KR20110127309A

KR20110127309A - 완전 방수구조를 갖는 유체 펌프

Info

Publication number: KR20110127309A
Application number: KR1020100046712A
Authority: KR
Inventors: 김병수; 오덕영; 이광호
Original assignee: 주식회사 아모텍
Priority date: 2010-05-19
Filing date: 2010-05-19
Publication date: 2011-11-25
Also published as: KR101237020B1; WO2011145842A2; WO2011145842A3; US8651835B2; US20130058812A1

Abstract

본 발명은 임펠러를 구동하는 전동 모터를 유체 흐름 통로의 외부로 분리하여 배치함에 의해 전동 모터에 대한 완전한 방수를 실현할 수 있는 유체 펌프에 관한 것이다.
본 발명은 유체가 도입되는 유입구와 도입된 유체가 배출되는 배출구를 구비하는 펌프 상부 케이스; 상기 펌프 상부 케이스와 함께 그 내부에 유체 흐름 통로를 형성하며, 상기 유체 흐름 통로의 외부에 제1 내부공간을 갖는 펌프 하부 케이스; 로터 및 스테이터를 구비하고 상기 펌프 하부 케이스의 제1 내부공간에 배치되어 회전 구동력을 제공하는 전동 모터; 상기 전동 모터의 로터와 일체로 형성되어 회전되고 상기 유체 흐름 통로와 대향한 펌프 하부 케이스의 제1 내부공간에 배치되며 다수의 제1 자석이 배치되는 능동구동부; 상기 유체 흐름 통로 내부에 배치되며 능동구동부에 자기적으로 결합되어 상기 능동구동부의 회전에 따라 회전이 이루어지는 피동구동부; 및 상기 피동구동부와 일체로 형성되며 상기 유입구와 배출구 사이의 절곡부에 위치한 유체 흐름 통로에 회전 가능하게 지지되는 임펠러를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

완전 방수구조를 갖는 유체 펌프{Perfect Waterproof Fluid Pump}

본 발명은 완전 방수구조를 갖는 유체 펌프에 관한 것으로, 임펠러를 구동하는 전동 모터를 유체 흐름 통로의 외부로 분리하여 배치함에 의해 전동 모터에 대한 완전한 방수를 실현할 수 있는 유체 펌프에 관한 것이다.

일반적으로 워터펌프 모터는 세탁기의 배수조에 설치된 워터펌프를 구동하거나 엔진의 냉각수 순환공급을 위해 사용하는 워터펌프의 구동원으로 사용되며, 이러한 워터펌프 모터를 장착한 워터 펌프는 내부에 항상 물과 직접 맞닿아 있는 환경에서 작동한다.

따라서, 워터펌프 내부의 물이 외부로 배수될 때 또는 냉각수 누수로 인한 베어링 고장, 벨트 수명단축 등을 막기 위하여 물로부터 모터를 보호하기 위한 목적으로 메카니컬 실(mechanical seal) 구조를 갖는 모터 펌프 또는 스테이터를 실링시키는 캔드 커버 구조를 갖는 캔드 모터 펌프(canned motor pump)가 사용되고 있다.

상기 캔드 모터 펌프를 제안한 미국 특허 제4,277,115호 등에서는 캔드 커버가 스테이터만을 실링하는 구조이므로 물이 로터에 잠기기 때문에 회전축을 지지하는 베어링의 내구성에 악영향을 미치며, 또한 로터와 스테이터 사이에 배치된 캔드 커버로 인하여 자기갭을 최적으로 유지할 수 없어 효율이 떨어지는 문제를 갖게 된다.

또한, 상기 캔드 모터 펌프는 물이 로터에 잠기기 때문에 로터의 회전에 영향을 미치어 모터 효율이 저하되는 문제가 있다.

더욱이, 종래의 캔드 모터 펌프 구조는 임펠러의 회전축이 모터의 회전축과 일체로 구성되어 있어 모터부와 펌프부를 각각 조립하여 시험할 수 없었기 때문에 조립생산성이 낮은 문제가 있다.

또한, 상기 캔드 모터 펌프의 캔드 커버는 PPS 재질로 성형하여 스테이터와 조립할 때 스테이터 코어와의 결합이 용이하지 못한 문제가 있다.

더욱이, 종래에는 스테이터의 외부를 BMC(Bulk Mould Compound)를 사용하여 인서트 몰딩함과 동시에 PPS 재질의 실링용 캔드 커버에 의해 2중 실링 구조를 채용함에 따라 조제비용이 증가하는 문제가 있다.

(특허자료1) US 4,277,115 B

따라서, 본 발명의 목적은 유체 흐름 통로의 외부에 배치된 전동 모터와 능동구동부에 의해 유체 흐름 통로의 내부에 배치된 임펠러의 피동구동부를 자기결합방식으로 구동함에 의해 전동 모터에 대한 완전한 방수를 실현할 수 있는 유체 펌프를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 피동구동부를 유체 흐름 통로 내측에 배치하고 유체 흐름 통로 외측에 능동구동부를 배치하여 상호 완전히 격리시킴에 따라 별도의 방수처리를 생략할 수 있고 이로 인해 전동 모터의 로터와 스테이터 사이의 자기갭을 최적 상태로 설정하여 모터의 효율화를 도모할 수 있는 유체 펌프를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 별도의 추가장치 없이 구동 모터에 대한 실링이 가능하여 제조비용을 절감할 수 있는 유체 펌프를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 임펠러의 회전축이 모터의 회전축을 분리하여 각각 독립된 내부공간에 지지됨에 따라 모터부와 펌프부를 각각 조립하여 시험이 가능하여 조립생산성이 높은 유체 펌프를 제공하는 데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양태에 따르면, 일측단 중앙에 유체가 도입되는 유입구가 배치되고 타측단 일측에 도입된 유체가 배출되는 배출구가 연장 형성되어 있고, 타측단 중앙부는 개방되어 있는 펌프 상부 케이스; 상기 펌프 상부 케이스와 함께 그 내부에 유체 흐름 통로를 형성하며, 상기 유체 흐름 통로의 외부에 제1 내부공간을 갖는 펌프 하부 케이스; 로터 및 스테이터를 구비하고 상기 펌프 하부 케이스의 제1 내부공간에 배치되어 회전 구동력을 제공하는 전동 모터; 상기 전동 모터의 로터와 일체로 형성되어 회전되고 상기 유체 흐름 통로와 대향한 펌프 하부 케이스의 제1 내부공간에 배치되며 다수의 제1 자석이 배치되는 능동구동부; 상기 유체 흐름 통로 내부에 배치되며 능동구동부에 자기적으로 결합되어 상기 능동구동부의 회전에 따라 회전이 이루어지는 피동구동부; 및 상기 피동구동부와 일체로 형성되며 상기 유입구와 배출구 사이의 절곡부에 위치한 유체 흐름 통로에 회전 가능하게 지지되어 상기 피동구동부가 회전될 때 유입구를 통하여 도입되는 유체를 배출하기 위한 임펠러를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 펌프를 제공한다.

상기 전동 모터는 인너 로터 구조로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 로터는 자기회로를 형성하며 중앙부에 회전축이 결합되는 백 요크; 상기 백 요크의 외주에 결합되며 다수의 자석을 구비하는 주자석; 및 상기 백 요크 및 주자석의 일측면으로부터 연장 형성되어 상기 능동구동부의 다수의 자석을 지지하는 로터지지체를 포함하는 것이 바람직하다.

더욱이, 상기 피동구동부는 능동구동부의 다수의 제1 자석과 대응하는 부분에 다수의 제1 자석과 서로 반대의 극성을 갖는 다수의 제2 자석을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 능동구동부 및 피동구동부는 각각 다수의 제1 자석 및 다수의 제2 자석을 상호 연결하여 자기회로를 형성하기 위한 제1 및 제2 백 요크를 더 포함할 수 있다.

상기 전동 모터는 볼 베어링 또는 오일레스 베어링에 의해 로터의 제1 회전축이 지지되고, 상기 임펠러는 오일레스 베어링에 의해 제2 회전축이 지지되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제2 펌프 케이스의 하부에 결합되어 제2 펌프 케이스의 내부에 전동 모터가 수용되는 제1 내부공간을 형성하며, 제1 내부공간과 인접하여 전동 모터를 구동하는 드라이버를 수용하는 제2 내부공간을 형성하는 드라이버 케이스를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 발명은 회전 구동력을 발생하도록 로터와 스테이터를 구비하는 전동 모터와; 상기 전동 모터의 로터와 일체로 형성되어 회전되며 다수의 자석이 배치되는 능동구동부; 내부에 형성된 내부공간에 상기 전동모터와 능동구동부를 수용하는 제1 케이스; 일측단 중앙에 유체가 도입되는 유입구가 배치되고 타측단 일측에 도입된 유체가 배출되는 배출구가 형성되어 있으며, 개방된 타측단 중앙부가 상기 제1 케이스에 의해 커버링되며 상기 제1 케이스와 함께 그 내부에 유체 흐름 통로를 형성하는 제2 케이스; 상기 유체 흐름 통로 내부에 배치되며 능동구동부에 자기적으로 결합되어 상기 능동구동부의 회전에 따라 회전이 이루어지는 피동구동부; 및 상기 피동구동부와 일체로 형성되며 상기 피동구동부가 회전될 때 유입구를 통하여 도입되는 유체를 배출하기 위한 임펠러를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 펌프를 제공한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 본 발명은 내부에 실링상태의 내부공간이 구비된 제1 케이스; 상기 제1 케이스의 내부공간에 배치되는 인너 로터 방식의 전동 모터; 상기 전동 모터의 로터와 일체로 형성되어 회전되며 다수의 제1 자석을 구비하는 능동구동부; 상기 제1 케이스와 함께 그 내부에 유입구와 배출구 사이에 유체 흐름 통로를 형성하는 제2 케이스; 상기 유체 흐름 통로 내부에 배치되며 다수의 제2 자석을 구비하고 능동구동부에 자기적으로 결합되어 상기 능동구동부의 회전에 따라 회전이 이루어지는 피동구동부; 및 상기 피동구동부와 일체로 형성되어 상기 피동구동부가 회전될 때 유입구를 통하여 도입되는 유체를 배출구로 배출하기 위한 임펠러를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 펌프를 제공한다.

상기 임펠러는 상기 유입구와 배출구 사이의 절곡부에 위치한 유체 흐름 통로에 회전축의 양단부가 회전 가능하게 지지되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 전동 모터는 볼 베어링 또는 오일레스 베어링에 의해 로터의 제1 회전축이 지지되고, 상기 임펠러는 오일레스 베어링에 의해 제2 회전축이 지지되는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같이, 본 발명에서는 유체 흐름 통로의 외부에 배치된 전동 모터와 능동구동부에 의해 유체 흐름 통로의 내부에 배치된 임펠러의 피동구동부를 자기결합방식으로 구동함에 의해 전동 모터에 대한 완전한 방수를 실현할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 임펠러에 일체로 형성된 피동구동부를 유체 흐름 통로 내측에 배치하고 유체 흐름 통로 외측에 능동구동부를 배치하여 상호 완전히 격리시킴에 따라 별도의 방수처리를 생략할 수 있고 이로 인해 전동 모터의 로터와 스테이터 사이의 자기갭을 최적 상태로 설정하여 모터의 효율화를 도모할 수 있다.

더욱이, 본 발명에서는 전동 모터와 일체로 형성된 능동구동부가 유체 흐름 통로로부터 완전히 격리되어 있어 방수구조를 채용하지 않은 오일형 볼 베어링으로 전동 모터의 회전축을 지지하는 것이 가능하여 원가절감과 함께 내구성 향상을 도모할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유체 펌프의 축방향 단면도,
도 2는 도 1의 유체 펌프에 채용 가능한 전동 모터의 일예를 예시한 개략 단면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유체 펌프의 축방향 단면도이고, 도 2는 도 1의 유체 펌프에 채용 가능한 전동 모터의 일예를 예시한 개략 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유체 펌프는 상부로 원통형의 돌출부(11a)를 갖는 하부 케이스(11)의 상부에는 그 내부에 전동 모터(20)를 구동하기 위한 드라이버(36)가 내장된 반전된 컵형상의 드라이버 케이스(12)와, 상기 전동 모터(20)와 전동 모터(20)와 일체로 형성된 능동구동부(30)가 내장된 반전된 컵형상의 펌프 하부 케이스(또는, 제1 케이스)(14)가 차례로 결합된다.

상기 펌프 하부 케이스(14)의 상측에는 펌프 하부 케이스(14)와 함께 그 내부에 유체 흐름 통로(P)를 형성하는 펌프 상부 케이스(또는, 제2 케이스)(15)가 결합되며, 펌프 상부 케이스(15)의 내부에는 능동구동부(30)에 자기적으로 결합되어 회전이 이루어지며, 임펠러(43)와 일체로 형성된 피동구동부(40)가 내장되어 있다.

상기 하부 케이스(11), 드라이버 케이스(12) 및 펌프 하부 케이스(14)는 바람직하게는 원통형상으로 이루어져 있고, 상호 고정 결합구조를 가지고 있다.

상기 하부 케이스(11)와 드라이버 케이스(12) 사이에는 적어도 3개의 고정용 연장부(11b,12b)가 돌출되어 결합구멍에 고정나사 또는 고정볼트의 체결이 이루어지고, 드라이버 케이스(12)와 펌프 하부 케이스(14) 사이에도 적어도 3개의 고정용 연장부(12c,14b)가 돌출되어 결합구멍에 고정나사 또는 고정볼트의 체결이 이루어진다. 또한, 상기 하부 케이스(11)와 드라이버 케이스(12) 사이에는 상기 하부 케이스(11)의 상부로 원통형의 돌출부(11a)가 돌출되며, 드라이버 케이스(12)와 대향하는 외주면에는 실링용 O-링(35a)이 삽입되어 있다.

상기 드라이버 케이스(12)와 펌프 하부 케이스(14) 사이에 형성된 내부공간에는 외측에 스테이터(26)가 배치되고, 자기갭을 통하여 중앙부에 로터(25)가 배치된 인너 로터 방식의 전동 모터(20)가 내장되어 있고, 전동 모터(20)의 로터(25)의 상측에는 능동구동부(30)가 일체로 형성되어 있다.

또한, 로터(25)는 그의 중앙부에 회전축(27)이 결합되어 있으며, 회전축(27)의 양단부는 각각 드라이버 케이스(12)와 펌프 하부 케이스(14)의 중앙부에 형성된 베어링 지지부(12a,14a)에 내장된 하부 및 상부 베어링(33a,33b)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 이 경우, 상기 하부 및 상부 베어링(33a,33b)은 상기 드라이버 케이스(12)와 펌프 하부 케이스(14) 사이의 실링된 내부공간에 배치되는 것이므로 방수구조를 채용하지 않은 오일형 볼베어링을 사용하는 것이 가능하며, 따라서, 오일레스 베어링과 비교하여 내구성도 높게 된다. 또한, 상기 하부 및 상부 베어링(33a,33b)은 오일레스 베어링을 사용하는 것도 물론 가능하다.

상기 전동 모터(20)는 도 2에 도시된 바와 같이, 중앙부에 백 요크(21)가 배치되고 외주면에 주자석(22a)이 배치된 로터(25)와, 다수의 자성 강판을 적층하여 형성되는 실린더 형상의 몸체(23b) 내주에 다수의 티스(23a)를 구비하는 일체형 스테이터 코어(23)에 보빈이 결합된 후 코일(24)이 권선된 스테이터(26)로 구성될 수 있다.

또한, 스테이터(26)는 스테이터 코어(23)의 외부에 형성된 보빈에 코일(23)이 권선된 후, 실링성능을 보강하기 위하여 외주부가 BMC를 사용한 인서트몰딩에 의해 환원 형상으로 이루어질 수 있다.

더욱이, 상기 스테이터(26)는 일체형 스테이터 코어(23) 이외에 다수의 분할 코어에 코일이 권선된 후 스테이터 지지체에 의해 일체화된 구조를 채용하는 것도 가능하다.

또한, 상기 로터(25)는 적층된 자성 강판으로 이루어지며 중앙에 회전축(27)이 결합되는 관통구멍이 형성되어 있는 백 요크(즉, 로터 코어)(21)를 구비하고 있으며, 백 요크(21)의 외주면에는 링형상의 등방성 주자석(22a)이 결합되어 있다. 상기 링 형상의 등방성 주자석(22a)은 N극 자석 및 S극 자석이 교대로 형성되도록 분할 착자 처리된 것을 사용한다.

상기 로터(25)는 백 요크(21)와 등방성 주자석(22a)의 상하부면과 외주면에는 인서트 몰딩방식으로 수지를 사용하여 로터 지지체(22d)를 일체로 형성하는 것이 실링 측면에서 바람직하다.

이러한 로터 지지체(26a)는 모터를 워터 펌프와 같이 습기가 많은 환경에서 사용할 때 내부에 위치한 자석을 실링시키는 데 유효하다.

또한, 상기 로터(25)는 도 2와 같이 백 요크(21)의 외주면에는 미리 설정된 각도마다 다수의 요홈이 형성되어 세그먼트 형상의 다수의 매입형 이방성 보조자석(22b)이 삽입되는 것도 가능하다.

이 경우, 상기 매입형 이방성 보조자석(22b)은 강자석, 예를 들어, SmCo₅계, Sm₂Co₁₇계, Nd₂Fe₁₄B계, Sm₂Fe₁₇N₃계의 희토류 합금으로 이루어진 경자성 재료를 사용하며, 특히, 에너지적(BHmax)이 큰 Nd계 합금은 예를 들어, Nd-Fe-B(이방성 자석)가 바람직하다.

더욱이, 상기 백 요크(21)의 외주에는 예를 들어, 저가로 구입이 가능한 페라이트(Ferrite)계 재료로 제작되며 링 형상으로 이루어진 등방성 주자석(22a)이 결합되어 있다.

상기 매입형 이방성 보조자석(22b)은 로터(25)의 반경방향으로 착자되어 양극을 형성함으로써 이방성 보조자석(22b)에 의한 자속과 스테이터(26)의 코일(24)에 흐르는 전류에 의하여 형성되는 회전 자장 사이의 상호 작용에 의해 회전 토크를 발생시키게 된다.

한편, 매입형 이방성 보조자석(22b)의 원주방향 내측을 따라 원형으로 배치되며 두개의 이방성 보조자석(22b) 사이마다 이방성 보조자석(22b)의 길이에 대응하는 길이로 일정 간격을 두고 다수의 누설방지구멍, 즉 스페이서(28)가 형성되어 있으며, 상기 스페이서(28)는 자기저항을 크게 하여 자속 누설을 방지한다. 그 결과, 매입형 이방성 보조자석(22b)은 각각 측면(즉, 원주)방향으로 N극에서 S극으로 자기회로가 형성된다.

그 결과 상기한 구조를 갖는 본 발명의 로터(25)는 예를 들어, 8개의 매입형 이방성 보조자석(22b)과 8극으로 착자된 링 형상의 등방성 주자석(22a)은 상호 조합되어 전체적으로 8극의 자극을 갖는 하이브리드(hybrid) 방식의 자석 구조를 갖게 되며, 이방성 배향된 매입형 이방성 보조자석(22b)으로 인하여 하이브리드 자석 전체적으로는 이방성 보조 자석과 동등 이상의 자력을 유지할 수 있게 된다.

상기 스테이터(26)는 드라이버 케이스(12)에 내장된 드라이버(36)로부터 스테이터(26) 코일(24)에 대한 구동신호를 인가 받는다.

한편, 상기 전동 모터(20)의 로터(25)의 상측에 일체로 형성된 능동구동부(30)는 수지를 사용하여 형성되는 로터 지지체(22d)가 요홈을 형성하도록 상부로 연장된 후, 직각으로 절곡되어 환형상의 플랜지(30a)를 형성하도록 연장되어, 그 상부면에 다수의 N극 및 S극의 분할 자석편으로 이루어지거나 또는 링형상의 자석에 N극 및 S극이 분할 착자된 자석(32)이 배치되고, 그의 내측에 자기회로를 형성하는 백 요크(31)가 배치되어 있다.

또한, 상기 펌프 하부 케이스(14)와 함께 그 내부에 유체 흐름 통로(P)를 형성하는 펌프 상부 케이스(15)는 상측 중앙에 유체가 도입되는 원통형 유입구(15a)가 배치되고 하단 일측에 도입된 유체가 배출되는 원통형 배출구(15b)가 연장 형성되어 있고, 하단 중앙부는 개방되어 있다.

펌프 상부 케이스(15)의 유입구(15a)와 배출구(15b) 사이의 절곡 부분의 유체 흐름 통로(P)에는 피동구동부(40)가 능동구동부(30)에 대향하여 임펠러(43)의 하측에 일체로 형성되어 있다.

또한, 유체 흐름 통로(P)에 임펠러(43)가 배치될 수 있도록 펌프 상부 케이스(15)의 개방된 하단은 유입구(15a) 보다 더 넓은 공간을 확보하도록 확장되어 있고, 펌프 상부 케이스(15)의 개방된 하단과 대응하는 펌프 하부 케이스(14)의 상부에는 요홈 구조가 형성되어 있다.

상기 임펠러(43)는 유입구(15a)로부터 유입되는 물과 같은 유체를 측면에 배치된 배출구(15b)를 통하여 배출하도록 원판 형태의 몸체의 상부에 다수의 날개가 방사상으로 형성되어 있으며, 피동구동부(40)는 원판 몸체의 하부면에 상기 능동구동부(30)와 동일하게 자기회로를 형성하는 백 요크(41)가 배치되어 있고 그 하측에 다수의 N극 및 S극의 분할 자석편으로 이루어지거나 또는 링형상의 자석에 N극 및 S극이 분할 착자된 자석(42)이 배치되어 있다.

상기 능동구동부(30)와 피동구동부(40) 사이에 배치되는 펌프 하부 케이스(14)의 상부면은 상호 자기적 결합에 의해 일체로 회전이 이루어질 수 있도록 다른 부분에 비하여 박판으로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 능동구동부(30)와 피동구동부(40)는 능동구동부(30)의 회전에 따라 피동구동부(40)도 함께 회전이 이루어질 수 있도록 서로 대향하는 부분에 서로 반대의 자극을 갖도록 분할 자석편 또는 분할 착자된 자석(32,42)이 배치된다.

상기 펌프 상부 케이스(15)의 유입구(15a) 측에는 다수의 관통구멍이 관통 형성된 지지판(15c)이 형성되어 있으며, 그의 하측에는 상부 베어링(34b)을 수용하는 베어링 지지부(15e)가 돌출되어 상기 임펠러(43)의 회전축(37)의 상단을 회전 가능하게 지지하고 있고, 펌프 하부 케이스(14)의 상측 중앙부에 형성된 베어링 지지부(14d)에는 회전축(37)의 하단이 하부 베어링(34a)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 이 경우, 상기 하부 및 상부 베어링(34a,34b)은 유체와 접촉이 이루어지는 것을 고려하여 카본 베어링 또는 플라스틱 베어링과 같은 오일레스 베어링을 사용하는 것이 바람직하다.

펌프 하부 케이스(14)와 펌프 상부 케이스(15) 사이에는 상호 고정 결합을 위해 적어도 3개의 고정용 연장부(14c,15d)가 돌출되어 결합구멍에 고정나사 또는 고정볼트의 체결이 이루어진다. 또한, 펌프 상부 케이스(15)의 하단부 내주면과 대향하는 펌프 하부 케이스(14)의 외주면에는 요홈에 실링용 O-링(35b)이 삽입되어 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 유체 펌프는 펌프 하부 케이스(14)에 내장된 전동 모터(20)의 작동에 의해 로터(25)와 일체로 형성된 능동구동부(30)가 회전하면, 능동구동부(30)에 자기적으로 결합되어 있는 피동구동부(40)도 동시에 회전이 이루어지게 된다.

즉, 능동구동부(30)와 피동구동부(40)는 대향하는 부분에 서로 반대의 자극을 갖도록 분할 자석편 또는 분할 착자된 자석(32,42)이 배치되어 있기 때문에 능동구동부(30)의 회전에 따라 피동구동부(40)도 회전이 이루어진다.

이에 따라 피동구동부(40)와 일체로 형성된 임펠러(43)도 회전축(37)을 중심으로 회전이 이루어지면서 펌프 상부 케이스(15)의 유입구(15a)로부터 도입되는 유체를 배출구(15b)로 배출하게 된다.

또한, 본 발명에서는 유체 흐름 통로(P)의 외부에 배치된 전동 모터(20)와 능동구동부(30)에 의해 유체 흐름 통로(P)의 내부에 배치된 임펠러(43)의 피동구동부(40)를 자기결합방식으로 구동함에 의해 전동 모터(20)와 능동구동부(30)에 대한 완전한 방수를 실현할 수 있다.

더욱이, 본 발명에서는 전동 모터(20)와 능동구동부(30)를 유체 흐름 통로(P)와 완전히 격리시킴에 따라 별도의 방수처리를 생략할 수 있고 이로 인해 전동 모터(20)의 로터(25)와 스테이터(26) 사이의 자기갭을 최적 상태로 설정하여 모터(20)의 효율화를 도모할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 전동 모터(20)와 능동구동부(30)를 유체 흐름 통로(P)와 완전히 격리시킴에 따라 방수구조를 채용하지 않은 일반 베어링으로 전동 모터(20)의 회전축(27)을 지지하는 것이 가능하여 원가절감과 함께 내구성 향상을 도모할 수 있다.

상기 실시예에서는 드라이버가 드라이버 케이스 내부에 수용되는 것을 예시하였으나, 드라이버는 펌프 하부 케이스 내부에 배치되는 것도 가능하다.

또한, 상기 실시예에서는 능동구동부(20)를 회전 구동시키기 위하여 외측에 스테이터(26)가 배치되고, 자기갭을 통하여 중앙부에 로터(25)가 배치된 인너 로터 방식의 전동 모터(20)를 사용한 것을 예시하고 있으나, 능동구동부(20)를 회전 구동시킬 수 있는 회전력을 제공하는 것이라면 어떤 구조의 모터, 예를 들어, 아웃터 로터 방식 또는 더블 로터 방식 방식의 모터를 사용하는 것도 가능하다.

또한, 상기 실시예에서는 코어 타입의 스테이터를 사용한 것을 예시하였으나, 코어레스 타입의 스테이터를 사용하는 것도 가능하다.

더욱이, 상기 실시예에서는 능동구동부(30) 및 피동구동부(40)에 자석편 또는 분할 착자된 자석(32,42)의 내측면에 자기회로를 형성하는 백 요크(31,41)가 배치되어 있는 것을 예를 들어 설명하였으나, 이를 제거하는 것도 가능하다.

본 발명에서는 유체 흐름 통로의 외부에 배치된 전동 모터와 능동구동부에 의해 유체 흐름 통로의 내부에 배치된 임펠러의 피동구동부를 자기결합방식으로 구동함에 의해 전동 모터와 능동구동부에 대한 완전한 방수를 실현함에 의해 워터 펌프 또는 연료 펌프와 같은 모터의 실링이 요구되는 유체 펌프에 응용 가능하다.

11: 하부 케이스 12: 드라이버 케이스
14 : 펌프 하부 케이스 15 : 펌프 상부 케이스
15a: 유입구 15b: 배출구
15c: 지지판 20: 전동 모터
21,31,41: 백 요크 22a: 등방성 주자석
22b: 이방성 보조자석 23: 스테이터 코어
24: 코일 25: 로터
26: 스테이터 27,37: 회전축
30: 능동구동부 32,42: 자석
33a,33b,34a,34b: 베어링 35a,35b: O-링
36: 드라이버 40: 피동구동부
43: 임펠러 P: 유체 흐름 통로

Claims

일측단 중앙에 유체가 도입되는 유입구가 배치되고 타측단 일측에 도입된 유체가 배출되는 배출구가 연장 형성되어 있고, 타측단 중앙부는 개방되어 있는 펌프 상부 케이스;
상기 펌프 상부 케이스와 함께 그 내부에 유체 흐름 통로를 형성하며, 상기 유체 흐름 통로의 외부에 제1 내부공간을 갖는 펌프 하부 케이스;
로터 및 스테이터를 구비하고 상기 펌프 하부 케이스의 제1 내부공간에 배치되어 회전 구동력을 제공하는 전동 모터;
상기 전동 모터의 로터와 일체로 형성되어 회전되고 상기 유체 흐름 통로와 대향한 펌프 하부 케이스의 제1 내부공간에 배치되며 다수의 제1 자석이 배치되는 능동구동부;
상기 유체 흐름 통로 내부에 배치되며 능동구동부에 자기적으로 결합되어 상기 능동구동부의 회전에 따라 회전이 이루어지는 피동구동부; 및
상기 피동구동부와 일체로 형성되며 상기 유입구와 배출구 사이의 절곡부에 위치한 유체 흐름 통로에 회전 가능하게 지지되어 상기 피동구동부가 회전될 때 유입구를 통하여 도입되는 유체를 배출하기 위한 임펠러를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 펌프.
제1항에 있어서, 상기 전동 모터는 인너 로터 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유체 펌프.
제1항에 있어서, 상기 로터는
자기회로를 형성하며 중앙부에 회전축이 결합되는 백 요크;
상기 백 요크의 외주에 결합되며 다수의 자석을 구비하는 주자석; 및
상기 백 요크 및 주자석의 일측면으로부터 연장 형성되어 상기 능동구동부의 다수의 자석을 지지하는 로터지지체를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 펌프.
제1항에 있어서, 상기 피동구동부는 능동구동부의 다수의 제1 자석과 대응하는 부분에 다수의 제1 자석과 서로 반대의 극성을 갖는 다수의 제2 자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 펌프.
제4항에 있어서, 상기 능동구동부 및 피동구동부는 각각 다수의 제1 자석 및 다수의 제2 자석을 상호 연결하여 자기회로를 형성하기 위한 제1 및 제2 백 요크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 펌프.
제1항에 있어서, 상기 전동 모터는 볼 베어링 또는 오일레스 베어링에 의해 로터의 제1 회전축이 지지되고,
상기 임펠러는 오일레스 베어링에 의해 제2 회전축이 지지되는 것을 특징으로 하는 유체 펌프.
제1항에 있어서, 상기 제2 펌프 케이스의 하부에 결합되어 제2 펌프 케이스의 내부에 전동 모터가 수용되는 제1 내부공간을 형성하며, 제1 내부공간과 인접하여 전동 모터를 구동하는 드라이버를 수용하는 제2 내부공간을 형성하는 드라이버 케이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 펌프.
회전 구동력을 발생하도록 로터와 스테이터를 구비하는 전동 모터와;
상기 전동 모터의 로터와 일체로 형성되어 회전되며 다수의 자석이 배치되는 능동구동부;
내부에 형성된 내부공간에 상기 전동모터와 능동구동부를 수용하는 제1 케이스;
일측단 중앙에 유체가 도입되는 유입구가 배치되고 타측단 일측에 도입된 유체가 배출되는 배출구가 형성되어 있으며, 개방된 타측단 중앙부가 상기 제1 케이스에 의해 커버링되며 상기 제1 케이스와 함께 그 내부에 유체 흐름 통로를 형성하는 제2 케이스;
상기 유체 흐름 통로 내부에 배치되며 능동구동부에 자기적으로 결합되어 상기 능동구동부의 회전에 따라 회전이 이루어지는 피동구동부; 및
상기 피동구동부와 일체로 형성되며 상기 피동구동부가 회전될 때 유입구를 통하여 도입되는 유체를 배출하기 위한 임펠러를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 펌프.
제8항에 있어서, 상기 임펠러는
상기 유입구와 배출구 사이의 절곡부에 위치한 유체 흐름 통로에 회전축의 양단부가 회전 가능하게 지지되는 것을 특징으로 하는 유체 펌프.
제8항에 있어서, 상기 전동 모터는 볼 베어링 또는 오일레스 베어링에 의해 로터의 제1 회전축이 지지되고,
상기 임펠러는 오일레스 베어링에 의해 제2 회전축이 지지되는 것을 특징으로 하는 유체 펌프.
내부에 실링상태의 내부공간이 구비된 제1 케이스;
상기 제1 케이스의 내부공간에 배치되는 인너 로터 방식의 전동 모터;
상기 전동 모터의 로터와 일체로 형성되어 회전되며 다수의 제1 자석을 구비하는 능동구동부;
상기 제1 케이스와 함께 그 내부에 유입구와 배출구 사이에 유체 흐름 통로를 형성하는 제2 케이스;
상기 유체 흐름 통로 내부에 배치되며 다수의 제2 자석을 구비하고 능동구동부에 자기적으로 결합되어 상기 능동구동부의 회전에 따라 회전이 이루어지는 피동구동부; 및
상기 피동구동부와 일체로 형성되어 상기 피동구동부가 회전될 때 유입구를 통하여 도입되는 유체를 배출구로 배출하기 위한 임펠러를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 펌프.