KR100361099B1 - 자동차용 워터펌프의 메카니컬 씰 - Google Patents

Abstract

본 발명은 1개의 리테이너 링과 카트리지에 의해 제공되는 3개의 씰링면을 이용하여 밀봉함으로써 부품수가 적고 구조가 간단하며 제품의 가격이 저렴한 자동차용 워터펌프의 메카니컬 씰에 관한 것으로, 이 메카니컬 씰은 워터펌프의 베어링 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 슬리브(32)와, 제 1씰링면(34a)을 통해서 슬리브(32)와 접촉된 상태로 워터펌프의 바디에 압입 고정되는 카트라지(34)와, 슬리브(32)와 카트라지(34)사이에 배치되어 제 2 및 제 3씰링면(36a, 36b)을 제공하는 리테이너 링(36)과, 이 리테이너 링(36)의 제 2씰링면(36a)이 슬리브(32)와 밀착된 상태를 유지하도록 탄성 가압하는 링 스프링(38)으로 구성된다.

Description

자동차용 워터펌프의 메카니컬 씰{MECHANICAL SEAL OF WATER PUMP FOR AN AUTOMOBILE}

본 발명은 자동차용 워터펌프의 메카니컬 씰에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 1개의 리테이너 링과 카트리지에 의해 제공되는 3개의 씰링면을 이용하여 밀봉함으로써 부품수가 적고 구조가 간단하며 제품의 가격이 저렴한 자동차용 워터펌프의 메카니컬 씰에 관한 것이다.

자동차 엔진을 비롯한 모든 산업용 엔진에는 주행조건과 전속도범위에 걸쳐서 엔진이 정상 작동온도를 유지하도록 하기 위한 냉각장치가 구비되어 있다. 즉, 엔진의 실린더 내에서 혼합기가 연소될 때 연소가스의 최대온도는 약 2500℃까지 상승하게 된다. 이 열 중의 일부는 실린더 벽과 실린더 헤드 및 피스톤으로 전달되므로 윤활특성을 고려하여 어느 정도까지는 이를 제거하여야 하며, 이를 위해서 냉각장치를 사용하게 된다. 자동차에서 주로 채용하고 있는 수냉식 냉각장치의 경우에는 엔진 가열시에 냉각수를 계속적으로 순환시키기 위해서 워터펌프를 사용하게 되며, 이 워터펌프 내에는 임펠러측의 냉각수가 모터측으로 유입되는 것을 막기 위한 메카미컬 씰이 사용된다.

도 1은 종래의 워터펌프의 씰을 나타낸 반단면도이다. 워터펌프 씰(10)의 전체적인 구성을 보면, 워터펌프의 바디에 압입 고정되는 카트리지(12)와, 베어링 샤프트에 압입 회전되는 슬리브(16)와, 이들 카트리지(12)와 슬리브(16)사이에 설치되어 씰링을 담당하는 벨로우즈(22)와 씰링(14) 및 매팅 링(18)이 끼워져 있으며, 벨로우즈(22)에는 스프링 홀더(24)에 의해서 코일 스프링(26)이 끼워져 있다. 매팅 링(18)과 슬리브(16)내벽면 사이에는 클립 가스켓(20)이 끼워져 있다.

따라서, 베어링 샤프트가 슬리브(16)의 내면(16a)에 압입된 상태로 회전하게 되면, 벨로우즈(22)와 씰링(14) 및 매팅 링(18)에 의해서 씰링된 상태로 슬리브(16)는 카트리지(12)에 의해 회전 가능하게 지지된다.

이러한 구성을 지닌 종래의 자동차용 워터펌프의 메카니컬 씰은 구조가 복잡하고 부품수가 많기 때문에 제조 코스트가 상승하는 원인이 되며, 부품의 전체높이가 높아 워터펌프의 부피를 증가시키는 원인이 된다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 슬리브와 카트리지 사이에 배치되는 구성품의 부품수를 줄여 제조 코스트를 낮추고 전체 높이를 줄여 워터펌프의 소형화를 가능케 하는 자동차용 워터펌프의 메카니컬 씰을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 워터펌프의 씰을 나타낸 반단면도,

도 2는 본 발명에 따른 메카니컬 씰을 나타낸 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 메카니컬 씰의 반단면도.

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

30:메카니컬 씰 32:슬리브

34:카트리지 34a:제 1씰링면

36:리테이너 링 36a, 36b:제 2, 3씰링면

38:링 스프링

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자동차용 워터펌프의 메카니컬 씰은 워터펌프의 베어링 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 슬리브와, 제 1씰링면을 통해서 슬리브와 접촉된 상태로 워터펌프의 바디에 압입 고정되는 카트리지와, 슬리브와 카트리지사이에 배치되어 제 2 및 제 3씰링면을 제공하는 리테이너 링과, 이 리테이너 링의 제 2씰링면이 슬리브와 밀착된 상태를 유지하도록 탄성 가압하는 링 스프링으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도 2와 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차용 워터펌프의 메카니컬 씰에 대하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 메카니컬 씰을 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명에따른 메카니컬 씰의 반단면도이다.

먼저, 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 워터펌프의 메카니컬 씰은 종래의 구조에 비해 매우 간단하고 콤팩트한 구조를 지닌다. 즉, 이 메카니컬 씰(30)은 워터펌프의 베어링 샤프트가 입입되어 일체적으로 회전하는 슬리브(32)와, 워터펌프의 바디에 압입 고정되어 베어링 샤프트와 함께 슬리브(32)가 회전 될 수 있도록 지지하는 카트라지(34)로 이루어져 있으며, 이들 슬리브(32)와 카트라지(34)사이에는 도 3에 도시한 바와 같은 3개의 씰링면(34a, 36a, 36b)을 제공되어 밀봉을 가능케 한다.

도 3에는 본 발명에 따른 메카니컬 씰의 반단면도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 카트라지(34)에는 슬리브(32)와 접촉된 상태를 유지하면서 이를 회전 가능하게 지지하기 위한 제 1씰링면(34a)이 구비되어 있다. 또한, 상기 슬리브(32)와 카트라지(34)사이에는 제 2 및 제 3씰링면(36a, 36b)을 제공하기 위한 리테이너 링(36)이 배치되어 있다. 그러므로, 제 1 내지 제 3씰링면(34a, 36a, 36b)에 의해서 워터펌프 내에는 충분한 밀봉이 제공된다.

여기에서, 슬리브(32)는 워터펌프 내에서 발생하는 압력을 감쇄하기 위하여 스틸로 제조한다. 또한, 추가된 제 1 씰링면(34a)과 제 3씰링면(36b)이 압력에 저항할 수 있는 방향으로 설계되어 있어 워터 펌프 임펠러에서 발생되는 압력을 충분히 견딜 수 있도록 하였다. 한편, 씰링은 주로 제 2씰링면(36a)에 의해서 이루어지며, 제 1씰링면(34a)은 보조적인 밀봉력을 제공하여 씰링성을 더욱 극대화 하였다.

한편, 상기 리테이너 링(36)의 제 2씰링면(36a)은 링 스프링(38)에 의해서탄성 가압됨으로써, 슬리브(32)와의 밀착된 상태를 더욱 확실히 유지할 수 있다.

이상으로 설명한 본 발명에 의하면, 슬리브와 카트리지 사이에 배치되는 구성품의 부품수를 줄여 제조 코스트를 낮추고 전체 높이를 줄여 워터펌프의 소형화를 가능케 하는 이점이 있다. 또한, 세라믹으로 만들어진 종래의 매팅 링과 같은 고가의 부품을 사용하지 않아도 되므로 제품의 단가를 줄일 수 있으며, 3개의 씰링면을 제공하여 밀봉력을 향상시킬 수 있다. 그리고, 스틸재의 슬리브를 채용함으로써, 워터펌프에 걸리는 압력에 의해 실링 립이 변형되는 것을 방지함과 동시에 링 스프링 및 슬리브는 방청성이 뛰어난 서스를 사용하여 내구성을 증대시킬 수 있다.

Claims (1)

1. 워터펌프의 베어링 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 슬리브(32)와,

   제 1씰링면(34a)을 통해서 상기 슬리브(32)와 접촉된 상태로 워터펌프의 바디에 압입 고정되는 카트라지(34)와,

   상기 슬리브(32)와 카트라지(34)사이에 배치되어 제 2 및 제 3씰링면(36a, 36b)을 제공하는 리테이너 링(36)과,

   상기 리테이너 링(36)의 제 2씰링면(36a)이 슬리브(32)와 밀착된 상태를 유지하도록 탄성 가압하는 링 스프링(38)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차용 워터펌프의 메카니컬 씰.