CN107869485A - 泵系统 - Google Patents

Abstract

泵系统(100)包括：金属流路壳体(10)，包括构造成抽吸流体的抽吸部(13)以及构造成输送被抽吸流体的排出部(12)；以及树脂电机壳体(20)，构造成驱动泵转子(22)，泵转子以与流路壳体配合和连接的状态存在于流路壳体内，其中流路壳体包括第一配合部(16)和第一凸缘部(17)，第一配合部具有圆柱形内周表面，第一凸缘部与成为内周表面的中心的中心轴线垂直，并且电机壳体包括具有柱形外周表面的第二配合部(23)以及第二凸缘部(24)，在第二配合部的外周表面上形成有多个突起(25)。

Description

泵系统

技术领域

本发明涉及泵系统，在该泵系统中，流体流过的流路壳体与驱动流路壳体内的泵转子的电机壳体彼此连接。

背景技术

作为向车辆的发动机供应冷却水的泵系统的例子，JP 2008-025538A(参考文献1)公开了一种技术，其中流路壳体(称为参考文献1中的泵壳)附接到构成电机单元的电机壳体(称为参考文献1中的电机壳体)，并且具有多个叶轮的泵转子容纳在流路壳体中。

在参考文献1中，提供一端由电机壳体支撑而另一端由流路壳体支撑的轴，并且转子单元可转动地安装在该轴上。泵转子通过向转子单元提供永磁体并在转子单元的端部位置处提供多个叶轮来构造。

另外，在参考文献1中，考虑到其附图，通过使得形成在电机壳体和流路壳体上的凸缘部彼此抵接并且使得形成在凸缘部的外周上的配合部彼此配合而使电机壳体和流路壳体彼此连接。

在参考文献1所述的水泵中，流路壳体由树脂形成，并且配合到流路壳体的电机壳体的部分由树脂形成。即使在具有这种配合结构的构造中，由于配合结构都由树脂材料形成，因此难以保持高的配合精度。

因此，在轴的一端由电机壳体支撑而另一端由流路壳体支撑的构造中，还考虑到的是，轴向对中精度可能劣化。

为了解决这些问题，其中流路壳体和电机壳体以与参考文献1相同的方式由金属材料形成并彼此配合的结构是有效的。然而，当考虑绝缘性能或制造成本时，需要使用用于电机壳体的树脂材料。

因此，需要这样的泵系统，在该泵系统中，树脂材料被用于电机壳体，并且电机壳体和流路壳体以高的精度彼此配合和连接。

发明内容

根据本发明一个方面的泵系统的特征在于，泵系统包括：金属流路壳体，包括构造成抽吸流体的抽吸部以及构造成输送被抽吸流体的排出部；以及树脂电机壳体，构造成驱动泵转子，泵转子以与流路壳体配合和连接的状态存在于流路壳体内，其中，流路壳体包括第一配合部和第一凸缘部，第一配合部具有圆柱形内周表面，第一凸缘部与成为内周表面的中心的中心轴线垂直，电机壳体包括具有配合在第一配合部中的柱形外周表面的第二配合部以及与第一凸缘部连接的第二凸缘部，在第二配合部的外周表面上，多个突起形成为突起到突起的直径大于第一配合部的内周表面的内径的位置，并且第一配合部和第二配合部在其中垫圈被夹置在第一凸缘部与第二凸缘部之间的状态下彼此连接。

利用这种结构，在其中执行将电机壳体的第二配合部配合到流路壳体的第一配合部中的操作的情况下，由于第一配合部由金属形成并且第二配合部由树脂形成，因此在从第二配合部的外周表面突出的多个突起中，其直径大于第一配合部的内周表面的直径的部分被刮擦或压碎，使得突起与第一配合部的内周表面紧密接触。也即，即使在第一配合部的内周表面与第二配合部的外周表面之间存在间隙，也可在多个突起中的一些突起中填充有间隙。结果，即使第一凸缘部和第二凸缘部在其中垫圈夹置在它们之间的状态下彼此连接，也可在抑制第一配合部与第二配合部之间的响声的状态下进行实现连接。

因此，泵系统被构造成其中电机壳体和流动路径壳体以高精度彼此配合和连接，而电机壳体由树脂材料形成。

在本公开的方面中，在第一配合部与第二配合部彼此配合的状态下，多个突起可被压在第一配合部的内表面上。

利用这种结构，在其中第一配合部与第二配合部彼此配合的状态下，多个突起在第一配合部的内周表面与第二配合部的外周表面之间以被按压的状态存在。因此，由于间隙填充被按压的突起，因此实现良好的连接状态而不发出响声。

在本公开的方面中，第二凸缘部具有凹部，当沿着所述中心轴线的方向观察时，凹部在第二凸缘部的围绕突起的连接表面的区域中形成为凹形。

利用这种结构，当执行将电机壳体的第二配合部配合到流路壳体的第一配合部的动作时，即使突起的一部分被第一配合部刮掉而形成细小的树脂片，由于树脂片被容纳在凹部中，因此能够抑制使得树脂片夹在第一凸缘部与第二凸缘部的抵接面之间的问题。

在本公开的方面中，突起可设置在多个紧固部分附近，在紧固部分中第一凸缘部和第二凸缘部通过螺栓彼此紧固。

利用这种构造，当第一凸缘部和第二凸缘部通过多个螺栓彼此紧固时，通过螺栓的紧固力将强力施加到突起，从而能够转换到连接状态。

附图说明

从以下参考附图考虑的详细描述中，本公开的前述和附加特征和特点将变得更加明显，附图中：

图1是泵系统的局部剖切侧视图；

图2是泵系统的分解侧视图，泵系统的一部分以横截面示出；

图3是示出第二凸缘部、第二配合部、突起片等的构造的视图；

图4是示出第一凸缘部、第一配合部等的构造的视图；

图5是示出突起片和凹部的形状的立体图；并且

图6是示出在其中第一配合部和第二配合部彼此配合的状态下的突起的状态的剖视图。

具体实施方式

在下文中，将基于附图描述本文公开的实施例。

[基本构造]

如图1所示，泵系统100通过配合和连接金属流路壳体10和树脂电机壳体20来构造，该金属流路壳体10连接到发动机1的底壁，以使经由软管2从散热器等返回的冷却水(流体的实例)返回到发动机1，树脂电机壳体20构造成驱动流路壳体10内的泵单元P并将电动机M容纳于其中。

在泵系统100中，当操作发动机1时，泵单元P的泵转子22被容纳在电机壳体20中的电动机M的驱动力驱动，使得冷却水的循环以这样的形式实现，即，将冷却水从散热器等抽吸到流路壳体10中并将冷却水返回到发动机1的水套。

[流路壳体]

如图1和图2所示，流路壳体10包括其中形成有用于输送冷却水的流路空间的流路壳体本体11。流路壳体本体11在其基端侧整体形成有与发动机1的底部连接的排出部12，并且在其外端侧设有软管2与其连接的抽吸部13。

在泵系统100中，由于泵单元P形成为离心式，因此在流路壳体本体11上形成有以中心轴线X为中心的圆形泵室11a，并且形成排出流路11b以从泵室11a的外周向排出部12延伸。

连接部14在排出部12上形成为凸缘形状，以将流路壳体本体11连接到发动机1。当连接部14通过连接螺栓3连接到发动机1时，排出部12的排出流路11b与发动机1的水套连通。

此外，抽吸部13形成为圆柱形，通过沿着中心轴线X的方向固定螺栓4而固定在流路壳体本体11上。结果，抽吸部13和泵室11a彼此连通。此外，支撑部15与中心轴线X同轴地形成流路壳体本体11内，以支撑泵转子22的转子轴21的轴向端。此外，抽吸部13可与流路壳体10整体形成。

在泵系统100中，转子轴21固定地安装在电机壳体20中，并且与电机转子整体形成的电机转子(未示出)和泵转子22相对于转子轴21可旋转地被支撑。此外，代替这种结构，泵系统100可构造成使得转子轴21设置成由电动机M驱动，并且泵转子22与转子轴21整体地旋转。

具体地，如图4所示，流路收纳体11包括第一配合部16和第一凸缘部17，该第一配合部16具有以中心轴线X为中心的圆形截面形状的圆柱形内周表面，该第一凸缘部17具有与内周表面的中心轴线X垂直的第一连接表面17S。在第一凸缘部17中形成有多个(本实施例中为四个)螺纹孔部17a。

四个螺纹孔部17a形成在以中心轴线X为中心的圆周等分成四个部分(围绕中心轴线X的360度通过90度划分的位置)的位置处。

此外，在第一凸缘部17的第一连接表面17S中形成有具有以中心轴线X为中心的圆形形状的密封槽17G，并且在其中配合有由柔性材料(例如橡胶或树脂)形成的环形垫圈6。这里使用的垫圈6的尺寸被设计成从第一连接表面17S略微突起。

[电机外壳]

如图1至图3所示，电机壳体20将电动机M容纳于其中，并且包括与中心轴线X同轴设置的转子轴21。泵转子22由转子轴21支撑，并且在泵转子22上形成有多个叶轮22a。

电机壳体20设置有第二配合部23和第二凸缘部24，该第二配合部23具有以中心轴线X为中心的柱形并且具有以中心轴线X为中心的柱形外周表面，从而可配合到第一配合部16，第二凸缘部24具有与中心轴线X垂直的第二连接表面24S。在第二凸缘部24中形成有多个(在本实施例中为四个)螺栓插入孔24a。

此外，四个螺栓插入孔24a形成在转子轴21周围的周缘被等分成四个部分以与四个螺纹孔部17a对应的位置处。

如图3所示，在第二配合部23的外周表面上，在将中心轴线X与各螺栓插入孔24a互连的假想直线上形成有多个(四个)薄板形状的突起片25(例如突起)。突起片25形成为突出到突起片25的直径大于第一配合部16的内周表面的内径的位置。也即，基于中心轴线X的每个突起片25的突起端的突起距离D被设定为比第一配合部16的内周表面的半径R更大的值，如图4所示。

如图2所示，与第二配合部23的沿着中心轴线X方向的配合距离L(配合边缘)相比，突起片25从第二连接表面24S开始的区域长度N被设定为比配合距离L更小的值。另外如图4所示，基于中心轴线X的突起片25的突起端突起的距离D被设定为比位于第一连接表面17S中以中心轴线X为中心的圆形形状的密封槽17G的内部位置的槽半径E充分小的值。特别地，从第一配合部16到密封槽17G的内部位置的偏移距离Q比区域长度N更长。

另外，如图3和图5所示，在第二凸缘部24的第二连接表面24S中，当沿着中心轴线X的方向观察时，在围绕突起片25的区域中形成有凹部26。特别地，由于突起片25与电机壳体20整体形成，突起片25也由树脂材料形成。

如图1所示，在其中第二配合部23配合于第一配合部16并通过紧固螺栓5连接的状态下，泵单元P由的泵转子22和泵转子22设置于其中的泵室11a构成。稍后将描述该配合连接的细节。

电机壳体20包括设置在第二凸缘部24的外端上的连接器部分27。此外，设置盖体28以覆盖电机壳体20，并且凸缘状连接本体28a一体地形成在盖体28上以与第二凸缘部24的外表面侧重叠。连接本体28a具有孔部28b，孔部28b形成在孔部分28b与第二凸缘部24中的螺栓插入孔24a重叠的位置处。

[配合连接]

当第一配合部16和第二配合部23彼此配合并连接时，执行将泵转子22设置在电机壳体20中、将盖体28设置在其覆盖电机壳体20的位置、以及将第二配合部23的外周表面插入第一配合部16的内周表面的操作。

在操作期间，通过将紧固螺栓5从连接本体28a的孔部分28b穿过第二凸缘部24中的螺栓插入孔24a插入紧固螺栓5中、并将紧固螺栓5拧入第一凸缘部17的螺纹孔部17a中执行紧固操作。

当执行紧固操作时，在第二配合部23沿着中心轴线X的方向插入的方向上，电机壳体20相对于第一配合部16发生位移。通过该位移，从第一配合部16的开口向外突起的多个(四个)突起片25的一部分与第一配合部16的开口边缘接触，从而被刮擦并同时被按压(压碎)。由此，如图6所示，第一配合部16的内周表面与第二配合部23的外周表面之间的间隙由突起片25填充。

在该紧固操作中，例如通过等同地操作四个紧固螺栓5，即使在其中在第一配合部16的内周表面与第二配合部23的外周表面之间存在间隙的状态下，也可消除使得转子轴21相对于中心轴线X倾斜的问题或者使转子轴21具有其中转子轴21偏离中心轴线X的位置关系的问题。因此转子轴21在突出侧的轴向端部精确地配合在流路壳体10的支承部15内。

此外，当如上所述地改变突起片25的形状时，突起片25可被第一配合部16的开口边缘部分地刮擦以形成细小的树脂片，并且细小的树脂片可容纳在凹部26中。结果，可消除使得细小树脂片夹置在第一连接表面17S与第二连接表面24S之间的问题。

如上所述，由于例如偏移距离Q比区域长度N长，因此即使在由第一配合部16的开口边缘刮掉的突起片25的树脂在没有被切割的情况下沿着垫片6的方向以长片状态落下的情况下，长片状态的树脂也不与垫圈6接触，并且密封性不会受损，因为长片状态的树脂的最大长度为区域长度N。

通过继续进行紧固操作，第二连接表面24S进入其中第二连接表面24S抵接在第一连接表面17S上并且垫片6夹置在其间的状态，由此实现密封状态。此外，盖体28的连接本体28a通过紧固操作而压靠第二凸缘部24的外表面侧，使得盖体28覆盖电机壳体20。

如上所述，在其中第二配合部23配合于第一配合部16的状态下，即使在第一配合部16的内周表面与第二配合部16的外周表面之间存在间隙的情况下，变形的突起片25也可靠地与第一配合部16的内周表面接触，以使流路壳体10和电机壳体20保持为预定的适当位置关系。

(其他实施例)

除了上述实施例之外，本公开可采用如下的其他构造(具有与实施例中相似功能的部件被给予与实施例中相同的附图标记)。

(a)突起片25(例如突起)的数量被设定为3个或4个或更多个。虽然理想的是，通过设定上述数量的构造，所有突起片25都设置在与紧固螺栓5的紧固部分相对应的位置处，紧固螺栓5将第一凸缘部17与第二凸缘部24彼此连接，一些突起片25可设置在与紧固位置间隔开的位置。

(b)突起片25(例如突起)的板厚可被设定为朝向第二连接表面24S更厚，或者突起片25的基于第二配合部23的外圆周表面的突起量23可被设定为朝向第二连接表面24S更大。当以这种方式形成突起片25时，可产生更好的配合状态。

本公开可用在其中电机壳体连接到流路壳体的泵系统中。

在前面的说明书中已描述了本发明的原理、优选实施例和操作模式。然而，旨在保护的本发明不应被解释为限于所公开的特定实施例。此外，本文描述的实施例应当被认为是说明性的而不是限制性的。在不脱离本发明的精神的情况下，可由其他人进行变化和改变并采用等同物。因此，明确旨在的是，本发明包括落在如权利要求书所限定的本发明的精神和范围内的所有这些变化、改变和等同物。

Claims (4)

1.一种泵系统(100)，包括：

金属流路壳体(10)，包括构造成抽吸流体的抽吸部(13)以及构造成输送被抽吸流体的排出部(12)；以及

树脂电机壳体(20)，构造成驱动泵转子(22)，所述泵转子以与所述流路壳体配合和连接的状态存在于所述流路壳体内，

其中所述流路壳体包括第一配合部(16)和第一凸缘部(17)，所述第一配合部具有圆柱形内周表面，所述第一凸缘部与成为所述内周表面的中心的中心轴线垂直，

所述电机壳体包括具有配合在所述第一配合部中的柱形外周表面的第二配合部(23)以及与所述第一凸缘部连接的第二凸缘部(24)，并且在所述第二配合部的外周表面上，多个突起(25)形成为突出到所述突起的直径大于第一配合部的内周表面的内径的位置，并且

所述第一配合部和所述第二配合部在其中垫圈被夹置在所述第一凸缘部与所述第二凸缘部之间的状态下彼此连接。

2.根据权利要求1所述的泵系统，其中，所述多个突起在其中所述第一配合部与所述第二配合部相互配合的状态下被按压在所述第一配合部的内表面上。

3.根据权利要求1或2所述的泵系统，其中，所述第二凸缘部具有凹部(26)，当沿着所述中心轴线的方向观察时，所述凹部在所述第二凸缘部的围绕所述突起的连接表面的区域中形成为凹形。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的泵系统，其中，所述突起设置在多个紧固部分附近，在所述多个紧固部分中所述第一凸缘部与所述第二凸缘部通过螺栓(5)彼此紧固。