DE19927741B4

DE19927741B4 - Electrically driven fluid pump device with control circuit

Info

Publication number: DE19927741B4
Application number: DE19927741.9A
Authority: DE
Inventors: Daisuke Kuribayashi; Mitsuhiko Matsushita; Eizou Takahashi; Kazutaka Suzuki
Original assignee: Asmo Co Ltd; Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1998-06-18
Filing date: 1999-06-17
Publication date: 2018-02-01
Anticipated expiration: 2019-06-18
Also published as: JP4138111B2; JP2000073962A; DE19927741A1

Abstract

Fluidpumpenvorrichtung, mit einer Schalteinrichtung (15) zur Zuführung elektrischer Antriebsenergie; einer Elektromotoreinheit (1) zur Erzeugung einer Antriebskraft bei Empfang der Antriebsenergie; und einer Pumpeneinheit (2) zum Saugen eines Fluids in eine in einem Pumpengehäuse (10, 11) vorgesehenen Fluidkammer (X) und zur Abgabe des Fluids aus dem Pumpengehäuse (10, 11) bei Empfang der Antriebskraft, wobei die Schalteinrichtung (15) in der Pumpeneinheit (2) mit dem Pumpengehäuse (10, 11) über ein wärmeleitendes Bauteil (16, 20, 30) in Kontakt stehend bereitgestellt ist, das eine Aussparung (16b) hat und die Schalteinrichtung (15) von der Fluidkammer (X) trennt, und ein Durchlaß (T) in dem Pumpengehäuse (10, 11) vorgesehen ist, um das Fluid, das aus der Fluidkammer (X) durch eine Abtriebswelle (5) der Elektromotoreinheit (1) zu der Schalteinrichtung (15) austritt, zur Außenseite der Pumpeneinheit (2) durch die Aussparung (16b) abzugeben.Fluid pump device, comprising a switching device (15) for supplying electrical drive energy; an electric motor unit (1) for generating a driving force upon receiving the driving power; and a pump unit (2) for sucking a fluid into a fluid chamber (X) provided in a pump housing (10, 11) and discharging the fluid from the pump housing (10, 11) upon receiving the driving force, the switching means (15) in the pump unit (2) is provided in contact with the pump housing (10, 11) via a thermally conductive member (16, 20, 30) having a recess (16b) and separating the switching means (15) from the fluid chamber (X) , and a passage (T) is provided in the pump housing (10, 11) to the outside, the fluid, which from the fluid chamber (X) through an output shaft (5) of the electric motor unit (1) to the switching device (15) exits the pump unit (2) through the recess (16b) deliver.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Fluidpumpenvorrichtung, die durch einen Elektromotor angetrieben wird, um ein Fluid wie etwa ein Kühlmittel in einem Kraftfahrzeugmotorkühlsystem anzusaugen und abzugeben.The invention relates to a fluid pump device which is driven by an electric motor to aspirate and dispense a fluid such as a coolant in an automotive engine cooling system.

Viele herkömmliche Fluidpumpenvorrichtungen weisen eine Elektromotoreinheit und eine Pumpeneinheit auf. Die Elektromotoreinheit dient zum Antrieb der Pumpeneinheit. Die Pumpeneinheit ist dergestalt konstruiert, daß sie ein Pumpengehäuse, das mit einem Fluideinlaß und einem Fluidauslaß ausgebildet ist, und einen Flügelkörper aufweist, der mit der Abtriebswelle der Elektromotoreinheit verbunden und innerhalb des Pumpengehäuses drehbar angeordnet ist. Wenn die Elektromotoreinheit Strom führt, um den Flügelkörper mittels der Abtriebswelle zu drehen, wird von dem Flügelkörper ein Fluid durch den Fluideinlaß hindurch in das Pumpengehäuse gesaugt und durch den Fluidauslaß hindurch abgegeben.Many conventional fluid pump devices include an electric motor unit and a pump unit. The electric motor unit serves to drive the pump unit. The pump unit is constructed to have a pump housing formed with a fluid inlet and a fluid outlet, and a vane body connected to the output shaft of the electric motor unit and rotatably disposed within the pump housing. When the electric motor unit is energized to rotate the blade body by means of the output shaft, fluid is drawn from the blade body through the fluid inlet into the pump housing and discharged through the fluid outlet.

Um den Elektromotorbetrieb zu steuern, ist eine elektronische Steuerungsschaltung vorgesehen. Die Steuerungsschaltung umfaßt Schalteinrichtungen wie etwa Leistungstransistoren und ist an einem Motorgehäuse angebracht. Da die Schalteinrichtungen im Betrieb Wärme erzeugen, können die Schalteinrichtungen durch die erzeugte Wärme leicht beschädigt werden.To control the electric motor operation, an electronic control circuit is provided. The control circuit includes switching means such as power transistors and is mounted on a motor housing. Since the switching devices generate heat during operation, the switching devices can easily be damaged by the generated heat.

Einige Fluidpumpenvorrichtungen sind als eine luftgekühlte Bauart konstruiert, bei der an den Schalteinrichtungen Kühlrippen angebracht sind, um die erzeugte Wärme in die Umgebungsluft abzustrahlen. Bei dieser Konstruktion ist es in Hinblick auf eine effiziente Kühlung jedoch erforderlich, daß die Rippen groß genug sind. Da die Wärme von den Rippen in die Umgebungsluft abgestrahlt werden muß, muß außerdem für einen ausreichenden Zwischenraum gesorgt und ein Ventilationsmechanismus bereitgestellt werden. Es ergeben sich somit Beschränkungen in Hinblick auf den Einbauort der Pumpenvorrichtung.Some fluid pump devices are constructed as an air-cooled type in which cooling fins are attached to the switching devices to radiate the generated heat into the ambient air. However, with this construction, in view of efficient cooling, it is necessary for the ribs to be large enough. In addition, since the heat must be radiated from the fins into the ambient air, sufficient clearance must be provided and a ventilation mechanism provided. There are thus limitations with regard to the installation location of the pump device.

Andere Fluidpumpenvorrichtungen sind als eine fluidgekühlte Bauart konstruiert, bei der an den Schalteinrichtungen ein Fluidrohr angebracht ist, um die Schalteinrichtungen durch das in die und aus der Pumpeneinheit fließende Fluid zu kühlen. Bei dieser Konstruktion ist es jedoch erforderlich, daß das Fluidrohr zu der Außenseite des Motorgehäuses hin verlängert wird. Die verlängerte Leitungsanordnung ist somit kompliziert und senkt den Wirkungsgrad des Pumpenbetriebs.Other fluid pump devices are constructed as a fluid cooled type in which a fluid tube is attached to the switching devices to cool the switching devices by the fluid flowing in and out of the pump unit. In this construction, however, it is necessary that the fluid pipe is extended to the outside of the motor housing. The extended line arrangement is thus complicated and reduces the efficiency of the pump operation.

Die DE 196 39 098 A1 offenbart eine Fluidpumpenvorrichtung, mit einer Schalteinrichtung zur Zuführung elektrischer Antriebsenergie; einer Elektromotoreinheit zur Erzeugung einer Antriebskraft bei Empfang der Antriebsenergie; und einer Pumpeneinheit (2) zum Saugen eines Fluids in ein Pumpengehäuse und zur Abgabe des Fluids aus dem Pumpengehäuse bei Empfang der Antriebskraft, wobei die Schalteinrichtung in der Pumpeneinheit mit dem Pumpengehäuse über ein wärmeleitendes Bauteil in Kontakt stehend bereitgestellt ist.The DE 196 39 098 A1 discloses a fluid pump device, comprising a switching device for supplying electrical drive energy; an electric motor unit for generating a driving force upon receiving the driving power; and a pump unit ( 2 ) for sucking a fluid into a pump housing and for discharging the fluid from the pump housing upon receipt of the driving force, wherein the switching means is provided in the pump unit with the pump housing in contact via a heat conductive member.

Die DE 42 22 394 C1 offenbart eine Motorpumpe, die aus einer Kreiselpumpe, die ein Spiralgehäuse mit einem Saugstutzen und einem Druckstutzen aufweist, einem Antriebsmotor und einem vom Förderstrom der Pumpe gekühlten, inneren Frequenzumrichter zur Drehzahlsteuerung des Motors besteht. Zwischen der Kreiselpumpe und dem Antriebsmotor ist eine Kühlwand vorgesehen. An der Kühlwand ist motorseitig der Leistungsteil des Frequenzumrichters angeordnet. Zwischen dem Austrittsquerschnitt der Förderspirale des Spiralgehäuses und dessen Druckstutzen ist ein an der Kühlwand entlanggeführter, mit dieser in Wärmeaustauschwirkung stehender und das Fördermedium von der Förderspirale zum Druckstutzen leitender Förderkanal ausgebildet.The DE 42 22 394 C1 discloses a motor pump, which consists of a centrifugal pump, which has a spiral housing with a suction nozzle and a discharge nozzle, a drive motor and a pump cooled from the flow of the internal frequency converter for speed control of the motor. Between the centrifugal pump and the drive motor, a cooling wall is provided. On the cooling wall, the power section of the frequency converter is arranged on the motor side. Between the outlet cross-section of the spiral conveyor of the spiral housing and its discharge nozzle is a guided along the cooling wall, with this standing in heat exchange effect and the conveying medium from the delivery spiral to the discharge nozzle conductive delivery channel is formed.

Die DE 36 42 729 A1 offenbart ein Pumpenaggregat zur Förderung von Flüssigkeiten oder Gasen, das aus einer Pumpe und einem die Pumpe antreibenden Elektromotor bestehend, dessen Drehzahl und/oder Drehmoment mit einem statischen Frequenzumrichter veränderbar ist. Der durch Anwendung hochintegrierter Schaltkreise miniaturisierte Frequenzumrichter ist im oder am Aggregat angeordnet und bildet mit diesem eine bauliche Einheit. Die Verlustwärme des Frequenzumrichters wird mit dem vom Aggregat geförderten oder zu fördernden Fluid als Wärmesenke abgeführt.The DE 36 42 729 A1 discloses a pump unit for conveying liquids or gases, consisting of a pump and a pump driving electric motor whose speed and / or torque is variable with a static frequency converter. The miniaturized by the application of highly integrated circuits frequency converter is arranged in or on the unit and forms with this a structural unit. The heat loss of the frequency converter is dissipated as a heat sink by the fluid pumped or delivered by the unit.

Die DE 36 42 726 A1 offenbart ein anderes Pumpenaggregat zur Förderung von Flüssigkeiten oder Gasen, das aus einer Pumpe und einem die Pumpe antreibenden Elektromotor besteht, dessen Drehzahl durch einen Spannungsregler veränderbar ist. Der durch Anwendung hochintegrierter Schaltkreise miniaturisierte Spannungsregler ist im oder am Aggregat angeordnet und bildet mit diesem eine bauliche Einheit. Die Verlustwärme des Spannungsreglers wird mit dem vom Aggregat geförderten oder zu fördernden Fluid als Wärmesenke abgeführt.The DE 36 42 726 A1 discloses another pump unit for conveying liquids or gases, which consists of a pump and an electric motor driving the pump, the speed of which is variable by a voltage regulator. The miniaturized by the application of highly integrated circuits voltage regulator is arranged in or on the unit and forms with this a structural unit. The heat loss of the voltage regulator is dissipated as a heat sink by the fluid pumped or to be delivered by the unit.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Fluidpumpenvorrichtung zu schaffen, die ohne Senkung des Pumpenbetrieb-Wirkungsgrads klein gestaltet werden kann.The invention is therefore an object of the invention to provide a fluid pump device that can be made small without reducing the pump operating efficiency.

Diese Aufgabe ist durch eine Fluidpumpenvorrichtung mit den in dem beigefügten neuen Anspruch 1 aufgezeigten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der weiteren Ansprüche.This object is achieved by a fluid pump device having the features indicated in the appended new claim 1. advantageous Further developments are the subject of further claims.

Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachstehenden, auf die beigefügte Zeichnung Bezug nehmenden Beschreibung hervor. Es zeigen:Other objects, features and advantages of the invention will become apparent from the following, taken with reference to the accompanying drawings description. Show it:

1 eine Schnittansicht einer Fluidpumpenvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel; 1 a sectional view of a fluid pump device according to an embodiment;

2 eine Draufsicht auf eine Anordnung von Leistungstransistoren auf einem Block bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel; 2 a plan view of an array of power transistors on a block in the in 1 embodiment shown;

3 eine Schnittansicht einer nicht beanspruchten Fluidpumpenvorrichtung gemäß einer Abwandlung des Ausführungsbeispiels in 1; und 3 a sectional view of an unclaimed fluid pump device according to a modification of the embodiment in 1 ; and

4 eine Teilschnittansicht einer Fluidpumpenvorrichtung gemäß einer weiteren Abwandlung des in 1 gezeigten Ausführungsbeispiels. 4 a partial sectional view of a fluid pump device according to another modification of the in 1 shown embodiment.

Die Beschreibung der Erfindung erfolgt unter Bezugnahme auf ein Ausführungsbeispiel und auf Abwandlungen, bei denen eine Fluidpumpenvorrichtung dergestalt konstruiert ist, daß bei einem Kraftfahrzeug zwischen einem Motor und einem Kühler ein Motorkühlungsmittelfluid im Kreislauf umgepumpt wird.The description of the invention will be made with reference to an embodiment and modifications in which a fluid pumping device is constructed such that in a motor vehicle an engine coolant fluid is recirculated between an engine and a radiator.

Gemäß 1 weist eine Fluidpumpenvorrichtung eine bürstenlose Innenrotor-Elektromotoreinheit 1 und eine Pumpeneinheit 2 auf.According to 1 For example, a fluid pump device has a brushless inner rotor electric motor unit 1 and a pump unit 2 on.

Die bürstenlose Motoreinheit 1 umfaßt ein Motorgehäuse 3, einen Stator 4, eine Abtriebswelle 5 und einen Rotor 6. Das Motorgehäuse 3 weist eine mit Boden versehene Zylinderform auf. Der Stator 4 weist Kerne 4a und um die Kerne 4a gewundene Spulenwicklungen 4b auf und ist fest auf der inneren Umfangsfläche des Motorgehäuses 3 angebracht. Die Abtriebswelle wird an ihrem einen Ende von einem Lager 7 gestützt, das in der Bodenmitte des Motorgehäuses 3 bereitgestellt ist, so daß die Abtriebswelle 5 bezüglich des Motorgehäuses 3 drehbar gehalten wird. Das andere Ende der Abtriebswelle 5 erstreckt sich durch das offene Ende des Motorgehäuses 3 hindurch. Der Rotor 6 weist ungefähr eine Zylinderform auf, wobei um die äußere Umfangsfläche des Rotors 6 herum in einer dem Stator 4 zugewandten Weise Permanentmagneten 6a fest angebracht sind. Der Rotor 6 ist an der einen Endseite der Abtriebswelle 5 innerhalb des Motorgehäuses 3 befestigt. An dem Mittelabschnitt der Abtriebswelle 5 ist eine ringförmige Platte 8 befestigt. An dem Außenumfang der ringförmigen Platte 8 ist ein Sensormagnet 9 angebracht.The brushless motor unit 1 includes a motor housing 3 , a stator 4 , an output shaft 5 and a rotor 6 , The motor housing 3 has a bottomed cylindrical shape. The stator 4 has cores 4a and around the cores 4a winding coil windings 4b on and is firmly on the inner peripheral surface of the motor housing 3 appropriate. The output shaft is at one end of a bearing 7 supported, that in the bottom center of the motor housing 3 is provided so that the output shaft 5 with respect to the motor housing 3 is held rotatably. The other end of the output shaft 5 extends through the open end of the motor housing 3 therethrough. The rotor 6 has approximately a cylindrical shape, wherein about the outer peripheral surface of the rotor 6 around in a stator 4 facing way permanent magnets 6a are firmly attached. The rotor 6 is on one end side of the output shaft 5 inside the motor housing 3 attached. At the central portion of the output shaft 5 is an annular plate 8th attached. On the outer periphery of the annular plate 8th is a sensor magnet 9 appropriate.

Die Pumpeneinheit 2 weist ein Paar aus einem wärmeleitenden Material hergestellter Pumpengehäuse 10 und 11 und einen Flügelkörper 12 mit einer Vielzahl von Flügeln auf. Das Pumpengehäuse 10, das auf der Seite der bürstenlosen Motoreinheit 1 gelegen ist, umfaßt einen scheibenförmigen Abschnitt 10a mit einem Mittelloch, einen inneren zylinderförmigen Abschnitt 10b, der sich von dem Mittelloch des Scheibenteils 10a zu der bürstenlosen Motoreinheit 1 hin erstreckt, und einen äußeren zylinderförmigen Abschnitt 10c, der sich von dem Außenumfang des scheibenförmigen Abschnitts 10a zu dem Motorgehäuse 3 hin erstreckt. Der äußere zylinderförmige Abschnitt 10c weist einen Vorsprung 10d auf, der sich in Axialrichtung erstreckt, derart daß er in das offene Ende des Motorgehäuses 3 eingepaßt ist. Der innere zylinderförmige Abschnitt 10b weist des weiteren auf seiner inneren Umfangsfläche eine ringförmige Nut 10e auf.The pump unit 2 has a pair of pump housing made of a thermally conductive material 10 and 11 and a wing body 12 with a variety of wings on. The pump housing 10 on the side of the brushless motor unit 1 located, includes a disc-shaped section 10a with a center hole, an inner cylindrical portion 10b that extends from the center hole of the disc part 10a to the brushless motor unit 1 extends, and an outer cylindrical portion 10c extending from the outer periphery of the disc-shaped section 10a to the motor housing 3 extends. The outer cylindrical section 10c has a lead 10d extending in the axial direction so as to be in the open end of the motor housing 3 is fitted. The inner cylindrical section 10b further has on its inner peripheral surface an annular groove 10e on.

Das Pumpengehäuse 11, das auf der zu der bürstenlosen Motoreinheit 1 entgegengesetzten Seite gelegen ist, umfaßt einen scheibenförmigen Abschnitt 11a mit einem Mittelloch, eine Fluideinlaßöffnung 11b, die sich von dem Mittelloch des scheibenförmigen Abschnitts 11a aus in einer zu dem Pumpengehäuse 11 entgegengesetzten Richtung erstreckt, und einen äußeren zylinderförmigen Abschnitt 11c, der sich von dem Außenumfang des scheibenförmigen Abschnitts 11a aus zu dem Pumpengehäuse 10 hin erstreckt. Der äußere zylinderförmige Abschnitt 11c weist einen Vorsprung 11d auf, der sich in Axialrichtung erstreckt, derart daß er auf den Außenumfang des Pumpengehäuses 10 anliegt. Die auf diese Weise zusammengefügten Pumpengehäuse 10 und 11 bilden eine Fluidkammer X aus. In dem äußeren zylinderförmigen Abschnitt 11c ist ein Fluidauslaßloch 11e ausgebildet, um das von der Fluideinlaßöffnung 11b aus in die Kammer X gesaugte Fluid zur Außenseite der Pumpeneinheit 2 abzugeben.The pump housing 11 That on the to the brushless motor unit 1 located opposite side, comprises a disc-shaped portion 11a with a center hole, a fluid inlet opening 11b extending from the center hole of the disk-shaped section 11a from in to the pump housing 11 extends opposite direction, and an outer cylindrical portion 11c extending from the outer periphery of the disc-shaped section 11a out to the pump housing 10 extends. The outer cylindrical section 11c has a lead 11d extending in the axial direction, so as to be on the outer circumference of the pump housing 10 is applied. The pump housings assembled in this way 10 and 11 form a fluid chamber X from. In the outer cylindrical section 11c is a fluid outlet hole 11e formed to that of the fluid inlet port 11b from sucked into the chamber X fluid to the outside of the pump unit 2 leave.

Unter der Bedingung, daß die Pumpengehäuse 10 und 11 mittels des Vorsprungs 10d auf das offene Ende des Motorgehäuses 3 gesetzt sind, verläuft die Abtriebswelle 5 durch den inneren zylinderförmigen Abschnitt 10b hindurch. Demzufolge wird die Abtriebswelle 5 an dem axialseitigen Ende des inneren zylinderförmigen Abschnitts 10b drehbar von einem Lager 13 gestützt. An dem anderen Ende der Abtriebswelle 5 in der Fluidkammer X ist ein Flügelkörper 12 befestigt, um das Fluid von der Fluideinlaßöffnung 11b aus zuzuführen. Der Flügelkörper 12 ist somit zwischen der Fluideinlaßöffnung 11b und dem Fluidauslaßloch 11e angeordnet, so daß er das Fluid, wenn er gedreht wird, von der Fluideinlaßöffnung 11b aus ansaugt und durch das Fluidauslaßloch 11e hindurch abgibt. Eine mechanische Dichtung 14 dichtet in bekannter Weise den Spalt zwischen dem inneren zylinderförmigen Abschnitt 10b und der Abtriebswelle 5 ab.On the condition that the pump housing 10 and 11 by means of the projection 10d on the open end of the motor housing 3 are set, the output shaft runs 5 through the inner cylindrical section 10b therethrough. As a result, the output shaft becomes 5 at the axial-side end of the inner cylindrical portion 10b rotatable from a bearing 13 supported. At the other end of the output shaft 5 in the fluid chamber X is a wing body 12 attached to the fluid from the fluid inlet port 11b from supply. The wing body 12 is thus between the fluid inlet opening 11b and the fluid outlet hole 11e arranged so that it, when it is rotated, the fluid from the fluid inlet opening 11b sucked out and through the Fluidauslaßloch 11e through. A mechanical seal 14 seals in known manner the gap between the inner cylindrical section 10b and the output shaft 5 from.

Das Motorgehäuse 3 und das Pumpengehäuse 10 legen dazwischen eine Kammer Y fest. In dieser Kammer Y sind über einen Block 16, der aus einem gut wärmeleitenden Material wie etwa Aluminium oder Kupfer hergestellt ist, an dem Gehäuse 10 Leistungstransistoren 15 befestigt, die als Motorstromführungs-Schalteinrichtungen verwendet werden. Genauer weist der Block 16, wie in 2 gezeigt ist, ungefähr eine U-förmige Scheibenform mit einer Aussparung 16b auf und ist in direktem Kontakt mit dem Pumpengehäuse 10 stehend durch Schrauben 17 an dem Pumpengehäuse 10 befestigt. Der Block 16 ist bezüglich der Abtriebswelle 5 in senkrechter Weise angeordnet.The motor housing 3 and the pump housing 10 interpose a chamber Y between them. In this chamber Y are about a block 16 made of a good heat conductive material such as aluminum or copper, on the housing 10 power transistors 15 attached, which are used as motor current control switching devices. More precisely, the block points 16 , as in 2 is shown, approximately a U-shaped disc shape with a recess 16b on and is in direct contact with the pump housing 10 standing by screws 17 on the pump housing 10 attached. The block 16 is with respect to the output shaft 5 arranged in a vertical manner.

Die Leistungstransistoren 15 weisen eine Plattenform auf und sind in drei Paaren angeordnet, um die Spulenwicklungen 4b in drei Phasen zu erregen. Jeder Leistungstransistor 15 ist in direktem Kontakt mit dem Block 16 stehend durch eine Schraube 18 derart an dem Block 16 befestigt, daß seine Dickenrichtung mit der Axialrichtung der Abtriebswelle 5 übereinstimmt. Die Leistungstransistoren 15 sind außerdem entlang der Außenumfangsseite des Blocks 16 angeordnet. Die Leistungstransistoren 15 sind in bezug auf eine Mittellinie L, die durch die Aussparung 16b des Blocks 16 hindurchläuft, in liniensymmetrischer Weise angeordnet. Der Block 16 weist darüber hinaus vier Durchgangslöcher 16a auf, die ebenfalls in bezug auf die Mittellinie in liniensymmetrischer Weise angeordnet sind.The power transistors 15 have a plate shape and are arranged in three pairs around the coil windings 4b to excite in three phases. Every power transistor 15 is in direct contact with the block 16 standing by a screw 18 so on the block 16 attached that its thickness direction with the axial direction of the output shaft 5 matches. The power transistors 15 are also along the outer peripheral side of the block 16 arranged. The power transistors 15 are with respect to a center line L passing through the recess 16b of the block 16 passes through, arranged in a line-symmetrical manner. The block 16 also has four through holes 16a which are also arranged with respect to the center line in a line-symmetric manner.

Wie die gestrichelte Linie in 1 angibt, steht die Nut 10e des Pumpengehäuses 10 über einen in der Aussparung 16b des Blocks 16 bereitgestellten Durchlaß T mit der Außenseite des Pumpengehäuses 10 in Verbindung. Das heißt, daß das Fluid durch die Nut 10e und den Durchlaß T hindurch zur Außenseite des Pumpengehäuses 10 abgegeben wird, wenn das Fluid in der Fluidkammer X durch die mechanische Dichtung 14 leckt. Das Fluid in der Fluidkammer X wird auf diese Weise daran gehindert, in die Kammer Y einzudringen.Like the dashed line in 1 indicates, the groove is 10e of the pump housing 10 about one in the recess 16b of the block 16 provided passage T with the outside of the pump housing 10 in connection. That is, the fluid through the groove 10e and the passage T therethrough to the outside of the pump housing 10 is discharged when the fluid in the fluid chamber X through the mechanical seal 14 licks. The fluid in the fluid chamber X is prevented in this way from entering the chamber Y.

Innerhalb der Kammer Y ist eine elektronische Steuerungsschaltung 19 mit Schaltungsabschnitten 19a und 19b angeordnet, die die Leistungstransistoren 15 steuern. Innerhalb der Kammer Y ist ein Substrat 20 angeordnet und weist ungefähr eine Ringform mit einem Mittelloch auf. Das Substrat 20 liegt fest um die äußere Umfangsfläche des inneren zylinderförmigen Abschnitts 10b des Pumpengehäuses 10 herum an, so daß seine Dickenrichtung mit der Axialrichtung der Abtriebswelle 5 übereinstimmt. Die Schaltungsabschnitte 19a und 19b sind auf dem Substrat 20 angebracht und bezüglich der Abtriebswelle 5 in senkrechter Weise angeordnet.Inside the chamber Y is an electronic control circuit 19 with circuit sections 19a and 19b arranged the the power transistors 15 Taxes. Within the chamber Y is a substrate 20 arranged and has approximately a ring shape with a center hole. The substrate 20 is firmly around the outer peripheral surface of the inner cylindrical portion 10b of the pump housing 10 around, so that its thickness direction with the axial direction of the output shaft 5 matches. The circuit sections 19a and 19b are on the substrate 20 attached and with respect to the output shaft 5 arranged in a vertical manner.

Die Schaltungsabschnitte 19a entsprechen einer Bauart, die im Betrieb mehr Wärme erzeugt, und sind auf der einen Seite des Substrats 20 angeordnet, die den Leistungstransistoren 15 und dem Pumpengehäuse 10 zugewandt ist. Die Schaltungsabschnitte 19b entsprechen einer Bauart, die im Betrieb weniger Wärme erzeugt, und sind auf der anderen Seite des Substrats 20 angeordnet, die dem Motorgehäuse 3 zugewandt ist.The circuit sections 19a correspond to a type that generates more heat during operation, and are on one side of the substrate 20 arranged the power transistors 15 and the pump housing 10 is facing. The circuit sections 19b are of a type that produces less heat during operation and are on the other side of the substrate 20 arranged, which the motor housing 3 is facing.

Die Schaltungsabschnitte 19a, die mehr Wärme erzeugen, sind mit den Leistungstransistoren 15 parallel geschaltet und umfassen vier Kondensatoren 21 und dergleichen. Die Kondensatoren 21 weisen zur Glättung von extern aufgebrachten Eingangsspannungen eine größere Kapazität auf und sind zylinderförmig. Die Kondensatoren 21 sind so angeordnet, das sie durch die Durchgangslöcher 16a des Blocks 16 hindurchgehen und von Vertiefungen 10f aufgenommen werden, die in dem Pumpengehäuse 10 ausgebildet sind. Die Schaltungsabschnitte 19b, die weniger Wärme erzeugen, umfassen eine integrierte Hall-Schaltung (Hall-IC) 22, integrierte Analogschaltungen, integrierte Digitalschaltungen, Kondensatoren mit kleinerer Kapazität und dergleichen. Die integrierte Hall-Schaltung 22 ist fest auf dem Substrat 20 angebracht, derart daß sie dem Sensormagneten 9 zugewandt ist, um die Drehung des Sensormagneten 9 zu erfassen. Durch die integrierte Hall-Schaltung 22 wird somit die Drehwinkelposition der Abtriebswelle 5 erfaßt, um das Ausgangssignal der integrierten Hall-Schaltung 22, das die Drehgeschwindigkeit der Abtriebswelle 5 angibt, zur Steuerung der Stromführung der Motoreinheit 1 zu verwenden.The circuit sections 19a that generate more heat are with the power transistors 15 connected in parallel and comprise four capacitors 21 and the same. The capacitors 21 have a larger capacity for smoothing externally applied input voltages and are cylindrical. The capacitors 21 are arranged so they pass through the through holes 16a of the block 16 go through and depressions 10f be absorbed in the pump housing 10 are formed. The circuit sections 19b that generate less heat include an integrated Hall (Hall IC) circuit 22 , analog integrated circuits, digital integrated circuits, smaller capacity capacitors and the like. The integrated Hall circuit 22 is firmly on the substrate 20 attached so as to the sensor magnet 9 is facing the rotation of the sensor magnet 9 capture. Through the integrated Hall circuit 22 Thus, the rotational angular position of the output shaft 5 detected to the output signal of the integrated Hall circuit 22 , which is the rotational speed of the output shaft 5 indicates to control the power supply of the motor unit 1 to use.

Die Leistungstransistoren 15 sind über elektrische Leitungsdrähte 23 mit der Steuerungsschaltung 19 und über elektrische Leitungsanschlüsse 24 an die Spulenwicklungen 4b angeschlossen. Die Steuerungsschaltung 19 ist an eine externe Gleichstromversorgungseinheit und eine (nicht gezeigte) Steuerungseinheit angeschlossen, so daß Steuerungssignale von der externen Einheit und eine Gleichstromeingangsspannung von der Stromversorgungseinheit angelegt sind.The power transistors 15 are over electrical wires 23 with the control circuit 19 and via electrical line connections 24 to the coil windings 4b connected. The control circuit 19 is connected to an external DC power supply unit and a control unit (not shown) so that control signals from the external unit and a DC input voltage from the power supply unit are applied.

Genauer werden die Leistungstransistoren 15 durch die Steuerungsschaltung 19 im Ansprechen auf die Steuerungssignale von der externen Einheit ein- und ausgeschaltet, so daß die Leistungstransistoren 15 die Spulenwicklungen 4b mit den Dreiphasen-Antriebsströmen versorgen. Der Stator 4 erzeugt ein sich drehendes Magnetfeld, um den Rotor 6, die Abtriebswelle 5 und den Flügelkörper 12 als Ganzes zu drehen. Während sich der Flügelkörper 12 in Drehung befindet, wird das Fluid durch die Fluideinlaßöffnung 11b hindurch angesaugt und durch das Fluidauslaßloch 11e hindurch abgegeben.Specifically, the power transistors 15 through the control circuit 19 in response to the control signals from the external unit turned on and off, so that the power transistors 15 the coil windings 4b supply with the three-phase drive currents. The stator 4 creates a rotating magnetic field around the rotor 6 , the output shaft 5 and the wing body 12 to turn as a whole. While the wing body 12 is in rotation, the fluid through the fluid inlet port 11b sucked through and through the Fluidauslaßloch 11e passed through.

Die obengenannte Fluidpumpenvorrichtung ergibt folgende Wirkungen und Vorteile.

(1) Die Leistungstransistoren 15, die mehr Wärme erzeugen, wenn sie zur Zuführung der Dreiphasen-Ansteuerungsströme betätigt werden, werden mit dem Pumpengehäuse 10 über den eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisenden Block 16 fest in Kontakt gehalten. Infolgedessen können die Leistungstransistoren 15 effizient gekühlt werden. Da das Pumpengehäuse 10 in Kontakt mit dem Fluid in der Fluidkammer X steht, muß das Fluid zudem zwecks Fluidkühlung nicht zur Außenseite der Pumpengehäuse 10 und 11 herausgeführt werden. Der Pumpenbetrieb-Wirkungsgrad wird daher nicht gesenkt, und es wird keine Fluidleitungsanordnung benötigt, was eine kompakte Gestaltung der Vorrichtung ermöglicht.
(2) Die Leistungstransistoren 15 sind in der Kammer Y angeordnet, die zwischen dem Motorgehäuse 8 und dem Pumpengehäuse 10 geschaffen ist. Das heißt, daß dadurch, daß die Leistungstransistoren 15 zwischen den Pumpengehäusen 10, 11 und den Spulenwicklungen 4b der Motoreinheit 1 angeordnet sind, die elektrischen Leitungsdrähte 23 und die elektrischen Leitungsanschlüsse 24, die die Leistungstransistoren 15 und die Spulenwicklungen 4b verbinden, verkürzt werden können. Infolgedessen kann der elektrische Leitungsverlust gesenkt werden, der durch den Widerstand dieser elektrischen Leitungen hervorgerufen wird, und können elektrische Störgeräusche verringert werden, die von durch diese elektrischen Leitungen hindurchfließende hochfrequente Ströme hervorgerufen werden. Diese Verringerung der Störgeräusche ist insofern vorteilhaft, als bei einer Verwendung der Vorrichtung in Kraftfahrzeugen, um ein Motorkühlungsmittelfluid im Kreislauf umzupumpen, Radiostörgeräusche verringert werden.
(3) Da die Steuerungsschaltung 19 in der Kammer Y angeordnet ist, können die elektrischen Leitungsdrähte 23 verkürzt werden, die die Steuerungsschaltung 19 und die Leistungstransistoren 15 verbinden.
(4) Die Schaltungsabschnitte 19a, die im Betrieb mehr Wärme erzeugen, sind auf dem Substrat 20 auf der dem Pumpengehäuse 10 zugewandten Seite angebracht, und die Schaltungsabschnitte 19b, die im Betrieb weniger Wärme erzeugen, sind auf dem Substrat 20 auf der dem Motorgehäuse 3 zugewandten Seite angebracht, die zu dem Pumpengehäuse 10 entgegengesetzt ist. Da die Schaltungsabschnitte 19a nahe an dem Block 16 und dem Pumpengehäuse 10 positioniert sind, können somit die Schaltungsabschnitte 19a effizienter als die Schaltungsabschnitte 19b gekühlt werden. Infolgedessen läßt sich eine Lebensdauerverkürzung der Schaltungsabschnitte 19a vermeiden.
(5) Das Substrat 20 ist in Ringform ausgebildet, um so die Abtriebswelle 5 zu umgeben, und ist derart positioniert, daß es den Leistungstransistoren 15 zugewandt ist. Daher können die elektrischen Leitungsdrähte 23 verkürzt werden, die die Steuerungsschaltung 19 und die Leistungstransistoren 15 verbinden. Da das Substrat 20 über einen großen Bereich dem Pumpengehäuse 10 (dem Block 16) zugewandt ist, können die Schaltungsabschnitte 19a effizient gekühlt werden.
(6) Die Leistungstransistoren 15 sind derart angeordnet, daß ihre Dicke in der Richtung liegt, die mit der Axialrichtung der Abtriebswelle 5 übereinstimmt. Somit läßt sich die Größe der Vorrichtung in Axialrichtung verkürzen.
(7) Die Leistungstransistoren 15 sind auf dem Block 16 in bezug auf die Mittellinie L in liniensymmetrischer Weise angeordnet. Die Leistungstransistoren 15 lassen sich somit gleichmäßig kühlen.

The above-mentioned fluid pump device gives the following effects and advantages.

(1) The power transistors 15 , which generate more heat when they are actuated to supply the three-phase drive currents, are connected to the pump housing 10 over the high thermal conductivity block 16 firmly in contact. As a result, the power transistors can 15 be cooled efficiently. Because the pump housing 10 In addition, for fluid cooling, the fluid does not have to be outside the pump housing in contact with the fluid in the fluid chamber X. 10 and 11 be led out. The pump operation efficiency is therefore not lowered, and no fluid line arrangement is needed, allowing a compact design of the device.
(2) The power transistors 15 are arranged in the chamber Y, between the motor housing 8th and the pump housing 10 is created. That is, that by the fact that the power transistors 15 between the pump housings 10 . 11 and the coil windings 4b the motor unit 1 are arranged, the electrical wires 23 and the electrical line connections 24 that the power transistors 15 and the coil windings 4b connect, can be shortened. As a result, the electric conduction loss caused by the resistance of these electric wires can be lowered, and the electric noise caused by high-frequency currents flowing through these electric wires can be reduced. This reduction in noise is advantageous in that, when using the device in automobiles to recirculate engine coolant fluid, radio noise is reduced.
(3) Since the control circuit 19 is arranged in the chamber Y, the electrical wires 23 be shortened, the control circuit 19 and the power transistors 15 connect.
(4) The circuit sections 19a , which generate more heat during operation, are on the substrate 20 on the pump housing 10 facing side, and the circuit sections 19b , which generate less heat during operation, are on the substrate 20 on the motor housing 3 facing side attached to the pump housing 10 is opposite. Because the circuit sections 19a close to the block 16 and the pump housing 10 are positioned, thus can the circuit sections 19a more efficient than the circuit sections 19b be cooled. As a result, a life shortening of the circuit sections can be 19a avoid.
(5) The substrate 20 is formed in a ring shape, so the output shaft 5 to surround, and is positioned so that it the power transistors 15 is facing. Therefore, the electrical wires can 23 be shortened, the control circuit 19 and the power transistors 15 connect. Because the substrate 20 over a large area of the pump housing 10 (the block 16 ), the circuit sections 19a be cooled efficiently.
(6) The power transistors 15 are arranged such that their thickness is in the direction with the axial direction of the output shaft 5 matches. Thus, the size of the device can be shortened in the axial direction.
(7) The power transistors 15 are on the block 16 arranged with respect to the center line L in a line-symmetrical manner. The power transistors 15 can be cooled evenly.

Das obengenannte Ausführungsbeispiel kann wie folgt abgewandelt werden.The above-mentioned embodiment may be modified as follows.

Zum Beispiel können die Leistungstransistoren 15 ohne Verwendung des Blocks 16 in direktem Kontakt mit dem scheibenförmigen Abschnitt 10a des Pumpengehäuses 10 angebracht sein.For example, the power transistors 15 without using the block 16 in direct contact with the disk-shaped section 10a of the pump housing 10 to be appropriate.

Wie bei dem nicht beanspruchten Aufbau in 3 gezeigt ist, können die Leistungstransistoren 15 außerdem so angeordnet sein, daß ihre Dickenrichtung mit der Radialrichtung der Abtriebswelle 5 übereinstimmt, während der innere zylinderförmige Abschnitt 10b des Pumpengehäuses 10 in Axialrichtung der Abtriebswelle 5 verlängert ist, um daran den Block 16 anzubringen.As in the unclaimed construction in 3 shown, the power transistors 15 also be arranged so that its thickness direction with the radial direction of the output shaft 5 coincides, while the inner cylindrical portion 10b of the pump housing 10 in the axial direction of the output shaft 5 is extended to it the block 16 to install.

Das Substrat 20 muß nicht in Form der ringförmigen Scheibe vorliegen, sondern kann auch die Form einer rechteckigen Platte aufweisen und in der Motoreinheit 1 angeordnet sein. In diesem Fall ist das Motorgehäuse 3 derart ausgebildet, daß es eine Aufnahmekammer 3a aufweist, die radial nach außen hervorsteht, um darin das Substrat 20 und die Schaltungsabschnitte 19a, 19b aufzunehmen.The substrate 20 must not be in the form of the annular disc, but may also have the shape of a rectangular plate and in the motor unit 1 be arranged. In this case, the motor housing 3 designed so that there is a receiving chamber 3a which protrudes radially outward to the substrate therein 20 and the circuit sections 19a . 19b take.

Das Substrat 20 und die die Schaltungselemente 19a und 19b umfassende Steuerungsschaltung 19 können mit einem wärmeleitenden Harz hoher Wärmeleitfähigkeit gefüllt und über das wärmeleitende Harz mit dem Block 16 oder dem Pumpengehäuse 10 gekoppelt sein. Durch diese Anordnung wird die Kühlung der Steuerungsschaltung 19 ebenfalls verbessert.The substrate 20 and the the circuit elements 19a and 19b comprehensive control circuit 19 can be filled with a thermally conductive resin of high thermal conductivity and via the thermally conductive resin with the block 16 or the pump housing 10 be coupled. By this arrangement, the cooling of the control circuit 19 also improved.

Wie in 4 gezeigt ist, können die Leistungstransistoren 15 in Form eines bloßliegenden Chips konstruiert sein und über eine keramische Anschlußfläche 33 auf dem Substrat 20 angebracht sein. Das Substrat 20 kann eine Platte auf Keramik- oder Metallbasis sein. Auch die Schaltungsabschnitte 19a und 19b sind auf dem Substrat 20 angebracht. Dieses Substrat 20 wird über eine leitende Harzschicht 30 hoher Wärmeleitfähigkeit mit dem Pumpengehäuse 10a in Kontakt gehalten. Diese Teile sind von einem Harzhalter 31 umgeben, wobei ein Formharz 32, das eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist, den Zwischenraum in dem Harzhalter 31 ausfüllt.As in 4 shown, the power transistors 15 be constructed in the form of a bare chip and a ceramic pad 33 on the substrate 20 to be appropriate. The substrate 20 may be a ceramic or metal based plate. Also the circuit sections 19a and 19b are on the substrate 20 appropriate. This substrate 20 is via a conductive resin layer 30 high thermal conductivity with the pump housing 10a kept in contact. These parts are of a resin holder 31 surrounded, wherein a molding resin 32 having a high thermal conductivity, the gap in the resin holder 31 fills.

Claims

Fluid pump device, with a switching device ( 15 ) for supplying electrical drive energy; an electric motor unit ( 1 ) for generating a driving force upon receiving the driving power; and a pump unit ( 2 ) for sucking a fluid into a pump housing ( 10 . 11 ) provided fluid chamber (X) and for discharging the fluid from the pump housing ( 10 . 11 ) upon receipt of the driving force, the switching device ( 15 ) in the pump unit ( 2 ) with the pump housing ( 10 . 11 ) via a thermally conductive component ( 16 . 20 . 30 ) is provided in contact with a recess ( 16b ) and the switching device ( 15 ) from the fluid chamber (X), and a passage (T) in the pump housing ( 10 . 11 ) is provided to the fluid, which from the fluid chamber (X) by an output shaft ( 5 ) of the electric motor unit ( 1 ) to the switching device ( 15 ), to the outside of the pump unit ( 2 ) through the recess ( 16b ).

Fluid pump device according to claim 1, wherein the electric motor unit ( 1 ) a motor housing ( 3 ) with a closed floor and with respect to the motor housing ( 3 ) coaxially extending output shaft ( 5 ) having; the pump housing ( 10 . 11 ) with an open end of the motor housing ( 3 ) and with the motor housing ( 3 ) defines a chamber (Y); and the switching device ( 15 ) is located within the chamber (Y).

A fluid pump device according to claim 2, wherein within the chamber (Y) a control circuit ( 19 ) for controlling the switching device ( 15 ) is located.

A fluid pump apparatus according to claim 3, wherein said control circuit ( 19 ) on a disk-shaped substrate ( 20 ) is arranged, which is arranged such that it the output shaft ( 5 ) surrounds.

Fluid pump device according to claim 4, wherein the substrate ( 20 ) with respect to the output shaft ( 5 ) is arranged in a vertical manner; a first circuit section ( 19a . 21 ), which generates more heat, on the substrate ( 20 ) on a pump housing ( 10 . 11 ) facing the first side is attached; and a second circuit part ( 19b ), which generates less heat, on the substrate ( 20 ) is mounted on a second side opposite the first side.

Fluid pump device according to claim 4, wherein the output shaft ( 5 ) through the recess ( 16b ) passes through.

Fluid pump device according to one of claims 3 to 6, wherein the control circuit ( 19 ) formed with a thermally conductive resin and the resin with the Pumpengehause ( 10 . 11 ) is coupled.

Fluid pump device according to claim 1, wherein the heat-conducting component ( 16 . 20 . 30 ) a substrate ( 20 ), on which the switching device ( 15 ) is attached.

Fluid pump device according to claim 8, wherein the substrate ( 20 ) is a metal-based plate.

Fluid pump device according to claim 8, wherein the substrate ( 20 ) is a ceramic-based plate.

Fluid pump device according to claim 9 or 10, wherein the substrate ( 20 ) is molded with a thermally conductive resin having a high thermal conductivity.

Fluid pump device according to claim 1, wherein the pump housing ( 10 . 11 ) comprises a housing pair defining therebetween the fluid chamber (X) for the fluid; within the chamber (X) a wing body ( 12 ) is located in order by an output shaft ( 5 ) of the motor unit ( 1 ) to be driven; the motor unit ( 1 ) a motor housing ( 3 ) fluid-sealed with respect to the fluid chamber (X) with one of the housing ( 10 ) defines a circuit receiving chamber (Y); and the switching device ( 15 ) is located inside the chamber (Y).

Fluid pump device according to claim 12, wherein the switching device ( 15 ) comprises a plurality of power transistors which are arranged so that they the output shaft ( 5 ) surround.

Fluid pump device according to claim 13, wherein the heat-conducting component ( 16 . 20 ) has a disc shape and in the chamber (Y) with respect to the Output shaft ( 5 ) is located vertically; and the power transistors ( 15 ) on the thermally conductive component ( 16 . 20 ) are mounted.

Fluid pump device according to claim 14, wherein the power transistors ( 15 ) with respect to a center line of the recess ( 16b ) are arranged in a line-symmetrical manner.

Fluid pump device according to claim 14 or 15, wherein on the heat-conducting component ( 20 ) also a control circuit ( 19 ) for controlling the power transistors ( 15 ) is attached.