KR101044592B1 - 에어갭조정이 가능한 전자식 워터펌프 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 내연기관의 출력축에 의해 전달되는 동력을 운전상태에 따라 단속하여 선택적으로 냉각수를 펌핑하는 내연기관용 워터펌프로서;
풀리(10)와 바디부(20)가 구성된 샤프트(30)와; 상기 샤프트(30)에 고정되면서 그 둘레면에 상기 풀리(10)가 장착된 허브(40); 및 상기 허브(40)에 배치되어 가이드핀(53)을 따라 이동하면서 스프링(56)의 탄성력을 통해 작동하고 전자석(60)의 자력을 통해 리턴하는 가동자(50)를 포함하며; 상기 허브(40)의 수용공간(46)에 개재되어 상기 샤프트(30)의 나사산(33)이 체결되는 너트체(43)와; 상기 수용공간(46)의 내벽에 형성되어 조정키(70)가 끼워지는 조정공(49); 및 상기 샤프트(30)와 상기 허브(40)의 사이에 개재되는 스페이서(80)가 더 구비되어; 상기 워터펌프의 에어갭을 조정하려는 경우, 상기 너트체(43)와 상기 조정키(70)를 해제하고 상기 허브(40)를 분해한 상태에서 상기 스페이서(80)를 교환함으로써,
상기 샤프트와 허브의 체결부분에 구성되는 상기 너트체와 조정키 및 스페이서를 이용하여 상기 에어갭을 조정하는 것이 가능해진다.
내연기관, 워터펌프, 풀리, 바디부, 허브, 가동자, 조정공, 조정키

Description

에어갭조정이 가능한 전자식 워터펌프{Electric water pump abjustable air gap}
본 발명은 내연기관의 회전력을 단속하여 선택적으로 냉각수를 펌핑하는 워터펌프에 관한 것으로, 특히 워터펌프의 조립과정에서 에어갭을 조정할 수 있도록 한 에어갭조정이 가능한 전자식 워터펌프에 관한 것이다.
일반적으로, 내연기관용 워터펌프는 엔진을 포함한 전장품의 작동과정에서 발생하는 열을 냉각하는 것으로서, 이 워터펌프는 크랭크축의 풀리와 벨트나 체인을 통해 연결되어 동시에 구동하며, 특히 라디에이터에 수용된 냉각수를 흡인하여 워터자켓 등으로 공급하는 기능을 수행한다.
예컨대, 도 1에서와 같이, 워터펌프(100)는, 샤프트(120)에 장착됨은 물론 임펠러를 포함한 흡인기구를 내장한 바디부(110)와, 상기 샤프트(120)의 선단부에 압입된 허브(130), 및 상기 허브(130)에 베어링(145)를 통해 고정되어 상기 내연기관의 출력축으로부터 회전력을 전달받는 풀리(140)로 이루어진다.
따라서, 상기 워터펌프(100)의 풀리(140)와 상기 내연기관의 크랭크축에 벨트나 체인 등을 연결하면, 상기 풀리(140)에 의해 동시에 상기 바디부(110)가 회전하게 되므로, 상기 바디부(110)에 내장되어있던 임펠러와 같은 회전체가 작동하여 상기 라디에이터의 냉각수를 펌핑하는 것이다.
그러나, 종래 워터펌프(100)는 상기 엔진의 온도와는 상관없이 엔진의 RPM에 비례하여 구동하는 구조로서, 예컨대 엔진의 초기구동 또는 냉각상태에서 냉각손실을 유발하여 에너지가 낭비됨은 물론 냉각상태의 지속으로 배기가스량이 증대하여 대기오염의 원인이 되는 문제점이 있었다.
따라서, 상기 워터펌프(100)의 상기 허브(130)와 풀리(140)의 사이에 동력단속기구를 장착함으로써, 상기 엔진의 초기구동 또는 냉각상태에서 상기 워터펌프의 작동을 일시정지하였다가 상기 엔진이 세팅온도로 상승하여 난기 운전상태에서만 가동되도록 하는 장치가 개발되고 있다.
즉, 도 1에서와 같이 상기 허브(130)에 가이드핀(153)을 따라 이동하면서 스프링(156)의 탄성력을 통해 상기 풀리(140)의 내벽면을 따라 접촉함은 물론 전자석(160)의 자력을 통해 상기 풀리(140)로부터 이탈하는 가동자(150)를 장착함으로써, 상기 풀리(140)의 회전력을 단속한다.
그런데, 상기 워터펌프(100)는 상기 샤프트(120)에 상기 허브(130)를 압입하여 고정함으로써, 상기 허브(130)를 한번 고정하면 분해가 불가능하므로, 상기 허부(130)의 조립과정에서 에어갭(Air gap)이 일정거리를 이탈하더라도 상기 에어갭의 조정이 불가능한 문제점이 있었다.
이로 인해, 상기 워터펌프의 에어갭이 세팅거리를 이탈하는 경우, 상기 샤프트(120)와 허브(130)를 포함한 구성부품을 폐기처분해야하므로, 상기 워터펌프의 제조에 따른 공정이 지연될 뿐만 아니라 상기 워터펌프의 제조비용이 증대되어 제품단가 상승의 원인이 되는 문제점이 있었다.
이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 제문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 워터펌프의 조립과정에서 에어갭을 조정하는 것이 가능해져 상기 워터펌프의 제조에 따른 편리성이 향상됨은 물론 제조단가가 절감되도록 한 에어갭조정이 가능한 전자식 워터펌프를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은; 내연기관의 출력축에 의해 전달되는 동력을 운전상태에 따라 단속하여 라디에이터의 냉각수를 선택적으로 펌핑하는 전자식 워터펌프로서; 상기 내연기관의 구동력을 전달받는 풀리와 상기 라디에이터의 냉각수를 펌핑하는 바디부가 나란하게 구성된 샤프트과; 상기 샤프트의 선단부에 고정되며 그 둘레면에 베어링을 통해 상기 풀리가 장착된 허브; 및 상기 허브에 일정간격을 두고 배치되어 가이드핀을 따라 이동하면서 스프링의 탄성력을 통해 작동하고 전자석의 자력을 통해 리턴하는 가동자를 포함하며;
상기 샤프트의 선단을 이루는 나사산에 체결되어 상기 샤프트에 허브를 고정하는 너트체와; 상기 수용공간의 내벽에 형성되어 상기 샤프트의 회전반경을 따라 조정키가 끼워지는 한 개 또는 다수개의 조정공; 및 상기 샤프트와 상기 허브의 사이에 개재되어 상기 워터펌프의 에어갭을 유지하는 스페이서가 더 구비되어; 상기 워터펌프의 에어갭을 조정하려는 경우, 상기 너트체 및 상기 조정키를 해제하고 상기 허브를 분해한 상태에서 상기 스페이서를 교환한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 에어갭조정이 가능한 전자식 워터펌프에 의하면; 상기 워터펌프의 조립과정에서 상기 샤프트와 허브의 체결부분에 구성되는 상기 너트체와 조정키 및 스페이서를 이용하여 상기 에어갭을 조정하는 것이 가능해짐으로써, 상기 워터펌프의 분해조립에 따른 편리성이 향상될 뿐만 아니라 구성부품의 재활용이 가능해져 제조단가가 절감된다.
이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 예시도면을 참고로하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 워터펌프를 도시한 정단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 도 2의 A부분을 도시한 부분확대도이고, 도 4는 본 발명에 따른 도 2의 A부분을 도시한 개략적인 측면도이다.
도 2 내지 도 4에서와 같이, 내연기관의 출력축에 의해 전달되는 동력을 운전상태에 따라 단속하여 라디에이터의 냉각수를 선택적으로 펌핑하는 전자식 워터펌프로서; 상기 내연기관의 구동력을 전달받는 풀리(10)와 상기 라디에이터의 냉각수를 펌핑하는 바디부(20)가 나란하게 구성된 샤프트(30)와; 상기 샤프트(30)의 선단부에 고정되며 그 둘레면에 베어링(15)을 통해 상기 풀리(10)가 장착된 허브(40); 및 상기 허브(40)에 일정간격을 두고 배치되어 가이드핀(53)을 따라 이동하면서 스프링(56)의 탄성력을 통해 작동하고 전자석(60)의 자력을 통해 리턴하는 가동자(50)를 포함하며; 상기 샤프트(30)의 선단을 이루는 나사산(33)에 체결되어 상기 샤프트(30)에 허브(40)를 고정하는 너트체(43)와; 상기 수용공간(46)의 내벽에 형성되어 상기 샤프트(30)의 회전반경을 따라 조정키(70)가 끼워지는 한 개 또는 다수개의 조정공(49); 및 상기 샤프트(30)와 상기 허브(40)의 사이에 개재되어 상기 워터펌프의 에어갭을 유지하는 스페이서(80)가 더 구비되어; 상기 워터펌프의 에어갭을 조정하려는 경우, 상기 너트체(43) 및 상기 조정키(70)를 해제하고 상기 허브(40)를 분해한 상태에서 상기 스페이서(80)를 교환하는 구성이다.
여기서, 워터펌프(1)는 내연기관의 출력축으로부터 공급되는 구동력을 풀리(10)를 통해 전달받아 냉각수의 펌핑작용을 수햄함은 물론, 상기 엔진의 초기구동 또는 냉각상태에서는 상기 엔진을 구동력을 동력단속기구(40,50,60)를 통해 단속하여 냉각수를 펌핑작용을 차단하는 구성이다.
그리고, 샤프트(30)는, 워터펌프(1)의 중심부에 구성되어 회전력을 전달하는 것으로서, 그 선단부에 나사산(33)이 형성된다.
그리고, 풀리(10)는, 상기 내연기관의 출력축 바람직하게는 엔진의 크랭크축으로부터 공급되는 동력을 전달받아 샤프트(30)에 회전력을 제공하는 것으로서, 상기 샤프트(30)의 둘레면에 베어링(15)을 통해 설치하여 상기 샤프트(30)와 별개로 회전하도록 구성함이 바람직하다.
그리고, 바디부(20)는 샤프트(30)의 둘레면에 장착되어 상기 라디에이터의 냉각수를 펌핑하는 것으로서, 상기 샤프트(30)의 둘레면에 상기 풀리(10)와 일정거리를 두고 장착함이 바람직하며, 특히 상기 라디에이터의 냉각수를 펌핑하는 내장부품들은 공지이므로 자세한 설명을 생략한다.
한편, 상기 바디부(20)와 상기 풀리(10)의 사이공간에 상기 내연기관의 출력축으로부터 발생하는 구동력을 선택적으로 상기 샤프트(30)에 전달하는 동력단속기구인 클러치기구가 구성된다.
이때, 상기 클러치기구는 상기 허브(40)와 상기 가동자(50)와 상기 전자석(60)이 상호 결합되어 작용한다.
그리고, 허브(40)는, 상기 샤프트(30)의 선단부에 너트체(43)를 통해 고정되어 상기 바디부(20)와 함께 동시 회전하는 것으로서, 그 둘레면에 베어링(15)을 통해 상기 풀리(10)가 공회전가능하게 장착된다.
그리고, 가동자(50)는, 상기 허브(40)의 일측부에 구비되어 다수개의 가이드핀(53)을 따라 왕복이동하는 것으로서, 상기 가이드핀(53)의 작동경로에 장착된 스프링(56)을 통해 상기 풀리(10)의 내벽면으로 밀착되는 반면, 전자석(60)의 자력에 의해 상기 풀리(10)의 내벽면으로부터 이탈된다.
따라서, 상기 가동자(50)는 상기 허브(40)와의 사이에 설치되는 상기 가이드핀(53)을 따라 이동하다가 상기 스프링(56)의 탄성력에 의해 상기 풀리(10)와 마찰방식으로 접촉하는 반면, 상기 전자석(60)에 인가되는 전기적 신호에 의해 상기 풀리(10)와의 마찰접촉이 해제되는 것이다.
한편, 본 발명에 의한 핵심적인 기술사상은 상기 스프링(56)에 의해 작동하고 전자석(60)에 의해 리턴하는 상기 가동자(50)의 에어갭을 조정하기 위한 수단으로서, 상기 허브(40)에 상기 샤프트(30)의 방향으로 형성된 수용공간(46)과. 상기 수용공간(46)의 내벽면에 형성된 한 개 또는 다수개의 조정공(49), 상기 수용공간(46)에 개재되어 상기 샤프트(30)의 선단부를 이루는 나사산(33)과 체결되는 너트체(43), 상기 조정공(49)에 삽입되어 필요에 따라 분리하는 조정키(70), 및 상기 샤프트(30)와 허브(40)의 사이에 개재된 스페이서(80)를 구성함으로써 달성된다.
그리고, 상기 조정공(49)은 상기 수용공간(46)의 전진방향을 따라 형성된 것으로서, 그 내부에 상기 샤프트(30)로부터 상기 허브(40)의 분해과정에서 이용하는 상기 조정키(70)가 수용된다.
그리고, 상기 샤프트(30)에 탄턱(35)을 형성함으로써, 상기 단턱(35)에 의해 상기 스페이서(80)를 수용함이 바람직하다.
그리고, 상기 샤프트(30)의 나사산(33)에 체결되어 있는 상기 너트체(43)를 분리한 상태에서 상기 조정키(70)를 인출하는 경우, 상기 샤프트(30)에 압입되어 있던 상기 허브(40)의 분리작업이 가능해지므로, 상기 샤프트(30)와 허브(40)의 사이에 장착된 상기 스페이서(80)를 분리할 수 있는 것이다.
그리고, 수용공간(46)의 내벽면에 상기 너트체(43)의 이탈을 방지하고 전진위치를 한정하는 단턱(46-1)을 형성함이 바람직하다.
그리고, 스페이서(80)는 상기 워터펌프의 에어갭과 대응하는 두께를 갖도록 형성함이 바람직하다.
따라서. 상기 워터펌프의 에어갭이 이탈되는 경우, 상기 샤프트(30)에 결합되어 있던 상기 허브(40)를 분리함으로써, 상기 샤프트(30)와 허브(40)를 포함한 구성부품을 폐기하지 않고 재조립하여 사용할 수 있음은 물론 상기 스페이서(80)를 교환하여 에어갭을 조정할 수 있는 것이다.
이로 인해, 워터펌프(1)의 수용공간(46)에 상기 조정키(70)를 수용하는 조정공(49)을 더 형성함과 더불어 상기 샤프트(30)의 단턱(35)에 상기 스페이서(80)를 개재함은 물론 상기 샤프트(30)를 나선체(43)로 고정함으로써, 상기 조정공(49)과 상기 조정키(70)와 상기 스페이서(80)에 의해 상기 워터펌프의 에어갭이 조정작업이 가능해지는 것이다.
이상에서와 같이 본 발명의 일 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 이에 국한되지 않고 청구범위에 기재된 범위 내에서 변경이 가능할 것이다.
도 1은 종래기술에 따른 전자식 워터펌프를 도시한 정단면도,
도 2는 본 발명에 따른 전자식 워터펌프를 도시한 정단면도,
도 3은 본 발명에 따른 도 2의 A부분을 도시한 부분확대도,
도 4는 본 발명에 따른 도 2의 A부분을 도시한 개략적인 측면도이다.
* 도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 워터펌프 10 : 풀리
20 : 바디부 30 : 샤프트
35 :단턱 40 : 허브
43 : 너트체 46 : 수용공간
49 : 조정공 50 : 가동자
53 : 가이드핀 56 : 스프링
60 : 전자석 70 : 조정키
80 : 스페이서

Claims (3)

  1. 내연기관의 출력축에 의해 전달되는 동력을 운전상태에 따라 단속하여 라디에이터의 냉각수를 선택적으로 펌핑하는 전자식 워터펌프로서;
    상기 내연기관의 구동력을 전달받는 풀리(10)와 상기 라디에이터의 냉각수를 펌핑하는 바디부(20)가 나란하게 구성된 샤프트(30)와; 상기 샤프트(30)의 선단부에 고정되며 그 둘레면에 베어링(15)을 통해 상기 풀리(10)가 장착된 허브(40); 및 상기 허브(40)에 일정간격을 두고 배치되어 가이드핀(53)을 따라 이동하면서 스프링(56)의 탄성력을 통해 작동하고 전자석(60)의 자력을 통해 리턴하는 가동자(50)를 포함하며;
    상기 샤프트(30)의 선단을 이루는 나사산(33)에 체결되어 상기 샤프트(30)에 허브(40)를 고정하는 너트체(43)와; 상기 수용공간(46)의 내벽에 형성되어 상기 샤프트(30)의 회전반경을 따라 조정키(70)가 끼워지는 한 개 또는 다수개의 조정공(49); 및 상기 샤프트(30)와 상기 허브(40)의 사이에 개재되어 상기 워터펌프의 에어갭을 유지하는 스페이서(80)가 더 구비되어;
    상기 워터펌프의 에어갭을 조정하려는 경우, 상기 너트체(43) 및 상기 조정키(70)를 해제하고 상기 허브(40)를 분해한 상태에서 상기 스페이서(80)를 교환하는 것을 특징으로 하는 에어갭조정이 가능한 전자식 워터펌프.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 샤프트(30)는,
    그 선단부에 상기 스페이서(80)가 끼워지는 단턱(35)이 형성된 것을 특징으로 하는 에어갭조정이 가능한 전자식 워터펌프.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 수용공간(46)은,
    그 내벽면에 상기 너트체(43)의 전진위치를 한정하는 단턱(46-1)이 형성된 것을 특징으로 하는 에어갭조정이 가능한 전자식 워터펌프.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS60184439U (ja) 1984-05-18 1985-12-06 小倉クラツチ株式会社 電磁連結装置
JP2002021876A (ja) 2000-07-10 2002-01-23 Toyota Industries Corp 電磁スプリングクラッチ
KR20100092708A (ko) * 2009-02-13 2010-08-23 한라공조주식회사 워터펌프용 동력전달장치

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