KR101051751B1 - 워터펌프용 샤프트와 허브의 조립 구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 워터펌프에 구성된 샤프트와 허브의 조립구조에 관한 것으로,
내연기관의 구동력을 전달받는 풀리(140)와 라디에이터의 냉각수를 펌핑하는 펌프부(110)가 나란하게 구성된 샤프트(120)와; 상기 샤프트(120)의 일단부에 고정되면서 그 둘레면에 상기 풀리(140)가 장착된 허브(130); 및 상기 펌프부(110)와 풀리(140)의 사이에 장착되어 상기 풀리(140)의 회전력을 단속하여 선택적으로 상기 펌프부(110)로 전달하는 단속기구(150)를 포함하며; 상기 샤프트(120)의 둘레면에 형성된 면부(10)와, 상기 면부(10)에 강제압입되면서 그 둘레면에 고정스플라인(25)이 형성된 매개체(20), 및 상기 허브(130)의 내주면에 형성되어 상기 고정스플라인(25)과 맞물리는 결합스플라인(30)을 더 구비함으로써;
상기 샤프트의 면부에 개재되는 매개체를 이용하여 상기 샤프트와 허브의 조립작업을 수행함으로써 상기 워터펌프의 조립효율성이 극대화됨은 물론 상기 샤프트와 허브의 조립과정에서 발생하는 제품손상이 예방된다.
워터펌프, 샤프트, 허브, 면부, 매개체, 스플라인, 볼트체

Description

워터펌프용 샤프트와 허브의 조립 구조{Structure of shaft and hub for electric water pump}
본 발명은 워터펌프에 구성된 샤프트와 허브에 관한 것으로, 특히 샤프트의 결합구조를 변경하여 허브와의 조립성을 향상시킬 수 있도록 한 워터펌프용 샤프트와 허브의 조립 구조에 관한 것이다.
일반적으로, 워터펌프는 차량엔진을 포함한 내연기관의 작동과정에서 발생하는 열을 수냉하는 것으로서, 이 워터펌프는 상기 내연기관의 출력축에 벨트나 체인을 통해 연결되어 구동하며, 특히 라디에이터에 수용된 냉각수를 흡입하여 워터자켓 등으로 공급하는 기능을 수행한다.
따라서, 상기 워터펌프에 구성된 풀리와 상기 내연기관의 출력축에 벨트나 체인 등을 연결하면, 상기 워터펌프에 구성된 펌프부가 상기 출력축의 회전수에 맞추어 작동하므로, 상기 펌프부내의 임펠러와 같은 회전체가 구동하여 상기 라디에이터내의 냉각수를 펌핑하는 것이다.
예컨대, 도 1에서와 같이, 상기 워터펌프(100)는, 상기 내연기관의 구동력을 전달받는 풀리(140)와 상기 라디에이터의 냉각수를 펌핑하는 펌프부(110)가 일정간격을 두고 나란하게 구성된 샤프트(120)와; 상기 샤프트(120)의 일단부에 고정되면서 그 둘레면에 베어링(145)을 통해 상기 풀리(140)가 장착된 허브(130); 및 상기 펌프부(110)와 풀리(140)의 사이에 장착되어 상기 풀리(140)의 회전력을 선택적으로 상기 펌프부(110)로 전달하는 단속기구(150)로 이루어진다.
여기서, 상기 워터펌프(100)는 상기 샤프트(120)의 선단부에 강제압입식으로 상기 허브(130)가 고정되어 있다.
그런데, 상기 샤프트(120)의 소재가 베어링강으로서 가공작업이 어려운 특징이 있으므로, 상기 샤프트(120)에 허브(130)를 강제로 압입하는 고정하는 방법 이외에는 마땅한 조립방법이 없어, 상기 허브(130)의 조립에 따른 작업공수 및 하중이 늘어 효율성이 저하되는 문제점이 있었다.
게다가, 상기 샤프트(120)의 선단부에 상기 허브(130)를 압입하고 상기 샤프트(120)와 허브(130)의 결합부분에 볼트(40) 등을 체결하는 과정에서, 상기 결합부분에 가해지는 외부하중에 의해, 상기 샤프트(120)나 상기 허브(130)에 크랙 등과 같은 각종 제품손상이 발생되는 문제점이 있었다.
이로 인해, 상기 워터펌프(100)의 완성업체에서 상기 샤프트(120)와 상기 허브(130)의 조립에 따른 작업이 지연되어 작업효율성이 저하됨은 물론 상기 워터펌프(100)이 손상되어 제조단가가 증대되는 것이다.
이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 워터펌프용 샤프트의 결합구조를 변경하여 허브와의 조립성을 향상함으로써 조립작업에 따른 효율성을 극대화시킬 수 있도록 한 워터펌프용 샤프트와 허브의 조립 구조를 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 펌프부가 일정간격을 두고 나란하게 구성된 샤프트와; 상기 샤프트의 일단부에 고정되면서 그 둘레면에 베어링을 통해 상기 풀리가 장착된 허브; 및 상기 펌프부와 풀리의 사이에 장착되어 상기 풀리의 회전력을 단속하여 선택적으로 상기 펌프부로 전달하는 단속기구를 포함하며; 상기 샤프트의 둘레면에 형성된 면부와, 상기 샤프트의 면부에 강제압입되면서 그 둘레면에 고정스플라인이 형성된 매개체, 및 상기 허브의 내주면에 형성되어 상기 고정스플라인과 맞물리는 결합스플라인을 더 구비한 구성이다.
이상에서와 같이 본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 상기 샤프트의 면부에 개재되는 매개체를 이용하여 상기 샤프트와 허브의 조립작업을 수행함으로써, 상기 워터펌프의 조립에 따른 작업하중 및 작업공정이 줄어 작업효율성이 극대화된다.
둘째, 상기 샤프트의 면부에 감싸진 매개체를 이용하여 완충작용을 수행하므로, 상기 샤프트와 허브에 상기 볼트체의 체결과정에서 발생하는 하중이 흡수되어 크랙 등과 같은 제품손상이 방지된다.
이하, 본 발명에 따른 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 워터펌프를 도시한 정단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 워터펌프의 샤프트와 허브의 결합도이고, 도 4는 본 발명에 따른 워터펌프의 샤프트와 허브의 분해도로서; 내연기관의 출력축에 의해 전달되는 동력을 운전상태에 따라 단속하여 라디에이터의 냉각수를 선택적으로 펌핑하는 전자식 워터펌프(100)로서; 상기 내연기관의 구동력을 전달받는 풀리(140)와 상기 라디에이터의 냉각수를 펌핑하는 펌프부(110)가 일정간격을 두고 나란하게 구성된 샤프트(120)와; 상기 샤프트(120)의 일단부에 고정되면서 그 둘레면에 베어링(145)을 통해 상기 풀리(140)가 장착된 허브(130); 및 상기 펌프부(110)와 풀리(140)의 사이에 장착되어 상기 풀리(140)의 회전력을 단속하여 선택적으로 상기 펌프부(110)로 전달하는 단속기구(150)를 포함하며;
상기 샤프트(120)의 둘레면에 형성된 면부(10)와, 상기 샤프트(120)의 면부(10)에 강제압입되면서 그 둘레면에 고정스플라인(25)이 형성된 매개체(20), 및 상기 허브(130)의 내주면에 형성되어 상기 고정스플라인(25)과 맞물리는 결합스플라인(30)을 더 구비한 것을 특징적 구성으로 한다.
여기서, 워터펌프(100)는 상기 내연기관의 출력축으로부터 발생하는 구동력을 전달받아 상기 라디에이터의 냉각수를 선택적으로 펌핑하는 것으로서, 상기 펌프부(110)와 샤프트(120)와 허브(130)와 풀리(140)와 단속기구(150)가 상호 결합되어 구성되며, 특히 상기 샤프트(120)에 장착되는 상기 매개체(20)를 통해 상기 허브(130)를 결합하는 것에 특징이 있다.
그리고, 펌프부(110)는, 상기 샤프트(120)의 둘레면 일측에 장착되어 상기 라디에이터의 냉각수를 펌핑하여 워터자켓 등으로 공급하는 것으로서, 상기 풀리(140)와 일정거리를 두고 장착된다.
이때, 상기 펌프부(110)에 내장되어 상기 냉각수를 펌핑하는 구성부품들은 공지이므로 자세한 설명을 생략한다.
그리고, 샤프트(120)는, 상기 워터펌프(100)의 중심부에 구성되어 상기 워터펌프(100)의 전체하중을 지지하는 것으로서, 상기 출력축의 회전력을 상기 펌프부(110)로 전달하는 기능을 수행하며, 그 둘레면에 상기 펌프부(110)와 단속기구(150)와 허브(130)와 일정간격을 두고 설치된다.
또한, 상기 샤프트(120)의 선단부 즉 상기 허브(130)가 압입되는 부분에 상기 면부(10)가 일정두께로 형성된다.
이때, 상기 면부(10)는 상기 매개체(20)의 두께에 해당하는 만큼의 높이로 가공하여 형성함이 바람직하다.
그리고, 허브(130)는, 상기 샤프트(120)의 선단부 바람직하게는 상기 매개체(20)의 둘레면에 볼트체(40)나 압입방식 또는 부싱과 같은 매개수단을 통해 고정된 것으로서, 그 내주면에 길이방향을 따라 상기 고정스플라인(25)과 결합되는 결합스플라인(30)이 형성된다.
그리고, 풀리(140)는, 상기 내연기관의 출력축에 벨트나 체인과 같은 매개수단을 통해 연결된 것으로서, 상기 허브(130)의 둘레면에 베어링(145)을 통해 설치되어 상기 샤프트(120)와 동시 또는 별개로 회전한다.
그리고, 매개체(20)는 상기 샤프트(120)의 면부(10)에 강제압입식으로 결합되는 것으로서, 그 둘레면에 상기 결합스플라인(30)과 상호 맞물려 고정되는 고정스플라인(25)이 형성되어 있다.
그리고, 단속기구(150)는, 상기 펌프부(110)와 상기 풀리(140)의 사이공간에 장착되어 상기 내연기관의 출력축으로부터 발생하는 구동력을 단속하여 선택적으로 상기 샤프트(120)로 전달한다.
이때, 상기 단속기구(150)로는 전자석에 의해 흡착됨은 물론 코일스프링 또는 판스프링에 의해 상기 풀리(140)의 내벽면으로 밀착되는 디스크가 구비된 것이라면 본원의 기술범주에 포함됨은 당연하다.
이하, 본 발명에 따른 작용을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명에 따른 워터펌프(100)를 구성하려는 경우, 일단 상기 샤프트(120)의 선단부에 면부(10)를 형성하고 상기 허브(130)의 내주면에 결합스플라인(30)을 형성하는 과정이 선결되어야 한다.
더불어, 상기 매개체(20)의 내경을 상기 면부(10)의 외경과 대응하도록 가공하고 그 둘레면에 고정스플라인(25)을 형성한다.
그런 다음, 상기 샤프트(120)의 면부(10)에 상기 매개체(20)를 맞대고 강제압입방식으로 결합한 다음, 상기 샤프트(120)의 면부(10)에 상기 매개체(20)를 개재한 상태에서 상기 허브(130)를 장착한다.
이렇게 하면, 상기 매개체(20)의 둘레면에 구성된 고정스플라인(25)과 상기 허브(130)의 내주면에 구성된 결합스플라인(30)이 상호 맞물리므로, 상기 허브(130)의 고정상태가 유지되는 것이다.
이어서, 상기 샤프트(120)와 상기 허브(130)의 결합부분에 상기 볼트체(40)와 같은 고정수단을 체결하면, 상기 샤프트(120)와 상기 허브(130)의 조립에 따른 일련의 작업과정이 완료되는 것이다.
이때, 상기 볼트체(40)의 체결과정에서, 상기 면부(10)에 상기 매개체(20)가 감싸진 상태이므로, 상기 볼트체(40)에 의해 발생하는 하중에 의한 상기 구성요소(120,130)의 손상이 방지되는 것이다.
따라서, 상기 샤프트(120)가 가공이 매우 어려운 베어링강 소재로 성형되었더라도 상기 매개체(20)와 허브(130)에 각각 형성된 상기 스플라인(25,30)에 의해 상기 허브(130)의 결합작업이 가능해진다.
이상에서와 같이 본 발명의 일 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 이에 국한되지 않고 청구범위에 기재된 범위 내에서 변경이 가능할 것이며, 특히 상기 면부(100와 매개체(20)와 스플라인(25,30)을 갖는 모든 워터펌프(100)가 본원의 기술범주에 포함됨은 당연하다.
도 1은 종래기술에 따른 워터펌프를 도시한 정단면도,
도 2는 본 발명에 따른 워터펌프를 도시한 정단면도,
도 3은 본 발명에 따른 워터펌프의 샤프트와 허브의 결합도,
도 4는 본 발명에 따른 워터펌프의 샤프트와 허브의 분해도이다.
* 도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 워터펌프 110 : 펌프부
120 : 샤프트 130 : 허브
140 : 풀리 150 : 단속기구
10 : 면부 20 : 매개체
25 : 고정스플라인 30 : 결합스플라인
40 : 볼트체

Claims (1)

  1. 내연기관의 출력축에 의해 전달되는 동력을 운전상태에 따라 단속하여 라디에이터의 냉각수를 선택적으로 펌핑하는 전자식 워터펌프로서;
    상기 내연기관의 구동력을 전달받는 풀리(140)와 상기 라디에이터의 냉각수를 펌핑하는 펌프부(110)가 일정간격을 두고 나란하게 구성된 샤프트(120)와; 상기 샤프트(120)의 일단부에 고정되면서 그 둘레면에 베어링(145)을 통해 상기 풀리(140)가 장착된 허브(130); 및 상기 펌프부(110)와 풀리(140)의 사이에 장착되어 상기 풀리(140)의 회전력을 단속하여 선택적으로 상기 펌프부(110)로 전달하는 단속기구(150)를 포함하며;
    상기 샤프트(120)의 둘레면에 형성된 면부(10)와, 상기 면부(10)에 강제압입되면서 그 둘레면에 고정스플라인(25)이 형성된 매개체(20), 및 상기 허브(130)의 내주면에 형성되어 상기 고정스플라인(25)과 맞물리는 결합스플라인(30)을 더 구비한 것을 특징으로 하는 워터펌프(100)용 샤프트(120)와 허브(130)의 조립 구조.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20110034821A (ko) * 2009-09-29 2011-04-06 주식회사 지엔원 내장형 형태의 동력단속기구를 장착한 전자식 워터펌프

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