KR19990007266U - 크랭크 샤프트와 크랭크 샤프트 기어의 결합 부위 보강 구조 - Google Patents

Abstract

크랭크샤프트와 크랭크샤프트 기어의 결합 부위 보강 구조에 관한 것으로, 크랭크샤프트와 크랭크샤프트 기어의 결합 부위를 보강함에 있어서,

상기 크랭크샤프트 기어를 분말야금합금으로 성형함과 동시에 크랭크샤프트와의 결합 부위에 형성한 원형 홈의 표면 경화부에는 기계 구조용 소결합금(Fe-Cu-Ni-Mo)을 사용하여 일체형으로 형성한 후 고주파 경화법을 이용하여 상기 표면 경화부 만을 표면 경화시킴으로서 결합 부위에서의 일정 경도 차이를 유지하기에 적합하도록 한 것을 특징으로 한다.

Description

크랭크샤프트와 크랭크샤프트 기어의 결합 부위 보강 구조

본 고안은 크랭크샤프트와 크랭크샤프트 기어의 결합 부위 보강 구조에 관한 것으로, 특히 크랭크샤프트와 결합되는 크랭크샤프트 기어의 결합 부위에 기계 구조용 소결 합금(Fe-Cu-Ni-Mo)을 사용하여 일체형으로 만든 후 고주파 경화법(Induction Hardening Method)을 이용하여 그 부분만을 경화시킴으로서 크랭크샤프트와 크랭크샤프트 기어의 결합 부위에서의 일정 경도(H_B: Brinell Hardness) 차이를 유지하기에 적합하도록 한 크랭크샤프트와 크랭크샤프트 기어의 결합 부위 보강 구조에 관한 것이다.

일반적으로 도 1에 도시된 바와 같이 종래에는 크랭크샤프트(10)의 일단에 크랭크샤프트 기어(12)가 키(20) 결합되고, 이 크랭크샤프트 기어(12)에 크랭크샤프트 풀리(14)가 결합됨과 동시에 볼트(16)로 고정 연결되어 있고, 상기 크랭크샤프트(10)와 크랭크샤프트 기어(12) 사이에는 결합 부위의 보강 기능을 하는 스러스트 와셔(18)가 압입되어 있다.

이 같은 상태에서 크랭크샤프트(10)가 회전하게 되면 이와 일체로 조립된 크랭크샤프트 기어(12) 및 크랭크샤프트 풀리(14)가 회전하고, 이로 인해 크랭크샤프트 기어(12)에 치합(齒合)된 타이밍 벨트(도시 생략)로 각 구동장치(캠축 등)를 작동시킴과 동시에 크랭크샤프트 풀리(14)에 벨트 동력 전달로 발전기 및 에어컨 컴프레셔를 구동시키게 된다.

이때 크랭크샤프트(10)는 엔진의 폭팔시 발생되는 피스톤의 왕복 운동으로 순간적인 회전력을 반복적으로 받게 되고 이에 의해 크랭크샤프트(10)와 크랭크샤프트 기어(12)가 결합되는 부위에는 마모가 발생되는데 이 마모를 최소화하기 위하여 기계 구조용 탄소강(S45C)으로 제조된 상기 스러스트 와셔(18)가 강도 보강을 하게 된다.

그러나 상기와 같은 스러스트 와셔(18)의 사용은 압입방법으로 조립이 간단하지 않을 뿐만 아니라 스러스트 와셔(18)를 제조하는데 에도 경도를 높이기 위해 고가의 소재를 사용해야 하는 문제가 있다.

또한 스러스트 아셔(18)를 사용함으로 인해 공정의 증가 및 원가 상승 등을 가져오는 문제점도 있다.

본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 창안 된 것으로, 크랭크샤프트와 결합되는 크랭크샤프트 기어의 결합 부위를 기계 구조용 소결합금(Fe-Cu-Ni-Mo)을 사용하여 일체형으로 형성한 후 고주파 경화법(Induction Hardening Method)을 이용하여 그 부분만을 경화시킴으로서 크랭크샤프트와 크랭크샤프트 기어의 결합 부위에서의 일정 경도 차이를 유지하기에 적합하도록 한 크랭크샤프트와 크랭크샤프트 기어의 결합 부위 보강 구조를 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안의 구체적인 수단은, 크랭크샤프트와 크랭크샤프트 기어의 결합 부위를 보강함에 있어서, 상기 크랭크샤프트 기어를 분말야금합금으로 성형함과 동시에 크랭크샤프트와의 결합 부위에 원형 홈으로 형성한 표면 경화부에는 기계 구조용 소결합금(Fe-Cu-Ni-Mo)을 사용하여 일체형으로 형성하고 그 부분만을 고주파 경화법(Induction Hardening Method)을 이용하여 경화시킴으로서 결합 부위에서의 일정 경도 차이를 유지하기에 적합하도록 한 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래 크랭크샤프트 기어와 크랭크샤프트의 결합 상태도.

도 2는 본 고안 크랭크샤프트 기어의 구성을 도시한 부분 단면도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 크랭크샤프트 12 : 크랭크샤프트 기어

14 : 크랭크샤프트 풀리 16 : 볼트

18 : 스러스트 와셔 20 : 키

30 : 표면 경화부

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 실시 예를 상세히 설명한다.

본 고안의 설명에서 종래와 동일 또는 동등한 부분은 같은 도면 부호를 병기하고 그 반복적인 설명은 생략한다.

도 2는 본 고안 크랭크샤프트 기어의 구성을 도시한 부분 단면도이다.

도시된 바와 같이 크랭크샤프트(10)와 크랭크샤프트 기어(12)의 결합 부위를 보강함에 있어서, 상기 크랭크샤프트 기어(12)를 분말야금합금으로 성형함과 동시에 크랭크샤프트(10)와의 결합 부위에 형성한 원형 홈의 표면 경화부(30)에는 기계 구조용 소결합금(Fe-Cu-Ni-Mo)을 사용하여 일체형으로 만든 후 고주파 경화법을 이용하여 상기 표면 경화부(30)만을 표면 경화시킴으로서 결합 부위에서의 일정 경도 차이를 유지하기에 적합하도록 구성 한 것이다.

상기의 고주파 경화법(Induction Hardening Method)이란 고주파 유도 가열을 이용하여 일정한 두께의 표면만을 경화시키는 방법의 하나로서, 금속 둘레에 코일을 감고 고주파 전류를 보내면 금속 속에 전류가 유도되고 이 전류 때문에 그 금속 자체가 저항 가열되는 것을 이용해서 금속을 가열하여 고온이 되었을 때 급히 전류를 끊고 물 또는 기름 속에 넣어 냉각 경화시키는 것으로서 고주파에 의해 유도된 전류는 표면 효과에 의해 도체의 표면에만 집중하게 흐르게 되므로 도체 전체가 아니라 표면만 경화시킬 수 있으므로 크랭크샤프트 기어(10)와 크랭크샤프트(12)의 결합 부위만 경화시키게 되는 것이다.

또한 상기의 표면 효과(Surface Effect)라는 것은 자기(磁氣) 탐상에서 하는 자분 탐상 시험의 시험 편을 자장(磁場)에 두었을 때 교류를 사용하면 표면에 전류가 집중되어 표면의 결함이 검출되나 1㎜이상의 내부의 결함은 발견하기 어려운 현상을 말하는 것이다.

상기와 같이 구성된 본 고안의 작용을 설명한다.

먼저 엔진의 구동에 의해 크랭크샤프트(10)의 회전시 반복되는 마찰력은 크랭크샤프트(10)와 크랭크샤프트 기어(12)의 결합 부위에서 발생하게 된다.

그러나 상기의 표면 경화부(30)를 경도가 높은 기계 구조용 소결합금으로 형성하여 표면 경화하였으므로 결합 부위에서의 내마모성을 높일 수 있으며 특히 크랭크샤프트 기어(12)와 크랭크샤프트(10)와의 경도 차에 의한 편 마모를 대폭 감소시킬 수 있게 된다.

상술한 바와 같이 본 고안에 의하면 크랭크샤프트 기어와 크랭크샤프트와의 결합 부위를 경도가 높은 기계 구조용 소결합금으로 형성하였으므로 그들 경도 차에 의한 편 마모를 대폭 감소시키는 효과가 있다.

또한 종래의 스러스트 와셔의 불필요성으로 인해 원가 절감 및 생산성 향상의 효과가 있다.

Claims (1)

1. 분말야금합금으로 성형된 크랭크샤프트 기어(12)에 있어서,

   크랭크샤프트(10)와 연결되는 크랭크샤프트 기어(12)의 결합 부위를 고주파 경화법을 이용하여 표면 경화부(30)를 형성한 것을 특징으로 하는 크랭크샤프트와 크랭크샤프트 기어의 결합 부위 보강 구조.