KR102556437B1

KR102556437B1 - 일체형 유압 펌프 및 모터 제어기를 갖는 전기 모터

Info

Publication number: KR102556437B1
Application number: KR1020217031301A
Authority: KR
Inventors: 하오 장; 사티쉬 쿠마르 라주 카리딘디; 스티븐 후아드; 유-센 추; 술레쉬 나타라잔; 브라이언 버게스; 프랭크 아니자로; 패트릭 투프스; 로브 피셔
Original assignee: 파커-한니핀 코포레이션
Priority date: 2019-07-12
Filing date: 2020-06-23
Publication date: 2023-07-18
Also published as: US20220128052A1; CN113767550A; EP3997340A1; WO2021011155A1; EP4332380A2; JP7231757B2; EP3997340B1; CN113767550B; KR20210126776A; JP7425239B2; EP4332380A3; JP2022526483A; US11788529B2; JP2023065476A

Abstract

예시적인 조립체는: 메인 하우징; 메인 하우징 내에 배치되고 메인 하우징 내에 고정식으로 위치된 고정자, 및 고정자 내에 위치된 회전자를 포함하는 전기 모터; 메인 하우징 내에 그리고 적어도 부분적으로 회전자 내에 위치된 유압 펌프로서, 유압 펌프는 입구 포트로부터 유체를 수용하고 출구 포트에 유체 유동을 제공하도록 구성되고, 유압 펌프는 전기 모터의 회전자에 회전 가능하게 결합된 펌프 샤프트를 포함하는, 유압 펌프; 메인 하우징에 결합된 제어기 하우징; 및 제어기 하우징 내에 배치되고 전기 모터를 구동하기 위한 전류를 발생하도록 구성된 하나 이상의 회로 보드를 포함하는 모터 제어기를 포함한다.

Description

일체형 유압 펌프 및 모터 제어기를 갖는 전기 모터

관련 출원에 대한 상호 참조

본 출원은 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있는 2019년 7월 12일자로 출원된 미국 가출원 제62/873,315호 및 2020년 1월 30일자로 출원된 미국 가출원 제62/967,877호에 대한 우선권을 주장한다.

전기 모터는 유압 펌프를 구동하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 전기 모터의 회전자에 결합된 출력 샤프트는 유압 펌프의 샤프트에 결합될 수 있어, 회전자의 회전은 유압 펌프의 회전 그룹이 회전하게 하고 유체 유동을 제공할 수 있게 된다.

모터 제어기는 전형적으로 모터로부터 분리되어 있고 케이블을 통해 전기 모터의 고정자의 와이어 권선에 연결된다. 모터 제어기는 모터를 구동하기 위해 직류 전력을 교류 3상 전력으로 변환할 수 있는 트랜지스터의 스위칭 가능 매트릭스를 갖는 인버터를 포함할 수 있다.

유압 펌프 및 모터 제어기를 전기 모터와 일체화하는 조립체를 갖는 것이 바람직할 수도 있다. 이 방식으로, 샤프트, 베어링 등과 같은 기계적 구성요소가 유압 펌프와 모터 사이에 공유될 수 있다. 또한, 모터 제어기를 전기 모터와 일체화하는 것은 제어기와 전기 모터 사이의 케이블의 수와 길이를 감소시킬 수 있다. 따라서, 이러한 일체형 구성은 제조 비용을 절감하고, 신뢰성을 향상시키며, 개별 구성요소를 갖는 것보다 조립체를 더 콤팩트하게 할 수 있다. 본 명세서에 이루어진 개시내용이 제시하는 것은 이들 및 다른 고려 사항에 관한 것이다.

본 개시내용은 일체형 유압 펌프 및 모터 제어기를 갖는 전기 모터에 관한 것인 구현예를 설명한다.

제1 예시적인 구현예에서, 본 개시내용은 (i) 그 내에 내부 챔버를 갖는 메인 하우징; (ii) 메인 하우징의 내부 챔버 내에 배치되고 (a) 메인 하우징의 내부 챔버에 고정식으로 위치된 고정자, 및 (b) 고정자 내에 위치된 회전자를 포함하는 전기 모터; (iii) 메인 하우징 내에 그리고 적어도 부분적으로 전기 모터의 회전자 내에 위치된 유압 펌프로서, 유압 펌프는 입구 포트로부터 유체를 수용하고 출구 포트에 유체 유동을 제공하도록 구성되고, 유압 펌프는 전기 모터의 회전자에 회전 가능하게 결합된 펌프 샤프트를 포함하는, 유압 펌프; (iv) 메인 하우징에 결합된 제어기 하우징; 및 (v) 제어기 하우징 내에 배치되고 전기 모터를 구동하기 위한 전류를 발생하도록 구성된 하나 이상의 회로 보드를 포함하는 모터 제어기를 포함하는 조립체를 설명한다.

제2 예시적인 구현예에서, 본 개시내용은 직류 전력의 소스; 유체 저장조; 유압 액추에이터; 및 조립체를 포함하는 시스템을 설명한다. 조립체는 (i) 그 내에 내부 챔버를 갖는 메인 하우징; (ii) 메인 하우징의 내부 챔버 내에 배치되고 (a) 메인 하우징의 내부 챔버에 고정식으로 위치된 고정자, 및 (b) 고정자 내에 위치된 회전자를 포함하는 전기 모터; (iii) 메인 하우징 내에 그리고 적어도 부분적으로 전기 모터의 회전자 내에 위치된 유압 펌프로서, 유압 펌프는 유체 저장조에 유동적으로 결합된 입구 포트로부터 유체를 수용하고 유압 액추에이터에 유동적으로 결합된 출구 포트에 유체 유동을 제공하도록 구성되고, 유압 펌프는 전기 모터의 회전자에 회전 가능하게 결합된 펌프 샤프트를 포함하는, 유압 펌프; (iv) 메인 하우징에 결합된 제어기 하우징; 및 (v) 제어기 하우징 내에 배치된 하나 이상의 회로 보드를 포함하는 모터 제어기로서, 하나 이상의 회로 보드는 직류 전력의 소스로부터 직류 전력을 수신하고 전기 모터를 구동하기 위한 전류를 발생하도록 구성되는, 모터 제어기를 포함한다.

상기 요약 설명은 단지 예시적인 것이며 어떤식으로든 한정이 되도록 의도된 것은 아니다. 전술된 예시적인 양태, 구현예 및 특징에 추가하여, 다른 양태, 구현예 및 특징은 도면 및 이하의 상세한 설명을 참조하여 명백해질 것이다.

예시적인 예의 특성으로 고려되는 신규한 특징은 첨부된 청구범위에 설명되어 있다. 그러나, 예시적인 예, 뿐만 아니라 바람직한 사용 모드, 다른 목적 및 이들의 설명은 첨부 도면과 함께 숙독될 때 본 개시내용의 예시적인 예의 이하의 상세한 설명을 참조하여 가장 양호하게 이해될 것이다.
도 1은 예시적인 구현예에 따른, 조립체의 사시도를 도시하고 있다.
도 2는 예시적인 구현예에 따른, 도 1의 조립체의 측단면도를 도시하고 있다.
도 3은 다른 예시적인 구현예에 따른, 유압 펌프 및 단부 커버의 측단면도를 도시하고 있다.
도 4는 예시적인 구현예에 따른, 유성 기어박스, 유압 펌프, 및 단부 커버를 도시하고 있는 도 1의 조립체의 부분 분해 사시도를 도시하고 있다.
도 5는 예시적인 구현예에 따른, 도 4의 단부 커버의 사시도를 도시하고 있다.
도 6은 예시적인 구현예에 따른, 도 1의 조립체의 분해 사시도를 도시하고 있다.
도 7a는 예시적인 구현예에 따른, 모터 제어기의 사시도를 도시하고 있다.
도 7b는 예시적인 구현예에 따른, 도 7a의 모터 제어기의 다른 사시도를 도시하고 있다.
도 7c는 예시적인 구현예에 따른, 인버터 보드를 도시하고 있는 모터 제어기의 부분 사시도를 도시하고 있다.
도 8은 예시적인 구현예에 따른, 배터리, 유압 액추에이터, 및 전기 모터, 유압 펌프, 및 모터 제어기의 조립체를 포함하는 시스템의 블록도를 도시하고 있다.
도 9는 예시적인 구현예에 따른, 조립체의 측단면도를 도시하고 있다.

본 개시내용은 구성요소를 공유함으로써 비용을 절감하고 공간을 절약하며 신뢰성을 향상시키는 콤팩트한 구성을 제공하는 조립체를 갖도록 유압 펌프 및 모터 제어기(인버터와 같은 전자 구동 디바이스를 포함함)를 전기 모터와 일체화하거나 또는 내장하는 것에 관한 것이다.

도 1은 예시적인 구현예에 따른, 조립체(100)의 사시도를 도시하고 있고, 도 2는 조립체(100)의 측단면도를 도시하고 있다. 조립체(100)는 전기 모터(102), 유압 펌프(104), 및 함께 일체화된 모터 제어기(106)를 포함한다. 조립체(100)는 전기 모터(102) 및 유압 펌프(104)의 구성요소가 그 내에 배치되어 있는 내부 챔버(112)를 갖는 메인 하우징(108)을 포함한다.

전기 모터(102)는 메인 하우징(108)의 내부 챔버(112) 내에 고정식으로 위치된 고정자(110)를 포함한다. 고정자(110)는 자기장을 발생하도록 구성된다. 특히, 고정자(110)는 고정자(110)의 본체(예를 들어, 적층 스택) 주위에 감긴 와이어 권선(도시되어 있지 않음)을 포함할 수 있고, 전류가 와이어 권선을 통해 제공될 때, 자기장이 발생된다.

전기 모터(102)는 고정자(110) 내의 환형 공간에 위치된 회전자(114)를 더 포함한다. 전기 모터(102)는 고정자(110)와 회전자(114) 사이의 환형 공간에서 회전자(114)에 장착된 자석(116)을 더 포함할 수 있다. 자석(116)은 회전자(114)를 회전시키고 토크를 생성하기 위해 고정자(110)에 의해 발생된 자기장과 상호작용하도록 구성된다. 다른 예시적인 구현예에서, 영구 자석을 포함하지 않는 상이한 유형의 전기 모터가 사용될 수도 있다.

회전자(114)는 원통형 부분(118) 및 스핀들 부분(120)을 가질 수 있다. 스핀들 부분(120)은 베어링(122)을 통해 메인 하우징(108) 내에서 지지되어 회전자(114)가 메인 하우징(108)에 대해 회전하게 한다. 예에서, 스핀들 부분(120)은 스플라인(126)을 통해 회전자 샤프트(124)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 이들 예에서, 회전자 샤프트(124)는 이하에 설명된 유성 기어박스(128)와 같은, 기어박스에 회전 가능하게 결합될 수 있다.

유압 펌프(104)는 메인 하우징(108) 내에 그리고 적어도 부분적으로 전기 모터(102)의 회전자(114) 및 고정자(110) 내에 장착된다. 특히, 유압 펌프(104)는 볼트(132)와 같은 복수의 체결구 또는 볼트를 통해 메인 하우징(108)에 결합되는 단부 커버(130)에 고정식으로 장착될 수 있다.

도 3은 예시적인 구현예에 따른, 유압 펌프(104) 및 단부 커버(130)의 측단면도를 도시하고 있고, 도 4는 유성 기어박스(128), 유압 펌프(104), 및 단부 커버(130)를 도시하고 있는 조립체(100)의 부분 분해 사시도를 도시하고 있다. 도 3 및 도 4가 함께 설명된다.

도 4에 도시되어 있는 유성 기어박스(128)는 전술된 회전자 샤프트(124)에 회전 가능하게 결합된 태양 기어(300)를 포함할 수 있다. 전술된 바와 같이, 회전자(114)의 스핀들 부분(120)은 스플라인(126)을 통해 회전자 샤프트(124)에 결합되고, 따라서 회전자(114)가 회전함에 따라, 회전자 샤프트(124) 및 그에 결합된 태양 기어(300)가 마찬가지로 회전할 수 있다.

유성 기어박스(128)는 제1 유성 기어(302), 제2 유성 기어(304), 및 제3 유성 기어(306)와 같은 복수의 유성 기어를 또한 포함할 수 있다. 유성 기어박스(128)는 유성 기어(302 내지 306)의 각각의 회전 중심이 태양 기어(300)의 중심 주위를 공전하도록 구성된다.

유성 기어박스(128)는 유성 기어(302 내지 306)의 중심을 태양 기어(300)의 중심에 결합하도록 구성된 유성 캐리어(308)를 더 포함할 수 있다. 유성 캐리어(308)는 태양 기어(300) 주위에 유성 기어(302 내지 306)를 지지하면서 회전할 수 있다. 또한, 유성 기어(302 내지 306)는 유성 기어(302 내지 306)가 기어박스 링 기어(310)의 피치 원 상에서 롤링할 수 있도록 기어박스 링 기어(310)의 내부 톱니와 맞물리도록 구성된다.

이 구성에 의해, 회전자(114)가 회전함에 따라, 회전자 샤프트(124)와 태양 기어(300)가 회전할 수 있어, 유성 기어(302 내지 306)가 태양 기어(300) 주위에서 회전하게 하여, 기어박스 링 기어(310) 둘레로 롤링하여, 이에 의해 유성 캐리어(308)가 마찬가지로 회전하게 한다. 유성 캐리어(308)는 회전 운동을 그에 전달하기 위해 펌프 샤프트(316)의 스플라인(314)과 맞물리도록 구성된 내부 톱니를 갖는 허브(312)를 가질 수 있다.

유성 기어박스(128)의 구성은 단지 예시를 위해 예로서 설명되고 도시되어 있다는 것이 이해되어야 한다. 다른 기어박스 구성이 사용될 수 있다. 유성 기어박스(128)는 전기 모터(102)의 회전 속도를 유압 펌프(104)에 대한 더 느린 회전 속도로 감소시키기 위한 감속기로서 사용될 수 있다. 다른 예시적인 구현예에서, 기어박스가 사용되지 않을 수도 있고 펌프 샤프트(316)는 스플라인(314)을 통해 스핀들 부분(120)에 직접 결합될 수 있다.

유압 펌프(104)는 예를 들어, 기어 펌프로서 구성될 수 있다. 특히, 도면에 도시되어 있는 예시적인 구현예에서, 유압 펌프(104)는 펌프 피니언(318)의 외부 톱니가 펌프 링 기어(320)의 내부 톱니와 맞물리게 구성되도록 펌프 하우징(321) 내에 배치된 펌프 피니언(318)(예를 들어, 그 외주면에 형성된 외부 톱니를 갖는 외접 스퍼 기어) 및 펌프 링 기어(320)(예를 들어, 그 내주면에 형성된 내부 톱니를 갖는 링 기어)를 갖는 내접 기어 펌프(internal gear pump)로서 구성된다. 도 3 및 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 펌프 피니언(318)은 펌프 샤프트(316)에 장착되거나 그 일체형 부분이고, 펌프 피니언(318)의 톱니는 펌프 링 기어(320)의 톱니와 맞물린다.

도 5는 예시적인 구현예에 따른, 단부 커버(130)의 사시도를 도시하고 있다. 도 1, 도 4 및 도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 단부 커버(130)는 조립체(100)에 유동적으로 결합된(예를 들어, 임의의 유압 라인의 호스를 통해) 유체 저장조로부터 유체를 수용하도록 구성된 입구 포트(322)를 가질 수 있다. 단부 커버(130)는 유압 펌프(104)로부터 출력되는 압축 유체를 조립체(100)에 유동적으로 결합된 유압 수요자(예를 들어, 유압 액추에이터)에 제공하기 위한 출구 포트(324)를 또한 포함한다. 단부 커버(130)는 또한 배출 포트(326)를 갖는다.

동작 중에, 회전자(114)가 회전함에 따라, 펌프 샤프트(316)는 전술된 바와 같이 회전한다. 펌프 피니언(318)이 펌프 링 기어(320) 내에서 회전함에 따라, 입구 포트(322)에 유동적으로 결합되는 유압 펌프(104)의 흡입측에서 이들의 분리 또는 맞물림 해제는 공극과 흡인을 생성하는데, 이는 이어서 입구 포트(322)로부터의 유체에 의해 충전된다. 유체는 출구 포트(324)에 유동적으로 결합되는 유압 펌프(104)의 토출측으로 펌프 피니언(318)의 기어 톱니와 펌프 링 기어(320)에 의해 운반된다. 펌프 피니언(318) 및 펌프 링 기어(320)의 기어 톱니의 맞물림은 유체를 변위시키고, 유체는 이어서 출구 포트(324)에 제공된다. 유압 펌프(104)는 유압 펌프(104)의 내부 압력을 감소시키기 위해 배출 누설 라인을 통해 배출 포트(326)로 배출될 수 있다.

도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 유압 펌프(104)는 내부 크레센트(crescent)(328) 및 외부 또는 상부 크레센트(330)를 포함한다. 내부 크레센트(328) 및 외부 또는 상부 크레센트(330)는 크레센트 배향을 유지하고 펌프 링 기어(320) 및 펌프 피니언(318)을 반경방향으로 밀봉하기 위해 피봇 핀(332)에 의해 지지된다. 크레센트(328, 330)는 또한 반경방향 보상기로서 동작한다.

크레센트(328, 330)는 펌프 링 기어(320) 및 펌프 피니언(318)을 밀봉하기 위해 판 스프링(334)에 의해 지지될 수 있다. 또한, 유압 펌프(104)는 내부 크레센트(328)와 외부 또는 상부 크레센트(330) 사이에 배치된 체크 밸브 핀(336)을 포함하고, 동작 중에 유압 펌프(104) 내에 고압 유체를 갖는 통로 또는 체적으로부터 저압 유체를 갖는 통로 또는 체적으로 누설을 방지하기 위해 부가의 판 스프링(338)에 의해 지지된다.

펌프 링 기어(320) 및 펌프 피니언(318)은 펌프 링 기어(320) 및 펌프 피니언(318)의 양 측면에서 스러스트 플레이트(340, 342)에 의해 축방향으로 더 지지된다. 스러스트 플레이트(340, 342)는 누설을 감소시키고 유압 펌프(104)의 효율을 개선시킬 수 있는 축방향 보상기로서 동작할 수 있다.

스러스트 플레이트(340, 342)는 또한 제1 또는 전방 커버(344) 및 제2 또는 후방 커버(346)에 의해 지지된다. 전방 커버(344) 및 후방 커버(346)는 압력 밀봉부(350) 및 후방 밀봉부(352)에 의해 지지되는 압력 보상 포켓(348)을 가질 수 있다. 압력 보상 포켓(348)은 스러스트 플레이트(340, 342)를 통해 수용된 압축 유체로 충전될 수 있고, 압축 유체는 이어서 밀봉을 위해 펌프 링 기어(320) 및 펌프 피니언(318)에 대해 스러스트 플레이트(340, 342)를 압박하는 것을 돕는다.

후방 커버(346)는 펌프 단부 장착 커버(354)에 의해 축방향으로 더 지지된다. 펌프 단부 장착 커버(354)는 회전자(114) 내로의 누설을 방지하기 위한 립 밀봉부(356)를 포함할 수 있다. 펌프 단부 장착 커버(354) 내의 캐비티(립 밀봉부(356)가 배치되어 있음)는 립 밀봉부 캐비티로부터 고압 유체를 배출하기 위한 배출 통로(358)를 통해 배출 포트(326)에 연결된다.

도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 단부 커버(130)는 볼트 구멍(360)과 같은 4개의 볼트 구멍을 포함한다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 유압 펌프(104)의 구성요소는 정렬 및 적층되고, 이어서 단부 커버(130)의 볼트 구멍(들)(360) 내에 수용되는 볼트(362)와 같은 소켓 헤드 볼트를 사용하여 함께 볼트 결합되어, 유압 펌프(104)를 조립할 수 있다.

기어 펌프가 예시를 위한 예로서 본 명세서에서 사용된다. 베인 펌프 또는 피스톤 펌프와 같은 다른 유형의 펌프가 마찬가지로 사용될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다.

도 1 및 도 2를 다시 참조하면, 조립체(100)는 메인 하우징(108)에 결합된 제어기 하우징(134)을 더 포함한다. 제어기 하우징(134)은 또한 볼트(138)와 같은 복수의 볼트를 통해 제어기 하우징 커버(136)에 결합된다. 이 구성에 의해, 제어기 하우징(134) 및 제어기 하우징 커버(136)는 모터 제어기(106)가 배치되는 인클로저를 형성한다.

도 6은 예시적인 구현예에 따른, 조립체(100)의 분해 사시도를 도시하고 있다. 도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 제어기 하우징(134) 및 제어기 하우징 커버(136)는 모터 제어기(106)를 에워싼다. 이 방식으로, 모터 제어기(106)는 조립체(100) 내에 내장되고 조립체(100) 내의 전기 모터(102) 및 유압 펌프(104)와 일체화된다.

모터 제어기(106)는 도시되어 있는 바와 같이 서로로부터 축방향으로 오프셋된 제어기 보드(600) 및 인버터 보드(602)를 포함할 수 있다. 제어기 보드(600) 및 인버터 보드(602)는 인쇄 회로 기판(PCB)으로서 구성될 수 있다. PCB는 전도성 트랙, 패드, 및 비전도성 기판의 시트층 상에 그리고/또는 사이에 적층된 하나 이상의 구리의 시트층으로부터 에칭된 다른 특징부를 사용하여 전자 구성요소(예를 들어, 마이크로프로세서, 집적 칩(ICs), 커패시터, 저항 등)를 기계적으로 지지하고 전기적으로 접속한다. 구성요소는 일반적으로 PCB 상에 납땜되어 이들을 전기적으로 접속하고 기계적으로 체결한다.

도 7a는 예시적인 구현예에 따른, 모터 제어기(106)의 사시도를 도시하고 있고, 도 7b는 모터 제어기(106)의 다른 사시도를 도시하고 있고, 도 7c는 제어기 보드(600) 없이 인버터 보드(602)를 도시하고 있는 모터 제어기(106)의 부분 사시도를 도시하고 있다. 도 7a 내지 도 7c가 함께 설명된다.

도시되어 있는 바와 같이, 인버터 보드(602)는 스탠드오프(stand-off)(700)와 같은 스탠드오프를 통해 제어기 보드(600)로부터 분리 및 결합될 수 있다. 인버터 보드(602)는 제어기 하우징 커버(136)와 인터페이스하는 인버터 보드(602)의 단부면을 가로질러 측방향으로 배치되는 버스 바아(701)와 같은 복수의 버스 바아를 포함할 수 있다. 버스 바아는 전기 전도성이고 직류(DC) 전력을 수신하고 인버터 보드(602)의 대향측에 장착된 구성요소에 전력을 제공하도록 구성된다.

예로서, DC 전력은 양극 DC 리드(702) 및 음극 DC 리드(704)(예를 들어, 전기 접지)와 같은 리드를 통해 배터리로부터 인버터 보드(602)에 제공될 수 있다. 이 구성에 의해, DC 전력이 버스 바아에 제공되고, 버스 바아는 이어서 전력을 인버터 보드(602)의 다른 구성요소에 전송한다.

인버터 보드(602)는 인버터 보드(602)에서 수신된 DC 전력을 전기 모터(102)를 구동하기 위해 고정자(110)의 와이어 권선에 제공될 수 있는 3상 교류(AC) 전력으로 변환하는 전력 변환기로서 구성될 수 있다. 도 7c에 도시되어 있는 바와 같이, 인버터 보드(602)는, 인버터 보드(602)에 장착되고 양극 DC 리드(702)에 접속된 양극 DC 단자 및 음극 DC 리드(704)에 접속된 음극 DC 단자에 전기적으로 접속되도록 구성된 반도체 스위칭 매트릭스(706)를 포함한다. 인버터 보드(602)는 인버터 보드(602)와 제어기 보드(600) 사이의 축방향 공간에 배치된 커패시터(707)와 같은 복수의 커패시터를 더 포함할 수 있다.

반도체 스위칭 매트릭스(706)는 DC 대 3상 전력 변환을 지원할 수 있는 반도체 스위칭 디바이스의 임의의 배열을 포함할 수 있다. 예를 들어, 반도체 스위칭 매트릭스(706)는, 입력 DC 단자(DC 리드(702, 704)에 결합됨)에 전기적으로 결합되고 3상 AC 출력 단자(708, 710, 712)에 접속된 브리지 요소를 갖는 3상을 포함할 수 있다.

예를 들어, 반도체 스위칭 매트릭스(706)는 트랜지스터(714)(예를 들어, 절연 게이트 쌍극 트랜지스터 또는 금속-산화물-반도체 전계 효과 트랜지스터)와 같은 복수의 트랜지스터를 포함할 수 있다. 트랜지스터는 예를 들어 제어기 보드(600)에 장착된 마이크로프로세서에 의해 제공되는 펄스폭 변조(PWM) 신호를 통해 활성화 또는 "온" 상태와 비활성화 또는 "오프" 상태 사이에서 스위칭 가능하다. 마이크로프로세서는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다. 프로세서는 범용 프로세서(예를 들어, INTEL® 싱글 코어 마이크로프로세서 또는 INTEL® 멀티코어 마이크로프로세서) 또는 특수 용도 프로세서(예를 들어, 디지털 신호 프로세서, 그래픽 프로세서 또는 주문형 집적 회로(ASIC) 프로세서)를 포함할 수 있다. 프로세서는 컴퓨터 판독 가능 프로그램 명령(CRPI)을 실행하도록 구성될 수 있다. 프로세서는 소프트웨어 코딩된 기능에 추가로 또는 대안적으로 하드 코딩된 기능을 실행하도록(예를 들어, CRPI를 통해) 구성될 수 있다.

반도체 스위칭 매트릭스(706)의 트랜지스터가 PWM 신호를 통해 특정 시간에 활성화 및 비활성화됨에 따라, AC 전압 파형이 AC 출력 단자(708, 710, 712)에서 발생된다. 이와 같이, AC 출력 단자(708, 710, 712)에서의 전압 파형은 펄스폭 변조되고 전압 전위 DC+와 전압 전위 DC- 사이에서 스윙한다. AC 전압 파형은 이어서 전기 모터(102)를 구동하기 위해 고정자(110)의 와이어 권선에 제공된다.

모터 제어기(106)는 복수의 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 모터 제어기(106)는 전기 모터(102)의 동작 온도 및/또는 유압 펌프(104)를 통해 유동하는 유압 유체의 유체 온도를 나타내는 정보를 제공하도록 구성된 온도 센서를 포함할 수 있다. 모터 제어기(106)는 전기 모터(102)의 권선 내의 전류 레벨을 나타내는 정보를 제공하는 홀 효과(Hall-Effect) 전류 센서를 또한 포함할 수 있다.

모터 제어기(106)는 회전자 샤프트(124) 또는 펌프 샤프트(316)의 각도 위치를 나타내는 센서 정보를 제공하도록 구성된 회전 위치 센서 및 압력 센서를 더 포함할 수 있다. 회전 위치 센서 정보는 폐루프 피드백 제어 구성에서 회전자(114)에 의해 생성된 속도 및 토크를 제어하기 위해 전기 모터(102)를 제어하는 마이크로프로세서에 의해 사용될 수 있다.

예를 들어, 제어기 보드(600)는 회전자(114)의 스핀들 부분(120) 부근에 장착될 인코더(716)를 포함할 수 있다. 인코더(716)는 회전자 샤프트(124)에 결합된 도 2에 도시되어 있는 자석(718)과 상호작용하도록 구성될 수 있다. 인코더(716)는 회전자 샤프트(124)의 각도 위치 또는 운동을 전기 모터(102)를 제어하는 마이크로프로세서에 제공되는 아날로그 또는 디지털 출력 신호로 변환하는 전자-기계 디바이스로서 구성된다.

모터 제어기(106)는 제어기 보드(600)의 전도성 트랙에 전기적으로 접속될 수 있는 복수의 전도체 핀을 수용하는 중공 플라스틱 구성요소로서 구성된 전기 커넥터(720)를 더 포함할 수 있다. 암형 핀(female pins)을 갖는 커넥터 소켓(도시되어 있지 않음)이 전기 커넥터(720)에 장착될 수 있어 전도체 핀이 커넥터 소켓의 암형 핀과 접촉하게 된다. 와이어는 전기 커넥터(720)의 전도체 핀에 신호를 제공하고 그로부터 신호를 수신하도록 암형 핀에 연결될 수 있다.

이 구성에 의해, 모터 제어기(106)는 예를 들어, 유압 펌프(104)에 의해 제공될 원하는 유체 압력 및 유체 유량을 나타내는 명령 신호를 중앙 제어기로부터 또는 기계의 입력 디바이스(예를 들어, 휠 로더(wheel loader), 백호(backhoe) 또는 굴착기와 같은 유압 기계의 조이스틱)로부터 수신할 수 있다. 모터 제어기(106)는 이어서 원하는 유체 압력 레벨 및 유량을 제공하기 위해 펌프 샤프트(316)의 특정 속도 및 토크를 발생하도록 고정자(110)에 제공된 AC 전력을 제어할 수 있다. 모터 제어기(106)는 또한 전기 커넥터(720)를 통해 다른 중앙 제어기에 센서 신호(예를 들어, 인코더(716)로부터)를 제공할 수 있다.

제어기 보드(600) 및 인버터 보드(602)는 신호와 전력을 수신하여 이들 사이에 그리고 조립체(100)의 다른 구성요소 또는 외부 구성요소에 전송하는 것을 용이하게 하기 위한 다수의 접합부를 포함할 수 있다.

예에서, 조립체(100)는 조립체(100)에 결합되도록 구성된 유압 매니폴드를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 매니폴드는 단부 커버(130)에 장착될 수 있고, 매니폴드는 복수의 솔레노이드 밸브 및 유체 통로를 포함할 수 있으며, 여기서 솔레노이드 밸브는 이러한 유체 통로를 통한 유체 유동을 제어한다. 따라서, 매니폴드는 입구 포트(322), 출구 포트(324), 및 배출 포트(326)로의 및 이들로부터의 유체 유동을 제어할 수 있다.

제어기 보드(600)는 솔레노이드 밸브의 작동 및 동작의 상태를 제어하기 위해 매니폴드의 솔레노이드 밸브의 솔레노이드 코일에 제공된 전류 및 전압 신호를 제어하는 전자 밸브 드라이버를 포함할 수 있다. 이 방식으로, 모터 제어기(106)는 또한 솔레노이드 밸브의 동작의 상태 및 매니폴드를 통한 유체 유동을 제어하도록 구성될 수 있다.

동작시, 조립체(100)는 전기 모터(102)가 유압 펌프(104)를 구동하는 경우 또는 유압 펌프(104)가 발전기로서 전기 모터(102)를 구동하는 경우에 사용될 수 있다. 이와 같이, 유압 펌프(104)는 에너지 회수가 가능한 4사분면 양방향 펌프로서 동작할 뿐만 아니라 유압 액추에이터에 유체 동력을 제공하는 것이 가능한 유압 펌프/모터로서 구성될 수 있다.

도 8은 예시적인 구현예에 따른, 배터리(802), 유압 액추에이터(803) 및 조립체(100)와 같은 직류 전력의 소스를 포함하는 시스템(800)의 블록도를 도시하고 있다. 배터리(802)는 모터 제어기(106)(예를 들어, 제어기 보드(600) 및 인버터 보드(602))에 전력을 제공하도록 구성될 수 있다. 모터 제어기(106)는 이어서 유압 펌프(104)를 구동하도록 전기 모터(102)를 제어한다. 유압 펌프(104)는 입구 포트(322)를 통해 유체 저장조(801)로부터 유체를 끌어당길 수 있고, 유압 액추에이터(803)의 운동을 제어하기 위해 유압 액추에이터(803)로 그리고 그로부터 유체 유동을 제공하거나 수용할 수 있다(예를 들어, 출구 포트(324)를 통해).

유압 액추에이터(803)는 또한 유체 저장조로의 복귀 유체 유동을 제공하기 위해 유체 저장조에 유동적으로 결합될 수 있다. 유압 액추에이터(803)는 예를 들어, 그 내에서 선형으로 이동 가능한 피스톤을 갖는 유압 선형 실린더 액추에이터 또는 유압 모터에 의해 이루어질 수 있다.

전술된 바와 같이, 제어기 보드(600)는 제어기 보드(600)에 결합된 메모리(805) 내에 저장될 수 있는 컴퓨터 판독 가능 프로그램 명령(CRPI)을 실행하도록 구성된 프로세서(804)와 같은 하나 이상의 프로세서를 가질 수 있다. 메모리(805)는 프로세서(804)에 의해 실행될 때 시스템(800)이 본 명세서에 설명된 동작을 수행하게 하는 프로그램 코드를 저장하기 위한, 디스크 또는 하드 드라이브를 포함하는 스토리지 디바이스와 같은, 임의의 유형의 컴퓨터 판독 가능 매체(비일시적 매체) 또는 메모리를 포함할 수 있다. 제어기 보드(600)는 전술된 인코더(716)를 포함하여, 센서(들)(806)를 또한 포함할 수 있다.

전술된 바와 같이, 예시적인 구현예에서, 매니폴드는 단부 커버(130)에 결합될 수 있고, 이러한 매니폴드는 조립체(100) 내외로 유동하는 유체의 압력 레벨 및 유체 유동을 제어하는 복수의 솔레노이드 밸브를 포함할 수 있다. 이들 구현예에서, 제어기 보드(600)는 명령 신호를 수신하고 이에 응답하여 밸브의 솔레노이드 액추에이터를 작동시키기 위해 전류 또는 전압을 발생하도록 구성된 전자 밸브 드라이버(808)(예를 들어, 아날로그 밸브 드라이버 회로 또는 마이크로프로세서 기반 솔레노이드 제어기)를 더 포함할 수도 있다.

제어기 보드(600)는 솔레노이드 밸브의 솔레노이드 코일과 같은 외부 구성요소에 전기적으로 접속되도록 구성된 접합부(810)를 가질 수 있다. 예에서, 배터리(802)는 접합부(810)를 통해 제어기 보드(600)에 전기적으로 결합될 수 있다.

제어기 보드(600)는 인버터 보드(602)의 접합부(814)에 전기적으로 결합되어 그 사이의 신호의 교환을 용이하게 하도록 구성된 다른 접합부(812)를 가질 수 있다. 예를 들어, 인버터 보드(602)는 반도체 스위칭 매트릭스(706)를 포함하는 게이트 구동 로직 모듈(816)을 포함할 수 있다. 제어기 보드(600)는 게이트 구동 로직 모듈(816)을 작동하고 전기 모터(102)를 구동하는 3상 AC 전력을 발생하기 위해 접합부(812, 814)를 통해 인버터 보드(602) 전술된 PWM 신호를 송신할 수 있다.

다른 한편으로, 인버터 보드(602)는 전기 모터(102)의 고정자(110)의 와이어 권선에 제공된 전류를 측정하도록 구성된 홀 효과 전류 센서(818)를 포함할 수 있다. 인버터 보드(602)는 홀 효과 전류 센서(818)로부터 접합부(812, 814)를 통해 제어기 보드(600)의 프로세서(804)로 센서 정보를 제공할 수 있다. 프로세서(804)는 이어서 전기 모터(102)를 제어하고 전기 모터(102)에 결합된 유압 펌프(104)로부터 특정 유량을 제공하도록 폐루프 피드백 제어 전략을 구현할 수 있다.

시스템(800)의 구성요소는 서로 및/또는 각각의 시스템에 결합된 다른 구성요소와 상호연결 방식으로 동작하도록 구성될 수도 있다. 설명된 동작 또는 시스템(800)의 구성요소 중 하나 이상은 부가의 동작 또는 물리적 구성요소로 분할되거나 더 적은 수의 동작 또는 물리적 구성요소로 조합될 수도 있다. 몇몇 다른 예에서, 부가의 동작 및/또는 물리적 구성요소가 도 8에 의해 예시되어 있는 예에 추가될 수도 있다. 또한, 시스템(800)의 임의의 구성요소 또는 모듈은 본 명세서에 설명된 논리 연산을 구현하기 위한 하나 이상의 명령을 포함하는 프로그램 코드를 실행하도록 구성된 프로세서(예를 들어, 마이크로프로세서, 디지털 신호 프로세서 등)를 포함하거나 그 형태로 제공될 수도 있다. 예에서, 시스템(800)은 다른 시스템 내에 포함될 수도 있다.

다수의 구성 변형예가 도 1 내지 도 8에 도시되어 있는 예시적인 구현예에 구현될 수 있다. 예를 들어, 개별 하우징으로서 구성되는 제어기 하우징(134)에 결합된 메인 하우징(108)을 갖는 대신에, 양 하우징은 단일 하우징으로 조합될 수 있다. 다른 예로서, 내접 기어 펌프를 사용하는 대신에, 외접 기어 펌프(external gear pump) 또는 상이한 펌프 유형이 사용될 수 있다. 또한, 다른 예시적인 구현예에서, 유성 기어박스가 사용되지 않을 수도 있고, 회전자가 펌프 샤프트에 직접 결합될 수도 있다. 또한, 유압 펌프(104)가 부분적으로 고정자(110) 내에 배치되지만, 다른 예시적인 구현예에서, 펌프는 고정자의 권선 내에 완전히 배치될 수 있다.

이러한 예시적인 변형예는 도 9와 관련하여 이하에 설명된다. 그러나, 도 1 내지 도 8의 구현예 및 도 9의 구현예의 특정 양태는 그 모두가 본 명세서에 고려되는 광범위한 상이한 구성으로 배열되고 조합될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 문맥상 달리 시사되지 않는 한, 도 1 내지 도 8의 구현예에 예시된 특징은 도 9의 구현예에 예시된 특징과 조합하여 사용될 수도 있다.

도 9는 예시적인 구현예에 따른, 조립체(900)의 측단면도를 도시하고 있다. 조립체(900)는 펌프-모터 챔버(904) 및 제어기 챔버(906)를 갖는 하우징(902)을 포함한다. 펌프-모터 챔버(904)는 전기 모터(908) 및 유압 펌프(910)를 수용하거나 수납하고, 반면 제어기 챔버(906)는 모터 제어기(912)를 수용하거나 수납한다.

이 구성에 의해, 펌프 및 전기 모터를 위한 하나 및 모터 제어기를 위한 다른 하나인 2개의 개별 하우징 대신에, 하우징(902)은 전기 모터(908) 및 유압 펌프(910)용 챔버 및 모터 제어기(912)용 다른 챔버를 갖는 단일 구성(예를 들어, 단일 하우징 또는 단일 블록으로서 제조됨)을 갖는다. 또한, 도 1 내지 도 6의 구성과 유사하게, 전기 모터(908), 유압 펌프(910), 및 모터 제어기(912)는 조립체(900) 내에 함께 일체화된다.

전기 모터(908)는 하우징(902)의 펌프-모터 챔버(904) 내에 고정식으로 위치된 고정자(914)를 포함한다. 고정자(914)는 고정자(110)와 유사하게 구성되고, 전류가 그 와이어 권선을 통해 제공될 때 자기장을 발생한다. 고정자(914)는, 고정자(914)가 펌프-모터 챔버(904)의 실질적으로 전체 길이를 통해 축방향으로 연장하는 점에서 고정자(110)와는 상이하다.

전기 모터(908)는 고정자(914) 내의 환형 공간에 위치된 회전자(916)를 더 포함한다. 회전자(916)는 고정자(914)가 자기장을 발생할 때 회전한다. 회전자(916)는 원통형 부분(918) 및 스핀들 부분(920)을 갖는다. 스핀들 부분(920)은 지지 베어링(922)을 통해 하우징(902) 내에서 지지되어 회전자(916)가 하우징(902)에 대해 회전하게 한다. 스페이서(924)는 지지 베어링(922)을 서로로부터 분리시킨다. 다른 예에서, 단일 베어링이 도 2의 구성과 유사하게 사용된다.

유압 펌프(910)는 하우징(902) 내에, 전기 모터(102)의 고정자(914) 내에 완전히 장착된다. 달리 말하면, 유압 펌프(910)는 고정자(914)와 실질적으로 동일한 정도로 축방향으로 연장된다. 유압 펌프(910)는 볼트(927)와 같은 복수의 볼트를 통해 하우징(902)에 결합되는 단부 커버(926)에 고정식으로 장착된다.

유압 펌프(910)는 이들이 모두 기어 펌프라는 점에서 유압 펌프(104)와 유사하다. 그러나, 유압 펌프(910)는 링 기어 내에 배치된 외접 기어를 갖는 내접 기어 펌프(유압 펌프(104)와 같은)보다는 2개의 외접 기어를 갖는 외접 기어 펌프이다.

특히, 유압 펌프(910)는, 펌프 피니언(928)의 외부 톱니가 펌프 외접 기어(930)의 외부 톱니와 맞물리게 구성되도록 펌프 하우징(932) 내에 배치된 펌프 피니언(928)(예를 들어, 그 외주면에 형성된 외부 톱니를 갖는 외접 스퍼 기어) 및 펌프 외접 기어(930)(예를 들어, 그 외주면에 형성된 외부 톱니를 갖는 외접 스퍼 기어)를 갖는다. 펌프 피니언(928)은 구동 샤프트(934)에 장착되거나 그 일체형 부분이고, 펌프 외접 기어(930)는 구동 샤프트(934)에 평행하게 배치된 펌프 샤프트(936)에 장착된다. 구동 샤프트(934)는 회전자(916)의 회전 운동이 구동 샤프트(934)로 전달되도록 스핀들 부분(920)의 내부 스플라인(937)과 맞물리는 외부 스플라인을 갖는다.

펌프 외접 기어(930) 및 펌프 피니언(928)은 그 양 측면에서 스러스트 플레이트(938, 940)에 의해 축방향으로 지지된다. 스러스트 플레이트(340, 342)와 유사하게, 스러스트 플레이트(938, 940)는 누설을 감소시키고 유압 펌프(910)의 효율을 개선시킬 수 있는 축방향 보상기로서 동작한다.

스러스트 플레이트(938, 940)는 이어서 전방 커버(942) 및 후방 커버(944)에 의해 지지된다. 전방 커버(344) 및 후방 커버(346)와 유사하게, 전방 커버(942) 및 후방 커버(944)는 스러스트 플레이트(938, 940)를 통해 수용된 압축 유체로 충전된 압력 보상 포켓을 가질 수 있고, 압축 유체는 이어서 밀봉을 위해 펌프 외접 기어(930) 및 펌프 피니언(928)에 대해 스러스트 플레이트(938, 940)를 압박하는 것을 돕는다.

조립체(900)는 볼트(948)와 같은 복수의 볼트를 통해 하우징(902)에 결합되는 하우징 커버(946)를 더 포함한다. 이 구성에 의해, 하우징(902) 및 하우징 커버(946)는 모터 제어기(912)가 배치되는 인클로저, 즉, 제어기 챔버(906)를 형성한다. 이 방식으로, 모터 제어기(912)는 조립체(900) 내에 내장되고 조립체(900) 내의 전기 모터(908) 및 유압 펌프(910)와 일체화된다.

모터 제어기(912)는 도시되어 있는 바와 같이 서로로부터 축방향으로 오프셋된 제어기 보드(950) 및 인버터 보드(952)를 포함할 수 있다. 제어기 보드(600) 및 인버터 보드(602)는 PCB로서 구성될 수 있고, 전술된 제어기 보드(600) 및 인버터 보드(602)와 유사한 방식으로 동작할 수 있다.

조립체(900)는 회전자(916)의 스핀들 부분(920) 부근에 장착된 인코더(954)를 더 포함한다. 인코더(716)와 유사하게, 인코더(954)는 회전자(916)의 각도 위치 또는 운동을 전기 모터(908)를 제어하는 마이크로프로세서에 제공되는 아날로그 또는 디지털 출력 신호로 변환하는 전자-기계 디바이스로서 구성될 수 있다. 다른 유형의 각도 위치 센서가 사용될 수도 있다.

상기 상세한 설명은 첨부 도면을 참조하여 개시된 시스템의 다양한 특징 및 동작을 설명하고 있다. 본 명세서에 설명된 예시적인 구현예는 한정이 되도록 의도된 것이 아니다. 개시된 시스템의 특정 양태는 그 모두가 본 명세서에 고려되는 광범위한 상이한 구성으로 배열되고 조합될 수 있다.

또한, 문맥상 달리 시사되지 않는 한, 각각의 도면에 도시되어 있는 특징은 서로 조합하여 사용될 수도 있다. 따라서, 도면은 모든 도시되어 있는 특징이 각각의 구현예에 대해 필요한 것은 아니라는 이해를 갖고, 일반적으로 하나 이상의 전체 구현예의 구성요소 양태로서 고려되어야 한다.

부가적으로, 상세한 설명 또는 청구범위의 요소, 블록 또는 단계의 임의의 열거는 명확성을 위한 것이다. 따라서, 이러한 열거는 이들 요소, 블록 또는 단계가 특정 배열로 고수되거나 특정 순서로 수행되어야 하는 것을 요구하거나 암시하는 것으로 해석되어서는 안 된다.

또한, 디바이스 또는 시스템은 도면에 제시된 기능을 수행하도록 사용되거나 구성될 수도 있다. 몇몇 예에서, 디바이스 및/또는 시스템의 구성요소는 구성요소가 이러한 수행을 가능하게 하기 위해 실제로 구성되고 구조화되도록(하드웨어 및/또는 소프트웨어로) 기능을 수행하게 구성될 수도 있다. 다른 예에서, 디바이스 및/또는 시스템의 구성요소는, 예로서 특정 방식으로 동작될 때, 기능을 수행하도록 구성되고, 기능을 수행하는 것이 가능하거나, 기능을 수행하기에 적합하도록 배열될 수도 있다.

용어 "실질적으로"라는 것은, 언급된 특성, 파라미터 또는 값이 정확하게 달성될 필요는 없고, 예를 들어 공차, 측정 에러, 측정 정확도 한계 및 통상의 기술자에게 알려진 다른 인자를 포함하여, 특성이 제공하도록 의도되었던 효과를 배제하지 않는 양으로 편차 또는 변동이 발생될 수도 있다는 것을 의미한다.

본 명세서에 설명된 배열은 단지 예시를 위한 것이다. 이와 같이, 통상의 기술자는 다른 배열 및 다른 요소(예를 들어, 기계, 인터페이스, 동작, 순서 및 동작의 그룹 등)가 대신에 사용될 수 있고, 몇몇 요소는 원하는 결과에 따라 전적으로 생략될 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 설명된 다수의 요소는 임의의 적합한 조합 및 위치에서, 별개의 또는 분산된 구성요소로 또는 다른 구성요소와 함께 구현될 수도 있는 기능적 엔티티이다.

다양한 양태 및 구현예가 본 명세서에 개시되었지만, 다른 양태 및 구현예가 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 본 명세서에 개시된 다양한 양태 및 구현예는 예시의 목적이고 한정이 되도록 의도된 것은 아니며, 진정한 범주는 이러한 청구범위가 부여된 등가물의 전체 범주와 함께, 이하의 청구범위에 의해 지시된다. 또한, 본 명세서에 사용된 용어는 단지 특정 구현예를 설명하기 위한 것이고, 한정이 되도록 의도된 것은 아니다.

Claims

조립체이며:
그 내에 내부 챔버를 갖는 메인 하우징;
메인 하우징의 내부 챔버 내에 배치되고 (i) 메인 하우징의 내부 챔버에 고정식으로 위치된 고정자, 및 (ii) 고정자 내에 위치된 회전자를 포함하는 전기 모터;
메인 하우징 내에 그리고 적어도 부분적으로 전기 모터의 회전자 내에 위치된 유압 펌프로서, 유압 펌프는 입구 포트로부터 유체를 수용하고 출구 포트에 유체 유동을 제공하도록 구성되고, 유압 펌프는 전기 모터의 회전자에 회전 가능하게 결합된 펌프 샤프트를 포함하는, 유압 펌프;
메인 하우징에 결합된 제어기 하우징; 및
제어기 하우징 내에 배치되고 전기 모터를 구동하기 위한 전류를 발생하도록 구성된 하나 이상의 회로 보드를 포함하는 모터 제어기를 포함하고,
유압 펌프는:
메인 하우징의 내부 챔버 내에 그리고 적어도 부분적으로 회전자 내에 배치된 펌프 하우징;
펌프 하우징 내에 배치된 펌프 링 기어; 및
펌프 샤프트에 결합되고 펌프 링 기어 내에 배치되어, 펌프 피니언의 외부 톱니가 펌프 링 기어의 내부 톱니와 맞물리도록 구성되게 되는 펌프 피니언;을 포함하는 기어 펌프인, 조립체.
제1항에 있어서,
메인 하우징에 결합되고 입구 포트와 출구 포트를 포함하는 단부 커버를 더 포함하는, 조립체.
제1항에 있어서, 회전자는 원통형 부분 및 스핀들 부분을 포함하고, 펌프 샤프트는 스핀들 부분에 회전 가능하게 결합되는, 조립체.
제3항에 있어서,
회전자의 스핀들 부분에 결합된 회전자 샤프트를 더 포함하고, 펌프 샤프트는 회전자 샤프트에 회전 가능하게 결합되는, 조립체.
제4항에 있어서,
회전자의 원통형 부분 내에 배치되고 회전자 샤프트를 펌프 샤프트에 결합하고 회전자 샤프트에 대한 펌프 샤프트의 회전 속도를 감소시키도록 구성된 기어박스를 더 포함하는, 조립체.
제5항에 있어서, 기어박스는:
회전자 샤프트에 결합된 태양 기어;
태양 기어와 맞물리는 복수의 유성 기어;
복수의 유성 기어에 결합된 유성 캐리어; 및
기어박스 링 기어로서, 복수의 유성 기어는 기어박스 링 기어의 내부 톱니와 맞물리도록 구성되고, 유성 캐리어는 펌프 샤프트에 결합되는, 기어박스 링 기어를 포함하는 유성 기어박스인, 조립체.
제4항에 있어서, 회전자의 스핀들 부분은 메인 하우징에 대한 회전자의 회전을 허용하는 적어도 하나의 베어링 상에서 메인 하우징 내에 지지되는, 조립체.
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제1항에 있어서,
제어기 하우징 커버와 제어기 하우징이 모터 제어기의 하나 이상의 회로 보드가 배치되는 인클로저를 형성하도록 제어기 하우징에 결합된 제어기 하우징 커버를 더 포함하는, 조립체.
제1항에 있어서, 하나 이상의 회로 보드는:
반도체 스위칭 매트릭스가 그 위에 장착되어 있는 인버터 보드로서, 반도체 스위칭 매트릭스는 전기 모터를 구동하기 위해 직류 전력을 3상 교류 전력으로 변환하도록 구성된 복수의 반도체 스위칭 디바이스를 포함하는, 인버터 보드; 및
인버터 보드로부터 축방향으로 오프셋되고 인버터 보드에 전기적으로 결합된 제어기 보드로서, 제어기 보드는 반도체 스위칭 매트릭스를 동작시키기 위한 스위칭 신호를 발생하도록 구성된 프로세서를 포함하는, 제어기 보드를 포함하는, 조립체.
제10항에 있어서, 제어기 보드는 그에 장착되고 회전자의 회전 위치를 나타내는 센서 정보를 프로세서에 송신하도록 구성된 인코더를 더 포함하는, 조립체.
제10항에 있어서,
인버터 보드에 장착된 복수의 버스 바아; 및
복수의 버스 바아에 결합되고 배터리로부터 직류 전력을 수신하도록 구성된 배터리 리드를 더 포함하는, 조립체.
제1항에 있어서, 유압 펌프는 전기 모터의 고정자 내에 완전히 축방향으로 위치되는, 조립체.
제1항에 있어서, 메인 하우징과 제어기 하우징은 (i) 유압 펌프와 전기 모터를 수납하는 펌프-모터 챔버, 및 (ii) 모터 제어기를 수납하는 제어기 챔버를 포함하는 단일 블록으로서 구성된 단일 하우징을 형성하는, 조립체.
시스템이며,
직류 전력의 소스;
유체 저장조;
유압 액추에이터; 및
조립체를 포함하고, 조립체는:
그 내에 내부 챔버를 갖는 메인 하우징,
메인 하우징의 내부 챔버 내에 배치되고, (i) 메인 하우징의 내부 챔버에 고정식으로 위치된 고정자 및 (ii) 고정자 내에 위치된 회전자를 포함하는 전기 모터로서, 회전자는 원통형 부분 및 스핀들 부분을 포함하는, 전기 모터,
메인 하우징 내에 그리고 적어도 부분적으로 전기 모터의 회전자 내에 위치된 유압 펌프로서, 유압 펌프는 유체 저장조에 유동적으로 결합된 입구 포트로부터 유체를 수용하고 유압 액추에이터에 유동적으로 결합된 출구 포트에 유체 유동을 제공하도록 구성되고, 유압 펌프는 전기 모터의 회전자의 스핀들 부분에 회전 가능하게 결합된 펌프 샤프트를 포함하는, 유압 펌프,
메인 하우징에 결합된 제어기 하우징, 및
제어기 하우징 내에 배치된 하나 이상의 회로 보드를 포함하는 모터 제어기로서, 하나 이상의 회로 보드는 직류 전력의 소스로부터 직류 전력을 수신하고 전기 모터를 구동하기 위한 전류를 발생하도록 구성되는, 모터 제어기를 포함하는, 시스템.
제15항에 있어서, 하나 이상의 회로 보드는:
반도체 스위칭 매트릭스가 그 위에 장착되어 있는 인버터 보드로서, 반도체 스위칭 매트릭스는 전기 모터를 구동하기 위해 직류 전력을 3상 교류 전력으로 변환하도록 구성된 복수의 반도체 스위칭 디바이스를 포함하는, 인버터 보드; 및
인버터 보드로부터 축방향으로 오프셋되고 인버터 보드에 전기적으로 결합된 제어기 보드로서, 제어기 보드는 반도체 스위칭 매트릭스를 동작시키기 위한 스위칭 신호를 발생하도록 구성된 프로세서를 포함하는, 제어기 보드를 포함하는, 시스템.
제16항에 있어서, 제어기 보드는 그에 장착되고 회전자의 회전 위치를 나타내는 센서 정보를 프로세서에 송신하도록 구성된 인코더를 더 포함하는, 시스템.
제16항에 있어서, 조립체는:
인버터 보드에 장착되고 직류 전력의 소스에 전기적으로 결합된 복수의 버스 바아를 더 포함하는, 시스템.
제16항에 있어서, 인버터 보드는 전기 모터의 전류를 측정하도록 구성된 복수의 홀 효과 전류 센서를 더 포함하는, 시스템.
제16항에 있어서, 제어기 보드는 솔레노이드 밸브의 동작을 제어하도록 구성된 전자 밸브 드라이버를 더 포함하는, 시스템.
제15항에 있어서, 회전자의 원통형 부분 내에 배치되고 회전자를 펌프 샤프트에 결합하고 회전자에 대한 펌프 샤프트의 회전 속도를 감소시키도록 구성된 기어박스를 더 포함하는, 시스템.