KR101270589B1 - 캔 구조체 - Google Patents

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KR101270589B1
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Abstract

본 발명은 캔 구조체에 관한 것으로, 모터의 로터가 삽입되는 로터 삽입부가 일측이 개방된 형태로 형성된 캔 몸체부재 및 상기 로터 삽입부의 입구 측에서 캔 몸체부재에 나사 결합하는 캔 커버부재를 포함하여, 상기 캔 몸체부재의 내부로 로터를 삽입하고 상기 캔 커버를 나사 결합함으로써 캔드 펌프의 조립 공정을 단순하고, 제조 원가를 절감한다.

Description

캔 구조체{Can Structure}
본 발명은 캔 구조체에 관한 것으로, 더 상세하게는 제조 및 조립이 용이한 캔 구조체에 관한 것이다.
일반적으로 모터는 자계를 발생시키는 스테이터, 상기 스테이터에서 발생된 자계에 의해 회전되는 로터를 포함한다.
펌프는 모터로 임펠러를 회전시켜 압력에 의해 유체를 이동시키는 것이며, 캔드 펌프는 전동 워터 펌프의 한 종류로써, 펌프 케이싱 내부에 모터의 스테이터가 삽입되는 공간과 모터의 로터가 삽입되는 공간을 구분하는 캔이 삽입된 구조를 가진다.
캔드 펌프의 세부 구성에 대해서는 대한민국 특허 공개 제1995-0008990호, 대한민국 특허 공개 제2010-0036764호, 대한민국 특허 등록 제0873754호에 상세히 개시되어 있다.
캔드 펌프의 펌프 케이싱은 내부에 캔 및 모터의 스테이터가 삽입되는 공간부가 형성되며, 일 측에 공간부 내로 유체를 유입할 수 있는 유입로가 형성된다.
상기 캔과 상기 펌프 케이싱 사이에는 스테이터 및 스테이터에서 자계를 발생시키기 위한 회로가 구성된 기판이 삽입된다.
상기 캔의 내부에는 스테이터의 자계에 의해 회전하는 로터가 삽입된다.
또, 캔드 펌프는 모터에 의해 회전되는 임펠러를 포함하고, 상기 임펠러는 로터에 결합되어 로터와 일체로 회전한다.
상기 스테이터 및 상기 기판은 물과 같은 유체와 접촉되는 경우 회로가 손상된다. 따라서, 상기 스테이터 및 상기 기판이 삽입되는 상기 캔과 상기 펌프 케이싱 사이 공간은 물과 같은 유체가 삽입되지 않도록 밀폐된다.
그리고, 캔 내부는 임펠러의 회전에 의해 이동되는 물이 내부로 유입된다.
따라서, 캔은 내부에 상기 로터가 삽입되고, 외주면과 캔드 펌프의 펌프 케이싱 사이에 스테이터가 삽입되어 밀폐될 수 있는 구조를 가진다.
상기 캔드 펌프에서 상기 스테이터가 삽입되는 공간은 물이 침입하지 못하도록 밀폐되고, 상기 로터가 삽입되는 공간은 상기 임펠러의 회전에 의해 이동되는 물이 내부로 유입된다.
상기 캔은 내부에 삽입되는 로터를 고정시키고, 상기 로터가 삽입되는 공간에 물이 유입되고 배출될 수 있는 커버를 가지기 위해 로터를 내부에 삽입하여 인서트 사출 성형되는 등과 같이 제조 과정 및 구조가 복잡하여 제조가 어렵고, 제조 비용이 비싼 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 구조가 단순하고, 제조 및 조립이 용이한 캔 구조체를 제공하는 데 있다.
이러한 본 발명의 과제는 일측이 개방된 형태로 내부에 모터의 로터가 삽입되는 로터 삽입부를 구비하며, 캔드 펌프의 펌프 케이싱 내에 삽입되어 모터의 스테이터가 삽입되는 밀폐된 공간을 상기 펌프 케이싱의 내부에 형성하는 캔 몸체부재; 및
상기 캔 몸체부재 내에 삽입된 로터가 관통되는 로터 관통 구멍과 상기 로터 삽입부와 연통되는 유출입 구멍이 형성되고, 상기 캔 몸체부재에 나사 결합하는 캔 커버부재를 포함한 캔 구조체를 제공함으로써 해결된다.
본 발명에 따른 상기 캔 몸체부재는 상기 캔 커버부재가 나사 결합하는 제 1 나사 결합부가 상기 로터 삽입부의 입구 측 내주면에 형성되며, 상기 캔 커버부재는 상기 제 1 나사 결합부와 나사 결합하는 제 2 나사 결합부가 외주면에 형성된다.
본 발명에 따른 상기 캔 커버부재는 상기 로터의 회전 방향과 동일한 방향으로 상기 캔 몸체부재에 나사결합된다.
본 발명에 따른 상기 캔 몸체부재는 상기 캔 몸체부재에 나사 결합된 상기 캔 커버부재의 일면이 안착되는 커버 안착부가 내주면에 돌출되며, 상기 커버 안착부와 상기 캔 커버부재의 일면 중 어느 한 측에는 결합 돌기가 돌출되고, 다른 한 측에는 상기 결합 돌기가 삽입되는 돌기 삽입홈이 형성된다.
본 발명에 따른 상기 결합 돌기와 상기 돌기 삽입홈은 억지 끼움으로 결합된다.
본 발명에 따른 상기 결합 돌기는 상기 캔 커버부재의 결합 방향과 평행한 기준선을 기준으로 점차 벌어지는 각도로 경사진 제 1 경사면이 안쪽면에 형성되며, 상기 돌기 삽입홈은 상기 캔 커버부재의 결합 방향과 평행한 기준선을 기준으로 상기 제 1 경사면과 다른 경사각을 가지는 제 2 경사면이 상기 제 1 경사면에 대향되는 안쪽면에 형성된다.
본 발명에 따른 상기 제 1 경사면의 경사 각도는 상기 캔 커버부재의 결합 방향을 기준선으로 하여 상기 제 2 경사면의 경사 각도보다 크게 형성된다.
본 발명은 나사 결합 구조를 통해 캔 구조체 내부에 삽입되는 로터를 간단히 고정시키는 구조를 제공함으로써, 제조 과정이 단순화되고 제조 원가가 절감되는 효과가 있다.
본 발명은 캔드 펌프 제조 시 캔드 펌프의 펌프 케이싱 내에 간단히 조립되어 펌프 제조 시 조립 편의성을 향상시키고 생산성을 증대시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 캔 구조체의 분해 사시도
도 2는 본 발명에 따른 캔 구조체의 단면도
도 3은 본 발명에 따른 캔 구조체의 요부 확대도
본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1에서 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 캔 구조체는 캔 몸체부재(20)를 포함한다.
상기 캔 몸체부재(20)는 내부에 모터의 로터(미도시)가 삽입되는 로터 삽입부(21)가 구비된다. 상기 로터 삽입부(21)는 내부에 상기 로터를 용이하게 삽입할 수 있도록 일측이 개방된 형태를 가진다.
또 상기 캔 몸체부재(20)는 캔드 펌프의 펌프 케이싱(미도시) 내에 삽입되어 장착된다. 그리고, 상기 캔 몸체부재(20)는 상기 펌프 케이싱의 내부에 삽입되어 장착됨으로써 상기 캔 몸체부재(20)와 상기 펌프 케이싱의 사이 즉, 캔 몸체부재(20)의 외주면과 펌프 케이싱의 내주면 사이에 모터의 스테이터가 삽입되는 밀폐된 공간이 형성된다.
상기 캔 몸체부재(20)의 일 측에는 펌프 케이싱 내에 모터의 스테이터가 삽입되는 밀폐된 공간을 형성하기 위한 구획벽부(22)가 외주면에 일체로 돌출된다.
상기 펌프 케이싱의 내주면과 상기 캔 몸체부재(20)의 외주면 사이에는 모터의 스테이터 및 스테이터에 자계를 발생시키기 위한 기판이 삽입된다.
따라서 상기 펌프 케이싱의 내부는 상기 구획벽부(22)를 중심으로 물이 유입되는 유입구가 형성된 측과, 내부에 스테이터 및 상기 기판이 삽입되는 공간으로 구분되며, 상기 스테이터 및 상기 기판이 삽입되는 공간은 견고하게 밀폐된다.
한편, 본 발명에 따른 상기 캔 구조체는 상기 로터 삽입부(21)의 입구 측에서 상기 캔 몸체부재(20)에 나사 결합하는 캔 커버부재(30)를 포함한다.
상기 캔 몸체부재(20)의 로터 삽입부(21)는 일 측이 개방되어 내부에 로터를 삽입하기 용이하다. 그리고, 상기 로터 삽입부(21) 내로 로터가 삽입된 후에는 상기 캔 커버부재(30)를 나사 결합으로 간단히 상기 로터 삽입부(21)의 입구 측에 결합시킴으로써 상기 로터 삽입부(21) 내에서 상기 로터를 견고하게 고정시켜 상기 로터가 상기 로터 삽입부(21)에서 유동되거나 빠지지 않게 한다.
상기 캔 커버부재(30)에는 상기 캔 몸체부재(20) 내에 삽입된 로터가 관통되는 로터 관통 구멍(31)과 상기 로터 삽입부(21)와 연통되는 유출입 구멍(32)이 형성된다.
본 발명은 상기 캔드 펌프에서 상기 캔 몸체부재(20)와 상기 캔 커버부재(30)를 별도로 제조하여 간단히 조립하는 구조로, 캔드 펌프 제조 시 상기 캔 몸체부재(20)의 로터 삽입부(21) 내에 로터를 견고하게 삽입 위치시키는 구조를 최대한 단순화한 것이다.
또, 상기 캔 몸체부재(20)와 캔 커버부재(30)가 나사 결합으로 간단히 조립되므로 제조가 용이하고, 작업 공수가 최소화된다.
도 2에서 도시한 바와 같이, 상기 로터 삽입부(21)의 입구 측에서 상기 캔 몸체부재(20)의 내주면에는 상기 캔 커버부재(30)가 나사 결합하는 제 1 나사 결합부(21a)가 형성되며, 상기 캔 커버부재(30)의 외주면에는 상기 제 1 나사 결합부(21a)와 나사 결합하는 제 2 나사 결합부(30a)가 형성된다.
또한, 상기 로터 삽입부(21)의 내부 및 상기 캔 몸체부재(20)에는 상기 로터 삽입부(21) 내로 삽입된 로터의 위치를 지지하기 위한 복수의 지지 돌기가 돌출된다. 상기 로터는 상기 로터 삽입부(21) 내에서 베어링에 의해 지지되어 원활하게 회전된다.
상기 제 1 나사 결합부(21a) 및 상기 제 2 나사 결합부(30a) 중 어느 하나는 왼나사 또는 오른 나사 방향으로 형성된 암나사부이며, 다른 하나는 상기 암나사부에 나사 결합이 가능한 숫나사부이다.
상기 제 1 나사 결합부(21a)와 상기 제 2 나사 결합부(30a)의 나사 결합 방향은 상기 로터의 회전 방향과 동일 방향인 것이 바람직하다. 일 예로, 캔드 펌프에서 상기 로터의 회전 방향을 시계 방향으로 할 때, 상기 캔 커버부재(30)의 나사 결합 방향은 시계 방향인 것이다.
상기 캔 커버부재(30)는 로터의 회전 방향과 동일한 방향으로 회전되어 상기 로터 삽입부(21)에 나사 결합되므로 상기 로터의 회전에 의해 나사 결합이 풀리는 것이 방지된다.
즉, 상기 캔 커버부재(30)는 상기 로터의 회전 방향과 동일하게 결합되어 로터의 회전에 의해 풀리지 않고 견고하게 결합된 상태로 유지된다.
또한, 상기 캔 몸체부재(20)의 입구 측에서 상기 캔 몸체부재(20)의 내주면에는 상기 캔 몸체부재(20)에 나사 결합된 상기 캔 커버부재(30)의 일면이 안착되는 커버 안착부(40)가 돌출되며, 상기 커버 안착부(40)와 상기 캔 커버부재(30)의 일면 중 어느 한 측에는 결합 돌기(41)가 돌출되고, 다른 한 측에는 상기 결합 돌기(41)가 삽입되는 돌기 삽입홈(42)이 형성된다.
상기 커버 안착부(40)는 상기 캔 커버부재(30)의 나사 결합이 완료될 때 상기 캔 커버부재(30)의 일면이 안착되는 위치에 형성되며, 상기 캔 커버부재(30)의 나사 결합이 완료되면 상기 결합 돌기(41)는 상기 돌기 삽입홈(42)에 끼워져 결합되는 것이다.
상기 결합 돌기(41)와 상기 돌기 삽입홈(42)은 억지 끼움으로 결합되어 상기 캔 커버부재(30)와 상기 캔 몸체부재(20)의 나사 결합 상태를 더 견고하게 유지하도록 하는 것이 바람직하다.
도 3을 참조하면, 상기 결합 돌기(41)의 안쪽면에는 상기 캔 커버부재(30)의 결합 방향과 평행한 기준선을 기준으로 점차 벌어지는 각도(α)로 경사진 제 1 경사면(43)이 형성된다. 또, 상기 돌기 삽입홈(42)에서 상기 제 1 경사면(43)에 대향되는 안쪽면에는 상기 캔 커버부재(30)의 결합 방향과 평행한 기준선을 기준으로 상기 제 1 경사면(43)과 다른 각도(β)를 가지는 제 2 경사면(44)이 형성되는 것이 더 바람직하다.
상기 캔 커버부재(30)의 결합 방향을 기준선으로 한 상기 제 1 경사면(43)의 각도(α)와 상기 제 2 경사면(44)의 각도(β)는 어느 한 측이 다른 한 측보다 작게 형성된다. 이 때, 강한 결합력을 얻기 위해 제 1 경사면(43)의 각도(α)는 상기 캔 커버부재(30)의 결합 방향을 기준선으로 하여 제 2 경사면(44)의 각도(β)보가 크게 설정되는 것이 바람직하다.
상기 캔 커버부재(30)는 나사 결합으로 상기 캔 몸체부재(20)에 결합될 때 상기 결합 돌기(41)가 상기 돌기 삽입홈(42)에 삽입되고, 이 때 상기 결합 돌기(41)의 제 1 경사면(43)과 상기 돌기 삽입홈(42)의 제 2 경사면(44)은 서로 점차 깊게 맞물리게 된다.
이 때, 상기 캔 커버부재(30)를 상기 캔 몸체부재(20)에 나사 결합할 때 소요되는 힘과, 풀릴 때 소용되는 힘을 비교한 시험을 하였고, 시험 결과는 하기의 표 1과 같다.
나사 결합 시 힘
(kgf·cm)		 풀릴때 힘(kgf·cm) 결합시 힘 대비 풀릴때 힘의 비율(%)
제 1 실시 예 50 75 150%
제 2 실시 예 60 96 160%
제 3 실시 예 70 110 157%
제 4 실시 예 80 125 156%
제 5 실시 예 90 140 156%
제 6 실시 예 100 160 160%
결합시 힘 대비 풀릴때 힘의 평균 비율(%) 156%
본 시험은 상기한 바와 같이 각기 다른 규격을 가지는 6가지 실시 예를 통해 실시되었고, 각 실시 예에서 본 바와 같이 상기 캔 커버부재(30)를 상기 캔 몸체부재(20)에 나사 결합할 때 소요되는 힘보다 상기 캔 몸체부재(20)에서 상기 캔 커버부재(30)의 나사 결합 상태를 풀 때 더 큰 힘이 소요됨을 알 수 있다.
상기 제 1 경사면(43)의 경사 각도와 상기 제 2 경사면(44)의 경사 각도는 0.01 ~ 0.5도의 각도 차이를 두고 형성되며 이는 상기 캔 몸체부재(20) 및 상기 캔 커버부재(30)의 재질 특성에 따라 설계 시 다양하게 변경할 수 있음을 밝혀둔다.
즉, 상기 캔 커버부재(30)는 상기 제 1 경사면(43)과 제 2 경사면(44)이 서로 점차 맞물리면서 상기 캔 몸체부재(20)에 나사 결합됨으로써, 나사 결합 시에 적은 힘으로 간단히 결합되고, 결합된 이후에 외부 충격에 의해 풀리는 것이 완전히 방지되는 구조인 것이다.
캔드 펌프의 구동 시에는 진동과 같은 다양한 충격이 지속적으로 캔드 펌프에 가해지는 일이 발생한다. 여기에서 본 발명에 따른 캔 구조체에 진동과 같은 충격이 전달이 되고, 갑작스런 역전류가 발생하게 되면 로터가 시계 반대방향 즉, 통상의 로터 회전 방향과 역방향으로 회전되는 일이 발생할 수도 있게 된다.
상기의 문제에 의해 상기 캔 몸체부재(20)와 상기 캔 커버부재(30)의 나사 결합부분에서 나사 결합이 풀리게 된다.
상기한 바와 같이 상기 캔 커버부재(30)가 풀리게 되면, 상기 캔 몸체부재(20)의 로터 삽입부(21) 내에서 상기 캔 커버부재(30)에 의해 고정된 로터의 위치가 해제되어 로터가 유동되고 캔드 펌프가 파손된다.
본 발명에 따른 캔 구조체는 상기한 바와 같이 상기 캔 커버부재(30)를 상기 캔 몸체부재(20)에 견고하게 나사 결합시켜 캔드 펌프의 작동 중 상기 캔 커버부재(30)의 나사 결합이 풀리는 것을 완전히 방지하고, 항상 상기 캔 커버부재(30)가 상기 캔 몸체부재(20)에 견고하게 결합된 상태를 유지할 수 있게 한다.
따라서, 본 발명에 따른 캔 구조체는 캔드 펌프의 고장을 방지하고, 내구성을 증대시킨다.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지에 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있으며 이는 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.
20 : 캔 몸체부재 21 : 로터 삽입부
22 : 구획벽부 30 : 캔 커버부재
40 : 커버 안착부 41 : 결합 돌기
42 : 돌기 삽입홈 43 : 제 1 경사면
44 : 제 2 경사면

Claims (7)

  1. 일측이 개방된 형태로 내부에 모터의 로터가 삽입되는 로터 삽입부를 구비하며, 캔드 펌프의 펌프 케이싱 내에 삽입되어 모터의 스테이터가 삽입되는 밀폐된 공간을 상기 펌프 케이싱의 내부에 형성하는 캔 몸체부재; 및
    상기 캔 몸체부재 내에 삽입된 로터가 관통되는 로터 관통 구멍과 상기 로터 삽입부와 연통되는 유출입 구멍이 형성되고, 상기 캔 몸체부재에 나사 결합하는 캔 커버부재를 포함하며,
    상기 캔 몸체부재는 상기 캔 몸체부재에 나사 결합된 상기 캔 커버부재의 일면이 안착되는 커버 안착부가 내주면에 돌출되며,
    상기 커버 안착부와 상기 캔 커버부재의 일면 중 어느 한 측에는 결합 돌기가 돌출되고, 다른 한 측에는 상기 결합 돌기가 삽입되는 돌기 삽입홈이 형성된 것을 특징으로 하는 캔 구조체.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 캔 몸체부재는 상기 캔 커버부재가 나사 결합하는 제 1 나사 결합부가 상기 로터 삽입부의 입구 측 내주면에 형성되며,
    상기 캔 커버부재는 상기 제 1 나사 결합부와 나사 결합하는 제 2 나사 결합부가 외주면에 형성된 것을 특징으로 하는 캔 구조체.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 캔 커버부재는 상기 로터의 회전 방향과 동일한 방향으로 상기 캔 몸체부재에 나사결합되는 것을 특징으로 하는 캔 구조체.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 결합 돌기와 상기 돌기 삽입홈은 억지 끼움으로 결합되는 것을 특징으로 하는 캔 구조체.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 결합 돌기는 상기 캔 커버부재의 결합 방향과 평행한 기준선을 기준으로 점차 벌어지는 각도로 경사진 제 1 경사면이 안쪽면에 형성되며,
    상기 돌기 삽입홈은 상기 캔 커버부재의 결합 방향과 평행한 기준선을 기준으로 상기 제 1 경사면과 다른 경사각을 가지는 제 2 경사면이 상기 제 1 경사면에 대향되는 안쪽면에 형성된 것을 특징으로 하는 캔 구조체.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제 1 경사면의 경사 각도는 상기 캔 커버부재의 결합 방향을 기준선으로 하여 상기 제 2 경사면의 경사 각도보다 크게 형성된 것을 특징으로 하는 캔드 펌프의 캔 구조체.
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