JP2023536941A - Assembled structure for electric oil pump - Google Patents
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Abstract
電動オイルポンプのための組立構造体(M)であって、ステータと、少なくとも1つのロータと、上方および下方のポンプ圧力プレート(6)とから成るオイルポンプ(1)、オイルポンプ(1)に対して軸方向に配置されていて、オイルポンプ(1)を回転させるための電動モータ(3)を含む電気的なモータユニット(2)、少なくともオイルポンプ(1)と電動モータ(3)とを収容するためのポンプケーシング(4)、オイルポンプ(1)と電動モータ(3)とをポンプケーシング(4)内でシールし、方向付け、位置固定するためのベースプレート(5)、液圧液のための吸込管路(6.1)と吐出管路(6.2)とを備えた下方のポンプ圧力プレート(6)として形成されたベースプレート、電動モータ(3)とオイルポンプ(1)とを制御するための制御ユニットを備えた回路支持体(7)、および少なくとも回路支持体(7)をベースプレート(5)または下方のポンプ圧力プレート(6)に向かってシールするためのカバー(8)を有しており、ベースプレートの吸込管路(6.1)と吐出管路(6.2)とは、オイルポンプ(1)および電動モータ(3)の軸線(A)に対して平行に配置されており、カバー(8)における対応する開口部(8.1)および回路支持体(7)における対応する開口部(7.1)を貫通して案内されている、組立構造体(M)。Assembly structure (M) for an electric oil pump, comprising a stator, at least one rotor and upper and lower pump pressure plates (6); an electric motor unit (2) which is arranged axially against the oil pump (1) and includes an electric motor (3) for rotating the oil pump (1); A pump casing (4) for accommodating the oil pump (1) and the electric motor (3), a base plate (5) for sealing, orienting and positioning the oil pump (1) and the electric motor (3) within the pump casing (4), a base plate formed as a lower pump pressure plate (6) with a suction line (6.1) and a discharge line (6.2) for the electric motor (3) and the oil pump (1); a circuit support (7) with a control unit for controlling and a cover (8) for sealing at least the circuit support (7) towards the base plate (5) or the lower pump pressure plate (6); The suction pipe (6.1) and the discharge pipe (6.2) of the base plate are arranged parallel to the axis (A) of the oil pump (1) and the electric motor (3). an assembled structure (M), which is guided through corresponding openings (8.1) in the cover (8) and through corresponding openings (7.1) in the circuit support (7).
Description
従来技術
下部構成要素の軸方向の配置を有する既存の電動オイルポンプ:
オプション1:
電動モータ、ポンプ、制御電子機器は、すべて同じ軸に沿って方向付けられており、通常、液圧管路が、パッケージのアセンブリの側面に向かって、すなわち半径方向に位置している、または
オプション2:
電子機器、モータ、ポンプは、すべて同じ軸線に沿って方向付けられており、液圧管路が、ポンプの近傍、横に配置されている(半径方向、軸方向、またはこれらの混合、例えば入口が半径方向、出口が軸方向)。
PRIOR ART Existing electric oil pumps with axial arrangement of lower components:
Option 1:
The electric motor, pump and control electronics are all oriented along the same axis and the hydraulic lines are usually located towards the side of the assembly of the package, i.e. radially, or Option 2 :
The electronics, motors, and pumps are all oriented along the same axis, and the hydraulic lines are located near, alongside, the pump (radially, axially, or a mixture of these, e.g., the inlet radial, axial exit).
問題点
組立構造体全体のケーシングは、構成要素を収容するために、通常複数の部品から成っている。典型的には、モータおよびポンプのような主要な構成要素のそれぞれが別個のケーシング内に組み込まれており、それぞれがその固有のケーシングの内側にあり、このようなことがサイズとコストを増大させている。
Problems The casing of the entire assembled structure is usually made up of several parts to accommodate the components. Typically, each major component, such as the motor and pump, is incorporated within a separate casing, each inside its own casing, which increases size and cost. ing.
制御電子機器(回路支持体、例えば、PCBまたはプリント配線板)およびモータのサイズによっては、電動ポンプを一方の側のみから組み付けることはできず、すなわち、1つの共通のケーシング内への構成要素の装着を、1つの同じ位置の側から、例えば「上方から下方に向かって」行うことができない。 Depending on the control electronics (circuit support, e.g. PCB or printed circuit board) and the size of the motor, it is not possible to assemble the electric pump from only one side, i.e. the integration of the components into one common casing. Mounting cannot be done from one co-located side, eg "from top to bottom".
オプション2の場合、典型的にはパッケージに関する制限が生じ、多くの場合はモータ直径よりも大きい電子機器の半径方向のサイズは、組込みスペース内の「デッドスペース」を発生させ、これにより、補助装置、管路およびケーブルの最適な配置および案内が妨げられる。1つのケーシングに取り付けられるキノコ型のユニットが解決手段として考えられる。 For Option 2, limitations typically arise with regard to packaging, and the radial size of the electronics, often larger than the motor diameter, creates "dead space" within the installation space, thereby , conduits and cables are prevented from being optimally positioned and guided. A mushroom-shaped unit attached to one casing is a possible solution.
確かに、オプション2は、出力クラスの比較的低い(約250W未満の電力)EOP(電動オイルポンプ)には適しており、いわゆる「カートリッジ配置」の利点を有しており、この場合、電動オイルポンプ(EOP)全体が1つの中空室に挿入され、電子機器は区画を損なうことはない(例えば、米国特許出願公開第2019/0003477号参照)。従来技術によるオイルポンプは、独国特許出願公開第102017210426号からも公知である。 Indeed, Option 2 is suitable for EOPs (Electric Oil Pumps) of a relatively low output class (less than about 250 W power) and has the advantage of the so-called "cartridge arrangement", in which case the electric oil The entire pump (EOP) is inserted into one hollow chamber and the electronics do not disturb the compartment (see, eg, US Patent Application Publication No. 2019/0003477). An oil pump according to the prior art is also known from DE 10 2017 210 426 A1.
発明の課題
1.電動ポンプのケーシング(EOP-ケーシング)の簡略化。
2.電動ポンプの組立プロセスの簡略化。
3.パッケージ投影面全体の縮小化。
4.コストの削減。
5.パワーエレクトロニクスおよびモータのための最適な冷却の実現。
Problems of the invention 1 . Simplification of the electric pump casing (EOP-casing).
2. Simplified assembly process for electric pumps.
3. Reduction of the entire package projection surface.
4. Reduced costs.
5. Realization of optimum cooling for power electronics and motors.
発明
本提案は、ポンプ、電動モータまたはEモータ、およびパワーエレクトロニクス、特に電気的な構成要素を備えた回路支持体、例えばPCBを、ポンプがモータと電子機器との間に位置するように配置することから成っている。パワーエレクトロニクスは、液圧管路を案内するための開口部を有しており、これにより、液圧管路を軸方向に配置することができるようになる。
The invention The proposal arranges a circuit carrier, e.g. a PCB, with a pump, an electric or E-motor and power electronics, in particular electrical components, such that the pump is located between the motor and the electronics. It consists of The power electronics have openings for guiding the hydraulic lines, which allow an axial arrangement of the hydraulic lines.
その上にパワーエレクトロニクスが配置されている(接着されている、熱的に接続されている、ねじ固定されている、クリンプされている等)ベースプレートと、下方のポンプ圧力プレートとは、投影面をさらに縮小するためにまとめられている。 The baseplate on which the power electronics are placed (glued, thermally connected, screwed, crimped, etc.) and the pump pressure plate below define the plane of projection as Grouped for further reduction.
付加的に、ベースプレートは、所定のポンプ形式、特に、ジェロータ形式が使用される場合には、下方のポンプ圧力プレートの機能を果たし、このようなことは一般的に、ジェロータ形式のEOPに関する従来技術に相当する。しかしながら、圧力プレートとECU/電子機器支持体との組み合わせはこれまで公知ではない。 Additionally, the baseplate serves the function of the lower pump pressure plate for certain pump types, particularly when gerotor types are used, and such is generally the prior art for gerotor type EOPs. corresponds to However, combinations of pressure plates and ECU/electronics supports have not heretofore been known.
ポンプケーシングは交換することができ、ポンプケーシングの機能は減らされ、またはベースプレートとモータケーシングとの間で分けられ、これにより、サイズおよびコストを減じることができる。 The pump casing can be replaced, the function of the pump casing reduced or split between the baseplate and the motor casing, thereby reducing size and cost.
軸方向に配置された液圧管路により、EOP-ケーシングを金属薄板から深絞り技術により製造することができ、これにより、「ベースプレート」のためのスペースならびに取付け可能性が、以下のように提供される:
オプション1:モータ、ポンプ、電子機器のような主要な構成要素が円形である(例えば、図4参照)、または
オプション2:ベースプレート(またはベースプレート/ポンプ圧力プレート)と電子機器とが、深絞り技術によりケーシングを成形することが可能である限りでは、多角形である(例えば、図8参照)、または
オプション3:例えば高出力および/または特殊な固定手段および組付け手段が使用されなければならない場合には、ベースプレート(またはベースプレート/ポンプ圧力プレート)は、深絞りされたケーシングから外へと延在している(例えば、図2参照)。
Axially arranged hydraulic lines allow the EOP housing to be produced from sheet metal by means of a deep-drawing technique, which provides space for the "base plate" as well as mounting possibilities as follows: Ru:
Option 1: The main components like motors, pumps and electronics are circular (see e.g. Figure 4) OR Option 2: The baseplate (or baseplate/pump pressure plate) and electronics are both is polygonal insofar as it is possible to shape the casing by (see e.g. Fig. 8), or Option 3: e.g. if high power and/or special fixing and assembly means have to be used In, the base plate (or base plate/pump pressure plate) extends out from the deep drawn casing (see, eg, FIG. 2).
すべての構成要素を一方の側からのみケーシング内に組み付けることができ、この場合、パワーエレクトロニクスは最後の構成要素である(共通のケーシングを備えるコンセプト、図4)。 All components can be assembled into the casing from one side only, with the power electronics being the last component (concept with common casing, FIG. 4).
同時に、サプライチェーンの規定、製造/組立ラインの間の部品の取扱い順序、およびジオメトリ的な制約に応じて、カバーによって保護された電子機器を最初にベースプレート(またはベースプレート/ポンプ圧力プレート)に予め取り付け、他方で、ポンプ構成要素およびモータ構成要素の組付けを最後に行うこともできる。 At the same time, the electronics protected by the cover are first pre-mounted to the baseplate (or baseplate/pump pressure plate) depending on supply chain regulations, part handling order during the manufacturing/assembly line, and geometric constraints , on the other hand, it is also possible to assemble the pump and motor components last.
このような配置により、パワーエレクトロニクスからの熱をポンプ構成要素へと導出することができ、これにより理想的な冷却条件が生じる。 Such an arrangement allows heat from the power electronics to be conducted away to the pump components, which creates ideal cooling conditions.
ポンプの吸込接続部は、モータを通して案内され、これにより、モータの冷却性能を改善することができる。同時に、電動ポンプ(EOP)は環境に対してシールされ、これにより保護クラスIP6K9Kに達することができる。 The suction connection of the pump is guided through the motor, which makes it possible to improve the cooling performance of the motor. At the same time, the electric pump (EOP) is sealed against the environment and can thus reach protection class IP6K9K.
このような配置およびポンプケーシングの交換により、ベースプレートを保持/固定するための、例えば、保持リング、ねじ、クランプ、バヨネット等による、多様な方法が可能となる。 Such an arrangement and exchange of pump casings allows a variety of methods for retaining/fixing the baseplate, for example by retaining rings, screws, clamps, bayonet, etc. FIG.
利点
1.所要スペースの縮小:このような配置は、電動ポンプの所要スペースを最適化し、これにより、半径方向の液圧接続部を備えた電動ポンプと比較して小型化されたパッケージが得られる。
2.ポンプケーシングの交換
3.より迅速な組立:ポンプ構成要素を一方の側からケーシング内に配置することができ、組立構造体全体を、僅かなねじまたはその他の機械的な保持システム、すなわち保持リングまたはバヨネットで組み付けることができる。
Advantages 1. Reduced space requirements: Such an arrangement optimizes the space requirements of the electric pump, resulting in a smaller package compared to electric pumps with radial hydraulic connections.
2. 3. Replace the pump casing. Faster assembly: the pump components can be placed into the casing from one side and the entire assembled structure can be assembled with few screws or other mechanical retention systems, i.e. retaining rings or bayonet .
従来技術が図1に示されており、この場合、ポンプ1の液圧接続部6.1,6.2は半径方向に配置されている。 The prior art is shown in FIG. 1, in which the hydraulic connections 6.1, 6.2 of the pump 1 are arranged radially.
提案による着想の概略図は図2に示されている。電動モータ3は、金属薄板ケーシングの端部に装着されており、これにポンプ1が続いている。モータ2とポンプ1とは、シャフトを介して機械的に連結されており、モータ3からの機械的出力をポンプ1に伝達している。下方のポンプ圧力プレート6と、電子機器のベースプレート5とは一体に形成されている。ポンプ1の液圧接続部6.1,6.2は、特にベースプレートに組み込まれており、パワーエレクトロニクスボード7における開口部7.1を貫通している。
A schematic diagram of the proposed idea is shown in FIG. The
クランプ、溶接、圧入のような他の選択肢があるなかで、ポンプ1とモータ3とをねじ12によって摩擦接続的にベースプレート5に統合することができる。
The pump 1 and the
アセンブリの構成要素間のシール11は、液体シールまたは固体シールとして、ならびに半径方向シールまたは軸方向シールとして実現されていてよい。
The
モータ3と、ポンプ1の吸込接続部6.1,6.2とは、液圧的に分離されておらず、これは、ポンプ1内に流入する液体が、モータ3の周囲の体積に押し寄せる可能性があることを意味している。流体は、モータ3の潤滑および冷却に役立つ。ポンプ圧力プレート6とベースプレート5とは、(図示したように)1つだけの構成要素5,6として統合されてよく、またはポンプ形式によっては、別個の圧力流分離プレートを組み込む必要がある。ベースプレートのジオメトリは、様々なポンプ形式(すなわち、歯車ポンプ、ジェロータポンプ、ベーンポンプ等)および様々な接続場所に適しているように適合させることができる。液圧接続部6.1,6.2を軸方向に配置し、この場合、その位置は、様々な要求に対応するために、カバープレート8上で自由に変更されてよい。
The
別の可能な取付け法が図4に示されている。ねじを使用する代わりに、電動ポンプ1のケーシング4に保持リングを圧入することができ、これにより軸方向力を付与することによってポンプ構成要素をベースプレート5,6に摩擦接続的に接続することができる。ポンプ構成要素自体は、軸方向でモータ3のステータによって保持されている。パワーエレクトロニクス(PCB)7は、ベースプレート5,6に例えばねじ固定(図示せず)または接着されていてよい。
Another possible mounting method is shown in FIG. Instead of using screws, a retaining ring can be press-fitted into the
電動ポンプ1の機能のために必要なすべてのインターフェース9は、カバープレート8内に位置している。これにより複数の利点が得られる。
All
1.パワーエレクトロニクスと操作システム(すなわち、ギヤユニット)との通信のために外部のケーブルが不要である。このような利点は、図2に示したようにコネクタが、液圧接続部と同じ方向で軸方向に構成されており、この場合、対応物との接続が、ユニットの組み付け中のステップで行われる場合に利用することができる。
2.すべてのインターフェースがまとめられてパッケージされている。
3.電動ポンプのケーシングは、液圧接続部を製作するために付加的な後加工を必要としない。したがって、僅かなステップで金属薄板から打ち抜くことができる。
4.すべての構成要素は、カバー側からケーシング内に組み込むことができ、これにより組み付けプロセスは簡単になり、製造時間は短縮される。
1. No external cables are required for communication between the power electronics and the operating system (ie gear unit). Such an advantage is that the connector is configured axially in the same direction as the hydraulic connection, as shown in FIG. can be used when required.
2. All interfaces are packaged together.
3. The casing of the electric pump does not require additional post-processing to produce the hydraulic connections. Therefore, it can be stamped out of sheet metal in a few steps.
4. All components can be assembled into the casing from the cover side, which simplifies the assembly process and reduces manufacturing time.
図面の説明
図1は、従来技術による電動オイルポンプ1のための組立構造体Mを示している。この場合、液圧液のための管路6.1,6.2は、オイルポンプ1の側方に配置されている。
Description of the drawings Figure 1 shows an assembly structure M for an electric oil pump 1 according to the prior art. In this case, the lines 6.1, 6.2 for hydraulic fluid are arranged laterally to the oil pump 1. FIG.
図2は、本発明による組立構造体Mを示しており、この場合、ベースプレート5と下方のポンプ圧力プレート6とは一体に形成されており、電動モータ3とオイルポンプ1とを含むポンプケーシング4は、それぞれねじ12によって摩擦接続的にベースプレート5,6に接続されている。電気的なインターフェース9、特に、制御ユニット7を、組立構造体Mの外側の外部の電気的な装置に電気的に接続するためのコネクタは、電気的なインターフェース9の、回路支持体7とは反対側の端部が電動モータ3の側に配置されるように構成されている。
FIG. 2 shows an assembly structure M according to the invention, in which the base plate 5 and the lower
アッセンブリの構成要素間のシール11は、液体シールまたは固体シールとして、ならびに半径方向シールまたは軸方向シールとして実現されていてよい。
The
ベースプレート5,6の吸込管路6.1と吐出管路6.2とは、オイルポンプ1および電動モータ3の軸線Aに対して平行に配置されており、カバー8における対応する開口部8.1および回路支持体7における対応する開口部7.1を貫通して案内されている。
The suction line 6.1 and the discharge line 6.2 of the
図3は、電気的なインターフェース9が、回路支持体7の投影面の内側に位置している組立構造体Mを示している。組立構造体Mの構成要素を収容するためのポンプケーシング4は、相応に構成されており、組立構造体Mのすべての構成要素はポンプケーシング4内に配置されており、ベースプレート5,6は付加的な保持リング13によってポンプケーシング4内に保持される。
FIG. 3 shows an assembly structure M in which the
図4は、図3と同様の組立構造体Mを示しており、この場合、組立構造体Mの個々の構成要素の摩擦接続的な接続は、カバー8とポンプケーシング4との間の保持リング13によって形成されている。インターフェース9および10は、この場合、図示されていない。
FIG. 4 shows an assembly structure M similar to FIG. formed by 13.
図5および図6では、組立構造体Mの個々の構成要素間の摩擦接続的な接続がねじ12によって形成されている。
5 and 6, the friction-fitting connections between the individual components of the assembly structure M are formed by
図7は、組立構造体Mのアセンブリの斜視図を、実質的に長方形のカバー8と、カバー8の側方における電気的なインターフェース9と共に示している。
FIG. 7 shows a perspective view of the assembly of the assembly structure M with the substantially
図8は、組立構造体Mのアセンブリの斜視図を、実質的に多角形のカバー8と共に示している。
FIG. 8 shows a perspective view of the assembly of the assembly structure M with the substantially
Claims (12)
ステータと、少なくとも1つのロータと、上方および下方のポンプ圧力プレート(6)とから成るオイルポンプ(1)と、
前記オイルポンプ(1)に対して軸方向に配置されていて、前記オイルポンプ(1)を回転させるための電動モータ(3)を含む電気的なモータユニット(2)と、
少なくとも前記オイルポンプ(1)と前記電動モータ(3)とを収容するためのポンプケーシング(4)と、
前記オイルポンプ(1)と前記電動モータ(3)とを前記ポンプケーシング(4)内でシールし、方向付け、位置固定するためのベースプレート(5)と、
液圧液のための吸込管路(6.1)と吐出管路(6.2)とを備えた下方のポンプ圧力プレート(6)として形成されたベースプレートと、
前記電動モータ(3)と前記オイルポンプ(1)とを制御するための制御ユニットを備えた回路支持体(7)と、
少なくとも前記回路支持体(7)を前記ベースプレート(5)または前記下方のポンプ圧力プレート(6)に向かってシールするためのカバー(8)と、
を有している、組立構造体(M)において、
前記ベースプレートの前記吸込管路(6.1)と前記吐出管路(6.2)とは、前記オイルポンプ(1)および前記電動モータ(3)の軸線(A)に対して平行に配置されており、前記カバー(8)における対応する開口部(8.1)および前記回路支持体(7)における対応する開口部(7.1)を貫通して案内されていることを特徴とする、組立構造体(M)。 An assembly structure (M) for an electric oil pump comprising the following components:
an oil pump (1) consisting of a stator, at least one rotor and upper and lower pump pressure plates (6);
an electric motor unit (2) axially arranged with respect to said oil pump (1) and comprising an electric motor (3) for rotating said oil pump (1);
a pump casing (4) for housing at least the oil pump (1) and the electric motor (3);
a base plate (5) for sealing, orienting and positioning said oil pump (1) and said electric motor (3) within said pump casing (4);
a base plate formed as a lower pump pressure plate (6) with suction lines (6.1) and discharge lines (6.2) for hydraulic liquid;
a circuit support (7) with a control unit for controlling said electric motor (3) and said oil pump (1);
a cover (8) for sealing at least said circuit support (7) towards said base plate (5) or said lower pump pressure plate (6);
In an assembly structure (M) having
The suction line (6.1) and the discharge line (6.2) of the base plate are arranged parallel to the axis (A) of the oil pump (1) and the electric motor (3). and guided through a corresponding opening (8.1) in the cover (8) and a corresponding opening (7.1) in the circuit support (7), Assembly structure (M).
a.ポンプケーシング(4)を準備するステップと、
b.電気的なモータユニット(2)を前記ポンプケーシング(4)内に導入するステップと、
c.オイルポンプ(1)を前記ポンプケーシング(4)内に導入するステップと、
d.ベースプレート(5)、下方のポンプ圧力プレート(6)、回路支持体(7)、およびカバー(8)を組み付けるステップであって、前記ベースプレート(5)と前記ポンプケーシング(4)とを摩擦接続的に互いに接続させ、ひいては前記オイルポンプ(1)も前記ベースプレート(5)に対してシールするステップと、
を含む方法。 A method of manufacturing an assembled structure (M) according to any one of claims 1 to 9, comprising the steps of:
a. providing a pump casing (4);
b. introducing an electric motor unit (2) into said pump casing (4);
c. introducing an oil pump (1) into said pump casing (4);
d. assembling base plate (5), lower pump pressure plate (6), circuit support (7) and cover (8), said base plate (5) and said pump casing (4) being frictionally connected; connecting to each other and thus also sealing said oil pump (1) against said base plate (5);
method including.
a.ポンプケーシング(4)を準備するステップと、
b.電気的なモータユニット(2)を前記ポンプケーシング(4)内に導入するステップと、
c.オイルポンプ(1)を前記ポンプケーシング(4)内に導入するステップと、
d.ベースプレート(5)を前記ポンプケーシング(4)内に導入するステップと、
e.回路支持体(7)を前記ポンプケーシング(4)内に導入するステップと、
f.カバー(8)を前記ポンプケーシング(4)内に導入するステップと、
g.前記組立構造体(M)の構成要素間の摩擦接続的な接続を形成するステップと、
を含む方法。 A method of manufacturing an assembled structure (M) according to any one of claims 1 to 9, comprising the steps of:
a. providing a pump casing (4);
b. introducing an electric motor unit (2) into said pump casing (4);
c. introducing an oil pump (1) into said pump casing (4);
d. introducing a base plate (5) into said pump casing (4);
e. introducing a circuit support (7) into said pump casing (4);
f. introducing a cover (8) into said pump casing (4);
g. forming a frictional connection between components of said assembly structure (M);
method including.
Applications Claiming Priority (3)
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