KR20080063451A - 일체형 워터펌프 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 운전중인 자동차 엔진을 냉각하는 자동차의 냉각장치에서 냉각팬을 통해 냉각된 냉각수를 엔진의 실린더블록(cylinder block)과 실린더헤드(cylinder head)의 워터자켓(water jacket)으로 공급하는 워터펌프(water pump)구조에 관한 것으로, 종래의 워터펌프는 풀리(10), 브라캣(20), 하우징(30), 베어링이 장착된 회전축(60)과 임펠러(40) 이렇게 다섯가지의 부품이 조립되어 구성되어 왔으나, 본 발명은 프레스의 스템핑 작업으로 만들어진 하우징(200)에 내부베어링(400)을 장착하고, 딥드로잉 방법을 이용하여 풀리(10), 브라캣(20), 임펠러(40) 장착을 위한 회전축을 일체화시킨 일체형 풀리(100)제품에 외부베어링(500)을 장착하고 일체화된 중심 회전축에 임펠러(300)를 장착하여 워터펌프를 구성하기 때문에 기존에 다섯가지 조립공정을 내부베어링(400)과 외부베어링(500) 결합과 하우징(200) 결합, 그리고 임펠러(300) 장착만으로 워터펌프를 구성할 수 있으며, 워터펌프의 중량을 줄이고, 조립 공정을 줄임으로써 원가 절감을 극대화할 수 있게 된다. 또한 자동차 엔진부의 필요 공간을 줄임으로써 부품의 소형화를 실현하게 된다.

워터펌프(1), 풀리(10), 브라캣(20), 펌프하우징(30), 임펠러(40), 베어링(50), 회 전축(60), 일체형풀리(100), 일체형펌프하우징(200), 임펠러(300), 내부베어링(400), 외부베어링(500), 일체형회전축(600)

Description

일체형 워터펌프 구조{INTEGRATED WATER PUMP STRUCTURE}

프레스 스탬핑 기법의 주요기술인 딥드로잉을 활용하여, 평면 철판에서부터 중심 회전축을 50mm 이상 뽑아올리는 기술을 확보하여야 하며, 동심도와 직각도가 유지되어야만 워터펌프의 임펠러 회전이 원할할 수 있다.

일반적으로 자동차의 엔진에서 연소되는 연소가스의 최고 온도는 섭씨 2000도 전후까지 상승하게 되는 바, 이 연소열은 실린더헤드나 피스톤, 실린더벽 등에 전달되어 엔진의 각 부분을 상당히 높은 온도로 상승시키게 된다.

따라서 대부분의 자동차에 있어서는 운전중인 엔진을 냉각하여 엔진이 정상적으로 운전될 수 있도록 엔진온도를 일정하게 유지시키는 냉각장치(cooling system)가 장착되는 것이 보통이다.

상기 냉각장치는 냉각방식에 따라 냉각수를 순환시키는 수냉식과 공기를 이용하는 공냉식으로 대별할 수 있는 바, 본 발명은 승용자동차를 비롯한 대부분의 자동차에서 사용되는 수냉식 냉각장치에 관계한다.

상기 수냉식 냉각장치는 실린더나 실린더헤드 등의 고온부분에 워터펌프를 통해 냉각수를 공급하고, 열을 흡수한 냉각수를 라디에터에서 냉각하여 다시 워터펌프로 펌핑하는 강제순환 냉각방식으로 되어 있는 것이 대부분이다.

상기에서 냉각수를 엔진으로 공급할 수 있도록 하는 워터펌프는 펌프하우징(30)의 내부에 설치된 회전축(60)의 일측에 임펠러(40)가 설치된 형태를 갖는 것으로, 임펠러(40)가 회전하게 되면 펌프하우징(30) 쪽으로 진입하는 냉각수가 원심력에 의해 외측으로 빠져나가 엔진의 각 부분으로 순환하게 되는 것이다.

상기에서 회전축(60)에 설치되는 임펠러(40)는 회전축(60)의 타측에 설치된 풀리(10)가 엔진의 크랭크샤프트와 벨트로 연결되어 엔진의 회전수와 동일한 회전수로 회전하게 된다.

그런데 종래의 워터펌프에 있어서는 임펠러(40)가 장착된 회전축(60)의 원할한 회전을 위하여 베어링(50)이 조립된 회전축(60) 일체를 일본에서 수입하여 사용하고 있었으며, 상기 수입품을 펌프하우징(30)에 장착하고, 브라캣(20)을 장착하고, 풀리(10)를 장착하고, 최종적으로 임펠러(40)가 장착되어 워터펌프가 구성되므로, 부품 종류도 많고, 각각의 부품을 조립하는 다양한 공정이 필요하므로 제조원가가 높아지는 원인이 되고 있었다.

본 발명의 목적은 풀리(10), 브라캣(20), 펌프하우징(30), 베어링(50), 회전축(60)을 별도의 조립없이 프레스의 스템핑 방법으로 베어링(50)을 제외한 네가지 부품의 일체화된 일체형풀리(100)를 제공함으로써 여러가지 부품의 조립 공정을 없앨 수 있으며, 여러가지 부품을 일체화함으로써 제품 중량을 최소화할 수 있으며, 엔진 내부의 워터펌프 조립 공간의 최소화를 도모할 수 있도록 하는 자동차 냉각장치의 워터펌프구조를 제공하는 데에 있는 것이다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 풀리(10) 부분과 브라캣(20) 부분, 그리고 임펠러(40)가 장착되는 회전축(60)을 딥드로잉 방법을 이용하여 일체화하는 것을 특징으로 하며, 이하 그 구체적인 내용을 첨부도면에 의거하여 더욱 자세히 설명하면 다음과 같다.

즉, 본 발명은 제 2 도와 같이 펌프하우징(30)의 내부에 설치된 회전축(60)의 일측에 임펠러(40)가 설치되고, 타측에 엔진의 크랭크샤프트에 벨트로 연결되는 풀리(10)가 설치되는 자동차 냉각장치의 워터펌프에 있어서, 알루미늄 재질의 펌프하우징(30)을, 철 재질을 딥드로잉 방법으로 스탬핑 작업을 하여 제 1 도와 같이 상단 펌프하우징(200)보스를 만들고, 엔진의 크랭크샤프트에 벨트로 연결되는 풀리(10)와 브라캣(20)과 회전축(60)을 딥드로잉 방법으로 별도의 조립없이 일체화된 일체형풀리(100)를 조립하고, 스탬핑으로 만들어진 펌프하우징(200)에 내부베어링(400)을 장착하고, 일체형풀리(100)에 외부베어링(500)을 장착하고, 이후 임펠러(300)를 장착함으로써 워터펌프의 구조를 완성하는 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 있어서는 일체형풀리(100), 일체형펌프하우징(200), 임펠러(300), 내부베어링(400), 외부베어링(500)을 이용하여 조립 공정을 줄이고 제품의 구조를 최적화할 수 있게 된다.

이상에서와 같이 본 발명은 여러 부품을 일체화하여 조립 공정을 줄일 수 있게 되는 것으로, 본 발명에 의하면 펌프하우징(200)의 재질을 알루미늄에서 철로 변경함으로써 제품의 원가 절감 효과가 있으며, 풀리(10)와 브라캣(20), 그리고 회전축(60)를 일체화시킨 일체형풀리(100)로 브라캣(20)이 별도로 필요 없으며, 브라캣(20)과 풀리(10)의 조립 공정을 없앨 수 있으므로, 제조원가의 절감 효과가 있으며, 엔진부의 공간 활용도를 크게 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

이하 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 이들 도면은 예시적인 목적일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 여기서, 본 발명에 따른 일체형 풀리의 구조는 자동차 엔진에 이용되는 풀리 전체에 적용할 수도 있으나, 비용적인 면을 고려하여 워터펌프 부분, 즉 도 1에 도시된 것으로 설명한다.

도 2는 기존 사용되고 있는 워터 펌프의 구조도이다.

도 2를 참조하면, 알루미늄 다이캐스팅 재질인 펌프하우징(30)의 내부에 베어링이 장착되어 일본으로부터 수입된 회전축(60)의 일측에 임펠러(40)가 설치되고, 타측에 엔진의 크랭크샤프트에 벨트로 연결되는 별도의 풀리(10)를 고정시키기 위한 브라캣(20)이 설치되고, 풀리(10)가 설치되는 자동차 냉각장치의 워터펌프에 있어서, 펌프하우징(30)은 철 재질을 딥드로잉 방법으로 스탬핑 작업을 하여 도 1과 같이 상단 펌프하우징(200)보스를 만들고, 엔진의 크랭크샤프트에 벨트로 연결되는 풀리(10)와 브라캣(20)과 회전축(60)을 딥드로잉 방법으로 별도의 조립없이 일체화시킨 일체형풀리(100)를 만들고, 펌프하우징(200)에 내부베어링(400)을 장착하고, 일체형풀리(100)에 외부베어링(500)을 장착하고, 이후 임펠러(300)를 장착함으로써 워터펌프의 구조를 완성한다.

제 1 도

일체화된 풀리(100) 내측에 내부 베어링(500) 장착,

프레스 스탬핑으로 생산된 철재 하우징(200) 외측에 외부 베어링(400) 장착,

일체화된 풀리(100)의 회전축에 임펠러(300) 장착

제 2 도

다이캐스팅 하우징(30)에 베어링(50)이 장착된 회전축(60)을 조립,

회전축(60)의 하측에 브라캣(20) 조립,

회전축(60)의 상측에 임펠러(40) 조립,

브라캣(20)과 풀리(10)의 조립,

Claims (2)

1. 워터펌프의 풀리와 브라캣과 회전축이 일체화된 구조
2. 제1항에 있어서,

   일체화된 풀리에 내부 베어링이 장착되고, 하우징에 외부 베어링이 장착되어 조립되는 구조

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