KR101828688B1 - 전기 구동 펌프 및 이를 제조하는 방법 - Google Patents

전기 구동 펌프 및 이를 제조하는 방법 Download PDF

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Abstract

회전자 조립체를 포함하는 전기 구동펌프가 제공된다. 상기 회전자 조립체는 임펠러, 회전자, 및 샤프트 슬리브 조립체를 포함한다. 상기 임펠러는 샤프트 슬리브의 일 단부에 배열되고, 상기 회전자는 상기 임펠러가 장착되는 상기 단부로부터 먼 상기 샤프트 슬리브의 타 단부에 배열된다. 상기 회전자는 회전자 코어, 영구 자석, 및 실드를 포함한다. 상기 영구 자석은 상기 회전자 코어의 외부 주변 표면 주위에 배열되고 상기 회전자 코어의 외부 주변 표면에 끼워진다. 상기 실드는 상기 샤프트 슬리브에 고정되고, 상기 회전자 코어 및 상기 영구 자석을 수용하도록 구성되는 수용부는 상기 실드와 샤프트 슬리브 사이에 형성된다. 상기 전기 구동 펌프는 간단한 구조를 가지고, 제조하기 쉽다.

Description

전기 구동 펌프 및 이를 제조하는 방법{ELECTRICALLY DRIVEN PUMP AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
이 출원은 차량의 작업 매체(working medium) 순환 시스템, 특히 작업 매체 순환 시스템의 전기 구동 펌프에 관한 것이다.
최근 수십년 간, 전기 구동 펌프들은 종래의 기계식 펌프들을 점차 대체해왔고 차량의 방열 및 열 순환 시스템들에 널리 사용된다. 전기 구동 펌프들은 전자기 간섭이 거의 없고, 효율적이고 환경 친화적이며, 무단계 속도 조절(stepless speed regulation) 등의 장점들을 가지며, 따라서 시장(market well)의 요구를 충족시킬 수 있다.
전기 구동 펌프는 회전자 조립체를 포함하고, 이는 전기 구동 펌프의 수력 효율(hydraulic efficiency) 및 운동 효율(motor efficiency)에 효과를 가진다. 회전자 조립체의 구조 및 제조 과정은 전기 구동 펌프의 성능과 제조 비용에 직접적인 영향을 가진다.
따라서, 상기 기술적 문제들을 다루기 위해 종래의 기술을 향상시킬 필요가 있다.
본 출원의 목적은 간단한 제조 과정 및 간단한 구조를 갖는, 회전자 조립체를 가지는 전기 구동 펌프를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 뒤따르는 기술적 해결책들이 본 출원에 채택된다. 전기 구동 펌프가 제공되고 이는 제 1 하우징, 제 2 하우징, 격벽, 고정자 조립체, 회로 기판, 및 회전자 조립체를 포함한다. 전기 구동 펌프는 펌프 체임버를 포함한다. 펌프 체임버는 제 1 하우징과 제 2 하우징에 의해 정의되는 공간을 포함하고, 격벽은 펌프 체임버를 건성 체임버와 습윤 체임버로 분할한다. 회전자 조립체는 습윤 체임버에 배열되고, 고정자 조립체 및 회로 기판은 건성 체임버에 배열된다. 회전자 조립체는 임펠러, 회전자, 및 샤프트 슬리브 조립체를 포함한다. 샤프트 슬리브 조립체는 샤프트 슬리브를 포함하고, 임펠러는 샤프트 슬리브의 일 단부에 배열되고, 회전자는 샤프트 슬리브의 다른 하나의 단부에 배열된다. 회전자는 영구 자석, 회전자 코어, 및 실드를 포함한다. 영구 자석은 회전자 코어에 고정되고, 회전자 코어는 샤프트 슬리브에 고정된다. 수용부(accomodating portion)는 실드와 샤프트 슬리브 사이에 형성되고, 영구 자석은 수용부에 고정되어 배열된다.
전기 구동 펌프를 제조하는 방법이 본 출원에 따라 더 제공된다. 전기 구동 펌프는 회전자 조립체를 포함하고, 회전자 조립체는 회전자, 임펠러, 및 샤프트 슬리브 조립체를 포함한다. 회전자는 회전자 코어, 영구 자석, 및 실드를 포함한다. 임펠러는 상부 플레이트 및 하부 플레이트를 포함하고, 샤프트 슬리브 조립체는 샤프트 슬리브 및 베어링들을 포함한다. 회전자 조립체의 제조 과정은:
상기 회전자 코어, 상기 영구 자석, 상기 실드, 상기 임펠러, 상기 샤프트 슬리브, 및 상기 베어링들을 포함하는 부분들(parts)를 처리하거나 준비하는 1 단계;
상기 회전자를 조립하는 단계를 포함하는, 상기 부분들을 조립하는 2 단계로서, 상기 회전자를 조립하는 단계는, 상기 회전자 코어와 상기 샤프트 슬리브 사이에 팽팽한 맞춤(tight fit)을 형성하기 위해 상기 샤프트 슬리브에 상기 회전자 코어를 맞추는 단계, 상기 회전자 코어에 상기 영구 자석을 고정하는 단계, 상기 영구 자석의 외부 주변 표면 상에 상기 실드를 덮는 단계, 및 용접에 의해 상기 샤프트 슬리브에 상기 실드를 고정하는 단계를 포함하는, 2 단계; 및
회전자 조립체를 조립하는 3 단계로서, 상기 샤프트 슬리브의 타 단부의 반대쪽에 있는 상기 회전자가 고정되는 상기 샤프트 슬리브의 일 단부에 대해 상기 임펠러를 꽉(tightly) 누르는 단계, 및 상기 샤프트 슬리브에 상기 베어링을 고정하는 단계를 포함하는, 3 단계;를 포함한다.
본 출원에 따르는 전기 구동 펌프는 회전자 조립체를 포함한다. 회전자 조립체에서, 영구 자석을 수용하기 위한 수용부는 실드 및 상기 샤프트 슬리브의 외주 표면에 의해 형성되고, 따라서 영구 자석이 작업 매체에 의해 코로드되는(corroded) 것을 방지하고, 전기 구동 펌프의 사용 기간(service life)을 증가시킬 수 있다. 더구나, 본 출원에 따르는 회전자 조립체는 간단한 구조를 가지고, 제조하기 쉽다.
도 1은 본 출원의 실시예에 따른 전기 구동 펌프의 구조를 보여주는 단면 개략도이다.
도 2는 도 1의 회전자 조립체의 분해 개략도이다.
도 3은 도 1의 회전자 조립체의 구조를 보여주는 단면 개략도이다.
도 4는 도 1의 회전자 조립체의 회전자 코어의 단부 표면 구조를 보여주는 개략도이다.
도 5는 도 1의 영구 자석의 구조를 보여주는 개략도이다.
도 6은 도 2의 회전자 구조를 보여주는 단면 개략도이다.
도 7은 실시예에 따른 임펠러의 부싱 구조를 보여주는 개략도이다.
도 8은 도 7의 부싱 구조를 보여주는 전방 개략도이다.
도 9는 B-B 선을 따라 취해진 도 8의 부싱 구조를 보여주는 단면 개략도이다.
도 10은 도 2의 버퍼의 단부 표면 구조를 보여주는 개략도이다.
본 출원은 이하에 도면들 및 실시예들과 함께 더 기재된다.
도 1은 전기 구동 펌프(100)의 구조를 보여주는 단면 개략도이다. 전기 구동 펌프(100)는 차량 냉각 순환 시스템을 포함하는 작업 매체 순환 시스템에 적용된다. 전기 구동 펌프(100)는 제 1 하우징(10), 격벽(20), 제 2 하우징(30), 샤프트(40), 회전자 조립체(50), 고정자 조립체(60), 회로 기판(70), 및 방열 조립체(80)를 포함한다. 펌프 체임버는 제 1 하우징(10)과 제 2 하우징(30) 사이에 정의되는 공간을 포함한다. 펌프 체임버는 격벽(20)에 의해 습윤 체임버(91)와 건성 체임버(92)로 분할된다. 전기 구동 펌프(100)가 작동하고 있을 때, 작업 매체는 습윤 체임버(91)를 통해 흐르고, 회전자 조립체(50)는 습윤 체임버(91)에 배열된다. 작업 매체는 건성 체임버(92)를 통해 흐르지 않고, 고정자 조립체(60) 및 회로 기판(70)은 건성 체임버(92)에 배열된다. 샤프트(40)는 사출 성형에 의해 격벽(20)에 고정된다. 회전자 조립체(50)는 샤프트(40) 주위에서 회전 가능하다. 회전자 조립체(50)는 격벽(20)에 의해 고정자 조립체(60)로부터 분리된다. 고정자 조립체(60)는 회로 기판(70)에 전기적으로 연결된다. 회로 기판(70)은 외부 회로에 연결된다. 방열 조립체(80)는 회로 기판(70)에 의해 생성된 열을 전달하고 방출하도록 구성되고, 방열 조립체(80)는 제 2 하우징에 고정되어 장착된다. 이 실시예에서, 전기 구동 펌프(100)는 내부 회전자 타입 전기 구동 펌프이고, 내부 회전자 타입 전기 구동 펌프는 샤프트(40)가 중심축으로 취해질 경우 회전자 조립체(50)가 고정자 조립체(60)보다 샤프트(40)에 더 가깝도록 배열되는 펌프로 참조된다.
도 2 내지 10은 회전자 조립체(50)의 구조 또는 회전자 조립체(50)의 구획들 및 부분들을 보여주는 개략도이고, 도 2는 회전자 조립체(50)의 분해도이다. 도 2를 참조하면, 회전자 조립체(50)는 회전자(1), 임펠러(2), 샤프트 슬리브 조립체(3), 및 균형 슬리브(4)를 포함한다. 샤프트 슬리브 조립체(3)는 샤프트 슬리브(31), 제 1 베어링(32), 제 2 베어링(33), 및 버퍼(34)를 포함한다. 샤프트 슬리브(31)는 금속으로 마들어지고, 회전자(1)는 샤프트 슬리브(31)에 고정되며, 임펠러(2)는 압입(pressing fit)에 의해 샤프트 슬리브(31)에 고정된다. 균형 슬리브(4)는 샤프트 슬리브(31)의 외주 표면 상에서 슬리브 연결되고(is sleeved), 회전자(1)와 임펠러(2) 사이에 배열된다.
도 3, 4, 5, 및 6을 참조하면, 회전자(1)는 회전자 코어(11), 영구 자석(12), 및 실드(13)를 포함한다. 영구 자석(12)은 회전자 코어(11)의 외부 주변 표면 주위에 배열된다. 실드(13)는 영구 자석(12)의 외부 주변 표면을 덮고, 상대적으로 닫힌(closed) 수용부는 용접에 의해 실드(13) 및 샤프트 슬리브(31)의 외주 표면 옆에 형성된다(formed by). 이 실시예에서, 실드(13)는 금속으로 만들어지고, 명백히, 실드는 다른 재료들로도 만들어질 수 있다.
도 4을 참조한다. 회전자 코어(11)는 다중 실리콘 스틸 시트들을 포함하고, 이는 적층 및 리벳으로 고정시키는 것에 의해 고정된다. 회전자 코어(11)는 장착홀(111), 영구 자석 장착부(112), 및 다중 관통홀(113)을 포함한다. 장착홀(111)은 원형이고, 회전자 코어(11)의 중심에 가깝도록 배열되며, 샤프트 슬리브(31)는 장착홀(111)을 관통하고, 장착홀(111)의 측벽은 샤프트 슬리브(31)의 외주 표면에 팽팽한 맞춤(tight fit)에 있도록 구성된다.
이 실시예에서, 간격을 두고 배열되고 균일하게 분포되는 다중 돌출 리브들(114)은 회전자 코어(11)의 외부 주변 표면 상에 형성되고, 영구 자석 장착부(112)는 인접 돌출 리브들(114) 사이 공간에 의해 정의된다. 영구 자석 장착부(112)는 거의 영구 자석(12) 두께의 반인 깊이 및 영구 자석(12) 폭보다 약간 더 큰 폭을 가지고, 따라서 영구 자석 장착부(112)에 영구 자석(12)의 장착을 용이하게 할 수 있다. 영구 자석(12)은 영구 자석 장착부(112)에 고정되고 부착되며, 따라서 회전자 코어(11)에 고정된다.
이 실시예에서, 다중 관통홀들(113)은 회전자 코어(11)의 두 단부 표면들을 관통하도록 배열된다. 관통홀들(113)은 장착홀 주위에 동일한 간격으로 분포된다. 관통홀들(113)의 배열은 회전자(1)의 무게 및 회전 관성을 줄일 수 있고, 따라서 회전자(1)의 시작 성능 향상을 촉진한다. 관통홀들(113)의 수는 영구 자석 장착부들(112)의 수와 같고, 돌출 리브들(114)의 수와 같다. 도 6을 참조한다. 회전자 코어(11)의 중심축에 수직인 평면이 정의되고, 이 평면을 사용하여 회전자 코어(11)를 절단함으로써 섹션이 정의된다. 상기 섹션에서, 영구 자석 장착부(112)의 중간 지점과 회전자 코어(11)의 중심을 연결하는 연결 라인이 정의되고, 즉, 인접하는 돌출 리브들 사이 간격의 중간 지점을 연결하는 연결 라인 및 회전자 코어(11)의 중심이 정의되고, 관통홀들(113) 각각은 연결 라인 주위에 대칭되도록 구성된다. 회전자 코어(11)는 연결 라인 주위로 대칭인 제 1 부분(118) 및 제 2 부분(119)을 포함한다. 제 1 부분(118) 및 제 2 부분(119)은 회전자 코어(11)의 내부 주변 표면으로부터 회전자 코어(11)의 외부 주변 표면을 향해 연장한다. 제 1 부분(118)과 제 2 부분(119) 각각은 명면, 또는 캠퍼, 또는 평면과 캠버의 조합을 포함한다. 회전자 코어의 중심을 중심으로 취함으로써 원이 정의되고, 상기 원은 제 1 부분(118)과 제 2 부분(119)을 각각 교차하고, 제 1 부분과 교차하는 원의 교차점은 제 1 교차점이고, 제 2 부분(119)과 교차하는 원의 교차점은 제 2 교차점이고, 제 1 교차점과 제 2 교차점 사이의 원호의 길이는 회전자 코어의 내부 주변 표면으로부터 외부 주변 표면까지 점차 감소된다. 회전자 코어(11)의 중심축에 수직인 평면이 정의되고, 이 평면을 사용해 회전자 코어(11)를 절단함으로써 섹션이 정의된다. 상기 섹션에서, 각 관통홀(113)은 주요부 및 연결부를 포함한다. 이 실시예에서, 관통홀들(113) 각각의 주요부는 거의 이등변 삼각형이고, 이등변 삼각형은 두 측면(two sides)을 포함하고, 이등변 삼각형의 두 측면은 모따기되거나(chamfered), 원호에 의해 연결된다. 특히, 이등변 삼각형의 같은 길이를 갖는 두 측면은 관통홀(113)의 주요부이고, 원호 또는 모따기부(chamfered portion)는 관통홀(113)의 연결부이다. 명백히, 관통홀들(113) 각각의 주요부는 사다리꼴일 수도 있고, 그 모양이 제 1 교차점과 제 2 교차점 사이의 원호 길이가 회전자 코어(11)의 내부 주변 표면으로부터 회전자 코어(11)의 외부 주변 표면까지 점차 감소되는 조건을 충족시키는 한, 모든 모양은 이 실시예의 범위에 든다. 영구 자석(12)의 자기선(magnetic lines)의 분포는 도 6의 화살표들에 의한 일련의 선 부분들에 의해 실질적으로 표시된다. 회전자 코어(11)의 외부 주변 표면(117)에 가까운 위치에서, 인접하는 영구 자석들(12)의 자기선들이 집중되고, 고밀도를 가지는 반면, 회전자 코어의 중심에서는, 더 적은 자기력선들이 관통한다. 따라서, 그런 방식으로 배열되는 관통홀들(113)은 자속에 작은 부정적 영향을 가진다.
도 5를 참조한다. 영구 자석(12)은 확실한 두께를 갖는 자성 타일(tile)로서 실시된다. 이 실시예에 따른 영구 자석(12)의 재료는 네오디뮴 아이론 보론(NdFeB), 또는 채용될 수 있는 다른 재료들이다. 영구 자석(12)은 큰 면적을 갖는 제 1 표면(121) 및 제 2 표면(121), 및 제 1 표면(121)과 제 2 표면(122)을 연결하도록 구성되는 제 1 측면 및 제 2 측면을 포함한다. 제 1 표면(121)은 오목 표면이고, 제 2 표면(122)은 볼록 표면이다. 영구 자석(12)이 회전자 코어(11)와 조립된 후, 제 1 표면(121)은 회전자 코어(11)와 접촉하고, 제 2 표면(122)은 제 1 표면(121)에 대해 회전자 코어(11)로부터 멀다. 제 2 표면(122)은 평면부(1221) 및 상기 평면부(1221)의 양 측면에 위치되는 볼록부들(1222)을 각각 포함한다. 평면부(1221)의 면적은 적어도 제 2 표면(122)의 면적의 반을 차지하고, 그런 방식으로 배열된 평면부(1221)는 영구 자석(12)의 자속 밀도를 개선할 수 있어, 사인파형의 파고점이 평평하고 사각파형에 가깝도록 허용하는데 이는 영구 자석(12)이 원래 영구 자석(12)에 오직 작은 변화만이 만들어질 경우 사각파 구동의 요건을 충족시킬 수 있도록 배향되기 때문이다.
도 3을 참조한다. 이 실시예에서, 실드(13)는 스테인리스 스틸과 같은 금속으로 만들어진다. 실드(13)는 상부 단부 플레이트(131), 하부 단부 플레이트(132), 및 슬리브(133)를 포함하고, 이 모든 것은 스테인리스 스틸로 만들어진다. 상부 단부 플레이트(131), 하부 단부 플레이트(132), 슬리브(133), 및 샤프트 슬리브(31)의 외주 표면은 용접에 의해 고정적으로 연결되어, 회전자 코어(11) 및 영구 자석(12)이 실드(13) 및 샤프트 슬리브(31)에 의해 형성되는 수용부에 고정되도록 허용하고, 따라서 회전자 코어(11)와 영구 자석(12)을 수용하도록 구성되는 상대적으로 닫힌 수용부가 형성된다.
회전자 조립체(50)와 고정자 조립체(60)가 그 사이에 작은 공기 틈을 가지도록 보장하기 위해, 슬리브(133)의 두께는 가능한 한 작아야 한다. 이 실시예에서, 상부 단부 플레이트(131)의 두께는 슬리브(133)의 두께와 거의 동일하다. 상부 단부 플레이트(131)는 제 1 플랜징(1311), 제 2 플랜징(1312), 및 제 1 플랜징(1311)과 제 2 플랜징(1312) 사이에 배열되는 평평한 플레이트(1313)를 포함한다. 상부 단부 플레이트(131)는 중앙홀을 포함하고, 제 1 플랜징(1311)은 중앙홀 주위에 배열된다. 상부 단부 플레이트(131)는 중앙홀을 통해 샤프트 슬리브(31)의 외주 표면 상에서 슬리브 연결된다. 제 2 플랜징(1312)은 상부 단부 플레이트(131)의 외부 에지 상에 형성된다. 상부 단부 플레이트(131)는 제 1 플랜징(1311)을 통해 샤프트 슬리브(31)의 외주 표면과 접촉한다. 제 1 플랜징(1311)은 샤프트 슬리브(31)의 외주 표면과 팽팽한 맞춤이 되도록 구성되고, 평평한 플레이트(1313)에 실질적으로 수직이다. 이 방식으로, 제 1 플랜징(1311)은 상부 단부 플레이트(131)가 샤프트 슬리브(31)에 끼워지는 피팅(fitting) 표면의 길이가 증가되도록 허용하고, 이는 피팅 안정성을 증가시킬 수 있다. 제 1 플랜징(1311)은 용접에 의해 샤프트 슬리브(31)에 고정된다. 제 2 플랜징(1312)은 슬리브(133)의 내주 표면 또는 외주 표면과 맞을 수 있고, 제 2 플랜징(1312)은 평평한 플레이트(1313)에 실질적으로 수직이다. 제 2 플랜징(1312)은 슬리브(133)에 끼워맞추는 상부 단부 플레이트(131)의 피팅 길이를 증가시킬 수 있고, 제 2 플랜징(1312)은 용접에 의해 슬리브(133)에 고정된다. 물론, 제 1 플랜징(1311)의 연장 방향은 제 2 플랜징(1312)의 연장 방향과 동일하거나 동일하지 않을 수 있고, 이는 모두 피팅 길이를 증가시킬 수 있다. 이 실시예에서, 제 1 플랜징(1311) 및 제 2 플랜징(1312)은 간단한 과정을 달성하기 위해, 동일한 연장 방향을 갖도록 구성된다. 또한, 이 실시예에서, 상부 단부 플레이트(131)와 하부 단부 플레이트(132)의 구조들은 동일하고, 이는 부분들 및 금형을 줄일 수 있고, 제조 비용을 낮출 수 있다. 이 실시예에서, 실드(13)는 상부 단부 플레이트(131), 슬리브(133), 및 하부 단부 플레이트(132)를 포함하고, 이들은 따로 형성된다. 명백히, 슬리브(133)는 상부 단부 플레이트(131)와 또는 하부 단부 플레이트(132)와 일체로 형성될 수 있고, 따라서 하나의 용접부를 줄일 수 있다. 이 실시예에서, 따로 형성되는 상부 단부 플레이트(131), 하부 단부 플레이트(132), 및 슬리브(133)가 채용되고, 그런 방식의 실드(13)는 샤프트 슬리브(31)에 편리하게 장착될 수 있다. 물론, 상부 단부 플레이트(131)와 하부 단부 플레이트(132)의 두께들이 큰 경우에, 상부 단부 플레이트(131) 및 하부 단부 플레이트(132)는 플랜징을 포함하지 않을 수 있다.
도 3을 참조한다. 임펠러(2)는 상부 플레이트(21), 하부 플레이트(22), 및 부싱(23)을 포함한다. 부싱(23)은 금속으로 만들어지고, 하부 플레이트(22)를 포함하는 하부 플레이트 조립체는 부싱(23)을 삽입부로 취하는 사출 성형에 의해 형성될 수 있다. 상부 플레이트(21)는 부싱(23)과 하부 플레이트(22)를 포함하여 초음파 용접에 의해 하부 플레이트 조립체에 고정된다.
도 7 내지 9를 참조한다. 부싱(23)은 제 2 중앙홀(231)을 가지고, 제 2 중앙홀(231)의 축에 대해 균일하게 분포되는 평면들(232)은 부싱(23)의 외부 주변 표면 상에 형성된다. 이 실시예에서, 평면들(232)의 수는 두 개이고, 상기 두 평면들(232)은 제 2 중앙홀(231)의 축에 대체로 대칭이며, 이는 임펠러(2)의 동적 균형을 유지할 수 있다. 명백히, 평면들(232)이 부싱(23)의 외부 주변 표면 상에 균일하게 분포되도록 허용하기 위해 평면들(232)의 수는 네 개 또는 다른 짝수들일 수도 있다. 부싱(23)은 평면들(232) 각각의 두 단부들에 플랜지(233)가 제공되고, 이 방식으로, 하부 플레이트 조립체가 부싱(23)을 삽입부로 취하는 사출 성형에 의해 형성될 때, 상기 평면들(232)은 하부 플레이트(22)에 대해 원주 방향으로 부싱(23)의 회전을 제한할 수 있고, 플랜지들(233)은 하부 플레이트(22)에 대해 축 방향으로 부싱(23)의 움직임을 제한할 수 있다.
도 2와 3을 참조한다. 샤프트 슬리브 조립체(3)는 샤프트 슬리브(31), 제 1 베어링(32), 제 2 베어링(33), 및 버퍼(34)를 포함한다. 임펠러(2)와 회전자(1)는 샤프트 슬리브(31)에 의해 전체로서 연결되고, 샤프트 슬리브(31)는 여기에서 연결 부재이다. 회전자 조립체(50)는 제 1 베어링(32)과 제 2 베어링(33)에 의해 샤프트(40)의 주변 표면 상에서 슬리브 연결되고, 샤프트(40) 주위에서 회전할 수 있다. 샤프트 슬리브(31)의 두 단부들에서 내주 표면들 각각은 내부 스텝부를 가지고, 제 1 베어링(32) 및 제 2 베어링(33)은 대응하는 내부 스텝부들 각각에 의해 제한된다. 이 실시예에서, 두 버퍼들(34)이 포함되고, 이는 각각 제 1 베어링(32)의 외주 표면과 샤프트 슬리브(31)의 내주표면 사이에 배치되고 제 2 베어링(33)의 외주 표면과 샤프트 슬리브(31)의 내주 표면 사이에 배치된다.
도 10을 참조한다. 버퍼(34)는 스테인리스 스틸로 만들어지고 대체로 원통형이다. 버퍼(34)는 틈부(341)를 가지고, 내부 주변 표면(342) 및 외부 주변 표면(343)을 포함한다. 또한, 버퍼는 확실한 탄성을 가진다. 복수의 돌출부들은 버퍼(34)의 내부 주변 표면(342)에 분포되고, 상기 돌출부들은 버퍼(34)의 축 방향으로 연장하는 돌출 리브들(345)을 포함하고, 돌출 리브들(345) 각각은 버퍼(34)의 내부 주변 표면(342)으로부터 버퍼의 내부로 돌출하도록 구성된다. 두 버퍼들(34)의 외부 주변 표면들은 샤프트 슬리브(31)의 각 스텝부들의 측벽들과 접촉하고, 두 버퍼들(34)의 내부 주변 표면 상 돌출 리브들(345)은 제 1 베어링(32)의 외주 표면 및 제 2 베어링(33)의 외주 표면과 각각 접촉한다. 이 방식으로, 버퍼(34)는 확실한 탄성을 가지기 때문에, 샤프트(40)는 돌출 리브들(345)에 의해 제 1 베어링(32) 및 제 2 베어링(33)과 접촉한다. 회전자 조립체(50)가 회전하고 조립되고 있을 때 회전자 조립체(50)에 작은 휨이 발생하는 경우, 그 탄성에 의해 버퍼(34)는 회전자 조립체(50)에 센터링(centering)을 수행할 수 있고, 회전자 조립체(50)의 약간의 진동을 흡수할 수 있고, 이는 소음의 감소가 용이하게 한다.
회전자 조립체는 균형 슬리브(4)를 더 포함한다. 도 2와 3을 참조하면, 균형 슬리브(4)는 샤프트 슬리브(31)의 외주 표면 상에서 슬리브 연결되고, 임펠러(1)와 회전자(2) 사이에 배열된다. 균형 슬리브(4)는 금속으로 만들어지고, 황동 물질(brass material)은 대안적으로 선택될 수 있다. 외부 계단 표면은 샤프트 슬리브(31)의 외주 표면 상에 형성된다. 균형 슬리브(4)는 샤프트 슬리브(31)의 외부 계단 표면에 인접한 하나의 단부 표면 및 임펠러(1)에 인접한 다른 하나의 단부 표면을 가진다. 균형 슬리브(4)가 황동으로 만들어지기 때문에, 회전자 조립체(50)의 질량 분포가 균형 슬리브(4) 내의 홀들을 뚫음으로써 조정될 수 있고, 또한 회전자 조립체(50)의 동적 균형이 조정된다.
회전자 조립체는 회전자, 임펠러, 및 샤프트 슬리브 조립체를 포함한다. 회전자는 회전자 코어, 영구 자석, 및 실드를 포함한다. 임펠러는 상부 플레이트 및 하부 플레이트 조립체를 포함하고, 샤프트 슬리브 조립체는 샤프트 슬리브 및 베어링들을 포함한다. 회전자 조립체를 제조하는 방법은 다름의 단계들을 포함한다.
1 단계는 부분들을 처리하거나 준비하는 단계를 포함한다. 상기 부분들은 회전자 코어, 영구 자석, 실드를 구성하는 부분들, 임펠러, 샤프트 슬리브, 및 베어링들을 포함한다.
2 단계는 회전자를 조립하는 단계를 주로 포함하는, 부분들을 조립하는 단계를 포함한다. 회전자를 조립하는 단계는, 회전자 코어와 샤프트 슬리브 사이에 팽팽한 맞춤을 형성하기 위해 샤프트 슬리브에 회전자 코어를 조립하는 단계, 회전자 코어에 영구 자석을 고정하는 단계, 영구 자석 및 회전자 코어에 의해 형성되는 조립된 유닛에 실드를 조립하는 단계, 및 용접에 의해 실드의 부분들을 고정하고 용접에 의해 샤프트 슬리브에 실드를 고정하는 단계를 포함한다.
3 단계는 회전자가 고정되는 샤프트 슬리브의 단부에 반대쪽에 있는 샤프트 슬리브의 타 단부에 임펠러를 누르는 단계(pressing); 및 샤프트 슬리브에 베어링을 압입하고 고정하거나, 버퍼 및 샤프트 슬리브에 베어링을 압입하고 고정하는 단계;를 포함하는 회전자 조립체를 조립하는 단계를 포함한다.
1 단계에서, 회전자 코어는 다중 실리콘 스틸 시트들을 적층하고 리벳으로 고정함으로써 형성되며, 회전자 코어는 회전자 코어의 외부 주변 표면에 균일하게 분포되는 영구 자석 위치-제한 홈들을 갖는다.
또한, 회전자 조립체는 버퍼를 더 포함할 수 있고, 버퍼는 샤프트 슬리브와 베어링 사이에 배열된다. 이 경우, 1 단계는 버퍼를 준비하는 단계를 더 포함하고, 3 단계는 샤프트 슬리브와 베어링 사이에 버퍼를 끼워맞추는 단계를 더 포함한다.
게다가, 회전자 조립체는 균형 슬리브를 더 포함할 수 있고, 균형 슬리브는 황동으로 만들어지며, 균형 슬리브는 샤프트 슬리브 상에 슬리브로 고정적으로 연결된다. 균형 슬리브는 임펠러와 회전자 사이에 배열되고, 샤프트 슬리브는 외부 스텝부가 제공되고, 균형 슬리브는 외부 스텝부와 접촉하는 하나의 단부 표면 및 임펠러가 회전자에 조립될 때 축방향 위치 결정부로서 기능할 수 있는 다른 하나의 단부 표면을 가진다.
실드는 슬리브 및 단부 플레이트를 포함할 수 있고, 따라서 1 단계는 슬리브 및 단부 플레이트를 형성하는 단계를 포함하고, 단부 플레이트는 용접에 의해 샤프트 슬리브에 고정되며, 단부 플레이트는 용접에 의해 슬리브에 고정된다.
상기 실시예들은 오로지 본 출원을 설명하기 위해 의도된 것으로 이해되어야 하고, 본 출원의 기술적 해결책들에 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 출원이 상기 실시예들과 함께 상세히 설명되었더라도, 통상의 기술자에 의해 수정 또는 동등한 대체가 여전히 본 출원에 만들어질 수 있다는 것이 통상의 기술자에 의해 이해되어야 하고, 본 출원의 어떤 기술적 해결책들 및 개선들은 본 출원의 의미 및 범위를 벗어나지 않고 청구항에 의해 정의되는 본 출원의 범위에 들어간다.

Claims (15)

  1. 제 1 하우징, 제 2 하우징, 격벽, 고정자 조립체, 회로 기판(circuit board), 및 회전자 조립체를 포함하는 전기 구동 펌프로서, 상기 전기 구동 펌프는 펌프 체임버를 포함하고, 상기 펌프 체임버는 상기 제 1 하우징과 상기 제 2 하우징에 의해 정의되는 공간을 포함하고, 상기 펌프 체임버는 상기 격벽에 의해 건성(dry) 체임버와 습윤(wet) 체임버로 분할되고, 상기 회전자 조립체는 상기 습윤 체임버 내에 배치되며, 상기 고정자 조립체 및 상기 회로 기판은 상기 건성 체임버 내에 배치되고,
    상기 회전자 조립체는 임펠러, 회전자, 및 샤프트 슬리브 조립체를 포함하고, 상기 임펠러, 회전자, 및 샤프트 슬리브 조립체는 별도로 형성되고, 상기 샤프트 슬리브 조립체는 샤프트 슬리브를 포함하고, 상기 임펠러는 상기 샤프트 슬리브의 일단에 배치되며, 상기 회전자는 상기 샤프트 슬리브의 타단에 배치되고; 그리고
    상기 회전자는 영구 자석, 회전자 코어, 및 실드(shield)를 포함하고, 상기 영구 자석은 상기 회전자 코어에 고정되고, 상기 회전자 코어는 상기 샤프트 슬리브에 고정되며, 상기 실드 및 상기 샤프트 슬리브는 모두 금속으로 제조되고, 상대적으로 폐쇄된 수용부가 용접에 의해 상기 샤프트 슬리브의 외주 표면 및 상기 실드에 의해 형성되고, 상기 영구 자석은 상기 수용부에 고정되어 배치되고,
    상기 실드는 슬리브 및 적어도 하나의 단부 플레이트를 포함하고, 상기 슬리브 및 상기 단부 플레이트는 스테인리스 스틸로 만들어지고, 상기 슬리브는 용접에 의해 상기 단부 플레이트에 고정되고, 상기 단부 플레이트는 용접에 의해 상기 샤프트 슬리브에 고정되고, 상기 슬리브의 내주 표면(inner circumferential surface)은 상기 영구 자석의 외부 주변 표면(outer peripheral surface)의 부분과 접촉하고, 상기 단부 플레이트에 중앙 홀(hole)이 형성되며, 상기 샤프트 슬리브는 상기 중앙 홀을 관통하는, 전기 구동 펌프.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 단부 플레이트는 상기 중앙 홀 주위에 배치되는 제 1 플랜징(flanging) 및 상기 단부 플레이트의 외부 에지 상에 형성되는 제 2 플랜징을 가지고, 상기 단부 플레이트는 상기 제 1 플랜징을 통해 상기 샤프트 슬리브의 외주 표면에 끼워지고, 상기 단부 플레이트는 상기 제 2 플랜징을 통해 상기 실드의 슬리브의 내주 표면 또는 외주 표면에 끼워지고, 상기 샤프트 슬리브의 외주 표면은 용접에 의해 상기 제 1 플랜징에 고정되고, 상기 제 2 플랜징은 용접에 의해 상기 슬리브의 내주 표면 또는 외주 표면에 고정되는, 전기 구동 펌프.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 회전자 코어는 돌출 리브들을 포함하고, 상기 돌출 리브들은 상기 회전자 코어의 외부 주변 표면 상에 형성되고, 상기 회전자 코어의 외부 주변 표면을 따라 균일하게 분포되며, 상기 영구 자석은 인접하는 상기 돌출 리브들 사이에 배치되고, 상기 영구 자석의 수는 상기 돌출 리브들의 수와 같은, 전기 구동 펌프.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 회전자 코어는 상기 회전자 코어의 원주 방향으로 균일하게 분포되는 복수의 관통홀들을 포함하고, 상기 관통홀들은 상기 회전자 코어의 두 단부들을 관통하도록 배치되고, 상기 관통홀의 수는 상기 돌출 리브들의 수보다 작거나 같고, 상기 관통홀들 각각은 연결 라인의 위치에 위치되며 상기 연결 라인은 인접하는 돌출 리브들 사이의 간격(interval)의 중간(middle)과 상기 회전자 코어의 중심을 연결하고, 상기 관통홀들 각각은 상기 연결 라인 주위에 대칭이 되도록 배열되는, 전기 구동 펌프.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 회전자 코어는 상기 관통홀을 형성하도록 구성되는 제 1 부분 및 제 2 부분을 포함하고, 상기 제 1 부분 및 제 2 부분은 상기 연결 라인 주위로 대칭이고, 상기 제 1 부분 및 제 2 부분은 상기 회전자 코어의 내부 주변 표면으로부터 외부 주변 표면을 향하는 방향으로 연장하고; 그리고
    상기 회전자 코어의 중심을 원 중심으로 취함으로써 원이 형성되고, 상기 원은 상기 제 1 부분 및 제 2 부분을 각각 교차하고, 상기 제 1 부분과 교차하는 원의 교차점은 제 1 교차점이고, 상기 제 2 부분과 교차하는 원의 교차점은 제 2 교차점이고, 상기 제 1 교차점과 제 2 교차점 사이의 원호의 길이는 상기 상기 회전자 코어의 내부 주변 표면으로부터 외부 주변 표면까지 점차 감소되는, 전기 구동 펌프.
  7. 제 1 항, 제 3 항, 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 영구 자석은 제 1 표면 및 제 2 표면을 포함하고, 상기 제 1 표면은 오목 표면이고 상기 회전자 코어의 외부 주변 표면과 접촉하고, 상기 제 2 표면은 상기 제 1 표면에 대해 상기 회전자 코어로부터 멀리(away from) 위치되고; 그리고
    상기 제 2 표면은 제 1 볼록 표면부, 제 2 볼록 표면부, 및 평면부(plane portion)를 포함하고, 상기 평면부는 상기 제 2 표면의 중간 부분에 배열되고, 상기 제 1 볼록 표면부 및 제 2 볼록 표면부는 상기 평면부의 두 측면(side)에 각각 배열되는, 전기 구동 펌프.
  8. 제 1 항, 제 3 항, 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 임펠러는 부싱(bushing)을 포함하고, 상기 부싱은 금속으로 만들어지며, 상기 부싱의 외부 주변 표면 상에 평면 및 프랜지가 형성되고, 상기 부싱의 내부 주변 표면은 원통형 표면이며, 상기 부싱의 내부 주변 표면은 상기 샤프트 슬리브와 일치하며(matches with), 상기 부싱의 외부 주변 표면은 상기 임펠러의 사출 성형된 본체에 고정되어 연결되는, 전기 구동 펌프.
  9. 제 1 항, 제 3 항, 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 샤프트 슬리브 조립체는 베어링들을 포함하고, 상기 베어링들은 제 1 베어링 및 제 2 베어링을 포함하며, 상기 샤프트 슬리브 상에 제 1 스텝부(step portion) 및 제 2 스텝부가 형성되고, 상기 제 1 스텝부는 상기 임펠러에 가깝도록 배열되고, 상기 제 2 스텝부는 상기 회전자에 가깝도록 배열되고, 상기 제 1 스텝부는 제 1 스텝 표면 및 제 1 측벽을 포함하고, 상기 제 2 스텝부는 제 2 스텝 표면 및 제 2 측벽을 포함하고, 상기 제 1 베어링은 상기 제 1 스텝부 상에 장착되고, 상기 제 2 베어링은 상기 제 2 스텝부 상에 장착되는, 전기 구동 펌프.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 샤프트 슬리브 조립체는 버퍼(buffer)를 포함하고, 상기 버퍼는 상기 제 1 베어링과 상기 샤프트 슬리브 사이 또는 상기 제 2 베어링과 상기 샤프트 슬리브 사이에 배열되고; 또는
    상기 버퍼의 수는 두 개이고, 하나의 버퍼는 상기 제 1 베어링과 상기 샤프트 슬리브 사이에 배열되고, 다른 하나의 버퍼는 상기 제 2 베어링과 상기 샤프트 슬리브 사이에 배열되고;
    상기 버퍼는 틈 구조(gap structure)를 가지고, 상기 버퍼의 내부 주변 표면 상에 돌출 구조가 형성되고, 상기 돌출 구조는 상기 베어링들의 외주 표면에 접촉하고, 상기 버퍼의 외부 주변 표면은 상기 샤프트 슬리브와 접촉하는, 전기 구동 펌프.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전자 조립체는 균형 슬리브(balancing sleeve)를 더 포함하고, 상기 균형 슬리브는 금속으로 만들어지며, 상기 균형 슬리브는 상기 샤프트 슬리브 상에서 슬리브 연결되며(is sleeved), 상기 균형 슬리브는 상기 임펠러와 상기 회전자 사이에 배열되고; 그리고
    상기 샤프트 슬리브의 외주 표면 상에 외부 계단 표면이 형성되고, 상기 균형 슬리브는 상기 외부 계단 표면에 인접하는 일 단부 및 상기 임펠러 축방향 장착에 위치 결정부(positioning portion)로 기능하는 타 단부를 갖는, 전기 구동 펌프.
  12. 전기 구동 펌프를 제조하는 방법(method)으로서, 상기 전기 구동 펌프는 회전자 조립체를 포함하고, 상기 회전자 조립체는 회전자, 임펠러, 및 샤프트 슬리브 조립체를 포함하고; 상기 회전자는 회전자 코어, 영구 자석, 및 실드를 포함하고, 상기 임펠러는 상부 플레이트 및 하부 플레이트를 포함하고, 상기 샤프트 슬리브 조립체는 샤프트 슬리브 및 베어링들을 포함하고,
    상기 회전자 조립체의 제조 과정(process)은,
    상기 회전자 코어, 상기 영구 자석, 상기 실드, 상기 임펠러, 상기 샤프트 슬리브, 및 상기 베어링들을 포함하는 부분들(parts)를 처리하거나 준비하는 1 단계;
    상기 회전자를 조립하는 단계를 포함하는, 상기 부분들을 조립하는 2 단계로서, 상기 회전자를 조립하는 단계는:
    상기 회전자 코어와 상기 샤프트 슬리브 사이에 팽팽한 맞춤(tight fit)을 형성하기 위해 상기 샤프트 슬리브에 상기 회전자 코어를 맞추는 단계,
    상기 회전자 코어에 상기 영구 자석을 고정하는 단계,
    상기 영구 자석의 외부 주변 표면 상에 상기 실드를 덮는 단계, 및
    용접에 의해 상기 샤프트 슬리브에 상기 실드를 고정하는 단계를 포함하는, 2 단계; 그리고
    회전자 조립체를 조립하는 3 단계로서, 상기 샤프트 슬리브의 타 단부의 반대쪽에 있는 상기 회전자가 고정되는 상기 샤프트 슬리브의 일 단부에 대해 상기 임펠러를 가압하는(tightly pressing) 단계, 및 상기 샤프트 슬리브에 상기 베어링을 고정하는 단계를 포함하고,
    상기 실드는 슬리브 및 단부 플레이트를 포함하고, 단계 1은 상기 슬리브 및 상기 단부 플레이트를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 단부 플레이트는 용접에 의해 상기 슬리브에 고정되고, 상기 단부 플레이트는 용접에 의해 상기 샤프트 슬리브에 고정되는, 전기 구동 펌프 제조 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    1 단계에서, 상기 회전자 코어는 복수의 실리콘 스틸 시트들을 적층하고 리벳으로 고정함으로써 형성되고, 상기 회전자 코어는 상기 회전자 코어의 외부 주변 표면 상에 균일하게 분포되는 돌출 리브들을 가지는, 전기 구동 펌프 제조 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 회전자 조립체는 버퍼를 더 포함하고, 상기 버퍼는 상기 샤프트 슬리브와 상기 베어링들 사이에 배열되고, 1 단계는 상기 버퍼를 준비하는 단계를 더 포함하고, 3 단계는 상기 샤프트 슬리브와 상기 베어링들 사이에 상기 버퍼를 끼워맞추는 단계를 더 포함하는, 전기 구동 펌프 제조 방법.
  15. 삭제
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