KR102150608B1

KR102150608B1 - 전동 펌프

Info

Publication number: KR102150608B1
Application number: KR1020140021926A
Authority: KR
Inventors: 윤호업
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2014-02-25
Filing date: 2014-02-25
Publication date: 2020-09-01
Also published as: EP2924291B1; KR20150100297A; EP2924291A3; EP2924291A2; US20150240811A1; CN104863846B; US10190584B2; CN104863846A

Abstract

본 발명은 스테이터와, 상기 스테이터의 안쪽에 배치되는 로터코어와 상기 로터코어에 결합하는 샤프트를 포함하는 모터부; 상기 샤프트를 동심축으로 하여 결합하는 제1 펌프부 및 제2 펌프부; 상기 모터부를 수용하는 모터하우징과 상기 제1 펌프부가 삽입되는 제1 펌프수용부를 포함하는 펌프하우징이 일체로 형성되는 제1 하우징; 상기 제1 펌프수용부를 덮도록 상기 제1 하우징에 결합하고, 상기 제2 펌프부가 삽입되는 제2 펌프수용부를 포함하는 제2 하우징;및 상기 제2 하우징에 결합하여 상기 제2 펌프수용부를 덮는 커버부를 포함하는 전동 펌프를 제공하여, 2단 펌프를 구성하는데 있어서 부품 수를 줄이고 부품 공차를 줄이며 제조 비용을 낮추고 구성을 단순화하여 제품의 콤팩트화를 있는 유리한 효과를 제공한다.

Description

전동 펌프{Electric pump}

본 발명은 전동 펌프에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 모터에 의해 회전하는 로터를 통해 유체를 펌핑하는 전동 펌프에 관한 것이다.

일반적으로, 전동오일펌프(Electric Oil Pump, EOP)는 차량에서 오일의 순환이 필요한 변속기 또는 제동장치 등에서 모터를 활용하여 유압 라인에 오일을 공급하는 장치이다.

HEV 차량의 경우, 운행 정지 시 엔진이 정지되기 때문에, 기계적인 오일펌프를 통해서는 변속기에 일정한 압력을 공급하는 것이 어렵다. 때문에 HEV 차량에서는 모터를 통하여 오일을 공급하는 전동오일펌프를 채용하고 있다.

이러한 전동오일펌프 경우, 통상적으로 펌프와, 모터, 및 인버터를 각각 개별 제작하여 펌프와 모터를 볼트로 체결하고, 인버터는 별도의 케이블로 연결하여 제조하고 있다. 따라서, 기존 제품들은 성능이나, 효율, 및 원가 측면에서 낭비적인 요소들이 많은 문제점이 있다.

한편, 차량의 연비를 줄이기 위해서, 저압 상태의 유량을 공급하는 펌프와 고압 상태의 유량을 공급하는 펌프를 2단으로 구성하여 불필요하게 소모되는 동력을 최소화하고자 하는 구성이 제안되고 있는데, 이때, 각 펌프와 모터가 완전히 분리되어 있기 때문에 부품수가 증가하고 제품의 부피 및 제조 원가가 증가되는 문제점이 있다.

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 고압용 펌프와 저압용 펌프를 2단으로 구성하면서도 구성을 단순화하고 제조 비용을 줄일 수 있는 전동 펌프를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 스테이터와, 상기 스테이터의 안쪽에 배치되는 로터코어와 상기 로터코어에 결합하는 샤프트를 포함하는 모터부와, 상기 샤프트를 동심축으로 하여 결합하는 제1 펌프부 및 제2 펌프부와, 상기 모터부를 수용하는 모터하우징과 상기 제1 펌프부가 삽입되는 제1 펌프수용부를 포함하는 펌프하우징이 일체로 형성되는 제1 하우징과, 상기 제1 펌프수용부를 덮도록 상기 제1 하우징에 결합하고, 상기 제2 펌프부가 삽입되는 제2 펌프수용부를 포함하는 제2 하우징 및 상기 제2 하우징에 결합하여 상기 제2 펌프수용부를 덮는 커버부를 포함하는 전동 펌프를 제공할 수 있다.

바람직하게는, 상기 제1 펌프부 및 상기 제2 펌프부는, 상기 샤프트에 결합하며 외측로브가 형성된 내측로터와 상기 내측로터의 바깥쪽에 배치되며 상기 외측로브와 걸리도록 형성되는 내측로브가 형성된 외측로터를 각각 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 제2 하우징의 전면에는 상기 제2 펌프수용부가 형성되고, 상기 제2 하우징의 후면은 상기 제1 펌프수용부를 덮을 수 있다.

바람직하게는, 상기 제1 펌프수용부 및 상기 제2 하우징의 후면에는 1단흡입포트와 1단배출포트가 구획되어 형성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 제2 펌프수용부 및 상기 커버부의 내측면에는 2단흡입포트와 2단배출포트가 구획되어 형성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 제1 하우징은 상기 1단흡입포트와 연결되는 1단흡입채널과, 상기 1단배출포트와 연결되는 1단배출채널을 포함하고, 상기 제2 하우징은 상기 전면과 상기 후면을 관통하여 상기 제1단배출포트와 상기 제2단흡입포트를 연통시키는 2단흡입채널과, 상기 2단배출포트와 연결되는 2단배출채널을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 제2 하우징의 중심부에는 상기 샤프트가 관통하는 샤프트홀이 형성되고, 상기 샤프트홀에는 상기 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 베어링이 삽입될 수 있다.

바람직하게는, 상기 커버부와 상기 제2 하우징 사이에는 실링부재가 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 하나의 샤프트를 동심축으로 하여 결합하는 제1 펌프부와 제2 펌프부를 구비하고, 모터하우징과 펌프하우징이 일체로 형성된 제1 하우징에 제1 펌프부를 배치하고 제2 펌프부가 배치된 제2 하우징을 제1 하우징에 결합하도록 구성함으로써, 2단 펌프를 구성하는데 있어서 부품 수를 줄이고 부품 공차를 줄이며 제조 비용을 낮추고 구성을 단순화하여 제품의 콤팩트화를 있는 유리한 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전동 펌프를 도시한 도면,
도 2는 도 1에서 도시한 전동 펌프의 분해사시도,
도 3은 도 1에서 도시한 전동 펌프의 단면도,
도 4는 제1 펌프부 및 제2 펌프부의 외부로터와 내부로터를 도시한 도면,
도 5는 제1 하우징의 1단흡입채널과 1단배출채널을 도시한 도면,
도 6은 제2 하우징의 2단흡입채널을 도시한 도면,
도 7은 도 6에서 도시한 제2 하우징의 2단배출채널을 도시한 도면,
도 8은 커버부에 형성된 2단흡입포트와 2단배출포트를 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 그리고 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.

제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

본 발명은 저압용 펌프와 고압용 펌프를 통해 저압의 오일과 고압의 오일을 구분하여 필요한 곳에 각각 공급할 수 있도록 구성하여 전동 펌프의 동력 소모를 줄이면서도 구성을 단순화하여 제품의 크기 및 제조 비용을 줄이고자 안출된 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전동 펌프를 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에서 도시한 전동 펌프의 분해사시도이며, 도 3은 도 1에서 도시한 전동 펌프의 단면도이다. 이러한, 도 1 내지 도 3은 본 발명을 개념적으로 명확히 이해하기 위하여, 주요 특징 부분만을 명확히 도시한 것이며, 그 결과 도해의 다양한 변형이 예상되며, 도면에 도시된 특정 형상에 의해 본 발명의 범위가 제한될 필요는 없다.

도 1 내지 도 3을 병행 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전동 펌프는 모터부(110)와, 제1 펌프부(120) 및 제2 펌프부(130)와, 제1 하우징(140)과, 제2 하우징(150)과, 커버부(160)를 포함할 수 있다.

모터부(110)는 펌프부(120)에 동력을 전달하는 것으로, 스테이터(111)와 로터코어(112)와 샤프트(113)를 포함할 수 있다.

로터코어(112)의 둘레를 따라 간극을 두고 스테이터(111)가 설치될 수 있다. 그리고 스테이터(111)에는 회전 자계를 형성하는 코일이 권선되어 로터코어(112)와의 전기적 상호 작용을 유발하여 로터코어(112)의 회전을 유도한다. 로터코어(112)가 회전하면 샤프트(113)가 회전하면서 제1 펌프부(120) 및 제2 펌프부(130)에 동력을 제공한다. 이때, 샤프트(113)는 단부가 제2 하우징(150)의 제2 펌프수용부(20)의 내부까지 이어지도록 길게 형성될 수 있다.

한편, 모터부(110)에는 인버터 및 인버터 구동부가 포함될 수 있다. 그리고,인버터에 내장된 인쇄회로기판과 모터의 U,V,W 단자가 직접 연결될 수 있다.

제1 펌프부(120) 및 제2 펌프부(130)는 하나의 샤프트(113)를 동심축으로 하여 회전하도록 구성될 수 있다.

먼저, 제1 펌프부(120)는 제1 하우징(140)에 형성된 제1 펌프수용부(10)에 삽입되고, 제2 펌프부(130)는 제2 하우징(150)에 형성된 제2 펌프수용부(20)에 삽입되어 각각 모터부(110)로부터 동력을 전달받아 오일을 펌핑시키는 역할을 한다. 여기서, 제1 펌프부(120)는 저압의 오일이 필요한 곳에 오일을 펌핑하는 역할을 하며, 제2 펌프부(130)는 고압의 오일이 필요한 곳에 오일을 펌핑 시킬 수 있다.

도 4는 제1 펌프부 및 제2 펌프부의 외부로터와 내부로터를 도시한 도면이다,

도 4를 참조하면, 제1 펌프부(120) 및 제2 펌프부(130)는 각각 내부로터(121,131)와 외부로터(122,132)를 포함할 수 있다. 내부로터(121,131)는 중심부에 샤프트(113)가 끼워져 모터부(110)로부터 회전력을 직접 전달 받는다.

외부로터(122,132)는 내부로터(121,131)의 바깥쪽에 배치된다. 그리고 내부로터(121,131)에는 회전중심을 기준하여 반경 방향으로 외향하여 N개의 외측로브(121a,131a)가 원주 방향을 따라 형성될 수 있다. 한편, 외부로터(122,132)에는 반경 방향으로 내향하여 N+1개의 내측로브(122a,132a)가 형성될 수 있다. 이때, 외측로브(121a,131a)가 내측로브(122a,132a)에 걸리도록 형성될 수 있다. 내부로터(121)가 회전함에 따라 외부로터(122,132)는 (N+1)/N의 회전비로 회전하게 된다.

제1 펌프부(120) 및 제2 펌프부(130)는 내부로터(121,131)가 회전할 때 일정한 편심 구조를 갖게 되는데, 이러한 편심에 의해 내부로터(121,131)와 외부로터(122,132) 사이에 오일을 운반할 수 있는 공간이 발생하게 된다. 즉, 내부로터(121,131)의 회전 운동시 체적이 증가한 부분은 압력 강하로 주위의 오일를 흡입하고, 체적이 감소한 부분은 압력의 증가로 오일을 토출하게 된다. 한편, 도 4의 펌프구조는 본 발명의 일 실시예를 예시적으로 설명한 것으로서 이에 한정되는 것은 아니다.

제1 하우징(140)은 모터부(110)를 포함하는 모터하우징(도 3의 141)과 제1 펌프수용부(10)를 포함하는 펌프하우징(도 3의 142)를 포함할 수 있다. 이때 모터하우징(141)과 펌프하우징(142)은 일체로 형성될 수 있다. 아울러 마운팅부(170)도 모터하우징(141)과 펌프하우징(142)과 함께 일체로 형성될 수 있다.

도 5는 제1 하우징의 1단흡입채널과 1단배출채널을 도시한 도면이다.

도 5를 참조하면, 제1 펌프수용부(10)의 바닥면에는 1단흡입포트(11) 및 1단배출포트(12)가 형성될 수 있다. 1단흡입포트(11)와 1단배출포트(12)는 구획되어 형성될 수 있는데, 이는 압력차에 의해 유체가 이동하는 것을 방지하기 위함이다. 또한, 제1 펌프수용부(10)의 바닥면의 중심에는 샤프트(113)가 관통하는 샤프트홀(10b))이 형성될 수 있다.

여기서, 1단흡입포트(11)는 1단흡입채널(143)과 연결된다. 그리고 1단배출포트(12)는 1단배출채널(144)과 연결된다. 1단흡입채널(143)의 입구는 마운팅부(170)의 바닥면에 형성될 수 있으며, 출구는 흡입포트(11)의 단부에 형성될 수 있다. 그리고 1단배출채널(144)의 입구는 배출포트(12)의 단부에 형성될 수 있으며, 출구는 마운팅부(170)의 바닥면에 형성될 수 있다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않으며 차량의 변속기 등의 체결 위치에 대응하여 다양하게 변경 실시될 수 있다.

도 6은 제2 하우징의 2단흡입채널을 도시한 도면이고, 도 7은 도 6에서 도시한 제2 하우징의 2단배출채널을 도시한 도면이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 제2 하우징(150)에는 제2 펌프수용부(20)가 형성될 수 있다. 그리고 제2 하우징(150)은 제1 펌프수용부(10)를 덮도록 제1 하우징(140)에 결합될 수 있다. 구체적으로, 제2 하우징(150)의 전면에는 제2 펌프수용부(20)가 오목하게 형성된다. 제2 펌프수용부(20)에는 제2 펌프부(130)가 삽입될 수 있다. 그리고 제2 펌프수용부(20)의 바닥면에는 2단흡입포트(21)와 2단배출포트(22)가 구획되어 형성될 수 있다.

2단배출포트(22)는 2단배출채널(152)과 연결될 수 있다. 2단배출채널(152)의 입구는 2단배출포트(22)의 단부에 형성될 수 있으며, 출구는 마운팅부(170)의 바닥면에 형성될 수 있다. 이에, 제2 펌프부(130)에 의해 펌핑된 오일은 2단배출채널(152)을 통해 배출될 수 있다.

한편, 제2 하우징(150)의 후면은 제1 하우징(140)의 제1 펌프수용부(10)를 덮는 덮개 역할을 할 수 있다. 그리고 제2 하우징(150)의 후면에는 1단흡입포트(11)와 1단배출포트(12)가 구획되어 형성될 수 있다. 이때, 1단흡입포트(11)에는 2단흡입채널(151)이 형성될 수 있다. 2단흡입채널(151)은 제2 하우징(150)의 후면(150A)에서 전면(150B)을 관통하여 1단배출포트(12)와 2단흡입포트(21)를 연결하는 역할을 한다. 따라서, 제1 펌프부(120)에서 펌핑된 오일은 2단흡입채널(151)을 통해 제2 펌프부(130)로 전달될 수 있다.

한편, 제2 하우징(150)의 중심에는 샤프트(113)가 끼워지는 샤프트홀(153)이 형성되는데 이 샤프트홀(130)에는 베어링(180)이 설치될 수 있다. 베어링(180)은 샤프트(113)을 회전 가능하게 지지할 수 있다. 이렇게 제2 하우징(150)에 베어링(180)이 설치됨으로써, 구조적으로 보다 안정되게 샤프트(113)를 지지할 수 있기 때문에 샤프트(113)가 벤딩되어 진동 및 소음이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

도 8은 커버부에 형성된 2단흡입포트와 2단배출포트를 도시한 도면이다.

도 8을 참조하면, 커버부(160)는 제2 펌프수용부(20)를 덮도록 제2 하우징(150)의 전면(150B)에 결합될 수 있다. 커버부(160)의 내측면에는 2단흡입포트(21)와 2단배출포트(22)가 오목하게 구획되어 형성될 수 있다. 커버부(160)와 제2 하우징(150) 사이에는 실링부재(190)가 배치될 수 있다.

한편, 볼트(도 2의 B)와 같은 체결부재는 커버부(160) 및 제2 하우징(150)을 관통하여 제1 하우징(140)에 결합함으로써, 커버부(160) 및 제2 하우징(150)을 제1 하우징(140)에 결합시킬 수 있다.

이상으로 본 발명의 바람직한 하나의 실시예에 따른 전동 펌프에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보았다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 제1 펌프수용부
11: 1단흡입포트
12: 1단배출포트
20: 제2 펌프수용부
21: 2단흡입포트
22: 2단배출포트
110: 모터부
120: 제1 펌프부
130: 제2 펌프부
140: 제1 하우징
150: 제2 하우징
150A: 후면
150B: 전면
151: 2단흡입채널
160: 커버부
170: 마운팅부
180: 베어링
190: 실링부재

Claims

스테이터와, 상기 스테이터의 안쪽에 배치되는 로터코어와 상기 로터코어에 결합되는 샤프트를 포함하는 모터부;
상기 샤프트를 동심축으로 하여 결합하는 제1 펌프부 및 제2 펌프부;
상기 모터부를 수용하는 모터하우징과 상기 제1 펌프부가 삽입되는 제1 펌프수용부를 포함하는 펌프하우징이 일체로 형성되는 제1 하우징;
상기 제1 펌프수용부를 덮도록 상기 제1 하우징에 결합하고, 상기 제2 펌프부가 삽입되는 제2 펌프수용부를 포함하는 제2 하우징;및
상기 제2 하우징에 결합하여 상기 제2 펌프수용부를 덮는 커버부를 포함하고,
상기 제1 펌프부 및 상기 제2 펌프부는, 상기 샤프트에 결합하며 외측로브가 형성된 내측로터와 상기 내측로터의 바깥쪽에 배치되며 상기 외측로브와 걸리도록 형성되는 내측로브가 형성된 외측로터를 각각 포함하고,
상기 제2 하우징의 전면에는 상기 제2 펌프수용부가 형성되고, 상기 제2 하우징의 후면은 상기 제1 펌프수용부를 덮고,
상기 제1 펌프수용부 및 상기 제2 하우징의 후면에는 1단흡입포트와 1단배출포트가 구획되어 형성되고,
상기 제2 펌프수용부 및 상기 커버부의 내측면에는 2단흡입포트와 2단배출포트가 구획되어 형성되고,
상기 제1 하우징은 상기 1단흡입포트와 연결되는 1단흡입채널과, 상기 1단배출포트와 연결되는 1단배출채널을 포함하고,
상기 제2 하우징은 상기 전면과 상기 후면을 관통하여 상기 제1단배출포트과 상기 제2단흡입포트를 연통시키는 2단흡입채널과, 상기 2단배출포트와 연결되는 2단배출채널을 포함하는 전동 펌프.
제1 항에 있어서,
마운팅부는 상기 모터하우징과 상기 펌프하우징과 함께 일체로 형성되는 전동 펌프.
제2 항에 있어서,
상기 1단배출채널의 입구는 상기 1단배출채널의 단부에 형성되고, 1단배출채널의 출구는 상기 마운팅부의 바닥면에 형성되는 전동 펌프.
제3 항에 있어서,
상기 2단배출채널의 입구는 상기 2단배출채널의 단부에 형성되고, 상기 2단배출채널의 출구는 상기 마운팅부의 바닥면에 형성되는 전동 펌프.
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제1 항에 있어서,
상기 제2 하우징의 중심부에는 상기 샤프트가 관통하는 샤프트홀이 형성되고, 상기 샤프트홀에는 상기 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 베어링이 삽입되는 전동 펌프.
제1 항에 있어서,
상기 커버부와 상기 제2 하우징 사이에는 실링부재가 배치된 전동 펌프.