JP2005517126A

JP2005517126A - 液体ポンプ

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Publication number: JP2005517126A
Application number: JP2003566417A
Authority: JP
Inventors: ヨハネス　プフェッツァー; クラウゼベルンハルト
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2002-02-05
Filing date: 2002-10-14
Publication date: 2005-06-09
Anticipated expiration: 2022-10-14
Also published as: KR20040077930A; US7137794B2; JP4317028B2; EP1474611B1; EP1474611A1; WO2003067094A1; DE10204459A1; US20040071573A1

Abstract

本発明は、液体ポンプ、特にウォータポンプであって、ポンプ車を取り囲むポンプケーシング（１１）と、該ポンプケーシングに結合されたモータケーシングとが設けられており、該モータケーシング内に、ステータ（２２）とロータとを備えていてポンプ車を駆動する電動モータ（２１）が収容されている形式のものに関する。ただ１つのシール部材だけを用いて液体の流出に対してポンプをシールすること及び液体の侵入に対してポンプケーシングをシールすること、並びに付加的な結合エレメントを用いることなしに液体ポンプを組み立てることを目的として、本発明の構成ではポンプケーシング（１１）が、半径方向外側に向かって張り出したリングウェブ（１４）を備えたケーシング下側部分（１２）と、該ケーシング下側部分（１２）に被せ嵌められるケーシング上側部分（１３）とを有しており、該ケーシング上側部分（１３）の自由なリング状の端面端部とリングウェブ（１４）との間に、シールリング（１５）が配置されており、モータケーシングがケーシングポット（２６）として形成されていて、該ケーシングポット（２６）の係合縁部（２８）が、リングウェブ（１４）とシールリング（１５）と部分的にケーシング上側部分（１３）とに被さって係合し、かつケーシング上側部分（１３）に、軸方向における緊張力もしくは応力をもたらしながら係止されているようにした。

Description

背景技術
本発明は、請求項１の上位概念部に記載された形式の液体ポンプ、特にウォータポンプに関する。

このような液体ポンプでは、液体の流出に対してポンプケーシングをシールすることが必要であると共に、例えば飛沫水のような外からの液体の侵入に対してモータケーシングをシールすることが必要である。そのために、モータケーシングを電動モータの組付け後にケーシングキャップによって飛沫水に対するシール作用をもって閉鎖すること、及びポンプケーシングをカバーフランジ及びシール挿入体を用いて液体出口に対してシール作用をもってカバーすることが公知である。シール結合のために必要な、カバーフランジとポンプケーシングとの間における押圧力は、互いに等しい周囲角だけずらされて配置されている複数のねじ結合装置によって生ぜしめられる。モータケーシングはカバーフランジに固定されていて、電動モータの被駆動軸はシールされてカバーフランジを貫通案内されており、そしてポンプケーシングの内部においてポンプ車を相対回動不能に収容している。

発明の利点
請求項１の特徴部に記載のように構成された本発明による液体ポンプには、次のような利点がある。すなわち本発明による液体ポンプでは、ポンプケーシング及びモータケーシングをシールするためにただ１つのシール部材しか必要なく、シール部材に対する圧着力は付加的な固定手段なしに生ぜしめられる。ただ１つのシールリングが両方の機能、つまり液体流出に対するポンプケーシングのシール作用と、外からの液体侵入に対するモータケーシングのシール作用とを引き受ける。ポンプの組立て・分解は極めて簡単であり、製造及び修理にかかる費用は著しく安価にすることができる。また別体の固定手段が不要であるので、組立てラインの構成を簡単化すること及び組立て工具を節約することができ、このことは付加的に、ポンプの製造コストの低減に役立つ。

請求項１に記載された本発明による液体ポンプの別の有利な構成は、請求項２以下に記載されている。

本発明の有利な構成では、電動モータのステータとポンプケーシングのケーシング下側部分とが、互いに回動不能に固定されており、かつケーシング上側部分とケーシング下側部分とが、互いに位置適正に位置決めされ、かつ互いに回動不能に保持されている。有利には溝・キー結合装置によって行われる、ステータとケーシング下側部分との及びケーシング下側部分とケーシング上側部分とのこのような結合は、一方では組立てのコード化のために役立ち、かつ他方では、組立て時においてステータとモータケーシングとポンプケーシングとの適正な対応配置を保証する回動防止装置を形成する。

本発明の別の有利な構成では、ケーシングポットとポンプケーシングのケーシング上側部分との間における係止装置が、バヨネットジョイントの形式で形成されていて、ケーシング上側部分において突出していて該ケーシング上側部分の周囲に等間隔に配置された保持ウェブと、ケーシングポットのポット縁部に形成されたアンダカットとを有しており、該保持ウェブとアンダカットとが、ケーシングポットとケーシング上側部分との相対回動によって、摩擦力結合式にかつ形状結合式に係合させられるようになっている。

本発明の別の有利な構成では、ケーシング上側部分に、有利には保持ウェブに、軸方向に突出した少なくとも１つのストッパが配置されており、該ストッパに、アンダカットのうちの１つが、係止のために必要なケーシングポットとポンプケーシングとの相対回動の終了時に、当接する。ケーシングポットとポンプケーシングとの間における相対的な回転運動をこのように制限することによって、モータケーシングは常にステータに対して規定されたポジションを占めることになり、かつ後でモータ用の電子制御装置をモータケーシングに取り付ける作業を、問題なく行うことができる。

本発明の別の有利な構成では、ケーシングポットとケーシング上側部分との間に、回動防止装置が設けられており、この回動防止装置は、ケーシング上側部分のストッパへのアンダカットの当接による係止部の形成後に有効になり、ケーシングポットとポンプケーシングとを互いに回動不能に結合する。そしてこの回動防止装置によって、荒っぽい運転形式においてもケーシング上側部分とケーシングポットとの間における結合が不都合に解離することは確実に阻止される。

本発明のさらに別の有利な構成では、ケーシングポットのポット底部に、周方向に延びる長孔が設けられていて、この長孔を通してステータの巻線接続部が貫通案内されている。この長孔は、ケーシングポットと、ポンプケーシングに回動不能に結合された電動モータのステータとの間における相対回動を可能にし、このような相対回動は、ケーシングポットとポンプケーシングのケーシング上側部分との係止のために必要である。長孔は、電動モータ用の電子制御装置が組み込まれている電子機器ケーシングによって覆われる。

図面
次に図面を参照しながら本発明の実施例を説明する。

図１は、ウォータポンプを示す斜視図である。

図２は、図１の矢印ＩＩの方向でウォータポンプを後ろから見た図である。

図３は、図１に示されたウォータポンプを、部分的に引き出されたケーシングポットと共に示す図である。

図４は、図１に示されたウォータポンプであって、ポンプ車と該ポンプ車を駆動する電動モータとを備えたポンプケーシングのケーシング下側部分を示す斜視図である。

図５は、図１のＶ−Ｖ線に沿った断面図であって、ポンプケーシングとケーシングポットとの間における係止装置がまだ係合される前の状態を示す図である。

図６は、図１のＶＩ−ＶＩ線に沿って部分的に断面した図であって、ケーシングポットにポンプケーシングが係止された状態を示す図である。

実施例の記載
一般的な液体ポンプのための実施例として図１に斜視図で示されたウォータポンプは、有利には車両構造において内燃機関の冷却回路又はヒータ系のヒータ回路において使用される。ウォータポンプは２部分から成るポンプケーシング１１を有しており、このポンプケーシング１１はケーシング下側部分１２と、その上に被せられるケーシング上側部分１３とから成っている。ケーシング下側部分１２は縁部側に、半径方向外側に向かって突出するリングウェブ１４を有しており、このリングウェブ１４は、ケーシング上側部分１３のリング状の端面端部のための支持として、かつケーシング上側部分１３の端面端部とリングウェブ１４との間に挿入されていてケーシング下側部分１２の周壁に押し嵌められたシールリング１５のための支持として働く。ケーシング上側部分１３には入口開口１６１を取り囲んでいる軸方向の吸込み管片１６と、出口開口１７１を取り囲んでいて接線方向に延びる吐出管片１７とが一体成形されている。両ケーシング部分１２，１３のそれぞれには、螺旋状の溝１８１，１８２が成形されている。ケーシング下側部分１２にケーシング上側部分１３を被せた場合に互いに完全にもしくは合同に位置する両方の溝１８１，１８２は、吸込み管片１６に開口する圧力螺旋１８（図５）を形成している。

図４には、圧力螺旋１８のうちの、ケーシング下側部分１２に形成された溝１８１だけが示されており、この溝１８１は、ケーシング上側部分１３に同様に形成された圧力螺旋１８の溝１８２によって覆われ、この場合圧力側の吐出管片１７は、出口開口１７１の一方の半部を形成する開口縁部、つまり圧力螺旋１８の下側の溝１８１の開口縁部に、押し込まれる。ポンプケーシング１１の軸線と同軸的にポンプ車１９が配置されており、このポンプ車１９は、ポンプケーシング１１に軸方向で進入する電動モータ２１の被駆動軸２０に相対回動不能に設けられている。回転するポンプ車１９は、吸込み管片１６を介して軸方向で水を吸い込み、そして吸い込んだ水を圧力螺旋１８内に圧送し、水はそこから吐出管片１７を介して搬送圧をもって流出する。

電動モータ２１は公知のようにステータ２２（図４）と図示されていないロータとから成っており、このロータはステータ２２によってリング状に取り囲まれている。ステータ２２はステータ巻線２３を有しており、このステータ巻線２３には巻線接続部２４，２５（図２）を介して給電可能である。電動モータ２１はケーシングポット２６内に受容されており、このケーシングポット２６は、ケーシング下側部分１２におけるリングウェブ１４と、シールリング１５と、さらに部分的にケーシング上側部分１３とに上から係合し、かつケーシング上側部分１３とケーシングポット２６との間において軸方向における緊張力を生ぜしめながらケーシング上側部分１３と係止されている。そのためにケーシングポット２６のポット開口２６１には、ケーシング下側部分１２におけるリングウェブ１４のためのリング状の支持肩部２７（図５）が形成され、かつ支持肩部２７を越えて軸方向に延びる係合縁部２８が形成されており、この係合縁部２８は、ポンプケーシング１１へのケーシングポット２６の装着時に内側面２８１で、リングウェブ１４とシールリング１５とケーシング上側部分１３の縁部切断面とを越えて移動し、この運動はリングウェブ１４が支持肩部２７に当接するまで続く。

ケーシングポット２６はそのポット底部２６２（図２）に、周方向に延びる長孔２９を有しており、この長孔２９を通してステータ巻線２３の巻線接続部２４，２５は貫通案内されている。詳しく図示されていないが、ポット底部２６２には電子機器ケーシングが装着され、この電子機器ケーシングは長孔２９を覆い、巻線接続部２４，２５と接続される制御電子装置、例えば電動モータ２１用の回転数調整のための制御電子装置を有している。

図１、図３、図５及び図６に示されているように、ケーシングポット２６とケーシング上側部分１３との間における係止装置は、バヨネットジョイント（Bajonettverschluss）の形式で形成されていて、ケーシング上側部分１３に全周にわたって等間隔に配置された保持ウェブ３０と係合縁部２８に形成されたアンダカット３１とを有している。保持ウェブ３０とアンダカット３１とは、ポンプケーシング１１のケーシング上側部分１３とケーシングポット２６との相対回動によって互いに係合状態にもたらされ、相対回動の増大と共に前記両構成エレメントの軸方向における摺動運動が導入され、この摺動運動によって、ケーシング上側部分１３の端面端部とリングウェブ１４との間に挿入されたシールリング１５の摩擦力結合式（kraftschluessig）の圧縮が生ぜしめられる。

回転運動はストッパ３２（図１及び図３）によって制限され、このストッパ３２は保持ウェブ３０のうちの１つに形成されていて、軸方向でアンダカット３１の回動軌道に進入する。ポンプケーシング１１のケーシング上側部分１３とケーシングポット２６との間における係止は、回動防止装置３３によって保証されている（図１、図３及び図６）。この回動防止装置３３は、ケーシング上側部分１３において外方に向かって突出していて軸方向において弾性変形可能なウェブ３４を有しており、このウェブ３４は、互いに連続する２つの保持ウェブ３０の間に配置されていて、ケーシング上側部分１３へのケーシングポット２６の押し嵌め時にアンダカット３１のうちの１つによって弾性的に変位されるようになっている。このアンダカット３１が対応配置された保持ウェブ３０の前に回転させられると、ウェブ３４は再びばね弾性的に戻り、アンダカット３１の、周方向を向いた端縁に接触し、その結果ケーシングポット２６の戻り回転が阻止される。ポンプケーシング１１とケーシングポット２６との分解は、逆方向における相対運動によって、弾性的なウェブ３４を補助工具を用いてアンダカット３１の回転軌道から持ち上げて外した場合にだけ、行うことができる。

ウォータポンプの組立ては次のように行われる：
図４に示された前組立てユニット、つまりケーシング下側部分１２とステータ２２、ロータ及び被駆動軸２０を備えた電動モータ２１とから成る前組立てユニットに、Ｏリングとして形成されたシールリング１５が取り付けられ、この場合シールリング１５は、ケーシング下側部分１２の周壁に、ケーシング下側部分１２のリングウェブ１４に接触するまで軽く回転させられながら押し嵌められる。図５の断面図から分かるように、ステータ２２とケーシング下側部分１２とは溝・キー結合装置３５によって相対回動を防止されている。この溝・キー結合装置３５は同時に、ステータ２２とケーシング下側部分１２との適正な回転位置対応関係を表す組立てコードとしても働く。

シールリング１５を備えた前組立てユニットには、ケーシング上側部分１３が被せられる（図３）。ケーシング下側部分１２とケーシング上側部分１３とは、溝・キー結合装置３６によって互いに回動不能に固定されており、この溝・キー結合装置３６は同時に、被せ嵌め時におけるケーシング下側部分１２とケーシング上側部分１３との適正な位置決めのための組立てコードとしても働く。溝・キー結合装置３６のうち、図４には単にケーシング下側部分１２において軸方向に延びる溝だけが示されている。

ポンプケーシング１１の組立て後にケーシングポット２６は、ステータ２２に被せ嵌められ（図３）、この際にポット開口２６１における係合縁部２８は、リングウェブ１４とシールリング１５とケーシング上側部分１３とに順次被さって係合し、係合縁部２８におけるアンダカット３１はケーシング上側部分１３における保持ウェブ３０の間に押し込まれる。この際にステータ巻線２３の巻線接続部２４，２５は、長孔２９を貫通する。ケーシングポット２６とケーシング下側部分１２とが支持肩部２７において互いに当接すると、ケーシングポット２６の被せ嵌め動作は終了する。そしてケーシングポット２６の回転運動によってアンダカット３１は、保持ウェブ３０の前に回転させられ、この際回転運動はストッパ３２によって制限される。ケーシングポット２６の回転運動の後で、シールリング１５は軸方向に圧縮されており、これによってポンプケーシング１１を水の流出に対して確実にシールすると共に、ケーシングポット２６を水の侵入に対して確実にシールする。アンダカット３１がケーシングポット２６の回転運動時にストッパ３２に当接すると、ケーシングポット２６の回転運動はロックされ、回動防止装置３３の、アンダカット３１によって弾性的に変位されたウェブ３４は、アンダカット３１から再び解放され、その結果ウェブ３４はその本体の位置に弾発的に戻り、アンダカット３１の後ろからの係合によって周方向においてケーシングポット２６の戻り回転を阻止する（図１及び図６）。

バヨネット結合（Bajonett-Verbindung）は次のことによって傑出している。すなわちこの結合形式では、保持ウェブ３０及び／又はアンダカット３１が、回転方向において増大する軸方向深さを有しており、これによって互いに結合すべき両部分の回動時に軸方向における緊張力もしくは応力が、ひいてはシールリング１５に対する圧着力が生ぜしめられる。このようなバヨネット結合を用いる代わりに、係止装置を、コンスタントな軸方向幅又は厚さを有する保持ウェブ及びアンダカットを備えて構成することも可能である。このような場合には、ケーシング上側部分１３における保持ウェブ３０とケーシングポット２６におけるアンダカット３１との軸方向の対応配置を次のように行う必要がある。すなわちこの場合組立て時においてケーシングポット２６及びポンプケーシング１１の回動前及び回動中に、シールリング１５を圧縮する押圧力がもたらされねばならず、これによってケーシングポット２６におけるアンダカット３１をケーシング上側部分１３における保持ウェブ３０の前に回転させることができる。

ウォータポンプを示す斜視図である。図１の矢印ＩＩの方向でウォータポンプを後ろから見た図である。図１に示されたウォータポンプを、部分的に引き出されたケーシングポットと共に示す図である。図１に示されたウォータポンプであって、ポンプ車と該ポンプ車を駆動する電動モータとを備えたポンプケーシングのケーシング下側部分を示す斜視図である。図１のＶ−Ｖ線に沿った断面図であって、ポンプケーシングとケーシングポットとの間における係止装置がまだ係合される前の状態を示す図である。図１のＶＩ−ＶＩ線に沿って部分的に断面した図であって、ケーシングポットにポンプケーシングが係止された状態を示す図である。

Claims

液体ポンプ、特にウォータポンプであって、ポンプ車（１９）を収容するポンプケーシング（１１）と、該ポンプケーシング（１１）に結合されたモータケーシングとが設けられており、該モータケーシング内に、ステータ（２２）とロータとを備えていてポンプ車（１９）を駆動する電動モータ（２１）が収容されている形式のものにおいて、ポンプケーシング（１１）が、半径方向外側に向かって張り出したリングウェブ（１４）を備えたケーシング下側部分（１２）と、該ケーシング下側部分（１２）に被せ嵌められるケーシング上側部分（１３）とを有しており、該ケーシング上側部分（１３）の自由なリング状の端面端部とリングウェブ（１４）との間に、シールリング（１５）が配置されており、モータケーシングがケーシングポット（２６）として形成されていて、該ケーシングポット（２６）が、リングウェブ（１４）とシールリング（１５）と部分的にケーシング上側部分（１３）とに被さって係合し、かつケーシング上側部分（１３）に、軸方向における緊張力もしくは応力をもたらしながら係止されていることを特徴とする液体ポンプ。
ケーシングポット（２６）のポット開口部（１６１）に、ケーシング下側部分（１２）におけるリングウェブ（１４）のためのリング状の支持肩部（２７）と、該支持肩部（２７）を越えて突出する係合縁部（２８）とが形成されていて、該係合縁部（２８）の内面（２８１）が、リングウェブ（１４）とシールリング（１５）とケーシング上側部分（１３）の１区分を越えて移動する、請求項１記載の液体ポンプ。
ステータ（２２）とケーシング下側部分（１２）とが、有利には形状結合式の結合装置（３５）を介して、互いに位置適正に位置決めされ、かつ互いに回動不能に固定されている、請求項１又は２記載の液体ポンプ。
ケーシング上側部分（１３）とケーシング下側部分（１２）とが、有利には形状結合式の結合装置（３６）を用いて、互いに位置適正に位置決めされ、かつ互いに回動不能に固定されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の液体ポンプ。
ケーシングポット（２６）とケーシング上側部分（１３）との間における係止装置が、ケーシング上側部分（１３）において突出していて該ケーシング上側部分（１３）の周囲に等間隔に配置された保持ウェブ（３０）と、係合縁部（２８）に形成されたアンダカット（３１）とを有しており、該保持ウェブ（３０）とアンダカット（３１）とが、ケーシングポット（２６）とケーシング上側部分（１３）との相対回動によってバヨネットジョイントの形式で互いに係合させられる、請求項１から４までのいずれか１項記載の液体ポンプ。
ケーシング上側部分（１３）に、有利には保持ウェブ（３０）の端部に、軸方向に突出したストッパ（３２）が配置されており、該ストッパ（３２）に、係合縁部（２８）におけるアンダカット（３１）のうちの１つが、係止のために必要なケーシングポット（２６）とポンプケーシング（１１）との相対回動の終了時に、当接する、請求項５記載の液体ポンプ。
ケーシングポット（２６）とケーシング上側部分（１４）との間に、係止部の形成後に有効になる回動防止装置（３３）が設けられている、請求項５又は６記載の液体ポンプ。
回動防止装置（３３）が、軸方向において弾性変形可能な少なくとも１つのウェブ（３４）を有しており、該ウェブ（３４）がケーシング上側部分（１３）から突出していて、次のように、すなわち、ウェブ（３４）がケーシング上側部分（１３）へのケーシングポット（２６）の被せ嵌め時に保持ウェブ（３０）の間を貫通移動するアンダカット（３１）によって変位可能であり、アンダカット（３１）の回転運動後に対応配置された保持ウェブ（３０）の前にばね弾性的に戻され、そしてアンダカット（３０）の周方向に向けられた端面に当接するように、配置されている、請求項７記載の液体ポンプ。
ステータ（２２）が、ステータ巻線（２３）の電気的な接触接続のための巻線接続部（２４，２５）を有していて、ケーシングポット（２６）がポット底部（２６２）に、周方向に延びる長孔（２９）を有しており、該長孔（２９）を貫通して巻線接続部（２４，２５）がケーシングポット（２６）から進出している、請求項１から８までのいずれか１項記載の液体ポンプ。
長孔（２９）が、周方向で測定して次のような長さ、すなわちステータ（２２）と回動不能に結合されたポンプケーシング（１１）に対するケーシングポット（２６）の回動距離よりも大きな長さを有している、請求項９記載の液体ポンプ。
ポンプケーシング（１１）が吸込み側に、ポンプ車（１９）に対して同軸的な入口開口（１６１）を有し、かつ圧力側に、ポンプ車（１９）に対して接線方向の出口開口（１７１）を有しており、該出口開口（１７１）に、ポンプ車（１９）を取り囲む圧力螺旋（１８）が開口しており、該圧力螺旋（１８）が互いに重なり合って位置する２つの溝（１８１，１８２）によって形成されていて、両溝（１８１，１８２）のうちの一方がポンプケーシング（１１）のケーシング下側部分（１２）に成形され、かつ他方がポンプケーシング（１１）のケーシング上側部分（１３）に成形されている、請求項１から１０までのいずれか１項記載の液体ポンプ。
入口開口（１６１）及び出口開口（１７１）がそれぞれ、ケーシング上側部分（１３）に一体的に成形された２つの接続管片（１６，１７）によってそれぞれ取り囲まれている、請求項１１記載の液体ポンプ。