CN102628444A - 电动泵 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种不产生吸入配管的问题且提高电动泵的安装性的电动泵。电动泵具有马达部(28、32、34、36)、被马达部旋转驱动的叶轮、用于容纳叶轮的泵室，马达部和泵室沿叶轮的旋转轴配置。该电动泵还具有用于向泵室内吸入流体的吸入口和用于排出泵室内的流体的排出口。吸入口与旋转轴平行地延伸，另一方面，排出口(22)在与旋转轴正交的方向上延伸。马达部(28、32、34、36)的与旋转轴正交的截面的外形状为扁平状。

Description

电动泵

技术领域

本发明公开一种电动泵。

背景技术

公知了一种具有马达部和被马达部驱动的泵部的电动泵。在这种电动泵中，利用马达部旋转驱动被容纳在泵室内的叶轮。泵室和马达部沿叶轮的旋转轴(以下，有时只称作旋转轴)配置，马达部的输出直接传递到叶轮。上述电动泵在较多情况下设置在限定的空间内，因此一直以来以各种方式谋求该电动泵的小型化。例如，在记载于专利文献1的电动泵中，通过将马达部的固定铁心做成没有线圈端(coil end)的固定铁心，使马达部在叶轮的旋转轴方向上缩短，从而谋求电动泵的小型化。

专利文献1：日本特开2008-29113号公报

专利文献1的技术是通过缩短马达部的旋转轴方向的长度而谋求电动泵的小型化，因此根据设置电动泵的环境不同，有时不能够充分提高安装性。例如，如图14的(a)所示，在物体A和物体B之间的空间S(即，x方向被限制的空间)中设置电动泵100的情况下，当将电动泵100的旋转轴C设置为与y方向平行时，只缩短了电动泵100的旋转轴方向(y方向)的长度，因此不能提高电动泵100的安装性。另一方面，如图14的(b)所示，当将电动泵100的旋转轴C设置为与x方向平行时，用于向泵室吸入流体的吸入口102也与x方向平行地延伸，因此，产生了必须使与吸入口102相连接的吸入配管以幅度较大的角度(steepangle)弯曲的问题。即，由于使电动泵小型化的方向与吸入口延伸的方向一致，因此，产生了吸入配管的问题。从而，专利文献1的技术在图14所示那样的环境中不能充分地提高电动泵的安装性。

此外，若能够以向与旋转轴正交的方向延伸的方式形成吸入口，则专利文献1的技术也能够提高电动泵的安装性。然而，在这种电动泵中，泵室内的流体因叶轮的旋转所产生的离心力而升压。因此，当以在与旋转轴正交的方向上延伸的方式形成吸入口时，难以将流体吸入到泵室内。因而，以在与旋转轴正交的方向上延伸的方式形成吸入口是难以实现的。

发明内容

本发明是鉴于上述情况完成的，其目的在于，提供一种即使在图14所示那样的环境中设置电动泵的情况下也能够提高电动泵的安装性的技术。

本说明书所公开的电动泵具有马达部、被马达部旋转驱动的叶轮、用于容纳叶轮的泵室。马达部和泵室沿叶轮的旋转轴配置。该电动泵还具有用于向泵室内吸入流体的吸入口和用于排出泵室内的流体的排出口。吸入口与旋转轴平行地延伸，另一方面，排出口在与旋转轴正交的方向上延伸。而且，马达部的与旋转轴正交的截面的外形状为扁平状。

在该电动泵中，马达部的与旋转轴正交的截面的外形状为扁平状。因此，当以电动泵的旋转轴的方向为高度方向时，马达部的宽度和厚度中的一者的长度变短。即，马达部在与旋转轴正交的方向上实现小型化。另一方面，吸入口与旋转轴平行地延伸，因此马达部小型化的方向与吸入口的方向不一致。因此，即使在图14所示那样的环境中设置电动泵的情况下，也不会产生吸入配管急剧地弯曲的问题，能够提高电动泵的安装性。

在上述电动泵中，泵室的与旋转轴正交的截面的外形状也可以是从该外形线上的点到叶轮的旋转轴线的距离在周向上逐渐变化的形状，在排出口的位置处距叶轮的旋转轴线的距离最大。在该情况下，马达部的与旋转轴正交的截面的外形状也可以是在第1方向上的尺寸大于在与第1方向正交的第2方向上的尺寸的扁平形状。而且，优选排出口与第2方向平行地延伸。在沿旋转轴观察电动泵时，泵室自马达部露出的情况下，通过采用上述结构，能够减小泵室自马达部露出的部分的量。

此外，马达部能够具有与叶轮相连接的转子部和配置在转子部的周围的定子部。而且，也可以是在沿旋转轴观察马达部时，转子部的中心与定子部的中心错位。由于转子部与叶轮连接在一起，因此转子部的中心(旋转轴)和叶轮的中心(旋转轴)一致。从而，通过错开转子部的中心与定子部的中心，能够错开泵室相对于定子部的位置。由此，在沿旋转轴观察电动泵时泵室自马达部露出的情况下，能够调整该露出部分的位置、方向以及露出量。

此外，上述电动泵也可以进一步具有用于驱动马达部的马达驱动电路、用于容纳马达驱动电路的电路室。在该情况下，也可以是泵室、马达部和电路室沿旋转轴配置，并且将马达部配置在泵室与电路室之间。而且，优选马达驱动电路具有安装有电路元件的电路基板，电路基板的安装面与旋转轴平行或者正交。当采用上述结构时，泵室、马达部、电路室沿旋转轴配置，因而，能够抑制电动泵在与旋转轴正交的方向上变大。

上述电动泵能够进一步具有用于将该电动泵安装到外部设备上的安装面。而且，排出口也可以自安装面沿与安装面正交的方向突出。当采用上述结构时，能够将电动泵的排出口直接***外部设备的吸入口而进行连结，能够减少用于连接电动泵和外部设备的配管等。

附图说明

图1表示实施例1的电动泵的概略纵剖视图。

图2是图1的II-II剖视图。

图3是图1的III-III剖视图。

图4是表示变形例1的电动泵的泵室的概略结构的图。

图5是表示变形例1的电动泵的马达部的概略结构的图。

图6是表示变形例2的电动泵的泵室的概略结构的图。

图7是表示变形例2的电动泵的马达部的概略结构的图。

图8是表示变形例3的电动泵的泵室的概略结构的图。

图9是表示变形例4的电动泵的泵室的概略结构的图。

图10是表示变形例5的电动泵的泵室的概略结构的图。

图11是表示马达部的变形例的图。

图12是表示马达部的其它变形例的图。

图13是示意性表示在汽车的发动机舱内装设有本实施例的电动泵的状态的图。

图14是用于说明以往技术的电动泵的课题的图。

图15是表示马达部的变形例的图。

图16是表示马达部的变型例的图。

图17是表示马达部的变型例的图。

图18是表示马达部的变形例的图。

图19是表示马达部的变形例的图。

图20是表示马达部的变形例的图。

图21是表示马达部的变形例的图。

图22是变形例的电动泵的概略纵剖视图。

附图标记说明

10：电动泵

12：外壳

14：泵室

16：马达室

20：吸入口

22：排出口

26：叶轮

28：转子部

30：定子

32、34：铁芯

36：线圈

具体实施方式

实施例1的电动泵10设置在汽车的发动机舱内，其用于循环冷却水，该冷却水用于冷却发动机、变换器等。如图1所示，电动泵10包括外壳12、固定轴24、旋转体23和定子30。

在外壳12内形成有泵室14、马达室16及电路室18这三个空间。泵室14形成于外壳12的上方部。形成在外壳12上的吸入口20和排出口22(在图2中表示)连接于泵室14。吸入口20与泵室14的上端相连接。吸入口20在旋转体23的旋转轴延伸的方向(即，z方向)上延伸。如图2所示，排出口22与泵室14的外周相连接。排出口22在泵室14的外周的切线方向(即，x方向)上延伸。泵室14的外形状(在x-y平面上的外形状)是距旋转体23的旋转轴线的距离在周向上逐渐变化的形状。具体来说，距旋转体23的旋转轴线的距离从P点(与排出口22相邻接的点)起顺时针逐渐增大，在排出口22的位置处最大。即，泵室14具有与离心泵的泵室形状相同的形状。

马达室16形成在泵室14的下方。马达室16的上端与泵室14的下端相连接，马达室16与泵室14相互连通。固定轴24的下端被固定于马达室16的底面。固定轴24从马达室16的底面朝向上方在马达室16内延伸，其前端到达泵室14内。电路室18形成在马达室16的下方，其与泵室14和马达室16相隔离。在电路室18内容纳有后述的马达驱动电路37。

在固定轴24上以旋转体23能够旋转的方式安装有旋转体23。旋转体23包括叶轮26和转子部28。叶轮26的上表面朝向叶轮26的外周端地向下方倾斜。如图2所示，当俯视叶轮26时(当从图1的上方观察时)，叶轮26具有圆形形状。在叶轮26的上表面上以恒定的间隔形成有多枚叶片。各叶片沿叶轮26的半径方向延伸。在叶轮26的下方设有圆筒形状的转子部28。转子部28是由磁性材料形成的，被施加了规定的磁化处理。转子部28容纳在马达室16内。叶轮26和转子部28一体成形。因此，当转子部28旋转时，叶轮26也与转子部28一体地旋转。

在形成马达室16的外壳12内，定子30被配置为与转子部28相对。如图3所示，定子30具有一对铁芯32、34和分别卷绕在铁芯32、34的槽32a～32c、34a～34c内的线圈36。铁芯32、34隔着转子部28左右对称配置。铁芯32、34的各槽32a～32c、34a～34c的顶端与转子部28的外周面相对。线圈36经由配线38a与马达驱动电路37相连接(参照图1)。通过从马达驱动电路37向线圈36供电，从而使转子部28及叶轮26旋转。在本实施例中，由转子部28和定子30构成马达部。

由图3可知，铁芯32、34的x方向的长度短，另一方面y方向的长度长。由此，在形成马达室16的部位处，外壳12的与旋转轴正交的截面的外形状为扁平形状。具体来说，该形状为具有短边12a和长边12b的长方形状。此外，由图2可知，当沿旋转体23的旋转轴观察泵室14时，该泵室14位于外壳12的形成有马达室16的部位的外形状的范围内。即，泵室14在形成马达室16的位置处不自外壳12露出。

此外，在本实施例中，外壳12的靠长边12b侧的表面是安装到外部设备时的安装面。由图2可知，排出口22自外壳12的安装面沿短边12a的方向(x方向)突出。

用于向定子30供给电的马达驱动电路37容纳在外壳12的电路室18内。马达驱动电路37是由电路基板38、安装在电路基板38的安装面38c、38d上的电路元件39构成的。马达驱动电路37经由配线38b与未图示的外部电源(装设在车辆上的蓄电池)相连接。马达驱动电路37用于将从外部电源供给的电转换为向线圈36供给的电，并将该转换的电供给到线圈36。

此外，电路基板38的安装面38c、38d与旋转体23的旋转轴平行。因此，同电路基板38的安装面38c、38d与旋转体23的旋转轴正交的情况相比较，可以防止在形成电路室18的位置处外壳12的与旋转轴正交的截面的外形状增大。在本实施例中，外壳12的与旋转轴正交的截面的外形状在形成马达室16的位置和形成电路室18的位置处相同。

接下来，对电动泵10的动作进行说明。当向定子30供电时，旋转体23绕固定轴24旋转。其结果，叶轮26旋转，从吸入口20将冷却水吸引到泵室14内。被吸引到泵室14内的冷却水因叶轮26的旋转而升压并被从排出口22向外壳12外排出。

如图13所示，上述的电动泵10设置在汽车56的发动机舱内且设置在散热器54和变换器装置51之间。具体来说，以使电动泵10的安装面(外壳12的长边12b侧的表面)与变换器装置51相抵接的方式将电动泵10安装在变换器装置51上。因此，电动泵10的缩短(减薄)侧的表面(短边12a侧的表面)与从散热器54朝向变换器装置51的方向(图中x方向)一致，能够增加从散热器54到电动泵10的距离(L-d)。其结果，能够在散热器54和电动泵10之间确保充分的碰撞安全空间。

此外，在将电动泵10安装到变换器装置51上的状态下，电动泵10的排出口22***到用于对变换器装置51的驱动电路52进行冷却的冷却流路50的入口中。即，电动泵10的排出口22直接与变换器装置51的冷却流路50相连接。因此，不需要用于连接电动泵10和变换器装置51的配管等。另一方面，在电动泵10的吸入口20连接冷却水配管。吸入口20延伸的方向与从散热器54朝向变换器装置51的方向(图中x方向)正交，因此不需要使与吸入口20相连接的冷却水配管以较大幅度的角度弯曲。

由上述说明可知，电动泵10通过使定子30(马达部中的外壳12)形成扁平状而在与电动泵10的旋转轴正交的方向上实现小型化。因此，能够提高向散热器54和变换器装置51之间的空间的安装性。此外，能够使设置电动泵10的空间实现节省空间化，因此能够提高各设备的布局的自由度。另一方面，电动泵10的吸入口20延伸的方向与电动泵10小型化的方向正交，因此也不会产生与吸入口20相连接的冷却水配管以较大幅度的角度弯曲等的问题。

以上，详细地说明了本发明的具体例，但是上述内容只是示例，不能限定权利要求书。在记载于权利要求书的技术中包含对以上示例的具体例进行各种变形、改变的例子。

例如，在上述实施例中，在沿旋转轴观察电动泵10时，泵室14以不从外壳12(以下，称为马达部中的外壳)的设有马达部(28、30)的位置向外侧露出的方式形成。然而，如图4、图5所示，泵室14也可以形成为从外壳12的设有马达部的部分向外侧露出。当采用上述结构时，能够增大泵室14的容量，因此能够提高泵能力。

在该情况下，突出口22延伸方向只要是泵室14的外周的切线方向则可以朝向任一个方向。但是，如图4所示，优选排出口22在与外壳12的长边12b正交的方向(与短边12a平行)上延伸。即，泵室14在排出口22的位置处距旋转轴线的距离最长。因此，通过与长边12b正交地配置排出口22，从而使泵室的距旋转轴线的距离最长的部分位于外壳12的短边12a的范围内。从而，能够使泵室14露出于外壳12的位于马达部的部分的量最小。

此外，在图4、图5所示的例中，转子部28的旋转轴(即，叶轮26的旋转轴)与铁芯32、34的中心一致(这里，铁芯32、34的中心是指在转子部28的与旋转轴正交的截面上铁芯32的中央的槽32c的卷绕有线圈36的部分和铁芯34的中央的槽34c的卷绕有线圈36的部分的中点)。另一方面，泵室14的外形状是叶轮26的距旋转轴线的距离逐渐变化的离心泵形状。因此，当沿旋转轴观察电动泵10时，相对于外壳12的位于马达部的部分，泵室14在外壳12的上边侧向外侧露出，在下边侧位于外壳12的内侧(参照图4)。

然而，如图6、图7所示，能够通过错开转子部28的旋转轴Cr与铁芯32、34的中心Cs，从而在沿旋转轴Cr观察电动泵时，使泵室14不露出于外壳12的位于马达部的部分。即，在图6、图7所示的例中，各槽32a～32c、34a～34c的顶端齿部在图7的x方向上变形。转子部28定位在各插槽32a～32c、34a～34c的前端齿部的中央处。因此，转子部28的旋转轴28Cr在图7的x方向上错位。另一方面，插槽32c、34c的卷绕有线圈36的部分在x方向上不变形，因此，铁芯32、34的中心Cs的位置不变化。从而，转子部28的旋转轴28Cr相对于铁芯32、34的中心Cs在x方向上错位。由此，泵室14相对于铁芯32、34的中心Cs在x方向上错位，在沿旋转轴Cr观察电动泵时，泵室14不自外壳12的位于马达部的部分露出。当采用该电动泵时，能够增大泵室的容量并且实现电动泵的进一步小型化。

此外，转子部28的旋转轴Cr相对于铁芯32、34的中心Cs错位的错位方向和错位量能够根据设置电动泵的空间、电动泵与外部设备(在实施例1中是变换器装置51、散热器54)的位置关系而适当设定。例如，也可以如图8所示的例子那样，以泵室14在外壳12位于马达部的部分的上下方向上均等地露出的方式使转子部28的旋转轴Cr的位置错位。或者，也可以如图9所示的例子那样，泵室14以只在外壳12的位于马达部的部分的上方向露出的方式使转子部28的旋转轴Cr的位置错位。

此外，排出口22的形状并不限于上述实施例的形状。例如，也可以如图10所示，排出口38在沿泵室14的外周弯曲后使之沿x方向延伸。当采用上述形态时，能够使排出口38的位置处于电动泵的更靠中央侧。

此外，马达部的结构并不限于上述各实施例所示的结构。例如，如图11所示，也可以使用以连结片42a、42b将配置在转子部28的上下位置处的槽44连结起来而成的铁芯40。能够通过使用上述铁芯40而提高各插槽44的位置精度。或者，也可以与上述各实施例相同地、如图12所示，在转子部28的上下位置处配置一对铁芯46。

另外，虽然在上述各实施例中，外壳12的位于马达部的部分的与旋转轴正交的截面的外形状为四边形，但是并不限于上述例子，只要是扁平状则能够采用任意形状。例如，截面的外形状也可以是椭圆形状，或者也可以是使构成四边形的四条边中的任意几条边弯曲的形状。或者是如图15～图21所示的形状。具体地，如图15、图16所示，可以是使外壳12的剖面(马达部的剖面)的外形状采用矩形状的角部以曲线形成的外形状，也可以是使外壳12的剖面(马达部的剖面)的外形状采用矩形状的角部倒角为直线状的形状。或者，如图18所示，采用上边的长度小于下边的长度的梯形状。再者，如图19所示，采用短边长度小于马达部28的在该短边方向上的长度的矩形状。此外，如图20所示，采用在上下方向延伸的边向外周侧突出的形状。或者是，如图21所示，沿左右方向延伸的边从水平方向倾斜。上述图15～图21所示的外形状中，左右方向的尺寸a大于上下方向的尺寸b，成为扁平形状。另外，尺寸a和尺寸b的比a/b的比值优选是1.3以上。通过使比a/b的比值为1.3以上，不仅可以增大转子部28的容积，还能增大定子部的容积。

在上述实施例中，电路基板38配置为与旋转轴平行，但也可以是如图22所示，电路基板38配置为与旋转轴正交。

本说明书或者附图所说明的技术特征可以单独或者通过各种组合而发挥技术实用性，并不限定于申请时权利要求记载的组合。此外，本说明书或者附图所示例的技术同时达成多个目的，仅达成其中一个目的的技术本身也具有技术实用性。

Claims (5)

1.一种电动泵，其具有马达部、被马达部旋转驱动的叶轮、用于容纳叶轮的泵室，马达部和泵室沿叶轮的旋转轴配置，其特征在于，

该电动泵还具有：

吸入口，其用于向泵室内吸入流体；

排出口，其用于排出泵室内的流体，

吸入口与上述旋转轴平行地延伸，另一方面，排出口在与上述旋转轴正交的方向上延伸，

马达部的与上述旋转轴正交的截面的外形状为扁平状。

2.根据权利要求1所述的电动泵，其特征在于，

泵室的与上述旋转轴正交的截面的外形状是从该泵室的外形线上的点到叶轮的旋转轴线的距离在周向上逐渐变化的形状，在排出口的位置处距叶轮的旋转轴线的距离最大，

马达部的与上述旋转轴正交的截面的外形状是在第1方向上的尺寸大于在与第1方向正交的第2方向上的尺寸的扁平形状，

排出口与第2方向平行地延伸。

3.根据权利要求2所述的电动泵，其特征在于，

马达部具有与叶轮相连接的转子部和配置在转子部的周围的定子部，

在沿上述旋转轴观察马达部时，转子部的中心与定子部的中心错位。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电动泵，其特征在于，

该电动泵还具有用于驱动马达部的马达驱动电路和用于容纳马达驱动电路的电路室，

泵室、马达部以及电路室沿上述旋转轴配置，并且马达部配置在泵室和电路室之间，

马达驱动电路具有安装有电路元件的电路基板，

电路基板的安装面与上述旋转轴平行或正交。

5.根据权利要求1至4中任一项所示的电动泵，其特征在于，

该电动泵还具有用于将电动泵安装到外部设备上的安装面，

排出口自安装面沿与安装面正交的方向突出。

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