KR20220045754A

KR20220045754A - 전동 펌프

Info

Publication number: KR20220045754A
Application number: KR1020200128777A
Authority: KR
Inventors: 홍훈기
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2020-10-06
Filing date: 2020-10-06
Publication date: 2022-04-13
Also published as: CN116420021A; EP4227534A1; JP2023545744A; US20230374983A1; WO2022075729A1; EP4227534A4

Abstract

본 발명은 하우징; 상기 하우징에 배치되는 기어부; 상기 기어부에 대응되게 배치되는 스테이터; 및 상기 기어부와 상기 하우징 사이에 배치되는 지지 부재를 포함하고, 상기 기어부는 제1 기어와 상기 제1 기어와 대응되게 배치되는 제2 기어 및 상기 제2 기어에 배치되는 마그넷을 포함하고, 상기 지지 부재는 상기 제1 기어를 지지하는 제1 영역과 상기 제1 영역에서 돌출되어 상기 제1 기어에 삽입되는 제2 영역을 포함하는 전동 펌프를 제공한다.

Description

전동 펌프{Electric pump}

본 발명은 전동 펌프에 관한 것이다.

전동 오일 펌프(Electric Oil Pump, EOP)는 일정한 압력으로 유량을 토출하는 역할을 한다. 이러한 오일 펌프는 하우징과 하우징 내에 배치되는 기어부 및 기어부를 구동하는 모터를 포함한다. 그러나 종래의 전동식 오일 펌프는 기어부와 모터부가 기구적으로 분리되어 축방향 길이가 길어지는 문제가 있다.

또한, 하우징이 플라스틱 재질로 이루어져, 구동 시에 기어부의 발열로 인한 열변형이 발생할 수 있다. 이에 따라, 하우징과 기어부 사이의 유격이 발생하거나 기어부에 포함되는 복수의 기어들 사이의 축심 오차가 발생하여, 전동식 오일 펌프의 효율이 저하되는 문제가 있다.

본 발명은 하우징의 소형화가 가능하고, 하우징의 열변형으로 발생하는 기어부의 축방향 유격을 방지하고, 기어부의 구동이 안정화된 오일 펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다.

실시예는, 하우징; 상기 하우징에 배치되는 기어부; 상기 기어부에 대응되게 배치되는 스테이터; 및 상기 기어부와 상기 하우징 사이에 배치되는 지지 부재를 포함하고, 상기 기어부는 제1 기어와 상기 제1 기어와 대응되게 배치되는 제2 기어 및 상기 제2 기어에 배치되는 마그넷을 포함하고, 상기 지지 부재는 상기 제1 기어를 지지하는 제1 영역과 상기 제1 영역에서 돌출되어 상기 제1 기어에 삽입되는 제2 영역을 포함하는 전동 펌프를 제공할 수 있다.

바람직하게는, 상기 제2 영역은 상기 제1 기어를 관통할 수 있다.

실시예에 따르면, 하우징; 상기 하우징에 배치되는 기어부; 상기 기어부에 대응되게 배치되는 스테이터; 상기 기어부의 상측에 배치되는 커버; 및 상기 기어부의 하측과 배치되는 지지 부재를 포함하고, 상기 지지 부재는 상기 기어부를 축방향으로 통과하여 상기 커버와 결합되는 제2 영역을 포함하는 전동 펌프를 제공할 수 있다.

상기 하우징은 상기 커버와 결합될 수 있다.

상기 하우징은 상기 기어부와 상기 지지 부재를 지지하는 하면과, 상기 하면에서 상부로 연장되는 측벽을 포함할 수 있다.

실시예는, 몰드 부재; 상기 몰드 부재 내에 배치되는 기어부; 상기 기어부에 대응되게 배치되는 스테이터; 및 상기 기어부와 상기 몰드 부재 사이에 배치되는 금속 재질의 지지 부재를 포함하고, 상기 기어부는 제1 기어와 상기 제1 기어와 대응되게 배치되는 제2 기어 및 상기 제2 기어에 배치되는 마그넷을 포함하고, 상기 지지 부재의 적어도 일부는 상기 기어부의 하면과 상기 몰드 부재의 일면 사이에 배치되는 전동 펌프를 제공할 수 있다.

상기 스테이터는 상기 몰드 부재에 매립될 수 있다.

상기 몰드 부재는 상기 기어부가 배치되는 수용부를 포함하고, 상기 몰드 부재의 상면은 상기 스테이터의 상단보다 높게 배치될 수 있다.

상기 기어부의 상측에 배치되는 커버를 포함하고, 상기 커버의 적어도 일부는 상기 수용부에 배치될 수 있다.

실시예는, 하우징; 상기 하우징에 배치되는 기어부; 상기 기어부를 구동하는 구동부; 및 상기 기어부와 상기 하우징 사이에 배치되는 지지 부재를 포함하고, 상기 기어부는 제1 기어와 상기 제1 기어에 대응하여 회전하는 제2 기어를 포함하고, 상기 구동부는 상기 제2 기어에 배치되는 마그넷과 상기 마그넷에 대응되게 배치되는 코일을 포함하고, 상기 지지 부재는 하우징과 결합하는 제1 영역과 상기 제1 기어와 고정되는 제2 영역을 포함하는 전동 펌프를 제공할 수 있다.

상기 하우징은 상기 기어부가 배치되는 수용부를 포함할 수 있다.

상기 지지 부재는 알루미늄을 포함할 수 있다.

상기 지지 부재의 일 영역은 상기 기어부를 축방향으로 관통하고, 다른 일 영역은 상기 기어부를 축방향으로 지지할 수 있다.

상기 지지 부재의 상단은 상기 기어부의 상면보다 높게 배치될 수 있다.

상기 지지 부재의 최대 직경은 상기 기어부의 외경보다 크거나 같을 수 있다.

상기 기어부는 상기 지지 부재가 배치되는 관통홀이 형성되고, 상기 기어부는 상기 관통홀이 형성되는 내주면에 축중심을 향하여 돌출된 돌출부가 형성될 수 있다.

상기 지지 부재는 상기 기어부의 내주면과 반경 방향으로 마주하는 측면을 포함하고, 상기 지지 부재의 측면 중 일부는 상기 돌출부와 접촉되고, 다른 일부는 상기 기어부의 내주면과 이격될 수 있다.

본 발명에 따르면, 하우징의 열변형으로 인한 기어부의 축방향 유격을 방지할 수 있으며, 기어부에 포함되는 기어들의 축심 오차를 줄여주어, 전동 펌프의 안정적인 구동이 가능하다.

본 발명에 따르면, 기어부와 스테이터 사이의 전기적 상호 작용을 이용하여 오일에 펌핑에 필요한 동력을 제공함으로써, 별도의 모터부를 생략할 수 있다. 이에, 전동 펌프의 축방향 길이를 줄이고, 전동 펌프의 소형화가 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동 펌프를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전동 펌프를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전동 펌프를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전동 펌프를 도시한 분해 사시도이다.
도 5는 하우징 및 스테이터의 단면을 도시한 단면 사시도이다.
도 6은 기어부 및 지지 부재가 결합된 상태를 도시한 사시도이다.
도 7은 제1 기어, 제2 기어 및 지지 부재를 도시한 분해 사시도이다.
도 8은 기어부 및 지지 부재가 결합된 상태를 도시한 평면도이다.
도 9은 지지 부재를 도시한 사시도이다.
도 10은 지지 부재를 도시한 평면도이다.
도 11는 지지 부재를 도시한 측면도이다.
도 12는 도 11의 일 부분을 확대하여 도시한 도면이다.
도 13은 제1 기어와 지지 부재가 결합된 상태를 도시한 평면도이다.
도 14는 도 3에서 나타낸 전동 펌프의 부분 단면도이다.
도 15는 오일의 압력에 대한 오일의 유량에 대하여, 비교예와 실시예를 비교한 그래프이다.

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

기어부의 회전 운동에 대하여 기준이 되는 회전축과 평행한 방향을 축방향이라고 하고, 상기 회전축을 중심으로 축방향과 수직한 방향을 반경 방향이라고 하고, 상기 축방향을 중심으로 반경 방향의 반지름을 갖는 원을 따라가는 방향을 원주 방향이라고 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동 펌프를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 1을 참조하면, 전동 펌프(10)는 하우징(110), 기어부(120), 스테이터(130), 지지 부재(140), 커버(150) 및 전원 공급부(160)를 포함한다.

하우징(110)과 커버(150)는 전동 펌프(10)의 외형을 형성할 수 있다. 하우징(110)의 내부에는 스테이터(130)와 기어부(120)가 배치될 수 있다. 하우징(110)은 수지 또는 플라스틱 재질로 형성될 수 있다.

하우징(110)은 하면(111)과 측벽(112)을 포함할 수 있다. 이때, 하면(111)은 스테이터(130)와 기어부(120)를 축방향으로 지지할 수 있다. 그리고, 측벽(112)은 스테이터(130)를 외측에서 둘러쌀 수 있다. 이때, 스테이터(130)의 내측에는 기어부(120)가 배치될 수 있다.

기어부(120)는 스테이터(130)와 전기적 상호 작용을 통해 회전한다. 기어부(120)는 스테이터(130)와 대응되어 배치될 수 있고, 내측에 배치될 수 있다. 기어부(120)는 유체를 펌핑시키는 역할을 하면서 펌핑에 필요한 동력을 제공한다.

스테이터(130)는 기어부(120)에 대응되게 배치된다. 스테이터(130)에는 회전 자계를 형성하는 코일이 권선되어 기어부(120)와의 전기적 상호 작용을 유발하여 기어부(120)의 회전을 유도한다.

지지 부재(140)는 기어부(120)와 하우징(110) 사이에 배치될 수 있다. 이때, 지지 부재(140)는 하면(101)에 고정될 수 있다. 그리고, 지지 부재(140)의 단부는 기어부(120)를 관통하여 커버(150)와 결합될 수 있다. 지지 부재(140)는 금속 재질일 수 있다. 이러한 지지 부재(140)는 기어부(120)가 회전하는 동안 기어부(120)의 하면과 마찰될 수 있다. 지지 부재(140)는 기어부(120)의 회전 마찰 줄여주고, 기어부(120)의 축방향 유격을 방지하여 줄 수 있다. 또한, 지지 부재(140)의 일측은 기어부(120)를 축방향으로 통과하여 기어부(120)의 회전축심을 고정하여 줄 수 있다. 동일하게 배치되어,

커버(150)는 기어부(120)의 상측에 배치될 수 있다. 커버(150)는 하우징(110)과 결합될 수 있다. 커버(150)는 금속 재질로 형성될 수 있다. 이때, 커버(150)는 지지 부재(140)와 동일한 재질일 수 있다. 커버(150)는 알루미늄을 포함할 수 있다.

전원 공급부(160)는 하우징(110)의 일측에 배치될 수 있다. 그리고, 전원 공급부(160)는 스테이터(130)와 전기적으로 연결되어, 스테이터(130)에 전류를 공급할 수 있다. 전원 공급부(160)는 인쇄회로기판 및 인쇄회로기판에 실장되는 전자부품을 포함할 수 있다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전동 펌프를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전동 펌프를 도시한 단면도이며, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전동 펌프를 도시한 분해 사시도이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 전동 펌프(20)는 몰드 부재(210), 기어부(220), 스테이터(230), 지지 부재(240), 커버(250) 및 전원 공급부(260)를 포함할 수 있다.

몰드 부재(210)는 스테이터(230)를 덮는다. 이때, 몰드 부재(210)는 스테이터(230)에 사출 형성될 수 있다. 그리고, 몰드 부재(210)는 내부에 수용부를 포함할 수 있다. 수용부에는 기어부(220)가 배치된다. 수용부는 원통 형상일 수 있다. 수용부의 직경은 기어부(220)의 외경보다 클 수 있다.

기어부(220)는 몰드 부재(210)의 수용부에 배치될 수 있다. 그리고, 기어부(220)는 제1 기어(221), 제2 기어(222) 및 마그넷(223)을 포함할 수 있다. 제2 기어(222)는 제1 기어(221)의 외측에 배치된다. 그리고, 마그넷(223)은 제2 기어(222)의 외주면에 배치될 수 있다. 마그넷(223)은 복수개일 수 있다. 마그넷(223)은 원주 방향을 따라 배치될 수 있다.

스테이터(230)는 몰드 부재(210)의 내부에 배치된다. 그리고, 스테이터(230)는 기어부(220)에 대응하여 배치된다. 스테이터(230)는 전원 공급부(260)와 전기적으로 연결되어 전원 공급부(260)로부터 전류가 공급되면 마그넷(223)과 전기적 상호 작용이 유발될 수 있다.

지지 부재(240)는 기어부(220)와 몰드 부재(210)의 사이에 배치된다. 지지 부재(240)는 일면이 몰드 부재(210)와 접촉된다. 이때, 지지 부재(240)의 일면은 몰드 부재(210)에 고정될 수 있다. 지지 부재(240)는 단부가 기어부(220)를 관통할 수 있다. 그리고, 지지 부재(240)의 단부는 커버(250)와 결합될 수 있다. 지지 부재(240)는 금속 재질일 수 있다. 지지 부재(240)는 스테이터(230)와 기어부(220)의 전기적 상호 작용에 의하여 기어부(220)가 구동하면 기어부(220)와 습동될 수 있다. 이러한 지지 부재(240)는 금속 재질로 형성되어 기어부(220)와의 습동성이 우수하다. 그리고 기어부(220)와 몰드 부재(210) 사이의 축방향 유격을 방지하여 줄 수 있다. 또한, 지지 부재(240)는 기어부(220)의 회전축심을 고정해주어 기어부(220)가 보다 안정적으로 구동할 수 있다.

커버(250)는 기어부(220)의 상측에 배치되어, 몰드 부재(210)의 상단과 결합될 수 있다. 커버(250)는 금속 재질로 형성될 수 있다. 커버(250)는 흡입 포트(미도시)와 배출 포트(미도시)를 포함할 수 있다. 흡입포트(미도시) 및 배출포트(미도시)는 유체가 기어부(220)에 의해 원할하게 흡입되고 배출될 수 있게 유도할 수 있다.

전원 공급부(260)는 몰드 부재(210)의 일측에 배치될 수 있다. 그리고, 전원 공급부(260)는 스테이터(230)와 전기적으로 연결되어, 스테이터(230)에 전류를 공급할 수 있다. 전원 공급부(260)는 인쇄회로기판 및 인쇄회로기판에 실장되는 전자부품을 포함할 수 있다.

도 5는 몰드 부재와 스테이터의 단면을 도시한 단면 사시도이다.

도 5를 참조하면, 스테이터(230)는 스테이터 코어(231), 스테이터 코어(231)에 권선되는 코일(232) 및 스테이터 코어(231)와 코일(232) 사이에 배치되는 인슐레이터(233)를 포함할 수 있다. 이때, 코일(232)은 전원 공급부(260)에 접속될 수 있다. 스테이터(230)는 몰드 부재(210)에 매립된다.

몰드 부재(210)는 스테이터 코어(231), 코일(232) 및 인슐레이터(233)를 덮을 수 있다. 이때, 몰드 부재(210)는 스테이터(230)와 사출 방식에 의하여 결합될 수 있다. 사출 방식으로는 인서트 사출 방식이 이용될 수 있다. 이때, 몰드 부재(210)는 수지 또는 플라스틱 재질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 몰드 부재(210)은 열전도 플라스틱 재질로 형성될 수 있다. 열전도 플라스틱으로는 펠렛 타입의 레진, 방열수지, PPA(Polyphtalamide) 수지, CNT(Carbon NanoTube) 등이 포함될 수 있다.

몰드 부재(210)의 상면(210A)에는 커버(250)가 배치될 수 있다. 이때, 몰드 부재(210)의 상면(210A)은 스테이터(230)의 상단보다 높게 배치될 수 있다. 그리고, 몰드 부재(210)의 상면(210A)에는 적어도 하나의 체결홀(210H)이 형성될 수 있다. 그리고, 체결홀(210H)에는 체결 부재가 결합하기 위한 나사산이 형성될 수 있다. 이때, 체결홀(210H)은 체결 부재에 의하여 커버(250)와 결합될 수 있다.

몰드 부재(210)는 수용부(S)를 형성할 수 있다. 수용부(S)에는 기어부(220)가 배치될 수 있다. 수용부(S)는 원통 형상일 수 있다. 수용부(S)의 축방향 길이는 기어부(220)의 축방향 길이 보다 클 수 있다. 그리고, 수용부(S)의 직경의 크기는 기어부(220)의 외경의 크기보다 클 수 있다.

그리고, 수용부(S)의 상측은 커버(250)에 의하여 폐쇄될 수 있다.

커버(250)는 가장 자리는 몰드 부재(210)의 상면(210A)에 결합된다. 커버부(250)의 중앙부는 기어부(210) 측으로 돌출되어 수용부(S)에 배치될 수 있다. 이때, 커버(250)의 중앙부는 기어부(220)의 상단을 고정해줄 수 있다. 그리고, 수용부(S)는 커버(250)의 흡입 포트(미도시) 및 배출 포트(미도시)와 연결될 수 있다. 이때, 흡입포트(미도시) 및 배출포트(미도시)는 공간 상 구획되어 형성될 수 있다.

도 6은 기어부 및 지지 부재가 결합된 상태를 도시한 시사도이고, 도 7은 제1 기어, 제2 기어 및 지지 부재를 도시한 분해 사시도이고, 도 8는 제2 기어 및 지지 부재를 도시한 평면도이다.

본 실시예에서는 설명의 편의를 위하여 도 3에 도시된 기어부(220) 및 지지 부재(240)를 참조로 설명하였으나, 본 실시예에서 설명하는 기어부(220) 및 지지 부재(240)의 형상과 기능은 도 1 및 도 6에 도시된 기어부(120) 및 지지 부재(140)에도 적용될 수 있다.

도 6을 참조하면, 지지 부재(240)는 기어부(220)를 축방향으로 지지한다. 또한, 지지 부재(240)는 기어부(220)를 관통하여 기어부(220)의 회전 축심을 고정하여 줄 수 있다. 이를 위해, 지지 부재(240)는 제1 영역(241) 및 제2 영역(242)을 포함할 수 있다.

제1 영역(241)은 기어부(220)의 하측에 배치된다. 이때, 제1 영역(241)은 기어부(220)의 하면을 지지해줄 수 있다. 그리고, 제1 영역(241)은 몰드 부재(210)에 고정될 수 있다. 제1 영역(241)은 원판 형상일 수 있다. 제1 영역(241)의 직경(D2)은 기어부(220)의 외경(D1)보다 크거나 같을 수 있다. 한편, 도면에서는 도시하지 않았지만, 제1 영역의 직경이 기어부의 외경보다 작게 형성되고, 기어부의 가장자리가 몰드 부재로부터 이격될 수도 있다.

제2 영역(242)은 제1 영역(241)에서 돌출될 수 있다. 제2 영역(242)은 제1 기어(221)를 관통할 수 있다. 이때, 제2 영역(242)은 제1 기어(221)의 회전축심에 배치될 수 있다. 제2 영역(242)은 축방향으로 연장된 원통형 부재일 수 있다. 이때, 제2 영역(242)의 직경은 제1 기어(221)의 내주면의 직경보다 작을 수 있다.

도 7을 참조하면, 제1 기어(221)는 제2 기어(222)의 내측에 배치되고, 제1 기어(221)의 내측에 제2 영역(242)이 배치될 수 있다. 제2 영역(242)은 제1 기어(221)를 축방향으로 관통할 수 있다. 이때, 제2 영역(242)의 축방향 길이는 기어부(220)의 축방향 길이보다 클 수 있다. 제2 영역(242)의 단부는 제1 기어(221)의 상면보다 높게 배치될 수 있다. 그리고, 제2 영역(241)의 단부는 커버(250)에 결합될 수 있다.

도 8을 참조하면, 제1 기어(221)에는 축 중심을 기준하여 반경 방향으로 외향하여 N개의 외측 로브(2211)가 원주 방향을 따라 형성될 수 있다. 한편, 제2 기어(222)에는 반경 방향으로 내향하여 내향하여 N+1개의 내측 로브(2221)가 형성될 수 있다. 이때, 외측 로브(2211)가 내측 로브(2221)에 걸리도록 형성될 수 있다. 제1 기어(221)가 회전함에 따라 제2 기어(222)는 (N+1)/N의 회전비로 회전하게 된다. 기어부(220)는 제1 기어(221)가 회전할 때 일정한 편심 구조를 갖게 되는데, 이러한 편심에 의해 제1 기어(221)와 제2 기어(222) 사이에 유체(오일)를 운반할 수 있는 공간이 발생한다. 즉, 제1 기어(221)의 회전 운동시 체적이 증가한 부분은 압력 강하로 주위의 유체를 흡입하고, 체적이 감소한 부분은 압력의 증가로 유체를 토출하게 된다.

기어부(220)는 스테이터(330)와 전기적 상호 작용을 발생시켜 오일을 펌핑하는 동시에 펌핑에 필요한 동력을 제공한다. 이에, 본 발명에 따른 전동 펌프는 별도의 모터부를 생략하여 전동 펌프의 축방향 길이를 축소시킬 수 있다.

도 9는 지지 부재를 도시한 사시도이고, 도 10은 지지 부재를 도시한 평면도이며, 도 11은 지지 부재를 도시한 측면도이고, 도 12는 도 11에서 일 부분을 확대하여 도시한 도면이다.

도 9를 참조하면, 지지 부재(240)는 제1 영역(241)과, 제1 영역(241)의 상면에서 상향으로 돌출되는 제2 영역(242)을 포함할 수 있다. 이때, 제1 영역(241)과 제2 영역(242)은 일체로 형성될 수 있다. 지지 부재(240)는 알루미늄을 포함할 수 있다. 이때, 커버(250)는 지지 부재(240)와 동일한 재질일 수 있다.

제1 영역(241)은 제1 면(241A)과 제2 면(241B)을 포함할 수 있다. 제1 면(241A)과 제2 면(241B)은 축방향으로 배치될 수 있다. 이때, 제1 면(241A)은 기어부(220)를 향하여 배치된다. 그리고, 제2 면(241B)은 몰드 부재(210)를 향하여 배치된다. 제1 면(241A)은 기어부(220)와 접촉되고, 제2 면(241B)은 몰드 부재(210)와 접촉된다. 이때, 기어부(220)가 회전하는 동안 제1 면(241A)과 기어부(200)의 접촉된 부분이 마찰될 수 있다. 제1 영역(241)의 직경(D2)은 기어부(220)의 외경보다 크거나 같을 수 있다.

제1 영역(241)은 원판 형상일 수 있다. 이때, 제1 영역(241)의 축방향으로 제1 두께(T1)를 가질 수 있다. 이때, 제1 두께(T1)는 수용부(S)에 배치된 몰드 부재(210)와 커버(250) 사이의 거리에서 기어부(220)의 축방향 길이를 뺀 값과 같을 수 있다. 이때, 제1 영역(241)의 제1 두께(T1)에 따라 기어부(220)의 축방향 높낮이를 조절할 수 있다. 또한, 제1 영역(241)의 제1 두께(T1)를 조절하여 축방향으로 배치되는 몰드 부재(210), 기어부(220) 및 커버(250) 사이의 유격을 방지할 수 있다.

제2 영역(242)은 제1 영역(241)에서 연장된다. 제2 영역(242)은 제1 면(241A)에 배치될 수 있다. 제2 영역(242)은 제1 면(241A) 중심에 편심되도록 배치될 수 있다. 제1 면(241A)의 가장 자리 중 한 지점(P1)에서 제2 영역(242)까지의 최단 거리는 제1 영역(241)의 상면의 가장 자리 중 다른 한 지점(P2)에서 제2 영역(242)까지의 최단 거리와 상이할 수 있다.

제2 영역(242)은 제1 부(2421) 및 제2 부(2422)를 포함할 수 있다. 제1 부(2421)는 제1 영역(241)에서 연장될 수 있다. 제1 부(2421)는 제1 기어(221)의 내측에 배치될 수 있다. 이때, 제1 부(2421)의 직경(D3)은 제1 기어(221)의 내주면의 직경보다 작거나 같을 수 있다. 이처럼 제1 부(2421)는 제1 기어(221)의 회전 운동의 기준이 되는 회전축에 배치되어, 기어부(220)의 반경 방향 움직임을 지지할 수 있다.

제2 부(2422)는 제1 부(2421)의 단부에서 연장될 수 있다. 제2 부(2422)는 제1 기어(221)의 상면보다 상측에 배치될 수 있다. 그리고, 제2 부(2422)는 커버(250)와 결합될 수 있다. 이때, 커버(250)에는 제2 부(2422)의 형상에 대응하는 홈이 형성되어, 제2 부(2422)는 상기 홈에 배치될 수 있다. 제2 부(2422)의 직경(D4)은 제1 부(2421)의 직경(D3)보다 작을 수 있다. 실시예에 따르면, 제1 부(2421)의 직경(D3)에 대한 제2 부(2422)의 직경의 비는 0.5 내지 0.8일 수 있다. 이러한 지지 부재(240)는 기어부(220)가 구동하는 동안 기어부(220)를 반경 방향 움직임을 지지해줄 수 있으며, 커버(250)와 결합되어 고정력을 높여줄 수 있다.

제2 영역(242)은 축방향 길이(L)는 제1 부(2421)와 제2 부(2422)의 축방향 길이의 합과 같다. 이때, 제1 부(2421)는 축방향으로 제1 길이(L1)를 가지고, 제2 부(2422)는 축방향으로 제2 길이(L2)를 가질 수 있다. 이때, 제1 길이(L1)는 제2 길이(L2)보다 클 수 있다. 실시예에 따르면, 제1 길이(L1)에 대한 제2 길이(L2)의 비는 0.15 내지 0.4일 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도면에서는 도시하지 않았지만, 제2 영역(242)의 축방향 길이(L)가 기어부(220)의 축방향 길이보다 작을 수 있다. 이대, 제2 영역(242)의 상단은 기어부(220)의 상면 보다 낮게 배치될 수 있다. 그리고, 제2 영역(242)의 상단은 커버(250)와 이격될 수 있다.

도 12를 참조하면, 제1 부(2421)의 상단의 가장자리는 테이퍼지게 형성될 수 있다. 또한, 제2 부(2422)의 상단의 가장자리는 테이퍼지게 형성될 수 있다. 그리고, 제2 영역(242)은 제1 부(2421)와 제2 부(2422)를 연결하는 단턱(2423)을 포함할 수 있다.

도 13은 지지 부재(140)와 제1 기어가 결합된 상태를 도시한 평면도이다.

도 13을 참조하면, 제1 기어(211)는 반경 방향을 기준으로 최소 폭인 제1 폭(W)을 가질 수 있다. 이때, 제1 폭(W)은 제1 기어(211)의 내경과 제1 기어(211)의 이뿌리원(dedendum circle) 사이의 최단 거리일 수 있다. 제1 폭(W1)은 제1 부(2421)의 직경(D3)보다 작을 수 있다. 예컨데, 제1 폭(W1)는 2 내지 4.5 mm일 수 있고, 제1 부(2421)의 직경(D3)은 4.5 내지 6.5mm 일 수 있다. 이때, 제1 폭(W1)과 제1 부(2421)의 직경(D3)은 전동 펌프의 사이즈에 따라 달라질 수 있다. 제1 부(2421)의 직경(D3)에 대한 제1 폭(W1)의 비는 0.3 내지 1일 수 있다. 이때, 제1 부(2421)의 직경(D3)에 대한 제1 폭(W1)의 비가 낮아질수록 제1 기어(211)의 기계적 강성이 떨어질 수 있다. 반면, 1 부(2421)의 직경(D3)에 대한 제1 폭(W1)의 비가 높아지면 제1 부(2421)의 직경이 충분히 확보되지 못하여 지지 부재(240) 기계적 강성이 떨어질 수 있다.

도 14는 도 3에서 나타낸 전동 펌프의 부분 단면도이다.

도 14를 참조하면, 제1 기어(221)는 지지 부재(240)를 향하는 하면과 커버(250)를 향하는 상면을 포함할 수 있다. 그리고, 제1 기어(221)는 상면과 하면을 관통하는 관통홀(221H)이 형성될 수 있다. 이때, 관통홀(221H)에는 제1 기어(221)의 회전 운동의 기준이 되는 회전축(RA, Rotation Axis)이 배치될 수 있다. 그리고, 제1 부(2421)는 관통홀(221H)에 배치될 수 있다. 이때, 제1 부(2421)는 제1 기어(221)의 내주면과 마주하는 측면(2421A)을 포함할 수 있다. 관통홀(221H)의 직경은 제1 부(2421)의 직경보다 크게 형성되어, 측면(2421)은 제1 기어(221)의 내주면에서 이격될 수 있다.

제1 기어(221)는 회전축(RA)을 향하여 돌출되는 돌출부(2212)포함할 수 있다. 돌출부(2212)는 제1 기어(221)의 내주면에 배치될 수 있다. 이때, 돌출부(2212)는 제1 부(2421)의 측면(2421A)과 접촉되는 돌출면(221A)을 포함할 수 있다.

제1 부(2421)의 측면(2421A)은 제1 파트(2421A1), 제2 파트(2421A2) 및 제3 파트(2421A3)를 포함할 수 있다.

제1 파트(2421A1)는 돌출면(221A)과 접촉될 수 있다. 제1 파트(2421A1)는 제1 영역(241)에서 이격될 수 있다. 그리고, 제2 파트(2421A2)는 제1 영역(241)과 제1 파트(2421A1) 사이에 배치될 수 있다. 이때, 제2 파트(2421A2)는 제1 기어(221)와 이격될 수 있다. 제2 파트(2421A2)는 제1 파트(2421A1) 보다 축방향 길이가 클 수 있다. 또한, 제3 파트(2421A3)는 제1 파트(2421A1)와 제2 부(2422)의 사이에 배치될 수 있다. 이때, 제3 파트(2421A3)는 제1 기어(221)와 이격될 수 있다. 한편, 커버(250)는 제3 파트(2421A3)는 제1 기어(221) 사이로 돌출되는 돌기(251)를 포함할 수 있다. 그리고 커버(250)는 돌기(251)의 내측으로 홈(250G)이 형성될 수 있다. 이때, 홈(250G)에는 제2 부(2422)가 배치될 수 있다. 홈(250G)의 축방향 길이는 제2 부(2422)의 축방향 길이보다 길게 형성될 수 있다. 이때, 제2 부(2422)의 상단은 커버(250)와 이격될 수 있다.

커버(250)는 홈(250G)과 돌기(251)의 사이에 배치되는 안착면(250A)을 포함할 수 있다. 이때, 안착면(250A)은 단턱(2423)과 접촉될 수 있다. 이처럼 커버(250)는 지지 부재(240)와 결합 고정되기 위한 구조를 포함하여 지지 부재(240)의 고정력을 높일 수 있다.

도 15는 오일의 압력에 대한 오일의 유량에 대하여, 비교예와 실시예를 비교한 그래프이다.

도 15에서 실시예에서는 도 3의 구조와 같은 하우징, 기어부, 스테이터, 지지 부재 및 커버를 포함하는 전동 펌프의 오일의 압력에 대한 오일의 유량 변화를 측정하였다. 실시예의 전동 펌프는 기어부를 통해 동력이 발생되고 기어부에서 오일을 펌핑하는 구조이다.

비교예 1에서는 종래의 모터부와 펌프부가 기구적으로 분리된 전동 펌프의 오일의 압력에 대한 오일의 유량 변화를 측정한 것이다. 비교예 1의 전동 펌프는 모터부에서 발생된 동력을 펌프부에 전달하여 펌프부가 동작하는 구조이다.

비교예 2에서는 도 3의 구조에서 지지 부재를 생략한 전동 펌프의 오일의 압력에 대한 오일의 유량 변화를 측정하였다. 이때, 비교예 2의 전동 펌프는 실시예에서 사용한 전동 펌프에서 지지 부재가 생략한 것을 제외하고는 나머지 구성이 동일할 수 있다.

도 15를 참조하면, 비교예 2는 비교예 1과 비교하여 오일의 압력이 증가할수록 오일의 유량이 급격히 감소하는 것을 알 수 있다. 따라서, 비교예 2의 전동 펌프는 종래의 모터부와 펌프부가 기구적으로 분리된 전동 펌프에 비하여 오일의 압력에 따른 오일의 유량값이 급격히 저하되는 것을 알 수 있다. 이를 통해, 모터부와 펌프부의 역할을 하는 기어부를 포함하는 전동 펌프는 축방향 길이를 줄일 수 있지만 기어부와 하우징 사이에 축방향으로 유격이 발생하여 유압의 손실이 발생하는 것을 확인할 수 있다.

반면, 실시예는 비교예 2와 비교하여 오일의 압력이 증가하여도 오일의 유량이 비교적 적게 감소하는 것을 알 수 있다. 이때, 실시예의 유량 감소 폭과 비교예 1의 유량 감소 폭이 유사한 것을 알 수 있다. 즉, 실시예는 비교예 2와 유사한 구조를 가지면서 비교예 1과 오일의 펌핑 성능이 큰 차이가 없음을 알 수 있다. 이와 같이 본 발명에 따른 전동 펌프는 축방향 길이를 줄여 사이즈를 소형화하면서 기어부와 하우징 사이에 축방향으로 유격이 발생하는 것을 방지하여 오일의 펌핑 성능을 유지할 수 있다.

전술된 실시예는 전동 펌프를 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다. 차량용 또는 가전용 등 다양한 기기에 이용할 수 있다.

10, 20: 전동 펌프
110: 하우징
120, 220: 기어부
130, 230: 스테이터
140, 240: 지지 부재
150, 250: 커버
160, 260: 전원 공급부
210: 몰드 부재
221: 제1 기어
222: 제2 기어
223: 마그넷
241: 제1 영역
242: 제2 영역
2421: 제1 부
2422: 제2 부

Claims

하우징;
상기 하우징에 배치되는 기어부;
상기 기어부에 대응되게 배치되는 스테이터; 및
상기 기어부와 상기 하우징 사이에 배치되는 지지 부재를 포함하고,
상기 기어부는 제1 기어와 상기 제1 기어와 대응되게 배치되는 제2 기어 및 상기 제2 기어에 배치되는 마그넷을 포함하고,
상기 지지 부재는 상기 제1 기어를 지지하는 제1 영역과 상기 제1 영역에서 돌출되어 상기 제1 기어에 삽입되는 제2 영역을 포함하는 전동 펌프.
제1항에 있어서,
상기 제2 영역은 상기 제1 기어를 관통하는 전동 펌프.
하우징;
상기 하우징에 배치되는 기어부;
상기 기어부에 대응되게 배치되는 스테이터;
상기 기어부의 상측에 배치되는 커버; 및
상기 기어부의 하측과 배치되는 지지 부재를 포함하고,
상기 지지 부재는 상기 기어부를 축방향으로 통과하여 상기 커버와 결합되는 제2 영역을 포함하는 전동 펌프.
제3항에 있어서,
상기 하우징은 상기 커버와 결합되는 전동 펌프.
제4항에 있어서,
상기 하우징은
상기 기어부와 상기 지지 부재를 지지하는 하면과,
상기 하면에서 상부로 연장되는 측벽을 포함하는 전동 펌프.
몰드 부재;
상기 몰드 부재 내에 배치되는 기어부;
상기 기어부에 대응되게 배치되는 스테이터; 및
상기 기어부와 상기 몰드 부재 사이에 배치되는 금속 재질의 지지 부재를 포함하고,
상기 기어부는 제1 기어와 상기 제1 기어와 대응되게 배치되는 제2 기어 및 상기 제2 기어에 배치되는 마그넷을 포함하고,
상기 지지 부재의 적어도 일부는 상기 기어부의 하면과 상기 몰드 부재의 일면 사이에 배치되는 전동 펌프.
제6항에 있어서,
상기 스테이터는 상기 몰드 부재에 매립되는 전동 펌프.
제7항에 있어서,
상기 몰드 부재는 상기 기어부가 배치되는 수용부를 포함하고,
상기 몰드 부재의 상면은 상기 스테이터의 상단보다 높게 배치되는 전동 펌프.
제8항에 있어서,
상기 기어부의 상측에 배치되는 커버를 포함하고,
상기 커버의 적어도 일부는 상기 수용부에 배치되는 전동 펌프.
하우징;
상기 하우징에 배치되는 기어부;
상기 기어부를 구동하는 구동부; 및
상기 기어부와 상기 하우징 사이에 배치되는 지지 부재를 포함하고,
상기 기어부는 제1 기어와 상기 제1 기어에 대응하여 회전하는 제2 기어를 포함하고,
상기 구동부는 상기 제2 기어에 배치되는 마그넷과 상기 마그넷에 대응되게 배치되는 코일을 포함하고,
상기 지지 부재는 하우징과 결합하는 제1 영역과 상기 제1 기어와 고정되는 제2 영역을 포함하는 전동 펌프.
제10항에 있어서,
상기 하우징은 상기 기어부가 배치되는 수용부를 포함하는 전동 펌프.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지지 부재는 알루미늄을 포함하는 전동 펌프.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지지 부재의 일 영역은 상기 기어부를 축방향으로 관통하고, 다른 일 영역은 상기 기어부를 축방향으로 지지하는 전동 펌프.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지지 부재의 상단은 상기 기어부의 상면보다 높게 배치되는 전동 펌프.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지지 부재의 최대 직경은 상기 기어부의 외경보다 크거나 같은 전동 펌프.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기어부는 상기 지지 부재가 배치되는 관통홀이 형성되고,
상기 기어부는 상기 관통홀이 형성되는 내주면에 축중심을 향하여 돌출된 돌출부가 형성되는 전동 펌프.
제16항에 있어서,
상기 지지 부재는 상기 기어부의 내주면과 반경 방향으로 마주하는 측면을 포함하고,
상기 지지 부재의 측면 중 일부는 상기 돌출부와 접촉되고, 다른 일부는 상기 기어부의 내주면과 이격되는 전동 펌프.