JP5937682B2 - モータポンプユニット - Google Patents

Description

本発明は、モータハウジングを有する電気モータ、ここで、該電気モータの外側に冷却チャネルが配置される、と、ポンプ、ここで、該ポンプは、前記電気モータにより駆動されると共に、加圧されるべき液体（被加圧液体）を取り込むための吸引入口及び加圧された液体（加圧液体）を排出するための圧力出口を有し、被加圧液体は前記冷却チャネルを経由して前記吸引入口に送られる、とを備える、高圧洗浄器具用モータポンプユニットに関する。

このようなモータポンプユニットによって、洗浄液、好ましくは水を加圧し、続いて、被洗浄物品にこの水を向けることができる。この目的で、特に、ポンプの圧力出口に、例えばスプレーガン又はスプレーランセットをその自由端に担持する高圧ホースを接続することができる。

電気モータはしばしば、好ましくはモータハウジングの外部を通り過ぎて向けられる空気流により冷却される。しかし、これには相当の熱交換器表面を必要とするため、空冷は、モータポンプユニットを空間的に延長してようやく可能になる。

DE 81 11 792 U1において、電気モータ用に、空冷に加えて液体冷却を実現することが提案されている。この目的で、モータハウジングのハウジング壁内に、電気モータの固定子を螺旋状に包囲する鋼管が具現化される。ところが、モータハウジングのハウジング壁内に鋼管を具現化することは、相当の製造出費を必要とし、かなりの費用を伴う。

DE 35 45 665 C2では、モータハウジングが深鍋の形状に構築され、このモータハウジング上に、これも深鍋の形状に構成されたプラスチック製蓋が置かれ、モータハウジングとプラスチック製蓋との間に空洞が形成されることが提案される。この空洞に、入口コネクタを経由して冷却液を送ることができる。冷却液は、出口コネクタを経由して空洞から排出し、その後、吸引入口に送ることができる。このような構成において、モータハウジングは冷却液により包囲されるため、空気流を提供することなく電気モータを効果的に冷却することができ、それ故に、電気モータはコンパクトな設計にすることができる。ところが、冷却液用の空洞を提供するには付加的なプラスチック製蓋が必要になる。プラスチック製蓋は、追加の組立ステップにおいてモータハウジング上に置かれねばならない。

DE 81 11 792 U1 DE 35 45 665 C2

本発明の目的は、冒頭で言及した種類のモータポンプユニットを、より費用効果的に製造及び組立できるように展開することである。

この目的は、本発明によれば、一般的な種類のモータポンプユニットにおいて、前記モータハウジングが、第１ハウジング部及び第２ハウジング部を含み、該第１及び第２ハウジング部が、液密なやり方で互いに接続可能であると共に、該ハウジング部間に前記冷却チャネルを形成する、という点で成就される。

本発明による前記モータポンプユニットにおいて、前記冷却チャネルは、前記モータハウジングの第１ハウジング部と第２ハウジング部とを接合することにより形成される。この目的で、前記モータハウジングは、好ましくは前記ポンプの方を向く第１ハウジング部と、好ましくは前記ポンプから離れる方を向く第２ハウジング部とを含む。前記２つのハウジング部は、前記モータハウジングを形成するように接合することができ、接合状態において、これらのハウジング部は協働して、冷却の目的で液体を送り、続いてこの液体を前記ポンプにより加圧することのできる、前記冷却チャネルを形成する。

前記冷却チャネルを提供するには前記モータハウジングの前記２つのハウジング部を接合するだけでよいため、本発明による前記モータポンプユニットは、費用効果的な製造及び単純な組立を特徴とする。

前記冷却チャネルは入口及び出口を有する。前記入口を経由して前記冷却チャネルに液体を送ることができる。前記入口には、例えば供給ホースを接続することができる。前記出口は接続線を経由して前記ポンプの前記吸引入口に接続することができる結果、前記冷却チャネルに前記入口を経由して送られる前記液体を、前記冷却チャネルから前記出口を経由して流出させ、続いて前記ポンプの前記吸引入口に送ることができる。

前記冷却チャネルは、好ましくは、前記電気モータの周方向に延びる。前記冷却チャネルは、前記電気モータを周方向で包囲することができる。

前記第１ハウジング部を前記第２ハウジング部に流密接続するために、有利なことに、前記第１ハウジング部と前記第２ハウジング部との間に配置される少なくとも１つの密封要素が使用される。前記密封要素は、例えばＯリングの形態に構成することができる。

前記第１ハウジング部と前記第２ハウジング部との間に２つの密封要素が配置されることが有利である。前記２つの密封要素は、前記電気モータを周方向で各々完全に包囲し、前記冷却チャネルを径方向外側と径方向内側で密封する。

本発明による前記モータポンプユニットの有利な実施形態において、前記第１ハウジング部と前記第２ハウジング部とが、前記電気モータの長手方向軸に対して軸方向で接合され、これにより前記冷却チャネルが形成されることで、特に単純な組立が達成される。

前記２つのハウジング部のうちの少なくとも一方は、深鍋形の構成であり、その自由端面が他方のハウジング部へと向けられることが好都合である。

前記第１ハウジング部と前記第２ハウジング部の双方が深鍋形の構造であり、前記２つのハウジング部はそれらの自由端面が互いへと向けられることが特に有利である。

前記２つのハウジング部が軸方向で接合されるように適合されている場合、前記２つのハウジング部のうちの少なくとも一方は、他方のハウジング部の方を向くその端面にて、前記電気モータを周方向で包囲し且つ前記２つのハウジング部が接合状態にある時に前記他方のハウジング部により液密なやり方で被覆される、環状容器を形成することができ、これにより前記冷却チャネルが形成される。

前記第１ハウジング部及び／又は前記第２ハウジング部は、前記電気モータのモータシャフトが回転するように装着される軸受シールドを形成することが有利である。

前記第１ハウジング部と前記第２ハウジング部の双方が、前記モータシャフトが回転するように装着される軸受シールドを各々形成することが特に有利である。前記軸受シールドは、前記モータシャフト用の軸受、好ましくは玉軸受を収容するための容器を含むことができる。

前記第１ハウジング部及び／又は前記第２ハウジング部は、好ましくは、前記電気モータの固定子上に焼き嵌めされる。

前記ハウジング部の双方が前記電気モータの前記固定子上に焼き嵌めされることを実現することができる。

別法として、前記第１ハウジング部のみ又は前記第２ハウジング部のみが前記固定子上に焼き嵌めされることを実現することができる。前記２つのハウジング部うちの一方のみを焼き嵌めすることにより、本発明による前記モータポンプユニットの組立が更に単純になる。

前記第１ハウジング部及び／又は前記第２ハウジング部が、前記電気モータを周方向で包囲する側壁と、前記電気モータを端面にて被覆する底壁とを含み、前記側壁の前記冷却チャネルに隣接する領域が、前記底壁よりも大きい壁厚を有することが好都合である。このような構成は、前記モータハウジングが、前記冷却チャネルに隣接する前記領域において、前記モータハウジングに高い熱伝導性を与える比較的大きい壁厚を有する結果、前記電気モータからの廃熱を、より大きい壁厚である前記側壁の前記領域を経由して前記冷却チャネルに特に効果的に導くことができ、前記廃熱はこの冷却チャネルから、前記冷却チャネルを流通する液体を経由して放散できるという利点を有する。他方で、前記冷却チャネルから、より大きい距離をおいた前記モータハウジングの領域では、前記モータハウジングの前記壁厚は低く保たれる。これによって、前記モータハウジングの重量を低減することができ、前記モータハウジングを製造するために使用される材料の量をも低減することができる。このことにより製造費用が低下する。

前記第１ハウジング部と前記第２ハウジング部の双方が、前記電気モータを周方向で包囲する側壁と、前記電気モータを端面にて被覆する底壁とを含み、双方のハウジング部が、前記冷却チャネルに隣接する前記側壁の領域において、それらのそれぞれの底壁の前記領域におけるよりも大きい材料厚を有すると特に有利である。

前記冷却チャネルを提供するために、本発明の有利な実施形態における前記第１ハウジング部及び前記第２ハウジング部は冷却チャネル壁を各々含み、前記冷却チャネル壁は液密なやり方で互いに接続可能であり、前記２つのハウジング部が接合される時にこれらの冷却チャネル壁間に前記冷却チャネルを形成する。前記２つの冷却チャネル壁は、これらの冷却チャネル壁間に形成する前記冷却チャネルを区切る。前記２つのハウジング部が接合される際、前記冷却チャネル壁は、好ましくは、これらの冷却チャネル壁間に少なくとも１つの密封要素が位置決めされた状態で、液密のやり方で互いに当接する。

少なくとも１つの冷却チャネル壁は、好都合なことに溝形の構成である。前記２つのハウジング部のうちの一方の前記冷却チャネル壁のみが溝形の構成を有し、前記他方の冷却チャネル壁のみが、前記溝形のチャネル壁を液密なやり方で被覆するカバーを形成することを実現することができる。別法として、双方のハウジング部が、それらの端面にて互いに当接する溝形の冷却チャネル壁を各々形成し、好都合なことに、前記２つのハウジング部が接合される時に少なくとも１つの密封要素がこれらの冷却チャネル壁間に位置決めされることを実現することができる。

本発明の特に好適な構成において、前記第１ハウジング部及び前記第２ハウジング部はこれらのハウジング部間に排水チャネルを形成する。この排水チャネルは、少なくとも１つの出口開口を有すると共に、前記冷却チャネルと前記電気モータとの間に配置される。このような構成では、前記冷却チャネルに加えて排水チャネルが使用される。前記排水チャネルは、前記冷却チャネルと同様に、前記モータハウジングの前記２つのハウジング部により形成される。前記冷却チャネルは前記排水チャネルの径方向外側に配置される。このことは、前記冷却チャネル内に漏出がある場合に前記電気モータの有効な部品に液体が直接到達し得ないという利点を有する。むしろ、前記冷却チャネル内に漏出がある場合、液体は、前記モータハウジングを包囲する外部に直接到達するか、あるいは前記冷却チャネルと前記電気モータとの間に配置される前記排水チャネル内に流れ込み、その後、前記排水チャネルの前記少なくとも１つの出口開口を経由して前記電気モータを包囲する外部に到達し、そこで使用者により認識できるかのいずれかである。従って、前記冷却チャネル内に漏出がある場合にも、前記冷却チャネルを流通する液体は前記電気モータの有効な部品への直接のアクセスを持たず、従って、前記冷却チャネル内に漏出がある場合にも使用者のいかなる危険も確実に排除することができる。このような漏出は、例えば前記冷却チャネルの前記壁の腐食により生じ得よう。

好都合なことに、前記冷却チャネルと前記排水チャネルとの間に、少なくとも１つの密封要素、例えばＯリングが配置される。前記冷却チャネルと前記排水チャネルとの間に配置される前記密封要素がその液密性を失った場合、これにより、液体が前記冷却チャネルから前記排水チャネル内へ流入できることのみが生じる。前記排水チャネルが少なくとも１つの出口開口を有するため、前記密封要素の漏出の場合に、液体は前記電気モータを包囲する前記外部に到達し、その後、漏出は使用者により認識することができる。

本発明の好適な構成において、前記第１ハウジング部及び前記第２ハウジング部は排水チャネル壁を各々含み、これらの排水チャネル壁は、液密なやり方で互いに接続可能であり、前記２つのハウジング部が接合される時にこれらの排水チャネル壁間に前記排水チャネルを形成する。

前記２つの排水チャネル壁が軸方向で互いに重なることが好都合である。例えば、前記２つの排水チャネル壁が、径方向壁区域及び軸方向壁区域を各々含み、前記径方向壁区域が軸方向で互いに離間されて配置され、前記軸方向壁区域が径方向で互いに離間されて配置されることを実現することができる。前記２つのハウジング部のうちの一方の前記軸方向壁区域は、他方のハウジング部の前記軸方向壁区域を包囲する。前記軸方向壁区域と前記径方向壁区域との間を、前記排水チャネルを形成する環状空間が延びる。

前記第１ハウジング部及び／又は前記第２ハウジング部は、好ましくは金属製である。特に、双方のハウジング部がアルミニウムダイカスト又は亜鉛ダイカストとして構築されることを実現することができる。このことにより、前記モータハウジングを費用効果的に製造することが可能になる。このことは、前記電気モータからの廃熱を、前記冷却チャネルを流通する液体に特に効果的に放散できるという利点をも有する。

本発明の好適な実施形態の以下の記載は、図面と合わせて更に説明するように働く。

本発明によるモータポンプユニットの部分断面側面図。 図１のモータポンプユニットの部分切開斜視図。

図面に、本発明によるモータポンプユニット１０を概略的に示す。モータポンプユニット１０は高圧力洗浄器具において使用される。モータポンプユニット１０は、図示する実施形態においてピストンポンプとして構築される、及び、モータポンプユニット１０の長手方向軸１４に対して平行に、前後に移動可能な幾つかのピストンを含む、ポンプ１２を含む。図１に、第１ピストン１６及び第２ピストン１８を示す。ピストン１６、１８は斜板２０に当接する。斜板２０は、電気モータ２２により回転するように作製される。ポンプ１２により被加圧液体を、ピストン１６、１８が前後へ移動する間にポンプ１２の吸引入口２４により取り込んでポンプの圧力出口２６を経由して排出できるように、ピストン１６、１８は、より良好な概観を提供するために図示しないポンプ式チャンバ内へ、通常のやり方で各々突出する。圧力出口２６には、例えばスプレーガン又はスプレーランセットをその自由端にて担持する図面には示さない圧力ホースを、通常のやり方で接続することができる。このことにより、洗浄の目的で、使用者が、加圧液体を物品に向けることが可能になる。

電気モータ２２は、内部３０を包囲するモータハウジング２８を含む。内部３０に配置されるものとして電気モータ２２の固定子３２がある。固定子３２は、電気モータ２２の回転子３４を通常のやり方で包囲する。回転子３４は、長手方向軸１４と同一線上に整列したモータシャフト３６上で回転可能にしっかりと保持される。既に上で説明したように、モータシャフト３６を経由して斜板２０を回転させてポンプ１２を駆動することができる。

モータハウジング２８は二部分構造であり、ポンプ１２を向く第１ハウジング部３８と、ポンプ１２から離れる方を向く第２ハウジング部４０とを含む。第１ハウジング部３８は、深鍋形の構成であり、第１底壁４４から第２ハウジング部４０に向かう方向へ突き出す第１側壁４２を含む。第１底壁４４は、モータシャフト３６が第１軸受５０によって回転するように装着される第１軸受シールド４６を形成する。

第２ハウジング部４０も、深鍋形の構成であり、固定子３２を周方向で包囲すると共に軸方向では第１ハウジング部３８の方を向いて第２ハウジング部４０の第２底壁５４から突き出す第２側壁５２を含む。第２底壁５４は、モータシャフト３６が第２軸受５８を経由してその上に装着されて回転する第２軸受シールド５６を形成する。

第１ハウジング部３８は、第２ハウジング部４０と組み合わさって、電気モータ２２を周方向で包囲する排水チャネル６０と、電気モータ２２を周方向で包囲する冷却チャネル６２とを形成する。排水チャネル６０は、径方向で冷却チャネル６２と電気モータ２２との間に配置されるのであり、第１ハウジング部３８の第１排水チャネル壁６４、及び第２ハウジング部４０の第２排水チャネル壁６６により形成される。第１排水チャネル壁６４は、モータポンプユニット１０の長手方向軸１４に対して径方向に整列すると共に軸方向壁区域７０が接する径方向壁区域６８を含む。対応するやり方で、第２排水チャネル壁６６は、径方向壁区域７２及び軸方向壁区域７４を含む。第１排水チャネル壁６４の軸方向壁区域７０は、第２排水チャネル壁６６の軸方向壁区域７４を包囲し、これによって排水チャネル６０の形態の環状空間が形成される。従って、排水チャネル６０は、軸方向で２つの径方向壁区域６８及び７２により区切られ、径方向では２つの軸方向壁区域７０及び７４により区切られる。第２排水チャネル壁６６の軸方向壁区域７４と第１排水チャネル壁６４の径方向壁区域６８との間に第１密封リング７６の形態の第１密封要素が配置され、第２排水チャネル壁６６の径方向壁区域７２と第１排水チャネル壁６４の軸方向壁区域７０との間に第２密封リング７８の形態の第２密封要素が配置される。排水チャネル６０は、２つの密封リング７６及び７８によって液密なやり方で密封される。

図示する実施形態において、冷却チャネル６２は、第１ハウジング部３８の溝形の第１冷却チャネル壁８０、及び第２ハウジング部４０の溝形の第２冷却チャネル壁８２により形成される。第１冷却チャネル壁８０は第１排水チャネル壁６４の軸方向壁区域７０に径方向で接し、第２冷却チャネル壁８２は第２排水チャネル壁６６の径方向壁区域７２に径方向で接する。第１冷却チャネル壁８０と第２冷却チャネル壁８２との間には、第２密封リング７８から径方向で間隔をおいて、第３密封リング８４の形態の第３密封要素が配置される。従って、冷却チャネル６２は第２密封リング７８及び第３密封リング８４により密封される。

図１に示す冷却チャネル入口８６を経由して、冷却チャネル６２に液体を送ることができる。液体は冷却チャネル６２を流通する。この液体は、図２に示す冷却チャネル出口８８を経由して排出することができる。冷却チャネル出口８８に接続されるものとして、この冷却チャネル出口８８をポンプ１２の吸引入口２４に接続する接続線９０がある。冷却チャネル入口８６に接続されるものとして、供給線、例えばホースをそれに接続することのできる入口線９２がある。従って、ポンプ１２により被加圧液体を、入口線９２、冷却チャネル６２、及び接続線９０を経由してポンプ１２に送り、ポンプ１２により加圧し、その後、圧力出口２６を経由して排出することができる。図２に、液体の流れ方向を矢印９４により図示する。冷却チャネル６２を流通する液体が電気モータ２２からの廃熱を吸収する結果、電気モータは効果的に冷却することができる。モータハウジング２８の熱伝導性を改良するために、第２側壁５２及び第１側壁４２の、排水チャネル６０及び冷却チャネル６２に隣接する領域における壁厚が、第１底壁４４及び第２底壁５４の壁厚よりも大きくなるように選択される。このことは、特に図１から明らかであろう。

排水チャネル６０は、第１排水チャネル壁６４の径方向壁区域６８の領域に幾つかの出口開口を含む。図面には、１つの出口開口９６が認められる。冷却チャネル６２の領域においてモータハウジング２８内の漏出が生じた場合、冷却チャネル６２を流通する液体が、電気モータ２２を包囲する外部に直接到達し、そこで使用者により認識することができ、その後、使用者がモータポンプユニット１０を作動解除することができるか、あるいは、この液体が、排水チャネル６０内に到達し、排水チャネル６０から出口開口９６を経由して、電気モータ２２を包囲する外部に流れることができるか、のいずれかである。従って、冷却チャネル６２と電気モータ２２との間に配置される排水チャネル６０により、冷却チャネル６２内に漏出がある場合にも液体がモータハウジング２８の内部３０へ到達できないことが確実になる。従って、液体が電気モータ２２の有効な部分に接触することによる使用者の任意の危険は排除される。例えば、第２密封リング７８の漏出が生じた場合、液体は、冷却チャネル６２から、モータハウジング２８の内部３０へ、ではなく排水チャネル６０内へのみ流入する。

電気モータ２２を組み立てるために、第１ハウジング部３８及び第２ハウジング部４０は、互いに対向関係にして電気モータ２２の固定子３２上に焼き嵌めすることができる。第１密封リング７６、第２密封リング７８、及び第３密封リング８４をこれらのハウジング部間に置けば、ハウジング部は、それらの端面により液密なやり方で互いに対接し、これによって排水チャネル６０及び冷却チャネル６２が形成される。従って、組立が非常に容易になる。

Claims (11)

1. モータハウジング（２８）を有する電気モータ（２２）、ここで、該電気モータ（２２）の外側に冷却チャネル（６２）が配置される、と、
   ポンプ（１２）、ここで、該ポンプ（１２）は、前記電気モータ（２２）により駆動されると共に、被加圧液体を取り込むための吸引入口（２４）及び加圧液体を排出するための圧力出口（２６）を有し、被加圧液体は前記冷却チャネル（６２）を経由して前記吸引入口（２４）に送られる、と
   を備える、高圧洗浄器具用モータポンプユニット（１０）において、
   前記モータハウジング（２８）が、第１ハウジング部（３８）及び第２ハウジング部（４０）を含み、該第１及び第２ハウジング部（３８、４０）が、液密なやり方で互いに接続可能であると共に、該ハウジング部（３８、４０）間に前記冷却チャネル（６２）を形成すること、及び
   前記第１ハウジング部（３８）及び前記第２ハウジング部（４０）が、該ハウジング部（３８、４０）間に排水チャネル（６０）を形成し、該排水チャネル（６０）が、少なくとも１つの出口開口（９６）を有すると共に、前記冷却チャネル（６２）と前記電気モータ（２２）との間に配置されること、
   を特徴とするモータポンプユニット。
2. 請求項１に記載のモータポンプユニットであって、前記第１ハウジング部（３８）と前記第２ハウジング部（４０）とが、前記モータポンプユニット（１０）の長手方向軸（１４）に対して軸方向で接合され、これにより前記冷却チャネル（６２）が形成されること、を特徴とするモータポンプユニット。
3. 請求項１又は２に記載のモータポンプユニットであって、前記第１ハウジング部（３８）及び／又は前記第２ハウジング部（４０）が、前記電気モータ（２２）のモータシャフト（３６）が回転するように装着される軸受シールド（４６、５６）を形成すること、を特徴とするモータポンプユニット。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のモータポンプユニットであって、前記第１ハウジング部（３８）及び／又は前記第２ハウジング部（４０）が、前記電気モータ（２２）の固定子（３２）上に嵌っていること、を特徴とするモータポンプユニット。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のモータポンプユニットであって、前記第１ハウジング部（３８）及び／又は前記第２ハウジング部（４０）が、前記電気モータ（２２）を周方向で包囲する側壁（４２、５２）と、前記電気モータ（２２）を端面にて被覆する底壁（４４、５４）とを含み、前記側壁（４２、５２）の前記冷却チャネル（６２）に隣接する領域が、前記底壁（４４、５４）よりも大きい壁厚を有すること、を特徴とするモータポンプユニット。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のモータポンプユニットであって、前記第１ハウジング部（３８）及び前記第２ハウジング部（４０）が冷却チャネル壁（８０、８２）を各々含み、前記冷却チャネル壁（８０、８２）が液密なやり方で互いに接続可能であり、前記２つのハウジング部（３８、４０）が接合される時に該冷却チャネル壁（８０、８２）間に前記冷却チャネル（６２）を形成すること、を特徴とするモータポンプユニット。
7. 請求項６に記載のモータポンプユニットであって、少なくとも１つの冷却チャネル壁（８０、８２）が溝形の構成であること、を特徴とするモータポンプユニット。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載のモータポンプユニットであって、前記冷却チャネル（６２）と前記排水チャネル（６０）との間に、少なくとも１つの密封要素（７８）が配置されること、を特徴とするモータポンプユニット。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載のモータポンプユニットであって、前記第１ハウジング部（３８）及び前記第２ハウジング部（４０）が排水チャネル壁（６４、６６）を各々含み、前記排水チャネル壁（６４、６６）が、液密なやり方で互いに接続可能であると共に、前記２つのハウジング部（３８、４０）が接合される時に該排水チャネル壁（６４、６６）間に前記排水チャネル（６０）を形成すること、を特徴とするモータポンプユニット。
10. 請求項９に記載のモータポンプユニットであって、前記２つの排水チャネル壁（６４、６６）が軸方向で互いに重なること、を特徴とするモータポンプユニット。
11. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載のモータポンプユニットであって、前記第１ハウジング部（３８）及び／又は前記第２ハウジング部（４０）が金属製であること、を特徴とするモータポンプユニット。

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