KR20100136957A - 다판디스크를 이용한 워터펌프용 클러치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 워터펌프에 구성되면서 허브와 선택적으로 접촉하여 동력을 단속하는 디스크에 관한 것으로,
샤프트(130)의 둘레면에 베어링(142)을 통해 결합되어 풀리(110)와 함께 회전하는 디스크하우징(140)과; 상기 샤프트(130)에 장착되어 상기 디스크하우징(140)를 밀폐하면서 그 일측면에 스프링(172)이 구성된 허브(170); 상기 샤프트(130)의 둘레면에 베어링(152)을 통해 결합되고 그 내부에 전자석(154)이 구성된 코일하우징(150); 및 상기 디스크하우징(140)에 다단으로 적층되어 상기 스프링(172)을 통해 상기 디스크하우징(140)과 밀착되고 상기 전자석(154)을 통해 상기 디스크하우징(140)과 선택적으로 분리되는 다판디스크(160)를 포함함으로써;
상기 클러치에 다단으로 적층되는 상기 다판디스크에 의해 단속작업이 이루어지므로 상기 다판디스크의 상호 완충작용으로 인하여 마찰면적이 증대되어 상기 단속작업에 따른 토크가 증대되도록 한 것이다.
샤프트(130)의 둘레면에 베어링(142)을 통해 결합되어 풀리(110)와 함께 회전하는 디스크하우징(140)과; 상기 샤프트(130)에 장착되어 상기 디스크하우징(140)를 밀폐하면서 그 일측면에 스프링(172)이 구성된 허브(170); 상기 샤프트(130)의 둘레면에 베어링(152)을 통해 결합되고 그 내부에 전자석(154)이 구성된 코일하우징(150); 및 상기 디스크하우징(140)에 다단으로 적층되어 상기 스프링(172)을 통해 상기 디스크하우징(140)과 밀착되고 상기 전자석(154)을 통해 상기 디스크하우징(140)과 선택적으로 분리되는 다판디스크(160)를 포함함으로써;
상기 클러치에 다단으로 적층되는 상기 다판디스크에 의해 단속작업이 이루어지므로 상기 다판디스크의 상호 완충작용으로 인하여 마찰면적이 증대되어 상기 단속작업에 따른 토크가 증대되도록 한 것이다.
Description
본 발명은 워터펌프에 구성되면서 허브와 선택적으로 접촉하여 동력을 단속하는 디스크에 관한 것으로, 특히 상기 디스크를 다판식으로 구성하여 마찰면적의 증대에 따른 구동 토크 및 완충 효율을 극대화시킬 수 있도록 한 다판디스크를 이용한 워터펌프용 클러치에 관한 것이다.
일반적으로, 워터펌프는 내연기관의 작동과정에서 발생하는 열원을 라디에이터로 순환시켜 과열을 방지하는 장치로서, 이 워터펌프는 크랭크축의 풀리에 벨트나 체인을 통해 연결되어 구동하며, 특히 라디에이터의 냉각수를 흡인하여 워터자켓 등으로 공급하는 기능을 수행한다.
따라서, 상기 내연기관용 워터펌프는 상기 내연기관의 동력을 전달받는 풀리와 상기 풀리에 의해 전달되는 동력을 상기 워터자켓 등으로 공급하는 디스크 및 상기 풀리와 상기 디스크의 동력전달라인을 선택적으로 연결하거나 차단하는 각종 기구물 및 전장품이 구성되는 것이다.
예컨대, 도 1에서와 같이, 워터펌프(1)는, 내연기관의 구동력을 전달받는 풀리(10)와 라디에이터의 냉각수를 펌핑하는 바디(20)가 나란하게 구성된 샤프트(30)와; 상기 샤프트(30)의 선단부에 고정되며 베어링(15)을 통해 상기 풀리(10)와 결합된 허브(40); 및 상기 허브(40)에 일정간격을 두고 배치되어 가이드핀(53)을 따라 이동하면서 스프링(56)의 탄성력 및 전자석(60)의 자기력을 통해 승강과정을 반복하는 디스크(50)로 구성된다.
따라서, 상기 전자석(60)에 전원을 인가하면, 상기 전자석(60)의 자기력에 의해 상기 디스크(50)가 접착되므로, 상기 내연기관의 작동과정에서 발생하는 회전력이 상기 풀리(10)를 경유하여 상기 샤프트(30)로 더 이상 전달되지 않게 되어, 상기 동력전달라인이 차단되는 것이다.
그런데, 상기 워터펌프(1)는 상기 전자석(60)에 의해 상기 동력전달라인을 단속하는 구조로서, 상기 워터펌프(10)의 순환에 필요한 토크를 증대하기 위해서는 상기 전자석(60)의 크기나 용량을 증대해야하므로 상기 워터펌프(1)의 자체 중량이나 부피가 증대하는 문제점이 있었다.
즉, 상기 워터펌프(1)의 토크 증대과정에서 상기 허브(40)의 한정된 공간에 코일의 양이 증대된 상기 전자석(60)을 내장해야하므로, 상기 풀리(10)나 상기 허브(40)를 포함한 주변기기가 상대적으로 커질 수밖에 없어 상기 워터펌프(1)의 중량 및 제조단가가 증대되는 것이다.
이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 워터펌프의 허브에 다판식 디스크를 구성하여 마찰면적의 증대에 따른 구동 토크를 극대화시킬 수 있도록 한 다판디스크를 이용한 워터펌프용 클러치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은; 내연기관의 구동력을 전달받는 풀리와 라디에이터의 냉각수를 펌핑하는 바디가 샤프트를 통해 선택적으로 연결되는 워터펌프용 클러치로서, 상기 샤프트의 둘레면에 베어링을 통해 결합되어 상기 풀리와 함께 회전하는 디스크하우징과; 상기 샤프트에 장착되어 상기 디스크하우징를 밀폐하면서 그 일측면에 스프링이 구성된 허브; 상기 샤프트의 둘레면에 베어링을 통해 결합되고 그 내부에 전자석이 구성된 코일하우징; 및 상기 디스크하우징에 다단으로 적층되어 상기 스프링을 통해 상기 디스크하우징과 밀착되고 상기 전자석을 통해 상기 디스크하우징와 선택적으로 분리되는 다판디스크를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상에서와 같이, 본 발명에 따른 워터펌프용 클러치에 의하면 다음과 같은 다수개의 효과를 포함하고 있다.
첫째, 상기 클러치에 다단으로 적층되는 상기 다판디스크에 의해 단속작업이 이루어지므로 상기 다판디스크의 상호 완충작용으로 인하여 마찰면적이 증대되어 상기 단속작업에 따른 토크가 증대된다.
둘째, 상기 다판디스크의 상호 완충작용에 의해 상기 클러치의 토크가 증대되므로 상기 전자석을 포함한 구성요소들 소형화가 가능해져 상기 클러치 자체를 적은 패키지로 설계할 수 있게 된다.
셋째, 상기 다판디스크의 완충작용에 의해 소형화된 상태에서도 상기 토크가 증대되므로 상기 클러치의 단속작업이 확실히 이루어져 상기 워터펌프의 신뢰성이 증대됨은 물론 고급화가 가능해진다.
도 1은 종래기술에 따른 클러치를 도시한 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 클러치의 작동상태를 도시한 반단면도,
도 3은 본 발명에 따른 클러치의 해제상태를 도시한 반단면도,
도 4(a) 내지 (d)는 본 발명에 따른 클러치의 구성부품을 도시한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 클러치의 스플라인을 도시한 도면,
도 6(a) 및 (b)는 본 발명에 따른 클러치의 다판디스크를 도시한 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 클러치의 작동상태를 도시한 반단면도,
도 3은 본 발명에 따른 클러치의 해제상태를 도시한 반단면도,
도 4(a) 내지 (d)는 본 발명에 따른 클러치의 구성부품을 도시한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 클러치의 스플라인을 도시한 도면,
도 6(a) 및 (b)는 본 발명에 따른 클러치의 다판디스크를 도시한 단면도.
이하, 본 발명에 따른 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 2 및 3은 본 발명에 따른 클러치의 작동상태 및 해제상태를 도시한 반단면도이고, 도 4 내지 6은 본 발명에 따른 클러치의 주요부품을 도시한 도면이다.
본 발명에 의한 클러치(100)는; 내연기관의 구동력을 전달받는 풀리(110)와 라디에이터의 냉각수를 펌핑하는 바디(120)가 샤프트(130)를 통해 선택적으로 연결되는 워터펌프용 클러치로서, 상기 샤프트(130)의 둘레면에 베어링(142)을 통해 결합되어 상기 풀리(110)와 함께 회전하는 디스크하우징(140)과; 상기 샤프트(130)에 장착되어 상기 디스크하우징(140)를 밀폐하면서 그 일측면에 스프링(172)이 구성된 허브(170); 상기 샤프트(130)의 둘레면에 베어링(152)을 통해 결합되고 그 내부에 전자석(154)이 구성된 코일하우징(150); 및 상기 디스크하우징(140)에 다단으로 적층되어 상기 스프링(172)을 통해 상기 디스크하우징(140)과 밀착되고 상기 전자석(154)을 통해 상기 디스크하우징(140)와 선택적으로 분리되는 다판디스크(160)를 포함하는 특징적 구성으로 한다.
여기서, 본 발명의 클러치(100)는 내연기관의 출력축으로부터 공급되는 구동력을 상기 풀리(110)를 통해 바디(120)로 전달하는 것으로서, 상기 풀리(110)의 동력단속수단으로서 디스크하우징(140)과 코일하우징(150)과 다판디스크(160)와 허브(170)를 구성한 것에 특징이 있다.
여기서, 상기 샤프트(130)는 상기 클러치(100)의 중심부에 구성되어 전체하중을 이루는 것으로서, '도 4(c)'에서와 같이 그 몸체의 선단부와 중간부에 이후에 설명하게 되는 베어링142,152)을 포함한 각종 구성요소들을 장착하기 위한 다수개의 장착홈(132,134)이 형성된다.
물론, 상기 샤프트(130)는 도 4(c)에서와 같이, 그 몸체의 양측부에 상기 구성요소들을 유동을 방지함은 물론 체결력을 증대하기 위한 수단으로서 면부(136)를 형성함이 바람직하다.
그리고, 상기 풀리(110)는, 도 4(a)에서와 같이, 상기 내연기관의 출력축과 벨트나 체인으로 연결된 것으로서, 상기 샤프트(130)의 전방측에 상기 디스크하우징(140)을 통해 장착되며, 그 내부에 이후에 설명하게 되는 클러치기구를 수용하는 소정크기의 공간부(114)가 형성된다.
이때, 상기 풀리(110)의 표면에는 자기플럭스를 유도하는 다수개의 바나나슬롯(112)을 형성함은 당연하다.
그리고, 상기 바디(120)는 상기 샤프트(130)의 둘레면에 상기 풀리(110)와 일정거리를 두고 장착된 것으로서, 상기 샤프트(130)와 함께 회전하면서 상기 냉각수를 펌핑하는 기능을 수행한다.
한편, 상기 샤프트(130)의 둘레면에 상기 풀리(110)로부터 전달되는 회전력을 선택적으로 상기 바디(120)에 전달 또는 차단하는 수단으로서, 상기 디스크하우징(140)과 상기 코일하우징(150)과 상기 다판디스크(160)와 상기 허브(170)를 포함하는 클러치기구가 장착되어 있다.
이때, 상기 디스크하우징(140)은, 도 4(b)에서와 같이, 상기 샤프트(130)의 둘레면 선단부에 베어링(142)을 통해 결합된 것으로서, 그 둘레면에 상기 풀리(110)가 결합되는 결합면(144)이 형성되면서 그 내부에 상기 다판디스크(160)가 수용되는 공간부(146)가 형성된다.
이때, 상기 디스크하우징(140)의 천정면에는 도 4(b)에서와 같이, 상기 다판디스크(160)와 대응하는 수용홈과 돌기를 갖는 밀착면(148)이 형성된다.
그리고, 상기 허브(170)는, 상기 샤프트(130)의 둘레면에 장착된 상태에서 상기 디스크하우징(140)의 공간부(146)를 밀폐하는 것으로서, 그 일측면에 상기 다판디스크(160)를 상기 디스크하우징(140)의 천정면으로 밀착하는 과정에서 탄성력을 제공하는 다수개의 스프링(172)이 구성된다.
그리고, 상기 코일하우징(150)은 도 4(d)에서와 같이, 상기 샤프트(130)의 선단부에 베어링(152)을 통해 결합된 것으로서, 그 몸체에 상기 다판디스크(160)를 작동시키는 전자석(154)이 수용되는 공간부(156)가 형성되며, 상기 공간부(156)에 상기 허브(170)가 접하게 된다.
그리고, 상기 다판디스크(160)는 상기 디스크하우징(140)의 공간부(146)에 다단으로 적층되어 스플라인(168)을 따라 승강하는 것으로서, 상기 스프링(172)에 의해 상기 디스크하우징(140)의 천정면과 밀착되고 상기 전자석(154)에 의해 상기 디스크하우징(140)의 천정면과 분리된다.
또한, 상기 다판디스크(160)는, 상기 디스크하우징(140)의 출구측에 수용되면서 상기 허브(170)와 선택적으로 접촉하는 주디스크(162), 및 상기 주디스크 (162)에 밀착되면서 상기 디스크하우징(140)의 천정면과 접촉하는 한 개 또는 다수개의 보조디스크(164)로 구성된다.
또한, 상기 주디스크(162)와 상기 보조디스크(164)의 접촉지점 또는 외표면에 다수개의 마찰재(166)가 개재되어 있다.
이때, 상기 마찰재(166)는 상기 주/보조디스크(162,164)의 일면 또는 양면에 부착 또는 개재함으로써, 상기 주디스크(162)와 상기 보조디스크(164)의 승강과정에서 발생하는 하중을 최대로 흡수한다.
또한, 상기 스플라인(168)은 상기 샤프트(130)의 둘레면에 장착되어 상기 다판디스크(160)의 위치를 세팅함은 물론 상기 다판디스크(160)의 승강수단으로 이용하는 것으로서, 도 5에서와 같이, 그 둘레면에 상기 주/보조디스크(162,164)와 결합되는 다수개의 결합돌기(168-1)가 형성된다.
물론, 도 6(a) 및 도 6(b)에서와 같이, 상기 주/보조디스크(162,164)의 내주면에 상기 스플라인(168)의 결합돌기(168-1)과 대응하는 형상 및 배치간격을 갖는 다수개의 수용홈(162-1,164-1)이 각각 형성된다.
한편, 상기 다판디스크(160)는, 상기 스플라인(168)을 따라 왕복이동하는 과정에서, 상기 허브(170)에 장착된 스프링(172)을 통해 상기 디스크하우징(140)의 천정면과 밀착되고, 상기 코일하우징(150)에 장착된 전자석(154)을 통해 상기 허브(170)와 밀착되는 구조이다.
따라서, 본 발명에 의한 클러치(100)는 상기 다판디스크(160)가 상기 디스크하우징(140)의 천정면으로 밀착되는 경우 상기 풀리(110)의 회전력이 상기 샤프트(130)를 통해 상기 바디(120)가 전달되지만,
상기 다판디스크(160)가 상기 허브(170)와 밀착되는 경우 상기 풀리(110)가 공회전하는 상태이므로, 상기 풀리(110)의 회전력이 상기 샤프트(130)를 통해 더 이상 상기 바디(120)로 전달되지 않는 것이다.
특히, 본 발명의 핵심적인 기술사상은 상기 다판디스크(160)가 상기 주디스크(162)와 보조디스크(164)와 마찰재(166)로 구성된 것을 특징으로 하며, 상기 주/보조디스크(162,164)의 왕복이동과정에서 서로간의 완충작용에 의해 소음발생이 최소화될 뿐만 아니라 작동토크가 극대화되는 것이다.
따라서. 본 발명은 상기 다판디스크(160)의 작동과정에서 다수개의 원판이 상호 완충작용을 수행함으로써, 상기 클러치(100)의 단속작업이 적은 힘으로도 가능해져 구성요소들의 소형화가 가능해질 뿐만 아니라 단속작업이 확실하게 이루어져 신뢰성이 향상되는 장점이 있습니다.
이상에서와 같이 본 발명의 일 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 이에 국한되지 않고 청구범위에 기재된 범위 내에서 변경이 가능할 것이다.
* 도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 클러치 110 ; 풀리
120 ; 바디 130 : 샤프트
140 : 디스크하우징 150 : 코일하우징
154 : 전자석 160 : 다판디스크
162 : 주디스크 164 : 보조디스크
166 : 마찰재 168 : 스플라인
170 : 허브 172 : 스프링
100 : 클러치 110 ; 풀리
120 ; 바디 130 : 샤프트
140 : 디스크하우징 150 : 코일하우징
154 : 전자석 160 : 다판디스크
162 : 주디스크 164 : 보조디스크
166 : 마찰재 168 : 스플라인
170 : 허브 172 : 스프링
Claims (3)
- 내연기관의 구동력을 전달받는 풀리(110)와 라디에이터의 냉각수를 펌핑하는 바디(120)가 샤프트(130)를 통해 선택적으로 연결되는 워터펌프용 클러치로서,
상기 샤프트(130)의 둘레면에 베어링(142)을 통해 결합되어 상기 풀리(110)와 함께 회전하는 디스크하우징(140)과;
상기 샤프트(130)에 장착되어 상기 디스크하우징(140)를 밀폐하면서 그 일측면에 스프링(172)이 구성된 허브(170);
상기 샤프트(130)의 둘레면에 베어링(152)을 통해 결합되고 그 내부에 전자석(154)이 구성된 코일하우징(150); 및
상기 디스크하우징(140)에 다단으로 적층되어 상기 스프링(172)을 통해 상기 디스크하우징(140)과 밀착되고 상기 전자석(154)을 통해 상기 디스크하우징(140)과 선택적으로 분리되는 다판디스크(160);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 다판디스크를 이용한 워터펌프용 클러치.
- 제 1항에 있어서, 상기 다판디스크(160)는,
상기 샤프트(130)의 둘레면에 장착된 스플라인(168)을 따라 왕복이동하는 것을 특징으로 하는 다판디스크를 이용한 워터펌프용 클러치.
- 제 1항에 있어서, 상기 다판디스크(160)는,
상기 디스크하우징(140)의 공간부에 수용되고 상기 허브(170)와 접촉하는 주디스크(162)와, 상기 주디스크(162)와 밀착되고 상기 디스크하우징(140)과 접촉하는 한 개 또는 다수개의 보조디스크(164), 및 상기 주디스크(162)와 상기 보조디스크(164)의 접촉지점 또는 외표면에 개재된 다수개의 마찰재(166)로 이루어진 것을 특징으로 하는 다판디스크를 이용한 워터펌프용 클러치.
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ID=43510829
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-
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