KR20170012826A

KR20170012826A - 회전전달장치

Info

Publication number: KR20170012826A
Application number: KR1020150105215A
Authority: KR
Inventors: 윤제용
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2015-07-24
Filing date: 2015-07-24
Publication date: 2017-02-03
Also published as: KR101724880B1

Abstract

중공에 의해 크랭크축에 결합되는 허브와 허브의 최외곽측에 위치되고, 일측에는 풀리홈이 형성된 풀리유닛; 상기 허브의 중공과 상기 풀리유닛 사이에 마련되는 탄성부; 및 상기 탄성부의 외측에 결합되며, 탄성부에 의해 반경방향 외측으로 가압된 상태를 유지하되, 탄성부에 소정 이상의 힘이 가해지면 슬립되는 마찰부재;를 포함하는 회전전달장치가 소개된다.

Description

회전전달장치 {TORQUE TRANSFERRING APPARATUS }

본 발명은 아이솔레이션 댐퍼풀리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔진의 크랭크축에서 발생된 회전력을 벨트를 통해 다양한 보조기계로 전달하기 위하여 엔진의 크랭크축에 장착되는 회전전달장치에 관한 것이다.

엔진에는 크랭크축에 결합되어 회전하면서 벨트에 의해 연결된 워터 펌프 풀리, 알터네이터 풀리 등과 같은 보조기계를 구동시키도록 마련된 풀리가 마련된다. 특히, 엔진의 크랭크축의 토크 변동에 따라 발생되는 과도한 비틀림진동(Torsional Vibration) 때문에 발생하는 벨트의 내구저하, 벨트의 속도 변동에 따른 진동 및 소음문제를 해결하기 위하여 일부 엔진에는 격리(Isolation) 기능이 있는 아이솔레이션 댐퍼풀리(Isolation Damper Pulley)를 적용한다.

도 1은 종래의 회전전달장치(아이솔레이션 댐퍼풀리)의 측단면도이고, 도 2는 도 1의 작동상태를 도시한 도면으로써, 아이솔레이션 댐퍼풀리는 탄성부(50)를 마련하여 탄성부(50)에 마련된 러버(51, Rubber)에 의해 비틀림진동 토크를 줄여주는 역할을 하게 된다.

즉, 상기 회전전달장치에는 크랭크축(미도시)에 허브(10)의 중공(11)에 의해 연결되어 엔진(미도시)의 비틀림진동 토크가 A방향으로 바로 전달되게 된다. 상기 허브(10)에 전달된 비틀림전달 토크는 러버(51)에서 감쇄되어 풀리유닛(30)으로 전달하는 경로를 지나게 되는데, 비틀리진동 토크에 따라 러버(51)의 비틀림 정도가 결정되게 된다. 그러나, 운전조건에서 예상치 못한 과도한 비틀림진동 토크가 발생할 경우 러버(51)가 찢어져 파손되게 되는 문제가 발생하는 것이다. 그러므로, 상기와 같은 러버(51) 파손 문제에 대응하기 위해 스토퍼(미도시) 등을 적용하게 되는데, 스토퍼의 적용시 스토퍼에 의한 소음이 발생되는 현실이다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

KR

10-2006-0039435

A

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 크랭크축에서 과도한 비틀림진동 토크가 발생되더라도 탄성부의 러버가 파손되지 않도록 하는 러버보호기술이 적용된 회전전달장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 회전전달장치는 중공에 의해 크랭크축에 결합되는 허브와 허브의 최외곽측에 위치되고, 일측에는 풀리홈이 형성된 풀리유닛; 상기 허브의 중공과 상기 풀리유닛 사이에 마련되는 탄성부; 및 상기 탄성부의 외측에 결합되며, 탄성부에 의해 반경방향 외측으로 가압된 상태를 유지하되, 탄성부에 소정 이상의 힘이 가해지면 슬립되는 마찰부재;를 포함한다.

상기 탄성부는 상기 중공 외측에 마련되는 탄성체와 탄성체의 최외곽면을 감싸는 외측슬리브로 구성될 수 있다.

상기 마찰부재는 상기 외측슬리브의 외측에 결합될 수 있다.

상기 외측슬리브와 상기 마찰부재는 동일한 높이를 형성할 수 있다.

상기 탄성체는 도넛형상일 수 있다.

상기 외측슬리브는 소정의 높이를 갖는 링형상일 수 있다.

상기 허브의 중공에는 중공의 외주면을 따라 전방으로 돌출된 원통형상의 원통부가 형성되고, 원통부의 외측둘레를 따라 탄성부가 위치될 수 있다.

상기 탄성부에는 탄성체의 내주면에 마련된 내측슬리브를 더 포함하고, 원통부와 내측슬리브가 맞닿을 수 있다.

상기 풀리유닛의 타측은 후방으로 연장된 후 절곡되어 절곡면을 형성하고, 상기 절곡면은 허브의 최외측면의 내측에 위치되어, 상기 마찰부재가 절곡면의 내측에 맞닿도록 형성될 수 있다.

상기 탄성부는 중심축으로부터 멀어질수록 높이가 낮아지는 경사면을 형성할 수 있다.

상기 탄성부와 풀리의 사이 경계면의 전면에는 링형상의 축커버가 마련되어 체결부재에 의해 풀리유닛에 체결될 수 있다.

상기 탄성부는 중심축으로부터 멀어질수록 높이가 낮아지는 경사면을 형성하고, 경사면에는 전방에 축커버가 마련되어 체결부재에 의해 체결될 수 있다.

상기 탄성체는 가압된 상태로 조립이 가능함으로써, 조립전의 부피가 조립후의 부피보다 더 작을 수 있다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 회전전달장치에 따르면 엔진의 과도한 비틀림진동에 의해 발생하는 보조기계류 벨트의 내구성 및 소음문제를 해결할 수 있으면서도, 회전잔달장치에 과도한 비틀림진동 토크값이 전달되어 탄성체가 찢어져 파손되는 것을 방지하여 회전전달장치의 내구성 및 품질이 증대되는 효과가 있다. 또한, 탄성체의 형상과 마찰부재의 마찰계수의 조절 및 조합을 통하여 슬립토크를 차종마다 자유롭게 설계할 수 있어 설계자유도가 증가되는 장점이 있다.

도 1은 종래의 회전전달장치의 측단면도.
도 2는 도 1의 작동상태를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전전달장치의 분해사시도.
도 4는 도 3의 측단면도.
도 5는 도 3의 작동상태를 도시한 도면.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 회전전달장치에 대하여 살펴본다.

본 발명은 차량의 아이솔레이션 댐퍼풀리에 관한 것으로서, 특히 아이솔레이션 구조에 관한 것이다. 아이솔레이션 댐퍼풀리의 구성 및 효과에 대한 내용은 대한민국 공개특허 10-2006-0039435에서도 기 공지된 내용이므로, 상세한 설명은 생략한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전전달장치의 분해사시도이고, 도 4는 도 3의 측단면도이며, 도 5는 도 3의 작동상태를 도시한 도면이다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 회전전달장치는 중공(110)에 의해 크랭크축(미도시)에 결합되는 허브(100)와 허브(100)의 최외곽측에 위치되고, 일측에는 풀리홈(310)이 형성된 풀리유닛(300); 상기 허브(100)의 중공(110)과 상기 풀리유닛(300) 사이에 마련되는 탄성부(500); 및 상기 탄성부(500)의 외측에 결합되며, 탄성부(500)에 의해 반경방향 외측으로 가압된 상태를 유지하되, 탄성부(500)에 소정 이상의 힘이 가해지면 슬립되는 마찰부재(700);를 포함한다.

본 발명의 일실시예에 따른 회전전달장치는 상기 크랭크축에 중공(110)이 형성된 허브(100)를 통해 결합된다. 상기 허브(100)는 원판 형상이되, 상기 중공(110)에는 중공(110)의 외주면을 따라 전방으로 돌출된 원통형상의 원통부(130)가 형성되고, 원판형상의 최외곽측에도 원주방향을 따라 전방으로 돌출된 외곽부(150)가 형성된다. 따라서, 상기 원통부(130)와 외곽부(150) 사이에 형성되는 공간에 탄성부(500)가 마련되는 것이 바람직할 것이다. 따라서, 상기 허브(100)의 중공(110) 외주면을 따라 형성된 원통부(130)의 외측둘레를 따라 탄성부(500)가 위치된다.

상기 탄성부(500)를 보다 상세하게 살펴보도록 한다. 상기 탄성부(500)는 상기 원통부(130)의 둘레를 감싸되, 소정의 높이로 형성된 링형상의 내측슬리브(550)와 내측슬리브(550)에 마련되는 탄성체(510)와 탄성체(510)의 최외곽면을 감싸는 외측슬리브(530)로 구성된다. 상기 탄성체(510)는 러버(Rubber)일 수 있으며, 도넛형상이고, 상기 외측슬리브(530)는 소정의 높이를 갖는 링형상일 수 있다. 상기 내측슬리브(570)는 탄성체(510)의 내주면에 마련되어 원통부(130) 밀착된다. 상기 탄성체(500)와 슬리브(530,550)는 접착제 도포 후 가류 접착되는 방법으로 형성될 수 있다.

상기 마찰부재(700)는 상기 외측슬리브(530)와 동일한 높이를 형성하며, 외측슬리브(530)의 외측을 감싸도록 결합된다. 상기 외측슬리브(530)와 마찰부재(700)는 강제 압입에 의한 압입구조로 결합될 수 있다. 따라서, 상기 탄성부(500)는 상기 마찰부재(700)에 의해 회전전달장치 내에서도 독립적으로 구성됨으로서, 독립적으로 회전할 수 있는 것이다.

특히, 상기 탄성부(500)의 탄성체(510)는 가압된 상태로 조립이 가능함으로써, 조립전의 부피가 조립후의 부피보다 더 작아지게 된다. 따라서, 조립 후에는 반경방향 외측으로 가압하는 힘(F)이 형성되어 탄성체(510)의 외측에 위치하는 외측슬리브(530), 마찰부재(700) 및 풀리유닛(300)을 반경방향 외측으로 계속 가압하는 상태로 유지되게 된다. 그러므로, 평상시 정상상태에서는 상기 크랭크축의 회전시 상기 허브(100), 탄성부(500) 및 풀리유닛(300)이 서로 가압된 상태로 밀착되어 일체로 회전된다.

상기 엔진의 크랭크축으로부터 전달되는 비틀림진동 토크값은 도 4에 도시한 것처럼 화살표 C 방향으로 전달되게 된다. 그러나, 상기 크랭크축으로부터 소정 이상의 비틀림진동 토크값이 전달될 경우, 상기 탄성부(500)의 외측슬리브(530)와 상기 마찰부재(700) 사이에서는 슬립이 발생되게 된다. 상기 마찰부재(700)와 외측슬리브(530) 사이에 슬립이 발생되면, 상기 탄성부(500)가 상기 풀리유닛(300) 및 상기 허브(100)와는 별도로 독립되어 회전됨으로써, 탄성체(510)의 파손이 방지되는 것이다.(도 5(b))

특히, 상기한 슬립토크(T)는 T = FX라는 공식에 의해 설정된다. 여기서, F는 탄성체(510)의 가압력으로써, 탄성체의 형상으로 조절 가능하며, X는 마찰계수로서, 마찰계수를 조절하여 슬립토크를 자유롭게 설정 가능하다. 그러므로, 마찰계수(X)와 가압력(F)를 적절히 조절하여 차량에 따라 각 차량에 맞는 슬립토크를 맞춤설정할 수 있는 장점이 있다.

상기 풀리유닛(300)은 일측에는 풀리홈(310)이 형성되고, 타측은 후방으로 연장된 후 절곡되어 절곡면(330)을 형성한다. 상기 절곡면(330)은 상기 허브(100)의 최외측면인 외곽부(150)의 내측에 위치된다. 따라서, 상기 마찰부재(700)가 절곡면(330)의 내측에 위치되어 서로 맞닿아 밀착되도록 형성됨으로써, 상기 크랭크축의 회전시 탄성체(500)의 가압력(F) 의해 가압되어 풀리유닛(300), 탄성부(500) 및 마찰부재(700)가 일체로 회전하게 된다.

상기 탄성부(500)는 중심축으로부터 멀어질수록 높이가 낮아지는 경사면(570)을 형성한다. 상기 탄성부(500)와 풀리유닛(300)의 사이 경계면의 전면에는 링형상의 축커버(900)가 마련된다. 따라서, 상기 축커버(900)는 체결부재(910)에 의해 풀리유닛(300)에 체결됨으로써, 축방향에 대한 스러스트(Thrust) 고정력을 증대시키는 것이 바람직할 것이다.

본 발명의 회전전달장치의 효과를 도면 2와 도 5를 통해 비교하도록 한다. 도 2는 종래의 회전전달장치의 작동상태를 도시한 도면으로서, 회전전달장치의 정상상태의 동작을 (a)에 표시하였다. 도 2(a)를 살펴보면, 정상상태에서는 풀리유닛(30), 탄성부(50)가 함께 회전됨으로써 B선이 일치된 상태이다. 그러나, 도 2(b)를 확인하면, 작동 중 과도한 비틀림진동 토크값의 전달시 B'선과 B'''선의 사이의 차이에 의해 B''선이 형성된 탄성부(50)가 파손되게 된다.

도 5는 본 발명의 회전전달장치의 작동상태를 도시한 도면으로서, 정상상태에서는 도 2와는 동일하게 D선이 일치된 상태이다. 그러나, 작동상태를 도시한 도 5(b)를 보면, 도 2(b)와는 다르게 D'선과 D'''선 사이의 차이가 발생하더라도, 상기 마찰부재(700)에 의해 슬립이 발생하여 상기 탄성부(500)가 독립적으로 회전된다. 따라서, D''선이 D'선과는 이탈되어 독립적으로 회전되어 탄성체(510)의 파손이 방지된다. 즉, 본 발명에서는 상기 탄성부(500)가 마찰부재(700)에 의해 별도로 회전되도록 함으로써, 소정 이상의 비틀림진동 토크값이 회전전달장치에 전달되더라도 탄성부(500)의 파손이 방지되는 것이다.

따라서, 상기와 같은 본 발명의 회전전달장치에 의하면, 엔진의 과도한 비틀림진동에 의해 발생하는 보조기계류 벨트의 내구성 및 소음문제를 해결할 수 있으면서도, 회전잔달장치에 과도한 비틀림진동 토크값이 전달되어 탄성체가 찢어져 파손되는 것을 방지하여 회전전달장치의 내구성 및 품질이 증대되는 효과가 있다. 또한, 탄성체의 형상과 마찰부재의 마찰계수의 조절 및 조합을 통하여 슬립토크를 차종마다 자유롭게 설계할 수 있어 설계자유도가 증가되는 장점이 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

100 : 허브
110 : 중공
130 : 원통부
150 : 외곽부
300 : 풀리유닛
310 : 풀리홈
330 : 절곡면
500 : 탄성부
510 : 탄성체
530 : 외측슬리브
550 : 내측슬리브
570 : 경사면
700 : 마찰부재
900 : 축커버
910 : 체결부재

Claims

중공에 의해 크랭크축에 결합되는 허브와 허브의 최외곽측에 위치되고, 일측에는 풀리홈이 형성된 풀리유닛;
상기 허브의 중공과 상기 풀리유닛 사이에 마련되는 탄성부; 및
상기 탄성부의 외측에 결합되며, 탄성부에 의해 반경방향 외측으로 가압된 상태를 유지하되, 탄성부에 소정 이상의 힘이 가해지면 슬립되는 마찰부재;를 포함하는 회전전달장치.
청구항 1에 있어서,
상기 탄성부는 상기 중공 외측에 마련되는 탄성체와 탄성체의 최외곽면을 감싸는 외측슬리브로 구성된 것을 특징으로 하는 회전전달장치.
청구항 2에 있어서,
상기 마찰부재는 상기 외측슬리브의 외측에 결합되는 것을 특징으로 하는 회전전달장치.
청구항 2에 있어서,
상기 외측슬리브와 상기 마찰부재는 동일한 높이를 형성하는 것을 특징으로 하는 회전전달장치.
청구항 2에 있어서,
상기 탄성체는 도넛형상인 것을 특징으로 하는 회전전달장치.
청구항 2에 있어서,
상기 외측슬리브는 소정의 높이를 갖는 링형상인 것을 특징으로 하는 회전전달장치.
청구항 2에 있어서,
상기 허브의 중공에는 중공의 외주면을 따라 전방으로 돌출된 원통형상의 원통부가 형성되고, 원통부의 외측둘레를 따라 탄성부가 위치된 것을 특징으로 하는 회전전달장치.
청구항 7에 있어서,
상기 탄성부에는 탄성체의 내주면에 마련된 내측슬리브를 더 포함하고, 원통부와 내측슬리브가 맞닿는 것을 특징으로 하는 회전전달장치.
청구항 1에 있어서,
상기 풀리유닛의 타측은 후방으로 연장된 후 절곡되어 절곡면을 형성하고, 상기 절곡면은 허브의 최외측면의 내측에 위치되어, 상기 마찰부재가 절곡면의 내측에 맞닿도록 형성된 것을 특징으로 하는 회전전달장치.
청구항 1에 있어서,
상기 탄성부는 중심축으로부터 멀어질수록 높이가 낮아지는 경사면을 형성하는 것을 특징으로 하는 회전전달장치.
청구항 11에 있어서,
상기 탄성부와 풀리의 사이 경계면의 전면에는 링형상의 축커버가 마련되어 체결부재에 의해 풀리유닛에 체결되는 것을 특징으로 하는 회전전달장치.
청구항 1에 있어서,
상기 탄성부는 중심축으로부터 멀어질수록 높이가 낮아지는 경사면을 형성하고, 경사면에는 전방에 축커버가 마련되어 체결부재에 의해 체결되는 것을 특징으로 하는 회전전달장치.
청구항 2에 있어서,
상기 탄성체는 가압된 상태로 조립이 가능함으로써, 조립전의 부피가 조립후의 부피보다 더 작은 것을 특징으로 하는 회전전달장치.