KR101114395B1 - 차량용 워터 펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명의 예시적인 실시예에 따른 차량용 워터 펌프는, ⅰ)중심에 관통홀이 형성되고, 상기 관통홀의 둘레를 따라 배면에 클러치실이 형성되는 풀리와, ⅱ)상기 풀리의 클러치실 내면에 장착되는 브레이크 패드와, ⅲ)상기 풀리의 클러치실 내부에서 상기 브레이크 패드에 대응하여 배치되는 클러치 디스크와, ⅳ)상기 풀리의 관통홀에 풀리 베어링을 통해 결합되고, 외주 단부에 장착되는 복수의 스프링 핀을 통하여 상기 클러치 디스크와 상호 연결되는 허브와, ⅴ)상기 클러치 디스크와 상기 허브 사이에서 상기 스프링 핀에 장착되며 상기 클러치 디스크로 탄발력을 발휘하는 리턴 스프링과, ⅵ)상기 풀리의 클러치실 내부에서 상기 클러치 디스크의 배면에 대응하여 코일 케이스와 커버로 감싸여 설치되는 필드 코일과, ⅶ)펌프 바디에 펌프 베어링을 통하여 회전 가능하게 설치되며, 일측 단부는 상기 허브의 중심에 연결되고, 다른 일측 단부는 실링 유닛이 개재된 상태로 임펠러와 연결되는 메인 샤프트를 포함하며, 상기 클러치 디스크는 동심원 외측으로 직경이 서로 다른 다수의 제1 링부재들이 중첩되어 이루어지고, 상기 제1 링부재들 사이에 비자성 접합제로서의 제1 몰딩부를 형성한다.

전자식, 클러치, 워터펌프, 코일 케이스, 슬롯

Description

차량용 워터 펌프 {WATER PUMP FOR VEHICLE}

본 발명의 예시적인 실시예는 차량에 적용되는 워터 펌프(water pump)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전자식 클러치를 적용한 차량용 워터 펌프에 관한 것이다.

현재 차량 제작 메이커는 차량을 개발하는 과정에서 연비개선과 에미션 저감이라는 두 가지 목표를 동시에 달성하기 위해 노력하고 있는데, 이중에서 에미션 규제를 충족시키기 원가와 중량이 크게 증가함에도 불구하고 배기계의 촉매 로딩량을 높이거나 EGR 쿨러의 용량을 증가시키는 방법을 적용하고 있다.

일반적으로 차량에는 냉각수를 강제 순환시키는 방식이 적용되며, 이를 위해 엔진의 실린더 및 실린더 헤드에 냉각수로를 형성하고, 워터펌프의 작동으로 냉각수로에 냉각수를 강제로 공급시켜 엔진의 온도를 안정되게 유지시킨다.

상기와 냉각수를 공급시키는 워터펌프는 벨트를 통해 전달되는 동력에 의해 동작되어 냉각수를 "라디에이터 → 실린더 → 실린더 헤드 → 라디에이터"로 순환시켜 엔진이 과열되어 열화되는 것을 방지하여 준다.

워터펌프는 벨트를 통해 전달되는 엔진의 동력에 의해 6장 정도의 날개를 가 지는 중앙의 임펠러가 회전하여 냉각수를 실린더측으로 펌핑하며, 회전속도는 풀리의 비에 따라 다르게 설정되나, 대략적으로 크랭크 축의 1.2 ~ 1.6배 속도로 회전된다.

상기한 워터펌프는 엔진의 시동과 동시에 벨트를 통해 전달되는 동력에 의해 동작되므로, 엔진의 워밍업 조건이나 냉각 조건에 관계없이 엔진의 동작에 따라 상시 작동되어 냉각수를 순환시킨다.

따라서, 엔진이 워밍업 되어 있는 상태에서는 연비 및 배기가스의 안정화를 제공할 수 있으나, 엔진이 충분히 냉각되어 있는 상태에서 엔진이 시동되는 경우 냉각수의 순환에 따라 엔진의 워밍업 시간이 지연되고, 이에 따라 냉각된 구동부위의 마찰저항이 증가되어 마모가 증가되는 문제점이 발생한다.

또한, 엔진의 냉각에 의해 연소 효율이 떨어져 연료 소모량이 증가되고, 배기가스의 온도 상승이 지연되어 촉매의 활성화 시간이 지연되므로 배기가스에 유해성 물질이 다량으로 배출되어 에미션을 불안정하게 형성시키는 문제점을 내포하고 있다.

그리고, 연료펌프의 상시 동작에 따라 크랭크축에 부하로 작용하게 되어 엔진의 출력 효율을 저하시키고, 이에 따라 연비 저하를 초래시키는 문제점도 내포하고 있다.

이는 워터펌프가 벨트에 의하여 크랭크축과 연동되는 과정에 있어서 동력의 단속이 이루어지지 않고, 기계적인 결합만 되어 있기 때문에 발생하는 것이다.

본 발명의 예시적인 실시예는 상기에서와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로서, 전자식 클러치를 적용하고, 엔진의 운전 조건과 냉각수의 온도 조건 등에 따라 전자식 클러치의 작동을 제어하여 냉각수의 펌핑이 선택적으로 이루어지도록 한 차량용 워터 펌프를 제공한다.

이를 위해 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 차량용 워터 펌프는, ⅰ)중심에 관통홀이 형성되고, 상기 관통홀의 둘레를 따라 배면에 클러치실이 형성되는 풀리와, ⅱ)상기 풀리의 클러치실 내면에 장착되는 브레이크 패드와, ⅲ)상기 풀리의 클러치실 내부에서 상기 브레이크 패드에 대응하여 배치되는 클러치 디스크와, ⅳ)상기 풀리의 관통홀에 풀리 베어링을 통해 결합되고, 외주 단부에 장착되는 복수의 스프링 핀을 통하여 상기 클러치 디스크와 상호 연결되는 허브와, ⅴ)상기 클러치 디스크와 상기 허브 사이에서 상기 스프링 핀에 장착되며 상기 클러치 디스크로 탄발력을 발휘하는 리턴 스프링과, ⅵ)상기 풀리의 클러치실 내부에서 상기 클러치 디스크의 배면에 대응하여 코일 케이스와 커버로 감싸여 설치되는 필드 코일과, ⅶ)펌프 바디에 펌프 베어링을 통하여 회전 가능하게 설치되며, 일측 단부는 상기 허브의 중심에 연결되고, 다른 일측 단부는 실링 유닛이 개재된 상태로 임펠러와 연결되는 메인 샤프트를 포함하며, 상기 클러치 디스크는 동심원 외측으로 직경이 서로 다른 다수의 제1 링부재들이 중첩되어 이루어지고, 상기 제1 링부재들 사이에 비자성 접합제로서의 제1 몰딩부를 형성한다.

상기 차량용 워터 펌프에 있어서, 상기 제1 링부재들은 상기 제1 몰딩부를 통해 일체로 구성되고, 상기 제1 몰딩부가 상기 클러치 디스크의 실질적인 슬롯으로서 이루어질 수 있다.

상기 차량용 워터 펌프에 있어서, 상기 코일 케이스는 내주 측의 제1 케이스면, 외주 측의 제2 케이스면, 및 상기 제1 케이스면과 제2 케이스면의 단부를 연결하는 제3 케이스면을 형성할 수 있다.

상기 차량용 워터 펌프에 있어서, 상기 제3 케이스면은 동심원 외측으로 직경이 서로 다른 다수의 제2 링부재들이 중첩되어 이루어지고, 상기 제2 링부재들 사이 및 이들과 상기 제1,2 케이스면 사이에는 비자성 접합제로서의 제2 몰딩부를 형성할 수 있다.

상기 차량용 워터 펌프에 있어서, 상기 제2 링부재들과 상기 제1 및 제2 케이스면은 상기 제2 몰딩부를 통해 일체로 구성되고, 상기 제2 몰딩부가 상기 코일 케이스의 실질적인 슬롯으로서 이루어질 수 있다.

상기 차량용 워터 펌프에 있어서, 상기 제1 링부재들은 상기 제2 몰딩부에 대응하게 배치되고, 상기 제2 링부재들은 상기 제1 몰딩부에 대응하게 배치될 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 차량용 워터 펌프에 의하면, 엔진의 운전 조건과 냉각수의 온도 조건, 운전자의 의지에 따라 전자식으로 클러치를 작동시켜 풀리의 동력을 임펠러에 전달하거나 차단하는 방식으로서 임펠러를 통한 냉각수의 펌핑이 선택적으로 이루어질 수 있다.

따라서, 본 실시예에서는 배기가스를 정화시키는 촉매의 로딩량을 추가하지 않아도 안정된 에미션을 확보할 수 있어 원가 절감을 제공하고, 배기계 부품이 따로 추가되지 않아 차량의 중량이 감소되어 연비를 향상시킬 수 있는 효과가 기대된다.

또한, 본 실시예에서는 엔진이 냉각된 상태에서 초기 시동이 이루어지는 경우 냉각수의 순환이 차단되므로 엔진오일의 온도를 빠르게 높일 수 있어 오일 마찰이 저감되고, 각 구동부품의 마모가 최소화되어 내구성이 향상되는 효과가 기대된다.

그리고, 본 실시예에서는 엔진의 초기 시동시에 냉각수의 순환을 능동적으로 제어하여 엔진의 활성화 시간 단축과 안정된 연소로 연비 향상을 제공하고, 촉매의 활성화 시간을 단축시켜 에미션 안정화를 제공하는 효과가 기대된다.

이에 더하여, 본 실시예에서는 서로 엇갈리게 배치된 클러치 디스크의 제1 몰딩부 및 코일 케이스의 제2 몰딩부가 제1 및 제2 링부재들 사이의 슬롯으로서 이루어지기 때문에, 마그네틱 플럭스가 이들 몰딩부에 의해 더 이상 흐르지 못하고 제1 및 제2 링부재들에 번갈아가며 인가됨으로서 다수의 자극을 형성할 수 있다.

따라서, 본 실시예에서는 클러치 디스크와 코일 케이스 상호 간에 다수의 자극을 형성하며, 자극의 수와 자기력의 세기가 비례하기 때문에, 동일한 자기장으로서 보다 강한 자기력을 발생시킬 수 있으므로 클러치 디스크를 통한 동력 전달 효 율을 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 기대된다.

또한, 본 실시예에서는 다수의 자극을 형성함에 따라 보다 작은 자기장으로 원하는 자기력을 발생시킬 수 있기 때문에, 필드 코일의 권선량을 줄일 수 있으므로, 전력의 소모를 줄일 수 있으며, 필드 코일 및 전체 펌프의 경량화를 도모할 수 있는 효과가 기대된다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다.

도면에서 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해 일부 부분 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 차량용 워터 펌프의 구성을 도시한 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 결합 단면 구성도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 차량용 워터 펌프(100)는 벨트를 통해 전달되는 엔진의 동력으로서 냉각수를 냉각 수로에 강제로 공급시켜 엔진의 온도를 안정되게 유지시키기 위한 것이다.

이러한 차량용 워터 펌프(100)는 기본적으로 펌프 바디(110)와, 엔진의 크랭크 샤프트와 연결되고 펌프 바디(110)의 일측에 회전 가능하게 결합되며 크랭크 샤프트를 통해 엔진의 동력을 전달받는 풀리(130)와, 그 풀리(130)의 회전에 따라 펌프 바디(110)에 회전 가능하게 장착되며 냉각수를 펌핑하는 임펠러(150)를 포함한다.

따라서, 엔진의 시동에 따라 벨트를 통해 크랭크 샤프트로부터 전달되는 동력에 의해 풀리(130)가 소정 비율의 속도로 회전하게 되며, 이에 따라 임펠러(150)가 회전하며 냉각수의 펌핑이 이루어지게 된다.

그러므로, 냉각수는 임펠러(150)의 회전력에 의해 도시되지 않은 실린더에 형성된 냉각 수로에 펌핑(Pumping) 공급되어 엔진의 온도를 안정된 상태로 유지시켜 준다.

본 실시예에서 상기 차량용 워터 펌프(100)는 전자식 클러치를 적용하고, 엔진의 운전 조건과 냉각수의 온도 조건, 운전자의 의지에 따라 전자식 클러치의 작동을 제어하여 냉각수의 펌핑이 선택적으로 이루어지게 할 수 있는 구조로서 이루어진다.

이를 위해 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 상기 차량용 워터 펌프(100)는 언급한 바 있는 펌프 바디(110), 풀리(130) 및 임펠러(150)를 기본적으로 구비하면 서, 브레이크 패드(210)와, 클러치 디스크(220)와, 허브(230)와, 리턴 스프링(240)과, 필드 코일(260)과, 메인 샤프트(270)를 포함하여 구성된다.

상기 펌프 바디(110)는 하기에서 기술될 메인 샤프트(270)의 일측 단부와 선택적으로 연결되며 회전하는 풀리(130)를 일측에 구비하고, 메인 샤프트(270)의 다른 일측 단부와 연결되며 회전하는 임펠러(150)를 다른 일측에 구비하고 있다.

상기에서, 풀리(130)는 엔진의 크랭크 샤프트(도면에 도시되지 않음)로부터 벨트를 통해 동력을 전달받는 것으로서, 중앙에 관통홀(131)이 형성되어 있으며, 그 관통홀(131)에는 풀리 베어링(133)이 설치된다.

여기서, 상기 풀리(130)에는 관통홀(131)의 둘레를 따라 배면에 클러치실(135)이 형성되고, 그 클러치실(135)의 내면에는 뒤에서 더욱 설명하는 브레이크 패드(210)를 장착하기 위한 장착홈(137)이 관통홀(131)을 따라 형성된다.

상기 브레이크 패드(210)는 링 형상의 스틸 소재로서 이루어지며, 풀리(130)의 배면에 장착되는 바, 클러치실(135) 내면의 장착홈(137)에 끼워지며 본딩 접합된다.

상기 클러치 디스크(220)는 풀리(130)의 클러치실(135) 내부에서 브레이크 패드(210)에 대응하게 배치되며, 그 브레이크 패드(210)에 밀착 가능한 디스크 형태로서 이루어진다.

이 경우, 상기 클러치 디스크(220)는 브레이크 패드(210)와의 결합 여부에 따라 풀리(130)에 공급되는 동력의 출력 여부가 제어된다.

본 실시예에서, 상기 클러치 디스크(220)는 도 3 및 도 4에서와 같이, 동심 원 외측으로 직경이 서로 다른 다수 개의 제1 링부재들(221)이 중첩되어 이루어지고, 제1 링부재들(221) 사이에 비자성 접합제로서의 제1 몰딩부(223)를 형성한다.

상기 제1 링부재들(221)은 브릿지를 통해 서로 연결되지 않고, 동일한 두께를 지니며 서로 다른 직경으로서 동심원 외측으로 일정 간격 이격되게 배치되고, 제1 몰딩부(223)에 의해서 일체로 구성된다.

즉, 상기 클러치 디스크(220)는 내주측 제1 링부재(221)의 동심원 외측으로 직경이 점차적으로 커지는 다수의 제1 링부재들(221)이 일정 간격으로 이격되게 배치되고, 이들 제1 링부재(221) 사이에 비자성 접합제가 충진되면서 그 접합제에 의해 제1 링부재들(221)이 일체로 몰딩된 구조로서 이루어진다.

따라서, 본 실시예에 의한 상기 클러치 디스크(220)는 제1 링부재들(221) 사이에 비자성 접합제로 이루어진 제1 몰딩부(223)를 형성하므로, 제1 몰딩부(223)가 제1 링부재들(221) 사이의 슬롯으로서 이루어진다.

상기 허브(230)는 풀리(130)의 관통홀(131)에 풀리 베어링(133)을 통해 회전 가능하게 결합되고, 복수 개의 스프링 핀들(231)을 통하여 클러치 디스크(220)와 상호 연결된다.

상기에서, 스프링 핀들(231)은 허브(230)의 외주 단부와 클러치 디스크(220)의 내주 단부에 각각 연결되는 바, 그 허브(230)의 외주 단부에 형성된 제1 장착홀(233) 및 클러치 디스크(220)의 내주 단부에 형성된 제2 장착홀(224)에 연결되게 설치된다.

즉, 상기 각 스프링 핀(231)은 제1 및 제2 장착홀(233, 224)을 관통하며 일 측 단부가 허브(230)의 외주 단부에 지지되고, 다른 일측 단부는 클러치 디스크(220)의 내주 단부에 지지된다.

상기 리턴 스프링(240)은 클러치 디스크(220)와 허브(230) 사이에서 스프링 핀(231)에 장착되는 압축 코일 스프링으로서 이루어지며, 클러치 디스크(220)로 탄발력을 발휘하는 기능을 하게 된다.

상기 필드 코일(260)은 외부의 제어 신호에 따라 전원을 인가받아 자기력을 발생시키는 것으로서, 풀리(130)의 클러치실(135) 내부에서 클러치 디스크(220)의 배면에 대응하게 설치된다.

이러한 필드 코일(260)은 자기력에 의해 자화될 수 있는 코일 케이스(261)에 설치되는 바, 그 코일 케이스(261)에 커버링 되는 커버(263)에 감싸이며 코일 케이스(261)의 내부에 배치된다.

본 실시예에서, 상기 코일 케이스(261)는 필드 코일(260)을 수용하기 위한 것으로서, 도 5 및 도 6에서와 같이 내주 측의 제1 케이스면(265a), 외주 측의 제2 케이스면(265b), 및 제1 케이스면(265a)과 제2 케이스면(265b)의 단부를 연결하는 제3 케이스면(265c)으로 이루어진다.

상기 코일 케이스(261)는 클러치 디스크(220)에 대응하여 중앙에 홀을 형성하며, 그 홀의 내주면이 제1 케이스면(265a)으로 이루어지고, 외주면이 제2 케이스면(265b)으로 이루어지며, 클러치 디스크(220)의 배면 측에 대응하는 면이 제3 케이스면(265c)으로 이루어진다.

여기서, 상기 제3 케이스면(265c)은 동심원 외측으로 직경이 서로 다른 다수 의 제2 링부재들(267)이 중첩되어 이루어지고, 제2 링부재들(267) 사이 및 이들 제2 링부재(267)와 제1,2 케이스면(265a, 265b) 사이에는 비자성 접합제로서의 제2 몰딩부(268)를 형성하고 있다.

상기 제2 링부재들(267)은 브릿지를 통해 서로 연결되지 않고, 동일한 두께를 지니며 서로 다른 직경으로서 동심원 외측으로 일정 간격 이격되게 배치되고, 제2 몰딩부(268)에 의해서 제1 및 제2 케이스면(265a, 265b)과 일체로 구성된다.

즉, 상기 코일 케이스(261)의 제3 케이스면(265c)은 내주측 제2 링부재(267)의 동심원 외측으로 직경이 점차적으로 커지는 다수의 제2 링부재들(267)이 일정 간격으로 이격되게 배치되고, 이들 제2 링부재(267) 사이에 비자성 접합제가 충진되면서 그 접합제에 의해 일체로 몰딩된 구조로서 이루어진다.

그리고, 상기 제2 링부재들(267)이 비자성 접합체에 의해 일체로 몰딩된 제3 케이스면(265c)은 제1 및 제2 케이스면(265a, 265b) 사이에 비자성 접합제가 충진되면서 그 접합제에 의해 제1 및 제2 케이스면(265a, 265b)에 일체로서 몰딩된다.

따라서, 본 실시예에 의한 상기 코일 케이스(261)는 제3 케이스면(265c)의 제2 링부재들(267) 사이, 및 제3 케이스면(265c)과 제1,2 케이스면(265a, 265b) 사이에 비자성 접합제로 이루어진 제2 몰딩부(268)를 형성하므로, 제2 몰딩부(268)가 제3 케이스면(265c)의 슬롯으로서 이루어진다.

상기 메인 샤프트(270)는 펌프 바디(110)에 펌프 베어링(271)을 통해 회전 가능하게 장착되며, 일측 단부가 허브(230)의 중심에 연결되고, 다른 일측 단부는 펌프 바디(110)를 실링하는 실링유닛(273)이 개재된 상태로 언급한 바 있는 임펠 러(150)와 연결된다.

따라서, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 차량용 워터 펌프(100)에 의하면, 우선 필드 코일(260)에 전원이 인가되지 않는 일반적인 상태에서 클러치 디스크(220)는 도 2에서와 같이, 리턴 스프링(240)의 탄성력에 의해 브레이크 패드(210)에 밀착된 상태에 있다.

이로써, 엔진의 동력이 벨트를 통해 풀리(130)에 제공되면, 클러치 디스크(220)가 스프링 핀(231)을 통해 허브(230)와 연결되며 브레이크 패드(210)에 밀착되어 있기 때문에, 풀리(130)의 회전에 따라 엔진 동력이 클러치 디스크(220)와 허브(230)를 통해 메인 샤프트(270)에 전달되면서 그 메인 샤프트(270)가 회전하게 되므로, 임펠러(150)는 메인 샤프트(270)에 의해 회전하며 냉각수를 펌핑하게 된다.

상기에서와 같은 냉각수의 펌핑은 엔진 회전수가 설정된 기준 회전수를 초과하여 엔진이 고속으로 동작하거나, 엔진 회전수가 기준 회전수 미만이나 냉각수의 온도가 설정된 온도 이상인 조건에서 이루어진다.

또한, 상기 냉각수의 펌핑은 엔진 회전수 및 냉각수의 온도에 관계없이 히터 스위치가 작동 온으로 검출된 경우, 실내의 신속한 난방을 제공하기 위해 이루어진다.

그러나, 상기한 조건을 만족하지 않는 조건, 이를테면 엔진이 저속으로 동작하거나 냉각수의 온도가 설정된 온도 미만인 조건, 또는 히터 스위치가 작동 오프로 검출된 조건인 경우, 외부의 제어 신호에 따라 필드 코일(260)은 전원을 인가받 아 자기력을 발생시킨다.

이에 따라, 상기 필드 코일(260)에서 발생하는 자기력에 의해 코일 케이스(261)가 자화되면서 코일 케이스(261)는 도 7에서와 같이 자기력으로서 클러치 디스크(220)를 잡아 당긴다.

그러면, 상기 클러치 디스크(220)는 리턴 스프링(240)의 탄성력을 극복하며 코일 케이스(261) 쪽으로 이동하면서 브레이크 패드(210)와 분리된다.

따라서, 상기와 같이 클러치 디스크(220)가 브레이크 패드(210)와 분리되면서 클러치 디스크(220)와 브레이크 패드(210)의 연결이 단속되므로, 허브(230)를 통해 메인 샤프트(270)에 전달되는 동력이 차단되면서 풀리(130)는 공회전을 하게 되고, 임펠러(150)는 회전하지 않게 되면서 냉각수의 펌핑을 중지하게 된다.

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 차량용 워터 펌프(100)는 엔진의 운전 조건과 냉각수의 온도 조건 등에 따라 외부의 제어 신호에 의해 클러치를 전자식으로 작동시켜 풀리(130)의 동력을 임펠러(150)에 전달하거나 차단하게 되므로, 임펠러(150)를 통한 냉각수의 펌핑이 선택적으로 이루어진다.

이로써, 본 실시예에서는 배기가스를 정화시키는 촉매의 로딩량을 추가하지 않아도 안정된 에미션을 확보할 수 있어 원가 절감을 제공하고, 배기계 부품이 따로 추가되지 않아 차량의 중량이 감소되어 연비를 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 본 실시예에서는 엔진이 냉각된 상태에서 초기 시동이 이루어지는 경우 냉각수의 순환이 차단되므로 엔진오일의 온도를 빠르게 높일 수 있어 오일 마찰 이 저감되고, 각 구동부품의 마모가 최소화되어 내구성이 향상된다.

그리고, 본 실시예에서는 엔진의 초기 시동시에 냉각수의 순환을 능동적으로 제어하여 엔진의 활성화 시간 단축과 안정된 연소로 연비 향상을 제공하고, 촉매의 활성화 시간을 단축시켜 에미션 안정화를 제공할 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 차량용 워터 펌프(100)에 의하면, 필드 코일(260)에 전원을 인가하여 메인 샤프트(270)로 전달되는 동력을 차단하는 과정에, 필드 코일(260)에서 발생하는 자기장은 코일 케이스(261)에 의해 방향성을 부여받고 그 코일 케이스(261)를 타고 흐르는 마그네틱 플럭스(Magnetic Flux)를 형성한다.

이러한 마그네틱 플럭스는 코일 케이스(261)의 제1 케이스면(265a) 또는 제2 케이스면(265b)을 타고 흐르다가 클러치 디스크(220)의 제1 링부재(221) 측으로 흐르는 제1 자극(pole)을 형성한다.

그리고, 상기 클러치 디스크(220)의 제1 링부재(221)로 인가된 마그네틱 플럭스는 그 클러치 디스크(220)의 제1 몰딩부(223)에 의해 더 이상 흐르지 못하고 다시 코일 케이스(261)의 제2 링부재(267)로 타고 흐르는 제2 자극을 형성한다.

또한, 상기 클러치 디스크(220)의 제1 링부재(221)에서 코일 케이스(261)의 제2 링부재(267)로 인가되는 마그네틱 플럭스는 그 코일 케이스(261)에서 제2 몰딩부(268)에 의해 더 이상 흐르지 못하고 다시 클러치 디스크(220)의 제1 링부재(221)로 인가되는 제3 자극을 형성한다.

따라서, 본 실시예에서는 클러치 디스크(220)가 제1 링부재들(221) 사이에 비자성 접합제로서의 제1 몰딩부(223)를 형성하고 있는 구성으로 이루어지고, 코일 케이스(261)가 제2 링부재들(267) 사이에 비자성 접합제로서의 제2 몰딩부(268)를 형성하고 있는 구성으로 이루어지기 때문에, 상기와 같은 과정을 반복하며 클러치 디스크(220)의 제1 링부재들(221)과 코일 케이스(261)의 제2 링부재들(267)에서 다수의 자극(pole)을 형성하게 된다.

즉, 본 실시예에서는 서로 엇갈리게 배치된 클러치 디스크(220)의 제1 몰딩부(223) 및 코일 케이스(261)의 제2 몰딩부(268)가 제1 및 제2 링부재들(221, 267) 사이의 슬롯으로서 이루어지기 때문에, 마그네틱 플럭스가 이들 몰딩부(223, 268)에 의해 더 이상 흐르지 못하고 제1 및 제2 링부재들(221, 267)에 번갈아가며 인가됨으로서 다수의 자극을 형성하게 된다.

이로써, 본 실시예에서는 클러치 디스크(220)와 코일 케이스(261) 상호 간에 다수의 자극을 형성하게 되는 바, 그 자극의 수와 자기력의 세기가 비례하기 때문에 결과적으로는 동일한 자기장으로서 보다 강한 자기력을 발생시킬 수 있으므로, 클러치 디스크(220)를 통한 동력 전달 효율을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 본 실시예에서는 다수의 자극을 형성함에 따라 보다 작은 자기장으로 원하는 자기력을 발생시킬 수 있기 때문에, 필드 코일(260)의 권선량을 줄일 수 있으므로, 전력의 소모를 줄일 수 있으며, 필드 코일(260) 및 전체 펌프(100)의 경량화를 도모할 수 있게 된다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 차량용 워터 펌프의 구성을 도시한 분해 사시도이다.

도 2는 도 1의 결합 단면 구성도이다.

도 3은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 차량용 워터 펌프에 적용되는 클러치 디스크를 도시한 사시도이다.

도 4는 도 3의 단면 구성도이다.

도 5는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 차량용 워터 펌프에 적용되는 코일 케이스를 도시한 사시도이다.

도 6은 도 5의 단면 구성도이다.

도 7은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 차량용 워터 펌프의 작동을 설명하기 위한 단면 구성도이다.

Claims (5)

1. 중심에 관통홀이 형성되고, 상기 관통홀의 둘레를 따라 배면에 클러치실이 형성되는 풀리;

   상기 풀리의 클러치실 내면에 장착되는 브레이크 패드;

   상기 풀리의 클러치실 내부에서 상기 브레이크 패드에 대응하여 배치되는 클러치 디스크;

   상기 풀리의 관통홀에 풀리 베어링을 통해 결합되고, 외주 단부에 장착되는 복수의 스프링 핀을 통하여 상기 클러치 디스크와 상호 연결되는 허브;

   상기 클러치 디스크와 상기 허브 사이에서 상기 스프링 핀에 장착되며 상기 클러치 디스크로 탄발력을 발휘하는 리턴 스프링;

   상기 풀리의 클러치실 내부에서 상기 클러치 디스크의 배면에 대응하여 코일 케이스와 커버로 감싸여 설치되는 필드 코일; 및

   펌프 바디에 펌프 베어링을 통하여 회전 가능하게 설치되며, 일측 단부는 상기 허브의 중심에 연결되고, 다른 일측 단부는 실링 유닛이 개재된 상태로 임펠러와 연결되는 메인 샤프트

   를 포함하며,

   상기 클러치 디스크는 동심원 외측으로 직경이 서로 다른 다수의 제1 링부재들이 중첩되어 이루어지고, 상기 제1 링부재들 사이에 비자성 접합제로서의 제1 몰딩부를 형성하는 차량용 워터 펌프.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 제1 링부재들은 상기 제1 몰딩부를 통해 일체로 구성되고, 상기 제1 몰딩부가 상기 클러치 디스크의 실질적인 슬롯으로서 이루어지는 차량용 워터 펌프.
3. 제1 항에 있어서,

   상기 코일 케이스는 내주 측의 제1 케이스면, 외주 측의 제2 케이스면, 및 상기 제1 케이스면과 제2 케이스면의 단부를 연결하는 제3 케이스면을 형성하고,

   상기 제3 케이스면은 동심원 외측으로 직경이 서로 다른 다수의 제2 링부재들이 중첩되어 이루어지고,

   상기 제2 링부재들 사이 및 이들과 상기 제1,2 케이스면 사이에는 비자성 접합제로서의 제2 몰딩부를 형성하는 차량용 워터 펌프.
4. 제3 항에 있어서,

   상기 제2 링부재들과 상기 제1 및 제2 케이스면은 상기 제2 몰딩부를 통해 일체로 구성되고, 상기 제2 몰딩부가 상기 코일 케이스의 실질적인 슬롯으로서 이루어지는 차량용 워터 펌프.
5. 제3 항에 있어서,

   상기 제1 링부재들은 상기 제2 몰딩부에 대응하게 배치되고, 상기 제2 링부 재들은 상기 제1 몰딩부에 대응하게 배치되는 차량용 워터 펌프.

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