JP6032796B2 - Canned motor type electric water pump - Google Patents
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Description
本発明は、キャンドモータ型電動式ウォーターポンプに係り、より詳しくは、ロータとステータとの間に缶構造物が挿入されたキャンドモータ型電動式ウォーターポンプに関する。 The present invention relates to a canned motor type electric water pump, and more particularly to a canned motor type electric water pump in which a can structure is inserted between a rotor and a stator.
ウォーターポンプは車両で冷却水を循環させる役割をするもので、一般の内燃機関車両では、エンジン動力をプーリー及びベルトを介して伝達して駆動するエンジン駆動式ウォーターポンプと、電気を用いて駆動する電動式ウォーターポンプに分類される。
電動式ウォーターポンプは、バッテリーなどから提供される電気を用いて電動モータを駆動し、これによってインペラが回転して冷却水を吸入及び吐出する。
また、電動式ウォーターポンプは、エンジンの駆動力が不要であるため、燃費改善効果が約2〜3%向上することが知られており、冷却水の温度を精密に制御できるため、既に多くの自動車製造会社では量産車両に対して広く適用している。
A water pump serves to circulate cooling water in a vehicle. In a general internal combustion engine vehicle, an engine-driven water pump that transmits and transmits engine power via a pulley and a belt and is driven using electricity. Classified as an electric water pump.
The electric water pump drives an electric motor using electricity provided from a battery or the like, and thereby the impeller rotates to suck and discharge cooling water.
In addition, since the electric water pump does not require engine driving force, it is known that the fuel efficiency improvement effect is improved by about 2 to 3%. It is widely applied to mass production vehicles at automobile manufacturers.
電気自動車、例えばハイブリッド車両の場合、EVモードなどのようにエンジン駆動が停止される状況が存在し、燃料電池車両や純粋な電気車両の場合、ウォーターポンプを駆動させるエンジンが搭載されていないため、これら電気自動車では冷却水を循環させるためのウォーターポンプとして電動式ウォーターポンプを使用しなければならない。
一方、車両用電動式ウォーターポンプとして遠心ポンプの一種である渦巻ポンプ(volute pump)が広く使われているが、これは電動モータにより回転するインペラ(羽根車)を備え、電動モータの駆動によりインペラが回転すると、渦巻ケーシングの中央の吸入口から吸入された冷却水が渦巻ケーシング内に設けられた螺旋状の室を通過し、この時に発生する遠心力により吐出口に吐出される方式である。
In the case of an electric vehicle, for example, a hybrid vehicle, there is a situation where the engine drive is stopped as in the EV mode, and in the case of a fuel cell vehicle or a pure electric vehicle, the engine for driving the water pump is not mounted. In these electric vehicles, an electric water pump must be used as a water pump for circulating cooling water.
On the other hand, a centrifugal pump (volume pump), which is a kind of centrifugal pump, is widely used as an electric water pump for vehicles, and this includes an impeller that is rotated by an electric motor, and the impeller is driven by the electric motor. Is rotated, the cooling water sucked from the central suction port of the spiral casing passes through a spiral chamber provided in the spiral casing and is discharged to the discharge port by the centrifugal force generated at this time.
図1は、従来のキャンドモータ型の電動式ウォーターポンプを示す概略図である。図1に示すように、キャンドモータ型の電動式ウォーターポンプは、駆動源の電動モータ1と冷却水の吸入力/吐出力を生成する水力部2を含み、水力部2は内部に螺旋状の流動空間、すなわち螺旋状の室が形成された水力部カバー2aと、電動モータ1により回転するインペラ5を含む。
電動モータ1はロータ3とステータ4との間の電磁気的作用により回転力を発生させ、この回転力はロータ3に連結されるモータ軸3aを介してインペラ5に伝達されてインペラ5を回転させる。
FIG. 1 is a schematic view showing a conventional canned motor type electric water pump. As shown in FIG. 1, the canned motor type electric water pump includes an electric motor 1 as a driving source and a
The electric motor 1 generates a rotational force by the electromagnetic action between the rotor 3 and the stator 4, and this rotational force is transmitted to the
モータ軸3aはロータ3の前後に配置された軸受け7によりモータハウジング6に回転可能に支持される。
キャンドモータ型の電動式ポンプは、ロータ3とステータ4との間に缶構造物8を挿入し、水力部2をロータ3まで延長してロータ3が水に浸ることにより、投入される水がロータ3から発生する摩擦熱を適切に冷却させる構造を有する。
この時、缶構造物8はロータ3とステータ4を分離する隔壁の役割をし、缶シーリングラバー(図示せず)によりロータ3とステータ4との間を密封する。
The
In the canned motor type electric pump, the
At this time, the
しかしながら、キャンドモータ型構造のウォーターポンプは、その特性上、水力部2がロータ3まで連結されることにより、次のような問題点がある。
第1に、モータ軸3aを支持する前部軸受け7aを固定しにくく、前部軸受け7aの構造体を導入する場合、部品数が多くなる。
第2に、ロータ3とステータ4との間に発生する電磁気力によりインペラ5が回転し、水を吸入する時、水は水の吸入方向に対して反対軸方向に推力を発生させ、これによってインペラ5の位置が変わるため、効率を低下させる問題点がある。
第3に、モータハウジング6と渦巻室との間の気密を保つためのOリングと、水力部カバー2aと渦巻室との間の気密を保つためのOリングの位置を定めにくく、生産工程が困難である。
第4に、インペラ5とロータ3のモータ軸3aが組み立てられた状態でのバランス作業が不可能である。
However, the canned motor type water pump has the following problems due to the characteristic that the
First, it is difficult to fix the front bearing 7a that supports the
Second, when the
Thirdly, it is difficult to determine the position of the O-ring for keeping the airtightness between the
Fourthly, it is impossible to perform a balancing operation in a state where the
本発明は、缶一体型渦巻ボディーに回転子支持部を挿入装着することにより、回転子支持部の一側にモータ軸支持用前部軸受けを固定できるキャンドモータ型電動式ウォーターポンプを提供することにその目的がある。
また、本発明は、回転子支持部によりモータ軸を堅固に支持してインペラの固定位置の変化を低下させることにより効率向上が可能なキャンドモータ型電動式ウォーターポンプを提供することにその目的がある。
さらに、水力部カバーと渦巻ボディー部との間にOリングを1つだけ装着してもよいため、従来技術に比してOリングの位置を定めることが容易となるキャンドモータ型電動式ウォーターポンプを提供することにその目的がある。
最後に、缶一体型渦巻ボディーと回転子支持部アセンブリーにインペラが組み立てられた状態でのロータアセンブリーの回転バランスの測定が可能となるキャンドモータ型電動式ウォーターポンプを提供することにその目的がある。
The present invention provides a canned motor type electric water pump in which a front shaft bearing for motor shaft support can be fixed to one side of a rotor support portion by inserting and attaching a rotor support portion to a can-integrated spiral body. Has its purpose.
Another object of the present invention is to provide a canned motor type electric water pump capable of improving the efficiency by firmly supporting the motor shaft by the rotor support portion and reducing the change in the fixed position of the impeller. is there.
Furthermore, since only one O-ring may be mounted between the hydraulic power unit cover and the spiral body, a canned motor type electric water pump that makes it easier to determine the position of the O-ring than in the prior art. The purpose is to provide.
Finally, the object of the present invention is to provide a canned motor type electric water pump capable of measuring the rotational balance of the rotor assembly in a state where the impeller is assembled to the can-integrated spiral body and the rotor support assembly. is there.
本発明は、上記問題点を解決するためになされたキャンドモータ型電動式ウォーターポンプであって、水力部カバー(2a)とモータハウジング(6)との間に配置され、水力部(2)と駆動モータ(1)を分離する渦巻ボディー部(18)と、ロータ(3)とステータ(4)との間に配置され、ロータ(3)とステータ(4)を分離する缶部(19)で構成され、前記渦巻ボディー部(18)と缶部(19)が一体形成される缶一体型渦巻ボディー(20)と、前記渦巻ボディー部(18)の内側に設置され、ロータ(3)及びモータ軸(3a)を回転可能に支持する回転子支持部(23)と、を含むことを特徴とする。 The present invention is a canned motor type electric water pump made to solve the above-mentioned problems, and is disposed between the hydraulic part cover (2a) and the motor housing (6), and the hydraulic part (2) A spiral body part (18) for separating the drive motor (1) and a can part (19) arranged between the rotor (3) and the stator (4) for separating the rotor (3) and the stator (4). And a can-integrated spiral body (20) in which the spiral body portion (18) and the can portion (19) are integrally formed, and is installed inside the spiral body portion (18). And a rotor support portion (23) that rotatably supports the shaft (3a).
前記渦巻ボディー部(18)は、水力部カバー(2a)の内側面に接触する接触部に設置されたOリング(9)により水力部カバー(2a)と気密を保ち、前記渦巻ボディー部(18)の周縁部がフランジ状に形成されて水力部カバーとモータハウジング(6)との間に締結固定されることを特徴とする。 The spiral body part (18) is kept airtight with the hydraulic part cover (2a) by an O-ring (9) installed at a contact part that contacts the inner surface of the hydraulic part cover (2a), and the spiral body part (18 ) Is formed in a flange shape and is fastened and fixed between the hydraulic part cover and the motor housing (6).
前記回転子支持部(23)は、渦巻ボディー部(18)の一側面に挿入締結される締結部(21)と、前記締結部(21)から軸方向に形成され、内部に軸受けを装着固定する軸受けハウジング(22)と、前記締結部(21)と軸受けハウジング(22)との間に形成され、水力部(2)に流入された流体をロータ(3)に誘導する流体移動通路(24)と、を含むことを特徴とする。 The rotor support part (23) is formed in the axial direction from the fastening part (21) inserted and fastened to one side surface of the spiral body part (18), and a bearing is mounted and fixed therein. Bearing housing (22), and a fluid movement passage (24) formed between the fastening portion (21) and the bearing housing (22) for guiding the fluid flowing into the hydraulic portion (2) to the rotor (3). ).
前記回転子支持部(23)は、缶一体型渦巻ボディー(20)に形成された溝によりクリップ締結されることを特徴とする。 The rotor support portion (23) is clipped by a groove formed in the can-integrated spiral body (20).
本発明によるキャンドモータ型電動式ウォーターポンプは、以下の効果を有する。
第1に、缶一体型渦巻ボディー及び回転子支持部を用いたキャンドモータ型の電動式ウォーターポンプを適用する場合、水力部とモータハウジングを完全に分離することができる。
第2に、缶一体型渦巻ボディーに回転子支持部をさらに構成することにより、ロータ及びステータとの間の電磁気的作用から発生した回転力によりロータ及びモータ軸アセンブリーが回転する時、揺らぐことなく堅固に支持することができる。
第3に、電動モータから伝達された回転力によりインペラが回転する時、インペラにより流体の流れ反対方向に推力が発生する場合、回転子支持部によりインペラの偏心回転及び浮上を防止することができる。
第4に、ロータを組み立てる時、缶一体型渦巻ボディーの缶部の内側に、後部軸受け、ロータ及びモータ軸、そして渦巻ボディー部の内部に前部軸受けが内蔵された回転子支持部の順に一方向に連続して組み立てることができるため、組立性を向上させる。
第5に、缶一体型渦巻ボディーにロータアセンブリー及びインペラが結合された状態でのバランス作業が可能となる。
The canned motor type electric water pump according to the present invention has the following effects.
First, when a canned motor type electric water pump using a can-integrated spiral body and a rotor support part is applied, the hydraulic part and the motor housing can be completely separated.
Second, by further configuring the rotor support portion in the can-integrated spiral body, when the rotor and the motor shaft assembly are rotated by the rotational force generated from the electromagnetic action between the rotor and the stator, the rotor and the motor shaft assembly are not shaken. It can be firmly supported.
Third, when the impeller is rotated by the rotational force transmitted from the electric motor and the thrust is generated in the opposite direction of the fluid flow by the impeller, the rotor support portion can prevent the impeller from rotating eccentrically and floating. .
Fourthly, when assembling the rotor, the rear bearing, the rotor and the motor shaft, and the rotor support part in which the front bearing is built in the spiral body part are arranged in the order of the inside of the can part of the can-integrated spiral body. Since it can be assembled continuously in the direction, the assemblability is improved.
Fifth, it is possible to perform a balancing operation in a state where the rotor assembly and the impeller are coupled to the can-integrated spiral body.
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。
図2は本発明の一実施例によるキャンドモータ型電動式ウォーターポンプを示す断面図であり、図3は図2に示した回転子支持部の斜視図である。
本発明は、キャンドモータ型電動式ウォーターポンプの一般的な構造に、渦巻ボディー部18及び缶部19が一体に射出された構造と、缶一体型渦巻ボディー20に回転子支持部23を挿入する構造を適用することにより、ロータアセンブリーとインペラ5が組み立てられた状態でのロータアセンブリーの回転バランスの測定が可能となるキャンドモータ型電動式ウォーターポンプに関する。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
2 is a cross-sectional view showing a canned motor type electric water pump according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a perspective view of a rotor support portion shown in FIG.
In the present invention, a general structure of a canned motor type electric water pump has a structure in which a
本発明によるキャンドモータ型電動式ウォーターポンプは、インペラ5の回転により水を吸入する水力部2と、インペラ5を駆動させるための駆動モータ1と、で構成される。
水力部2は一側に吸入口2bを有する水力部カバー2aと、水力部カバー2aの内部に設置されたインペラ5を含む。
吸入口2bは、例えば燃料電池自動車両において、冷却水をウォーターポンプの内部に吸入するための吸入通路であって、水力部カバー2aから軸方向に突出形成される。
水力部カバー2aは、インペラ5の上部をカバーする役割をし、インペラ5の回転により吸入口2bを介して冷却水(水)を水力部2の内部に吸入することができる。
The canned motor type electric water pump according to the present invention includes a
The
The suction port 2b is, for example, a suction passage for sucking cooling water into the water pump in a fuel cell vehicle, and is formed to protrude in the axial direction from the
The
駆動モータ1は、水力部カバー2aにボルト締結されるモータハウジング6と、モータハウジング6の内部に電磁気力により回転力を発生させるロータ3及びステータ4と、水力部2を完全に防水するための缶一体型渦巻ボディー20と、を含む。
この時、缶一体型渦巻ボディー20は、水力部カバー2aとモータハウジング6との間に半径方向に位置する渦巻ボディー部18と、渦巻ボディー部18から軸方向に形成される缶部19と、で構成され、渦巻ボディー部18は水力部カバー2aとモータハウジング6との間を分離する隔壁の役割をし、缶部19はロータ3とステータ4との間を分離する隔壁の役割をする。
より詳しくは、渦巻ボディー部18は、水力部カバー2aとモータハウジングとの間の境界部分に位置し、水力部2に流入された水がモータハウジング6のステータ4に流れることを防止する。
The drive motor 1 is used to completely waterproof the
At this time, the can-integrated
More specifically, the
例えば、渦巻ボディー部18の周縁部はフランジ状に形成され、水力部カバー2aとモータハウジング6との間に挿入され、ボルトにより貫通及び締結され、フランジ部の内側の側面にOリング9が設置され、Oリング9により水力部カバー2aと渦巻ボディー部の側面との間の気密を保つことにより、水力部2に流入された水がモータハウジング6のステータ4側に流れることを防止できる。
従来、Oリング9が水力部カバー2aと渦巻ボディー部との間の1ケ所と、モータハウジング6と渦巻ボディー部との間の1ケ所に装着されるため、Oリング9の位置を定めにくく、部品数及び組立工数の増加により原価を上昇させる問題があったが、本発明ではモータハウジング6と渦巻ボディー部18との間にOリング9を装着する必要がないため、部品数及び組立工数が減少して原価が低減できる効果がある。
For example, the peripheral part of the
Conventionally, since the O-
缶部19は、ロータ3とステータ4との間に位置してロータ3を囲むように円筒状に形成され、缶部19によりロータ3が密封される。
また、缶部19は、水力部2と連通し、水力部2とロータ3との間に流体移動通路24を提供して水力部2に流入された水がロータ3に供給される。
この構造からなる渦巻ボディー部18と缶部19は一体射出成形される。
缶部19の内部にはロータ3が装着され、モータ軸3aはロータ3を貫通してロータ3と一体に回転可能に結合される。
本発明による一実施例では、ロータ3とモータ軸3aを回転可能に支持するための回転子支持部23をさらに提供する。
The
Further, the
The
The rotor 3 is mounted inside the
In one embodiment according to the present invention, a
回転子支持部23は、渦巻ボディー部18の内側に挿入締結される締結部21と、締結部21から軸方向に直径が小さく形成されて内部にモータ軸3a支持用前部軸受け7aを固定できる軸受けハウジング22と、で構成される。
この時、締結部21と軸受けハウジング22との間には流体移動通路24が形成され、流体移動通路24を介して水力部2とロータ3を連通させることにより、水力部2に流入された水をロータ3に供給してロータ3から発生した熱を冷却させることができる。
本発明の一実施例による締結部21は、その外側面にねじ山を有してもよく、ねじ山を用いて渦巻ボディー部18の内側にねじ締結されることにより渦巻ボディー部18との間に堅固な締結力を保つことができる。
The
At this time, a
The
本発明の他の実施例による締結部21の締結構造は、締結部21の外側面に形成された締結突起と渦巻ボディー部18に形成された溝により締結部21を渦巻ボディー部にクリップ締結することができる。
軸受けハウジング22は、内部に前部軸受け7aを収容するための収容空間を設けて前部軸受け7aを締まりばめ固定することにより、ロータ3に一体に結合されたモータ軸3aを支持するための前部軸受け7aの固定が容易になる。
また、モータ軸3aの後端部を支持するための後部軸受け7bは缶部19の底面に挿入固定される。
The fastening structure of the
The bearing
A
上記締結構造により、缶一体型渦巻ボディー20と回転子支持部23が組み立てられた状態、すなわちロータ3及びモータ軸3aを収容する缶一体型渦巻ボディー20と、モータ軸3a及びロータ3を支持するための回転子支持部23と、インペラ5が組み立てられた状態でのロータ3の回転バランスを測定することができる。
缶一体型渦巻ボディー20は、缶部19の外側面に別の突起構造を考案して缶部19とステータ4との間を固定することができる。
したがって、本発明によれば、缶一体型渦巻ボディー20及び回転子支持部23を用いてキャンドモータ型の電動式ウォーターポンプを適用する場合、水力部2とモータハウジング6を完全に分離することができる。
With the above fastening structure, the can-integrated
The can-integrated
Therefore, according to the present invention, when the canned motor type electric water pump is applied using the can-integrated
また、缶一体型渦巻ボディー20に回転子支持部23をさらに構成することにより、ロータ3及びステータ4との間の電磁気的作用から発生した回転力によりロータ3及びモータ軸3aのアセンブリーが回転する時、揺らぐことなく堅固に支持できる。
さらに、電動モータから伝達された回転力によりインペラ5が回転する時、インペラ5により流体の流れ反対方向に推力が発生する場合、回転子支持部23がインペラ5の偏心回転及び浮上を防止できる。
その他、ロータを組み立てる時、缶一体型渦巻ボディー20の缶部19の内側に、後部軸受け、ロータ3及びモータ軸3a、そして渦巻ボディー部18の内部に前部軸受け7aが内蔵された回転子支持部23の順に一方向に連続して組み立てることができるため、組立能率が向上する。
最後に、缶一体型渦巻ボディー20にロータアセンブリー及びインペラ5が結合された状態でのバランス作業が可能となる。
Further, by further configuring the
Furthermore, when the
In addition, when the rotor is assembled, the rotor support in which the rear bearing, the rotor 3 and the
Finally, a balancing operation in a state where the rotor assembly and the
1 駆動モータ
2 水力部
2a 水力部カバー
2b 吸入口
3 ロータ
3a モータ軸
4 ステータ
5 インペラ
6 モータハウジング
7a 前部軸受け
7b 後部軸受け
9 Oリング
18 渦巻ボディー部
19 缶部
20 缶一体型渦巻ボディー
21 締結部
22 軸受けハウジング
23 回転子支持部
24 流体移動通路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
水力部カバー(2a)とモータハウジング(6)との間に配置され、水力部(2)と駆動モータ(1)を分離する渦巻ボディー部(18)と、ロータ(3)とステータ(4)との間に配置され、ロータ(3)とステータ(4)を分離する缶部(19)で構成され、前記渦巻ボディー部(18)と缶部(19)が一体形成される缶一体型渦巻ボディー(20)と、
前記渦巻ボディー部(18)の内側に設置され、ロータ(3)及びモータ軸(3a)を回転可能に支持する回転子支持部(23)と、を含み、
前記回転子支持部(23)は、渦巻ボディー部(18)の一側面に挿入締結される締結部(21)と、前記締結部(21)から軸方向に形成され、内部に軸受けを装着固定する軸受けハウジング(22)と、前記締結部(21)と軸受けハウジング(22)との間に形成され、水力部(2)に流入された流体をロータ(3)に誘導する流体移動通路(24)と、を含むことを特徴とするキャンドモータ型電動式ウォーターポンプ。 A canned motor type electric water pump,
A spiral body part (18) disposed between the hydraulic part cover (2a) and the motor housing (6) and separating the hydraulic part (2) and the drive motor (1), a rotor (3) and a stator (4) And a can part (19) that separates the rotor (3) and the stator (4), and the spiral body part (18) and the can part (19) are integrally formed. Body (20),
Wherein is installed inside of the spiral body portion (18), the rotor (3) and a rotor support portion for rotatably supporting the motor shaft (3a) and (23), only contains,
The rotor support part (23) is formed in the axial direction from the fastening part (21) inserted and fastened to one side surface of the spiral body part (18), and a bearing is mounted and fixed therein. Bearing housing (22), and a fluid movement passage (24) formed between the fastening portion (21) and the bearing housing (22) for guiding the fluid flowing into the hydraulic portion (2) to the rotor (3). canned motor type electric water pump, which comprises a, a).
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