KR20090005578A - 차량용 에어컴프레셔의 동력전달기어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 에어컴프레셔의 동력전달기어에 관한 것으로서, 특히, 외향 돌출되는 지지블레이드가 외면에 형성되어 차량용 에어컴프레셔의 샤프트에 고정되는 허브유닛과, 허브유닛을 수용하는 내면에 내향 돌출되는 고정블레이드가 형성되고 외면에 기어날이 형성되는 기어유닛과, 지지블레이드와 고정블레이드에 개재되도록 허브유닛의 원주방향을 따라 배치되는 복수개의 탄성스프링을 포함하는 구성으로, 펌프류에서 발생되는 토크의 급격한 변동을 완화시킴으로써, 진동 특성을 개선하고 기어 소음을 저감할 수 있는 특징이 있다.

에어컴프레셔, 탄성스프링, 고정볼트, 샤프트

Description

차량용 에어컴프레셔의 동력전달기어{Driving gear of air compressor for vehicle}

본 발명은 차량용 에어컴프레셔의 동력전달기어에 관한 것으로서, 에어컴프레셔의 샤프트에 고정되는 허브유닛과 기어날이 형성되는 기어유닛 사이에 탄성스프링을 배치하여 토크의 급격한 변화 발생을 완화시킴에 따라, 기어의 기계적 소음을 감소시키고 기어트레인 계통의 부품 품질을 향상시킬 수 있는 차량용 에어컴프레셔의 동력전달기어에 관한 것이다.

일반적으로 디젤 차량에는 운전자의 적은 조작력으로도 큰 제동력을 얻도록 하는 제동시스템이 장착되는 바, 이러한 제어시스템에는 압축공기를 발생시킨 후, 에어탱크에 저장하여 운전자의 브레이크 조작시 저장된 압축공기를 사용할 수 있도록 하는 에어컴프레셔가 구비된다.

도 1은 종래기술에 따른 차량용 에어컴프레셔의 구성을 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래 차량용 에어컴프레셔(10)에서는 엔진의 타이밍기어와 맞물린 구동기어(20)에 의해 엔진으로부터 회전력을 크랭크사프트(11)에 전달하면, 회전력을 전달받은 크랭크샤프트(11)는 피스톤(미도시)을 왕복운동시고, 밸브기구(미도시)는 공기 흡입으로 압축된 공기가 에어탱크에 보내지도록 한다.

그러나 종래 차량용 에어컴프레셔는, 피스톤에 의한 압축행정과 흡입행정의 반복시, 수시로 변동되는 구동 토크로 인하여 엔진의 기어트레인 계통에 좋지 않은 영향이 전달되는 문제가 있었다. 즉, 종래 에어컴프레셔와 같은 펌핑장치는 엔진의 기어트레인에 연결된 기어가 펌프의 샤프트에 직결로 연결되는 구조로 인해, 펌핑시 발생되는 토크 변동이 엔진의 기어트레인으로 직접적으로 전달되어 소음, 마모 등을 발생시키는 문제가 있었다. 특히, 디젤엔진은 엔진 자체의 연소 폭발에 의한 샤프트의 토크변동과 더불어 기어트레인에 접속된 여러 구동부품(30)들로 인한 토크 변동에 의해 심각한 기계적인 소음을 발생시키고, 기어트레인 계통의 부품들에게 내구적인 품질 문제를 발생시킨다는 문제가 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 전술된 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기어에 의해 구동되는 펌프류의 작동시 구동 토크의 변동을 효과적으로 감쇄시켜 기어트레인에 미치는 영향을 최소화시키는 차량용 에어컴프레셔의 동력전달기어를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 외향 돌출되는 지지블레이드가 외면에 형성되어 차량용 에어컴프레셔의 샤프트에 고정되는 허브유닛; 상기 허브유닛을 수용하는 내면에 내향 돌출되는 고정블레이드가 형성되고 외면에 기어날이 형성되는 기어유닛; 상기 지지블레이드와 고정블레이드에 개재되도록 상기 허브유닛의 원주방향을 따라 배치되는 복수개의 탄성스프링을 포함한다.

이때, 상기 기어유닛의 일면과 타면에는 상기 복수개의 탄성스프링 외측을 감싸는 한 쌍의 와샤플레이트가 각각 고정되고, 상기 한 쌍의 와샤플레이트에는 고정볼트가 결합되는 제1볼트공이 각각 형성되고, 상기 기어유닛의 고정블레이드에는 상기 제1볼트공과 대응되는 제2볼트공이 형성될 수 있다.

또한, 상기 지지블레이드 및 고정블레이드에는 상기 복수개의 탄성스프링 단부가 각각 고정되는 고정홈이 형성되고, 상기 허브유닛의 지지블레이드는 외향 돌출되는 부채꼴 형상으로 형성될 수 있다.

본 발명에 의하면, 차량의 펌핑장치들의 작동중 발생되는 토크의 급격한 변화를 완화시킴으로써, 진동 특성을 개선하고, 기어 소음을 저감할 수 있다는 이점이 있다.

첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 차량용 에어컴프레셔의 동력전달기어의 분해 사시도 및 구성도를 나타낸 도면이다. 또한, 도 4는 본 발명에 따른 동력전달기어가 차량용 에어컴프레셔의 결합 사시도를 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명에 따른 차량용 에어컴프레셔에 적용되는 토크값을 나타낸 그래프이다.

도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명은 에어컴프레셔(600)의 샤프 트(610)에 고정되는 허브유닛(100)과, 내측에 상기 허브유닛(100)이 마련되는 기어유닛(200) 및, 상기 허브유닛(100)과 기어유닛(200) 사이에서 상기 허브유닛(100)의 원주방향을 따라 배치되는 복수개의 탄성스프링(300)을 포함하는 구조이다.

구체적으로 상기 허브유닛(100)은 상기 에어컴프레셔(600)의 샤프트(610)에 결합되는 링 형상으로, 해당 내측에 상기 샤프트(610)와의 고정을 위한 허브홈(120)이 형성되고, 해당 외면에 외향으로 돌출되는 복수개의 지지블레이드(110)가 원주면을 따라 이격 형성된다.

여기서, 상기 지지블레이드(110)는 상기 허브유닛(100)의 중심축을 기준으로 방사상으로 외향 돌출되는 부채꼴 형상으로 형성되며, 상기 탄성스프링(300)을 통해 상기 기어유닛(200)을 탄성 지지하도록 상기 지지블레이드(110)의 측부에는 상기 탄성스프링(300)의 단부를 고정하기 위한 고정홈(310)이 형성된다.

상기 기어유닛(200)은 상기 허브유닛(100)의 외면을 감싸는 링 형상으로, 해당 외면에는 엔진으로부터 회전 동력을 전달해주는 외부 기어와 치합되기 위한 기어날(220)이 형성되고, 해당 내면에는 복수개의 고정블레이드(210)가 원주면을 따라 이격 형성된다.

이때, 각각의 고정블레이드(210)는 상기 허브유닛(100)에 형성된 복수개의 지지블레이드(110) 사이에 배치되도록 상기 기어유닛(200)의 중심축 방향으로 내향 돌출되며, 상기 고정블레이드(210) 측부에 배치되는 탄성스프링(300)을 통해 상기 허브유닛(100)을 탄성 지지한다.

이와 같이, 상기 허브유닛(100)의 지지블레이드(110)와 상기 기어유닛(200) 의 고정블레이드(210) 사이에는 이들을 상호 탄성지지하기 위한 탄성스프링(300)이 설치됨에 따라, 에어컴프레셔(600)와 같은 펌핑장치에서 전달된 토크의 급격한 변화는 상기 탄성스프링(300)을 통해 완화되어, 진동 특성의 개선은 물론 기어 소음이 저감될 수 있는 것이다.

본 실시예에서는 4개의 지지블레이드(110)와 이에 대응되는 4개의 고정블레이드(210)가 상기 허브유닛(100) 및 기어유닛(200)의 중심축을 기준으로 90도씩 이격 배치되는 구성이지만, 상기 지지블레이드(110) 및 고정블레이드(210)의 개수는 이에 한정되지는 아니하며, 탄성스프링(300)의 강도 및 형상에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

한편, 상기 기어유닛(200)의 일면과 타면에는 상기 복수개의 탄성스프링(300) 외측을 감싸는 한 쌍의 와샤플레이트(400)가 각각 고정될 수 있다.

이를 위해, 상기 한 쌍의 와샤플레이트(400)에는 복수개의 고정볼트(500)가 결합되는 복수개의 제1볼트공(510)이 형성되고, 상기 기어유닛(200)의 지지블레이드(110)에는 상기 복수개의 제1볼트공(510)과 대응되는 복수개의 제2볼트공(520)이 형성된다. 이로써, 상기 고정볼트(500)는 상기 와샤플레이트(400)의 제1볼트공(510)과 상기 기어유닛(200)의 제2볼트공(520)을 통해 한 쌍의 와샤플레이트(400)와 기어유닛(200)을 상호 긴밀하게 결합할 수 있다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 작동 과정을 설명하면 다음과 같다.

상기 기어유닛(200)이 회전되는 동시에 펌핑장치(에어컴프레셔(600))에 부하가 걸리게 되면, 상기 기어유닛(200)과 허브유닛(100) 사이에 배치된 탄성스프 링(300)의 일부(허브유닛(100)이 일방향으로 회전하는 경우에는 허브유닛(100)의 지지블레이드(110)의 일측에 배치된 탄성스프링(300), 허브유닛(100)이 타방향으로 회전하는 경우에는 허브유닛(100)의 지지블레이드(110)의 타측에 배치된 탄성스프링(300))는 압축 하중을 받게 되며, 이 압축 하중에 걸리는 저항력은 펌핑장치에서 발생되는 토크에 따라 변화된다.

특히, 펌핑장치에서 토크의 변동이 발생되는 경우 상기 허브유닛(100)을 통해 전달된 토크는 일시적으로 상기 탄성스프링(300)에 저장되며, 이 힘은 다시 탄성스프링(300)을 통해 기어유닛(200)에 전달되고, 이 과정에서 펌핑장치를 통해 전달된 급격한 전달력은 감쇄되어 상기 기어유닛(200)에 전달될 수 있다.

이와 같이, 펌핑장치의 샤프트(610)에 고정된 허브유닛(100)은 엔진으로부터 회전 동력을 전달해주는 외부기어와 완전히 분리되고, 상기 탄성스프링(300)을 통해 간접적으로 연결됨에 따라, 상기 허브유닛(100)은 에어펌프, 오일펌프 또는, 파워스티어링 펌프 등과 같은 펌프장치에서 발생되는 구동 토크의 변동을 효과적으로 감쇄시켜 기어트레인에 미치는 영향을 최소화할 수 있는 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 차량용 에어컴프레셔의 동력전달기어의 경우 에어컴프레셔(600)의 샤프트(610)에 고정되는 허브유닛(100)과 기어날(220)이 형성되는 기어유닛(200) 사이에 탄성스프링(300)을 배치하여 토크의 급격한 변화 발생을 완화시킴으로써, 기어의 기계적 소음을 감소시키고 기어트레인 계통의 부품 품질을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다. 이로써, 종래 엔진의 기어트레인에 연결된 기어가 펌프의 샤프트(610)에 직결로 연결되는 구조로 인해, 펌핑시 발생되는 토크 변동이 엔진의 기어트레인으로 직접적으로 전달되어 소음, 마모 등이 발생되는 종래 기술의 문제를 본 발명은 해결할 수 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자에게 있어서 자명할 것이다.

도 1은 종래기술에 따른 차량용 에어컴프레셔의 동력전달기어를 도시한 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 차량용 에어컴프레셔의 동력전달기어를 도시한 분해 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 차량용 에어컴프레셔의 동력전달기어를 도시한 구성도.

도 4는 본 발명에 따른 동력전달기어가 차량용 에어컴프레셔에 결합되는 결합 사시도.

도 5는 본 발명에 따른 차량용 에어컴프레셔에 적용되는 토크값 그래프.

※도면의 주요 부분에 대한 부호설명※

100 : 허브유닛 110 : 지지블레이드

200 : 기어유닛 210 : 고정블레이드

300 : 탄성스프링 310 : 고정홈

400 : 와샤플레이트 500 : 고정볼트

600 : 에어컴프레셔

Claims (5)

1. 외향 돌출되는 지지블레이드(110)가 외면에 형성되어 차량용 에어컴프레셔(600)의 샤프트(610)에 고정되는 허브유닛(100);

   상기 허브유닛(100)을 수용하는 내면에 내향 돌출되는 고정블레이드(210)가 형성되고, 외면에 기어날(220)이 형성되는 기어유닛(200); 및,

   상기 지지블레이드(110)와 고정블레이드(210)에 개재되도록 상기 허브유닛(100)의 원주방향을 따라 배치되는 복수개의 탄성스프링(300)을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 에어컴프레셔의 동력전달기어.
2. 제1항에 있어서, 상기 기어유닛(200)의 일면과 타면에는 상기 복수개의 탄성스프링(300) 외측을 감싸는 한 쌍의 와샤플레이트(400)가 각각 고정되는 것을 특징으로 하는 차량용 에어컴프레셔의 동력전달기어.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 지지블레이드(110) 및 고정블레이드(210)에는 상기 복수개의 탄성스프링(300) 단부가 각각 고정되는 고정홈(310)이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 에어컴프레셔의 동력전달기어.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 허브유닛(100)의 지지블레이드(110)는 외향 돌출되는 부채꼴 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 에어컴프레셔의 동력전달기어.
5. 제2항에 있어서, 상기 한 쌍의 와샤플레이트(400)에는 고정볼트(500)가 결합되는 제1볼트공(510)이 각각 형성되고, 상기 기어유닛(200)의 고정블레이드(210)에는 상기 제1볼트공(510)과 대응되는 제2볼트공(520)이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 에어컴프레셔의 동력전달기어.

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