KR101627472B1 - 임펠러 조립체 및 임펠러 조립체의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 임펠러 조립체 및 임펠러 조립체의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 열 하중을 완화시켜 백 요크에 의한 균열 발생을 방지할 수 있는 임펠러 조립체 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 임펠러 조립체는 슈라우드와 베인과 원판을 구비한 임펠러부와, 상기 임펠러부의 하부에 결합되어 회전력을 발생시키는 샤프트부를 포함하는 임펠러 조립체에 있어서, 상기 샤프트부는 마그넷원통부와, 백 요크와, 원통뭄체부와, 부싱을 포함한다. 상기 백 요크는 상단에 상기 마그넷원통부의 상단과 맞물리도록 돌출된 돌기를 구비하며 상기 마그넷원통부의 내부와 틈이 생기도록 상기 마그넷원통부의 내부에 삽입된다. 상기 원통몸체부는 상기 백 요크의 내부에 삽입되도록 상기 임펠러부의 하부에서 연장되어 상기 마그넷원통부 및 상기 백 요크와 결합된다. 상기 부싱은 회전시 회전 마찰을 줄일 수 있도록 상기 원통몸체부의 내부에 장착된다.
본 발명에 의하면 백 요크의 외주면이 주름지게 요철되어 마그넷원통부와 조립된 임펠러 조립체를 제공함으로써, 마그넷원통부와 백 요크 사이에 미세한 틈이 존재하여 백 요크에 의한 마그넷원통부의 균열 발생을 방지할 수 있다.

Description

임펠러 조립체 및 임펠러 조립체의 제조방법{Impeller assembly and manufacturing method thereof}

본 발명은 임펠러 조립체 및 임펠러 조립체의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 열 하중을 완화시켜 백 요크에 의한 균열 발생을 방지할 수 있는 임펠러 조립체 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에는 차량의 엔진 및 히터에 냉각수를 안정적으로 순환시키기 위하여 전동식 워터펌프가 설치된다.

전동식 워터펌프에는 임펠러 조립체가 설치되어 냉각수를 순환시킨다.

도 5는 종래의 임펠러 조립체의 개념도를 도시한 것으로 종래의 임펠러 조립체의 경우, 마그넷원통부(3)와 백 요크(5)는 사출되어 일체형으로 제작되어 진다. 이때, 마그넷원통부(3)와 백 요크(5)는 서로 다른 재료로 이루어져 서로 다른 열팽창계수를 가진다. 일반적으로 백 요크(5)가 금속으로 형성되어 마그넷원통부(3) 보다 열팽창계수가 크다. 워터펌프로 냉각수를 순환시키면 냉각수가 가열되고 이로 인하여 임펠러 조립체가 열을 받는다. 그래서 임펠러 조립체가 열을 받으면 열팽창계수의 차이로 인하여 마그넷원통부(3)에 하중이 작용하고, 지속적으로 임펠러 조립체가 동작하면 상기 하중에 의해서 마그넷원통부(3)에 균열이 발생하게 된다.

도 6은 이를 확인하기 위하여 차량의 기후조건인 -20℃ ~ 110℃의 냉각수를 약 2000 시간 동안 워터펌프에 공급하여 임펠러 조립체를 CT 촬영한 사진이다. 이 경우, 도 6에서 나타낸 바와 같이 마그넷원통부(3) 내부에 균열(7)이 발생한다. 즉, 종래의 임펠러 조립체의 경우 백 요크(5)가 마그넷원통부(3)와 일체가 되도록 사출되므로 임펠러 조립체가 가열되면 열팽창계수의 차이로 열하중이 발생하여 마그넷원통부(3)에 균열(7)이 발생한다는 문제점이 있었다.

대한민국 등록 특허 제10-1072327호 대한민국 등록 특허 제10-1256198호

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것이다. 본 발명은 마그넷원통부와 백 요크를 조립하여 백 요크에 의한 균열 발생을 방지할 수 있는 임펠러 조립체 및 그의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 임펠러 조립체는 슈라우드와 베인과 원판을 구비한 임펠러부와, 상기 임펠러부의 하부에 결합되어 회전력을 발생시키는 샤프트부를 포함하는 임펠러 조립체에 있어서, 상기 샤프트부는 마그넷원통부와, 백 요크와, 원통뭄체부와, 부싱을 포함한다. 상기 백 요크는 상단에 상기 마그넷원통부의 상단과 맞물리도록 돌출된 돌기를 구비하며 상기 마그넷원통부의 내부와 틈이 생기도록 상기 마그넷원통부의 내부에 삽입된다. 상기 원통몸체부는 상기 백 요크의 내부에 삽입되도록 상기 임펠러부의 하부에서 연장되어 상기 마그넷원통부 및 상기 백 요크와 결합된다. 상기 부싱은 회전시 회전 마찰을 줄일 수 있도록 상기 원통몸체부의 내부에 장착된다.

또한, 상기의 임펠러 조립체에 있어서, 상기 백 요크는 외주면이 주름지게 요철되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 임펠러 조립체는 슈라우드와 베인과 원판을 구비한 임펠러부와, 상기 임펠러부의 하부에 결합되어 회전력을 발생시키는 샤프트부를 포함하는 임펠러 조립체에 있어서, 상기 샤프트부는 마그넷원통부와, 백 요크와, 원통뭄체부와, 부싱을 포함한다. 상기 백 요크는 외주면이 주름지게 요철되고 상단에 상기 마그넷원통부의 상단과 맞물리도록 돌출된 돌기를 구비하여 상기 마그넷원통부의 내부에 삽입된다. 상기 원통몸체부는 상기 백 요크의 내부에 삽입되도록 상기 임펠러부의 하부에서 연장되어 상기 마그넷원통부 및 상기 백 요크와 결합된다. 상기 부싱은 회전시 회전 마찰을 줄일 수 있도록 상기 원통몸체부의 내부에 장착된다.

또는, 상기의 임펠러 조립체에 있어서, 상기 원통몸체부는 사출되어 상기 마그넷원통부 및 상기 백 요크와 결합되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 임펠러 조립체의 제조방법은 내부가 관통된 마그넷원통부에 상단에 상기 마그넷원통부의 상단과 맞물리도록 돌출된 돌기를 구비하며 외주면이 주름지게 요철된 백 요크를 상기 마그넷원통부의 내부에 삽입하여 조립하는 마그넷원통부 조립단계와, 상기 마그넷원통부 조립단계에서 조립된 백 요크의 내부에 부싱을 삽입한 후, 임펠러부의 원판과 상기 원판에서 연장되어 상기 마그넷원통부와, 상기 백 요크 및 상기 부싱에 결합된 원통몸체부가 형성되도록 사출하는 사출단계와, 상기 원판의 상부에 슈라우드가 결합된 베인을 융착시켜 결합시키는 융착단계를 포함한다.

또한, 상기의 임펠러 조립체의 제조방법에 있어서, 상기 마그넷원통부 조립단계에서는 상기 백 요크가 상기 마그넷원통부의 내부와 틈이 생기도록 상기 마그넷원통부의 내부에 삽입되는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면 백 요크의 외주면이 주름지게 요철되어 마그넷원통부와 조립된 임펠러 조립체를 제공함으로써, 마그넷원통부와 백 요크 사이에 미세한 틈이 존재하여 백 요크에 의한 마그넷원통부의 균열 발생을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 임펠러 조립체의 일 실시예의 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 실시예의 단면도,
도 3은 도 1에 도시된 실시예의 백 요크의 개념도,
도 4는 도 1에 도시된 실시예의 열충격시험 후 CT 촬영사진,
도 5는 종래의 임펠러 조립체의 개념도,
도 6은 도 5에 도시된 종래의 임펠러 조립체의 열충격시험 후 CT 찰영사진이다.

도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 임펠러 조립체 및 임펠러 조립체의 제조방법의 일 실시예를 설명한다.

먼저, 본 발명에 따른 임펠러 조립체는 임펠러부(10)와 샤프트부(20)를 포함한다.

임펠러부(10)는 슈라우드(11)와, 베인(13)과, 원판(15)을 구비한다.

샤프트부(20)는 마그넷원통부(21)와, 백 요크(23)와, 원통몸체부(27)와, 부싱(29)을 포함한다.

마그넷원통부(21)는 내부에 백 요크(23)와, 원통몸체부(25) 및 부싱(27)을 수용한다.

백 요크(23)는 상단에 마그넷원통부(21)의 상단과 맞물리도록 돌출된 돌기(24)를 구비하며, 마그넷원통부(21)의 내부와 틈(25)이 생기도록 마그넷원통부(21)의 내부에 삽입된다. 그리고 백 요크(23)의 외주면은 주름지게 요철된다.

원통몸체부(27)는 백 요크(23)의 내부에 삽입되도록 임펠러부(10)의 하부에서 연장되어 마그넷원통부(21) 및 백 요크(23)와 결합된다.

부싱(29)은 회전시 회전 마찰을 줄이는 역할을 하며, 이를 위하여 원통몸체부(27)의 내부에 장착된다.

본 발명에 따른 임펠러 조립체의 제조방법은 마그넷원통부 조립단계와, 사출단계와, 융착단계를 포함한다.

마그넷원통부 조립단계는 백 요크(23)의 돌기(24)가 마그넷원통부(21)의 상단과 맞물리도록 마그넷원통부(21)의 내부에 삽입하여 조립한다.

사출단계는 마그넷원통부 조립단계에서 조립된 백 요크(23)의 내부에 부싱(29)을 삽입한 후, 임펠러부(10)의 원판(15)과 원판(15)에서 연장되어 마그넷원통부(21)와, 백 요크(23) 및 부싱(29)에 결합되게 형성되도록 사출한다.

융착단계는 원판(15)의 상부에 슈라우드(11)가 결합된 베인(13)을 융착시켜 결합시킨다.

본 실시예의 경우, 마그넷원통부(21)와 백 요크(23) 사이에 미세한 틈(25)이 생기도록 마그넷원통부(21)의 내부에 백 요크(23)가 삽입되어 조립된다. 임펠러 조립체가 냉각수에 의해 가열되면 백 요크(23)가 마그넷원통부(21) 보다 더 많이 팽창된다. 종래와 같이 마그넷원통부(3)와 백 요크(5)가 일체형으로 형성되면 백 요크(5)의 열팽창에 의해 열 하중이 발생하여 마그넷원통부(3)에 균열(7)이 발생하게 된다. 반면, 본 실시예와 같이 마그넷원통부(21)와 백 요크(23) 사이에 미세한 틈(25)이 생기도록 조립되면 틈(25)에 의해 백 요크(23)의 열팽창이 흡수된다. 또한 백 요크(23)의 외주면이 주름지게 요철되어 있으므로 백 요크(23)가 열팽창하여 마그넷원통부(21)를 가압하더라도 백 요크(23)가 주름과 주름사이의 공간으로 변형되므로 마그넷원통부(21)로 가해지는 하중은 감소된다. 그래서 마그넷원통부(21)의 내부에 균열이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

10 : 임펠러부 11 : 슈라우드
13 : 베인 15 : 원판
20 : 샤프트부 21 : 마그넷원통부
23 : 백 요크 24 : 돌기
25 : 틈 27 : 원통몸체부
29 : 부싱

Claims (6)

1. 슈라우드와 베인과 원판을 구비한 임펠러부와, 상기 임펠러부의 하부에 결합되어 회전력을 발생시키는 샤프트부를 포함하는 임펠러 조립체에 있어서,
   상기 샤프트부는 마그넷원통부와,
   외주면이 주름지게 요철되고 상단에 상기 마그넷원통부의 상단과 맞물리도록 돌출된 돌기를 구비하며 상기 마그넷원통부의 내부와 틈이 생기도록 상기 마그넷원통부의 내부에 삽입된 백 요크와,
   상기 백 요크의 내부에 삽입되도록 상기 임펠러부의 하부에서 연장되어 상기 마그넷원통부 및 상기 백 요크와 결합된 원통몸체부와,
   회전시 회전 마찰을 줄일 수 있도록 상기 원통몸체부의 내부에 장착된 부싱을 포함하는 것을 특징으로 하는 임펠러 조립체.
2. 제1항에 있어서,
   상기 원통몸체부는 사출되어 상기 마그넷원통부 및 상기 백 요크와 결합된 것을 특징으로 하는 임펠러 조립체.
3. 내부가 관통된 마그넷원통부에 상단에 상기 마그넷원통부의 상단과 맞물리도록 돌출된 돌기를 구비하며 외주면이 주름지게 요철된 백 요크를 상기 마그넷원통부의 내부와 틈이 생기도록 상기 마그넷원통부의 내부에 삽입하여 조립하는 마그넷원통부 조립단계와,
   상기 마그넷원통부 조립단계에서 조립된 백 요크의 내부에 부싱을 삽입한 후, 임펠러부의 원판과 상기 원판에서 연장되어 상기 마그넷원통부와, 상기 백 요크 및 상기 부싱에 결합된 원통몸체부가 형성되도록 사출하는 사출단계와,
   상기 원판의 상부에 슈라우드가 결합된 베인을 융착시켜 결합시키는 융착단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 임펠러 조립체의 제조방법.
   
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