CN103591019B - 电驱动双泵 - Google Patents

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Abstract

在电驱动双泵中，圆筒形外转子相对于外壳的内圆周表面侧可旋转地布置并且在外转子的外圆周表面上具有多个永磁体以与外壳的线圈协作构成马达部分，分隔板布置成将外转子的内圆周侧分隔成第一泵室和第二泵室，并且第一和第二内转子的每一个可旋转地布置在第一和第二泵室内，第一和第二内转子的每一个的旋转中心与外转子的中心偏心，并且相对于外转子构成与吸入口中的相应一个和排出口中的相应一个连通的空间。

Description

电驱动双泵
技术领域
本发明涉及用作油泵的电驱动油泵并且特别地涉及电驱动双泵，其中配备两个不同***的泵机构。
背景技术
在混合动力(机动)车辆中(其中作为车辆驱动源之一的内燃机在特定车辆驱动条件下停止)，在发动机停止期间为了将液压供应至传动系，一般做法是使用电驱动油泵。当存在所需要的液压或油量均不同的两个液压***的情况下，理想的是提供双泵(dual pump)，其中配备所述两个***的两个泵机构。
2006年7月27日公布的日本专利申请首次公告(tokuhyou)No.2006-517634和1982年5月22日公布的日本实用新型申请公告No.昭和57-083290的每一个举例说明先前提出的复合油泵。在先前提出的复合油泵中，多个泵机构彼此平行地布置在外壳内并且单个驱动轴同时驱动这些泵机构。在该情况下，各个泵机构由叶片泵构成，每个泵机构的转子附连到共同驱动轴上。
另外，2012年4月5日公布的日本专利申请首次公告No.2012-06773举例说明另一种先前提出的电驱动油泵。在所述另一种先前提出的电驱动油泵中，其中配备线圈的外壳和具有永磁体的外转子构成一种电驱动马达并且内转子与外转子一起旋转以获得泵动作。
发明内容
然而，在上述两个日本专利申请首次公告中公开的先前提出的(前者)复合油泵中，叶片泵简单地以多重耦合结构制造并且所需的电驱动马达随着驱动扭矩的增加尺寸变大。因此，包括马达的整个泵的尺寸变大。另外，外壳的结构容易变得复杂。
因此，利用在日本专利申请首次公告No.2012-067735中所述的(后者)类型的泵机构，本发明的目的是提供一种电驱动双泵，包括马达的整个泵尺寸小并且结构简单。
根据本发明的一个方面，提供一种电驱动双泵，其包括：外壳，所述外壳包括在所述外壳的相应端部分处的吸入口和排出口，所述外壳具有圆筒形内圆周表面并且包括在所述外壳的圆周方向上布置的多个线圈；圆筒形外转子，所述圆筒形外转子相对于所述外壳的内圆周表面侧可旋转地布置并且在所述外转子的外圆周表面上具有多个永磁体以与所述外壳的线圈协作构成马达部分；分隔板，所述分隔板布置成将所述外转子的内圆周侧分隔成第一泵室和第二泵室；第一内转子和第二内转子，所述第一内转子和第二内转子的每一个可旋转地布置在所述第一泵室和第二泵室内，且所述第一内转子和第二内转子的每一个的旋转中心与所述外转子的中心偏心，从而相对于所述外转子构成与所述吸入口中的相应一个和所述排出口中的相应一个连通的空间，并且多个槽缝径向地形成于所述第一内转子和第二内转子的每一个的外圆周表面上；以及多个联接板，所述多个联接板布置成将来自所述外转子的旋转力传递到所述第一内转子和第二内转子的每一个，相应的联接板具有可摆动地支撑在所述外转子的内圆周部分上的外径向端部分和可滑动地接收在所述第一内转子和第二内转子的相应槽缝中的内径向端部分，所述联接板将形成于所述外转子与所述第一内转子和第二内转子的每一个之间的空间分成多个室。
在上述结构中，外转子通过永磁体和外壳的线圈的协作旋转。外转子的旋转经由多个联接板传递到第一内转子和第二内转子使得外转子以与第一和第二内转子的每一个大约相同的单位时间转数旋转。空间以月牙形的形式作为整体存在于外转子和第一和第二内转子之间并且联接板将该空间分成多个室。每个室的体积随着外转子和第一和第二内转子的旋转而变化。所以，产生泵动作，其中流体在压力下从吸入口的每一个供应到排出口的相应一个。
应当注意，单个外转子用于驱动两个内转子。因此，根据本发明的上述电驱动(双)泵提供双泵使得增加所需的(要求的)旋转扭矩。然而，例如由于外转子或外壳的长度伸长从而具有作为双泵的第一和第二泵室，因此永磁体和外壳的线圈可以在外壳的轴向上扩展使得可以容易地获得大旋转扭矩。换句话说，由于作为电驱动马达(连同两个泵机构)自然地获得大扭矩，因此与另一独立电驱动马达连接到多重耦合泵机构的驱动轴的情况相比可以获得很小尺寸的(小型化)电驱动双泵。
另外，由于单个外转子共用于两个泵机构，因此结构变得简单并且外转子相对于相应的泵室内的液压变化稳定地旋转。
优选的是，第一和第二内转子以支撑在外壳上的共用轴作为中心旋转。换句话说，第一和第二内转子的每一个的旋转中心由共用轴规定。因此，结构变得简单。
另外，优选的是，分隔板固定到轴上。在该情况下，分隔板基本上不旋转并且外转子相对于分隔板旋转。
此外，优选的是，分隔板固定到外转子上。在该情况下，分隔板与外转子一起(一体地)旋转。
附图说明
图1是表示根据本发明的电驱动双泵的第一优选实施例的横向横截面图。
图2是沿着图1中的线A-A剖切的纵向横截面图。
图3是联接板的展开横截面图。
图4是电驱动双泵的使用例子的解释图。
图5是表示电驱动双泵的第二实施例的横向横截面图，其中分隔板被修改。
图6是沿着图5中的线A-A剖切的纵向横截面图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图进行根据本发明的优选实施例的详细描述。
图1和图2显示作为根据本发明的电驱动双泵的第一优选实施例的电驱动油泵1的横向横截面和纵向横截面图，工作油从该电驱动油泵供应到混合动力车辆的两个油***(两个液压***)。
在图1和图2中，该电驱动油泵1包括：具有内圆周表面2a的圆筒形外壳2；(松)配合到该外壳2的内圆周表面中的圆筒形外转子3；分隔板6，其在外转子3的轴向上将外转子3的内周侧的空间分隔成第一泵室4和第二泵室5；第一内转子7和第二内转子8，第一和第二内转子的每一个被容纳在第一泵室4和第二泵室5的相应一个中；以及多个联接板9，其联接外转子3和第一和第二内转子7、8的每一个。
上述外壳2是对应于与外转子3一起构成马达部分的定子的基本元件。在该实施例中，外壳2被分成：主体部分2A，该主体部分具有圆筒形圆周壁11和在圆周壁11的一个端部处的底壁12；以及端板2B，该端板覆盖圆周壁11的另一端部的开口。主体部分2A和端板2B都借助于螺栓等(未显示)一体地上紧。应当注意，能够形成以圆筒形敞开的主体部分的两个端部，并且其它分离的端板覆盖在主体部分的两个端部处的开口。
多个线圈15、例如九个线圈15在圆周壁11的内侧沿着外壳2的圆周方向以彼此相等的间隔排列。
这些线圈15例如缠绕在叠片铁芯(未显示)上并且外壳2由合成树脂制造，在外壳的内侧，这些线圈与叠片铁芯一起模制。应当注意，在附图中简单地描绘线圈15，但是在附图中显示的这些相应的线圈15构成定子的磁极。
也应当注意，第一吸入口16和第一排出口17以合适的角度(第一预定角度)定位在相互分离位置，使得第一吸入口16和第一排出口17分别与外壳2的底壁12的外表面处的第一吸入开口18和第一排出开口19连通，如图2中所示。以相同方式，在端板2B的内侧表面处，第二吸入口21和第二排出口22以合适的角度(第二预定角度)安装在彼此分离的位置以朝着在外壳2的内侧的第二泵室5敞开。这些第二吸入口21和第二排出口22分别与端板2B的外表面处的第二吸入开口23和第二排出开口24连通，如图2中所示。(应当注意，在该实施例中第一预定角度大约等于第二预定角度)
应当注意在图1中，仅仅描绘第一吸入口16和第一排出口17，但是第二吸入口21和第二排出口22基本上在与第一吸入口16和第一排出口17对称的位置形成，换句话说，布置在相同的相位置。
另外，提供第一内转子7和第二内转子8的旋转中心的轴25插置在底壁12和端板2B之间。该轴25平行于外壳2的中心线延伸并且放置在与外壳2的中心偏心预定量(距离)的位置处。该轴25具有借助于例如在底壁12和端板2B上凹陷的孔支撑的两个(轴向)端部。
上述外转子3由泵部分的一部分构成，并且同时用作对应于马达部分的转子的基本元件(部件)。具有弧形横截面的板状形式的多个永磁体(例如六个)26以相等间隔附连到外转子3的外圆周表面3a上。在第一实施例中，该外转子3由合成树脂制造。通过使用先前布置在预定位置处的模具模制每个永磁体，每个永磁体26被包埋到外转子3的外圆周表面3a中。该圆筒形外转子3装配到外壳2中，且在外转子3的外圆周表面3a和外壳2的内圆周表面2a之间提供微小间隙27(大致对应于磁路的气隙)。因此，外转子3相对于外壳2可旋转。应当注意，在该实施例中，未配备限制外转子3的旋转中心的轴，但是外转子3经由形成于间隙27内的油膜支撑在外壳上使得外转子3毫无问题地与外壳2同心地旋转。根据需要，例如，引导机构，例如安装在外壳2的两个端部分的每一个处的环形凹槽可以安装成使得可以保证外转子的定中心。
在该实施例中，上述分隔板6与外转子3一体地形成，如图2中所示。该分隔板6放置在外转子3的轴向上的中间位置处。尤其是，在图1和2所示的第一实施例中，外转子3放置在朝着端板2B侧稍微偏离的位置使得第一泵室4的轴向尺度略大于第二泵室5的轴向尺度。分隔板6是简单的圆形板并且它的中心部分具有上述轴25所穿过的圆形开口部分29。上述轴25与外转子3的旋转中心偏心使得在考虑到这种偏心性的情况下开口部分29具有直径。
附连到外转子3的圆周表面3a上的永磁体26横穿分隔板6的位置地在外转子3的大致整个长度上延伸。换句话说，各个永磁体26定位在第一泵室4和第二泵室5两者之上。
沿着轴向在外转子3的内圆周表面(即，在第一泵室4侧的外转子3的内圆周表面3b和在第二泵室5侧的内圆周表面3c)上形成板支撑凹槽31，每个凹槽具有圆形横截面，如图3的展开图中所示。这六个板支撑凹槽31以相等距离间隔放置，并且尤其布置在从外转子3的圆周方向观察不与外圆周侧的永磁体26重叠的位置。详细地，每个永磁体26位于限定在相对于外转子3的中心轴线布置在外转子3的圆周方向上的相邻两个板支撑凹槽31之间的角度范围内。换句话说，板支撑凹槽31形成于树脂部分3c中，每个板支撑凹槽位于相邻的两个永磁体26之间。应当注意，在图1和2所示的该实施例中，第一泵室4上的六个板支撑凹槽31和第二泵室5上的六个板支持凹槽31相互放置在外转子3的相互相等圆周位置处。
第一内转子7和第二内转子8经由放置在与外壳2的中心和外转子3的中心偏心的位置处的轴25可旋转地支撑。六个槽缝33等间隔并且径向地形成于相应的外周边表面上。应当注意，在该实施例中，这些内转子7、8可以借助于合成树脂或轻金属的模铸件以与外转子3相同方式构造。应当注意，分隔板6的开口部分29不重叠在上述槽缝33上。因此，相应的内转子7、8的侧表面大致闭合开口部分29。
如上所述，第一和第二内转子7、8的每一个相对于外转子3的内圆周表面偏心地放置在每个泵室4、5中。所以，由于每个内转子7、8相对于外转子3的内圆周侧的偏心位置，在两个泵室4、5之间提供月牙形的空间。然后，对于第一泵室4的月牙形的空间，第一吸入口16和第一排出口17打开，并且对于第二泵室5的月牙形的空间，第二吸入口21和第二排出口22打开。泵室4、5内的月牙形的这些空间借助于六个联接板9分隔成六个室35。如图3中所示的上述联接板9的每一个是具有大致三角形的横截面的板状，如图3中所示。具有在外圆周端部处的圆形横截面的头部分9a可摆动地装配到外转子3的板支撑凹槽31中。另外，在内周边端部处在圆周方向上扩展的扩展部分9b可滑动地***内转子7、8的相应槽缝内。
从图1容易理解，根据相互彼此偏心的外转子3和第一和第二内转子7、8的旋转位置的变化，外转子3的内圆周表面3b、3c和内转子7、8的外圆周表面之间的距离变化使得相应的板支撑凹槽31和槽缝33之间的角位置关系也变化。因此，相应地，联接板9的扩展部分9b在相应的槽缝33内摆动并且前进和延阻。当外转子3在图1的逆时针方向(箭头R方向)上旋转时联接板9基本上用于在相同方向上推动内转子7、8。
借助于联接板9封闭的每个室35的体积在图1的右下侧变为最小，随着在箭头标记R方向上的旋转从最小位置逐渐增加，并且在图1的上部分处的最大位置之后再次减小。在图1的上部分处的最大位置之后，体积再次减小。因此，以与公知的叶片泵等相同的方式，可以获得在压力下将油从图1的右侧处的吸入口16、21供应到图1的左侧处的排出口17、22的泵送动作。
也就是说，外转子3、第一内转子7和六个联接板9构成在压力下将油从第一吸入口16供应到第一排出口17的第一泵部分，并且外转子3、第二内转子8和六个联接板9构成在压力下将油从第二吸入口21供应到第二排出口22的第二泵部分。
然后，如上所述，对应于定子的外壳2和对应于转子的外转子3构成同时驱动两个泵部分的马达部分。在该实施例中，U1至U3、V1至V3和W1至W3的九个线圈布置在外壳2侧，并且交替地提供N极和S极的六个永磁体26布置在外转子3侧。作为整体，该实施例中的双泵构成三相六极九槽无刷马达。作为线圈11的连接，可以选择三角形(△)连接或星形连接。未显示的驱动电路如上所述在逆时针方向上驱动外转子3。应当注意，对于永磁体和线圈15的数量，可以进行许多变化，例如八极和十二槽。
上述第一泵部分和第二泵部分能够用于给相互不同的液压***供油，在这些***中所需的液压和油量彼此不同。例如，如图4中所示，第一泵部分用于执行要求(需要)较高油量的液压***，例如内燃机的每个部分、传动系等的润滑，并且第二泵部分经由压力调节器39将油供应到传动系，作为要求(需要)较高液压的另一液压***的传动系用液压。
在上述的第一实施例中，与其中多重联接泵机构和电驱动马达在外壳的轴向上串行联接的背景技术中所述的先前提出的电驱动双泵相比，电驱动双泵的轴向尺度可以在相当大的程度上减小，但是外转子3用于构成两个泵部分并且用于构成马达部分。尤其是，构成马达部分的外壳2和外转子3基本上需要对应于每个泵部分的轴向尺寸。驱动地旋转作为双泵的双泵所需的扭矩增加。在另一方面，由于形成两个泵室4、5所需的外壳2和外转子3的轴向尺寸的伸长，因此可以容易地保证线圈15和永磁体26的伸长。因此，必然可以获得具有大扭矩的马达部分。因此，作为包括电驱动马达的整体尺度可以获得尺寸大大减小的电驱动双泵。
另外，由于第一泵部分和第二泵部分之间的液压的差异，相互不同的反作用力从相应的内转子7、8作用于外转子3。然而，具有足够刚性的外转子3共用于两个泵部分使得可以获得两个泵部分的稳定旋转。
应当注意，在第一优选实施例中，第一泵部分和第二泵部分除了它们的轴向尺寸以外具有大致相同的结构。然而，本发明不限于此。例如，第一泵室4中的外转子3的内圆周表面3b的直径和第二泵室5中的外转子3的内圆周表面3c的直径可以相互区别(不同)。替代地，第一内转子7和第二内转子8的外圆周表面的直径可以彼此不同。应当注意，能够根据轴25相对于外转子3的中心的偏心性的设置修改相应的泵部分的排出能力。也应当注意，相应的泵部分中的联接板9和槽缝33的数量可以不同(区别)使得排出能力可以被调整到各种特性。在该情况下，如果在外转子3的板支撑凹槽31的数量相比所需被过度(过多)加工的情况下联接板9附连到过度加工的板支撑凹槽31的一部分上，则能够针对具有各种特性的排出能力共用外转子3。
另外，在第一实施例中，第一和第二内转子7、8的每一个相对于轴25可旋转。然而，在第一和第二内转子7、8固定到轴25上的情况下，能够将轴25可旋转地支撑在外壳2上。
此外，在第一实施例中，固定地确定第一和第二内转子7、8的每一个的旋转中心的位置的偏心性，即，轴25相对于外转子3的中心的偏心性。然而，如果可变机构布置在轴25的支撑部分处使得轴相对于外转子3的中心的偏心性被修改，则能够可变地控制第一和第二泵部分的每一个的排出能力。应当注意，尽管结构是复杂的，但是轴25针对泵部分的每一个独立地安装并且各个轴的偏心性可以被修改。泵部分的每一个的排出能力可以被调节。
接着，图5和6显示电驱动双泵的第二优选实施例，其中分隔板6的结构被修改。在该实施例中，分隔板6固定到轴25上。也就是说，圆形分隔板6的附连孔6a设在与分隔板6的中心偏心的位置处并且分隔板6附连到穿过附连孔6a的轴25。然后，分隔板6的外圆周边缘6b相对可旋转地接触在外转子3的内圆周表面上。在该实施例中，布置在外转子3的内圆周表面上的突起和分隔板6的外圆周边缘6b的缺口部分以阶梯方式彼此接合。
在第二实施例中，以与前述的第一实施例相同的方式，形成大致独立的第一泵部分和第二泵部分。油可以例如被供应到液压***中的要求(需要)高油流量的一个液压***和要求(需要)高液压的另一液压***。
应当注意，上述轴25由第一泵部分和第二泵部分之间的相互不同部件构成并且这样构造的轴25可以在分隔板6的一部分处以单轴的形式联接在一起。
根据本发明，可以作为电驱动马达获得大的扭矩以及作为双泵所需的外转子和外壳的尺度的扩展(扩大)。因此，与另一独立电驱动马达连接到多重联接泵机构的驱动轴的情况相比，可以提供小尺寸双泵并且可以简化小尺寸双泵的结构。
本申请基于2012年8月14日提交的在先日本专利申请No.2012-179739。该日本专利申请No.2012-179739的全部内容通过引用被合并于此。尽管上面已参考本发明的某些实施例描述了本发明，但是本发明不限于上述的实施例。本领域的技术人员考虑以上教导将想到上述实施例的修改和变化。本发明的范围参考以下权利要求进行限定。

Claims (9)

1.一种电驱动双泵，其包括：
外壳，所述外壳包括在所述外壳的相应端部分处的吸入口和排出口，所述外壳具有圆筒形内圆周表面并且包括在所述外壳的圆周方向上布置的多个线圈；
圆筒形外转子，所述圆筒形外转子相对于所述外壳的内圆周表面侧可旋转地布置并且在所述外转子的外圆周表面上具有多个永磁体以与所述外壳的线圈协作构成马达部分；
分隔板，所述分隔板布置成将所述外转子的内圆周侧分隔成第一泵室和第二泵室；
第一内转子和第二内转子，所述第一内转子和第二内转子的每一个可旋转地布置在所述第一泵室和第二泵室内，且所述第一内转子和第二内转子的每一个的旋转中心与所述外转子的中心偏心，从而相对于所述外转子构成与所述吸入口中的相应一个和所述排出口中的相应一个连通的空间，并且多个槽缝径向地形成于所述第一内转子和第二内转子的每一个的外圆周表面上；以及
多个联接板，所述多个联接板布置成将来自所述外转子的旋转力传递到所述第一内转子和第二内转子的每一个，相应的联接板具有可摆动地支撑在所述外转子的内圆周部分上的外径向端部分和可滑动地接收在所述第一内转子和第二内转子的相应槽缝中的内径向端部分，所述联接板将形成于所述外转子与所述第一内转子和第二内转子中的每一个之间的空间分成多个室；
其中所述第一内转子和第二内转子以支撑在所述外壳上的共用轴作为中心旋转；以及
其中所述分隔板是圆形分隔板，具有：布置在与所述分隔板的中心偏心的位置处的附连孔，所述共用轴穿过所述分隔板的附连孔；以及外圆周边缘，所述外圆周边缘接触在所述外转子的内圆周表面上以能够相对于彼此旋转。
2.根据权利要求1所述的电驱动双泵，其中所述分隔板固定到共用轴上。
3.根据权利要求1所述的电驱动双泵，其中所述外转子的在所述第一泵室中的内圆周表面的直径等于所述外转子的在所述第二泵室中的内圆周表面的直径。
4.根据权利要求1所述的电驱动双泵，其中所述第一内转子和第二内转子的外圆周表面的直径彼此相等。
5.根据权利要求1所述的电驱动双泵，其中所述外转子包括形成于所述外转子的内圆周表面上的板支撑凹槽并且外径向端部分可摆动地装配到相应的板支撑凹槽中，以及其中相应的永磁体在限定于沿所述外转子的圆周方向上彼此相邻地布置的相应的相邻两个板支撑凹槽之间的角范围内布置在所述外转子的外圆周表面上。
6.根据权利要求1所述的电驱动双泵，其中所述吸入口包括第一吸入口和第二吸入口并且所述排出口包括第一排出口和第二排出口，所述外壳包括：圆筒形圆周壁；以及主体部分，所述主体部分具有在所述圆筒形圆周壁的一个端部处的圆筒形底壁和覆盖所述圆周壁的另一端部的端板，并且其中所述第一吸入口形成于所述外壳的底壁的第一端部分中以与所述第一泵室连通，所述第一排出口形成于所述外壳的底壁的第二端部分中以与所述第一泵室连通，所述第一端部分和第二端部分彼此分离第一预定角度，所述第二吸入口形成于所述外壳的端板的第三端部分上以与所述第二泵室连通，并且所述第二排出口形成于所述外壳的端板的第四端部分中以与所述第二泵室连通，所述外壳的第三端部分和第四端部分彼此分离第二预定角度并且与所述第一端部分和第二端部分相反。
7.根据权利要求6所述的电驱动双泵，其中所述底壁的外圆周表面带有与所述第一吸入口连通的第一吸入开口和与所述第一排出口连通的第一排出开口，并且所述外壳的端板的外圆周表面带有与所述第二吸入口连通的第二吸入开口和与所述第二排出口连通的第二排出开口。
8.根据权利要求7所述的电驱动双泵，其中所述外转子、所述第一内转子和所述联接板构成在压力下将油从所述第一吸入口供应到所述第一排出口的第一泵部分，并且所述外转子、所述第二内转子和所述联接板构成在压力下将油从所述第二吸入口供应到所述第二排出口的第二泵部分。
9.根据权利要求1所述的电驱动双泵，其中所述联接板将所述空间所分成的所述多个室包括所述第一泵室和所述第二泵室。
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