KR20120102879A - 댐퍼풀리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 경량화하면서도 제작이 용이하고 소요의 강성과 내구성을 구비한 댐퍼풀리에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 자동차의 크랭크축이 결합되며 주철재로 주조성형되는 원통상의 허브(12)와, 강판을 소성가공하여 성형되며 중앙부의 통공(22)에는 상기 허브(12)가 접합되고 둘레부에는 림(24)이 형성되는 허브플레이트(16)와, 상기 허브플레이트(16)의 림(24)에 부착되는 링형상의 러버층(18), 및 상기 러버층(18)의 외측면에 부착되는 풀리(14)로 구성된 댐퍼풀리가 제공된다.

Description

댐퍼풀리 {Lightweight damper pulley}

본 발명은 댐퍼풀리에 관한 것으로서, 좀 더 상세히는 자동차의 엔진의 크랭크축에 장착되는 댐퍼풀리를 경량화하면서도 제작이 용이하고 소요의 강성과 내구성을 구비한 새로운 구조의 경량 댐퍼풀리에 관한 것이다.

일반적으로 자동차 엔진의 크랭크축에는 주기적으로 토오크가 작용하므로 비틀림진동이 생긴다. 이러한 비틀림진동은 각 실린더의 크랭크축의 회전력이 클수록 커지고 크랭크축의 길이가 길수록 또 강성이 작을수록 커진다. 이러한 비틀림진동은 크랭크축이 어느 회전수로 회전하게 되면 크랭크축 자체의 고유진동과 공진을 일으켜서 심한 진동을 초래하므로 승차감을 나쁘게 할 뿐만 아니라 타이밍기어나 크랭크축을 파괴하는 원인이 될 수 있다.

이러한 비틀림진동을 감쇄시키기 위해, 크랭크축의 전단에 크랭크풀리와 일체로 된 비틀림진동감쇄장치를 설치하게 되는데, 이를 댐퍼풀리라 칭한다. 이러한 댐퍼풀리는 크랭크축의 편심회전에 의해 발생되는 주기적인 비틀림진동을 억제함과 동시에, 풀리에 연결되는 벨트에 의해 워터펌프나 알터네이터와 같은 구성품들을 구동시키는 역할을 하게 된다. 도 1은 종래에 사용되는 댐퍼풀리의 구조를 보여주는 절단 사시도로서, 도시된 바와 같이 크랭크축이 결합되는 허브(2)와, 풀리(4) 및 이를 연결하는 방사상의 스포오크(6)를 포함하고, 풀리(4)의 저면에는 러버층(8)이 배치되고, 이 러버층(8)의 풀리(4)의 반대쪽에는 질량체(9)가 부착된다. 종래의 이러한 댐퍼풀리의 허브(2)와 풀리(4) 및 스포오크(6)는 충분한 강도와 내구성을 갖도록 주철로 일체로 주조되어 구성되고, 여기에 탄성부재인 러버층(8)을 매개로 질량체(9)가 부착되어 진동에 대한 감쇄작용을 수행한다.

그런데 자동차의 연비증대를 위한 경량화의 요구에 따라 엔진 또는 댐퍼풀리의 중량 감소에 대한 요구도 높아지고 있다. 그런데, 종래의 주철재 댐퍼풀리는 충분한 강도와 내구성은 구비되지만, 중량이 무겁다는 문제점이 있었다. 특히 댐퍼풀리의 주철로 된 스포오크(6)의 중량을 가볍게 하기 위해 스포오크(6)의 두께를 얇게 하고자 하는 경우에는 주물제품의 표면의 기포발생으로 유효 단면적이 줄어들어 스포오크(6)가 충분한 강도를 발휘할 수 없기 때문에 스포오크(6)의 두께를 줄이는 것에도 한계가 있었다.

또한, 댐퍼풀리의 경량화를 위해 댐퍼풀리의 허브를 플라스틱이나 강판으로 제작한 것들도 소개되고 있으나, 이러한 댐퍼풀리는 크랭크축으로부터 전달되는 강한 진동이나 토크를 수용하기에 충분한 강도나 내구성을 지니지 못하며, 이러한 취약한 강도나 내구성을 보완하기 위해 복잡한 보강구조를 부가적으로 구비해야 하므로 구조나 복잡하거나 제작이 번거롭고, 이에 따라 제작코스트가 상승되는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 바와 같은 자동차의 경량화요구에 따른 종래의 댐퍼풀리의 문제점에 착안하여 제안된 것으로서, 본 발명은 댐퍼풀리를 경량화하면서도 제작이 용이하고, 소요의 강도나 내구성을 구비한 새로운 구조의 댐퍼풀리를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 한 특징에 따르면, 자동차의 크랭크축이 결합되며 주철재로 주조성형되는 원통상의 허브(12)와, 강판을 소성가공하여 성형되며 중앙부의 통공(22)에는 상기 허브(12)가 접합되고 둘레부에는 림(24)이 형성되는 허브플레이트(16)와, 상기 허브플레이트(16)의 림(24)에 부착되는 링형상의 러버층(18), 및 상기 러버층(18)의 외측면에 부착되는 풀리(14)로 구성된 것을 특징으로 하는 댐퍼풀리가 제공된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 허브(12)는 덕타일주철로 주조되고, 상기 허브플레이트(16)는 냉간압연강판으로 성형되어 브레이징용접에 의해 상기 허브(12)와 접합되는 것을 특징으로 하는 댐퍼풀리가 제공된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 허브(12)의 허브플레이트(16)와의 연결부위에는 외향확장되는 플랜지부(26)와, 이 플랜지부(26)에서 외측으로 돌출된 단턱부(28)가 형성되고, 상기 허브플레이트(16)의 중앙부 통공(22)은 상기 허브플레이트(16)의 플랜지부(26)에 밀착되도록 상기 단턱부(28)에 끼움결합된 상태에서 플랜지부(26)와 허브플레이트(16)의 접촉부위(30)에서 브레이징용접되는 것을 특징으로 하는 댐퍼풀리가 제공된다.

설명한 본 발명에 따르면, 크랭크축에 결합되는 댐퍼풀리의 허브(12)는 충분한 강도와 내구성을 갖는 주철재, 바람직하게는 내마모성과 내충격성 등이 우수한 덕타일 주철로 주조하여 제작하고, 이 허브(12)에 접합되는 허브플레이트(16)는 주철재에 비해 상대적으로 휠씬 경량이면서 가공성이 우수한 강판, 바람직하게는 냉간압연강판을 소성가공하여 제작하여 이를 브레이징법에 의해 견고하고 강력하게 접합함으로써, 자동차 또는 엔진의 경량화의 요구에 만족스럽게 부응하면서도, 크랭크축의 주기적으로 변동하는 강한 토크에 대하여 충분한 강도와 내구성을 발휘함과 더불어, 양호한 내마모성과 내충격성을 가짐으로써, 주기적인 비틀림진동을 받으면서 회전작동되는 댐퍼풀리의 성능을 충분히 발휘하면서도, 자동차의 경량화에 기여할 수 있는 댐퍼풀리를 달성할 수 있게 된다.

도 1은 종래의 댐퍼풀리의 절단 사시도
도 2는 본 발명의 일 실시예의 단면도
도 3은 상기 실시예의 일측 사시도
도 4는 상기 실시예의 타측 사시도

이하에서 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예의 단면도이고, 도 3과 도 4는 각각 상기 실시예의 일측과 반대쪽에서 본 사시도이다. 도시된 바와 같이 본 발명에 따르면, 크랭크축이 결합되는 원통형의 허브(12)와, 이 허브(12)의 둘레부에 접합되며 중앙부에는 통공(22)이 형성되고 둘레부에 림(24)이 형성된 허브플레이트(16)와, 이 허브플레이트(16)의 림(24)의 외주면에 부착되는 러버층(18) 및 이 러버층(18)의 외측면에 부착되는 풀리(14)를 포함한다.

본 발명의 허브(12)는 원통형 형태로 주철재로 제작되는데, 바람직하게는 FCD450과 같이 충분한 강도와 아울러 내마모성과 내식, 내충격성을 구비한 덕타일주철로 주조한 후 절삭 또는 연마처리하여 성형한다. 이 허브(12)의 후술하는 허브플레이트(16)와의 연결부위에는 외향확장되는 플랜지부(26)가 구비되고, 이 플랜지부(26)의 외측, 즉 원통형 부분의 반대쪽에는 외향돌출되는 짧은 단턱부(28)가 형성된다.

한편, 이러한 주철재 허브(12)와 연결되는 허브플레이트(16)는 강판, 바람직하게는 SPCC(냉간압연강판)와 같은 SP계열의 강판을 프레스가공, 즉 판금가공을 통해 제작되는데, 중앙부에는 원형의 통공(22)이 관통 형성되고, 둘레부에는 대략 단면 T자형의 림(24)이 형성되는데, 이러한 림(24)은 일정한 두께의 냉간압연강판을 반복적인 롤포밍을 통해 강판의 두께를 증대시키고 단면형태를 점진적으로 변형시켜서 성형하게 된다. 그리고 이 허브플레이트(16)의 중앙 통공(22) 외측에는 개구부(23)와, 이 개구부(23) 사이의 형성되어 방사상으로 연장되는 스포오크(25)가 형성된다. 상기 개구부(23)의 내측 가장자리에는 걸림턱부(29)가 형성되어 이 걸림턱부(29)를 중심으로 허브플레이트(16)의 반경방향 폭이 서로 다르도록 구성된다. 이 걸림턱부(28)는 엔진의 수리를 위해 댐퍼풀리를 분해할 때 공구를 용이하게 걸어서 분해하기 위한 것이다.

바람직하게는 주철재인 원통형 허브(12)와 냉간압연강판으로 제작된 허브플레이트(16)를 견고하게 접합하기 위해 브레이징용접을 사용하게 접합시킨다. 이를 위해, 허브(12)의 돌출된 단턱부(28)를 허브플레이트(16)의 통공(22)에 억지끼움식으로 가조립한 후에, 허브(12)의 외향 플랜지부(26)와 허브플레이트(16)의 접촉부위에 황동 등으로 된 링형상의 용가재를 끼운 후에, 모재를 1000℃ 이상에서 가열함으로써, 용가재가 허브(12)와 허브플레이트(16)의 틈새로 침투하면서 허브(12)와 허브플레이트(16)가 견고하게 강력하게 일체적으로 접합된다.

그리고 허브플레이트(15)의 둘레부 림(24)의 외부에는 댐핑작용을 위해 링형상의 러버층(18)이 부착된다. 그리고 이 러버층(18)의 외측에는 진동감쇄작용을 위한 질량체로 기능하면서 또한 벨트를 걸도록 된 풀리(14)가 부착된다. 바람직하게는 이 풀리(14)도 외주면에 벨트가 걸리는 홈이 형성되도록 주철재로 주조되어 가공성형된다.

이상에서 설명한 본 발명에 따르면, 크랭크축에 결합되는 댐퍼풀리의 허브(12)는 충분한 강도와 내구성을 갖는 주철재, 바람직하게는 내마모성과 내충격성 등이 우수한 덕타일 주철로 주조하여 제작하고, 이 허브(12)에 접합되는 허브플레이트(16)는 주철재에 비해 중량이 훨씬 가벼우면서도 가공성이 우수한 강판으로 소성가공하여 제작하여 이러한 이질재료를 브레이징에 의해 강력하게 접합시킴으로써, 자동차 또는 엔진의 경량화의 요구에 만족스럽게 부응하면서도, 크랭크축의 주기적으로 변동하는 강한 토크에 대하여 충분한 강도와 내구성을 발휘함과 더불어, 양호한 내마모성과 내충격성을 가짐으로써, 주기적인 비틀림진동을 받으면서 회전작동되는 댐퍼풀리의 성능을 충분히 발휘하면서도, 자동차의 경량화에 기여할 수 있는 댐퍼풀리를 달성할 수 있게 된다.

Claims (3)

1. 자동차의 크랭크축이 결합되며 주철재로 주조성형되는 원통상의 허브(12)와, 강판을 프레스가공하여 성형되며 중앙부의 통공(22)에는 상기 허브(12)가 접합되고 둘레부에는 림(24)이 형성되는 허브플레이트(16)와, 상기 허브플레이트(16)의 림(24)에 부착되는 링형상의 러버층(18), 및 상기 러버층(18)의 외측면에 부착되는 풀리(14)로 구성된 것을 특징으로 하는 댐퍼풀리.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 허브(12)는 덕타일주철로 주조되고, 상기 허브플레이트(16)는 냉간압연강판으로 성형되어 브레이징용접에 의해 상기 허브(2)와 접합되는 것을 특징으로 하는 댐퍼풀리.
   
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 허브(12)의 허브플레이트(16)와의 연결부위에는 외향확장되는 플랜지부(26)와, 이 플랜지부(26)에서 외측으로 돌출된 단턱부(28)가 형성되고, 상기 허브플레이트(16)의 중앙부 통공(22)은 상기 허브플레이트(16)의 플랜지부(16)에 밀착되도록 상기 단턱부(28)에 끼움결합된 상태에서 플랜지부(26)와 허브플레이트(16)의 접촉부위에서 브레이징용접되는 것을 특징으로 하는 댐퍼풀리.

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