向突出部１０３からハウジング１１へとコイル２９の熱をより放出させやすくできる。そのため、モータ１０の放熱性をより向上できる。

また、本実施形態によれば、凸部１０２は、ステータ２６よりも軸方向に突出する軸方向突出部１０４を有する。そのため、封止樹脂１００の表面積をより大きくできる。これにより、封止樹脂１００を介してコイル２９の熱をより放出させやすくできる。したがって、モータ１０の放熱性をより向上できる。

また、本実施形態によれば、軸方向突出部１０４は、径方向に延びている。そのため、軸方向突出部１０４の表面積を大きくしやすい。これにより、封止樹脂１００の表面積をより大きくできる。したがって、封止樹脂１００を介してコイル２９の熱をより放出させやすくできる。そのため、モータ１０の放熱性をより向上できる。

また、本実施形態によれば、凸部１０２は、周方向に間隔を空けて複数設けられている。そのため、凹部１１ａの内側面に近づけて配置できる凸部１０２の表面積を大きくできる。これにより、封止樹脂１００を介してコイル２９の熱をより放出させやすくできる。したがって、モータ１０の放熱性をより向上できる。

また、本実施形態によれば、ハウジング１１は、金属製である。そのため、封止樹脂１００から放出されたコイル２９の熱が、よりハウジング１１に伝えられやすい。これにより、コイル２９の熱がハウジング１１からモータ１０の外部へと、より放出されやすい。したがって、モータ１０の放熱性をより向上できる。

図３に示すように、本実施形態において封止樹脂１００は、複数の分割樹脂部１００ａが周方向に連結されることによって構成されている。各分割樹脂部１００ａは、各分割ステータ１２６にそれぞれ設けられている。そのため、各分割ステータ１２６をそれぞれ樹脂で封止してから組み合わせてステータ２６を作る方法を採用できる。これにより、分割ステータ１２６を組み合わせてから樹脂でステータ２６全体をまとめて封止する場合に比べて、樹脂をコイル２９同士の間に流し込みやすい。分割樹脂部１００ａは、例えば、分割ステータ１２６をインサート部材とするインサート成形により作られている。分割樹脂部１００ａには、凸部１０２がそれぞれ１つずつ設けられている。各分割樹脂部１００ａは、各分割ステータ１２６におけるコイル２９とインシュレータ２８とを１つずつ内側に封止している。

封止樹脂１００の材料は、絶縁性樹脂である。コイル２９が絶縁性樹脂からなる封止樹脂１００によって封止されることにより、周方向に隣り合うコイル２９の間で短絡が生じることを抑制できる。これにより、隣り合うコイル２９同士の間隔を狭くすることができるため、巻線のターン数を増やすことができる。また本実施形態のモータ１０では、ステータ２６が複数の分割ステータ１２６からなる構成であることにより、個々の分割ステータ１２６において、巻線を高い密度でインシュレータ２８に巻き回すことができる。以上により、本実施形態のモータ１０によれば、コイル２９の占積率を高めることができる。

封止樹脂１００を構成する樹脂の熱伝導率は、インシュレータ２８を構成する樹脂の熱伝導率と異なる。より詳細には、封止樹脂１００を構成する樹脂の熱伝導率は、インシュレータ２８を構成する樹脂の熱伝導率よりも大きい。これにより、封止樹脂１００の熱伝導率は、インシュレータ２８の熱伝導率よりも大きい。

一般的に、樹脂材料の熱伝導率は金属の熱伝導率よりも低く、熱伝導性に優れる樹脂材料は高価である。さらに、封止樹脂１００およびインシュレータ２８には、高い絶縁性が要求されるため、熱伝導性と絶縁性の両方に優れる樹脂材料はより高価になりやすい。そこで本実施形態のモータ１０では、コスト上昇を抑えつつ放熱性を高めるために、封止樹脂１００とインシュレータ２８とで異なる絶縁性樹脂を用い、封止樹脂１００を構成する絶縁性樹脂として、インシュレータ２８を構成する絶縁性樹脂よりも高い熱伝導率を有する絶縁性樹脂を用いる構成を採用した。

封止樹脂１００は、インシュレータ２８と比較してコイル２９との接触面積が大きくなりやすく、かつ放熱先であるハウジング１１またはハウジング１１内の空気との接触面積も大きくなりやすい。そのため、封止樹脂１００の熱伝導率を高めることで、コイル２９を効率よく冷却でき、モータ１０の放熱性をより向上できる。

絶縁性の面では、インシュレータ２８は、コイル２９とステータコア２７とを確実に絶縁する必要があるのに対して、封止樹脂１００は隣り合うコイル２９同士の直接的な接触を防ぐことができれば十分である。したがって、封止樹脂１００を構成する絶縁性樹脂としては、熱伝導性には優れるが、絶縁性はインシュレータ２８よりも低い樹脂材料を用いることができる。また、インシュレータ２８を構成する絶縁性樹脂としては、絶縁性に優れる樹脂材料であれば、熱伝導性は封止樹脂１００よりも低い樹脂材料を用いることができる。このように、本実施形態によれば、封止樹脂１００とインシュレータ２８とのそれぞれに要求される性能を優先して樹脂材料を選択することで、モータ１０のコスト上昇を抑制しつつ、モータ１０の放熱性と絶縁性を向上させることができる。

封止樹脂１００の熱伝導率は、インシュレータ２８の熱伝導率の２倍以上であることが好ましく、３倍以上であることがより好ましい。この構成によれば、封止樹脂１００を介してコイル２９の熱をより放出させやすくできる。したがって、モータ１０の放熱性をより向上できる。

より詳細な具体例を挙げるならば、封止樹脂１００を構成する絶縁性樹脂として、熱伝導率が１Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度の樹脂材料を用いることができる。インシュレータ２８を構成する絶縁性樹脂として、熱伝導率が０．３Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度の樹脂材料を用いることができる。

本実施形態において、封止樹脂１００の線膨張係数と、インシュレータ２８の線膨張係数は、ほぼ同等であることが好ましい。具体的には、封止樹脂１００の線膨張係数は、インシュレータ２８の線膨張係数の０．７倍以上１．３倍以下であることが好ましく、０．８倍以上１．２倍以下であることがより好ましい。この構成によれば、温度変化に伴う膨張収縮によって封止樹脂１００とインシュレータ２８との界面に作用する力が小さくなるので、封止樹脂１００の破損が抑制される。

より詳細な具体例を挙げるならば、封止樹脂１００を構成する絶縁性樹脂として、線膨張係数が１．７×１０^－５～４．７×１０^－５（－４０℃～１２５℃）である樹脂材料を用いることができる。インシュレータ２８を構成する絶縁性樹脂として、線膨張係数が１．８×１０^－５～５．０×１０^－５（－４０℃～１２５℃）である樹脂材料を用いることができる。

上記の熱伝導率と線膨張係数の範囲を満たす樹脂材料としては下記の材料が挙げられる。封止樹脂１００の材料としては、ポリフェニレンサルファイド系樹脂（ＰＰＳ）、およびエポキシ系樹脂などを用いることができる。インシュレータ２８の材料としては、ポリフタルアミド系樹脂（ＰＰＡ）、ポリアミド系樹脂（ＰＡ）、およびポリフェニレンサルファイド系樹脂（ＰＰＳ）などを用いることができる。上記樹脂材料は、ガラス繊維などの絶縁性繊維を含む複合材であってもよい。

本実施形態において、封止樹脂１００の線膨張係数は、インシュレータ２８の線膨張係数よりも小さいことが好ましい。封止樹脂１００は、インシュレータ２８と比較してコイル２９との接触面積が大きく、温度上昇しやすい。インシュレータ２８よりも封止樹脂１００の線膨張係数が小さい構成とすることで、温度上昇時に、封止樹脂１００とインシュレータ２８の界面にかかる力を低減できる。

図１に示すように、バスバーユニット８０は、ステータ２６の上側に位置する。本実施形態においてバスバーユニット８０は、封止樹脂１００の上面に配置されている。バスバーユニット８０は、上側部分１０１ｂによって下側から支持されている。バスバーユニット８０は、１つまたは複数のバスバー８１と、バスバー８１を保持する樹脂製のバスバーホルダ８２と、を有する。バスバー８１は、少なくとも一部がバスバーホルダ８２に埋め込まれて保持されている。一部のコイル２９から引き出されたコイル引出線２９ａは、バスバー８１に電気的に接続されている。バスバーホルダ８２は、バスバーホルダ８２を軸方向に貫通する貫通孔８２ａを有する。本実施形態において貫通孔８２ａは、周方向に間隔を空けて複数設けられている。

ベアリングホルダ５６は、バスバーユニット８０の上側に位置する。ベアリングホルダ５６は、径方向に広がっている。ベアリングホルダ５６は、ロータ２１およびステータ２６を上側から覆っている。本実施形態においてベアリングホルダ５６は、例えば、金属製の単一部材である。ベアリングホルダ５６は、例えば、ダイカストによって成形されている。ベアリングホルダ５６は、軸方向に見た中央部に、第１ベアリング３６を保持する筒部５６ｂを有する。筒部５６ｂは、中心軸Ｊを中心とし、下側に開口する円筒状である。筒部５６ｂの内部には、ウェーブワッシャ５７が配置されている。

ウェーブワッシャ５７は、例えば、中心軸Ｊを中心とする環状である。ウェーブワッシャ５７は、軸方向において、ベアリングホルダ５６の頂壁部と第１ベアリング３６との間に位置する。ウェーブワッシャ５７は、第１ベアリング３６の外輪を下側に押すことにより、第１ベアリング３６に対して与圧を付与する。

ベアリングホルダ５６の径方向外周部は、ハウジング本体１２の上側の開口部内に、ネジ等により固定されている。ベアリングホルダ５６は、ベアリングホルダ５６を軸方向に貫通する貫通孔５６ａを有する。本実施形態において貫通孔５６ａは、周方向に間隔を空けて複数設けられている。貫通孔５６ａとバスバーホルダ８２の貫通孔８２ａとは、軸方向に見て互いに重なっている。

インバータ基板４０は、ベアリングホルダ５６の上側に位置する。インバータ基板４０は、ステータ２６と電気的に接続されている。インバータ基板４０は、図示しない外部電源から供給される電力を、ステータ２６に供給する。インバータ基板４０は、ステータ２６に供給される電流を制御する。

インバータ基板４０は、プリント基板４１と、電子部品４２と、を有する。プリント基板４１は、板面が軸方向を向く板状である。図示は省略するが、プリント基板４１は、例えば、軸方向に見て多角形状である。プリント基板４１は、カバー凹部１３ａ内に収容されている。プリント基板４１は、例えば、ネジ６０によってハウジング本体１２に固定されている。電子部品４２は、プリント基板４１の下面に実装されたコンデンサ４７を含む。コンデンサ４７は、例えば、複数設けられている。

コンデンサ４７は、例えば、電解コンデンサである。本実施形態においてコンデンサ４７は、プリント基板４１の下面から下側に突出する円柱状である。コンデンサ４７は、上側から貫通孔５６ａ内および貫通孔８２ａ内に挿入されている。この構成によれば、比較的高さのある電子部品４２であるコンデンサ４７をプリント基板４１の下面に取り付けた状態で、コンデンサ４７がベアリングホルダ５６およびバスバーホルダ８２に干渉することを避けつつ、インバータ基板４０全体をステータ２６に近づけて配置することができる。したがって、モータ１０を軸方向に小型化できる。

図示は省略するが、電子部品４２は、プリント基板４１の上面に実装された複数の電子素子を含む。複数の電子素子は、例えば、電界効果トランジスタ（Field Effect Transistor，ＦＥＴ）、プリドライバおよび低損失型リニアレギュレータ（Low Drop-Out regulator，ＬＤＯ）などである。プリント基板４１の上面に実装された複数の電子素子は、熱伝導部材４６を介してカバー１３の下面と接続されている。これにより、電子素子の熱を、熱伝導部材４６を介してハウジング１１に放出しやすくできる。熱伝導部材４６は、例えば、熱伝導シートである。

ポンプ機構９０は、ロータ２１に連結されている。ポンプ機構９０は、ロータ２１の下側に位置する。ポンプ機構９０のポンプ部９０ａは、モータ１０の動力により駆動される。ポンプ部９０ａは、オイル等の流体を吸入し、吐出する。ポンプ部９０ａは、電動ポンプ１の下側部分である。図示は省略するが、ポンプ部９０ａは、車両の駆動装置等に設けられるオイル等の流体の流路と繋がる。

本実施形態では、ポンプ部９０ａが、トロコイドポンプ構造を有する。ポンプ部９０ａは、インナーロータ９１と、アウターロータ９２と、を有する。図示は省略するが、インナーロータ９１およびアウターロータ９２は、それぞれトロコイド歯形を有する。インナーロータ９１とアウターロータ９２とは、互いに噛み合っている。インナーロータ９１は、シャフト２２の下側の端部に連結されている。なお、インナーロータ９１とシャフト２２とは、中心軸Ｊ回りの相対的な回動が、所定範囲において許容されていてもよい。アウターロータ９２は、インナーロータ９１の径方向外側に配置されている。アウターロータ９２は、インナーロータ９１を径方向外側から、周方向の全周にわたって囲んでいる。

ポンプカバー９５は、ハウジング本体１２の下側の端部に固定されている。ポンプカバー９５は、ポンプ部９０ａを下側から覆っている。ポンプカバー９５は、図示しない車両の部材と固定される。ポンプカバー９５は、吸入口９６ａと、吐出口９６ｂと、を有する。吸入口９６ａおよび吐出口９６ｂは、それぞれポンプ部９０ａと繋がっている。吸入口９６ａおよび吐出口９６ｂは、例えば、ポンプカバー９５を軸方向に貫通する貫通孔により構成されている。吸入口９６ａは、ポンプ部９０ａに流体を吸入させる。すなわち、ポンプ部９０ａは、吸入口９６ａを通して電動ポンプ１の外部から流体を吸入する。吐出口９６ｂは、ポンプ部９０ａから流体を吐出させる。すなわち、ポンプ部９０ａは、吐出口９６ｂを通して電動ポンプ１の外部に流体を吐出する。

本実施形態のようにポンプ機構９０がロータ２１の下側に位置する場合、ハウジング１１内のうちモータ本体部２０の下側に、空間が設けられやすい。具体的に本実施形態では、ポンプ収容部１２ｃをハウジング１１に設けるために、ポンプ収容部１２ｃの径方向外側に空間Ｓが設けられている。空間Ｓは、ステータ２６の下側に位置する。空間Ｓは、例えば、中心軸Ｊを中心とする円環状である。空間Ｓには、封止樹脂１００の軸方向突出部１０４が配置されている。言い換えれば、ポンプ機構９０をロータ２１の下側に配置することによって設けられた空間Ｓを、軸方向突出部１０４を設ける空間として利用することができる。これにより、軸方向突出部１０４の突出高さを大きくしやすい。

以上のように、ロータ２１に対してポンプ機構９０が配置される側と同じ側、すなわち本実施形態では下側に、軸方向突出部１０４を突出させることで、空間Ｓに軸方向突出部１０４を配置しやすく、かつ、軸方向突出部１０４の突出高さを大きくしやすい。したがって、封止樹脂１００の表面積を大きくしやすく、モータ１０の放熱性をより向上できる。

以上に説明した本実施形態の電動ポンプ１は、オイルポンプまたはウォーターポンプとして用いることができる。本実施形態によれば、放熱性に優れるモータ１０を備えることで、信頼性に優れる電動ポンプ１が提供される。

本実施形態の電動ポンプ１を電動オイルポンプとして用いる場合、ステータ２６が樹脂封止されているため、ハウジング１１内にオイルが入り込む態様での使用が可能である。このような使用形態では、封止樹脂１００が高い熱伝導率を有することで、コイル２９の熱を、封止樹脂１００を介してオイルにも放出させることができ、効率よくモータ１０を冷却可能である。

本発明は上述の実施形態に限られず、本発明の技術的思想の範囲内において、他の構成を採用することもできる。凸部は、少なくとも一部が凹部に挿入されているならば、どのような構成であってもよい。凸部の数は、特に限定されない。凸部は、１つのみ設けられてもよい。凸部は、径方向突出部と軸方向突出部とのうちいずれか一方のみを有していてもよい。径方向突出部と軸方向突出部とは、互いに繋がっていなくてもよい。軸方向突出部は、ステータよりも軸方向他方側（上側）に突出していてもよい。凸部が複数設けられる場合、複数の凸部の形状は、互いに異なっていてもよい。凸部が複数設けられる場合、１つの凹部に複数の凸部が挿入されていてもよい。凸部は、凹部の内側面に接触していてもよい。この場合、コイルの熱を凸部からハウジングに直接放出できる。そのため、モータの放熱性をより向上できる。凸部は、凹部に嵌め合わされていてもよいし、圧入されていてもよい。

凹部は、ハウジングの径方向内側面に設けられ、かつ、凸部の少なくとも一部が挿入されているならば、どのような形状であってもよい。凹部には、凸部の全体が挿入されていてもよい。ハウジングは、金属製でなくてもよい。封止樹脂は、複数の分割樹脂部を有さずに、一体成形されていてもよい。封止樹脂の熱伝導率は、インシュレータの熱伝導率より小さくてもよいし、インシュレータの熱伝導率と同じであってもよい。ステータは、分割ステータを有しなくてもよい。インシュレータは、コイルの巻線を径方向に整列する複数の溝を有する構成としてもよい。この構成によれば、巻線を整列状態で巻き回せるため、巻線の密度を高めることができ、コイルの占積率をさらに高めることができる。

本発明が適用されるモータの用途は、特に限定されない。モータは、例えば、車両に搭載される電動アクチュエータに用いられてもよい。モータは、車両以外の機器に搭載されてもよい。モータを備える電動ポンプは、車両以外の機器に搭載されてもよい。なお、本明細書において説明した各構成は、相互に矛盾しない範囲内において、適宜組み合わせることができる。

１…電動ポンプ、１０…モータ、１１…ハウジング、１１ａ…凹部、２１…ロータ、２６…ステータ、２７ａ…コアバック、２７ｂ…ティース、２８…インシュレータ、２９…コイル、９０…ポンプ機構、１００…封止樹脂、１００ａ…分割樹脂部、１０２…凸部、１０３…径方向突出部、１０４…軸方向突出部、１２６…分割ステータ、１２７…分割コア、１２７ａ…分割コアバック、Ｊ…中心軸

Claims (12)

1. 中心軸を中心として回転可能なロータと、
   複数のコイルを有し、前記ロータの径方向外側に位置するステータと、
   前記コイルを内側に封止する封止樹脂と、
   前記ロータ、前記ステータ、および前記封止樹脂を収容するハウジングと、
   を備え、
   前記ハウジングは、前記ハウジングの径方向内側面に設けられた凹部を有し、
   前記封止樹脂は、
   前記コイルを内側に封止する本体部と、
   前記凹部に少なくとも一部が挿入された凸部と、
   を有し、
   前記凸部は、前記本体部から軸方向に突出する軸方向突出部を有し、
   前記軸方向突出部は、径方向に延び、かつ、周方向に間隔を空けて複数設けられている、モータ。
2. 前記凸部は、前記凹部の内側面から離れて配置されている、請求項１に記載のモータ。
3. 中心軸を中心として回転可能なロータと、
   複数のコイルを有し、前記ロータの径方向外側に位置するステータと、
   前記コイルを内側に封止する封止樹脂と、
   前記ロータ、前記ステータ、および前記封止樹脂を収容するハウジングと、
   を備え、
   前記ハウジングは、前記ハウジングの径方向内側面に設けられた凹部を有し、
   前記封止樹脂は、前記凹部に少なくとも一部が挿入された凸部を有し、
   前記凸部は、前記凹部の内側面から離れて配置されている、モータ。
4. 前記ステータは、周方向に並ぶ複数の分割ステータを有し、
   前記分割ステータは、
   周方向に延びる分割コアバックおよび前記分割コアバックから径方向内側へ延びるティースを有する分割コアと、
   前記ティースに装着された前記コイルと、
   前記コイルと前記ティースとの間に位置するインシュレータと、
   を有し、
   前記封止樹脂の熱伝導率は、前記インシュレータの熱伝導率よりも大きい、請求項１から３のいずれか一項に記載のモータ。
5. 中心軸を中心として回転可能なロータと、
   複数のコイルを有し、前記ロータの径方向外側に位置するステータと、
   前記コイルを内側に封止する封止樹脂と、
   前記ロータ、前記ステータ、および前記封止樹脂を収容するハウジングと、
   を備え、
   前記ハウジングは、前記ハウジングの径方向内側面に設けられた凹部を有し、
   前記封止樹脂は、前記凹部に少なくとも一部が挿入された凸部を有し、
   前記ステータは、周方向に並ぶ複数の分割ステータを有し、
   前記分割ステータは、
   周方向に延びる分割コアバックおよび前記分割コアバックから径方向内側へ延びるティースを有する分割コアと、
   前記ティースに装着された前記コイルと、
   前記コイルと前記ティースとの間に位置するインシュレータと、
   を有し、
   前記封止樹脂の熱伝導率は、前記インシュレータの熱伝導率よりも大きい、モータ。
6. 前記封止樹脂は、複数の分割樹脂部が周方向に連結されて構成され、
   各前記分割樹脂部は、各前記分割ステータにそれぞれ設けられている、請求項４または５に記載のモータ。
7. 前記凸部は、周方向に間隔を空けて複数設けられている、請求項３，５，６のいずれか一項に記載のモータ。
8. 前記凸部は、前記ステータよりも径方向外側に突出する径方向突出部を有する、請求項１から７のいずれか一項に記載のモータ。
9. 前記凹部は、軸方向に延びる溝であり、
   前記径方向突出部は、軸方向に延び、前記凹部に挿入されている、請求項８に記載のモータ。
10. 前記ハウジングは、金属製である、請求項１から９のいずれか一項に記載のモータ。
11. 請求項１から１０のいずれか一項に記載のモータと、
    前記モータの前記ロータに連結されたポンプ機構と、
    を備える、電動ポンプ。
12. 請求項１に記載のモータと、
    前記モータの前記ロータに連結されたポンプ機構と、
    を備え、
    前記ポンプ機構は、前記ロータの軸方向一方側に位置し、
    前記軸方向突出部は、軸方向一方側に突出する、電動ポンプ。

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