JP5723120B2 - 電気式ウォーターポンプ - Google Patents
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Description
ウォーターポンプから吐出された冷却水は、エンジンから、ヒーターまたは/及びラジエータを経由し、熱交換しながら循環した後、ウォーターポンプに還流される。
このようなウォーターポンプは、機械式ウォーターポンプ(mechanical water pump)及び電気式ウォーターポンプ(electric water pump)に分類される。
しかし、ヒーター及びラジエータで必要とする冷却水の流量は、エンジンの回転速度と関係なく決定されている。従って、エンジン回転数が低い領域では、ヒーター及びラジエータが正常に作動しないので、ヒーター及びラジエータを正常に作動させるためにエンジンの回転数を上げなければならなかった。これによって車両の燃費が低下するという問題が発生した。
しかし、電気式ウォーターポンプに使用される部品は電気によって作動するので、電気部品が十分な防水性能を有することが重要である。十分な防水性能を確保することによって、電気式ウォーターポンプの性能を向上させて、電気式ウォーターポンプの耐久性を向上させることができる。
前記固定子は、
複数の磁性体片が積層されて形成される固定子コアと、
前記複数の磁性体片を連結するインシュレータと、
前記固定子コアを囲んで設けられて磁場を形成するコイルと、
前記回転子の位置を感知するホールセンサーと、
前記ホールセンサーで感知した前記回転子の位置に従って、前記固定子に印加する制御信号を制御するホールセンサー基板と、
前記固定子コア、前記インシュレータ、前記コイル、前記ホールセンサー、及び前記ホールセンサー基板を囲んで密封する固定子ケースと、
を備え、
前記ホールセンサーと前記ホールセンサー基板とは、インサートに挿入されて組み立てられた状態で前記インシュレータに結合され、
前記インシュレータに、前記インサートを挿入して支持するインサート溝が形成されることを特徴とする。
図1は、本発明の実施例に係る電気式ウォーターポンプの斜視図であり、図2は、図1のA−A線に沿った断面図である。
ポンプカバー10の後端部にボディー30が結合されて渦室(volute chamber)16が形成され、ボディー30の後端部にドライバーケース50が結合されて回転子チャンバー38及び固定子チャンバー42が形成され、ドライバーケース50の後端部にドライバーカバー70が結合されてドライバーチャンバー64が形成される。
ポンプカバー10の後端部20は傾斜面18から後側に延長され、ボディー30のカバー装着部44にボルト(B)などの固定手段で結合される。
渦室16には冷却水を加圧して出口14を通じて流出させるインペラ(impeller)22を装着する。インペラ22はシャフト82の前端部に固定される。
インペラ22とインペラボルト28との間にワッシャー(w)が設けられる。
ボディー30は、後面が開放された中空の円筒で、ポンプカバー10の後端部に結合される。ボディー30の前面32とポンプカバー10との間に渦室16が形成される。
ボディー30の内側に固定子101が装着された固定子チャンバー42が形成され、更に、固定子チャンバー42の内側に、回転子84、86、88、90が装着された回転子チャンバー38が形成される。
カバー装着部44は、ポンプカバー10の後端部20に結合される。カバー装着部44と後端部20との間にOリング(O)などの密封手段を設け、渦室16内の冷却水が外部に漏出するのを防止する。
本明細書では、インペラ22がシャフト82にインペラボルト28によって固定されることを例示した。しかし、インペラ22はシャフト82の外径に圧入されてもよい。
磁性体である回転子コア86は円筒形で、シャフト82の段差部83に圧入や溶接などの方法によって固定される。回転子コア86は、外周面の長さ方向(図示せず)に複数の溝が形成されて、おのおのの溝に永久磁石88が挿入される。
固定子101は、ボディー30に直接または間接的に固定されていて、固定子コア102、インシュレータ104、コイル108、及び固定子ケース109を含む。
インシュレータ104は、固定子コア102を構成する磁性体片を互いに連結するもので、樹脂をモールディングすることによって形成される。つまり、複数の磁性体片が積層された固定子コア102を金型(図示せず)に挿入し、溶融した樹脂を金型に注入することによって、インシュレータ104が装着された固定子コア102を製造することができる。この時、固定子コア102及びインシュレータ104の前端部および後端部にはコイル装着溝106が形成される。コイル108は、固定子コア102の外周面を囲んで磁界を形成する。
このような問題点を解決するために、図3に示すように、インシュレータ104にインサート溝200が形成される。ホールセンサー112とホールセンサー基板110は、インサート202に挿入されて組み立てられた状態でインサート溝200に挿入され、その後、固定子ケース109がインサートモールディングされる。この時、インシュレータ104のインサート溝200は、ホールセンサー112とホールセンサー基板110とが常に所望する位置に装着されるように、インサート202を支持する役割を果たす。また、インサート202はホールセンサー112とホールセンサー基板110を保護する役割を果たす。
ドライバーケース50は、ボディー30の後端部に結合されるもので、その前端部にケース面52が形成される。ドライバーケース50がボディー30の後端部に結合されることによって、ボディー30内に回転子チャンバー38及び固定子チャンバー42が形成される。ドライバーケース50は、前端外周側にボディー装着部60が形成され、ケース装着部46にボルト(B)などの固定手段で結合される。
挿入部54は、ケース面52の外周部に前方に突出されて形成される。この場合、挿入部54はボディー30の後端部に挿入されて密着される。挿入部54とボディー30の後端部との間にはOリング(O)などの密封手段を設けて固定子チャンバー42を密封する。
図4に示すように、固定子ケース109の後端外周部には複数の固定溝105が形成される。
さらに、ホールセンサーとホールセンサー基板を含む固定子をインサートモールディングによって形成することにより、固定子を容易に製造することができる。
10 ポンプカバー
12 入口
14 出口
16 渦室(volute chamber)
18 傾斜面
20 後端部
22 インペラ(impeller)
24 羽
26 対向面
28 インペラボルト
29 ボルトホール
30 ボディー
32 前面
34 貫通ホール
36 連結孔
38 回転子チャンバー
40 第1固定子装着面
42 固定子チャンバー
44 カバー装着部
46 ケース装着部
48 第1ベアリング装着面
50 ドライバーケース
52 ケース面
54 挿入部
56 第2固定子装着面
58 第2ベアリング装着面
60 ボデー装着部
62 後端外周面
64 ドライバーチャンバー
70 ドライバーカバー
72 突出部
74 コネクタ
80 ドライバー
82 シャフト
83 段差部
84 回転子カバー
86 回転子コア
88 永久磁石
90 回転子ケース
94 第1ベアリング
96 第2ベアリング
98 スラストリング(thrust ring)
100 カップ
101 固定子
102 固定子コア
104 インシュレータ
105 固定溝
106 コイル装着溝
108 コイル
109 固定子ケース
110 ホールセンサー基板
112 ホールセンサー
120 ダンピングホール
122 固定子溝
200 インサート溝
202 インサート
Claims (4)
- 外部から印加される制御信号に従って磁場を形成する固定子と、前記固定子によって形成された磁場によって回転されて冷却水を送水する回転子と、を含む電気式ウォーターポンプであって、
前記固定子は、
複数の磁性体片が積層されて形成される固定子コアと、
前記複数の磁性体片を連結するインシュレータと、
前記固定子コアを囲んで設けられて磁場を形成するコイルと、
前記回転子の位置を感知するホールセンサーと、
前記ホールセンサーで感知した前記回転子の位置に従って、前記固定子に印加する制御信号を制御するホールセンサー基板と、
前記固定子コア、前記インシュレータ、前記コイル、前記ホールセンサー、及び前記ホールセンサー基板を囲んで密封する固定子ケースと、
を備え、
前記ホールセンサーと前記ホールセンサー基板とは、インサートに挿入されて組み立てられた状態で前記インシュレータに結合され、
前記インシュレータに、前記インサートを挿入して支持するインサート溝が形成されることを特徴とする電気式ウォーターポンプ。 - 前記インサートが一定の形状に予め整形された後、ホールセンサーとホールセンサー基板が挿入されることを特徴とする請求項1に記載の電気式ウォーターポンプ。
- 前記固定子ケースは、低収縮材のカリウム系を含む複合原料で製造されることを特徴とする請求項1に記載の電気式ウォーターポンプ。
- 前記複数の磁性体片を前記インシュレータによって連結させて前記固定子コアを形成し、次いで前記固定子コアを前記コイルで囲んで密封し、更に前記ホールセンサー及び前記ホールセンサー基板が結合された前記インサートと、前記固定子コアと、前記コイルと、を一緒にインサートモールディングして、前記固定子ケースを形成することを特徴とする請求項3に記載の電気式ウォーターポンプ。
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