電動泵的製作方法
2024-03-02 10:06:15 2
電動泵的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種電動泵，其包括：殼體；馬達單元，其包括設置在殼體中的定子、旋轉地設置在定子上的轉子和插入轉子中並且穿過轉子的旋轉軸；以及泵單元，泵單元包括內部轉子和外部轉子，內部轉子聯接至旋轉軸的一端，泵單元具有用於容納泵單元的插入凹部。
【專利說明】電動泵
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求於2012年12月21日提交的韓國專利申請N0.2012-0151050以及於2013年7月23日提交的韓國專利申請N0.2013-0086787的優先權和受益權，上述申請的全部內容通過參引合併到本文中。
【技術領域】
[0003]本發明涉及一種電動泵。
【背景技術】
[0004]通常，電動油泵(EOP)是一種將油供給至機動車輛的傳動系中以恆定地保持傳動系中的壓力用於平順地執行傳動功能的裝置。特別地，混合電動車輛(HEV)的缺點在於:在車輛行駛結束時發動機停止並且因此傳動系中的壓力不能被恆定地保持。為了彌補以上缺點，上述泵被操作以在發動機停止時保持油的壓力。
[0005]然而，在用於製造常規電動油泵的過程中，泵、馬達和逆變器被分別製造，泵和馬達通過螺栓彼此聯接並且逆變器藉助單獨的線纜連接至馬達和泵。因此，由於泵、馬達和逆變器由不同的製造商製造並且然後被組裝，因此常規電動油泵在性能、效率和生產成本方面具有不必要的結構。
[0006]特別地，由於每個部件均被獨立地組裝，因此電動油泵的尺寸不必要地增大並且電動油泵易受振動的損害。另外，由於分離式電動油泵，因此增加了噪音缺陷並且在組裝電動油泵時需要額外的構件/元件(例如襯套)用於保證可靠性。
【發明內容】
[0007]本發明針對一種可以與馬達一體地製造以便能夠省略會引起不必要的組裝過程的結構和增強組裝可靠性的電動泵。
[0008]根據本發明的一個方面，提供一種電動泵，該電動泵包括:殼體；馬達單元，該馬達單元包括設置在殼體中的定子、旋轉地設置在定子上的轉子以及插入轉子中並且穿過轉子的旋轉軸；以及泵單元，該泵單元包括內部轉子和外部轉子，內部轉子聯接至旋轉軸的一端。在此，殼體具有形成在所述殼體的一個側表面上用於容納泵單元的插入凹部。
[0009]在根據本發明的一個特徵的電動泵中，主通道形成在插入凹部的底表面上，該主通道連接至形成在殼體的外側上的流體入口和流體出口，流體被泵送至主通道。
[0010]在根據本發明的一個特徵的電動泵中，將流體入口連接至主通道的入口通道和將流體出口連接至主通道的出口通道形成在殼體中。
[0011]在根據本發明的一個特徵的電動泵中，通孔形成在插入凹部的底表面的中心部分處，旋轉軸穿過通孔並且軸承設置在通孔的內壁上以旋轉地支承旋轉軸。
[0012]在根據本發明的一個特徵的電動泵中，間隙形成在通孔與旋轉軸之間以使流體能夠進入軸承。[0013]在根據本發明的一個特徵的電動泵中，密封構件可以設置在軸承與馬達單元之間以阻擋流體的流入。
[0014]根據本發明的一個特徵的電動泵包括聯接至殼體的一個側表面以密封泵單元的第一蓋和聯接至殼體的另一個側表面以密封馬達單元的第二蓋。
[0015]在根據本發明的一個特徵的電動泵中，感測單元設置在旋轉軸的另一端部上，並且該感測單元通過第二蓋被密封在殼體中。
[0016]根據本發明的一個特徵的電動泵包括與第二蓋一體地形成以使馬達單元旋轉的驅動單元。
[0017]在根據本發明的一個特徵的電動泵中，驅動單元的電路板直接地連接至馬達單元的端子。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]通過參照附圖詳細地描述本發明的示例性實施方式，本發明的上述及其他目的、特徵和優點對本領域普通技術人員而言將變得更加明顯，在附圖中:
[0019]圖1是根據本發明的一個實施方式的電動泵的立體圖；
[0020]圖2是根據本發明的一個實施方式的電動泵的分解立體圖；
[0021]圖3是示出根據本發明的一個實施方式的電動泵中的流體流的視圖；
[0022]圖4是根據本發明的一個實施方式的電動泵的橫截面圖；
[0023]圖5是示出根據本發明的一個實施方式的電動泵中的軸承和密封構件的位置的視圖；
[0024]圖6是圖4的部分「A」的放大視圖。
【具體實施方式】
[0025]下面將參照附圖對本發明的示例性實施方式進行詳細描述。儘管結合本發明的示例性實施方式示出和描述了本發明，但是對本領域技術人員來說明顯的是，在不脫離本發明的精神和範圍的情況下可以做出多種改型。
[0026]由於本發明可以以多種方式修改並且可以具有多種實施方式，因此在附圖中示出並且在說明書中詳細描述了【具體實施方式】。然而，應當理解的是，本發明不限於公開的【具體實施方式】，而是包括包含在本發明的精神和技術範圍內的所有改型、等同方案以及替代方案。
[0027]可以使用包括例如「第一」、「第二」等等序數詞在內的術語來描述各個部件，但是這些部件不受這些術語限制。術語僅用於將一個部件與其他部件區分開的目的。例如，在不脫離本發明的範圍的情況下，第一部件可以被指定為第二部件。同樣地，第二部件也可以被指定為第一部件。術語「和/或」包含所公開的多個相關項的組合以及選自所公開的所述多個相關項中的任意項。
[0028]當任意部件被描述為「連接至」或「連結至」另一部件時，儘管這可能意指任意部件直接連接或連結至第二部件的情況，但是其也可能意指第一部件與第二部件之間仍存在另一部件或多個部件的情況。相反，當任意部件被描述為「直接連接至」或「直接連結至」另一部件時，這應該理解成意味著在第一部件與第二部件之間不存在其他部件。[0029]在本申請的說明書中使用的術語僅用於說明【具體實施方式】，而並不旨在限制本發明。只要上下文中沒有相反指示，那麼單數表述可包括複數表述。在本說明書中，術語「包括」和「具有」應被理解成旨在表明存在所說明的特徵、數目、步驟、操作、部件、部分或其組合，而不排除一個或更多個不同特徵、數目、步驟、操作、部件、部分或其組合的存在，也不排除增加一個或更多個不同特徵、數目、步驟、操作、部件、部分或其組合的可能性。
[0030]除非另有說明，否則本文中使用的所有術語一包括技術術語或科學術語一都具有與本發明所屬【技術領域】中的普通技術人員通常理解的含義相同的含義。常用字典中定義的術語必須理解成具有與相關技術背景下使用的含義相同的含義並且不被解釋成具有理想或過於正式的含義，除非在本說明書中明確規定。
[0031]在下文中，將參照附圖對本發明的實施方式進行詳細地描述。與已經說明的結構元件相同或對應的結構元件將以相同的附圖標記表示，並且省略對其的說明。
[0032]圖1是根據本發明的一個實施方式的電動泵的立體圖，圖2是根據本發明的一個實施方式的電動泵的分解立體圖。
[0033]參照圖1和圖2，根據本發明的一個實施方式的電動泵包括:殼體100 ;馬達單元400，馬達單元400包括插入殼體100中的旋轉軸410、設置在旋轉軸410的外周面上的轉子420和容納轉子420的定子430 ；以及泵單元300，泵單元300包括內部轉子310和外部轉子320，內部轉子310聯接至旋轉軸410的一端。
[0034]殼體100是圓筒形構件並且具有插入凹部110，插入凹部110形成在殼體100的一個側表面上以使泵單元300能夠容納在插入凹部中。插入凹部110的深度可以等於泵單元300的厚度。然而，本發明不一定局限於此，殼體可以製造成使得泵單元300的僅一定部分插入到插入凹部110中。殼體100的泵單元300插入其中的一個側表面與第一蓋210聯接以使殼體密封。
[0035]在殼體100上形成有安裝部160。作為本發明的一個示例，示例性地示出其中在安裝部160上形成有流體入口 120和流體出口 130的結構。然而，流體入口和流體出口的位置不一定局限於此。另外，安裝部160的形狀和位置可以根據使用者或設計者的選擇進行各種修改。
[0036]泵單元300包括聯接至旋轉軸410的一端的內部轉子310和其中容納內部轉子310的外部轉子320。在內部轉子310的外表面上形成有N個凸角，在外部轉子320上形成有N+1個凸角，使得內部轉子和外部轉子以(N+l) /N的旋轉比旋轉。
[0037]當轉子310接收到來自旋轉軸410的旋轉力並且然後旋轉時，泵單元300具有偏心構型。由於上述偏心構型，在內部轉子310與外部轉子320之間形成具有一定容積的空間，以便能夠輸送流體燃料。
[0038]換句話說，在轉子的旋轉運動期間，具有增大容積的部分利用壓降吸入周圍的流體，具有縮小容積的部分利用壓力增大排放流體。可以將眾所周知的泵單元結構應用至本發明的上述泵單元，因此省略對本發明的上述泵單元的詳細描述。
[0039]馬達單元400被插入到殼體100的另一側中。可以將下述眾所周知的結構應用至馬達單元400:該眾所周知的結構包括旋轉軸410、設置在旋轉軸410的外周面上的轉子420以及其中容納轉子420的定子430。具體地，馬達單元400可以是有刷馬達或無刷馬達。
[0040]在泵單元300與馬達單元400之間設置有軸承500以旋轉地支承旋轉軸410，密封構件600阻擋在泵單元300中循環的流體以防止流體流入至馬達單元400中。
[0041]第二蓋220聯接至殼體100的另一側表面以密封馬達單元400，如果需要，可以在殼體中插入各種電子/電氣裝置，比如馬達驅動單元。
[0042]在根據本發明的一個實施方式的電動泵中，由於馬達單元400和與馬達單元一體地形成的泵單元300容置在一個殼體100中，因此不需要使用用於組裝常規馬達和泵所採用的結構，並且因此提高了組裝可靠性以及減小了總體尺寸，以使得能夠製造緊湊的馬達。
[0043]根據本發明的一個實施方式的電動泵可以操作為油泵。然而，如果需要，本發明的電動泵可被修改和用作用於泵送各種流體的結構，比如水泵。
[0044]圖3是示出根據本發明的一個實施方式的電動泵中的流體流的視圖。
[0045]參照圖3，插入凹部110形成在殼體100的一個側表面上用於將泵單元300容納在其中，在插入凹部Iio的底表面113上形成有主通道111。流體藉助於由泵單元300的旋轉所引起的壓力差而被泵送至主通道111。
[0046]上述主通道111可以形成為沿著殼體的底表面113的周向形成的長形凹槽。另外，在底表面113的中心部分上形成有通孔114，旋轉軸穿過通孔114。因此，旋轉軸穿過通孔114並且然後聯接至內部轉子以將旋轉力傳遞至泵單元。
[0047]具體地，主通道111可以包括聯接至入口通道121的端部的第一主通道Illa和連接至出口通道131的端部的第二主通道111b。
[0048]因此，通過泵流動經過流體入口 120的流體可以穿過入口通道121並且進入第一主通道111a，並且流體可以被排放至第二主通道111b，並且然後穿過出口通道131並被排放至流體出口 130。
[0049]在以上描述中，儘管示例性地示出第一主通道Illa和第二主通道111b，但是可以根據諸如傳動系的聯接位置的條件對上述主通道的結構進行各種修改。另外，為了使通道的長度最小化，可以對入口通道121和出口通道131的構型進行各種改變。
[0050]圖4是根據本發明的一個實施方式的電動泵的橫截面圖，圖5是示出根據本發明的一個實施方式的電動泵中的軸承和密封構件的位置的視圖，以及圖6是圖4的部分「A」的放大圖。
[0051]參照圖4，第一軸承500設置在旋轉軸410穿過的通孔114的內壁上，並且該第一軸承旋轉地支承旋轉軸410的一個端部。同樣地，在旋轉軸的另一個端部上設置有第二軸承 510。
[0052]根據上述結構，由於第一軸承500設置成靠近旋轉軸410的端部，因此第一軸承可以穩定地支承旋轉軸410的旋轉，並且可以在不使用另外的襯套的情況下僅通過第一軸承500穩定地支承旋轉軸410的軸向負載。此時，第一軸承500可以設計成具有比泵單元300的內部轉子310的直徑更小的直徑。
[0053]密封構件600設置在第一軸承500與馬達單元400之間以阻擋流體的流入。可以採用眾所周知的元件諸如O形環作為密封構件600。可以在通孔114的內壁上設置其中可以安裝第一軸承500和密封構件600的空間。
[0054]根據本發明，由於密封構件600設置在第一軸承500與馬達單元400之間，因此有利的是在阻擋油的流入方面提供了具有等於或大於第一軸承500的內徑的內徑的密封構件 600。[0055]以下，說明第一軸承500設置在泵單元300與密封構件600之間的原因。參照圖5，當向泵單元300施加載荷時，施加至第一軸承500與施加至第二軸承510的載荷的總和滿足以下等式I。
[0056]等式I
[0057]Σ P = -Pp 卿+Pbl-Pb2 = O
[0058]其中，Ppump是施加至泵單元300的載荷，Pbl是施加至第一軸承500的載荷，Pb2是施加至第二軸承510的載荷。
[0059]另外，第一軸承的力矩Mbl與第二軸承的力矩Mb2的總和滿足以下等式2，並且第一軸承的力矩Mbl與第二軸承的力矩Mb2可以表達為以下等式3。其中，Lbl是第一軸承的載荷距離以及Lttrtal是總距離。
[0060]等式2
[0061]ΣΜ = Mbl-Mb2 = O
[0062]等式3
[0063](Pbl X Lbl) - (Pb2 X Ltotal) -O
[0064]因此，通過將等式3代入等式I並且對項進行整理，可以得到以下等式4。
[0065]等式4
【權利要求】
1.一種電動泵,包括: 殼體； 馬達單元，所述馬達單元包括設置在所述殼體中的定子、旋轉地設置在所述定子上的轉子以及插入所述轉子中並且穿過所述轉子的旋轉軸；以及 泵單元，所述泵單元包括內部轉子和外部轉子，所述內部轉子聯接至所述旋轉軸的一端; 其中，所述殼體具有用於容納所述泵單元的插入凹部。
2.根據權利要求1所述的電動泵，其中，所述殼體包括形成在所述插入凹部的底表面上的主通道，所述主通道連接至形成在所述殼體的外側上的流體入口和流體出口，流體被泵送至所述主通道。
3.根據權利要求2所述的電動泵，其中，所述殼體包括將所述流體入口連接至所述主通道的入口通道和將所述流體出口連接至所述主通道的出口通道。
4.根據權利要求3所述的電動泵，其中，所述主通道包括連接至所述入口通道的第一主通道和連接至所述出口通道的第二主通道。
5.根據權利要求1所述的電動泵，其中，所述殼體包括形成在所述插入凹部的底表面的中心部分處的通孔，所述旋轉軸穿過所述通孔。
6.根據權利要求5所述的電動泵，還包括設置在所述通孔的內壁上以旋轉地支承所述旋轉軸的第一軸承。
7.根據權利要求6所述的電動泵，還包括形成在所述通孔與所述旋轉軸之間的間隙，所述流體通過所述間隙進入所述第一軸承。
8.根據權利要求6所述的電動泵，還包括設置在所述第一軸承與所述馬達單元之間以阻擋流體的流入的密封構件。
9.根據權利要求8所述的電動泵，其中，所述密封構件的外徑等於或大於所述第一軸承的外徑。
10.根據權利要求8所述電動泵，其中，所述第一軸承的外徑小於所述馬達單元的外徑。
11.根據權利要求1所述的電動泵，還包括聯接至所述殼體的一個側表面以密封所述泵單元的第一蓋。
12.根據權利要求11所述的電動泵，還包括聯接至所述殼體的另一個側表面以密封所述馬達單元的第二蓋。
13.根據權利要求12所述的電動泵，還包括設置在所述旋轉軸的另一端部上的感測單元，所述感測單元通過所述第二蓋被密封在所述殼體中。
14.根據權利要求12所述的電動泵，還包括設置在所述第二蓋中以使所述馬達單元旋轉的驅動單元。
15.根據權利要求14所述的電動泵，其中，所述驅動單元包括直接地連接至所述馬達單元的端子的電路板。
【文檔編號】F04B17/03GK103883495SQ201310719017
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2013年12月23日 優先權日:2012年12月21日
【發明者】金澯錫 申請人:Lg伊諾特有限公司