KR20170032659A - 전동 펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내부에 제1 공간을 형성하고, 오목하게 형성되어 외부에 제2 공간을 형성하는 하우징과, 상기 제1 공간에 배치되는 스테이터와, 상기 제2 공간에 배치되는 로터조립체 및 상기 하우징에 결합하여 상기 제2 공간을 덮고, 상기 제2 공간과 연통하는 인렛과 아웃렛을 포함하는 커버를 포함하고, 상기 로터조립체는 상기 하우징에 회전 가능하게 결합하는 이너 기어와, 상기 이너 기어의 외측에 배치되며 마그넷을 포함하는 아우터 기어를 포함하는 전동 펌프를 제공하여, 전동 펌프의 축방향 길이를 크게 줄이는 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, 전동 펌프(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 전동 펌프를 채용하고 있다.

일반적으로, 전동 펌프는 모터 부분과 펌프 부분이 독립적으로 구분되어 있으며, 동일한 샤프트에 모터의 로터 코어와 펌프의 이너 기어가 결합된다. 이렇게 동일 축계를 통해 모터 부분과 펌프 부분이 연결되면 전동 펌프의 전체의 축방향 길이가 길어 지는 문제점이 있다.

또한, 길어진 샤프트를 지지하는 구성과 모터 부분과 펌프 부분의 작동 유체의 누설을 방지하기 위한 부품들이 필요하여 구성이 복잡해 지고, 제조 비용이 증가하는 문제점이 발생한다.

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 회전축의 길이를 축소하여 축방향으로 전체 길이를 축소할 수 있는 전동 펌프를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 축계 지지나 작동 유체의 누설을 방지하는 부품을 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, 내부에 제1 공간을 형성하고, 오목하게 형성되어 외부에 제2 공간을 형성하는 하우징과, 상기 제1 공간에 배치되는 스테이터와, 상기 제2 공간에 배치되는 로터조립체 및 상기 하우징에 결합하여 상기 제2 공간을 덮고, 상기 제2 공간과 연통하는 인렛과 아웃렛을 포함하는 커버를 포함하고, 상기 로터조립체는 상기 하우징에 회전 가능하게 결합하는 이너 기어와, 상기 이너 기어의 외측에 배치되며 마그넷을 포함하는 아우터 기어를 포함하는 전동 펌프를 제공할 수 있다.

바람직하게는, 상기 이너 기어는 회전 중심에서 돌출 형성되는 돌출부를 포함하고, 상기 하우징은 상기 돌출부가 회전 가능하게 삽입되는 포켓부를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 커버는 인렛과 아웃렛이 형성된 보스부와 상기 보스부의 둘레에서 확장 형성되는 플랜지부를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 하우징은 상기 제2 공간을 형성하도록 상기 스테이터와 상기 로터조립체 사이에 배치되는 원통형 내주면을 포함하고, 상기 보스부는 상기 내주면에 끼워질 수 있다.

바람직하게는, 상기 하우징은 상기 내주면의 하단에서 확장 형성되는 하면을 포함하고, 상기 하면은 상기 커버의 상기 플랜지부와 접촉할 수 있다.

바람직하게는, 상기 이너 기어의 폭과 상기 아우터 기어의 폭은 동일하게 형성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 보스부는 외주면에 오목하게 형성되어 실링부재가 삽입되는 실링홈을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 마그넷은 상기 아우터 기어의 외주면에 결합할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 모터 구동과 펌핑 구동을 동시에 수행하는 로터조립체를 구비하여 모터 부분과 펌프 부분을 일체화함으로써, 전동 펌프의 축방향 길이를 크게 줄이는 유리한 효과를 제공한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 모터의 회전력을 펌핑을 위한 구동력으로 전달하는 샤프트와 이를 회전 가능하게 지지하는 부품들을 제거함으로써, 부품을 간소화하고, 제조 비용을 줄이는 유리한 효과를 제공한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 하우징에 이너 기어가 회전 가능하게 결합하는 포켓부를 구비함으로써, 부품을 더욱 간소화하고, 제조 비용을 줄이는 유리한 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전동 펌프를 도시한 도면,
도 2는 도 1에서 도시한 전동 펌프를 도시한 분해 사시도,
도 3은 하우징의 포켓부를 도시한 도면,
도 4는 하우징의 제2 공간에 설치되는 로터조립체를 도시한 도면,
도 5는 로터조립체의 아우터 기어를 도시한 도면,
도 6은 하우징의 제1 공간에 스테이터가 설치되는 상태를 도시한 도면,
도 7은 하우징의 제2 공간에 로터조립체가 설치되는 상태를 도시한 도면,
도 8은 커버가 하우징에 결합하여 제2 공간을 덮는 상태를 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.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전동 펌프를 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에서 도시한 전동 펌프를 도시한 분해 사시도이다. 이러한, 도 1 및 도 2는 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 및 도 2를 병행 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전동 펌프는 하우징(100)과, 스테이터(200)와, 로터조립체(300)와, 커버(400)를 포함할 수 있다. 본 발명의 전동 펌프는 모터 부분과 펌프 부분을 일체화 하기 위하여 로터조립체(300)가 모터의 로터 역할과 펌프의 펌핑 역할을 동시에 하도록 구성되는 기술적 특징이 있다.

먼저, 하우징(100)은 제1 공간(S1)과 제2 공간(S2)을 포함할 수 있다. 제1 공간(S1)은 스테이터(200)가 위치하는 공간이며, 제2 공간(S2)은 로터조립체(300)가 위치하는 공간일 수 있다.

하우징(100)의 내부에는 제1 공간(S1)과 제2 공간(S2)을 구획하는 원통형 내주면(120)이 배치될 수 있다. 내주면(120)의 상부는 상면(110)이 막혀 있으며, 내주면(120)의 하부는 개방된 상태로 형성될 수 있다. 내주면(120)의 하부 둘레를 따라 외측으로 하면(140)이 반경 방향으로 연장 형성된다.

내주면(120)과 외주면(150) 사이에 위치하는 공간은 스테이터(200)가 위치하는 제1 공간(S1)에 해당하며, 내주면(120) 내측 공간은 로터조립체(300)가 위치하는 제2 공간(S2)에 해당한다. 그리고, 하우징(100)의 상부는 제1 공간(S1)이 개방된 형태로 형성되고, 하우징(100)의 하부는 제2 공간(S2)이 개방된 형태로 형성된다.

제1 공간(S1)은 로터조립체(300)의 회전을 유도하기 위해 자력을 공급하는 공간이며, 제2 공간(S2)은 로터조립체(300)에 의해 오일이 펌핑 되는 공간이다. 구조적으로 스테이터(200)와 로터조립체(300) 사이에 하우징(100)의 내주면(120)이 위치하기 때문에 하우징(100)은 알루미늄과 같은 투자성 소재로 이루어질 수 있다.

하우징(100)의 내주면(120)의 두께는 하우징(100)의 강도와 투자성을 고려하여 적절하게 설계될 수 있다.

도 3은 하우징의 포켓부를 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 3을 병행 참조하면, 하우징(100)의 상면(110)의 중심에는 오목하게 포켓부(110)가 마련될 수 있다. 포켓부(110)는 로터조립체(300)의 회전을 가이드 하는 부분이다. 하우징(100)의 일부분을 오목하게 가공하여 포켓부(110)를 형성함으로써, 별도의 추가 부품 없이 로터조립체(300)의 회전을 지지하는 구성을 구현할 수 있다. 이러한 포켓부(110)는 제2 공간(S2)에 형성될 수 있다.

한편, 하우징(100)의 상면(110)에는 오일 유로(130)가 오목하게 형성될 수 있다.

도 4는 하우징의 제2 공간에 설치되는 로터조립체를 도시한 도면이고, 도 5는 로터조립체의 아우터 기어를 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 하우징(100)의 내주면(120)을 따라 로터조립체(300)가 설치될 수 있다.

로터조립체(300)는 이너 기어(310)와 아우터 기어(320)를 포함할 수 있다. 이너 기어(310)와 아우터 기어(320)는 오일을 펌핑시키는 역할을 한다.

이너 기어(310)는 회전중심를 기준하여 반경 방향으로 외향하여 N개의 외측로브가 원주 방향을 따라 형성될 수 있다. 그리고 이너 기어(310)의 회전 중심에는 회전축 방향으로 돌출 형성된 돌출부(311)가 형성될 수 있다. 돌출부(311)는 하우징(100)의 포켓부(110)에 회전 가능하게 삽입되어 이너 기어(310)의 회전축 역할을 할 수 있다. 돌출부(311)는 원통형으로 형성될 수 있으며, 직경은 포켓부(110)의 내경과 공차를 고려하여 적절하게 설계될 수 있다.

이와 같은 구성으로 인하여 모터의 회전력을 전달하여 펌핑을 수행하기 위한 샤프트가 생략되고, 포켓부(110)로 인하여 샤프트를 지지하는 베어링을 생략할 수 있기 때문에 전동 펌프에 필요한 부품을 간소화할 수 있다.

아우터 기어(320)는 이너 기어(310)의 외측에 배치된다. 그리고, 아우터 기어(320)는 반경 방향으로 내향하여 N+1개의 내측로브가 형성될 수 있다. 이때, 이너 기어(310)의 외측로브가 아우터 기어(320)의 내측로브에 걸리도록 형성될 수 있다. 아우터 기어(320)가 회전함에 따라 이너 기어(310)는 (N+1)/N의 회전비로 회전하게 된다.

도 1을 참조하면, 도 1의 W와 같이, 아우터 기어(320)와 이너 기어(310)의 폭(W)은 동일하게 형성될 수 있다.

이너 기어(310)가 회전할 때 일정한 편심 구조를 갖게 되는데, 이러한 편심에 의해 이너 기어(310)와 아우터 기어(320) 사이에 오일을 운반할 수 있는 공간이 발생하게 된다. 즉, 이너 기어(310)의 회전 운동시 체적이 증가한 부분은 압력 강하로 주위의 오일를 흡입하고, 체적이 감소한 부분은 압력의 증가로 오일을 토출하게 된다. 이러한 펌프 구조는 공지의 구조가 모두 적용될 수 있는바 더 이상의 자세한 설명은 생략한다.

도 5를 참조하면, 아우터 기어(320)의 외주면에는 마그넷(330)이 결합될 수 있다. 아우터 기어(320)와 마그넷(330)은 사출 성형을 통해 일체로 형성될 수 있다.

스테이터(200)에는 회전 자계를 형성하는 코일이 권선되어 아우터 기어(320)의 외주면에 배치된 마그넷(330)과 전기적 상호 작용을 유발하여 아우터 기어(320)의 회전을 유도할 수 있다. 아우터 기어(320)가 회전하면, 이너 기어(310)가 회전하면서 오일에 대한 펌핑력을 제공하게 된다.

이렇게 아우터 기어(320)의 외주면에 마그넷(330)이 형성됨으로써, 로터조립체(300)는 모터의 구동력을 전달하는 샤프트 역할을 하는 것과 동시에 오일을 펌핑하는 펌핑력을 제공하는 역할을 하게 된다.

커버(400)는 하우징(100)에 결합하여 제2 공간(S2)을 덮는 역할을 한다. 커버(400)는 보스부(410)와 플랜지부(420)를 포함할 수 있다.

보스부(410)는 하우징(100)의 내주면(120)을 따라 제2 공간(S2)으로 삽입되는 부분으로, 인렛(411)과 아웃렛(412)을 포함할 수 있다. 인렛(411)과 아웃렛(412)은 이너 기어(310)와 아우터 기어(320) 사이의 펌핑 공간과 연통되어 오일이 원할 하게 흡입되고 배출될 수 있게 유도하는 역할을 한다.

보스부(410)의 외경은 하우징(100)의 내주면(120)이 이루는 내경에 대응하도록 형성될 수 있다.

그리고 보스부(410)의 외주면에는 실링홈(413)이 원주 방향을 따라 오목하게 형성될 수 있다. 그리고 실링홈(413)에는 실링부재(500)가 설치될 수 있다. 실링부재(500)는 제2 수용공간(S2) 내부의 오일이 하우징(100)의 내주면(120)과 보스부(410) 사이로 누설되는 것을 방지하는 역할을 한다.

플랜지부(420)는 보스부(410)의 둘레에서 확장되어 형성될 수 있다. 이러한 플랜지부(420)는 하우징(100)의 하면(140)에 접촉할 수 있다.

이하, 도 6 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전동 펌프의 조립방법을 설명한다.

도 6은 하우징의 제1 공간에 스테이터가 설치되는 상태를 도시한 도면이고, 도 7은 하우징의 제2 공간에 로터조립체가 설치되는 상태를 도시한 도면이며, 도8은 커버가 하우징에 결합하여 제2 공간을 덮는 상태를 도시한 도면이다.

먼저, 도 6을 참조하면, 스테이터(200)는 하우징(100)의 개방된 상부를 통해 제2 공간(S2)에 장착될 수 있다. 하우징(100)의 내주면(도 1의 120) 스테이터(200)의 내경을 고려하여 설계될 수 있다.

다음으로, 스테이터(200)가 제2 공간(S2)에 장착된 상태에서, 도 7을 참조하면, 로터조립체(310)가 하우징(100)의 개방된 상부를 통해 제2 공간(S2)에 장착될 수 있다.

다음으로, 로터조립체(310)가 설치된 하우징(100)의 제2 공간(S2)이 덮이도록 커버(하우징(100)에 결합할 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.

100: 하우징
110: 상면
111: 포켓부
120: 내주면
130: 오일유로
140: 하면
200: 스테이터
300: 로터조립체
310: 이너 기어
320: 아우터 기어
330: 마그넷
400: 커버
410: 보스부
411: 인렛
412: 아웃렛
413: 실링홈
420: 플랜지부

Claims (8)

1. 내부에 제1 공간을 형성하고, 오목하게 형성되어 외부에 제2 공간을 형성하는 하우징;
   상기 제1 공간에 배치되는 스테이터;
   상기 제2 공간에 배치되는 로터조립체;및
   상기 하우징에 결합하여 상기 제2 공간을 덮고, 상기 제2 공간과 연통하는 인렛과 아웃렛을 포함하는 커버를 포함하고,
   상기 로터조립체는 상기 하우징에 회전 가능하게 결합하는 이너 기어와, 상기 이너 기어의 외측에 배치되며 마그넷을 포함하는 아우터 기어를 포함하는 전동 펌프.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 이너 기어는 회전 중심에서 돌출 형성되는 돌출부를 포함하고,
   상기 하우징은 상기 돌출부가 회전 가능하게 삽입되는 포켓부를 포함하는 전동 펌프.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 커버는 인렛과 아웃렛이 형성된 보스부와 상기 보스부의 둘레에서 확장 형성되는 플랜지부를 포함하는 전동 펌프.
4. 제3 항에 있어서,
   상기 하우징은 상기 제2 공간을 형성하도록 상기 스테이터와 상기 로터조립체 사이에 배치되는 원통형 내주면을 포함하고,
   상기 보스부는 상기 내주면에 끼워지는 전동 펌프.
5. 제4 항에 있어서,
   상기 하우징은 상기 내주면의 하단에서 확장 형성되는 하면을 포함하고, 상기 하면은 상기 커버의 상기 플랜지부와 접촉하는 전동 펌프.
6. 제5 항에 있어서,
   상기 이너 기어의 폭과 상기 아우터 기어의 폭은 동일하게 형성되는 전동 펌프.
7. 제3 항에 있어서,
   상기 보스부는 외주면에 오목하게 형성되어 실링부재가 삽입되는 실링홈을 포함하는 전동 펌프.
8. 제1 항에 있어서,
   상기 마그넷은 상기 아우터 기어의 외주면에 결합하는 전동 펌프.

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