KR102555028B1 - 전동식 워터펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전동식 워터펌프에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 전동식 워터펌프의 하우징과 캔케이스와 커버를 초음파 융착하여 볼트를 이용하지 않고 조립이 가능하고 수밀성을 높일 수 있는 전동식 워터펌프에 대한 것이다.
본 발명에 따른 전동식 워터펌프는 하우징과, 스테이터와, 로터와, 캔케이스와, 임펠러와, 커버를 포함한다. 상기 하우징은 상부가 개방된 제1수용부가 형성되고 상면에 원주방향을 따라 제1홈과 상기 제1홈에서 반경방향으로 바깥으로 일정간격 이격되어 원주방향을 따라 제2홈이 형성된다. 상기 스테이터는 상기 제1수용부에 장착된다. 상기 로터는 상기 스테이터의 내부에 장착된다. 상기 캔케이스는 상기 스테이터를 밀폐시킬 수 있도록 상기 하우징의 상면과 접촉하는 일단면에 상기 제1홈에 삽입되어 초음파로 융착 결합될 수 있는 제1돌기가 형성되고 상기 로터를 수용하도록 상부가 개방된 제2수용부가 형성되어 상기 스테이터에 삽입된다. 상기 임펠러는 상기 로터에 의해 회전할 수 있게 장착된다. 상기 커버는 상기 하우징의 상면과 접촉하는 하부면에 상기 제2홈에 삽입되어 초음파로 융착 결합될 수 있는 제2돌기가 형성되고 상기 임펠러와 상기 캔케이스를 감싸도록 상기 하우징의 상부에 결합된다.
본 발명에 의하면, 초음파를 통하여 캔케이스의 돌기가 하우징의 홈에 서로 맞물려 융착결합되고, 커버의 돌기가 하우징의 홈에 서로 맞물려 융착결합된다. 이 경우, 볼트를 이용하지 않고도 조립이 가능하여 부품수를 줄일 수 있다. 그래서 원가를 절감할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 캔케이스의 돌기와, 상기 돌기와 반경방향으로 일정간격 이격하여 돌기된 커버의 돌기가 융착하여 하우징과 결합되므로 수밀성을 높일 수 있어서 오링을 없앨 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 하우징은 홈의 내부가 단이지게 형성되므로 캔케이스 및 커버의 돌기와의 융착면을 증가시킬 수 있다. 그래서 하우징과 캔케이스 및 커버와의 결합력을 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 스테이터와 하우징 및 캔케이스 사이에 끼워지는 댐핑부재를 구비함으로써, 워터펌프의 구동시 발생하는 스테이터의 진동을 감소시킬 수 있다.

Description

전동식 워터펌프{Water pump}

본 발명은 전동식 워터펌프에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 전동식 워터펌프의 하우징과 캔케이스와 커버를 초음파 융착하여 볼트를 이용하지 않고 조립이 가능하고 수밀성을 높일 수 있는 전동식 워터펌프에 대한 것이다.

일반적으로, 워터펌프는 엔진의 냉각 및 실내 난방을 위하여 엔진 및 히터에 냉각수를 순환시키기 위한 장치이다. 워터펌프에서 토출된 냉각수는 엔진, 히터, 또는 라디에이터와 열교환을 하며 순환한 후 워터펌프로 다시 유입된다. 이러한 워터펌프는 크게 기계식 워터펌프와 전동식 워터펌프로 나누어 지는데, 엔진 냉각을 최적인 상태에서 컨트롤 하는 것이 가능하고, 엔진 주위의 구조를 간소화하여 차량 연비를 향상시키는 전동식 워터펌프가 널리 사용되고 있다.

도 6에 도시된 종래의 워터펌프의 경우, 커버(3)가 하우징(1)의 상부에 볼트결합된다. 여기서 하우징(1)은 스틸재질로 형성되고, 커버(3)는 플라스틱재질로 형성된다. 이 경우, 종래의 워터펌프는 커버(3)가 하우징(1)과 결합하기 위하여 오링(7)과 볼트(5)가 사용되므로 부품수의 증대 및 수밀성이 낮다는 문제점이 있었다.

등록특허 제10-1296393호 (등록일 2011.05.25)

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것이다. 본 발명은 전동식 워터펌프의 하우징과 캔케이스와 커버를 초음파 융착하여 볼트를 이용하지 않고 조립이 가능한 전동식 워터펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 오링이 없더라도 강한 수밀성을 확보할 수 있게 하우징과 캔케이스와 커버를 결합할 수 있는 전동식 워터펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 전동식 워터펌프는 하우징과, 스테이터와, 로터와, 캔케이스와, 임펠러와, 커버를 포함한다. 상기 하우징은 상부가 개방된 제1수용부가 형성되고 상면에 원주방향을 따라 제1홈과 상기 제1홈에서 반경방향으로 바깥으로 일정간격 이격되어 원주방향을 따라 제2홈이 형성된다. 상기 스테이터는 상기 제1수용부에 장착된다. 상기 로터는 상기 스테이터의 내부에 장착된다. 상기 캔케이스는 상기 스테이터를 밀폐시킬 수 있도록 상기 하우징의 상면과 접촉하는 일단면에 상기 제1홈에 삽입되어 초음파로 융착 결합될 수 있는 제1돌기가 형성되고 상기 로터를 수용하도록 상부가 개방된 제2수용부가 형성되어 상기 스테이터에 삽입된다. 상기 임펠러는 상기 로터에 의해 회전할 수 있게 장착된다. 상기 커버는 상기 하우징의 상면과 접촉하는 하부면에 상기 제2홈에 삽입되어 초음파로 융착 결합될 수 있는 제2돌기가 형성되고 상기 임펠러와 상기 캔케이스를 감싸도록 상기 하우징의 상부에 결합된다.

또한, 상기의 전동식 워터펌프에 있어서, 워터펌프의 구동시 발생하는 상기 스테이터의 진동을 감소시키기 위하여 상기 스테이트와 상기 하우징 및 상기 캔케이스 사이에 끼워지는 댐핑부재를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또는, 상기의 전동식 워터펌프에 있어어, 상기 제1홈부 및 상기 제2홈부는 내부에 단이지도록 큰홈과, 상기 큰홈의 내부에 작은홈이 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 초음파를 통하여 캔케이스의 돌기가 하우징의 홈에 서로 맞물려 융착결합되고, 커버의 돌기가 하우징의 홈에 서로 맞물려 융착결합된다. 이 경우, 볼트를 이용하지 않고도 조립이 가능하여 부품수를 줄일 수 있다. 그래서 원가를 절감할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 캔케이스의 돌기와, 상기 돌기와 반경방향으로 일정간격 이격하여 돌기된 커버의 돌기가 융착하여 하우징과 결합되므로 수밀성을 높일 수 있어서 오링을 없앨 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 하우징은 홈의 내부가 단이지게 형성되므로 캔케이스 및 커버의 돌기와의 융착면을 증가시킬 수 있다. 그래서 하우징과 캔케이스 및 커버와의 결합력을 높일 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 스테이터와 하우징 및 캔케이스 사이에 끼워지는 댐핑부재를 구비함으로써, 워터펌프의 구동시 발생하는 스테이터의 진동을 감소시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전동식 워터펌프의 일 실시예의 단면도이고,
도 2는 도 1에 도시된 실시예의 A부분의 확대도이고,
도 3은 도 1에 도시된 실시예의 하우징의 단면도이고,
도 4는 도 1에 도시된 실시예의 캔케이스의 단면도이고,
도 5는 도 1에 도시된 실시예의 커버의 단면도이고,
도 6은 종래의 전동식 워터펌프의 단면도이다.

도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 전동식 워터펌프의 일 실시예를 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 워터펌프(100)는 하우징(10)과, 스테이터(20)와, 로터(30)와, 샤프트(40)와, 캔케이스(50)와, 임펠러(60)와, 커버(70) 및 댐핑부재(80)를 포함한다.

하우징(10)은 내부에 스테이터(20)와 캔케이스(50)를 수용하며, 이를 위하여 상부가 개방된 제1수용부(11)가 형성된다. 여기서 하우징(10)은 커버(70)와 결합되는 상면(10a)에 제1홈부(13) 및 제2홈부(15)가 형성된다. 제1홈부(13)는 상면(10a)의 내측에 원주방향을 따라 형성되고, 제2홈부(15)는 제1홈부(13)에서 반경방향으로 바깥으로 일정간격 이격되어 원주방향을 따라 형성된다. 여기서 제1홈부(13) 및 제2홈부(15)는 큰홈(13a,15a)의 내부에 작은홈(13b,15b)이 형성되어 단이지도록 형성된다. 이때, 하우징(10)은 플라스틱재질로 형성된다.

스테이터(20)는 하우징(10)의 제1수용부(11)에 수용되어 하우징(10)에 고정되고, 전기전 신호에 따라 로터(30)를 회전시킨다.

로터(30)는 스테이터(20)의 내경에 위치한다.

샤프트(40)는 로터(30)의 중심에 고정결합되어 로터(30)와 함께 화전한다.

캔케이스(50)는 로터(30)와 스테이터(20)를 분리하여 스테이터(20)를 밀폐시키는 역할을 한다. 이를 위하여 캔케이스(50)는 내부에 로터(30)와 샤프트(40)를 수용할 수 있게 상부가 개방된 제2수용부(51)가 형성되고, 스테이터(20)를 밀폐시킬 수 있게 스테이터(20)에 삽입되어 하우징(10)에 결합된다. 여기서, 캔케이스(50)는 하우징(10)의 상면(10a)과 접촉하는 일단면(50a)에 하우징(10)의 제1홈부(13)에 삽입되는 제1돌기(53)가 형성된다. 이때, 제1돌기(53)는 제1홈부(13)와 마찰에 의하여 융착하여 제1홈부(13)의 큰홈(13a) 및 작은홈(13b)에 채워져서 결합될 수 있도록 제1홈부(13)의 작은홈(13b)에 삽입되게 돌기되어야 한다. 제1돌기(53)를 제1홈부(13)의 작은홈(13b)에 삽입되도록 캔케이스(50)를 하우징(10)에 위치시킨 후, 초음파로 가진을 하면 제1돌기(53)가 제1홈부(13)의 큰홈(13a) 및 작은홈(13b)의 내부에서 마찰에 의하여 용융되어 하우징(10)과 캔케이스(50)는 융착결합된다. 그래서 하우징(10)의 제1수용부(11)에 수용된 스테이터(20)를 밀폐시킬 수 있다. 여기서, 캔케이스(50)는 플라스틱재질로 형성된다.

임펠러(60)는 워터펌프(100)로 유입되는 유체를 순환시키는 역할을 한다. 이를 위하여 임펠러(60)는 로터(30)에 의해 회전할 수 있도록 캔케이스(50)의 외부로 돌출된 샤프트(40)에 장착된다.

커버(70)는 캔케이스(50)와 임펠러(60)를 감싸도록 하우징(10)의 상부에 결합된다. 여기서 커버(70)는 하부면(70a)에 하우징(10)의 제2홈부(15)에 삽입되는 제2돌기(71)가 형성된다. 이때, 제2돌기(71)는 제2홈부(15)와 마찰에 의하여 융착하여 제2홈부(15)의 큰홈(15a) 및 작은홈(15b)에 채워져서 결합될 수 있도록 제2홈부(15)의 작은홈(15b)에 삽입되게 돌기되어야 한다. 제2돌기(71)를 제2홈부(15)의 작은홈(15b)에 삽입되도록 커버(70)를 하우징(10)에 위치시킨 후, 초음파로 가진을 하면 제2돌기(71)가 제2홈부(15)의 큰홈(15a) 및 작은홈(15b)의 내부에서 마찰에 의하여 용융되어 하우징(10)과 커버(70)는 융착결합된다. 여기서, 커버(70)는 플라스틱재질로 형성된다.

댐핑부재(80)는 워터펌프(100)의 구동시 발생하는 스테이터(20)의 진동을 감소시키는 역할을 하며, 이를 위하여 댐핑부재(80)는 스테이터(20)와 하우징(10) 그리고 스테이터(20)와 캔케이스(50) 사이의 공간에 끼워진다. 여기서, 댐핑부재(80)는 제1지지부(81)와 제2지지부(83)로 형성되며, 제1지지부(81)는 스테이트(20)의 상하진동을 감소시키기 위하여 스테이터(20)와 캔케이스(50) 사이에 끼워지고, 제2지지부(83)는 스테이터(20)의 좌우진동을 감소시키기 위하여 스테이터(20)와 하우징(10) 사이에 끼워진다. 그래서 워터펌프(100)의 구동시 스테이터(20)가 상하 및 좌우로 흔들리지 않도록 스테이터(20)의 상단 및 외주면을 모두 지지하여 진동을 감소시킬 수 있다.

본 실시예의 경우, 하우징(10)과, 캔케이스(50)와 커버(70)는 각각 금형을 이용하여 사출성형으로 제조된 후, 초음파 융착법을 통해 일체로 접합하게 된다. 하우징(10)의 제1홈부(13)에 캔케이스(50)의 제1돌기(53)를 삽입하여 초음파 진동에너지로 하우징(10)과 캔케이스(50)를 접합한다. 초음파 진동에너지가 전달되면 하우징(10) 제1홈부(13)와 캔케이스(50)의 제1돌기(53)에서는 순간적인 마찰열이 발생하고, 제1돌기(53)가 용융되어 융착결합된다. 초음파를 통해 융착결합된 하우징(10)과 캔케이스(50)는 강력한 접합력으로 일체로 조립된다. 하우징(10)과 캔케이스(50)가 결합되면, 하우징(10)의 제2홈부(15)에 커버(70)의 제2돌기(71)를 삽입하여 위와 마찬가지로 초음파 진동에너지로 하우징(10)과 커버(70)를 접합한다. 이 경우, 볼트를 이용하지 않고도 조립이 가능하여 부품수를 줄일 수 있다. 그래서 원가를 절감할 수 있다. 또한, 캔케이스(50)의 제1돌기(53)가 융착하여 하우징(10)과 결합되고, 제1돌기(53)와 반경방향으로 일정간격 이격된 커버(70)의 제2돌기(71)가 융착하여 하우징(10)과 결합되므로 오링을 사용하지 않고도 워터펌프(100)의 수밀성을 높일 수 있다.

반면, 도 6에 도시된 종래의 워터펌프의 경우, 커버(3)가 하우징(1)의 상부에 볼트결합된다. 여기서 하우징(1)은 스틸재질로 형성되고, 커버(3)는 플라스틱재질로 형성된다. 이 경우, 종래의 워터펌프는 커버(3)가 하우징(1)과 결합하기 위하여 오링(7)과 볼트(5)가 사용되므로 부품수의 증대 및 수밀성이 낮다는 문제점이 있었다.

한편, 본 실시예의 경우, 하우징(10)은 홈부(13,15)의 내부가 단이지게 형성되므로 캔케이스(50) 및 커버(70)의 돌기(53,71)와의 융착면을 증가시킬 수 있다. 그래서 하우징(10)과 캔케이스(50) 및 커버(70)와의 결합력을 높일 수 있다. 또한, 댐핑부재(80)는 스테이터(20)와 하우징(10) 및 캔케이스(50) 사이에 끼워진다. 이 경우, 댐핑부재(80)가 스테이터(20)의 상단 및 외주면을 모두 지지하므로 워터펌프(100)의 구동시 스테이터(20)가 상하 및 좌우로 흔들리는 것을 방지하여 진동을 감소시킬 수 있다.

10 : 하우징 10a : 상면
11 : 제1수용부 13 : 제1홈
13a : 큰홈 13b : 작은홈
15 : 제2홈 15a : 큰홈
15b : 작은홈 20 : 스테이터
30 : 로터 40 : 샤프트
50 : 켄케이스 50a : 일단면
51 : 제2수용부 53 : 제1돌기
60 : 임펠러 70 : 커버
70a : 하부면 71 : 제2돌기
80 : 댐핑부재 81 : 제1지지부
83 : 제2지지부

Claims (3)

1. 상부가 개방된 제1수용부가 형성되고, 상면에 원주방향을 따라 홈이 형성된 제1홈부와, 상기 제1홈부에서 반경방향으로 바깥으로 일정간격 이격되어 원주방향을 따라 홈이 형성된 제2홈부가 형성된 하우징과,
   상기 제1수용부에 장착된 스테이터와,
   상기 스테이터의 내부에 장착된 로터와,
   상기 스테이터를 밀폐시킬 수 있도록 상기 하우징의 상면과 접촉하는 일단면에 상기 제1홈부에 삽입되어 초음파로 융착 결합될 수 있는 제1돌기가 형성되고, 상기 로터를 수용하도록 상부가 개방된 제2수용부가 형성되어 상기 스테이터에 삽입되는 캔케이스와,
   상기 로터에 의해 회전할 수 있게 장착된 임펠러와,
   상기 하우징의 상면과 접촉하는 하부면에 상기 제2홈부에 삽입되어 초음파로 융착 결합될 수 있는 제2돌기가 형성되고, 상기 임펠러와 상기 캔케이스를 감싸도록 상기 하우징의 상부에 결합된 커버를 포함하며,
   상기 제1홈부 및 상기 제2홈부는 내부에 단이지도록 큰홈과, 상기 큰홈의 내부에 작은홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 전동식 워터펌프.
2. 제1항에 있어서,
   워터펌프의 구동시 발생하는 상기 스테이터의 진동을 감소시키기 위하여 상기 스테이터와 상기 하우징 및 상기 캔케이스 사이에 끼워지는 댐핑부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 워터펌프.
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