KR20140071609A - 상용차 엔진용 플라이휠 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상용차 엔진용 플라이휠에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상용차 엔진용 플라이휠에 분할된 구조의 링기어를 분리 가능하게 장착하여, 일부 마모된 치 구간의 링기어만 간단하게 교환할 수 있도록 한 교체가 용이한 링기어를 갖는 상용차 엔진용 플라이휠에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 플라이휠에 여러개로 분할된 구조의 링기어를 분리 가능하게 조립함으로써, 피니언과의 잦은 치합으로 마모가 심하게 발생하는 링기어의 치 부분 즉, 크랭크축 정지각도인 60도, 180도, 300도 등과 같은 일치하는 링기어의 치 부분만을 간단하게 교환할 수 있고, 열박음이 아닌 볼트 체결을 통해 경도 저하를 방지할 수 있는 상용차 엔진용 플라이휠을 제공하고자 한 것이다.

Description

상용차 엔진용 플라이휠{Flywheel having separate ring gear}

본 발명은 상용차 엔진용 플라이휠에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상용차 엔진용 플라이휠에 분할된 구조의 링기어를 분리 가능하게 장착하여, 일부 마모된 치 구간의 링기어만 간단하게 교환할 수 있도록 한 교체가 용이한 링기어를 갖는 상용차 엔진용 플라이휠에 관한 것이다.

일반적으로, 내연기관인 자동차 엔진은 자가 시동을 할 수 없기 때문에 시동을 걸때는 시동 스위치에 의해 스타터 모터를 구동시켜 엔진의 크랭크샤프트와 연결된 플라이휠을 회전시켜야 한다.

상기 시동 스위치가 스타트 단계에 위치하면, 스타터모터의 구동과 함께 스타터모터에 구비된 레버에 의하여 피니언 기어가 축방향 이동을 함으로써, 피니언기어가 플라이휠의 링기어에 치합되며 체결되어, 피니언 기어의 회전력이 링기어에 에 전달되는 동시에 플라이휠을 통해 크랭크샤프트로 전달된다.

이렇게 시동이 걸린 후 키를 놓게 되면 스타트(START)의 전단계인 시동 온(ON) 단계로 환원되고, 그에 따라 스타터모터에 대한 전류 해제와 함께 피니언기어는 링기어로부터 이탈되어 체결 해제된다.

한편, 첨부한 도 5에서 보듯이 엔진의 정지시 피스톤의 마찰(Friction) 때문에 항상 피스톤의 정지 위치가 크랭크축(20)의 각도로 볼 때 60도 간격 부근에서 정지함에 따라, 크랭크축과 연결된 플라이휠이 정지할 때, 플라이휠의 링기어 전체 구간 중 크랭크축의 정지 각도와 일치하는 치부분들이 스타터모터의 피니언과 항상 대응하며 정지하게 된다.

다시 말해서, 엔진을 시동하기 위해서 엔진을 키 온(key on) 하면 항상 엔진의 크랭크축 60도 간격 부근에서 시동이 이루어지므로, 그에 따라 스타터모터의 피니언 기어가 플라이휠의 링기어를 물고 돌릴 때, 크랭크축 기준으로 6기통은 항상 60도, 180도, 300도 부분의 링기어 치들에 피니언이 맞물리고, 4기통 엔진은 60도, 240도 부분에서의 링기어 치들에 피니언이 맞물린다.

상기 플라이휠에 형성된 링기어는 열박음에 의하여 장착되며, 플라이휠에 열박음되는 링기어 구조는 열박음시 경도 저하가 발생하고, 위와 같이 크랭크축 60도, 180도, 300도 주변에서의 링기어 치는 피니언과 맞물려 사용빈도가 크고, 반면에 그 외의 링기어의 치는 피니언과 만나지 않아 사용되지 않는 기어 잇수(齒)로서 존재하게 된다.

따라서, 첨부한 도 4에 도시된 바와 같이 크랭크축(20)과 함께 회전하는 플라이휠(10)의 링기어(30)의 치(齒)들 중, 크랭크축의 정지시 각도인 60도, 180도, 300도 부근과 일치하는 링기어의 치들에 대한 마모가 더 심하게 발생할 수 밖에 없고, 결국 실제 사용하지 않는 치가 존재함에도 불구하고, 전체 플라이휠을 교환해야 하므로, 정비비용 상승을 초래하고, 플라이휠 폐기비용도 소요되는 등의 단점이 있다.

또한, 상기 플라이휠에 링기어가 약 230℃ 부근에서 열박음되어 조립됨으로써, 경도 저하로 인한 기어치 마모가 촉진될 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 플라이휠에 여러개로 분할된 구조의 링기어를 분리 가능하게 조립함으로써, 피니언과의 잦은 치합으로 마모가 심하게 발생하는 링기어의 치 부분 즉, 크랭크축 정지각도인 60도, 180도, 300도 등과 같은 일치하는 링기어의 치 부분만을 간단하게 교환할 수 있고, 열박음이 아닌 볼트 체결을 통해 경도 저하를 방지할 수 있는 상용차 엔진용 플라이휠을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 크랭크축과 연결된 플라이휠의 원주면을 따라 스타터모터의 피니언과 직접 치합되는 분리형 링기어와, 직접 치합되지 않는 고정형 링기어가 교번으로 장착된 것을 특징으로 하는 상용차 엔진용 플라이휠을 제공한다.

본 발명의 바람직한 구현예로서, 상기 분리형 링기어는 크랭크축의 정지 위치와 일치하는 플라이휠의 60도, 180도, 300도 주변 위치에 볼트를 매개로 분리 가능하게 장착되는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 분리형 링기어는 고정형 링기어에 비하여 고강도의 고급 재질이면서 열처리 경도를 높인 재질로 채택되어, 플라이휠의 원주방향을 따라 30도 만큼의 원주각도를 갖도록 제작된 것임을 특징으로 한다.

또한, 상기 고정형 링기어는 분리형 링기어에 비하여 저강도의 저가 재질이면서 열처리 경도가 낮은 재질로 채택되어, 볼트를 매개로 플라이휠에 고정되는 것을 특징으로 한다.

상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.

본 발명에 따르면, 플라이휠에 장착되어 스타터 모터의 피니언과 치합되는 링기어를 고정형 링기어 및 분리형 링기어로 구성하되, 피니언과의 잦은 치합으로 마모가 심하게 발생하는 부분은 고강도의 분리형 링기어로 적용하여 플라이휠에 볼트를 매개로 분리 가능하게 장착함으로써, 전체의 플라이휠을 교환하던 기존 방식과 달리 마모된 분리형 링기어만 간단하게 교환하면 되므로 정비비용 및 플라이휠 폐기비용 등을 절감할 수 있다.

또한, 기존에 플라이휠에 링기어를 열박음하여 장착함에 따른 경도 저하를 막을 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 상용차 엔진용 플라이휠을 나타내는 분리 사시도,
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 상용차 엔진용 플라이휠을 나타내는 조립 사시도 및 정면도,
도 4는 종래의 플라이휠의 문제점을 설명하는 이미지도,
도 5는 크랭크축 정지각도를 설명하는 이미지도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.

전술한 바와 같이, 6기통 엔진의 경우 크랭크축의 정지각도에 따라, 플라이휠의 링기어는 120도 위치에 있는 치 10개 정도가 스타터모터의 피니언 기어와 마주치게 되어, 시동시 피니언기어가 링기어의 각 120도 위치에 있는 치 10개 정도에 반복적으로 치합됨에 따라, 링기어의 각 120도 위치의 치들에 대한 마모가 다른 부분에 비하여 심하게 발생하는 문제점이 있다.

본 발명은 위의 문제점을 해소하고자, 크랭크축(20)과 연결된 플라이휠(10)의 원주면을 따라 스타터모터의 피니언 기어와 직접 치합되는 부분에는 분리형 링기어(32)를 분리 가능하게 장착하고, 스타터모터의 피니언 기어와 직접 치합되지 않는 부분에는 고정형 링기어(34)를 장착한 점에 특징이 있다.

이때, 상기 분리형 링기어(32)는 전체 링기어의 각 120도 위치에서 분리 가능하게 조립되고, 고정형 링기어(34)는 분리형 링기어(32) 사이에 고정 조립됨에 따라, 분리형 링기어(32)와 고정형 링기어(34)는 서로 교번 배열을 이루게 된다.

보다 상세하게는, 상기 분리형 링기어(32)는 크랭크축(20)의 정지 위치와 일치하는 플라이휠(10)의 60도, 180도, 300도 주변 위치 즉, 시동시 스타터모터의 피니언 기어와 마주치는 부분의 위치에 볼트(36)를 매개로 분리 가능하게 장착되고, 약 10개 정도의 치들이 이어진 형태로 구비되어 플라이휠(10)의 원주방향을 따라 30도 만큼의 원주각도를 갖게 된다.

특히, 상기 분리형 링기어(32)는 고정형 링기어(34)에 비하여 고강도의 고급 재질(예를 들어, S58C)이면서 동시에 열처리를 통해 경도를 높인 재질로 제작되어, 피니언 기어와의 치합 운동시 마모도를 최소화하도록 한다.

이때, 상기 고정형 링기어(34)도 볼트(36)를 매개로 플라이휠(10)에 고정 조립된다.

한편, 상기 고정형 링기어(34)는 분리형 링기어(32)에 비하여 저강도의 저가 재질이면서 열처리 경도가 낮은 재질로 채택하는 바, 그 이유는 스타터모터의 피니언기어와의 직접적인 치합이 이루어지지 않기 때문이고, 저가 재질을 적용하여 원가절감을 도모하고자 한 점에 있다.

따라서, 시동시 스타터모터의 피니언기어가 크랭크축 정지각도인 60도, 180도, 300도 등과 같은 일치하는 링기어의 치 부분 즉, 고강도이면서 열처리 경도가 높은 분리형 링기어(32)에 맞물리게 됨으로써, 플라위휠의 수명을 연장할 수 있고, 분리형 링기어(32)에 마모가 발생하더라도, 볼트(36)를 풀어서 간단하게 신품으로 교체할 수 있으므로, 전체의 플라이휠을 교환하던 기존 방식과 달리 정비비용 및 플라이휠 폐기비용 등을 절감할 수 있다.

10 : 플라이휠
20 : 크랭크축
30 : 링기어
32 : 분리형 링기어
34 : 고정형 링기어
36 : 볼트

Claims (4)

1. 크랭크축(20)과 연결된 플라이휠(10)의 원주면을 따라 스타터모터의 피니언과 직접 치합되도록 한 분리형 링기어(32)와, 직접 치합되지 않는 고정형 링기어(34)가 교번으로 장착된 것을 특징으로 하는 상용차 엔진용 플라이휠.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 분리형 링기어(32)는 크랭크축(20)의 정지 위치와 일치하는 플라이휠(10)의 60도, 180도, 300도 주변 위치에 볼트(36)를 매개로 분리 가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 상용차 엔진용 플라이휠.
   
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 분리형 링기어(32)는 고정형 링기어(34)에 비하여 고강도의 고급 재질이면서 열처리 경도를 높인 재질로 채택되어, 플라이휠(10)의 원주방향을 따라 30도 만큼의 원주각도를 갖도록 제작된 것임을 특징으로 하는 상용차 엔진용 플라이휠.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 고정형 링기어(34)는 분리형 링기어(32)에 비하여 저강도의 저가 재질이면서 열처리 경도가 낮은 재질로 채택되어, 볼트(36)를 매개로 플라이휠(10)에 고정 조립되는 것을 특징으로 하는 상용차 엔진용 플라이휠.

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