KR101815931B1

KR101815931B1 - 차량용 연료펌프의 bldc 모터

Info

Publication number: KR101815931B1
Application number: KR1020160002689A
Authority: KR
Inventors: 배완성; 이현태; 한진우
Original assignee: 주식회사 코아비스
Priority date: 2016-01-08
Filing date: 2016-01-08
Publication date: 2018-01-09
Also published as: US10498187B2; US20170201143A1; KR20170083345A

Abstract

본 발명은 차량용 연료펌프에 적용되는 BLDC 모터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 로터의 샤프트 끝단이 고정자 측에 결합되어 회전하도록 하여 샤프트의 길이를 줄인 자동차 연료펌프용 BLDC 모터에 관한 것이다.

Description

차량용 연료펌프의 BLDC 모터{Brushless Direct Current Motor of Fuel Pump for Motor Vehicle}

도 1은 차량용 연료 송출 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 차량용 연료 송출 시스템은 연료탱크(10)로부터의 연료를 연료펌프(20)를 이용하여 연료 공급라인(30)으로 송출하고, 연료 공급라인(30)으로 송출된 연료를 압력 레귤레이터(40)를 이용하여 일정한 압력 및 유량으로 엔진의 각 인젝터(50)로 공급한다. 그리고 연료 공급라인(30)으로부터 엔진의 각 인젝터(50)로 공급되고 남은 연료를 연료 리턴라인(60)을 통하여 연료탱크(10)로 리턴 시킨다.

이러한 차량용 연료 송출 시스템은 연료펌프(20)로 일반적인 DC(직류) 모터를 사용한다. DC 모터를 연료펌프로 사용함으로써, 연료 송출 시스템의 연료펌프(20)는 설계된 속도로 회전하여 동일 또는 가변되는 유량과 압력의 연료를 연료 공급라인(30)으로 송출하게 된다.

도 2에는 종래의 차량용 연료 송출 시스템의 BLDC모터(100)의 분해사시도가 도시되어 있다. 종래의 차량용 연료 송출 시스템의 연료펌프로 사용되는 일반적인 BLDC 모터(100)는 원통형 외부케이스(110)와, 외부케이스(110)의 내부에 삽입되는 고정자(120)와, 고정자(120)의 내부에 회전 가능하도록 삽입되는 회전자(130)와, 회전자(130)의 회전을 안내하는 샤프트(135)와, 외부케이스(110)의 일측을 밀폐하며, 터미널(145)을 포함하는 펌프 아웃렛(140)과, 외부케이스(110)의 타측을 밀폐하며 회전자(130)의 회전에 의해 회전하는 임펠러(155)를 포함하는 하부케이스(150)를 포함한다.

상기와 같은 종래의 BLDC모터(100)의 샤프트(135)는 일측 끝단이 펌프 아웃렛(140)에 회전 가능하도록 결합되고, 타측 끝단이 하부케이스(150)에 회전 가능하도록 결합된다. 특히 샤프트(135)의 일측은 펌프 아웃렛(140)에 연결하기 위해 회전자(130)의 일측에서 일측 방향으로 상당한 길이로 연장 형성된다. 따라서 샤프트(135)의 길이가 길게 형성됨에 따라 지지점이 회전자(130)의 무게 중심에서 멀어지게 되어 소음 및 진동이 증가하는 문제가 발생되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 샤프트의 일측 끝단이 고정자의 일측에 결합되도록 하여 샤프트의 길이를 줄임으로써 샤프트의 지지점이 회전자의 무게중심에 가까워지도록 한 차량용 연료펌프의 BLDC 모터를 제공함에 있다.

이를 위해 고정자의 일측에 형성되는 결합부는 고정자의 1차 사출 성형 후 2차 사출 성형을 통해 형성되는 차량용 연료펌프의 BLDC 모터를 제공함에 있다.

본 발명의 차량용 연료펌프의 BLDC 모터는, 외부케이스와, 상기 외부케이스의 내부에 삽입되는 고정자와, 상기 고정자의 내부에 회전 가능하도록 삽입되는 회전자와, 상기 회전자의 회전축에 구비되는 샤프트와, 상기 외부케이스의 일측을 밀폐하며 터미널을 포함하는 펌프 아웃렛과, 상기 외부케이스의 타측을 밀폐하며 회전자의 회전에 의해 회전하는 구동체를 포함하는 하부케이스로 구성된 BLDC 모터에 있어서, 상기 BLDC 모터는, 상기 고정자의 일측에 형성되며, 상기 샤프트의 일측 끝단이 회전 가능하도록 결합되는 샤프트 결합부; 를 포함한다.

이때, 상기 샤프트 결합부는, 상기 고정자의 일측 중앙에 위치하며 부싱이 결합 고정되는 부싱 결합부; 및 상기 부싱 결합부의 외주면과 상기 고정자의 일측 둘레면을 연결하는 다수의 리브; 로 구성된다.

또한, 상기 BLDC 모터는, 상기 고정자의 몰딩부를 1차 사출 성형을 통해 형성한 후, 상기 샤프트 결합부를 2차 사출 성형을 통해 형성한다.

아울러, 상기 샤프트 결합부는, 상기 고정자의 일측단부와 동일한 선상에 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 차량용 연료펌프의 BLDC 모터는, 샤프트가 고정자에 결합되도록 함에 따라 샤프트의 지지점이 회전자의 무게중심에 가깝도록 구성되어 회전자의 회전에 따른 진동 및 소음을 현저히 저감시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 차량용 연료 송출 시스템 개략도
도 2는 일반적인 BLDC 모터의 분해사시도
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 BLDC 모터 사시도
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 BLDC 모터 단면사시도
도 5는 본 발명의 일실시 예에 따른 고정자와 회전자의 결합사시도
도 6은 본 발명의 일실시 예에 따른 고정자와 회전자의 결합단면사시도

이하, 상기와 같은 본 발명의 일실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3에는 본 발명의 일실시 예에 따른 BLDC 모터(500, 이하 "모터")의 사시도가 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명의 일실시 예에 따른 모터(500)의 단면사시도가 도시되어 있다.

도시된바와 같이 모터(500)는 외부케이스(510)와, 고정자(520)와, 회전자(530)와 펌프 아웃렛(540)과, 하부케이스(550)를 포함하여 구성된다.

외부케이스(510)는 원통형 수지재질로 이루어지며, 내부에 고정자(520)와 회전자(530)가 삽입되는 공간이 형성되고, 상측과 하측은 개방 형성될 수 있다.

고정자(520)는 소정의 두께를 갖는 원통형으로 이루어지며 내부에 회전자(530)가 축 방향으로 회전 가능하도록 삽입되는 공간이 형성된다. 고정자(520)는 통상의 BLDC 모터의 고정자와 같이 스테이터, 코일, 커넥터, 몰딩부를 포함할 수 있다.

회전자(530)는 고정자(520)의 내부에 삽입되어 고정자(520)의 자성에 의해 축 방향으로 회전 가능하도록 구성된다. 회전자(530)는 코어, 샤프트(535), 마그넷 및 몰딩을 포함한다.

펌프 아웃렛(540)은 외부케이스(510)의 상측을 밀폐하도록 외부케이스(510)의 상측에 결합되며, 모터(500)의 회전을 제어하는 커넥터와 전기적으로 연결되기 위한 터미널(545)이 형성된다.

하부케이스(550)는 외부케이스(510)의 하측을 밀폐하도록 외부케이스(510)의 하측에 결합되며, 회전자(530)의 회전을 샤프트(535)의 하측 끝단을 통해 전달받아 회전하는 스테이터(551)와, 스테이터(551)의 상측을 감싸며, 샤프트(535)의 하측 끝단이 회전 가능하도록 결합되는 어퍼케이스(552) 및 스테이터(551)의 하측을 감싸는 로어케이스(553)로 구성된다. 샤프트(535)의 하측은 어퍼케이스(552)의 중앙에 구비되는 제1 부싱(552a)을 통해 회전 가능하도록 결합될 수 있다.

이때 본 발명의 샤프트(535)의 상측은 고정자(520)를 통해 결합될 수 있는바 이하 도면을 통해 본 발명의 샤프트(535)와 고정자(520)의 결합구조에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 5에는 본 발명의 일실시 예에 따른 고정자(520)와 회전자(530)의 결합사시도가 도시되어 있고, 도 6에는, 본 발명의 일실시 예에 따른 고정자(520)와 회전자(530)의 결합단면사시도가 도시되어 있다.

도시된 바와 같이 고정자(520)의 일측 개방면에는 샤프트 결합부(525)가 형성될 수 있다. 샤프트 결합부(525)는, 샤프트(535)의 상측이 결합되도록 제2 부싱(B2)이 삽입되는 부싱 결합부(525a)와, 부싱 결합부(525a)가 고정자(520)의 일측 개방면에 고정되도록 부싱 결합부(525a)의 외주면과 고정자(520)의 일측 둘레면을 연결하는 다수의 리브(525b)를 포함하여 구성된다. 리브(525b)는 부싱 결합부(525a)가 안정적으로 고정되도록 다수 개가 방사상으로 배치될 수 있다. 상기와 같은 샤프트 결합부(525)의 구성을 통해 회전자(530)의 일측에서 연장되는 샤프트(535)의 상측을 짧게 구성할 수 있다. 즉 샤프트(535)의 상측 지지점이 회전자(530)의 무게중심과 가까워지도록 구성할 수 있다.

이때 샤프트 결합부(525)는 이중 사출 성형을 통해 구현될 수 있다.

우선 고정자(520)의 몰딩부(522)를 1차 사출 성형을 통해 형성한 후, 코일을 권취하고, 커넥터를 형성하게 된다. 다음으로 샤프트 결합부(525)를 2차 사출 형성을 통해 형성함으로써 고정자(520)에 샤프트 결합부(525)가 용이하게 형성될 수 있다.

본 발명의 상기한 실시 예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안 된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.

500 : BLDC모터
510 : 외부케이스
520 : 고정자 525 : 샤프트 결합부
525a : 부싱 결합부 525b : 리브
530 : 회전자 535 : 샤프트
540 : 펌프 아웃렛 545 : 터미널
550 : 하부케이스 551 : 스테이터
552 : 어퍼케이스 553 : 로어케이스

Claims

외부케이스와, 상기 외부케이스의 내부에 삽입되는 고정자와, 상기 고정자의 내부에 회전 가능하도록 삽입되는 회전자와, 상기 회전자의 회전축에 구비되는 샤프트와, 상기 외부케이스의 일측을 밀폐하며 터미널을 포함하는 펌프 아웃렛과, 상기 외부케이스의 타측을 밀폐하며 회전자의 회전에 의해 회전하는 구동체를 포함하는 하부케이스로 구성된 BLDC 모터에 있어서,
상기 BLDC 모터는,
상기 고정자의 일측에 형성되며, 상기 샤프트의 일측 끝단이 회전 가능하도록 결합되는 샤프트 결합부;
를 포함하는, 차량용 연료펌프의 BLDC 모터.
제 1항에 있어서,
상기 샤프트 결합부는,
상기 고정자의 일측 중앙에 위치하며 부싱이 결합 고정되는 부싱 결합부; 및
상기 부싱 결합부의 외주면과 상기 고정자의 일측 둘레면을 연결하는 다수의 리브;
로 구성되는, 차량용 연료펌프의 BLDC 모터.
제 2항에 있어서,
상기 BLDC 모터는,
상기 고정자의 몰딩부를 1차 사출 성형을 통해 형성한 후, 상기 샤프트 결합부를 2차 사출 성형을 통해 형성하는, 차량용 연료펌프의 BLDC 모터.
제 2항에 있어서,
상기 샤프트 결합부는,
상기 고정자의 일측단부와 동일한 선상에 형성되는 것을 특징으로 하는, 차량용 연료펌프의 BLDC 모터.