近年来，具有“怠速停止”功能的车辆的数量正日益增加，从而有 助于阻止全球变暖。怠速停止功能在车辆例如因红灯而停止时关掉发动 机以减少排放。怠速停止还能够使车辆效率更高。
但是，在使用再热式空调系统的车辆中，当发动机通过怠速停止功 能而停止时，来自发动机的热冷却剂不会传送到加热器芯。这会使空调 系统的加热性能降低。为了避免该问题，车辆通常配备有电动泵，该电 动泵在发动机停止时工作以使冷却剂循环。
该电动泵在发动机工作时并不工作，而是形成从发动机到加热器芯 的冷却剂通道的一部分。由此，如果电动泵的叶轮具有特定形状，那么 该叶轮就会干扰所述通道中的冷却剂流动。在这种情况下，在从发动机 到加热器芯的冷却剂通道中，尤其是在电动泵内部的流动阻力增加，从 而会使从发动机到加热器芯的冷却剂的流动效率降低。具体地说，当乘 客乘坐车辆时，因为发动机工作的时段比发动机停止的时段长，所以在 电动泵形成冷却剂通道的一部分的情况下的流动阻力很重要。

根据本发明的优选实施方式，提供了一种电动离心泵。当该离心泵 不工作时，其用作液体通道的一部分。该离心泵包括：壳体，该壳体形 成该离心泵的外形并具有流入部分和流出部分；泵室，该泵室设置在所 述壳体内部并包括液体通道；叶轮，该叶轮布置在所述泵室内，并可绕 一轴线旋转，从而有助于使从所述流入部分流入所述泵室并经由所述流 出部分流出的液体产生涡流；磁驱动部分，该磁驱动部分可绕所述轴线 而与所述叶轮一起旋转；以及电枢，该电枢面对所述磁驱动部分，在该 电枢与所述磁驱动部分之间布置有间隙，该电枢产生旋转磁场。所述电 枢的磁极的数量为四个，并且所述电枢的相数为两个。
所述叶轮包括多个叶片，这些叶片环绕所述轴线径向布置并沿周向 间隔开。所述叶片在径向和轴向上都大致笔直地延伸。请注意，所述径 向垂直于所述叶轮的旋转轴线，所述轴向平行于该轴线。
所述离心泵还包括：轴，该轴与所述叶轮的旋转轴线同轴并在其下 端固定到所述壳体；和套筒，该套筒可绕所述轴线而与所述叶轮和所述 磁驱动部分一起旋转。所述套筒在所述轴的下端的上方具有可在所述轴 的外周面上滑动的内周面。
在所述轴的上端处设置有套筒保持部，该套筒保持部防止所述套筒 沿轴向向上运动。所述套筒保持部从所述轴的上端向上伸出超过所述套 筒的上表面，并且具有轴向面对所述套筒的上表面的部分。所述套筒保 持部布置在所述叶片的轴向上端的轴向下方。
从下面结合附图对本发明优选实施方式的详细描述中将更明白本发 明的其它特征、要素、优点和特性。

图1是根据本发明优选实施方式的离心泵的沿其叶轮的旋转轴线剖 取的剖面图。
图2是图1的离心泵的示例性叶轮的沿离心泵的中心轴线剖取的剖 面图。
图3是从上方看到的图2的叶轮的平面图。
图4是图1的离心泵的泵部分的放大视图。
图5是从上方看到的图4的泵部分的平面图。
图6是在图5的离心泵工作时该离心泵的平面图。
图7是在图5的离心泵不工作时该离心泵的平面图。
图8A是其中叶片相对于径向弯曲的一示例性泵部分的平面图。
图8B是其中叶片相对于径向弯曲的另一示例性泵部分的平面图。
图9是图1的离心泵的电枢的平面图。
图10表示根据本发明优选实施方式的空调系统。
图11表示根据本发明优选实施方式的空调器。

下面将参照图1至图11详细地描述本发明的优选实施方式。应当注 意，在本发明的说明中，当将不同构件之间的位置关系和方位描述成上/ 下或左/右时，是指在附图中的最终位置关系和方位，而不是指组装成实 际装置时的构件之间的位置关系和方位。同时，在以下描述中，轴向是 指平行于旋转轴线的方向，径向是指垂直于旋转轴线的方向。
<离心泵的整体结构>
下面将参照图1描述作为根据本发明优选实施方式的离心泵的电动 泵1。图1是电动泵1的沿其中心轴线剖取的剖面图。
参照图1，电动泵1包括：泵部分2；转子部分3，其包括布置在泵 部分2中的叶轮31并可绕预定的中心轴线J1旋转；和定子部分4，其包 括布置在泵部分2外部的电枢41。泵部分2包括具有液体流入口211a的 流入部分211、具有液体流出口212a的流出部分212、以及形成后面将 描述的空调系统的液体通道的一部分的泵室23。流入泵室23中的液体的 示例为冷却剂或冷却水。在下面的描述中，将在沿中心轴线J1的轴向上 的液体流入口211a侧和电枢41侧分别称为上侧和下侧。但是，中心轴 线J1并不总是与重力方向重合。
泵部分2包括彼此装配到一起的上壳体21和下壳体22。在上壳体 21中，流入部分211和流出部分212彼此形成一体。下壳体22具有杯状 部分221，该杯状部分221由关于中心轴线J1基本上为筒形的筒形部分 2212和覆盖筒形部分2212的轴向下端的底部2211形成。例如，上壳体 21和下壳体22通过树脂模制而成，并通过振动焊接而彼此固定到一起。
在下壳体22的杯状部分221的底部2211上，形成有沿着中心轴线 J1向上延伸的轴固定部分2211a。轴固定部分2211a为中空的筒形，并且 其上端开口。沿着中心轴线J1延伸的轴25固定到轴固定部分2211a的上 部。
转子部分3包括供轴25插入的大致筒形的套筒32。套筒32具有可 在轴25的外周表面上滑动的内周表面。在套筒32的外周表面上形成有 叶轮31。叶轮31例如通过插入模制(insert molding)而与套筒32模制 成一体。叶轮31包括：多个叶片311，它们在转动时可在泵室23中产生 液体流动；叶片根部(root portion)312，其将叶片311的内侧表面和下 表面彼此固定为一个单元；以及磁驱动部分313，其大致为筒形并沿着中 心轴线J1在叶片根部312的下方延伸。在该优选实施方式中设置有四个 叶片311。磁驱动部分313基本上完全容纳在下壳体22的杯状部分221 中。
在套筒32的各轴向端处布置有用于使套筒32能在轴向和径向上滑 动的止推垫圈33。布置在套筒32下方的下止推垫圈33夹设在套筒32的 下表面与轴固定部分2211a的上端之间。布置在套筒32上方的上止推垫 圈33夹设在套筒32的上表面与固定于轴25的上表面的螺钉26之间。 更具体地说，螺钉26包括外径比轴25的面对套筒32的部分大的第一部 分、以及从第一部分伸出的第二部分。轴25设置有形成在其上表面中的 凹入固定部分，螺钉26的第二部分要插入到该凹入固定部分中。通过将 第二部分插入到凹入固定部分中，而将螺钉26固定到轴25的上表面。 在该状态下，上止推垫圈33夹设在螺钉26的第一部分的下表面与套筒 32的上表面之间。由此，螺钉26和上止推垫圈33可以限制套筒32的轴 向向上运动。换言之，螺钉26和上止推垫圈33一起形成了权利要求中 所述的保持部件。
定子部分4包括环绕杯状部分221的筒形部分2212的外周表面布置 的电枢41、以及布置在电枢41的下方并电连接到电枢41的电路板42。 电路板42上安装有电子部件，例如用于检测磁驱动部分313的磁极的霍 尔元件(未示出)以及用于切换相应相的输出的开关器件(未示出)(例 如晶体管)。通过控制向电枢41的供电来控制转子部分3的旋转。
大致筒形的外壁222形成在下壳体22的杯状部分221的径向外侧。 外壁222与杯状部分221大致同轴。外壁222在其内周表面上具有台阶 部2221。台阶部2221具有沿径向向内延伸的平面。当电枢41与台阶部 2221接触时，电枢41在轴向上被定位。在径向上，电枢41通过在其径 向内部与杯状部分221的筒形部分2212的外周表面相接触而进行定位。
在外壁222的外表面上，形成有沿径向向外延伸的外延伸部2222。 在该优选实施方式中，外延伸部2222并没有形成在外壁222的整个周向 长度上，而是形成为具有一定的周向长度。连接器27与外延伸部2222 一体模制。连接器27沿径向向外延伸，并电连接到电路板42。从外部电 源(未示出)提供的电流通过连接器27和电路板42而被提供给电枢41。 由电枢41产生的旋转磁场和磁驱动部分313一起产生了绕中心轴线J1 的转矩，从而使转子部分3旋转。
<叶轮结构>
下面参照图2和图3来描述叶轮31的结构。图2是沿中心轴线J1 剖取的叶轮31的剖面图。图3是从上方看到的叶轮31的平面图。
参照图2，叶轮31的叶片根部312包括沿中心轴线J1延伸的筒形部 分3121以及从筒形部分3121沿径向向外延伸的圆板部分3122。筒形部 分3121持续到叶片311的径向内边缘，并沿径向对它们进行支承。圆板 部分3122持续到叶片311的下端。
在筒形部分3121持续到圆板部分3122的位置处形成有曲面3123。 在圆板部分3122的下方布置有磁驱动部分313，该磁驱动部分313为大 致筒形，并具有比圆板部分3122小的外径。在该优选实施方式中，叶轮 31由诸如铁氧体塑料的塑料磁体模制成单个部件。塑料磁体因具有良好 的可塑性而得到使用。
磁驱动部分313被模制成具有各向异性。特别是在该优选实施方式 中，磁驱动部分313具有极性各向异性。由此，磁驱动部分313的磁力 大于各向同性磁驱动部分的磁力。因此，施加于转子部分3的绕中心轴 线J1的转矩较大。磁驱动部分313具有四个沿周向布置的磁极。
各叶片313具有内斜面3111和位于内斜面3111的径向外侧的外斜 面3112。内斜面3111相对于中心轴线J1倾斜，使其径向内端位于最下 位置。外斜面3112也相对于中心轴线J1倾斜，但其径向外端位于最下位 置。各叶片311还具有持续到外斜面3112的最外表面3113。最外表面 3113从外斜面3112的径向外端沿轴向向下延伸。
参照图3，各叶片311的工作表面3114(基本上有助于产生液体流 动)是大致平行于中心轴线J1的平坦面。工作表面3114相对于径向倾斜， 使其径向外端在叶轮31的旋转方向上位于其径向内端的上游侧。由于该 优选实施方式的电动泵1通过轴325(稍后将描述)的单向旋转来驱动， 使得叶轮31沿图3所示的旋转方向旋转，因此可以将工作表面3114设 计成按照上述方式倾斜。
<泵部分的结构>
下面参照图4和图5来描述泵部分2的结构和液体流动。图4是图 1的电动泵1在泵室23周围的部分的放大视图。图5是从上方看到的泵 室23的平面图。在图5中，虚线圆表示泵流入端口231，液体通过该泵 流入端口流入到泵室23中。
参照图4，流入部分211的液体入口211a布置成使液体沿大致垂直 于中心轴线J1的方向流入液体入口211a。第一连接管213由单个连续部 件形成为从液体入口211a向泵室23延伸。第一连接管213连接到泵室 23，从而从泵室23平行于中心轴线J1延伸。即，泵流入端口231被开 口为允许液体沿着中心轴线J1流入泵室23。由此，第一连接管213形成 为大致L形状。
如图5所示，泵流入端口231的内径等于或大于连接叶轮31的叶片 311的径向最内点的假想闭合曲线的最大直径。由此，通过泵流入端口 231流入的液体能够朝向叶片311的径向最外部分平稳地流动。
流出部分212的液体出口212a被开口为大致平行于液体入口211a。 从液体出口212a向泵室23延伸的第二连接管214与液体出口212a一体 形成，并连接到泵流出端口232(参见图5)，液体通过该泵流出端口232 从泵室23出来。
持续到泵流入端口231的上壳体21的内壁具有面对着各叶片311的 外斜面3112并与之大致平行的倾斜部分215。由此，限定在上壳体21中 的液体通道的直径在倾斜部分215处朝向泵室23增大。优选的是，使倾 斜部分215与各叶片311的外斜面3112之间的距离最小。在这种情况下， 可以减小从泵流入端口231向泵流出端口232流动的液体的流动阻力， 由此减少泵室23中的液体损失。另外，由于倾斜部分215和外斜面3112 形成为相对于轴向成一角度，使得倾斜部分215的内径朝向泵室23增大， 因此可以减小从泵流入端口231向泵流出端口232流动的液体的流动阻 力。这也可以减少泵室23中的液体的损失。因此，可以提高泵送效率。
螺钉26容纳在由叶片根部312的筒形部分3121的内周表面包围的 空间中。螺钉26的上端布置在各叶片311的最上点的轴向下方，内斜面 3111和外斜面3112在该最上点处彼此相交。尤其优选的是，螺钉26的 上端处于与筒形部分3121的上端相同的水平高度或在其下方。通过将螺 钉26的上端布置在叶片311的最上点的下方，可以防止螺钉26干扰从 泵流入端口231进入的液体流动。即，可以防止螺钉26增加液体的阻力。
如图4所示，螺钉26和形成套筒保持部的上止推垫圈33布置在泵 流入端口231(流入部分211在该泵流入端口231处直接连接到泵室23) 的下方，并且布置在叶轮31的叶片311内部。螺钉26和止推垫圈33的 最大外径小于叶轮31的叶片311的径向最内点的假想闭合曲线的直径。 该结构使得液体能更平稳地流动。另外，可以使泵室23紧凑，因此可以 使整个电动泵1小型化。此外，该结构可以使叶片311更大。较大的叶 片311和较小的泵室23一起有助于在电动泵1工作时增大液体的流动量。
参照图5，上壳体21的邻近泵流出端口232的部分形成边缘216。 叶轮31与上壳体21的内壁之间的径向间隙的尺寸在边缘216与叶轮31 之间的位置处最小，并且从边缘216起沿着叶轮31的旋转方向持续增大。
<液体的流动>
下面将参照图6、图7、图8A和图8B来描述液体的流动。图6示 出了在电动泵1工作时液体的流动，而图7示出了在电动泵1不工作时 液体的流动。在图6和图7中，以与图5相同的方式示出了泵室23。图 8A和图8B是从上方看到的示例性泵室的平面图，示出了在工作表面弯 曲的情况下，在电动泵1不工作时的液体流动。图8A示出了工作表面朝 向旋转方向的下游侧凸起的情况，而图8B示出了工作表面朝向旋转方向 的上游侧凸起的情况。
参照图6，当电动泵1工作时，液体从边缘216涡旋。工作表面3114 使液体沿旋转方向并沿径向向外流动。更具体地说，由于工作表面3114 相对于径向倾斜，使其径向外端沿叶轮31的旋转方向位于其径向内端的 上游侧，因此产生在工作表面3114上沿径向向外滑动的力，该力迫使液 体径向向外流动。因此，从泵流入端口231向叶片311流动的液体通过 叶片311而被径向向外导引。因而，降低了叶片311周围的液体的压力， 因此使得来自泵流出端口232的液体高效地流动。由此，提高了泵送效 率。
参照图7，在电动泵1未工作时，液体在沿周向彼此相邻的叶片311 之间径向向外流动。然后，液体沿着上壳体21的内壁朝向泵流出端口232 流动。
参照图8A和图8B，考虑其中各叶片的工作表面包括一弯曲部分的 情况。在图8A的实施例中，叶轮31a的各叶片311a的工作表面3114a 弯曲成朝向旋转方向的下游侧凸起。由此形成弯曲部分3114b。在该实施 例中，在工作表面3114a上并沿着该工作表面3114a流动的液体沿着弯曲 部分3114b流动，并碰撞沿着上壳体21的内壁在旋转方向上流动的液体， 从而导致大的湍流。该湍流形成从泵流入端口231向泵流出端口232流 动的液体的阻力。换言之，流动阻力变大。
在图8B所示的实施例中，叶轮31b的各叶片311b的工作表面3114c 弯曲成朝向旋转方向的上游侧凸起。由此形成弯曲部分3114d。在工作表 面3114b上并沿着该工作表面3114b流动的液体沿着弯曲部分3114d流 动，因此碰撞在周向上彼此相邻的叶片311b之间流动的液体。由此产生 大湍流。该大湍流形成从泵流入端口231向泵流出端口232流动的液体 的阻力。换言之，流动阻力增大。
与图8A和图8B中所示的工作表面3114a和3114c相比，该优选实 施方式的叶轮31的叶片311的工作表面3114在径向和轴向上均大致是 直的。因此，可以防止沿着工作表面3114流动的液体碰撞在周向上彼此 相邻的叶片311之间流动的液体。这意味着可以减小流动阻力。
下面参照图9描述电枢41的结构。图9是从上方看到的电枢41的 平面图。
电枢41包括定子叠片铁芯411、从轴向上方和下方覆盖定子叠片铁 芯411的两个绝缘体412、以及通过环绕绝缘体412多次缠绕导线4131 而形成的线圈绕组413。通过沿中心轴线J1叠置多个导磁的薄钢板而形 成定子叠片铁芯411。
定子叠片铁芯411包括环形的铁芯背板(core back)4111、以及多 个从铁芯背板4111朝向中心轴线J1延伸的齿4112。齿4112沿周向间隔 布置。在该优选实施方式中，设置有四个齿4112。铁芯背板4111和齿 4112可以形成为分立的构件，然后相互装配到一起。由于在该优选实施 方式中设置有四个齿4112，因此电枢41的磁极的数量为四个。
绝缘体412从轴向上方和下方装配到齿4112上，从而覆盖齿4112， 但不覆盖齿4112的径向内表面。各绝缘体412具有覆盖铁芯背板4111 的径向内表面的周向延伸部4121。
通过以集中的方式环绕相应的齿4112缠绕U相和V相两根导线 4131而形成线圈绕组413。更具体地说，环绕彼此径向面对的两个齿4112a 和4112c连续地缠绕U相导线4131a，同时环绕彼此径向面对的两个齿 4112b和4112d连续地缠绕V相导线4131b。U相导线4131a和V相导线 4131b的缠绕起点分别连接到沿周向彼此分开的连接销414。导线4131a 和4131b的缠绕终点都连接到公共连接销414a，从而形成中性节点。
在该优选实施方式中，由于磁极的数量为四个，因此定位力矩较大。 即，与具有五个或更多磁极的电枢相比，可以使周向上相邻的齿4112之 间的周向距离更大。具体地说，该优选实施方式的电枢41具有两相。由 此，槽的数量为四个。转子部分3每转产生的定位力矩的数量由槽的数 量和磁极的数量的最小公倍数给出。因此，当槽的数量为四个时，可以 使槽的数量和磁极的数量的最小公倍数较小。例如，考虑其中磁极的数 量为四个的情况。在这种情况下，当槽的数量为四个时，槽的数量和磁 极的数量的最小公倍数为四。当槽的数量不同，例如为三个(这是三相 电机中的最小槽数量)时，槽的数量和磁极的数量的最小公倍数为十二。 即使磁极的数量为最小的两个，当槽的数量为四个时最小公倍数为四， 而当槽的数量为三个时最小公倍数为六。这意味着如果定位力矩的总量 相同，则随着每转产生的定位力矩的数量减小，单个定位力矩的大小增 大。由此，当将该优选实施方式的电动泵1用作液体通道的一部分时， 当泵室23中的液体流碰撞叶片311时，使得叶片311不能容易地转动。 因而，当将该优选实施方式的电动泵1用作液体通道的一部分，即在非 工作状态下使用时，可以减少反电动势对电路板42的不利影响。这对于 电路板42上的开关器件是尤其有利的，因为其对反电动势敏感。另外， 由于叶轮31的叶片311不会容易地转动，因此从泵流入端口231流向泵 流出端口232的液体不用作使叶片31转动的工质。由此，可以防止液体 流动损失，从而导致流动阻力减小。
<空调系统>
下面参照图10和图11来描述用于车辆的不具有空气混合门的空调 系统。该空调系统可以称为再热式空调系统。图10示出了根据本发明优 选实施方式的整个再热式空调系统的实施例。图11示出了图10的空调 系统中包括的示例性空调器。图10和图11中的各虚线箭头表示冷却剂 521或5211的流动。图11中的实线箭头表示空气流动。
<空调系统的整个结构>
参照图10，再热式空调系统500包括：冷却剂回路520，用于冷却 发动机510的冷却剂521在该冷却剂回路520中流动；和空调器530，该 空调器530形成了冷却剂回路520的一部分并且可以发送冷空气和热空 气。
在发动机510附近布置有机械式发动机起动泵511。
冷却剂回路520包括：散热器522，该散热器522用于对来自发动 机510的已从发动机510吸热的冷却剂521进行空冷；和电动泵521，该 电动泵521用于有助于冷却剂521向空调器530流动。
空调器530包括用于吸收冷却剂5211的热的加热器芯531。
<空调器>
参照图11，空调器530包括：形成空调器530的外形的通风管路532； 容纳在通风管路532中并产生空气流的鼓风扇533；用于冷却由鼓风扇 533产生的空气流的蒸发器534；以及对由鼓风扇533产生的空气流进行 加热的加热器芯531。
通风管路532包括从外部吸入空气的空气入口5321、以及将通风管 路532中的空气排放到外部(车辆内部)的多个空气出口5322。空气出 口5322包括用于挡风玻璃除霜器的朝向车辆的挡风玻璃(未示出)传送 空气的挡风玻璃空气出口5322a、朝向乘客(未示出)的上身传送空气的 面部空气出口5322b以及向乘客的下身传送空气的脚部空气出口5322c。
鼓风扇533将空气从空气入口5321向蒸发器534和加热器芯531传 送。蒸发器534和加热器芯531布置在通风管路532中且在它们二者之 间几乎没有空间。
在向车辆内部传送冷空气的情况下，蒸发器534自身被冷却回路(未 示出)冷却，从而来自鼓风扇533的空气流被冷却，然后从空气出口5322 中的至少一个传送出去。
在向车辆内部传送热空气的情况下，加热器芯531自身被冷却剂回 路520加热，从而来自鼓风扇533的空气流被加热。经加热的空气从空 气出口5322中的至少一个传送出去。
<冷却剂流>
1)发送机在工作
参照图10，当发动机510在工作时，发动机起动泵511也进行工作。 由此，发动机起动泵511产生冷却剂521流，该冷却剂流朝向发动机510 流动，并且在被发动机510加热之后朝向加热器芯531和散热器522流 动。相比之下，当发动机510在工作时，电动泵523不工作而用作冷却 剂通道的一部分。
2)发动机不工作
当发动机510例如因为怠速停止功能的启用而停止时，发动机起动 泵511不工作。相比之下，电动泵523被启用而进行工作。电动泵523 有助于冷却剂521或5211在冷却剂回路520中的流动。因此，可以向加 热器芯531传送冷却剂521或5211。即使在发动机510不工作时，该结 构也防止了空调器530的加热性能变差。
尤其在本发明优选实施方式的电动泵1用作电动泵523时，可以提 供这样的空调系统，该空调系统在发动机510工作时，在冷却剂回路520 中，尤其在从发动机510到加热器芯531的部分中，具有低的流动阻力。 另外，本发明优选实施方式的电动泵1在车辆中有人时更有利，这是因 为发动机510工作的总持续时间比发动机510例如因自动怠速停止功能 而停止的总持续时间要长。
上面描述了本发明优选实施方式的电动泵1和空调系统500。但是， 本发明并不限于此，而可以在权利要求的范围内以各种方式进行修改。
例如，在本发明的上述优选实施方式的电动泵1中，套筒32的向上 运动受到螺钉26和止推垫圈33限制。但是，本发明并不限于此。可选 的是，轴25自身可以形成为具有大致T形截面，从而轴25限制了套筒 32的向上运动。可选的是，另一部件可以固定至轴25的外部，使得该部 件通过在其下表面处与套筒32的上表面接触而可以限制套筒32的向上 运动。
此外，上述优选实施方式中的叶轮31被形成为包括磁驱动部分313、 叶片31和叶片根部312，它们被彼此一体模制成一个构件。但是，本发 明并不限于此。例如，磁驱动部分313可以形成为例如由铁氧体磁体制 成的大致筒形的转子磁体，并且叶片311和叶片根部312可以由树脂彼 此模制成一体。在这种情况下，因为叶片311和叶片根部312由树脂制 成，所以可以减少材料成本。
尽管上面描述了本发明的优选实施方式，但是应当理解，在不脱离 本发明的范围和精神的情况下，变动和修改对于本领域技术人员是显而 易见的。因此，本发明的范围仅由所附权利要求来确定。