电动泵
阅读：593发布：2020-05-11
专利汇可以提供电动泵专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种 电动 泵 (P)，包括： 外壳 (1)；轴构件(3)，其固定于所述外壳；圆筒 轴承 (4)，其插在所述轴构件的外侧； 转子 (5)，其配置为与所述轴承分离的构件，并且与所述轴承一体地转动；以及 推进器 (6)，其固定于所述转子的一端，其中沿着轴线方向在所述轴承和所述转子之间形成有排出路径(52)，并且所述排出路径将从所述推进器的外周流入所述外壳并且在所述外壳内循环的 流体 返回到所述推进器。，下面是电动泵专利的具体信息内容。
1.一种电动泵(P)，包括：
外壳(1)；
轴构件(3)，其固定于所述外壳；
圆筒轴承(4)，其插在所述轴构件的外侧；
转子(5)，其配置为与所述轴承分离的构件，并且与所述轴承一体地转动；以及推进器(6)，其固定于所述转子的一端，
其中沿着轴线方向在所述轴承和所述转子之间形成有排出路径(52)，并且所述排出路径将从所述推进器的外周流入所述外壳并且在所述外壳内循环的流体返回到所述推进器。
2.根据权利要求1所述的电动泵，
其中所述排出路径的出口(52)被设置为比所述推进器的叶片构件更靠近所述轴构件的中心。
3.根据权利要求1或2所述的电动泵，
其中所述转子由其中嵌入成型有所述轴承的树脂材料制成，
其中所述排出路径的一部分沿着轴线方向穿过所述转子的内部，并且不与所述轴承的外表面接触。
电动泵
技术领域
背景技术
[0002] 在相关技术中，包括固定于外壳的轴构件和插在轴构件的外侧的转子的电动泵是已知的(例如，参见JP2006-296125A(对比文件1))。沿着轴线方向形成穿过轴构件和转子之间的区域的通路。在通路的外侧径向地形成用于释放外壳中的流体压力的平衡孔，该平衡孔穿过转子的一端并且与推进器的叶片构件连通。
[0004] 然而，在相关技术的电动泵中，通路形成在轴构件和转子之间，因此通路的大小局限于小的尺寸，使得转子不会相对于轴构件震动。由于这个原因，混入到流体中的异物可能堵住通路，并且在轴构件和转子之间造成咬伤。因此，妨碍转子的转动，这是一个问题。
[0005] 由于平衡孔与推进器的叶片构件连通，所以由推进器的转动导致的显著的流体压力作用于流体，并且流体向后流入外壳。结果，存在混入流体中的异物不被排出并且留在外壳内的问题。
发明内容
[0006] 因此，需要一种能够顺畅地排出混入到流体中的异物而不妨碍转子转动的电动泵。
[0007] 本发明的一方面涉及一种电动泵，其包括：外壳；轴构件，其固定于所述外壳；圆筒轴承，其插在所述轴构件的外侧；转子，其配置为与所述轴承分离的构件，并且与所述轴承一体地转动；以及推进器，其固定于所述转子的一端，其中沿着轴线方向在所述轴承和所述转子之间形成有排出路径，并且所述排出路径将从所述推进器的外周流入所述外壳并且在所述外壳内循环的流体返回到所述推进器。
[0008] 根据该配置，所述轴承和所述转子围绕所述固定的轴构件一体地转动，所述转子配置为与所述轴承分离的构件。也就是说，由于不必像相关技术那样在轴构件和转子之间提供用于润滑的通路，所以只有轴承是高度耐磨材料就足够了，这是有益的。另外，在轴构件和轴承之间造成咬伤的异物不会妨碍转子转动。
[0009] 根据该配置，在一体地转动的轴承和转子之间设置有排出路径，并且与不一体地转动的轴构件和转子之间设置有排出路径的相关技术相比，各部件相对于轴构件的震动较少发生。因此，可以确保排出路径的大的横截面积。也就是说，即使大块的异物混入到流体中，排出路径也不会被堵住。因此，混入到流体中的异物返回到推进器，并且被排出到外部而不积存在外壳内。
[0010] 如上所述，可以合理地配置能够顺畅地排出混入到流体中的异物而不妨碍转子转动的电动泵。
[0011] 在根据本发明该方面的电动泵中，所述排出路径的出口可被设置为比所述推进器的叶片构件更靠近所述轴构件的中心。
[0012] 由推进器的转动导致的离心力作用于流体，并且流体向推进器的外周流动。也就是说，在推进器的叶片构件存在的区域中，流体的流量(流体压力)朝向推进器的外周增加。在该配置中，比推进器的叶片构件更靠近轴构件的中心设置排出路径的出口，也就是说，其设置在流体压力作用最小的推进器的内周，因此可以使混入有异物的流体顺畅地从外壳的内部流到推进器。
[0014] 根据该配置，当通过嵌入成型轴承形成转子时，转子和轴承之间的一体性增加。由于排出路径配置为使得排出路径的一部分沿着轴线方向不与轴承的外表面接触，所以轴承的整个外周被用于形成转子的树脂材料包围。因此，作用于轴承上的由树脂收缩引起的压力沿着轴承的圆周方向分布，轴承的内横截面的形状容易保持为圆形。结果，轴承和转子可相对于轴构件顺畅地转动。附图说明
[0015] 本发明的上述及其他特征和特点将从以下结合附图的详细描述中变得更加明显，其中：
[0016] 图1是示出一实施例中的电动泵的整体配置的剖视图；
[0017] 图2是该实施例的局部剖视图；
[0018] 图3是从前方观看图2中的局部时的视图；
[0019] 图4是该实施例的侧视图；
[0020] 图5是该实施例的平面图；
[0021] 图6是从后方观看图2中的局部时的视图；
[0022] 图7是轴承的侧视图；
[0023] 图8是沿着图2中的线VIII-VIII取得的剖视图；
[0024] 图9是从前方观看时的转子的一端的视图；
[0025] 图10是另一个实施例的局部剖视图；以及
[0026] 图11是从后方观看图10中的局部时的视图。具体实施例
[0027] 下面参照附图描述本文公开的一实施例中的电动泵P。在该实施例中给出的例子中，将描述用于循环用来冷却车辆发动机的冷却剂(流体的例子)的电动水泵(下文中简称为“电动泵P”)。然而，本发明不局限于下文描述的实施例，能够以各种形式修改，只要这种修改不偏离本发明的主旨即可。在下文要给出的解释中，图1中转子5的纵向上的前和后分别指设置推进器6的一侧和推进器6的反侧。
[0028] 图1示出本实施例中电动泵P的整体配置。电动泵P包括：由树脂制成的外壳1；固定于外壳1的金属轴(轴构件)3；插在轴3的外侧的圆筒衬套(轴承)4；转子5，其配置为与衬套4分离的构件，并且与衬套4一体地转动；以及推进器6，其固定于转子5的凸缘状端部51。
[0029] 直接倚靠轴3滑动的衬套4由高度耐磨并且高度耐热的材料制成，例如，配置为由包含碳纤维和树脂的复合材质或者只由碳制成的碳轴承。转子5由其中嵌入成型(insert-molded)有衬套4的诸如聚苯硫醚(PPS)的树脂材料制成。衬套4的材料不局限于特定材料，只要该材料具有高耐磨性和高耐热性即可，并且衬套4可以由树脂或者诸如铝的金属制成。
[0031] 当衬套4和转子5一体地转动时，固定于转子5的端部51的推进器6也转动。如图1至图5中所示，推进器6在护罩64的内部具有多个弯曲叶片构件63，并且被由树脂制成的推进器罩2覆盖。例如，使用振动焊接将叶片构件63装配到转子5的端部51。电动泵P具有：外壳1；推进器罩2；焊接部22，其中形成于外壳1的第一压接面11和形成于推进器罩2的第二压接面21在处于压接的同时焊接在一起；第一压接面11的第一按压部13和第二压接面21的第二按压部23，按压力作用于每个按压部上，使得第一压接面11与第二压接面21压接。第二按压部23具有凸部26a和凸部26b，凸部26a的按压面23a到第二压接面21的高度被设定为H1，凸部26的按压面23a到第二压接面21的高度被设定为H2。
[0033] 当衬套4和转子5一体地转动，并且推进器6转动时，冷却剂以螺旋方式从吸入口61流动到推进器6的外周。此时，如图1中所示，大部分的冷却剂经由排出口62送出到外部，并且一部分冷却剂从推进器6的外周流到外壳中，并且在其中循环。当该部分的冷却剂在外壳1中循环时，转子5、定子8等被冷却。
[0034] 另一方面，例如来自金属部件的锈或者金属粉等的异物可能混入循环路径中的冷却剂中，堵住形成在外壳1中的窄路，并且积存在那里。具体来说，由于必须将轴3的周围设计为不会恶化轴3对转子5进行支撑的支撑功能，所以不能确保用于冷却剂的大的流路。结果，存在以下问题：冷却剂不能从外壳1的内部返回到推进器6，由于异物咬到部件中而可能发生转动失败，或者冷却功能可能恶化。
[0035] 在本实施例中，沿着轴线方向L在衬套4和转子5之间形成排出路径52，并且排出路径52将从推进器6的外周流到外壳1中并且在外壳1中循环的冷却剂返回到推进器6。具体来说，在本实施例中，排出路径52形成在转子5中，并且与衬套4的外表面接触。因此，当嵌入成型衬套4时，可以通过在模具中插入芯销来形成排出路径52，因此不必机加工衬套4，并且可以获得好的生产效率。由于排出路径52形成在衬套4和转子5之间，所以在确定排出路径52的尺寸和形状时可以获得高的自由度。因此，可以解决混入冷却剂的异物堵住路径的问题。
[0036] 在本实施例中，比推进器6的叶片构件63更靠近轴3的中心设置排出路径52的出口52b。出口52b还用作用于将外壳1中的流体压力释放到推进器6的所谓平衡孔。
[0037] 典型地，平衡孔穿过转子5的端部51，并且与存在叶片构件63的区域连通。由于这个原因，存在冷却剂可能接收由推进器6的转动导致的流体压力并且向后流到外壳1中的问题。结果，外壳1中的流体压力不被释放，并且转子5的转动功能恶化。另外，还存在冷却剂不能从外壳1的内部循环到推进器6并且冷却功能恶化的问题。然而，在本实施例中，平衡孔设置在叶片构件63的内部，使得冷却剂较少受到由推进器6的转动导致的流体压力的影响，因此冷却剂能够顺畅地从外壳1的内部流到推进器6。
[0038] 如图7中所示，衬套4形成为圆筒形状，并且在衬套4的外周面设置有被用于形成转子5的嵌入成型树脂材料包围的多个(在本实施例中为3个)突出部41，并且所述多个突出部41沿着衬套4的圆周方向等间隔地定位。由于突出部41分别紧密接触转子5的内表面凹部56，所以衬套4和转子5之间的相对转动被限制，并且衬套4和转子5一体地转动。
[0039] 如图6和图7中所示，在衬套4的径向方向上，与推进器6相反的衬套4的后端面被切除，从而在该后端面形成多个定位凹部42。当从后方观看衬套4时，定位凹部42沿着衬套4的圆周方向等间隔地设置，并且插入在三个突出部41之间。也就是说，突出部41和定位凹部42沿着衬套4的圆周方向交替设置。
[0040] 当通过嵌入成型衬套4形成转子5时，将芯销插入模具，沿着纵向与定位凹部42的位置对准。也就是说，在定位形成在衬套4和转子5之间的排出路径52时，定位凹部42用作引导装置。由于定位凹部42与嵌入成型模具接触，所以可以固定衬套4的位置。
[0041] 如图3中所示，在与推进器6相邻的衬套4的前端面形成有多个前端槽43，并且这些前端槽43围绕衬套4的中心呈辐射状延伸。前端槽43用作通过轴3和衬套4之间的滑动摩擦产生的碳粉经其在径向方向上被引导到外部的路径。前端槽43与排出路径52的出口52b连通，并且如图7中所示，当从前方观看衬套4时，前端槽43设置在与三个突出部41的周向位置相同的周向位置处。
[0042] 突出部41、定位凹部42和前端槽43的数量、尺寸和形状不局限于特定数量、尺寸和形状，并且可以沿着衬套4的圆周方向设置一个或多个突出部41、一个或多个定位凹部42以及一个或多个前端槽43。当从后方观看衬套4时，突出部41和定位凹部42被设置为不相互重叠。
[0043] 如图1和图2中所示，磁体54被嵌入成型在转子5中，并且被定位在端部51的相反侧。如图8中所示，磁体54被配置为多极磁体(6极磁体)，并且磁体54的内横截面形成为六边环形。磁体54的磁极数量不局限于6极，可以是大于2的偶数。
[0044] 衬套4的突出部41和排出路径52交替设置在磁体54的六边内表面的顶点处。也就是说，由于突出部41设置在确保用于形成转子5的树脂材料的大厚度的区域中，所以可以增加突出部41的突出量。因此，可以在考虑到衬套4和转子5的各自硬度的同时，适当地设定突出部41的尺寸和形状。另外，由于排出路径52设置在确保用于形成转子5的树脂材料的大厚度的区域中，所以可以确保排出路径52的大横截面积。因此，即使大块的异物混入冷却剂中，排出路径52也不大可能被堵住。混入冷却剂中的异物被顺畅地排出到推进器6而不会积存在外壳1中。
[0045] 如图9中所示，在转子5的一个端面51a形成有矩形插入凹部53，矩形插入凹部53的数量(在本实施例中为7个)被设定为与叶片构件63的数量相同，并且叶片构件63的后端部63a插入到插入凹部53中。在所述多个插入凹部53中的一些的两个侧面分别形成有凸部53a，并且在插入凹部53的纵向上这些凸部53a的位置彼此分开。因此，当使用振动焊接将叶片构件63装配到转子5的一个端面51a时，防止叶片构件63相对于转子5的轴线移位。另外，由于当推进器6转动时，叶片构件63与凸部53a接触，所以防止叶片构件
63在转动方向上相对于转子5的一个端面51a移动。
63在转动方向上相对于转子5的一个端面51a移动。
[0046] 可以在一些插入凹部53中有限地设置凸部53a，或者可以在所有插入凹部53中都设置凸部53a。当以与叶片构件63的后端的尺寸基本相同的尺寸形成插入凹部53时，可以不设置凸部53a。
[0047] 另一实施例
[0048] 参照图10和图11，只描述另一实施例与上述实施例之间的配置不同点。为了帮助容易理解附图，在此给出的说明中，使用与上述实施例中相同的名称和附图标记。
[0049] 在本实施例中，排出路径52的一部分沿着轴线方向L穿过转子5的内部，并且不与衬套4的整个圆周接触。换句话说，以用于形成转子5的树脂材料包围衬套4的外表面上沿着轴线方向L的局部区域的整个圆周的方式形成树脂包围部55。在本实施例中，所述局部区域是指排出路径52的不包括入口52a和出口52b的附近的区域，并且在入口52a和出口52b的附近，排出路径52与衬套4的整个外周接触。
[0050] 因此，当嵌入成型模具被去除时，由于作用于衬套4上的树脂收缩压力沿着衬套4的圆周方向分布，所以衬套4的内横截面的形状保持为圆形。因此，衬套4相对于轴3顺畅地转动。
[0051] 当排出路径52配置为，在出口52b的附近，排出路径52与衬套4的整个外周接触时，可以在径向方向上向内设置推进器6，因此作为电动泵P，可以使用结构紧凑的泵。由于可以确保排出路径52的大的横截面积，所以可以将冷却剂顺畅地排出到推进器6。
[0052] 在本实施例中，通过在衬套4的前端部沿着圆周方向设置台阶部55a来形成树脂包围部55，台阶部55a是通过使该前端部的外表面在径向方向上凹入而形成的。然而，这仅是一个例子，并且可以代替使衬套4的外表面凹入，改为在衬套4的外部平齐表面上设置树脂包围部55。在此情况下，与在轴3和衬套4之间设置排出路径52时相比，也可以确保排出路径52的大横截面积。
[0053] 其他实施例
[0054] (1)在上述实施例中，排出路径52形成在转子5侧，并且位于衬套4和转子5之间；然而，排出路径52也可以形成在衬套4侧，并且位于衬套4和转子5之间。可以跨衬套4和转子5形成排出路径52。
[0055] (2)在上述实施例中，沿着轴线方向L，排出路径52的一部分不与衬套4的整个圆周接触；然而，沿着轴线方向L，整个排出路径52可以都不与衬套4的整个圆周接触。沿着轴线方向L的排出路径52的该部分不局限于不包括入口52a和出口52b的附近的区域，并且可以设置在不包括入口52a或出口52b的附近的区域。
[0056] (3)用于将衬套4和转子5一体化并且将衬套4和转子5配置为分离构件的方法不局限于嵌入成型方法，例如转子5可以被按压装配到衬套4上。
[0057] (4)用于将推进器6固定于转子5的端部51的方法不局限于振动焊接，例如可以使用诸如热焊接或者一体成型等各种方法将推进器6固定于转子5。
[0058] (5)电动泵P不局限于用于使发动机的冷却剂循环的泵，电动泵P可以使发动机油循环，或者可以具有车辆应用以外的应用。对于电动机驱动方法，电动泵P不局限于产生交变磁场的无刷电动机；作为选择，可以使用有刷电动机作为电动泵P。
[0059] 可以在用于使各种流体循环的电动泵中使用本发明。
[0060] 在以上说明中描述了本发明的优选实施例和操作模式。然而，所要保护的本发明不被解释为局限于所公开的具体实施例。此外，在此描述的实施例被认为是说明性的而不是限制性的。在不偏离本发明的精神的情况下，通过采用其他并且等同的手段，可以进行变体和更改。因此，明确地认定，所有这些变体、更改以及等同手段都落入所附权利要求限定的本发明的精神和范围内。
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
分析报告
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
电动泵热门专利
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈