(57)【要約】流体ポンプが、入口および出口を備えたハウジング・キャビティを有するポンプ・ハウジング（１２および１４）を含む。封入型固定子アセンブリ（２２）が、ハウジング・キャビティ（１５）内部に配置され、入口から出口への流体流路を少なくとも部分的に規定する。シール・カートリッジ・アセンブリ（２６）が、固定子アセンブリのための前面シールを提供し、ポンプ・シャフト（２８ｂ）を支持する。高分子封入部材が、封入型固定子アセンブリ（２２）を取り囲み、シールし、作動流体からモータを保護し、作動流体への熱伝達を提供する。固定子（２０）が、回転子アセンブリ（２８）を駆動する磁場を提供する。モータ・アセンブリが、入口から出口に流体をポンプするためにインペラ（１６）を回転させる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
入口および出口を備え、ハウジング・キャビティを内部に有しているハウジングと、
該ハウジングと協働するように、また前記入口から出口への流体流路を少なくとも部分的に規定するようにハウジング・キャビティ内に配置される封入型固定子アセンブリであって、高分子封入部材によって封入およびシールされており、該高分子封入部材が、開口を有する回転視キャビティを規定している封入型固定子アセンブリと、
前記入口のところに回転可能に配置された、インペラ軸線を有するインペラと、
前記回転子キャビティの内部に回転可能に配置され、前記入口から出口への流路を通して流体をポンピングするためにインペラを回転するようにインペラに接続された回転子アセンブリと
を有する流体ポンプ。
【請求項２】
前記回転子アセンブリが、シール・カートリッジ・アセンブリによって流体からシールおよび保護されており、該シール・カートリッジ・アセンブリが前記開口内に配置されている請求項１に記載の流体ポンプ。
【請求項３】
前記高分子封入部材が、熱伝導性電気絶縁材料からなる請求項１に記載の流体ポンプ。
【請求項４】
前記封入型固定子アセンブリが、複数の鋼積層体と、複数の銅巻線と、複数のモータ・パワー・リードとを有する請求項１に記載の流体ポンプ。
【請求項５】
前記高分子封入部材が、前記インペラ軸線の周りで実質的に円周方向対称にモータ・パワー・リードを位置付ける請求項４に記載の流体ポンプ。
【請求項６】
前記出口付近に配置されて前記モータ・パワー・リードに連結される回路基板アセンブリをさらに有する請求項４に記載の流体ポンプ。
【請求項７】
ディフューザをさらに有しており、該ディフューザが、前記封入型固定子アセンブリの外壁によって形成された内壁と、ハウジングの内壁によって形成された外壁と、複数のディフューザ・ベーンとを有している請求項１に記載の流体ポンプ。
【請求項８】
前記封入型固定子アセンブリの外壁が、ディフューザ・ベーンを備えるように構成されている請求項７に記載の流体ポンプ。
【請求項９】
前記回転子アセンブリが、回転子シャフトを有する回転子からなる請求項１に記載の流体ポンプ。
【請求項１０】
前記回転子シャフトが、前部軸受および後部軸受によって支持されている請求項９に記載の流体ポンプ。
【請求項１１】
入口および出口を備え、ハウジング・キャビティを内部に有しているハウジングと、
高分子封入部材によって封入およびシールされている封入型固定子アセンブリであって、開口を有する回転子キャビティを規定する封入型固定子アセンブリと、
前記入口のところに回転可能に配置された、インペラ軸線を有するインペラと、
前記回転子キャビティの内部に回転可能に配置され、前記入口から出口への流路を通して流体をポンプするために前記インペラを回転するようにインペラに接続された回転子アセンブリと、
前記回転子キャビティ内部に前記回転子アセンブリをシールするために前記開口内に配置されるシール・カートリッジ・アセンブリと
を有する流体ポンプ。
【請求項１２】
前記高分子封入部材が、熱伝導性電気絶縁材料からなる請求項１１に記載の流体ポンプ。
【請求項１３】
前記封入型固定子アセンブリが、複数の鋼積層体と、複数の銅巻線と、複数のモータ・パワー・リードとを有する請求項１１に記載の流体ポンプ。
【請求項１４】
前記高分子封入がモータを位置付ける部材が、前記インペラ軸線の周りで実質的に円周方向対称にモータ・パワー・リードを位置付けている請求項１３に記載の流体ポンプ。
【請求項１５】
前記出口付近に配置されてモータ・パワー・リードと連結された回路基板アセンブリをさらに有する請求項１３に記載の流体ポンプ。
【請求項１６】
ディフューザをさらに有し、該ディフューザが、前記封入型固定子アセンブリの外壁によって形成された内壁と、ハウジングの内壁によって形成された外壁と、複数のディフューザ・ベーンとを有している請求項１１に記載の流体ポンプ。
【請求項１７】
前記封入型固定子アセンブリの外壁が、ディフューザ・ベーンを備えるように構成されている請求項１６に記載の流体ポンプ。
【請求項１８】
前記回転子アセンブリが、回転子シャフトを有する回転子からなる請求項１１に記載の流体ポンプ。
【請求項１９】
前記回転子シャフトが、前部軸受および後部軸受によって支持されている請求項１８に記載の流体ポンプ。
【請求項２０】
入口および出口を備え、ハウジング・キャビティを内部に有しているハウジングと、
前記キャビティ内に配置される封入型固定子アセンブリと
を有する流体ポンプであって、
前記封入型固定子アセンブリの外壁が流体流路の内側境界を形成し、前記ハウジングの内壁が流体流路の外側境界を形成しており、
前記封入型固定子アセンブリが、高分子封入部材によって封入およびシールされ、該高分子封入部材が、開口を有する回転子キャビティを規定しており、
複数のモータ・パワー・リードが、前記封入型固定子アセンブリ内に入れられており、
該モータ・パワー・リードが、少なくとも部分的に前記流体流路内にあって、それによってモータ・パワー・リードが冷却されることを特徴とする流体ポンプ。
【請求項２１】
前記回転子アセンブリが、シール・カートリッジ・アセンブリによって流体からシールおよび保護されており、該シール・カートリッジ・アセンブリが、前記開口内に配置される請求項２０に記載の流体ポンプ。
【請求項２２】
前記高分子封入部材が、熱伝導性電気絶縁材料からなる請求項２０に記載の流体ポンプ。
【請求項２３】
前記高分子封入部材が、前記インペラ軸線の周りで実質的に円周方向対称にモータ・パワー・リードを位置付けている請求項２０に記載の流体ポンプ。
【請求項２４】
前記出口付近に配置されて前記モータ・パワー・リードと連結される回路基板アセンブリをさらに有する請求項２０に記載の流体ポンプ。
【請求項２５】
ディフューザをさらに有しており、該ディフューザが、前記封入型固定子アセンブリの外壁によって形成された内壁と、ハウジングの内壁によって形成された外壁と、複数のディフューザ・ベーンとを有している請求項２０に記載の流体ポンプ。
【請求項２６】
前記封入型固定子アセンブリの外壁が、ディフューザ・ベーンを備えるように構成されている請求項２５に記載の流体ポンプ。
【請求項２７】
前記回転子アセンブリが、回転子シャフトを有する回転子からなる請求項２０に記載の流体ポンプ。
【請求項２８】
前記回転子シャフトが、前部軸受および後部軸受によって支持されている請求項２７に記載の流体ポンプ。
【請求項２９】
入口および出口を備え、ハウジング・キャビティを内部に有していハウジングと、
高分子封入部材によって取り囲まれシールされた封入型固定子アセンブリであって、該高分子封入部材が、開口を有する回転子キャビティを規定している封入型固定子アセンブリと
を有する流体ポンプであって、
前記高分子封入部材の外壁が、そこに一体に成形された複数のディフューザ・ベーンを有している流体ポンプ。
【請求項３０】
前記高分子封入部材が、熱伝導性電気絶縁材料からなる請求項２９に記載の流体ポンプ。
【請求項３１】
前記封入型固定子アセンブリが、複数の鋼積層体と、複数の銅巻線と、複数のモータ・パワー・リードとを有している請求項２９に記載の流体ポンプ。
【請求項３２】
前記高分子封入部材が、インペラ軸線の周りで実質的に円周方向対称にモータ・パワー・リードを位置付けている請求項３１に記載の流体ポンプ。
【請求項３３】
前記出口付近に配置されて前記モータ・パワー・リードと連結される回路基板アセンブリをさらに有する請求項３１に記載の流体ポンプ。
【請求項３４】
流体ポンプを製造する方法であって、
ハウジングを製造するステップと、
高分子封入部材内に固定子アセンブリを封入するステップであって、複数のディフューザ・ベーンを高分子封入部材と一体に成形するステップを含むステップと、
前記ハウジング内に前記封入型固定子アセンブリを配置するステップと
を含む方法。
【請求項３５】
入口および出口を備え、ハウジング・キャビティを内部に有しているハウジングと、
高分子封入部材によって取り囲まれシールされた封入型固定子アセンブリであって、前記高分子封入部材に囲まれた複数のモータ・パワー・リードを含み、該パワー・リードが、露出された端部を有している封入型固定子アセンブリと、
前記出口付近に配置されて前記モータ・パワー・リードの端部に連結される回路基板アセンブリと
を有する流体ポンプ。
【請求項３６】
前記高分子封入部材が、熱伝導性電気絶縁材料からなる請求項３５に記載の流体ポンプ。
【請求項３７】
前記高分子封入部材が、前記インペラ軸線の周りで実質的に円周方向対称にモータ・パワー・リードを位置付けている請求項３５に記載の流体ポンプ。
【請求項３８】
ディフューザをさらに有しており、該ディフューザが、前記封入型固定子アセンブリの外壁によって形成された内壁と、ハウジングの内壁によって形成された外壁と、複数のディフューザ・ベーンとを有している請求項３５に記載の流体ポンプ。
【請求項３９】
前記封入型固定子アセンブリの外壁が、ディフューザ・ベーンを備えるように構成されている請求項３８に記載の流体ポンプ。
【請求項４０】
入口および出口を備え、ハウジング・キャビティを内部に有しているハウジングと、
高分子封入部材によって取り囲まれシールされた封入型固定子アセンブリであって、該高分子封入部材が、開口を有する回転子キャビティを規定している封入型固定子アセンブリと
を有する流体ポンプであって、
前記高分子封入部材が、熱伝導性電気絶縁材料からなることを特徴とする流体ポンプ。
【請求項４１】
前記封入型固定子アセンブリが、複数の鋼積層体と、複数の銅巻線と、複数のモータ・パワー・リードとを有している請求項４０に記載の流体ポンプ。
【請求項４２】
前記高分子封入部材が、前記インペラ軸線の周りで実質的に円周方向対称にモータ・パワー・リードを位置付けている請求項４１に記載の流体ポンプ。
【請求項４３】
前記出口付近に配置されてモータ・パワー・リードと連結される回路基板アセンブリをさらに有する請求項４１に記載の流体ポンプ。
【請求項４４】
ディフューザをさらに有し、該ディフューザが、前記封入型固定子アセンブリの外壁によって形成された内壁と、ハウジングの内壁によって形成された外壁と、複数のディフューザ・ベーンとを有している請求項４０に記載の流体ポンプ。
【請求項４５】
前記封入型固定子アセンブリの外壁が、ディフューザ・ベーンを備えるように構成されている請求項４４に記載の流体ポンプ。
【請求項４６】
入口ハウジング、固定子ハウジング・アセンブリ、および出口ハウジングを有するモータ・ハウジング・アセンブリであって、前記固定子ハウジング・アセンブリが、実質的に円筒形の金属ケースと、高分子封入部材によって取り囲まれシールされた封入型固定子アセンブリとを含み、該高分子封入部材が回転子キャビティを規定しているモータ・ハウジング・アセンブリと、
前記入口ハウジング内に回転可能に配置される、インペラ軸線を有するインペラと、
前記回転子キャビティ内部に回転可能に配置され、前記入口ハウジングから出口ハウジングに流体をポンピングするために前記インペラを回転するように前記インペラに接続された回転子アセンブリと
を有する流体ポンプ。
【請求項４７】
前記入口ハウジングと出口ハウジングが、間に固定子ハウジング・アセンブリを固定するように共にボルト留めされている請求項４６に記載の流体ポンプ。
【請求項４８】
実質的に円筒形の前記金属ケースが、ディフューザ・ベーンと、該金属ケースの内壁および外壁とによって形成された流体流路を内部に含み、それによって流体流路を完全に規定している請求項４６に記載の流体ポンプ。
【請求項４９】
前記高分子封入部材が、熱伝導性電気絶縁材料からなる請求項４６に記載の流体ポンプ。
【請求項５０】
前記前部カバー上に形成された入口ディフューザ・ベーンをさらに有する請求項４６に記載の流体ポンプ。
【請求項５１】
前記固定子ハウジング・アセンブリが、前記回転子キャビティの対向する端部に栓をする前部カバーと後部カバーをさらに有している請求項４６に記載の流体ポンプ。
【請求項５２】
前記回転子アセンブリが、回転子シャフトを有する回転子からなる請求項４６に記載の流体ポンプ。
【請求項５３】
前記回転子シャフトが、前部軸受および後部軸受によって支持されている請求項５２に記載の流体ポンプ。
【請求項５４】
前記後部カバーが、後部軸受を配置するための軸受座を含む請求項５３に記載の流体ポンプ。
【請求項５５】
封入型固定子アセンブリを製造する方法であって、
前部カバーおよび後部カバーを提供するステップと、
長手方向軸線および２つの開端部を有する中空の、実質的に円筒形の中央金属ケースを提供するステップと、
前記中央金属ケース内部に固定子アセンブリを配置するステップと、
前記２つの開端部を一時的に覆い、高分子熱伝導性電気絶縁材料内前記に固定子アセンブリを封入するステップと、
前記２つの端部から覆いを取り、前部カバーおよび後部カバーを中央金属ケースに取り付けるステップと
を含む方法。
【請求項５６】
ポンプ・シャフトを摩耗保護、およびシール保護するためのシール・カートリッジ・アセンブリであって、
ウェット側およびドライ側を有する本体であって、該本体を通る流路を有し、本体軸線を有し、ウェット側開口およびドライ側開口を有している本体と、
前記ウェット側で前記本体内に配置されるシールであって、前記ウェット側開口に栓をするシールと、
前記ドライ側で前記本体内に配置される軸受と、
シャフトを受け入れるように構成された、前記本体軸とほぼ同軸のウェア・スリーブ軸線を有する実質的に円筒形のウェア・スリーブであって、前記軸受およびシール内に配置されるウェア・スリーブと、
を有するシール・カートリッジ・アセンブリ。
【請求項５７】
ポンプ・シャフト上に取り付けるシール・カートリッジ・アセンブリを製造する方法であって、
カートリッジ本体を提供するステップと、
前記カートリッジ本体にシールを圧入するステップと、
軸線に沿った内径を有するウェア・スリーブを機械加工するステップと、
前記軸に対して横方向に、ウェア・スリーブに穴を機械加工するステップと、
前記ウェア・スリーブ上に軸受を押圧するステップと、
前記カートリッジ本体内に前記軸受およびウェア・スリーブ・アセンブリを圧入するステップと、
ポンプ・シャフトの上にウェア・スリーブを滑り嵌めするステップと、
ドライブ・ピンを用いてウェア・スリーブをポンプ・シャフトに固定するステップと
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、封入型（ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｄ；あるいは、カプセル化）固定子アセンブリを含む流体ポンプに関するものであり、この流体ポンプは、ポンプ・モータをシールし、またモータおよび電子機器から作動流体への熱伝達を容易にする。
【背景技術】
【０００２】
ビークル・エンジン冷却システムおよび様々な産業上のアプリケーションで流体ポンプを使用することがよく知られている。しかし、これらの分野での典型的な流体ポンプは、固有の制限を有している。
【０００３】
典型的には、エンジン冷却システムにおいて、クーラント・ポンプが、シャフトにキー止めされたプーリを有している。シャフトは、ベルトおよびプーリ・カップリングを介してエンジンによって駆動され、作動流体をポンピングするようにインペラを回転させる。流体シールは、時として、駆動ベルトからの側方荷重によって破損し、これによって流体がシールを通って軸受内に漏れるようになる場合がある。
【０００４】
２０００年５月２日にＡｌｌｅｎ他に付与された米国特許第６，０５６，５１８号は、従来技術によるビークル・クーラント・ポンプの欠点を克服するための１つの試みを説明している。’５１８特許は、流体をポンプするためにインペラを回転させるスイッチ・リラクタンス・モータであって、ハウジングに固定されたスイッチ・リラクタンス・モータを備えた流体ポンプを提供している。この設計は、キー止めされたプーリに関連する側方荷重の問題をなくすが、比較的大きな産業用ポンプが必要な場合の使用を広く意図していない。
【０００５】
産業用ポンプは通常、カップリングを介してポンプに接続された電気モータによって駆動され、このカップリングのアライメントは非常に重要である。カップリングのアライメント不良は、ポンプの早期故障をもたらす場合があり、そのため、この問題を克服するために高価な等速カップリングが使用される。さらに、産業用ポンプは、典型的には空冷され、周囲環境からの空気に依拠している。冷却空気は、モータを通して引き込まれ、空気中のダストおよび他の汚染物質がモータ内に付着して残る。これらの付着物が、軸受を汚染し、故障させる可能性があり、あるいは付着物が、巻線を被覆し、巻線を冷却空気から遮蔽して、過熱またはショートする可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、従来技術による流体ポンプの上述した欠点を克服し、それと同時に、コストを削減しながら高い流体流量および制御能力を提供する改良型の流体ポンプを提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、回転子キャビティを含む封入型固定子アセンブリを備えた流体ポンプを提供する。固定子によって駆動される回転子アセンブリは、このキャビティ内部に配置され、作動流体をポンピングするためにインペラを回転させる。封入型固定子アセンブリは、作動流体がモータと直接接触するのを防止する。しかし、作動流体と接触する外壁を有し、それによりモータから流体への熱伝達を容易にする。
【０００８】
より具体的には、本発明は、ハウジング・キャビティを内部に有するハウジングを含む流体ポンプを提供する。封入型固定子アセンブリは、ハウジング・キャビティ内部に配置されて作動流体に関する境界を少なくとも部分的に規定している。封入型固定子アセンブリは、回転子アセンブリが内部に配置される回転子キャビティを含む。固定子によって生成される磁場が、回転子アセンブリを駆動し、回転子アセンブリは、流体をポンピングするようにインペラに接続されている。
【０００９】
好ましい実施形態では、封入型固定子アセンブリが単一のユニットであり、２ピース・ハウジング内部に配置される。鋼積層体、巻線、およびモータ・パワー・リードを有する固定子が、熱伝導電気絶縁性の高分子封入部材内に封入される。高分子封入部材は、開口を有する回転子キャビティを規定する。回転子アセンブリは、回転子シャフトを有する回転子からなり、回転子シャフトは、前部軸受および後部軸受によって支持されている。また、好ましい実施形態では、後部軸受が封入型固定子アセンブリ内部に配置され、前部軸受およびシールが、回転子キャビティ開口に栓をする前部カバー内部に配置される。
【００１０】
ディフューザを使用して、流体のまっすぐな流れを助け、それによりポンプの効率を高める。ディフューザは、内壁と、外壁と、複数のディフューザ・ベーンとを有する。ディフューザ・ベーンは、封入型固定子アセンブリの外壁に一体成形されている。高分子封入部材は、ディフューザの周りで実質的に円周方向対称にモータ・パワー・リードを適応させている。ここで、モータ・パワー・リードは、ポンプの出口付近で回路基板アセンブリと連結する。作動流体は、封入型固定子アセンブリの外側の周りを流れ、それによりディフューザ・ベーンに当たり、モータから流体への熱伝達を可能にする。次いで、作動流体は、封入型・モータ・パワー・リードに当たり、それによりモータ・パワー・リードと回路基板アセンブリの両方を冷却する。
【００１１】
代替実施形態では、１ピース封入型固定子アセンブリが、１ピース固定子ハウジング・アセンブリで置き換えられている。この変更により、より大きなモータをポンプと共に利用することができるようになり、それにより、本発明を使用することができるアプリケーションの種類を増すことができる。固定子ハウジング・アセンブリは、封入型固定子アセンブリと、実質的に円筒形の金属ケースとを含み、この金属ケースが、モータ・パワー・リードの単一の束のための出口を提供しており、また作動流体の境界を完全に規定するディフューザ・ベーンを含んでいる。封入型固定子アセンブリは、熱伝達電気絶縁高分子封入部材によって取り囲まれ、且つシールされており、この熱伝達電気絶縁高分子封入部材がモータ・キャビティを画成し、また作動流体に熱伝達流路を提供している。上述の好ましい実施形態と同様に、回転子シャフトを有する回転子がモータ・キャビティ内に配置され、固定子によって生成される磁場によって駆動される。モータ・ハウジング・アセンブリは、前部カバーと、固定子ハウジング・アセンブリと、後部カバーとを有している。
【００１２】
また、この代替実施形態は、ディフューザ壁およびディフューザ・ベーンを備えたディフューザを有する。ただし、ここで、２セットのディフューザ・ベーンが存在する。前部カバーは、第１のセットのディフューザ・ベーンを備えて構成され、固定子ハウジング・アセンブリは、第２のセットのディフューザ・ベーンを備えて構成される。２つのカバーおよび固定子ハウジング・アセンブリは一体に連結されて作動流体がモータ・キャビティに入るのを防止するようにシールされる。
【００１３】
したがって、本発明の目的は、封入型固定子アセンブリを備えた流体ポンプであって、封入型固定子アセンブリがモータ構成要素を方向付け且つモータと作動流体との間の熱伝達を提供する流体ポンプを提供することである。
【００１４】
本発明の別の目的は、封入型固定子アセンブリを備えた流体ポンプであって、封入型固定子アセンブリが、複数のディフューザ・ベーンを含むディフューザを形成している流体ポンプを提供することである。本発明の上述した目的および他の目的、特徴、および利点は、発明を実施するための最良の形態の以下の詳細な説明を、添付図面に関連して読むことにより容易に明らかになろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、本発明による流体ポンプ１０の長手方向断面図を示す。２ピース・ポンプ・ハウジングが、入口ポンプ・ハウジング１２と、出口ポンプ・ハウジング１４とを有している。ポンプ・ハウジングは、内部にハウジング・キャビティ１５を有し、キャビティ１５が、封入型固定子アセンブリ２２を含む。
【００１６】
図２を参照すると、封入型固定子アセンブリ２２は、開口１９を有する回転子キャビティ１７を規定している。封入型固定子アセンブリ２２は、高分子封入部材２１を有し、高分子封入部材２１は、そこに一体に成形された複数のディフューザ・ベーン１８を有している。高分子封入部材２１は、モータ固定子２０およびモータ・パワー・リード３２を取り囲み、シールする。モータ固定子２０は、複数の鋼積層体２０ａおよび複数の銅巻線２０ｂを有している。
【００１７】
図１に戻ると、回転子キャビティ１７の内部に、回転子２８ａおよび回転子シャフト２８ｂからなる回転子アセンブリ２８が配置されている。回転子シャフト２８ｂは、前部軸受４２および後部軸受４０によって支持されている。後部軸受４０は、封入型固定子アセンブリ２２内部に配置される。前部軸受４２およびシール４４は、回転子キャビティ開口１９に栓をする前部カバー２６内部に配置される。
【００１８】
図３は、封入型・モータ・アセンブリ２２の前側斜視図を示す。特に、分割構成の（しかし本発明では分割構成である必要はない）ディフューザ・ベーン１８と、封入型固定子アセンブリ２２の長手方向軸線の周りで実質的に円周方向対称に方向付けられたモータ・パワー・リード３２とを示す。図１で見られるように、モータ・パワー・リード３２は、回路基板アセンブリ３４と連結する。
【００１９】
図１に戻ると、インペラ１６が、回転子シャフト２８ｂに滑り嵌めされており、丸押えねじ５０で固定されている。回転子シャフト２８ｂを通して横断方向に配置されたドライブ・ピン３０は、スロット２３を通してインペラ１６に打ち込まれる。
【００２０】
図４は、ドライブ・ピン３０を受け入れるように構成されたスロット２３を有するインペラ１６を示す。図５は、出口ポンプ・ハウジング１４に取り付けられた入口ポンプ・ハウジング１２を示す。出口ポンプ・ハウジング１４は、図６にも示されており、そこではモータ・パワー・リード３２と共に示されている。図７は、入口ポンプ・ハウジング１２、出口ポンプ・ハウジング１４、回路基板アセンブリ３４、および回路基板アセンブリ３４とモータ・パワー・リード３２との接続点を含むポンプ１０の外側を示す。
【００２１】
図８を参照すると、流体ポンプ６０が、本発明の１つの代替実施形態に従って示されている。好ましい実施形態と機能上は同様であるが、形状に関していくつかの顕著な相違点がある。この実施形態は、２ピース・ハウジングではなく、ボルト６８で組み立てられた入口ハウジング６２と、固定子ハウジング・アセンブリ６４と、出口ハウジング６６とを備える３ピース・ハウジングを採用する。
【００２２】
図１０に図示され、図１１に断面図で示されている固定子ハウジング・アセンブリ６４は、封入型固定子アセンブリ７５と、実質的に円筒形の金属ケース７３とを含み、金属ケース７３は、モータ・パワー・リード９２の単一の束のための出口と、作動流体の境界を完全に規定するディフューザ・ベーン８３とを提供する。封入型固定子アセンブリ７５は、複数の鋼積層体９０ａと、複数の巻線９０ｂと、複数のモータ・パワー・リード９２とを含む。高分子封入部材７７が、固定子アセンブリ９０を取り囲み、シールし、また回転子キャビティ７９を規定する。
【００２３】
図９に示されるように、回転子８２ａおよび回転子シャフト８２ｂからなる回転子アセンブリ８２が、回転子キャビティ７９内部に配置されている。回転子シャフト８２ｂは、回転子キャビティ７９の後部開口に栓をする後部カバー７４内部に配置された後部軸受９６、回転子キャビティ７９の前部開口に栓をする前部カバー７０内部に配置された前部軸受８６およびシール１００によって支持されている。ドライブ・ピン８４が、回転子シャフト８２ｂを通して横断方向に配置され、インペラ７６に打ち込まれる。
【００２４】
図９を参照すると、好ましい実施形態と異なり、この代替実施形態は、ディフューザ・ベーンの２つの個別のセットを有し、第１のセット８１が、前部カバー７０の上に構成され、第２のセット８３が、固定子ハウジング・アセンブリ６４の上に構成される。
【００２５】
図１０および図１１は、ベーン８３と、金属ケース７３の内壁７３ａおよび外壁７３ｂとの間に形成された、結果として得られる流体流路８８を明確に示す。
【００２６】
封入型固定子アセンブリ７５は、実質的に円筒形の金属ケース７３内部に固定子アセンブリ９０を配置し、金属ケースの２つの開端部を一時的に覆うことによって製造することができる。次いで、固定子アセンブリ９０は、高分子熱伝導電気絶縁材料７７内に封入される。金属ケースの対向する端部が覆いを取られ、前部カバー７０および後部カバー７４が金属ケースに取り付けられて、封入型固定子アセンブリ７５を完成する。
【００２７】
図１２は、図１の流体ポンプの第２の代替実施形態を示す。シール・カートリッジ・アセンブリ２６が、回転子キャビティ１７の開口１９に栓をする。ウェア・スリーブ２４が、回転子シャフト５２ｂの端部に滑り嵌めされる。インペラ１６が、ウェア・スリーブ２４の上に滑り嵌めされ、丸押えねじ５０を用いて回転子シャフト５２ｂに固定される。回転子シャフト５２ｂおよびウェア・スリーブ２４を通して横断方向に配置されたドライブ・ピン３０が、複数の機能を果たす。ドライブ・ピン３０は、スロット２３を通してインペラ１６に打ち込まれる（図４に示したのと同様）。これは、ウェア・スリーブ２４が、回転子シャフト５２ｂに対して回転するのを防止し、回転子アセンブリ５２からの軸線方向荷重を捕捉する。
【００２８】
シール・カートリッジ・アセンブリ２６の特徴および構成要素のいくつかが図１２および図１３に示されている。本体２７は、作動流体と接触するウェット側３１と、ドライ側２９とを有する。本体２７はまた、ボルト４８を使用して、シール・カートリッジ・アセンブリ２６を封入型固定子アセンブリ５７に取り付けるための複数の穴４７を含む。シール５３が、本体２７内に圧力嵌めされ、ウェット側３１の開口に栓をする。
【００２９】
図１４を参照すると、ウェア・スリーブ２４は、内径を形成し、本体２７の軸線と同軸の軸線を有するように機械加工される。穴２５が、ウェア・スリーブ軸線に対して横断方向に機械加工され、ドライブ・ピン３０を受け入れるように構成される。回転子シャフト５２ｂは、やはりドライブ・ピン３０を受け入れる横断方向穴５６を有する。
【００３０】
再び図１３を参照すると、実質的に円筒形のウェア・スリーブ２４に圧力嵌めされた前部軸受５１が、ドライ側２９の開口に栓をする。軸受５１およびウェア・スリーブ２４が、カートリッジ本体内に圧力嵌めされ、ウェア・スリーブ２４が、シャフト５２ｂの上に滑り嵌めされる。シール・カートリッジ・アセンブリ２６はまた、図１４に示される漏れ検出ポート３３を含み、シール５３の故障を視覚的に、または電子的に表示する。
【００３１】
本発明の実施形態を例示し、説明してきたが、これらの実施形態は、本発明の全ての取り得る形態を例示し、説明することを意図していない。そうではなく、本明細書で使用される用語は、説明のための用語であり、限定を与えるものではなく、本発明の精神および範囲を逸脱することなく様々な変更を加えることができることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明による流体ポンプの長手方向断面図である。
【図２】図１に示されるポンプと共に使用するための封入型固定子アセンブリの長手方向断面図である。
【図３】モータ・キャビティ開口が前方に向いており、モータ・パワー・リードが後方に向いている状態での、封入型固定子アセンブリの斜視図である。
【図４】図１に示されるポンプと共に使用するためのインペラの後部斜視図である。
【図５】図１に示されるポンプと共に使用するための、入口ハウジングが前方に向き、出口ハウジングが後方に向いた状態での２ピース・ポンプ・ハウジングの斜視図である。
【図６】図１の実施形態に対応する出口ハウジングの斜視図である。
【図７】回路基板アセンブリが取り付けられた状態での、図６の出口ハウジングの斜視図である。
【図８】本発明の代替実施形態による流体ポンプの側面図である。
【図９】図８に示される流体ポンプの長手方向断面図である。
【図１０】図８の流体ポンプの固定子ハウジング・アセンブリの斜視図である。
【図１１】図１０の固定子ハウジング・アセンブリの長手方向断面図である。
【図１２】図１の流体ポンプの第２の代替実施形態の長手方向断面図である。
【図１３】図１２に示されるポンプと共に使用するためのシール・カートリッジ・アセンブリの長手方向断面図である。
【図１４】図１２に示されるポンプと共に使用するための、シール・カートリッジ・アセンブリ、およびドライブ・ピンを備える回転子シャフトの一端の斜視図である。
【国際公開パンフレット】
2004521223.tif 000002
2004521223.tif 000003
2004521223.tif 000004
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2004521223.tif 000029
【手続補正書】
【提出日】平成15年8月4日(2003.8.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
液体をポンピングするための流体ポンプであって、
入口および出口を備え、ハウジング・キャビティを内部に有しているハウジングと、
該ハウジングと協働するように、また前記入口から出口への流体流路を少なくとも部分的に規定するようにハウジング・キャビティ内に配置される封入型固定子アセンブリであって、高分子封入部材によって封入およびシールされており、該高分子封入部材が、開口を有する回転視キャビティを規定している封入型固定子アセンブリと、
前記入口のところに回転可能に配置された、インペラ軸線を有するインペラと、
前記回転子キャビティの内部に回転可能に配置され、前記入口から出口への流路を通して液体をポンピングするためにインペラを回転するようにインペラに接続された回転子アセンブリと
を有する流体ポンプ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２】
前記回転子アセンブリが、シール・カートリッジ・アセンブリによって前記液体からシールされるよう保護されており、該シール・カートリッジ・アセンブリが前記開口内に配置されている請求項１に記載の流体ポンプ。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１１】
液体をポンピングするための流体ポンプであって、
入口および出口を備え、ハウジング・キャビティを内部に有しているハウジングと、
高分子封入部材によって封入およびシールされている封入型固定子アセンブリであって、開口を有する回転子キャビティを規定する封入型固定子アセンブリと、
前記入口のところに回転可能に配置された、インペラ軸線を有するインペラと、
前記回転子キャビティの内部に回転可能に配置され、前記入口から出口への流路を通して液体をポンピングするために前記インペラを回転するようにインペラに接続された回転子アセンブリと、
前記回転子キャビティ内部に前記回転子アセンブリをシールするために前記開口内に配置されるシール・カートリッジ・アセンブリであって、それによって前記液体から前記モータ・アセンブリを保護するシール・カートリッジ・アセンブリと
を有する流体ポンプ。
【手続補正４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１４】
前記高分子封入部材が、前記インペラ軸線の周りで実質的に円周方向対称にモータ・パワー・リードを位置付けている請求項１３に記載の流体ポンプ。
【手続補正５】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２０】
液体をポンピングするための流体ポンプであって、
入口および出口を備え、ハウジング・キャビティを内部に有しているハウジングと、
前記キャビティ内に配置される封入型固定子アセンブリと
を有する流体ポンプにおいて、
前記封入型固定子アセンブリの外壁が流体流路の内側境界を形成し、前記ハウジングの内壁が流体流路の外側境界を形成しており、
前記封入型固定子アセンブリが、高分子封入部材によってポンピングされる液体から封入およびシールされ、該高分子封入部材が、開口を有する回転子キャビティを規定しており、
複数のモータ・パワー・リードが、前記封入型固定子アセンブリ内に入れられており、
該モータ・パワー・リードが、少なくとも部分的に前記流体流路内にあって、それによってモータ・パワー・リードが冷却されることを特徴とする流体ポンプ。
【手続補正６】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２１】
前記回転子アセンブリが、シール・カートリッジ・アセンブリによって前記液体からシールおよび保護されており、該シール・カートリッジ・アセンブリが、前記開口内に配置される請求項２０に記載の流体ポンプ。
【手続補正７】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項４０】
液体をポンピングするための流体ポンプであって、
入口および出口を備え、ハウジング・キャビティを内部に有しているハウジングと、
高分子封入部材によって取り囲まれてポンピングされる液体からシールされた封入型固定子アセンブリであって、該高分子封入部材が、開口を有する回転子キャビティを規定している封入型固定子アセンブリと
を有する流体ポンプにおいて、
前記高分子封入部材が、熱伝導性電気絶縁材料からなることを特徴とする流体ポンプ。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
図２を参照すると、封入型固定子アセンブリ２２は、開口１９を有する回転子キャビティ１７を規定している。封入型固定子アセンブリ２２は、高分子封入部材２１を有し、高分子封入部材２１は、そこに一体に成形された複数のディフューザ・ベーン１８を有している。高分子封入部材２１は、モータ固定子２０およびモータ・パワー・リード３２を取り囲み、シールする。したがって、流体ポンプ１０がエンジン冷却システムで使用されるとき、モータ固定子２０およびモータ・パワー・リード３２が、液体エンジン・クーラントから保護される。モータ固定子２０は、複数の鋼積層体２０ａおよび複数の銅巻線２０ｂを有している。


【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
シール・カートリッジ・アセンブリ２６の特徴および構成要素のいくつかが図１２および図１３に示されている。本体２７は、液体エンジン・クーラントなどの作動流体と接触するウェット側３１と、ドライ側２９とを有する。本体２７はまた、ボルト４８を使用して、シール・カートリッジ・アセンブリ２６を封入型固定子アセンブリ５７に取り付けるための複数の穴４７を含む。シール５３が、本体２７内に圧力嵌めされ、ウェット側３１の開口に栓をする。




【国際調査報告】
2004521223.tif 000030
2004521223.tif 000031