CN111600431A - 一种电动油泵 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电动油泵，包括电机以及泵体，还包括安装到所述电机和所述泵体之间的齿轮减速机构，所述齿轮减速机构用于将电机输出的转速降低后传递给泵体。本发明可缩小电机的长度，降低成本。

Description

一种电动油泵
【技术领域】
本发明涉及一种电动油泵，尤其适用于汽车领域的电动油泵。
【背景技术】
现有技术中，汽车的电动油泵的电机的转轴直接驱动油泵，为提供足够的动力，电机的尺寸较大，在电动油泵安装空间有限的条件下，会挤压其他组件如油泵控制器的空间，油泵控制器的电路板必须设计为多层，例如六层以上，这影响了电路板的散热，降低EMC性能，也增加了电机以及油泵的成本。
【发明内容】
有鉴于此，有必要提供一种低成本的电动油泵。
本发明提供的一种电动油泵，包括电机以及泵体，还包括安装到所述电机和所述泵体之间的齿轮减速机构，所述齿轮减速机构用于将电机输出的转速降低后传递给泵体。
进一步地，所述齿轮减速机构包括齿轮减速机构壳体，所述齿轮减速机构壳体的轴向的两端分别安装所述电机、所述泵体。
进一步地，所述齿轮减速机构为行星齿轮结构，所述行星齿轮结构包括齿圈、位于齿圈内的太阳轮、分别与齿圈和太阳轮啮合的行星轮以及安装到行星轮的行星架，所述太阳轮套装到所述电机的电机轴的驱动端，所述行星架驱动所述泵体，所述太阳轮与行星轮在电动油泵的径向方向重叠。
进一步地，所述泵体包括安装到所述齿轮减速机构的泵壳、安装到泵壳的泵盖、收容在泵壳内的内转动体和外转动体以及泵轴，所述内转动体内接于所述外转动体，且在两者之间形成闭塞的多个空间，内转动体的中心偏离外转动体的中心，所述泵轴的一端安装到所述泵盖，另一端伸入到所述内转动体内，所述内转动体可相对所述泵轴转动。
进一步地，所述齿轮减速机构为行星齿轮结构，所述行星齿轮结构包括齿圈、位于齿圈内的太阳轮、分别与齿圈和太阳轮啮合的行星轮以及安装到行星轮的行星架，所述行星架的一端伸出所述齿轮减速机构之外安装到所述内转动体内，行星架可驱动所述内转动体转动。
进一步地，所述泵盖内的底部形成有安装件，所述泵轴的一端置于所述安装件内；所述安装件将所述泵盖内部分隔成第一内腔、第二内腔，所述第一内腔、第二内腔分别与泵盖上的进口、出口连通。
进一步地，所述内转动体的外周面形成若干外齿，所述外转动体的内周面形成齿数较内转动体的外齿齿数多一个的内齿。
进一步地，所述电动油泵还包括安装到所述电机的控制器，所述控制器与所述电机电连接。
进一步地，所述控制器包括控制器壳体、安装到控制器壳体的散热器以及电路板，所述电路板安装在所述控制器壳体和所述散热器之间形成的容纳腔内并沿电动油泵的轴向延伸，所述电路板的靠近所述电机的一端设有连接器，所述连接器的端子伸出所述控制器壳体之外与所述电机的连接端子电连接。
进一步地，所述电机的电机壳体具有供所述连接端子伸出的电机端子座，所述控制器壳体具有供所述端子伸出的控制器端子座，所述电机端子座与所述控制器端子座对接，且两者之间设一密封件。
进一步地，所述电路板为双层电路板，所述双层电路板的正面和/或反面设有电子元件。
进一步地，所述电机的电机壳体具有两个相对的第一安装孔，所述齿轮减速机构的齿轮减速机构壳体具有两个相对的第二安装孔，所述散热器的靠近所述电机的一端具有两个相对的第三安装孔，所述第一安装孔、第二安装孔以及第三安装孔内安装有轴向连接件从而将所述控制器、电机以及齿轮减速机构安装在一起。
进一步地，所述电机包括电机壳体、安装到电机壳体内的定子以及安装到定子内的转子，所述电机壳体为一注塑壳体，所述定子包括定子磁芯，所述电机还包括位于定子磁芯外侧的沿电机轴向延伸的金属管，所述注塑壳体包覆成型在所述定子两端和所述金属管的外周面，所述金属管具有轴向的连接通孔供轴向连接件穿过。
进一步地，所述电机包括两根所述金属管，所述两根金属管位于所述定子磁芯的两侧；所述电机包括安装到所述注塑壳体的一端的端盖板，所述端盖板具有两个安装孔分别与所述两根金属管的连接通孔对齐以供轴向连接件穿过。
本发明通过在电机和泵体之间设置齿轮减速机构，从而提升输出至泵体的扭矩，可缩小电机的尺寸，从而可以在电动油泵限定的安装空间下适当增大控制器的体积，进而可以有效增加控制器内的电路板的尺寸，减小电路板的层数，改善电路的板散热效果以及EMC性能，降低电动油泵的成本。
【附图说明】
图1为本发明一实施例提供的一种电动油泵的结构示意图；
图2是图1所示电动油泵的爆炸示意图；
图3是图1所示电动油泵的电机的结构示意图；
图4是图1所示电动油泵的电机的另一角度的结构示意图；
图5是图1所示电动油泵的齿轮减速机构的爆炸示意图；
图6是图1所示电动油泵的泵体的结构示意图；
图7是图1所示电动油泵的齿轮减速机构和泵体的剖视示意图；
图8是图6所示泵体的泵盖的结构示意图；
图9是图1所示电动油泵的控制器的结构示意图。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
参考图1，本发明一实施例中，电动油泵100应用于汽车的变速箱。该电动油泵100包括电机10、泵体50、安装到电机10和泵体50之间的齿轮减速机构30以及安装到电机10的控制器70。控制器70、电机10、齿轮减速机构30以及泵体50沿同一个方向如电机轴向顺次安装。控制器70与电机10电连接，用于接收外部控制信号以控制电机10工作，电机10用于驱动齿轮减速机构30，齿轮减速机构30用于将电机10输出的转速降低后传递给泵体50，从而驱动泵体50工作。
本发明通过设置齿轮减速机构30提升输出至所述泵体50的扭矩，可缩小电机10的尺寸，从而可以在电动油泵100限定的安装空间内适当增大控制器70的体积。此外，齿轮减速机构30位于电机10与泵体50之间，可以简化齿轮减速机构30的结构及安装。
参考图2、图3和图4，电机10为一无刷电机。电机10包括电机壳体11、安装到电机壳体11内的环状的定子12、安装到定子12内的转子(图上未示出)。定子12包括定子磁芯122。金属管13位于定子磁芯122的外侧并沿电机10的轴向延伸。金属管13具有轴向的连接通孔供轴向连接件21例如螺栓穿过。电机壳体11为一注塑壳体。注塑壳体通过注塑工艺包覆成型在定子12的两端以及两根金属管13的外周面，且注塑壳体只包覆定子磁芯122的一部分外周面，方便电机10散热。轴向连接件21将电机控制器70、电机10、齿轮减速机构30以及泵体50沿轴向固定在一起。金属管13的设置可以保证电机10安装及工作时不受温度影响，减少电机10工作时的震动或噪音。
本实施例中，电机10包括两根金属管13。两根金属管13位于定子磁芯122的两侧。电机10包括安装到注塑壳体的一端的端盖板14。端盖板14具有两个安装孔分别与两根金属管13的连接通孔对齐以供轴向连接件21穿过。电机壳体11的远离端盖板14的一端具有供定子12的连接端子121伸出的电机端子座111。
转子包括电机轴15。电机轴15的两端分别从定子12的两端伸出，并分别被安装到端盖板14的第一轴承16、安装到电机壳体11一端的第二轴承17支撑，以使转子可相对定子12转动。电机轴15的靠近端盖板14的一端为驱动端。电机轴15的驱动端与齿轮减速机构30连接。
参考图2、图5和图7，齿轮减速机构30包括齿轮减速机构壳体31。齿轮减速机构壳体31安装到电机10，泵体50安装到齿轮减速机构壳体31。齿轮减速机构壳体31的朝向端盖板14的一端具有凹腔312。齿轮减速机构壳体31具有两个相对的第二安装孔311以供安装轴向连接件21将齿轮减速机构30固定至电机10，所述齿轮减速机构壳体31还具有若干通孔，供紧固件22穿过以将齿轮减速机构30固定至泵体50。
齿轮减速机构30为行星齿轮结构。行星齿轮结构包括安装到齿轮减速机构壳体31的凹腔312内的齿圈32、位于齿圈32内的太阳轮33、分别与齿圈32和太阳轮33啮合的行星轮34以及安装到行星轮34的行星架35。太阳轮33固定套装到电机轴15的驱动端，从而电机轴15驱动太阳轮33转动。行星架35与泵体50连接，用于驱动泵体50。太阳轮33与行星轮34在电动油泵100的径向方向部分重叠。当电机轴15驱动太阳轮33转动时，太阳轮33驱动行星轮34转动，行星轮34的转动带动行星架35转动，行星架35驱动泵体50，从而实现将电机10的转矩提高后传递给泵体50以驱动泵体50工作。行星轮34为多个，沿齿圈32的周向间隔分布。本实施例中，行星轮34为三个。
本实施例中，主动轮例如太阳轮33与被动轮例如行星轮34在电动油泵100的径向方向重叠，从而缩短电动油泵100的轴向长度。
具体的，行星架35包括第一连接部351以及形成在第一连接部351一端的沿第一连接部351的周向间隔设置的多个第二连接部352。第一连接部351的一端从凹腔312的底部穿过并伸出齿轮减速机构30之外安装到泵体50内。多个第二连接部352分别通过连接件36安装到多个行星轮34。第二连接部352的数量与行星轮34的数量相等。本实施例中，第二连接部352为三个。
参考图2、图6-图8，泵体50包括安装到齿轮减速机构壳体31的泵壳51、安装到泵壳51的泵盖52、收容在泵壳51内的内转动体54以及外转动体53，齿轮减速机构壳体31也作为泵体50的端盖。
泵盖52具有进口522和出口521，泵盖52内的底部形成有截面概呈环形的安装件523，泵轴55的一端置于安装件523内。安装件523将泵盖52内部分隔成第一内腔524、第二内腔525。第一内腔524、第二内腔525分别与泵盖52上的进口522、出口521连通。泵轴55的另一端伸入到内转动体54内，内转动体54在第一连接部351的驱动下转动。泵盖52、泵壳51和齿轮减速机构壳体31通过紧固件22例如螺栓等安装在一起。
内转动体54具有轴孔541。轴孔541的第一端的截面形状与第一连接部351的形状匹配，如均为长圆形。第一连接部351固定安装到轴孔541的第一端。轴孔541的第二端安装有第三轴承56，泵轴55的另一端伸入到第三轴承56内，从而内转动体54可相对泵轴55转动。
内转动体54的外周面形成若干外齿，外转动体53的内周面形成齿数较内转动体54的外齿齿数多一个的内齿，所述内转动体54内接于外转动体53，且在内外转动体之间形成闭塞的多个空间531。本实施例中，外转动体53上设有6个齿，内转动体54上设有5个齿，内转动体54的中心偏离外转动体53的中心。其他实施方式中，齿的数量还可以为其他值。
电机10转动驱动齿轮减速机构30，行星轮34的转动带动行星架35转动，第一连接部351进而驱动内转动体54转动，内转动体54的外齿与外转动体53的内齿啮合，并且外转动体53向同一方向跟随内转动体54转动。在外转动体53与内转动体54之间形成的闭塞的多个空间531的容积发生变化，容积变大的空间成为吸油区，容积减小的空间变成出油区，随着泵体50的工作，将油液等流体从进口吸入并从出口喷出
参考图2和图9，控制器70包括控制器壳体71、安装到控制器壳体71的散热器72以及电路板(PCB)73。PCB73安装在控制器壳体71和散热器72之间形成的容纳腔内并沿电动油泵100的轴向延伸。散热器72用于对PCB73进行散热。PCB73的一侧设有电源端子732，控制器壳体71上设有电源端子座712，电源端子732嵌设于电源端子座712的插孔713中，从而实现与外部电源连接。
PCB73的靠近电机10的一端设有连接器74，连接器74的端子741伸出控制器壳体71之外与电机10的连接端子121电连接，从而实现控制器70与电机10的电连接。控制器壳体71的靠近电机10的一端具有供端子741伸出的控制器端子座711，电机端子座111与控制器端子座711对接，且两者之间设一密封件23，对端子741和连接端子121起到密封作用。
PCB73为双层电路板，双层电路板的正面和/或反面设有电子元件，本发明通过在泵体50与电机10之间设置齿轮减速机构30，可以减小电机10的轴向尺寸，可适当增大PCB轴向尺寸，进一步采用集成度更高的芯片，减少电子元件的数量，降低成本，改善散热性能。
散热器72和控制器壳体71之间设有密封圈75，起到密封作用。
本实施例中，散热器72的靠近电机10的一端具有两个相对的第三安装孔721，轴向连接件21例如螺栓穿过齿轮减速机构壳体31的第二安装孔311、电机壳体11的第一安装孔112、散热器72的第三安装孔721从而将控制器70、电机10以及齿轮减速机构30沿电动油泵100的轴向安装在一起，安装方便，易于组装。电机10的第一安装孔112由端盖板14的安装孔以及金属管13的连接通孔形成。本实施例中，轴向连接件21为两个，在具体安装时，将其中一个轴向连接件21从第三安装孔721穿入，穿过第一安装孔112后安装到第二安装孔311，另外一个轴向连接件21从第二安装孔311穿入，穿过第一安装孔112后安装到第三安装孔721，两个轴向连接件21从相反方向安装，可增强安装强度。
散热器72的靠近电机10的一端具有轴承安装孔722。电机10的第二轴承17以及电机轴15的靠近散热器72的一端容置于轴承安装孔722内，结构紧凑。
散热器72的朝向PCB73的一面具有凹位723，靠近散热器72的电子元件容置于凹位723内，以增强散热效果。
本发明的实施例在电动油泵100安装空间限定的条件下，使电机10通过齿轮减速机构30驱动泵体50实现泵体50的功能，将电机10的轴向尺寸可以从例如60mm减小到35mm(减小40％左右)，进而可以有效增加电路板73的尺寸，可以使电路板73的尺寸增加30％，电路板73可以从6层减小到2层，改善散热效果，改进EMC性能。较佳的，电机10的控制使用无传感器控制法，进一步减少元器件的数量，降低电机10的成本。
以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，如对各个实施例中的不同特征进行组合等，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种电动油泵，包括电机以及泵体，其特征在于：还包括安装到所述电机和所述泵体之间的齿轮减速机构，所述齿轮减速机构用于将电机输出的转速降低后传递给泵体。
2.根据权利要求1所述的电动油泵，其特征在于：所述齿轮减速机构包括齿轮减速机构壳体，所述齿轮减速机构壳体的轴向的两端分别安装所述电机、所述泵体。
3.根据权利要求1或2所述的电动油泵，其特征在于：所述齿轮减速机构为行星齿轮结构，所述行星齿轮结构包括齿圈、位于齿圈内的太阳轮、分别与齿圈和太阳轮啮合的行星轮以及安装到行星轮的行星架，所述太阳轮套装到电机的电机轴的驱动端，所述行星架驱动所述泵体，所述太阳轮与行星轮在电动油泵的径向方向重叠。
4.根据权利要求1所述的电动油泵，其特征在于：所述泵体包括安装到所述齿轮减速机构的泵壳、安装到泵壳的泵盖、收容在泵壳内的内转动体和外转动体以及泵轴，所述内转动体内接于所述外转动体，且在两者之间形成闭塞的多个空间，内转动体的中心偏离外转动体的中心，所述泵轴的一端伸入到所述泵盖，另一端伸入到所述内转动体内，所述内转动体可相对所述泵轴转动。
5.根据权利要求4所述的电动油泵，其特征在于：所述齿轮减速机构为行星齿轮结构，所述行星齿轮结构包括齿圈、位于齿圈内的太阳轮、分别与齿圈和太阳轮啮合的行星轮以及安装到行星轮的行星架，所述行星架的一端伸出所述齿轮减速机构之外安装到所述内转动体内，行星架驱动所述内转动体转动。
6.根据权利要求4所述的电动油泵，其特征在于：所述泵盖内的底部形成有安装件，所述泵轴的一端置于所述安装件内；所述安装件将所述泵盖内部分隔成第一内腔、第二内腔，所述第一内腔、第二内腔分别与泵盖上的进口、出口连通。
7.根据权利要求4所述的电动油泵，其特征在于：所述内转动体的外周面形成若干外齿，所述外转动体的内周面形成齿数较内转动体的外齿齿数多一个的内齿。
8.根据权利要求1所述的电动油泵，其特征在于：所述电动油泵还包括安装到所述电机的控制器，所述控制器与所述电机电连接。
9.根据权利要求8所述的电动油泵，其特征在于：所述控制器包括控制器壳体、安装到控制器壳体的散热器以及电路板，所述电路板安装在所述控制器壳体和所述散热器之间形成的容纳腔内并沿电动油泵的轴向延伸，所述电路板的靠近所述电机的一端设有连接器，所述连接器的端子伸出所述控制器壳体之外与所述电机的连接端子电连接。
10.根据权利要求9所述的电动油泵，其特征在于：所述电机的电机壳体具有供所述连接端子伸出的电机端子座，所述控制器壳体具有供所述端子伸出的控制器端子座，所述电机端子座与所述控制器端子座对接，且两者之间设一密封件。
11.根据权利要求9所述的电动油泵，其特征在于：所述电路板为双层电路板，所述双层电路板的正面和/或反面设有电子元件。
12.根据权利要求9所述的电动油泵，其特征在于：所述电机的电机壳体具有两个相对的第一安装孔，所述齿轮减速机构的齿轮减速机构壳体具有两个相对的第二安装孔，所述散热器的靠近所述电机的一端具有两个相对的第三安装孔，所述第一安装孔、第二安装孔以及第三安装孔内安装有轴向连接件从而将所述控制器、电机以及齿轮减速机构安装在一起。
13.根据权利要求1所述的电动油泵，其特征在于：所述电机包括电机壳体、安装到电机壳体内的定子以及安装到定子内的转子，所述电机壳体为一注塑壳体，所述定子包括定子磁芯，所述电机还包括位于定子磁芯外侧的沿电机轴向延伸的金属管，所述注塑壳体包覆成型在所述定子两端和所述金属管的外周面，所述金属管具有轴向的连接通孔供轴向连接件穿过。
14.根据权利要求13所述的电动油泵，其特征在于：所述电机包括两根所述金属管，所述两根金属管位于所述定子磁芯的两侧；所述电机包括安装到所述注塑壳体的一端的端盖板，所述端盖板具有两个安装孔分别与所述两根金属管的连接通孔对齐以供轴向连接件穿过。
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