KR102311537B1 - 제어부 일체형 모터 및 이를 포함한 워터 펌프 - Google Patents

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KR102311537B1
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장영섭
김준섭
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Abstract

본 발명의 제어부 일체형 모터 및 이를 포함하는 워터 펌프는, 스테이터의 코일에 전기적으로 연결된 3상 터미널들이 형성되어 모터 하우징의 외부로 인출되고, 제어부 하우징은 일측에 메인 커넥트 핀 및 타측에 더미 핀이 일체로 내측을 향해 돌출 형성되며, 제어 기판은 메인 커넥트 핀 및 더미 핀에 끼워맞춤 결합되어 고정 및 전기적으로 연결되며, 제어 기판에는 제1커넥트 핀들이 돌출된 형태로 일체로 형성되어 제1커넥터 핀들은 상기 모터부의 3상 터미널들에 끼워맞춤 결합 및 전기적으로 연결되도록 구성됨으로써, 제어부 하우징에 제어 기판을 결합 및 전기적으로 연결하기 용이하고 제어 기판의 유지보수가 용이하며 다양한 결합부 및 복잡한 전기적인 연결 구조가 없어 보다 나은 기밀성 및 생산성을 확보할 수 있는 제어부 일체형 모터 및 이를 포함하는 워터 펌프에 관한 것이다.

Description

제어부 일체형 모터 및 이를 포함한 워터 펌프 {Motor integrated with control unit and water pump having the same}
본 발명은 BLDC 모터와 인버터가 일체형으로 형성된 제어부 일체형 모터 및 이를 포함하는 워터 펌프에 관한 것이다.
BLDC(Brushless direct current) 모터는 DC 모터에서 브러시와 정류자를 없애고 전자적인 정류 기구를 설치한 모터로서, 기존의 직류모터가 갖는 단점인 마찰 및 마모를 방지할 수 있어 수명이 길고 상대적으로 효율이 높은 장점을 갖는 모터이다.
이러한 BLDC 모터는 컴팩트한 구성을 위해 일반적으로 모터부와 인버터부가 일체형으로 구성된 인버터 일체형 BLDC 모터로 형성된다. 여기에서 모터부는 코일이 권취되어 하우징 내에 고정된 스테이터와, 상기 스테이터에 근접하게 배치되며 영구자석이 장착되어 회전 가능하도록 하우징에 결합된 로터를 포함하여 구성된다. 그리고 인버터부에는 모터부의 제어를 위한 스위칭 소자들을 포함한 다양한 전자 소자들이 장착된 PCB 기판이 구비되며, PCB 기판에 장착된 스위칭 소자들은 모터부의 스테이터를 구성하는 코일에 전기적으로 연결되도록 구성된다.
여기에서 인버터 일체형 BLDC 모터는 스테이터의 3상인 u, v, w와 중성점(neutral)을 제어부의 PCB 기판에 연결하는데 있어서 납땜(soldering) 또는 열접합(fusing)을 이용하므로, 생산성이 저하되며 사용 조건 상 진동 등에 의해 납땜부나 열접합부가 떨어져 신뢰성 문제가 발생한다. 그리고 별도로 형성되어 제어부 하우징에 결합되는 제어부 커버 및 PCB 기판이 볼트 체결에 의해 제어부에 고정되는 결합구조 등으로 인해, 구조가 복잡하고 레이저 웰딩 등의 다양한 결합부가 존재하므로 기밀성 및 생산성이 저하된다. 또한, 제조 후 제어부 커버 및 PCB 기판의 분리가 어려워 각 부품들의 유지보수 및 재사용성이 저하되는 단점이 있다. 또한, 제어부에 중성점(neutral terminal)이 구비되어 있어, 제어부의 온도가 상승하는 문제점이 있다.
JP 2016-082735 A (2016.05.16)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 모터부와 제어부가 일체로 형성된 제어부 일체형 모터를 구성하되, 종래 구조의 복잡성을 줄이고 다양한 결합부를 제거하여 보다 나은 기밀성 및 생산성 등을 확보할 수 있는 제어부 일체형 모터 및 이를 포함하는 워터 펌프를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제어부 일체형 모터는, 스테이터, 상기 스테이터가 결합된 모터 하우징, 및 상기 스테이터와 이격 배치되며 상기 모터 하우징에 회전 가능하게 결합된 로터를 포함하는 모터부; 용기 형태로 형성되어 상기 모터 하우징에 결합된 제어부 하우징; 및 상기 제어부 하우징의 내부에 구비되어 고정된 제어 기판; 을 포함하며, 상기 모터부는 스테이터의 코일에 전기적으로 연결된 3상 터미널들이 모터 하우징의 외부로 인출 형성되고, 상기 제어부 하우징은 일측에 내부로 메인 커넥트 핀이 일체로 돌출 형성되고, 상기 제어부 하우징은 타측에 내부로 더미 핀이 일체로 돌출 형성되며, 상기 제어 기판은 일측이 상기 메인 커넥트 핀에 결합되어 고정 및 전기적으로 연결되고, 상기 제어 기판은 타측이 상기 더미 핀에 결합되어 고정되며, 상기 제어 기판에는 제1커넥트 핀들이 돌출된 형태로 일체로 형성되고, 상기 제1커넥터 핀들은 상기 모터부의 3상 터미널들에 결합 및 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 상기 제어 기판은 메인 커넥트 핀 및 더미 핀에 대응되는 위치에 결합공이 형성되고, 상기 메인 커넥트 핀 및 더미 핀은 상기 제어 기판의 결합공에 삽입되어 끼워맞춤 결합될 수 있다.
또한, 상기 메인 커넥트 핀 및 더미 핀은 상단부에 각각 양면을 관통하는 슬롯이 형성되고, 상기 슬롯의 양측으로 볼록하게 탄성 돌기가 형성되며, 상기 메인 커넥트 핀 및 더미 핀은 상단부가 상기 제어 기판의 결합공에 삽입되어 결합될 수 있다.
또한, 상기 제어부 하우징은 측벽의 내주면에서 안쪽으로 단턱이 돌출 형성되고, 상기 메인 커넥트 핀 및 더미 핀은 상기 단턱에서 제어부 하우징의 개구쪽을 향해 상측으로 돌출 형성되며, 상기 제어 기판은 상기 단턱의 상면에 안착되어 받쳐질 수 있다.
또한, 상기 모터부의 3상 터미널들에는 오목하게 안치홈이 형성되고 코일이 안치홈에 삽입되며, 상기 안치홈에 연결 커넥터가 삽입되어 코일이 연결 커넥터에 결합 및 전기적으로 연결되며, 상기 제1커넥트 핀들은 상측을 향해 연장 형성되고, 상기 3상 터미널들에 결합된 연결 커넥터에 제1커넥트 핀이 삽입되어 끼워맞춤 결합 및 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 상기 모터 하우징에는 서로 연결된 제2커넥트 핀들이 모터 하우징과 일체로 형성되고, 상기 모터부는 스테이터의 코일에 전기적으로 연결된 중성점 터미널들이 형성되며, 상기 제2커넥터 핀들이 중성점 터미널들에 결합 및 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 상기 모터부의 중성점 터미널들에는 오목하게 안치홈이 형성되고 코일이 안치홈에 삽입되며, 상기 안치홈에 연결 커넥터가 삽입되어 코일이 연결 커넥터에 결합 및 전기적으로 연결되며, 상기 제2커넥트 핀들은 상측을 향해 연장 형성되고, 상기 중성점 터미널들에 결합된 연결 커넥터에 제2커넥트 핀들이 삽입되어 끼워맞춤 결합 및 전기적으로 연결될 수 있다.
그리고 본 발명의 워터 펌프는 하부 케이싱; 상기 하부 케이싱의 상측에 결합되고, 상기 하부 케이싱과의 결합에 의해 내부에 임펠러 수용 공간이 형성되며, 상기 임펠러 수용 공간에 연통되어 유체가 유입되는 입구부 및 유체가 배출되는 출구부가 형성된 상부 케이싱; 상기 임펠러 수용 공간에 구비된 임펠러; 및 상기 하부 케이싱의 하측에 결합되고, 로터가 상기 임펠러에 결합된 상기 제어부 일체형 모터; 를 포함하여 이루어지질 수 있다.
또한, 상기 하부 케이싱과 일체로 형성된 오목한 용기 형태의 로터 수용부를 더 포함하며, 상기 로터 수용부의 내부에 로터가 구비될 수 있다.
본 발명의 제어부 일체형 모터 및 이를 포함하는 워터 펌프는 조립 구조가 간단하여 제어부 하우징에 제어 기판을 결합 및 전기적으로 연결하기 용이하며, 제어 기판의 유지보수가 용이한 장점이 있다.
또한, 다양한 결합부 및 복잡한 전기적인 연결 구조가 없어 보다 나은 기밀성 및 생산성을 확보할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래의 BLDC 모터를 나타낸 정면 단면도이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 제어부 일체형 모터를 포함한 워터 펌프를 나타낸 조립사시도, 조립단면도 및 분해단면도이다.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 제어부 일체형 모터를 포함한 워터 펌프의 부분 확대단면도이다.
이하, 본 발명의 제어부 일체형 모터 및 이를 포함하는 워터 펌프를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 제어부 일체형 모터를 포함한 워터 펌프를 나타낸 조립사시도, 조립단면도 및 분해단면도이며, 도 5 내지 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 제어부 일체형 모터를 포함한 워터 펌프의 부분 확대단면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 제어부 일체형 모터는 크게 모터부와 제어부로 구성될 수 있다. 그리고 모터부는 스테이터(100), 모터 하우징(300) 및 로터(400)로 구성될 수 있으며, 제어부는 제어부 하우징(700) 및 제어 기판(730)으로 구성될 수 있다.
우선, 모터부의 스테이터(100)는 코어(110), 복수개의 티스(120), 인슐레이터(130), 코일(140) 및 복수개의 3상 터미널(150)을 포함할 수 있다. 그리고 모터부는 복수의 중성점 터미널(170) 및 제2커넥트 핀(180)들을 포함할 수 있다. 일례로 코어(110)는 원통형으로 형성될 수 있으며, 코어(110)의 내주면에서 반경방향 내측으로 복수개의 티스(120)들이 돌출 형성될 수 있다. 그리고 티스(120)들은 원주방향을 따라 이격되게 배열되어, 코어(110)의 내측으로 티스(120)들이 방사상으로 형성된 형태로 배치될 수 있다. 또한, 티스(120)들이 서로 마주보는 반경방향 내측 단부는 이격되게 형성되어, 티스(120)들에 의해 둘러싸인 내측은 상하로 관통된 형태로 형성될 수 있다. 인슐레이터(130)는 전기 절연성 재질로 형성되어, 코어(110) 및 티스(120)들을 감싸 전기적으로 절연되도록 코어(110) 및 티스(120)에 결합될 수 있다. 일례로 코어(110)의 상면 및 하면에 인슐레이터(130)가 형성되고, 티스(120)들의 상면과 하면과 측면들을 감싸도록 형성될 수 있다. 코일(140)은 티스(120)를 감싸고 있는 인슐레이터(130)의 외측에 권취되어 있으며, 코일(140)의 각각의 권선은 피복에 의해 절연된 상태로 형성될 수 있다. 3상 터미널(150)들 및 중성점 터미널(170)들은 인슐레이터(130)에 결합되어 고정될 수 있으며, 3상 터미널(150)들 및 중성점 터미널(170)들의 단부에는 각각 코일(140)이 결합될 수 있다. 그리고 3상 터미널(150)들은 스테이터(100)의 3상인 u, v, w의 말단이며, 중성점 터미널(170)들은 스테이터(100)의 또 다른 3상의 말단이 될 수 있다. 모터 하우징(300)은 원통형의 측벽 및 측벽(301)의 하단을 막는 바닥벽(302)으로 형성되어, 내부가 비어있는 용기형태로 형성될 수 있다. 그리고 모터 하우징(300)의 내부에 스테이터(100)가 구비되며, 모터 하우징(300)의 내주면에 스테이터(100)가 결합되어 고정될 수 있다. 또한, 모터 하우징(300)의 하측에는 상하를 관통하는 구멍들이 형성되어, 스테이터(100)의 3상 터미널(150)들이 구멍을 통해 모터 하우징(300)의 외부로 인출될 수 있으며, 3상 터미널(150)이 통과한 모터 하우징(300)의 구멍들 틈새는 실링부재 등으로 밀폐될 수 있다. 또한, 모터 하우징(300)의 바닥벽에는 모터 하우징과 일체로 제2커넥트 핀(180)들이 형성될 수 있고, 제2커넥트 핀(180)들은 중성점 터미널(170)들에 삽입되어 끼워맞춤 결합 및 전기적으로 연결될 수 있다. 이때, 제2커넥트 핀(180)들은 하단부가 서로 연결되어 중성점(neutral)이 될 수 있으며, 모터 하우징(300)을 플라스틱 재질로 제작할 때 금속 재질의 제2커넥트 핀(180)들을 인서트 사출하여 제2커넥트 핀(180)들의 하단부가 모터 하우징(300)의 바닥벽에 함입되어 있고 상단부들은 바닥벽에서 내부 공간으로 노출되어 상측을 향해 연장된 형태로 형성될 수 있다. 로터(400)는 반경방향으로 스테이터(100)의 내측에 구비되며, 로터(400)의 외주면이 스테이터(100)의 내주면으로부터 이격되게 배치될 수 있다. 그리고 로터(400)는 회전축(410)의 하단부와 상단부가 모터 하우징(300)에 직접 또는 간접적으로 회전 가능하도록 결합될 수 있다.
제어부의 제어부 하우징(700)은 원통형의 측벽(701) 및 측벽의 하단을 막는 바닥벽(702)으로 구성되어, 상측이 개방된 개구가 형성된 용기 형태로 형성될 수 있다. 제어부 하우징(700)은 측벽(701)의 내주면에서 안쪽으로 돌출된 형태의 단턱(703)이 형성될 수 있다. 그리고 단턱(703)의 상면은 측벽(701)의 상단 및 바닥벽(702)의 상면 사이의 중간정도에 위치할 수 있다. 또한, 제어부 하우징(700)은 일측 단턱(703)에 메인 커넥트 핀(710) 및 더미 핀(720)이 제어부 하우징(700)의 내부 공간으로 돌출된 형태로 형성될 수 있으며, 메인 커넥트 핀(710) 및 더미 핀(720)은 금속 재질로 형성되어 플라스틱 재질로 제어부 하우징(700)의 제작 시 인서트 사출을 통해 일체로 형성될 수 있다. 그리하여 메인 커넥트 핀(710)은 상단부가 단턱(703)의 상면에서 상측으로 연장된 형태로 형성되고 하단부는 제어부 하우징(700)의 외부로 노출되어 있는 형태로 형성될 수 있으며, 더미 핀(720)은 단턱(703)의 내주면에서 돌출되어 상측으로 절곡된 형태로 연장 형성될 수 있다. 또한, 제어부 하우징(700)은 개방된 상측이 모터 하우징의 하측에 결합되어 고정될 수 있다. 여기에서 모터 하우징(300)은 하단에 오링(800)이 끼워지고 제어부 하우징(700)은 상단이 오링(800)의 외측에 끼워진 형태로 결합될 수 있으며, 결합된 후 별도의 체결수단 등으로 모터 하우징(300)과 제어부 하우징(700)이 견고하게 서로 고정될 수 있다. 이외에도 모터 하우징(300)과 제어부 하우징(700)의 결합 구조는 다양하게 형성될 수 있다. 제어 기판(730)은 스위칭 소자 및 커패시터 등의 전자소자들이 장착되어 있는 PCB 기판이 될 수 있다. 그리고 제어 기판(730)은 제어부 하우징(700)의 상측 개구를 통해 제어부 하우징의 내부에 삽입되어, 제어부 하우징(700)의 단턱(703) 상면에 제어 기판(730)이 받쳐져 안착될 수 있다. 또한, 제어 기판(730)에는 메인 커넥트 핀(710) 및 더미 핀(720)에 대응되는 위치에 상하 양면을 관통하는 결합공(732)이 형성될 수 있다. 이때, 제어 기판(730)에는 금속 재질의 인서트 튜브(731)가 삽입되어 있는 형태로 형성되어, 인서트 튜브(731)에 결합공(732)이 형성될 수 있다. 또한, 인서트 튜브(731)는 제어 기판(730)의 전기 회로에 연결될 수 있다. 또한, 제어 기판(730)은 제어부 하우징(700)의 내부에 삽입될 때 메인 커넥트 핀(710) 및 더미 핀(720)이 제어 기판(730)에 형성된 결합공(732)에 삽입되어 끼워맞춤 결합됨으로써, 제어 기판(730)이 제어부 하우징(700)에 고정되며 동시에 메인 커넥트 핀(710)이 제어 기판(730)의 전자소자들에 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 제어 기판(730)에는 제1커넥트 핀(740)들이 일체로 형성되며, 제어 기판(730)에서 상측으로 제1커넥트 핀(740)들이 연장된 형태로 형성될 수 있다. 그리하여 제어 기판(730)을 제어부 하우징(700)에 삽입하여 조립한 후 제어부 하우징(700)을 모터 하우징(300)에 결합하면, 이와 동시에 제어 기판(730)에 형성된 제1커넥트 핀(740)들이 모터부의 3상 터미널(150)들에 끼워맞춤 결합 및 전기적으로 연결될 수 있다.
이와 같이 가압하여 끼워맞추는 방식인 프레스 피팅 방식을 이용해 제어부 하우징에 제어 기판을 조립하여 고정하고 전기적으로 연결되도록 하는 것이 용이하며, 제어부 하우징에 제어 기판이 조립된 상태에서 제어부 하우징을 모터부에 조립함으로써 제어 기판과 모터부의 3상 터미널들이 전기적으로 연결되기 용이하므로, 제어부 일체형 모터를 제조함에 있어서 조립성 및 생산성이 향상될 수 있다. 또한, 제어 기판의 고장 시 모터부에서 제어부 하우징을 탈거하여 제어부 하우징으로부터 제어 기판을 분리하기 쉬워 제어 기판의 유지보수가 용이한 장점이 있다.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 제어부 일체형 모터를 포함한 워터 펌프의 부분 확대단면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 메인 커넥트 핀(710) 및 더미 핀(720)은 상단부에 양면을 관통하는 슬롯(721, 741)이 각각 상하 방향으로 길게 형성되고 슬롯(721, 741)의 양측으로 볼록하게 탄성 돌기(722, 742)가 돌출 형성되어, 메인 커넥트 핀(710) 및 더미 핀(720)의 상단부가 제어 기판(730)의 결합공(732)에 삽입되어 결합될 수 있다. 이때, 탄성 돌기(722, 742)들이 형성된 외면의 폭이 결합공(732)의 내경보다 크게 형성되어, 가압에 의해 메인 커넥트 핀(710) 및 더미 핀(720)은 상단부가 결합공(732)에 삽입되어 견고하게 결합될 수 있다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 모터부의 3상 터미널(150)들 하단부 및 중성점 터미널(170)들의 하단부에는 하면에서 상측으로 오목하게 안치홈(151, 171)이 형성되어 코일(140)이 각각의 안치홈(151, 171)에 삽입되고, 안치홈에 연결 커넥터(160)가 삽입되어 코일(140)이 연결 커넥터(160)의 상측에 결합 및 전기적으로 연결될 수 있다. 그리고 연결 커넥터(160)들의 하측에는 제1커넥트 핀(740) 및 제2커넥트 핀(180)들이 삽입되어 결합 및 전기적으로 연결될 수 있다. 이때, 연결 커넥터(160)는 금속 재질 등으로 형성되어 코일(140), 연결 커넥터(160) 및 제1커넥트 핀(740)이 서로 전기적으로 연결되고, 코일(140), 연결 커넥터(160) 및 제2커넥트 핀(740)이 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 연결 커넥터(160)는 상단에서 하측으로 오목하게 홈이 형성된 코일 결합부(161)가 형성되어 코일 결합부(161)의 홈에 코일(140)이 삽입될 수 있으며, 연결 커넥터(160)는 하단에서 상측으로 오목하게 홈이 형성된 핀 결합부(162)가 형성되어 핀 결합부(162)의 홈에 제1커넥트 핀(710) 및 제2커넥트 핀(740)이 삽입되어 끼워맞춤 결합 및 전기적으로 연결될 수 있다. 이때, 코일 결합부(161)는 상측을 향해 뾰족한 형태의 한 쌍의 돌기 형태로 형성될 수 있으며, 한 쌍의 돌기 사이에 코일(140)이 삽입될 수 있다. 그리고 코일(140)의 상단은 3상 터미널(150) 및 중성점 터미널(170)의 안치홈(151)에 받쳐질 수 있으며, 코일(140)은 한 쌍의 뾰족한 돌기들 사이로 삽입될 때 눌리면서 외면의 절연층이 벗겨져 코일(140)과 연결 커넥터(160)가 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 연결 커넥터(160)의 핀 결합부(162)는 하측을 향해 볼록한 한 쌍의 돌기 형태로 형성될 수 있으며, 각각의 돌기는 내측에 상하로 길게 슬롯이 형성될 수 있다. 그리하여 제1커넥트 핀(710)
이 핀 결합부(162)를 형성하는 한 쌍의 돌기 사이에 삽입되어 결합 및 전기적으로 연결될 수 있으며, 한 쌍의 돌기들에 의해 제1커넥트 핀(710) 및 제2커넥트 핀(740)이 각각 탄성 지지될 수 있다.
그리고 본 발명의 일실시예에 따른 제어부 일체형 모터를 포함한 워터 펌프는, 상기한 제어부 일체형 모터 및 이에 결합된 펌프부로 구성될 수 있다.
제어부 일체형 모터는 상기한 바와 같으며, 펌프부는 하부 케이싱(210), 로터 수용부(220), 임펠러(500) 및 상부 케이싱(600)으로 구성될 수 있다. 그리고 제어부 일체형 모터의 상측에 펌프부가 결합될 수 있다.
우선, 하부 케이싱(210)은 임펠러(500)의 일부가 수용될 수 있도록 상면에서 하측으로 오목하게 하부 안치홈(211)이 형성되며, 반경방향으로 하부 안치홈(211)의 바깥쪽에는 임펠러(500)에서 토출되는 유체가 유동될 수 있도록 오목하게 하부 유로홈(212)이 형성될 수 있다.
로터 수용부(220)는 사출에 의해 하부 케이싱(210)과 일체로 형성될 수 있으며, 하부 케이싱(210)의 중앙부에서 아래쪽으로 오목하게 용기 형태의 로터 수용부(220)가 형성될 수 있다. 그리하여 로터 수용부(220)의 내측에는 로터 수용 공간(221)이 형성되고, 하부 케이싱(210)의 하면에서 아래쪽으로 로터 수용부(220)가 볼록하게 돌출된 형태로 형성될 수 있다. 그리고 로터 수용부(220)는 로터 수용 공간(221)의 하측 바닥 부분에 하부 베어링 장착부(222)가 형성되어, 하부 베어링 장착부(222)에 하부 베어링(411)이 결합될 수 있다. 여기에서 하부 베어링(411)은 로터(400)의 회전축(410) 하단부를 반경방향으로 지지할 수 있는 부싱(B)과 회전축(410) 하단을 축방향으로 지지할 수 있는 지지핀(P)을 포함할 수 있다. 그리하여 로터(400)가 로터 수용부(220)의 내부인 로터 수용 공간(221)에 삽입되어 배치되며, 로터(400)의 외주면은 로터 수용부(220)의 내주면에서 이격되게 배치될 수 있다. 그리고 로터(400)는 회전축(410)의 하단부가 하부 베어링(411)에 결합되어 로터(400)가 원활하게 회전될 수 있다.
상부 케이싱(600)은 하부 케이싱(210)의 상측에 결합되며, 상부 케이싱(600)과 하부 케이싱(210)의 결합에 의해 내부에 임펠러(500)가 수용될 수 있는 임펠러 수용 공간(601)이 형성된다. 그리고 상부 케이싱(600)의 하면에는 임펠러(500)의 일부가 수용될 수 있도록 상측으로 오목하게 상부 안치홈(630)이 형성되어, 하부 안치홈(211)과 상부 안치홈(630)이 임펠러 수용 공간(601)을 형성하게 된다. 또한 상부 케이싱(600)의 하면에는 하부 케이싱(210)의 하부 유로홈(212)에 대응되는 위치에 임펠러(500)에서 토출되는 유체가 유동될 수 있도록 오목하게 상부 유로홈(632)이 형성될 수 있다. 그리고 상부 케이싱(600)은 중앙부가 상하로 관통 형성되어 상부 안치홈(630)과 입구부(610)가 서로 연통되며, 상부 유로홈(632) 및 하부 유로홈(212)에 연결되도록 출구부(620)가 형성될 수 있다. 또한, 상부 케이싱(600)은 입구부(610)의 내측에 상부 베어링 장착부(602)가 형성되며, 상부 베어링 장착부(602)에는 상부 베어링(412)이 결합될 수 있다. 이때, 상부 베어링 장착부(602)는 유입 유로(611)를 형성하는 부분에 배치되되, 유입 유로(611)의 내주면에서 돌출 형성된 지지부(612)에 상부 베어링 장착부(602)가 고정되어, 지지부(612)들 사이로 유체가 원활하게 통과되어 임펠러(500)쪽으로 유입될 수 있다. 여기에서 상부 베어링(412)은 로터(400)의 회전축(410) 상단부를 반경방향으로 지지할 수 있는 부싱(B)과 회전축(410) 상단을 축방향으로 지지할 수 있는 지지핀(P)을 포함할 수 있다. 그리하여 로터(400)의 회전축(410) 상단부가 상부 베어링(412)에 결합되어 로터(400)가 원활하게 회전될 수 있다.
임펠러(500)는 회전에 의해 상부 케이싱(600)의 입구부(610)로 유입된 유체를 출구부(620)쪽으로 압송하는 역할을 한다. 임펠러(500)는 상판(510), 하판(520) 및 블레이드(530)를 포함할 수 있으며, 상하로 이격되어 배치된 상판(510)과 하판(520)의 사이에 복수개의 블레이드(530)들이 원주방향을 따라 이격되게 배치된 형태로 형성될 수 있다. 그리고 상판(510)의 중앙부에는 상하로 양면을 관통하는 관통공이 형성되어, 이 관통공을 통해 임펠러(500)의 내부가 상부 케이싱(600)의 입구부(610)와 연통된다. 또한, 임펠러(500)의 외주연이 하부 유로홈(212) 및 상부 유로홈(632) 부분에 근접하게 배치되어, 임펠러(500)에서 토출된 유체가 유로홈들에 의해 형성된 배출 유로(621)를 따라 유동된 후 상부 케이싱(600)의 출구부(620)를 통해 배출될 있다. 또한, 일례로 임펠러(500)는 하판(520)이 로터(400)의 코어부와 일체로 형성될 수 있으며 상판(610)과 블레이드(530)들이 일체로 형성되어, 블레이드(530)들이 하판(520)에 결합되는 형태로 형성될 수 있다. 이외에도 임펠러는 다양한 형태로 형성될 수 있다.
그리하여 상부 케이싱(600)의 입구부(610)로 유입된 유체는 유입 유로(611) 및 임펠러(500) 상부 중앙의 관통공을 통해 임펠러(500)의 내부로 유입되고, 임펠러(500)의 회전에 따른 원심력에 의해 승압되어 배출 유로(621)로 유동된 후 배출 유로(621)를 따라 흘러 출구부(620)를 통해 외부로 배출될 수 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
100 : 스테이터
110 : 코어 120 : 티스
130 : 인슐레이터 140 : 코일
150 : 3상 터미널 151 : 안치홈
160 : 연결 커넥터
161 : 코일 결합부 162 : 핀 결합부
170 : 중성점 터미널 171 : 안치홈
180 : 제2커넥트 핀
210 : 하부 케이싱
211 : 하부 안치홈 212 : 하부 유로홈
220 : 로터 수용부
221 : 로터 수용 공간 222 : 하부 베어링 장착부
300 : 모터 하우징
301 : 측벽 302 : 바닥벽
400 : 로터 410 : 회전축
411 : 하부 베어링 412 : 상부 베어링
B : 부싱 P : 지지핀
500 : 임펠러
510 : 상판 520 : 하판
530 : 블레이드
600 : 상부 케이싱
601 : 임펠러 수용 공간 602 : 상부 베어링 장착부
610 : 입구부 611 : 유입 유로
612 : 지지부
620 : 출구부 621 : 배출 유로
630 : 상부 안치홈 632 : 상부 유로홈
700 : 제어부 하우징
701 : 측벽 702 : 바닥벽
703 : 단턱
710 : 메인 커넥트 핀
711 : 슬롯 712 : 탄성 돌기
720 : 더미 핀
730 : 제어 기판 731 : 인서트 튜브
732 : 결합공
740 : 제1커넥트 핀
741 : 슬롯 742 : 탄성 돌기
800 : 오링

Claims (9)

  1. 스테이터, 상기 스테이터가 결합된 모터 하우징, 및 상기 스테이터와 이격 배치되며 상기 모터 하우징에 회전 가능하게 결합된 로터를 포함하는 모터부;
    용기 형태로 형성되어 상기 모터 하우징에 결합된 제어부 하우징; 및
    상기 제어부 하우징의 내부에 구비되어 고정된 제어 기판; 을 포함하며,
    상기 모터부는 스테이터의 코일에 전기적으로 연결된 3상 터미널들이 모터 하우징의 외부로 인출 형성되고,
    상기 제어부 하우징은 일측에 내부로 메인 커넥트 핀이 일체로 돌출 형성되고, 상기 제어부 하우징은 타측에 내부로 더미 핀이 일체로 돌출 형성되며,
    상기 제어 기판은 일측이 상기 메인 커넥트 핀에 결합되어 고정 및 전기적으로 연결되고, 상기 제어 기판은 타측이 상기 더미 핀에 결합되어 고정되며,
    상기 제어 기판에는 제1커넥트 핀들이 돌출된 형태로 일체로 형성되고, 상기 제1커넥트 핀들은 상기 모터부의 3상 터미널들에 결합 및 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 제어부 일체형 모터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어 기판은 메인 커넥트 핀 및 더미 핀에 대응되는 위치에 결합공이 형성되고, 상기 메인 커넥트 핀 및 더미 핀은 상기 제어 기판의 결합공에 삽입되어 끼워맞춤 결합된 것을 특징으로 하는 제어부 일체형 모터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 메인 커넥트 핀 및 더미 핀은 상단부에 각각 양면을 관통하는 슬롯이 형성되고, 상기 슬롯의 양측으로 볼록하게 탄성 돌기가 형성되며,
    상기 메인 커넥트 핀 및 더미 핀은 상단부가 상기 제어 기판의 결합공에 삽입되어 결합된 것을 특징으로 하는 제어부 일체형 모터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부 하우징은 측벽의 내주면에서 안쪽으로 단턱이 돌출 형성되고,
    상기 메인 커넥트 핀 및 더미 핀은 상기 단턱에서 제어부 하우징의 개구쪽을 향해 상측으로 돌출 형성되며,
    상기 제어 기판은 상기 단턱의 상면에 안착되어 받쳐진 것을 특징으로 하는 제어부 일체형 모터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 모터부의 3상 터미널들에는 오목하게 안치홈이 형성되고 코일이 안치홈에 삽입되며, 상기 안치홈에 연결 커넥터가 삽입되어 코일이 연결 커넥터에 결합 및 전기적으로 연결되며,
    상기 제1커넥트 핀들은 상측을 향해 연장 형성되고, 상기 3상 터미널들에 결합된 연결 커넥터에 제1커넥트 핀이 삽입되어 끼워맞춤 결합 및 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 제어부 일체형 모터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 모터 하우징에는 서로 연결된 제2커넥트 핀들이 모터 하우징과 일체로 형성되고, 상기 모터부는 스테이터의 코일에 전기적으로 연결된 중성점 터미널들이 형성되며,
    상기 제2커넥트 핀들이 중성점 터미널들에 결합 및 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 제어부 일체형 모터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 모터부의 중성점 터미널들에는 오목하게 안치홈이 형성되고 코일이 안치홈에 삽입되며, 상기 안치홈에 연결 커넥터가 삽입되어 코일이 연결 커넥터에 결합 및 전기적으로 연결되며,
    상기 제2커넥트 핀들은 상측을 향해 연장 형성되고, 상기 중성점 터미널들에 결합된 연결 커넥터에 제2커넥트 핀들이 삽입되어 끼워맞춤 결합 및 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 제어부 일체형 모터.
  8. 하부 케이싱;
    상기 하부 케이싱의 상측에 결합되고, 상기 하부 케이싱과의 결합에 의해 내부에 임펠러 수용 공간이 형성되며, 상기 임펠러 수용 공간에 연통되어 유체가 유입되는 입구부 및 유체가 배출되는 출구부가 형성된 상부 케이싱;
    상기 임펠러 수용 공간에 구비된 임펠러; 및
    상기 하부 케이싱의 하측에 결합되고, 로터가 상기 임펠러에 결합된 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 제어부 일체형 모터;
    를 포함하여 이루어지는 워터 펌프.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 하부 케이싱과 일체로 형성된 오목한 용기 형태의 로터 수용부를 더 포함하며,
    상기 로터 수용부의 내부에 로터가 구비된 것을 특징으로 하는 워터 펌프.
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