KR20180004634A

KR20180004634A - 워터 펌프

Info

Publication number: KR20180004634A
Application number: KR1020160111629A
Authority: KR
Inventors: 이정훈
Original assignee: 주식회사 아모텍
Priority date: 2016-07-04
Filing date: 2016-08-31
Publication date: 2018-01-12
Also published as: KR101926474B1

Abstract

본 발명의 워터 펌프는 하우징과, 상기 하우징의 상부에 밀봉 가능하게 장착되고 물이 유입되는 유입구 및 물이 배출되는 배출구가 형성되는 상부 케이싱과, 상기 하우징의 하부에 밀봉 가능하게 장착되는 하부 케이싱과, 상기 하우징에 고정되는 지지축과, 상기 상부 케이싱 내부에 배치되고 상기 지지축에 회전 가능하게 지지되는 임펠러와, 상기 하우징의 내부에 배치되어 전원이 인가되는 스테이터와, 상기 샤프트에 회전 가능하게 지지되는 로터를 포함하고, 상기 하우징 및 하부 케이싱 중 적어도 하나는 열 전도성을 갖는 금속재질로 형성되어, 워터 펌프 내부에서 발생되는 열을 외부로 방열하도록 한다.

Description

워터 펌프{WATER PUMP}

본 발명은 고용량 워터 펌프에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하우징이 열전도가 우수한 금속재질로 형성되고 냉각핀이 구비되어 워터 펌프에서 발생되는 열을 신속하게 배출할 수 있는 워터 펌프에 관한 것이다.

일반적으로 워터 펌프는 세탁기의 배수조에 설치되거나 자동차 엔진의 냉각수를 순환시키는 데 사용한다.

이러한 워터 펌프는 전원을 인가받아 구동력을 발생하는 구동부와, 구동부와 연결되고 물을 펌핑하는 펌핑부로 구성된다. 워터 펌프는 물을 펌핑하는 기능을 수행하기 때문에 구동부 내부로 물이 유입될 경우 구동부의 고장을 초래하게 되므로 물로부터 구동부를 보호하기 위한 목적으로 메카니컬 실(mechanical seal) 구조를 갖는 펌프 또는 스테이터를 실링시키는 캔드 커버 구조를 갖는 펌프가 사용되고 있다.

기존의 워터 펌프는 등록특허공보 10-1461865(2014. 11. 08)에 개시된 바와 같이, 임펠러와 연결되어 회전하는 구동축과, 상기 구동축에 장착되는 회전자유닛과, 모터 하우징에 고정되고 회전자유닛에 대응하는 고정자유닛과, 구동축의 외주면 일측에 장착되는 반호형의 제1베어링과, 상기 구동축의 외주면 타측에 장착되어 상기 제1베어링에 체결되는 반호형의 제2베어링으로 구성된다.

이러한 워터 펌프는 용량이 작을 경우에는 모터 하우징이 수지재질로 형성되어도 되지만 워터 펌프의 용량이 커질 경우 워터 펌프 내부에서 발생되는 열이 원활하게 방출되지 못하여 모터가 손상되는 문제가 있다.

특허문헌 1: 등록특허공보 10-1461865(2014. 11. 08)

본 발명의 목적은 하우징 및 하부 케이싱 중 적어도 하나를 열전도가 우수한 금속재질로 형성하여 워터 펌프 내부에서 발생되는 열을 원활하게 배출하여 워터 펌프가 열에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있는 워터 펌프를 제공하는 것이다.

임펠러와 로터의 연결구조를 개선하여 부품수를 줄일 수 있고 제조공정을 단순화할 수 있는 워터 펌프를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 전원이 인가되는 스테이터와 로터 사이를 하우징으로 구획하여 스테이터로 물이 유입되는 것을 원천적으로 방지할 수 있는 워터 펌프를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 전원이 인가되는 스테이터와 로터 사이를 하우징으로 구획하여 스테이터로 물이 유입되는 것을 원천적으로 방지할 수 있는 워터 펌프를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 워터 펌프는 하우징과, 상기 하우징의 상부에 밀봉 가능하게 장착되고 물이 유입되는 유입구 및 물이 배출되는 배출구가 형성되는 상부 케이싱과, 상기 하우징의 하부에 밀봉 가능하게 장착되는 하부 케이싱과, 상기 하우징에 고정되는 지지축과, 상기 상부 케이싱 내부에 배치되고 상기 지지축에 회전 가능하게 지지되는 임펠러와, 상기 하우징의 내부에 배치되어 전원이 인가되는 스테이터와, 상기 샤프트에 회전 가능하게 지지되는 로터를 포함하고, 상기 하우징 및 하부 케이싱 중 적어도 하나는 열 전도성을 갖는 금속재질로 형성된다.

상기 하우징 및 하부 케이싱 중 적어도 하나는 알루미늄을 다이캐스팅하여 제조될 수 있다.

상기 하우징 및 하부 케이싱 중 적어도 하나에는 냉각핀이 형성될 수 있다.

상기 상부 케이싱은 수지 재질로 형성될 수 있다.

상기 하우징은 외관을 형성하는 외벽부와, 상기 외벽부의 상단에서 내측으로 연장되는 상판부와, 상기 상판부의 끝부분에서 하측방향으로 연장되는 내벽부와, 상기 내벽부의 하부를 막는 하판부를 포함하고, 상기 외벽부와 내벽부 사이에 스테이터가 배치되고, 상기 내벽부 내부에 로터가 배치될 수 있다.

상기 하우징은 외부에 배치되는 제1하우징과, 상기 제1하우징의 내부에 배치되고 상기 스테이터를 구획하여 스테이터로 물이 유입되는 것을 방지하는 제2하우징을 포함하고, 상기 제1하우징은 열전도성을 갖는 금속재질로 형성되고, 상기 제2하우징은 수지재질로 형성될 수 있다.

상기 로터는 상기 임펠러와 연결되는 로터 지지체와, 상기 로터 지지체에 매립되고 원통 형태로 형성되는 마그넷 및 백요크를 포함할 수 있다.

상기 지지축에는 상기 로터를 상기 지지축에 회전 가능하게 지지함과 아울러 상기 로터와 임펠러 사이를 연결하는 연결부재가 삽입되고, 상기 연결부재는 상기 지지축에 회전 가능하게 삽입되고 로터에 끼움 결합되는 로터 고정부와, 상기 로터 고정부의 상면에서 외측방향으로 연장되어 상기 임펠러의 하면에 형성된 걸림부에 걸림되는 임펠러 고정부를 포함할 수 있다.

상기 마그넷의 중심은 상기 스테이터의 중심에 비해 간격(H)만큼 하측에 위치되어 상기 마그넷에 상측방향으로 향하는 힘이 작용할 수 있다.

상기 하우징에는 스테이터의 위치를 정렬시킴과 아울러 상기 스테이터를 하우징에 고정하는 고정리브가 형성될 수 있다.

상기 고정리브는 하우징의 내벽부 외면에 둘레방향으로 일정 간격으로 돌출되게 형성되고, 상기 고정리브 사이에 스테이터 코어가 끼움 결합될 수 있다.

상기 하우징의 하측에는 스테이터를 제어하는 PCB가 장착되고, 상기 PCB의 일면에는 로터의 회전수를 검출하는 홀 센서가 장착되고, 상기 PCB의 타면에는 커넥터 핀이 연결될 수 있다.

상기 임펠러는 중앙에 물이 흡입되는 흡입구가 형성되는 상판과, 상기 상판에 결합되어 상기 상판과의 사이에 토출구를 형성하는 하판과, 상기 상판과 하판 사이에 배치되어 상기 흡입구로 흡입된 물을 토출구로 토출하는 펌핑력을 발생시키는 복수의 블레이드와, 상기 블레이드 사이에 배치되어 물 흐름을 가이드하는 가이드 날개를 포함할 수 있다.

상기 블레이드는 상기 상판에 일체로 형성되고, 상기 하판에 형성된 제1그루브에 결합될 수 있다.

상기 가이드 날개는 상기 상판에 일체로 형성되고, 상기 하판에 형성된 제2그루브에 결합될 수 있다.

상기 가이드 날개는 상기 블레이드와 동일한 높이 및 폭으로 형성되고, 상기 블레이드에 비해 길이가 짧게 형성될 수 있다.

상기 가이드 날개는 상기 블레이드 길이의 1/2보다 짧고, 상기 블레이드 길이의 1/4보다 길게 형성될 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명에서는 하우징을 열전도가 우수한 금속재질로 형성하고, 하우징 및 하부 케이싱 중 적어도 하나에 냉각핀을 형성하여 워터 펌프 내부에서 발생되는 열을 원활하게 배출하여 워터 펌프가 열에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 하나의 연결부재를 이용하여 임펠러와 로터 사이를 상호 연결함과 아울러 지지축에 로터를 회전 가능하게 지지함으로써, 부품수를 줄일 수 있고 제조공정을 단순화할 수 있다.

또한, 하우징에 내벽부가 일체로 형성되어 로터와 스테이터가 내벽부에 의해 구획되어 스테이터로 물이 유입되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 워터 펌프의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 워터 펌프의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 워터 펌프의 하우징의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 워터 펌프의 스테이터가 하우징에 결합되는 구조를 보여주는 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 워터 펌프의 로터와 스테이터 구조를 보여주는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 워터 펌프의 임펠러와 로터의 연결구조를 보여주는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 워터 펌프의 PCB의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 워터 펌프의 임펠러의 분해 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 워터 펌프의 임펠러의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 임펠러의 상판 평면도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 워터 펌프의 사시도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 워터 펌프의 단면도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 워터 펌프의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 워터 펌프의 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 워터 펌프는 하우징(10)과, 하우징(10)의 중앙에 고정되는 지지축(20)과, 하우징(10)의 상부에 밀봉 가능하게 장착되고 물이 유입되는 유입구(32) 및 물이 배출되는 배출구(34)가 형성되는 상부 케이싱(30)과, 하우징(10)의 하부에 밀봉 가능하게 장착되고 스테이터(60)와 전기적으로 연결되어 전원을 연결함과 아울러 펌프를 제어하는 PCB(200)가 배치되는 하부 케이싱(40)과, 상부 케이싱(30) 내부에 배치되고 지지축(20)에 회전 가능하게 지지되는 임펠러(50)와, 하우징(10)의 내부에 배치되어 전원이 인가되는 스테이터(60)와, 임펠러(50)와 연결되고 지지축(20)에 회전 가능하게 지지되는 로터(70)를 포함한다.

본 발명의 워터 펌프는 물 이외에 점성을 갖는 유체를 펌핑하는 유체 펌프로도 사용이 가능하다.

본 발명의 워터 펌프는 고용량 워터펌프이기 때문에 워터 펌프 내부에서 발생되는 열을 원활하게 배출하여 워터 펌프가 열에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있는 구조를 갖는다.

이를 위해, 하우징(10)은 열전도가 우수한 금속재질로 형성되고, 상부 케이싱(30)은 수지재질로 형성되며, 하부 케이싱(40)은 열전도가 우수한 금속재질로 형성된다.

상부 케이싱(30)의 경우 유입구(32)와 배출구(34)가 형성되므로 그 구조가 복잡하기 때문에 성형성이 우수한 수지재질로 형성되고, 상부 케이싱(30) 내부로는 물이 유입되기 때문에 별도의 냉각 구조를 가질 필요가 없다.

그리고, 하우징(10) 및 하부 케이싱(40) 내부에는 열이 직접적으로 발생하는 로터(70)와 스테이터(60)가 배치되므로 열전도가 우수한 금속재질로 형성하여 로터(70)와 스테이터(60)에서 발생되는 열을 신속하게 외부로 배출할 수 있도록 한다.

하우징(10) 및 하부 케이싱(40)은 열전도가 우수한 알루미늄 재질로 다이캐스팅하여 제조될 수 있고, 알루미늄 이외에 열전도가 우수한 어떠한 금속도 사용이 가능하다.

이때, 하우징(10) 및 하부 케이싱(40) 중 적어도 하나에는 냉각핀(510)이 형성되어 열 배출 성능을 향상시킬 수 있도록 한다.

본 실시예에서는 냉각핀(510)이 하부 케이싱(40)의 하면에 평판 형태로 일정 간격을 두고 돌출되게 형성된다. 이러한 냉각핀은 도면상 기재되어 있지 않지만 하우징의 외면에 둘레방향으로 방사상으로 형성되는 것도 가능하다.

이와 같이, 본 발명의 워터 펌프는 하우징(10) 및 하부 케이싱(40)은 열전도가 우수한 금속재질로 형성하고, 상부 케이싱(30)은 성형성이 좋은 수지재질로 형성하여 제조비용을 줄이면서 워터 펌프 내부에서 발생되는 열을 신속하게 외부로 배출할 수 있다.

하우징(10)은 도 3에 도시된 바와 같이, 그 중앙에 로터(70)가 배치되는 로터 배치부(82)가 형성되고, 로터 배치부(82)의 둘레방향으로 로터 배치부(82)와 내벽부(16)에 의해 구획되고 스테이터(60)가 배치되는 스테이터 배치부(80)가 형성된다.

하부 케이싱(40)에는 PCB(200)와 외부 전원을 연결하는 커넥터(42)가 장착된다.

하우징(10)은 외관을 형성하는 원통 형태의 외벽부(12)와, 외벽부(12)의 상단에서 내측으로 연장되는 중앙이 개구된 링 형태의 상판부(14)와, 상판부(14)의 끝부분에서 하측방향으로 원통형태로 연장되는 내벽부(16)와, 내벽부(16)의 하부를 막는 하판부(18)를 포함한다.

외벽부(12)와 내벽부(16) 사이에는 스테이터(60)가 고정되는 스테이터 배치부(80)가 형성되고, 내벽부(16) 내부에는 로터(70)가 배치되는 로터 배치부(82)가 형성된다.

따라서, 스테이터(60)는 하우징(10)의 내벽부(16), 상판부(14) 및 하판부(18)에 의해 물이 유입되는 상부 케이싱(30) 내부와 원천적으로 밀폐되어 물이 스테이터(60)로 유입되는 것을 방지할 수 있다.

외벽부(12)의 상단에는 상부 케이싱(30)과 볼트 체결되는 제1볼트 체결부(84)가 형성되고, 외벽부(12)의 하단에는 하부 케이싱(40)과 볼트 체결되는 제2볼트 체결부(86)와 PCB(200)가 고정되는 제3볼트 체결부(88)가 형성된다.

그리고, 상판부(14)와 상부 케이싱(30) 사이에는 상부 케이싱(30) 내부로 공급되는 물이 누수되는 것을 방지하는 제1시일링(90)이 장착되고, 외벽부(12)와 하부 케이싱(40) 사이에는 하우징(10)과 하부 케이싱(40) 사이를 밀폐하는 제2시일링(96)이 장착된다.

하판부(18)의 중앙에는 수직방향으로 지지축(20)이 고정되는 지지축 고정부(22)가 형성된다. 지지축(20)은 지지축 고정부(22)에 끼움 결합될 수 있고, 인서트 몰딩에 의해 일체로 형성될 수 있다.

스테이터(60)는 스테이터 배치부(80)에 고정되는 스테이터 코어(62)와, 스테이터 코어(62)의 외면에 배치되는 보빈(64)과, 보빈(64)에 감겨지는 코일(66)을 포함한다.

하우징(10)에는 도 4에 도시된 바와 같이, 스테이터(60)의 위치를 정렬시킴과 아울러 스테이터(60)를 하우징(10)에 고정하는 고정리브(24)가 형성된다.

고정리브(24)는 내벽부(16)의 외면 및 하판부(18)의 외면에 방사상으로 일정 간격을 두고 돌출되게 형성되고 고정리브(24) 사이에 스테이터 코어(62)가 끼움 결합된다.

이와 같이, 본 발명은 스테이터(60)를 하우징(10)에 고정할 때 스테이터 코어(62)를 고정리브(24) 사이에 끼움 결합하면 조립이 완료되므로 스테이터(60)를 하우징(10)에 고정하기 위한 별도의 공정이 불필요하여 제조공정을 단순화할 수 있고, 환형을 이루는 스테이터 코어(62)가 고정리브(24) 사이에 끼움 결합하면 스테이터(60)의 위치가 정렬되므로 조립이 쉽다.

로터(70)는 임펠러(50)와 연결되어 같이 회전되는 로터 지지체(72)와, 로터 지지체(72)에 매립되고 원통형태로 형성되며 스테이터(60)와 마주보게 배치되는 마그넷(74)과, 마그넷(74)의 후면에 배치되고 원통형태로 형성되는 백요크(76)를 포함한다.

로터 지지체(72)는 마그넷(74)과 백요크(76)가 외부로 노출되지 않고 매립되도록 인서트 몰딩에 의해 일체로 형성된다.

로터 지지체(72)와 임펠러(50) 사이는 도 5에 도시된 바와 같이, 로터(70)의 회전력이 임펠러(50)로 전달될 수 있도록 상호 연결된다. 임펠러(50)의 하면에는 삽입 돌기(112)가 돌출되게 형성되고, 로터 지지체(72)의 상면에는 삽입 돌기(112)가 삽입되는 삽입홈(110)이 형성된다.

이때, 로터(70)의 회전력이 임펠러(50)로 전달될 수 있도록 원형의 삽입 돌기(112)의 외면에는 제1직선부가 형성되고, 원형의 삽입홈(110)의 내면에 제2직선부가 형성되어 제1직선부와 제2직선부가 상호 접촉되는 구조를 가질 수 있다.

이 이외에, 로터(70)의 회전력이 임펠러(50)로 전달될 수 있도록 삽입돌기(112)의 외면에 키 돌기가 형성되고, 삽입홈(110)의 내면에 키홈이 형성될 수 있고, 삽입돌기(112)의 외면에 제1기어치가 형성되고, 삽입홈(110)의 내면에 제2기어치가 형성될 수 있다.

로터 지지체(72)를 마그넷(74)과 백요크(76)와 인서트 몰딩에 의해 일체로 제조할 때 인서트 금형의 특성상 마그넷(74)과 백요크(76)를 금형에 고정하는 부분에 의해 마그넷(74)의 일부가 노출된다. 따라서, 임펠러(50)와 로터 지지체(72) 사이에는 제3시일링(92) 및 제4시일링(94)을 장착하여 물이 노출된 마그넷(72)으로 유입되는 것을 방지한다.

스테이터 코어(62)의 중심선(B)과 마그넷(74)의 중심선(A)을 비교하면 스테이터 코어(62)의 중심에 비해 마그넷(74)의 중심이 간격(H)만큼 하측에 위치된다. 따라서, 마그넷(74)의 특성상 마그넷(74)의 중심이 스테이터 코어(62)의 중심과 일치되려는 힘이 발생된다. 이에 따라 로터(70)에는 항상 위로 향하려는 힘이 작용하여 로터(70)의 하부를 회전 가능하게 지지하기 위한 별도의 부품이 불필요하다.

또한, 로터(70)에는 위로 향하는 힘이 발생하기 때문에 로터(70)와 임펠러(50) 사이의 결합력을 증가시킬 수 있다.

지지축(20)의 외면에는 도 6에 도시된 바와 같이, 로터(70) 및 임펠러(50) 사이를 상호 결합시킴과 아울러 로터(70)를 지지축(20)에 회전 가능하게 지지하는 연결부재(106)가 장착된다.

로터(70)와 임펠러(50)의 조립 공정을 살펴보면, 로터 지지체(72)의 상면에 임펠러(50)를 배치한 후 로터(70)의 내면에 연결부재(106)를 끼움 결합하면 로터(70)와 임펠러(50) 사이가 상호 연결되므로 조립이 쉽고 간편한다.

구체적으로 살펴보면, 연결부재(106)는 지지축(20)에 회전 가능하게 삽입되고 로터 지지체(72)의 내면에 끼움 결합되는 원통 형태의 로터 고정부(102)와, 로터 고정부(102)의 상면에서 외측방향으로 링 형태로 연장되어 임펠러(50)를 고정하는 임펠러 고정부(104)를 포함한다.

연결부재(106)는 그 내면은 지지축(20)에 회전 가능하게 지지되고, 그 외면은 로터(70)가 고정되는 슬리브 베어링 타입으로 형성될 수 있다.

임펠러(50)의 하면에는 임펠러 고정부(106)에 걸림되는 걸림부(106)가 형성된다.

연결부재(106)의 상면에는 와셔(120)가 배치되고, 지지축(20)의 상면에는 연결부재(106)가 지지축(20)에서 이탈되는 것을 방지하는 고정볼트(122)가 체결된다.

이와 같이, 하나의 연결부재(106)에 의해 로터(70)와 임펠러(50) 사이를 연결하고 로터(70)가 지지축(20)에 회전 가능하게 지지함으로써, 로터(70)와 임펠러(50)를 상호 결합하는 부품 및 로터(70)를 지지축(20)에 회전 가능하게 지지하기 위한 별도의 베어링이 불필요하여 부품수를 줄일 수 있고, 조립공정을 단축할 수 있다.

PCB(200)는 도 7에 도시된 바와 같이, 그 일면에는 로터(70)의 회전수를 검출하는 홀 센서(210)가 PCB(200)에 일체로 형성되고, 그 타면에는 커넥터 핀(220)이 연결되어 하부 케이싱(40)의 외부로 돌출된다.

이와 같이, PCB(200)에 홀 센서(210) 및 커넥터 핀(220)이 일체로 형성되므로 홀 센서를 PCB(200)에 연결하는 별도의 부품이 불필요하다.

임펠러(50)는 도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 원판 형태이고 중앙에 물이 흡입되는 흡입구(320)가 형성되는 상판(310)과, 상판(310)과 일정 간격을 두고 마주보게 배치되어 상판(310)과의 사이에 토출구(340)를 형성하는 하판(330)과, 상기 상판(310)과 하판(330) 사이에 배치되어 흡입구(320)로 흡입된 물을 토출구(340)로 토출하는 펌핑력을 발생시키는 블레이드(350)를 포함한다.

블레이드(350)는 금형에 의해 상판(310)에 일체로 형성되고, 상판(310)의 하면에 둘레방향으로 간격으로 두고 돌출되며, 상판(310)의 안쪽에서 바깥쪽 방향으로 경사진 곡면 형태로 형성되어 흡입구(320)로 흡입된 물을 토출구(340)로 토출하는 펌핑력을 발생시킨다.

이러한 블레이드(350)의 형상, 길이 및 폭은 임펠러(50)의 수직방향으로 흡입된 물을 임펠러(50)의 측방향으로 토출할 때 펌핑력을 최대로 할 수 있는 조건을 만족하도록 형성된다.

본 발명의 워터펌프에 적용되는 임펠러(50)는 물이 수직방향으로 유입되고, 수평방향으로 토출되는 것으로, 물의 흐름이 직각으로 변환되기 때문에 물의 유동저항이 커지는 문제가 있다. 즉, 흡입구(320)로 흡입된 물이 블레이드(350)에 의해 수평방향으로 토출되는데, 이때 물의 유동저항에 의해 임펠러(50)의 부하가 커지고, 이에 따라 임펠러(50)의 성능이 저하되고, 소음 및 진동이 발생되는 문제가 있다.

본 실시예에서는 블레이드(350) 사이에 물의 흐름이 원활하게 이루어질 수 있도록 물 흐름을 가이드하는 가이드 날개(400)가 구비되어, 물의 흐름이 원활하게 이루어질 수 있도록 함으로써, 임펠러(50)의 성능을 향상시키고, 소음 및 진동 발생을 최소화한다.

가이드 날개(400)는 블레이드(350) 사이에 배치되고, 블레이드(350)와 동일한 높이 및 폭으로 형성되며, 블레이드(350)에 비해 길이가 짧게 형성된다.

가이드 날개(400)는 상판(310)의 가장자리에서 상판(310)의 내측방향으로 일정 경사각으로 경사지게 배치되고, 블레이드(350) 길이의 1/2보다 짧고, 블레이드 길이의 1/4보다 길게 형성된다.

즉, 가이드 날개(400)가 블레이드(350) 길이의 1/2보다 더 길이가 길어지면 가이드 날개(400)가 물을 펌핑하는 블레이드 역할을 하게 되어 블레이드(350)의 개수가 증가하는 역할을 하여 물의 유동저항을 더 크게 할 수 있다.

그리고, 가이드 날개(400)가 블레이드(350) 길이의 1/4보다 더 짧아지면 물의 흐름을 가이드하는 역할을 수행하지 못하게 된다.

하판(330)에는 블레이드(350) 및 가이드 날개(400)의 일면이 삽입되도록 블레이드 형상과 동일한 형태의 제1그르부(370)와, 가이드 날개(400)와 동일한 형태의 제2그루브(380)가 형성된다.

상판(310)과 하판(330) 사이는 블레이드(350)를 제1그루브(370)에 억지 끼움하고, 가이드 날개(400)를 제2그루브(380)에 억지 끼움하여 결합할 수 있다.

또한, 상판(310)과 하판(330)은 블레이드(350)를 제1그루브(370)에 접착하고, 가이드 날개(400)를 제2그루브(380)에 접착하여 결합할 수 있다.

또한, 상판(310)과 하판(330)은 블레이드(350)를 제1그루브(370)에 열 융착하고, 가이드 날개(400)를 제2그루브(380)에 열 융착하여 결합할 수 있다.

이 이외에, 수지재질의 상판과 하판 사이를 상호 고정할 수 있는 어떠한 고정방법도 적용이 가능하다.

이와 같이, 본 발명의 임펠러(50)는 블레이드(350) 사이에 가이드 날개(400)가 구비되어 물의 흐름이 원활하게 이루어질 수 있도록 가이드함으로써, 임펠러(50)의 성능을 향상시키고, 소음 및 진동을 최소화할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 워터 펌프는 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 하우징(300)과, 하우징(300)의 중앙에 고정되는 지지축(20)과, 하우징(300)의 상부에 밀봉 가능하게 장착되고 물이 유입되는 유입구(32) 및 물이 배출되는 배출구(34)가 형성되는 상부 케이싱(30)과, 하우징(10)의 하부에 밀봉 가능하게 장착되고 스테이터(60)와 전기적으로 연결되어 전원을 연결함과 아울러 펌프를 제어하는 PCB(200)가 배치되는 하부 케이싱(40)과, 상부 케이싱(30) 내부에 배치되고 지지축(20)에 회전 가능하게 지지되는 임펠러(50)와, 하우징(300)의 내부에 배치되어 전원이 인가되는 스테이터(60)와, 임펠러(50)와 연결되고 지지축(20)에 회전 가능하게 지지되는 로터(70)를 포함한다.

하우징(300) 제외한 나머지 구성요소는 일 실시예에서 설명한 구성요소와 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.

다른 실시예에 따른 하우징(300)은 원통 형태로 형성되어 외부에 배치되는 제1하우징(310)과, 제1하우징(310)과 밀봉 가능하게 연결되고 스테이터(60)를 구획하여 스테이터(60)로 물이 침투하는 것을 방지하는 제2하우징(320)을 포함한다.

제1하우징(310)은 원통형태로 형성되어 하단은 하부 케이싱(40)에 밀봉 가능하게 고정되고, 상단은 제2하우징(320)에 밀봉 가능하게 고정된다.

그리고, 제2하우징(320)은 원판 형태이고 상부 케이싱(30)과 제2하우징(320) 사이에 고정되는 상판부(330)와, 상판부(330)의 끝부분에서 하측방향으로 원통형태로 연장되는 내벽부(340)와, 내벽부(340)의 하부를 막는 하판부(350)를 포함한다.

제2하우징(320)과 상부 케이싱(30) 사이에는 상측 시일링(360)이 장착되고, 제2하우징(320)과 제1하우징(310) 사이에는 하측 시일링(370)이 장착되어 상부 케이싱(30), 제2하우징(320) 및 제1하우징(310) 사이를 밀봉한다.

제1하우징(310)은 열전도가 우수한 금속재질로 형성되고, 제2하우징(320)은 수지재질로 형성된다. 즉, 하우징(300) 전체를 금속재질로 형성할 경우 제조비용이 증가하기 때문에 로터(70)를 감싸는 제2하우징(320)은 수지재질로 형성하고, 스테이터(60)를 감싸는 제1하우징(310)은 열전도가 우수한 금속재질로 형성하여 스테이터(60)에서 발생되는 열을 외부로 신속하게 방출한다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

10: 하우징 12: 외벽부
14: 상판부 16: 내벽부
18: 하판부 20: 지지축
30: 상부 케이싱 40: 하부 케이싱
50: 임펠러 60: 스테이터
70: 로터

Claims

하우징;
상기 하우징의 상부에 밀봉 가능하게 장착되고 물이 유입되는 유입구 및 물이 배출되는 배출구가 형성되는 상부 케이싱;
상기 하우징의 하부에 밀봉 가능하게 장착되는 하부 케이싱;
상기 하우징에 고정되는 지지축;
상기 상부 케이싱 내부에 배치되고 상기 지지축에 회전 가능하게 지지되는 임펠러;
상기 하우징의 내부에 배치되어 전원이 인가되는 스테이터; 및
상기 샤프트에 회전 가능하게 지지되는 로터;를 포함하고,
상기 하우징 및 하부 케이싱 중 적어도 하나는 열 전도성을 갖는 금속재질로 형성되는 워터 펌프.
제1항에 있어서,
상기 하우징 및 하부 케이싱 중 적어도 하나는 알루미늄을 다이캐스팅하여 제조되는 워터 펌프.
제1항에 있어서,
상기 하우징 및 하부 케이싱 중 적어도 하나에는 냉각핀이 형성되는 워터 펌프.
제1항에 있어서,
상기 상부 케이싱은 수지 재질로 형성되는 워터 펌프.
제1항에 있어서,
상기 하우징은 외관을 형성하는 외벽부;
상기 외벽부의 상단에서 내측으로 연장되는 상판부;
상기 상판부의 끝부분에서 하측방향으로 연장되는 내벽부; 및
상기 내벽부의 하부를 막는 하판부를 포함하고,
상기 외벽부와 내벽부 사이에 스테이터가 배치되고, 상기 내벽부 내부에 로터가 배치되는 워터 펌프.
제1항에 있어서,
상기 하우징은 외부에 배치되는 제1하우징; 및
상기 제1하우징의 내부에 배치되고 상기 스테이터를 구획하여 스테이터로 물이 유입되는 것을 방지하는 제2하우징;을 포함하고,
상기 제1하우징은 열전도성을 갖는 금속재질로 형성되고, 상기 제2하우징은 수지재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 워터 펌프.
제6항에 있어서,
상기 제2하우징은 상부 케이싱과 제2하우징 사이에 고정되는 상판부;
상기 상판부의 내측 끝부분에서 하측방향으로 연장되는 내벽부; 및
상기 내벽부의 하부를 막는 하판부를 포함하는 워터 펌프.
제1항에 있어서,
상기 로터는 상기 임펠러와 연결되는 로터 지지체; 및
상기 로터 지지체에 매립되고 원통 형태로 형성되는 마그넷 및 백요크를 포함하는 워터 펌프.
제1항에 있어서,
상기 지지축에는 상기 로터를 상기 지지축에 회전 가능하게 지지함과 아울러 상기 로터와 임펠러 사이를 연결하는 연결부재가 삽입되고,
상기 연결부재는 상기 지지축에 회전 가능하게 삽입되고 로터에 끼움 결합되는 로터 고정부; 및
상기 로터 고정부의 상면에서 외측방향으로 연장되어 상기 임펠러의 하면에 형성된 걸림부에 걸림되는 임펠러 고정부를 포함하는 워터 펌프.
제8항에 있어서,
상기 마그넷의 중심은 상기 스테이터의 중심에 비해 간격(H)만큼 하측에 위치되어 상기 마그넷에 상측방향으로 향하는 힘이 작용하는 워터 펌프.
제1항에 있어서,
상기 하우징에는 스테이터의 위치를 정렬시킴과 아울러 상기 스테이터를 하우징에 고정하는 고정리브가 형성되는 워터 펌프.
제11항에 있어서,
상기 고정리브는 하우징의 내벽부 외면에 둘레방향으로 일정 간격으로 돌출되게 형성되고, 상기 고정리브 사이에 스테이터 코어가 끼움 결합되는 워터 펌프.
제1항에 있어서,
상기 하우징의 하측에는 스테이터를 제어하는 PCB가 장착되고, 상기 PCB의 일면에는 로터의 회전수를 검출하는 홀 센서가 장착되고, 상기 PCB의 타면에는 커넥터 핀이 연결되는 워터 펌프.
제1항에 있어서,
상기 임펠러는 중앙에 물이 흡입되는 흡입구가 형성되는 상판;
상기 상판에 결합되어 상기 상판과의 사이에 토출구를 형성하는 하판;
상기 상판과 하판 사이에 배치되어 상기 흡입구로 흡입된 물을 토출구로 토출하는 펌핑력을 발생시키는 복수의 블레이드; 및
상기 블레이드 사이에 배치되어 물 흐름을 가이드하는 가이드 날개;를 포함하는 워터 펌프.
제14항에 있어서,
상기 블레이드는 상기 상판에 일체로 형성되고, 상기 하판에 형성된 제1그루브에 결합되는 워터 펌프.
제14항에 있어서,
상기 가이드 날개는 상기 상판에 일체로 형성되고, 상기 하판에 형성된 제2그루브에 결합되는 워터 펌프.
제14항에 있어서,
상기 가이드 날개는 상기 블레이드와 동일한 높이 및 폭으로 형성되고, 상기 블레이드에 비해 길이가 짧게 형성되는 워터 펌프.
제14항에 있어서,
상기 가이드 날개는 상기 블레이드 길이의 1/2보다 짧고, 상기 블레이드 길이의 1/4보다 길게 형성되는 워터 펌프.