KR101902665B1 - 전동기 구동 유체 펌프 - Google Patents

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Abstract

자동차의 수동 변속기의 강제 윤활을 위해 사용될 수 있는 전동기 구동 유체 펌프(10)가 액체 입구(18)와 액체 출구(20)를 가지는 하우징(16), 및 그 안에 통합되는 전자 정류 전동기(26)를 포함한다. 전동기는 회전 축(A) 둘레에서 회전 가능하고 액체를 수송하기 위한 수단(30)을 구비한 실질적인 컵-형상의 자기 회전자(28), 모터 권선(32)을 가지며 회전 축을 따라서 볼 때에 회전 축에 대해서 동축 배열로 회전자(28)를 적어도 부분적으로 둘러싸고 있는 환형 고정자(34), 및 회전자(28)의 위치를 검출하기 위한 자기장 센서(36)를 포함한다. 하우징(16)은 이에 따라서 고정자 하우징 섹션(40)을 가지며, 고정자 하우징 섹션은 고정자를 탑재하고 있으며, 고정자를 회전자(28)가 배열되어 있는 유체 챔버(42)로부터 분리하고, 회전 축을 따라서 볼 때에, 자기장 센서(36)를 장착하도록 형성되는 하우징 숄더(48)에 의해서 회전자 내로 연장되어, 전동기 구동 유체 펌프는 낮은 전체 설치 높이를 가진다.

Description

전동기 구동 유체 펌프{ELECTRIC MOTOR DRIVEN FLUID PUMP}
본 발명은 전동기 구동 액체 펌프에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 수동 변속기의 강제 윤활을 위해서 현대의 자동차에서 대규모로 사용되는 것과 같은 액체 펌프에 관한 것이다.
자동차에서 내연기관과 구동되는 차량 바퀴 사이의 구동계(drive train)에 배열되는 수동 변속기는 윤활유, 예컨대, 변속기 오일에 의한 윤활을 위한 윤활 시스템을 가지고 있으며, 이러한 윤활 시스템은 윤활유를 변속기 하우징(transmission housing) 내의 윤활유 섬프(lubricant sump)로부터 윤활될 영역까지 페칭(fetching)하기 위한 목적이 있다. 이러한 영역에는, 특히, 메싱 기어휠(meshing gearwheel) 및 부품, 특히, 샤프트(shaft) 및 기어휠을 회전시키기 위한 베어링이 포함된다.
수동 변속기 내의 종래의 윤활 시스템에서, 스플래시 윤활(splash lubrication)과 하나 이상의 펌프에 의한 강제 윤활 사이에는 근본적인 차이가 있는데, 비산 윤활에서는 기어휠이 윤활 섬프에서 '스플래시(splash)'하고 추가의 회전 동안에 윤활유를 기어휠과 베어링에 분배하며, 강제 윤활에서는 하나 이상 펌프가 덕트 시스템(duct system) 방식으로 윤활유를 윤활 섬프로부터 윤활될 곳까지 수송한다. 강제 윤활이 단독으로 제공되면, 즉, 기어휠이 윤활 섬프 내로 의도적으로 담기지 않으면, 이는 '건식 섬프 윤활(dry sump lubrication)'이라고 하며, 이러한 건식 섬프 윤활은, 비산 윤활 또는 조합된 윤활에 비해서, 기어휠에 의한 윤활유 내로의 공기의 유입이 없으며, 이에 따라서, 변속기 윤활에서의 중단을 유도할 수 있는 오일 폼(oil foam)의 형성이 없는 이점이 있다. 또한, 건식 섬프 윤활을 채택하고 있는 수동 변속기에서는, 전달 효율을 저하시키는 소위 '스플래시 로스(splash loss)'가 회피된다.
전동기 구동 윤활 펌프는 건식 섬프 윤활을 채택하고 있는 수동 변속기의 윤활 시스템을 위해서 종래 기술에서 이미 사용되고 있다(예를 들어, 문서 DE-A-10 2005 005 154호, 참조). 윤활유가 펌프 - 일반적으로는 기어 펌프 - 에 의해서 압력하에 노즐로 수송되고, 이러한 방식으로, 윤활유가 윤활될 곳에 분사되는 윤활 시스템과, 펌프 - 예를 들어 원심 펌프 - 를 구비하고 이러한 펌프에 의해서 윤활유가 단지 저장소를 구비한 분배기에만 수송되고, 그곳으로부터 윤활유가 실질적으로 압력 없이 메쉬 영역(mesh zone) 및 베어링 위치로 쏟아지거나 방울방울 떨어지는 윤활 시스템 사이에는 차이가 있다. 나중에 언급된 저압 윤활 시스템은 여기서 바람직한 펌프 사용 분야를 나타내는데, 그 이유는 특히 이러한 윤활 시스템이 압력을 수반하는 해결방법에 비해서 비용 이점을 제공하기 때문이다. 따라서, 노즐이 막히는 것을 피하기 위한 필터 장치가 불필요하고, 오염에 대한 민감성이 전체적으로 덜하며, 더 낮은 모터 전력이 전동기에 공급될 수 있고, 기타 등등이 있다.
변속기의 윤활유 공급장치를 위한 전동기 구동 원심 펌프에 대한 구성적 세부 사항은, 예를 들어, 문헌 DE-A-10 2007 018 504호(도 7)로부터 명백하다. 이러한 예에서, 전동기 및 그에 구동되는 펌프는 모터/펌프 유닛(motor/pump unit)을 형성하며, 이러한 유닛은 액체 수위 아래의 윤활유(본 문헌에서의 용어로는 '작동 매질(operating medium)')에 직접적으로 배열된다. 종래 기술에서의 전동기와 펌프는 연속적으로 놓이며, 모터/펌프 유닛은 작동으로 인해서 가열되는 전동기의 표면을 따른 흡입 유동(intake flow)을 펌프의 흡입구(suction port)로 유도할 목적으로 제공되는 덕트 시스템(duct system)에 의해서 추가로 둘러싸인다. 열전달이 개선되어야 하고, 윤활유는 전동기와 그를 따라서 유도된 윤활유 사이의 열 접촉에 의해서 가열되어서, 윤활유의 점도가 저하되고, 이에 따라서 또한 흡입 내성(intake resistance)이 저하된다. 그 결과, 펌프의 수송 능률(conveying rate)이 증가되어야 하고, 이에 따라서, 윤활 지점에 공급되는 윤활유의 양이 증가되어야 하고; 또한, 펌프가 윤활유를 여전히 신뢰성 있게 수송하는 온도 범위의 하향 확대가 의도된다. 그러나 이러한 종래 기술의 단점은 모터/펌프 유닛이 그를 둘러싸고 있는 덕트 시스템과 함께 반경 방향으로뿐만 아니라 축 방향으로도 비교적 큰 공간을 필요로 한다는 것이다. 그러나 변속기 하우징의 하부에서의 이용 가능한 설치 공간은 일반적으로 매우 엄격하게 치수가 정해진다.
또한, 자동 변속기의 오일 팬 내에 배열되는 전동기 구동 오일 부스터 펌프가 문헌 DE-A-10 2006 012 838호(도 3c)에 공지되어 있다. 이러한 종래 기술에서, 또한, 펌프와 전동기가 연속적으로 놓여 있으며, 전동기는 오일 팬의 외부에 자리하고 있다. 그 경우에 펌프의 구동은 오일 팬의 벽을 통과하고 이러한 벽에 대해서 밀봉되는 샤프트에 의해서 기계적으로 수행된다. 연속적인 펌프 및 전동기의 이러한 배열은 또한 비교적 큰 공간을 필요로 한다. 게다가, 브러시 모터(brush motor)가 바람직하게 사용되고, 이러한 브러시 모터는 반드시 오일 챔버의 외부에 배열되어야 하고, 또한 마모되기 쉽다.
또한, 문헌 DE-A-199 34 382호 및 DE-A-199 56 380호는 자동차의 냉각 회로/가열 회로를 위한 냉각수 펌프로서 사용 가능한 액체 펌프를 개시하고 있다. 이들 액체 펌프는 고정자(stator)와 회전자(rotor)가 구비된 통합 전동기를 가지며, 고정자는 클로 폴 고정자(claw pole stator)이고, 회전자는 펌프의 임펠러(impeller)를 형성한다. 이러한 종래 기술(DE-A-199 34 382호: 컬럼 3, 라인 47 내지 51; DE-A-199 45 380호: 컬럼 4, 라인 17 내지 22)에서, 자기장 센서(예시되지 않음)가, 전동기가 회전 회전자의 가변 자기장에 노출되는 위치(더 상세히 명시하지 않음)에서, 특히, 전동기의 정류를 위해서 제공될 수 있다.
유사하게는, 전동기 구동 물 펌프가 DE-A-10 2009 049 904호(도 1)에 공지되어 있으며, 이러한 펌프에서는, 고정자와 회전자 유닛 사이에 밀봉 배열된 파티션(partition)이 딥 드로잉(deep drawing)될 수 있는 내식성 재료로부터 더욱 간단하고 더욱 경제적인 방식으로 구성된다. 그 경우에, 실질적인 중공의 원추형 유지 부재(hollow conical retaining element)가 파티션의 중심 위치에 통합적으로 형성되어 있고, 이러한 부재는 회전자 유닛(rotor unit)을 장착하기 위한 구형 슬라이드 바디(spherical slide body)를 위한 구형 베어링 표면을 가지는 회전자 유닛과 대면하는 측 상에 그리고 온도 및/또는 자기장 센서(예시되지 않음)가 수용될 수 있는 공동(청구항 9 및 청구항 10뿐만 아니라 요약서[0027] 참조)을 경계짓는 회전자 유닛으로부터 이격된 측에 제공되어서, 회전자 유닛과 센서를 위한 베어링 지점이 펌프의 회전 축에 대해서 반드시 축 상에서 연속적으로 배열되게 한다.
마지막으로, 펌프 회전 축을 따라서 볼 때에 비교적 긴 구성이지만, 특히 가열 회로에서 물 펌프로서 사용되는 추가의 전동기 구동 펌프는 문헌 DE-A-100 45 597호(도 7 및 도 8) 및 DE-A-100 52 797(도 1)호로부터 명백하다.
본 발명은, 특히, 자동차용 수동 변속기의 강제 윤활을 위한, 전동기 구동 액체 펌프로서, 상기 단점이 회피되며, 특히, 요약된 종래 기술에 비해서, 더욱 경제적인 설계로, 더 낮은 구조적 높이를 가지는 전동기 구동 액체 펌프를 제공하기 위한 목적을 가진다.
본 발명의 목적은 청구범위 중 청구항 1에 나타낸 특징에 의해서 충족된다. 본 발명의 유리하거나 편리한 개량은 청구항 2 내지 청구항 15의 요지이다.
자동차용 수동 변속기의 강제 윤활을 위해서 특별히 사용 가능한 본 발명에 따른 전동기 구동 액체 펌프는, 액체 입구와 액체 출구를 가지는 하우징, 및 그 안에 수용된 전자 정류 전동기(electronically commutated electric motor)를 포함하며, 전자 정류 전동기는 회전 축을 중심으로 회전 가능하고 액체를 수송하기 위한 수단을 구비한 실질적으로 컵-형상의 자기 회전자, 모터 권선(motor winding)을 가지며 회전 축을 따라서 볼 때에 회전 축에 대해서 동축 배열로 회전자를 적어도 부분적으로 둘러싸고 있는 환형 고정자, 및 회전자의 위치 인식을 위한 자기장 센서를 포함하고, 하우징은 고정자를 탑재하고, 이 고정자를 회전자가 배열되어 있는 액체 챔버로부터 분리하고, 회전 축을 따라서 볼 때에 자기장 센서의 수용을 위해서 구성된 하우징 오프셋(housing offset)에 의해서 회전자 내로 연장되는 고정자 하우징 섹션을 가진다.
애초부터, 본 발명에 따른 액체 펌프의 구동이 브러시 모터(brush motor)와는 별개로 전자 정류 전동기에 의해서 형성된다는 사실로 인해서, 종래 기술과 관련된 상기 논의된 바와 같은 마모 및 고장에 대한 민감성이 없으며; 또한, 액체 펌프가, 예를 들어, 수동 변속기의 오일 챔버에, 또는 직접적으로 그곳에 자유롭게 위치될 수 있다.
이와 관련하여, 회전자가 펌프 부품(액체 수송을 위한 수단)과 모터 부품(자성 부품) 둘 모두인 경우에, 특별히 콤팩트 구조 형태가 처음부터 선호된다. 따라서, 드라이브 측과 펌프 측 사이의 어떠한 (동시-)회전 연결 형태가 불필요하다. 게다가, 본 발명에 따른 액체 펌프의 낮은 구조적 높이와 관련하여, 펌프 하우징에서 매질을 또한 분리하는 고정자 하우징 섹션의 설계는 특수한 역할을 하며; 한편으로는, 고정자 하우징 섹션이 축 방향에서 불 때에 컵-형상 회전자를 적어도 부분적으로 덮고 있는 방식으로, 고정자 하우징 섹션이 환형 고정자를 탑재하고 있다. 다른 한편으로는, 고정자 하우징 섹션은 컵-형상 회전자 내로 돌출되는 하우징 오프셋을 가지고, 그 위치에, 전자 정류를 위한 자기장 센서가 수용된다. 회전자 내부 영역을 또한 활용하여 실질적으로 회전자 평면(rotor plane)에서 구동되는 것과 관련한 부품들의 이러한 유사-'네스티드'(quasi 'nested') 배열을 통해서, 액체 펌프는 매우 평평한 구조를 가진다. 달리 설명하면, 상기 추가로 요약된 종래 기술과는 대조적으로, 연속적인 개개의 부품들의 단순한 배열이 존재하지 않으며, 오히려, '서로 결합되어 있는(one in the other)' 이들의 배열이 존재한다.
액체 펌프의 유리한 개량에서, 하우징은 펌프의 외부에 있는 플랜지 표면(flange surface)에 의해서 액체 용기 상에 플랜지-장착될 수 있으며, 다중-부품 구성으로, 고정자 하우징 섹션 외에도, 펌프 하우징 섹션, 및 모터 하우징 섹션을 가지며, 상기 펌프 하우징 섹션은 액체 입구 및 액체 출구를 가지며 고정자 하우징 섹션과 함께 액체 챔버를 경계짓고 있고, 상기 모터 하우징 섹션은 고정자 하우징 섹션과 함께 전자 챔버를 경계짓고 있고, 이러한 전자 챔버에는 적어도 고정자가 배치된다. 본 실시예에서, 펌프 하우징은, 더욱 간단하고 더욱 간편한 조립 방식으로, 펌프의 '건조(dry)' 영역으로부터 펌프의 '습윤(wet)' 영역을 분리하고 액체 또는 환경/대기에 대해서 펌프의 건조 영역을 경계를 이루게 하기 위한 단지 최소의 하우징 부품, 즉, (a) 액체에 대해서 액체 입구 및 출구를 통한 규정된 방식으로 투과 가능한 경계로서의 펌프 하우징 섹션, (b) 펌프에서의 '습윤(wet)' 액체 챔버와 '건조(dry)' 전자 챔버 사이의 매질-분리 경계로서의 고정자 하우징 섹션 및 (c) 나머지 환경/대기에 대한 경계로서의 모터 하우징 섹션을 포함한다.
원칙적으로, 액체 펌프의 하우징 부품은 경금속, 예컨대, 알루미늄 합금으로 이루어질 수 있다. 그러나, 낮은 생산 비용과 관련하여, 하우징 부품이 사출 기술에 의해서, 즉, 플라스틱 물질 사출 성형에 의해서, 생산될 수 있는 플라스틱 물질 부품으로서 실행되면 바람직하다. 예를 들어, 나사 연결(screw connection), 리벳 연결(rivet connection) 또는 스냅 연결(snap connection)이 하우징 부품을 서로 고정시키기 위해서 고려될 수 있다. 그러나 특별히 경제적인 하우징 설계를 위해서, 플라스틱 물질 부품으로서 생산된 펌프-하우징 섹션과 모터-하우징 섹션이 함께 용접되면 바람직하다.
더욱이, 고정자 하우징 섹션은, 액체 펌프의 하우징에서의 간단하고 축 방향으로뿐만 아니라 반경 방향으로 정밀한 고정과 관련하여, 펌프 하우징 섹션과 모터 하우징 섹션 사이의 위치에서 클램핑되며 회전자의 회전 축에 대해서 고정자 하우징 섹션을 모터 하우징 섹션에 (추가적으로) 중심 맞춰지게 하는 고정자 하우징 플랜지를 가질 수 있다.
액체 펌프의 특히 바람직한 실시예에서, 동시에 - 다중-기능 방식으로 - (첫째로) 펌프 외부의 하우징의 플랜지 표면에서 액체 용기에 대해서 밀봉(액체와 환경/대기 사이의 '펌프 외부(pump external)' 분리)하고, (둘째로), 전자 챔버로부터 액체 챔버를 분리('펌프 내부(pump internal)' 매질 분리)하고, (셋째로) 환경에 대해서 전자 챔버를 밀봉(수분의 침투 또는 펌프의 오염에 대한 밀봉)하는 밀봉 부재가 제공될 수 있다. 현재의 종래 기술과는 대조적으로, 복수의 밀봉 삽입체가 요구되지 않으며 취급될 필요가 없고, 이와 관련된 단점(조립 비용, 개개의 밀봉재의 '이동(migration)' 위험, 등)이 대체 수단, 예를 들어, 하우징에 제공되어야 하는 하우징 부품의 밀봉 용접 없이 회피된다. 또한, 펌프가 '펌프의 외부(external to pump)'를 밀봉하기 위한 수단을 이미 탑재하고 있으므로, 액체 용기에서의 펌프의 조립/플랜지-장착이 형식상 간단하다. 그 결과, 프로세스 보안성 및 그에 따른 또한 신뢰성을 가지는 저렴한 펌프 밀봉이 달성될 수 있다.
이와 관련하여, 펌프의 외부에 있는, 하우징의 플랜지 표면에, 액체 용기에 대해서 밀봉시키도록 펌프의 외부의 플랜지 표면을 넘어서, 적어도 하나의 밀봉 립(sealing lip), 바람직하게는 두 개의 밀봉 립에 의해서 돌출되는 밀봉 부재의 제1 밀봉 섹션을 수용하기 위한 포위 그루브(encircling groove)가 제공될 수 있다. 이러한 유형의 이중 밀봉은 특히 오염에 민감하지 않으며 신뢰 가능한 방식으로 밀봉한다. 액체 용기의 플랜지 표면에서의 스크래치(scratch) 등이 '극복(bridged over)'될 수 있고; 결과적으로, 플랜지 표면의 청결성 또는 평활성에 대한 특별한 요구가 없다.
더욱이, 펌프 하우징 섹션이 펌프 하우징 플랜지를 가지며, 이러한 펌프 하우징 플랜지에서, 펌프 외부의 플랜지 표면과 펌프 내부의 플랜지 표면이 반대 측으로 형성되고, 펌프 내부의 플랜지 표면에 밀봉 부재의 제2 밀봉 섹션을 수용시키기 위한 포위 그루브가 제공되고, 이러한 제2 밀봉 섹션이 두 개의 밀봉 립에 의해서 펌프 내부의 플랜지 표면을 넘어서 돌출되고, 여기서, - 밀봉 립의 더 명확하고 독특한 기능적 배정에서 - 하나의 밀봉 립은 전자 챔버로부터 액체 챔버를 분리시키기 위해서 고정자 하우징 섹션과 협력하는 반면에, 또 다른 밀봉 립은 환경에 대해서 전자 챔버를 밀봉시키기 위해서 모터 하우징 섹션과 협력하도록 하는, 배열이 이루어질 수 있다. 그 경우에, 밀봉 립은 유리하게는 고정자 하우징 섹션과 모터 하우징 섹션의 플랜지 영역에서 - 단지 공차 면에서 상이할 수 있는 - 상이한 하우징 두께를 보충할 수 있다.
또한, 밀봉 부재가 더욱 조립-간편한 방식으로 액체 펌프의 고정 부품이 되도록, 엘라스토머 물질(elastomeric material)로 이루어진 밀봉 부재가 펌프 하우징 섹션에 부착될 수 있다. 원칙적으로, 밀봉 부재는, 그 경우에, 펌프 하우징 섹션에 통합되거나 결합될 수 있다. 그러나 생산 및 공정 신뢰성의 간단한 능력(조립 실수의 회피)과 관련하여, 밀봉 부재는 상호 고정되도록 펌프 하우징 섹션에 사출-성형되는 것이 바람직하다.
펌프 하우징 섹션에의 밀봉 부재의 신뢰 가능하고 기계적인 확실한 고정을 위해서, 펌프 외부의 플랜지 표면에서의 포위 그루브와 펌프 내부의 플랜지 표면에서의 포위 그루브 사이에 원주 방향으로 떨어져 있는 복수의 개구가 제공될 수 있으며, 이러한 개구를 통해서 밀봉 부재의 엘라스토머 물질이 밀봉 부재의 제1 밀봉 섹션과 제2 밀봉 섹션을 연결시키기 위해서 사출-성형된다. 따라서, 밀봉 부재는 유리하게는 한 작업 단계로 펌프 하우징 섹션 상에 사출-성형될 수 있다. 펌프 하우징 플랜지의 두 측 상의 그루브의 중첩 또는 합동 배열(congruent arrangement)의 경우에, 밀봉 배열은 또한 반경 방향으로 매우 콤팩트한 구조이다. 그것 외에도, 두 측과 관련한 밀봉이 유사 하나의 직경(quasi on one diameter)에서 수행되는 이러한 배열은, 비교적 '연성(soft)' 또는 가요성 하우징 부품의 경우에도, 하우징 변형으로 인한 누출의 위험이 최소화되는 이점을 가진다.
액체 펌프의 유리한 개발사항에서, 고정자의 폴 시트(pole sheet)가 플라스틱 물질 사출-성형 캡슐화(encapsulation)에 의해서 플라스틱 물질로 이루어진 고정자 하우징 섹션에 매립될 수 있다. 그 결과, 모터 권선 및 폴 시트로부터 액체 챔버로의 최적의 열 소산이 가능해 진다. 동시에, 모터 권선은 사출-성형 캡슐화 플라스틱 물질에 의해서 전기적으로 절연된다.
본 발명의 개념의 추가의 실행에서, 온도 센서가 액체 펌프의 하우징에서, 바람직하게는 액체 출구 근처에서, 통합될 수 있으며, 특히, 고정자 하우징 섹션에서의 수납 리세스에 수용될 수 있고, 그 결과, 외부 온도 센서 및 그와 연관된 (조립) 비용이 모두 제거된다. 수송된 액체의 온도 검출을 통해서, 오일의 경우에 그의 윤활 효과에 중요한 액체의 점도가 냉각의 필요성과 함께 결정될 수 있고, 전동기의 회전 속도가 적합하게 조절될 수 있으며, 이와 관련하여, 예를 들어, 더 높은 온도에 대한 경향은 더 큰 냉각에 대한 요구를 나타내며, 이에 따라서, 더 높은 펌프 회전 속도에 대한 요구를 나타낸다. 액체 출구 근처의 온도 센서의 위치선정은 추가로 그곳에서 검출된 온도가 펌프에 의해서 전달된 액체의 특성과 관련하여 가장 타당한 설명이라는 이점을 제공하고, 더욱이, 수송이 수행되는 때의 액체 흐름이 액체 출구에서 수행되는 결과로서 이러한 액체 출구에서 퇴적물을 가열함으로 인한 오류 검출의 위험이 없다.
추가로, 전자 회로 기판이 하우징에 통합될 수 있으며, 이러한 회로 기판은 적어도 전동기의 전자 정류에 필요한 전자 부품뿐만 아니라 선택적으로 센서 부품을 탑재하고 있으며, 그에 의해서 액체 펌프의 전기 부품에 의한 접촉이 압입(press-fit) 연결에 의해서 이루어진다. 동일하게 고려되는 용접 또는 납땜 연결에 비해서, 압입 연결은 더 낮은 비용으로 생산될 수 있다.
액체 펌프의 바람직하고 유사하게는 특히 콤팩트한 실시예에서, 하우징의 액체 출구는 추가로 회전자의 회전 축에 횡으로 배향될 수 있다. 수송될 액체에 대한 이러한 반경 방향 공급은 문제없이 그리고 매우 낮은 액체 수준의 경우에서도 공기의 도입 없이 기능한다.
더욱이, 회전자는 모터 권선과 협력하는 영구 자성 외부 실린더 선택뿐만 아니라, 고정자 하우징 섹션의 하우징 오프셋으로부터 이격된 측에, 임펠러로서 형성되는 베이스 섹션을 가지는 가능할 수 있고, 이러한 베이스 섹션은 하우징에 회전 가능하게 장착된 회전자 샤프트 상에 직접적으로 플라스틱에 포함되는 자성 물질로부터 사출 성형된다. 한편으로는, 이러한 회전자는 특히 경제적으로 생산될 수 있다. 다른 한편으로는, 이러한 샤프트 해법은 - 원칙적으로 동일하게 인식될 수 있고 하우징에 대해서 고정된 축 상에서 회전자가 회전하는 액슬 해법(axle solution)에 비해서 - 충분한 지지 길이를 제공하기 위한 회전자에서의 베어링 생크(bearing shank) 등이 불필요하고, 이는 또한 짧은 구조적 길이를 유도하고, 하우징에서의 회전자 샤프트의 회전 장착이 추가로 떨어져 있는 베어링 지점을 유도하고, 이는 회전자의 우수한 회전에 유익하다는 이러한 종류의 이점을 가진다.
원칙적으로, 베어링 지점은 이러한 경우에 궁극적으로는 하우징에 끼워진 베어링 부시(bearing bush) 등에 의해서 형성될 수 있다. 그러나, 낮은 비용과 관련하여, 회전자 샤프트가 적어도 방사상으로 직접적으로 하우징에서, 특히, 한편으로는 고정자 하우징 섹션의 하우징 오프셋에서, 그리고 다른 한편으로는, 펌프 하우징 섹션의 베어링 연장부에서, 베이스 섹션의 어느 한쪽 상에 장착되는 것이 바람직하다.
본 발명은 간단한 예시를 위해서 엘라스토머 또는 탄성 부품이 변형되지 않은 상태로 예시되고 있는 첨부된 - 일부 개략적 - 도면을 참조로 하여 바람직한 실시예에 의해서 이하 더욱 상세하게 설명된다.
도 1은 액체 용기, 예를 들어, 변속기 하우징에 고정시키기 위한, 펌프의 외부에 있는, 플랜지 표면상에서 볼 때 위쪽 좌전방으로부터 비스듬하게 본, 장착되지 않은 상태의 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 전동기 구동 액체 펌프의 사시도를 도시하고 있다.
도 2는 도 1을 상부에서 본 도 1에 따른 액체 펌프의 평면도를 도시하고 있다.
도 3은, 절단한 형태로 예시되고 있는, 변속기 하우징 상에 장착된 상태의 도 2에서의 이중-계단 단면선 III-III을 따라 절단한 도 1에 따른 액체 펌프의 단면도로서, 도 2의 크기에 비해서 확대된 크기의 단면도를 도시하고 있다.
도 4는 삼중 기능을 가진 포위 밀봉 부재의 더 우수한 예시를 위한, 도 3에서의 상세 원 IV에 상응하는 도 1에 따른 액체 펌프의 추가로 확대된 크기의 부분 단면도를 도시하고 있다.
도 5는 도 2에서의 단면선 V-V를 따라 절단한 도 1에 따른 액체 펌프의 단면도로서 도 2의 크기에 비해서 확대된 크기의 단면도를 도시하고 있다.
도 6은 도 3에서의 이중-계단 단면선 VI-VI를 따라 절단한 도 1에 따른 액체 펌프의 단면도로서, 도 3의 크기에 비해서 확대된 크기이고, 도 3과는 대조적으로 비-장착된 상태, 즉, 변속기 하우징 및 고정 수단이 없는 상태의 단면도를 도시하고 있다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전동기 구동 액체 펌프의 종단면도를 도시하고 있다.
도면에서, 참조 번호 10은 일반적으로 자동차용 수동 변속기의 강제 윤활을 위한 전동기 구동 액체 펌프를 나타내며, 도 3에서, 이의 하부, 즉 액체 용기로서 (또한) 작용하는 변속기 하우징(12)이 절단된 형태로 예시되어 있다. 액체 펌프(10)는 변속기 하우징(12) 상에 외부로부터 장착되며, 더욱 정확하게는, 펌프의 외부에 있는, 액체 펌프(10)의 하우징(16)의 플랜지 표면(14)에 의해서 플랜지-장착되어서, 액체 펌프(10)의 액체 입구(18)와 액체 출구(20)가 변속기 하우징(12)에 있는 개구(22)를 통해서 변속기 하우징(12) 내로 돌출되게 한다. 액체 입구(18)는 도 3에서 변속기 하우징(12)에 수평선(24)으로 나타내고 있는 변속기 오일 완충 수위 아래에 배치되는 반면에, 액체 출구(20)는 변속기 오일 완충 수위(24) 위의 상부에서 연장되어 나와 있으며, 여기서, 이러한 출구는 - 여기서는 보이지 않은 방식으로 - 변속기 오일에 대한 분배 시스템(예시되지 않음)과 유체 연결되어 있다.
전자 정류 전동기(26)가 하우징(16)에 수용되며(도 3 및 도 5 참조), 실질적인 컵-형상 자성 모터(28)를 포함하고, 이러한 모터는 회전 축(A)을 중심으로 회전 가능하고, 단부에 액체를 수송하기 위한 수단으로서의 복수의 굴곡된 블레이드 돌출부(30)(특히, 도 6 참조), 모터 권선(32)을 가지는 고정자(34), 및 회전자(28)의 회전 각 위치를 인식하기 위한 - 전자 정류를 위해서 그 자체로 공지된 방식으로 요구되는 - 자기장 센서(36)(도 3 참조)가 구비된다. 이와 관련하여, 하우징(16)은 상부 펌프 하우징 섹션(38), 중간 고정자 하우징 섹션(40), 및 하부 모터 하우징 섹션(44)을 가지는 다중-부품, 더욱 정확하게는 삼중-부품 구조이며, 상부 펌프 하우징 섹션은 액체 입구(18)와 액체 출구(20)를 가지고, 중간 고정자 하우징 섹션은, 회전 축(A)을 따라서 볼 때에 회전 축(A)과 관련하여 동축 배열로 회전자를 적어도 부분적으로 둘러싸고 펌프 하우징 섹션(38)과 함께 회전자(28)가 이의 블레이드 돌출부(30)에 의해서 배열되는 액체 챔버(42)를 경계 짓도록, 환형 고정자(34)를 탑재하고 있고, 하부 모터 하우징 섹션(44)은 고정자 하우징 섹션(40)과 함께 특히 고정자(34)가 위치되는 전자 챔버(46)를 경계 짓고 있다.
특히 콤팩트한 실시예에서, 고정자 하우징 섹션(40)은, 회전 축(A)을 따라서 볼 때에, 자기장 센서(36)를 수용하도록 구성되는 하우징 오프셋(48)에 의해서 회전자(28) 내로 연장되어 있다. 또한, 이하 더욱 상세히 유사하게 설명되고 있는 바와 같이, 밀봉 부재(50)가 하우징(16)에 제공되며, 이러한 밀봉 부재는, 삼중의 기능으로 동시에, 변속기 하우징(12)에 대해서, 펌프의 외부인, 하우징(16)의 플랜지 표면(14)에서 밀봉을 수행하고, 전자 챔버(46)로부터 액체 챔버(42)를 분리하고, 환경에 대해서 전자 챔버(46)를 밀봉한다.
레이저-투명한, 유리 섬유-강화된 폴리프탈아미드(PPA 35 GF)로부터의 플라스틱 물질 부분으로서 구성되는 펌프 하우징 섹션(38)과 관련한 추가의 상세사항은 특히 도 3, 도 5 및 도 6으로부터 추론될 수 있다. 따라서, 펌프 하우징 섹션(38)은 반경 방향 외측으로 펌프 하우징 플랜지(52)를 가지며, 이 펌프 하우징 플랜지에서, 펌프의 외부의 플랜지 표면(14)과 펌프의 내부의 플랜지 표면(54)이 반대 측에 형성된다. 엘라스토머 물질로 이루어지는 밀봉 부재(50)는 여전히 기재되는 방식으로 펌프 하우징 섹션(38)의 펌프 하우징 플랜지(52)에 고정된다.
펌프 하우징 섹션(38)은 펌프 하우징 플랜지(52) 내에 반경 방향으로 돔형 상승식으로 형성되고, 부분적으로는 회전자(28) 및 고정자 하우징 섹션(40)과 함께 액체 챔버(42)의 영역에서 펌프 채널(56)을 경계짓고 있으며, 이러한 펌프 채널은 실질적으로 4개의 영역으로 분할될 수 있는데, 즉, - 반경 방향 내측으로부터 반경 방향 외측의 방향으로 볼 때에 - (첫 번째로) 중심, 즉, 회전 축(A)에 대해서 중심인, 실질적으로 깔때기(funnel)-형상 입구 영역(58)(특히, 도 5 참조), (두 번째로) 회전자(28)의 블레이드 돌출부(30)가 액체 펌프(10)의 작동으로 움직이는 중심의 실질적으로 환형인 가속 영역(60) 및 (세 번째로) 실질적으로 나사-형상의 수송 영역(62)(이러한 목적으로 또한 도 1 및 도 2 참조)으로 분할될 수 있으며, 이러한 세 번째 영역은 마지막으로 (네 번째로) 관형 출구 영역(64) 내로 개방되어 있고, 이러한 관형 출구 영역은 회전 축(A)과 실질적으로 평행하게 펌프 하우징 플랜지(52)에 인접하여 연장되어 있다. 펌프 채널(56)의 중심 가속 영역(60)에 대해서 축 방향으로 돌출되어 있는 실질적인 깔때기-형상 입구 영역(58)은 외부 원주 측에서 하우징(16)의 액체 입구(18)를 형성하고, 이러한 입구는 이에 따라서 회전자(28)에서의 회전 축(A)에 실질적으로 횡으로 배향되고, 이러한 방식으로 - 도 1 및 도 2에서 최상으로 볼 수 있는 바와 같이 - 액체(여기서, 변속기 오일)는 거의 전체 원주 방향(대략 360°)에 걸쳐서, 즉, 반경 방향으로 연장되는 세 개의 웨브(web)(66)에 의해서만 중단되면서 액체 펌프(10) 내로 진행할 수 있다. 깔때기-형상 입구 영역(58)에서, 액체는 이어서 이것이 회전자 블레이드 돌출부(30)를 가지는 회전자(28)와 충돌할 때까지 90°의 흐름 굴절(회전 축(A)의 방향으로 반경 방향으로부터 회전 축(A)을 따라서 축 방향으로)을 진행하고, 그곳에서 대략 90°의 추가의 흐름 굴절(회전 축(A)을 따라서 축 방향으로부터 회전 축(A)으로부터 멀어지는 반경 방향으로)이 수행된다. 단면(도 3 및 도 5)으로 볼 때에, 대체로 일정한 흐름 횡단면을 가지도록 펌프 하우징 섹션(38)과 포터(28)에 의한 축 방향에서 반대 측에 경계지어지는 펌프 채널(56)의 중심 가속 영역(60)에서, 액체는 이어서 블레이드 돌출부(30)의 형상의 결과로서 반경 방향 외측으로, 그리고 회전자(28)의 회전 방향(R)과 상응하게 원주 방향으로 가속되며(도 6 참조), 그 후에, 액체는 실질적인 나사-형상 수송 영역(62) 내로 통과한다. 회전 방향(R)에서 볼 때에, 나사의 과정과 상응되게 증가하는 흐름 단면을 가지도록 펌프 하우징 섹션(38)에 의해서 원주 방향에서뿐만 아니라 (처음부터) 회전자(28)와 고정자 하우징 섹션(40)에 의해서 하나의 축 측 상에서 그리고 다른 축 측 상에서 경계지어지는 펌프 채널(56)의 수송 영역(62)에서, 액체는 이어서 실질적으로 관형 출구 영역(64)에 원주 방향으로 수송된다. 출구 영역(64)의 처음에, 대략 90°(실질적으로 원주 방향에서부터 회전 축(A)에 평행한 축 방향으로)의 흐름 굴절이 이어서 한번 더 수행되고, 그 후에, 액체는 출구 영역(64)에 의해서 형성된 액체 출구(20)에 의해 액체 펌프(10)에 의해서 최종적으로 전달되도록 출구 영역(64)의 일정한 원형 흐름 단면을 따라서 흐른다.
도 3 및 도 5에 따르면, 펌프 하우징 섹션(38)은 추가로 중심 영역에, 즉, 입구 영역(58)에 인접하여 - 여전히 설명되어야 할 - 회전자(28)를 장착하기 위한 베어링 돌출부(68)를 가진다. 하우징(16)의 다른 부분들과의 사출-성형 펌프 하우징 섹션(38)의 연결이 관련되는 한, 결국 펌프 하우징 섹션(38)과 관련하여 펌프의 내부에 그와 인접한 플랜지 표면(54)에 반경 방향 외측으로 포위 칼라(encircling collar: 72)를 수용하기 위한 포위 그루브(70)가 펌프 하우징 플랜지(52)에 제공됨이 언급되어야 하고, 여기서, 포위 칼라는, 평면도로 볼 때에, 모터 하우징 섹션(44)에서 실질적으로 상보적으로 형성된다. 더욱이, 펌프 하우징 섹션(38)은, 도 1, 도 2 및 도 6에 따라서, 고정자 하우징 섹션(40)에 형성된 핀(76)(다시 도 6 참조)을 위치시키기 위한 마운트(mount: 74)(도 6에서, 하부에서의 중심 상의 도웰(dowel) 및 오른쪽 상부에서의 슬롯(slot))를 가지며, 이러한 핀은 펌프 하우징 섹션(38)과 관련하여 고정자 하우징 섹션(40)을 정렬시키는 목적의 작용을 한다.
유리-섬유 강화된 폴리프탈아미드(PPA 50 GF)로부터의 플라스틱 물질 부분으로서 유사하게 사출-성형되는 모터 하우징 섹션(44)은 - 고정자 하우징 섹션(40)에 의해서 간접적으로 적합하게 정렬되는 - 펌프 하우징 섹션(38)에 레이저-용접되고, 특히, 이의 칼라(72)는 펌프 하우징 플랜지(52)의 그루브(70)에 둘러싸여 있다(도 4에서 그루브(70)의 베이스에서 크로스-해칭(cross-hatching)으로 나타냄). 그 경우에, 도 4 및 도 5에 따르면, 펌프 하우징 섹션(38)은 칼라(72)와 반경 방향 내측으로 인접해 있는, 모터 하우징 섹션(44)의 원형 숄더(78) 상의 펌프의 내부에 있는 펌프 하우징 플랜지(52)의 플랜지 표면(54)에 의해서 지지된다.
예시된 실시예에서, 모터 하우징 섹션(44)은 반경 방향 외측으로 4개의 패스닝 아이(fastening eye)를 가지며, 이러한 패스닝 아이는 사출-성형에 의해서 서로 맞물리는 방식으로 캡슐화된 금속성 슬리브(metallic sleeve: 82)에 의해서 각각 정렬되어 있다. 도 3에 예시된 바와 같이, 액체 펌프(10)의 장착된 상태에서의 슬리브(82)는 캡 나사(84)에 의해서 관통되어 있고, 이러한 나사는 액체 펌프(10)를 외부로부터 변속기 하우징(12)에 부착시키기 위해서 그리고 그 경우에 또한 하우징(16)의 개별적인 부분들을 함께 단단하게 연결시키기 위해서 변속기 하우징(12)에서 - 개구(22) 둘레에 분포되어 있는 - 각각의 연관된 나사 형성된 보어(threaded bore: 86) 내로 조여져 있다. 다른 한편으로는, 상기 논의된 바와 같은 펌프 하우징 섹션(38)과 모터 하우징 섹션(44) 사이의 용접 연결은 수송 동안 주로 고정하는 역할을 할 수 있다.
모터 하우징 섹션(44)에는 도 1, 도 2 및 도 6에서 왼쪽의 패스닝 아이(80)들 사이에 액체 펌프(10)의 전기 단자를 위한 플러그 칼라(plug collar: 88)가 제공된다. 이와 관련하여, 예를 들어, 도 5에 따른 섹션에서 전기 전도체(90)가 모터 하우징 섹션(44) 내로 유도되어 있거나 그에 사출-성형되어 있음을 볼 수 있으며, 이러한 전도체는 플러그 칼라(88)의 영역으로부터 전자 챔버(46)까지 연장되어 있다. 도 4 및 도 5에 따른 단면도는 또한 그 자체가 공지되어 있으며 펌프 제어에 필수적인 전자 부품을 구비한 전자 회로 기판(92)이 하우징(16)의 전자 챔버(46)에 통합되어 있음을 도시하고 있다. 전자 회로 기판(92) 자체는 압입 연결(press-fit connection) 방식에 의해서 모터 하우징 섹션(44)에서 전기 전도체(90)에 대해서 접촉되어 있으며, 도 5에서 이들 중 하나의 연결은 94로 나타내고 있으며, 돌출부96) 상에 지지되고, 이러한 돌출부는 모터 하우징 섹션(44)에서 내부에 형성되어 있으며, 이러한 돌출부에 전자 회로 기판(92)이 부분적으로는 나사(98)에 의해서 추가로 결합된다. 펌프 하우징 섹션(38)에 대한 위치선정 핀(76)과 유사하게, 고정자 하우징 섹션(40)이 또한 위치선정 핀(여기서는 보이지 않음)을 가지며, 이러한 위치선정 핀은 도 3 및 도 5에서 하부에 있고, 모터 하우징 섹션(44)에서의 관련된 개구(도웰 구멍 및 슬롯: 도면에서는 도시되지 않음)에서 맞물리고, 그 경우에, 전자 회로 기판(92)에서의 상응하는 개구(예시되지 않음)를 통해서 연장된다. 액체 펌프(10)의 전기 부분이 전자 회로 기판(92)에 대해서 압입 연결(94)의 방식으로 유사하게 접촉되어 있으며; 이들 중에, 고정자 하우징 섹션(40)에 유입되거나 그에 사출-성형되는 추가의 전기 전도체(90)를 위한 압입 연결(94)이 도 3에서 단지 예로서 도시되어 있고, 그에 의해서, 온도 센서(100)가 연결되어 있다. 모터 권선(32)을 위한 그리고 자기장 센서(36)를 위한 상응하는 전기 연결(더욱 상세하게 예시되지 않음)이 존재한다.
고정자 하우징 섹션(40)이 또한 유리-섬유 강화된 폴리프탈아미드(PPA 50 GF)로부터 플라스틱 물질 부분으로서 사출-성형된다. 이와 관련하여, 상기 전기 전도체(90)뿐만 아니라, 고정자(34)의 폴 시트(102)가 고정자 하우징 섹션(40)의 플라스틱 물질에 의해서 사출-성형 캡슐화에 의해 매립된다. 사출-성형 공정 후에만, 직각 층 권선으로서 경제적으로 구성되는 모터 권선(32)이 장착된다. 고정자(34)는 슬롯 형성된 (도시되지 않음) 금속성 접지 링(104)에 의해서 마무리되며, 이러한 링은 마찰 결합(friction fit)에 의해서 폴 시트(102)의 반경 방향 외측으로 돌출되는 에지 상으로 유도되고, 또한, 폴 시트(102)의 에지와의 크림핑(crimping)에 의해서 연결된다(도면에서는 보이지 않음).
고정자(34)를 탑재하고 있는, 고정자 하우징 섹션(40)의 영역은 회전 축(A)과 관련하여 동축 위치 관계로 고정자 하우징 섹션(40)의 중심 하우징 오프셋(48)을 둘러싸고 있으면서 회전자(28)가 유입되는 환형 공간(106)을 남겨놓고 있다. 도 3에 따르면, 하우징 오프셋(48)에는 이의 반경 방향 외측으로 배치된 위치에서, 즉, 회전 축(A)으로부터 반경 방향으로 떨어져서, 예를 들어, 홀 부재(Hall element)일 수 있는 자기장 센서(36)의 수용을 위한, 모터 하우징 섹션(44)을 향해서 개방되어 있는 리세스(108)가 구비되어 있다. 도 3 및 도 5에 따르면, 회전자(28)를 저널 연결(journal)하기 위한 추가의 베어링 돌출부(110)가 펌프 하우징 섹션(38)으로부터 원격 측 상의 예시된 실시예에서는 실질적으로 컵-형상인 고정자 하우징 섹션(40)의 하우징 오프셋(48)에서 제공된다. 따라서, 자기장 센서(36)를 수용하기 위한 리세스(108)와 베어링 돌출부(110)에 의해서 형성된 베어링 위치는 회전 축(A)에 횡으로 연장되는 평면에서의 공간에서, 그러나 서로 인접하여, 회전자(28) 내에 놓인다. 상기 기능성 부재들의 이러한 '서로 인접한 방사상 배열(radial arrangement adjacent to one another)'은 또한 액체 펌프(10)의 평탄 구조 형태에 유익하다. 그것 외에, 자기장 센서(36)는 회전자(28)의 외벽 근처에 배열되고, 이는 한편으로는 회전 축(A)으로부터 최소 크기 공간 및 다른 한편으로는 회전자(28)에 대한 근접성 면에서 검출된 신호의 우수한 품질에 도움이 된다.
도 2, 도 3 및 도 6에 따르면, 또한, 고정자 하우징 섹션(40)의 서브-영역(112)은, 반경 방향에서 볼 때에, 고정자(34)에 인접하여, 그리고 고정자 하우징 섹션(40)의 나머지를 지나서 램프-유사 방식으로 펌프 하우징 섹션(38)의 방향에서 축 방향으로 돌출되어 있으며, 이에 따라서, 나사-형상 수송 영역(62)과 펌프 채널(56)의 관형 출구 영역(64) 사이에서, 전력 손실을 감소시키는, '유연한' 전이부('soft' transition)를 형성한다. 도 3 및 도 6에 따르면, 고정자 하우징 섹션(40)의 이러한 서브-영역(112)에는, 모터 하우징 섹션(44)을 향해서 개방되어 있는, 온도 센서(100)를 위한 수납 리세스(114)가 구비되어서, 온도 센서가 액체 출구(20) 근처에서 액체 펌프(10)의 하우징(16)에 통합되게 한다.
마지막으로, 고정자 하우징 섹션(40)은, 반경 방향 외측으로, 고정자 하우징 플랜지(116)를 가지고 있으며, 이러한 고정자 하우징 플랜지는 펌프 하우징 섹션(38)과 모터 하우징 섹션(44) 사이에서 샌드위치와 같은 방식으로 제자리에 클램핑되고 회전 축(A)과 관련하여 모터 하우징 섹션(44)에서의 관련된 스텝(118)에서 고정자 하우징 섹션(40)을 반경 방향 중심에 오도록 조정한다.
예시를 간단하게 하기 위해서 변형시키지 않고 도시한 원형 밀봉 부재(50)와 관련한 추가의 상세사항은 특히 도 4 및 도 6으로부터 명백하다. 이들 도면에 따르면, 펌프의 외부에 있는, 하우징(16)의 플랜지 표면(14)으로부터 시작되는 펌프 하우징 섹션(38)의 펌프 하우징 플랜지(52)에는 밀봉 부재(50)의 제1 밀봉 섹션(122)의 수용을 위한 포위 함몰부(encircling depression) 또는 그루브(120)가 구비되고, 이러한 제1 밀봉 섹션은, 변속기 하우징(12)에 대해서 밀봉을 제공하도록 펌프의 외부의 플랜지 표면(14)을 넘어서, 두 개의 밀봉 립(sealing lip: 124, 126), 즉, 반경 방향 내측 밀봉 립(124)과 반경 방향 외측 밀봉 립(126)에 의해서 돌출되어 있다. 더욱이, 펌프의 내부의 플랜지 표면(54)으로부터 시작하는 펌프 하우징 플랜지(52)에는 밀봉 부재(50)의 제2 밀봉 섹션(130)을 수용하기 위한 추가의 포위 함몰부 또는 그루브(128)가 구비된다. 제2 밀봉 섹션은 펌프의 내부의 플랜지 표면(54)을 넘어서 두 개의 밀봉 립(132, 134)에 의해서 돌출되어 있으며, 그 중 하나의 반경 방향 내측 밀봉 립(132)은 전자 챔버(46)로부터 액체 챔버(42)를 분리시키도록 고정자 하우징 섹션(40)의 고정자 하우징 플랜지(116)와 협력한다. 다른 반경 방향 외측 밀봉 립(134)은, 그에 대해서, 환경으로부터 전자 챔버(46)를 밀봉시키도록 모터 하우징 섹션(44)의 관련 숄더(136)와 협력한다. 그 경우에, 밀봉 부재(50)의 제2 밀봉 섹션(130)은 고정자 하우징 섹션(40)의 고정자 하우징 플랜지(116)와 모터 하우징 섹션(44)에서의 스텝(118) 사이의 중심 영역에 걸쳐서 회전자(28)의 회전 축(A)과 관련하여 반경 방향으로 연장되거나 그를 덮고 있으며, 그 경우에, 밀봉 립(132, 134)의 변형의 결과로서, 규정된 편향력(defined biasing force)이 또한 하우징(16)의 개별 부분들 사이에서 생성된다.
예시된 실시예에서, 밀봉 부재(50)는 서로 맞물리는 펌프 하우징 섹션(38)의 펌프 하우징 플랜지(52)에서 사출-성형된다. 그것을 위해서, 펌프의 외부의 플랜지 표면(14)에서의 포위 그루브(120)와 펌프의 내부의 플랜지 표면(54)에서의 포위 그루브(128) 사이의 펌프 하우징 플랜지(52)에서 복수의 개구(138)가 형성되며, 이러한 개구는 원주 방향에서, 즉, 그루브(120, 128)를 따라서 볼 때에, 바람직하게는 균일하게 떨어져 있으며, 그루브를 연결시키고, 물질 결합 방식에 의해서 밀봉 재(50)의 제1 밀봉 섹션(122)과 제2 밀봉 섹션(130)을 상호 연결시키도록 사출 성형에 의해서 밀봉 부재(50)의 엘라스토머 물질에 의해 관통되어 있다.
마지막으로, 하우징(16)에서의 회전자(28) 및 이의 장착과 관련한 추가의 상세사항은 특히 도 5에 도시되어 있다. 회전자(28)는 영구 자성 외부 실린더 섹션(140)을 가지며, 이러한 실린더 섹션은 그 자체로 공지된 방식으로 고정자(34)의 모터 권선(32)뿐만 아니라 고정자 하우징 섹션(40)의 하우징 오프셋(48)으로부터 이격된 측에 블레이드 돌출부(30)를 가지는 임펠러(impeller)로서 구성된 베이스 섹션(142)과 협력하고, 플라스틱 물질에 포함되며 금속성(바람직하게는 스틸) 회전자 샤프트(144)상에 직접적으로 사출-성형되는 자성 물질로 이루어져 있으며, 이러한 회전자 샤프트는 하우징(16)에서 회전 가능하게 장착되어 있고 블레이드 돌출부(30)가 결합적으로 형성되어 있다. 회전자 샤프트(144)는 반경 방향으로 직접적으로, 즉, 베어링 부시(bearing bush) 등이 없이, 베이스 섹션(142)의 두 측 중 한 측 상의 하우징(16)에서, 즉, 한편으로는 고정자 하우징 섹션(40)의 하우징 오프셋(48)에서의 베어링 돌출부(110)에 있는 실린더형 리세스(146)에서, 그리고 다른 한편으로는, 펌프 하우징 섹션(38)의 베어링 돌출부(68)에 있는 실린더형 리세스(148)에서 저널연결(journal)된다. 이와 관련하여, 회전자 샤프트(144)는, 도 5에서, 베어링 돌출부(110)에서의 리세스(146)의 베이스 상의 바닥에서, 즉, 단부에서 축 방향으로 지지되어 있다. 도 5에서, 상부에서, 회전자 샤프트(144)를 둘러싸고 있는 트러스트 와셔(thrust washer)가 회전자(28)의 베이스 섹션(142)과 베어링 돌출부(68) 사이에 제공될 수 있으며, 이러한 와셔에 의해서, 회전자(28)가 그곳에서 발생하는 압력 상태로 인한 중력에 대항해서 상승하는 때에, 회전자(28)가 액체 펌프(10)의 작동시에 베어링 돌출부(68)에서 축 방향으로 지지된다.
이하에서는, 제2 실시예에 따른 액체 펌프(10)가 도 7을 참조로 하여 설명될 것인데, 도 1 내지 도 6을 참조로 하여 위에서 상세히 설명된 제1 실시예와 상당히 다른 범위까지만 기재될 것이다. 이와 관련하여, 동일한 참조 번호는 제1 실시예의 참조 번호와 동일하거나 그와 상응하는 제2 실시예의 부품 또는 서브 조립체를 나타낸다.
여기서, 상당한 차이는 회전자(28)의 영역에서의 고정자 하우징 섹션(40)의 구성 및 고정자 하우징 섹션(40)에서의 회전자(28)의 - 도 7에서의 하부에 있는 - 장착으로 이루어진다. 제2 실시예에서, 하우징 오프셋(48)은 실질적으로 컵-형상이 되도록 형성되지 않지만, 베이스(151)에 의해서 고정자 하우징 섹션(40)에서 통합적으로 형성되는 두 개의 섹션을 가지며, 이러한 베이스는, 회전 축(A)의 방향에서 볼 때에, 평면도에서 원형이고, 그에 의해서, - 다시 회전 축(A)을 따라서 볼 때에 - 하우징 오프셋(48)이 회전자(28) 내로, 즉, 중심 베어링 섹션(152), 및 회전자(28)의 실린더 섹션(140)과 인접하여, 회전 축(A)과 관련하여 베어링 섹션(152)으로부터 반경 방향으로 떨어져 있는 센서 섹션(154) 내로 연장된다.
베어링 섹션(152)은 회전자(28)를 향해서 개방되어 있으며, 센서 섹션(154)의 축 방향 높이에서 회전자 샤프트(144)의 직접적인 반경 방향 장착을 위한 실린더형 리세스(146)를 구비하고 있다. 그러나 여기서, 회전자 샤프트(144)는 베어링 섹션(152)에서의 실린더형 리세스(146)의 하부 또는 베이스까지 연장되지 않지만, 그로부터의 축 방향 공간에서 미리 중단된다. 그것을 위해서, 베어링 섹션(152)은 제1 실시예에서의 베어링 돌출부(110)보다 더 길게 구성되며, 회전 축(A)의 방향에서 볼 때에, 회전자(28)의 베이스 섹션(142)의 전방에서 단지 짧게 중단된다. 회전자 샤프트(144)를 둘러싸고 있으며 그에 의해서 회전자(28)가 베어링 섹션(152) 상에 축 방향으로 지지될 수 있는 제2 트러스트 와셔(158)가 베어링 섹션(152)의 환형 단부 표면(156)과 회전자(28)의 베이스 섹션(142) 사이에 삽입된다.
다른 한편으로는, 센서 섹션(154)에는 자기장 센서(36)를 수용하도록 전자 챔버(46) 또는 전자 회로 기판(92)을 향해서 개방되어 있고 회전자(28)의 실린더 섹션(14)의 단지 절반 높이로 연장되어 있는 리세스(108)가 구비되어 있다. 그 결과, 또한 이러한 실시예에서, 자기장 센서(36) 및 회전자 샤프트(144)를 위한 반경 베어링 지점(radial bearing point)이 회전 축(A)에 횡으로 또는 수직으로 연장되는 한 평면에서 고정자 하우징 섹션(40)의 측면 상의 회전자(28)에 매우 콤팩트한 구조 형태로 배열된다.
자동차용 수동 변속기의 강제 윤활에 사용 가능한 전동기 구동 액체 펌프가, 액체 입구 및 액체 출구를 가지는 하우징 및 그 안에 수용되는 전자 정류 전동기를 포함한다. 전자 정류 전동기는, 회전 축을 중심으로 회전 가능하며, 액체를 수송하기 위한 수단을 가진 실질적인 컵-형상의 자기 회전자, 모터 권선을 가지며 회전 축을 따라서 볼 때에 회전 축에 대해서 동축 배열로 있는 회전자를 적어도 부분적으로 둘러싸고 있는 환형 고정자, 및 회전자의 위치 인식을 위한 자기장 센서를 포함한다. 하우징은, 이러한 연결에서, 고정자를 탑재하고 있으며, 회전자가 배열되는 액체 챔버로부터 고정자를 분리시키고, 회전 축을 따라서 볼 때에, 자기장 센서를 수용하도록 구성되는 하우징 오프셋에 의해서 회전자 내로 연장되어서 액체 펌프 전체가 단지 낮은 구조적 높이를 가지게 하는 고정자 하우징 섹션을 가진다.
10 액체 펌프 12 변속기 하우징
14 펌프 외부의 플랜지 표면 16 하우징
18 액체 입구 20 액체 출구
22 개구 24 변속기 오일 - 충전 수위
26 전동기 28 회전자
30 블레이드 돌출부 32 모터 권선
34 고정자 36 자기장 센서
38 펌프 하우징 섹션 40 고정자 하우징 섹션
42 액체 챔버 44 모터 하우징 섹션
46 전자 챔버 48 하우징 오프셋
50 밀봉 부재 52 펌프 하우징 플랜지
54 펌프 내부의 플랜지 표면 56 펌프 채널
58 깔때기-형상 입구 영역 60 환형 가속 영역
62 나사-형상 수송 영역 64 관형 출구 영역
66 웨브 68 베어링 돌출부
70 그루브 72 칼라
74 마운트 76 위치선정 핀
78 숄더 80 패스닝 아이
82 슬리브 84 캡 나사
86 나사 형성된 보어 88 플러그 칼라
90 전기 전도체 92 전자 회로 기판
94 압입 연결 96 돌출부
98 나사 100 온도 센서
102 폴 시트 104 접지 링
106 환형 공간 108 리세스
110 베어링 돌출부 112 서브-영역
114 수납 리세스 116 고정자 하우징 플랜지
118 스텝 120 그루브
122 제1 밀봉 섹션 124 밀봉 립
126 밀봉 립 128 그루브
130 제2 밀봉 섹션 132 밀봉 립
134 밀봉 립 136 숄더
138 개구 140 실린더 섹션
142 베이스 섹션 144 회전자 샤프트
146 리세스 148 리세스
150 트러스트 와셔 151 베이스
152 베어링 섹션 154 센서 섹션
156 단부 표면 158 트러스트 와셔
A 회전 축 R 회전 방향

Claims (15)

  1. 전동기 구동 액체 펌프(10)로서,
    액체 입구(18)와 액체 출구(20)를 가지는 하우징(16); 및 상기 하우징의 내부에 수용되는 전자 정류 전동기(26)를 포함하며,
    상기 전자 정류 전동기(26)는,
    액체를 수송하기 위한 수단(30)을 구비한 실질적인 컵-형상의 자기 회전자(28)로서, 회전 축(A)을 중심으로 회전 가능한 자기 회전자(28),
    모터 권선(32)을 가지며 회전 축(A)을 따라서 볼 때에 회전 축(A)에 대해서 동축 배열로 회전자(28)를 적어도 부분적으로 둘러싸고 있는 환형 고정자(34), 및
    회전자(28)의 위치를 인식하기 위한 자기장 센서(36)를 포함하며,
    상기 하우징(16)은, 고정자(34)를 탑재하고, 이 고정자를 회전자(28)가 배열되는 액체 챔버(42)로부터 분리하며, 회전 축(A)을 따라서 볼 때에 자기장 센서(36)를 수용하는 리세스(108)를 포함하는 하우징 오프셋(48)에 의해서 회전자(28) 내측으로 연장되는 고정자 하우징 섹션(40)을 가지는 전동기 구동 액체 펌프.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 하우징(16)은 펌프 외부의 플랜지 표면(14)을 통해서 액체 용기(12) 상에 플랜지-장착될 수 있으며, 고정자 하우징 섹션(40)에 추가로 다중-부품 구성으로, 액체 입구(18)와 액체 출구(20)를 가지고 고정자 하우징 섹션(40)과 함께 액체 챔버(42)를 경계짓는 펌프 하우징 섹션(38), 및 고정자 하우징 섹션(40)과 함께 적어도 고정자(34)가 위치되는 전자 챔버(46)를 경계짓는 모터 하우징 섹션(44)을 포함하는 전동기 구동 액체 펌프.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 펌프 하우징 섹션(38)과 상기 모터 하우징 섹션(44)은 플라스틱 물질 부품으로서 구성되고 함께 용접되는 전동기 구동 액체 펌프.
  4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 고정자 하우징 섹션(40)은 펌프 하우징 섹션(38)과 모터 하우징 섹션(44) 사이의 제 위치에 클램핑되고 회전 축(A)에 대해서 모터 하우징 섹션(44)에서 고정자 하우징 섹션(40)을 중심을 맞추는 고정자 하우징 플랜지(116)를 가지는 전동기 구동 액체 펌프.
  5. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    밀봉 부재(50)가 제공되고, 상기 밀봉 부재는 펌프의 외부에 있는 하우징(16)의 플랜지 표면(14)을 액체 용기(12)에 대해서 동시에 밀봉하고, 액체 챔버(42)를 전자 챔버(46)로부터 분리하고, 환경에 대해서 전자 챔버(46)를 밀봉하는 전동기 구동 액체 펌프.
  6. 청구항 5에 있어서,
    펌프의 외부에 있는 상기 하우징(16)의 플랜지 표면(14)에는 밀봉 부재(50)의 제1 밀봉 섹션(122)의 수용을 위한 포위 그루브(encircling groove: 120)가 제공되며, 상기 제1 밀봉 섹션(122)은 액체 용기(12)에 대해서 밀봉하도록 펌프의 외부의 플랜지 표면(14)을 넘어서 두 개의 밀봉 립(124, 126)에 의해서 돌출되는 전동기 구동 액체 펌프.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 펌프 하우징 섹션(38)은 펌프 외부의 플랜지 표면(14)과 펌프 내부의 플랜지 표면(54)이 반대 측에 형성되는 펌프 하우징 플랜지(52)를 가지며, 펌프 내부의 플랜지 표면에는 밀봉 부재(50)의 제2 밀봉 섹션(130)을 수용하기 위한 포위 그루브(128)가 제공되며, 상기 제2 밀봉 섹션(130)은 펌프 내부의 플랜지 표면(54)을 넘어서 두 개의 밀봉 립(132, 134)에 의해서 돌출되며, 하나의 밀봉 립(132)은 액체 챔버(42)를 전자 챔버(46)로부터 분리시키도록 고정자 하우징 섹션(40)과 협력하고, 다른 밀봉 립(134)은 환경에 대해서 전자 챔버(46)를 밀봉하도록 모터 하우징 섹션(44)과 협력하는 전동기 구동 액체 펌프.
  8. 청구항 5에 있어서,
    엘라스토머 물질로 이루어진 상기 밀봉 부재(50)는, 펌프 하우징 섹션과 함께 맞물리도록 펌프 하우징 섹션(38)에 사출 성형됨으로써 펌프 하우징 섹션(38)에 부착되는 전동기 구동 액체 펌프.
  9. 청구항 6에 있어서,
    원주 방향으로 공간을 두고 떨어져 있는 복수의 개구(138)가 펌프 외부의 플랜지 표면(14)에 있는 포위 그루브(120)와 펌프 내부의 플랜지 표면(54)에 있는 포위 그루브(128) 사이에 제공되며, 상기 밀봉 부재(50)의 엘라스토머 물질이 밀봉 부재(50)의 제1 밀봉 섹션(122)과 제2 밀봉 섹션(130)을 서로 연결하도록 개구를 통해서 사출-성형되는 전동기 구동 액체 펌프.
  10. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 고정자(34)의 폴 시트(102)가 플라스틱 물질에 의한 사출-성형 캡슐화에 의해서 플라스틱 물질로 이루어진 고정자 하우징 섹션(40)에 매립되어 있는 전동기 구동 액체 펌프.
  11. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    온도 센서(10)가 고정자 하우징 섹션(40)의 모터 하우징 섹션(44)을 향해서 개방되어 있는 수납 리세스(114)에 수용되어, 상기 온도 센서(10)는 액체 출구(20)의 근처에서 하우징(16)에 통합되어 있는 전동기 구동 액체 펌프.
  12. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 액체 펌프(10)의 전기 부품이 압입 연결을 통해서 접촉되어 있는 전자 회로 기판(92)이 하우징(16)에 통합되는 전동기 구동 액체 펌프.
  13. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 하우징(16)의 액체 입구(18)가 회전자(28)의 회전 축(A)에 횡으로 배향되는 전동기 구동 액체 펌프.
  14. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 회전자(28)는 모터 권선(32)과 협력하는 영구 자성 외부 실린더 섹션(140) 및 베이스 섹션(142)을 가지며, 상기 베이스 섹션은 고정자 하우징 섹션(40)의 하우징 오프셋(48)으로부터 이격된 측에 임펠러로서 구성되고, 하우징(16)에 회전 가능하게 장착된 회전자 샤프트(144) 상에 직접적으로, 플라스틱 물질에 포함되는 자성 물질로 사출-성형되는 전동기 구동 액체 펌프.
  15. 청구항 14에 있어서,
    회전자 샤프트(144)는 하우징(16)에 적어도 반경 방향으로 베이스 섹션(142)의 두 측 중 어느 한 측에, 즉, 한 측으로는 고정자 하우징 섹션(40)의 하우징 오프셋(48)에 그리고 다른 측으로는 펌프 하우징 섹션(38)의 베어링 돌출부(68)에 직접적으로 장착되는 전동기 구동 액체 펌프.
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