WO2018169378A1 - 워터펌프 - Google Patents

워터펌프 Download PDF

Info

Publication number
WO2018169378A1
WO2018169378A1 PCT/KR2018/003178 KR2018003178W WO2018169378A1 WO 2018169378 A1 WO2018169378 A1 WO 2018169378A1 KR 2018003178 W KR2018003178 W KR 2018003178W WO 2018169378 A1 WO2018169378 A1 WO 2018169378A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
impeller
cooling water
piston
water pump
rotor
Prior art date
Application number
PCT/KR2018/003178
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
원유만
Original Assignee
명화공업주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 명화공업주식회사 filed Critical 명화공업주식회사
Priority to US16/494,760 priority Critical patent/US20200102970A1/en
Priority to CN201880018757.XA priority patent/CN110475953A/zh
Priority to JP2019548273A priority patent/JP2020510784A/ja
Priority to EP18767300.9A priority patent/EP3597880A4/en
Publication of WO2018169378A1 publication Critical patent/WO2018169378A1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P5/00—Pumping cooling-air or liquid coolants
    • F01P5/10—Pumping liquid coolant; Arrangements of coolant pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D15/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
    • F04D15/0027—Varying behaviour or the very pump
    • F04D15/0038—Varying behaviour or the very pump by varying the effective cross-sectional area of flow through the rotor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P5/00—Pumping cooling-air or liquid coolants
    • F01P5/10—Pumping liquid coolant; Arrangements of coolant pumps
    • F01P5/12—Pump-driving arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00—Pumping installations or systems
    • F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D15/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
    • F04D15/0005—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems by using valves
    • F04D15/0022—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems by using valves throttling valves or valves varying the pump inlet opening or the outlet opening
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D25/00—Pumping installations or systems
    • F04D25/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D25/026—Units comprising pumps and their driving means with a magnetic coupling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/08—Sealings
    • F04D29/086—Sealings especially adapted for liquid pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/44—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/46—Fluid-guiding means, e.g. diffusers adjustable
    • F04D29/466—Fluid-guiding means, e.g. diffusers adjustable especially adapted for liquid fluid pumps
    • F04D29/468—Fluid-guiding means, e.g. diffusers adjustable especially adapted for liquid fluid pumps adjusting flow cross-section, otherwise than by using adjustable stator blades
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P5/00—Pumping cooling-air or liquid coolants
    • F01P5/10—Pumping liquid coolant; Arrangements of coolant pumps
    • F01P5/12—Pump-driving arrangements
    • F01P2005/125—Driving auxiliary pumps electrically
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D15/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
    • F04D15/02—Stopping of pumps, or operating valves, on occurrence of unwanted conditions
    • F04D15/0245—Stopping of pumps, or operating valves, on occurrence of unwanted conditions responsive to a condition of the pump
    • F04D15/0263—Stopping of pumps, or operating valves, on occurrence of unwanted conditions responsive to a condition of the pump the condition being temperature, ingress of humidity or leakage
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2270/00—Control
    • F05D2270/60—Control system actuates means
    • F05D2270/64—Hydraulic actuators

Definitions

  • the present invention relates to a water pump, and more particularly, to a water pump for cooling the engine by applying pressure to the introduced coolant to circulate the engine.
  • the main body portion is accommodated in the housing so that one end is connected to the cylinder portion and the other end faces the cooling water flow hole formed in the impeller cover, and the piston is closed when the piston moves in the side direction from the cylinder portion. It is preferable to further include a check valve for preventing the cooling water flow into the main body portion.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a state in which the discharge port of the water pump according to an embodiment of the present invention is closed;
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state in which the discharge port of the water pump according to an embodiment of the present invention is opened;
  • the rotating shaft 1130 is coupled to the impeller 1120 and receives the driving force transmitted from the outside to rotate the impeller 1120.
  • the rotation shaft 1130 may receive a driving force from a drive motor (not shown), or may receive power of a vehicle engine by a power transmission means such as a pulley (not shown), but is not limited thereto.
  • the cylinder portion 1200 is formed above the coolant flow rate control means 1140, and a hydraulic space 1200a is formed therein to receive the coolant to apply pressure to the coolant flow rate control means 1140.
  • the cylinder portion 1200 is a medium for connecting the driving unit 1400 and the main body 1100 which will be described later, so that the flow rate of the coolant discharged from the main body unit 1100 by the driving unit 1400 can be adjusted.
  • the check valve 1150 is opened so that the coolant may be supplied into the hydraulic space 1200a.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)

Abstract

본 발명은, 냉각수가 유입 및 토출되는 유입구 및 토출구가 형성된 하우징과, 상기 하우징 내부에 수용되며 회전에 의해 냉각수를 유입 및 토출시키는 임펠러와, 상기 임펠러에 결합하며 외부 구동력을 전달받아 상기 임펠러를 회전시키는 회전축과, 상기 임펠러의 상측에 배치되며 상기 토출구를 선택적으로 개폐하도록 작동하는 냉각수유량제어수단을 포함하는 본체부; 상기 냉각수유량제어수단의 상측에 형성되어, 상기 냉각수유량제어수단에 압력을 가하는 냉각수를 수용하는 유압공간이 내부에 형성된 실린더부; 상기 유압공간 내부에 위치하며, 상기 유압공간 내부에 존재하는 냉각수에 압력을 가하는 피스톤; 상기 실린더부의 측면에 결합하며, 상기 피스톤을 전후진시키는 구동부; 및 상기 피스톤의 전면 또는 후면과 대향하는 상기 실린더부의 내측 면에 위치하며, 탄성 소재로 이루어지는 잠김방지부재를 포함하는 워터펌프를 제공한다. 본 발명에 따른 워터펌프에 의하면, 잠김방지부재를 구비함으로써, 피스톤이 실린더부의 내벽에 접촉되어 움직이지 못하는 상황을 원천적으로 방지할 수 있다.

Description

워터펌프
본 발명은 워터펌프에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 유입된 냉각수에 압력을 가하여 엔진 내부를 순환하도록 함으로써 엔진을 냉각시키는 워터펌프에 관한 것이다.
일반적으로, 워터펌프란 냉각수를 엔진 내부로 강제로 순환시켜, 차량 내부의 전장품을 냉각시켜 주는 펌프를 의미한다. 자동차의 엔진과 같이 연료의 폭발력을 이용하여 동력을 얻는 기관은, 작동 중 고온의 열을 발생하게 된다. 이를 적절히 제어하지 못하면, 엔진 자체는 물론 인접하는 다른 기관에 대해서도 악영향을 미치게 된다. 따라서 위와 같은 열을 식혀주기 위한 수단으로서 냉각수가 필수적으로 사용된다.
이러한 워터펌프와 관련된 기술로서, 엔진 동력의 일부를 전달받아 작동하는 기계식 워터펌프와, 워터펌프 임펠러에 전달되는 엔진 동력을 선택적으로 차단시키는 클러치를 구비한 클러치식 워터펌프와, 냉각수의 유량 제어를 위한 별도의 마그넷과 위치센서를 구비한 가변식 워터펌프(국제공개특허 WO 2016/012378 AI)가 있다.
종래의 기계식 워터펌프는 엔진 동력에 의해 상시 구동되므로, 엔진에 시동을 거는 경우 등과 같이 엔진을 냉각할 필요가 없는 경우에도 엔진을 냉각하게 되어 엔진 효율 및 냉각 효율이 감소하는 문제점이 존재한다.
또한, 종래의 클러치식 워터펌프는 전자석의 동작에 따라 클러치와 마찰부의 결합에 따른 마찰 및 소음이 발생하는 문제점이 존재한다.
게다가, 종래의 가변식 워터펌프는 유량 제어를 위한 별도의 부품을 사용하므로 워터펌프의 구조가 복잡해지며 제품의 가격이 상승하는 문제점이 존재한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 구조가 간단하고 내부 부품 사이의 마찰 및 소음을 방지할 수 있으면서도 토출되는 냉각수의 유량을 조절할 수 있도록 개선된 워터펌프를 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명은, 냉각수가 유입 및 토출되는 유입구 및 토출구가 형성된 하우징과, 상기 하우징 내부에 수용되며 회전에 의해 냉각수를 유입 및 토출시키는 임펠러와, 상기 임펠러에 결합하며 외부 구동력을 전달받아 상기 임펠러를 회전시키는 회전축과, 상기 임펠러의 상측에 배치되며 상기 토출구를 선택적으로 개폐하도록 작동하는 냉각수유량제어수단을 포함하는 본체부; 상기 냉각수유량제어수단의 상측에 형성되어, 상기 냉각수유량제어수단에 압력을 가하는 냉각수를 수용하는 유압공간이 내부에 형성된 실린더부; 상기 유압공간 내부에 위치하며, 상기 유압공간 내부에 존재하는 냉각수에 압력을 가하는 피스톤; 상기 실린더부의 측면에 결합하며, 상기 피스톤을 전후진시키는 구동부; 및 상기 피스톤의 전면 또는 후면과 대향하는 상기 실린더부의 내측 면에 위치하며, 탄성 소재로 이루어지는 잠김방지부재를 포함하는 워터펌프를 제공한다.
여기서, 상기 구동부는, 상기 피스톤과 결합하며, 상기 피스톤을 상기 유압공간 내에서 이동시키는 리니어샤프트와, 상기 리니어샤프트의 외면에 형성된 나사산에 결합하며, 회전에 의해 상기 리니어샤프트를 전후로 이동시키는 회전자와, 상기 회전자를 감싸도록 배치되며, 상기 회전자를 회전시키는 고정자와, 상기 리니어샤프트, 회전자 및 고정자를 내부에 수용하는 모터케이싱을 포함할 수 있다.
상기 고정자는 영구자석이며, 상기 회전자는 코일이 감겨진 슬롯으로 이루어져 상기 고정자와의 자기작용에 의해 회전할 수 있다.
반대로, 상기 고정자는 코일이 감겨진 슬롯으로 이루어지며, 상기 회전자는 영구자석으로 이루어져 상기 고정자와의 자기작용에 의해 회전할 수 있다.
한편, 상기 냉각수유량제어수단은, 상기 임펠러의 상측에 배치되며, 상기 임펠러와 대향하는 단부가 개방된 실린더 형상으로 형성되고, 측면이 상기 토출구를 선택적으로 개폐하도록 작동하는 임펠러커버와, 상기 임펠러커버의 상부에 배치되며, 상기 유압공간과 연통하는 가압공간이 내부에 형성되고, 상기 가압공간으로 유입된 냉각수를 통해 상기 임펠러커버에 압력을 가하는 챔버커버와, 상기 임펠러커버와 챔버커버 사이의 가압공간에 개재되어 상기 임펠러커버와 챔버커버 사이의 틈새를 씰링하며, 상기 가압공간으로 유입된 냉각수에 의해 가해지는 압력을 상기 임펠러커버로 전달하는 가압부재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 냉각수유량제어수단은, 상기 임펠러커버와 임펠러 사이에 개재되며, 상기 임펠러커버에 대해 가압공간 측으로 탄성복원력을 가하는 탄성부재를 더 포함할 수 있다.
상기 본체부는, 일단이 상기 실린더부와 연결되고 타단이 상기 임펠러커버에 형성된 냉각수유동홀과 대향하도록 상기 하우징의 내부에 수용되며, 상기 피스톤이 상기 본체부 측 방향으로 이동 시 폐쇄되어 상기 실린더부로부터 본체부로 냉각수가 유입되는 것을 방지하는 체크밸브를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 체크밸브는, 상기 본체부와 실린더부를 연통시키는 유로가 내부에 형성된 밸브실린더와, 상기 밸브실린더의 내측면에서 돌출 형성된 걸림단과, 상기 유로에 위치하며, 상기 실린더부로부터 본체부로 유동하는 냉각수에 의해 걸림단에 걸리게 되어, 상기 유로를 폐쇄하는 씰링볼을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 워터펌프에 의하면, 구조가 간단하고 내부 부품 사이의 마찰 및 소음을 방지할 수 있으면서도 토출되는 냉각수의 유량을 조절할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 워터펌프에 의하면, 잠김방지부재를 구비함으로써, 회전자를 역방향으로 회전시키는 경우에 리니어샤프트에 걸리게 되는 잠김을 원천적으로 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 워터펌프의 토출구가 폐쇄되는 모습을 도시한 단면도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 워터펌프의 체크밸브가 폐쇄되는 모습을 도시한 단면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 워터펌프의 토출구가 개방되는 모습을 도시한 단면도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 워터펌프의 체크밸브가 개방되는 모습을 도시한 단면도이다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 워터펌프(1000)는, 본체부(1100), 실린더부(1200), 피스톤(1300), 구동부(1400) 및 잠김방지부재(1500)를 포함한다.
또한, 상기 본체부(1100)는, 하우징(1110), 임펠러(1120), 회전축(1130) 및 냉각수유량제어수단(1140)을 포함한다.
상기 하우징(1110)은, 냉각수가 유입되는 유입구(1110a)와, 유입된 냉각수가 토출되는 토출구(1110b)가 형성된다. 상기 하우징(1110)은 상기 임펠러(1120), 회전축(1130) 및 냉각수유량제어수단(1140)을 내부에 수용하며, 차량 엔진의 소정 부위에 설치된다.
상기 임펠러(1120)는, 회전에 의해 냉각수를 유입하고 토출시킨다. 상기 임펠러(1120)에 관한 기술은 공지된 것으로서, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
상기 회전축(1130)은, 상기 임펠러(1120)와 결합하며 외부로부터 전달되는 구동력을 전달받아 상기 임펠러(1120)를 회전시킨다. 상기 회전축(1130)은 구동모터(미도시)로부터 구동력을 전달받을 수도 있고, 차량 엔진의 동력을 풀리(미도시) 등과 같은 동력전달수단에 의해 전달받을 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 냉각수유량제어수단(1140)은, 상기 임펠러(1120)의 상측에 배치되며, 상기 토출구(1110b)를 선택적으로 개폐하도록 작동한다.
더욱 상세하게는, 상기 냉각수유량제어수단(1140)은, 임펠러커버(1141), 챔버커버(1142), 가압부재(1143) 및 탄성부재(1144)를 포함할 수 있다.
상기 임펠러커버(1141)는, 상기 임펠러(1120)의 상측에 배치되며, 상기 임펠러(1120)와 대향하는 단부가, 개방된 실린더 형상으로 형성된다. 즉, 상기 임펠러커버(1141)는, 상기 임펠러(1120)의 외주면을 감싸도록 형성된다.
이 경우, 상기 임펠러커버(1141)는, 상기 하우징(1110)의 내부에서 승하강 하도록 작동함으로써, 상기 임펠러커버(1141)의 측면이 상기 하우징(1110)에 형성된 토출구(1110b)를 선택적으로 개폐시키게 되고, 따라서 상기 임펠러(1120)로 유입되어 압축된 냉각수가 상기 토출구(1110b)로 토출되는 것을 선택적으로 방지하게 된다.
상기 챔버커버(1142)는, 상기 임펠러커버(1141)의 상부에 배치되어, 상기 임펠러커버(1141)와의 사이에 후술하는 유압공간(1200a)과 연통하는 가압공간(1142a)을 형성시킨다. 상기 유압공간(1200a) 내부에 존재하는 냉각수가 가압공간(1142a)으로 유입되고, 상기 가압공간(1142a)으로 유입된 냉각수는 상기 임펠러커버(1141)에 압력을 가하게 된다.
상기 가압부재(1143)는, 상기 임펠러커버(1141)와 챔버커버(1142)사이의 가압공간(1142a)에 개재되어 상기 임펠러커버(1141)와 챔버커버(1142) 사이의 틈새를 씰링한다. 동시에, 상기 가압부재(1143)는, 상기 가압공간(1142a)으로 유입된 냉각수에 의해 상기 가압부재(1143)로 가해지는 압력을, 상기 임펠러커버(1141)로 전달한다. 이에 따라 상기 임펠러커버(1141)가 하측으로 이동하도록 할 수 있다.
상기 탄성부재(1144)는, 상기 임펠러커버(1141)와 임펠러(1120) 사이에 개재되며, 상기 임펠러커버(1141)에 대해 가압공간(1142a) 측으로 탄성복원력을 가한다. 따라서 하측으로 이동한 임펠러커버(1141)가 상측으로 복귀하도록 할 수 있다. 도 1에는 상기 탄성부재(1144)가 코일 형태의 스프링인 것으로 도시되어 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예에 불과하며, 상기 탄성부재(1144)의 소재 및 형태는 다양할 수 있다.
상기 실린더부(1200)는, 상기 냉각수유량제어수단(1140)의 상측에 형성되며, 상기 냉각수유량제어수단(1140)에 압력을 가하는 냉각수를 수용하는 유압공간(1200a)이 내부에 형성된다. 상기 실린더부(1200)는 후술하는 구동부(1400)와 본체부(1100)를 연결하는 매개체로서, 상기 구동부(1400)에 의해 본체부(1100)로부터 토출되는 냉각수의 유량이 조절될 수 있도록 한다.
상기 피스톤(1300)은, 상기 유압공간(1200a) 내부에 위치하며, 상기 유압공간(1200a) 내부에 존재하는 냉각수에 압력을 가한다. 더욱 상세하게는, 회전운동을 직선운동으로 변환하도록 작동하는 구동부(1400)에 의해, 상기 유압공간(1200a) 내부에 수용된 냉각수에 선택적으로 압력을 가함으로써, 상기 본체부(1100)로부터 토출되는 냉각수의 양을 조절한다.
상기 구동부(1400)는, 상기 실린더부(1200)의 측면에 결합하며, 상기 피스톤(1300)을 상기 유압공간(1200a) 내부에서 전진(상기 본체부(1100) 측 방향으로 이동) 혹은 후진(상기 본체부(1100)로부터 멀어지는 방향으로 이동)시키도록 작동한다.
더욱 상세하게는, 상기 구동부(1400)는, 리니어샤프트(1410), 회전자(1420), 고정자(1430) 및 모터케이싱(1440)을 포함할 수 있다.
상기 리니어샤프트(1410)는, 상기 피스톤(1300)과 결합하며, 상기 피스톤(1300)을 상기 유압공간(1200a) 내에서 이동시킨다. 상기 회전자(1420)는, 상기 리니어샤프트(1410)의 외면에 형성된 나사산(미도시)에 결합하며, 회전에 의해 상기 리니어샤프트(1410)를 전후로 이동시킨다.
이는, 고정된 너트에 볼트를 체결하여 회전하는 경우 볼트가 전진 또는 후진하는 것과 같은 원리로서, 회전자(1420)가 제자리에 고정되어서 회전하는 경우, 상기 회전자(1420)에 형성된 나사산(미도시)과 상기 리니어샤프트(1410)에 형성된 나사산이 서로 맞물리면서 상기 리니어샤프트(1410)가 전진 혹은 후진하게 된다. 이에 따라 리니어샤프트(1410)와 함께 피스톤(1300)이 상기 유압공간(1200a) 내에서 전후로 이동하게 된다.
상기 고정자(1430)는, 상기 회전자(1420)를 감싸도록 배치되며, 상기 회전자(1420)를 회전시킨다. 여기서, 상기 고정자(1430)는 영구자석이며, 상기 회전자(1420)는 코일이 감겨진 슬롯으로 이루어질 수도 있다. 또는, 상기 고정자(1430)가 코일이 감겨진 슬롯으로 이루어지며, 상기 회전자(1420)는 영구자석으로 이루어지는 것도 가능하다.
전자의 경우, 회전자(1420)에 전류가 인가되면 회전자(1420)는 자성을 나타내게 되고, 영구자석인 고정자(1430)와의 자기작용을 통해 회전자(1420)는 회전을 하게 된다. 후자의 경우, 고정자(1430)에 전류가 인가되면, 고정자(1430)는 자성을 나타내게 되고, 영구자석인 회전자(1420)와의 자기작용을 통해 회전자(1420)를 회전시키게 된다. 다만, 이는 본 발명의 일 실시예에 불과하며, 상기 회전자(1420)와 고정자(1430)의 종류 및 구조는 다양하게 실시될 수 있다.
상기 모터케이싱(1440)은, 상기 리니어샤프트(1410), 회전자(1420) 및 고정자(1430)를 내부에 수용한다. 상기 모터케이싱(1440)은, 모터의 구동에 필요한 브러시(미도시)나 정류기(미도시) 등도 내부에 수용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 잠김방지부재(1500)는, 탄성 소재로 이루어지는 것으로서, 상기 피스톤(1300)의 전면(상기 본체부(1100) 측 대향면) 또는 후면(상기 구동부(1400) 측 대향면)과 대향하는 상기 실린더부(1200)의 내측 면에 위치하여, 상기 잠김방지부재(1500)와 접촉하는 상기 피스톤(1300)에 탄성 반발력을 가한다.
더욱 상세하게는, 상기 피스톤(1300)의 전면 혹은 후면이 상기 잠김방지부재(1500)와 접촉된 상태에서 상기 회전자(1420)가 계속 회전하여 상기 잠김방지부재(1500)를 압축시키는 경우, 상기 잠김방지부재는(1500) 이에 대응하는 탄성 반발력을 상기 피스톤(1300)에 가하게 된다.
만약, 본 발명의 일 실시예에 따른 워터펌프(1000)에 상기와 같은 잠김방지부재(1500)가 구비되지 않은 경우, 피스톤(1300)이 실린더부(1200)의 내벽에 접촉하여 피스톤(1300)이 더 이상 이동할 수 없는 상황에서도 회전자(1420)가 계속 회전하게 되어, 리니어샤프트(1410)가 더 이상 회전할 수 없는 한계점까지 돌아가게 된다.
이 경우, 회전자(1420)를 역방향으로 회전시켜 피스톤(1300)을 반대 방향으로 움직이고자 할 때, 리니어샤프트(1410)에 잠김(Lock)이 발생하게 되어 피스톤(1300)을 움직이지 못하는 문제점이 발생하게 된다.
하지만, 상기와 같은 잠김방지부재(1500)를 실린더부(1200) 내부에 구비하는 경우, 상기 회전자(1420)를 역방항으로 회전시킬 때, 잠김방지부재(1500)로부터 피스톤(1300)에 가해지는 탄성 반발력에 의해, 작은 크기의 토크(Torque)로도 피스톤(1300)을 반대 방향으로 쉽게 움직일 수 있게 된다.
따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 워터펌프(1000)에 잠김방지부재(1500)를 구비함으로써, 회전자(1420)와 리니어샤프트(1410) 사이에 잠김(Lock)이 발생하게 되어 피스톤(1300)을 움직이지 못하게 되는 상황을 원천적으로 방지할 수 있다.
한편, 상기 본체부(1100)는, 일단이 상기 실린더부(1200)와 연결되고, 타단이 상기 임펠러커버(1141)에 형성된 냉각수유동홀(1141a)과 대향하도록, 상기 하우징(1110)의 내부에 수용되는 체크밸브(1150)를 더 포함할 수 있다. 상기 체크밸브(1150)는, 상기 피스톤(1300)이 상기 본체부(1100) 측 방향으로 이동 시에 폐쇄되며, 상기 실린더부(1200)로부터 본체부(1100)로 냉각수가 유입되는 것을 방지한다.
더욱 상세하게는, 도 2를 참조하면, 상기 체크밸브(1150)는, 밸브실린더(1151), 걸림단(1152) 및 씰링볼(1153)을 포함할 수 있다.
상기 밸브실린더(1150)는, 중공의 원기둥 형상으로서, 상기 본체부(1100)와 실린더부(1200)를 연통시키는 유로(1151a)가 내부에 형성된다. 상기 유로를 통해 냉각수가 유동할 수 있다.
상기 걸림단(1152)은, 상기 밸브실린더(1150)의 내측면에서 내측을 향해 돌출 형성된다. 돌출된 형상은 다양할 수 있으며, 도 2에 나타낸 형상에 한정되는 것은 아니다.
상기 씰링볼(1153)은, 상기 유로(1151a)에 위치하며, 상기 실린더부(1200)로부터 본체부(1100)로 유동하는 냉각수에 의해 걸림단(1152)에 걸림으로써, 상기 유로(1151a)를 폐쇄하여 상기 유로(1151a)를 통해 냉각수가 흐르는 것을 방지할 수 있다. 상기 씰링볼(1153)은 구 형상인 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이하부터는, 본 발명의 일 실시예에 따라 워터펌프(1000)로부터 토출되는 냉각수의 유량이 제어되는 과정을 상세히 설명한다.
엔진의 동작이 개시되면, 엔진의 회전력을 전달받아 임펠러(1120)가 동작하고, 이에 따라 소정량의 냉각수가 워터펌프(1000)의 본체부(1100) 내측으로 유입될 수 있다. 엔진의 동작 초기 시에는, 엔진의 빠른 웜업(Warm-up)을 위해, 엔진으로의 냉각수 공급이 정지되는 것이 바람직하다.
도 1을 참조하면, 엔진의 온도를 측정한 온도센서(미도시)는 소정의 신호를 출력하여 모터제어수단(미도시)으로 해당 신호를 전달한다. 이후 모터제어수단은 해당 신호에 기초하여 구동부(1400)에 전류를 인가하면, 회전자(1420)가 회전을 통해 피스톤(1300)을 가압공간(1142a) 측으로 이동시킨다.
피스톤(1300)의 이동에 의해, 유압공간(1200a) 내부의 냉각수 중 일부가 체크밸브(1150) 내부로 유입된다. 이 경우, 도 2에 도시된 바와 같이, 유압공간(1200a) 내부의 냉각수가 가하는 압력에 의해, 씰링볼(1153)은 걸림단(1152)에 걸리게 된다. 따라서 씰링볼(1153)이 유로(1151a)를 폐쇄하여, 유로(1151a)를 통한 냉각수의 이동이 이루어지지 않도록 한다.
나머지 냉각수는 가압공간(1142a)으로 유입되거나, 이미 가압공간(1142a)에 존재하는 냉각수에 압력을 가하게 된다. 이 경우, 가압공간(1142a) 내부의 냉각수는 가압부재(1143)를 통해 임펠러커버(1141)에 압력을 가하게 되며, 임펠러커버(1141)는 아래쪽으로 이동하여 토출구(1110b)를 폐쇄하게 된다.
여기서, 온도센서가 측정하는 엔진의 온도에 따라, 모터제어수단은 임펠러커버(1141)가 토출구(1110b)를 폐쇄하는 정도를 조절할 수 있다. 즉, 엔진의 온도가 높은 경우라면, 모터제어수단은 피스톤(1300)을 조금만 움직이거나 아예 안움직이게 되고, 이 경우 냉각수에 가해지는 압력은 크지 않아, 임펠러커버(1141)가 하측으로 조금만 이동하게 된다. 따라서 임펠러커버(1141)는 토출구(1110b)의 극히 일부만을 폐쇄하거나, 토출구(1110b)를 전혀 폐쇄하지 않게 되고, 워터펌프(1000)로부터 토출되는 냉각수의 양은 극대화되어, 엔진을 원활하게 냉각시킬 수 있게 된다.
반대로, 엔진의 온도가 높지 않거나, 초기 엔진을 시동하는 경우라면, 모터제어수단은 피스톤(1300)을 많이 움직이게 되고, 이 경우 냉각수에 가해지는 압력은 커지게 되어 임펠러커버(1141)는 하측으로 많이 이동하게 된다. 따라서 임펠러커버(1141)는 토출구(1110b)의 대부분 혹은 전부를 폐쇄하게 되어, 워터펌프(1000)로부터 냉각수가 토출되지 않도록 할 수 있다.
이후, 엔진의 계속적인 동작에 의해 엔진이 일정 수준으로 웜업이 되면, 폐쇄된 토출구(1110b)를 다시 개방시킬 필요가 있다.
도 3을 참조하면, 온도센서로부터 신호를 전달받은 모터제어수단은 구동부(1400)를 제어하여 피스톤(1300)을 본체부(1100)로부터 멀어지는 방향으로 이동시킨다. 이 경우, 유압공간(1200a)의 공간이 넓어지게 되어 가압공간(1142a) 내부의 냉각수 중 일부는 유압공간(1200a) 측으로 유입하게 되고, 따라서 가압공간(1142a) 내부의 냉각수에 의해 임펠러커버(1141)에 가해지는 압력은 줄어들게 된다.
이에 따라 탄성부재(1144)가 임펠러커버(1141)의 하부에 가하는 탄성복원력이, 가압공간(1142a) 내부의 냉각수에 의해 임펠러커버(1141)의 상부에 가해지는 힘보다 커지게 되고, 임펠러커버(1141)가 상측으로 이동함에 따라 토출구(1110b)가 개방되게 된다.
한편, 유압공간(1200a)은 냉각수로 채워져 있으나, 구성 요소들 간의 틈새를 통해 냉각수가 누수 되는 등의 이유에 의해, 유압공간(1200a)의 냉각수가 부족해질 수 있다. 이 때, 체크밸브(1150)가 개방되어 냉각수가 유압공간(1200a) 내부로 공급될 수 있다.
도 4를 참조하면, 냉각수유동홀(1141a)을 통해 흐른 냉각수가 씰링볼(1153)의 하부에 압력을 가함에 따라, 씰링볼(1153)은 걸림단(1152)으로부터 이격되고, 이에 따라 유로(1151a)가 개방될 수 있다. 따라서 씰링볼(1153)의 하부를 통해 유로(1151a)로 유입된 냉각수는 유압공간(1200a)에 보충될 수 있다.

Claims (8)

  1. 냉각수가 유입 및 토출되는 유입구 및 토출구가 형성된 하우징과, 상기 하우징 내부에 수용되며 회전에 의해 냉각수를 유입 및 토출시키는 임펠러와, 상기 임펠러에 결합하며 외부 구동력을 전달받아 상기 임펠러를 회전시키는 회전축과, 상기 임펠러의 상측에 배치되며 상기 토출구를 선택적으로 개폐하도록 작동하는 냉각수유량제어수단을 포함하는 본체부;
    상기 냉각수유량제어수단의 상측에 형성되어, 상기 냉각수유량제어수단에 압력을 가하는 냉각수를 수용하는 유압공간이 내부에 형성된 실린더부;
    상기 유압공간 내부에 위치하며, 상기 유압공간 내부에 존재하는 냉각수에 압력을 가하는 피스톤;
    상기 실린더부의 측면에 결합하며, 상기 피스톤을 전후진시키는 구동부; 및
    상기 피스톤의 전면 또는 후면과 대향하는 상기 실린더부의 내측 면에 위치하며, 탄성 소재로 이루어지는 잠김방지부재를 포함하는 워터펌프.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 구동부는,
    상기 피스톤과 결합하며, 상기 피스톤을 상기 유압공간 내에서 이동시키는 리니어샤프트와,
    상기 리니어샤프트의 외면에 형성된 나사산에 결합하며, 회전에 의해 상기 리니어샤프트를 전후로 이동시키는 회전자와,
    상기 회전자를 감싸도록 배치되며, 상기 회전자를 회전시키는 고정자와,
    상기 리니어샤프트, 회전자 및 고정자를 내부에 수용하는 모터케이싱을 포함하는 워터펌프.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 고정자는 영구자석이며,
    상기 회전자는 코일이 감겨진 슬롯으로 이루어져 상기 고정자와의 자기작용에 의해 회전하는 워터펌프.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 고정자는 코일이 감겨진 슬롯으로 이루어지며,
    상기 회전자는 영구자석으로 이루어져 상기 고정자와의 자기작용에 의해 회전하는 워터펌프.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉각수유량제어수단은,
    상기 임펠러의 상측에 배치되며, 상기 임펠러와 대향하는 단부가 개방된 실린더 형상으로 형성되고, 측면이 상기 토출구를 선택적으로 개폐하도록 작동하는 임펠러커버와,
    상기 임펠러커버의 상부에 배치되며, 상기 유압공간과 연통하는 가압공간이 내부에 형성되고, 상기 가압공간으로 유입된 냉각수를 통해 상기 임펠러커버에 압력을 가하는 챔버커버와,
    상기 임펠러커버와 챔버커버 사이의 가압공간에 개재되어 상기 임펠러커버와 챔버커버 사이의 틈새를 씰링하며, 상기 가압공간으로 유입된 냉각수에 의해 가해지는 압력을 상기 임펠러커버로 전달하는 가압부재를 포함하는 워터펌프.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 냉각수유량제어수단은,
    상기 임펠러커버와 임펠러 사이에 개재되며, 상기 임펠러커버에 대해 가압공간 측으로 탄성복원력을 가하는 탄성부재를 더 포함하는 워터펌프.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 본체부는,
    일단이 상기 실린더부와 연결되고 타단이 상기 임펠러커버에 형성된 냉각수유동홀과 대향하도록 상기 하우징의 내부에 수용되며, 상기 피스톤이 상기 본체부 측 방향으로 이동 시 폐쇄되어 상기 실린더부로부터 본체부로 냉각수가 유입되는 것을 방지하는 체크밸브를 더 포함하는 워터펌프.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 체크밸브는,
    상기 본체부와 실린더부를 연통시키는 유로가 내부에 형성된 밸브실린더와,
    상기 밸브실린더의 내측면에서 돌출 형성된 걸림단과,
    상기 유로에 위치하며, 상기 실린더부로부터 본체부로 유동하는 냉각수에 의해 걸림단에 걸리게 되어, 상기 유로를 폐쇄하는 씰링볼을 포함하는 워터펌프.
PCT/KR2018/003178 2017-03-17 2018-03-19 워터펌프 WO2018169378A1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/494,760 US20200102970A1 (en) 2017-03-17 2018-03-19 Water pump
CN201880018757.XA CN110475953A (zh) 2017-03-17 2018-03-19 水泵
JP2019548273A JP2020510784A (ja) 2017-03-17 2018-03-19 ウォーターポンプ
EP18767300.9A EP3597880A4 (en) 2017-03-17 2018-03-19 WATER PUMP

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2017-0033835 2017-03-17
KR1020170033835A KR101881029B1 (ko) 2017-03-17 2017-03-17 워터펌프

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018169378A1 true WO2018169378A1 (ko) 2018-09-20

Family

ID=63058709

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2018/003178 WO2018169378A1 (ko) 2017-03-17 2018-03-19 워터펌프

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20200102970A1 (ko)
EP (1) EP3597880A4 (ko)
JP (1) JP2020510784A (ko)
KR (1) KR101881029B1 (ko)
CN (1) CN110475953A (ko)
WO (1) WO2018169378A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116446999A (zh) * 2021-12-15 2023-07-18 林康团 具有防阻塞功能的汽车引擎加工用输液装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020043719A (ko) * 2000-12-04 2002-06-12 이계안 워터 펌프
KR20050042622A (ko) * 2003-11-03 2005-05-10 주식회사 유니테크노 잠김 방지용 나사 이송장치
JP2007138717A (ja) * 2005-11-14 2007-06-07 Aisin Seiki Co Ltd ウォータポンプ
WO2016012378A1 (de) 2014-07-21 2016-01-28 Nidec Gpm Gmbh Kühlmittelpumpe mit integrierter regelung
WO2016116090A1 (de) * 2015-01-22 2016-07-28 Nidec Gpm Gmbh Kühlmittelpumpe mit von einem formgedächtniselement betätigten schieber
JP2016217156A (ja) * 2015-05-14 2016-12-22 アイシン精機株式会社 流体圧ポンプ

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09296778A (ja) * 1996-05-02 1997-11-18 Katsuragawa Electric Co Ltd モータ一体型ポンプ
ATE479225T1 (de) * 2004-03-31 2010-09-15 Danaher Motion Stockholm Ab Elektrisches betätigungsglied
DE102006034960B4 (de) * 2006-07-28 2008-05-15 Audi Ag Kühlmittelpumpe für einen Kühlkreislauf einer Verbrennungskraftmaschine
DE102008022354B4 (de) * 2008-05-10 2012-01-19 Geräte- und Pumpenbau GmbH Dr. Eugen Schmidt Regelbare Kühlmittelpumpe und Verfahren zu deren Regelung
DE102008026218B4 (de) * 2008-05-30 2012-04-19 Geräte- und Pumpenbau GmbH Dr. Eugen Schmidt Regelbare Kühlmittelpumpe
CN101718274B (zh) * 2009-11-02 2012-02-15 奇瑞汽车股份有限公司 一种发动机电子水泵
US20150037177A1 (en) * 2011-02-06 2015-02-05 Borgwarner Inc. Hybrid electromechanical coolant pump with base flow and peak flow
DE102011079310A1 (de) * 2011-07-18 2013-01-24 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Kühlmittelpumpe für einen Kühlmittelkreislauf einer Brennkraftmaschine
DE102011113040B3 (de) * 2011-09-09 2012-04-26 Geräte- und Pumpenbau GmbH Dr. Eugen Schmidt "Regelbare Kühlmittelpumpe"
DE102011084861A1 (de) * 2011-10-20 2013-04-25 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Regelbare Kühlmittelpumpe mit hydraulischer Aktorik
DE102011086934A1 (de) * 2011-11-23 2013-05-23 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Regelbare Kühlmittelpumpe mit einer elektro-hydraulischen Leitblechverstellung
KR101481627B1 (ko) * 2012-06-11 2015-01-14 주식회사 아모텍 워터 펌프
US20140334949A1 (en) * 2013-05-09 2014-11-13 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Labyrinthine radial piston-hydraulic variable waterpump actuation system
GB2515482A (en) * 2013-06-24 2014-12-31 Hmd Seal Less Pumps Ltd Pump
KR101600791B1 (ko) * 2013-10-28 2016-03-09 주식회사 세턴 방열 기능을 개선한 캔드 모터 펌프
US20160040584A1 (en) * 2014-08-05 2016-02-11 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Electro-mechanical drive mechanism for an impeller shroud of a variable water pump
DE102015119097B4 (de) * 2015-11-06 2019-03-21 Pierburg Gmbh Kühlmittelpumpe für eine Verbrennungskraftmaschine

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020043719A (ko) * 2000-12-04 2002-06-12 이계안 워터 펌프
KR20050042622A (ko) * 2003-11-03 2005-05-10 주식회사 유니테크노 잠김 방지용 나사 이송장치
JP2007138717A (ja) * 2005-11-14 2007-06-07 Aisin Seiki Co Ltd ウォータポンプ
WO2016012378A1 (de) 2014-07-21 2016-01-28 Nidec Gpm Gmbh Kühlmittelpumpe mit integrierter regelung
WO2016116090A1 (de) * 2015-01-22 2016-07-28 Nidec Gpm Gmbh Kühlmittelpumpe mit von einem formgedächtniselement betätigten schieber
JP2016217156A (ja) * 2015-05-14 2016-12-22 アイシン精機株式会社 流体圧ポンプ

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3597880A4 *

Also Published As

Publication number Publication date
KR101881029B1 (ko) 2018-07-25
US20200102970A1 (en) 2020-04-02
JP2020510784A (ja) 2020-04-09
EP3597880A1 (en) 2020-01-22
CN110475953A (zh) 2019-11-19
EP3597880A4 (en) 2020-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2018169377A1 (ko) 워터펌프
US5573184A (en) Heating device for motor vehicles
EP1482175B1 (en) Electric powered pump
CN108223219B (zh) 用于泵的辅助传动系统
CN107750306B (zh) 无刷直流泵燃油过滤器组件
WO2018169378A1 (ko) 워터펌프
KR102176867B1 (ko) 전동식 오일 펌프
EP1845259B1 (en) Magnetic drive pump
KR20060122680A (ko) 물 리타더를 구비한 자동차 구동장치
WO2010059596A2 (en) Fan drive system with lubrication flow system
RU2543365C2 (ru) Гидравлическое устройство с магнитными фиксирующими клапанами
US6199518B1 (en) Cooling device of an engine
EP0248839B1 (en) Intermittent service screw compressor
CN217415733U (zh) 用于制动系统的泵系统
KR0183084B1 (ko) 전자 클러치식 워터펌프
EP3096096B1 (en) Vehicle
CN220619472U (zh) 洗涤设备
KR20170131754A (ko) 듀얼 타입 워터펌프
CN217463235U (zh) 一种磁控阀
WO2017217828A1 (ko) 워터 펌프
KR0132014Y1 (ko) 압력 보상 밸브를 갖는 워터펌프
WO2021241911A1 (ko) 사판식 압축기
CN112129016A (zh) 储液器、压缩机和换热系统
JP2002129958A (ja) 電動ウォータポンプ装置
KR102438996B1 (ko) 제빙기용 모터펌프 장치

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18767300

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019548273

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2018767300

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018767300

Country of ref document: EP

Effective date: 20191017