KR100428345B1

KR100428345B1 - 워터 펌프의 실링구조

Info

Publication number: KR100428345B1
Application number: KR10-2001-0062033A
Authority: KR
Inventors: 이봉상
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2001-10-09
Filing date: 2001-10-09
Publication date: 2004-04-28
Anticipated expiration: 2021-10-09
Also published as: KR20030030191A

Abstract

워터 펌프(water pump)의 실링(sealing)구조가 개시된다. 개시된 워터 펌프의 실링구조는, 하우징과; 상기 하우징에 회전 가능하게 설치된 회전축과; 상기 회전축의 일측에 설치되고 약 180도 간격으로 돌기가 형성된 고정 케이스와; 상기 고정 케이스의 외주면에 설치되어 상기 돌기와 결합되도록 위상각을 달리하는 제1,2키홈이 전면 및 후면에 각각 형성된 소성 카본;을 포함하고, 이때, 상기 소성 카본의 전면에 형성된 제1,2키홈은 시계방향(CW) 회전용이고, 상기 소성 카본의 후면에 형성된 상기 제1,2키홈은 반시계방향(CCW) 회전용으로 구비된 것을 그 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 워터 펌프의 내구성이 향상된다.

Description

워터 펌프의 실링구조{SEALING STRUCTURE IN A WATER PUMP}

본 발명은 워터 펌프(water pump)의 실링(sealing)구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 워터 펌프의 메카니컬 실(mechanical seal)의 회전 지지부의 구조 개선을 통하여 이 워터펌프의 내구성을 향상시킨 워터 펌프의 실링구조에 관한 것이다.

차량의 수냉식 엔진에서 냉각수를 순환시키기 위한 워터 펌프는 일반적으로 엔진의 앞부분에 놓이며, 원심식의 소용돌이형 펌프로 크랭크 풀리(crank pulley)에서 V벨트로 구동된다. 이 워터 펌프는 엔진 회전수의 1.2~1.6배로 회전하며, 효율은 냉각수 온도에 비례한다.

한편, 상기와 같은 워터 펌프의 메카니컬 실(mechanical seal)의 구조는 각각 고정자, 회전자, 및 이를 지지하는 스프링과, 이 스프링을 지지하는 러버 (rubber)가 구비된다. 이때, 상기한 회전자와 고정자는 메카니컬 실 케이스에 고정되어야 한다.

이러한 고정방법의 일 실시예가 도 1 및 도 2에 도시되어 있다. 여기서 도 2는 도 1에서 A-A 선을 따라 절개한 단면도이다.

도시된 바와 같이, 상기한 메카니컬 실 케이스인 소성 카본(carbon)(10)에 홈(11)을 형성시키고, 고정 케이스(20)에도 돌기(21)를 만들어 결합하여 고정시킨다.

한편, 도 1에서 설명되지 않은 참조부호 1은 회전축을 나타내 보인 것이다.

그런데, 상기한 고정 케이스(20)를 소성 카본(10)과 결합하는 방법에 있어서, 워터 펌프의 시계방향(CW) 또는 반시계 방향(CCW)의 회전방향에 따라 접촉되는 부위가 달라진다.

이때, 도 3에 도시된 D부의 상세도와 같이, 엔진의 회전이 우회전(CW)이므로 엔진이 운전중에는 회전자가 우측으로 밀착되나, 엔진이 정지하는 경우에는 관성에 의해 좌측으로 밀착된다. 즉, 한쪽을 접촉시키면 다른 한쪽에는 필연적으로 백래시(backlash)가 생기게 된다.

이러한 상태에서 엔진이 시동될 경우에는 순간적으로 우측으로 밀착하게 되는데, 이때 소음 및 파손이 발생한다. 이와 같이 고정 케이스(20)의 파손은 실링 기본을 파괴하는 것으로, 이런 경우 워터 펌프는 내구성이 저하되고 소음이 발생하게 되며, 본래의 기능을 상실시키게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 소음 발생을 억제토록 하고 내구성을 향상시킨 워터 펌프의 실링구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 워터 펌프의 실링구조의 구성을 나타낸 개략적인 도면.

도 2는 도 1에서 A-A 선을 따라 절개하여 나타내 보인 단면도.

도 3은 도 1에서 D부를 상세하게 나타내 보인 상세도.

도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 워터 펌프의 실링구조의 구성을 전면 및 후면에서 본 것을 각각 나타낸 개략적인 도면.

도 6 및 도 7은 도 5에서 B-B 및 S-S 선을 따라 절개하여 나타내 보인 각각의 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

30. 회전축

40. 고정 케이스

41. 돌기

50. 소성 카본

51. 제1키홈

52. 제2키홈

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 워터 펌프의 실링구조는, 하우징과; 상기 하우징에 회전 가능하게 설치된 회전축과; 상기 회전축의 일측에 설치되고 약 180도 간격으로 돌기가 형성된 고정 케이스와; 상기 고정 케이스의 외주면에 설치되어 상기 돌기와 결합되도록 위상각을 달리하는 제1,2키홈이 전면 및 후면에 각각 형성된 소성 카본;을 포함하고, 이때, 상기 소성 카본의 전면에 형성된 제1,2키홈은 시계방향(CW) 회전용이고, 상기 소성 카본의 후면에 형성된 상기 제1,2키홈은 반시계방향(CCW) 회전용으로 구비된 것을 그 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 4 및 도 5에는 본 발명에 따른 워터 펌프의 실링구조를 전면 및 후면에서 각각 본 구성도가 개략적으로 도시되어 있고, 도 6 및 도 7은 도 5에서 B-B 및 S-S 선을 따라 각각 절개한 단면도이다.

여기에서는 일반적인 워터 펌프의 실링구조의 구성 설명은 생략하고, 본 발명의 특징에 따른 구성만을 설명하기로 한다.

도면을 각각 참조하면, 본 발명에 따른 워터 펌프의 실링구조는 도면에는 전부 도시하지는 않았지만, 워터 펌프의 외장을 형성하며 각 부품이 내부에 설치되도록 이루어진 즉, 일반적인 외장 케이스를 이루는 하우징과, 이 하우징에 회전 가능하게 설치된 회전축(30)과, 상기 회전축(30)의 일측에 설치되고 약 180도 간격으로 돌기(41)가 형성된 고정 케이스 (40)와, 상기 고정 케이스(40)의 외주면에 설치되어 고정 케이스(40)의 돌기(41)와 결합되도록 위상각(phase angle)을 달리하며 제1,2키홈(51,52)이 전면 및 후면에 형성된 소성 카본(50)을 포함하여 구성된다.그리고 상기한 제1,2키홈(51,52)의 위상각은 후술하는 바와 같이, 각도만을 달리하며 형성되고 특정한 각도로 한정되지 않는다.

도 4에 도시된 바와 같이 상기 소성 카본(50)의 전면에 형성된 제1,2키 홈(51,52)은 시계방향(CW) 회전용이고, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 소성 카본 (50)의 후면에는 형성된 제1,2키홈(51,52)은 반시계방향(CCW) 회전용으로 구비된다.

상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 워터 펌프의 실링구조의 작용을 설명하면 다음과 같다. 여기에서는 일반적인 워터 펌프의 실링구조의 작용 설명은 생략하고, 본 발명의 특징에 따른 작용만을 설명하기로 한다.

도면을 다시 참조하면, 본 발명에 따른 워터 펌프의 실링구조는 고정 케이스(40)와 소성 카본(50)의 결합에 있어 회전축(30)의 회전 방향에 관계없이 항상 밀착할 수 있도록 한 것이다. 이와 같이, 상기 고정 케이스(40)와 소성 카본(50)이 서로 밀착되어 결합되면 가감속 또는 시동 전후에 소성 카본(50)과의 갭(gap)이 없어져 충격이 방지된다.

그리고 본 발명은 상호 반대의 위상을 갖는 백래시(backlash)를 설정하는 것이다. 상호 반대의 위상으로 설정된 백래시는 서로 미는 스프링력(spring force)을 발생하고, 이는 어떤 경우에 있더라도 고정 케이스(40)와 소성 카본(50)을 밀착시킨다. 이렇게 되면 엔진 조건에 관계없이 회전방향으로 추종성이 부여되고, 고정 케이스(40)와 소성 카본(50)의 조합은 연속성을 갖는다.

이를 구체적으로 설명하면, 위상각을 달리하는 제1,2키홈(51,52)을 설정하여 백래시를 강제적으로 제어하는 것으로, 각각의 위상을 달리하는 제1,2키홈(51,52)이 소성 카본(50)의 전면 및 후면에 각각 형성되어 상호 보완적으로 백래시 구간을 제어하여 백래시 유동에 의한 소음을 막는다.

즉, 각 제1,2키홈(51,52)의 위상차 dθ에 의해서 백래시는 서로 반대 방향에 생기게 되어 종래와 같이 한 방향 백래시에 의해 발생하던 소음문제가 해결되게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 워터 펌프의 실링구조는 다음과 같은 효과를 갖는다.

소성 카본에 위상각을 달리하는 제1,2키홈을 형성하여 백래시를 강제적으로 제어하여 종래의 백래시에 의해 발생하던 소음이 발생되지 않으며, 이 소음의 발생문제가 발생되지 않음으로 워터 펌프의 내구성이 향상된다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims

하우징과;

상기 하우징에 회전 가능하게 설치된 회전축과;

상기 회전축의 일측에 설치되고 약 180도 간격으로 돌기가 형성된 고정 케이스와;

상기 고정 케이스의 외주면에 설치되어 상기 돌기와 결합되도록 위상각을 달리하는 제1,2키홈이 전면 및 후면에 각각 형성된 소성 카본;을 포함하고,

이때, 상기 소성 카본의 전면에 형성된 제1,2키홈은 시계방향(CW) 회전용이고, 상기 소성 카본의 후면에 형성된 상기 제1,2키홈은 반시계방향(CCW) 회전용으로 구비된 것을 특징으로 하는 워터 펌프의 실링구조.
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