KR100699979B1

KR100699979B1 - 모터 일체형 내접 치차식 펌프 및 전자 기기

Info

Publication number: KR100699979B1
Application number: KR1020050128344A
Authority: KR
Inventors: 히로따까 가메야; 마사또 나까니시; 에이지 사또오; 유우이찌 야나가세; 고오지 아이자와
Original assignee: 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼
Priority date: 2004-12-24
Filing date: 2005-12-23
Publication date: 2007-03-28
Also published as: TW200738968A; CN1793652A; TW200630542A; TWI290193B; KR20060073496A; US20060140810A1; TWI336749B; CN1793652B; EP1674728B1; JP2006177291A; JP4084351B2; EP1674728A2; EP1674728A3

Abstract

본 발명의 과제는 모터 일체형 내접 치차식 펌프로서의 소형 및 저렴한 기능을 유지하면서 신뢰성이 더 높은 것으로 하는 것이다.

모터 일체형 내접 치차식 펌프(80)의 펌프부(81)는 외주에 치를 형성한 내부 로우터(1)와, 이 맞물리는 치를 내주에 형성한 외부 로우터(2)와, 양 로우터(1, 2)를 수납하는 펌프 케이싱과, 내부 로우터(1)를 저어널식으로 연결하는 내부 로우터 지지축(5)을 구비한다. 모터부(81)는 펌프 케이싱의 내측에 배치된 회전자(11)와, 펌프 케이싱의 외측에 배치된 고정자(12)를 구비한다. 펌프 케이싱은 외부 로우터(2) 및 내부 로우터(1)의 양측면에 대면하고 또한 외부 로우터(2)의 양측을 저어널식으로 연결하는 외부 로우터 베어링부(22)를 갖는 2개의 케이싱 부재(3, 4)로 이루어진다. 내부 로우터 지지축(5)은 외부 로우터(2)에 대해 편심한 내부 로우터 베어링부(50)를 갖고 내부 로우터(1)를 회전 가능하게 저어널식으로 연결하는 동시에, 외부 로우터 베어링부(22)에 대해 실질적으로 동심으로 2개의 케이싱 부재(3, 4)를 결합하도록 설치되어 있다.

모터 일체형 내접 치차식 펌프, 로우터, 고정자, 케이싱 부재, 베어링부

Description

모터 일체형 내접 치차식 펌프 및 전자 기기{MOTOR-MOUNTED INTERNAL GEAR TYPE PUMP AND ELECTRONIC DEVICE}

도1은 본 발명의 제1 실시예의 모터 일체형 내접 치차식 펌프의 단면 측면도.

도2는 제1 실시예의 모터 일체형 내접 치차식 펌프의 단면 정면도.

도3은 도1의 펌프 기구부의 분해 사시도.

도4는 도1의 모터 일체형 내접 치차식 펌프를 갖는 냉각 시스템을 구비한 전자 기기의 설명도.

도5는 모터 일체형 내접 치차식 펌프에 있어서의 정면 케이싱과 배면 케이싱의 회전 위상 오차에 의해 생기는 베어링면의 어긋남을 설명하는 개략도.

도6은 모터 일체형 내접 치차식 펌프에 있어서의 중앙축의 끼워 맞춤력이 강한 경우에 발생할 수 있는 변형을 도시하는 개략도.

도7은 본 발명의 제2 실시예의 모터 일체형 내접 치차식 펌프의 종단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 내부 로우터

2 : 외부 로우터

3 : 정면 케이싱

4 : 배면 케이싱

5 : 내축(내부 로우터 지지축)

6 : 밀봉부

7 : 흡입구

7a : L형 유로

8 : 흡입 포트

9 : 토출구

9a : 유로

10 : 토출 포트

11 : 회전자

12 : 고정자

13 : 커버

14 : O링

15 : 접착재

16 : 끼워 맞춤면

17 : 플랜지면

18 : 플랜지부

21 : 돌출부

22 : 견부(외부 로우터 베어링부)

23 : 작동실

24 : 내부 공간

25 : 가로 구멍

26 : 구멍 유로

31 : 전자 기판

32 : 파워 소자

33 : 전력선

34 : 회전 출력선

35 : 절연재

36 : 열전도성 그리스

50 : 내부 로우터 베어링부

51 : 편심 베어링부

52 : 완충 원반부

53 : 끼워 맞춤 축부(부착 축부)

53A : 매립 축부

54 : 회전 정지 평면부

60 : 퍼스널 컴퓨터

61A : 퍼스널 컴퓨터 본체

61B : 디스플레이 장치

61C : 키보드

62 : CPU

63 : 액저장부

65 : 열교환기

66 : 방열판(A)

67 : 방열판(B)

69 : 액냉 시스템(냉각 시스템)

80 : 모터 일체형 내접 치차식 펌프

81 : 펌프부

82 : 모터부

83 : 제어부

94 : 돌기

[문헌 1] 일본 특허 공개 평2-277983호 공보

본 발명은 모터 일체형 내접 치차(齒車)식 펌프 및 전자 기기에 관한 것이다.

내접 치차식 펌프는 흡입한 액체를 압력에 저항하여 송출하는 펌프로서 예전부터 알려져 있고, 특히 유압원 펌프나 급유용 펌프로서 보급되어 있다.

내접 치차식 펌프는 외주에 치(齒)를 형성한 평치차(平齒車) 형상의 내부 로 우터와, 내주에 치를 형성하여 폭을 내부 로우터와 대략 동일한 것으로 한 환형상의 외부 로우터를 주요한 능동 부품으로 하여 구성되어 있다. 이들 로우터의 양측면에 대해 약간의 간격을 거쳐서 면하는 평탄한 내면을 갖는 케이싱이 양 로우터를 수납하도록 설치되어 있다. 내부 로우터의 치 수는 외부 로우터의 치 수보다도 통상 1매만큼 적고, 그것들을 서로 맞물리게 한 상태에서 동력 전달용 치차와 마찬가지로 회전한다. 이 회전에 수반하는 치 홈 면적의 변화로 치 홈에 폐입한 액체를 흡입하여 토출함으로써 펌프로서 기능한다. 내외 중 어느 한쪽의 로우터를 구동하면 맞물림에 의해 다른 쪽도 회전한다. 양 로우터의 회전 중심은 어긋나 있고, 로우터마다 회전 가능하게 저어널식으로 연결할 필요가 있다. 케이싱에는 적어도 하나씩의 흡입 포트 및 토출 포트라 불리우는 외부에 연통하는 유로로의 개구부가 설치되어 있다. 흡입 포트는 용적이 확대되는 치 홈에 연통하도록 설치되고, 토출 포트는 용적이 축소되는 치 홈에 연통하도록 설치된다. 로우터의 치형으로서, 외부 로우터 치형의 일부에 원호를, 내부 로우터의 치형에 트로코이드 곡선을 적용한 것이 일반적이다.

내접 치차 펌프는 내부 로우터와 외부 로우터가 맞물려 회전하기 때문에, 한쪽 로우터를 회전 구동하면 다른 쪽 로우터도 회전한다. 펌프부의 외주측에 모터부를 일체화하고, 외부 로우터에 모터부의 회전자를 고정하여 모터부에서 외부 로우터를 구동하는 방식은 축방향에 펌프부와 모터부를 늘어놓은 구조보다도 짧게 할 수 있으므로 소형화에 적합한 형태라 할 수 있다.

그와 같은 구조의 내접 기어 펌프로서는 일본 특허 공개 평2-277983호 공보( 특허문헌 1)에 개시된 것이 있다. 이 특허문헌 1에서는 모터 케이싱 내부에 장착된 고정자에 대해 그 내측에 반경 방향에 소정의 간격을 갖고 이것과 대접하도록 외주에 로우터를 장착한 외부 기어와 이 외부 기어 내에서 맞물리는 내부 기어를 조합하여 이루어지는 내접 기어를 배치하고, 또한 이 내접 기어의 양단부면을 폐색판으로 액밀하게 폐색하고, 이 폐색판 중 어느 한쪽에 내접 기어와 연통하는 흡입, 토출 포트를 설치한 내접 기어 펌프로 이루어져 있다. 그리고, 폐색판은 전방 케이싱과 후방 케이싱을 구비하고, 양 케이싱과 내접 기어 펌프의 양측면 사이에 원반 형상의 스러스트 베어링을 배치하고, 외부 기어의 양측을 이 스러스트 베어링으로 지지하고, 또한 양 케이싱에 지지축의 양단부를 고정하는 동시에 이 지지축에 래디얼 베어링을 거쳐서 내부 기어를 회전 가능하게 지지하고, 상승된 토출측의 취급액의 일부를 로우터, 고정자 사이를 흘러 통과하는 동시에 각 베어링부를 윤활하여 흡입측으로 복귀시키는 급액로를 설치하도록 구성되어 있다.

[특허문헌 1] 일본 특허 공개 평2-277983호 공보

그러나, 특허문헌 1에서는 외부 기어에 대해 편심한 내부 기어 베어링을 갖는 지지축으로 내부 기어를 저어널식으로 연결하고, 그 지지축이 외부 기어 베어링부에 대해 편심한 상태에서 2개의 스러스트 베어링에 부착되어 있다. 이러한 구성인 경우에는 2개의 스러스트 베어링이 회전한 상태에서 부착되면 한쪽 스러스트 베어링의 외주면과 다른 쪽 스러스트 베어링의 외주면이 어긋난 상태가 되어 버린다. 이와 같이 어긋난 상태의 2개의 스러스트 베어링에 저어널식으로 연결된 외부 로우 터는 마찰 저항이 증가하고, 극단적인 경우에는 외부 로우터의 회전이 곤란해진다.

또한, 특허문헌 1에서는 펌프 케이싱이 2개의 스러스트 베어링, 전방 케이싱, 후방 케이싱 및 고정자 캔으로 구성되어 있다. 이러한 구성인 경우에는 다수의 부재의 제작 및 그 조합에 의한 비용 상승, 누설 방지 밀봉 부위의 증가에 의한 신뢰성의 저하 등을 초래하게 되는 문제가 있었다.

또는, 특허문헌 1에서는 2개의 스러스트 베어링의 간격이 그 양측의 전방 케이싱과 후방 케이싱의 간격으로 규제되고, 전방 케이싱과 후방 케이싱의 간격이 고정자 캔의 축방향 길이에 의해 규제되어 있다. 이러한 구성인 경우에는 2개의 스러스트 베어링에 있어서의 내부 기어 및 외부 기어에 대향하는 부분의 간격을 정밀도 좋게 규제하는 것이 어렵고, 내부 기어 및 외부 기어와 2개의 스러스트 베어링과의 회전 시의 마찰 저항이 증가하고, 극단적인 경우에는 회전이 곤란해질 우려가 있다.

본 발명의 목적은 모터 일체형 내접 치차식 펌프로서의 소형 및 저렴한 기능을 유지하면서 또한 신뢰성이 높은 모터 일체형 내접 치차식 펌프 및 전자 기기를 얻는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 모터 일체형 내접 치차식 펌프로서의 소형 및 저렴한 기능을 유지하면서 또한 저렴하고 신뢰성이 높은 모터 일체형 내접 치차식 펌프 및 전자 기기를 얻는 데 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 형태는 액체를 흡입하여 토출하 는 펌프부와, 상기 펌프부를 구동하는 모터부를 구비하여 구성되고, 상기 펌프부는 외주에 치를 형성한 내부 로우터와, 상기 내부 로우터의 치와 맞물리는 치를 내주에 형성한 외부 로우터와, 상기 양 로우터를 수납하는 펌프 케이싱과, 상기 내부 로우터를 저어널식으로 연결하는 내부 로우터 지지축을 구비하여 구성되고, 상기 모터부는 상기 펌프 케이싱의 내측에 배치하여 상기 외부 로우터를 구동하는 회전자와, 상기 펌프 케이싱의 외측에 배치하여 상기 회전자를 회전시키는 고정자를 구비하여 구성되어 있는 모터 일체형 내접 치차식 펌프에 있어서, 상기 펌프 케이싱은 상기 외부 로우터 및 상기 내부 로우터의 양측면에 대면하도록 배치된 2개의 케이싱 부재와, 상기 2개의 케이싱 부재에 설치되어 상기 외부 로우터의 축방향 양측을 저어널식으로 연결하는 외부 로우터 베어링부를 구비하여 구성되고, 상기 내부 로우터 지지축은 상기 외부 로우터에 대해 편심한 내부 로우터 베어링부를 갖고 상기 내부 로우터를 회전 가능하게 저어널식으로 연결하는 동시에, 상기 외부 로우터 베어링부에 대해 실질적으로 동심으로 상기 2개의 케이싱 부재를 결합하도록 설치되어 있는 것이다.

이러한 본 발명의 제1 형태에 있어서의 보다 바람직한 구체적 구성예는 다음과 같다.

(1) 상기 내부 로우터 지지축은 상기 2개의 펌프 케이싱과 별개의 부재로 구성되고, 상기 내부 로우터 베어링부의 양측에 설치된 상기 2개의 펌프 케이싱에 부착되어 있는 것.

(2) 상기 2개의 케이싱 부재는 상기 외부 로우터 및 상기 내부 로우터의 양 측의 단부면에 약간의 간극을 갖고 대면하도록 배치되어 있고, 상기 2개의 케이싱의 한쪽은 상기 외부 로우터 및 상기 내부 로우터의 일측에 대면하는 부분과, 이 대면하는 부분으로부터 상기 외부 로우터의 외주 외측에 축방향으로 연장되는 통 형상의 밀봉부를 합성 수지재로 일체로 형성하고 있고, 상기 회전자는 상기 밀봉부의 내주면의 내측에서 상기 외부 로우터의 외주면에 고정 부착되어 있고, 상기 고정자는 상기 밀봉부의 외주면의 외측에서 상기 회전자의 외주 외측에 설치되어 있는 것.

(3) 상기 내부 로우터 지지축은 상기 부착 축부를 상기 2개의 케이싱 부재에 마련된 끼워 맞춤 구멍에 끼워 맞춤으로써 상기 2개의 케이싱 부재에 부착되어 있고, 상기 부착축의 한쪽은 회전 정지 평면부를 갖고 상기 케이싱 부재의 끼워 맞춤 구멍의 회전 정지 평면부에 결합하도록 끼워 맞추어져 있고, 상기 2개의 케이싱 부재는 외주부에서 고정되어 있는 것.

(4) 상기 외부 로우터는 외주부 양측 단부면으로부터 축방향으로 돌출된 원환 형상의 돌출부를 구비하고 있고, 상기 2개의 케이싱 부재는 상기 외부 로우터 베어링부를 일체로 형성하고 있는 것.

(5) 상기 내부 로우터 지지축은 상기 외부 로우터에 대해 편심한 편심 베어링부와 그 편심 베어링부의 양측 단부면에 상기 부착 축부와 실질적으로 동심이고 또한 상기 편심 베어링부보다 직경이 작은 완충 원반부(圓盤部)를 설치하고, 상기 완충 원반부의 양단부면 사이의 치수를 상기 외부 로우터 및 상기 내부 로우터의 축방향 길이 치수보다 크게 하여 상기 2개의 케이싱 부재가 상기 완충 원반부의 양 단부면에 접촉하도록 구성되어 있는 것.

(6) 상기 내부 로우터 지지축은 상기 부착 축부를 상기 내부 로우터 베어링부의 직경보다 작게 하는 동시에, 상기 내부 로우터 베어링부의 축방향 치수를 상기 외부 로우터 및 내부 로우터의 축방향 길이 치수보다 크게 하고, 상기 2개의 케이싱 부재가 상기 내부 로우터 베어링부의 양단부면에 접촉하도록 구성되어 있는 것.

(7) 상기 2개의 케이싱 부재의 한쪽은 상기 밀봉 부재로부터 더 연장되어 상기 고정자를 덮는 통 형상의 커버를 합성 수지재로 일체로 형성하고 있는 것.

전술한 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 형태는 액체를 흡입하여 토출하는 펌프부와, 상기 펌프부를 구동하는 모터부를 구비하여 구성되고, 상기 펌프부는 외주에 치를 형성한 내부 로우터와, 상기 내부 로우터의 치와 맞물리는 치를 내주에 형성한 외부 로우터와, 상기 양 로우터를 수납하는 펌프 케이싱을 구비하고 있고, 상기 모터부는 상기 펌프 케이싱의 내측에 배치하여 상기 외부 로우터를 구동하는 회전자와, 상기 펌프 케이싱의 외측에 배치하여 상기 회전자를 회전시키는 고정자를 구비하여 구성되어 있는 모터 일체형 내접 치차식 펌프에 있어서, 상기 펌프 케이싱은 상기 외부 로우터 및 상기 내부 로우터의 양측의 단부면에 약간의 간격을 갖고 대면하도록 배치된 2개의 케이싱 부재를 구비하여 구성되고, 상기 2개의 케이싱 부재의 한쪽은 상기 외부 로우터 및 상기 내부 로우터의 일측에 대면하는 부분과, 이 대면하는 부분의 외주부로부터 상기 외부 로우터의 외주 외측에 축방향으로 연장되는 통 형상의 밀봉부를 합성 수지재로 일체로 형성하고 있고, 상기 2개의 케이싱 부재의 다른 쪽은 상기 밀봉부와 끼워 맞추는 끼워 맞춤면을 갖고 있고, 상기 회전자는 상기 밀봉부의 내주면의 내측에서 상기 외부 로우터의 외주면에 고정 부착되어 있고, 상기 고정자는 상기 밀봉부의 외주면의 외측에서 상기 회전자에 대응하여 설치되어 있는 것이다.

이러한 본 발명의 제2 형태에 있어서의 보다 바람직한 구체적 구성예는 다음과 같다.

(1) 상기 한쪽 케이싱 부재에 설치된 상기 통 형상의 밀봉부와 다른 쪽 케이싱 부재는 끼워 맞춤면이라 불리우는 원통면에서 서로 접촉하여 축방향에 끼워 맞추어져 있는 것.

(2) 상기 2개의 케이싱 부재의 다른 쪽은 상기 고정자를 덮는 통 형상의 커버를 합성 수지재로 일체로 형성하고 있는 것.

(3) 상기 펌프부는 상기 내부 로우터를 저어널식으로 연결하는 내부 로우터 지지축을 구비하고 있고, 상기 내부 로우터 지지축은 상기 2개의 펌프 케이싱과 별개의 부재로 구성되어 상기 외부 로우터에 대해 편심한 내부 로우터 베어링부를 갖고 상기 내부 로우터를 회전 가능하게 저어널식으로 연결하는 것.

(4) 상기 내부 로우터를 저어널식으로 연결하는 내부 로우터 지지축은 부착 축부를 상기 내부 로우터 베어링부의 직경보다 작게 하는 동시에, 상기 내부 로우터 베어링부의 축방향 치수를 상기 외부 로우터 및 내부 로우터의 축방향 길이 치수보다 크게 하고, 상기 2개의 케이싱 부재가 상기 내부 로우터 베어링부의 양단부면에 접촉하도록 구성되어 있는 것.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제3 형태는 액체를 흡입하여 토출하는 펌프부와, 상기 펌프부를 구동하는 모터부를 구비하여 구성되고, 상기 펌프부는 외주에 치를 형성한 내부 로우터와, 상기 내부 로우터의 치와 맞물리는 치를 내주에 형성한 외부 로우터와, 상기 양 로우터를 수납하는 펌프 케이싱과, 상기 내부 로우터를 저어널식으로 연결하는 내부 로우터 지지축을 구비하여 구성되고, 상기 모터부는 상기 펌프 케이싱의 내측에 배치하여 상기 외부 로우터를 구동하는 회전자와, 상기 펌프 케이싱의 외측에 배치하여 상기 회전자를 회전시키는 고정자를 구비하여 구성되어 있는 모터 일체형 내접 치차식 펌프에 있어서, 상기 펌프 케이싱은 상기 외부 로우터 및 상기 내부 로우터의 양측면에 대면하도록 배치된 2개의 케이싱 부재를 구비하고 있고, 상기 내부 로우터는 상기 외부 로우터보다 축방향의 치수를 크게 하여 구성되어 있고, 상기 내부 로우터 지지축은 상기 내부 로우터를 회전 가능하게 저어널식으로 연결하는 내부 로우터 베어링부와 상기 내부 로우터 베어링부의 양측에 설치되어 상기 2개의 케이싱 부재에 부착된 부착 축부를 구비하고, 상기 부착 축부를 상기 내부 로우터 베어링부의 직경보다 작고 또한 상기 내부 로우터 베어링부의 축방향 치수를 상기 내부 로우터의 축방향 길이 치수보다 크게 하여 상기 2개의 케이싱 부재가 상기 내부 로우터 베어링부의 양단부면에 접촉하도록 구성되어 있는 것이다.

전술한 각 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제4 형태는 상기 제1 내지 제3 형태의 모터 일체형 내접 치차식 펌프를 이용한 전자 기기이다.

이하, 본 발명의 복수의 실시예에 대해 도면을 이용하여 설명한다. 각 실시 예의 도면에 있어서의 동일 부호는 동일물 또는 상당물을 나타낸다.

본 발명의 제1 실시예의 모터 일체형 내접 치차식 펌프 및 전자 기기에 대해 도1 내지 도6을 이용하여 설명한다.

우선, 본 실시예의 모터 일체형 내접 치차식 펌프(80)의 전체 구성에 관하여 도1 및 도2를 이용하여 설명한다. 도1은 본 발명의 제1 실시예의 모터 일체형 내접 치차식 펌프(80)의 단면 측면도, 도2는 본 실시예의 모터 일체형 내접 치차식 펌프(80)의 단면 정면도이다.

펌프(80)는 펌프부(81), 모터부(82) 및 제어부(83)를 구비하여 구성된 모터 일체형 내접 치차식 펌프이다. 펌프(80)의 전체 형상은 축방향의 치수보다도 직경 방향의 치수가 큰 박형으로 형성되어 있다.

펌프부(81)는 내부 로우터(1), 외부 로우터(2), 정면 케이싱(3), 배면 케이싱(4), 내축(5)을 구비하여 구성되어 있다. 정면 케이싱(3) 및 배면 케이싱(4)은 펌프 케이싱을 형성하는 부재이고, 배면 케이싱(4)에는 밀봉부(6), 플랜지부(18) 및 커버(13)가 포함된다. 내축(5)은 내부 로우터 지지축을 구성하는 것이고, 본 실시예에서는 정면 케이싱(3) 및 배면 케이싱(4)과 별개의 부재로 구성되어 있다.

내부 로우터(1)는 평치차와 유사한 형상을 이루고 있고, 외주에 트로코이드 곡선을 윤곽으로 하는 치를 형성하고 있다. 이 치면(齒面)은, 엄밀하게는 축방향에 약간의 구배를 갖고, 사출 성형 시의 빼내는 데 조력하는, 소위「후퇴 구배」라 불리우는 구배를 이루고 있다. 또한, 내부 로우터(1)는 중심에 축방향으로 관통한 내면이 매끄러운 구멍을 갖는다. 내부 로우터(1)의 양측 단부면은 평탄하고 또한 매끄럽게 마무리되고, 정면 케이싱(3) 및 배면 케이싱(4)의 돌기인 견부의 평탄한 단부면과의 사이에서 미끄럼 이동하는 면을 형성하고 있다.

외부 로우터(2)는 환형의 내부 기어 형상을 이루고 있고, 원호 등으로 형성한 치형을 갖는 치를 내부 로우터(1)보다도 1매 많게 형성되어 있다. 외부 로우터(2)의 치는 평치차로서 축방향에 대략 동일 단면 형상으로 되어 있지만, 엄밀하게는 축방향에 약간의 구배를 갖고, 사출 성형 시의 빼내는 데 조력하는, 소위「후퇴 구배」라 불리우는 구배를 갖고 있다. 내부 로우터(1)와 외부 로우터(2)의 구배의 방향은 반대 방향으로 하고, 내부 로우터(1)의 외부 기어의 직경이 커지는 방향에서 외부 로우터(2)의 내부 기어의 직경도 커지도록 양자(1, 2)는 맞물려 있다. 이에 의해, 양자(1, 2)의 맞물림 면은 축방향의 위치에 의한 치우침을 방지한다. 외부 로우터(2)의 양측 단부면은 평탄하고 또한 매끄럽게 마무리되고, 정면 케이싱(3) 및 배면 케이싱(4)의 견부의 평탄한 단부면과의 사이에서 미끄럼 이동하는 면을 형성한다. 외부 로우터(2)는 외주부를 제외하고 내부 로우터(1)와 대략 같은 폭을 갖고, 내부 로우터(1) 및 외부 로우터(2)의 양측 단부면이 대략 일치하도록 내부 로우터(1)의 외측에 외부 로우터(2)가 배치되어 있다. 또한, 내부 로우터(1)의 폭은 외부 로우터(2)의 폭보다도 약간(예를 들어 20 내지 50 ㎛) 크게 하면 성능과 신뢰성의 면에서 유리해진다. 외부 로우터(2)의 외주부에는 중앙부의 양측 단부면[내부 로우터(1)의 양측 단부면과 대략 일치하는 단부면]보다도 축방향으로 돌출된 원환 형상의 돌출부(21)가 형성되어 있다. 돌출부(21)의 내주는 매끄러운 면으로 마무리되어 견부(22)의 외주면과의 사이에서 미끄럼 이동하는 면을 구성한 다.

내부 로우터(1) 및 외부 로우터(2)는 폴리아세탈(POM)이나 폴리페닐렌설파이드(PPS) 등의 자기 윤활성을 갖고, 물 혹은 물을 성분으로 하는 용액에 의한 팽윤(膨潤) 변형이나 부식을 무시할 수 있는 레벨인 성질의 합성 수지재를 성형한 것이다.

내부 로우터(1)와 외부 로우터(2)의 치 홈은 맞물린 상태로 하나씩 연결되어 인접하는 것끼리는 독립하여 폐쇄된 작동실(23)을 형성한다. 내부 로우터와 외부 로우터(21)는 맞물린 상태에서 정면 케이싱(3)과 배면 케이싱(4)에 협지되어 회전하도록 구성되어 있다. 내부 로우터(1)의 중심 구멍에는 매끄러운 외주를 갖는 내축(5)의 내부 로우터 베어링부(50)가 약간의 간격을 갖고 끼워 맞추어지고, 이에 의해 내부 로우터(1)는 내축(5)에 회전 가능하게 저어널식으로 연결되어 있다. 또한, 내축(5)은 정면 케이싱(3)에 고정 부착되어 있으므로 회전하지 않는다. 내부 로우터 베어링부(50)는 외부 로우터(21)의 축심에 대해 편심한 축심을 갖는 편심 베어링부(51)와, 외부 로우터(21)의 축심에 대해 동심의 완충 원반부(52)로 구성되어 있다.

내축(5)의 중앙에 위치하는 편심 베어링부(51)의 양단부면에는 단면이 작고, 얇은(예를 들어 두께가 0.1 내지 0.5 ㎜) 완충 원반부(52)가 설치되어 있다. 내부 로우터 베어링부(50)의 길이에는 편심 베어링부(51)와 그 양측의 완충 원반부(52)의 두께가 포함되는 것으로 한다. 완충 원반부(52)의 외측에는 원기둥 형상의 끼워 맞춤 축부(53)가 더 설치되어 있다. 이 끼워 맞춤 축부(53)는 내축(5)의 펌프 케이싱으로의 부착 축부를 구성하는 것이다. 완충 원반부(52)와 끼워 맞춤 축부(53)는 동심을 이루고, 완충 원반부(52) 및 끼워 맞춤 축부(53)와 편심 베어링부(51)는 편심하고 있다. 편심 베어링부(51)에 대한 완충 원반부(52)나 끼워 맞춤 축부(53)의 편심량은 내부 로우터(1)와 외부 로우터(2)의 편심량에 일치한다. 또한, 편심 베어링부(51)와 완충 원반부(52)와 끼워 맞춤 축부(53)는 모두 동일한 소재로 제작된 내축(5)의 부분의 명칭이고, 일체의 것이다. 끼워 맞춤 축부(53)의 한쪽 단부에는 직경 방향을 향하는 회전 정지 평면부(54)가 형성되고, 이 회전 정지 평면(54)이 끼워 넣어지는 정면 케이싱(3)의 끼워 맞춤 구멍의 바닥에도 대응하는 평면부가 형성되어 있다. 이들 평면부가 서로 끼워 맞추어짐으로써 정면 케이싱(3)과 내축(5)의 상대적인 회전이 방지된다.

내축(5)은 정면 케이싱(3)과 배면 케이싱(4)을 연결하는 구조재로서의 기능도 갖고, 그 양측의 선단부는 양 케이싱(3, 4)의 중앙부의 끼워 맞춤 구멍에 삽입되어 고정되어 있다. 이 상태에서 양측의 견부(22)의 평활한 단부면에 완충 원반부(42)의 단부면이 밀착하고, 2개의 견부(22)의 단부면 사이의 거리가 베어링부 길이에 일치한다.

정면 케이싱(3) 및 배면 케이싱(4)의 견부(22)의 외주면에는 외부 로우터(2)의 돌출부(21)의 내주면이 약간의 간격을 갖고 끼워 맞추어지고, 정면 케이싱(3) 및 배면 케이싱(4)의 견부(22)에 의해 외부 로우터(2)의 양측이 회전 가능하게 저어널식으로 연결되어 있다. 정면 케이싱(3) 및 배면 케이싱(4)의 견부(22)는 동일한 원주의 일부로부터 잘라내는 위치 관계에 있다.

정면 케이싱(3)의 견부(22)에 있어서, 내부 로우터(1) 및 외부 로우터(2)와 약간의 간격을 거쳐서 대향하는 단부면(펌프로서의 내면)에는 흡입 포트(8)(도3 참조) 및 토출 포트(10)라 불리우는 개구부가 형성되어 있다. 흡입 포트(8)와 토출 포트(10)는 내부 로우터(1)의 치저원(齒底圓)보다도 내측과 외부 로우터(2)의 치저원[외부 로우터(2)는 외부 기어이므로, 치선원(齒先圓) 직경보다도 치저원 직경이 큼]보다도 외측에 윤곽을 갖는 개구부로 형성되어 있다. 흡입 포트(8)는 용적이 확대되는 작동실(23)에 면하고, 토출 포트(10)는 용적이 축소되는 작동실(23)에 면하도록 설치되어 있다. 또한, 최대 용적이 되는 순간의 작동실(23)에는 어느 한쪽의 포트도 면하지 않거나, 혹은 약간의 단면적에 의한 연통에 고정되도록 구성된다.

흡입 포트(8)는 짧은 L형 유로(7a)를 거쳐서 외부로 개방된 흡입구(7)에 연통시킨다. 한편, 토출 포트(10)는 토출 포트(10)로부터 내부 공간(24)으로 유도하는 통로와, 이 내부 공간(24)으로부터 토출구(9)로 유도하는 유로(9a)를 거쳐서 외부로 개방된 토출구(9)에 연통되어 있다. 내부 공간(24)은 밀봉부(6) 및 양 케이싱(3, 4)으로 덮여 회전자(11)가 회전하는 공간이며, 흡입구(7)와 토출구(19) 이외에 외부와 연통하지 않는 공간을 의미한다.

모터부(82)는 회전자(11), 고정자(12) 및 밀봉부(6)를 구비하여 구성되어 있다. 밀봉부(6)는 펌프부(81)와 모터부(82)에 공용된다.

외부 로우터(2)의 외측에는 축방향에 외부 로우터(2)의 돌출부(21)를 포함하는 폭과 대략 동일한 원통 형상의 영구 자석이 되는 회전자(11)가 고정 부착되어 있다. 이 고정 부착 방법은 접착이나 압입 등 충분한 강도와 신뢰성을 갖는 방법이면 된다. 회전자(11)는 도2 중에 작은 화살표로 나타낸 바와 같이, 반경 방향에 교대로 극성이 부여되어 외주측에서 보면 주위를 따라서 NS극이 교대로 늘어서도록 구성되어 있다.

얇은 통 형상의 밀봉부(6)는 회전자(11)의 외주와의 사이에 미소한 간격(예를 들어, 1 ㎜ 이하의 간격)을 거쳐서 설치되고, 회전자(11)는 외부 로우터(2)와 함께 회전 가능하게 되어 있다.

밀봉부(6)는 배면 케이싱(4)의 외주로부터 동일 부재로 통 형상으로 연장된 얇은 부분을 가리키고, 배면 케이싱의 일부를 구성하고 있다. 밀봉부(6)의 정면측으로부터 동일 부재로 외측으로 연장되는 플랜지부(18)가 형성되어 있다. 이 플랜지부(18)의 외주부가 정면 케이싱(3)과 접착재(15)를 거쳐서 접착되어 있다. 이에 의해, 배면 케이싱(4), 밀봉부(6) 및 플랜지부(18)가 정면 케이싱(3)에 고정되게 된다. 정면 케이싱(3)과 밀봉부(6)는 끼워 맞춤면(16)이라 불리우는 원통면에서 서로 접촉하여 축방향에 끼워 맞추어져 있다. 이 축방향의 끼워 맞춤 방법을 유지하여 내축(5)의 양단부에[구체적으로는 내축(5)의 양측의 완충 원반부(52)의 단부면에] 양 케이싱(3, 4)을 밀착시키기 위해, 플랜지부(18)와 정면 케이싱(3)의 대향면인 플랜지면(17)에는 조립된 상태에서 약간의 간격이 형성된다. 밀봉부(6)의 내주 원통면의 단부에는 오목부가 마련되고, 이 오목부 내에 O링(14)이 삽입된다. 이 O링(14)에 의해 밀봉부(6)와 정면 케이싱(3)의 끼워 맞춤면(16)이 밀봉되고, 내부 공간(24)이 폐색되어 있다.

축방향에 끼워 맞추는 끼워 맞춤면(16)의 작용으로 2개의 케이싱(3, 4)의 직경 방향의 위치 결정 정밀도를 양호하게 할 수 있고, 2개의 케이싱(3, 4)의 축방향 위치는 내축(5)과의 밀착을 유지할 수 있다. 또한, 내부 공간(24)의 밀폐성은 O링(14)에 의해 이루어지고, 흡입구(7)와 토출구(10)를 제외하면, 다른 외계와 연통하는 구멍이나 맞춤면이 없는 단순한 구조이므로, 밀폐성이 우수해 액누설을 확실하게 방지할 수 있다.

배면 케이싱(4)으로부터 늘어서 있는 밀봉부(6)의 정면측 플랜지(18)의 외주로부터 더 배면측으로 되접는 형상으로, 커버(13)가 일체 성형으로 형성되어 있다. 커버(13)는 모터부(82)의 고정자(12)의 외주를 덮어 감전 방지나 미관의 유지, 소음 방지에 도움이 되기 위해 설치되어 있다. 커버(13)의 배면측 단부에는 원형의 전자 기판(19)이 덮개가 되도록 부착되고, 고정자(14) 등을 내포하는 폐색 공간이 형성되어 있다.

밀봉부(6)의 외측이고 또한 회전자(11)의 외주측의 위치에는 빗살 형상의 철심에 권취된 고정자(12)가 밀봉부(6)와 커버(13)에 고정하여 설치되어 있다. 회전자(11) 및 고정자(12)로 이루어지는 모터부(82)는 내부 로우터(1) 및 외부 로우터(2)로 이루어지는 펌프부(81)의 외주측에 배치되어 축방향에 늘어서지 않으므로, 펌프(80)의 박형화 및 소형화가 도모되고 있다.

제어부(83)는 모터부(82)를 제어하기 위한 것으로, 직류 무브러시 모터 구동용 인버터 전자 회로를 구비하고 있다. 상술한 바와 같이 모터부(82)를 펌프부(81)의 외주측에 설치함으로써 펌프부(81)의 흡입구(7)나 토출구(9)가 설치되지 않 은 배면측에 제어부(83)를 설치하는 것이 가능해지고, 커버(13)의 덮개를 겸용한 전자 기판(19)인 점으로부터도 펌프(80)의 소형화와 구조의 간소화를 도모할 수 있다.

전자 기판(31)의 폐색 공간측에는 주된 전자 부품인 파워 소자(32)가 탑재되어 직류 무브러시 모터 구동용 인버터 전자 회로를 구성하고 있다. 파워 소자(32)와 배면 케이싱(4) 사이에는 열전도성 그리스(36)가 도포되어 열적 밀착성을 향상시키도록 되어 있다. 전자 기판(31)에는 외부로부터 전력이 공급되어 회전 속도를 지령하는 전력선(33)과 외부에 회전 속도를 펄스로 정보 발신하는 회전 출력선(34)이 접속되어 있다.

영구 자석이 되는 회전자(11) 및 고정자(12)를 갖는 모터부(82)와, 인버터 전자 회로를 갖는 제어부(83)로 직류 무브러시 모터가 구성된다. 회전자(11)가 얇은 밀봉부(6)의 내측에 있고, 고정자(12)가 밀봉부(6)의 외측에 있는 구조는 캔드 모터라 불리운다. 캔드 모터는 축 밀봉 등을 필요로 하지 않고 자력을 이용하여 회전 이동력을 캔이라 불리우는 밀봉부(6) 내부로 전해지므로, 피송액(被送液)을 외부로부터 격리하면서 작동실(23)의 용적 변화로 송출하는 용적형 펌프의 구조에 적합하다.

다음에, 펌프부(81)의 주요 부재의 위치 관계를 도3을 이용하여 설명한다. 도3은 도1의 펌프 기구부의 분해 사시도이다.

내부 로우터(1)는 외부 로우터(2)의 내측의 구멍에 들어와 맞물리고, 내축(5)을 중앙의 구멍에 삽입하여 내축(5)의 가장 직경이 큰 편심 베어링부(51)로 저 어널식으로 연결된다. 외부 로우터(2)는 양측으로의 돌출부(21)를 포함하여 외주를 덮는 원통 형상의 회전자(11)에 부착되어 일체화되어 있다. 돌출부(21)의 내주면은 정면 케이싱(3) 및 배면 케이싱(4)의 일부인 견부(22)에 간격을 두고 끼워 맞추어져 미끄럼 베어링으로서 작용한다. 이에 의해, 외부 로우터(2)는 정면 케이싱(3) 및 배면 케이싱(4)에 양측 지지되어 있다.

정면 케이싱(3)의 양 로우터(1, 2)와 면하는 원형의 단부면 부분에는 흡입 포트(8)와 토출 포트(10)가 형성되어 있다. 흡입 포트(8)는 외부로 연통하는 흡입구(7)와 직결되어 있다. 토출 포트(10)는 견부(22)의 측면의 일부에 개방된 가로 구멍(25)을 거쳐서 밀봉부(6)의 내부 공간(24)에 연통되어 있다. 또한 이 내부 공간(24)으로부터 토출구(9)를 향해 개구된 구멍 유로(26)가 설치되어 있다.

다음에, 이러한 펌프(80)의 동작을 도1 내지 도3을 참조하면서 설명한다.

전력선(33)에 직류(12V)를 부여하여 제어부(83)의 모터 구동 회로에 전류를 공급함으로써 파워 소자(32)를 통해 고정자(12)로 전류가 이송된다. 이에 의해, 모터부(82)가 기동되어 지정된 회전 속도로 모터부(82)를 회전하도록 제어한다. 파워 소자(32)는 회전자(11)의 회전 정보를 펄스로서 회전 출력선(34)으로부터 출력하므로, 그 신호를 수취하는 상위의 제어 기기는 펌프(80)의 동작 상태를 확인할 수 있다.

모터의 회전자(11)가 회전되면 이에 일체화된 외부 로우터(2)가 회전되고, 그것과 맞물린 내부 로우터(1)도 일반 내접 치차와 마찬가지로 회전 전달되어 모두 회전된다. 2개의 로우터(1, 2)의 치 홈에 형성된 작동실(23)은 양 로우터(1, 2)의 회전에 의해 용적을 확대, 축소한다. 내부 로우터(1)와 외부 로우터(2)의 치가 제일 깊게 맞물리는 도2 중 하단부에서 작동실(23)의 용적이 최소가 되고, 상단부에서 최대가 된다. 따라서, 도2 중 큰 화살표의 방향에서 반시계 방향으로 로우터가 회전하면 우측 절반의 작동실(23)은 상방으로 이동하면서 용적을 확대하고, 좌측 절반의 작동실(23)은 하방으로 이동하면서 용적을 축소한다. 양쪽 로우터(1, 2)를 저어널식으로 연결하는 미끄럼 이동부는 전부 피송액에 침지되어 있으므로, 마찰이 작아 이상 마모도 방지할 수 있다.

피송액은 흡입구(7)로부터 흡입 포트(8)를 경유하여 용적 확대 중인 작동실(23)에 흡입된다. 용적이 최대가 되는 작동실(23)은 로우터의 회전에 의해 흡입 포트(8)의 윤곽으로부터 어긋나 흡입이 완료되고, 계속해서 토출 포트(10)에 연통된다. 그곳으로부터 작동실(23)의 용적은 축소로 바뀌고, 작동실(23) 내에 있는 피송액은 토출 포트(10)로부터 송출된다. 송출된 피송액은 가로 구멍(25)으로부터 밀봉부(6)의 내부 공간(24)으로 들어가 회전자(11)나 케이싱 내면을 냉각한 후에, 내부 공간(24)으로부터 정면 케이싱(3)에 개방된 구멍 유로(26)로 들어와 토출구(9)로부터 외부로 송출된다.

본 실시예에서는 흡입 유로가 짧기 때문에, 흡입 부압이 작아 캐비테이션 발생을 방지할 수 있다. 또한, 비교적 높은 토출 압력이 밀봉부(6) 내부에 가해져 외측으로 확대되는 방향으로 작용하므로, 얇은 밀봉부(6)라도 내측으로 변형되어 회전자(11)와 접촉하는 것을 회피할 수 있다.

운전에 의한 발열을 위해 냉각이 필요해지는 파워 소자(32)의 열은 열전도성 그리스(36)와 배면 케이싱(4)의 벽면을 통과하여 내부 공간(24)을 흐르는 피송액으로 옮겨 외부로 방출된다. 내부 공간(24)의 피송액은 토출 유로의 경로에 있어서 항상 교반되므로, 효율적으로 열을 갖고 이동할 수 있다. 또한, 가령 마모 가루가 발생하였다고 해도 체류하지 않고 펌프 성능을 저하시키거나 손상시키거나 하는 등의 우려가 없다. 이와 같이 효율적으로 펌프(80) 내부를 냉각하기 위해, 파워 소자(32)를 냉각하기 위한 히트 싱크나 냉각 팬을 필요로 하지 않는다. 또한, 회전자(11)나 고정자(12)에 발생하는 모터 손실에서의 발열도 마찬가지로 효율적으로 이동할 수 있어, 이상(異常)한 온도 상승을 방지할 수 있다.

다음에, 상술한 펌프(80)를 갖는 전자 기기에 대해 도4를 참조하면서 설명한다. 도4는 퍼스널 컴퓨터 본체를 세로로 둔 상태의 퍼스널 컴퓨터 전체 구성을 도시하는 사시도이고, 도4에 도시하는 전자 기기는 데스크탑형 퍼스널 컴퓨터의 예이다. 펌프를 전자 기기에 이용하는 경우에는 피송액의 소량의 누설이라도 전자 기기 전체의 파괴를 초래할 가능성이 있으므로, 피송액의 누설을 확실하게 방지하는 것이 중요하고, 본 실시예의 퍼스널 컴퓨터에서는 피송액의 누설을 확실하게 방지할 수 있으므로, 신뢰성이 높은 것이다.

퍼스널 컴퓨터(60)는 퍼스널 컴퓨터 본체(61A), 디스플레이 장치(61B) 및 키보드(입력 장치)(61C)를 구비하여 구성되어 있다. 액냉 시스템(69)은 퍼스널 컴퓨터 본체(61A)에 CPU(중앙 연산 장치)(62)와 함께 내장되어 액저장부(63), 펌프(80), 열교환기(65), 방열판(A66), 방열판(B67)의 각 요소를 이 순서로 관로로 연결한 폐쇄 루프의 시스템으로 구성되어 있다. 이 액냉 시스템(69)의 설치 목적은 주로 퍼스널 컴퓨터 본체(61A)에 내장하는 CPU(62)에서 발하는 열을 외부로 운반하여 CPU(62)의 온도 상승을 규정치 이하로 유지하는 것이다. 열매체로서 물 혹은 물을 주체로 하는 용액을 사용하는 액냉 시스템(69)은 공냉 방식에 비교하여 열운반 능력이 높고, 소음이 작으므로, 발열량이 많은 CPU(62)의 냉각에 적합하다.

액저장부(63) 내부에는 피송액과 공기가 봉입되어 있다. 액저장부(63)와 펌프(80)는 병치되어 있고, 액저장부(63)의 출구와 펌프(80)의 흡입구가 관로에 의해 연통되어 있다. CPU(62)의 방열면에는 열전도성 그리스를 거쳐서 열교환기(65)가 밀착되어 설치되어 있다. 펌프(80)의 토출구와 열교환기(65)의 입구가 관로에 의해 연통되어 있다. 열교환기(65)는 방열판(A66)에 관로에 의해 연통되고, 방열판(A66)은 방열판(B67)에 관로를 거쳐서 연통되고, 방열판(B67)은 액저장부(63)에 관로를 거쳐서 연통되어 있다. 방열판(A66)과 방열판(B67)은 퍼스널 컴퓨터 본체(61A)가 다른 면으로부터 외부로 방열되도록 설치되어 있다.

펌프(80)에는 퍼스널 컴퓨터(60) 내부에 통상 구비되어 있는 직류(12V) 전원으로부터 전력선(33)이 당겨지고, 회전 출력선(34)이 상위 제어 기기인 퍼스널 컴퓨터(60)의 전자 회로에 접속되어 있다.

이 액냉 시스템(69)의 동작을 설명한다. 퍼스널 컴퓨터(60)의 기동에 수반하여 전력이 이송됨으로써 펌프(80)가 기동하여 피송액이 순환을 개시한다. 피송액은 액저장부(63)로부터 펌프(80)로 흡입되고, 펌프(80)로 가압되어 열교환기(65)로 송출된다. 펌프(80)로부터 열교환기(65)로 이송된 피송액은 CPU(62)에서 발하는 열을 흡수하여 액체 온도가 상승한다. 또한, 그 피송액은 다음의 방열판(A66) 과 방열판(B67)에서 외기와 열교환하여(외기에 방열하여) 액체 온도가 내려간 후 액저장부(63)로 복귀된다. 이하, 이를 반복하여 CPU(62)의 냉각이 계속해서 행해진다.

펌프(80)는 용적형 펌프의 일종인 내접 치차식이므로, 건조 상태(액없음 조건)에서 기동해도 흡입구를 부압으로 하는 능력이 있다. 그로 인해, 액저장부(63) 내부의 액면보다 높은 관로를 경유해도, 혹은 펌프(80)가 액면보다 높은 위치에 있어도 마중물 없이 액을 흡입하는 자흡 능력이 있다. 또한, 원심식 펌프 등에 비교하여 내접 치차식 펌프(80)는 가압 능력이 높기 때문에, 열교환기(65)나 방열판(66, 67)을 통과하는 압력 손실이 증가하는 조건에도 적용 가능하다. 특히 CPU(62)의 발열 밀도가 높은 경우에는 열교환 면적을 확대하기 위해 열교환기(65) 내부의 유로를 절곡하여 가늘고 길게 하는 것이 필요해지고, 원심식 펌프 등을 이용한 액냉 시스템에서는 통과 압력 손실이 증가하여 적용이 어려워지지만, 본 실시예의 액냉 시스템(69)에서는 이에 대응 가능하다.

본 실시예의 액냉 시스템(69)에 있어서는 피송액이 가장 고온이 되는 열교환기(65)의 출구의 직후에서 방열판(66, 67)을 경유하여 액체 온도가 내려가므로, 액저장부(63)나 펌프(80)의 온도는 비교적 낮게 유지된다. 그로 인해, 펌프(80)의 내부 부품 등은 고온 환경보다도 신뢰성을 확보하기 쉽다.

액냉 시스템(69)의 동작의 결과로서 액이 순환하는 각 부의 온도가 결정되지만, 그것들은 온도 센서(도시하지 않음)에 의해 감시된다. 규정 이상의 온도 상승에 의해 냉각 능력의 부족이 확인된 경우에는 펌프(80)의 회전 속도 상승이 지령되 어 지나친 온도 상승을 사전에 방지한다. 또한, 반대로 냉각이 지나친 경우에는 회전 속도를 억제한다. 펌프(80)의 발신하는 회전 출력은 항상 감시되어 회전 출력이 도중에 끊기고, 또한 액체 온도 변화가 이상한 경우에는 펌프(80)가 고장이라 판단되어 퍼스널 컴퓨터(60)는 긴급 동작으로 이행한다. 긴급 동작에서는 CPU 속도의 저하나 동작 중 프로그램의 보존 등 최소한의 동작을 한 후에 하드웨어의 치명적 손상을 방지한다.

다음에, 내축(5)과 케이싱(3, 4)을 결합할 때의 위치 결정 정밀도에 대해 도5 및 도6을 이용하여 설명한다. 도5는 축방향으로부터 내축(5)과 견부(22)의 외주 베어링면[또는 외부 로우터(2)의 돌출부(21)의 내주면]을 본 개략도이다. 도6은 내축(5)이 케이싱(3, 4)에 끼워 맞추어진 상태를 도시하는 개략도이다.

우선, 도5를 이용하여 정면 케이싱(3)과 배면 케이싱(4)의 회전 위상 정밀도가 견부(22)의 외주 베어링면 정밀도에 미치는 영향에 대해 설명한다.

본 실시예에 따르면, 도5의 (a)에 도시한 바와 같이 끼워 맞춤 축부(53)의 축심은 견부(22)의 외주 베어링면의 축심과 동심이다. 따라서, 정면 케이싱(3)과 배면 케이싱(4) 사이에 회전 위상 오차가 있어도 중심은 움직이지 않으므로, 2개의 견부 원통면의 동심도는 틀리지 않고, 같은 원주로부터 잘라낸 형상과 위치를 유지한다.

한편, 인용한 공지예 등에서 볼 수 있는 종래 구조는, 도5의 (b)에 도시한 바와 같이 내축(5)의 편심 베어링부(51)와 끼워 맞춤 축부(53)가 동심 혹은 이들 부위를 단차 등으로 구별하지 않는 구조이다. 이 경우에는 정면 케이싱(3)과 배면 케이싱(4)의 회전 위상 정밀도가 나쁘고, 회전한 상태에서 정면 케이싱(3)과 배면 케이싱(4)이 고정되면, 한쪽 견부(22')는 도5의 (b)에 파선으로 나타내는 윤곽과 같이 다른 쪽 견부(22)와 어긋난 상태가 되어 버린다. 정상적인 위치의 견부(22)와 어긋난 견부(22')의 양자에 저어널식으로 연결된 외부 로우터(2)는 마찰 저항이 증가하고, 극단적인 경우에는 회전이 곤란해진다. 따라서, 외부 로우터(2)의 원활한 회전을 유지하기 위한 2개의 견부의 동심 정밀도 유지에 본 실시예의 구조가 우수하다.

다음에, 도6을 이용하여 완충 원반부(52)를 내축(5)에 설치한 효과에 대해 설명한다. 본 실시예의 펌프에서는, 도6의 (a)에 도시한 바와 같이 내축(5)의 양측의 완충 원반부(52)의 단부면에 설치된 끼워 맞춤 축부(53)를, 정면 케이싱(3)의 끼워 맞춤 구멍과 배면 케이싱(4)의 끼워 맞춤 구멍과 삽입하는 구조를 채용하고 있다. 이들 2개의 케이싱(3, 4)은 외주 근방의 플랜지면(17)에 마련한 간격을 작게 하는 방향에서 접착재(15)에 의해 접착되어 2개의 케이싱(3, 4)이 근접하는 방향의 힘이 작용한다. 즉, 내축(5)에 대해 2개의 케이싱(3, 4)이 양측으로부터 압박되는 상태가 된다. 이 힘에 의해, 2개의 케이싱(3, 4)의 끼워 맞춤 구멍의 주변은 탄성 변형되어 미소하면서 완충 원반부(52)는 케이싱 단부면에 가라앉는다. 이 때, 완충 원반부(52)의 케이싱 단부면에 접촉하는 형상은 끼워 맞춤 축부(53)와 동심원인 도넛 형상이고, 방향성을 갖지 않고 바로 가라앉는다.

한편, 완충 원반부(52)를 설치하지 않은 경우에는, 도6의 (b)에 도시한 바와 같이 편심 베어링부(51)가 끼워 맞춤 축부(53)와 편심하고 있으므로, 케이싱 단부 면과의 접촉면은 방향에 따라서 면적이 다르고, 침몰량에 차이가 생긴다. 이 차이는 케이싱 전체의 경사가 되어 도6의 (b) 중에 화살표로 나타낸 바와 같이 견부 단부면의 폭이 일정하지 않고, 견부의 원통면도 일치하지 않게 된다. 이 결과, 내부 로우터(1)도, 외부 로우터도 회전하는 마찰 저항이 증가하여 극단적인 경우에는 회전이 곤란해진다. 그래서, 견부 단부면간 거리를 크게 취함으로써 회전을 지속시키도록 하는 것이 고려되지만, 그 경우에는 간격 증대에 의한 성능 저하를 피할 수 없다.

따라서, 본 실시예에서는 내축(5)에 완충 원반부(5)를 설치함으로써, 성능을 높게 유지하면서 로우터의 확실한 회전을 지속할 수 있다.

다음에, 본 발명의 제2 실시예에 대해 도7을 이용하여 설명한다. 도7은 본 발명의 제2 실시예의 모터 일체형 내접 치차식 펌프의 종단면 측면도이다. 본 제2 실시예는 다음에 서술하는 점에서 제1 실시예와 상위하는 것이고, 그 밖의 점에 대해서는 제1 실시예와 기본적으로는 동일하다.

제2 실시예에서는, 내축(5)은 스테인레스강으로 내부 로우터 베어링부(50)와 끼워 맞춤 축부(53) 및 매립 축부(53A)가 동심 형상으로 제작된 후에 정면 케이싱(3)의 사출 성형형으로 조립된다. 내축(5)의 일측에 형성된 매립 축부(53A)는 수지제의 정면 케이싱(3)의 견부(22)의 중앙에 고정밀도로 매립된다. 내축(5)의 다른 쪽의 끼워 맞춤 축부(53)는 배면 케이싱(4)의 견부(22)의 중앙의 끼워 맞춤 구멍에 끼워 맞추어진다. 매립 축부(53A)나 끼워 맞춤 구멍의 위치는 견부(22)의 외주 원통면에 대해 편심한 위치에 있고, 내외 로우터(1, 2)의 편심과 일치한다.

배면 케이싱(3)은 밀봉부(6)를 일체화하지만, 제1 실시예와 달리 플랜지부(18) 및 커버는 일체화되지 않고, 밀봉부(6)의 정면측의 단부면에 있어서 정면 케이싱(3)과의 사이를 O링(14)으로 밀봉할 뿐이다. 커버(13)는 정면 케이싱(3)의 최외주를 배면 방향에 원통 형상으로 연장하여 형성되어 있다. 커버(13)의 내면은 모터의 고정자(12)의 외주면과 접촉하지 않고 간격이 마련되어 있다.

배면 케이싱(4)의 배면측 중앙에는 파워 소자(32)에 열적으로 접촉하는 돌기(94)가 설치되어 있다. 이 돌기를 정면 방향으로 압박하는 힘을 지속할 수 있도록 기판(31)이 커버(13)의 단부면에 고정되어 있다.

정면 케이싱(3)에 설치한 토출 포트(10)로부터 토출구(9)로 직접 유도하는 관로(9b)가 설치되어 있다. 토출 포트(10)는 토출 포트(10)의 가장 안측부에 마련된 가로 구멍(25)을 거쳐서 내부 공간(24)과 연통되어 있다.

본 실시예에 따르면, 커버(13)는 모터부(82)의 고정자(12)에 직접 접촉하지 않아, 고정자(12)의 발생하는 진동이 전해지기 어렵다. 따라서, 모터부(82)에 기인하는 소음을 저감시킬 수 있다. 또한, 정면 케이싱(3)도, 배면 케이싱(4)도 원통 형상의 부분으로서 밀봉부(6), 커버(13)를 하나씩 일체화하고 있고, 형상의 복잡함의 차가 작다. 따라서, 양산(量産) 상의 정밀도 관리가 비교적 용이하다. 또한, 토출 포트(10)로부터 토출구(9)까지의 유로 압력 손실을 작게 할 수 있어, 성능 향상을 기대할 수 있다.

본 발명에 따르면, 모터 일체형 내접 치차식 펌프로서의 소형 및 저렴한 기 능을 유지하면서, 또한 신뢰성이 높은 모터 일체형 내접 치차식 펌프 및 전자 기기를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 모터 일체형 내접 치차식 펌프로서의 소형 및 저렴한 기능을 유지하면서, 또한 저렴하고 신뢰성이 높은 모터 일체형 내접 치차식 펌프 및 전자 기기를 얻을 수 있다.

Claims

액체를 흡입하여 토출하는 펌프부와, 상기 펌프부를 구동하는 모터부를 구비하여 구성되고,

상기 펌프부는 외주에 치를 형성한 내부 로우터와, 상기 내부 로우터의 치와 맞물리는 치를 내주에 형성한 외부 로우터와, 상기 양 로우터를 수납하는 펌프 케이싱과, 상기 내부 로우터를 저어널식으로 연결하는 내부 로우터 지지축을 구비하여 구성되고,

상기 모터부는 상기 펌프 케이싱의 내측에 배치하여 상기 외부 로우터를 구동하는 회전자와, 상기 펌프 케이싱의 외측에 배치하고 상기 회전자를 회전시키는 고정자를 구비하여 구성되어 있는 모터 일체형 내접 치차식 펌프에 있어서,

상기 펌프 케이싱은 상기 외부 로우터 및 상기 내부 로우터의 양측면에 대면하도록 배치된 2개의 케이싱 부재와, 상기 2개의 케이싱 부재에 설치되어 상기 외부 로우터의 축방향 양측을 저어널식으로 연결하는 외부 로우터 베어링부를 구비하여 구성되고,

상기 내부 로우터 지지축은 상기 외부 로우터에 대해 편심한 내부 로우터 베어링부를 갖고 상기 내부 로우터를 회전 가능하게 저어널식으로 연결하는 동시에, 상기 외부 로우터 베어링부에 대해 실질적으로 동심으로 상기 2개의 케이싱 부재를 결합하도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 모터 일체형 내접 치차식 펌프.
제1항에 있어서, 상기 내부 로우터 지지축은 상기 2개의 펌프 케이싱과 별개의 부재로 구성되고, 상기 내부 로우터 베어링부의 양측에 설치된 상기 2개의 펌프 케이싱에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 모터 일체형 내접 치차식 펌프.
제1항에 있어서, 상기 2개의 케이싱 부재는 상기 외부 로우터 및 상기 내부 로우터의 양측의 단부면에 약간의 간극을 갖고 대면하도록 배치되어 있고, 상기 2개의 케이싱의 한쪽은 상기 외부 로우터 및 상기 내부 로우터의 일측에 대면하는 부분과, 이 대면하는 부분으로부터 상기 외부 로우터의 외주 외측에 축방향으로 연장되는 통 형상의 밀봉부를 합성 수지재로 일체로 형성하고 있고, 상기 회전자는 상기 밀봉부의 내주면의 내측에서 상기 외부 로우터의 외주면에 고정 부착되어 있고, 상기 고정자는 상기 밀봉부의 외주면의 외측에서 상기 회전자의 외주 외측에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 모터 일체형 내접 치차식 펌프.
제2항에 있어서, 상기 내부 로우터 지지축은 상기 부착 축부를 상기 2개의 케이싱 부재에 마련된 끼워 맞춤 구멍에 끼워 맞춤으로써 상기 2개의 케이싱 부재에 부착되어 있고, 상기 부착축의 한쪽은 회전 정지 평면부를 갖고 상기 케이싱 부재의 끼워 맞춤 구멍의 회전 정지 평면부에 결합하도록 끼워 맞추어져 있고, 상기 2개의 케이싱 부재는 외주부에서 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 모터 일체형 내접 치차식 펌프.
제2항에 있어서, 상기 외부 로우터는 외주부 양측 단부면으로부터 축방향으로 돌출된 원환 형상의 돌출부를 구비하고 있고, 상기 2개의 케이싱 부재는 상기 외부 로우터 베어링부를 일체로 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 모터 일체형 내접 치차식 펌프.
제2항에 있어서, 상기 내부 로우터 지지축은 상기 외부 로우터에 대해 편심한 편심 베어링부와 그 편심 베어링부의 양측 단부면에 상기 부착 축부와 실질적으로 동심이고 또한 상기 편심 베어링부보다 직경이 작은 완충 원반부를 설치하고, 상기 완충 원반부의 양단부면 사이의 치수를 상기 외부 로우터 및 상기 내부 로우터의 축방향 길이 치수보다 크게 하여 상기 2개의 케이싱 부재가 상기 완충 원반부의 양단부면에 접촉하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 모터 일체형 내접 치차식 펌프.
제2항에 있어서, 상기 내부 로우터 지지축은 상기 부착 축부를 상기 내부 로우터 베어링부의 직경보다 작게 하는 동시에, 상기 내부 로우터 베어링부의 축방향 치수를 상기 외부 로우터 및 내부 로우터의 축방향 길이 치수보다 크게 하고, 상기 2개의 케이싱 부재가 상기 내부 로우터 베어링부의 양단부면에 접촉하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 모터 일체형 내접 치차식 펌프.
제3항에 있어서, 상기 2개의 케이싱 부재의 한쪽은 상기 밀봉 부재로부터 더 연장되어 상기 고정자를 덮는 통 형상의 커버를 합성 수지재로 일체로 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 모터 일체형 내접 치차식 펌프.
액체를 흡입하여 토출하는 펌프부와, 상기 펌프부를 구동하는 모터부를 구비하여 구성되고,

상기 펌프부는 외주에 치를 형성한 내부 로우터와, 상기 내부 로우터의 치와 맞물리는 치를 내주에 형성한 외부 로우터와, 상기 양 로우터를 수납하는 펌프 케이싱을 구비하고 있고,

상기 모터부는 상기 펌프 케이싱의 내측에 배치하여 상기 외부 로우터를 구동하는 회전자와, 상기 펌프 케이싱의 외측에 배치하여 상기 회전자를 회전시키는 고정자를 구비하여 구성되어 있는 모터 일체형 내접 치차식 펌프에 있어서,

상기 펌프 케이싱은 상기 외부 로우터 및 상기 내부 로우터의 양측의 단부면에 약간의 간격을 갖고 대면하도록 배치된 2개의 케이싱 부재를 구비하여 구성되고,

상기 2개의 케이싱 부재의 한쪽은 상기 외부 로우터 및 상기 내부 로우터의 일측에 대면하는 부분과, 이 대면하는 부분의 외주부로부터 상기 외부 로우터의 외주 외측에 축방향으로 연장되는 통 형상의 밀봉부를 합성 수지재로 일체로 형성하고 있고,

상기 2개의 케이싱 부재의 다른 쪽은 상기 밀봉부와 끼워 맞추는 끼워 맞춤면을 갖고 있고,

상기 회전자는 상기 밀봉부의 내주면의 내측에서 상기 외부 로우터의 외주면에 고정 부착되어 있고,

상기 고정자는 상기 밀봉부의 외주면의 외측에서 상기 회전자에 대응하여 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 모터 일체형 내접 치차식 펌프.
제9항에 있어서, 상기 한쪽의 케이싱 부재에 설치된 상기 통 형상의 밀봉부와 다른 쪽의 케이싱 부재는 끼워 맞춤면이라 불리우는 원통면에서 서로 접촉하여 축방향에 끼워 맞추어져 있는 것을 특징으로 하는 모터 일체형 내접 치차식 펌프.
제9항에 있어서, 상기 2개의 케이싱 부재의 다른 쪽은 상기 고정자를 덮는 통 형상의 커버를 합성 수지재로 일체로 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 모터 일체형 내접 치차식 펌프.
제9항에 있어서, 상기 펌프부는 상기 내부 로우터를 저어널식으로 연결하는 내부 로우터 지지축을 구비하고 있고, 상기 내부 로우터 지지축은 상기 2개의 펌프 케이싱과 별개의 부재로 구성되고, 상기 외부 로우터에 대해 편심한 내부 로우터 베어링부를 갖고 상기 내부 로우터를 회전 가능하게 저어널식으로 연결하는 것을 특징으로 하는 모터 일체형 내접 치차식 펌프.
제9항에 있어서, 상기 내부 로우터를 저어널식으로 연결하는 내부 로우터 지 지축을 구비하고, 상기 내부 로우터 지지축은 부착 축부를 상기 내부 로우터 베어링부의 직경보다 작게 하는 동시에, 상기 내부 로우터 베어링부의 축방향 치수를 상기 외부 로우터 및 내부 로우터의 축방향 길이 치수보다 크게 하여 상기 2개의 케이싱 부재가 상기 내부 로우터 베어링부의 양단부면에 접촉하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 모터 일체형 내접 치차식 펌프.
액체를 흡입하여 토출하는 펌프부와, 상기 펌프부를 구동하는 모터부를 구비하여 구성되고,

상기 펌프부는 외주에 치를 형성한 내측 로우터와, 상기 내부 로우터의 치와 맞물리는 치를 내주에 형성한 외부 로우터와, 상기 양 로우터를 수납하는 펌프 케이싱과, 상기 내부 로우터를 저어널식으로 연결하는 내부 로우터 지지축을 구비하여 구성되고,

상기 모터부는, 상기 펌프 케이싱의 내측에 배치하여 상기 외부 로우터를 구동하는 회전자와, 상기 펌프 케이싱의 외측에 배치하여 상기 회전자를 회전시키는 고정자를 구비하여 구성되어 있는 모터 일체형 내접 치차식 펌프에 있어서,

상기 펌프 케이싱은 상기 외부 로우터 및 상기 내부 로우터의 양측면에 대면하도록 배치된 2개의 케이싱 부재를 구비하고 있고,

상기 내부 로우터는 상기 외부 로우터보다 축방향의 치수를 크게 하여 구성되어 있고,

상기 내부 로우터 지지축은 상기 내부 로우터를 회전 가능하게 저어널식으로 연결하는 내부 로우터 베어링부와 상기 내부 로우터 베어링부의 양측에 설치되어 상기 2개의 케이싱 부재에 부착된 부착 축부를 구비하고, 상기 부착 축부를 상기 내부 로우터 베어링부의 직경보다 작고 또한 상기 내부 로우터 베어링부의 축방향 치수를 상기 내부 로우터의 축방향 길이 치수보다 크게 하여 상기 2개의 케이싱 부재가 상기 내부 로우터 베어링부의 양단부면에 접촉하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 모터 일체형 내접 치차식 펌프.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 기재된 모터 일체형 내접 치차 펌프를 액순환원으로서 탑재한 것을 특징으로 하는 전자 기기.