KR100329508B1 - 자동차용 알터네이터의 풀리 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 알터네이터의 풀리 구조에 관한 것으로서, 알터네이터의 풀리에 과부하가 걸리더라도, 알터네이터의 내부링, 즉 내부링과 일체로 된 회전축에 관성력을 용이하게 해제시켜 줌으로써, 알터네이터의 전류진폭이 적고, 구조가 간단하여 제조비용을 절감할 수 있도록 한 것이다.

이에, 알터네이터의 내부링의 외경면에 스프링 지지대를 일체로 형성하고, 상기 스프링 지지대의 각 사이면에는 만곡부를 형성하며, 상기 스프링 지지대의 감속방향쪽 측면에 스프링의 일측단을 고정시키는 동시에 스프링의 타단에 롤러를 고정시켜, 이 롤러가 상기 만곡부의 입구쪽면과 외부링의 내경면 사이에 접촉되게 위치되도록 한 것을 특징으로 하는 자동차용 알터네이터의 풀리 구조를 제공하고자 한 것이다.

Description

자동차용 알터네이터의 풀리 구조{Alternator pulley structure of automobile}

본 발명은 자동차용 알터네이터의 풀리 구조에 관한 것으로서, 고속으로 회전하는 알터네이터 풀리가 감속됨에 따라 발생하는 관성력을 용이하게 흡수하여, 풀리에 끼워진 타이밍 벨트의 장력 변화 및 알터네이터의 전류진폭을 저감시킬 수 있도록 한 자동차용 알터네이터의 풀리 구조에 관한 것이다.

통상적으로 자동차용 알터네이터는 크랭크샤프트와 캠샤프트에 연결된 타이밍 벨트의 고속 회전력을 발전시켜 자동차의 보조 전력원으로 사용하기 위한 장치이다.

상기 알터네이터의 풀리 구조는 첨부한 도 3a에 도시한 바와 같이, 상기 타이밍벨트가 끼워지도록 외표면에 톱니모양의 벨트홈이 형성된 풀리(12)가 외부쪽에 장착되어 있고, 내부쪽에는 중공의 내부면에 회전축(22)이 삽입 장착되는 허브(32)가 장착되어 있다.

또한, 상기 풀리(12)와 허브(32) 사이의 공간에는 외부링(18)과 내부링(20)이 설치되는데, 상기 외부링(18)의 외경면은 풀리(12)의 내경면과 일체로 성형되고, 상기 내부링(20)의 내경면은 상기 허브(32)의 외경면과 일체로 성형되어 있다.

한편, 상기 외부링(18)의 내경면과 내부링(20)의 외경면 사이공간에는 롤러(14)가 첨부한 도 2에 도시한 바와 같은 구조로 장착되어 있는데, 이를 간략히 설명하면 다음과 같다.

상기 내부링(20)의 외경면에는 균일한 간격으로 다수의 케이지(16)가 부착되어 있는데, 이 케이지(16)의 상단은 외부링(18)의 내경면에 닿지 않게 되어 있다.

또한, 상기 내부링(20)의 각각의 케이지(16) 사이에는 완만하게 경사진 형태의 만곡부(26b)가 형성되어 있다.

또한, 상기 만곡부(26b)에 롤러(14)가 위치하게 되는 바, 이 롤러(14)는 스프링(24)에 의하여 각각의 케이지(16) 일측면과 연결되어 있다.

즉, 상기 케이지(16)의 가속방향쪽 측면에 스프링(24)의 일측단이 고정되고 타단에 롤러(14)가 고정되어진다.

더욱 상세하게는, 상기 풀리(12)가 구동되지 않는 경우, 롤러(14)는 첨부한 도 2에 실선으로 도시한 바와 같이, 상기 만곡부(26b)의 상단쪽면에 저면이 접촉하고 있는 동시에 상면은 외부링(18)의 내경면과 살짝 접촉하고 있게 된다.

상기와 같은 상태에서, 풀리(12)가 고속회전(도 2에서 '+'방향 가속도)을 하게 되면, 풀리(12)의 내경면과 일체로 되어 있는 외부링(18)이 같은 방향으로 회전을 하게 된다.

동시에 외부링(18)의 내경면과 접촉하고 있던, 상기 롤러(14)가 외부링(18)의 고속회전 접촉력에 의하여 같은 회전 방향으로 순간적으로 이동을 하게 된다.

따라서, 상기 롤러(14)가 외부링(18)의 내경면과 내부링(20)의 외경면 사이에 꽉 끼워져서 내부링(20)도 함께 회전을 하게 된다.

이에따라, 도 3에 나타낸 바와 같이 상기 내부링(20)과 일체로 되어 있는 허브(32)와, 이 허브(32)의 중공에 체결된 회전축(22)이 동시에 회전을 하게 되어 알터네이터가 발전을 하게 된다.

이때, 상기 풀리(12)가 감속(도 2에서 '-' 가속도)하면, 상기 외부링(18)과 내부링(20) 사이에 꽉 끼워졌던 롤러(12)가 상기 감속시의 관성력에 의하여 감속이 걸린 방향(도 2에서 '-' 가속도)으로 후퇴하게 되며, 도 2에 은선으로 나타낸 바와 같이 상기 만곡부(26b)에 삽입 안착되어진다.

또한, 상기 롤러(14)가 순간적으로 후퇴하는 것은 인장되어 있던 스프링(24)의 복원력도 작용하게 된다

따라서, 상기 롤러(14)의 상면이 상기 외부링(18)과 내경면과 접촉이 해제되어, 외부링(18)은 헛돌게 된다.

이는, 상기 내부링(20)과 허브(32)에 끼워진 회전축(22)의 관성력이 해제됨을 의미하고, 그에따라 외부링(18)과 일체로 되어 있는 풀리(12)에 끼워져 회전력을 전달하던 벨트의 텐션력이 줄어들게 된다.

그러나, 상기와 같은 작용을 하는 종래의 자동차용 알터네이터의 풀리 구조에 의하면, 롤러의 탄성 복원을 위하여 스프링의 일측단이 고정되는 케이지를 내부링의 외경면에 부착 설치하는 점에서 구조가 복잡하여 제조시 비용이 많이 소모되는 단점이 있다.

또한, 알터네이터의 풀리에 과부하(순간 회전 가속도가 클 경우)가 걸리게 되면, 상기 롤러는 외부링과 내부링 사이에 더욱 세게 끼워져서, 감속시에 롤러가 일정시간 동안 복원되지 않는 경우가 발생하여, 결국 벨트에 대한 텐션력이 증대되어 벨트가 늘어나는 영향을 주게 되는 단점이 있다.

또한, 감속시에 롤러가 외부링과 내부링 사이에서 복원되지 않으면, 알터네이터의 내부링에 관성력이 증대되어 알터네이터에서 생성되는 전류의 진폭이 커져 전류가 안정적으로 생성되지 않는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 단점을 해결하기 위하여 알터네이터의 풀리에 과부하가 걸리더라도, 알터네이터의 내부링, 즉 내부링과 일체로 된 회전축에 관성력을 용이하게 해제시켜 줌으로써, 알터네이터의 전류진폭이 적고, 구조가 간단하여 제조비용을 절감할 수 있도록 한 자동차용 알터네이터의 풀리 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1a,1b는 본 발명에 따른 자동차용 알터네이터의 풀리 구조와 그 작동상태를 나타내는 나타내는 단면도,

도 2는 종래의 자동차용 알터네이터의 풀리 구조와 그 작동상태를 나타내는 단면도,

도 3은 통상적인 자동차용 알터네이터의 풀리의 측단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 알터네이터(alternator) 12 : 풀리(pulley)

14 : 롤러(roller) 16 : 케이지(cage)

18 : 외부링 20 : 내부링

22 : 회전축 24 : 스프링

26a,26b : 만곡부 30 : 스프링 지지대32 : 허브(Hub)

이하 첨부도면을 참조로 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 풀리의 내경면과 일체로 된 외부링과, 회전축이 끼워진 허브의 외경면과 일체로 된 내부링으로 이루어진 자동차용 알터네이터 풀리 구조에 있어서, 상기 내부링(20)의 외경면에 스프링 지지대(30)를 일체로 형성하고, 상기 스프링 지지대(30)의 각 사이면에는 만곡부(26a)를 형성하며, 상기 스프링 지지대(30)의 감속방향쪽 측면에 스프링(24)의 일측단을 고정시키는 동시에 스프링(24)의 타단에 롤러(14)를 고정시켜, 이 롤러(14)가 상기 만곡부(26a)의 입구쪽면과 외부링(18)의 내경면 사이에 접촉되게 위치되도록 한 것을 특징으로 한다.

여기서 본 발명의 바람직한 실시예로서, 본 발명을 첨부한 도면을 참조로 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 1a,1b는 본 발명에 따른 자동차용 알터네이터의 풀리 구조와 그 작동상태를 나타내는 단면도로서, 도면부호 20은 알터네이터의 회전축(22)이 끼워진 허브(32)의 외경면과 일체로 된 내부링이다.

상기 내부링(20)의 외경면에 일정간격으로 돌출된 스프링 지지대(30)가 일체로 성형된다.

또한, 상기 내부링(20)의 스프링 지지대(30)의 각 사이면에는 완만하게 경사진 만곡부(26a)가 형성된다.

한편, 상기와 같이 스프링 지지대(30)와 만곡부(26a)를 갖는 내부링(20)의 외경면에는 풀리(12)와 일체로 된 외부링(18)의 내경면이 일정 간격으로 유지하며 위치되어 있다.

여기서, 상기 외부링(18)과 내부링(20)은 같은 방향으로 회전을 하게 되는 바, 상기 내부링(20)의 스프링지지대(30)의 감속 방향(도 1b에서 '-'가속도 방향) 측면에 스프링(24)의 일측단이 고정되고, 타단에는 롤러(14)가 고정되어진다.

상기 스프링(24)에 의하여 고정된 롤러(14)는 도 1a에 은선으로 나타낸 바와 같이, 상기 만곡부(26a)의 입구쪽, 즉 도 1a에 도시한 '+' 가속도 방향쪽으로 치우친 입구쪽에 저면이 밀착되어지고, 상면은 외부링(18)이 살짝 접촉한 상태가 된다.

여기서 첨부한 도 1b를 참조로 본 발명의 작용상태를 설명한다.

먼저, 상기 알터네이터 풀리(12)가 벨트의 회전 전달력으로 순간적인 가속도를 받아 회전 구동을 하게 되면, 풀리(12)와 일체로 된 외부링(18)도 동시에 회전을 하게 된다.

이때, 상기 외부링(18)에 살짝 닿아 있는 롤러(14)는 외부링(18)의 가속도의 힘에 의하여 외부링(18)의 회전방향으로 스프링(24)을 압축시키며 빠르게 이동을하게 된다.

상기와 동시에, 첨부한 도 1a에 실선으로 도시한 바와 같이, 상기 롤러(14)는 순간적으로 상기 외부링(18)과 내부링(20) 사이에 강제 압입식으로 꽉 끼이게 된다.

따라서, 상기 롤러(14)는 꽉 끼워져 있기 때문에 외부링(18)의 회전력을 내부링(20)에 전달하게 되어, 내부링(20)도 외부링(18)과 함께 가속회전을 하게 된다.

이에따라, 상기 내부링(20)의 회전에 따라, 내부링(20)과 일체로 되어 있는 허브(32)에 끼워진 회전축(22)이 회전을 하게 되어, 알터네이터의 발전이 이루어진다.

한편, 상기 풀리(12)에 감속이 이루어지면, 외부링(18)도 동시에 감속을 하게 되는데, 이때 관성력이 발생하게 된다.

상기 관성력은 외부링(18)과 내부링(20)에 동시에 작용하게 되는데, 이 관성력에 의하여, 외부링(18)과 내부링(20) 사이에 끼워져 있던 롤러(14)가 순간적으로 후퇴되어진다.

더욱 상세하게는, 상기 롤러(14)가 첨부한 도 1b에 실선으로 나타낸 바와 같이 후퇴되면서 스프링(24)이 인장되고, 만곡부(26a) 안으로 삽입되어진다.

이에따라, 상기 롤러(14)의 상면이 상기 외부링(18)과 내경면과 접촉이 해제되어, 외부링(18)은 헛돌게 된다.

이는, 상기 내부링(20)이 외부링(18)으로 부터 회전력을 전달받지 못하게 됨을 의미하게 되는 바, 즉 상기 내부링(20)과 허브(32)에 끼워진 회전축(22)의 관성력이 해제됨을 의미하고, 그에 따라 외부링(18)과 일체로 되어 있는 풀리(12)에 끼워져 회전력을 전달하던 벨트의 텐션력이 줄어들게 된다.

또한, 상기 내부링(20)이 관성력으로 부터 벗어나게 됨에 따라 알터네이터의 발전 전류는 항상 그 진폭이 일정하고 작아짐으로써, 안정적인 전류를 생성할 수 있게 된다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차용 알터네이터의 풀리 구조에 의하면, 알터네이터의 풀리에 과부하가 걸리더라도, 알터네이터의 내부링, 즉 내부링과 일체로 된 회전축에 관성력을 용이하게 해제시켜 줌으로써, 알터네이터의 전류진폭이 적고, 구조가 간단하여 제조비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.

Claims (1)

1. 풀리의 내경면과 일체로 된 외부링과, 회전축이 끼워진 허브의 외경면과 일체로 된 내부링으로 이루어진 자동차용 알터네이터의 풀리 구조에 있어서,

   상기 내부링(20)의 외경면에 스프링 지지대(30)를 일체로 형성하고, 상기 스프링 지지대(30)의 각 사이면에는 만곡부(26a)를 형성하며, 상기 스프링 지지대(30)의 감속방향쪽 측면에 스프링(24)의 일측단을 고정시키는 동시에 스프링(24)의 타단에 롤러(14)를 고정시켜, 이 롤러(14)가 상기 만곡부(26a)의 입구쪽면과 외부링(18)의 내경면 사이에 접촉되게 위치되도록 한 것을 특징으로 하는 자동차용 알터네이터의 풀리 구조.