KR102177671B1 - 전동 오일 펌프 - Google Patents

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KR102177671B1
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KR1020190103147A
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황병성
김홍기
차성욱
이재경
류희도
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영신정공주식회사
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Abstract

본 발명은, 전동 오일 펌프에 관한 것으로, 구동력을 제공하는 고정자와 회전자를 구비하는 모터 모듈과; 상기 모터 모듈과 결합되어 회전하는 회전축을 포함하는 회전축부와; 상기 회전축부와 결합되어 상기 모터 모듈에서 전달되는 회전력에 의해 회전하고 유체가 유입되는 흡입부와 상기 흡입부의 유체가 가압되어 토출되는 토출부를 가지고 상기 모터 모듈에 결합되는 펌프하우징을 구비하여 상기 펌프하우징 내측에 결합되어 상기 회전축과 결합되어 회전하는 인너 로터와 상기 인너 로터의 외측과 맞물리는 아우터 로터를 갖는 펌프 모듈;을 포함하되, 상기 펌프모듈은 상기 펌프하우징과 상기 모터 모듈 사이에 개재된 펌프커버를 더 포함하고, 상기 펌프커버는 중앙영역에 상기 고정자를 향하여 돌출 형성된 커버스커트를 구비하여 상기 커버스커트에 결합된 베어링이 상기 회전축을 회전 가능하게 일점 지지하는 것을 특징으로 한다.
이에, 모터의 회전력을 전달하는 회전축을 캔티레버형으로 하나의 베어링으로 지지하면서도 회전축의 흔들림이나 어긋남을 최소화하고 맥동, 소음 등을 예방할 수 있는 전동 오일 펌프를 제공할 수 있다.

Description

전동 오일 펌프 {Electronic Oil Pump}
본 발명은 전동 오일 펌프에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 회전하는 회전축을 베어링 하나로 지지하면서 회전축의 이동을 제한할 수 있도록 구조를 개선한 전동 오일 펌프에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 엔진, 미션, 조향장치, 변속기 등에 오일을 공급하게 되고 이러한 오일을 공급하는 수단으로 펌프를 활용한다.
이러한 펌프에는 베인 펌프와 기어 펌프가 있다.
본 발명은 예를 들면, 자동 변속기 등에 탑재되는 오일펌프와 관련되며, 편심한 아우터로터의 내부 기어에 인너로터의 외부 기어가 맞물리도록 구성되어 있어 인너로터가 회전 구동하면서 이들 인너로터 및 아우터로터 사이의 공간부는, 흡입 부에서 커져서 작동유를 흡입하고, 토출부를 향해 감소하여 흡입한 작동유를 내보낸다.
이러한 오일 펌프를 구동시키는 것은 고정자와 회전자를 구비한 모터이고, 이 모터의 회전자와 회전축이 결합되어 있다. 회전자의 회전력을 전달하는 회전축은 작동유를 흡입하여 가압하여 토출시키는 펌프모듈과 커플링 등을 통해 펌프모듈로 동력을 전달하기도 하고 하나로 되어 펌프모듈과 결합되기도 한다.
특히, 소형의 오일 펌프인 경우 보다 경량화되고 구조가 간단한 것이 바람직하다.
[참고문헌]
공개특허공보 제10-2017-0014543호 (2017. 02. 08. 공개)
본 발명의 목적은, 모터의 회전력을 전달하는 회전축을 캔티레버형으로 하나의 베어링으로 지지하면서도 회전축의 흔들림이나 어긋남을 최소화하고 맥동, 소음 등을 예방할 수 있는 전동 오일 펌프를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 구조가 간단하고 중량을 감소시킬 수 있는 전동 오일 펌프를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은, 전동 오일 펌프에 있어서,구동력을 제공하는 고정자와 회전자를 구비하는 모터 모듈과; 상기 모터 모듈과 결합되어 회전하는 회전축을 포함하는 회전축부와; 상기 회전축부와 결합되며, 상기 모터 모듈에서 전달되는 회전력에 의해 회전하고 유체가 유입되는 흡입부와 상기 흡입부의 유체가 가압되어 토출되는 토출부를 가지고 상기 모터 모듈에 결합되는 펌프하우징을 구비하여 상기 펌프하우징 내측에 결합되어 상기 회전축과 결합되어 회전하는 인너 로터와 상기 인너 로터의 외측과 맞물리는 아우터 로터를 갖는 펌프 모듈;을 포함하되, 상기 펌프모듈은 상기 펌프하우징과 상기 모터 모듈 사이에 개재된 펌프커버를 더 포함하고, 상기 펌프커버는 중앙영역에 상기 고정자를 향하여 돌출 형성된 커버스커트를 구비하여 상기 커버스커트에 결합된 베어링이 상기 회전축을 회전 가능하게 일점 지지하는 것을 특징으로 하는 전동 오일 펌프에 의하여 달성된다.
또한, 상기 베어링은 결합된 상기 회전축을 회전 가능하게 지지하는 볼 또는 롤러의 외측에 결합된 베어링플레이트를 포함하고, 상기 회전축이 상기 커버스커트에 대하여 상기 회전축의 길이방향으로 이동이 제한되도록 상기 커버스커트 단부와 상기 베어링플레이트를 코킹한 코킹부재를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 모터 모듈은 상기 고정자를 내측에 결합하여 상측에 펌프커버와 결합되는 모터하우징을 더 포함하고, 상기 모터하우징의 중앙에어 내측으로 돌출된 커버스커트 및 상기 모터하우징의 상부 측면과 내측 상단 사이에 형성된 공간인 고정자상측공간을 구비하며, 상기 고정자상측공간으로 상기 고정자의 권선이 배치된 것이 바람직하다.
또한, 상기 고정자상측공간의 높이는 상기 베어링이 결합된 높이보다 더 큰 것이 바람직하다.
또한, 상기 회전축은 상기 베어링과 상기 펌프 모듈 사이에 결합되는 시일부재가 상기 회전축에 결합되는 과정에서 상기 시일부재가 손상을 입는 것을 예방할 수 있는 단차부재를 더 포함하는 것이 바람직하다.
이에, 모터의 회전력을 전달하는 회전축을 캔티레버형으로 하나의 베어링으로 지지하면서도 회전축의 흔들림이나 어긋남을 최소화하고 맥동, 소음 등을 예방할 수 있는 전동 오일 펌프를 제공할 수 있다.
또한, 구조가 간단하고 중량을 감소시킬 수 있는 전동 오일 펌프를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전동 오일 펌프의 분해 사시도,
도 2는 도 1의 단면도 및 요부 부분확대도,
도 3은 회전축이 베어링에 결합된 상태를 도시한 평면도,
도 4는 본 발명과 종래기술을 비교 설명하기 위한 단면도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 예를 들면, 차량의 변속기에 고압의 유체를 공급하는 전동 오일 펌프(100, 이하에서 '오일 펌프'라 함)에 대하여 도 1 내지 도 4를 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전동 오일 펌프의 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 단면도 및 요부 부분확대도이며, 도 3은 회전축이 베어링에 결합된 상태를 도시한 평면도이고, 도 4는 본 발명과 종래기술을 비교 설명하기 위한 단면도이다.
이하에서 본 발명에 따른 오일 펌프(100)의 구성을 설명하면서 각 구성의 위치를 상대적으로 설명하면서 하측, 상측 등으로 표현하는 것은 도 2를 기준으로 하여 상측 및 하측을 의미하는 것으로 한다.
본 발명에 따른 오일 펌프(100)는, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 구동력을 제공하는 고정자(113)와 회전자(114)를 구비하는 모터 모듈(110)과; 상기 모터 모듈(110)과 결합되어 회전하는 회전축(151)을 포함하는 회전축부(150)와; 상기 회전축부(150)와 결합되며, 상기 모터 모듈(110)에서 전달되는 회전력에 의해 회전하고 유체가 유입되는 흡입부(131a)와 상기 흡입부(131a)의 유체가 가압되어 토출되는 토출부(131b)를 가지고 상기 모터 모듈(110)에 결합되는 펌프하우징(131)을 구비하여 상기 펌프하우징(131) 내측에 결합되어 상기 회전축(151)과 결합되어 회전하는 인너로터(135)와 상기 인너로터(135)의 외측과 맞물리는 아우터로터(135)를 갖는 펌프모듈(130);을 포함하되, 상기 펌프모듈(130)은 상기 펌프하우징(131)과 상기 모터 모듈(110) 사이에 개재된 펌프커버(133)를 더 포함하고, 상기 펌프커버(133)는 중앙영역에 상기 고정자(113)를 향하여 돌출 형성된 커버스커트(133a)를 구비하여 상기 커버스커트(133a)에 결합된 베어링(153)이 상기 회전축(151)을 회전 가능하게 일점 지지하는 것이 바람직하다.
상기 베어링(153)은 결합된 상기 회전축(151)을 회전 가능하게 지지하는 볼 또는 롤러의 외측에 결합된 베어링플레이트(153a)를 포함하고, 상기 회전축(151)이 상기 커버스커트(133a)에 대하여 상기 회전축(151)의 길이방향으로 이동이 제한되도록 상기 커버스커트(133a) 단부와 상기 베어링플레이트(153a)를 코킹한 코킹부재(158)를 더 구비하는 것이 바람직하다. 이러한 코킹부재(158)의 코킹은 원주 전체에 걸쳐서 이루어져도 되고, 4개소, 3개소 등 본 발명의 기술적 사상을 해치지 않은 범위 내에서 다양한 방법으로 이루어질 수 있다.
오일 펌프(100)는, 각 구성 사이의 기밀을 유지하는 오링(173)과, 각 구성 사이를 체결하여 각 구성 간의 결합을 유지시키는 볼트를 포함하는 체결수단(175)을 더 구비하는 것이 바람직하다.
모터모듈(110)은, 고정자(113)에 결합된 고정자권선(113a)과, 고정자(113)를 지지하고 상측에는 고정자권선(113a)을 수용 가능하게 커버스커트(133a) 단부에서 소정의 깊이(도 2 및 도 4의 'H1' 참조)를 갖는 고정자상측공간(118)이 형성된 모터하우징(111)과, PCB를 포함하여 오일 펌프(100)의 작동을 제어할 수 있도록 하면된 제어부(116)를 지지하고 일측에는 외부와 전기적 신호를 송수신 가능한 커넥터(미도시)가 결합되는 커넥터부(117)가 결합된 모터커버(115)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 모터 모듈(110)은 상기 고정자(113)를 내측에 결합하여 상측에 펌프커버(133)와 결합되는 모터하우징(111)을 구비하고, 상기 모터하우징(111)의 중앙에어 내측으로 돌출된 커버스커트(133a) 및 상기 모터하우징(111)의 상부 측면과 내측 상단 사이에 형성된 공간인 고정자상측공간(118)을 구비하며, 상기 고정자상측공간(118)으로 상기 고정자권선(113a)이 배치된 것이 바람직하다.
그리고, 상기 고정자상측공간(118)의 높이(도 2 및 도 4의 'H1' 참조)는 상기 베어링(153)이 결합된 높이(도 2 및 도 4의 'Hb' 참조)보다 더 큰 것이 바람직하다.
펌프모듈(130)는, 전술한 모터모듈(110)의 회전력을 전달받아 회전하면서 유입되는 유체가 흡입되는 흡입부(131a)와 가압되어 배출되는 유체를 배출시키는 토출부(131b)를 구비하고 회전축(151)에 결합되어 회전하는 인너로터(135)와 인너로터(135)와 맞물리고 고정된 아우터로터(135)를 수용하여 지지하는 펌프하우징(131)과, 펌프하우징(131)과 모터하우징(111) 사이에 개재되어 회전축(151)을 회전 가능하게 마련되어 하측인 회전자(114)측으로 돌출 형성되고 베어링(153)을 중앙영역의 커버스커트(133a)에서 지지하는 펌프커버(133)와. 아우터로터(135)가 펌프하우징(131) 및 펌프커버(133)의 설정된 위치에 결합될 수 있도록 위치를 결정하는 위치핀(137)을 구비하는 것이 바람직하다.
회전축(151)은, 둥근 원통 형상으로 길게 마련되어 회전축(151)의 일측은 회전자(114)를 결합하고, 타측은 인너로터(135)를 결합하며, 중앙 영역은 베어링(153)과 시일부재(155)를 결합하고 있는 구조를 갖는다.
회전축(151)에는, 도 2의 확대된 도면에서와 같이 상기 회전축(151)이 상기 커버스커트(133a)에 대하여 상기 회전축(151)의 길이방향으로 이동이 제한되도록 상기 커버스커트(133a) 단부와 상기 베어링(153)의 볼 또는 롤러를 지지하는 베어링플레이트(153a)를 코킹한 코킹부재(158)가 더 포함된 것이 바람직하다.
회전축(151)에는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 베어링(153)과 상기 펌프모듈(130) 사이에 결합되는 시일부재(155)가 상기 회전축(151)에 결합되는 과정에서 상기 시일부재(155)가 손상을 입는 것을 예방할 수 있도록 예를 들면 45도로 챔퍼링된 영역인 단차부재(157)가 더 포함된 것이 바람직하다.
이러한 특징적인 구조인 회전축(151)는 일측에 회전자(114)가 결합되고 타측에 인너로터(135)가 결합되며 중앙 영역에 베어링(153)에 의하여 회전 가능하게 일점 지지 타입을 갖는 것이 특징이다.
이러한 일점 지지의 경우 회전축(151)이 지지되는 펌프하우징(131)에 대하여 회전축 길이방향으로 이동하는 것을 제한 내지 예방할 수 있도록 회전축(151)을 지지하는 베어링플레이트(153a)와 커버스커트(133a)가 코킹 방식에 의하여 상호 결합된 코킹부재(158)를 본 발명에서는 구비하고 있다.
물론, 여기서 회전축(151)과 베어링(153)을 억지끼워맞춤, 열박음 등을 통해 결합되어 베어링(153)은 회전축(151)에 대하여 이동하지 않는 구조이다.
이러한 구조의 회전축(151)에 걸리는 부하는 큰 부하가 아님은 물론이고 소형의 펌프모듈(130)에서 설정된 성능을 충분하게 발휘할 수 있으면서 회전축(151)의 길이를 종래기술 대비 약 30% 감소시킬 수 있고, 후술하는 바와 같이 모터 모듈(110)의 사이즈 또한 축소시킬 수 있다.
그리고, 펌프모듈(130)에서도 전술한 바와 같이 회전자(114)의 길이를 최소화할 수 있고, 회전자(114)의 길이보다 외측으로 더 돌출된 형상을 갖는 고정자권선(113a)을 고정자상측공간(118)으로 수용할 수 있는 구조를 가지므로 전체적으로 회전축(151)의 길이와 모터모듈(110)의 전체 길이 또한 축소시킬 수 있는 디자인을 얻을 수 있다.
이러한 구성을 갖는 오일 펌프(100)의 조립 순서를 살펴보면 먼저 회전축(151)에 베어링(153)을 열박음 내지 억지끼워맞춤한 다음, 시일부재(155)를 회전축(151)의 상측에서 단차부재(157)를 통과시켜 베어링(153)의 상측에 결합한다. 그리고, 펌프커버(133)에 베어링(153) 및 시일부재(155)를 결합한다.
다음, 하측에 회전축(151) 하측에 고정자(113)를 결합시키고, 펌프커버(133)와 고정자(113)가 결합된 모터하우징(111)을 결합시킨다. 이후에는 상측인 펌프커버(133)에 아우터로터(135) 및 위치핀(137)을 위치시키고 펌프하우징(131)과 펌프커버를 결합시킨다.
그리고, 하측에 제어부(116)가 결합된 모터 모듈(110)의 커버본체(115a)와 커버본체(115a)의 개구부를 밀폐하는 커버부재(115b)로 이루어진 모터커버(115)를 모터하우징(111)에 결합시킨다.
이러한 구성과 특징을 갖는 본 발명에 따른 오일 펌프(100)는 종래기술에 따른 오일 펌프(200)와 도 4를 참조하여 구체적으로 비교하면 다음과 같다.
본 발명과 종래기술의 발명에서 특별하게 설명하지 않은 구성은 본 발명에 따른 구성의 참조번호에서 백단위만 상이하고 십단위 및 일단위가 동일하다고 가정한다. 예를 들면, 본 발명에 따른 회전축의 참조번호는 '151'인 반면 종래기술의 회전축의 참조번호는 '251'이고, 본 발명에 따른 베어링의 참조번호는 '153'인 반면 종래기술의 베어링의 참조번호는 '253'이다.
우선 본 발명의 회전축(151)는 전술한 바와 같이 회전축(151)의 중앙 영역에서 베어링(153)에 의하여 1점 지지되는 반면, 종래기술의 회전축(251)은 회전축(251)의 중앙 영역뿐만 아니라 모터모듈(210)의 단부의 두 개의 베어링(253)에 의하여 2점 지지된다.
다음, 본 발명에서는 커버스커트(133a)가 모터모듈(110)의 중앙 내측으로 돌출된 량이 많아 베어링(153)을 지지하는 높이(도 4의 'Hb' 참조)보다 깊은 고정자상측공간(118)의 깊이(도 4의 'H1' 참조)도 내측으로 돌출되어 있어 고정자권선(113a)이 고정자상측공간(118)으로 충분하게 수용될 수 있다. 반면에, 종래기술에서는 커버스커트(257)가 모터모듈(210)의 중앙 내측으로 돌출된 량이 적어 베어링(253)을 지지하는 높이(도 4의 'Kb' 참조)보다 얕은 고정자상측공간(218)의 깊이(도 4의 'K1' 참조)도 내측으로 돌출되어 있지 않아 고정자권선(213a)이 고정자상측공간(218)으로 충분하게 수용되지 못한다.
또한, 본 발명의 경우 회전축(151)에 코킹부재(158)가 필요한 반면 종래기술에서는 베어링(253)에 의하여 2점 지지되므로 본 발명 코킹부재에 대응되를 구성을 별도로 필요하지 않는다.
이러한 구조에 의하여 본 발명의 경우 모터모듈(110)의 전체 길이도 종래기술보다 더 축소시킬 수 있다.
이에, 이에, 모터의 회전력을 전달하는 회전축을 캔티레버형으로 하나의 베어링으로 지지하면서도 회전축의 흔들림이나 어긋남을 최소화하고 맥동, 소음 등을 예방할 수 있는 전동 오일 펌프를 제공할 수 있다.
또한, 구조가 간단하고 중량을 감소시킬 수 있는 전동 오일 펌프를 제공할 수 있다.
여기서, 본 발명의 여러 실시예들을 도시하여 설명하였지만, 본 발명의 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.
100 : 오일 펌프 110 : 모터모듈
111 : 모터하우징 113 : 고정자
113a : 고정자권선 114 : 회전자
115 : 모터커버 115a : 커버본체
115b : 커버부재 116 : 제어부
117 : 커넥터 118 : 고정자상측공간
130 : 펌프 모듈 131 : 펌프하우징
131a : 흡입부 131b : 토출부
133 : 펌프커버 133a : 커버스커트
135 : 인너로터 136 : 아우터로터
137 : 위치핀
150 : 회전축부 151 : 회전축
153 : 베어링 153a : 베어링플레이트
155 : 시일부재 157 : 단차부재
158 : 코킹부재
173 : 오링 175 : 체결수단

Claims (5)

  1. 전동 오일 펌프에 있어서,
    구동력을 제공하는 고정자와 회전자를 구비하는 모터 모듈과;
    상기 모터 모듈과 결합되어 회전하는 회전축을 포함하는 회전축부와;
    상기 회전축부와 결합되며, 상기 모터 모듈에서 전달되는 회전력에 의해 회전하고 유체가 유입되는 흡입부와 상기 흡입부의 유체가 가압되어 토출되는 토출부를 가지고 상기 모터 모듈에 결합되는 펌프하우징을 구비하여 상기 펌프하우징 내측에 결합되어 상기 회전축과 결합되어 회전하는 인너 로터와 상기 인너 로터의 외측과 맞물리는 아우터 로터를 갖는 펌프 모듈;을 포함하되,
    상기 펌프모듈은 상기 펌프하우징과 상기 모터 모듈 사이에 개재된 펌프커버를 더 포함하고, 상기 펌프커버는 중앙영역에 상기 고정자를 향하여 돌출 형성된 커버스커트를 구비하여 상기 커버스커트에 결합된 베어링이 상기 회전축을 회전 가능하게 일점 지지하되,
    상기 베어링은 결합된 상기 회전축을 회전 가능하게 지지하는 볼 또는 롤러의 외측에 결합된 베어링플레이트를 포함하고,
    상기 회전축이 상기 커버스커트에 대하여 상기 회전축의 길이방향으로 이동이 제한되도록 상기 커버스커트 단부와 상기 베어링플레이트를 코킹한 코킹부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 오일 펌프.
  2. 삭제
  3. 전동 오일 펌프에 있어서,
    구동력을 제공하는 고정자와 회전자를 구비하는 모터 모듈과;
    상기 모터 모듈과 결합되어 회전하는 회전축을 포함하는 회전축부와;
    상기 회전축부와 결합되며, 상기 모터 모듈에서 전달되는 회전력에 의해 회전하고 유체가 유입되는 흡입부와 상기 흡입부의 유체가 가압되어 토출되는 토출부를 가지고 상기 모터 모듈에 결합되는 펌프하우징을 구비하여 상기 펌프하우징 내측에 결합되어 상기 회전축과 결합되어 회전하는 인너 로터와 상기 인너 로터의 외측과 맞물리는 아우터 로터를 갖는 펌프 모듈;을 포함하되,
    상기 펌프모듈은 상기 펌프하우징과 상기 모터 모듈 사이에 개재된 펌프커버를 더 포함하고, 상기 펌프커버는 중앙영역에 상기 고정자를 향하여 돌출 형성된 커버스커트를 구비하여 상기 커버스커트에 결합된 베어링이 상기 회전축을 회전 가능하게 일점 지지하되,
    상기 모터 모듈은 상기 고정자를 내측에 결합하여 상측에 펌프커버와 결합되는 모터하우징을 더 포함하고,
    상기 모터하우징의 중앙에어 내측으로 돌출된 커버스커트 및 상기 모터하우징의 상부 측면과 내측 상단 사이에 형성된 공간인 고정자상측공간을 구비하며,
    상기 고정자상측공간으로 상기 고정자의 권선이 배치된 것을 특징으로 하는 전동 오일 펌프.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 고정자상측공간의 높이는 상기 베어링이 결합된 높이보다 더 큰 것을 특징으로 하는 전동 오일 펌프.
  5. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 회전축은 상기 베어링과 상기 펌프 모듈 사이에 결합되는 시일부재가 상기 회전축에 결합되는 과정에서 상기 시일부재가 손상을 입는 것을 예방할 수 있는 단차부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 오일 펌프.
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CN110630493A (zh) * 2019-10-23 2019-12-31 中普能效(北京)科技有限公司 一种用于输送制冷剂的泵

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