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Die vorliegenden Lehren beziehen sich auf einen bürstenlosen Motor und eine elektrische Pumpe.
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Mit einem bürstenlosen Motor wird eine magnetische anziehende Kraft zwischen jedem Zahn eines Stators und einem Rotor erzeugt, und der Rotor wird durch die magnetische anziehende Kraft gedreht. Zum Erzeugen einer geeigneten magnetischen anziehenden Kraft zwischen jedem Zahn und dem Rotor muss jeder Zahn geeignet in Bezug auf den Rotor positioniert sein. Die
japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2002-291190 offenbart eine Technik zum Anordnen jedes Zahns an einer geeigneten Position in Bezug zu einem Rotor. Ein bürstenloser Motor, der in der
japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2002-291190 beschrieben ist, enthält einen gewundenen Kern, wobei ein Isolationselement auf einer Seitenoberfläche von jedem Zahn des Kerns angeordnet ist. Wenn der gewundene Kern gebogen wird und zu einer ringförmigen Form geformt wird, stoßen die Isolationselemente, die auf den Seitenoberflächen der Zähne angeordnet sind, gegeneinander und die Zähne werden dadurch positioniert. Entsprechend wird jeder Zahn geeignet in Bezug auf den Rotor positioniert.
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Eine Richtung einer magnetischen anziehenden Kraft, die zwischen dem Rotor und jedem Zahn erzeugt wird, ist näherungsweise konsistent zu einer radialen Richtung eines Rotors. Da die Zähne in Bezug auf die radiale Richtung des Rotors geneigt sind, wenn der Motor einen flachen Querschnitt hat, wirken daher Biegemomente auf die Zähne aufgrund der magnetischen anziehenden Kraft (d. h. Kraft in der radialen Richtung), die zwischen den Zähnen und dem Rotor erzeugt wird. Da das Biegemoment, das auf einen Zahn wirkt, periodisch mit der Rotation des Rotors variiert, kann eine Biegevibration am Zahn erzeugt werden. Eine Technik, die in der
japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2002-291190 beschrieben ist, betrifft einen Rotor mit einem kreisförmigen Querschnitt und versagt daher dabei, zu berücksichtigen, dass ein Biegemoment auf Zähne wirken kann. Als Folge ist die Technik nicht in der Lage, eine Biegevibration der Zähne zu verringern, die in einem Rotor mit einem flachen Querschnitt erzeugt wird.
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Die vorliegenden Lehren sehen eine Technik vor, die in der Lage ist, das Erzeugen von Biegevibration auf einem Zahn aufgrund eines Biegemoments, das auf den Zahn wirkt, zu vermeiden.
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Ein bürstenloser Motor, der in der vorliegenden Beschreibung offenbart ist, enthält einen Rotor und einen Stator, der außerhalb des Rotors angeordnet ist. Der Stator enthält einen ersten Kern und einen zweiten Kern, der dem ersten Kern gegenüberliegt, wobei der Rotor zwischen dem ersten Kern und dem zweiten Kern angeordnet ist. Sowohl der erste Kern als auch der zweite Kern enthalten einen U-Phasenzahn, einen V-Phasenzahn und einen W-Phasenzahn, von denen sich jeder parallel zueinander erstreckt und eine Spitze aufweist, die dem Rotor gegenüberliegt. Der bürstenlose Motor enthält ferner: ein erstes nicht-magnetisches Element, das einen Zahn, der sich an einem Ende des ersten Kerns befindet, mit einem Zahn, der sich an einem anderen Ende des zweiten Kerns befindet, verbindet, wobei eine Phase des Zahns, der sich an dem einen Ende des ersten Kerns befindet, die gleiche ist wie eine Phase des Zahns, der sich an dem anderen Ende des zweiten Kerns befindet; und ein zweites nicht-magnetisches Element, das einen Zahn, der sich an einem anderen Ende des ersten Kerns befindet, mit einem Zahn, der sich an einem Ende des zweiten Kerns befindet, verbindet, wobei eine Phase des Zahns, der sich an dem anderen Ende des ersten Kerns befindet, die gleiche ist wie eine Phase des Zahns, der sich an dem einen Ende des zweiten Kerns befindet.
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Bei diesem bürstenlosen Motor sind der Zahn, der sich an dem einen Ende des ersten Kerns befindet, und der Zahn, der sich an dem anderen Ende des zweiten Kerns befindet, miteinander durch das erste nicht-magnetische Element verbunden, wobei die Phase des Zahns, der sich an dem einen Ende des ersten Kerns befindet, die gleiche ist wie die Phase des Zahns, der sich an dem anderen Ende des zweiten Kerns befindet; und der Zahn, der sich an dem anderen Ende des ersten Kerns befindet, und der Zahn, der sich an dem einen Ende des zweiten Kerns befindet, sind miteinander durch das zweite nicht-magnetische Element verbunden, wobei die Phase des Zahns, der sich an dem anderen Ende des ersten Kerns befindet, die gleiche ist wie die Phase des Zahns, der sich an dem einen Ende des zweiten Kerns befindet. Daher kann die magnetische anziehende Kraft, die auf einen der zwei Zähne in Phase wirkt, durch die magnetische anziehende Kraft, die auf den anderen Zahn wirkt, aufgehoben werden. Als Folge wird die Biegekraft, die auf die Zähne wirkt, reduziert und eine Biegevibration der Zähne kann vermieden werden. Ferner kann ein zentraler Zahn unter den drei Zähnen entlang einer radialen Richtung des Rotors angeordnet sein. Daher kann das Erzeugen von Biegevibration am zentralen Zahn vermieden werden.
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Der oben beschriebene bürstenlose Motor kann weiter enthalten: ein drittes nicht-magnetisches Element, das den Zahn, der sich an dem einen Ende des ersten Kerns befindet, mit dem Zahn, der sich an dem einen Ende des zweiten Kerns befindet, verbindet; und ein viertes nicht-magnetisches Element, das den Zahn, der sich an dem anderen Ende des ersten Kerns befindet, mit dem Zahn, der sich an dem anderen Ende des zweiten Kerns befindet, verbindet. Gemäß einem solchen Aufbau kann eine Biegevibration weiter vermieden werden, da eine Relativpositionsvariation von Zähnen, die sich an beiden Enden von jedem Kern befinden, verhindert wird.
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Bei dem oben beschriebenen bürstenlosen Motor bilden das erste nicht-magnetische Element, das zweite nicht-magnetische Element, das dritte nicht-magnetische Element und das vierte nicht-magnetische Element ein röhrenförmiges Element. In diesem Fall kann jedes der vorderen Enden der Zähne des ersten Kerns und des zweiten Kerns mit einer Außenoberfläche des röhrenförmigen Elements verbunden sein, und eine Innenoberfläche des röhrenförmigen Elements kann der Außenoberfläche des Rotors mit einem Zwischenraum dazwischen gegenüberliegen. Gemäß einem solchen Aufbau kann die Montage der nicht-magnetischen Elemente an jedem Zahn unmittelbar ausgeführt werden.
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Bei dem bürstenlosen Motor, der oben beschrieben ist, kann der Rotor einen Rotorschaft enthalten. Zusätzlich kann jedes aus dem ersten nicht-magnetischen Element und dem zweiten nicht-magnetischen Element einen Stützbereich enthalten, wobei der Rotorschaft zur Drehung durch die Stützbereiche gestützt wird. Gemäß einem solchen Aufbau muss ein Element zum Stützen des Rotorschafts nicht länger getrennt vorgesehen werden, da der Rotorschaft zur Drehung durch das erste nicht-magnetische Element und das zweite nicht-magnetische Element gestützt wird.
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Bei dem oben beschriebenen bürstenlosen Motor kann jedes aus dem dritten nicht-magnetischen Element und dem vierten nicht-magnetischen Element einen ersten Bereich enthalten, der auf dem Zahn des ersten Kerns vorgesehen ist, und einen zweiten Bereich, der auf dem Zahn des zweiten Kerns vorgesehen ist. Ein erster Eingriffsbereich kann in dem ersten Bereich geformt sein, und ein zweiter Eingriffsbereich, der in Eingriff mit dem ersten Eingriffsbereich gelangt, kann in dem zweiten Bereich geformt sein. Zusätzlich können die Zähne des ersten Kerns und die Zähne des zweiten Kerns miteinander durch Ineingriffnehmen des ersten Eingriffsbereichs mit dem zweiten Eingriffsbereich verbunden werden. Gemäß einem solchen Aufbau können der erste Kern und der zweite Kern genau positioniert werden.
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Ferner offenbart die vorliegende Beschreibung eine neue elektrische Pumpe, die den oben beschriebenen bürstenlosen Motor verwendet. Mit anderen Worten enthält die in der vorliegenden Beschreibung offenbarte elektrische Pumpe: einen beliebigen der oben beschriebenen bürstenlosen Motoren; ein Flügelrad, das durch den bürstenlosen Motor angetrieben wird; und eine Pumpenkammer, die das Flügelrad aufnimmt, wobei das Flügelrad in der Lage ist, sich in der Pumpenkammer zu drehen. Da die elektrische Pumpe den oben beschriebenen bürstenlosen Motor verwendet, kann die Pumpeneffizienz erhöht werden.
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1 ist eine schematische Längsquerschnittsansicht einer elektrischen Pumpe gemäß einer ersten Ausführungsform;
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2 ist ein Diagramm, das einen Stator entlang der Linie II-II in 1 zeigt;
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3 ist ein Diagramm, das einen ersten Zustand von magnetischer anziehender Kraft zeigt, die während des Betriebs eines Rotors erzeugt wird;
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4 ist ein Diagramm, das einen zweiten Zustand von magnetischer anziehender Kraft zeigt, die während eines Betriebs eines Rotors erzeugt wird;
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5 ist ein Diagramm, das einen dritten Zustand von magnetischer anziehender Kraft zeigt, die während eines Betriebs eines Rotors erzeugt wird;
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6 ist ein Diagramm, das eine magnetische anziehende Kraft erklärt, die auf Zähne wirkt, die sich an beiden Enden befinden;
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7 ist eine schematische Längsquerschnittsansicht eines Motors einer elektrischen Pumpe gemäß einer zweiten Ausführungsform;
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8 ist ein Diagramm, das ein Gebiet unter einem Stator aus einer Position zeigt, die durch eine Linie VIII-VIII in 7 angegeben ist;
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9 ist ein Diagramm, das einen Stator einer elektrischen Pumpe gemäß einer Modifikation zeigt;
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10 ist ein Diagramm, das einen Stator einer elektrischen Pumpe gemäß einer Modifikation zeigt; und
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11 ist ein Diagramm, das einen Stator einer elektrischen Pumpe gemäß einer Modifikation zeigt.
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Eine elektrische Pumpe 10 gemäß einer ersten Ausführungsform ist in einem Motorraum eines Kraftfahrzeugs eingebaut und wird verwendet, um Kühlwasser zum Kühlen eines Motors, eines Wandlers und ähnlichem zu zirkulieren. Wie es in 1 gezeigt ist, enthält die elektrische Pumpe 10 einen Pumpenbereich 11 und einen Motorbereich 13.
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Der Pumpenbereich 11 ist über einem Gehäuse 15 geformt. Der Pumpenbereich 11 enthält eine Pumpenkammer 16. Ein Einlass 12 und ein Auslass (nicht dargestellt), die in dem Gehäuse 15 gebildet sind, sind mit der Pumpenkammer 16 verbunden. Der Einlass 12 ist mit einem oberen Ende der Pumpenkammer 16 verbunden. Der Auslass ist mit einer Außenoberfläche der Pumpenkammer 16 verbunden. Ein Flügelrad 14 eines Rotationskörpers 26 befindet sich in der Pumpenkammer 16.
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Der Motorbereich 13 ist unter dem Pumpenbereich 11 angeordnet. Der Motorbereich 13 enthält eine Drehwelle 18, den Rotationskörper 26 und einen Stator 30. Ein unteres Ende der Drehwelle 18 wird zur Drehung durch Verbindungselemente 22a und 22b gestützt, die im Einzelnen später beschrieben werden. Die Drehwelle 18 erstreckt sich vertikal in dem Gehäuse 15 und ein vorderes Ende der Drehwelle 18 reicht in das Innere der Pumpenkammer 16. Der Rotationskörper 26 ist integral auf der Drehwelle 18 gegossen. Der Rotationskörper 26 enthält das Flügelrad 14 und einen Rotorbereich 20. Eine Mehrzahl von Schaufeln ist unter regelmäßigen Intervallen auf einer oberen Oberfläche des Flügelrads 14 geformt. Der Rotorbereich 20, der eine röhrenförmige Gestalt hat, ist unterhalb des Flügelrads 14 vorgesehen. Der Rotorbereich 20 ist aus einem magnetischen Material gebildet und ist magnetisiert, so dass er eine Mehrzahl an magnetischen Polen (in der vorliegenden Ausführungsform vier magnetische Pole) in einer Umfangsrichtung aufweist. Das Flügelrad 14 und der Rotorbereich 20 sind integral verbunden. Wenn sich die Drehwelle 18 dreht, drehen sich daher der Rotorbereich 20 und das Flügelrad 14 ebenfalls.
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Der Stator 30 ist außerhalb des Rotorbereichs 20 angeordnet und liegt dem Rotorbereich 20 gegenüber. Der Stator 30 ist durch Laminieren einer Mehrzahl von magnetischen Stahlblechen aufeinander gebildet. Der Stator 30 ist in das Gehäuse 15 eingebettet und ist durch ein Harzmaterial umgeben (mit anderen Worten ein Material des Gehäuses 15).
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Wie es in 2 gezeigt ist, enthält der Stator 30 ein Paar von Kernen 32 und 40. Die Kerne 32 und 40 umfassen Joche 39 und 49 und drei Zähne (34, 36 und 38) und (44, 46 und 48). Spulen (33, 35 und 37) und (43, 45 und 47) sind um die Zähne (34, 36 und 38) und (44, 46 und 48) gewickelt. Die Spulen (33, 35 und 37) und (43, 45 und 47) sind mit einem Motorantriebskreis (nicht dargestellt) verbunden.
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Die Joche 39 und 49 erstrecken sich in einer Y-Achsenrichtung, die in 2 gezeigt ist. Die Joche 39 und 49 sind symmetrisch zu dem Rotorbereich 20 mit diesem dazwischen angeordnet. Mit anderen Worten liegen die Joche 39 und 49 dem Rotorbereich 20 gegenüber und der Rotorbereich 20 befindet sich zwischen den Jochen 39 und 49. Die drei Zähne (34, 36 und 38) und (44, 46 und 48) sind auf den Jochen 39 und 49 vorgesehen.
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Während Basisenden der Zähne 34, 36 und 38 mit dem Joch 39 verbunden sind, liegen vordere Enden 34a, 36a und 38a der Zähne 34, 36 und 38 der Außenoberfläche des Rotorbereichs 20 mit einem Zwischenraum dazwischen gegenüber. Die vorderen Enden 34a, 36a und 38a der Zähne 34, 36 und 38 sind in einer Gestalt geformt, die einer Außenform des Rotorbereichs 20 entspricht. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Zahn 34 ein U-Phasenzahn, der Zahn 36 ist ein V-Phasenzahn und der Zahn 38 ist ein W-Phasenzahn.
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Die Zähne 34, 36 und 38 sind parallel zueinander angeordnet und erstrecken sich in eine X-Richtung. Daher, wie es in 2 gezeigt ist, hat ein Querschnitt des Stators 30 (mit anderen Worten ein Querschnitt senkrecht zu einer Rotationsachsenlinie der Drehwelle 18) eine rechteckige Form mit langen Seiten, die sich in der X-Richtung erstrecken, und kurzen Seiten, die sich in der Y-Richtung erstrecken. Mit andern Worten ist der Stator 30 ein flacher Stator. Zusätzlich, wie es aus 2 deutlich ist, sind die Zähne 34 und 38, die an beiden Enden des Jochs 39 vorgesehen sind, länger als der Zahn 36, der im Zentrum des Jochs 39 vorgesehen ist. Ferner, während die Zähne 34 und 38, die an beiden Enden des Jochs 39 vorgesehen sind, in Bezug zu einer radialen Richtung des Rotors geneigt sind, erstreckt sich der Zahn 36, der im Zentrum des Jochs 39 vorgesehen ist, in der radialen Richtung des Rotors.
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Die Zähne 44, 46 und 48 sind gleich gestaltet wie die Zähne 34, 36 und 38. Der Zahn 44 ist jedoch ein W-Phasenzahn, der Zahn 46 ist ein V-Phasenzahn und der Zahn 48 ist ein U-Phasenzahn. Daher sind Zähne in Phase (34 und 48), (36 und 46) und (38 und 44) symmetrisch in Bezug auf die Drehwelle 18 angeordnet.
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Wie es in 2 gezeigt ist, ist der Zahn 34 (U-Phasenzahn), der an einem Ende des Jochs 39 vorgesehen ist, mit dem Zahn 48 (U-Phasenzahn), der am anderen Ende des Jochs 49 vorgesehen ist, durch das Verbindungselement 22b verbunden. Zusätzlich ist der Zahn 38 (W-Phasenzahn), der am anderen Ende des Jochs 39 vorgesehen ist, mit dem Zahn 44 (W-Phasenzahn), der an einem Ende des Jochs 49 vorgesehen ist, durch das Verbindungselement 22a verbunden. Da die Zähne 34 und 38 in symmetrischen Positionen in Bezug auf die Drehwelle 18 sind, wird eine Abweichung der Zähne 34 und 38 in einer radialen Richtung durch das Verbindungselement 22b vermieden. Auf eine ähnliche Weise wird, da die Zähne 38 und 48 in symmetrischen Positionen in Bezug auf die Drehwelle 18 sind, eine Abweichung der Zähne 38 und 44 in einer radialen Richtung durch das Verbindungselement 22a verhindert. Die Verbindungselemente 22a und 22b sind aus einem nicht-magnetischen Element (beispielsweise Keramik oder Aluminium) geformt. Wie es in 1 gezeigt ist, sind die Verbindungselemente 22a und 22b auf unteren Oberflächenseiten der Kerne 32 und 40 angeordnet und verbinden die Zähne (34 und 48) und (38 und 44) auf den unteren Oberflächenseiten der Kerne 32 und 40. Stützbereiche 24a und 24b sind in Zentren der Verbindungselemente 22a und 22b geformt. Die Stützbereiche 24a und 24b stützen das untere Ende der Drehwelle 18 zur Drehung.
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Als nächstes wird die Arbeitsweise der elektrischen Pumpe 10 beschrieben. Wenn Strom an die Spulen (33, 35 und 37) und (43, 45 und 47) von dem Motorantriebskreis (nicht dargestellt) zugeführt wird, dreht sich der Rotorbereich 20 um die Drehwelle 18. Als Folge dreht sich das Flügelrad 14 und Kühlwasser wird in die Pumpenkammer 16 über den Einlass 12 angesaugt. Ein Druck des Kühlwassers, das in die Pumpenkammer 16 angesaugt ist, wird durch die Rotation des Flügelrads 14 erhöht und das Kühlwasser wird zur Umgebung des Gehäuses 16 von einem Auslass (nicht dargestellt) abgegeben.
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Eine magnetische anziehende Kraft, die zwischen den Kernen 32, 40 und dem Rotorbereich 20 erzeugt wird, wird nun beschrieben. Während der Rotation des Rotorbereichs 20 schaltet die magnetische anziehende Kraft, die zwischen den Kernen 32, 40 und dem Rotorbereich 20 erzeugt wird, zwischen einem Zustand, der in 3 gezeigt ist, einem Zustand, der in 4 gezeigt ist, und einem Zustand, der in 5 gezeigt ist. Durch sequentielles Schalten zwischen den drei Zuständen dreht sich der Rotorbereich 20. In dem Zustand, der in 3 gezeigt ist, strömt ein magnetischer Fluss durch die Zähne 46 und 48, einen Teil des Jochs 49 und den Rotorbereich 20, ein magnetischer Fluss strömt durch die Zähne 34 und 36, einen Teil des Jochs 39 und den Rotorbereich 20, und eine magnetische anziehende Kraft wird in einer Richtung erzeugt, die durch einen Pfeil in 3 angegeben ist. In dem Zustand, der in 4 gezeigt ist, strömt ein magnetischer Fluss durch die Zähne 44 und 48, das Joch 49 und den Rotorbereich 20, ein magnetischer Fluss strömt durch die Zähne 34 und 38, das Joch 39 und den Rotorbereich 20, und eine magnetische anziehende Kraft wird in einer Richtung erzeugt, die durch einen Pfeil in 4 angegeben ist. In dem Zustand, der in 5 gezeigt ist, strömt ein magnetischer Fluss durch die Zähne 44 und 46, einen Teil des Jochs 49 und den Rotorbereich 20, ein magnetischer Fluss strömt durch die Zähne 36 und 38, einen Teil des Jochs 39 und den Rotorbereich 20, und eine magnetische anziehende Kraft wird in einer Richtung erzeugt, die durch einen Pfeil in 5 angegeben ist.
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Wie es aus 3 bis 5 deutlich ist, ist die Richtung der magnetischen anziehenden Kraft, die auf die Zähne (34 und 38) und (44 und 48) an beiden Enden der Kerne 32 und 40 wirkt, eine Richtung, die eine Biegedeformation der Zähne (34 und 38) und (44 und 48) erzeugt. Beispielsweise, wie es in 6 gezeigt ist, ist eine magnetische anziehende Kraft F, die zwischen dem Zahn 38 und dem Rotorbereich 20 wirkt, in einer Richtung von dem vorderen Ende des Zahns 38 in Richtung des Rotorbereichs 20 gerichtet (eine Richtung, die näherungsweise zusammenfällt mit der Radialrichtung des Rotors). Daher hat die magnetische anziehende Kraft F eine Komponente Fx in einer Längsrichtung des Zahns 38 und eine Komponente Fy in einer Richtung senkrecht zur Längsrichtung. Zusätzlich erzeugt die Komponente Fy ein Biegemoment auf dem Zahn 38. Andererseits ist die Richtung der magnetischen anziehenden Kraft, die auf die zentralen Zähne 36 und 46 der Kerne 32 und 40 wirkt, näherungsweise konsistent zu einer Längsrichtung der Zähne 36 und 46. Daher wird kaum ein Biegemoment auf den Zähnen 36 und 46 erzeugt.
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Zusätzlich, wie es aus 3 bis 5 deutlich ist, wirkt, wenn die magnetische anziehende Kraft zwischen dem Zahn 34 (U-Phasenzahn) des Kerns 32 und dem Rotorbereich 20 wirkt, eine magnetische anziehende Kraft zwischen dem Zahn 48 (U-Phasenzahn) des Kerns 40 und dem Rotorbereich 20. Auf ähnliche Weise, wenn die magnetische anziehende Kraft zwischen dem Zahn 36 (V-Phasenzahn) des Kerns 32 und dem Rotorbereich 20 wirkt, wirkt eine magnetische anziehende Kraft zwischen dem Zahn 46 (V-Phasenzahn) des Kerns 40 und dem Rotorbereich 20, und wenn die magnetische anziehende Kraft zwischen dem Zahn 38 (W-Phasenzahn) des Kerns 32 und dem Rotorbereich 20 wirkt, wirkt eine magnetische anziehende Kraft zwischen dem Zahn 44 (W-Phasenzahn) des Kerns 40 und dem Rotorbereich 20. Mit anderen Worten wirken die magnetischen anziehenden Kräfte gleichzeitig auf die Zähne in Phase (32 und 48), (36 und 46) und (38 und 44).
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Da der Zahn 34 (U-Phasenzahn) und der Zahn 48 (U-Phasenzahn) durch das Verbindungselement 22b verbunden sind, heben die magnetische anziehende Kraft, die auf den Zahn 34 wirkt, und die magnetische anziehende Kraft, die auf den Zahn 48 wirkt, einander auf. Zusätzlich wird eine Ablenkung der Zähne 34 und 48 in der radialen Richtung durch das Verbindungselement 22b verhindert. Auf ähnliche Weise, da der Zahn 38 (W-Phasenzahn) und der Zahn 44 (W-Phasenzahn) durch das Verbindungselement 22a verbunden sind, heben die magnetische anziehende Kraft, die auf den Zahn 38 wirkt, und die magnetische anziehende Kraft, die auf den Zahn 44 wirkt, einander auf. Ferner wird die Ablenkung der Zähne 38 und 44 in der radialen Richtung durch das Verbindungselement 22a unterdrückt. Entsprechend wird eine Biegevibration der Zähne 34, 38, 44 und 48, die an beiden Enden der Kerne 32 und 40 vorgesehen sind, verhindert. Weiter, während die Zähne 36 und 46 nicht miteinander durch ein Verbindungselement verbunden sind, wie früher beschrieben, ist die Richtung der magnetischen anziehenden Kraft, die auf die Zähne 36 und 46 wirkt, näherungsweise zusammenfallend zur Längsrichtung der Zähne 36 und 46. Daher wird kaum ein Biegemoment durch die magnetische anziehende Kraft, erzeugt und daher tritt kaum Biegevibration an den Zähnen 36 und 46 auf.
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Wie früher beschrieben, wird die Biegevibration der Zähne 34, 38, 44 und 48 verhindert, da die Zähne (34 und 38) und die Zähne (48 und 44) miteinander durch die Verbindungselemente 22b und 22a verbunden sind. Als Folge kann die Motoreffizienz verbessert werden und die Pumpeneffizienz der elektrischen Pumpe 10 kann verbessert werden. Da die Vibration des Motors unterdrückt werden kann, kann ebenso eine Variation in der Abgaberate der elektrischen Pumpe verhindert werden.
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Ferner wird bei der elektrischen Pumpe 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform das untere Ende der Drehwelle 18 durch die Stützbereiche 24a und 24b der Verbindungselemente 22a und 22b gestützt. Daher muss kein Lager oder ähnliches zum Stützen des unteren Endes der Drehwelle 18 getrennt vorgesehen werden. Zusätzlich werden die Zähne (34 und 38) und (44 und 48) der Kerne 32 und 40 in Bezug auf die Drehwelle 18 durch Vorsehen der Verbindungselemente 22a und 22b mit den Stützbereichen 24a und 24b positioniert. Mit anderen Worten sind die Kerne 32 und 40 in Bezug auf die Drehwelle 18 positioniert. Da die Kerne 32 und 40 an geeigneten Positionen in Bezug auf die Drehwelle 18 angeordnet sind, kann daher eine Pulsation eines Drehmoments, das auf den Rotorbereich 20 wirkt, oder eine Vibration des Rotorbereichs 20 effektiv verhindert werden.
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Zweite Ausführungsform
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Eine elektrische Pumpe gemäß einer zweiten Ausführungsform wird beschrieben. Die elektrische Pumpe gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von der elektrischen Pumpe 10 gemäß der ersten Ausführungsform nur in einer Konfiguration eines Verbindungselements, das die Zähne 34 und 38 des Kerns 32 mit den Zähnen 44 und 48 des Kerns 40 verbindet. Sonst hat die elektrische Pumpe gemäß der zweiten Ausführungsform die gleiche Konfiguration wie die elektrische Pumpe 10 gemäß der ersten Ausführungsform. Daher werden nur Bereiche, die sich von der ersten Ausführungsform unterscheiden, nachfolgend beschrieben.
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Wie es in 7 und 8 gezeigt ist, ist ein Verbindungselement 56 ein plattenartiges Element, das eine rechteckige Form in der Draufsicht hat. Das Verbindungselement 56 ist auf unteren Oberflächenseiten der Kerne 32 und 40 angeordnet und ist jeweils mit den Zähnen 34 und 38 und den Zähnen 44 und 38 auf den unteren Oberflächenseiten der Kerne 32 und 40 verbunden. Zusätzlich ist ein Stützbereich 58 im Zentrum des Verbindungselements 56 geformt und stützt die Drehwelle 18 zur Drehung.
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Bei der elektrischen Pumpe gemäß der zweiten Ausführungsform sind zusätzlich zu den Zähnen in Phase (34 und 48) und (38 und 44) der Kerne 32 und 40, die miteinander verbunden sind, gegenüberliegende Zähne (34 und 44) und (38 und 48), die sich an beiden Enden der Kerne 32 und 40 befinden, ebenfalls miteinander durch das Verbindungselement 56 verbunden. Daher wird ein Relativversatz der Zähne 34, 38, 44 und 48 verhindert und eine Vibration der Zähne 34, 38, 44 und 48 kann weiter verhindert werden.
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Während die Zähne 36 und 46, die sich in den Zentren der Kerne 32 und 40 befinden, nicht miteinander durch ein Verbindungselement in den oben beschriebenen Ausführungsformen verbunden sind, können ferner die Zähne 36 und 46 weiter durch ein Verbindungselement verbunden sein. Beispielsweise kann ein scheibenartiges Verbindungselement auf einer unteren Oberflächenseite der Kerne 32 und 40 angeordnet sein, wodurch die Zähne 34, 36 und 38 des Kerns 32 und die Zähne 44, 46 und 48 des Kerns 40 mit dem scheibenartigen Verbindungselement verbunden sein können. Gemäß einer solchen Konfiguration können, da alle Zähne 34, 36, 38, 44, 46 und 48 mit einem einzigen Verbindungselement verbunden sind, Vibrationen der Zähne 34, 36, 38, 44, 46 und 48 stärker unterdrückt werden.
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Während die Zähne 34, 38, 44 und 48 auf den unteren Oberflächenseiten der Kerne 32 und 40 bei den oben beschriebenen Ausführungsformen verbunden sind, können zusätzlich die Zähne 34, 38, 44 und 48 alternativ auf oberen Oberflächenseiten der Kerne 32 und 40 verbunden sein. In diesem Fall kann ein Durchgangsloch, das durch die Drehwelle 18 durchdrungen wird, auf dem Verbindungselement vorgesehen sein. Ferner können Verbindungselemente an sowohl der oberen als auch unteren Oberfläche der Kerne 32 und 40 vorgesehen sein und die Zähne können an sowohl der oberen als auch unteren Oberfläche verbunden sein.
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Während die Stützbereiche (24a und 24b) und 58 auf den Verbindungselementen (22a und 22b) und 56 in den oben beschriebenen Ausführungsformen vorgesehen sind, müssen ferner die Stützbereiche nicht auf den Verbindungselementen (22a und 22b) und 56 vorgesehen sein, wenn nur die Verhinderung der Biegevibration der Zähne die einzige Aufgabe ist.
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Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Lehren wurden oben beschrieben, die Erklärung wurde beispielhaft gegeben, und die vorliegenden Lehren sind nicht auf diese Art von Aufbau begrenzt.
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Beispielsweise, wie es in 9 gezeigt ist, können die Zähne 34, 36 und 38 des Kerns 32 und die Zähne 44, 46 und 48 des Kerns 40 miteinander durch ein zylindrisches Verbindungselement 60 verbunden sein. Mit anderen Worten enthält das Verbindungselement 60 einen zylindrischen Bereich 62 und sechs vorstehende Bereiche 64, die von einer Außenoberfläche des zylindrischen Bereichs 62 vorstehen. Der zylindrische Bereich 62 ist im Inneren von vorderen Endoberflächen der Zähne 34, 36, 38, 44, 46 und 48 eingesetzt. Daher liegt eine Innenoberfläche des zylindrischen Bereichs 62 der Außenoberfläche des Rotorbereichs 20 mit einem Intervall dazwischen gegenüber. Zusätzlich sind die vorstehenden Bereiche zwischen angrenzende Zähne (34 und 36), (36 und 38), (38 und 48), (48 und 46), (46 und 44), und (44 und 34) eingesetzt. Ein Relativversatz zwischen den angrenzenden Zähnen (34 und 36), (36 und 38), (38 und 48), (48 und 46), (46 und 44), und (44 und 34) wird aufgrund der vorstehenden Bereiche 64 verhindert. Selbst wenn das Verbindungselement 60, das in 9 gezeigt ist, verwendet wird, können ein Relativversatz und eine Biegevibration der Zähne 34, 36, 38, 44, 46 und 48 verhindert werden.
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Zusätzlich kann durch Ausbilden eines Eingriffsbereichs auf einem gegossenen Harz, das die Kerne 32 und 40 bedeckt, die Montagegenauigkeit der Kerne 32 und 40 verbessert werden. Beispielsweise, wie es in 10 gezeigt ist, können Eingriffsbereiche (68a und 68b) und (72a und 72b) auf primär gegossenen Harzen (sogenannten Spulenträgern oder Bobbins) 66 und 70 der Kerne 32 und 40 geformt sein, wodurch der Kern 32 und der Kern 40 unter Verwendung der Eingriffsbereiche (68a und 68b) und (72a und 72b) zusammengebaut werden können. Mit anderen Worten ist zwischen dem primär gegossenen Harz 66 des Kerns 32 ein konkaver Eingriffsbereich 68a in einem Bereich geformt, der ein vorderes Ende des Zahns 34 bedeckt, und ein konvexer Eingriffsbereich 68b ist in einem Bereich geformt, der ein vorderes Ende des Zahns 38 bedeckt. Andererseits ist in dem primär gegossenen Harz 70 des Kerns 40 ein konvexer Eingriffsbereich 72b in einem Bereich geformt, der ein vorderes Ende des Zahns 44 bedeckt, und ein konkaver Eingriffsbereich 72a ist in einem Bereich geformt, der ein vorderes Ende des Zahns 48 bedeckt. Zusätzlich kann der Kern 40 mit dem Kern 32 durch Ineingriffnehmen des konvexen Eingriffsbereichs 72b des primär gegossenen Harzes 70 mit dem konkaven Eingriffsbereich 68a des primär gegossenen Harzes 66 und durch Ineingriffnehmen des konkaven Eingriffsbereichs 72a des primär gegossenen Harzes 70 mit dem konvexen Eingriffsbereich 68b des primär gegossenen Harzes 66 montiert werden. Gemäß einem solchen Aufbau kann die Montagegenauigkeit der Kerne 32 und 40 verbessert werden und das Erzeugen einer Drehmomentpulsation und Vibration kann effektiv vermieden werden. Da gegenüber liegende Zähne (34 und 44) und (38 und 48) miteinander verbunden sind, wird ferner ein Relativversatz zwischen diesen Zähnen verhindert. Entsprechend kann die Vibration des Motors in ähnlicher Weise verhindert werden. Da der konvexe Eingriffsbereich 68b und der konkave Eingriffsbereich 68a auf dem primär gegossenen Harz 66 gebildet sind, und der konvexe Eingriffsbereich 72b und der konkave Eingriffsbereich 72a auf dem primär gegossenen Harz 70 gebildet sind, kann eine Gussform zum Ausbilden des primär gegossenen Harzes 66 und des primär gegossenen Harzes 70 für beide verwendet werden.
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Während die Eingriffsbereiche 68a, 68b, 72a, 72b auf den primär gegossenen Harzen 66 und 70 in dem in 10 gezeigten Beispiel geformt sind, können der Kern 32 und der Kern 40 durch Ausbilden von Eingriffsbereichen (76a und 76b) und (80a und 80b) auf sekundär gegossenen Harzen 74 und 78 zum Schützen einer Spule in 11 montiert werden.
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Ferner sind Bereiche eines gegossenen Harzes, in denen ein Eingriffsbereich gebildet ist, nicht auf Bereiche begrenzt, die vordere Enden der Zähne (34 und 38) und (44 und 48) bedecken. Beispielsweise kann eine Konfiguration eingesetzt werden, bei der Eingriffsbereiche weiter auf unteren Oberflächenseiten der Kerne 32 und 40 geformt sind, und die Kerne 32 und 40 miteinander auf unteren Oberflächenseiten der Kerne 32 und 40 verbunden werden. Alternativ kann eine Konfiguration eingesetzt werden, bei der Eingriffsbereiche auf oberen Oberflächenseiten der Kerne 32 und 40 geformt sind und die Kerne 32 und 40 miteinander auf den oberen Oberflächenseiten der Kerne 32 und 40 verbunden werden.
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Schließlich sind, wenngleich die bevorzugten repräsentativen Ausführungsformen im Einzelnen beschrieben worden sind, die vorliegenden Ausführungsformen nur für veranschaulichende Zwecke und sollen nicht beschränkend wirken. Es ist zu verstehen, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne vom Rahmen der beigefügten Ansprüche abzuweichen. Zusätzlich können die hier offenbarten zusätzlichen Merkmale und Aspekte auch getrennt oder in Kombination mit den oben stehenden Aspekten und Merkmalen verwendet werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2002-291190 [0002, 0002, 0003]
