KR20140126761A

KR20140126761A - 전기 모터 구동 펌프

Info

Publication number: KR20140126761A
Application number: KR1020147026566A
Authority: KR
Inventors: 리핑 왕; 블라디미르 부카스; 지안웬 리; 칼시키얀 가네산
Original assignee: 마그나 파워트레인 오브 아메리카, 인크.
Priority date: 2012-02-27
Filing date: 2013-02-27
Publication date: 2014-10-31
Also published as: US20140363318A1; CA2865394C; WO2013130497A4; MX2014009363A; CA2865394A1; DE112013001169T5; CN104246227A; KR102014785B1; KR20190040362A; CN104246227B; WO2013130497A1; US20170363109A1

Abstract

본 발명은 전기 모터 구동 오일 펌프가 자동차의 트랜스미션 또는 엔진에 유압을 공급하기 위해서 전기모터에 의해서 구동되는 자동 엔지 정지 시스템을 갖는 자동차의 엔진에 사용되고, 적어도 엔진에 의해서 구동되는 기계적 오일 펌프의 정지 상태에서 오일 펌프를 제어하기 위한 모터를 작동시키기 위한 제어기가, 흐르는 오일 유체의 근방의 하우징에 구비되고, 유체가 제어기의 전기 부품을 손상하지 않는 적정 소정 온도로 이하로 제어기의 온도를 유지하도록 하는 전기 모터 구동 오일 펌프 어셈블리에 관한 것이다.

Description

전기 모터 구동 펌프{ELECTRIC MOTOR-DRIVEN PUMP}

2012년 2월 27일에 출원된 미국 특허 출원 번호 61/603907의 이익을 주장하고, 이 특허 출원은 그 전체가 본 출원에 참고로 인용된다.

본 발명은 유체의 흐름을 생성할 때 사용되는 펌프에 관한 것으로, 특히, 본 발명은 차량의 엔진에 사용하기 위한 오일 펌프와 같은 유체의 흐름을 생성하기 위한 제어기에 의해 제어되는 오일 펌프에 관한 것이다.

일반적으로 오일 펌프는, 차량의 운행 중에 구동 트레인(train)이나 엔진 부품을 냉각 및 윤활하기 위해서 엔진을 통해 유체 오일의 흐름을 생성하기 위해 사용되는 것으로 알려져 있다. 또한 일반적으로 엔진으로부터 발생하는 파워를 사용하여 오일 펌프를 작동하는 것으로 알려져 있다. 일부 응용 제품에서는 일반적으로 오일 펌프를 동작시키기 위한 전기 모터를 구비하는 것으로 알려져 있다. 또한 일반적으로 차량의 운행 중에 오일 펌프를 제어하기 위해서 회로 기판과 다른 전자 부품을 포함하는 제어기를 구비하는 것으로 알려져 있다. 현재 대부분의 응용 제품들은 공기 유동에 의해서만 냉각되는 모터 하우징의 후면에 장착된 제어기를 구비하고 있다. 이러한 제어기의 전자 부품은 과열되거나 셧다운(shout down) 되기 전에 시스템을 종료시킬 수 있는 전력량과 최대 주변 온도에 따라서 제한을 받게 된다.

전자 제어 장치가 차량의 발전실에 설치될 경우에는 발전실의 온도가 일반적으로 잠재적인 문제를 발생시키는 요인이 된다. 상기 격실의 공기 온도가 차량이 이동 및 /또는 운행 중 일 때는 신선한 공기 흐름이 격실로부터 열을 전달하는데 이용될 수 있어 상기 격실의 온도가 충분히 낮게 유지될 수 있으나, 고속 주행 후 등과 같이 차량이 정지하고 있을 때에는 공기가 격실에 체류된 상태에서 엔진에서 발생한 열에 의해서 가열되어, 결과적으로 상기 격실의 공기 온도가 상대적으로 매우 높은 수준으로 상승하게 되어 부품의 피로도를 높이고 고장 등의 다른 문제를 일으킬 수 있다.

컴팩트 하면서 고출력 토크를 전달할 수 있는 전기 모터를 달성하기 위해서, 큰 용량의 전류가 적절한 모터 코일을 통해 전달될 수 있어야 하며, 따라서 제어기는 모터에 높은 전류를 제공할 수 있어야 한다. 모터 코일과, 모터에 전기 에너지의 공급을 관리하기 위해 사용되는 제어기에 대용량의 전류가 통과하게 되면 모터 및/또는 제어기를 가열시킬 수 있고, 과도하게 가열되면 전기모터가 결국 고장을 일으키게 된다. 이러한 경우에, 일반적으로, 모터를 냉각시켜야 하고, 광범위한 열원으로부터 제어기를 보호하기 위해서 모터와 열원으로부터 일정한 거리를 두고 배치해야 한다. 또한 상승된 온도 하에서 적절하게 그 성능을 발휘할 수 있는 제어기 내에 매우 고가의 부품을 사용하는 것으로 알려져 있다. 따라서 성능을 제대로 발휘할 수 있는 제어기와 모터를 배치하기 위한 공간이 필요하게 된다. 그러나 상술한 동력 차량 응용 제품에서는, 설치 공간이 매우 제한적이어서, 전기 모터 및 제어기의 설치를 수용하기 위한 추가 공간을 확보하는 것이 매우 어려운 일이다. 따라서, 전기 모터와 펌프를 모두 제한된 공간 내에 배치하는 것이 매우 어렵다. 이러한 문제점을 해결하는 것은 거의 불가능하고, 전기 모터 구동 펌프 등을 설치하는데도 매우 고가의 비용이 소요되게 된다.

본 발명은 종래 기술의 상기한 문제점을 해결하기 위한 수단에 의해서 전기모터 구동 펌프와 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다

본 발명의 실시예에 있어서, 전기 모터 구동 펌프와 하우징을 포함하는 통합제어기가 개시되어 있고, 모터에 전력을 공급하기 위한 전력 제어 부품(예를 들면, MOSFETS)을 포함하고 있는 상기 제어기가 유체펌프의 회전 속도와 차량부품에 공급되는 유체펌프의 출력을 제어하기 위해서 설치되어 있다. 상기 전기 모터 구동 펌프는 일단에 설치된 모터부와, 중간부에 설치된 유체펌프와, 제어기와 그의 부품을 배치하기 위한 통합부를 포함하는 유입/유출 하우징부를 구비하며, 상기 통합부는 유입/유출에 있어서 유체 흐름에 근접해서 위치되도록 되어 있어, 상기 유입/유출 하우징부 내에 형성된 캐비티에 배치된 제어기로부터 열을 분산시키기에 충분한 열전도성을 갖도록 되어 있다. 유입/유출 하우징 부는 전기적으로 모터의 제어기와 고정자(stator)를 연결하는데 필요한 와이어의 수납을 위해서 펌프와 모터의 중심축과 평행하게 연장된 적어도 하나 이상의 통로를 구비하고 있고, 상기 와이어는 상기 유체 펌프를 통과하여 축상으로 연장되어 있는 밀봉된 통로를 관통하도록 되어 있다. 또한, 유체는 펌프와, 어셈블리의 전체 부품으로부터 열을 방사시키기 위한 전기 모터를 통과하도록 되어 있다.

특히, 본 발명에 따른 상기 어셈블리(10)는, 제어기(40)의 구성 부품의 비용을 절감하여 상기 어셈블리(10)의 전체 비용을 절감하고, 아울러 상기 어셈블리(10)의 효율성과 신뢰성을 높이면서 전체적인 전기 모터 구동 펌프의 성능을 향상시키기 위한 신규의 모터 설계를 위해서 제공되는 것으로 사료된다.

여기에 첨부된 도면은 본 발명에서 개시된 실시예를 설명하는 것에 불과한 것임을 밝혀둔다.
도 1은 본 발명에 따른 모터구동 펌프와 제어기와 하우징 시스템의 결합 실시예를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 도 1 실시예의 모터구동 펌프와 제어기와 하우징 시스템의 결합 실시예를 나타낸 분해 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 도 1 실시예의 모터 구동 펌프와 제어기와 하우징 시스템의 결합 실시예를 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 도 1 실시예의 모터 구동 펌프와 제어기와 하우징 시스템의 결합 실시예의 다른 실시예를 나타낸 분해 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 도 1 실시예의 모터 구동 펌프와 제어기와 하우징 시스템의 결합 실시예의 열화상 분석을 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 상세 구조를 나타내는 본 발명의 개시 내용에 따라 모터구동 펌프와 제어기와 하우징 시스템이 결합된 다른 실시예를 나타낸 사시도.
도 7은 제어기 커버를 갖는 도 6의 실시 예에서 제어기 커버가 제거되고 모터와 제어기용 와이어를 라우팅하기 위한 통로를 도시하는 부분 사시도.
도 8은 하우징 내에 제어기를 포함시키기 위해서 모터에 펌프 하우징을 결합한 타측면과 냉각 효과를 도시한 것으로써, 결합된 모터 구동펌프 제어기와 하우징 시스템을 포함하는 펌프의 또 다른 실시예에 대한 사시도.
도 9는 도 8과 유사한 모터 구동 펌프, 제어기, 하우징 시스템이 결합된 펌프의 또 다른 실시예와, 다른 오일 유입/유출 부재를 나타낸 사시도.
도 10은 본 발명에 따른 도 9의 실시예의 모터 구동 펌프에 포함될 펌프의 또 다른 실시예를 나타낸 단면도,
도 11은 도 8과 유사한 모터 구동 펌프, 제어기, 하우징 시스템이 결합된 펌프와, 다른 오일 유입/유출 부재를 나타내는 또 다른 실시예를 나타낸 사시도.
도 12는 본 발명에 따른 도 11의 다른 실시예의 모터 구동 펌프에 포함될 결합 펌프의 또 다른 실시예와, 본 발명에 따른 교차 베인(vane)을 나타낸 사시도.
도 13은 도 12와 유사한 교차 베인을 포함하는 모터 구동 펌프, 제어기 및 하우징 시스템 결합 구조에 포함될 펌프의 또 다른 실시예를 나타낸 사시도.
도 14는 본 발명에 따른 도 13의 다른 실시예의 모터 구동 펌프 결합 구조에 포함될 펌프의 또 다른 실시예를 나타낸 부분 사시도
도 15는 가변 변위 펌프와 교차 베인 디자인의 상세를 나타낸 도 12의 다른 실시예를 나타낸 사시도.
도 16은 본 발명에 따른 가변 변위 펌프와 교차 베인 디자인의 상세를 나타낸 도 12 및 도 14의 다른 실시예를 나타낸 부분 평면도
도 17은 본 발명에 따른 모터 구동 펌프, 제어기, 하우징 시스템의 결합 구조의 개략도 및 실시 블록 다이어그램.

이하에 전체 도면을 참조하여 본 발명에 대해서 설명하고, 본 발명의 개시 내용은, 자동차 엔진 또는 구동 트레인과 연결하거나 트랜스미션 등의 차량용 애플리케이션에 사용하기 위한 모터 구동 펌프와 제어 시스템(이하에 전기 모터 구동오일펌프 어셈블리라 함)에 대해서 설명하고 있다. 전기 모터 구동 오일펌프 어셈블리(10)는 다양한 시스템 구성에서 윤활, 냉각 및 압력을 제공한다. 상기 전기 모터 구동 오일 펌프 어셈블리(10) 시스템의 기본 구성은: 공지 또는 적절한 타입의 펌프(20)(고정 또는 가변 용량형 펌프 등), 모터(30)(특히 브러시 없는 직류형(DC)) 모터), 모터 제어기(40) 및, 전기적 전력원(예컨대 배터리 또는 유사 형태의 장치)에 전기 모터 구동 오일펌프를 전기적으로 연결하기 위한 파워 인버터 및 적당한 전기 커넥터 등으로 이루어져 있다. 전기 모터 구동 펌프 어셈블리(10)는 전체 어셈블리(즉, 펌프(20), 모터(30), 제어기(40) 및 전기 커넥터)를 전체적으로 통합 구성할 도 있고, 패키징 등의 시스템 제약 때문에 단일 및 밀봉(통합) 바디(60)로 구성할 수 있다. 그러나, 이러한 경우에 상기 시스템은, 트랜스미션 또는 엔진 바디(도시하지 않음)에 배치되거나 또는 종종 트랜스미션 바디 내부에 직접 장착 배치되는 경우가 있기 때문에 주변의 고온에 노출되게 된다. 이런 경우 전기 모터 오일 펌프 어셈블리(10)는 통상적으로 상승된 온도를 포함한 잠재적으로 매우 가혹한 환경에 노출되게 된다. 주변의 고온에 민감한 구성 부품은 모터 제어기(40)인데 이러한 모터 제어기는 전기 모터 구동 오일 펌프 어셈블리(10)의 최대 작동 온도를 제약하는 역할을 한다. 상기 모터 제어기의 서브 부품들의 최대 운영 온도는 통상적으로 FET 접합에 대해서는 175℃, 모터 컨트롤러 장치(MCU)에 대해서는 150℃, 커패시터에 대해서는 135℃ 정도이다.

최대 주변 온도 운영 동안에 상기한 온도 한계를 초과하지 않도록 하기 위해서(Ta = 138 ℃), 오일 펌프(20)는 제어기(40)를 냉각하는 오일을 유동시킨다. 기본적으로 본 발명에 의한 전기 모터 구동 오일 펌프 어셈블리(10)의 잇점은 비교적 높은 주변 온도 조건 하에서도 전기 모터 구동 오일 펌프 어셈블리(10)의 작동을 가능하게 하고, 동시에 종래의 시스템과 비교하여 저온급 전자 부품을 사용함으로써 비용을 절감할 수 있다는 것이다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 일련의 실시 동작 조건(즉 138 ℃)에 따르면, 상기 펌프(20)를 통과하여 흐르는 오일의 온도는 유입과 유출 오일은 상기한 제한 온도 이하인 125℃를 유지한다. 도 6에 있어서, 오일이 분당 4.5리터(lpm) 유속으로 흐르고, 제어기(40)는 오일 펌프 어셈블리(20)에 결합된 유입/유출 하우징(44)의 제 1부에 배치된다. 유입/유출 하우징의 상기 제 1부에는 거기에 제어기(40)를 수용하기 위한 제 1 캐비티(42)를 포함하고 있고, 상기 제어기(40)를 밀봉하기 위한 유츌/유입 하우징에 안착된 커버(46)를 갖는다. 유입/유출 하우징(44)의 재료는 바람직하게는 알루미늄 또는 알루미늄 합금 등의 공지의 적절한 재료 등의 금속재질로서 비교적 높은 열전도성을 갖는 재질로 제조하는 것이 바람직하다. 상기 유입/유출 하우징(44)의 제 1 캐비티(42)에는 이 제 1 캐비티(42)로부터 펌프(20)와 무브러시 직류 모터(30)의 고정자쪽으로 연장되는 적어도 제 1 통로(45)를 포함한다. 도 4의 최적의 실시예에 나타낸 바와 같이, 모터 어셈블리(30) 내에 고정자에 결합된 버스바(bus-bar)를 구비하고 상기 펌프(20)를 거쳐 연장되는 밀봉 통로를 관통하는 연장부를 구비하며 이는 결합 및 전기적으로 제어기(40)와 연결시키기 위한 유입/유출 하우징의 통로 내에 구비할 수 있다.

도 3의 단면도에 도시된 바와 같이. 상기 제어기(40)는 유입/유출 하우징(44)내의 유입/유출 통로와 비교적 가까이에 위치하는 제 1 캐비티 내에 배치되어 있어, 상기 제어기(40)와 여기를 통과하는 유체 흐름 사이의 열전달이 효율적으로 이루어지도록 한다. 상기 오일이 어셈블리(10) 내를 흐를 때, 모터(30)로부터 발생하는 열보다 상대적으로 낮은 온도를 유지한다. 이때 오일은 펌프(20)와 모터(30)를 통과하여 흐른 후 모터(30)로 다시 복귀하고, 여기서 유압이 걸리는 유입/유출 하우징(44)으로 흘러 나와, 트랜스미션, 엔진 등의 자동차 부품과 선택적으로 열교환기로 공급된다. 상기 오일은 공지의 적당한 시스템을 이용하여 냉각되고 상기 어셈블리(10)로 복귀하게 된다. 도시한 실시예 나타낸 바와 같이, 모터를 통해 흐르는 유체가 완전히 밀봉되어, 유체가 모터(30) 또는 제어기(40)와 같은 전자부품과 접촉되지 않도록 완전히 밀봉하는 것이 가능하다. 어셈블리(10)의 완벽한 밀봉은 물과 전기 부품이 반응하여 쇼트를 일으킬 수 있는 유체에 대해서는 특히 중요하다. 대안으로, 전기 부품에 쇼트(short)을 초래하지 않는 유체에 대해서는, 모터(30)와 부분적으로 밀봉하거나 밀봉해제시켜 유체가 전기부품과 접촉하도록 함으로써 전자부품으로부터의 열전달을 증가시키기도 한다.

도 8 내지 도 14에 도시한 다른 실시예에서는 펌프(120)가 펌프(120)의 일 측면에 위치한 제어부(140)를 구비하고 있음을 알 수 있다. 특히, 본 발명의 개시 및 교시에 포함하고 있는 다른 종류의 펌프로서 도 9와 도 10의 외부 로터 베인 펌프(external rotor vane pump)와 도 11 내지 도 15의 교차 베인 펌프(intersecting vane pump)등을 사용할 수 있다. 본 발명의 개시와 교시를 통해서 적어도 12 볼트와 300 볼트 사이의 애플리케이션을 갖는 내부 또는 외부 로터를 포함하는 다양한 성능 조건과 규격을 제공할 수 있는 모터 디자인에 적용할 수 있음을 밝혀둔다. 또한, FOC, 블록(Block) 및 12 볼트 및 300 볼트 애플리케이션과 같은 폭넓은 다양한 설계 조건의 제공이 가능할 뿐만 아니라 다양한 제어 전략(즉, 펌프압을 기반으로 할 뿐만 아니라 모터 속도, 토크, 전류에 기반한 제어 전략)을 포함하는 제어기 설계가 가능함을 밝혀 둔다. 또한 본 발명의 어셈블리(10)에는 PWM, K-라인, LINE, CAN 또는 임의의 공지의 프로토콜을 포함하나 이에 한정되지 않고 다양한 통신 프로토콜을 제공하는 것으로 이해해야 한다. 따라서, 본 발명에서는 중요한 다양한 설계 사양 및 선호도에 최적화된 어셈블리(10)를 제공할 수 있음을 밝혀둔다.

특히, 도 13 내지 도 16의 교차 베인 펌프를 참조하면, 오일 펌프(200)가 도시되어 있다. 도 15 및 도 16 도시되어 있는 바와 같이, 상기 오일 펌프(200)는 탑플레이트(Top Plate), 모터, 및 펌프 외부 로터, 펌프 내부 로터를 포함하고 있다. 특히, 외부 펌프 로터와 내부 펌프 로터 양쪽 다 고정 부싱(Bushing)에 대해서 회전하는 것으로 이해해야 한다. 또한 상기 펌프(200)는 제 1, 제2, 제3 베인(각 Vane 1, Vane 2, Vane 3)을 포함하고 있다. 상기 어셈블리(10)와 마찬가지로, 도 13과 도14에 도시한 바와 같이 상기 펌프(200)는 베이스 플레이트(Base plate)에 결합되어 있고 탑(또는 커버)플레이트의 아래에 위치되어 있다. 제어기(PCB)는 베이스 플레이트의 뒤쪽에 설치되어 있어 발생하는 열이 상기 유입 포트로부터 유출 포트로 흐르는 유체에 의해서 제거되도록 되어 있다.

전기 모터-구동 오일 펌프(200)의 내부 구성 부품은 일반적으로 도면에 도시한 바와 같이 모두 함께 결합된 모터 로터(Motor Roter), 펌프 외부 로터(Pump Outer Rotor), 베인 1, 베인 2, 베인 3, 펌프 내부 로터(Pump Inner Rotor)와 부싱을 포함하고 있다. 유입 포트와 유출 포트는 상기 베이스 플레이트에 위치되어 있고, 도시한 바와 같이 교차 베인 설계(Intersecting vane design)를 이용하는 펌프를 통해 유체가 흐르도록 상기 펌프(200)에 결합되어 있다.

펌프 외부 로터는 모터 로터 내에 압입되는 것이 바람직하다. 상기 펌프 외부 로터는 제 1 위치에 베인 1(Vane 1)의 제 1 단부를 수용하기 위한 펌프 외부 로터의 내부 보어상에 반원판 또는 스캘럽(Scallop)을 포함하고 있다. 상기 베인 1 은 펌프 외부 로터의 내부 보어의 스캘럽으로부터 연장되고 펌프 내부 로터를 역으로 가로질러 위치된 제 1 슬롯을 거쳐 연장되어 있다. 베인 2와 베인 3은 펌프 내부 로터의 제2, 제3 슬롯 내에 설치되어 있으며, 각각의 베인은 펌프 외부 로터의 보어 또는 통로의 내주면의 윤곽 형상에 따라서 가이드 된다. 펌프 외부 로터의 보어 또는 통로의 내주면 형상은 원하는 설계 요구 사항에 부합하도록 상기 펌프(200)의 로터 회전시 베인 1, 2 및 3의 작동에 영향을 미치게 형성되어 있다. 상기 모터(200)가 작동하면, 도 15에 도시한 바와 같이, 모터 로터와 펌프 외부 로터가 시계 방향으로 회전하여 베인 1과 펌프 내부 로터를 구동시키고 이어서 베인 2, 베인 3를 구동시킨다. 그러나 상기 3개의 베인은 펌프 로터에 대해서 일정한 각도를 유지하면서 앞뒤로 스윙만 하여, 유체가 펌프(200)를 통과하여 이동하도록 하여 결과적으로 오일이 펌프를 거쳐서 유입 포트로부터 유출 포트 쪽으로 흐르도록 한다.

본 발명에 따른 펌프(200)의 구성은, 펌프 외부 로터가 구동 부재이고, 펌프 내부 로터는 펌프 외부 로터와 연결된 베인 1에 의해서 구동되는 것이다. 이러한 펌프의 구동 방법과 구성은, 펌프 외부 로터의 보어 또는 통로의 내주면이 미리 정해진 형상의 곡면을 이루도록 하여 펌프 외부 로터가 회전할 때 상기 3개의 베인 1, 2, 3(vane 1, vane 2, vane 3)이 일정한 각도를 유지하면서 앞뒤로 스윙만 하도록 하는 독특한 방식이다.

여기서 개시된 펌프(200)는 현재의 설계시에 매우 특별한 이익이 있음을 밝혀 둔다. 그 이유는 본 발명의 전기 모터 구동 오일 펌프(200)는 주변 온도가 높은 조건에서 작동이 가능하여 제어기(PCB)에 저온 등급의 전기 부품을 사용할 수 있도록 하여 비용을 획기적으로 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 종래의 베인 펌프에 비해 펌프(200)를 구성하는 기계적 부품수를 줄일 수 있어 비용을 획기적으로 절감할 수 있다는 점 때문이다.

여기 또는 도면에 기재된 모든 수치는 임의의 하위 값과 임의의 상위 값 사이에 최소 2 단위의 분리가 있을 경우 한 단위의 증가분 내에서는 하한값과 상한값까지의 모든 수치를 포함하는 것을 의미한다. 예를 들어 온도, 압력, 시간 등을 1 ∼ 90 바람직하게 20 ∼ 80, 더 바람직하게는 30 ∼ 70과 같이 프로세스 변수 값 또는 구성 성분 량을 언급해 보면, 이는 15 ∼ 85, 22 ∼ 68, 43 ∼ 51 및 30 ∼ 32 등과 같은 값은 본 명세서 내에서 명시적으로 열거되어 포함됨을 의미하는 것이다. 1 이하의 수치에 대해서는, 한 단위는 0.0001, 0.001, 0.01 또는 0.1 등과 같은 적절한 수치로 간주 된다. 이들은 특별히 의도 것과 열거된 최저값과 최고값 사이의 모든 가능한 수치 조합은 본 출원에서 명시적으로 언급된 것으로 간주된다. 본 발명에서 알 수 있는 바와 같이, 또한 여기에서 중량부 표현된 양에 대한 교시는 "중량 ％"로 표현된 것과 동일 범주로 간주된다. 그 결과 고분자 혼합 조성물의 "x" 중량부 대한 본 발명의 상세한 설명의 표현은 'x ' 중량%와 동일한 인용 량의 범위를 나타내는 것으로 간주하면 된다.

다른 언급이 없을 경우, 모든 수치 범위는 종점(endpoint)과 이 종점 사이의 모든 수치를 포함하는 것으로 간주한다. 범위와 관련하여 "약(about)"또는 "대략(approximately)"의 표현은 수치 범위의 양쪽 모두에 적용된다. 예를 들어 "약 20 ~ 30"이라는 표현은 적어도 특정한 종점을 포함하여 "약 20 ~ 약 30"를 의미하는 것이다.

특허 출원 및 공보를 포함한 모든 자료 및 참조 문헌의 개시 내용은 모든 목적을 위해 참고 문헌에 포함할 수 있다. 조합을 설명하기 위한 "필수적으로 이루어진(consisting essentially of)" 라는 표현은 요소(elements), 성분(ingredients), 부품(components) 또는 특정된 공정(steps), 및 실질적으로 조합에 기본적이고 신규한 특성에 영향을 주지 않는 기타 요소, 성분, 부품 또는 공정을 포함함을 의미한다. 여기서 요소, 성분, 부품 또는 공정의 조합을 설명하기 위해서 사용하는 용어인 "포함하는(comprising)" 또는 포함하는(including)"의 표현은 요소, 성분, 부품 또는 공정으로 필수적으로 이루어지는 실시예로 생각할 수 있다. 여기서 사용하는 "일 수 있는(may)" 를 사용할 경우는 포함될 수 있는 임의의 속성이 선택적임을 표현하는 것이다.

복수의 요소, 성분, 부품 또는 공정을 하나의 통합된 요소, 성분, 부품 또는 공정으로 설명할 수 있다. 선택적으로 단일의 요소, 성분, 부품 또는 공정은 분리된 복수의 요소, 성분, 부품 또는 공정으로 나눌 수도 있다. 또한 요소, 성분, 부품 또는 공정을 설명하는데 붙인 "하나(a) 또는 하나(one)"이라는 표현은 추가적인 요소, 성분, 부품 또는 공정을 제한한다는 의미는 아님을 밝혀 둔다.

본 명세서의 상기 설명은 본 발명을 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 이해하면 된다. 본 발명의 실시예에서 제공된 것 외에 여러 실시예들 뿐 만 아니라 어플리케이션은 상기 설명을 이해하면 당업자에게 명백할 것으로 사료된다. 따라서 본 발명의 범위는 상기 설명을 참조하여 모든 것을 판단해서는 아니되며 첨부된 청구범위와 이러한 청구범위에 내재된 완전한 균등 해석을 통해서 판단되어야 할 것이다. 특허 출원 및 공보를 포함한 모든 문서 및 참조 문헌의 개시 내용은 본 발명의 모든 목적을 위해 인용된 것이다. 본 발명에 개시된 주제에 대해서 청구범위에 누락된 어떤 양태에 관한 것은 이러한 주제에 대한 포기 의미가 아니며 발명자가 개시한 발명의 주제 부분으로서 관련 문제를 미처 고려하지 못한 것으로 판단되어야 할 것이다.

Claims

케이싱을 갖는 전기 모터;
제 1 단부와 상기 제 1 단부의 말단에 위치된 제 2 단부를 구비한 펌프 하우징을 갖는 펌프로서, 상기 모터 케이싱이 상기 펌프 하우징의 제 1 단부에 결합되고, 상기 모터에 유체를 이송하기 위한 모터에 접속된 펌프 유체 통로를 구비한 펌프;
펌프 하우징의 제 2 단부에 결합된 제 1 단부를 갖는 제어기 하우징; 을 구비하고,
상기 제어기 하우징은, 유체를 수용하기 위한 유입통로와 유체를 이송하기 위한 유출 통로를 포함하고, 유체가 펌프로 복귀하고 상기 제어기 하우징의 유출 통로를 통해 어셈블리로부터 흘러나오기 전에 모터로부터 유체로 열을 전달하기 위해 펌프내로 유체를 이송하여 모터를 통과하도록 펌프 유체 통로에 연결되고, 여기서 상기 제어기 하우징의 제 1 단부는 유체와 상기 제 1 단부 사이에 열을 전달하기 위해서 유입과 유출 통로에 인접하여 설치되고; 및
제 1 단부에 위치하며 모터에 전원을 공급하기 위해 모터에 전기적으로 연결된 제어기를 구비하되 펌프의 속도와 펌프로부터의 유체 출력을 제어하도록 하고, 여기서 상기 제어기에 의해서 발생된 열은 유입/유출 통로를 통해서 흐르는 유체에 전달되도록 한 것을 특징으로 하는 유압 유체 공급용 전기 모터 구동펌프 어셈블리.
청구항 1에 있어서,
상기 제어기 하우징은 상기 제1 단부에 위치된 캐비티를 포함하고, 여기서, 상기 제어기는 상기 캐비티내에 위치되며, 상기 제어기 하우징은 제어기와 모터에 결합되는 와이어 리드를 수용하기 위한 제 1 통로를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 유체 공급용 전기 모터 구동펌프 어셈블리.
청구항 2에 있어서,
유체가 상기 제어기와 접촉하는 것을 방지하기 위해서, 상기 펌프 및 상기 모터가 밀봉되어 있는 것을 특징으로 하는 수압 유체 공급용 전기 모터 구동펌프 어셈블리.
청구항 2에 있어서,
상기 제어기 또는 모터에 전기 단락을 유발하지 않으면서 제어기로부터 유체로 열을 전달할 수 있도록, 상기 펌프를 통과하여 흐르는 유체 흐름이 상기 제어기와 접촉될 수 있도록 펌프와 모터를 밀봉하지 않는 것을 특징으로 하는 유압 유체 공급용 전기 모터 구동펌프 어셈블리.
청구항 1에 있어서,
상기 유입 및 유출 통로는 실질적 상기 어셈블리의 축에 수직 방향으로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 유압 유체 공급용 전기 모터 구동펌프 어셈블리.
청구항 5에 있어서,
상기 제어기는 상기 어셈블리의 축에 대하여 예각으로 정렬되어 있는 것을 특징으로 하는 유압 유체 공급용 전기 모터 구동펌프 어셈블리.
청구항 1에 있어서,
상기 제어기 하우징은, 알루미늄으로 구성되고, 상기 제어기는 상기 전기 모터를 제어 및 구동하기 위한 자기장을 유도하는 도전력을 공급하기 위한 적어도 하나의 MOSFET을 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 유체 공급용 전기 모터 구동펌프 어셈블리.
제어기 하우징;
상기 제어기 하우징에 결합된 모터 하우징;
모터 링;
상기 모터 링에 결합되고, 앵커 형상 부를 포함하는 내주면 상의 펌프 외부 로터;
복수의 이격된 슬롯을 갖는 펌프 내부 로터;
펌프 외부 로터내의 앵커 형상 부에 위치된 제 1 단부를 갖고, 상기 펌프 내부 로터 내의 제 1 슬롯 쌍을 통과하여 연장되는 제 1 베인; 및,
상기 펌프 내부 로터 내의 제 2 및 제 3의 슬롯 쌍을 통과하여 연장되는 제 2 및 제 3 베인;을 구비하고
여기서, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 베인의 단부는 펌프 외부 로터 통로의 내주면의 형상을 따라 움직이고, 펌프 로터에 의해 정해진 각도에 의해서 앞뒤로 스윙하는 것을 특징으로 하는 유체에 유압을 공급하기 위한 펌프 어셈블리.
청구항 8에 있어서,
상기 펌프 외부 로터가 구동 부재이며, 상기 펌프 내부 로터는 펌프 외부 로터와 결합된 제 1 베인에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 유체에 유압을 공급하기 위한 펌프 어셈블리.
청구항 8에 있어서,
상기 펌프 외부 로터의 통로의 내주면 형상은 미리 정해진 곡선이며, 펌프 외부 로터의 회전은 상기 제 1, 제 2 및 제 3 베인이 앞뒤로 스윙하여 동작하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 유체에 유압을 공급하기 위한 펌프 어셈블리.
청구항 8에 있어서,
상기 제어기는 상기 모터링, 상기 펌프 외부 로터, 상기 펌프 내부 로터 및 상기 제1, 제2, 제3 베인의 근위에 위치되어, 펌프를 통과하여 흐르는 유체가 상기 제어기로부터의 전달된 열을 수용할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 유체에 유압을 공급하기 위한 펌프 어셈블리.
청구항 1에 있어서,
상기 전기 모터는 고정자와 상기 고정자에 결합된 버스바 포함하고,
상기 제어기 하우징은 제 1 단부에 위치된 캐비티와 상기 캐비티로부터 펌프로 연장되는 제 1 통로에 위치된 캐비티를 포함하고, 상기 제어기는 캐비티 내에 위치되고;
상기 펌프는 상기 제어기 하우징의 제1 통로로부터 전기 모터로 연장되는 밀봉 통로를 구비하고; 및
상기 전기 모터의 버스 바는 펌프의 밀봉 통로를 통과하고 상기 제어기 하우징의 제 1 통로 내를 통과하는 연장부를 구비하며, 상기 제어기에 결합 되어 있는 것을 특징으로 하는 유체에 수압을 공급하기 위한 유압 유체 공급용 전기 모터 구동 펌프 어셈블리.
청구항 1에 있어서,
상기 펌프는 노브와, 상기 노브의 바깥쪽으로 연장되고 수용된 교차 베인; 및 상기 전기 모터는 교차 베인을 둘러고 있는 모터 로터 및 상기 모터 로터를 둘러싸고 있는 고정자를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유압 유체 공급용 모터 구동 펌프 어셈블리.
고정 부싱;
상기 고정 부싱을 둘러싸면서 고정 부싱에 대해서 회전하는 펌프 내부 로터;
상기 펌프 내부 로터를 둘러싸면서 상기 고정 부싱에 대해서 회전하는 펌프외부 로터;
서로 이격되어 있고 펌프 내부 로터를 통과하는 고정부싱으로부터 펌프 외부로터로 연장되는 복수의 베인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유체에 수압을 공급하기 위한 유압 유체 공급용 전기 모터 구동 펌프 어셈블리. .
청구항 14에 있어서,
상기 전기 모터는 모터 로터를 포함하고, 상기 펌프 외부 로터는 모터 내에 압입되어 있고;
상기 펌프 외부 로터는 각 베인의 단부를 수용하는 내부 보어를 구비하고,
상기 펌프 내부 로터는 상기 베인이 연장 관통되도록 슬롯을 포함하고; 및
여기서, 상기 모터 로터와 상기 펌프 외부 로터는 동일한 방향으로 회전하고, 상기 펌프 내부 로터와 베인 중 첫번째 베인을 구동시키고, 이어서 두 번째 베인과 세번째 베인을 구동시키고, 상기 베인은 펌프 외부 로터의 내부 보어를 갖는 곡면이 이루고 있는 각도에 따라 앞뒤로 스윙하도록 한 것을 특징으로 하는 유체에 수압을 공급하기 위한 유압 유체 공급용 전기 모터 구동 펌프 어셈블리.
청구항 1에 있어서,
상기 전기 모터는 유체를 이송하기 위한 모터 유체 통로를 포함하고, 상기 펌프 유체 통로는 유체를 모터로 이송하기 위해서 모터 유체 통로에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 유체에 수압을 공급하기 위한 유압 유체 공급용 전기 모터 구동 펌프 어셈블리.