JP2011106438A - 電気式ウォーターポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】
作動性能が向上して、耐久性が向上した電気式ウォーターポンプを提供する。
【解決手段】
外部から印加される制御信号によって磁場を発生させる固定子、固定子で発生する磁場によって回転する回転子、冷却水入口及び冷却水出口を含むポンプカバー、ポンプカバーとの間に渦室を形成する前面、外周部に形成されて固定子が装着される固定子チャンバー、固定子チャンバーの内周部に形成されて、回転子が装着される回転子チャンバーを含むボディー、中心軸を有し回転子と共に回転して回転子チャンバーに装着されているシャフト、シャフトの前端部に固定されて入口を通じて流入した冷却水を加圧して渦室に装着されるインペラ、ボディーの後端部に装着されて前面にはケース面が形成され後面は開口されて内部にドライバーチャンバーが形成されたドライバーケース、ドライバーチャンバーに装着されて固定子に制御信号を印加するドライバーを含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、電気式ウォーターポンプに関し、より詳細には、作動性能が向上して、耐久性が向上した電気式ウォーターポンプに関する。

一般に、ウォーターポンプは、エンジンの冷却及び室内の暖房のためにエンジン及びヒーターに冷却水を循環させるための装置である。ウォーターポンプから吐出された冷却水は、エンジン、ヒーター、またはラジエータと熱交換しながら循環した後、ウォーターポンプに再び流入する。このようなウォーターポンプは、大まかに機械式ウォーターポンプ（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｗａｔｅｒ ｐｕｍｐ）及び電気式ウォーターポンプ（ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｗａｔｅｒ ｐｕｍｐ）に区分される。

機械式ウォーターポンプは、エンジンのクランクシャフトに固定されたプーリに連結されて、クランクシャフトの回転（つまりエンジンの回転）によって駆動される。したがって、機械式ウォーターポンプから吐出される冷却水の流量はエンジンの回転速度によって決定される。しかし、ヒーター及びラジエータで必要とする冷却水の流量はエンジンの回転速度と関係なく決定されている。したがって、エンジン回転数が低い領域ではヒーター及びラジエータが正常に作動することができず、ヒーター及びラジエータを正常に作動させるためにエンジン回転数を高めなければならなかった。これによって、車両の燃費が低下する問題が発生した。

電子式ウォーターポンプは、制御装置によって制御されるモータによって駆動される。したがって、電子式ウォーターポンプは、エンジンの回転速度とは関係なく冷却水の流量を決定することができる長所がある。しかし、電子式ウォーターポンプに使用される部品は電気によって作動するので、電気的に作動する部品が十分な防水性能を有するようにすることが重要である。十分な防水性能の確保は電子式ウォーターポンプの性能を向上させて、耐久性を向上させる。

現在は、車両に電子式ウォーターポンプの適用が増加する傾向にある。それによって、電子式ウォーターポンプの性能を向上させて、耐久性を向上させるための多様な技術が開発されている。特許文献１参照。

特開２００６−２５７９１２号公報

本発明は前記のような点に鑑みてなされたものであって、本発明の主な目的は、作動性能及び耐久性が向上した電子式ウォーターポンプを提供することにある。

このような目的を達成するための本発明の電気式ウォーターポンプは、外部から印加される制御信号によって磁場を発生させる固定子、前記固定子で発生する磁場によって回転する回転子、冷却水が流入する入口及び加圧された冷却水が流出する出口を含むポンプカバー、前記ポンプカバーとの間に渦室を形成する前面、外周部に形成されて、前記固定子が装着される固定子チャンバー、そして前記固定子チャンバーの内周部に形成されて、前記回転子が装着される回転子チャンバーを含むボディー、中心軸を有し、前記回転子に固定されて前記回転子と共に前記中心軸を中心に回転して、前記回転子チャンバーに装着されているシャフト、前記シャフトの前端部に固定されて前記シャフトと共に回転し、前記入口を通じて流入した冷却水を加圧して、前記渦室に装着されるインペラ、前記ボディーの後端部に装着されて、前面にはケース面が形成され、後面は開口されて、その内部にドライバーチャンバーが形成されたドライバーケース、そして前記ドライバーチャンバーに装着されて、前記固定子に制御信号を印加するドライバー、を含み、前記ケース面の外周部は前方に突出され、前記ボディーの後端部に挿入される挿入部が形成されて、前記固定子の後端外周部には前記挿入部が挿入されて前記固定子の回転を防止する固定溝が形成されていることを特徴とする。

以下、下記の特徴を有する。
前記シャフトの回転摩擦を減少させるために、前記シャフトと前記前面との間には第１ベアリングが配置されている。

前記回転子は前記前面側に推力が発生するように非対称に形成されている。

前記推力によるシャフトと第１ベアリングとの間の干渉及び衝突を防止するために、前記第１ベアリングと前記シャフトとの間にはカップが装着され、シャフトの円滑な回転のために、前記カップと前記第１ベアリングとの間にはスラストリングが装着されている。

前記カップは弾性力があるゴム材質で形成され、前記スラストリングはセラミック材質で形成されている。

前記シャフトの回転摩擦を減少させるために、前記シャフトの後端部と前記ドライバーケースの前面との間には第２ベアリングが配置されている。

前記固定子は、磁性体の複数の片が積層されて形成される固定子コア、前記固定子コアの片を連結するインシュレ−タ、前記固定子コアを囲んで磁路を形成するコイル、そして前記固定子コア、インシュレ−タ、そしてコイルを囲んで密封する固定子ケース、を含む。

前記固定溝は前記固定子ケースの後端外周部に形成されている。

前記固定子ケースの内周面は前記回転子チャンバーの一部を構成する。

前記回転子チャンバーは流体が流れるように前記渦室と連結され、前記固定子チャンバーは前記回転子チャンバーに対して流体的に密閉されている。

前記固定子ケースの内周面には前記固定子の長さ方向に固定子溝が形成されて、固定子に付着した物質が回転子チャンバーでの冷却水の流れによって前記固定子溝に沿って除去される。

前記固定子ケースには回転子の回転による振動及び騒音を減殺する複数のダンピングホールが形成されている。

前記固定子ケースは低収縮材であるカリウム系を含む複合原料で製造される。

前記固定子は、回転子の位置を感知するホールセンサー、そして前記ホールセンサーで感知した回転子の位置によって固定子に印加される制御信号を制御するホールセンサー基板、をさらに含み、前記ホールセンサー及び前記ホールセンサー基板も前記固定子ケースの内部に密封される。

前記回転子は、中空の円筒形状で磁性体の回転子コア、前記回転子コアの外周面に装着される永久磁石、前記回転子コア及び前記永久磁石の両端部に装着されて、前記回転子コア及び永久磁石を一次的に固定する回転子カバー、そして前記回転子コア及び永久磁石が前記回転子カバーに装着された状態で前記回転子コア及び前記永久磁石の外周面を囲んで２次的に固定する回転子ケース、を含む。

前記回転子ケースは低収縮材であるカリウム系を含む複合原料で製造される。

本発明による電子式ウォーターポンプによれば、電気的に作動する固定子及び回転子が防水性能を有する樹脂材のケースで覆われているので、その性能及び耐久性が向上する。

また、ホールセンサー及びホールセンサー基板を固定子内に装着し、回転子の初期位置によって制御信号を変化させることによって、初期機動性が高まる。

さらに、回転子が装着される回転子チャンバーに冷却水が出入するので、回転子の冷却及び回転子チャンバー内の異物の除去が可能である。

そして、回転子チェンバーにおける冷却水の流れによって固定子に付着した物質を除去することによって、電気式ウォーターポンプの性能が向上する。

また、固定子ケースに形成されたダンピングホールによって振動及び騒音が減衰される。

本発明の実施例による電気式ウォーターポンプの斜視図である。 図１のＡ−Ａ線によって切開した断面図である。 本発明の実施例による電気式ウォーターポンプにおける固定子の斜視図である。

以下、本発明の好ましい実施例を添付した図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の実施例による電気式ウォーターポンプの斜視図であり、図２は図１のＡ−Ａ線によって切開した断面図である。

図１及び図２に示しているように、本発明の実施例による電気式ウォーターポンプ１は、ポンプカバー１０、ボディー３０、ドライバーケース５０、そしてドライバーカバー７０を含む。ポンプカバー１０の後端部にはボディー３０が結合されて渦室（ｖｏｌｕｔｅ ｃｈａｍｂｅｒ）１６が形成され、ボディー３０の後端部にドライバーケース５０が結合されることによって回転子チャンバー３８及び固定子チャンバー４２が形成され、前記ドライバーケース５０の後端部にドライバーカバー７０が結合されることによってドライバーチャンバー６４が形成される。

また、前記渦室１６にはインペラが装着され、前記回転子チャンバー３８にはシャフト８２に固定された回転子（ｒｏｔｏｒ）８４、８６、８８、９０が装着されていて、前記固定子チャンバー４２には固定子（ｓｔａｔｏｒ）１０１が装着され、前記ドライバーチャンバー６４にはドライバー８０が装着されている。前記シャフト８２は中心軸（ｘ）を有し、前記回転子８４、８６、８８、９０は前記シャフト８２と共に中心軸（ｘ）を中心に回転する。前記固定子１０１は前記シャフト８２の中心軸（ｘ）に同心に配置される。

ポンプカバー１０は、その前端部に入口１２が形成されて、冷却水が前記入口１２を通じて電気式ウォーターポンプ１内に流入し、その側面部に出口１４が形成されて、加圧された冷却水が前記出口１４を通じて流出する。前記ポンプカバー１０の入口１２の後端部には傾斜面１８が形成され、ポンプカバー１０の後端部２０は前記傾斜面１８から後側に延長されている。前記ポンプカバー１０の後端部２０は前記ボディー３０のカバー装着部４４にボルト（Ｂ）などの固定手段で結合される。前記傾斜面１８は前記シャフト８２の中心軸（ｘ）に対して傾いていて、前記傾斜面１８の延長線の交差点（Ｐ）は前記シャフト８２の中心軸（ｘ）上に位置する。

前記ポンプカバー１０の内部には冷却水が加圧される渦室１６が形成され、前記渦室１６には前記冷却水を加圧して出口１４を通じて流出させるインペラ（ｉｍｐｅｌｌｅｒ）２２が装着されている。前記インペラ２２はシャフト８２の前端部に固定されて、シャフト８２と共に回転する。このために、前記インペラ２２の中央にはボルトホール２９が形成され、前記ボルトホール２９の内周面にはねじ山が形成されている。したがって、前記ボルトホール２９に挿入されたインペラボルト２８が前記シャフト８２の前端部にねじ結合されることによって、インペラ２２がシャフト８２に固定される。前記インペラ２２と前記インペラボルト２８との間にはワォッシャー（ｗ）が介在される。

前記インペラ２２は、その前端部に前記傾斜面１８に対応する対向面２６を有している。したがって、前記対向面２６の延長線の交差点も前記シャフト８２の中心軸（ｘ）上に位置する。電気式ウォーターポンプ１における回転要素であるインペラ２２及び回転子８４、８６、８８、９０の中心及び電気式ウォーターポンプ１における固定要素である固定子１０１の中心を中心軸（ｘ）上に配置することによって、電気式ウォーターポンプ１に流入した冷却水が円滑にガイドされて、電気式ウォーターポンプ１の作動性能が向上する。

また、インペラ２２は、複数の羽２４によって複数の空間に区画されている。このような複数の空間に流入した冷却水は、インペラ２２の回転によって加圧される。

ボディー３０は、前記後面が開いている中空の円筒形状で、前記ポンプカバー１０の後端部に結合される。前記ボディー３０は、前記ポンプカバー１０との間に渦室１６を形成する前面３２と、前記ボディー３０の内部の外周部に形成されて、固定子１０１が装着される固定子チャンバー４２と、前記固定子チャンバー４２の内周部に形成されて、回転子８４、８６、８８、９０が装着される回転子チャンバー３８とを含む。

前記ボディー３０の前面３２には外側から中心に向かってカバー装着部４４、第１固定子装着面４０、第１ベアリング装着面４８、そして貫通ホール３４が順次に形成されている。

カバー装着部４４は、前記ポンプカバー１０の後端部２０に結合される。前記カバー装着部４４と前記後端部２０との間にはＯリング（Ｏ）などの密封手段が介在されて、渦室１６内の冷却水が外部に漏出するのを防止する。

第１固定子装着面４０は、前記前面３２から後方に突出されて、固定子チャンバー４２と回転子チャンバー３８との間の境界を定義する。前記第１固定子装着面４０にはＯリング（Ｏ）などの密封手段を介在した状態で固定子１０１の前端が装着される。

第１ベアリング装着面４８は、前記前面３２から後方に突出されている。前記第１ベアリング装着面４８と前記シャフト８２の前端部との間には第１ベアリング９４が介在されて、シャフト８２の回転を円滑にするだけでなく、シャフト８２が傾くのを防止する。

前記前面３２の中央部には貫通ホール３４が形成されて、シャフト８２の前端部が前記貫通ホール３４を通じて前記渦室１６に突出され、前記シャフト８２の前端部にインペラ２２が固定される。本明細書では、インペラ２２が前記シャフト８２にインペラボルト２８によって固定されることを例示した。しかし、前記インペラ２２はシャフト８２の外径に圧入されてもよい。

一方、前記第１固定子装着面４０と前記第１ベアリング装着面４８との間の前面３２には連結具３６が形成されている。したがって、回転子チャンバー３８は、流体が流れるように渦室１６と連結されている。このような連結具３６を通じて冷却水が出入することにより、電気式ウォーターポンプ１の作動によってシャフト８２、回転子８４、８６、８８、９０、そして固定子１０１で発生する熱が冷却される。したがって、電気式ウォーターポンプ１の耐久性を向上させることができる。また、冷却水に含まれている浮遊物が回転子チャンバー３８に蓄積されるのを防止することができる。

前記ボディー３０の内部の中央部には回転子チャンバー３８が形成されている。前記回転子チャンバー３８にはシャフト８２及び回転子８４、８６、８８、９０が装着されている。

シャフト８２の中間部にはその直径が他の部分の直径より大きい段差部８３が形成されている。本発明の実施例によれば、中空のシャフト８２を使用することもできる。

回転子８４、８６、８８、９０は、前記シャフト８２の段差部８３に固定されていて、非対称に形成されている。前記回転子８４、８６、８８、９０の非対称形状及び渦室１６と回転子チャンバー３８との間の圧力差によって前記シャフト８２には前面３２側に推力が発生する。シャフト８２に発生した推力は、シャフト８２を前面３２側に押して、シャフト８２の段差部８３と第１ベアリング９４との間に干渉及び衝突が発生し、それによって第１ベアリング９４が破損される。このようなシャフト８２の段差部８３と第１ベアリング９４との間の干渉及び衝突を防止するために、前記シャフト８２の段差部８３と前記第１ベアリング９４との間にはカップ１００が装着されている。このようなカップ１００は、弾力性があるゴム材質から製造されていて、シャフト８２の推力が第１ベアリング９４に伝達されるのを緩和させる。

一方、カップ１００が第１ベアリング９４と直接接触する場合、シャフト８２の推力が第１ベアリング９４に伝達されるのを緩和させることができるが、第１ベアリング９４とゴム材質のカップ１００との間で回転摩擦が発生して、電気式ウォーターポンプ１の性能を悪化させる。したがって、前記カップ１００と第１ベアリング９４との間にはスラストリング（ｔｈｒｕｓｔ ｒｉｎｇ）９８が装着されて、第１ベアリング９４とカップ１００との間の回転摩擦を減少させる。つまり、カップ１００はシャフト８２の推力を減少させ、スラストリング９８はシャフト８２の回転摩擦を減少させる。本明細書では、カップ１００の外周面に溝を形成し、前記溝にスラストリング９８が装着されたことを例示したが、これに限定されない。例えば、カップ１００の中間部に溝を形成し、前記溝にスラストリング９８を装着することもできる。さらに、前記カップ１００と前記第１ベアリング９４との間にスラストリング９８が介在される構成であれば、いずれのものでも本発明の思想に含まれるものとして理解されなければならない。

前記回転子８４、８６、８８、９０は、回転子コア８６、永久磁石８８、回転子カバー８４、そして回転子ケース９０を含む。

磁性体である回転子コア８６は、円筒形状で、前記シャフト８２の段差部８３に圧入や溶接などの方法によって固定される。前記回転子コア８６は、その外周面に複数の溝（図示せず）が長さ方向に形成されて、各溝に永久磁石８８が挿入されて装着される。

永久磁石８８は、回転子コア８６の外周面に装着される。

一対の回転子カバー８４は、回転子コア８６及び永久磁石８８の両端部にそれぞれ装着される。前記回転子カバー８４は、前記回転子コア８６及び永久磁石８８を一次的に固定して、比重の高い銅やステンレス鋼で製造される。

回転子ケース９０は、前記回転子コア８６及び永久磁石８８が前記回転子カバー８４に装着された状態で前記回転子コア８６及び前記永久磁石８８の外周面を囲んで２次的に固定する。前記回転子ケース９０は、低収縮材であるカリウム系を含む複合原料（Ｂｕｌｋ Ｍｏｌｄ Ｃｏｍｐｏｕｎｄ；ＢＭＣ）で製造される。このような回転子ケース９０の製造過程に対して簡略に説明する。

回転子コア８６及び永久磁石８８を回転子カバー８４に装着して、金型（図示せず）に前記回転子コア８６及び永久磁石８８が装着された回転子カバー８４を入れる。その後、カリウム系を含む複合原料を溶解して、高温（１５０℃）、高圧の状態で前記金型に挿入した後で冷却する。このように低収縮材で回転子ケース９０を製造すれば、回転子ケース９０の精密な製造が可能になる。通常の樹脂の収縮率は４／１０００〜５／１０００であるのに対し、低収縮材樹脂の収縮率は５／１００００程度である。高温の樹脂を金型に挿入して回転子ケース９０の形状を形成した後で冷却すると、回転子ケース９０が収縮して、所望の形状を形成することができない。したがって、低収縮率のカリウム系を含む複合原料で回転子ケース９０を製造すれば、冷却による回転子ケース９０の収縮が減少して、回転子ケース９０を精密に製造することができる。また、カリウム系を含む複合原料は、放熱性能が優れていて、回転子の熱を自ら冷却することができる。したがって、高熱による電気式ウォーターポンプの性能低下を防止する。

また、従来の回転子の製造方法によれば、回転子コアの外周面に永久磁石を接着剤を利用して接着した。しかし、回転子が回転することによって回転子に高温、高圧が発生するようになって、接着剤が溶解したり、永久磁石が離脱する問題が発生した。しかし、本発明の実施例によれば、回転子コア８６に装着された永久磁石８８が回転子カバー８４及び回転子ケース９０によって二重に固定されるので、永久磁石８８が回転子コア８６から離脱する問題を予防することができる。

前記ボディー３０の内部の前記回転子チャンバー３８の半径方向の外側には固定子チャンバー４２が形成されている。前記固定子チャンバー４２には固定子１０１が装着されている。

固定子１０１は、前記ボディー３０に直接または間接的に固定されていて、固定子コア１０２、インシュレ−タ１０４、コイル１０８、そして固定子ケース１０９を含む。
固定子コア１０２は、磁性体である複数の片が積層されて形成される。つまり、厚さが薄い複数の片を積んで、所望の厚さの固定子コア１０２を形成する。

インシュレ−タ１０４は、前記固定子コア１０２を構成する各片を互いに連結するもので、樹脂をモールディングすることによって形成される。つまり、複数の片が積層された固定子コア１０２を金型（図示せず）に挿入し、溶融した樹脂を前記金型に注入することによって、インシュレ−タ１０４が装着された固定子コア１０２を製造する。この時、固定子コア１０２及びインシュレ−タ１０４の前後端部にはコイル装着溝１０６が形成されている。

コイル１０８は、前記固定子コア１０２の外周面を囲んで磁路を形成する。

固定子ケース１０９は、前記固定子コア１０２、インシュレ−タ１０４、そしてコイル１０８を囲んで密封する。このような固定子ケース１０９は、前記回転子ケース９０と同様に、低収縮材であるカリウム系を含む複合原料（ＢＭＣ）でインサートモールディングによって製造される。

また、固定子ケース１０９のインサートモールディング時に、ホールセンサー１１２及びホールセンサー基板１１０を共にインサートモールディングすることができる。つまり、固定子１０１、ホールセンサー１１２、そしてホールセンサー基板１１０が一つの部品に製造される。

ホールセンサー１１２は、回転子８４、８６、８８、９０の位置を感知する。前記回転子８４、８６、８８、９０には位置を検出するための表示（図示せず）が形成されていて、ホールセンサー１１２が前記表示を読み取って回転子８４、８６、８８、９０の位置を検出する。

ホールセンサー基板１１０は、前記ホールセンサーで感知した回転子８４、８６、８８、９０の位置によって固定子に印加される制御信号を制御する。つまり、回転子８４、８６、８８、９０の位置によって固定子１０１の特定の部分には磁場の強さを強くし、他の部分には磁場の強さを弱くする。これによって、電気式ウォーターポンプ１の初期機動性が高まる。

前記ボディー３０の後端外周面にはケース装着部４６が形成されている。

ドライバーケース５０は、前記ボディー３０の後端部に結合されるもので、その前端部にケース面５２が形成されている。前記ドライバーケース５０が前記ボディー３０の後端部に結合されることによって、前記ボディー３０内に回転子チャンバー３８及び固定子チャンバー４２が形成される。前記ドライバーケース５０の前端外周側にボディー装着部６０が形成されて、前記ケース装着部４６にボルト（Ｂ）などの固定手段で結合される。

前記ケース面５２は、外側から中心に挿入部５４、第２固定子装着面５６、そして第２ベアリング装着面５８が順次に形成されている。

挿入部５４は、ケース面５２の外周部に形成されていて、前方に突出されている。このような挿入部５４は、前記ボディー３０の後端部に挿入されて密着する。前記挿入部５４と前記ボディー３０の後端部との間にはＯリング（Ｏ）などの密封手段が介在されて、固定子チャンバー４２を密封する。

第２固定子装着面５６は、前記ケース面５２から前方に突出されて、固定子チャンバー４２と回転子チャンバー３８との間の境界を定義する。前記第２固定子装着面５６にはＯリング（Ｏ）などの密封手段を介在した状態で固定子１０１の後端が装着される。前記第１固定子装着面４０と前記固定子１０１の前端との間に介在されたＯリング（Ｏ）及び前記第２固定子装着面５６と前記固定子１０１の後端との間に介在されたＯリング（Ｏ）によって、前記固定子チャンバー４２は前記回転子チャンバー３８と連通しない。したがって、回転子チャンバー３８に流入した冷却水は固定子チャンバー４２に流入しない。

第２ベアリング装着面５８は、前記ケース面５２から前方に突出されている。前記第２ベアリング装着面５８と前記シャフト８２の後端部との間には第２ベアリング９６が介在されて、シャフト８２の回転を円滑にするだけでなく、シャフト８２が傾くのを防止する。

前記ドライバーケース５０の後端は開いている。このように開口された後端にディスク形状のドライバーカバー７０がボルト（Ｂ）などの結合手段で結合されることによって、ドライバーケース５０とドライバーカバー７０との間にドライバーチャンバー６４が形成される。このために、ドライバーカバー７０の外周面には前方に突出された突出部７２が形成され、前記突出部７２が前記ドライバーケース５０の後端外周面６２に挿入されて密着する。前記突出部７２と前記外周面６２との間にはＯリング（Ｏ）などの密封手段が介在されて、埃などがドライバーチャンバー６４に入るのを防止する。

ドライバーチャンバー６４には電気式ウォーターポンプ１の作動を制御するドライバー８０が装着されている。前記ドライバー８０は、マイクロプロセッサー及び印刷回路基板（Ｐｒｉｎｔｅｄ−Ｃｉｒｃｕｉｔ−Ｂｏａｒｄｄ；ＰＣＢ）を含み、外部の制御器（図示せず）にコネクタ７４を通じて電気的に連結されることによって、制御器の制御信号の印加を受ける。また、前記ドライバー８０は、前記ホールセンサー基板１１０に電気的に連結されて、制御器から印加された制御信号を前記ホールセンサー基板１１０に印加する。

一方、前記ドライバーチャンバー６４は、前記ケース面５２によって前記回転子チャンバー３８から遮られている。したがって、回転子チャンバー３８の冷却水はドライバーチャンバー６４に流入しない。

以下、図３を参照して、本発明の実施例による電気式ウォーターポンプ１における固定子１０１をより詳細に説明する。

図３は本発明の実施例による電気式ウォーターポンプにおける固定子の斜視図である。

図３に示されているように、固定子ケース１０９の後端外周部には複数の固定溝１０５が形成されている。このような固定溝１０５には前記挿入部５４が挿入されて、回転子８４、８６、８８、９０の回転による固定子１０１の回転及び軸方向の動きを制限する。このような固定溝１０５は、別途の工程や装置が必要なく、固定子ケース１０９のインサートモールディング時に形成されるので、製造工程が増加しない。また、固定子１０１を接着剤でボディー３０に接着したり、固定子１０１をボディーに圧入する方式で固定子１０１を固定するのではないので、固定子１０１の分離が容易である。したがって、固定子１０１が故障しても容易に交換することができる。

また、図２から分かるように、固定子ケース１０９の内周面は前記回転子チャンバー３８の一部を構成する。前記で言及したように、回転子チャンバー３８には冷却水が流入し、前記冷却水はシャフト８２及び回転子８４、８６、８８、９０の回転によって回転子チャンバー３８内で流動するようになる。したがって、前記固定子ケース１０９の内周面にその長さ方向に固定子溝１２２を形成すれば、回転子チャンバー３８内の冷却水が前記固定子溝１２２に沿って流れて、固定子ケース１０９の内周面に付着した浮遊物を除去するようになる。このような固定子溝１２２の形状は、回転子チャンバー３８での冷却水の流れを考慮して、当業者が容易に設定することができる。

さらに、回転子８４、８６、８８、９０の回転による振動、騒音、及び車両運転中に発生する振動を減殺するために、前記固定子ケース１０９には複数のダンピングホール１２０が形成されている。固定子チャンバー４２内の気体がこのようなダンピングホール１２０を通じて移動することによって、回転子８４、８６、８８、９０の回転による振動、騒音、及び車両運転中に発生する振動が吸収される。このようなダンピングホール１２０の位置及び形状は、固定子１０１の振動周波数及び圧力周波数によって当業者が容易に設定することができる。また、前記ダンピングホール１２０に発泡樹脂材または吸音材を充填して、振動及び騒音をさらに減殺することができる。

一方、前記固定子溝１２２及びダンピングホール１２０は、回転子８４、８６、８８、９０にも形成することができる。つまり、回転子ケース９０の外周面に溝（図示せず）を形成し、回転子チャンバー３８内の冷却水が前記溝に沿って流れて、回転子ケース９０の外周面に付着した浮遊物を除去するようにする。また、回転子ケース９０にホール（図示せず）を形成して、回転子８４、８６、８８、９０の回転による振動、騒音、及び車両運転中に発生する振動を吸収するようにしてもよい。

前述のように、本発明による電子式ウォーターポンプによれば、電気的に作動する固定子及び回転子が防水性能を有する樹脂材のケースで覆われているので、その性能及び耐久性が向上する。

また、ホールセンサー及びホールセンサー基板を固定子内に装着し、回転子の初期位置によって制御信号を変化させることによって、初期機動性が高まる。

さらに、回転子が装着される回転子チャンバーに冷却水が出入するので、回転子の冷却及び回転子チャンバー内の異物の除去が可能である。

そして、回転子チェンバーにおける冷却水の流れによって固定子に付着した物質を除去することによって、電気式ウォーターポンプの性能が向上する。

また、固定子ケースに形成されたダンピングホールによって振動及び騒音が減衰される。

以上で本発明に関する好ましい実施例を説明したが本発明は前記実施例に限定されない。
本発明の実施例から当該発明が属する技術分野で通常の知識を有する者は技術的範囲内において容易に変更することができる。

本発明は、作動性能が向上して耐久性が向上した電気式ウォーターポンプの分野に適用できる。

１ 電気式ウォーターポンプ
１０ ポンプカバー
１２ 入口
１４ 出口
１６ 渦室
２２ インペラ
３０ ボディー
３８ 回転子チャンバー
４２ 固定子チャンバー
５０ ドライバーケース
８０ ドライバー
８２ シャフト
８３ 段差部
８４ 回転子カバー
８６ 回転子コア
８８ 永久磁石
９０ 回転子ケース
９４ 第１ベアリング
９６ 第２ベアリング
１００ カップ
１０１ 固定子
１０２ 固定子コア
１０４ インシュレータ
１０８ コイル
１０９ 固定子ケース
１１０ ホールセンサー基板
１１２ ホールセンサー
１２０ ダンピングホール
１２２ 固定子溝

Claims (16)

1. 外部から印加される制御信号によって磁場を発生させる固定子、
   前記固定子で発生する磁場によって回転する回転子、
   冷却水が流入する入口及び加圧された冷却水が流出する出口を含むポンプカバー、
   前記ポンプカバーとの間に渦室を形成する前面、外周部に形成されて、前記固定子が装着される固定子チャンバー、そして前記固定子チャンバーの内周部に形成されて、前記回転子が装着される回転子チャンバーを含むボディー、
   中心軸を有し、前記回転子に固定されて前記回転子と共に前記中心軸を中心に回転して、前記回転子チャンバーに装着されているシャフト、
   前記シャフトの前端部に固定されて前記シャフトと共に回転し、前記入口を通じて流入した冷却水を加圧して、前記渦室に装着されるインペラ、
   前記ボディーの後端部に装着されて、前面にはケース面が形成され、後面は開口されて、その内部にドライバーチャンバーが形成されたドライバーケース、そして
   前記ドライバーチャンバーに装着されて、前記固定子に制御信号を印加するドライバー、を含み、
   前記ケース面の外周部は前方に突出され、前記ボディーの後端部に挿入される挿入部が形成されて、前記固定子の後端外周部には前記挿入部が挿入されて前記固定子の回転を防止する固定溝が形成されていることを特徴とする電気式ウォーターポンプ。
2. 前記シャフトの回転摩擦を減少させるために、前記シャフトと前記前面との間には第１ベアリングが配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の電気式ウォーターポンプ。
3. 前記回転子は前記前面側に推力が発生するように非対称に形成されていることを特徴とする、請求項２に記載の電気式ウォーターポンプ。
4. 前記推力によるシャフトと第１ベアリングとの間の干渉及び衝突を防止するために、前記第１ベアリングと前記シャフトとの間にはカップが装着され、シャフトの円滑な回転のために、前記カップと前記第１ベアリングとの間にはスラストリングが装着されていることを特徴とする、請求項３に記載の電気式ウォーターポンプ。
5. 前記カップは弾性力があるゴム材質で形成され、前記スラストリングはセラミック材質で形成されていることを特徴とする、請求項４に記載の電気式ウォーターポンプ。
6. 前記シャフトの回転摩擦を減少させるために、前記シャフトの後端部と前記ドライバーケースの前面との間には第２ベアリングが配置されていることを特徴とする、請求項２に記載の電気式ウォーターポンプ。
7. 前記固定子は、
   磁性体の複数の片が積層されて形成される固定子コア、
   前記固定子コアの片を連結するインシュレ−タ、
   前記固定子コアを囲んで磁路を形成するコイル、そして
   前記固定子コア、インシュレ−タ、そしてコイルを囲んで密封する固定子ケース、を含む、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電気式ウォーターポンプ。
8. 前記固定溝は前記固定子ケースの後端外周部に形成されていることを特徴とする、請求項７に記載の電気式ウォーターポンプ。
9. 前記固定子ケースの内周面は前記回転子チャンバーの一部を構成することを特徴とする、請求項７に記載の電気式ウォーターポンプ。
10. 前記回転子チャンバーは流体が流れるように前記渦室と連結され、前記固定子チャンバーは前記回転子チャンバーに対して流体的に密閉されていることを特徴とする、請求項９に記載の電気式ウォーターポンプ。
11. 前記固定子ケースの内周面には前記固定子の長さ方向に固定子溝が形成されて、固定子に付着した物質が回転子チェンバーでの冷却水の流れによって前記固定子溝に沿って除去されることを特徴とする、請求項１０に記載の電気式ウォーターポンプ。
12. 前記固定子ケースには回転子の回転による振動及び騒音を減殺する複数のダンピングホールが形成されていることを特徴とする、請求項７に記載の電気式ウォーターポンプ。
13. 前記固定子ケースは低収縮材であるカリウム系を含む複合原料で製造されることを特徴とする、請求項７に記載の電気式ウォーターポンプ。
14. 前記固定子は、
    回転子の位置を感知するホールセンサー、そして
    前記ホールセンサーで感知した回転子の位置によって固定子に印加される制御信号を制御するホールセンサー基板、をさらに含み、
    前記ホールセンサー及び前記ホールセンサー基板も前記固定子ケースの内部に密封されることを特徴とする、請求項１３に記載の電気式ウォーターポンプ。
15. 前記回転子は、
    中空の円筒形状で磁性体である回転子コア、
    前記回転子コアの外周面に装着される永久磁石、
    前記回転子コア及び前記永久磁石の両端部に装着されて、前記回転子コア及び永久磁石を一次的に固定する回転子カバー、そして
    前記回転子コア及び永久磁石が前記回転子カバーに装着された状態で前記回転子コア及び前記永久磁石の外周面を囲んで２次的に固定する回転子ケース、を含む、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電気式ウォーターポンプ。
16. 前記回転子ケースは低収縮材であるカリウム系を含む複合原料で製造されることを特徴とする、請求項１５に記載の電気式ウォーターポンプ。

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