用于多种应用的模块化流体泵的制作方法

本发明总体上涉及油泵和水泵，并且更具体地涉及一种具有模块化配置的水泵或油泵，该水泵或油泵可以用于涵盖可能的动力输出的广泛范围的各种应用，并通常可以在最大限度地利用部件和制造设备同时，为特定应用定制理想的性能点。

背景技术：

水泵和油泵用于润滑、冷却或增压液压端口的各种行业。这种泵可以制造成适合特定的应用，这样各种部件基本上是为每个特定的设计定制的。这些泵一般由电动机驱动。混合动力汽车和电动汽车中的多种汽车应用都要求高效率操作，以最小化电池的能量消耗，并在冷却、润滑或增压液压端口的同时扩大车辆的操作范围。这些泵通常必须适合于有限的空间，并且很难与电气连接封装。一般来说，应用中的吸入端口和压力端口对于每一个泵/电机组合来说是独特的，并且驱动电机元件和泵元件之间的差别化。本发明提供了一种可伸缩的电动泵设计，该可伸缩的电动泵设计包含泵元件、电机元件和电路控制器元件，该电路控制器元件可以将电能输入转换为用于润滑、冷却或提供液压的液压能输出。组装时，根据电机部分和泵部分的方位，连接器位置和液压输出具有灵活性。

技术实现要素：

根据本发明的一个方面，一种模块化流体泵包含定子，所述定子具有多个定子齿部和位于所述定子齿部上的绕组。转子具有中心轴、大致半球形端部和限定与所述绕组的电磁通信的多个磁铁。外壳包围所述定子，并且包含固定端盖，所述固定端盖接收所述中心轴的所述半球形端部中的一个，并且限定所述转子的旋转轴。紧固端盖接收所述中心轴的另一个所述半球形端部。所述中心轴、所述固定端盖和所述紧固端盖限定所述转子的所述旋转轴。所述半球形端部与所述中心轴、所述固定端盖和所述紧固端盖的接合使所述转子和所述中心轴与所述旋转轴对齐，并在所述定子内保持平衡。

根据本发明的另一方面，一种形成模块化流体泵的方法包含形成包覆成型定子，所述包覆成型定子具有多个保持销，所述保持销从所述包覆成型定子的一端延伸。所述方法还包含形成具有金属中心轴和多个磁铁袋的转子，将转子磁铁定位在所述磁铁袋中，将第一轴承滚珠和所述中心轴的凹端磁性贴合，将所述轴承滚珠和所述中心轴定位为与限定在所述外壳内的固定端盖的凹座接合，将泵体紧固到所述包覆成型定子上以及将内齿轮油泵紧固到所述中心轴上。所述内齿轮油泵至少部分地沿旋转轴定位所述中心轴和所述转子。将第二轴承滚珠放置在所述中心轴的另一个凹端上。将紧固端盖旋转紧固到所述销上，以将所述泵体和所述内齿轮油泵紧固到所述包覆成型定子上。所述紧固端盖和所述固定端盖将所述第一轴承滚珠、第二轴承滚珠和所述中心轴紧固到所述旋转轴内。

根据本发明的另一方面，一种模块化流体泵包含定子，所述定子具有多个定子齿部和位于所述定子齿部上的绕组。转子具有中心轴，所述中心轴具有接收轴承滚珠的凹端。所述转子包含限定与所述绕组的电磁通信的多个磁铁。外壳包围所述定子，并且包含第一固定端盖，所述第一固定端盖接收所述中心轴的所述轴承滚珠中的一个，并且限定所述转子的旋转轴。紧固端盖接收所述中心轴的另一个所述轴承滚珠。所述中心轴、所述第一固定端盖和所述紧固端盖限定所述转子的所述旋转轴。所述中心轴的所述轴承滚珠与所述第一固定端盖和所述紧固端盖的接合使所述转子和所述中心轴与所述旋转轴对齐，并在所述定子内保持平衡。所述紧固端盖和所述外壳选择性地限定多个锁定位置，所述锁定位置将所述紧固端盖紧固到所述外壳上。

根据本发明的另一方面，一种模块化流体泵包含转子，所述转子具有中心轴，所述中心轴具有半球形端部和多个磁铁。外壳包覆成型在定子上。所述外壳具有第一端盖，所述第一端盖包含印刷电路板。所述第一端盖接收所述中心轴的所述半球形端部中的一个。泵体具有内齿轮油泵，所述内齿轮油泵与所述转子耦合。所述转子的操作使所述内齿轮油泵将流体从进口移动到出口。多个保持销延伸穿过所述外壳和所述泵体。紧固端盖包含一体扭锁机构，所述一体扭锁机构与所述多个保持销协作接合以限定无附加紧固件的所述紧固端盖的锁定位置。所述锁定位置由所述紧固端盖相对于所述印刷电路板和所述转子的所述旋转轴的多个旋转位置中的任何一个限定。所述紧固端盖接收所述中心轴的另一个所述半球形端部。所述紧固端盖的所述锁定位置通过所述外壳、所述泵体和所述紧固端盖的紧固接合进一步限定。

根据本发明的另一方面，一种模块化流体泵包含定子，所述定子具有多个定子齿部和位于所述定子齿部上的绕组。转子具有中心轴，所述中心轴具有接收轴承滚珠的凹端。所述转子包含限定与所述绕组的电磁通信的多个磁铁。外壳包围所述定子，并且包含第一端盖，所述第一端盖接收所述中心轴的所述轴承滚珠中的一个，并且限定所述转子的旋转轴。紧固端盖接收所述中心轴的另一个所述轴承滚珠。所述中心轴、所述固定端盖和所述紧固端盖限定所述转子的所述旋转轴。所述中心轴的所述轴承滚珠与所述固定端盖和所述紧固端盖的接合使所述转子和所述中心轴与所述旋转轴对齐，并在所述定子内保持平衡。所述转子的操作产生流过所述外壳并且在所述转子和所述定子之间流动的所述流体的流。所述流体的所述流使所述轴承滚珠接合，以分别限定至少在所述轴承滚珠与所述第一端盖和所述紧固端盖之间的粘性流体垫层。

根据本发明的另一方面，一种模块化流体泵包含转子，所述转子具有中心轴，所述中心轴具有半球形端部和多个磁铁。外壳包覆成型在定子上。所述外壳具有第一端盖，所述第一端盖包含印刷电路板。所述第一端盖接收所述中心轴的所述半球形端部中的一个。泵体具有内齿轮油泵，所述内齿轮油泵与所述转子耦合。所述转子的操作使所述内齿轮油泵将流体从进口移动到出口。多个保持销延伸穿过所述外壳和所述泵体。紧固端盖包含所述进口和所述出口以及一体扭锁机构，所述一体扭锁机构与所述多个保持销协作接合以限定无附加紧固件的所述紧固端盖的锁定位置，其中所述锁定位置限定所述外壳、所述泵体和所述紧固端盖的紧固接合。所述锁定位置通过所述紧固端盖相对于所述印刷电路板的所述进口和所述出口的多个旋转方向中的任何一个进一步限定。

根据本发明的另一方面，一种电机包含定子，所述定子具有多个定子齿部和位于所述定子齿部上的多个绕组。转子具有中心轴和限定与所述绕组的电磁通信的多个磁铁。外壳包围所述定子，并且包含固定端盖。印刷电路板在结构柱上与所述固定端盖贴合。所述多个绕组的每个绕组限定了不使用中间接头而直接贴合到所述印刷电路板上的连续电线。

本领域技术人员将在研究以下说明书、权利要求书和附图后理解本发明的这些以及其他的方面、目的和特征。

附图说明

附图中：

图1是包含模块化结构的流体泵的一个方面的剖视图；

图2和图2a是用于模块化油泵或模块化水泵内的定子的叠层组的侧视图和端视图；

图3和图3a是图2的模块化油泵或模块化水泵的侧视图和端视图，示出位于定子叠层的端板上的柱和电线紧固特征件；

图4和图4a是图3的定子的侧视图和端视图，示出图3的定子的平面图和立视图，其中绕组设置在定子的齿部上；

图5和图5a是图4的定子的侧视图和端视图，示出与定子耦合的用于紧固泵体和模块化油泵或模块化水泵的定制化端盖的多个保持销；

图6和图6a是图5的定子的侧视图和端视图，示出置于定子上的印刷电路板；

图7和图7a是图6的定子的侧视图和端视图，示出位于印刷电路板上的各个绕组的电线的定位；

图8和图8a是定子叠层、转子和保持销的剖视图；

图9是定子的一个方面的示意性剖视图，示出配置为用于模块化流体泵的转子的轴承组件的轴承滚珠的定位；

图10和图10a分别是转子本身和定位于定子一个方面内的转子的剖视图，并示出定位于第一轴承滚珠和第二轴承滚珠之间的转子的配置；

图11是图1的模块化流体泵的一个方面的剖视图，并示出至少一个密封组件的安装；

图11a是图11的中心轴沿线xia-xia的剖视图；

图12和图12a分别是图1的模块化流体泵的顶部平面图和剖视图，示出泵体的安装，泵体至少部分地将转子保持在轴承滚珠上并沿旋转轴对齐；

图13是图12的模块化流体泵的剖视图，并示出内齿轮油泵在泵体内的安装；

图14是图13的模块化流体泵的剖视图，示出单独密封组件的安装；

图15是位于保持销上、并旋转紧固到泵体上的紧固端盖的底部平面图，并示出用于将转子保持在旋转轴内并使其在每一端由轴承滚珠支撑的压力偏置配件的一个方面；

图15a是图15的紧固端盖沿线xva-xva的剖视图；

图16是图13的模块化流体泵的剖视图，并示出以无单独紧固件的方式将第二端盖旋转应用到保持销上；

图17是示出形成模块化流体泵的方法的线性流程图；

图18是模块化泵内使用的定子的叠层组的底部透视图；

图19是图18的叠层组的顶部透视图；

图20是图19的叠层组的顶部透视图，其中绕组和接头电线安装在叠层组上；

图21是图20的叠层组和绕组的放大透视图，并示出位于紧固塔内的接头电线；

图22是图21的叠层组的侧面透视图，并示出保持销的安装；

图23是保持销的一个方面的侧视图；

图24是叠层组的底部透视图，其中印刷电路板贴合其上并且接头电线焊接到印刷电路板上；

图25是图24的印刷电路板和叠层组的放大透视图；

图26a至图26c是印刷电路板顶部和底部的示意图，并示出印刷电路板内部的各冷却区和贴合区；

图27是用于模块化泵的包覆成型定子的顶部透视图；

图28是图27的包覆成型定子的顶部透视图；

图29是用于模块化泵的包覆成型定子、转子和轴承滚珠的分解透视图；

图30至图32是实现各种材料和配置的中心轴和转子各方面的顶部平面图；

图33是用于模块化泵的可扩展方面内的一系列转子配置的示意图；

图34是安装在模块化泵的一个方面的包覆成型定子内的转子的顶部透视图；

图35是模块化泵的一个方面的顶部透视图，示出泵体与包覆成型定子内的保持销的连接；

图36是泵体的底部透视图，示出在转子腔内分离压力侧和吸力侧的分离桨叶；

图37是图35的模块化泵沿线xxxvii-xxxvii的剖面透视图；

图38和图39是模块化泵的一个方面的顶部透视图，示出中心轴的凹端和位于中心轴的凹端上的轴承滚珠；

图40是紧固端盖的底部平面图，包含用于贴合到模块泵的剩余部分的偏置配件和保持槽的一个方面；

图41和图42是包含在紧固端盖内的偏置配件的透视图；

图43是模块化油泵或模块化水泵的一个方面的侧透视图；

图44是模块化流体泵的一个方面的第一侧面透视图；

图45是模块化流体泵的一个方面的另一侧面透视图；

图46是模块化流体泵的一个方面的底部侧面透视图；

图47是模块化流体泵的一个方面的另一底部侧面透视图；

图48是模块化流体泵的一个方面的第一侧视图；

图49是图48的模块化流体泵的第二侧视图；

图50是图48的模块化流体泵的第三侧视图；

图51是图48的模块化流体泵的第四侧视图；

图52是图48的模块化流体泵的顶部平面图；

图53是图48的模块化流体泵的底部平面图；

图54是图52的模块化流体泵沿线liv-liv的剖视图；

图55是图52的模块化流体泵沿线lv-lv的剖视图；

图56是图52的模块化流体泵沿线lvi-lvi的剖视图；

图57是模块化流体泵的一个方面的剖视图，并例示设置在流体泵的转子外壳内的流体通道；

图58是图48的模块化流体泵的第一分解第一透视图；并且

图59是图48的模块化流体泵的另一分解透视图。

具体实施方式

为便于说明，术语“上”、“下”、“右”、“左”、“后”、“前”、“垂直”、“水平”及其派生词应相对于图1所示的本发明。但是，应当理解的是，本发明可以假定各种替代取向，除非另有明确相反规定。还应理解的是，附图中所示和以下说明书中所描述的具体设备和工艺，只是所附权利要求中所限定的发明概念的示例性实施例。因此，除非权利要求书另有明确说明，与本文中所公开的实施例相关的具体尺寸和其他物理特性不应被视为限制。

如图1至图16和图18至图59所示，附图标记10通常是指模块化流体泵10，所述模块化流体泵可以用于各种流体组件中，以将不同粘度的材料(如油、水和其他类似的材料)从储器移动到另一个位置。模块化流体泵10可以被制造为包含每个模块化流体泵10中包含的各种标准特征，以及各种定制或可选特征，定制或可选特征可根据特定的应用或设计公差加入到模块化流体泵10。

再次参考图1至图16和图18至图59，模块化流体泵10，或用于非流体应用的其他类似电机，可以包含具有多个齿部13和绕组16的定子12，绕组位于定子12的齿部13上以形成定子12的极14。转子18包含中心轴20，大致半球形端部30位于中心轴20的每个轴端22。当绕组16受电流激励时，绕组包含限定与绕组16的电磁通信的多个转子磁铁84。外壳26包围定子12，并且包含第一固定端盖28，第一固定端盖接收中心轴20的半球形端部30中的至少一个，并且限定转子18的旋转轴32。第二紧固端盖34适用于接收转子18的中心轴20的一部分，并沿旋转轴32保持中心轴20。中心轴20和固定端盖28、紧固端盖34用于协同限定转子18的旋转轴32。中心轴20的半球形端部30中的一个与固定端盖28的接合使转子18和中心轴20与旋转轴32保持对齐，并在定子12的极14内保持平衡。可将单独的紧固端盖34定位成与中心轴20的相对的半球形端部30接合。紧固端盖34与相对的半球形端部30接合，以在两个半球形端部30之间并沿着模块化流体泵10的旋转轴32紧固中心轴20。

可以预期的是，紧固端盖34在某些方面可以包含各种可针对特定应用进行修改的定制特征件36。通过这种方式，可以在模块化流体泵10上添加紧固端盖34，使模块化流体泵10可用于广泛的应用和设计条件。

再次参考图1至图16和图18至图59，中心轴20的半球形端部30由单独的第一和第二轴承滚珠38限定，第一和第二轴承滚珠位于中心轴20的凹端40。通过这种方式，中心轴20的凹端40与每个轴承滚珠38的表面形成紧密接合。这种紧密接合使得在轴承滚珠38与固定端盖28和紧固端盖34中的每一者之间实现基本平稳运行。此外，如下面更详细讨论的，流体44的流42移动穿过模块化流体泵10也可以引导一定数量的流体44的流42在轴承滚珠38和凹端40的接合之间以及在轴承滚珠38和凹座46之间沉淀，其中凹座形成于模块化流体泵10的固定端盖28和紧固端盖34内。通过这种方式，流体44可以在轴承滚珠38和模块化流体泵10的其他部件的直接接合之间形成粘性垫层48或屏障。通过使用在轴承滚珠38和其他部件之间的流体44的粘性垫层48，可以减少或基本上消除模块化流体泵10的转子18、轴承滚珠38和其他部件之间的磨损。

在所述设备的一个示例性方面，轴承滚珠38可以包含具有严格公差等级和镜面光洁度的52100铬钼钢轴承滚珠。应当理解的是，根据模块化流体泵10的设计，轴承滚珠38可以包含其他各种尺寸。

再次参考图1至图16和图18至图59，包覆成型定子12的凹座46可以由包覆成型化合物172一体成形。中心轴20的凹端40通常是圆形或球形的凹陷，并且由中心轴20的粉末状金属材料一体成形或以其他方式限定。如上所述，容纳轴承滚珠38的凹座46和凹端40呈半球形，并且适于保持流体44的连续膜以保持粘性，润滑围绕轴承滚珠38的垫层48，从而减少对部件的磨损。

根据所述设备的各个方面，如图24至图28所示，定子12和印刷电路板(pcb)142使用可能包含低压和温度成型热固性复合材料的包覆成型化合物172包覆成型。可以预期的是，pcb142上的包覆成型的形状可以包含足以覆盖pcb142的电气部件的任何一种配置的标准几何形状。利用标准几何形状，如长方体、锥形或圆柱形棱柱，单一的工具可以用来包覆成型pcb142的广泛配置。在模块化流体泵10的内部，这种成型工艺通常用于设置模块化流体泵10的各种一体功能特征。这些特性的形成可以包含但不限于在pcb142内设置冷却区144，以冷却各种电气部件152；保护电气部件152免受损坏和/或污染；形成用于接收轴承滚珠38的一体轴承袋146；创建凹槽174，使流体44的活动流42以流体44的次级流194的形式通过次级流道192；将温度传感器178或接收传感器178的插座定位在板上，以检测流过次级流道192的流体44的温度；以及创建基准面，以实现无需紧固件的设计。这种无需紧固件的设计描述了保持销140和紧固端盖34之间的接合，这将在下文进行更详细的描述。另外，印刷电路板142的包覆成型可以限定各种遮挡区148，在遮挡区内，各种部件贴合在印刷电路板142上。

再次参考图1、图11至图16、图40至图42和图54至图59，限定在固定端盖28和紧固端盖34(在一些实施例中)内的凹座46可以采用半球形插座的形式以适于在转子18的中心轴20的每个轴端22上接收轴承滚珠38的一部分。利用这种配置，位于相对的半球形插座之间的转子18内的一定量的摆动或运动可能出现在具有紧固端盖34的模块化流体泵10内。为了抵消相对的凹座46之间的这种通常的轴向摆动，紧固端盖34可以包含压力偏置配件60，该压力偏置配件至少部分包围位于紧固端盖34附近的轴承滚珠38。根据所述设备的各个方面，压力偏置配件60与流体44的流道62连通，流道在定子12和转子18之间延伸，并延伸穿过模块化流体泵10的部分。

再次参考图1、图11至图16、图40至图42和图54至图59，在模块化流体泵10操作期间(转子18在定子12内旋转)，流体44的流42通过流道62产生。通过流道62的流体44的流42产生在压力偏置配件60内的轴向压力64。转子18旋转得越快，流体44的流42就会越快流过流道62。反过来，流体44的流42的速度增加会导致施加在压力偏置配件60内的和对轴承滚珠38施加的压力64增加。压力偏置配件60包含压力通道66，该压力通道在轴向上并且通常沿着旋转轴32将压力64朝向轴承滚珠38引导。在所述设备的各个方面，轴承滚珠38至少可以部分位于压力偏置配件60的压力通道66内。这种轴向压力64沿着旋转轴32将靠近紧固端盖34的轴承滚珠38压缩进中心轴20。这种轴向压力64反过来将中心轴20压在下轴承滚珠232上，并压入固定端盖28。利用通过流道62的流体44的流42所产生的压力64，轴向压力64可以将转子18轴向固定在定子12内，并防止转子18产生偏离或偏心于旋转轴32的摆动、摇晃或其他不必要的位移。

至少如图35至图59所示，压力偏置配件60包含用于接收上轴承滚珠234的轴承袋146。偏置配件60可以由粉末状金属制成，以提供用于接收上轴承滚珠234的高级且可重复的袋几何形状。粉末状金属还提供了多孔表面光洁度以促进保留流体44，流体以粘性垫层48的形式流过流道62，用于润滑轴承滚珠38、轴承袋146和轴承系统的其他部分，轴承系统通常包含轴承滚珠38、中心轴20、固定端盖28和紧固端盖34的压力偏置配件60。

再次参考图35至图59，偏置配件60的压力通道66为从偏置配件60的中心配件68径向延伸的小槽的形式。通常，中心配件68位于轴承袋146的相对侧。通过这种配置，当组装到歧管上时，中心压力配件60提供偏压64以及少量泄漏到轴承袋146的顶部的流体44。该界面上的压力64与使用过程中内齿轮油泵92产生的压力64成比例。由于模块化流体泵10内的力在内齿轮油泵92附近更高，转子18的中心轴20对下轴承滚珠232和上轴承滚珠234的轴向负荷成比例地更高，以确保转子18的中心轴20保持居中在轴承袋146内，轴承袋限定在包覆成型定子12和紧固端盖34内。这种配置还确保流体44的流42与轴承系统接触。当模块化流体泵10内的力较低时，特别是在模块化流体泵10启动时，沿中心轴20的轴向负荷很小，甚至没有，因此易于启动。在无传感器的模块化流体泵10的应用中尤其如此。

根据所述设备的各个方面，模块化流体泵10的转子18和外壳26之间的主要物理界面位于转子18的中心轴20的凹端40的轴承滚珠38之间。如上所述，利用模块化流体泵10中的流体44，这些凹端40以及凹座46的半球形插座可以在下轴承滚珠232和上轴承滚珠234周围形成基本连续的流体粘性垫层48。该粘性垫层48可以最大限度地减少下轴承滚珠232和上轴承滚珠234与中心轴20和凹座46的半球形插座之间的接合的摩擦和磨损。该流体粘性垫层48防止中心轴20和下轴承滚珠232和上轴承滚珠234之间以及每个轴承滚珠38和各自的凹座46之间的物理摩擦或直接物理接触。

再次参考图1、图8至图16和图27至图43，在形成模块化流体泵10时，每个模块化流体泵10的部件一般是相似的，但尺寸和规模可以有所不同。如图33所示，可以预期的是，可以根据不同的尺寸和规模制造模块化流体泵10，因此作为非限制性示例，模块化流体泵10可以包含小型、中型和大型版本，这三个版本的每一个都可以有三种不同的高度，因此可以有九种选择。还可以预期的是，可以提供模块化流体泵10的其他版本，包含模块化流体泵10的基础部件的其他高度和规模。

此外，并如下文将进行的更详细的描述，模块化流体泵10可以被配置为在特定的设计配置中可在广泛的方向和轴上进行定位。因此，模块化流体泵10不分前后，但可以在特定的设计中以各种旋转方向定位。此外，各种电线的路由可以与跨接连接器和其他配置结合使用，其中跨接连接器和其他配置可在轴向配置范围内提供模块化流体泵10的多个操作方向。

再次参考图1、图8至图16、图29至图43和图54至图59，模块化流体泵10的转子18可以包含中心轴20，中心轴延伸穿过转子体80，转子体可以用塑料包覆成型。转子体80可以包含一系列磁铁通道或磁铁袋82，磁铁通道或磁铁袋被定位成与转子18的旋转轴32平行，以接收转子磁铁84，转子磁铁在转子18和定子12的绕组16之间提供电磁通信。转子体80内的这些磁铁袋82可以被配置成接收各种类型的磁铁84。

如图8至图14和图54至图59所示，中心轴20可以包含多个紧固几何体86，紧固几何体与中心轴20相互作用并用于相对于中心轴将转子体80保持到位。这些紧固几何体86可以包含沿中心轴20轴向变化的可变剖面厚度。紧固几何体86还可以包含沟槽或脊88，沟槽或脊限定在中心轴20的一部分内。由于转子体80通常是围绕中心轴20成型的，转子体80直接接合并保持在紧固几何体86内。这种接合将转子体80相对于中心轴20轴向并旋转固定。

如图1至图16和图18至图59的示例性方面所示，放置在转子18的磁铁袋82中的这些转子磁铁84可以包含烧结钕、粘结钕、粘结铁氧体和其他类似的磁铁84中的至少一种，其他类似的磁铁可以在模块化流体泵10的转子18中使用。除了不同类型的磁铁84，磁铁84的配置也可以是多种多样的。一片单独的磁铁84以及由一系列叠层制成的磁铁84可以在转子18内使用。磁铁84的使用和转子18的磁铁84的类型的可变性可以提供由转子18产生的磁力的不同强度。不同的磁铁84还可以用于提供当不同的绕组16通电时转子18可以产生的定制的电磁通信和定制的旋转扭矩。

再次参考图11至图16、图30至图37和图58至图59，转子18的中心轴20可以包含双d配置，双d配置包含沿中心轴20的至少一部分延伸的相对平面90。利用这种“双d”配置(如图11a的剖面所示)为模块化流体泵10的中心轴20和内齿轮油泵92之间提供了连续而高效的锁定连接。双d配置还允许中心轴20以至少两种配置定位在成型工具中，这样就不必须是单一方向。双d配置还提供了相对于中心轴20的磁铁84的扭矩锁定。此外，在这种配置(中心轴20在每个凹端40处由轴承滚珠38支撑)中使用双d配置是很重要的。双d配置是自然对称的，能够沿着转子18的旋转轴32居中。因此，在模块化流体泵10的设计中，通常不使用对重平衡。

再次参考图1、图8至图16、图30至图37和图54至图59，中心轴20通常由金属材料制成，如粉末状金属。在某些情况下，中心轴20可以从转子18的磁铁84接收磁通量100。在这种配置中，可以通过下轴承滚珠232和中心轴20之间的磁连接来安装至少下轴承滚珠232，中心轴可通过从磁铁84接收的磁通量100被磁性通电。在这种配置中，下轴承滚珠232可与转子18的凹端40磁耦合，转子18的凹端40可设置在定子12内，而下轴承滚珠232磁耦合至定子。以这种方式，转子18的中心轴20可以作为安装工具将下轴承滚珠232定位在定子12底座上的凹座46和外壳26的固定端盖28内。

现在参考图1至图8和图18至图22，模块化流体泵10的构建可以包含通过对齐形成定子12的内部结构的叠层组120来形成定子12，定子包含定子极14的齿部13。在某些实施例中，组成定子12的单个叠层包含针脚调整件15，针脚调整件用作对齐特征件，以保持叠层组120处于对齐配置。通过这些针脚调整件15，在形成定子12的过程中，不需要单独的紧固件来将叠层组120保持在一起。顶部叠层可以包含接收垂直相邻针脚调整件15的孔，而不具有针脚调整件15。这种配置确保叠层组120的顶面是水平的，并且不具有可能使端板122或组件的其他部分错位的凸出特征件。

通常，定子12将是三相定子12，其中三个独立的绕组16缠绕在齿部13上以形成不同的定子极14。应当理解的是，虽然在示例附图中示出了六个定子极14，但是可以利用定子极14的其他配置以及电机的不同相位配置。

当完成定子12的叠层120时，在叠层组120的每端分别放置端板122，以将叠层组120紧固在一起。通常，端板122滑动配合或压配合到叠层组120的相对端。通过这种配置，叠层组120和端板122没有紧密地紧固在一起，并且可以用手分离。应当理解的是，可以用铆钉、螺栓、焊接和其他连接机制来将叠层组120紧固在一起。

当完成叠层组120并且端板122到位时，可以将绕组16围绕定子12的齿部13放置。将绕组16放置在叠层组120的齿部13以及端板122上方，用于将组件紧固在一起形成整体定子12。定子12被配置为三相绕组，其中三根独立的电线136缠绕在定子12的齿部13上，从而以预定配置形成极14。绕组完成后，将电线136的接头端130紧固到端板122中的一个内。顶部端板132包含各种紧固塔134，紧固塔可以接收绕组16的电线136的接头端130。在形成模块化流体泵10的过程中，这些紧固塔134可以接收电线136的各种接头端130，并将其保持在特定位置。这些电线136可以为各种u形、v形和w形电线136以及从定子12和定子12的绕组16引出的接地线162的形式。正如将在本文更充分地讨论的，相对于固定端盖28、紧固端盖34的叠层组120的旋转方向不是关键的，并且可以根据特定设计的需要以90度增量进行切换。

如图5至图6a和图22所示，安装绕组16、并将电线136的接头端130紧固到紧固塔134内后，多个保持销140可以通过定子12的叠层组120和端板122定位。如下文将更详细地描述的，这些保持销140用于保持紧固端盖34到位，并紧固模块化流体泵10的整个组件，整个组件包含紧固端盖34，紧固端盖可包含用于特定设计的定制特征件36。虽然示出了用于定子12和模块化流体泵10的直线几何体，但其他多边形几何体也可以用于产生模块化流体泵10的非定向设计。

现在参考图7、图8a和图18至图26，在紧固保持销140后，pcb142可以安装在各种定位特征件或结构柱150上，定位特征件或结构柱将pcb142定位成与接头端130和顶部端板132的紧固塔134隔开。pcb142可以包含各种电气部件152，电气部件可以包含但不限于各种微处理器、场效应晶体管(fet)驱动器、驱动晶体管、温度传感器178、接线端子和其他类似特征键。如下文将更详细地描述的，在模块化流体泵10操作期间，通过模块化流体泵10的流体流道62的一部分可以靠近或直接接合这些电气组件152，从而冷却这些部件。

再次参考图7、图8a和图18至图26，当定位pcb142时，绕组16的电线136的接头端130可以缠绕到pcb142直到位于pcb142的顶部表面的接线端子154。以这种方式，一根单独且连续的电线136就可以形成这些绕组16和接头端130。因此，接头端130可以直接焊接到接线端子154处的pcb142上，这样在绕组16和pcb142之间不需要中间接头。绕组16和pcb142之间接线的这种配置可以节省大量的时间、费用和资源。

根据所述设备的各个方面，从各个绕组16引导的电线136的接头端130可以定位在pcb142内的特定焊盘156上。可以预期的是，pcb142的接地部分160是专用于贴合可与定子12接触的各个接地线162的焊盘156。通过将接地线162的焊盘156的位置与焊盘156形式的接线端子154的位置分开，对于绕组16的接头端130，可以最小化并且基本消除为了将绕组16的电线136与接地线162分开而付出的额外工作。由于这些单独的电线136通常位于pcb142的相对侧，因此在分开的焊盘156内单独进行焊接操作可确保绕组16的接头端130与接地线162之间不发生短路。pcb142的各个焊盘156可以在pcb142制造过程中预镀锡，或在将电线136连接到焊盘156的焊接操作之前的某个时间点预镀锡。可通过向镀锡盘156添加焊剂来实现焊盘的预镀锡。该焊剂可以通过涂、刷、滴或其他类似的处理过程设置在pcb142上。在所述设备的各个方面，可以用印刷头将焊剂印刷到pcb142上，其中印刷头将特定数量的焊剂设置到pcb142的特定和预先限定的区域上。

再次参考图4至图7a和图20至图26，放置绕组16的电线136，并将这些电线136贴合到焊盘156上，可以用于模块化流体泵10的各个方面。此外，在定子12内放置和紧固电线136的过程可以用于各种各样的电机。这种电机可以用于风扇、叶轮、泵、驱动机构、步进电机、其组合和其他类似类型的电机。通过示例且非限制的方式，利用应变释放292和凹槽292来最大限度地减少施加在电线136上的应变，可以在广泛的电机应用内使用。同样地，无需使用中间接头，用一根用于绕组136的连续电线136和接头端130，以及将这些一体接头端130放置在pcb142的特定预镀锡区域也可以用于各种电机相关的应用。此外，本文描述的模块化流体泵10的各种特征件适用于广泛的电机应用。

现在参考图9至图10a和图22至图28，在将绕组16的接头端130和接地线162焊接到pcb142的合适部分后，用包覆成型化合物172将定子12的结构包覆成型，以使定子12的各个部件绝缘。在这种包覆成型操作中，接地线162和接头电线136的触点可以通过包覆成型凸出，以便在模块化流体泵10的最终安装中将电力和数据接线连接。进行包覆成型，使得通常包含在内(pcb142内)的定子12和控制器组件170将通过定子12的极14之间的转子18的内径230将各种凹槽174包含在包覆成型化合物172内。这些凹槽174也可以位于定子齿部13的端部。定子12的包覆成型化合物172内的这些凹槽174提供流体通道176，流体通道将在定子12和转子18之间提供流42以冷却pcb142的各个部件和电气部件。通过在定子12的极14之间或附近区域内的凹槽174，流体44的流42还提供经过pcb142的热敏电阻或其他类型的温度传感器178的流体44的流42，热敏电阻或其他类型的温度传感器与次级流道194热通信，次级流道可用于监控流过模块化流体泵10的流体44的温度以及模块化流体泵10的各个部件的温度。此外，这些凹槽174可以允许流体44移动到下轴承滚珠232和上轴承滚珠234中的一者或两者，以提供上述的粘性流体垫层48。

如图1、图13至图16、图27至图29和图43至图59所示，在转子18在定子12内的操作期间，流体44的主流196流过模块化流体泵10，模块化流体泵提供了通过模块化流体泵10的粘性流体44的主要移动。由包覆成型化合物172(通常是以树脂或其他聚合物材料的形式)形成的凹槽174提供次级流道192，次级流道将流体流42的一部分转向模块化流体泵10的pcb142、温度传感器178和一个或两个轴承滚珠38。可以预期的是，通过次级流道192的流体44的次级流194基本比流体44的主流196小，因此模块化流体泵10的操作不会因使流体44的次级流194流过次级流道192而过度减少。利用次级流道192为模块化流体泵10提供了更高效、一致的操作。此外，次级流道192足够小，不会对模块化流体泵10的性能产生不利影响。

流体44的流42通过主流道198和次级流道192是利用内齿轮油泵92的操作来进行的。内齿轮油泵92直接与中心轴20连接，因此当激活模块化流体泵10时，电流流过定子12内的绕组16的至少一部分。激活绕组会产生电磁力(emf)，电磁力使转子18相对于定子12的极14旋转。因为内齿轮油泵92与转子18连接，反过来，转子18的操作带动内齿轮油泵92的操作。通过操作内齿轮油泵92产生的各个流袋210使流体44流过进口212、主流道198和次级流道192，并流入模块化流体泵10的出口214。

现在参考图11至图15a和图29至图39，定子12包覆成型后，可以将转子18定位在定子12的内径230内。如上所述，通过将第一或下轴承滚珠232以及第二或上轴承滚珠234放置在中心轴20的轴端22上，可以将下轴承滚珠232定位在固定端盖28的凹座46内。来自转子18的磁铁84的磁通量100可以激励中心轴20形成磁场，该磁场可以作为保持下轴承滚珠232的磁铁84。通过将轴承滚珠38中的一个或两个磁力贴合到中心轴20的凹端40，中心轴20可用作将下轴承滚珠232定位在凹座46内的工具，其中凹座限定在模块化流体泵10的固定端盖28内。

模块化流体泵10的转子18通常将包含四个磁铁84，磁铁与定子12的六个极14电磁协作。如果包含了定子12的极14的不同配置，转子18的磁铁84的配置通常也会发生变化。通常情况下，转子18的磁铁84的数量与定子12的极14的数量是不同的，这样，当定子12的绕组16通电时，产生的emf将使转子18在定子12内旋转。

可以预期的是，各个密封组件110可以包含在包覆成型定子12和保持内齿轮油泵92的泵体240内。各个密封组件110可以将o形圈112保持在其中。泵体240可以贴合到包覆成型定子12上，并放置在保持销140上方。在泵体240内，内齿轮油泵92至少部分地定位并对齐中心轴20的位置，以设置旋转位置从而使磁铁84围绕中心轴20旋转。如上所述，泵体240和内齿轮油泵92可以相对于包覆成型定子12定位在各个旋转位置。可以预期的是，定位泵体240可以确定限定在定子12的极14之间(或沿着定子的极限定)的多个凹槽174或流体通道176中的哪一个将作为流体44的次级流194的次级流道192。

举例来说(非限制)，泵体240可以包含限定次级流道192的进端口250和出端口252。进端口250可以相对于模块化流体泵10的矩形体在每个旋转位置与一组相应的凹槽174对齐。因此，无论泵体240和内齿轮油泵92的位置如何，泵体240和内齿轮油泵92通常都会与限定在定子12的极14附近的一组相应的凹槽174对齐。泵体240和内齿轮油泵92的取向可以根据包含模块化流体泵10的设备的精确配置而改变。

在各个方面，可以预期的是，泵体240的确切取向可能不是必要的考虑因素，因此在形成模块化流体泵10时，泵体240的取向不是那么重要，只要内齿轮油泵92与转子18的旋转轴32对齐即可。如下文将更详细地描述的，泵体240和紧固端盖34被配置为在多个旋转位置上与定子12和pcb142对齐。这些旋转位置通常是对应于保持销140的放置而呈90度的增量。当模块化流体泵10具有其他多边形的几何形状时，可以使用其他度数的增量。

如图34至图42和图54至图59所示，内齿轮油泵92和泵体240形成了内齿轮油泵92的腔体，该腔体至少部分地限定主流道198。泵体240还包含流端口，流端口延伸穿过泵体240以将流体44的有压流42从内齿轮油泵92的压力侧向下引导到形成次级流道192的凹槽174，并且其中流端口还允许流体44的有压流42通过次级流道192返回并到达内齿轮油泵92的吸力侧。此外，泵体240包含材料壁，材料壁将内齿轮油泵92的压力侧与内齿轮油泵92的吸力侧分开，其中材料壁用于将流体44的流42偏置到形成次级流道192的凹槽174中，以限定流体44的次级流194。该材料壁可以包含一个或多个(通常是两个)桨叶242，桨叶通常是固定的并位于转子18的中心轴20附近。这些桨叶242从泵体240向下延伸，在转子腔244中将压力侧与吸力侧分开。这用于将流体44的次级流194向下引导到限定次级流道192的成型凹槽174上。流体44的该次级流194用于润滑轴承滚珠38，也用于冷却pcb142的各个部件。除了流体44的次级流194之外，还可以预期的是，使用内部润滑脂来润滑模块化流体泵10的内部部件。

再次参考图14至图16、图35至图39和图54至图59，将泵体240和内齿轮油泵92放置在包覆成型定子12上后，模块化流体泵10的基础形式260基本上完成了。该组件可能不会紧固到保持销140上。根据所述设备的各个方面，可以将模块化流体泵10的紧固端盖34旋转紧固到保持销140上，以将各部件紧固在一起，从而形成模块化流体泵10。保持销140可以包含对应于定子12的不同长度的多种长度。保持销140的不同长度也适应泵体240和紧固端盖34的不同尺寸。

参考图14至图16和图40至图59，模块化流体泵10的紧固端盖34可以包含与泵体240和内齿轮油泵92接合的标准侧270。该标准侧270的配置可能与模块化流体泵10的各种设计基本相似。与标准侧270相对的是定制侧272，其中特定设计的各个部件将在紧固端盖34内实现。在标准侧270上，一个或多个保持槽274可以限定在紧固端盖34的材料内。这些保持槽274可以包含眼槽，眼槽可以接收每个保持销140的槽端276。当每个保持销140的槽端276进入保持槽274的眼时，紧固端盖34的旋转使每个销的槽端276移动穿过保持槽274，并将保持销140的每个槽端276紧固到相应的保持槽274内。

还可以预期的是，包含在紧固端盖34内的保持槽274可以倾斜，这样旋转紧固端盖34也将紧固端盖34偏置到每个保持销140上，并且将紧固端盖34偏置到泵体240上压缩密封组件110内的o形圈112以大体上形成流体紧密配合，流体紧密配合限定了紧固端盖34的多个锁定位置278中的任何一个。紧固端盖34的保持槽274内可包含多个爪，以将每个保持销140的槽端276基本上紧固到紧固端盖34的协作槽内。通过这种方式，可以在不需要诸如螺栓、螺钉、焊接等紧固件和其他在常规流体泵中用于将部件紧固在一起的贴合机构和方法的情况下，形成模块化流体泵10。

由于模块化流体泵10是通过紧固端盖34与保持销140的扭锁旋转接合而紧固在一起的，模块化流体泵10需要钻孔的数量大大减少，并且模块化流体泵10发生泄漏的可能性也降低了。通过这种配置，可以主要通过模块化流体泵10中堆叠的三个部件来锚固模块化流体泵10，即包覆成型定子12、泵体240(它们组合形成基础形式260)和歧管，其中歧管通常为模块化流体泵10的紧固端盖34的形式。通过配置紧固端盖34中的偏置或保持槽274，紧固端盖34的扭锁机构或配置提供了紧固端盖34和泵体240之间的偏置配合，以将模块化流体泵10的各个部件保持在一起。由于泵体240和紧固端盖34包含加工特征件，因此这些部件可以保持并满足模块化流体泵10所需的公差要求。

再次参考图4至图8a和图20至图26，如上所述，从绕组16延伸到pcb142的电线136不包含中间接头。包含在顶部端板132内的紧固塔134提供绕组电线136上的应变释放290，并提供结构通道以将电线136从绕组16引导到pcb142边缘的应变释放290。该应变释放290可以包含位于pcb142的外边缘的应变释放缺口292。还为pcb142提供了结构支撑，用于将电线136折叠并固定到pcb142上，同时焊接到预镀锡焊盘156。用于pcb142的该结构是由热熔柱150提供的，热熔柱从位于形成定子12的叠层组120的其中一端的顶部端板132向上延伸。这些柱150并入到顶部端板132内，以为pcb142提供支撑。当在pcb142上进行各种操作(如焊接、折叠电线136和其他类似的操作)时，热熔柱150提供了pcb142下方的结构，以支撑pcb142并防止pcb在制造过程中损坏。此外，由热熔柱150限定的顶部端板132和pcb142之间的空间还可以提供至少一部分次级流道192，通过次级流道，流体44的次级流194可以移动以冷却pcb142的部件。

根据所述设备的各个方面，如图11至图14所示，可以预期的是，在绕组16定位在定子12的极14上之后但在包覆成型化合物172覆盖定子12之前，可以在定子12内设置至少一个磁通收集器袋310。这些磁通收集器袋310可以用于从转子18引导磁场，并将该磁场引导到pcb142上的霍尔效应传感器。霍尔效应传感器可以用于可选的传感器通信，以评估转子18相对于定子12的旋转位置。在某些条件下，磁通收集器袋310可以安装在模块化流体泵10的每种设计中。应当理解的是，并非模块化流体泵10的所有实施方式都需要磁通收集器。在其中使用转子18无传感器通信的配置中，定子12内可以不包含磁通收集器袋310。

再次参考图1至图16和图18至图59，模块化流体泵10的各种配置可以包含模块化流体泵10的大多数(如果不是全部的话)实施方式通常会包含的各个标准部件。这些部件可以包含，但可能不限于转子18、中心轴20和具有磁铁袋82的转子体80。如上所述，转子18的磁铁84的确切配置和材料可能会根据模块化流体泵10的确切用途和实施方式而改变。定子12、极14和绕组16通常作为标准部件包含在模块化流体泵10的每种设计中。此外，绕组16的电线136和接地线162通常也包含在模块化流体泵10的每种设计以及与pcb142的连接中。围绕定子12的包覆成型化合物172、保持销140和pcb142通常也是模块化流体泵10各个方面的标准部件。在模块化流体泵10内也可以包含各种定制特征件36。如上所述，这些定制特征件36还可以包含用于设置在转子18的磁铁袋82内的磁铁84的材料、内齿轮油泵92和泵体240相对于定子12的旋转位置、用于在特定应用中定向模块化流体泵10的位置并pcb142一起使用的跨接连接器、紧固端盖34或歧管的确切配置。如上所述，紧固端盖34可以包含具有各种设计特定特征件的定制侧272，其中该特征件用于在特定应用、设置或设计中贴合或以其他方式与模块化流体泵10结合。

如图35至图59所示，内齿轮油泵92安装于泵体240内。在所述设备的各个方面，模块化流体泵10的内齿轮油泵92可以包含多种位移配置，根据泵体240配置的相应变化，这些配置可以在厚度和/或直径方面变化。因此，模块化流体泵10可以被设计成具有作为挤压坯的不同宽度的泵体240，该宽度与定子12的相应宽度匹配。通常，泵体240有三种不同配置，以匹配定子12的相应宽度。泵体240和定子12的可变配置使泵体240的厚度或内齿轮油泵袋直径具有灵活性，只需简单地改变机器程序，就能适应内齿轮油泵92的三种配置。将内齿轮油泵92安装在泵体240内之后，上轴承滚珠234位于转子18的中心轴20端部的凹座46上。

通过使用模块化流体泵10，可以预期的是，可以制造单个的模块化流体泵10或系列模块化流体泵10。在制造后，这些模块化流体泵10可以定制以用于特定的应用或设计。包含在模块化流体泵10内的定制化特征件可以允许在取向、某些材料、轴向配置和其他方面进行改变，从而使得模块化流体泵10可以纳入广泛的应用或设计。

现在参考图1至图59，在描述了模块化流体泵10的各个方面之后，公开了用于制造模块化流体泵10的方法400。根据所述方法400，形成包覆成型定子12，包覆成型定子具有多个保持销140，保持销从包覆成型定子12的一端延伸(步骤402)。还形成转子18，其中转子18包含金属中心轴20和多个磁铁袋82或凹陷(步骤404)。然后可以将磁铁84设置在限定在转子18内的每个磁铁袋82中(步骤406)。可以将轴承滚珠38与中心轴20的凹端40磁性贴合(步骤408)。如上所述，将磁铁84定位在转子18内可以产生磁通量100，磁通量为中心轴20提供磁性，该磁性足以在转子18安装期间保持轴承滚珠38在位。根据所述方法400，然后将轴承滚珠38(通常是下轴承滚珠232)和中心轴20定位成与固定端盖28的凹座46接合(步骤410)。如上所述，由于中心轴20通过由转子磁铁84提供的磁通量100受到磁激励，中心轴20可以作为工具以将下轴承滚珠232保持和定位在固定端盖28的凹座46内。然后可以将泵外壳26紧固到包覆成型定子12和保持销140上(步骤412)。然后将内齿轮油泵92紧固到泵体240内的中心轴20上(步骤414)。内齿轮油泵92至少部分地沿旋转轴32定位中心轴20和转子18。然后将紧固端盖34旋转紧固到保持销140的槽端276上(步骤416)。通过这种方式，紧固端盖34提供了扭锁配置，在不使用额外紧固件的情况下，扭锁配置将紧固端盖34紧固到保持销140。模块化流体泵10的这种无需紧固件的配置防止了常规流体泵中可能包含的紧固件孔和其他孔的不必要使用。

如图1至图59所示，紧固端盖34形式的歧管位于保持销140内，并旋转到位以为模块化流体泵10的其他部分(特别是各个o形环112)提供压缩负载。如本文所述，通常可以以90度的增量将包覆成型定子12组装在泵40的任何一侧以定位电气/数据连接器320，而不会影响模块化流体泵10的电机或液压功能。通过模块化流体泵10的这种模块化配置，泵10的各种配置具有广泛的优点。这些优点包含但不限于：压力范围高达约10巴、流范围高达约每分钟14升、温度范围为大约-40摄氏度至大约150摄氏度(暴露)、功能范围为大约-40摄氏度至大约125摄氏度(取决于负荷和流体)、电压在12vdc、24vdc和48vdc间变化、密封到用于内部或外部应用的ip6k9k、提供电磁兼容性、有传感器或无传感器的配置、可用于can、lin、pwn、开/关和其他通信格式的通信、板载温度传感、全诊断日志和记录、故障存储黑匣子、低噪声结构、适应苛刻封装约束的柔性架构以及用于灵活安装配置的客户专用歧管。

如本文所述，模块化流体泵10内包含的各个部件以及用于制造和操作模块化流体泵10的工艺，可与任何一种不同的流体泵设计一起使用。此外，在流体相关和非流体相关的设计和应用中，本文描述的这些部件和工艺也可以在其他类型的电机中实现。

应当理解的是，可以在不偏离本发明概念的情况下对上述结构进行变型和修改，而且进一步应当理解的是，除非这些权利要求书的语言另有明确说明，否则下列权利要求书意在涵盖这些概念。