KR20210059813A - 전자식 워터 펌프 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 샤프트의 편심을 방지하여 높은 회전수에서도 안정적인 구동이 가능한 전자식 워터 펌프에 관한 것으로, 중공의 펌프 하우징과, 상기 펌프 하우징의 내부에 구비된 스테이터와, 상기 펌프 하우징의 상부에 결합되고 상기 스테이터를 관통하는 중공의 임펠러 하우징과, 상기 임펠러 하우징의 상부에 결합되는 임펠러 커버와, 상기 임펠러 하우징과 상기 임펠러 커버 사이에 회전 가능하게 설치된 임펠러 로터와, 상기 임펠러 하우징의 내부에 마련되고 상기 임펠러 로터의 회전을 지지하는 샤프트를 포함한다. 이때, 상기 임펠러 하우징의 하면에는 보스부가 돌출되고, 상기 펌프 하우징의 바닥에는 상기 보스부가 삽입되는 보스홈이 형성된다.

Description

전자식 워터 펌프{ELECTRONIC WATER PUMP}
본 발명은 전자식 워터 펌프에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 샤프트의 편심을 방지하여 높은 회전수에서도 안정적인 구동이 가능한 전자식 워터 펌프에 관한 것이다.
일반적으로, 워터 펌프는 엔진 등의 부품을 냉각시키기 위하여 냉각수를 강제로 순환시키는 펌프이다.
자동차의 엔진과 같은 동력기관, 즉 연료의 폭발력을 이용하는 기관의 경우 구동 시 고온의 열이 발생하는데, 이를 적절하게 제어하지 못하면 엔진 자체는 물론 인접하는 다른 부품에 대해서도 악영향을 미치게 된다.
따라서 자동차에는 냉각수를 순환시키는 워터 펌프를 포함하는 냉각장치가 필수적으로 구비된다.
등록특허공보 제10-1651349호(2016.08.19.)에는 차량용 워터 펌프와 관련된 선출원이 개시되어 있다.
종래의 워터 펌프는, 하우징과, 상기 하우징의 내부에 장착된 로터 및 스테이터와, 상기 로터에 의해 회전할 수 있게 장착된 임펠러와, 상기 임펠러를 감싸도록 상기 하우징의 상부에 결합된 임펠러 커버와, 상기 임펠러와 상기 임펠러커버 사이에 위치한 스러스트 베어링을 포함하여 구성된다.
상술한 구조의 워터 펌프는, 임펠러를 회전 가능하게 지지하는 샤프트가 캔에 인서트 사출된 구조로서, 샤프트의 하단은 캔에 고정되지만 상단은 자유단으로 이루어진다.
따라서 임펠러가 회전할 경우 샤프트의 상단이 편심될 우려가 있으며, 이에 높은 회전수에서 안정적인 구동이 불가능하다.
등록특허공보 제10-1651349호(2016.08.19.)
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 샤프트의 편심을 방지하여 높은 회전수에서도 안정적인 구동이 가능한 전자식 워터 펌프를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 전자식 워터 펌프는, 중공의 펌프 하우징과, 상기 펌프 하우징의 내부에 구비된 스테이터와, 상기 펌프 하우징의 상부에 결합되고 상기 스테이터를 관통하는 중공의 임펠러 하우징과, 상기 임펠러 하우징의 상부에 결합되는 임펠러 커버와, 상기 임펠러 하우징과 상기 임펠러 커버 사이에 회전 가능하게 설치된 임펠러 로터와, 상기 임펠러 하우징의 내부에 마련되고 상기 임펠러 로터의 회전을 지지하는 샤프트를 포함한다.
상술한 구성 중 상기 임펠러 하우징의 하면에는 보스부가 돌출되고, 상기 펌프 하우징의 바닥에는 상기 보스부가 삽입되는 보스홈이 형성된다. 이때, 상기 임펠러 하우징의 바닥에는 상기 샤프트가 삽입되는 결합홈이 형성되고, 상기 결합홈은 상기 보스부까지 연장된다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명은, 임펠러 하우징이 보스부와 보스홈을 통해 펌프 하우징에 결합되므로 임펠러 하우징을 견고하게 지지할 수 있다.
또한, 임펠러 로터의 회전을 지지하는 샤프트가 임펠러 하우징의 결합홈을 통해 삽입되어 고정되므로 샤프트의 편심을 방지할 수 있으며, 이를 통하여 높은 회전수에서도 안정적인 구동이 가능하게 된다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 워터 펌프의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 워터 펌프의 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 워터 펌프 중 임펠러 하우징의 사시도.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 여기서, 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 또한, 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 워터 펌프(100)는, 펌프 하우징(110), 스테이터(120), 임펠러 하우징(130), 임펠러 커버(140), 임펠러 로터(150) 및 샤프트(160)를 포함하여 구성된다.
펌프 하우징(110)은 상면이 개방되고 하면이 밀폐된 중공의 원통 형상이다. 펌프 하우징(110)의 상단 외주면에는 임펠러 하우징(130) 및 임펠러 커버(140)와의 결합을 위한 플랜지(112)가 형성된다. 이때, 펌프 하우징(110), 임펠러 하우징(130) 및 임펠러 커버(140)는 볼트(미도시)를 통해 일체로 결합된다.
펌프 하우징(110)의 내부, 좀 더 상세하게는 펌프 하우징(110)의 바닥에는 임펠러 하우징(130)의 하단부를 지지하는 보스홈(114)이 형성된다. 보스홈(114)은 임펠러 하우징(130)을 견고하게 고정할 수 있도록 일정한 깊이로 형성된다.
스테이터(120)는 펌프 하우징(110)의 내부에 구비되되, 펌프 하우징(110)의 내주면을 따라 형성된다. 스테이터(120)는 전원 인가 시 자기장을 발생시켜 임펠러 로터(150)를 회전시킨다.
임펠러 하우징(130)은 상대적으로 큰 직경의 상부와 상대적으로 작은 직경의 하부로 이루어진 다단의 원통 형상이다.
임펠러 하우징(130)의 상부는 펌프 하우징(110)의 개방된 상면을 덮도록 결합되고, 상부 외주면에는 펌프 하우징(110) 및 임펠러 커버(140)와의 결합을 위한 플랜지(132)가 형성된다.
임펠러 하우징(130)의 하부는 펌프 하우징(110)의 내부로 삽입되어 스테이터(120)를 관통하도록 결합된다. 이때, 임펠러 하우징(130)의 하면에는 보스부(134)가 형성된다.
임펠러 하우징(130)의 보스부(134)는 펌프 하우징(110)의 보스홈(114)에 삽입되는 부분으로, 펌프 하우징(110)에 결합되는 임펠러 하우징(130)을 견고하게 지지하는 수단이다.
이러한 보스부(134)는 임펠러 하우징(130)의 하면보다 작은 직경으로 형성되고 보스홈(114)에 깊이 삽입될 수 있도록 일정한 길이로 돌출된다. 그리고 보스부(134)의 둘레에는 다수의 리브(136)가 방사상으로 배치되어 보스부(134)의 강성을 향상시켜 변형을 방지한다.
임펠러 하우징(130)의 바닥에는 샤프트(160)가 삽입되는 결합홈(138)이 형성된다. 결합홈(138)은 임펠러 하우징(130)에 결합된 샤프트(160)가 임펠러 로터(150)의 회전 시 편심되는 것을 방지할 수 있도록 일정한 깊이로 형성된다. 예컨대, 결합홈(138)은 샤프트(160)를 확실하게 고정할 수 있도록 보스부(134)까지 연장될 수 있다.
임펠러 커버(140)는 임펠러 하우징(130)의 상부에 결합된다. 이러한 임펠러 커버(140)는 소정의 두께를 가진 원판 형상이며, 그 외주면에는 펌프 하우징(110) 및 임펠러 하우징(130)과의 결합을 위한 플랜지(142)가 형성된다.
임펠러 하우징(130)과 임펠러 커버(140) 사이에는 냉각수가 유입 및 토출되는 작동공간(170)이 형성된다. 작동공간(170)의 상부에는 냉각수가 유입되는 유입포트(172)가 형성되고, 작동공간(170)의 측면에는 냉각수가 토출되는 토출포트(174)가 형성된다. 이때, 작동공간(170)에는 냉각수를 유입 및 토출시는 임펠러 로터(150)의 블레이드(152)가 설치된다.
임펠러 로터(150)는, 임펠러 하우징(130)과 임펠러 커버(140) 사이, 즉 작동공간(170)에 위치되어 냉각수를 유입 및 토출시키는 블레이드(152)와, 임펠러 하우징(130)의 내부에 위치되어 스테이터(120)에 의해 회전하는 마그네트(154)로 이루어진다.
임펠러 로터(150)는 전원이 인가될 경우 스테이터(120)에서 발생한 자기장에 의해 마그네트(154)가 반응하여 블레이드(152)를 회전시킴으로써 냉각수를 유입 및 토출시킨다. 이때, 임펠러 로터(150)는 샤프트(160)에 의해 지지되어 회전을 하게 된다.
샤프트(160)는 임펠러 로터(150)를 회전 가능하게 지지하는 회전 중심축 역할을 한다. 샤프트(160)는 일 방향으로 연장된 환봉이며, 임펠러 하우징(130)의 결합홈(138)에 삽입된다. 다시 말해, 임펠러 하우징(130)은 샤프트(160)의 하단이 결합홈(138)에 삽입되도록 인서트 사출된다. 이때, 샤프트(160)는 편심을 방지할 수 있도록 일정한 깊이, 즉 보스부(134)까지 깊게 삽입된다.
상술한 바와 같이 구성된 본 실시예에 따른 전자식 워터 펌프(100)는, 펌프 하우징(110)과 임펠러 하우징(130)에 보스홈(114)과 보스부(134)가 형성되므로, 펌프 하우징(110)에 결합된 임펠러 하우징(130)이 견고하게 지지될 수 있다.
또한, 임펠러 로터(150)의 회전을 지지하는 샤프트(160)가 결합홈(138)을 통해 일정한 깊이 이상으로 삽입되어 고정되므로 임펠러 로터(150)의 회전에 의해 샤프트(160)가 편심되는 것을 방지할 수 있으며, 이를 통하여 높은 회전수에서도 안정적으로 구동할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.
100: 전자식 워터 펌프 110: 펌프 하우징
120: 스테이터 130: 임펠러 하우징
140: 임펠러 커버 150: 임펠러 로터
160: 샤프트 170: 작동공간

Claims (5)

  1. 중공의 펌프 하우징;
    상기 펌프 하우징의 내부에 구비된 스테이터;
    상기 펌프 하우징의 상부에 결합되고 상기 스테이터를 관통하는 중공의 임펠러 하우징;
    상기 임펠러 하우징의 상부에 결합되는 임펠러 커버;
    상기 임펠러 하우징과 상기 임펠러 커버 사이에 회전 가능하게 설치된 임펠러 로터; 및
    상기 임펠러 하우징의 내부에 마련되고 상기 임펠러 로터의 회전을 지지하는 샤프트를 포함하되,
    상기 임펠러 하우징의 하면에는 보스부가 돌출되고, 상기 펌프 하우징의 바닥에는 상기 보스부가 삽입되는 보스홈이 형성된 것을 특징으로 하는 전자식 워터 펌프.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 보스부는 상기 임펠러 하우징의 바닥보다 작은 직경으로 형성되고, 상기 보스부의 둘레에는 다수의 리브가 방사상으로 배치된 것을 특징으로 하는 전자식 워터 펌프.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 임펠러 하우징의 바닥에는 상기 샤프트가 삽입되는 결합홈이 형성되고, 상기 결합홈은 상기 보스부까지 연장된 것을 특징으로 하는 전자식 워터 펌프.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 임펠러 로터는, 상기 임펠러 하우징과 상기 임펠러 커버 사이에 위치되어 냉각수를 유입 및 토출시키는 블레이드와, 상기 임펠러 하우징의 내부에 위치되어 상기 스테이터에 의해 회전하는 마그네트로 이루어진 것을 특징으로 하는 전자식 워터 펌프.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 임펠러 하우징과 상기 임펠러 커버에는 냉각수가 유입 및 토출되는 작동공간이 형성되고, 상기 작동공간에 상기 블레이드가 회전 가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 전자식 워터 펌프.
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