KR20100112201A - 디커플링 아이솔레이터 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 디커플링 아이솔레이터(decoupling isolator)는 풀리(10), 정지부(21)를 포함하는 허브 부재(12, 20), 및 일단부가 풀리(10)에 고정 결합되는 플랫 와이어 나선형 스프링(flat wire spiral spring)(14)을 포함하며, 플랫 와이어 나선형 스프링(14)은 풀리의 회전을 제한하도록 정지부와 맞물릴 수 있는 타단부를 갖는다.

Description

디커플링 아이솔레이터{DECOUPLING ISOLATOR}

본 발명은 디커플링 아이솔레이터에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 풀리의 회전을 제한하도록 정지부와 맞물릴 수 있는 플랫 와이어 나선형 스프링(flat wire spiral spring)을 갖는 디커플링 아이솔레이터에 관한 것이다.

보다 양호한 연비의 장점으로 인해, 승용차 용례에 대한 디젤 엔진의 사용이 증가하고 있다. 또한, 가솔린 엔진은 연료 효율을 향상시키도록 압축비를 증가시키고 있다. 그 결과, 디젤 엔진과 가솔린 엔진의 부속품 구동 시스템은, 엔진에 있어서의 전술한 변화로 인한 크랭크샤프트로부터의 보다 큰 진동을 극복해야만 한다.

높은 가속율/감속율 및 높은 교류 발전기의 관성뿐만 아니라 증가된 크랭크샤프트의 진동에 의해, 엔진의 부속품 구동 시스템은, 빈번히 벨트 슬립으로 인한 벨트 처프 소음(belt chirp noise)을 겪는다. 이것은 또한 벨트의 작동 수명을 줄인다.

엔진 작동 속도 범위에서 진동을 필터링하기 위해, 높은 각 진동(angular vibration)을 갖는 엔진에 대해서 크랭크샤프트 아이솔레이터 및 교류 발전기 디커플러/아이솔레이터가 폭넓게 사용되어 왔다. 그러나, 크랭크샤프트 아이솔레이터는 엔진 작동 속도 범위에서 매우 적절하게 기능할 수 있지만, 아이솔레이터 자체의 고유 주파수로 인해 엔진 시동 또는 정지 중에는 여전히 문제가 발생한다.

교류 발전기 디커플러/아이솔레이터는 교류 발전기 풀리에서의 벨트 슬립 문제를 제거할 수 있지만, 크랭크샤프트 풀리에서 발생하는 벨트 슬립을 해결할 수는 없다. 몇몇 엔진에 있어서, 크랭크샤프트 아이솔레이터와 교류 발전기의 디커플러/아이솔레이터는 함께 사용되어야만 한다. 유감스럽게도, 이것은 부속품 구동 시스템의 비용을 현저히 증가시키고, 종종 차량 제조업자는 이러한 비용을 감당하려 하지 않는다.

대표적인 기술은, 미국 특허 제6044943호로서, 이 특허에는 장착 허브, 이 장착 허브에 회전 가능하게 장착되는 풀리, 상기 풀리 내에 장착되는 환형 캐리어, 풀리와 환형 캐리어 사이에 장착되는 바이어싱 장치, 및 환형 캐리어와 풀리 사이에 장착되는 일방향 클러치를 구비하는 크랭크샤프트 디커플러가 개시되어 있다. 바이어싱 장치는 크랭크샤프트의 임펄스로부터 벨트 구동부를 보호하며, 벨트 시스템의 공진 각주파수(angular resonant frequency)를 낮춘다. 일방향 클러치는 엔진 시동/정지로 인한 구동부에 있어서의 벨트 장력의 급작스러운 반전 또는 엔진의 급작스러운 감속을 방지하고, 반전 모드에 있어서의 인장기의 부적절한 출력으로 인해 순간적으로 반전 슬립 벨트가 끼익하는 소리를 내는 것을 방지한다. 일방향 클러치는 전달될 수 있는 최대량의 토크를 제한하여, 순간적인 과부하 중에 벨트 슬립을 방지한다.

풀리의 회전을 제한하도록 정지부와 맞물릴 수 있는 플랫 와이어 나선형 스프링을 구비하는 디커플링 아이솔레이터가 필요하다. 본 발명은 이러한 요구에 부합한다.

본 발명의 제1 양태는, 풀리의 회전을 제한하도록 정지부와 맞물릴 수 있는 플랫 와이어 나선형 스프링을 구비하는 디커플링 아이솔레이터를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 양태는 본 발명에 관한 아래의 설명과 첨부 도면에 의해 지목되거나 명백해질 것이다.

본 발명은, 풀리, 정지부를 포함하는 허브 부재, 및 풀리에 일단부가 고정 결합되는 플랫 와이어 나선형 스프링을 포함하는 디커플링 아이솔레이터를 포함하며, 플랫 와이어 나선형 스프링은 풀리의 회전을 제한하도록 정지부와 맞물릴 수 있는 타단부를 갖는다.

본 명세서에 포함되어 본 명세서의 일부를 형성하는 첨부 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하며, 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.

본 발명에 따르면, 풀리의 회전을 제한하도록 정지부와 맞물릴 수 있는 플랫 와이어 나선형 스프링을 구비하는 디커플링 아이솔레이터가 제공되어, 교류 발전기 풀리에서의 벨트 슬립 문제와 크랭크샤프트 풀리에서 발생하는 벨트 슬립 문제 모두를 해결할 수 있다.

도 1은 디커플링 아이솔레이터의 사시도이다.
도 2는 도 1의 디커플링 아이솔레이터의 분해도이다.
도 3은 도 1의 디커플링 아이솔레이터의 단면 사시도이다.
도 4는 디커플링 아이솔레이터의 변형예의 사시도이다.
도 5는 도 4의 디커플링 아이솔레이터의 분해도이다.
도 6은 도 4의 디커플링 아이솔레이터의 단면 사시도이다.

도 1은 디커플링 아이솔레이터의 사시도이다. 디커플러(100)는 풀리(10)를 포함한다. 반경방향 부싱(11)이 풀리(10)의 내면(13)과 맞물린다. 허브 부재(20)는 명확성을 위해 생략되어 있다(도 2 참고).

허브판(12)은 풀리(10)와 협동하도록 맞물려 있다. 허브판(12)은 풀리(10)에 고정 결합되지 않는다. 대신에, 허브판(12)은 허브 정지 부재(20)에 고정 결합된다(도 2 참고).

플랫 와이어 나선형 스프링(14)은 단부(16)에 의해 풀리(10)에 결합된다. 나선형 스프링(14)의 단부(15)는 스프링 지지부(17)와 맞물린다. 스프링 지지부(17)는 허브 부재(20) 내에서 정지부(21)와 맞물린다. 나선형 스프링(14)은 플랫 와이어나 라운드 와이어로 구성될 수 있다.

나선형 스프링(14)의 볼루트(volute)들 사이에 플라스틱 스프링 지지부(18)가 배치된다.

도 2는 도 1의 디커플링 아이솔레이터의 분해도이다. 스프링 지지부(17)의 표면(17a)은 허브 부재(20)의 내면(23)에 슬라이딩 가능하게 맞물린다. 축방향 부싱(25)이 허브 부재(20)와 풀리(10) 사이에 배치된다. 축방향 부싱(25)은 허브 부재(20)와 풀리(10) 간의 이동을 슬라이딩식으로 용이하게 한다. 축방향 부싱(26)은 허브판(12)과 풀리(10) 사이에 배치된다. 축방향 부싱(26)은 허브 부재(20)와 풀리(10) 간의 이동을 슬라이딩식으로 용이하게 한다.

나선형 스프링(14)은 파스너(30)에 의해 풀리(10)에 고정 결합된다(도 3 참고). 허브판(12)은 파스너(31)에 의해 허브 부재(20)에 고정 결합된다. 디커플러는 파스너를 이용하여 허브판(12)을 통해 엔진의 크랭크샤프트(도시하지 않음)에 결합된다. 스프링 지지부(17)는 허브 부재(20) 상의 정지부(21)와 맞물린다.

풀리(10)는 허브 부재(20)에 대해 회전할 수 있으며, 이러한 풀리의 회전은 정지부(21)에 의해 제한된다. 나선형 스프링(14)은 제1 방향(구동 방향)으로의 각 진동을 흡수하도록 권취되고 정지부(21)와 접촉한다. 감속 구간 중에, 나선형 스프링(14)[그리고, 이에 따라 풀리(10)]은 정지부(21)로부터 간단히 분리되고, 스프링 지지부(17)가 다시 정지부(21)에 접촉할 때까지, 360도, 180도, 120도 등으로 반대 방향으로 자유롭게 선회한다. 자유 동작 범위는 나선형 스프링(14)의 개수와 정지 탭(21)의 개수에 좌우된다.

지지부(18)는 볼루트들이 서로에 대해서 주저앉아 지지부(17)가 강력 구동 구간 중에 정지부(21)를 지나 "래칫(ratchet)"되는 것을 방지한다. 지지부(18)는 또한 서로에 대한 볼루트의 소정 슬라이딩 이동을 허용한다.

도 3은 도 1의 디커플링 아이솔레이터의 단면 사시도이다. 파스너(30)는 단부(16)를 풀리(10)에 고정 결합한다. 지지부(17)가 정지부(21)와 맞물려 있는 것으로 도시되어 있다.

허브 부재에 대한 풀리의 상대 회전 이동 범위는 대략 360°이다. 이는 하나의 스프링과 하나의 정지부가 사용되기 때문이다.

도 4는 디커플링 아이솔레이터의 변형예의 사시도이다. 아래에서 설명되는 차이점을 제외하고는, 도 4, 도 5 및 도 6의 디커플러는 도 1, 도 2 및 도 3에서 설명한 것과 동일하다. 이 변형예에서는, 단일 플랫 와이어 나선형 스프링 대신에, 2개의 플랫 와이어 나선형 스프링(140, 141)이 있다.

도 5는 도 4의 디커플링 아이솔레이터의 분해도이다. 각각의 스프링의 단부는 스프링 지지부(170, 171)에 각각 결합된다. 스프링(140, 141) 각각은 풀리(10)에 결합된다. 각각의 스프링 지지부(170, 171)는 정지부(210, 211)와 각각 맞물린다.

허브 부재에 대한 풀리의 회전 이동 범위는 대략 180도이다. 이것은 2개의 스프링과 2개의 정지부가 사용되기 때문이다. 이들 정지부는 서로로부터 180도로 배치된다.

도 6은 도 4의 디커플링 아이솔레이터의 단면 사시도이다. 구동 방향으로, 스프링 지지부(170)는 정지부(210)와 접촉하고, 스프링 지지부(171)는 정지부(211)와 접촉한다.

반대 방향으로, 예컨대 엔진의 감속 중에, 풀리(10)는 대략 180°에 걸쳐 회전하여, 지지부(171)가 정지부(210)에 접촉하고 지지부(170)가 정지부(211)에 접촉하게 된다.

본 명세서에서 본 발명의 양태를 설명하였지만, 본 명세서에서 설명된 본 발명의 사상과 범위를 벗어나는 일 없이 부품들의 구성 및 관계를 변경할 수 있다는 것이 당업자에게 자명할 것이다.

10 : 풀리
11 : 반경방향 부싱
12 : 허브판
14, 140, 141 : 나선형 스프링
17, 170, 171 : 스프링 지지부
20 : 허브 부재
21, 210, 211 : 정지부
25 : 축방향 부싱
100 : 디커플러

Claims (3)

1. 디커플링 아이솔레이터(decoupling isolator)로서,
   풀리,
   정지부를 포함하는 허브 부재, 및
   일단부가 상기 풀리에 결합되는 플랫 와이어 나선형 스프링(flat wire spiral spring)
   을 포함하고, 상기 플랫 와이어 나선형 스프링은 풀리의 회전을 제한하도록 정지부와 맞물릴 수 있는 타단부를 갖는 것인 디커플링 아이솔레이터.
2. 제1항에 있어서,
   2개 이상의 플랫 와이어 나선형 스프링과,
   2개 이상의 정지부
   를 더 포함하고, 각각의 상기 정지부는 각각의 플랫 와이어 나선형 스프링과 맞물리도록 협동적으로 배치되는 것인 디커플링 아이솔레이터.
3. 제1항에 있어서, 상기 플랫 와이어 나선형 스프링의 코일들 사이에 부싱이 배치되는 것인 디커플링 아이솔레이터.

Images