KR101296393B1 - Water pump for automobile having a inner type rotator with a permanent magnet - Google Patents

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Abstract

본 발명은 냉각수의 순환을 위한 자동차용 워터펌프의 구성을 단순화하여 고정자와 회전자가 견고한 자기적 결합 상태의 유지가 가능하게 함으로써, 진동의 영향을 최소화한 채 회전자 및 임펠러가 동기 회전 구동 되게 한 영구자석이 삽입된 내장형 회전자를 갖는 자동차용 워터펌프에 관한 것이다.
그 구성은, 자동차용 워터펌프(A)에 있어서, 하부의 모터커버(1)와 상부의 펌프 케이스(4) 사이에 설치되며, 중앙에는 상면이 개방된 공간부(32)를 형성하여 그 정 중앙에 샤프트(31)를 직립 설치하고, 상기 공간부(32)의 바깥 둘레로 링형의 고정자(2)가 설치되게 한 모터 케이스(3)와; 슬리브 두께부의 삽입홈(51a) 내에 영구자석(6)이 삽입되어 커버링(56)으로 융착ㆍ마감한 슬리브 형태의 회전자 본체(51)와, 평판 형태의 상면에 베인 부착홈(52a)을 형성하여 덮개를 갖는 베인(54)의 하단이 융착 되도록 한 임펠러 몸통부(52)로 되는 회전자(5)와; 모터 작동을 제어하는 PCB 기판(11);으로 이루어진다.
이로써 워터펌프를 구성하는 임펠러와 회전자가 별도의 연결축이나 고정축에 연결되지 않고 서로 일체화된 상태에서 회전자 둘레가 고정자의 내측에 위치되어 자기적으로 안정적인 설치상태를 유지할 수 있게 되므로, 워터펌프 작동시 유량손실에 따른 유량효율의 저하를 막고, 고정자에 대한 방열 효과를 높여, 내구성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있게 되므로, 자동차의 상품성을 제고할 수 있게 된다.The present invention simplifies the configuration of the water pump for automobiles for circulation of the coolant, thereby enabling the stator and the rotor to maintain a strong magnetic coupling state, thereby allowing the rotor and the impeller to be driven synchronously while minimizing the effects of vibration. The present invention relates to a water pump for automobiles having a built-in rotor with permanent magnets inserted therein.
In the water pump A for automobiles, the structure is provided between the lower motor cover 1 and the upper pump case 4, and forms a space 32 having an open upper surface in the center thereof. A motor case (3) in which a shaft (31) is installed upright in the center and a ring stator (2) is installed around the outer portion of the space (32); The permanent magnet 6 is inserted into the insertion groove 51a of the sleeve thickness portion to form the rotor body 51 in the form of a sleeve fused and closed by the covering 56 and the vane attachment groove 52a in the upper surface of the plate form. And a rotor (5) which is an impeller body (52) in which a lower end of the vane (54) having a cover is fused; It consists of a PCB substrate 11 for controlling the operation of the motor.
As a result, the impeller and the rotor constituting the water pump are not connected to a separate connecting shaft or a fixed shaft, and the rotor circumference is positioned inside the stator to maintain a magnetically stable installation state. It is possible to prevent the deterioration of the flow efficiency due to the flow loss during operation, to increase the heat dissipation effect on the stator, to improve the durability and reliability, thereby improving the merchandise of the vehicle.

Description

영구자석이 삽입된 내장형 회전자를 갖는 자동차용 워터펌프{Water pump for automobile having a inner type rotator with a permanent magnet}Water pump for automobile having a inner type rotator with a permanent magnet}

본 발명은 영구자석이 삽입된 내장형 회전자를 갖는 자동차용 워터펌프에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 임펠러와 함께 자동차용 워터펌프를 구성하는 주요 구성 부품인 회전자를 엔지니어링 플라스틱 재의 슬리브 형태로 되는 회전자 본체와, 이 회전자 본체 상면에 다수의 베인이 일체로 융착ㆍ설치되는 임펠러 몸통부로 일체화하여 구성하되, 상기 슬리브 형태로 되는 회전자 본체의 슬리브 두께부 내에는 삽입홈을 형성하여 네오디움(Nd)계 자석이나, 페라이트 소결자석으로 되는 영구자석을 삽입함으로써, 회전자 본체가 모터케이스 중앙의 공간부에 설치된 샤프트에 조립되어 링형의 고정자 내측에 설치되게 하는 것에 의해, 고정자에 대응하여 상부에 임펠러 몸통부가 일체로 형성된 회전자가 회전 구동되도록 한 것이다.The present invention relates to an automobile water pump having a built-in rotor with a permanent magnet inserted, and more particularly, a rotor, which is a main component constituting the automobile water pump together with an impeller, is formed in the form of a sleeve of engineering plastic material. An electronic body and an impeller body portion in which a plurality of vanes are integrally fused and installed on the upper surface of the rotor body are integrally formed, and an insertion groove is formed in the sleeve thickness portion of the rotor body in the form of a sleeve to form neodymium ( Nd) magnets or permanent magnets made of ferrite sintered magnets are inserted so that the rotor body is assembled to a shaft provided in the space portion in the center of the motor case and installed inside the ring stator. The rotor formed integrally with the impeller body is to be driven to rotate.

이와 같이 임펠러와 일체화된 회전자가 고정자 내부에서 회전 구동되게 됨에 따라 회전자가 고정자에 대해 뛰어난 자기적 특성으로 진동의 영향을 최소화한 채 동기 회전 구동되도록 함으로써, 워터펌프의 필수 구성 요소인 임펠러와 회전자가 별도의 연결축이나 고정축에 연결되지 않고 일체화되어, 워터펌프 작동시 유량손실에 따른 유량효율의 저하를 막음과 동시에, 고정자에 대한 방열 효과를 높여, 워터펌프의 내구성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있게 되므로, 전체적인 자동차의 상품성을 제고할 수 있도록 한 것이다.As the rotor integrated with the impeller is driven to rotate inside the stator, the rotor is driven to the synchronous rotation while minimizing the influence of vibration with excellent magnetic properties of the stator. It is integrated without being connected to a separate connecting shaft or fixed shaft, and prevents the decrease in flow efficiency due to flow loss during water pump operation, and increases the heat dissipation effect on the stator to improve durability and reliability of the water pump. Therefore, it is to improve the overall merchandise of the car.

일반적으로 자동차에는 차량의 엔진냉각 및 실내 난방을 위한 엔진 및 히터에 냉각수를 안정적으로 순환시키기 위하여 전기식 워터펌프가 설치된다.In general, an electric water pump is installed in a vehicle to stably circulate cooling water in an engine and a heater for engine cooling and indoor heating of a vehicle.

이들 워터펌프는 상부의 임펠러가 영구자석으로 되는 회전자에 축 결합으로 연결된 상태에서, 회전자가 고정자로부터 발생 되는 자기장에 의해 회전되도록 하여 회전자와 연결된 임펠러가 회전하면서 냉각수를 순환시킬 수 있도록 하고 있는 것이었다.These water pumps allow the rotor to be rotated by a magnetic field generated from the stator while the upper impeller is connected to the rotor which becomes a permanent magnet so that the impeller connected to the rotor can circulate the coolant while rotating. Was.

이와 같은 종래의 워터펌프는, 첨부도면 중, 도 1에 대한민국 공개특허 제10-2011-0055277호의 '전기식 워터펌프'의 구성을 단면도로 도시하고 있는 바와 같이, 이는 고정자(102)(104)(108)(109)에 의해 회전되는 회전자(84)(86)(88)(90) 중앙에 설치된 샤프트(83) 선단에 임펠러(22)를 설치하여, 회전자가 고정자로부터 발생되는 자기장에 대응, 반응하면서 회전되도록 하여 회전자 선단에 부착, 설치된 임펠러(22)가 회전하면서 목적한 냉각수의 순환이 이루어지도록 하는 것인바, 이는 임펠러와 회전자가 분리 구성되는데 따른 펌프의 크기가 대형화되는 문제와 함께 회전자의 영구자석이 장시간 냉각수에 노출되어 부식을 초래할 수 있는 문제를 막기 위해 영구자석의 외주면을 감싸는 2차적인 케이스를 이용하여 영구자석이 냉각수에 노출되는 것을 막도록 하는 구성으로 되어있다.Such a conventional water pump, as shown in the cross-sectional view of the configuration of the 'electric water pump' of the Republic of Korea Patent Application Publication No. 10-2011-0055277 in Figure 1, it is a stator (102, 104) ( The impeller 22 is installed at the tip of the shaft 83 installed in the center of the rotors 84, 86, 88, and 90 rotated by 108, 109, so that the rotor corresponds to the magnetic field generated from the stator. The impeller 22 attached to the tip of the rotor is rotated while reacting so that the desired cooling water is circulated while the impeller 22 rotates. This is accompanied by a problem that the size of the pump due to the separation of the impeller and the rotor is increased. In order to prevent the permanent magnets from being exposed to the coolant for a long time, the secondary magnet covering the outer circumference of the permanent magnet is prevented from being exposed to the coolant. It is.

그러나 상기한 2차적인 케이스는 저수축재인 칼륨계를 포함한 복합원료 (Bulk Mold Compound ; BMC)를 고온에서 녹여 영구자석을 포함한 회전자 결합체와 함께 고온에서 사출 성형해야하므로, 고온에서 취약한 영구자석의 자기적 특성상 그 성능이 저하될 우려가 있고, 자기적 특성이 저하된 회전자는 모터의 회전력 손실을 초래할 뿐만 아니라, 워터펌프의 성능 저하 원인이 될 수 있는 등의 문제점이 있는 것이었다.However, the secondary case described above requires melt molding of a low mold material containing potassium-based compound (BMC) at a high temperature to be injection molded at a high temperature with a rotor assembly including a permanent magnet. Due to the magnetic characteristics, the performance may be deteriorated. The rotor having the deteriorated magnetic characteristics not only causes a loss of rotational force of the motor, but also may cause a decrease in performance of the water pump.

또한 도 2에 도시하고 있는 바와 같이, 대한민국 특허출원 제10-2008-0131459호의 경우에는, 하우징(010) 내부에 설치되는 회전모터(013) 선단부에 회전축(011)을 연결하고, 이 회전축(011) 선단에 시일(016)과 함께 임펠러(012)를 설치하여 회전모터(013)의 회전력이 임펠러(012)에 전달되게 하여 임펠러(012)가 회전되면서 냉각수의 순환이 이루어지도록 하는 구성인 바, 이는 회전모터(013)의 회전축(011)에 시일(016)이 설치되어 회전축(011)에 시일(016)이 습동하여 회전하는 구조로서, 회전모터(013)의 장시간 작동시 시일(016)의 내마모성 저하로 인하여 냉각수의 유입에 따른 베어링 파손과 함께, 하우징(010) 내부로 냉각수가 유입되는 것을 막기 위해 배출 홀(드레인 홀)을 형성하였으나, 이는 원천적으로 모터부와 펌프부를 분리하여 방수하는 구조가 아니므로 통전으로 인한 파손을 미연에 방지할 수 없게 되는 등의 문제점이 있는 것이었다.In addition, as shown in FIG. 2, in the case of Korean Patent Application No. 10-2008-0131459, a rotating shaft 011 is connected to a distal end of a rotating motor 013 installed inside the housing 010, and this rotating shaft is 011. The impeller 012 is installed along with the seal 016 at the distal end so that the rotational force of the rotary motor 013 is transmitted to the impeller 012 so that the impeller 012 is rotated to allow the circulation of the coolant. It is a structure in which the seal 016 is installed on the rotating shaft (011) of the rotary motor (013) and the seal (016) slides and rotates on the rotating shaft (011). The discharge hole (drain hole) was formed to prevent the coolant from flowing into the housing 010 due to the bearing damage caused by the inflow of the coolant due to the deterioration of the wear resistance, but this is a structure in which the motor part and the pump part are separated and waterproof. Because it is not electricity Was that a problem such as being unable to prevent the damage from occurring.

또한 미국특허 제7896626호의 전동펌프가 제안되어 있는바, 이는 워터펌프를 주 케이스와 펌프케이스로 분리 구성하여 각 격벽에 의해 원천방수 되도록 하는 구조로서 센서와 고정자를 일체로 구성하는 모터와 유동저항을 감소시키는 유동관로 및 홀을 구성하는 회전자 일체형 임펠러 케이스와 씰링 및 펌프의 성능을 향상시키는 구성으로서, 펌프 케이스와 축을 고정하는 구조로 되는 것이다.In addition, an electric pump of US Pat. It is a structure which improves the performance of the rotor integrated impeller case and sealing and a pump which comprise a flow path and a hole to reduce, and becomes a structure which fixes a pump case and a shaft.

이 역시도 대한민국 공개특허 제10-2011-0055277호의 '전기식 워터펌프'의 구성과 동일하게 영구자석 및 영구자석을 고정하기 위한 요크(Yoke)를 포함한 회전자 결합체를 고온에서 사출 성형하여 영구자석의 외주면을 감싸는 2차적인 케이스를 구성하는 것에 의해, 영구자석의 냉각수 노출을 차단하는 구조이므로, 이는 고온에 취약한 영구자석의 자기적 특성이 저하될 수 있고, 자기적 특성이 저하된 회전자는 모터의 회전력 손실을 초래하게 될 뿐만 아니라, 워터펌프 성능 저하의 원인이 되는 등의 문제점이 있는 것이었다.In the same way as the configuration of the 'Electric Water Pump' of the Republic of Korea Patent Publication No. 10-2011-0055277, the outer peripheral surface of the permanent magnet by injection molding the rotor assembly including a yoke (Yoke) for fixing the permanent magnet and permanent magnet at high temperature By constructing the secondary case surrounding the structure, since the structure to block the exposure of the cooling water of the permanent magnet, the magnetic properties of the permanent magnets vulnerable to high temperatures can be degraded, the rotor with the reduced magnetic properties is the rotational force of the motor In addition to causing a loss, there was a problem such as causing a decrease in the water pump performance.

그리고 유럽특허 공개번호 제2004-EP1 635064 A1호의 펌프의 경우는, 펌핑장치와 모터를 연결함에 있어서, 이 경우 펌핑실의 격벽을 관통하여 모터를 연결하여야 할 뿐만 아니라, 모터제어기를 측면에 설치하는 구조이므로 펌프의 구조가 복잡해짐과 동시에, 그만큼 펌프의 작동성능이 저하되게 되는 문제점이 있으며, In the case of the pump of European Patent Publication No. 2004-EP1 635064 A1, in connecting the pumping apparatus and the motor, in this case, the motor must be connected through the partition wall of the pumping chamber and the motor controller is installed on the side. Because of the structure, the structure of the pump is complicated and at the same time, the operation performance of the pump is reduced.

또한 대한민국 특허출원 제10-2004-0073241호의 "차량용 워터펌프 임펠러 조립체의 제조방법"은 원판 상면에 특정각도로 경사각을 갖는 복수의 베인을 구비한 상태에서 이 베인에 대응하는 다수의 홈을 갖는 덮개를 덮어 초음파 융착하여 목적한 임펠러 조립체를 제조할 수 있도록 하는 것으로, 이는 단순히 임펠러의 제작을 덮개와 베인으로 구분 구성하여, 서로 초음파 융착 함으로써 일체와 시키도록 한 구성이다.In addition, Korean Patent Application No. 10-2004-0073241 "Method of manufacturing a vehicle water pump impeller assembly" is a cover having a plurality of grooves corresponding to the vanes with a plurality of vanes having a specific angle of inclination on the upper surface of the disc. By covering the ultrasonic fusion to be able to produce the desired impeller assembly, which is simply configured to cover the construction of the impeller into a cover and vanes, so as to be integral with the ultrasonic fusion by each other.

대한민국 공개 특허 제10-2011-0055277호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2011-0055277 대한민국 특허 출원 제10-2008-0131459호Republic of Korea Patent Application No. 10-2008-0131459 미국특허 제7896626호U.S. Patent No. 7896626 유럽특허 공개 제2004-EP1 635064 A1호European Patent Publication No. 2004-EP1 635064 A1 대한민국 특허 출원 제10-2004-0073241호Republic of Korea Patent Application No. 10-2004-0073241

따라서 본 발명의 목적은 상기와 같이 자동차의 엔진 냉각과 실내 난방을 위한 냉각수 순환을 위해 사용되는 종래의 자동차용 워터펌프가 지닌 제반 문제점을 해결하기 위하여, 회전자를 슬리브 형태의 회전자 본체와 임펠러 몸통부로 일체로 구성한 상태에서, 모터커버 상에 설치되는 모터케이스 중앙의 고정자 설치측 내측공간부에, 슬리브 형태로 되는 회전자 본체를 회전 가능한 상태로 설치하되, 상기 회전자 본체의 두께부 내에는 삽입홈을 형성하여 네오디움 계 자석이나 페라이트 소결자석으로 되는 영구자석을 삽입설치 하고, 회전자 본체의 상면에 평판 형태로 형성되는 임펠러 몸통부의 베인 부착홈에는 덮개를 갖는 복수의 베인 하단을 일체로 융착ㆍ설치한다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the problems of the conventional automotive water pump used for the cooling of the engine and the cooling of the interior of the automobile as described above, the rotor body and impeller in the form of a sleeve In a state in which the body is integrally formed, the rotor body in the form of a sleeve is rotatably installed in the stator installation side inner space in the center of the motor case installed on the motor cover, but within the thickness portion of the rotor body. The insertion groove is formed to insert and install a permanent magnet, which is a neodymium magnet or a ferrite sintered magnet, and the vane attachment groove of the impeller body formed in the form of a plate on the upper surface of the rotor body is integrally formed with the bottom of the plurality of vanes having a cover. Weld and install.

상기 회전자의 슬리브 두께부 내에 삽입 설치된 영구자석은, 슬리브 드께부를 둘러싸고 있는 고정자로부터의 자기장에 강하게 반응하여 회전자가 회전하게 됨에 따라, 회전자의 임펠러 몸통부에 융착ㆍ설치된 복수의 베인이 회전하면서 냉각수를 지속적으로 순환시킴으로써, 임펠러와 회전자를 별도의 연결축이 필요없이 하나의 부품으로 설치ㆍ사용 가능하게 하여, 워터펌프의 구성 부품을 단순화할 수 있을 뿐 만 아니라, 냉각수의 유동저항에 대응하는 강한 자기력에 의해, 회전자와 고정자의 동기화 해제 가능성을 크게 낮추어, 모터의 뛰어난 토크 성능 및 내구성을 향상시킬 수 있도록 함과 동시에, 고정자의 방열성을 높여 자동차용 워터펌프의 유동손실을 최소화하여 워터펌프의 성능을 향상시킨 영구자석이 삽입된 내장형 회전자를 갖는 자동차용 워터펌프를 제공함에 있다.The permanent magnet inserted into the sleeve thickness portion of the rotor rotates in response to the magnetic field from the stator surrounding the sleeve thickness portion, so that a plurality of vanes fused and installed on the impeller body of the rotor rotates. By continuously circulating the cooling water, the impeller and rotor can be installed and used as a single component without the need for a separate connecting shaft, which not only simplifies the components of the water pump but also responds to the flow resistance of the cooling water. The strong magnetic force greatly reduces the possibility of the rotor and stator being unsynchronized, improving the motor's excellent torque performance and durability, and increasing the heat dissipation of the stator to minimize the flow loss of the water pump for automobiles. Automatic with built-in rotor with permanent magnet to improve pump performance It has a water pump to provide.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 영구자석이 삽입된 내장형 회전자를 갖는 자동차용 워터펌프는, 자동차용 워터펌프에 있어서, 하부의 모터커버와 상부의 펌프 케이스 사이에 설치되며, 중앙에는 상면이 개방된 공간부를 형성하여 그 정 중앙에 샤프트를 직립 설치하고, 상기 공간부의 바깥 둘레로 링형의 고정자가 설치되게 한 모터 케이스와; 슬리브 두께부의 삽입홈 내에 영구자석이 삽입되어 커버링으로 융착ㆍ마감한 슬리브 형태의 회전자 본체와, 평판 형태의 상면에 베인 부착홈을 형성하여 덮개를 갖는 베인의 하단이 융착 되도록 한 임펠러 몸통부로 되어, 상기 슬리브 형태의 회전자 본체가 부시를 개재하여 모터 케이스의 공간부 중앙에 직립 설치된 샤프트에 조립되어, 고정자 내측으로 회전자 본체가 위치되게 한 회전자;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, an automobile water pump having a built-in rotor in which a permanent magnet according to the present invention is inserted, in an automobile water pump, is installed between a lower motor cover and an upper pump case, A motor case in which an upper surface is formed with an open space so that a shaft is installed upright at the center thereof, and a ring stator is installed around the outer space of the space; The rotor body is inserted into the groove of the sleeve, and the rotor body is fused and closed by the covering, and the impeller body is formed by forming the vane attachment groove on the upper surface of the flat plate to fusion the lower end of the vane with the cover. The rotor body of the sleeve form is assembled to the shaft upright installed in the center of the space portion of the motor case through the bush, the rotor to position the rotor body in the stator; characterized in that consisting of.

본 발명의 영구자석이 삽입된 내장형 회전자를 갖는 자동차용 워터펌프에 의하면, 워터펌프를 구성하는 임펠러와,이 임펠러를 회전구동시키는 회전자를, 복수의 베인이 일체로 융착ㆍ설치되는 임펠러 몸통부와 회전자 본체로 일체화하여 단일 부품으로 구성하되, 슬리브 형태의 회전자 본체의 슬리브 두께부에 형성된 삽입홈내에는 네오디움계 영구자석을 삽입시킴으로써, 회전자를 둘러싼 고정자로 부터의 자기력에 의해 회전자가 강한 회전력으로 회전되도록 함으로써, 뛰어난 자력특성으로 인해 고정자와 회전자 간의 동기화가 해제될 우려가 없어 자기특성의 유지가 용이하게 되므로, 적은 전력소모만으로 워터펌프의 성능 향상을 기대할 수 있을 뿐만 아니라, 자동차 차체에서 발생되는 진동에 대해서도 방진용 브라켓을 설치하지 않고서도 진동의 영향을 최소화 할 수 있게 됨과 동시에, 고정자의 뛰어난 방열효과로 인해 워터펌프의 작동 성능을 향상시킬 수 있게 되어 결과적으로 자동차의 성능을 제고할 수 있게 되는 등의 유용한 효과를 제공한다.According to the water pump for automobiles having a built-in rotor inserted with a permanent magnet of the present invention, the impeller constituting the water pump and the rotor for rotating and driving the impeller, the impeller body in which a plurality of vanes are fused and installed integrally It is composed of a single part by integrating the part and the rotor body, and inserts a neodymium-based permanent magnet into the insertion groove formed in the sleeve thickness of the rotor body in the form of a sleeve, by magnetic force from the stator surrounding the rotor By allowing the rotor to rotate with a strong rotational force, it is easy to maintain the magnetic characteristics because there is no fear of releasing the synchronization between the stator and the rotor due to the excellent magnetic properties, it can be expected to improve the performance of the water pump with only a small power consumption Vibration is generated even when the vibration is generated from the vehicle body without the installation of the anti-vibration bracket. In addition to minimizing the effects of the stator, the excellent heat dissipation effect of the stator can improve the operating performance of the water pump, thereby providing a useful effect, such as to improve the performance of the car.

도 1은 종래 워터펌프의 단면도.
도 2는 종래 워터펌프의 다른 예의 단면도.
도 3은 본 발명에 의한 워터펌프의 사시도.
도 4는 본 발명에 의한 워터펌프의 분해 사시도.
도 5는는 본 발명에 의한 워터펌프의 조립 단면도
도 6은 본 발명에 의한 워터펌프의 구성요부인 회전자의 사시도.
도 7은 본 발명에 의한 워터펌프의 구성요부인 회전자의 분해 사시도.
도 8은 본 발명에 의한 워터펌프의 구성요부인 회전자 본체의 단면도.
도 9는 본 발명에 의한 워터펌프의 구성요부인 회전자의 조립 단면도.1 is a cross-sectional view of a conventional water pump.
2 is a cross-sectional view of another example of a conventional water pump.
3 is a perspective view of a water pump according to the present invention.
Figure 4 is an exploded perspective view of the water pump according to the present invention.
5 is an assembled cross-sectional view of the water pump according to the present invention
6 is a perspective view of a rotor that is a constituent part of the water pump according to the present invention.
Figure 7 is an exploded perspective view of a rotor which is a constituent part of the water pump according to the present invention.
8 is a cross-sectional view of the rotor body which is a constituent part of the water pump according to the present invention.
9 is an assembled sectional view of the rotor which is a constituent part of the water pump according to the present invention;

본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.DETAILED DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.

본 발명에 의한 영구자석이 삽입된 내장형 회전자를 갖는 자동차용 워터펌프(A)는, 크게 고정자(2), 모터케이스(3), 펌프케이스(4) 및 회전자(5)로 이루어진다.An automobile water pump A having a built-in rotor in which a permanent magnet is inserted according to the present invention includes a stator 2, a motor case 3, a pump case 4, and a rotor 5.

상기한 고정자(2)는 대략 링 형태로 되어 모터케이스(3) 중앙에 상부가 개방되게 형성된 공간부(32) 외측에 끼워지게 설치된 상태에서, 그 하부의 모터커버(1) 내에 설치된 PCB 기판(11)에 의해 작동 인가되어, 이 고정자(2) 내측의 공간부(32) 내에 고정자(2) 중앙에 끼워지는 형태로 설치되는 회전자 본체(51)의 영구자석(6)에 대해 강한 자력이 작용하도록 하고 있다.The stator (2) is in the form of a ring and is inserted into the outer space of the space portion 32 formed so that the upper portion is opened in the center of the motor case (3), the PCB substrate installed in the motor cover (1) of the lower portion ( 11) is applied and operated so that a strong magnetic force is applied to the permanent magnet 6 of the rotor body 51, which is installed in the space portion 32 inside the stator 2 so as to fit in the center of the stator 2. It's working.

상기한 모터케이스(3)는 엔지니어링 프라스틱(PPS) 재질로 사출성형 되는 것으로, 상측에는 펌프케이스(4)가 덮혀 설치되며, 그 하측은 워터펌프(A)의 최하부에 설치되는 모터커버(1) 상에 설치된다.The motor case (3) is injection molded of engineering plastics (PPS) material, the pump case (4) is installed on the upper side, the lower side of the motor cover (1) is installed at the bottom of the water pump (A) It is installed on.

이때 상기 모터케이스(3)의 중앙부에는 상면이 개방된 오목한 원형의 공간부(32)를 형성하여 그 정 중앙에 샤프트(31)를 직립설치 하고, 상기 공간부(32)의 바깥 둘레로는 링 형태의 고정자(2)를 끼워 설치하며, 상기 공간부(32) 내부, 즉 고정자(2) 내측으로는 후술하는 회전자(5)의 회전자 본체(51)가 회전 가능한 상태로 끼워져 설치되도록 하고 있다.In this case, a concave circular space 32 having an upper surface is formed at the center of the motor case 3, and the shaft 31 is installed upright at the center thereof, and a ring is formed at the outer circumference of the space 32. To install the stator (2) of the form, inside the space 32, that is, inside the stator (2) so that the rotor main body 51 of the rotor (5) to be described later is installed in a rotatable state have.

또한 상기 모터케이스(3)는 그 상부의 펌프케이스(4)와 하부의 모터커버(1)의 결합부에 각각 0링(8)을 설치하여 기밀을 유지할 수 있도록 하고 있다.In addition, the motor case (3) is provided with a zero ring (8) to each of the coupling portion of the upper pump case (4) and the lower motor cover (1) to maintain the airtight.

상기한 펌프케이스(4)는 내부를 중공부로 하여 상측에 흡입구(41)를 일측에 토출구(42)를 각각 형성한 것으로, 내부의 중공부에는 임펠러 일체형의 회전자(5)가 회전 가능한 상태로 설치된다.The pump case (4) is formed with the inlet port 41 on one side and the discharge port 42 on the upper side with the hollow portion inside, and the rotor 5 of the impeller-integrated type is rotatable in the hollow portion inside. Is installed.

상기한 회전자(5)는 엔지니어링 플라스틱 재질로 되어, 표면에 복수의 베인 부착홈(52a)을 갖는 평판 형태의 상면을 임펠러 몸통부(52)로 하고, 하부를 슬리브 형태의 회전자 본체(51)로 구성하여 일체로 사출 성형한 것으로, 상기 모터케이스(3) 중앙의 공간부(32)에 직립 설치된 샤프트(31)에 세리믹재로 되는 부시(7)를 개재하여 슬리브 형태의 회전자 본체(51)가 회전 가능한 상태로 끼워져 설치되어, 결과적으로 고정자(2) 내측으로 회전자 본체(51)가 위치되어 고정자(2)에 대해 회전자 본체(51)가 자기적으로 반응하여 회전하는 것에 의해, 그 상면의 임펠러 몸통부(52)에 설치된 복수의 베인(54)이 회전함으로써, 실질적으로 냉각수를 순환 시키게 된다.The rotor 5 is made of an engineering plastic material, the upper surface in the form of a plate having a plurality of vane grooves 52a on the surface thereof is the impeller body portion 52, and the lower portion of the rotor body 51 in the form of a sleeve. And integrally injection-molded, the sleeve body of the rotor having a sleeve (7) through a bush (7) made of a ceramic material in the shaft (31) installed upright in the space (32) in the center of the motor case (3). 51 is installed in a rotatable state, and as a result, the rotor body 51 is positioned inside the stator 2, and the rotor body 51 magnetically rotates with respect to the stator 2, thereby rotating. By rotating the plurality of vanes 54 provided on the impeller body 52 on the upper surface, the coolant is substantially circulated.

상기 모터케이스(3) 중앙의 공간부(32)에 회전가능한 상태로 위치되는 상기 슬리브 형태로 되는 회전자 본체(51)의 슬리브 두께부 내에는 바닥으로부터 일정 깊이만큼 삽입홈(51a)을 형성하여, 고정자(3)의 자기장에 대응하여 회전가능한 네오디움계 자석이나 페라이트 소결 자석으로 되는 영구자석(6)을 삽입하고, 그 하단의 개구부는 커버링(56)으로 융착ㆍ일체화하여 마감 처리된다.In the sleeve thickness portion of the rotor body 51 in the form of the sleeve which is rotatably positioned in the space 32 in the center of the motor case 3, an insertion groove 51a is formed by a predetermined depth from the bottom. The permanent magnet 6, which is a rotatable neodymium magnet or a ferrite sintered magnet, is inserted in correspondence with the magnetic field of the stator 3, and the opening at the lower end thereof is fused and integrated with the covering 56 to be finished.

이때 상기 영구자석(6)은 세그멘트형이나 원통형 등 다양한 형태로 구성할 수 있다.In this case, the permanent magnet 6 may be configured in various forms such as a segment type or a cylindrical shape.

또한 상기 회전자(5)의 평판 형태로 형성된 임펠러 몸통부(52) 상면의 복수의 베인 부착홈(52a)에는, 상부에 덮개(shroud)(55)가 일체로 형성된 베인(54)을 출구각 20°~35°로 하여 다수 융착ㆍ설치함으로써, 회전자 본체(51)와 일체형으로 구성되는 임펠러를 밀폐형(closed type)의 임펠러 방식으로 구성하는 것에 의해, 유체의 유동손실을 최소화하고 축추력(axial force)을 감소시킬 수 있도록 하고 있다.In addition, in the plurality of vane attachment grooves 52a on the upper surface of the impeller body 52 formed in the form of a flat plate of the rotor 5, a vane 54 having a shroud 55 integrally formed thereon is formed at an exit angle. By fusion and installation at a number of 20 ° to 35 °, the impeller formed integrally with the rotor main body 51 is formed in a closed type impeller method, thereby minimizing the flow loss of the fluid and reducing the axial thrust force ( to reduce the axial force.

상기 구성에 있어서, 임펠러 몸통부(52)상에 복수의 베인(54)을 일체화시키거나, 회전자 본체(51)의 삽입홈(51a)에 영구자석(6)을 삽입 설치한 후, 그 개구부를 커버링(56)으로 일체화 시키는 융착 작업은, 초음파 융착 이나 고주파 융착 또는 열 융착 중, 선택적으로 실시되는 것으로, 그 융착 방법을 특정하는 것은 아니다.In the above configuration, the plurality of vanes 54 are integrated on the impeller body 52 or the permanent magnet 6 is inserted into the insertion groove 51a of the rotor body 51, and then the opening portion thereof. The fusion operation for integrating the cover 56 with the cover 56 is selectively performed during ultrasonic fusion, high frequency fusion, or thermal fusion, and does not specify the fusion method.

이와 같은 구성으로 되는 본 발명에 의한 영구자석이 삽입된 내장형 회전자를 갖는 자동차용 워터펌프(A)는, 자동차용 워터펌프(A)의 핵심구성 요소인 임펠러를 회전자(5)와 별도로 구성하는 것이 아닌, 회전자(5)를 회전자 본체(51)와 임펠러 몸통부(52)로 형성하되, 상기 회전자 본체(51)는 일정 길이의 슬리브 형태로 구성하고, 그 슬리브 두께부 내의 삽입홈(51a)에는 강한 보자력을 갖는 네오디움계 자석이나, 페라이트 소결자석으로 되는 영구자석(6)을 삽입ㆍ설치하고, 상기 임펠러 몸통부(52)는 상기 회전자 본체(51) 상측에 평판 형태로 형성되게 한 상태에서, 이 임펠러 몸통부(52)에 형성된 베인 부착홈(52a)에 상측에 덮개(55)를 갖는 베인(54)의 하단이 일체로 융착ㆍ형성되게 하는 것에 의해, 임펠러가 회전자(5)와 일체로 형성되게 함으로써, 임펠러와 회전자(5)의 구성을 단순화함과 동시에, 회전자 본체(51)의 고정자(2)에 대한 강한 자기적 특성의 유지가 가능하게 하여, 회전동력 손실을 막아 임펠러의 구동 효율을 좋게 하는 것에 의해, 임펠러 몸통부(52)에 일체로 융착 설치된 베인(54)에 의한 냉각수 순환 작동 효율을 높여 자동차용 워터펌프(A)의 성능을 향상시킬 수 있게 된다.Automotive water pump (A) having a built-in rotor with a permanent magnet according to the present invention having such a configuration, the impeller, which is a key component of the automotive water pump (A) is configured separately from the rotor (5) The rotor 5 is formed of the rotor body 51 and the impeller body 52, but the rotor body 51 is configured in the form of a sleeve having a predetermined length and inserted into the sleeve thickness. In the groove 51a, a neodymium-based magnet having a strong coercive force or a permanent magnet 6 made of a ferrite sintered magnet is inserted and installed, and the impeller body portion 52 has a flat plate shape above the rotor body 51. The lower end of the vane 54 having the lid 55 on the upper side is integrally fused and formed in the vane attachment groove 52a formed in the impeller body portion 52 in a state in which the impeller body 52 is formed. By forming integrally with the rotor 5, the impeller and rotation By simplifying the configuration of the ruler 5, it is possible to maintain a strong magnetic property of the stator 2 of the rotor body 51, thereby preventing the loss of rotational power to improve the driving efficiency of the impeller In addition, it is possible to improve the performance of the water pump for automobiles by increasing the cooling water circulation operation efficiency by the vanes 54 integrally fused to the impeller body 52.

이상에서와 같이 본 발명은 비록 상기의 구체적인 예에 대하여 설명하였지만 반드시 여기에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범주와 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당 업자에 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Such variations and modifications are intended to fall within the scope of the appended claims.

1 : 모터커버 2 : 고정자
3 : 모터케이스 4 : 펌프케이스
5 : 회전자 6 : 영구자석
7 : 부시 8 : O링
11 : PCB기판 31 : 샤프트
41 : 흡입구 42 : 토출구
51 : 회전자 본체 51a: 삽입홈
52 : 임펠러 몸통부 54 : 베인
55 : 덮개 56 : 커버링1: motor cover 2: stator
3: motor case 4: pump case
5: rotor 6: permanent magnet
7: bush 8: O-ring
11: PCB substrate 31: shaft
41: suction port 42: discharge port
51: rotor body 51a: insertion groove
52: impeller body 54: vane
55: cover 56: covering

Claims (4)

자동차용 워터펌프(A)에 있어서,
하부의 모터커버(1)와 상부의 펌프 케이스(4) 사이에 설치되며, 중앙에는 상면이 개방된 공간부(32)를 형성하여 그 정 중앙에 샤프트(31)를 직립 설치하고, 상기 공간부(32)의 바깥 둘레로 링형의 고정자(2)가 설치되게 한 모터 케이스(3)와;
슬리브 두께부의 삽입홈(51a) 내에 영구자석(6)이 삽입되어 커버링(56)으로 융착ㆍ마감한 슬리브 형태의 회전자 본체(51)와, 덮개를 갖는 베인(54)의 하단이 상면에 융착ㆍ설치 되도록 한 임펠러 몸통부(52)로 되어, 상기 슬리브 형태의 회전자 본체(51)가 부시(7)를 개재하여 모터 케이스(3)의 공간부(32) 중앙에 직립 설치된 샤프트(31)에 조립되어, 고정자(2) 내측으로 회전자 본체(51)가 위치되게 한 회전자(5);로
이루어지는 것을 특징으로 하는 영구자석이 삽입된 내장형 회전자를 갖는 자동차용 워터펌프.In the automotive water pump (A),
It is installed between the lower motor cover (1) and the pump case (4) of the upper portion, and forms a space portion 32 having an open upper surface at the center thereof, the shaft 31 is installed upright at the center thereof, and the space portion A motor case (3) in which a ring-shaped stator (2) is installed around the outer circumference of (32);
The permanent magnet 6 is inserted into the insertion groove 51a of the sleeve thickness portion, and the lower end of the sleeve-shaped rotor body 51 and the cover vane 54 are welded to the upper surface by fusion and closing with the covering 56. The shaft 31, which is an impeller body portion 52, which is installed so that the rotor body 51 in the form of the sleeve is installed upright in the center of the space portion 32 of the motor case 3 via the bush 7; A rotor 5 which is assembled to the rotor body so that the rotor body 51 is positioned inside the stator 2;
Automotive water pump having a built-in rotor, characterized in that the permanent magnet is made. 제 1항에 있어서,
상기 임펠러 몸통부(52)의 상면은 평판 형태로 되는 것을 특징으로 하는 영구자석이 삽입된 내장형 회전자를 갖는 자동차용 워터펌프.The method of claim 1,
The upper surface of the impeller body 52 is a car water pump having a built-in rotor with a permanent magnet is characterized in that the flat plate. 제 1항에 있어서,
상기 임펠러 몸통부(52)의 상면에는 복수의 베인 부착홈(52a)을 형성하여, 베인(54)의 하단이 베인 부착홈(52a)에 끼워진 상태에서 서로 융착ㆍ일체화 되도록 한 것을 특징으로 하는 영구자석이 삽입된 내장형 회전자를 갖는 자동차용 워터펌프.The method of claim 1,
A plurality of vane attachment grooves 52a are formed on the upper surface of the impeller body 52 so that the lower ends of the vanes 54 are fused and integrated with each other in a state where they are fitted into the vane attachment grooves 52a. Automotive water pump with a built-in rotor with a magnet inserted. 제 1 또는 3항에 있어서,
상기한 모든 융착은 초음파 융착, 고주파 융착 또는 열 융착으로 되는 것을 특징으로 하는 영구자석이 삽입된 내장형 회전자를 갖는 자동차용 워터펌프.The method according to claim 1 or 3,
All the above fusion is an automotive water pump having a built-in rotor with a permanent magnet, characterized in that the ultrasonic fusion, high frequency fusion or thermal fusion.
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