JP6649274B2 - 熱機関の冷却流体を再循環させるポンプアセンブリ - Google Patents

Description

本発明の目的は、熱機関の冷却流体、詳細には車両の冷却流体を再循環させるためのポンプであり、摩擦クラッチ制御装置を備え、ポンプ本体に組み込まれた電磁、空気圧及び油圧駆動機構並びに電動機を備える。

機関、特に熱機関を製造する産業では、冷却流体を対応する再循環ポンプによって再循環させることによって機関を冷却しなければならず、ポンプのインペラは、プーリと電動機軸に結合されたベルトとによって駆動される軸によって回転される。

また、有用な電力を吸収する最大回転装置を常に無駄に維持し、したがって様々な部品の摩耗と車輌消耗を増やすのを防ぐため、冷却流体の再循環は、機関の実際の使用状態と外部温度によって決まる実際の冷却要件に対応する流量で行われなければならないことが知られている。

また、この問題の解決策として、電動機軸の回転に依存する回転運動を伝達するための摩擦クラッチの係合と、代替としてクラッチが解放されたときに、電動機軸から独立に制御された回転数（ｒｐｍ）で動作する電動機とに依存する回転を有するポンプインペラの軸を制御するための装置が知られている。

電動機によるポンプ動作の制御が、様々な冷却要件に応じてより大きい柔軟性を可能にし、熱機関の軸によって駆動されるクラッチを介したその動作が、エンジンの回転数（ｒｐｍ）に依存し、例えばエンジンが停止した場合又はエンジンが低ｒｐｍの場合に、適切な冷却を提供できないことが知られている。

そのような装置の例は、特許文献１から既知である。

機能的であるが、そのような装置は、詳細には収容しにくい実質的に円筒形でずんぐりした形状を有するので、その用途を制限する著しい欠点を有する。

更に、これは、電動機軸に結合されポンプアセンブリの本体によって規定された駆動プーリが、かなり大きい直径を有することを意味する。

例えば、特許文献２では、駆動プーリは、電動機に対して、即ち電動機に対応して円周方向に配置され、したがって、その直径は、電動機のサイズに依存する。

ポンプアセンブリの本体の径方向の大型化を抑制するために、先行技術は、ポンプ軸に結合された電動機のサイズを抑制しようとしている。しかし、これにより、ポンプ性能が著しく低下し、熱機関を適切に冷却するのに十分な流量の冷却流体を提供できなくなる。

ポンプアセンブリは、特に径方向に小さいサイズを有しなければならないが、同時に高いトルクを、低ｒｐｍのエンジンを有する重車輌の高流量ポンプにも適応可能なように対応して低下した機関回転速度で、又は高ｒｐｍの熱機関を有する低ｒｐｍのインペラの回転で提供し、同時に過熱を受ける装置の部品の十分な冷却を保証できなければならない。

装置は、また、作成と組み立てが容易で安価でなければならず、ベルトを特に改造することなく容易に取り付けられなければならない。

ＷＯ２０１２／１４２０６５ ＷＯ２０１２１４２０１６

したがって、本発明の目的は、前述の問題を解決し、車両エンジンの冷却流体を再循環させるためのポンプアセンブリを提供することである。

この目的は、請求項１の特徴による車両などの熱機関の冷却流体を再循環させるためのポンプアセンブリによって達成される。

本発明は、２つの反対端を画定する長手方向を有するポンプ本体を有し、その第２端は熱機関の本体に結合され、その第１端は熱機関の本体から突出する。

ポンプ本体の長手方向の中央部分は、かなり小さい径方向断面を有し、したがって、駆動ベルトに結合されるプーリを規定するのに特に適する。

本発明によれば、ポンプ本体は、前記第２端から少なくとも前記プーリまで（前記プーリを含む）軸対称を示す。

したがって、ポンプ本体は、前記プーリによって分離された、本体の軸方向について２つの拡径部を有する。

より詳細には、ポンプ本体は、固定部分、即ち熱機関の本体に固定されるように意図された拡径部と、第１の部分に回転可能に結合された部分とによって構成される。回転可能部分は、前記プーリを前述の縮径部（reduced radial section）に対応して規定する。

換言すると、ポンプ本体は、より小さい基体(smaller bases)と関連した一方のベルが他方に回転可能に係合された二重ベルとして規定されうる。

拡径部は、油圧ポンプ、油圧ポンプを駆動するための電動機、及び油圧ポンプとプーリを接続／切断するための摩擦クラッチを収容する。

摩擦クラッチが、任意の種類のもの、即ち電磁、空気圧、油圧などのものでよいことは明らかである。

同様に、ポンプ本体に組み込まれてインペラを操作する電動機は、固定子に対する内部又は外部回転子を有することができ、直流又は交流が供給される同期又は非同期ブラシレス又はマニホールドでもよいことは明らかである。

請求項は、本発明の好ましい実施形態について述べ、したがって本明細書の一体部分を構成する。

以下に示す添付図面に関して提供される本発明の実施形態の非限定的な例についての以下の記述から、更なる詳細が得られる。

本発明のポンプ本体の概念的側面図である。 図１によるポンプ本体の概略的側面図である。 クラッチが係合された状態の本発明による装置の一実施形態の縦断面の概略的側面図である。 クラッチが係合された状態の図３の部分拡大図である。 クラッチが解放された状態の図３ａの同じ部分を示す図である。 クラッチが係合された状態の本発明による装置の第２の実施形態の縦断面の概略的側面図である。 クラッチが係合された状態の本発明による装置の第３の実施形態の縦断面の概略的側面図である。 本発明による摩擦クラッチが係合された状態のポンプアセンブリのクラッチの更に他の実施形態の詳細図である。 図３ａの平面ＩＩＩ−ＩＩＩによる概略的な部分断面図である。

図面内の同じ番号と同じ参照文字は、同じ要素又は構成要素を示す。
この記述では、用語「第２」の構成要素は、「第１」の構成要素の存在を意味しない。これらの用語は、実際には、分かりやすくするためだけに使用しており、限定する意図はない。

図１は、本発明によるポンプ本体１１を概念的に示す。

前記ポンプ本体１１は、２つの端部Ｅ１及びＥ２を規定する縦方向Ｘを有する。第２端部Ｅ２は熱機関の本体に関連付けられ、第１端部Ｅ１は、熱機関の本体から突出する。

第２端部Ｅ２から軸Ｈまでの部分は、軸対称を有する。このことはまた、この部位について軸線Ｘが一点鎖線型であることによって識別可能である。

残りの部分、即ち軸Ｈから第２端部Ｅ２までの部分では、ポンプ本体は、任意の形状を有してもよい。これは、軸Ｈから始まる部位について軸線Ｘが破線であることによって識別可能である。

ポンプ本体１１の中央部分は、プーリ２１ａを規定する縮径部（axial narrowing portion）ＳＴを有する。

図２は、本発明の好ましい実施形態を示し、図１のポンプ本体１１を構成する２つの部分を明確に区別する。

中間部分ＳＴに対する両端部Ｅ１，Ｅ２は、油圧ポンプ、油圧ポンプを駆動するための電動機、及び油圧ポンプとプーリを接続／切断するための摩擦クラッチを収容するのに適した２つの拡径部（axial expansions）（同じ符号Ｅ１、Ｅ２で示す）を有する。

以下の図は、ポンプのインペラ１と、インペラ１の軸２に動作的に結合された電動機３０と、が第２の拡張部Ｅ２に収容されていることを示す。

インペラ１の軸２もまた、第１拡径部Ｅ１に収容された電磁クラッチ２０によって、プーリ２１ａに動作的に結合されている。

ポンプ本体１１の形状は、容易な収容とベルトとの容易な接続を可能にするものが好都合である。

更に、第２拡径部Ｅ２は、本発明の目的に適した電動機の収容と冷却を可能にし、いかなる制限もなしに適切な性能レベルを保証するような半径方向サイズを有しうる。

図２を参照すると、第１拡径部Ｅ１は、縮径部ＳＴに対応して、第２拡径部Ｅ２に回転可能に結合される。この回転可能な結合は、図３でよく分かるように、軸受４０によって達成される。

図３と図４に示されたように、示された例では、車両などの熱機関の冷却流体を再循環させるポンプのインペラ１は、熱機関の基体１１ａに固定されるのに適したポンプ本体１１を含む固定アセンブリ１０によって支持された軸２の一端に取り付けられる。

軸２と同軸の封止ガスケット１２と、内輪がインペラ軸２とキー結合された軸受１３は、ポンプ本体１１内に配置される。

第２の軸受４０は、ポンプ本体１１の外側に取り付けられる。軸受の外輪４０ａは、適切に形成されたベル２１と一体化され、その外周縁にプーリ２１ａが形成されている。プーリは、後述する摩擦クラッチ２０によって熱機関の軸の運動をポンプ軸２に伝達するためのベルト４と適切に係合される。

外側軸受４０上でベルト４の張力が解放されるので、大きい動荷重を受けない内側軸受１３のサイズを、その持続時間と全体寸法の収納に有利になるように、限定できる。

ベル２１は、摩擦クラッチ２０の回転子２７を構成する軸方向延長部（２７ａ）を有する。

クラッチ２０は、固定電磁石２２と、保磁子２３（keeper）とを含む電磁クラッチである。
固定電磁石２２は、ねじ５５ａによってポンプ本体１１に固定された構造体５５に固定された本体２２ｂを有する。
保磁子２３は、電磁石２２の励磁によって生成される磁気流（magnetic flow）を連結するための要素２２ａに対して電磁石２２と軸方向反対側で、電磁石２２の前側に配置されている。要素２２ａは、回転する回転子２７と一体であって回転子２７とともに回転するが軸方向には移動しない。

それぞれブシュ２６ａを有するねじ２６は、環状板２７ｂを回転子２７に締結する要素を構成する。環状板２７ｂは、軸方向に固定され回転子２７と一体的に回転し、保磁子２３に対して電磁石２２と反対側に配置される。

環状フランジ１４ａは、インペラ１の軸２と一体的に回転し、軸２に対して軸方向に摺動可能であり、板２７ｂと保磁子２３の間に設けられている。詳細には、環状フランジ１４ａは、軸２と一体の回転子ベル３３ａの対応する軸方向部分に結合されるように内側に溝が付けられたスリーブ１４と一体であり、したがって、環状フランジ１４ａは、軸と一体的に回転するが、軸方向に移動可能である。

環状フランジ１４ａの両面には、何らかの摩擦材料１４ｂが塗布される。

保磁子２３は、電磁石２２から固定板２７ｂへの軸方向のスラスト力を受ける。このスラスト力は、軸方向延長部２７ａ／回転子２７の対応座部２５ａ内に軸方向に収容されて反発する１つ以上のばね２５によって与えられる。

図７は、図３ａの線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った部分的に除去された部分を示し、それぞれの座部２５ａ内のばね２５を示す。

このような状況では、保磁子２３がフランジ１４ａにくっつき、磁気流連結要素２２ａから離されるクラッチの係合を決定する（図３ａを参照）。

したがって、保磁子２３と磁気流連結要素との間に空間ＣＬが画定される。

他方、電磁石が励磁されたとき、保磁子は、磁気流連結要素２２ａの方に引っ張られ（図３ｂを参照）、前述の空間は、フランジ１４ａと保磁子２３（ＣＬ／２）の間とフランジ１４ａと板２７ｂ（ＣＬ／２）の間とに実質的に均等に分散される。

この結合のために、磁気流の開閉は、保磁子２３と固定板２７ｂの間に環状フランジ１４ａを固定し、次に回転子２７から軸２に動きを伝達するために、固定板２７ｂとの間の保磁子２３の軸方向移動を決定する。

したがって、この構成は、「常時係合」、即ち、いわゆる「フェールセーフ」機能を保証し、制御システムの故障又は他の故障の場合でも、ポンプは、少なくとも電動機の軸に結合されたベルトによって駆動される。

本発明の別の実施形態によれば（図示せず）、保磁子２３は、軸方向に固定され、回転子２７と一体に回転可能であるが、板２７ａは、回転子２７と一体に回転可能でありかつ軸方向に移動可能である。ばね２５は、板２７ａに作用し、保磁子２３には作用しない。

この構成は、前述の構成と反対である。電磁石が遮断されたとき、ばねは、板２７ａを離してフランジ１４ａを解放する。

他方、電磁石が作動しているとき、フランジ１４が保磁子２３の方に引っ張られ、板２７ａがフランジ１４ａの方に引き寄せられ、それにより、回転子が動かなくなる。この構成は、前の構成と異なり、「常時解放」である。

図３の実施形態を参照すると、ポンプ軸２に結合された電動機３０は、拡径部Ｅ２内、即ちプーリ２１ａの軸方向外側の位置に収容される。

後で明らかにするように、この結合は、様々な方法で実施されうる。

図３では、電動機３０の固定子３１は、ポンプ本体１１の構造物によって支持されている。電動機３０の回転子３３は、回転子ベル３３ａを介してポンプ軸２と一体に回転可能である。

電動機の電源は、エンジンの電源及び制御手段（図示せず）に結合されたケーブル３２によって得られる。

好ましくは、ケーブル３２は、また、ケーブルの適切な分岐３２ａを介して電磁石２２まで導かれる電磁石２２の励磁線を含む。このケーブルは、軸受４０の内輪内を通り、電磁石２２を支持する構造体５５と交差する。これにより、電動機３０と摩擦クラッチ２０の電磁石２２との両方への電力供給が容易になる。

好ましくは、電動機３０は、プーリ２１ａが配置された縮径部ＳＴに対して、摩擦クラッチ２０と軸方向反対側の位置、即ち拡径部Ｅ２内に配置される。これにより、アセンブリと特にプーリ２１ａの全体の径方向サイズを制限できる。

図１に示されたように、電動機３０は、熱機関の冷却流体を再循環させるための回路３に結合されたポンプインペラ１のチャンバ１ａと軸方向に隣接することが好ましい。

冷却流体を電動機３０の冷却回路６０に導くための送出流路６１は前記チャンバ１ａから出ている。電動機の冷却回路６０は、ポンプ本体１１内を通り、流体の冷却回路３に結合された戻り流路６２内で終端する。これにより、熱機関の冷却流体を利用して、インペラ１を作動させるための電動機３０を冷却することもできる。

好ましくは、電動機の冷却回路６０は、電動機３０の固定子３１を支持するポンプ本体１１の部分１１ｂ内に形成され、したがって、熱を最も受ける電動機の固定子の適切な冷却が保証される。

図３は、ラジアルフローモータ（radial flow motor）３０を示し、固定子３１が、回転子３３に対して径方向外側、即ち拡径部Ｅ２のポンプ本体１１の部分１１ｂに固定される。

電動機３０の前記冷却回路６０を、電動機の固定子３１を支持するポンプ本体１１の部分１１ｂに周方向に形成された連続螺旋流路６１ａとして構成すると有利である。これにより、固定子３１の軸方向延長部全体にわたる冷却流体の分配が適切かつ均一になり、流体が流路６２を通って冷却回路３に戻りやすくなる。

図３に示されたように、これにより、固定子３１を支持するポンプ本体の部分１１ｂの外周面に、電動機の冷却回路６０の流路６１ａを提供でき、またインペラのチャンバ１ａから冷却回路３までそれぞれ好ましくは軸方向に延長された送出流路６１と戻り流路６２によって、冷却流体の送り出しと戻りを滑らかにできる。

本発明の１つの好ましい実施形態によるポンプアセンブリは、また、電動機３０の回転子３３と、したがってポンプインペラの回転数を検出するセンサ３５を有する。このセンサ３５は、軸の回転数を検出するベル回転子３３ａ又はその近くに取り付けられることが好ましい。

有利には、図３に示されたように、センサ３５は、電動機の供給／制御ケーブル３２から分岐する適切なケーブル３５ａによって制御手段に結合される。

この構成では、ポンプアセンブリは、以下のように動作する。
−）電磁石２２が励磁されていない場合（図３ａを参照）、保磁子２３は、ばね２５によって、連結要素２２ａから離されて回転子２７に固定された環状板２７ｂの方に押され、並進によって、スリーブ１４のフランジ１４ａが保磁子２３と板２７ｂの間でロックされる。この状態で、フランジ１４ａは、回転子２７の動きを従動軸２とインペラ１に伝達し、従動軸２とインペラ１は、運動生成手段のプーリ２１ａと同じ速度、したがって熱機関の回転数にしたがって回転する。
−）電磁石２２が励磁された場合、誘導磁場が、ばね２５のスラスト動作に打ち勝ち、保磁子２３を連結要素２２ａの方に軸方向に戻し、その結果、フランジ１４ａが保磁子２３と次に回転子２７から解放され、したがって、軸２の中立状態が決定される（軸方向空間ＣＬ／２を参照）。
＋）軸２の中立状態と共に、所定の回転数のインペラ１の回転がまだ必要な場合は、電動機３０が、制御ユニット（図示せず）を介して電力供給され、それにより、回転子３３の運動によって、軸２が動作条件によって実際に必要とされる流体を再循環させるのに適した速度で回転する。
＋）電源障害の場合は、電動機３０が停止され、電磁石２２の電源が遮断され、したがって、ばね２５の推進力と、その結果、動き生成手段２１，２１ａと回転子２７のｒｐｍによって決定される回転数を有するインペラ１の回転の下で、摩擦クラッチ２０が係合される。

電動機３０が、縮径部ＳＴの軸方向外側でかつ縮径部ＳＴの摩擦クラッチ２０と反対側にあるので、電動機３０は、更に、ほとんどの状態で電動機３０だけによってポンプインペラ１の活動化を保証し、同時に再循環ポンプの調整可能性と多様性及びしたがって省エネルギーと性能最適化が保証されるのに十分なトルクを生成するサイズを有しうる。

図４に示した第２の好ましい実施形態に関して、電動機１３０はラジアルフローモータであり、その固定子３１は、回転子３３の径方向内側のポンプ本体１１の部分１１１ｂに径方向に固定される。回転子ベル１３３ａ，１３３ｂ，１３３ｃは、固定子３１の拡径部を越えて適切に拡張された実質的径方向アーム１３３ｂと、回転子３３を支持し、前記径方向アーム１３３ｂの半径方向外側端からインペラ１まで延びる実質的軸方向延長部１３３ｃとを有する。

換言すると、回転子３３を規定するのを支援するベル１３３ａ，１３３ｂ，１３３ｃは、電動機３０の固定子３１を取り囲む。

また、この場合、電動機１３０の固定子３１の冷却は、固定子３１を支持するポンプ本体１１の径方向内側部分１１１ｂ上に延在された冷却回路１６０によって行われる。有利には、この場合、送出流路１６１と戻り流路１６２は、ポンプ本体１１の内側に延在されてもよく、したがって、電動機１３０の前記冷却回路１６０によって流体を再循環させるための回路３を接続できる。

この場合もまた、回路１６０の前記流路１６１ａは、固定子３１を支持するのに適したポンプ本体の径方向内側部分１１１ｂのまわりに螺旋状に延在すると有利である。

この場合、電動機１３０の回転子３３の回転数を検出するセンサ１３５は、回転子３３と一体の回転子ベル１３３ａの軸方向拡張部１３３ｃ上又はその近くに取り付けられることが好ましく、これに応じてセンサ１３５が、回転子１の回転数［ｒｐｍ］を検出し、容易に直接的な検出が可能になる。

この構成によって、ポンプ本体１１に直接導かれるケーブル１３５ａによるアクセスが容易になるので、センサ１３５を適切な制御手段に接続するのが容易になる（図２）。

図４の実施形態の動作は、図３に関して述べた動作と類似している。

次に、図５を参照して、アキシャルフローモータ（axial flow electric motor）２３０を有する本発明によるポンプアセンブリの更なる例示的実施形態を説明する。

図３のポンプアセンブリの電動機２３０は、インペラ１のチャンバ１ａの軸方向近くに配置された固定子２３１を有し、インペラ１は、チャンバ１ａに隣接した固定子のコイル２３１によって生成された電磁誘導の短絡円盤（shorting disc）２３３ｂによって支持される。電動機２３０の回転子２３３は、固定子２３１の前に軸方向に配置され、インペラの軸２と一体のベル回転子２３３ａの拡径部２３３ｂ上に支持される。したがって、インペラ１のチャンバ１ａから送出流路２６１を通って電動機２３０の冷却回路２６０までの冷却流体の送出と、戻り流路２６２を通るチャンバ１ａへの流体の戻りが容易になる。

例えば図３ａと図３ｂに示された本発明の好ましい実施形態によれば、電磁クラッチ２０の解放（又は、逆構成の場合には、前述したが図示されていない係合）を制御する電磁石２２は、少なくとも２つのコイル２２ｃ及び２２ｄを有し、このコイル２２ｃ及び２２ｄに通電して、
−保磁子上のばね２５のスラスト力に打ち勝つ保磁子２３の高い初期復帰力と、
−保磁子２３を流量板２２ａに対して保持する連続的減少力とを得ることができる。

電磁石２２の第１の実施形態によれば、２つのコイル２２ｃ，２２ｄの一方は他方より強力であり、この場合、最初にクラッチ２０を解放するために強力な方のコイルが励磁され、保磁子２３が戻った後で、保磁子２３を保持するための強力でない方のコイルだけが励磁され、それにより、解放とクラッチ解放状態を維持することによって電力消費が最小になる。

更に他の実施形態により、２つのコイル２２ｃ，２２ｄは、等しい力のものでもよく、並列から直列又はその逆に切り換えられうる電源回路を介して接続されてもよい。この場合、クラッチ２０を解放するには、２つのコイル２２ｃ，２２ｄの接続回路が並列であり、したがって、並列の両方のコイルが最初に励磁され、その結果、電磁石２２に対する保磁子の初期引力が高くなり、保磁子２３が戻った後で、電源回路が、直列の２つのコイル２２ｃ、２２ｄの電源に切り換わり、したがって、保磁子を軸方向戻り位置に維持するが、電磁石２２による電力消費がきわめて少なくなる。

したがって、全ての構成において、コイルは、ばね２５によって電磁石から一定距離に保持された保磁子の高抵抗に打ち勝つ高い初期電力量と、その後で既に電磁石の軸方向近くに維持された保磁子を保持するのに十分な少ない電力量とによって励磁され、これにより、クラッチの解放に加えて、電力消費と様々な部品の過熱を減少させる技術的効果が得られる。

更に他の好ましい実施形態によれば、電磁石２２の励磁は、電圧／電力供給を変調するＰＷＭ技術（パルス幅変調）によって制御されて、保磁子上のばね２５のスラスト力に打ち勝つ短期間（オーバーパルス）の大量の電圧／電力と、保磁子が電磁石に取り付けられ少ない維持電力を必要とするようになった後で短期間で少量の電力のパルスを供給する。なお、ＰＷＭ自体は、従来のものであり、したがって詳細に記述されない。

更に、電動機は、好ましくはブラシレス電動機である。

本発明によるポンプアセンブリの更に他の実施形態は（図６）、励磁クラッチ１２０を提供し、この実施形態では、保磁子１２３は、回転保磁子を拘束するが弾性変形によってその軸方向運動を可能にする弾性メンブレン１２５を介して環状フランジ１４ａと一体であり、磁気流を連結する要素１２２ａは、ねじ２６によって回転子１２７に拘束される。

この構成では、クラッチは「常時解放」であり、軸２への運動伝達によるその係合は、メンブレン１２５の弾性反動に打ち勝って、保磁子１２３を回転子１２７と一体の連結要素１２２ａに対して戻す電磁石２２を励磁させることによって行われ、それにより、ポンプ２の軸が回転される。

したがって、本発明によるポンプが、車両の冷却流体の有効な再循環をいかにして実現できるかが明らかであり、この再循環は、摩擦クラッチを介した熱機関又は補助電動機による往復駆動による実際の必要性によって変化することがあるが、熱機関に接続するプーリの軸方向外側の電動機の特定の構成によって有限の径方向サイズが維持される。

そのような有限の径サイズによって、小さい直径を有するプーリ２１ａが得られ、その結果、ベルト３によって伝達される回転が倍増し、それにより、装置と、したがってポンプが、低回転数で動作するが冷却ポンプの高回転速度を必要とする機関を備えた車両にも適するようになる。

更に、摩擦クラッチ２０が解放された場合、ポンプは、電動機３０によって、熱機関の回転数とは無関係の回転数、詳細には、
−熱機関が高回転数ｒｐｍの場合には低回転数、
−熱機関が停止しているか低速の状態では適切な回転数で駆動されて、例えば、交通信号灯で信号規制の場合又は熱機関を停止した後などの一時的停止の場合でも再循環を保証し、したがって熱機関の冷却を保証できる。

更に、保磁子２３と回転子２７の環状板２７ｂによって構成されたシュー内のフランジ１４ａの締め付けによって、インペラ軸の支持軸受とプーリの支持軸受の両方に更に大きい効果が生じ、即ち軸方向荷重がなくなり、軸受寿命に有利になる。

電動機の冷却回路とポンプインペラの軸方向近くにあるその構成によって、熱機関の冷却流体は、電動機の冷却、したがって電動機の性能の改善に使用されうる。

例えば、述べた冷却回路は、本明細書で述べたような２極拡張部の実施態様に必ずしも依存せず、例えばＷＯ２０１２１４２０１６では個別に実現されうる。

同様に、クラッチを作動させる磁気コイルの二重構成は、本発明又はＷＯ２０１２１４２０１６と類似の任意の複合電動ポンプで実現されうる。

同様に、可逆摩擦クラッチの特性は、任意の類似の可逆摩擦クラッチで実現されうる。

述べた非限定的な例の代替実施形態は、当業者のための全ての等価な実施形態を含む本発明の保護範囲から逸脱せずに可能である。

以上の説明から、当業者は、更に他の構造詳細を導入することなく、本発明の目的物を製造可能である。様々な好ましい実施形態に示された要素と特徴は、本出願の保護範囲から逸脱することなく組み合わせうる。最新技術の説明で述べたことは、詳細な説明で明確に除外されない限り、本発明の特徴と組み合わせて考慮されるべきであり、したがって、本発明の一体部分を構成する。

１ インペラ
１ａ チャンバ
２ 従動軸
３ 冷却回路
１１ ポンプ本体
２０；１２０ 摩擦クラッチ
２１，２１ａ プーリ
３０；１３０；２３０ 電動機

Claims (20)

1. 熱機関の冷却流体を再循環させるポンプアセンブリにおいて、
   −前記熱機関の冷却回路（３）に関連付けられる、従動軸（２）によって駆動されるインペラ（１）と、ポンプ本体（１１）と、−前記熱機関によって回転駆動されるプーリ（２１ａ）と、−前記従動軸（２）と前記プーリ（２１ａ）とを接続／切断する少なくとも可逆摩擦クラッチ（２０；１２０）と、−前記従動軸（２）に関連付けられ、前記可逆摩擦クラッチ（２０；１２０）が切断されたときに前記インペラ（１）を回転駆動する電動機（３０；１３０；２３０）とを含むポンプアセンブリであって、
   前記ポンプ本体（１１）は、長手軸方向（Ｘ）において前記プーリ（２１ａ）が規定される位置に縮径部（ＳＴ）を有し、
   前記電動機（３０；１３０；２３０）と前記可逆摩擦クラッチ（２０；１２０）が前記縮径部（ＳＴ）に対して前記長手軸方向について互いに反対位置に配置され、互いが前記縮径部によって離間されている、ポンプアセンブリ。
2. 前記ポンプアセンブリ（１１）が、前記熱機関に関連付けられる第二拡径部（Ｅ２）を有し、
   チャンバ（１ａ）が設けられ、
   前記電動機（３０；１３０；２３０）が、前記第二拡径部（Ｅ２）内に収容され、かつ、前記インペラ（１）の前記チャンバ（１ａ）に軸方向に隣接している、請求項１に記載のポンプアセンブリ。
3. 前記電動機（３０；１３０；２３０）の回転子（３３；２３３）が、回転子ベル（３３ａ，１３３ａ，２３３ａ）によって前記インペラ（１）の前記従動軸（２）に結合されて前記従動軸（２）と一体的に回転し、前記インペラ（１）の回転数ｒｐｍを検出するセンサ（３５；１３５；２３５）が前記回転子ベルに対応して配置されている、請求項１又は２に記載のポンプアセンブリ。
4. 前記電動機（１３０）が、固定子（３１）が回転子（３３）に対して径方向外側に配置されたラジアルフローモータである、請求項１〜３のいずれか一項に記載のポンプアセンブリ。
5. 前記インペラ（１）のチャンバ（１ａ）との間の前記冷却流体の少なくとも送出流路（６１；１６１；２６１）と戻り流路（６２；１６２；２６２）とを含み、前記熱機関の前記冷却流体を再循環させるための回路（３）に結合された、前記電動機（３０；１３０；２３０）の冷却回路（６０；１６０；２６０）を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載のポンプアセンブリ。
6. 前記電動機の前記冷却回路（６０；１６０；２６０）が、前記電動機（３０；１３０；２３０）の固定子（３１；２３１）を支持する前記ポンプ本体（１１）の一部分（１１ｂ；１１１ｂ；２１１ｂ）とされている、請求項５に記載のポンプアセンブリ。
7. 前記ポンプ本体（１１）が更に、前記縮径部（ＳＴ）に対して前記第二拡径部（Ｅ２）と軸方向の反対位置に他の拡径部（Ｅ１）を有し、
   前記プーリ（２１ａ）が、前記他の拡径部（Ｅ１）と一体の部品であり、
   前記他の拡径部（Ｅ１）は、前記ポンプ本体（１１）の前記第二拡径部（Ｅ２）にキー結合された軸受（４０）に取り付けられており、
   前記他の拡径部（Ｅ１）が前記可逆摩擦クラッチ（２０）の回転子（２７）を有する、請求項２に記載のポンプアセンブリ。
8. 前記可逆摩擦クラッチ（２０；１２０）が、電磁気型のものであって、固定された電磁石（２２）と、磁気流れを連結するための流れ要素（２２ａ；１２２ａ）と、軸方向について前記流れ要素に対して前記電磁石（２２）と反対側に配置された保磁子（２３；１２３）とを有する、請求項１に記載のポンプアセンブリ。
9. 前記ポンプ本体（１１）が更に、前記縮径部（ＳＴ）に対して前記第二拡径部（Ｅ２）と軸方向の反対位置に他の拡径部（Ｅ１）を有し、
   前記プーリ（２１ａ）が、前記他の拡径部（Ｅ１）と一体の部品であり、
   前記他の拡径部（Ｅ１）は、前記ポンプ本体（１１）の前記第二拡径部（Ｅ２）にキー結合された軸受（４０）に取り付けられており、
   前記他の拡径部（Ｅ１）が前記可逆摩擦クラッチ（２０）の回転子（２７）を有し、
   前記可逆摩擦クラッチ（２０；１２０）が、電磁気型のものであって、固定された電磁石（２２）と、磁気流れを連結するための流れ要素（２２ａ；１２２ａ）と、軸方向について前記流れ要素に対して前記電磁石（２２）と反対側に配置された保磁子（２３；１２３）とを有し、
   前記回転子（２７）は、軸方向固定環状板（２７ｂ）を有し、
   前記軸方向固定環状板（２７ｂ）は、前記保磁子（２３）に対して前記電磁石（２２）の反対側に配置され、かつ、前記保磁子（２３）を軸方向に移動させるガイド要素を構成する軸方向ブシュ（２６ａ）を保持するための軸方向ねじ（２６）によって前記回転子（２７）に固定されている、請求項２に記載のポンプアセンブリ。
10. スリーブ（１４）が、前記従動軸（２）と一体的に回転しかつ軸方向に移動可能に前記従動軸（２）に取り付けられており、
    環状フランジ（１４ａ）が、前記スリーブ（１４）と一体であり、かつ軸方向について前記保磁子（２３）と前記可逆摩擦クラッチ（２０）の固定板（２７ｂ）との間に設けられている、請求項９に記載のポンプアセンブリ。
11. 前記環状フランジ（１４ａ）の両面に摩擦材料（１４ｂ）が設けられている、請求項１０に記載のポンプアセンブリ。
12. 前記回転子（２７）の軸方向延長部の対応する座部（２５ａ）内に軸方向に収容された複数のばね（２５）を含み、
    前記ばねが、前記流れ要素（２２ａ）の分離方向の軸方向（Ｘ−Ｘ）かつ前記可逆摩擦クラッチ（２０）の固定板（２７ｂ）に向かって前記保磁子（２３）を押すことによって前記保磁子（２３）に作用する、請求項９〜１１のいずれか一項に記載のポンプアセンブリ。
13. 摩擦及び励磁クラッチ（１２０）を含む、請求項１に記載のポンプアセンブリ。
14. 前記励磁クラッチ（１２０）が、固定電磁石（２２）と、複数のねじ（２６）によって回転子（２７）に拘束された流れを連結する流れ要素（１２２ａ）と、保磁子を回転可能に拘束するが前記保磁子の軸方向運動を可能にする弾性メンブレン（１２５）によって環状フランジ（１４ａ）と一体の保磁子（１２３）とを含む、請求項１３に記載のポンプアセンブリ。
15. 前記電磁石（２２）の励磁が、ＰＷＭ（パルス幅変調）技術によって制御される、請求項８に記載のポンプアセンブリ。
16. 前記可逆摩擦クラッチ（２０；１２０）を制御する前記電磁石（２２）が、前記保磁子（２３；１２３）の前記流れ要素（２２ａ；１２２ａ）に向かう高い復帰力を決定するコイル内の初期電流と、その後の前記流れ要素（２２ａ；１２２ａ）に対する前記保磁子（２３；１２３）の減少保持力を決定する保持電流とを生成するように電力供給される少なくとも２つのコイル（２２ｃ、２２ｄ）を含む、請求項８または１４に記載のポンプアセンブリ。
17. 前記少なくとも２つのコイル（２２ｃ，２２ｄ）が、一方が他方より強力であり、かつ／又は前記コイルの一方の作動を選択可能である、請求項１６に記載のポンプアセンブリ。
18. 前記２つのコイル（２２ｃ，２２ｄ）が、互いに並列に接続可能である、請求項１７に記載のポンプアセンブリ。
19. 前記保磁子（２３；１２３）の初期復帰力を決定するために、強力な方の前記コイル及び／又は両方の前記コイルが励磁され、復帰が行われた後で前記保磁子（２３；１２３）の前記減少保持力を決定するために、例えば強力でない方の一つの前記コイルが励磁される、請求項１７に記載のポンプアセンブリ。
20. 前記２つのコイル（２２ｃ，２２ｄ）が、同じ能力を有し、並列から直列又はその逆に切り換えられうる電源回路によって接続され、
    前記保磁子（２３；１２３）の初期復帰力を決定するために、前記２つのコイル（２２ｃ，２２ｄ）が並列に接続されて励磁され、復帰が行われた後で前記２つのコイル（２２ｃ，２２ｄ）が直列に接続され励磁されて、前記保磁子（２３；１２３）の前記減少保持力が決定される、請求項１６に記載のポンプアセンブリ。

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