KR100252257B1 - 내연기관용 가변 관성 플라이 휠 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내연기관용 엔진의 크랭크 축에 장착되어 회전에 의한 관성으로 엔진의 동력을 고르게 하는 가변 관성 플라이 휠에 관한 것으로, 특히, 회전속도에 따라 고른 관성모멘트를 발휘할 수 있게 설계된 가변 관성 플라이 휠에 관한 것이다.

본 발명의 가변 관성 플라이 휠은 원판형의 몸체(1)와, 상기 몸체(1)의 내부에 원주방향으로 내장되는 원환형의 관성링(3)과, 회전속도가 일정속도 이상일 때 상기 몸체(1)와 관성링(3)을 일체화시키는 고정편(4)을 포함하여 이루어지며, 이와 같은 구성으로, 크랭크 축(2)에 대하여 고회전시에는 작은 관성모멘트를 발휘할 수 있고, 저회전시에는 큰 관성모멘트를 작용하게 되므로, 회전속도를 균일하게 할 수 있으며, 내연기관의 플라이 휠에 의한 동력 손실을 최소화할 수 있다.

Description

내연기관용 가변 관성 플라이 휠

본 발명은 내연기관용 엔진의 크랭크 축에 장착되어 회전에 의한 관성으로 엔진의 동력을 고르게 하는 가변 관성 플라이 휠에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 회전속도에 따라 고른 관성모멘트를 발휘할 수 있게 설계된 가변관성 플라이휠에 관한 것이다.

내연기관의 크랭크 축은 동력행정에서 큰 회전력을 얻을 뿐이며, 그 밖의 행정에서는 오히려 회전을 멈추려고 하는 힘이 작용하므로, 각 행정에서의 회전속도도 이 상태에 따라 4사이클 기관은 720° 주기로 변동하고, 2사이클 기관에서는 360° 주기로 변동한다.

따라서, 실린더수가 적은 기관은 저속회전을 할 수 없으므로, 플라이 휠을 부착해서, 그 관성을 이용하여 변동을 될 수 있는 대로 적게 하여 원활한 회전을 하게 한다.

종래의 플라이 휠은 첨부된 도면의 도 1에 도시되어 있는 바와같이, 내연기관의 구동력에 의하여 고르게 회전하면서 큰 관성을 발휘할 수 있는 두꺼운 철 또는 강제의 원판형 몸체(1)를 가지며, 크랭크 축(2) 후단의 장착된다.

이러한 구성으로, 종래의 플라이 휠은 그 몸체(1)가 내연기관의 가동과 동시에 크랭크 축(2)과 일체로 회전하면서, 회전모멘트에 의하여 동력이 발생되지 않는 행정에서의 크랭크 축(2)의 회전을 일정하게 만들어준다.

그러나, 종래의 플라이 휠은 그 몸체(1)가 하나의 리지드 바디로, 크랭크 축(2)의 회전속도의 변화에 따른 관성모멘트가 크기 때문에, 크랭크축의 회전속도가 저속에서 고속으로 변하는 경우에 에너지 손실이 크다는 문제점이 있었다.

따라서, 이러한 플라이 휠을 장착하는 자동차 엔진의 경우, 차량의 주행속도 변화에 따라 내연기관의 동력이 불필요하게 손실되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 플라이 휠을 장착하는 내연기관의 문제점을 해소시키기 위하여, 고회전시에는 작은 관성모멘트를 발휘할 수 있고, 저회전시에는 큰 관성모멘트를 발휘할 수 있는 가변 관성 플라이 휠을 제공하므로써, 내연기관의 플라이 휠에 의한 동력손실을 최소화하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 종래의 플라이 휠 단면도.

도 2는 본 발명의 가변 관성 플라이 휠 단면도.

도 3a는 본 발명의 고나성링 정면도.

도 3b는 도 3a의 A-A선 단면도.

도 4는 본 발명의 몸체와 관성링의 결합구조를 보인 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 몸체 2 : 크랭크 축

3 : 관성링 4 : 고정편

5 : 압축스프링

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 가변 관성 플라이 휠은, 크랭크 축과 일체로 회전되는 플라이 휠에 있어서, 상기 몸체에 원주방향으로 회전가능하게 내장되는 관성링과, 상기 관성링의 외측에서 상기 관성링의 회전을 제한하는 것으로, 회전에 따른 관성에 의해 반경방향으로 이동되는 고정편과, 상기 고정편은 내측을 향하여 탄성지지하는 탄성수단을 포함하여 이루어진다.

이와같은 구성으로, 플라이 휠이 저속으로 회전되는 경우, 상기 고정편이 탄성수단에 의하여 내측으로 이동하여 관성링을 몸체에 일체화시킨다. 이에따라 플라이 휠의 회전중량이 커져서 관성모멘트가 증가된다.

반대로, 플라이 휠이 고속으로 회전되는 경우에는 고정편의 관성력이 탄성수단의 힘을 이기면서 고정편과 관성링이 분리된다. 따라서 관성링은 정지되고, 플라이 휠의 몸체만 회전되므로 관성모멘트는 감소된다.

이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.

첨부된 도면의 도 2는 본 발명에 따른 가변 관성 플라이 휠의 단면도이고, 도 3a 및 도 3b는 본 발명의 관성링의 정면도 및 단면도이고, 도 4는 본 발명의 관성링과 고정편의 결착구조를 보인 단면도이다.

본 실시예의 가변 관성 플라이 휠은 원판형의 강제가 몸체(2)를 이루고 있으며, 그 내부에는 도 1에 도시된 바와 같이, 내외측의 너비가 다르게 성형된 통공(1a)이 형성되어 강제의 관성링(3), 고정편(4) 및 압축스프링(5)이 내장된다.

상기 관성링(3)은 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 외부에 기어형상의 요철부가 성형된 강제의 원환링으로, 몸체(1)의 통공(1a) 내부에서 회전방향 운동에 제한받지 않게 설치되며, 외주의 가장자리 일부가 통공(1a)의 외주를 이루는 작은 너비의 고정부에 함입된다.

그리고, 상기 통공(1a)의 고정부에는 반경방향으로 이동가능한 고정편(4)이 설치된다.

도 4에 도시된 바와같이, 고정편(4)의 내경면에는 상기 관성링(3)의 외주의 요철부에 맞물리는 요철부가 형성되어 있으며, 통공(1a)의 고정부에 설치된 압축스프링(5)에 의하여 내측으로 탄성지지된다.

그리고, 상기 통공(1a)에는 실리콘제의 오일이 함유되어 각 부재 사이, 특히 관성링(3)과 몸체(1)의 통공(1a)면 사이의 마찰력을 없앤다.

이상과 같은 구성으로, 내연기관이 저속으로 시동되는 경우에는 압축스프링(5)의 힘에 의하여 고정편(4)이 관성링(3)을 결착시켜 몸체(1)와 일체로 회전되게 만든다. 따라서, 저속회전시에는 플라이 휠의 몸체가 가중되어 관성모멘트의 크기가 증가한다.

그리고, 고속시에는 고정편(4)이 관성력에 의하여 위로 상승되면서 관성링(3)과 고정편(4)의 결착구조가 해제된다. 따라서 관성링(3)은 정치한 채로 그 외의 부분만 몸체(1)와 회전된다. 따라서 고속시에는 저속시에 비하여 그 회전중량이 감소되어 플라이 휠이 생성하는 관성모멘트도 작아진다.

이와같이, 본 발명은 플라이 휠의 관성모멘트가 작은 저속시에는 관성링(3)이 따라 회전되면서 플라이 휠의 관성모멘트를 증가시키고, 관성모멘트가 큰 고속시에는 관성링(3)이 분리된 채로 몸체(1)만 회전되어 관성모멘트가 감소된다.

이상에서 상세히 설명한 바와같은 본 발명에 의하면, 내연기관의 크랭크축의 회전속도 특히, 저속시나 고속시에 플라이 휠의 관성모멘트 편차를 최소화하여 구동력을 균일하게 할 수 있으며, 따라서 크랭크 축에 회전속도 변화에 의한 동력 손실을 크게 감소시킬 수 있다.

본 발명은 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어나지 않고 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 다양하게 변경하여 실시할 수 있으므로, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 않는다.

Claims (3)

1. 크랭크 축과 일체로 회전되면서 크랭크 축의 회전을 고르게 하는 원판형의 몸체를 가지는 플라이 휠에 있어서, 상기 몸체의 내부에 원주방향으로 형성되며, 그 외주부에 상대적으로 작은 너비의 고정부가 형성된 통공과, 상기 통공내에서 원주방향으로 회전될 수 있으며, 가장자리의 일부가 상기 고정공에 함입되는 원환형의 관성링과, 상기 고정부내에서 반경방향으로 이동가능하게 설치되며, 내면에는 상기 관성링에 결착되는 고정구조가 형성된 고정편과, 상기 고정부에서 상기 고정편을 내측 반경방향으로 탄성지지하는 탄성수단을 포함하는 가변 관성 플라이 휠.
2. 제1항에 있어서, 상기 고정편의 내측 고정구조는 상기 관성링의 외주를 따라 형성된 요철구조에 맞물리는 요철구조인 것을 특징으로 하는 가변 관성 플라이 휠.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 탄성수단은 상기 압축스프링인 것을 특징으로 하는 가변 관성 플라이 휠.