KR100569986B1 - 크랭크 축의 댐핑장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 크랭크 축의 댐핑장치에 관한 것으로서, 특히 크랭크축의 일측에 중공형으로 형성되어 그 내주면상에 톱니기어가 형성되어 있는 크랭크몸체를 형성하고, 상기 크랭크몸체에 삽입되는 노즈부의 일측 단부에 또다른 톱니기어를 형성하되, 노즈부와 크랭크몸체의 톱니기어 사이 공간에 일체로 러버를 가류 형성하므로서, 크랭크축으로부터 노즈부로 가속도가 전달될때 러버가 형상변형 되면서 디커플링 역할을 수행하여 가속도가 감쇄되도록 하고, 이를통해 노즈부를 통해 보기류 벨트로 전달되는 가속도가 감쇄되어 보기류 벨트 및 댐퍼 풀리의 수명이 연장되고, 작동소음이 감쇄되도록 한 크랭크 축의 댐핑장치에 관한 것이다.

크랭크축, 노즈부, 러버, 톱니기어, 보강판, 각가속도

Description

크랭크 축의 댐핑장치{Damping device of crankshaft}

도 1 은 본 발명의 크랭크 축의 댐핑장치를 보인 분해 사시도.

도 2 는 본 발명의 댐핑장치가 결합된 상태를 보인 정면도.

도 3 은 본 발명의 댐핑장치를 보인 단면도.

도 4 는 본 발명에 의해 각가속도가 감쇄된 것을 보인 파형도.

도 5 는 일반적인 엔진의 보기류벨트 결선상태를 보인 도면.

도 6 은 종래의 크랭크 축을 보인 도면.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 크랭크축 10 : 크랭크몸체

11 : 제 1 톱니기어 12 : 삽입홈

15 : 노즈부 16 : 단부

17 : 제 2 톱니기어 18 : 장착홈

20 : 러버 21 : 보강판

본 발명은 크랭크 축의 댐핑장치에 관한 것으로서, 특히 크랭크축으로부터 노즈부로 가속도가 전달될때 러버가 형상변형 되면서 디커플링 역할을 수행하여 가속도가 감쇄되도록 하고, 이를통해 노즈부를 통해 보기류 벨트로 전달되는 가속도가 감쇄되어 보기류 벨트 및 댐퍼 풀리의 수명이 연장되고, 작동소음이 감쇄되도록 한 크랭크 축의 댐핑장치에 관한 것이다.

현재 출시되고 있는 승용디젤엔진은 최근 연료분사시스템(커먼레일 시스템 등) 및 하드웨어 부품들의 빠른 기술발전에 의해 급격히 고성능화가 이루어지고 있는 추세이다.

이로인해 엔진의 출력 및 연비 등의 개선효과 등의 긍정적인 효과를 불러오기도 하지만 엔진의 고토크 및 고출력화로 인해 관련된 부하 증가에 따른 비틀림 진동의 증가로 보기류 벨트 및 댐퍼 풀리 등의 수명 단축을 유발하게되는 문제점이 제기되고 있다.

차량에는 도 5 에 도시된 바와같이 파워스티어링 풀리, 알터네이터풀리, 워터펌프 풀리 등과같은 보기류가 보기류 벨트에 의해 크랭크축의 크랭크 스프라켓에 연결되어 있는데, 엔진의 고토크 및 고출력화로 인해 크랭크축에서 발생되는 비틀림 진동(+,- 가속도)이 보기류 벨트에 그대로 전달되면서 보기류 벨트와 댐퍼풀리 또한 지속적으로 진동하면서 수명이 단축됨은 물론 작동소음이 발생하게되는 것이다.

한편, 도 6 은 종래의 크랭크축을 도시한 것으로서,

종래의 크랭크축(1)은 메인베어링에 의해 지지되는 저널부(3)와, 컨넥팅로드의 대단부가 결합되는 핀(2) 및 다수의 밸런스웨이트(4)로 형성되어 있으며, 일 측 끝단에는 크랭크 스프라켓이 결합되기 위한 노즈부(5)가 형성되어 있다.

그러나, 전통적인 구조를 갖고 있는 종래의 크랭크축(1)으로서 디젤엔진의 성능향상에 따른 보기류벨트로의 각가속도 전달율 증가에 대해 대응하기 위해서는 크랭크축(1)의 강성을 높이기 위해 제품의 크기가 커져야만 하는데, 이러한 것은 크랭크축의 설계상 많은 어려움이 따르므로 현실화가 어려운 문제점이 발생하고 있었다.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 크랭크축의 일측에 중공형으로 형성되어 그 내주면상에 톱니기어가 형성되어 있는 크랭크몸체를 형성하고, 상기 크랭크몸체에 삽입되는 노즈부의 일측 단부에 또다른 톱니기어를 형성하되, 노즈부와 크랭크몸체의 톱니기어 사이 공간에 일체로 러버를 가류 형성하므로서, 크랭크축으로부터 노즈부로 가속도가 전달될때 러버가 형상변형 되면서 디커플링 역할을 수행하여 가속도가 감쇄되도록 하고, 이를통해 노즈부를 통해 보기류 벨트로 전달되는 가속도가 감쇄되어 보기류 벨트 및 댐퍼 풀리의 수명이 연장되고, 작동소음이 감쇄되도록 한 크랭크 축의 댐핑장치를 제공함을 목적으로 한다.

상기 목적달성을 위한 본 발명은,

크랭크축에 있어서,

크랭크축의 일측 끝부분에 중공형으로 형성되고, 내주면상에 제 1 톱니기어가 형성되어 있는 크랭크몸체와;

상기 크랭크몸체 내부로 삽입되는 일측 단부의 외주면 상에 제 2 톱니기어가 형성되되, 제 2 톱니기어와 제 1 톱니기어의 사이에 일정간극이 형성되도록 제 2 톱니기어의 직경이 설정되는 노즈부와;

상기 제 2 톱니기어가 제 1 톱니기어 내측으로 삽입된 상태에서 제 1 및 제 2 톱니기어 사이에 일체로 가류 성형되어 크랭크축으로 부터 노즈부에 전달되는 각가속도 변화에 대해 디커플링 역할을 하는 러버; 로 구성된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 크랭크 몸체와 노즈부의 사이에 별도의 보강판을 연결하여 크랭크축에서 전달되는 비틀림 진동에 대해 노즈부가 견딜수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

상기 보강판은 '+'자 모양으로 형성하고, 노즈부의 일측 단부 측면에 상기 보강판이 끼워져 장착되기 위한 장착홈을 요입형성하며, 크랭크몸체의 내주면상에 보강판의 각각의 끝부분이 끼워지기 위한 복수개의 삽입홈을 요입 형성한 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면 도 1 내지 도 4 를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 설명에 있어서 종래와 동일한 구성요소에 대해서는 동일부호 표기하여 중복설명을 피하기로 한다.

도면부호 10 은 크랭크축(1)의 일측 끝단에 중공형으로 형성되는 크랭크몸체를 나타내며, 이 크랭크몸체(10)의 내주면상에 제 1 톱니기어(11)가 돌출 형성되며, 또한 후설하는 보강판(21)의 끝부분이 삽입되기 위한 삽입홈(12)이 사방면에 각각 요입 형성된다.

도면부호 15 는 상기 크랭크몸체(10)에 삽입 결합되는 노즈부를 나타내는데, 이 노즈부(15)는 그 몸체상에 크랭크 스프라켓이 결합되며, 노즈부(15)의 일측 단부(16)에는 제 2 톱니기어(17)가 외주면상에 돌출 형성된다.

상기 노즈부(15)가 크랭크 몸체(10) 내부로 삽입되었을때 제 1 톱니기어(11)와 제 2 톱니기어(17)의 사이에 일정 간극이 형성되도록 노즈부(15)의 직경을 설정하며, 상기 제 2 톱니기어(17)가 형성된 단부(16)의 측면에는 후설하는 보강판(21)이 삽입 장착되기 위한 장착홈(18)이 '+' 모양으로 형성된다.

상기 장착홈(18)에 끼워지는 보강판(21)은 도 1 에 도시된 바와같이 '+'자 모양으로 형성되고, 장착홈(18)에 끼워진 상태에서 노즈부(15)가 크랭크 몸체(10) 내측으로 삽입될때 보강판(21)의 끝부분이 크랭크몸체(10) 내주면상에 형성되어 있는 삽입홈(12)에 끼워져 결합된다.

도면부호 20 은 제 1 톱니기어(11)와 제 2 톱니기어(17)의 사이에 일체로 형성되어 크랭크축(1)으로부터 노즈부(15)로 전달되는 각가속도를 흡수하여 감쇄시키는 역할을 하는 러버를 나타낸다.

상기한 러버(20)는 보강판(21)이 장착홈(18)에 삽입된 상태의 노즈부(15)가 크랭크몸체(10)의 내측으로 삽입된 상태에서 제 1 톱니기어(11)와 제 2 톱니기어(17)의 사이 공간에 일체로 가류 성형되며, 크랭크축(1)으로부터 '+,-'성분의 각가속도가 전달될때 형상이 변형(압축)되면서 각가속도가 노즈부(15)로 전달되는 것을 감쇄시키는 디커플링(decoupling) 역할을 하게된다.

본 발명에서 노즈부(15)와 크랭크몸체(10)의 사이에 보강판(21)을 삽입하는 이유는 크랭크축으로부터 비틀림진동이 전달되었을때 러버(20) 만으로는 로즈부(15)가 견딜수 없게되므로 상기 보강판(21)을 개재시켜 강한 비틀림 진동에 대해서도 노즈부(15)가 견딜 수 있도록 한 것이다.

이와같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

크랭크축(1)으로부터 +, - 성분의 각가속도가 전달되면, 제 1 톱니기어(11)와 제 2 톱니기어(17)의 사이에 형성되어 있는 러버(20)가 가속도 회전에 저항하는 방향으로 변형되면서 가속도 에너지를 흡수하게되므로, 실제로 크랭크축(1)에서 전달된 각가속도(비틀림 진동)가 노즈부(15)로 전달될때에는 러버(20)에 의해 현저히 감쇄된 상태로 전달되는 것이다.

도 4 의 그래프는 종래기술과 본 발명에 의해 노즈부로 전달되는 각가속도를 비교한 것으로서, 본발명에 적용된 러버(20)의 디커플링 기능에 의해 노즈부(15)로 전달되는 각가속도가 현저히 감소한 것을 확인할 수 있다.

상기 설명과같이 노즈부(15)로 전달되는 각가속도(비틀림 진동)가 현저히 감쇄됨에 따라 보기류 벨트와 댐퍼 풀리의 진동량을 현저히 줄여줄 수 있게되고, 이를통해 보기류 벨트와 댐퍼 풀리의 수명을 연장시켜줄 수 있을 뿐만 아니라 보기류 벨트의 작동소음을 줄여줄 수 있게되는 것이다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 크랭크축의 일측에 중공형으로 형성되어 그 내주면상에 톱니기어가 형성되어 있는 크랭크몸체를 형성하고, 상기 크랭크 몸체에 삽입되는 노즈부의 일측 단부에 또다른 톱니기어를 형성하되, 노즈부와 크랭크몸체의 톱니기어 사이 공간에 일체로 러버를 가류 형성하므로서, 크랭크축으로부터 노즈부로 가속도가 전달될때 러버가 형상변형 되면서 디커플링 역할을 수행하여 가속도가 감쇄되도록 하고, 이를통해 노즈부를 통해 보기류 벨트로 전달되는 가속도가 감쇄되어 보기류 벨트 및 댐퍼 풀리의 수명이 연장되고, 작동소음이 감쇄되도록 한 크랭크 축의 댐핑장치를 제공하는 효과를 기대할 수 있다.

Claims (3)

1. 크랭크축(1)의 일측 끝부분에 중공형으로 형성되고, 내주면상에 제 1 톱니기어(11)가 형성되어 있는 크랭크몸체(10)와; 상기 크랭크몸체(10) 내부로 삽입되는 일측 단부(16)의 외주면 상에 제 2 톱니기어(17)가 형성되되, 제 2 톱니기어(17)와 제 1 톱니기어(11)의 사이에 일정간극이 형성되도록 제 2 톱니기어(17)의 직경이 설정되는 노즈부(15)와; 상기 제 2 톱니기어(17)가 제 1 톱니기어(11) 내측으로 삽입된 상태에서 제 1 및 제 2 톱니기어(11,17) 사이에 일체로 가류 성형되어 크랭크축(1)으로 부터 노즈부(15)에 전달되는 각가속도 변화에 대해 디커플링 역할을 하는 러버(20); 로 구성되는 크랭크 축의 댐핑 장치에 있어서,

   상기 크랭크 몸체(10)와 노즈부(15)의 사이에 별도의 보강판(21)을 연결하여 크랭크축(1)에서 전달되는 비틀림 진동에 대해 노즈부(15)가 견딜수 있도록 한 것을 특징으로 하는 크랭크 축의 댐핑장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 보강판(21)은 '+'자 모양으로 형성하고, 노즈부(15)의 일측 단부(16) 측면에 상기 보강판(21)이 끼워져 장착되기 위한 장착홈(18)을 요입형성하며, 크랭크몸체(10)의 내주면상에 보강판(21)의 각각의 끝부분이 끼워지기 위한 복수개의 삽입홈(12)을 요입 형성한 것을 특징으로 하는 크랭크 축의 댐핑장치.
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