CN103075351A - 具有密封电机的电动水泵 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有密封电机的电动水泵。该电动水泵包括罐集成式涡壳体和转子支承件。罐集成式涡壳体包括布置在水力部壳体与电机壳体之间的涡壳体部，以及布置在转子与定子之间的罐部。涡壳体部将水力部与驱动电机隔开，罐部将转子与定子隔开。涡壳体部和罐部可以整体地形成为连续的一体，并且转子支承件布置在涡壳体部的内部并且可旋转地支承转子和电机轴。

Description

具有密封电机的电动水泵

技术领域

本发明涉及具有密封电机的电动水泵。更具体地，本发明涉及一种在转子与定子之间布置有罐结构的具有密封电机的电动水泵。

背景技术

在汽车中水泵通常循环冷却水。在具有内燃机的典型车辆中，水泵可分为由通过皮带轮和皮带得到的发动机动力所驱动的发动机驱动水泵，和由电力驱动的电动水泵。

在电动水泵中，当电机由电池提供的电力所驱动时，叶轮旋转的同时吸入并排出冷却水。因为电动水泵不需要来自发动机的驱动力，汽车的燃油效率可以增加大约2-3％。而且，因为冷却水的温度可以被精确地控制，电动水泵正被用于许多汽车制造商所制造的批量生产的汽车中。

在混合动力汽车中，电动水泵尤其有用，因为发动机不是持续地运转并且因此不能给机械水泵提供持续的驱动力。而且，因为燃料电池汽车或者纯电动汽车没有配备可以驱动水泵的发动机，就需要电动水泵来循环冷却水。

或者，也可以使用蜗壳泵，一种离心泵，来代替电动水泵用于这些类型的汽车中。蜗壳泵包括由电机带动旋转的叶轮。当电机使得叶轮旋转时，通过涡壳壳体中心处的进水口所接收的冷却水通过离心力排出出水口，其中所述离心力是在冷却水经过设置在涡壳壳体中的螺旋室时产生的。但是，大部分时间采用的是电动泵。

图1是具有密封电机的电动水泵的透视图。如图1所示，具有密封电机的电动水泵包括作为驱动源运行的电机1、产生用于抽吸和排出冷却水的力的水力部2。水力部2包括具有螺旋室即螺旋浮动空间的水力部壳体2a和由电机1带动旋转的叶轮5。

电机1通过转子3与定子4之间的电磁相互作用产生旋转力，并且旋转力通过电机轴3a传递给叶轮5从而使叶轮5旋转。电机轴3a由布置在壳体6中转子3的前后侧的轴承7可旋转地支承。

具有密封电机的电动水泵具有这样的结构：通过在转子3与定子4之间插入罐结构8以及使水力部2延伸到转子部3从而允许转子3沉浸在水中，由此冷却水能够适当地冷却转子3中产生的摩擦热。在这种情况下，罐结构8充当了将转子3与定子4隔开的隔壁，并且在转子3和定子4之间通过罐密封橡胶而被密封。

但是，安装用于支承电机轴3a的前轴承7比较困难，并且引入前轴承7结构时部件数量增加。而且，当由于转子3和定子4之间生成的电磁力使得水通过叶轮5的旋转被抽吸时，水会在轴向上生成一个与水的抽吸方向相反的推力，这会改变叶轮5的位置并因此使其效率降低。

而且，因为用于维持电机壳体6和涡室之间的密封性的O形圈以及用于维持水力部壳体2a与涡室之间的密封性的O形圈难以定位，制造过程变得困难，并且当叶轮5与转子3的电机轴3a结合的时候平衡过程几乎不能实现。

该背景技术部分公开的上述信息仅仅用来增强对本发明背景的理解。

发明内容

本发明提供了一种具有密封电机的电动水泵，其被配置成通过将转子支承件插入到罐集成式涡壳体中而在转子支承件的一侧安装用于支承电机轴的前轴承。具体地，本发明提供了一种具有密封电机的电动水泵，其利用转子支承件坚固地支承电机轴因此减少叶轮安装位置的变动从而能够提高效率。

本发明还提供一种具有密封电机的电动水泵，与传统技术相比，甚至当仅有一个O形圈布置在水力部壳体与涡壳体部之间时，其都能很容易地定位O形圈，并且当叶轮装配到转子支承件和罐集成式涡壳体的组装件内时其能测量转子组装件的旋转平衡。

一方面，本发明提供了一种具有密封电机的电动水泵，包括：罐集成式涡壳体，所述罐集成式涡壳体具有布置在水力部壳体与电机壳体之间的涡壳体部。所述涡壳体将水力部与驱动电机隔开。所述罐集成式涡壳体还包括布置在转子与定子之间以将转子与定子隔开的罐部。而且，所述涡壳体部和所述罐部一体成型。此外，本发明的具有密封电机的电动水泵还包括布置在涡壳体部的内部并且可旋转地支承转子和电机轴的转子支承件。

在一个示例性实施例中，采用布置在涡壳体的与水力部壳体内表面接触的接触部的O形圈来维持涡壳体部与水力部壳体之间的密封性，并且涡壳体部的边缘部分可以以凸缘的形式连接到水力部壳体和电机壳体之间。

在一些示例性实施例中，转子支承件可包括插入到涡壳体部的一侧中的联接部，轴向布置在联接部中以收容其中所安装的轴承的轴承座部，以及布置在联接部与轴承座部之间以将水力部的流体导向转子的流体通道。此外，转子支承件可以沿着形成在罐集成式涡壳体中的凹槽扣合(clip)到罐集成式涡壳体。

本发明的其他方面和示例性实施例在下面予以描述。

附图说明

本发明的以上和其它特征将参考附图所图示的某些示例性实施方式予以详细描述，下文给出的这些实施方式仅仅用于示例说明，因此不是对本发明的限制，其中：

图1是示出根据常规技术的具有密封电机的电动水泵的视图；

图2是根据本发明的示例性实施方式的具有密封电机的电动水泵的横截面视图；以及

图3是示出图2中的转子支承件的透视图。

在附图中提及的附图标记包括对在下文中进一步讨论的以下元件的参照：

1：电机

2：水力部

2a：水力部壳体

2b：进水口

3：转子

3a：电机轴

4：定子

5：叶轮

6：电机壳体

7a：前轴承

7b：后轴承

9：O形圈

18：涡壳体部

19：罐部

20：罐集成式涡壳体

21：联接部

22：轴承壳体

23：转子支承件

24：流体通道

应当理解，所附的附图并非必然是按比例的，而只是呈现说明本发明的基本原理的各种优选特征的一定程度的简化表示。本文公开的本发明的具体设计特征，包括，例如，具体尺寸、方向、位置和形状将部分取决于特定的既定用途和使用环境。

在附图中，附图标记在附图的几张图中通篇指代本发明的相同或等同部件。

具体实施方式

下面将详细地参照本发明的各个实施方式，其实施例在附图中图示，并在下文加以描述。尽管将结合示例性实施方式描述本发明，但应当理解，本说明书无意于将本发明局限于这些示例性实施方式。相反，本发明不仅要涵盖这些示例性实施方式，还要涵盖由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围内的各种替代形式、修改、等效形式和其它实施方式。

应理解，本文使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语包括通常的机动车，例如，包括多功能运动车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商务车的客车，包括各种船只和船舶的水运工具，飞行器等等，并且包括混合动力车、电动车、插入式混合电动车、氢动力车和其它代用燃料车(例如，来源于石油以外的资源的燃料)。如本文所提到的，混合动力车是具有两种或更多种动力源的车辆，例如，具有汽油动力和电动力的车辆。

下面对本发明的上述和其它特征进行讨论。

本发明涉及一种具有密封电机的电动水泵，其被配置成，通过将涡壳体部18和罐部19整体地注塑成型为连续的一体的结构和转子支承件23插入到罐集成式涡壳体20中的结构应用到具有密封电机的电动水泵中，从而在转子组装件和叶轮5组装在一起时测量转子组装件的旋转平衡。

具有密封电机的电动水泵可包括利用叶轮5的旋转来抽吸水的水力部2和用于驱动叶轮5的驱动电机1。水力部2可包括在其一侧具有进水口2b的水力部壳体2a和布置在水力部壳体2a内的叶轮5。

例如，在燃料电池汽车中，进水口2b可以是用于将冷却水抽吸进入水泵的通道，并且可以从水力部壳体2a轴向突出。

水力部壳体2a可以罩住叶轮5的上部，并且可以利用叶轮5的旋转通过进水口2b将冷却水抽吸进入水力部2中。

驱动电机1可以包括通过螺栓连接到水力部壳体2a的电机壳体6、利用电磁力在电机壳体6内部产生旋转力的转子3和定子4、和用于对水力部2完全防水的罐集成式涡壳体20。

在这种情况下，罐集成式涡壳体20可包括涡壳体部18和罐部19，其中涡壳体部18径向地布置在水力部壳体2a与电机壳体6之间，罐部19从涡壳体部18轴向延伸。涡壳体部18可充当将水力部壳体2a与电机壳体6隔开的隔壁。罐部19可充当将转子3与定子4隔开的隔壁。更具体地，涡壳体部18可布置在水力部壳体2a与电机壳体6之间的边界处以防止水力部2的水流进电机壳体6的定子4内。

例如，涡壳体部18的边缘部分可以以凸缘的形式嵌在水力部壳体2a和电机壳体6之间，并且可以被螺栓穿过并结合到那。O形圈9可以布置在涡壳体部18的凸缘内侧上，以维持水力部壳体2a与涡壳体的端面之间的密封性。因此，可以防止水力部2的水流入电机壳体6的定子4中。

在常规技术中，因为O形圈分别布置在水力部壳体与涡壳体之间以及电机壳体与涡壳体之间，因此难以定位O形圈，并且部件数目的增加以及组装泵所需的工时致使制造成本增加。但在本发明的实施方式中，因为不需要在电机壳体6和涡壳体部18之间布置O形圈，部件的数量和所需的工时将会减少，因此节约了制造成本。

罐部19可布置在转子3和定子4之间，并且可具有围绕转子3的圆筒状。转子3可被罐部19所密封。罐部19可以与水力部2连通，并可以在水力部2与转子3之间提供流体通道24以允许水力部2的水供应到转子3。

在一些示例性实施方式中，并且优选地，涡壳体部18和罐部19可以整体地注塑成型为连续的一体/部件。转子3可以布置在罐部19的内部，并且电机轴3a可穿过转子3从而与转子3一起旋转。

具有密封电机的电动水泵还可包括转子支承件23，用于可旋转地支承转子3和电机轴3a。转子支承件23可包括插入到涡壳体部18中的联接部21和直径较小的轴承座部22。轴承座部22布置在轴向上从而使前轴承7a固定以支承电机轴3a。

在这种情况下，流体通道24可以在联接部21和轴承座部22之间形成从而通过流体通道24使水力部2与转子3连通。因此，水力部2的水可以供应到转子3从而冷却转子3中产生的热。

在一些实施方式中，联接部21可以在其外表面上具有螺纹。联接部21可以沿着螺纹固定到涡壳体部18的内侧，与涡壳体部18维持紧密联接。

在其他实施方式中，联接部21可以在其外表面上具有联接凸起。利用联接凸起和涡壳体部18内的凹槽通过扣合联接(clip coupling)可以将联接部21联接到涡壳体部18。

轴承座部22可以具有用于在其内收容前轴承7a的收容空间，并且可以通过按压或压缩接头将前轴承7a固定到轴承座部22中。因此，用于支承整体地联接到转子3的电机轴3a的前轴承7a可以很容易安装到那里。而且，用于支承电机轴3a的后端的后轴承7b可以固定到罐部19的下面。

根据上述的联接结构，在罐集成式涡壳体20和转子支承件23组装后，即，将容纳转子3和电机轴3a的罐集成式涡壳体20、用于支承电机轴3a和转子3的转子支承件23、和叶轮5组装后，可以测量转子3的旋转平衡。

就罐集成式涡壳体20而言，可以在罐部19的外表面设置单独的凸起用来固定罐部19和定子4。

于是，当采用使用了罐集成式涡壳体20和转子支承件23的具有密封电机的电动水泵时，水力部2和电机壳体6可以完全分开。

并且，通过将转子支承件23附到罐集成式涡壳体20，转子3和电机轴3a的组件(assembly)可以被牢固地支承，从而在旋转期间防止由转子3与定子4之间的电磁作用产生的旋转力所引起的震动或振动。

此外，当在来自电机的旋转力推动叶轮5旋转的期间产生与流体流动相反方向的推力时，转子支承件23能防止叶轮5偏心旋转和浮动。而且，因为后轴承、转子3、电机轴3a、以及与前轴承7a一起处于涡壳体部18内部的转子支承件23顺序地装配到罐集成式涡壳体20的罐部19内，装配效率得到提高。并且，当转子组件和叶轮5与罐集成式涡壳体20结合时可以实施平衡工作。

已经参考其示例性实施方式详细描述本发明。然而，本领域的技术人员能够理解，可以在不偏离本发明的原理和精神的情况下对这些实施方式做出改变，本发明的范围由所附的权利要求及其等同方式限定。

Claims (8)

1.一种具有密封电机的电动水泵，包括：

罐集成式涡壳体，包括布置在水力部壳体与电机壳体之间的涡壳体部和布置在转子与定子之间的罐部，其中所述涡壳体部将水力部与驱动电机隔开，所述罐部将所述转子与所述定子隔开，所述涡壳体部和所述罐部整体形成为连续的一体；以及

转子支承件，布置在所述涡壳体部的内部并且可旋转地支承所述转子和电机轴。

2.根据权利要求1所述的电动水泵，其中，利用布置在所述涡壳体的与所述水力部壳体的内表面相接触的接触部分的O形圈来维持所述涡壳体部与所述水力部壳体之间的密封性，并且所述涡壳体部的边缘部分以凸缘的形式联结到所述水力部壳体与所述电机壳体之间。

3.根据权利要求1所述的电动水泵，其中所述转子支承件包括插入到所述涡壳体部的一侧中的联接部，轴向布置在所述联接部中以收容其中所固定的轴承的轴承座部，和布置在所述联接部与所述轴承座部之间以将所述水力部的流体导向所述转子的流体通道。

4.根据权利要求1所述的电动水泵，其中所述转子支承件顺着形成在所述罐集成式涡壳体内的凹槽扣合到所述罐集成式涡壳体。

5.一种具有密封电机的电动水泵，包括：

主体，包括布置在第一壳体与第二壳体之间的第一部件和布置在转子与定子之间的第二部件，其中，所述第一壳体配置为容纳水并且围绕水力部，所述第二壳体围绕电机，所述第一部件将所述水力部与驱动电机隔开，所述第二部件将所述转子与所述定子隔开，所述第一部件和所述第二部件整体形成为连续的一体；以及

支承件，布置在所述第一部件内部并且可旋转地支承所述转子和电机轴。

6.根据权利要求5所述的电动水泵，其中所述第一部件是涡壳体部，所述第二部件是罐部，其中利用布置在所述涡壳体的与所述第一壳体的内表面相接触的接触部分的O形圈来维持所述涡壳体部与所述第一壳体之间的密封性，并且所述涡壳体部的边缘部分以凸缘的形式联结到所述第一壳体与所述第二壳体之间。

7.根据权利要求5所述的电动水泵，其中所述支承件包括插入到所述涡壳体部的一侧中的联接部，轴向布置在所述联接部中以收容其中所固定的轴承的轴承座部，和布置在所述联接部与所述轴承座部之间以将所述水力部的流体导向所述转子的流体通道。

8.根据权利要求5所述的电动水泵，其中所述主体是罐集成式涡壳体，并且所述支承件顺着形成在所述罐集成式涡壳体内的凹槽扣合到所述罐集成式涡壳体。

Images