KR100974500B1

KR100974500B1 - 워터펌프 임펠러와 하우징 간의 간극조정장치

Info

Publication number: KR100974500B1
Application number: KR1020040068345A
Authority: KR
Inventors: 이봉상
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2004-08-30
Filing date: 2004-08-30
Publication date: 2010-08-10
Also published as: KR20060019722A

Abstract

본 발명은 엔진에 장착되는 워터펌프의 펌핑 효율이 향상을 위해서 임펠러와 하우징 간의 간극을 엔진 정비자가 임의로 조절할 수 있도록 하는 워터펌프 임펠러와 하우징 간의 간극조정장치에 관한 것으로,

워터펌프 하우징 내측에 수용된 회전축의 도중으로 임펠러의 축수부가 결합되어지되, 상기 임펠러와 하우징의 내측벽 간에는 소정간극이 마련되는 워터펌프에 있어서,

상기한 임펠러와 하우징의 내측벽 사이의 간극이 조절될 수 있도록 상기 임펠러와 마주하는 하우징의 내측벽 도중에 환형상으로 형성되는 간극조정판과;

상기 간극조정판이 전후진될 수 있도록 일단은 상기 간극조정판의 외측면 도중에 피봇에 의해 결합되고, 그 도중이 하우징의 도중에 나사결합된 채 그 외측단이 하우징의 외측으로 노출 형성된 조정스크류; 를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

워터펌프, 조정스크류, 간극조정판

Description

워터펌프 임펠러와 하우징 간의 간극조정장치{Adjusting apparatus of the gap in water pump}

도 1은 본 발명에 의해 형성된 워터펌프의 단면도.

도 2는 본 발명에 의한 간극조정판의 측단면도.

도 3은 본 발명에 의한 간극조정판의 측면도.

도 4는 본 발명에 의한 조정스크류의 대략적인 사시도.

도 5는 본 발명에 의한 워터펌프의 작동상태도.

도 6 내지 도 7은 종래의 기술을 설명하기 위한 도면.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

30 : 워터펌프 31 : 하우징

32 : 회전축 33 : 임펠러

34 : 블레이드 35 : 유입구

36 : 장착공 40 : 간극조정판

41 : 가이드 파이프 42 : 피봇공

43 : 슬롯 50 : 조정스크류

51 : 피봇 52 : 나사면

53 : 공구장착홈 54 : O-링

본 발명은 워터펌프 임펠러와 하우징 간의 간극조정장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔진에 장착되는 워터펌프의 펌핑 효율이 향상을 위해서 임펠러와 하우징 간의 간극을 엔진 정비자가 임의로 조절할 수 있도록 하는 워터펌프 임펠러와 하우징 간의 간극조정장치에 관한 것이다.

연료를 연소시켜 동력을 얻는 엔진은 실린더 내에서 연소되는 연소가스의 온도에 의하여 고온이 되므로서, 엔진을 구성하는 연소실 주변 부품을 보호하기 위해서 냉각이 필수적으로 요구된다.

도 6은 일반적인 차량의 엔진에 적용되는 수냉식 냉각 시스템을 설명하기 위한 도면으로서, 엔진(10)을 구성하는 실린더 블럭과 실린더 헤드의 도중에는 냉각수의 통과를 위한 워터 재킷(12)이 형성되고, 상기 워터 재킷(12)으로 냉각수를 펌핑하기 위한 워터 펌프(20)가 엔진(10)의 전방 일측에 마련된다.

그리고 상기한 워터 펌프(20)의 전방측에는 엔진에서 가열된 냉각수를 식히기 위한 라디에이터(14)가 형성되고, 상기 라디에이터(14)와 워터 재킷(12) 간에는 냉각수의 유입과 유출을 위한 냉각수 호스가 연결된다.

한편, 상기한 워터 펌프(20)는 엔진의 구동력을 벨트 또는 체인으로써 전달받아 구동되는 기계식 펌프와 전동모터의 구동에 의해서 회전되는 전동식 펌프가 있다.

엔진의 구동력을 전달받아 구동되는 워터 펌프(20)는 도 7에 확대도시된 바와 같이, 실린더 블럭의 일측에 장착되는 하우징(21)과, 상기 하우징(21)의 내부를 가로질러 수용되는 회전축(22)과, 상기한 하우징(21)의 내측에 위치되는 회전축(22) 도중에 축결합되는 임펠러(23)와, 상기한 하우징(21)의 외측으로 돌출된 회전축(22)의 끝단에 결합되는 풀리(26) 등을 포함하여 구성된다. 상기 회전축(22)의 도중에는 회전축(22)의 원활한 회전을 위하여 베어링(25)이 장착된다.

특히, 상기한 임펠러(23)는 회전축(22)에 축결합되기 위한 축수부가 마련되고, 상기 축수부의 중심에서 방사상의 방향으로 다수의 브레이드(24)가 외측을 향하여 돌출형성된다.

이상과 같이 구성되는 워터 펌프의 효율에 영향을 미치는 인자는 임펠러와 케이스 간극, 임펠러의 형상, 유입 구조의 형상 등이 있으나 대부분의 경우 독립된 형상을 갖게 되므로서 임의 조정이 가능하였다. 그러나 임펠러 간극의 경우에는 여러 개의 부품 조합에 의한 조립공차 누적으로 현실적으로 간극의 축소가 불가능하였다. 그런데 임펠러 간극이 커지게 되면 압력 유실이 발생하여 워터 펌프의 효율은 극격하게 저하되는 원인이 된다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 엔진에 장착되는 워터펌프의 펌핑 효율이 향상을 위해서 임펠러와 하우징 간의 간극을 엔진 정비자가 임의로 조절할 수 있도록 하는 워터펌프 임펠러와 하우징 간의 간극조정장치를 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,

이하, 본 발명에 의한 워터펌프 간극조정장치의 구성 및 작동에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 의해 형성된 워터펌프의 단면도이고, 도 2는 본 발명에 의한 간극조정판의 사시도이고, 도 3은 본 발명에 의한 간극조정판의 측면도이고, 도 4는 본 발명에 의한 조정스크류의 대략적인 사시도이고, 도 5는 본 발명에 의한 워터펌프의 작동상태도이다.

도면 중에 표시되는 도면부호 30은 본 발명에 의해 형성된 워터펌프를 지시하는 것이고, 도면부호 40은 본 발명에 의한 간극조정판을 지시하는 것이다.

상기한 워터펌프(30)는 엔진의 일측에 부착되어 엔진의 동력 또는 전동모터 의 동력을 전달받아 구동될 수 있도록 구성되는 것으로, 그 하우징(31)의 내부에는 다수의 블레이드(34)를 가진 임펠러(33)가 회전축(32)으로써 축지지된 채로 수용된다.

한편, 본 발명에 의한 임펠러(33)의 브레이드(34)와 하우징(31)의 내측면 간에 마련되는 간극(G)이 엔진 정비자의 임의로 조절가능할 수 있도록 하기 위하여, 상기 브레이드(34)의 외측면이 위치되는 상기 하우징(31)의 내측벽 도중에는 간극조정판(40)이 추가로 부착된다.

간극조정판(40)은 그 단면형상이 외경측에서 내경측을 향해 경사진 형태로 형성된다. 그리고 그 내경측 끝단에는 가이드 파이프(41)가 하우징(31)의 냉각수 유입구(35) 내경을 따라 소정구간 파이프 형상으로 형성된다.

그리고 상기 간극조정판(40)이 회전축(32)의 길이방향으로 전후진될 수 있도록 하기 위해서 상기 간극조정판(40)의 도중이 하우징(31)의 도중에 나사결합되는 조정스크류(50)의 내측단에 피봇(51)에 의해서 결합된다. 이 피봇(51)은 조정스크류(50)와 일체로 형성되는 것으로, 나사형태의 조정스크류(50)의 일측단에 소정 두께를 가지는 원판형태의 피봇(51)이 연장형성된 것이다.

이러한 조정스크류(50)는 전둘레에 걸쳐서 3~4 개 정도가 형성되는 것이 간극조정판(40)의 균형있는 이동을 위해서 바람직하다.

한편, 조정스크류(50)의 위치에 대응되는 상기한 간극조정판(40)의 도중에는 각각 상기 원판형태의 피봇(51)이 수용될 수 있도록 하기 위한 피봇공(42)이 구형상으로 형성된다. 피봇공(42)이 구형상으로 형성되는 이유는 상기한 피봇(51)이 그 내부에서 회전될 수 있도록 하기 때문이다.

피봇공(42)에 끼워진 피봇(51)이 빠지는 것을 방지하기 위해서 피봇공(42)과 간극조정판(40)의 외측면 간에는 상기 피봇(51)의 두께 폭으로 슬롯(43)이 관통형성된다. 즉, 상기한 슬롯(43)을 통하여 피봇공(42)으로 수용된 피봇(51)은 상기 피봇공(42) 내부에서 회전은 가능하지만, 슬롯(43)을 통하지 않고서는 빠지지 못하도록 구성되는 것이다.

그리고 조정스크류(50)의 외측 끝단에는 공구가 장착될 수 있도록 육각머리 또는 6각 렌치가 끼워질 수 있도록 하는 공구장착홈(53)이 형성된다.

피봇(51)이 마련된 조정스크류(50)가 체결될 수 있도록 상기 하우징(31)의 도중에는 소정의 각도간격으로 다수의 장착공(36)이 마련되고, 이 장착공(36)의 내주연에는 조정스크류(50)의 나사부가 나사결합될 수 있도록 나사면(52)이 마련된다.

한편, 상기한 조정스크류(50)의 외주연과 상기 장착공(36)의 내주연 사이에는 기밀유지를 위한 O-링(54)이 개재된다.

특히, 상기한 간극조정판(40)의 내측면과 하우징(31)의 내측면 간에는 0~3mm의 범위 내에서 갭(D)이 유지되는 것이 바람직하다.

이상과 같이 구성된 워터펌프의 사용상태를 설명하면 다음과 같다.

엔진으로의 워터펌프(30) 장착과정에서 작업자는 워터펌프의 임펠러(33)와 하우징(31)의 간극이 적정수준으로 유지될 수 있도록 가름자를 사용하여 간극을 맞추게 된다.

이 과정에서 본 발명에 의한 워터펌프(30)는 공구를 이용하여 조정스크류(50)를 원하는 방향으로 회전시키게 되므로서, 하우징(31)의 내측벽에 부착되어 있는 간극조정판(40)이 전후진되므로서 워퍼펌프 임펠러와 하우징 간의 간극조정이 보다 수월하게 이루어진다.

즉, 공구를 이용하여 조정스크류(50)를 회전시키게 될 경우, 그 회전방향에 따라서 간극조정판(40)이 전진되거나 후진됨으로써 임펠러(33)의 브레이드(34)와 하우징(31)의 내측벽 간의 간극(G)이 조절되는 것이다.

특히, 워터펌프가 장시간 사용됨으로 인한 임펠러 및 하우징의 마모 등으로 인한 간극에 변화가 발생되었을 경우에 차량 정비자에 의한 워터펌프의 간극조정이 보다 수월해질 수 있게 된다. 따라서 차량 소유자에게는 차량 정비에 따른 비용이 절감된다.

이상과 같이 구성되는 본 발명은 워터펌프의 임펠러 브레이드와 하우징의 내측벽 간의 간극이 조정스크류를 해당방향으로 회전시킴으로써 가능하도록 구성되므로서, 보다 수월한 간극조정이 가능하게 되어 엔진의 출력향상에 보다 유리할 뿐만 아니라 차량 정비에 따른 시간 및 비용이 절감될 수 있는 커다란 장점이 있는 것이다.

Claims

워터펌프 하우징 내측에 수용된 회전축(32)의 도중으로 임펠러(33)의 축수부가 결합되어지되, 상기 임펠러(33)와 하우징(31)의 내측벽 사이의 간극(G)이 형성되도록 상기 임펠러(33)와 마주하는 하우징(31)의 내측벽 도중에 환형상으로 형성되는 간극조정판(40)을 구비하고 있는 워터펌프에 있어서,

상기 간극조정판(40)이 전후진될 수 있도록 일단은 상기 간극조정판(40)의 외측면 도중에 피봇(51)에 의해 결합되고, 그 도중이 하우징(31)의 도중에 나사결합된 채 그 외측단이 하우징(31)의 외측으로 노출 형성되어 상기 간극조정판(40)을 진퇴조절할 수 있도록 형성되는 조정스크류(50)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 워터펌프 임펠러와 하우징 간의 간극조정장치.
제 1항에 있어서,

상기한 조정스크류(50)의 도중에 관통되도록 하우징(31)의 도중에는 장착공(36)이 형성되고, 상기 장착공(36)의 내측면과 조정스크류(50)의 외주면 간에는 기밀유지를 위한 O-링(54)이 개재된 것을 특징으로 하는 워터펌프 임펠러와 하우징 간의 간극조정장치.
제 1항에 있어서,

상기한 조정스크류(50)의 끝단에 마련되는 피봇(51)은 원판형상으로 형성되고, 상기 피봇(51)이 장착되기 위한 간극조정판(40)의 도중에는 상기 원판형상의 피봇(51)이 끼워지기 위한 구형상의 피봇공(42)이 형성되어지되,

상기 피봇공(42)과 하우징 외측면 간에는 피봇(51)이 피봇공(42)으로 끼울 수 있도록 하기 위한 슬롯(43)이 피봇(51)의 두께로 폭으로 형성된 것을 특징으로 하는 워터펌프 임펠러와 하우징 간의 간극조정장치.
제 1항에 있어서,

상기한 간극조정판(40)은 그 단면형상이 외경측에서 내경측을 향해 경사진 상태로 형성되어지되, 그 내경측의 끝단에는 가이드 파이프(41)가 하우징(31)의 냉각수 유입구(35) 내경을 따라 소정구간 파이프 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 워터펌프 임펠러와 하우징 간의 간극조정장치.