KR101664499B1 - 워터펌프용 동력전달장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 워터펌프용 동력전달장치에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 풀리(100)에서, 워터펌프용 회전축을 회전시키는 허브어셈블리(160)로 회전동력이 전달될 때, 마찰판(146)과 허브어셈블리(160) 사이의 마찰에 의하여 동력의 전달이 1차적으로 일어나고, 이어서 헤드리벳(Ra)과 연동홈(164) 사이의 기구적 결합에 의한 동력의 전달이 일어나게 되어, 결과적으로 회전 속도를 동기화시키게 된다. 따라서, 동력전달초기에는 마찰에 의한 동력전달이 이루어지기 때문에, 구성부품의 접촉시 발생하는 소음 또는 접촉하는 부품의 마모 및 손상 등이 발생하지 않게 되는 이점이 있다.

Description

워터펌프용 동력전달장치{Power Transmission device for water pump}

본 발명은 자동차용 워터펌프의 동력전달장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 구성 부품의 손상을 방지할 수 있음과 동시에 확실한 동력전달이 가능하도록 구성되는 자동차의 워터펌프용 동력전달장치에 관한 것이다.

도 1에는 종래의 워터펌프용 동력전달장치의 바람직한 실시예의 구성이 분해 사시도로 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 워터펌프용 동력전달장치는, 엔진에서의 회전력을 전달받는 풀리(60)를 포함한다. 상기 풀리(60)는 벨트를 통하여 엔진에서의 회전력이 전달되는 부분이다.

상기 풀리(60)의 일면(후면)으로 개구되는 설치공간(64)이 형성되고, 상기 설치공간(64)에는 필드코일 어셈블리(66)가 설치된다. 상기 필드코일 어셈블리(66)의 내부에는 필드코일(68)이 설치되는데, 상기 필드코일(68)은 전원의 인가에 의해 아래에서 설명될 디스크(72)를 풀리(60) 방향으로 이동시키는 흡인자속을 발생시키는 역할을 한다.

한편 상기 설치공간(64)의 반대편인 풀리(60)의 전방에는 이동공간(69)이 형성된다. 상기 이동공간(69)은 아래에서 설명될 디스크(72)가 이동가능하게 설치되는 공간이다. 상기 설치공간(64)과 이동공간(69)은 풀리의 중앙부분에 형성되는 격벽(62)에 의하여 구획되어 있다. 그리고 상기 격벽(62)에는 자장슬롯(70)이 형성된다. 상기 자장슬롯(70)은 상기 필드코일(68)에서 발생된 흡인자속을 디스크(72)로 전달하기 위해 형성된 부분이다. 상기 자장슬롯(70)은 다수개가 원형의 궤적을 따라 소정의 간격으로 형성될 수 있다.

그리고 상기 풀리(60)의 이동공간(69)에는 디스크(72)가 이동가능하게 설치된다. 상기 디스크(72)는 대략 중앙이 개구된 납작한 링형상을 가진다. 상기 디스크(72)는 상기 필드코일(68)에 인가되는 전원의 온오프에 따라 상기 클러치부재(80)와 선택적으로 결합되어 엔진의 동력을 단속하는 역할을 한다.

즉 상기 디스크(72)는 상기 필드코일(68)에 전원이 인가되면 흡인자속에 의해 상기 풀리(60) 측으로 이동되어 상기 클러치부재(80)와 분리되고, 상기 필드코일(68)에 인가된 전원이 제거되면 상기 클러치부재(80)와 결합되도록 원래의 위치로 이동된다. 이하에서 설명하겠지만, 상기 디스크(72)는 상기 클러치부재(80)와 리벳(76)에 의해 선택적으로 결합된다.

상기 디스크(72)는 일반적으로 자기력에 의해 인력이 작용할 수 있도록 금속재질로 만들어진다. 물론, 상기 디스크(72) 전체가 금속재질로 만들어져야 하는 것은 아니고 상기 자장슬롯(70)과 대응되는 부분만 금속재질로 만들어 질수도 있다. 그리고 상기 디스크(72)의 전방측에 고정되는 탄성부재(74)는 상기 풀리(60)의 이동공간(69) 내부에 고정된다.

상기 탄성부재(74)는 상기 디스크(72)가 풀리(60)에서 멀어지는 방향, 다시 말해 상기 디스크(72)가 클러치부재(80)에 밀착되는 방향으로 탄성력을 제공한다. 따라서 상기 필드코일(68)에서 흡인자속이 발생하면 상기 디스크(72)가 풀리(60) 쪽으로 이동되는데, 이때 상기 탄성부재(74)는 상기 클러치부재(80)와 이격된다. 즉, 상기 탄성부재(74)는 상기 디스크(72)가 흡인자속에 의해 풀리(60) 쪽으로 이동될 때, 풀리(60)에 설치된 가장자리를 중심으로 탄성변형이 일어나면서, 상기 디스크(72)가 클러치부재(80)와 이격되는 것이다. 그리고 상기 탄성부재(74)는 리벳(76)에 의해 디스크(72)에 결합되거나 코킹방식에 의해 디스크(72)에 결합될 수 있다.

상기 디스크(72)에는 다수개의 리벳(76)이 결합된다. 상기 리벳(76)은 일단이 상기 디스크(72)에 결합되고, 전방을 향해 돌출되어 형성된다. 상기 리벳(76)은 상기 디스크(72)의 원형의 궤적을 따라 다수개가 소정의 간격으로 결합된다. 상기 리벳(76)의 선단에는 아래에서 설명될 연동돌기(84)와 결합되기 위한 연동홈(76')이 형성된다. 상기 연동홈(76')은 상기 연동돌기(84)에 대응되는 형상을 가지고, 상기 연동돌기(84)와 결합되어 상기 디스크(72)와 클러치부재(80)가 함께 회전될 수 있도록 한다.

그리고 상기 클러치부재(80)의 중심부분에는, 워터펌프를 구동시키기 위한 회전축과 연동하는 허브(86)가 설치되어 있다. 상기 클러치부재(80)는 상기 디스크(72)와 결합이 해제된 때에는 상기 풀리(60)로부터 동력을 전달받지 않게 되므로 회전축(56)으로 전달되는 동력을 차단하게 되고, 상기 디스크(72)와 결합된 상태에서는 상기 풀리(60)로부터 동력을 전달받아 허브(86)를 통해 회전축(56)으로 동력을 전달하게 된다. 상기 클러치부재(80)는 대략 원판의 중앙을 개구시키고, 가장자리 부분을 후방으로 절곡하여 만들어진다.

그리고 상기 클러치부재(80)의 일면, 즉 후면에는 연동플레이트(82)가 결합된다. 상기 연동플레이트(82)는 상기 클러치부재(80)에 결합되어 클러치부재(80)와 함께 회전되는 것으로서, 상기 디스크(72)와 선택적으로 결합된다. 이를 위해 상기 연동플레이트(82)에는 다수개의 연동돌기(84)가 구비된다. 상기 연동돌기(84)는 상기 연동플레이트(82)의 원형 궤적을 따라 일정한 간격으로 형성된다. 상기 연동돌기(84)는 연동홈(76')과의 결합을 위해 다수개가 원형 궤적방향으로 경사지게 형성된다.

한편 상기 클러치부재(80)의 내측에는 허브(86)가 결합된다. 상기 허브(86)에는 상기 회전축(56)에 압입 등을 통해 결합되어 클러치부재(80)가 회전축(56)과 함께 회전될 수 있도록 한다. 상기 허브(86)는 상기 클러치부재(80)와 일체로 형성될 수도 있다. 이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 워터펌프용 동력전달장치의 작용을 상세하게 설명한다.

차량의 시동이 걸어져 엔진이 구동되면, 엔진의 동력이 벨트를 통해 풀리(60)로 전달된다. 이때 상기 디스크(72)가 리벳(76)에 의해 클러치부재(80)와 결합되어 있지 않다면 엔진의 동력은 회전축(56)으로 전달되지 않고 상기 풀리(60)만 회전하게 된다. 즉 이때에는 상기 필드코일(68)에 전원이 인가된 상태이다. 상기 필드코일(68)에 전원이 인가되면, 상기 필드코일(68)은 흡인자속을 발생시켜 상기 디스크(72)를 풀리(60) 쪽으로 이동시키게 된다. 즉 상기 필드코일(68)의 흡인자속이 상기 디스크(72)에 작용함에 의해 상기 탄성부재(74)의 탄성력을 극복하면서 풀리(60) 쪽으로 이동된다. 이때 상기 디스크(72)는 이동공간(69)에서 풀리(60) 쪽으로 이동된다.

이와 같이 상기 디스크(72)가 풀리(60) 쪽으로 이동되면, 상기 리벳(76)과 연동돌기(84)의 결합이 해제되고 결과적으로 상기 디스크(72)는 클러치부재(80)와 분리된다. 따라서 상기 풀리(60)가 엔진의 동력에 의해 회전되더라도 이는 클러치부재(80)를 통해 회전축(56)으로 전달되지 않는다. 결국 상기 필드코일(68)에 전원이 인가된 상태에서는 회전축(56) 및 임펠러(58)가 구동되지 않아 엔진의 냉각이 이루어지지 않는다.

다음으로 상기 임펠러(58)를 구동시켜 냉각수를 엔진으로 공급하려면, 상기 필드코일(68)에 인가되는 전원을 제거시킨다. 상기 필드코일(68)에 인가되는 전원이 제거되면, 상기 필드코일(68)에서 흡인자속이 발생하지 않는다. 따라서 상기 디스크(72)는 풀리(60)에서 멀어지는 방향으로 이동된다. 즉 상기 디스크(72)는 결합되어 있는 탄성부재(74)의 탄성력에 의해 상기 이동공간(69)에서 풀리(60)와 멀어지는 방향으로 이동된다.

이와 같이 상기 디스크(72)가 이동되면, 상기 리벳(76)의 연동홈(76')이 연동돌기(84)와 결합하게 된다. 그러면 상기 클러치부재(80)는 상기 디스크(72)와 리벳(76)을 통해 결합되어 함께 회전하는 상태가 된다. 따라서 상기 풀리(60)에 전달되는 엔진의 동력은 디스크(72) 및 클러치부재(80)를 거쳐 회전축(56)으로 전달된다. 즉 상기 회전축(56)은 허브(86)를 통해 결합된 클러치부재(80)와 함께 회전된다.

그리고 상기 회전축(56)이 회전됨으로써 일단에 결합된 임펠러(58) 또한 상기 회전축(56)과 함께 회전된다. 상기 임펠러(58)는 냉각수를 휘저어 엔진으로 냉각수를 전달하게 되고, 엔진에서 발생된 열을 흡수하여 엔진을 냉각시키게 된다.

그러나 상기와 같은 종래의 구조에 있어서는, 연동홈(76')을 구비하는 리벳(76)과 연동돌기(84)를 구비하는 연동플레이트(82)가 결합될 때 다소 문제가 발생한다. 즉, 리벳(76)이 연동플레이트(82)와 결합할 때, 회전하고 있는 리벳(76)이 정지된 상태의 연동플레이트(82)에 접촉할 때, 연동홈(76')과 연동돌기(84)가 결합하여야 하는데, 이때 순간적으로 완전히 결합되지 않기 때문에 실질적으로 동기화가 지연되는 것이 일반적이다. 이러한 과정에서 연동홈(76')과 연동돌기(84)는 실질적으로 일종의 치형(tooth)이기 때문에 접촉과정에서 이상 소음이 발생함과 동시에 리벳(76) 및 연동플레이트(82)에 형성된 연동홈(76')과 연동돌기(84)의 마모 및 손상 등이 발생할 수 있다. 그리고 이러한 문제점이 심화되면 클러치 기구의 동작 여부에도 신뢰도가 떨어질 수 있는 단점으로 발생할 우려도 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 구성부품의 마모 및 손상을 방지할 수 있음과 동시에 정확한 동력전달이 가능하도록 구성되는 워터펌프용 동력전달장치를 제공하는 것을 기본적 목적으로 하고 있다.

구성부품의 마모 및 손상이 없다는 것은 실질적으로 구성부품의 내구성 향상을 통하여 워터펌프 자체의 수명을 확보함과 동시에 동작 신뢰도를 높이고 있는 것이라고 할 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 워터펌프용 동력전달장치는, 엔진에서의 회전력이 전달되고, 격벽에 의하여 구획되는 전방장착공간과 후방장착공간을 구비하고, 상기 후방장착공간에 내장되는 필드코일을 구비하는 풀리와; 상기 풀리의 전방측에서 일부가 지지되면서 설치되고, 상기 필드코일의 자력에 의하여 후방 측으로 이동 가능하며, 전방측으로 탄성 변형 가능한 디스크 어셈블리; 상기 디스크 어셈블리를 통하여 풀리에서 전달되는 회전력에 의하여 회전 가능하고, 워터펌프의 회전축을 회전시키는 허브어셈블리; 상기 디스크 어셈블리가 전방 측으로 탄성 변형하여 상기 허브어셈블리의 전면과 1차로 접촉함으로써 마찰에 의하여 동력을 전달하는 제1동력전달수단; 그리고 상기 디스크 어셈블리가 전방 측으로 탄성 변형하여, 상기 허브어셈블리와 2차로 기구적으로 결합함으로써 동력을 전달하는 제2동력전달수단을 포함하여 구성되는 것을 기술적 특징으로 하고 있다.

그리고 본 발명의 실시예에 의하면, 상기 디스크 어셈블리는, 필드코일에서 발생하는 자속에 의하여 풀리 측으로 이동하는 링형상의 디스크와, 상기 허브어셈블리와 접촉하여 마찰에 의하여 회전동력을 전달하는 링형상의 마찰판과, 상기 풀리의 전방 장착공간에서 고정된 상태에서 상기 마찰판을 상기 허브어셈블리 측으로 탄성 지지하는 탄성부재로 구성되고, 상기 제1동력전달수단은, 상기 탄성부재의 탄성력에 기초하고, 서로 마찰에 의하여 동력을 전달하는 마찰판과 허브어셈블리(의 전면으로 구성되고 있다.

그리고 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 디스크어셈블리는, 필드코일에서 발생하는 자속에 의하여 풀리 측으로 이동하는 링형상의 디스크와, 상기 허브어셈블리와 접촉하여 마찰에 의하여 회전동력을 전달하는 링형상의 마찰판과, 상기 풀리의 전방 장착공간에서 고정되는 지지부와, 상기 지지부에서 원호상으로 연장 성형되고 단부가 상기 허브어셈블리 측으로 연장되고 상기 마찰판과 결합되어 마찰판을 상기 허브어셈블리 측으로 탄성지지하는 탄성아암를 포함하는 탄성부재로 구성되고, 상기 제2동력전달수단은, 상기 탄성아암의 내측부분에서 상기 디스크와 탄성부재를 연결하고, 마찰판의 관통공를 관통하여 허브어셈블리 측으로 돌출되는 돌출부를 구비하는 헤드리벳과, 상기 허브어셈블리의 후면에 형성되는 연동홈으로 구성되고 있다.

그리고 본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 지지부는, 링형상의 지지링과, 상기 지지링의 외측으로 연장되는 돌출부로 구성되고, 상기 탄성아암은 상기 돌출부에서 연장 성형된다.

이상과 같은 본 발명에 의하면, 풀리에서, 워터펌프용 회전축을 회전시키는 허브어셈블리로 회전동력이 전달될 때, 마찰판과 허브어셈블리 사이의 마찰에 의하여 동력의 전달이 1차적으로 일어나고, 이어서 헤드리벳과 연동홈 사이의 기구적 결합에 의한 동력의 전달이 일어나게 되어, 결과적으로 회전 속도를 동기화시키게 됨을 알 수 있다.

따라서 동력전달초기에는 마찰에 의한 동력전달이 이루어지기 때문에, 구성부품의 접촉시 발생하는 소음 또는 접촉하는 부품의 마모 및 손상 등이 발생하지 않게 됨을 알 수 있다. 그리고 헤드리벳과 연동홈의 기구적 결합에 의하여, 2차적으로 완전하게 회전 동력의 전달이 이루어지기 때문에, 회전 속도의 동기화도 정확하게 수행될 수 있는 장점이 기대된다.

도 1은 종래의 워터펌프용 동력전달장치의 분해 사시도.
도 2는 본 발명에 의한 동력전달장치의 분해 사시도.
도 3은 본 발명에 의한 동력전달장치의 디스크 어셈블리의 분해 사시도.
도 4는 본 발명에 의한 허브어셈블리의 배면 사시도.

다음에는 도면에 도시한 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 살펴보기로 한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 자동차용 워터펌프를 위한 동력전달장치는, 엔진에서의 동력을 풀리(100)를 통하여 전달받고, 상기 풀리(100)의 회전력을 워터펌프의 회전축이 장착되는 허브(170)로 전달하거나 차단함으로써 냉각수를 순환시키거나 냉각수의 순환을 정지시키는 것이다.

본 발명의 동력전달장치는, 엔진에서의 동력을 전달받는 풀리(100)와, 상기 풀리의 전방측(도면상으로는 좌측) 내부에 설치되어 일정 구간 탄성적으로 이동하는 디스크 어셈블리(140), 그리고 상기 디스크 어셈블리(140)와의 접촉 또는 이격에 의하여 회전동력이 단속되는 허브어셈블리(160)를 포함하고 있다.

상기 풀리(100)는 엔진에서의 회전 동력을 벨트를 통하여 전달받는다. 그리고 상기 풀리(100)의 전면에는 전방장착공간(102)가 마련되어 있다. 그리고 격벽(106)을 중심으로 상기 전방장착공간(102)에 대응하는 후면에는 후방장착공간(도시 생략)이 마련되어 있고, 이러한 후면장착공간에는 필드코일(120)이 장착된다. 상기 전방장착공간(102)과 후방장착공간은 격벽(106)에 의하여 구획된다. 상기 필드코일(120)에서 발생하는 자속은 격벽(106)에 형성된 자장슬롯(104)을 통하여 전방장착공간(102)에 장착된 디스크(142)에도 미치게 된다.

상기 풀리(100)의 전방장착공간(102)에는 디스크 어셈블리(140)가 장착된다. 상기 디스크어셈블리(140)는, 도 3을 같이 참조하면 알 수 있는 바와 같이, 링형상의 디스크(142)와, 상기 디스크(142)의 전면에 설치되는 탄성부재(144), 그리고 상기 탄성부재(144)의 전방에 설치되는 마찰판(146)으로 구성된다.

상기 디스크(142)는 링형상으로 형성되고, 상술한 바와 같이 필드코일(120)에서 발생되는 자속에 반응하여 풀리(100) 측으로 당겨질 수 있다. 그리고 상기 탄성부재(144)도 전체적으로 링형상으로 형성되고, 지지링(144a)과, 상기 지지링(144a)에서 방사상으로 연장된 돌출부(144b), 그리고 상기 돌출부(144b)에서 상기 지지링(144a)을 따르는 원호방향으로 연장된 탄성아암(144c)으로 구성된다. 상기 탄성아암(144c)은 마찰판(146)을 허브어셈블리(160)의 전방면에 형성되는 접촉면(162)에 가압할 수 있도록 하는 것이다.

상기 탄성아암(144c)의 단부(144d)는 상기 마찰판(146)을 허브어셈블리(160) 측에 밀착시키기 위하여, 전방 측으로 돌출된 상태를 유지하고 있다. 즉, 상기 탄성아암(144c)은 단부(144d)가 전방 측으로, 즉 상기 허브어셈블리(160) 측으로 점진적으로 벤딩되어 있다. 따라서 탄성아암(144c)은 전체적으로 전방으로 경사지도록 형성되는데, 그 단부(144d)는 내측부분(144g)에 비하여 전방 측으로 더 돌출한 상태이다. 즉 상기 탄성아암(144c)의 내측부분(144g)은 지지링(144a) 보다 전방에 위치하고 있으며, 탄성아암(144c)의 단부(144d)는 상기 내측부분(144g) 보다 더 전방으로 돌출된 상태를 유지하고 있다. 도시한 실시예에 있어서, 상기 탄성아암(144c)은 세 개로 구성되고 있으며, 그 단부(144d)에는 각각 결합공(144f)이 성형되어 있다.

그리고 마찰판(146)도 링형상으로 형성되어 있다. 상기 마찰판(146)은 허브어셈블리(160)와의 접촉에 의하여 풀리(100)에서의 회전력을 허브어셈블리(160)로 전달하게 된다. 그리고 상기 마찰판(146)이 허브어셈블리(160)와 이격되면, 풀리(100)에서의 회전력은 허브어셈블리(160)로 전달되지 않게 된다.

상기 마찰판(146), 탄성부재(144), 그리고 디스크(142)의 결합관계를 살펴보면, 마찰판(146)은 리벳(R)을 통하여 탄성부재(144)의 탄성아암(144c)의 단부(144d)에 성형된 결합공(144f)에 결합된다. 여기서 탄성아암(144c)의 단부(144d)는 전방 측으로 벤딩되어 있기 때문에, 상기와 같이 리벳(R)에 의하여 결합된 상태에서, 상기 마찰판(146)과 탄성부재(144) 사이에는 일정한 간격을 가지고 있다.

그리고 상기 탄성부재(144)와 디스크(142)는 헤드리벳(Ra)에 의하여 결합된다. 여기서 헤드리벳(Ra)은, 헤드 부분이 전방을 향하여[허브어셈블리(160)를 향하여], 연장된 돌출부(Rb)를 가지고 있어서, 탄성부재(144)와 디스크(142)가 결합된 상태에서 전방으로 일정 간격 돌출된다. 상기 헤드리벳(Ra)은 탄성아암(144c)의 내측부분(144g)와 상기 디스크(142)를 연결하고 있다.

따라서 상기 리벳(R) 및 헤드리벳(Ra)에 의하여 디스크(142), 탄성부재(144), 그리고 마찰판(146)이 결합된 상태에서는, 상기 디스크(142)와 탄성부재(144)는 밀착되어 있고, 상기 마찰판(146)과 탄성부재(144)는 일정 간격 이격된 상태를 탄성적으로 유지하고 있다. 그리고 상기 탄성부재(144)의 내측부분(144g)에 부착된 헤드리벳(Ra)은 상기 마찰판(146)의 관통공(146a)에 삽입된 상태에서, 그 돌출부(Rb)는 마찰판(146) 보다 전방으로 돌출하지 않은 상태이다. 상기 헤드리벳(Ra)의 돌출부(Rb)가 마찰판(146)의 전방 보다 돌출하지 않는 것은, 상술한 바와 같이 마찰판(146)이 탄성아암(144c)의 단부(144d)와 리벳으로 결합되어 있기 때문이다.

상기와 같은 구성을 가지는 디스크 어셈블리(140)는 풀리(100)의 전방장착공간(102) 내부에 설치된다. 이때, 탄성부재(144)가 전방장착공간(102)의 내부에서 코킹되는 것에 의하여 고정된다. 즉 상기 탄성부재(144)의 지지링(144a)이 풀리의 내부측벽(144)에 코킹되고, 돌출부(144b)가 외부측벽(112)에 코킹되는 것에 의하여, 상기 탄성부재(144)가 풀리(100)의 전방 장착공간(102)에 고정된다. 따라서 상기 탄성부재(144)의 탄성아암(144c)의 단부(144d)와 리벳(R)으로 결합되어 있는 상기 마찰판(146)은, 탄성아암(144c)의 탄성력에 의하여 전후 방향으로 일정 간격 이동 가능한 상태이다.

상기 디스크 어셈블리(140)는 허브어셈블리(160)와 접촉 또는 이격되는 것에 의하여, 풀리(100)에서의 동력을 허브어셈블리(160)에 전달하거나 동력을 차단한다. 상기 허브어셈블리(160)는 링형상의 연동판(161)과, 상기 연동판(161)의 중심부에 결합되어 있는 허브(170)로 구성된다.

상기 연동판(161)의 후면은 소정의 마찰계수를 가지는 마찰면(162)으로 형성되어 상기 마찰판(146)의 전면과의 결합에 의하여, 연동판(161)은 마찰판(146)과 연동할 수 있다. 그리고 상기 연동판(161)에는 원주방향을 따르는 연동홈(164)이 형성되어 있다. 상기 연동홈(164)은, 상술한 헤드리벳(Ra)에 대응하도록 복수 개 형성되어 있다. 그리고 본 실시예에 의하면, 상기 허브어셈블리(160)의 회전방향에 있어서, 상기 연동홈(164)에서 가장 선두에 있는 부분에는 연동공(166)이 형성되어 있다. 상기 연동공(166)은 상술한 헤드리벳(Ra)이 완전히 끼워져서 정확한 동기화가 더욱 확실히 진행될 수 있도록 형성되는 것이다. 상기 연동공(166)은 상기 연동판(161)을 관통하는 구멍으로 형성되는 것도 가능하고, 상기 연동홈(164)에서 더 깊이 판 홈으로 형성하는 것도 가능할 것이다.

그리고 상기 허브(170)은 워터펌프의 회전축을 회전시키는 것으로, 예를 들면 상기 허브(170)의 중앙에 형성된 축지지공(172)에 워터펌프의 회전축이 연동하여 회전 가능하도록 결합된다.

다음에는 이상과 같은 구성을 가지는 본 발명의 동력전달장치의 동작에 대하여 살펴보기로 한다.

먼저 워퍼펌프의 구동이 필요없는 경우, 즉 엔진의 초기 구동시 등에는 워터펌프를 구동할 필요가 없고, 이를 구동하지 않음으로써 부하를 최소화시킬 수 있다. 이와 같이 워터펌프의 구동이 필요없는 경우에는, 필드코일(120)에 전원을 인가한다. 상기 필드코일(120)에 전원이 인가되면 발생하는 자력은 디스크 어셈블리(140)의 디스크(142)를 잡아당기는 인력으로 작용한다.

상기 디스크(142)가 풀리(100) 측으로 잡아 당겨지면 상기 탄성부재(144)의 탄성아암(144c)도 같이 풀리(100) 측으로 잡아 당겨지게 된다. 따라서 탄성아암(144c)의 단부(144D)와 리벳(R) 연결된 마찰판(146)도 풀리(100) 측으로 당겨진다. 이렇게 하여 상기 마찰판(146)이 풀리(100) 측으로 당겨지면, 실질적으로 접촉상태에 있던 허브어셈블리(160)의 연동판(161)과의 결합관계가 해제된다. 따라서 상기 마찰판(146)과 연동판(161)과의 결합관계 해제에 의하여, 풀리(100)에서 허브어셈블리(160)로의 동력전달이 차단된다.

그리고 워터펌프를 구동시킬 필요가 있을 때, 즉 엔진 측으로 냉각수를 순환시킬 필요가 있는 경우에는, 필드코일(120)에 전류를 차단한다. 필드코일(120)에 전류가 차단되어 자장이 없어지면, 상기 디스크는 탄성아암(144c)의 탄성복원력에 의하여 허브어셈블리(160) 측으로 탄성 변형한다.

상기 탄성아암(144c)이 허브어셈블리(160) 측으로 탄성 변형하게 되면, 탄성아암(144c)의 최외측 단부(144d)와 연결되어 있는 상기 마찰판(146)이 가장 먼저 허브어셈블리(160) 측으로 이동하게 된다. 상기 허브어셈블리(160) 측으로 이동하는 마찰판(146)이 허브어셈블리(160)에 가장 먼저 접촉하게 되면, 마찰판(146)과 마찰면(162)이 서로 접촉하면서 마찰을 일으키게 된다. 즉, 마찰판(146)이 연동판(161)의 마찰면(162)과 초기 접촉시, 마찰판(146)과 연동판(161)은 연동하기 시작할 것이고, 이때에는 완전한 동기화는 되지 않을 것이다.

그리고 상기 탄성아암(144c)의 탄성복원력이 완전하게 발휘되면, 상기 마찰판(146)과 연동판(162)은 완전한 접촉상태를 이루게 되면서, 탄성아암(144c)의 내측부분(144g)에 결합되어 있던 헤드리벳(Ra)의 돌출부(Rb)가 마찰판(146)의 관통공(146a)을 통하여 후방으로 돌출된다. 이렇게 상기 돌출부(Rb)가 돌출하게 되면, 어느 정도 연동하여 회전하는 중에 연동판(161)의 연동홈(164)에 끼워지게 된다.

상기 헤드리벳(Ra)의 돌출부(Rb)가 연동홈(164)에 끼워지게 되면, 마찰판(146)과 마찰면(162) 사이의 마찰력에 더하여, 기구적으로도 양자가 결합되기 때문에 마찰판(146)과 허브어셈블리(160)가 완전히 동기화되어 회전하게 될 것이다. 그리고 이 때, 상기 헤드리벳(Ra)의 돌출부(Rb)가 연동공(166)에 끼워지게 되는 것도 당연하다.

이와 같은 상태는 실질적으로 풀리(100)의 회전 동력이 허브어셈블리(160)에 완전하게 전달되는 상태가 된다. 따라서 허브(170)의 축지지공(172)에 결합되어 있는 회전축이 회전하게 될 것이다. 그리고 워터펌프의 회전축은 실제로 임펠러를 회전시키는 것에 의하여 엔진 측으로 냉각수를 공급할 수 있게 된다.

이와 같이, 필드코일에 전류의 공급이 차단된 상태에서 워터펌프가 구동된다. 그리고 워터펌프의 구동이 필요없는 경우에는 상술한 바와 같이 필드코일에 전류를 차단하는 것에 의하여 워터펌프의 동작은 정지될 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에서는 워터펌프의 회전축을 회전시킬 때, 초기에는 마찰판(146)과 허브어셈블리(161)의 마찰면(162)의 마찰력에 기초하여 연동을 시작하고, 이어서 헤드리벳(Rb)과 연동홈(164)의 기구적인 결합에 의하여 완전히 동기화시켜서 회전 동력을 전달하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다.

이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 다른 여러 가지 변형이 가능할 것임은 당연하고, 본 발명의 보호범위는 첨부한 특허청구의 범위에 기초하여 해석되어야 할 것임도 자명하다고 할 수 있다.

100 ..... 풀리 140 ..... 디스크 어셈블리
142 ..... 디스크 144 ..... 탄성부재
144a ..... 지지링 144b ..... 돌출부
144c ..... 탄성아암 144d ..... 탄성아암의 단부
144e ..... 결합공 144f ..... 결합공
144g ..... 내측부분 146 ..... 마찰판
160 ..... 허브어셈블리 161 ..... 연동판
162 ..... 마찰면 164 ..... 연동홈
170 ..... 허브

Claims (4)

1. 엔진에서의 회전력이 전달되고, 격벽(106)에 의하여 구획되는 전방장착공간(102)과 후방장착공간을 구비하고, 상기 후방장착공간에 내장되는 필드코일(120)을 구비하는 풀리(100)와;
   상기 풀리(100)의 전방측에서 일부가 지지되면서 설치되고, 상기 필드코일(120)의 자력에 의하여 후방 측으로 이동 가능하며, 탄성아암(144c)의 탄성 복원력에 의하여 전방측으로 탄성 변형 가능한 디스크 어셈블리(140); 상기 디스크 어셈블리(140)를 통하여 풀리에서 전달되는 회전력에 의하여 회전 가능하고, 워터펌프의 회전축을 회전시키는 허브어셈블리(160);
   상기 디스크 어셈블리(140)가 전방 측으로 탄성 변형하여 상기 허브어셈블리(160)의 전면과 1차로 접촉하여 동력을 전달하도록 탄성부재(144)의 탄성력에 기초하고, 서로 마찰에 의하여 동력을 전달하는 마찰 판(146)과 허브어셈블리(160)의 전면으로 구성되는 제1동력전달수단; 그리고
   상기 디스크 어셈블리가 상기 탄성아암(144c)의 탄성 복원력에 의하여 전방 측으로 탄성 변형하여, 상기 허브어셈블리(160)와 2차로 결합한 후 동력을 전달하도록 상기 탄성아암(144c)의 내측부분에서 디스크(142)와 상기 탄성부재(144)를 연결하고, 상기 마찰판(146)의 관통공(146a)를 관통하여 허브어셈블리(160) 측으로 돌출되는 돌출부(Rb)를 구비하는 헤드리벳 (Ra)과, 상기 허브어셈블리(160)의 후면에 형성되는 연동홈(164)으로 구성되는 제2동력전달수단을 포함하여 구성되는 워터펌프용 동력전달장치.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 디스크 어셈블리(140)는,
   필드코일에서 발생하는 자속에 의하여 풀리(100) 측으로 이동하는 링형상의 디스크(142)와,
   상기 허브어셈블리(160)와 접촉하여 마찰에 의하여 회전동력을 전달하는 링형상의 마찰판(146)과,
   상기 풀리의 전방 장착공간에서 고정된 상태에서 상기 마찰판(146)을 상기 허브어셈블리(160) 측으로 탄성 지지하는 탄성부재(144)로 구성되는 워터펌프용 동력전달장치.
   
3. 제 1 항에 있어서, 상기 디스크어셈블리(140)는,
   필드코일에서 발생하는 자속에 의하여 풀리(100) 측으로 이동하는 링형상의 디스크(142)와,
   상기 허브어셈블리(160)와 접촉하여 마찰에 의하여 회전동력을 전달하는 링형상의 마찰판(146)과,
   상기 풀리의 전방 장착공간에서 고정되는 지지부와, 상기 지지부에서 원호상으로 연장 성형되고 단부(144c)가 상기 허브어셈블리(160) 측으로 연장되고 상기 마찰판(146)과 결합되어 마찰판(146)을 상기 허브어셈블리(160) 측으로 탄성지지하는 탄성아암(144c)를 포함하는 탄성부재(144)로 구성되는 워터펌프용 동력전달장치.
   
4. 제 3 항에 있어서, 상기 지지부는, 링형상의 지지링(144a)과, 상기 지지링(144a)의 외측으로 연장되는 돌출부(144b)로 구성되고, 상기 탄성아암(144c)은 상기 돌출부(144b)에서 연장 성형되는 워터펌프용 동력전달장치.
   
   
   
   
   
   
   
   

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