CN104863845B - 电动泵 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电动泵，包括：马达单元，其包括定子、转子芯以及轴；泵单元，其包括内部转子和外部转子，内部转子联接至轴且内部转子上形成有外部凸起，外部转子设置在内部转子外侧并具有内部凸起，内部凸起形成为与外部凸起接合；壳体单元，其包括马达壳体和泵壳体，泵壳体连接至马达壳体且泵壳体中形成有泵容纳部，在泵容纳部中插入有泵单元；以及盖单元，其中，在泵容纳部的底面和盖单元的内部面中沿径向方向通过使用作为边界的内周表面和外周表面形成有彼此分开的进入端口和输出端口，进入端口的基于内周表面的内径小于外部凸起的齿根圆的直径，进入端口的基于外周表面的外径大于内部凸起的齿根圆的直径。

Description

电动泵
相关申请的交叉引用
本申请要求2014年2月21日提交的韩国专利申请No.2014-0020284的优先权和权益，该申请的全部公开内容通过参引的方式并入本文。
技术领域
本申请涉及一种电动泵，更具体地，涉及一种通过由马达旋转的转子泵送流体的电动泵。
背景技术
通常，电动油泵(EOP)是下述装置：该装置用于通过使用马达将油供给至车辆的其中需要油循环的变速器或制动装置中的油压力管线。
就混合动力电动车辆(HEV)而言，由于在车辆未行进时引擎是停止的，所以很难将预定压力通过机械油泵供给至变速器。因此，在混合动力电动车辆中使用电动油泵，该电动油泵通过马达供给油。
此电动油泵的扭矩通常分类成依赖于流体体积的液压扭矩和依赖于机械摩擦的摩擦扭矩。一旦摩擦扭矩增大，因为应该补偿由于摩擦引起的损失，所以需要额外的动力并且由此电动油泵的电力损耗增大。
发明内容
因此，发明本发明来解决上述问题，本发明的目的是提供一种能够减小摩擦扭矩的电动泵。具体地，本发明的目的是提供一种电动泵，该电动泵能够减小在泵壳体和转子的摩擦区域中产生的摩擦扭矩。
本发明实现的任务不限于上文提到的任务，并且在以下描述中，本领域的普通技术人员可以理解文中未提到的其他任务。
为了实现上述目的，本发明可以提供一种电动泵，该电动泵包括：马达单元，马达单元包括定子、转子芯以及轴，转子芯设置在定子内侧，轴联接至转子芯；泵单元，泵单元包括内部转子和外部转子，内部转子联接至轴并且在内部转子上形成有外部凸起，外部转子设置在内部转子外侧并且具有内部凸起，内部凸起形成为与外部凸起接合；壳体单元，壳体单元包括马达壳体和泵壳体，马达壳体包含马达单元，泵壳体连接至马达壳体并且在泵壳体中形成有泵容纳部，在泵容纳部中插入有泵单元；以及盖单元，盖单元联接至壳体单元以覆盖泵容纳部，其中，在泵容纳部的底面和盖单元的内部面中沿径向方向通过使用作为边界的内周表面和外周表面形成有彼此分开的进入端口和输出端口，进入端口的基于内周表面的内径小于外部凸起的齿根圆的直径，以及进入端口的基于外周表面的外径大于内部凸起的齿根圆的直径。
优选地，马达壳体和泵壳体可以一体地形成。
优选地，泵壳体可以包括轴孔，轴穿过轴孔。
优选地，从轴孔至进入端口的内周表面形成的内壁的厚度可以为轴孔的直径的15％至25％。
优选地，盖单元可以包括油环槽，油环槽中插入有油环。
优选地，从油环槽至进入端口的外周表面形成的外壁的厚度可以大于或等于油环槽的厚度。
优选地，盖单元可以包括与进入端口连通的进口以及与输出端口连通的出口。
优选地，进口和出口可以面对内部转子和外部转子。
附图说明
通过参照附图详细描述本发明的示例性实施方式，本发明的上述和其他目的、特征以及优势对于本领域的普通技术人员而言将变得更加明显，在附图中：
图1为示出了根据本发明的一个优选实施方式的电动泵的视图；
图2为示出了图1中示出的泵单元的分解立体图；
图3为示出了图2中示出的内部转子和外部转子的齿根圈的视图；
图4为示出了形成在泵容纳部中的进入端口的扩大区域的视图；
图5为示出了形成在盖单元中的进入端口的扩大区域的视图；
图6为示出了形成在泵容纳部中的进入端口的内径的视图；
图7为示出了形成在盖单元中的进入端口的内径的视图；
图8为示出了形成在泵容纳部中的进入端口的外径的视图；以及
图9为示出了形成在盖单元中的进入端口的外径的视图。
具体实施方式
下文中，将参照附图详细描述本发明的示例性实施方式。在结合附图的以下描述和优选实施方式中，将更清楚地理解本发明的目的、具体优势以及新颖特征。并且，详细描述和权利要求中使用的词汇或者术语将不被理解为限制拥有普通意义或字典意义，并且将被理解为基于下述原理具有适于本发明的技术精神的意义和概念：发明人自己能够对术语限定概念从而以最好的方式描述发明人的发明。此外，在描述本发明的详细描述中，将省略对将使本发明的主旨不必要地模糊的相关已知技术的描述。
包括诸如“第一”、“第二”等之类的序数的术语可以用于描述多种部件，但是这些部件不受限于这些术语。这些术语仅出于使一个部件区别于另一个部件的目的而使用。例如，第二部件可以在不脱离本发明的范围的情况下被指定为第一部件。以同样的方式，第一部件可以被指定为第二部件。
图1为示出了根据本发明的一个优选实施方式的电动泵的视图并且图2为示出了图1中示出的泵单元的分解立体图。图1和图2清楚地示出了本发明的主要特征部分从而概念性地和清楚地理解本发明。因此，能够预料到附图的多种改型，并且不需要将本发明的范围限制于附图中示出的具体形状。
共同参照图1和图2，根据本发明的一个优选实施方式的电动泵可以包括马达单元110、泵单元120、壳体单元130以及盖单元140。
马达单元110向泵单元120提供动力并且可以包括定子111、转子芯112以及轴113。
定子111可以沿转子芯112的周缘安装且在定子111与转子芯112之间形成间隙。另外，生成旋转磁场的线圈绕定子111缠绕并且与转子芯112感应电相互作用，由此使转子芯112旋转。一旦转子芯112旋转，则在轴113旋转的同时泵单元120具有动力。此时，轴113可以构造成允许轴的端部延伸到壳体单元130的泵容纳部S中。
同时，马达单元110可以包括逆变器和逆变器驱动部。另外，安装在逆变器中的印刷电路板可以直接连接至三相(U、V、W)端子。
泵单元120插入到形成在壳体单元130中的泵容纳部S中使得动力从马达单元110传输至泵单元以允许泵单元泵送油。此泵单元120可以包括内部转子121和外部转子122。轴113固定地插入到内部转子121的中央部中以将动力从马达单元110直接传输至内部转子。
壳体单元130可以包括马达壳体131(见图1)和泵壳体132(见图1)，马达壳体131包含马达单元110，泵壳体132形成泵容纳部S。泵壳体132可以在马达壳体131的前端处对齐并且设置在马达壳体131的前端处使得轴113的端部位于泵容纳部S处。另外，马达壳体131和泵壳体132可以仅根据功能特征进行分类和描述，并且马达壳体和泵壳体可以是其中两个壳体彼此一体地形成且彼此连接的一个装置。
图3为示出了图2中示出的内部转子和外部转子的齿根圈的视图。
参照图3，外部转子122设置在内部转子121外侧。另外，沿内部转子121的周向方向可以形成有N个外部凸起(lob)121a，且每个外部凸起相对于内部转子的旋转中心在内部转子中沿径向方向向外延伸。同时，在外部转子122中可以形成有N+1个内部凸起122a，并且每个内部凸起在外部转子中沿径向方向向内延伸。此时，内部转子和外部转子可以构造成允许外部凸起121a与内部凸起122a接合。根据内部转子121的旋转，外部转子122以(N+1)/N的速度比旋转。
当内部转子121旋转时，泵单元120具有预定偏心构型，并且由于上述偏心构型，在内部转子121与外部转子122之间形成有空间，油可以输送通过该空间。换言之，当内部转子121旋转时，体积增大的部分由于压力下降而吸入外部油并且体积减小的部分由于压力上升而排出油。所有已知结构可以应用为泵的上述结构，省去对其进一步详细描述。
同时，内部转子121的齿根圆(下文中称作C1)的直径(下文中称作D1)和外部转子122的齿根圆(下文中称作C2)的直径(下文中称作D2)是用于形成泵送空间的标准。
因此，众所周知的是，形成在盖单元140和泵容纳部S中的进入端口10和输出端口20的内周表面11和21以及外周表面12和22分别与C1和C2一致。但是，在本发明中，为了减小摩擦扭矩，将进入端口10扩大以使内部转子121的前面、外部转子122的后面、泵容纳部S以及盖单元140的摩擦面积最小。这是因为，与输出端口20不同，进入端口10不需要保持高压力。
图4为示出了形成在泵容纳部中的进入端口的扩大区域的视图并且图5为示出了形成在盖单元中的进入端口的扩大区域的视图。
分别在壳体单元130和盖单元140中形成有进入端口10和输出端口20以引导流体，从而使流体能够通过泵单元120平滑地进入和排出。如上所述的进入端口10和输出端口20在空间上彼此分开以防止流体因压力差而流动。此时，在泵单元120、壳体单元130以及盖单元140的接触部上产生摩擦减小。因此，摩擦扭矩以与泵单元120、壳体单元130以及盖单元140的接触面积成比例的方式增大。
为了减小泵单元120、壳体单元130和盖单元140的接触面积，在本发明中，如图4所示，形成在壳体单元130中的进入端口10的原始区域可以附加地扩大了由图4中的“Fa”表示的区域。另外，能够附加地使进入端口10的原始区域扩大了由图4中的“Fb”表示的区域。
如图5中所示，附加地，形成在盖单元140中的进入端口10的原始区域可以附加地扩大了由图5中的“Fa”表示的区域。另外，能够附加地使进入端口10的原始区域扩大了由图5中的“Fb”表示的区域。
图6为示出了形成在泵容纳部中的进入端口的内径的视图，并且图7为示出了形成在盖单元中的进入端口的内径的视图。
将参照图6和图7详细描述在进入端口10的内周表面中向内形成的扩大区域Fa的标准。
参照图6和图7，进入端口10可以沿径向方向形成在壳体单元130和盖单元140中并且可以由作为边界的内周表面和外周表面进行限制。此时，进入端口10的基于内周表面11的内径(下文中称作“D3”)可以小于C1的D1。
优选地，假设形成在壳体单元130的中央部上的用于允许轴113穿过的轴孔30与进入端口10的内周表面11之间沿径向方向的距离为内壁的厚度(下文中称作“t1”)，则D3可以构造成允许t1为轴孔30的直径的15％至25％。其目的是允许进入端口10最大地向内扩大并且确保用于支承轴113的结构强度。
图8为示出了形成在泵容纳部中的进入端口的外径的视图，并且图9为示出了形成在盖单元中的进入端口的外径的视图。
将参照图8和图9详细描述从进入端口10的外周表面向外形成的扩大区域Fb的准则。
参照图8和图9，进入端口10可以构造成使得进入端口10的基于外周表面12的外径(下文中称作“D4”)可以大于C2的D2。
优选地，在盖单元140中沿周向方向形成有油环槽40，油环槽40中插入有油环。假设在油环槽40与进入端口10的外周表面12之间沿径向方向的距离为外壁的厚度(下文中称作“t2”)，则D4可以构造成允许t2与油环槽40的厚度t4相同。
同时，在盖单元140中，可以形成有与进入端口10连通的进口(图6中的141)，可以形成有与输出端口20连通的出口(图6中的142)。进口141和出口142可以构造成面对内部转子212和外部转子122。
因为进入端口10的面积如上所述地扩大，所以摩擦区域(图6至图9中的F)减小，使得能够减小摩擦扭矩。因此，在内部转子的前面、外部转子的后面以及壳体单元之间产生的摩擦扭矩可以减小以降低电动泵的电力损耗同时不影响电动泵的性能。另外，能够改进应用本发明的车辆的燃料效率。
根据本发明的一个实施方式，通过使不需要保持高压力的进入端口10的面积扩大而减小了泵壳体、盖单元、内部转子以及外部转子的摩擦面积。因此，本发明的优势在于，摩擦扭矩减小并且电动泵的电力损耗减小。
在上文中，参照附图详细描述了根据本发明的一个优选实施方式的电动泵。
以上详细描述仅描述了本发明的示例性技术精神，本领域的普通技术人员将理解到，在不脱离本发明的本质特征的情况下，多种变形、改型和替代物是可能的。因此，本发明中公开的优选实施方式和附图无意于限制而是描述本发明的精神，并且本发明的技术精神的范围不限于上述实施方式和附图。本发明的保护范围应当通过随附权利要求进行理解，并且等价于权利要求的技术精神应当理解为包含在本发明的权利范围内。

Claims (8)

1.一种电动泵，包括：
马达单元，所述马达单元包括定子、转子芯以及轴，所述转子芯设置在所述定子内侧，所述轴联接至所述转子芯；
泵单元，所述泵单元包括内部转子和外部转子，所述内部转子联接至所述轴并且在所述内部转子上形成有外部凸起，所述外部转子设置在所述内部转子外侧并且具有内部凸起，所述内部凸起形成为与所述外部凸起接合；
壳体单元，所述壳体单元包括马达壳体和泵壳体，所述马达壳体包含所述马达单元，所述泵壳体连接至所述马达壳体并且在所述泵壳体中形成有泵容纳部，在所述泵容纳部中插入有所述泵单元；以及
盖单元，所述盖单元联接至所述壳体单元以覆盖所述泵容纳部，
其中，在所述泵容纳部的底面和所述盖单元的内部面中形成有进入端口和输出端口，且所述进入端口和所述输出端口通过使用作为沿径向方向的边界的内周表面和外周表面彼此分开，
所述进入端口的基于内周表面的内径小于所述内部转子的齿根圆的直径，以及
所述进入端口的基于外周表面的外径大于所述外部转子的齿根圆的直径，
其中，所述输出端口的基于内周表面的内径与所述内部转子的齿根圆的直径相同，
所述输出端口的基于外周表面的外径与所述外部转子的齿根圆的直径相同，
所述进入端口的内径小于所述输出端口的内径，以及
所述进入端口的外径大于所述输出端口的外径。
2.根据权利要求1所述的电动泵，其中，所述马达壳体和所述泵壳体一体地形成。
3.根据权利要求2所述的电动泵，其中，所述泵壳体包括轴孔，所述轴穿过所述轴孔。
4.根据权利要求3所述的电动泵，其中，从所述轴孔至所述进入端口的内周表面形成的内壁的厚度为所述轴孔的直径的15％至25％。
5.根据权利要求2所述的电动泵，其中，所述进入端口和所述内部转子的齿根圆的内侧在轴向方向上具有重叠区域，
所述进入端口和所述外部转子的齿根圆的外侧在轴向方向上具有重叠区域，
其中，所述盖单元包括油环槽，所述油环槽中插入有油环。
6.根据权利要求5所述的电动泵，其中，从所述油环槽至所述进入端口的外周表面形成的外壁的厚度大于或等于所述油环槽的厚度。
7.根据权利要求1所述的电动泵，其中，所述盖单元包括与所述进入端口连通的进口以及与所述输出端口连通的出口。
8.根据权利要求7所述的电动泵，其中，所述进口和所述出口面对所述内部转子和所述外部转子。
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