KR101828349B1 - 워터 펌프 - Google Patents

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KR101828349B1
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장정철
이성진
이지민
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뉴모텍(주)
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Abstract

본 발명에 따른 워터 펌프는 유체의 흡입구(11) 및 배출구(12)가 형성된 상부 하우징(10); 상기 상부 하우징(10)의 하측에 대응되도록 설치되고 내부에 수용공간이 형성된 하부 하우징(20); 상기 하부 하우징(20)의 바닥부 중앙에 돌출형성한 샤프트(30)의 하방이 끼워지는 샤프트 고정 지지부(21)와; 상기 샤프트(30) 둘레에 설치한 임펠러(40) 및 로터 코어(51)의 둘레에 자석(52)을 설치하여 구성된 로터(50)와; 상기 하부 하우징(20) 내측에 설치한 스테이터(60); 및 하부 커버(70)를 포함하여 구성된 워터 펌프(100)에 있어서, 상기, 샤프트 고정 지지부(21)에 끼워 입설시킨 샤프트(30) 상방에 설치한 샤프트 상부 고정 지지부재(80)와; 상기, 샤프트 고정 지지부(21)의 외측 둘레 및 샤프트(30) 둘레에 제1 합성수지 몰드(91) 및 로터(50)의 외측 둘레에 제2 합성수지 몰드(92)로 인서트 시켜 형성한 합성수지 몰드부재(90)를 포함하여 구성한 워터 펌프를 특징으로 한다.

Description

워터 펌프{Water Pump}
본 발명은 워터 펌프(Water Pump)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 샤프트를 보다 견고하게 고정시킨 상태에서 로터와 임펠러를 동시에 회전 가능하게 하여 펌프의 소형화를 도모함과 동시에 내구성을 크게 향상시킬 수 있도록 한 워터 펌프에 관한 것이다.
일반적으로 온수 매트와 같은 난방용 기구에는 실내 온수를 안정적으로 순환시키기 위하여 워터 펌프가 설치된다. 이러한 워터 펌프는 상부의 임펠러가 영구자석으로 되는 로터에 샤프트 결합으로 연결된 상태에서, 로터가 스테이터로 부터 발생되는 자기장에 의해 회전하면 로터와 연결된 임펠러가 회전하여 온수를 순환시킬 수 있도록 한다.
대한민국 공개특허 제10-2011-0055277호의 '전기식 워터 펌프'에서는, 고정자(스테이터)에 의해 회전되는 회전자(로터) 중앙에 설치된 샤프트 선단에 임펠러를 설치하여, 회전자가 고정자로부터 발생 되는 자기장에 영향을 받으면서 회전하도록 하여 회전자 선단에 설치된 임펠러가 회전하면서 목적한 냉각수의 순환이 이루어지도록 하고 있다. 그런데, 이러한 워터 펌프는 임펠러와 회전자가 분리 구성되기 때문에 펌프의 크기가 소형화하기 어려운 문제점이 있다. 또한, 샤프트의 회전을 위한 베어링 및 누수 방지를 위한 실링 구조 등을 필요로 하기 때문에 펌프 구성이 매우 복잡하여 제조원가의 상승을 초래하는 문제점이 있다..
본 발명은 워터 펌프의 조립구성을 간단화 하여 펌프의 소형화를 할 수 있는 것을 기술적 과제로 삼는다.
또한, 본 발명은 샤프트를 회전시키지 않으면서 견고하게 설치하여 펌프의 내구성을 향상시키도록 함을 기술적 과제로 삼는다.
본 발명은 유체의 흡입구(11) 및 배출구(12)가 형성된 상부 하우징(10);
상기 상부 하우징(10)의 하측에 대응되도록 설치되고 내부에 수용공간이 형성된 하부 하우징(20);
상기 하부 하우징(20)의 바닥부 중앙에 돌출형성한 샤프트(30)의 하방이 끼워지는 샤프트 고정 지지부(21)와;
상기 샤프트(30) 둘레에 설치한 임펠러(40) 및 로터 코어(51)의 둘레에 자석(52)을 설치하여 구성된 로터(50)와;
상기 하부 하우징(20) 내측에 설치한 스테이터(60); 및 하부 커버(70)를 포함하여 구성된 워터 펌프(100)에 있어서,
상기 샤프트 고정 지지부(21)에 끼워 입설시킨 샤프트(30) 상방에 설치한 샤프트 상부 고정 지지부재(80)와;
상기 샤프트 고정 지지부(21)의 외측 둘레 및 샤프트(30) 둘레에 제1 합성수지 몰드(91) 및 로터(50)의 외측 둘레에 제2 합성수지 몰드(92)로 인서트 시켜 형성한 합성수지 몰드부재(90)를 포함하여 구성한 워터 펌프를 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 샤프트(30)의 상방을 샤프트 상부 고정 지지부재(80)의 중앙 끼움부(81)의 끼움구멍(81')에 끼워 고정 시킴과 동시에 샤프트(30)의 하방은 샤프트 고정 지지부(21)에 끼워 고정시키는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 샤프트 상부 고정 지지부재(80)는 중앙에 끼움구멍(81')이 형성되고 하방으로 연설시킨 중앙 끼움부(81)와; 상기 중앙 끼움부(81)의 상방 둘레에 일정간격을 두고 설치한 보강편(82)과; 상기 보강편(82) 각각의 외측을 연결하여 일체로 형성한 끼움 환테(83); 및 상기 보강편(82)과 보강편(82) 사이에 유체 통과 구멍(84)을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 끼움 환테(83)의 테두리는 흡입구(11)의 내측 단턱(11')에 끼워 고정설치하는 것이 좋다.
본 발명에서, 상기 임펠러(40)의 하부에 일체로 하향 돌설시킨 원형 보강부(43) 하방에 설치한 회전축(44)에 로터 코어(51)를 끼워 고정 시키고, 상기 로터 코어(51) 둘레면에 일정 간격을 두고 자석(52)을 설치하되, 상기 자석(52) 둘레를 제2 합성수지 몰드(92)로 감싸 고정시켜 임펠러(40)와 로터(50)를 결합하여 구성하여도 좋다.
본 발명에서, 상기 임펠러(40)의 회전축(44)의 둘레면에 형성한 요철형상의 끼움요홈(44')과 로터 코어(51) 내측에 형성한 요철형상의 끼움돌기(51')를 상호 대응 결합시켜 구성하여도 좋다.
본 발명은 임펠러와 로터를 분리하지 않고 결합시켜 펌프의 크기를 소형화할 수 있고, 이로 인하여 좁은 공간을 가지는 차량의 워터 펌프 설치의 용이성 및 편의성을 제공할 수 있으며, 샤프트 회전과 관계없이 로터가 스테이터로부터 발생 되는 자기장에 영향을 받으면서 회전되도록 하여 임펠러 회전력을 크게 증진시킬 수 있어 워터 펌프의 효율성을 높일 수 있는 효과를 가진다.
또한, 본 발명은 샤프트의 상, 하부 및 둘레를 견고한 상태로 고정시켜 제공하므로 펌프의 내구성을 향상시키고, 샤프트 회전 시 필요한 베어링 및 실링 구조 등이 불필요하여 펌프의 제조원가를 크게 절감할 수 있는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명에 따른 워터 펌프를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 워터 펌프의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 워터 펌프를 절개하여 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 워터 펌프의 요부를 발췌한 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 워터 펌프의 합성수지 몰드를 설명하기 위한 도면으로, (a)는 사시도이고, (b)는 설치상태 평단면도이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도 1은 본 발명의 전체 결합 사시도 이고, 도 2는 본 발명의 종 단면도, 도 3은 본 발명의 절개 사시도, 도 4는 본 발명의 임펠러 및 로터의 요부 발췌 사시도, 도 5는 본 발명의 합성수지 몰드를 설명하기 위한 도면으로, (a)는 사시도이고, (b)는 설치상태 평단면도이다.
본 발명은 유체의 흡입구(11) 및 배출구(12)가 형성된 상부 하우징(10), 상기 상부 하우징(10)의 하측에 대응되도록 설치되고 내부에 수용공간이 형성된 하부 하우징(20), 상기 하부 하우징(20)의 바닥부 중앙에 돌출형성한 샤프트(30)의 하방이 끼워지는 샤프트 고정 지지부(21)와, 상기 샤프트(30) 둘레에 설치한 임펠러(40) 및 로터 코어(51)의 둘레에 자석(52)을 설치하여 구성된 로터(50)와, 상기 하부 하우징(20) 내측에 설치한 스테이터(60) 및 하부 커버(70)를 포함하여 구성된 워터 펌프(100)에 있어서, 상기 샤프트 고정 지지부(21)에 끼워 입설시킨 샤프트(30) 상방에 설치한 샤프트 상부 고정 지지부재(80)와, 상기, 샤프트 고정 지지부(21)의 외측 둘레 및 샤프트(30) 둘레에 제1 합성수지 몰드(91) 및 로터(50)의 외측 둘레에 제2 합성수지 몰드(92)로 인서트 시켜 형성한 합성수지 몰드부재(90)를 포함하여 구성할 수 있다.
특히, 본 발명은 샤프트(30)는 고정시킨 상태에서 임펠러(40)를 로터(50)의 회전에 의하여 자유롭게 회전하도록 구성함에 있어 상기 샤프트(30)의 상, 하부를 견고한 상태로 고정 시키고자 하는 것이고, 이러한 취지에 의하여 본 발명은 샤프트(30)의 회전을 위한 필수적 구성요소인 베어링 등이 불필요하게 된다.
또한, 본 발명은 펌프를 소형화하기 위하여 임펠러(40)와 로터(50)를 분리시키지 않고 결합시켜 제공하고자 하는 것이다.
이를 위하여, 본 발명은 상기 샤프트(30)의 상방을 샤프트 상부 고정 지지부재(80)의 중앙 끼움부(81)의 끼움구멍(81')에 끼워 고정 시킴과 동시에 샤프트(30)의 하방은 샤프트 고정 지지부(21)에 끼워 고정 시킴으로서 샤프트(30)는 모터 구동 시 흔들림 없이 견고한 상태로 고정 유지시킬 수 있다.
상기 샤프트 상부 고정 지지부재(80)는 중앙에 끼움구멍(81')이 형성되고 하방으로 연설시킨 중앙 끼움부(81)와, 상기 중앙 끼움부(81)의 상방 둘레에 일정간격을 두고 설치한 보강편(82)과, 상기 보강편(82) 각각의 외측을 연결하여 일체로 형성한 끼움 환테(83), 및 상기 보강편(82)과 보강편(82) 사이에 유체 통과 구멍(84)을 포함하여 구성한 것으로, 상기 끼움 환테(83)의 테두리는 흡입구(11) 내측 단턱(11')에 끼워 고정설치하고, 상기 유체 통과 구멍(84)은 임펠러(40)의 유체 유입구(날개부)(41)와 연통 되도록 설치하되, 임펠러(40) 회전에 지장 없이 상기 임펠러(40)와 샤프트 상부 고정 지지부재(80) 및 샤프트(30)는 상호 미세간극을 두고 이격 설치할 수 있다.
즉, 임펠러(40)의 상부 테두리(40A)는 흡입구(11) 내측 하단의 단턱(11")에 위치시키고, 임펠러(40)의 샤프트 삽입구멍(40B) 내측 둘레와 이격 되게 샤프트 상부 고정 지지부재(80)의 중앙 끼움부(81)를 삽입시켜 구성하게 하므로서 샤프트 상부 고정 지지부재(80)는 샤프트(30)가 삽입된 상태에서 지지됨과 동시에 내측 단턱(11')에 끼움 환테(83)의 테두리가 걸려진 상태로 고정되어 임펠러(40)가 샤프트(30)를 중심으로 샤프트 상부 고정 지지부재(80)와 관계없이 회전할 수 있다.
따라서, 샤프트(30)가 견고한 상태로 고정 설치되므로 로터(50)는 편심 없이 회전할 수 있고, 샤프트(30)와 관계없이 로터(50)의 회전에 의하여 임펠러(40)가 회전 하게 되므로 종전과 같이 샤프트, 로터 및 임펠러가 동시에 회전하는 중량체보다 가볍게 임펠러(40)의 회전이 가능하므로 임펠러(40)의 회전력이 크게 증진될 수 있고, 임펠러(40) 회전 시 흡입구(11)로부터 흡입되는 유체가 유체 통과 구멍(83)과 연통된 임펠러(40)의 유입구(41)를 통하여 배출구(12)로 배출되어지므로 샤프트 상부 고정 지지부재(80)가 임펠러(40)의 상방에 설치되더라도 유체의 흐름에 방해를 받지 않는다.
그리고, 상기에 제시한 바와 같이 임펠러(40)와 로터(50)는 분리하지 않고 결합시킨 상태에서 로터(50)의 회전에 따라 임펠러(40)가 동시에 회전할 수 있도록 결합하여 제공하는 것으로, 임펠러(40)의 하부에 일체로 하향 돌설시킨 원형 보강부(43) 하방에 설치한 회전축(44)에 로터 코어(51)를 끼워 고정시키고, 상기 로터 코어(51) 둘레면에 일정 간격을 두고 자석(52)을 설치하되, 상기 자석(52) 둘레를 제2 합성수지 몰드(92)로 감싸 고정 시켜 임펠러(40)와 로터(50)를 결합하여 제공할 수 있고, 상기 임펠러(40)의 회전축(44)의 둘레면에 형성한 요철형상의 끼움요홈(또는 끼움돌기)(44')과 로터 코어(51) 내측에 형성한 요철형상의 끼움돌기(또는 끼움요홈)(51')를 상호 결합하여 경고한 상태로 결합할 수 있게 하며, 샤프트(30)의 둘레와 제1 합성수지 몰드(91)는 상호 미세간극을 두고 이격 되도록 하여 샤프트(30)를 고정시킨 상태에서 로터(50)가 회전하도록 제공할 수 있다.
따라서, 자석(52)이 고정설치된 로터 코어(51)와 임펠러(40)는 로터 코어(51)의 끼움돌기(51')와 임펠러(40)의 회전축(44)의 끼움요홈(44')이 상호 견고한 상태로 결합 유지하게 되므로 로터(50)가 스테이터(60)로부터 발생 되는 자기장에 대응, 반응하여 샤프트(30)와 관계없이 회전되도록 하여 로터(50)와 결합된 임펠러(40)가 회전하면서 목적하는 유체의 순환이 이루어지는 것이다.
이상과 같이, 본 발명을 도면과 실시예를 가지고 설명하였으나, 본 발명은 특정 실시예에 한정되지 않으며, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서 많은 수정과 변형이 가능함을 이해할 것이다. 또한, 상기 도면은 발명의 이해를 돕기 위해 도시된 것으로서, 청구범위를 한정하도록 이해해서는 아니 될 것이다.
10 : 상부 하우징 11 : 흡입구
12 : 배출구 20 : 하부 하우징
21 : 샤프트 고정 지지부 30 : 샤프트
40 : 임펠러 41 : 유입구
43 : 원형 보강부 44 : 회전축
44' : 끼움요홈 50 : 로터
51 : 로터 코어 51' : 끼움돌기
52 : 자석 60 : 스테이터
70 : 하부 커버 80 : 샤프트 상부 고정 지지부재
81 : 중앙 끼움부 81' : 끼움구멍
82 : 보강편 83 : 끼움환테
84 : 유체 통과 구멍 90 : 합성수지 몰드부재
91 : 제1 합성수지 몰드 92 : 제2 합성수지 몰드
100 : 워터 펌프

Claims (6)

  1. 유체의 흡입구(11) 및 배출구(12)가 형성된 상부 하우징(10); 상기 상부 하우징(10)의 하측에 대응되도록 설치되고 내부에 수용공간이 형성된 하부 하우징(20); 상기 하부 하우징(20)의 바닥부 중앙에 돌출형성한 샤프트(30)의 하방이 끼워지는 샤프트 고정 지지부(21); 상기 샤프트(30) 둘레에 설치한 임펠러(40); 및 로터 코어(51)의 둘레에 자석(52)을 설치하여 구성된 로터(50); 상기 하부 하우징(20) 내측에 설치한 스테이터(60); 및 하부 커버(70)를 포함하여 구성된 워터 펌프(100)에 있어서,
    상기 샤프트 고정 지지부(21)에 끼워 입설시킨 샤프트(30) 상방에 설치한 샤프트 상부 고정 지지부재(80); 및
    상기 샤프트 고정 지지부(21)의 외측 둘레 및 샤프트(30) 둘레의 제1 합성수지 몰드(91)와, 로터(50)의 외측 둘레의 제2 합성수지 몰드(92)로 형성한 합성수지 몰드부재(90);
    를 포함하여 이루어지고,
    상기 샤프트 상부 고정 지지부재(80)는 중앙에 끼움구멍(81')이 형성되고 하방으로 연설시킨 중앙 끼움부(81)와;
    상기 중앙 끼움부(81)의 상방 둘레에 일정간격을 두고 설치한 보강편(82)과; 상기 보강편(82) 각각의 외측을 연결하여 일체로 형성한 끼움 환테(83); 및
    상기 보강편(82)과 보강편(82) 사이에 유체 통과 구멍(84);
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 워터 펌프.
  2. 제1항에 있어서, 상기 샤프트(30)의 상방을 샤프트 상부 고정 지지부재(80)의 중앙 끼움부(81)의 끼움구멍(81')에 끼워 고정 시킴과 동시에 샤프트(30)의 하방은 샤프트 고정 지지부(21)에 끼워 고정 시키는 것을 특징으로 하는 워터 펌프.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 끼움 환테(83)의 테두리는 흡입구(11)의 내측 단턱(11')에 끼워 고정설치하는 것을 특징으로 하는 워터 펌프.
  5. 유체의 흡입구(11) 및 배출구(12)가 형성된 상부 하우징(10); 상기 상부 하우징(10)의 하측에 대응되도록 설치되고 내부에 수용공간이 형성된 하부 하우징(20); 상기 하부 하우징(20)의 바닥부 중앙에 돌출형성한 샤프트(30)의 하방이 끼워지는 샤프트 고정 지지부(21); 상기 샤프트(30) 둘레에 설치한 임펠러(40); 및 로터 코어(51)의 둘레에 자석(52)을 설치하여 구성된 로터(50); 상기 하부 하우징(20) 내측에 설치한 스테이터(60); 및 하부 커버(70)를 포함하여 구성된 워터 펌프(100)에 있어서,
    상기 샤프트 고정 지지부(21)에 끼워 입설시킨 샤프트(30) 상방에 설치한 샤프트 상부 고정 지지부재(80); 및
    상기 샤프트 고정 지지부(21)의 외측 둘레 및 샤프트(30) 둘레의 제1 합성수지 몰드(91)와, 로터(50)의 외측 둘레의 제2 합성수지 몰드(92)로 형성한 합성수지 몰드부재(90);
    를 포함하여 이루어지고,
    상기 임펠러(40)의 하부에 일체로 하향 돌설시킨 원형 보강부(43) 하방에 설치한 회전축(44)에 로터 코어(51)를 끼워 고정 시키고, 상기 로터 코어(51) 둘레면에 일정 간격을 두고 자석(52)을 설치하되, 상기 자석(52) 둘레를 제2 합성수지 몰드(92)로 감싸 고정시켜 임펠러(40)와 로터(50)를 결합하여 구성하는 것을 특징으로 하는 워터 펌프.
  6. 제1항 또는 제5항에 있어서, 상기 임펠러(40)의 회전축(44)의 둘레면에 형성한 요철형상의 끼움요홈(44')과 로터 코어(51) 내측에 형성한 요철형상의 끼움돌기(51')를 상호 대응 결합시켜 구성하는 것을 특징으로 하는 워터 펌프.
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