DE19927741A1

DE19927741A1 - Electrically-driven fluid pump e.g. for automobile engine cooling system

Info

Publication number: DE19927741A1
Application number: DE19927741A
Authority: DE
Inventors: Daisuke Kuribayashi; Mitsuhiko Matsushita; Eizou Takahashi; Kazutaka Suzuki
Original assignee: Asmo Co Ltd; Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1998-06-18
Filing date: 1999-06-17
Publication date: 1999-12-23
Anticipated expiration: 2019-06-18
Also published as: JP2000073962A; JP4138111B2; DE19927741B4

Abstract

The fluid pump has a switching device (15), e.g., using switching transistors, for controlling the electrical energy supply to an electric motor (1), driving a pump unit (2) which sucks the pumped fluid into the pump housing (10,11) and discharges the pumped fluid from the pump housing. The switching device is incorporated in the pump unit in direct contact with the pump housing, or in contact with the latter via a heat conductive component (16).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Fluidpumpen vorrichtung, die durch einen Elektromotor angetrieben wird, um ein Fluid wie etwa ein Kühlmittel in einem Kraftfahrzeugmotorkühlsystem anzusaugen und abzugeben.The invention relates to a fluid pump device driven by an electric motor to a fluid such as a coolant in one Suction and deliver motor vehicle engine cooling system.

Viele herkömmliche Fluidpumpenvorrichtungen weisen eine Elektromotoreinheit und eine Pumpeneinheit auf. Die Elektromotoreinheit dient zum Antrieb der Pumpeneinheit. Die Pumpeneinheit ist dergestalt konstruiert, daß sie ein Pumpengehäuse, das mit einem Fluideinlaß und einem Fluidauslaß ausgebildet ist, und einen Flügelkörper aufweist, der mit der Abtriebswelle der Elektromotor einheit verbunden und innerhalb des Pumpengehäuses drehbar angeordnet ist. Wenn die Elektromotoreinheit Strom führt, um den Flügelkörper mittels der Abtriebs welle zu drehen, wird von dem Flügelkörper ein Fluid durch den Fluideinlaß hindurch in das Pumpengehäuse gesaugt und durch den Fluidauslaß hindurch abgegeben.Many conventional fluid pump devices have one Electric motor unit and a pump unit. The Electric motor unit is used to drive the pump unit. The pump unit is designed so that it is a Pump housing with a fluid inlet and a Fluid outlet is formed, and a wing body has that with the output shaft of the electric motor unit connected and inside the pump housing is rotatably arranged. If the electric motor unit Current leads to the wing body by means of the output To rotate the shaft, the wing body becomes a fluid through the fluid inlet into the pump housing sucked and dispensed through the fluid outlet.

Um den Elektromotorbetrieb zu steuern, ist eine elektro nische Steuerungsschaltung vorgesehen. Die Steuerungs schaltung umfaßt Schalteinrichtungen wie etwa Leistungs transistoren und ist an einem Motorgehäuse angebracht. Da die Schalteinrichtungen im Betrieb Wärme erzeugen, können die Schalteinrichtungen durch die erzeugte Wärme leicht beschädigt werden.To control the electric motor operation is an electro African control circuit provided. The control Circuitry includes switching devices such as power transistors and is attached to a motor housing. There the switching devices can generate heat during operation the switching devices easily by the heat generated to be damaged.

Einige Fluidpumpenvorrichtungen sind als eine luftge kühlte Bauart konstruiert, bei der an den Schalteinrich tungen Kühlrippen angebracht sind, um die erzeugte Wärme in die Umgebungsluft abzustrahlen. Bei dieser Konstruk tion ist es in Hinblick auf eine effiziente Kühlung jedoch erforderlich, daß die Rippen groß genug sind. Da die Wärme von den Rippen in die Umgebungsluft abgestrahlt werden muß, muß außerdem für einen ausreichenden Zwischenraum gesorgt und ein Ventilationsmechanismus bereitgestellt werden. Es ergeben sich somit Beschränkungen in Hinblick auf den Einbauort der Pumpenvorrichtung.Some fluid pump devices are designed as an air Cooled design constructed at the switchgear Cooling fins are attached to the heat generated radiate into the ambient air. With this construct tion in terms of efficient cooling however, the ribs must be large enough. There the heat radiated from the fins into the ambient air must also be sufficient Intermediate space provided and a ventilation mechanism to be provided. It follows Limitations with regard to the installation location of the Pump device.

Andere Fluidpumpenvorrichtungen sind als eine fluid gekühlte Bauart konstruiert, bei der an den Schalt einrichtungen ein Fluidrohr angebracht ist, um die Schalteinrichtungen durch das in die und aus der Pumpen einheit fließende Fluid zu kühlen. Bei dieser Konstruk tion ist es jedoch erforderlich, daß das Fluidrohr zu der Außenseite des Motorgehäuses hin verlängert wird. Die verlängerte Leitungsanordnung ist somit kompliziert und senkt den Wirkungsgrad des Pumpenbetriebs.Fluid pump devices other than fluid Cooled design constructed in the case of the switch a fluid pipe is attached to the devices Switching devices in and out of the pumps to cool unit flowing fluid. With this construct tion, however, it is necessary that the fluid pipe to the Outside of the motor housing is extended. The extended line arrangement is thus complicated and lowers the efficiency of pump operation.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Fluidpumpenvorrichtung zu schaffen, die ohne Senkung des Pumpenbetrieb-Wirkungsgrads klein gestaltet werden kann.The invention is therefore based on the object To create fluid pump device that without lowering the Pump operation efficiency can be made small.

Eine erfindungsgemäße Fluidpumpenvorrichtung weist eine Schalteinrichtung wie etwa Leistungstransistoren zur Zuführung elektrischer Antriebsenergie, eine Elektro motoreinheit zur Erzeugung einer Antriebskraft bei Empfang der Antriebsenergie und eine Pumpeneinheit zum Saugen eines Fluids in ein Pumpengehäuse und zur Abgabe des Fluids aus dem Pumpengehäuse bei Empfang der Antriebskraft auf. Die Schalteinrichtung ist in der Pumpeneinheit mit dem Pumpengehäuse direkt oder über ein wärmeleitendes Bauteil in Kontakt stehend angeordnet.A fluid pump device according to the invention has a Switching device such as power transistors Electric power supply, an electric motor unit for generating a driving force Receiving the drive energy and a pump unit for Sucking a fluid into a pump housing and dispensing it of the fluid from the pump housing upon receipt of the Driving force on. The switching device is in the Pump unit with the pump housing directly or via a thermally conductive component arranged in contact.

Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachstehenden, auf die beigefügte Zeichnung Bezug nehmenden Beschreibung hervor. Es zeigen: Other objects, features and advantages of the invention go from the following, with reference to the attached drawing resulting description. Show it:

Fig. 1 eine Schnittansicht einer Fluidpumpenvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel; Fig. 1 is a sectional view of a fluid pump apparatus according to an embodiment;

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Anordnung von Leistungs transistoren auf einem Block bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel; Fig. 2 is a plan view of an arrangement of power transistors on a block in the embodiment shown in Fig. 1;

Fig. 3 eine Schnittansicht einer Fluidpumpenvorrichtung gemäß einer Abwandlung des Ausführungsbeispiels in Fig. 1; und FIG. 3 shows a sectional view of a fluid pump device according to a modification of the exemplary embodiment in FIG. 1; and

Fig. 4 eine Teilschnittansicht einer Fluidpumpen vorrichtung gemäß einer weiteren Abwandlung des in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiels. Fig. 4 is a partial sectional view of a fluid pump device according to a further modification of the embodiment shown in Fig. 1.

Die Beschreibung der Erfindung erfolgt unter Bezugnahme auf ein Ausführungsbeispiel und auf Abwandlungen, bei denen eine Fluidpumpenvorrichtung dergestalt konstruiert ist, daß bei einem Kraftfahrzeug zwischen einem Motor und einem Kühler ein Motorkühlungsmittelfluid im Kreislauf umgepumpt wird.The description of the invention is given with reference on an embodiment and on modifications which a fluid pump device constructed in such a way is that in a motor vehicle between an engine and an engine coolant fluid in a cooler circuit is pumped around.

Gemäß Fig. 1 weist eine Fluidpumpenvorrichtung eine bürstenlose Innenrotor-Elektromotoreinheit 1 und eine Pumpeneinheit 2 auf.Referring to FIG. 1, a fluid pump device to a brushless inner rotor electric motor unit 1 and a pump unit 2.

Die bürstenlose Motoreinheit 1 umfaßt ein Motorgehäuse 3, einen Stator 4, eine Abtriebswelle 5 und einen Rotor 6. Das Motorgehäuse 3 weist eine mit Boden versehene Zylinderform auf. Der Stator 4 weist Kerne 4a und um die Kerne 4a gewundene Spulenwicklungen 4b auf und ist fest auf der inneren Umfangsfläche des Motorgehäuses 3 ange bracht. Die Abtriebswelle wird an ihrem einen Ende von einem Lager 7 gestützt, das in der Bodenmitte des Motor gehäuses 3 bereitgestellt ist, so daß die Abtriebswelle 5 bezüglich des Motorgehäuses 3 drehbar gehalten wird. Das andere Ende der Abtriebswelle 5 erstreckt sich durch das offene Ende des Motorgehäuses 3 hindurch. Der Rotor 6 weist ungefähr eine Zylinderform auf, wobei um die äußere Umfangsfläche des Rotors 6 herum in einer dem Stator 4 zugewandten Weise Permanentmagneten 6a fest angebracht sind. Der Rotor 6 ist an der einen Endseite der Abtriebs welle 5 innerhalb des Motorgehäuses 3 befestigt. An dem Mittelabschnitt der Abtriebswelle 5 ist eine ringförmige Platte 8 befestigt. An dem Außenumfang der ringförmigen Platte 8 ist ein Sensormagnet 9 angebracht.The brushless motor unit 1 comprises a motor housing 3 , a stator 4 , an output shaft 5 and a rotor 6 . The motor housing 3 has a bottom cylindrical shape. The stator 4 has cores 4 a and around the cores 4 a wound coil windings 4 b and is firmly placed on the inner peripheral surface of the motor housing 3 . The output shaft is supported at one end by a bearing 7 which is provided in the bottom center of the motor housing 3 , so that the output shaft 5 is rotatably held with respect to the motor housing 3 . The other end of the output shaft 5 extends through the open end of the motor housing 3 . The rotor 6 has approximately a cylindrical shape, with permanent magnets 6 a being fixedly attached around the outer peripheral surface of the rotor 6 in a manner facing the stator 4 . The rotor 6 is fixed to one end side of the output shaft 5 within the motor housing 3 . An annular plate 8 is fastened to the central section of the output shaft 5 . A sensor magnet 9 is attached to the outer periphery of the annular plate 8 .

Die Pumpeneinheit 2 weist ein Paar aus einem wärmeleiten den Material hergestellter Pumpengehäuse 10 und 11 und einen Flügelkörper 12 mit einer Vielzahl von Flügeln auf. Das Pumpengehäuse 10, das auf der Seite der bürstenlosen Motoreinheit 1 gelegen ist, umfaßt einen scheibenförmigen Abschnitt 10a mit einem Mittelloch, einen inneren zylin derförmigen Abschnitt 10b, der sich von dem Mittelloch des Scheibenteils 10a zu der bürstenlosen Motoreinheit 1 hin erstreckt, und einen äußeren zylinderförmigen Abschnitt 10c, der sich von dem Außenumfang des scheiben förmigen Abschnitts 10a zu dem Motorgehäuse 3 hin erstreckt. Der äußere zylinderförmige Abschnitt 10c weist einen Vorsprung 10d auf, der sich in Axialrichtung erstreckt, derart daß er in das offene Ende des Motor gehäuses 3 eingepaßt ist. Der innere zylinderförmige Abschnitt 10b weist des weiteren auf seiner inneren Umfangsfläche eine ringförmige Nut 10e auf.The pump unit 2 has a pair of pump housings 10 and 11 made of heat-conducting material and a vane body 12 with a plurality of vanes. The pump housing 10 , which is located on the side of the brushless motor unit 1 , comprises a disc-shaped portion 10 a with a central hole, an inner cylindrical portion 10 b, which extends from the central hole of the disc part 10 a to the brushless motor unit 1 , and an outer cylindrical portion 10 c, which extends from the outer periphery of the disc-shaped portion 10 a to the motor housing 3 . The outer cylindrical portion 10 c has a projection 10 d, which extends in the axial direction, so that it is fitted into the open end of the motor housing 3 . The inner cylindrical portion 10 b further has an annular groove 10 e on its inner peripheral surface.

Das Pumpengehäuse 11, das auf der zu der bürstenlosen Motoreinheit 1 entgegengesetzten Seite gelegen ist, umfaßt einen scheibenförmigen Abschnitt 11a mit einem Mittelloch, eine Fluideinlaßöffnung 11b, die sich von dem Mittelloch des scheibenförmigen Abschnitts 11a aus in einer zu dem Pumpengehäuse 11 entgegengesetzten Richtung erstreckt, und einen äußeren zylinderförmigen Abschnitt 11c, der sich von dem Außenumfang des scheibenförmigen Abschnitts 11a aus zu dem Pumpengehäuse 10 hin erstreckt. Der äußere zylinderförmige Abschnitt 11c weist einen Vorsprung 11d auf, der sich in Axialrichtung erstreckt, derart daß er auf den Außenumfang des Pumpengehäuses 10 anliegt. Die auf diese Weise zusammengefügten Pumpen gehäuse 10 und 11 bilden eine Fluidkammer X aus. In dem äußeren zylinderförmigen Abschnitt 11c ist ein Fluid auslaßloch 11e ausgebildet, um das von der Fluideinlaß öffnung 11b aus in die Kammer X gesaugte Fluid zur Außenseite der Pumpeneinheit 2 abzugeben.The pump housing 11 , which is located on the opposite side to the brushless motor unit 1 , comprises a disk-shaped section 11 a with a central hole, a fluid inlet opening 11 b, which is from the central hole of the disk-shaped section 11 a in an opposite to the pump housing 11 Direction extends, and an outer cylindrical portion 11 c, which extends from the outer periphery of the disc-shaped portion 11 a to the pump housing 10 . The outer cylindrical portion 11 c has a projection 11 d, which extends in the axial direction, so that it rests on the outer circumference of the pump housing 10 . The assembled in this way pump housing 10 and 11 form a fluid chamber X. In the outer cylindrical portion 11 c, a fluid outlet hole 11 e is formed in order to discharge the fluid sucked into the chamber X from the fluid inlet opening 11 b to the outside of the pump unit 2 .

Unter der Bedingung, daß die Pumpengehäuse 10 und 11 mittels des Vorsprungs 10d auf das offene Ende des Motorgehäuses 3 gesetzt sind, verläuft die Abtriebswelle 5 durch den inneren zylinderförmigen Abschnitt 10b hindurch. Demzufolge wird die Abtriebswelle 5 an dem axialseitigen Ende des inneren zylinderförmigen Abschnitts 10b drehbar von einem Lager 13 gestützt. An dem anderen Ende der Abtriebswelle 5 in der Fluidkammer x ist ein Flügelkörper 12 befestigt, um das Fluid von der Fluideinlaßöffnung 11b aus zuzuführen. Der Flügelkörper 12 ist somit zwischen der Fluideinlaßöffnung 11b und dem Fluidauslaßloch 11e angeordnet, so daß er das Fluid, wenn er gedreht wird, von der Fluideinlaßöffnung 11b aus ansaugt und durch das Fluidauslaßloch 11e hindurch abgibt. Eine mechanische Dichtung 14 dichtet in bekannter Weise den Spalt zwischen dem inneren zylinderförmigen Abschnitt 10b und der Abtriebswelle 5 ab.Under the condition that the pump housings 10 and 11 are set by means of the projection 10 d on the open end of the motor housing 3 , the output shaft 5 extends through the inner cylindrical portion 10 b. Accordingly, the output shaft is rotatably supported on the axial-end 5 of the inner cylindrical portion 10 b by a bearing. 13 X at the other end of the output shaft 5 in the fluid chamber, a vane body 12 is attached to the fluid from the fluid inlet port 11 b of supply. The wing body 12 is thus between the fluid inlet port 11 b and the fluid outlet hole 11 arranged e, so that, when rotated, b of the fluid inlet opening 11 from sucking the fluid and through the fluid outlet 11 delivers e therethrough. A mechanical seal 14 seals the gap between the inner cylindrical portion 10 b and the output shaft 5 in a known manner.

Das Motorgehäuse 3 und das Pumpengehäuse 10 legen dazwischen eine Kammer Y fest. In dieser Kammer Y sind über einen Block 16, der aus einem gut wärmeleitenden Material wie etwa Aluminium oder Kupfer hergestellt ist, an dem Gehäuse 10 Leistungstransistoren 15 befestigt, die als Motorstromführungs-Schalteinrichtungen verwendet werden. Genauer weist der Block 16, wie in Fig. 2 gezeigt ist, ungefähr eine U-förmige Scheibenform mit einer Aussparung 16b auf und ist in direktem Kontakt mit dem Pumpengehäuse 10 stehend durch Schrauben 17 an dem Pumpengehäuse 10 befestigt. Der Block 16 ist bezüglich der Abtriebswelle 5 in senkrechter Weise angeordnet.The motor housing 3 and the pump housing 10 define a chamber Y in between. In this chamber Y, power transistors 15 , which are used as motor current-carrying switching devices, are fastened to the housing 10 via a block 16 , which is made from a material that is a good heat conductor, such as aluminum or copper. More specifically, the block 16 , as shown in FIG. 2, has approximately a U-shaped disk shape with a recess 16 b and is fixed in direct contact with the pump housing 10 by screws 17 on the pump housing 10 . The block 16 is arranged in a vertical manner with respect to the output shaft 5 .

Die Leistungstransistoren 15 weisen eine Plattenform auf und sind in drei Paaren angeordnet, um die Spulen wicklungen 4b in drei Phasen zu erregen. Jeder Leistungs transistor 15 ist in direktem Kontakt mit dem Block 16 stehend durch eine Schraube 18 derart an dem Block 16 befestigt, daß seine Dickenrichtung mit der Axialrichtung der Abtriebswelle 5 übereinstimmt. Die Leistungs transistoren 15 sind außerdem entlang der Außenumfangs seite des Blocks 16 angeordnet. Die Leistungstransistoren 15 sind in bezug auf eine Mittellinie L, die durch die Aussparung 16b des Blocks 16 hindurchläuft, in linien symmetrischer Weise angeordnet. Der Block 16 weist darüber hinaus vier Durchgangslöcher 16a auf, die eben falls in bezug auf die Mittellinie in liniensymmetrischer Weise angeordnet sind.The power transistors 15 have a plate shape and are arranged in three pairs to excite the coil windings 4 b in three phases. Each power transistor 15 is in direct contact with the block 16 fixed by a screw 18 to the block 16 such that its thickness direction coincides with the axial direction of the output shaft 5 . The power transistors 15 are also arranged along the outer peripheral side of the block 16 . The power transistors 15 are arranged in lines symmetrical with respect to a center line L, which passes through the recess 16 b of the block 16 . The block 16 also has four through holes 16 a, which are also arranged in a line-symmetrical manner with respect to the center line.

Wie die gestrichelte Linien in Fig. 1 angibt, steht die Nut 10e des Pumpengehäuses 10 über einen in der Aus sparung 16b des Blocks 16 bereitgestellten Durchlaß T mit der Außenseite des Pumpengehäuses 10 in Verbindung. Das heißt, daß das Fluid durch die Nut 10e und den Durchlaß T hindurch zur Außenseite des Pumpengehäuses 10 abgegeben wird, wenn das Fluid in der Fluidkammer X durch die mechanische Dichtung 14 leckt. Das Fluid in der Fluid kammer X wird auf diese Weise daran gehindert, in die Kammer Y einzudringen.As the dashed lines in Fig. 1 indicates, the groove 10 e of the pump housing 10 via a recess 16 b from the block 16 provided passage T with the outside of the pump housing 10 in connection. That is, the fluid is discharged through the groove 10 e and the passage T to the outside of the pump housing 10 when the fluid in the fluid chamber X leaks through the mechanical seal 14 . The fluid in the fluid chamber X is prevented in this way from entering the chamber Y.

Innerhalb der Kammer Y ist eine elektronische Steuerungs schaltung 19 mit Schaltungsabschnitten 19a und 19b angeordnet, die die Leistungstransistoren 15 steuern. Innerhalb der Kammer Y ist ein Substrat 20 angeordnet und weist ungefähr eine Ringform mit einem Mittelloch auf. Das Substrat 20 liegt fest um die äußere Umfangsfläche des inneren zylinderförmigen Abschnitts 10b des Pumpen gehäuses 10 herum an, so daß seine Dickenrichtung mit der Axialrichtung der Abtriebswelle 5 übereinstimmt. Die Schaltungsabschnitte 19a und 19b sind auf dem Substrat 20 angebracht und bezüglich der Abtriebswelle 5 in senkrech ter Weise angeordnet.Within the chamber Y, an electronic control circuit 19 is arranged with circuit sections 19 a and 19 b, which control the power transistors 15 . A substrate 20 is arranged inside the chamber Y and has approximately an annular shape with a central hole. The substrate 20 is fixed around the outer peripheral surface of the inner cylindrical portion 10 b of the pump housing 10 around, so that its direction of thickness coincides with the axial direction of the output shaft 5 . The circuit sections 19 a and 19 b are mounted on the substrate 20 and arranged with respect to the output shaft 5 in a perpendicular manner.

Die Schaltungsabschnitte 19a entsprechen einer Bauart, die im Betrieb mehr Wärme erzeugt, und sind auf der einen Seite des Substrats 20 angeordnet, die den Leistungs transistoren 15 und dem Pumpengehäuse 10 zugewandt ist. Die Schaltungsabschnitte 19b entsprechen einer Bauart, die im Betrieb weniger Wärme erzeugt, und sind auf der anderen Seite des Substrats 20 angeordnet, die dem Motorgehäuse 3 zugewandt ist.The circuit sections 19 a correspond to a type that generates more heat during operation, and are arranged on one side of the substrate 20 which faces the power transistors 15 and the pump housing 10 . The circuit sections 19 b correspond to a type which generates less heat during operation and are arranged on the other side of the substrate 20 which faces the motor housing 3 .

Die Schaltungsabschnitte 19a, die mehr Wärme erzeugen, sind mit den Leistungstransistoren 15 parallel geschaltet und umfassen vier Kondensatoren 21 und dergleichen. Die Kondensatoren 21 weisen zur Glättung von extern aufge brachten Eingangsspannungen eine größere Kapazität auf und sind zylinderförmig. Die Kondensatoren 21 sind so angeordnet, das sie durch die Durchgangslöcher 16a des Blocks 16 hindurchgehen und von Vertiefungen 10f aufge nommen werden, die in dem Pumpengehäuse 10 ausgebildet sind. Die Schaltungsabschnitte 19b, die weniger Wärme erzeugen, umfassen eine integrierte Hall-Schaltung (Hall-IC) 22, integrierte Analogschaltungen, integrierte Digitalschaltungen, Kondensatoren mit kleinerer Kapazität und dergleichen. Die integrierte Hall-Schaltung 22 ist fest auf dem Substrat 20 angebracht, derart daß sie dem Sensormagneten 9 zugewandt ist, um die Drehung des Sensormagneten 9 zu erfassen. Durch die integrierte Hall-Schaltung 22 wird somit die Drehwinkelposition der Abtriebswelle 5 erfaßt, um das Ausgangssignal der integrierten Hall-Schaltung 22, das die Drehgeschwindig keit der Abtriebswelle 5 angibt, zur Steuerung der Stromführung der Motoreinheit 1 zu verwenden.The circuit sections 19 a, which generate more heat, are connected in parallel with the power transistors 15 and comprise four capacitors 21 and the like. The capacitors 21 have a larger capacitance for smoothing externally applied input voltages and are cylindrical. The capacitors 21 are arranged so that they pass through the through holes 16 a of the block 16 and are taken up by recesses 10 f, which are formed in the pump housing 10 . The circuit sections 19 b that generate less heat include an integrated Hall circuit (Hall IC) 22 , integrated analog circuits, integrated digital circuits, capacitors with smaller capacitance and the like. The Hall IC 22 is fixedly mounted on the substrate 20 so as to face the sensor magnet 9 in order to detect the rotation of the sensor magnet. 9 By the integrated Hall circuit 22 , the rotational angle position of the output shaft 5 is thus detected in order to use the output signal of the integrated Hall circuit 22 , which indicates the rotational speed of the output shaft 5 , for controlling the current supply of the motor unit 1 .

Die Leistungstransistoren 15 sind über elektrische Leitungsdrähte 23 mit der Steuerungsschaltung 19 und über elektrische Leitungsanschlüsse 24 an die Spulenwicklungen 4b angeschlossen. Die Steuerungsschaltung 19 ist an eine externe Gleichstromversorgungseinheit und eine (nicht gezeigte) Steuerungseinheit angeschlossen, so daß Steue rungssignale von der externen Einheit und eine Gleich stromeingangsspannung von der Stromversorgungseinheit angelegt sind.The power transistors 15 are connected via electrical lead wires 23 to the control circuit 19 and via electrical lead connections 24 to the coil windings 4 b. The control circuit 19 is connected to an external DC power supply unit and a control unit (not shown) so that control signals from the external unit and a DC input voltage are applied from the power supply unit.

Genauer werden die Leistungstransistoren 15 durch die Steuerungsschaltung 19 im Ansprechen auf die Steuerungs signale von der externen Einheit ein- und ausgeschaltet, so daß die Leistungstransistoren 15 die Spulenwicklungen 4b mit den Dreiphasen-Antriebsströmen versorgen. Der Stator 4 erzeugt ein sich drehendes Magnetfeld, um den Rotor 6, die Abtriebswelle 5 und den Flügelkörper 12 als Ganzes zu drehen. Während sich der Flügelkörper 12 in Drehung befindet, wird das Fluid durch die Fluideinlaß öffnung 11b hindurch angesaugt und durch das Fluidauslaß loch 11e hindurch abgegeben. More specifically, the power transistors 15 are turned on and off by the control circuit 19 in response to the control signals from the external unit, so that the power transistors 15 supply the coil windings 4 b with the three-phase drive currents. The stator 4 generates a rotating magnetic field to rotate the rotor 6 , the output shaft 5 and the vane body 12 as a whole. While the wing body is in rotation 12, opening the fluid through the fluid inlet 11 b is sucked through and discharged through the fluid outlet hole 11 e to pass.

Die obengenannte Fluidpumpenvorrichtung ergibt folgende Wirkungen und Vorteile.The above fluid pump device gives the following Effects and benefits.

(1) Die Leistungstransistoren 15, die mehr Wärme erzeugen, wenn sie zur Zuführung der Dreiphasen- Ansteuerungsströme betätigt werden, werden mit dem Pumpengehäuse 10 über den eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisenden Block 16 fest in Kontakt gehalten. Infolge dessen können die Leistungstransistoren 15 effizient gekühlt werden. Da das Pumpengehäuse 10 in Kontakt mit dem Fluid in der Fluidkammer X steht, muß das Fluid zudem zwecks Fluidkühlung nicht zur Außenseite der Pumpen gehäuse 10 und 11 herausgeführt werden. Der Pumpen betrieb-Wirkungsgrad wird daher nicht gesenkt, und es wird keine Fluidleitungsanordnung benötigt, was eine kompakte Gestaltung der Vorrichtung ermöglicht.(1) The power transistors 15 , which generate more heat when actuated to supply the three-phase drive currents, are firmly held in contact with the pump housing 10 via the block 16 having a high thermal conductivity. As a result, the power transistors 15 can be cooled efficiently. Since the pump housing 10 is in contact with the fluid in the fluid chamber X, the fluid does not have to be brought out to the outside of the pump housing 10 and 11 for the purpose of fluid cooling. The pump operating efficiency is therefore not reduced, and no fluid line arrangement is required, which enables a compact design of the device.
(2) Die Leistungstransistoren 15 sind in der Kammer Y angeordnet, die zwischen dem Motorgehäuse 8 und dem Pumpengehäuse 10 geschaffen ist. Das heißt, daß dadurch, daß die Leistungstransistoren 15 zwischen den Pumpen gehäusen 10, 11 und den Spulenwicklungen 4b der Motor einheit 1 angeordnet sind, die elektrischen Leitungs drähte 23 und die elektrischen Leitungsanschlüsse 24, die die Leistungstransistoren 15 und die Spulenwicklungen 4b verbinden, verkürzt werden können. Infolgedessen kann der elektrische Leitungsverlust gesenkt werden, der durch den Widerstand dieser elektrischen Leitungen hervorgerufen wird, und können elektrische Störgeräusche verringert werden, die von durch diese elektrischen Leitungen hindurchfließende hochfrequente Ströme hervorgerufen werden. Diese Verringerung der Störgeräusche ist insofern vorteilhaft, als bei einer Verwendung der Vorrichtung in Kraftfahrzeugen, um ein Motorkühlungsmittelfluid im Kreislauf umzupumpen, Radiostörgeräusche verringert werden.(2) The power transistors 15 are arranged in the chamber Y, which is created between the motor housing 8 and the pump housing 10 . That is, that the fact that the power transistors 15 between the pump housing 10 , 11 and the coil windings 4 b of the motor unit 1 are arranged, the electrical lead wires 23 and the electrical line connections 24 , which connect the power transistors 15 and the coil windings 4 b , can be shortened. As a result, the electrical line loss caused by the resistance of these electrical lines can be reduced, and electrical noise caused by high-frequency currents flowing through these electrical lines can be reduced. This reduction in interference noise is advantageous in that when the device is used in motor vehicles to pump an engine coolant fluid in the circuit, radio interference noise is reduced.
(3) Da die Steuerungsschaltung 19 in der Kammer Y ange ordnet ist, können die elektrischen Leitungsdrähte 23 verkürzt werden, die die Steuerungsschaltung 19 und die Leistungstransistoren 15 verbinden.(3) Since the control circuit 19 is arranged in the chamber Y, the electric lead wires 23 connecting the control circuit 19 and the power transistors 15 can be shortened.
(4) Die Schaltungsabschnitte 19a, die im Betrieb mehr Wärme erzeugen, sind auf dem Substrat 20 auf der dem Pumpengehäuse 10 zugewandten Seite angebracht, und die Schaltungsabschnitte 19b, die im Betrieb weniger Wärme erzeugen, sind auf dem Substrat 20 auf der dem Motor gehäuse 3 zugewandten Seite angebracht, die zu dem Pumpengehäuse 10 entgegengesetzt ist. Da die Schaltungs abschnitte 19a nahe an dem Block 16 und dem Pumpengehäuse 10 positioniert sind, können somit die Schaltungs abschnitte 19a effizienter als die Schaltungsabschnitte 19b gekühlt werden. Infolgedessen läßt sich eine Lebens dauerverkürzung der Schaltungsabschnitte 19a vermeiden.(4) The circuit sections 19 a, which generate more heat in operation, are mounted on the substrate 20 on the side facing the pump housing 10 , and the circuit sections 19 b, which generate less heat in operation, are on the substrate 20 on the Motor housing 3 facing side attached, which is opposite to the pump housing 10 . Since the circuit sections 19 a are positioned close to the block 16 and the pump housing 10 , the circuit sections 19 a can thus be cooled more efficiently than the circuit sections 19 b. As a result, a lifetime reduction of the circuit sections 19 a can be avoided.
(5) Das Substrat 20 ist in Ringform ausgebildet, um so die Abtriebswelle 5 zu umgeben, und ist derart positio niert, daß es den Leistungstransistoren 15 zugewandt ist. Daher können die elektrischen Leitungsdrähte 23 verkürzt werden, die die Steuerungsschaltung 19 und die Leistungs transistoren 15 verbinden. Da das Substrat 20 über einen großen Bereich dem Pumpengehäuse 10 (dem Block 16) zugewandt ist, können die Schaltungsabschnitte 19a effizient gekühlt werden.(5) The substrate 20 is formed in a ring shape so as to surround the output shaft 5 , and is positioned such that it faces the power transistors 15 . Therefore, the electric lead wires 23 connecting the control circuit 19 and the power transistors 15 can be shortened. Since the substrate 20 faces the pump housing 10 (the block 16 ) over a large area, the circuit sections 19 a can be cooled efficiently.
(6) Die Leistungstransistoren 15 sind derart angeordnet, daß ihre Dicke in der Richtung liegt, die mit der Axial richtung der Abtriebswelle 5 übereinstimmt. Somit läßt sich die Größe der Vorrichtung in Axialrichtung verkürzen.(6) The power transistors 15 are arranged such that their thickness is in the direction which corresponds to the axial direction of the output shaft 5 . The size of the device can thus be shortened in the axial direction.
(7) Die Leistungstransistoren 15 sind auf dem Block 16 in bezug auf die Mittellinie L in liniensymmetrischer Weise angeordnet. Die Leistungstransistoren 15 lassen sich somit gleichmäßig kühlen.(7) The power transistors 15 are arranged on the block 16 in a line-symmetrical manner with respect to the center line L. The power transistors 15 can thus be cooled uniformly.

Das obengenannte Ausführungsbeispiel kann wie folgt abgewandelt werden.The above embodiment can be as follows be modified.

Zum Beispiel können die Leistungstransistoren 15 ohne Verwendung des Blocks 16 in direktem Kontakt mit dem scheibenförmigen Abschnitt 10a des Pumpengehäuses 10 angebracht sein.For example, the power transistors 15 can be attached without using the block 16 in direct contact with the disc-shaped portion 10 a of the pump housing 10 .

Wie in Fig. 3 gezeigt ist, können die Leistungs transistoren 15 außerdem so angeordnet sein, daß ihre Dickenrichtung mit der Radialrichtung der Abtriebswelle 5 übereinstimmt, während der innere zylinderförmige Abschnitt 10b des Pumpengehäuses 10 in Axialrichtung der Abtriebswelle 5 verlängert ist, um daran den Block 16 anzubringen.As shown in Fig. 3, the power transistors 15 may also be arranged so that their thickness direction matches the radial direction of the output shaft 5 , while the inner cylindrical portion 10 b of the pump housing 10 is extended in the axial direction of the output shaft 5 to the Attach block 16 .

Das Substrat 20 muß nicht in Form der ringförmigen Scheibe vorliegen, sondern kann auch die Form einer rechteckigen Platte aufweisen und in der Motoreinheit 1 angeordnet sein. In diesem Fall ist das Motorgehäuse 3 derart ausgebildet, daß es eine Aufnahmekammer 3a aufweist, die radial nach außen hervorsteht, um darin das Substrat 20 und die Schaltungsabschnitte 19a, 19b aufzunehmen.The substrate 20 does not have to be in the form of the annular disk, but can also have the shape of a rectangular plate and be arranged in the motor unit 1 . In this case, the motor housing 3 is designed such that it has a receiving chamber 3 a, which protrudes radially outwards to receive the substrate 20 and the circuit sections 19 a, 19 b therein.

Das Substrat 20 und die die Schaltungselemente 19a und 19b umfassende Steuerungsschaltung 19 können mit einem wärmeleitenden Harz hoher Wärmeleitfähigkeit gefüllt und über das wärmeleitende Harz mit dem Block 16 oder dem Pumpengehäuse 10 gekoppelt sein. Durch diese Anordnung wird die Kühlung der Steuerungsschaltung 19 ebenfalls verbessert.The substrate 20 and the circuit elements 19 a and 19 b be comprehensive control circuit 19 may be filled with a thermally conductive resin and high thermal conductivity via the heat conductive resin with the block 16 or coupled to the pump housing 10th This arrangement also improves the cooling of the control circuit 19 .

Wie in Fig. 4 gezeigt ist, können die Leistungs transistoren 15 in Form eines bloßliegenden Chips konstruiert sein und über eine keramische Anschlußfläche 33 auf dem Substrat 20 angebracht sein. Das Substrat 20 kann eine Platte auf Keramik- oder Metallbasis sein. Auch die Schaltungsabschnitte 19a und 19b sind auf dem Substrat 20 angebracht. Dieses Substrat 20 wird über eine leitende Harzschicht 30 hoher Wärmeleitfähigkeit mit dem Pumpengehäuse 10a in Kontakt gehalten. Diese Teile sind von einem Harzhalter 31 umgeben, wobei ein Formharz 32, das eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist, den Zwischen raum in dem Harzhalter 31 ausfüllt.As shown in Fig. 4, the power transistors 15 may be constructed in the form of an exposed chip and attached to the substrate 20 via a ceramic pad 33 . The substrate 20 may be a ceramic or metal based plate. The circuit sections 19 a and 19 b are attached to the substrate 20 . This substrate 20 is held in contact with the pump housing 10 a via a conductive resin layer 30 of high thermal conductivity. These parts are surrounded by a resin holder 31 , wherein a molding resin 32 , which has a high thermal conductivity, fills the space in the resin holder 31 .

Claims

1. Fluidpumpenvorrichtung, mit
einer Schalteinrichtung (15) zur Zuführung elektrischer Antriebsenergie;
einer Elektromotoreinheit (1) zur Erzeugung einer Antriebskraft bei Empfang der Antriebsenergie; und
einer Pumpeneinheit (2) zum Saugen eines Fluids in ein Pumpengehäuse (10, 11) und zur Abgabe des Fluids aus dem Pumpengehäuse (10, 11) bei Empfang der Antriebskraft, dadurch gekennzeichnet, daß
die Schalteinrichtung (15) in der Pumpeneinheit (2) mit dem Pumpengehäuse (10, 11) direkt oder über ein wärme leitendes Bauteil (16, 20, 30) in Kontakt stehend bereit gestellt ist.1. Fluid pump device, with
a switching device ( 15 ) for supplying electrical drive energy;
an electric motor unit ( 1 ) for generating a driving force upon receipt of the driving energy; and
a pump unit ( 2 ) for sucking a fluid into a pump housing ( 10 , 11 ) and for dispensing the fluid from the pump housing ( 10 , 11 ) upon receipt of the driving force, characterized in that
the switching device ( 15 ) in the pump unit ( 2 ) is provided in contact with the pump housing ( 10 , 11 ) directly or via a heat-conducting component ( 16 , 20 , 30 ).

2. Fluidpumpenvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Elektromotoreinheit (1) ein Motorgehäuse (3) mit einem geschlossenen Boden und eine sich bezüglich des Motorgehäuses (3) koaxial erstreckende Abtriebswelle (5) aufweist;
das Pumpengehäuse (10, 11) mit einem offenen Ende des Motorgehäuses (3) gekoppelt ist und mit dem Motor gehäuse (3) eine Kammer (Y) festlegt; und
die Schalteinrichtung (15) innerhalb der Kammer (Y) gelegen ist.2. A fluid pump device according to claim 1, wherein the electric motor unit ( 1 ) has a motor housing ( 3 ) with a closed bottom and an output shaft ( 5 ) which extends coaxially with respect to the motor housing ( 3 );
the pump housing ( 10 , 11 ) is coupled to an open end of the motor housing ( 3 ) and with the motor housing ( 3 ) defines a chamber (Y); and
the switching device ( 15 ) is located within the chamber (Y).

3. Fluidpumpenvorrichtung nach Anspruch 2, wobei inner halb der Kammer (Y) eine Steuerungsschaltung (19) zur Steuerung der Schalteinrichtung (15) gelegen ist.3. Fluid pump device according to claim 2, wherein a control circuit ( 19 ) for controlling the switching device ( 15 ) is located within half of the chamber (Y).

4. Fluidpumpenvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Steuerungsschaltung (19) auf einem scheibenförmigen Substrat (20) angebracht ist, das derart angeordnet ist, daß es die Abtriebswelle (5) umgibt.4. Fluid pump device according to claim 3, wherein the control circuit ( 19 ) is mounted on a disc-shaped substrate ( 20 ) which is arranged such that it surrounds the output shaft ( 5 ).

5. Fluidpumpenvorrichtung nach Anspruch 4, wobei das Substrat (20) bezüglich der Abtriebswelle (5) in senkrechter Weise angeordnet ist;
ein erster Schaltungsabschnitt (19a, 21), der mehr Wärme erzeugt, auf dem Substrat (20) auf einer dem Pumpengehäuse (10, 11) zugewandten ersten Seite ange bracht ist; und
ein zweiter Schaltungsteil (19b), der weniger Wärme erzeugt, auf dem Substrat (20) auf einer zu der ersten Seite entgegengesetzten zweiten Seite angebracht ist.5. Fluid pump device according to claim 4, wherein the substrate ( 20 ) with respect to the output shaft ( 5 ) is arranged in a vertical manner;
a first circuit section ( 19 a, 21 ), which generates more heat, is placed on the substrate ( 20 ) on a pump housing ( 10 , 11 ) facing the first side; and
a second circuit part ( 19 b), which generates less heat, is mounted on the substrate ( 20 ) on a second side opposite to the first side.

6. Fluidpumpenvorrichtung nach Anspruch 4, wobei das Substrat (20) eine Aussparung (16b) aufweist, durch die hindurch die Abtriebswelle (5) verläuft.6. Fluid pump device according to claim 4, wherein the substrate ( 20 ) has a recess ( 16 b) through which the output shaft ( 5 ) extends.

7. Fluidpumpenvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei die Steuerungsschaltung (19) mit einem wärme leitenden Harz geformt und über das Harz mit dem Pumpen gehäuse (10, 11) gekoppelt ist. 7. Fluid pump device according to one of claims 3 to 6, wherein the control circuit ( 19 ) molded with a thermally conductive resin and via the resin with the pump housing ( 10 , 11 ) is coupled.

8. Fluidpumpenvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei die Schalteinrichtung (15) derart angeordnet ist, daß ihre Dickenrichtung mit der Axialrichtung der Abtriebswelle (5) übereinstimmt.8. Fluid pump device according to one of claims 2 to 7, wherein the switching device ( 15 ) is arranged such that its thickness direction corresponds to the axial direction of the output shaft ( 5 ).

9. Fluidpumpenvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das wärmeleitende Bauteil (16, 20, 30) ein Substrat (20) ist, auf dem die Schalteinrichtung (15) angebracht ist.9. Fluid pump device according to claim 1, wherein the heat-conducting component ( 16 , 20 , 30 ) is a substrate ( 20 ) on which the switching device ( 15 ) is attached.

10. Fluidpumpenvorrichtung nach Anspruch 9, wobei das Substrat (20) eine Platte auf Metallbasis ist.10. The fluid pump device of claim 9, wherein the substrate ( 20 ) is a metal-based plate.

11. Fluidpumpenvorrichtung nach Anspruch 9, wobei das Substrat (20) eine Platte auf Keramikbasis ist.11. The fluid pump device of claim 9, wherein the substrate ( 20 ) is a ceramic-based plate.

12. Fluidpumpenvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, wobei das Substrat (20) mit einem wärmeleitenden Harz geformt ist, das eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist.12. A fluid pump device according to claim 10 or 11, wherein the substrate ( 20 ) is molded with a thermally conductive resin having a high thermal conductivity.

13. Fluidpumpenvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Pumpengehäuse (10, 11) ein Gehäusepaar umfaßt, das dazwischen eine Fluidkammer (X) für das Fluid fest legt;
innerhalb der Kammer (X) ein Flügelkörper (12) gelegen ist, um durch eine Abtriebswelle (5) der Motor einheit (1) angetrieben zu werden;
die Motoreinheit (1) ein Motorgehäuse (3) aufweist, das in gegenüber der Fluidkammer (X) fluidabgedichteter Weise mit einem der Gehäuse (10) eine Schaltungsaufnahme kammer (Y) festlegt; und
sich die Schalteinrichtung (15) innerhalb der Kammer (Y) befindet.13. A fluid pump device according to claim 1, wherein the pump housing ( 10 , 11 ) comprises a pair of housings which define a fluid chamber (X) for the fluid therebetween;
within the chamber (X) a wing body ( 12 ) is located to be driven by an output shaft ( 5 ) of the motor unit ( 1 );
the motor unit ( 1 ) has a motor housing ( 3 ) which, in a fluid-sealed manner with respect to the fluid chamber (X), defines a circuit receiving chamber (Y) with one of the housings ( 10 ); and
the switching device ( 15 ) is inside the chamber (Y).

14. Fluidpumpenvorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Schalteinrichtung (15) eine Vielzahl von Leistungs transistoren umfaßt, die derart angeordnet sind, daß sie die Abtriebswelle (5) umgeben.14. A fluid pump device according to claim 13, wherein the switching device ( 15 ) comprises a plurality of power transistors, which are arranged such that they surround the output shaft ( 5 ).

15. Fluidpumpenvorrichtung nach Anspruch 14, wobei das wärmeleitende Bauteil (16, 20) eine Scheibenform aufweist und in der Kammer (Y) bezüglich der Abtriebs welle (5) in senkrechter Weise gelegen ist; und
die Leistungstransistoren (15) auf dem wärmeleiten den Bauteil (16, 20) angebracht sind.15. A fluid pump device according to claim 14, wherein the heat-conducting component ( 16 , 20 ) has a disk shape and is located in the chamber (Y) with respect to the output shaft ( 5 ) in a vertical manner; and
the power transistors ( 15 ) are mounted on the thermally conductive component ( 16 , 20 ).

16. Fluidpumpenvorrichtung nach Anspruch 15, wobei das wärmeleitende Bauteil (16, 20) eine Aussparung (16b) aufweist; und
die Leistungstransistoren (15) in bezug auf eine Mittellinie der Aussparung (16b) in liniensymmetrischer Weise angeordnet sind.16. Fluid pump device according to claim 15, wherein the heat-conducting component ( 16 , 20 ) has a recess ( 16 b); and
the power transistors ( 15 ) are arranged in a line-symmetrical manner with respect to a center line of the recess ( 16 b).

17. Fluidpumpenvorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, wobei auf dem wärmeleitenden Bauteil (20) außerdem eine Steuerungsschaltung (19) zur Steuerung der Leistungs transistoren (15) angebracht ist.17. Fluid pump device according to claim 15 or 16, wherein on the heat-conducting component ( 20 ) also a control circuit ( 19 ) for controlling the power transistors ( 15 ) is attached.