JP2008534852A - 湿式稼動ポンプ - Google Patents

Abstract

湿式稼動ポンプ（１０）が、ポンプホイール（１８）に接続されかつ案内された流体を通過させるように構成された濡れ領域（２８）に配置されるロータ（２６）を備える。濡れ領域（２８）は、ロータ（２６）と協働するステータ（４２）が配置される乾燥領域（４６）から分離されている。本発明によれば、濡れ領域は、導体板（３４）によって乾燥領域から分離され、そこで、その配線がステータ（４２）を形成して、導体板（３４）が同時に分割容器を形成するようにするので、湿式稼動ポンプ（１０）の構成および組み立てが単純になる。

Description

本発明は、湿式稼動ポンプ、特に例えば、自動車用の冷却水ポンプとして使用される、自動車用の湿式稼動ポンプに関する。

例えば欧州特許第０２０１７１９７号明細書から公知の湿式稼動ポンプは、電動で、ロータおよびステータを含む。ロータに対して離隔して配置されたステータが、ロータによってポンプホイールを駆動できるように、ロータはポンプホイールに接続されている。
ロータとステータとの間には分割容器が配置され、それにより、ロータは、運ばれた流体をその周りに流して冷却するが、同時にステータは、運ばれる流体に接触しないように保護される。分割容器の存在によって、ステータ巻線の短絡を回避できる。

上述のタイプの湿式稼動ポンプにおいては、構造が複雑で、組み立て処理もそれに対応して複雑であるという欠点がある。

本発明の目的は、簡易構造の湿式稼動ポンプを提供することである。

本発明によれば、上記目的は、請求項１に示す特徴および請求項３に示す特徴を備える湿式稼動ポンプのほか、請求項１２に示す特徴を備える導体板の使用によって達成される。

特に自動車用のポンプにできる本発明の湿式稼動ポンプは、濡れ領域および乾燥領域を含む。濡れ領域は、湿式稼動ポンプや湿式稼動ポンプの個別の構成部品を冷却するために、湿式稼動ポンプによって運ばれる流体が流れる。特に、濡れ領域内には、ポンプホイールに接続されるロータが設けられる。乾燥領域は、該乾燥領域を使用して電気部品、特にロータと協働するステータを収容できるように、濡れ領域から分離されている。本発明によれば、濡れ領域を乾燥領域から少なくとも部分的に分離する導体板が設けられる。導体板は、ステータへの接続用および／またはステータの形成用の配線を含む。導体板は、制御要素を含むこともできる。このようにして導体板は、さもなくば必要とされる分割容器に代えて使用され、または少なくとも分割容器の一部を形成するものとして使用される。ここで、分割容器をディスク状またはプレート状の仕切要素に変更することもできる。導体板と分割容器が１つの共通部品として設けられるか、または導体板が分割容器に代わるので、湿式稼動ポンプの構造および取付工程が単純になる。さらに、導体板を被覆して、媒体に対する耐性を改善することもできる。

独立発明によれば、特に自動車用の湿式稼動ポンプである本発明の湿式稼動ポンプは、ポンプホイールに接続されかつステータと協働するロータを含む。さらに、少なくとも部分的にステータを形成する配線を有する導体板が提供される。好ましくは、ポンプホイールに接続されたロータは濡れ領域に配置され、ステータは乾燥領域に配置され、濡れ領域は仕切要素、例えば分割容器によって乾燥領域から分離されている。この場合、導体板は、好ましくは仕切要素に接続されている、すなわち例えば、仕切要素の乾燥領域の方へ向いている側への接合によって取り付けられている。ステータは完全にまたは部分的に導体板によって形成されているために、個別のステータを省略できるか、または小型に構成できるので、湿式稼動ポンプの構成および取付工程は単純になる。

仕切要素または導体板は、最も好ましくは仕切要素の濡れ領域の方へ向いている表面または導体板の表面を通して、湿式稼動ポンプの運ばれた流体と接触するので、導体板は、運ばれた流体によって冷却される。導体板の配線は通常、例えば銅などの金属素材で作られているために、配線は耐熱性が低いので、ステータにおいて生成された熱を、冷却された配線を通して放散できる。それゆえ、熱を、熱的に絶縁する空隙を通じてのみ伝達することが回避され、その結果、ステータの冷却が改善される。

好ましくは、導体板は、ステータのステータ巻線を含み、そこで、ステータのステータ巻線は、好ましくは導体板の配線によって形成される。このために、ロータおよびステータを、ポンプホイールとロータの回転軸に対して互いに軸方向に配置する。

導体板は、好ましくは多層構成である。好ましくは、その多層導体板を形成するための少なくとも１つの追加層もステータ巻線を含む。このようにして、互いに前後に配置された複数のステータ巻線を含む多層導体板を形成することが可能となる。好ましくは、湿式稼動ポンプのステータは完全に仕切要素または導体板に組み込まれている。

特に好ましい実施形態によれば、通常湿式稼動ポンプに設けられる分割容器を、導体板に変更する。湿式稼動ポンプにおける仕切要素としての、特に分割容器としての導体板の使用は、独立発明を構成するものである。

特に導体板は、プリント配線がある電気板である。この特徴とは別に、導体板は、好ましくは半導体材料またはプラスチックで作られている。導体板は、配線が形成された基板となし得るので、導体板は、実質的に回路キャリアである。例えば、導体板は少なくとも部分的にセラミックまたはＩＭＳ（絶縁金属基板）で作られている。それゆえ、仕切要素、すなわち分割容器のほか、付属配線も含めて湿式稼動ポンプのステータを、大量生産に好適な方法によって、特に単純な方法で製造できる。さらに、構成部品の削減を達成することによって、本発明の湿式稼動ポンプの組立て費用が削減される。特に、ロータとステータを湿気密閉式に互いに分離するのは、導体板である。

好ましくは、ポンプホイールの回転シャフトを受けるための開口部を有する仕切要素、特に導体板を形成する。開口部を使用する代わりに、回転シャフト用の軸受支えを導体板に、例えば接合によって接続することもできる。それゆえ、導体板を、ステータへの電力の供給およびステータの冷却にだけでなく、ポンプホイールの支持としても使用できる。特に、回転シャフトを受けるための開口部は、ポンプホイールから外方側、すなわち運ばれた流体の流れにさらされない側が閉鎖される。

本発明の好ましい実施形態を、以下、添付の図面を参照して詳細に説明する。

湿式稼動ポンプ１０は、流入口１４および排出口１６を有するポンプハウジング１２を含む。流入口１４と排出口１６との間には、ポンプホイール１８が配置されている。流入口１４を通って、ポンプホイール１８は、矢印２２によって示される方向において、特にポンプホイール１８の回転軸２０に対して軸方向に運ばれるべき流体の流れにさらされる。流体は、矢印２４によって示される方向において、排出口１６を通って半径方向に運ばれる。ポンプホイール１８はプラスチック材料で作られており、永久磁石２６を内蔵してロータを形成する。明瞭にするために、ロータの永久磁石２６を拡大して示さず、完全な状態で示していない。ポンプホイール１８は磁性プラスチックからなることもできる。

ポンプホイール１８は、運ばれた流体の一部が流れることができる濡れ領域２８に配置される。濡れ領域２８は、一方ではポンプハウジング１２によって、かつ他方では仕切要素３２のポンプホイール１８の方へ向いている仕切面３０によって範囲を定められる。図示の実施形態においては、仕切要素３２は、ボルト接合３６によってシーリング３８を介してポンプハウジング１２に留められている導体板３４のみからなる。このために、導体板３４は貫通孔４０を備える。

導体板３４は、ロータの永久磁石２６に軸方向に離隔して配置されたステータ巻線４２を含む。外的影響から保護するために、ポンプハウジング１２は、ポンプカバー４４にさらに接合されるので、ポンプホイールの方へ向いている仕切面３０とポンプカバー４４との間に乾燥領域４６が形成される。特にステータ巻線４２が全て、おそらく多層の導体板３４の上に配置される場合には、導体板３４または仕切要素３２は、同時にポンプカバー４４を形成するので、原理上導体板３４または仕切要素３２だけでなく、追加のポンプカバー４４の必要性をなくす。所定の場合に応じて、追加のポンプカバー４４は、安全性の理由から、例えば導体板３４のほか、導体板３４の電気部品の損傷や汚染を回避するために、有利であり得る。

図示の実施形態においては、導体板３４は、ポンプホイール１８の回転シャフト５０を受けて支持するように構成されたブッシュ４８を含む。必要に応じて、ポンプホイール１８を回転に際して、それぞれ、ポンプハウジング１２の上に、ブッシュ４８の側とは反対側においてさらに保持して支持することができる。必要に応じて、ブッシュ４８の外側においておよび／またはポンプカバー４４の内側において、ステータ巻線をさらに設けることができる。ポンプカバー４４および／またはポンプハウジング１２を、磁気回路を改良するために、磁気的に有効な材料で作ることもできる。

ステータ巻線４２に電気的エネルギーを供給するために、導体板３４は好ましくは、ポンプハウジング１２の外部に配置された接続領域５２を含み、かつその接続領域には、接続手段、例えば電源への接続用のコネクタプラグ５４が配置されている。コネクタプラグ５４をポンプハウジング１２の内部およびポンプカバー４４の内部にも配置できる。この場合、コネクタプラグ５４の電気接点を直接導体板３４に配置することができ、かつポンプハウジング１２またはポンプカバー４４はコネクタプラグ５４のハウジングを形成できる。導体板３４は、湿式稼動ポンプ１０を制御調整できる電気部品５６をさらに含むことができる。

回転シャフト５０を収容するための開口部５８を有する導体板３４を形成することができる（図２）。必要に応じて、ブッシュ４８または別の軸受要素も開口部５８に配置される。

導体板３４は、従来の電気板と同様の方法でプリント配線パターンを備えることができる（図３）。それにより、配線によって形成されたステータ巻線４２は、板からわずかに突出する。

しかしながら、ステータ巻線４２を導体板３４の材料に埋め込むこともできる（図４）。これにより、互いに前後に配置された複数の層６０、６２の配置が簡単になる。図示の実施形態においては、導体板３４が基層６０と追加層６２とからなる。さらに、追加層６２には、軸受部スリーブ６４を有する開口部５８があり、そこに、ポンプホイール１８の回転シャフト５０を挿入して支持する。導体板３４が多層構造であるために、開口部５８は、ポンプホイール１８から外方側を基層６０によって閉鎖される。

さらに、導体板３４の基層６０の両側にステータ巻線４２を提供することが可能である（図５）。この場合、濡れ領域２８の方へ向いているステータ巻線４２を保護膜６６によって覆う。そのような場合においては、濡れ領域の方へ向き、かつ濡れ領域２８と乾燥領域４６との間の境界を形成する仕切面３０は、保護膜６６によって形成される。

異なる実施形態（図６）が、ＩＭＳ（絶縁金属基板）で作られた導電板３４に存在する。ＩＭＳを好ましくは基板として使用するためのＡｌ板６８として提供し、その上に、導体板３４を形成する層６０、６２を被着する。これらの層６０、６２は、好ましくは市販の導体板の層と同様または同一の材料からなる。

本発明による湿式稼動ポンプの概略断面図である。 図１の矢印ＩＩによって示される方向から見た、ポンプカバーが取り外された湿式稼動ポンプの概略平面図である。 第１の実施形態による導体板の概略断面図である。 第２の実施形態による導体板の概略断面図である。 図２の線Ｖ−Ｖによって示される方向から見た、第３の実施形態による導体板の概略断面図である。 第４の実施形態による導体板の概略断面図である。

Claims (12)

1. 好ましくは自動車用の冷却水ポンプとして使用される、流体を運ぶための湿式稼動ポンプであって、
   流体が通過するように構成され、かつ前記湿式稼動ポンプ（１０）を冷却するために設けられた濡れ領域（２８）と、
   前記濡れ領域（２８）から分離され、かつ電気部品に信頼性のある動作をさせるように前記電気部品を配置するために設けられた乾燥領域（４６）と、
   前記乾燥領域（４６）から前記濡れ領域（２８）を少なくとも部分的に仕切るために設けられた導体板（３４）であって、ステータ（４２）への接続用および／または該ステータ（４２）の形成用の配線を含む導体板（３４）と、
   を含むことからなる湿式稼動ポンプ。
2. 前記濡れ領域（２８）には、ポンプホイール（１８）に接続され、かつ好ましくは前記乾燥領域（４６）に配置されたステータ（４２）と協働するロータ（２６）が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の湿式稼動ポンプ。
3. 好ましくは自動車用の冷却水ポンプとして使用される、流体を運ぶための湿式稼動ポンプであって、
   ポンプホイール（１８）に接続されたロータ（２６）と、
   前記ロータ（２６）と協働するステータ（４２）と、
   配線を含む導体板（３４）であって、前記導体板（３４）の前記配線が少なくとも部分的に前記ステータ（４２）を形成する、導体板（３４）と、
   を含む湿式稼動ポンプ。
4. 前記導体板（３４）が、好ましくは前記導体板（３４）の前記配線によって形成される前記ステータのステータ巻線（４２）を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の湿式稼動ポンプ。
5. 前記導体板（３４）が、好ましくは互いに前後に配置された複数のステータ巻線（４２）を含む多層導体板（３４）を形成するために、少なくとも１つの追加層（６２）を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の湿式稼動ポンプ。
6. 前記導体板（３４）には、前記ポンプホイール（１８）の回転シャフト（５０）を受ける開口部（５８）が形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の湿式稼動ポンプ。
7. 前記開口部（５８）は、前記ポンプホイール（１８）から外方側が閉鎖されていることを特徴とする請求項６に記載の湿式稼動ポンプ。
8. 前記導体板（３４）が、前記濡れ領域（２８）の方へ向いている側に配置されたステータ巻線（４２）を含み、前記ステータ巻線（４２）が、湿気密閉保護層（６６）、好ましくは粘着フィルムによって覆われていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の湿式稼動ポンプ。
9. 前記導体板（３４）が、ポンプハウジング（１２）および／またはポンプカバー（４４）に装着するための締結手段（４０）を含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の湿式稼動ポンプ。
10. 前記導体板（３４）が、電源への接続用の電気接続手段（５４）を含む接続領域（５２）を備え、前記接続領域（５２）が、前記ポンプホイール（１８）から外方を向く一方で、ポンプハウジング（１２）の外部に配置されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の湿式稼動ポンプ。
11. 前記ロータ（２６）および前記ステータ（４２）が、前記導体板（３４）によって湿気不透過式に互いに分離されていることを特徴とする請求項２〜１０のいずれか一項に記載の湿式稼動ポンプ。
12. 好ましくは請求項１〜１１のいずれか一項に記載の湿式稼動ポンプ（１０）において、好ましくは分割容器（Spalttopf）式に、湿式稼動ポンプ（１０）の濡れ領域（２８）の範囲を定めるための仕切要素（３２）としての導体板（３４）の使用。

Images