KR20160038483A - 차량용 알터네이터 댐퍼 풀리 - Google Patents

차량용 알터네이터 댐퍼 풀리 Download PDF

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Abstract

차량용 알터네이터 댐퍼 풀리가 개시된다. 엔진과 회전 동력을 전달받을 수 있도록 연결된 풀리 바디, 상기 풀리 바디의 내부에 알터네이터의 회전축이 삽입되어 결합될 수 있도록 구비된 축 연결부, 상기 축 연결부의 외주면에 장착되어 상기 풀리 바디로부터 전달되는 상기 회전 동력의 변화량을 저감시키는 토션 스프링, 상기 토션 스프링과 풀리 바디 사이에 개재되어 상기 축 연결부와 상기 풀리 바디를 단속하는 클러치, 및 상기 축 연결부에 마찰 댐핑력을 가하도록 설치된 마찰 댐퍼를 포함하여 엔진으로부터 알터네이터로 전달되는 회전 동력의 변화량을 효과적으로 저감시킬 수 있다.

Description

차량용 알터네이터 댐퍼 풀리{ALTERNATOR DAMPER PULLEY FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 알터네이터 댐퍼 풀리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 최적의 마찰 댐핑으로 알터네이터의 이상 거동을 방지하도록 된 차량용 알터네이터 댐퍼 풀리에 관한 것이다.
일반적으로 자동차용 전원은 대부분 자동차 엔진의 풀리와 V-벨트를 통해 연동하는 자동차용 교류발전기, 즉 알터네이터에서 생산되는 전력에 의존하게 된다.
알터네이터는 자동차 엔진의 크랭크 축과 V-벨트를 매개로 하여 연결되는데, 크랭크 축의 풀리와 알터네이터 풀리 댐퍼의 직경비에 의해 알터네이터는 엔진 회전수보다 약 2∼3배의 고속으로 회전된다.
한편, 이러한 알터네이터, 크랭크 축의 풀리 및 워터펌프와 같은 보기류 벨트 시스템은 자체 공진 주파수를 가지고 있어 시스템 진동을 일으킬 수 있고, 벨트의 내구성을 악화시킬 수 있으며, 벨트 장력을 증대시켜 연비를 악화시킨다는 문제점이 있다.
따라서, 최근에는 풀리 본체 내 알터네이터의 샤프트에 스프링을 끼워 시스템 진동을 절연한 OAD(Overrunning Alternator Decoupler) 댐퍼 풀리를 많이 사용하고 있다.
이러한 종래의 OAD 댐퍼 풀리는 도 1에 도시된 바와 같이, 엔진의 풀리로부터 벨트를 통해 동력을 전달받을 수 있도록 외주면에 벨트홈(11)이 형성된 풀리바디(10)와; 상기 풀리 바디(10)의 내부에 구비됨과 더불어 알터네이터의 회전축이 삽입되어 결합될 수 있는 축 연결부(20); 이 축 연결부(20)의 외주면에 장착되어 상기 풀리 바디(10)로부터 전달되는 구동력의 변화량을 저감시키는 토션 스프링(30); 상기 토션 스프링(30)과 풀리 바디(10) 사이에 개재되어 엔진으로부터 전달되는 동력이 순간적으로 감소할 때에 축 연결부(20)와 풀리 바디(10) 사이의 동력 전달을 차단하는 클러치(40) 등을 포함하고 있다.
이에 따라, 엔진의 회전 동력이 벨트를 통해 풀리 바디(10)로 전달된 다음에 클러치(40)와, 토션 스프링(30)을 거쳐서 축 연결부(20)를 통해 알터네이터로 전달되게 되어 있다.
그런데 상기와 같은 종래의 OAD 댐퍼 풀리 구조에서는, 단지 토션 스프링(30)의 탄성력만으로 풀리 바디(10)로부터 축 연결부(20)로 전달되는 엔진 토크의 변화를 흡수하여 저감함에 따라 토션 스프링만에 의한 댐핑 저감에 한계가 있었다.
그리고 종래의 OAD 댐퍼 풀리 구조에서 엔진 토의 변화를 충분히 흡수하여 저감하지 못하게 되면, 진동 및 소음이 발생하게 되고, 이러한 진동 및 소음은 차량의 NVH 성능을 저하시키게 되므로, 이에 대한 적절한 방안이 필요하게 되었다.
본 발명의 실시 예는 토션 스프링에 의한 스프링 댐퍼에 마찰을 통한 마찰 댐퍼를 추가하여 엔진 토크의 변화량을 충분하고, 흡수 및 저감하여 알터네이터의 안정적인 거동을 도모할 수 있고, 차량의 NVH 성능도 향상시킬 수 있는 차량용 알터네이터 댐퍼 풀리를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예는, 엔진과 회전 동력을 전달받을 수 있도록 연결된 풀리 바디, 상기 풀리 바디의 내부에 알터네이터의 회전축이 삽입되어 결합될 수 있도록 구비된 축 연결부, 상기 축 연결부의 외주면에 장착되어 상기 풀리 바디로부터 전달되는 상기 회전 동력의 변화량을 저감시키는 토션 스프링, 상기 토션 스프링과 풀리 바디 사이에 개재되어 상기 축 연결부와 상기 풀리 바디를 단속하는 클러치, 및 상기 축 연결부에 마찰 댐핑력을 가하도록 설치된 마찰 댐퍼를 포함할 수 있다.
상기 마찰 댐퍼는 상기 축 연결부에 밀착하는 마찰 댐핑력을 발생시키는 마찰 플레이트, 및 상기 마찰 플레이트를 상기 축 연결부 쪽으로 가압하는 다이아프램 스프링을 포함할 수 있다.
상기 마찰 플레이트는 상기 축 연결부의 상부면에 밀착되게 설치되고, 상기 다이아프램 스프링은 상기 풀리 바디의 상부면에 다수개의 체결 볼트로 체결될 수 있다.
상기 마찰 플레이트는 상기 축 연결부의 상부면에 밀착되게 설치되고, 상기 풀리 바디의 상부에는 장착홈이 형성되며, 상기 다이아프램 스프링은 상기 장착홈에 압입되게 설치될 수 있다.
상기 마찰 댐퍼는 상기 풀리 바디에 일체로 회전되게 장착되고, 상기 다이아프램 스프링은 상기 축 연결부에 일체로 회전되게 장착될 수 있다.
상기 풀리 바디의 상부면에는 축방향으로 함몰된 다수개의 장착홈이 원주 방향을 따라 소정 간격을 두고 배치되고, 상기 마찰 플레이트는 링 형상의 플레이트 바디, 및 상기 플레이트 바디로부터 반경방향 외측으로 확장되게 형성됨과 더불어 상기 장착홈에 삽입되어 고정되는 다수개의 고정돌기를 포함할 수 있다.
상기 다이아프램 스프링은 상기 플레이트 바디를 축방향으로 가압하는 링 형상의 스프링 바디, 및 상기 축 연결부에 축방향으로 압입되는 압입 장착부를 포함할 수 있다.
상기 다이아프램 스프링은, 그 두께를 t로 하고, 그 변형 가능량을 h로 할 때, h/t = 1.3 ~ 1.4이고, 초기 장착 변형량은 1.1t ~ 1.3t일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 차량용 알터네이터 댐퍼 풀리에 의하면, 토션 스프링에 의한 스프링 댐퍼 뿐만 아니라 마찰에 의한 마찰 댐퍼를 추가로 구비하여, 엔진으로부터 알터네이터로 동력이 전달되는 과정에 토크의 변동을 적절히 효과적으로 흡수 및 저감하여, 알터네이터의 안정적인 거동을 도모하고, 과도한 토크 변동에 기인하는 알터네이터의 이상 거동으로 인한 진동 및 소음을 저감하여 차량의 NVH 성능을 향상시킬 수 있다.
또한 마찰 댐퍼의 적절한 댐핑 조절로 댐퍼 구조를 최적화시킬 수 있고, 내구가 진행되어도 안정적이고 지속적으로 댐핑 효과를 발휘할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 차량용 알터네이터 댐퍼 풀리의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 알터네이터 댐퍼 풀리의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 알터네이터 댐퍼 풀리의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 다이아프램 스프링의 특성 그래프이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 차량용 알터네이터 댐퍼 풀리의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 차량용 알터네이터 댐퍼 풀리의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또다른 실시 예에 따른 차량용 알터네이터 댐퍼 풀리의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 또다른 실시 예에 따른 차량용 알터네이터 댐퍼 풀리의 분해 사시도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 차량용 알터네이터 댐퍼 풀리의 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
이에 앞서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 2와 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 알터네이터 댐퍼 풀리는, 엔진의 풀리로부터 벨트를 통해 동력을 전달받을 수 있도록 외주면에 다수개의 벨트홈(101)이 원주 방향으로 소정 간격을 두고 축 방향으로 이격되게 형성된 풀리 바디(100)와; 상기 풀리 바디(10)의 내부에 상기 풀리 바디(100)로부터 선택적으로 회전 토크를 전달받을 수 있도록 연결되고, 알터네이터의 회전축이 삽입되어 결합될 수 있는 축 연결부(110); 상기 축 연결부(110)의 외주면에 장착되어 상기 풀리 바디(100)로부터 전달되는 구동력의 변화량을 저감시키는 토션 스프링(120); 상기 토션 스프링(120)과 풀리 바디(100) 사이에 개재되어 엔진으로부터 전달되는 동력이 순간적으로 감소할 때에 축 연결부(110)와 풀리 바디(100) 사이의 동력 전달을 차단하는 클러치(130)를 포함할 수 있다.
상기 축 연결부(110)의 상부와 풀리 바디(100) 사이에는 부시(140)가 개재될 수 있다.
상기와 같은 구조로 이루어진 댐퍼 풀리에서는 엔진의 회전 동력이 벨트를 통해 풀리 바디(100)로 전달되고, 풀리 바디(100)로 전달된 동력은 클러치(130)와 토션 스프링(120)을 통해 축 연결부(110)로 전달되어, 이 축 연결부(110)에 일체로 회전되게 결합되는 알터네이터의 회전축이 회전되면서 알터네이터를 구동하게 된다.
이러한 동력 전달 과정에 클러치(130)는 엔진으로부터 알터네이터로 전달되는 엔진의 회전 동력을 필요에 따라 단속하게 되고, 토션 스프링(120)은 그 탄성력으로 엔진의 회전 동력 혹은 토크의 변화량을 어느 정도 흡수하여 저감하게 된다.
상기 축 연결부(110)의 상부에는 추가로 마찰 댐퍼(150)가 설치되어, 상기 토션 스프링(120)과 함께 엔진으로부터 알터네이터로 전달되는 토크의 변화량을 흡수하여 저감하게 되어 있다.
상기 마찰 댐퍼(150)는 축 연결부(110)의 상부면과 밀착하여 마찰 댐핑력을 발생시키는 마찰 플레이트(152)와, 이 마찰 플레이트(152)를 축 연결부(110) 쪽으로 가압하는 다이아프램 스프링(154)을 포함할 수 있다.
상기 마찰 플레이트(152)는 플라스틱 수지로 제작될 수 있고, 링 형상으로 형성될 수 있다.
상기 다이아프램 스프링(154)은 금속 재질로 제작될 수 있고, 링 형상으로 형성될 수 있다.
상기 다이아프램 스프링(154)은 마찰 플레이트(152)를 축 연결부(110) 쪽으로 가압하도록 풀리 바디(100)의 상부면에 체결 볼트로 체결될 수 있다.
상기 다이아프램 스프링(154)은 적절한 스프링 특성을 갖는 다이아프램 스프링으로 설정하는 것이 바람직하다.
예를 들면, 다이아프램 스프링의 두께를 t로 하고, 변형 가능량을 h로 할 때, h/t ≒ 1.414이면, 다이아프램 스프링은 도 4에 도시된 바와 같은 스프링 특성을 갖게 되고, 다이아프램 스프링을 풀리 바디에 장착할 때에 그 장착 변형량을 1.2t로 하면, 마찰 플레이트(152)가 마모되어도 스프링력은 소정 구간까지 거의 일정하게 유지되므로, 마찰 댐핑력의 변화량을 작게 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시 예에서는 h/t = 1.3 ~ 1.4이고, 초기 장착 변형량을 1.1t ~ 1.3t로 할 수 있다.
도 5와 도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 마찰 댐퍼(250)는, 마찰 플레이트(252)와 다이아프램 스프링(254)을 포함하되, 상기 다이아프램 스프링(254)이 풀리 바디(100)의 상부면에 형성된 장착홈(102)에 압입 방식으로 장착된 것을 특징으로 하고, 나머지 구성은 상기 실시 예와 동일하다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 또다른 실시 예에 따른 마찰 댐퍼(350)는, 마찰 플레이트(352)와 다이아프램 스프링(354)을 포함하되, 상기 마찰 댐퍼(350)는 풀리 바디(100)에 일체로 회전되게 장착되는 반면에, 상기 다이아프램 스프링(354)은 축 연결부(110)에 일체로 회전되게 장착된 것을 특징으로 한다.
풀리 바디(110)의 상부면에는 축방향으로 함몰된 다수개의 장착홈(103)이 원주 방향을 따라 소정 간격을 두고 배치되고, 마찰 플레이트(352)는 링 형상의 플레이트 바디(352a)와, 이 플레이트 바디(352a)로부터 반경방향 외측으로 확장되게 형성됨과 더불어 상기 장착홈(103)에 삽입되어 고정되는 다수개의 고정돌기(352b)를 각각 포함할 수 있다.
상기 다이아프램 스프링(354)은 상기 플레이트 바디(352a)를 축방향으로 가압하는 링 형상의 스프링 바디(354a)와, 상기 축 연결부(110)에 축방향으로 압입되는 압입 장착부(354b)를 포함할 수 있고, 나머지 구성은 상기 실시 예들과 동일하다.
이상으로 본 발명의 하나의 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
100: 풀리 바디
101: 벨트홈
102: 장착홈
103: 장착홈
110: 축 연결부
120: 토션 스프링
130: 클러치
140: 부시
150: 마찰 댐퍼
152: 마찰 플레이트
154: 다이아프램 스프링
250: 마찰 댐퍼
350: 마찰 댐퍼

Claims (8)

  1. 엔진과 회전 동력을 전달받을 수 있도록 연결된 풀리 바디;
    상기 풀리 바디의 내부에 알터네이터의 회전축이 삽입되어 결합될 수 있도록 구비된 축 연결부;
    상기 축 연결부의 외주면에 장착되어 상기 풀리 바디로부터 전달되는 상기 회전 동력의 변화량을 저감시키는 토션 스프링;
    상기 토션 스프링과 풀리 바디 사이에 개재되어 상기 축 연결부와 상기 풀리 바디를 단속하는 클러치; 및
    상기 축 연결부에 마찰 댐핑력을 가하도록 설치된 마찰 댐퍼;
    를 포함하는 차량용 알터네이터 댐퍼 풀리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 마찰 댐퍼는
    상기 축 연결부에 밀착하는 마찰 댐핑력을 발생시키는 마찰 플레이트; 및
    상기 마찰 플레이트를 상기 축 연결부 쪽으로 가압하는 다이아프램 스프링;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 알터네이터 댐퍼 풀리.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 마찰 플레이트는 상기 축 연결부의 상부면에 밀착되게 설치되고;
    상기 다이아프램 스프링은 상기 풀리 바디의 상부면에 다수개의 체결 볼트로 체결된 것을 특징으로 하는 차량용 알터네이터 댐퍼 풀리.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 마찰 플레이트는 상기 축 연결부의 상부면에 밀착되게 설치되고;
    상기 풀리 바디의 상부에는 장착홈이 형성되며;
    상기 다이아프램 스프링은 상기 장착홈에 압입되게 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 알터네이터 댐퍼 풀리.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 마찰 댐퍼는 상기 풀리 바디에 일체로 회전되게 장착되고;
    상기 다이아프램 스프링은 상기 축 연결부에 일체로 회전되게 장착된 것을 특징으로 하는 차량용 알터네이터 댐퍼 풀리.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 풀리 바디의 상부면에는 축방향으로 함몰된 다수개의 장착홈이 원주 방향을 따라 소정 간격을 두고 배치되고;
    상기 마찰 플레이트는
    링 형상의 플레이트 바디; 및
    상기 플레이트 바디로부터 반경방향 외측으로 확장되게 형성됨과 더불어 상기 장착홈에 삽입되어 고정되는 다수개의 고정돌기;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 알터네이터 댐퍼 풀리.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 다이아프램 스프링은
    상기 플레이트 바디를 축방향으로 가압하는 링 형상의 스프링 바디; 및
    상기 축 연결부에 축방향으로 압입되는 압입 장착부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 알터네이터 댐퍼 풀리.
  8. 제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다이아프램 스프링은,
    그 두께를 t로 하고, 그 변형 가능량을 h로 할 때, h/t = 1.3 ~ 1.4이고, 초기 장착 변형량은 1.1t ~ 1.3t인 것을 특징으로 하는 차량용 알터네이터 댐퍼 풀리.
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