KR100384301B1 - 이중 디스크 드라이브를 이용한 이중 질량 플라이휠 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내연기관의 크랭크축에서 발생되는 비틀림 진동을 흡수하기 위하여 크랭크축에 설치되는 이중 디스크 드라이브 플레이트를 이용한 이중 질량 플라이휠에 관한 것으로, 일차질량과 이차질량 사이에 원주방향으로 다수의 압축스프링을 일정간격으로 배열시켜서 되는 이중 질량 플라이휠에 있어서, 상기 일차질량과 이차질량 사이에 장착되며, 상기 이차질량에 볼트로서 결합되는 볼트장착구멍이 동심원상으로 다수 형성된 원형결합부와, 상기 원형결합부의 주연에서 일정간격으로 돌출되는 돌출부가 일체로 형성되어 있는 일차 드라이브 플레이트와; 상기 일차 드라이브 플레이트의 각 돌출부에 원주방향으로 길게 형성되어 일차 압축스프링을 수용하는 일차측 수용홈과; 상기 일차질량과 그 내측커버 사이에 장착되며, 상기 일차 드라이브 플레이트의 돌출부 양측에 대설되는 링형상을 갖는 한쌍의 이차 드라이브 플레이트와; 상기 이차 드라이브 플레이트에 일정간격으로 관통하도록 형성되며, 상기 일차측 수용홈에 수용된 일차 압축스프링과 상기 일차 압축스프링 사이에 장착되는 이차 압축스프링을 수용하는 다수의 이차측 수용홈을 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 발명이다.

Description

이중 디스크 드라이브를 이용한 이중 질량 플라이휠{Fly wheel of double mass}

본 발명은 내연기관의 크랭크축에서 발생되는 비틀림 진동을 흡수하기 위하여 크랭크축에 설치되는 이중 질량 플라이휠에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 일차질량과 이차질량 사이에 일차 드라이브 플레이트와 이차 드라이브 플레이트를 개입하여 비틀림 진동을 보다 효율적으로 감쇠시킬 수 있도록 한 이중 디스크 드라이브 플레이트를 이용한 이중 질량 플라이휠에 관한 것이다.

일반적으로 내연기관의 크랭크축은 주기적으로 회전력이 작용하게 되므로 비틀림 진동이 생기고 있으며, 이러한 비틀림 진동은 차량에 있어서 크랭크축의 회전수가 커지게 됨에 따라 차체의 고유진동과 공진을 일으키게 되고 특히 격심한 진동이 되면 승차감을 나쁘게 할 뿐 아니라 타이밍 기어나 크랭크축 등의 부품을 파손시키는 원인이 되고 있다.

차량에 있어 크랭크축에서 발생되는 비틀림 진동을 감쇠시키는 장치로서 플라이휠에 토셔널 바이브레이션 댐퍼(torsional vibration damper)라는 진동감쇠장치를 크랭크축 전단의 크랭크 풀리와 일체로 조합시켜서 설치하는 것과, 플라이휠을 두개의 질량으로 분할 구성한 이중 질량 플라이휠이 있다.

상기한 이중 질량 플라이휠의 구조는 플라이휠의 질량을 일차질량과 이차질량으로 구성되어 있으며, 상기 이차질량은 다이나믹 댐퍼의 역활을 수행하게 하여 구동계의 진동을 저감시키는 것이며, 상기 일차질량과 이차질량은 코일스프링으로 연결되는 구조로 구성되고 이차질량에는 클러치가 압착되는 구조로 되어 있다.

차량에 있어서의 이중 질량 플라이휠의 일차질량은 크랭크축에 고정되어 있고 이차질량은 클러치를 통해 트랜스미션의 입력축을 단속하도록 구성되어 있으며, 상기 일차질량과 이차질량은 코일스프링의 진동흡수작동에 의해 크랭크축으로부터 발생되는 비틀림 진동을 감쇠시키는 역활을 수행하게 된다.

종래 기술에서의 일차질량과 이차질량을 연결시키는 코일스프링은 도 5의 (A)(B)(C)에 도시된 바와 같이 코일스프링(100)을 원주방향으로 두개 배열한 것과, 반경방향으로 다수 배열한 것과, 원주방향으로 다수 배열한 것 등이 있다.

그러나 상기와 같은 종래 기술은 엔진의 구동으로 크랭크축의 회전하게 되며, 이에 따라 크랭축에 연결되어 있는 일차질량도 함께 회전하게 되는데, 이때 크랭크축의 토오크의 변동에 관계없이 일차질량에 설치된 코일스프링(100)이 탄력적으로 압축되면서 이차질량에 회전력을 전달시키는 구조로 되어 있기 때문에 크랭크축의 토오크 변동이 작을 때나 어느 정도 클 때에도 복수의 코일스프링(100)들이 똑같이 탄력작용으로 진동을 흡수하는 상태에서 이차질량에 회전력을 전달시키는 상태가 되므로 비틀림 진동이 효율적으로 감소되지 못하고 트랜스미션에 전달되는 현상이 나타나게 되는 것이 단점으로 지적되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술에서 나타나는 단점을 해결하고자 한 것으로, 일차질량과 이차질량 사이에 일차 드라이브 플레이트와 이차 드라이브 플레이트로 구성되는 이중 디스크 드라이브 플레이트를 개입시키는 수단으로 크랭크축에서 발생되는 비틀림 진동의 이중으로 흡수토록 하므로서 이중 질량 플라이휠에 전달되는 진동을 크게 감소시킬 수 있도록 하는데 목적이 있으며, 또한 이중 질량 플라이휠의 큰 요동각을 구현할 수 있어 이중 질량 플라이휠을 안정적으로 제어할 수 있도록 하는데 다른 목적을 두고 발명한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수단은,

일차질량과 이차질량 사이에 원주방향으로 다수의 압축스프링을 일정간격으로 배열시켜서 되는 이중 질량 플라이휠에 있어서,

상기 일차질량과 이차질량 사이에 장착되며, 상기 이차질량에 볼트로서 결합되는 볼트장착구멍이 동심원상으로 다수 형성된 원형결합부와, 상기 원형결합부의 주연에서 일정간격으로 돌출되는 돌출부가 일체로 형성되어 있는 일차 드라이브 플레이트와;

상기 일차 드라이브 플레이트의 각 돌출부에 원주방향으로 길게 형성되어 일차 압축스프링을 수용하는 일차측 수용홈과;

상기 일차질량과 그 내측커버 사이에 장착되며, 상기 일차 드라이브 플레이트의 돌출부 양측에 대설되는 링형상을 갖는 한쌍의 이차 드라이브 플레이트와;

상기 이차 드라이브 플레이트에 일정간격으로 관통하도록 형성되며, 상기 일차측 수용홈에 수용된 일차 압축스프링과 상기 일차 압축스프링 사이에 장착되는 이차 압축스프링을 수용하는 다수의 이차측 수용홈;

을 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 것이며,

또한 상기 일차 드라이브 플레이트의 돌출부에 형성된 일차측 수용홈에 수용되는 일차 압축스프링의 강성은 이차 드라이브 플레이트의 이차 압축스프링의 강성보다 약하게 구성한 것을 특징으로 하는 것이며,

또한 상기 이차 드라이브 플레이트에 형성된 다수의 이차측 수용홈에는 일차 압축스프링과 이차 압축스프링들이 교대적으로 수용되며, 상기 이차 압축스프링의 양단을 스토퍼로 지지하여서 된 것을 특징으로 하는 것이며,

또한 상기 한쌍의 이차 드라이브 플레이트는 서로 마주한 채 수개의 결합부재에 의하여 일체적으로 결합된 것을 특징으로 하는 것이다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위하여 2차질량을 분해한 상태의 내부 구조도.

도 2는 본 발명의 일차 드라이브 플레이트의 정면도.

도 3은 본 발명의 이차 드라이브 플레이트의 정면도.

도 4의 (A)(B)는 도 1의 X-O선, Y-O선 단면도.

도 5의 (A)(B)(C)는 종래 기술의 이중 질량 플라이휠의 내부 구조도들.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 이중 질량 플라이휠 2 : 일차질량

3a : 일차 압축스프링 3b : 이차 압축스프링

4 : 일차 드라이브 플레이트 5 : 이차 드라이브 플레이트

21 : 스프링 장착부 22 : 내측커버

23 : 스토퍼 41 : 볼트장착구멍

42 : 원형결합부 43 : 돌출부

44 : 일차측 수용홈 51a,51b : 이차측 수용홈

본 발명의 실시예를 첨부한 도면에 따라서 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위하여 2차질량을 분해한 상태의 내부 구조도이며, 도 2는 본 발명의 일차 드라이브 플레이트의 정면도이고, 도 3은 본 발명의 이차 드라이브 플레이트의 정면도이며, 도 4의 (A)(B)는 도 1의 X-O선, Y-O선 단면도를 도시한 것으로,

도면부호 1은 이중 질량 플라이휠을 나타내는 것으로, 상기 이중 질량 플라이휠(1)은 크랭크축에 연결되는 일차질량(2)과 트랜스미션에 연결되는 이차질량(도시 생략)으로 나누어진 상태로 구성되어 있다.

상기 일차질량(2)에는 다수의 압축스프링을 수용할 수 있도록 안쪽에서 볼 때에는 바깥쪽을 향해 오목하게 들어가고 바깥쪽에서 볼 때에는 볼록하게 튀어나온 스프링 장착부(21)가 일정간격으로 형성되어 있다.

상기 일차질량(2)에 일정간격으로 형성된 각 스프링 장착부(21)에 장착되는 다수의 압축스프링은 일차 압축스프링(3a)과 이차 압축스프링(3b)으로 구분된다.

또한 상기 일차질량(2)과 도시하지 않은 이차질량 사이에는 일차 드라이브플레이드(4)와 이차 드라이브 플레이트(5)가 장착된다.

상기 일차 드라이브 플레이트(4)는 이차질량에 볼트로 결합시키기 위한 볼트장착구멍(41)이 동심원상으로 다수 형성된 원형결합부(42)와 상기 원형결합부(42)의 주연에서 일차질량(2) 내주면을 향해 돌출되는 수개의 돌출부(43)로 구성되며, 상기 돌출부(43) 각각에는 일차 압축스프링(3a)을 수용하는 일차측 수용홈(44)이 형성되어 있다.

상기 이차 드라이브 플레이트(5)는 2장의 링형 디스크가 한쌍을 이루면서 상기 일차질량(2)과 그 내측에 장착된 내측커버(22) 사이에 일정한 간격으로 이격된 채 서로 마주하게 설치되어 있으며, 또한 상기 이차 드라이브 플레이트(5)에는 다수의 이차측 수용홈(51a)(51b)이 일정간격으로 형성되어 있는데, 상기 이차측 수용홈(51a)(51b)은 서로 교대적으로 형성되어 일차 압축스프링(3a)과 이차 압축스프링(3b)을 하나씩 건너서 교대적으로 수용할 수 있도록 구성되어 있다.

즉, 상기 이차 드라이브 플레이트(5)의 이차측 수용홈(51a)은 상기 일차 드라이브 플레이트(4)의 돌출부(43)의 일차측 수용홈(44) 양측에 위치하여 상기 일차측 수용홈(44)과 함께 일차 압축스프링(3a)을 수용하고 있으며, 다른 이차측 수용홈(51b)은 상기 일차 압축스프링(3a)들 사이에 장착되는 이차 압축스프링(3b)를 수용하도록 구성되어 있다.

또한 일차 압축스프링(3a)들 사이에 장착되는 이차 압축스프링(3a)의 양단은 스토퍼(23)가 지지하고 있다.

상기 한쌍으로 된 이차 드라이브 플레이트(5)는 리벳 등과 같은 결합부재(6)에 의하여 일체적으로 연결 결합되는 구조로 되어 있다.

한편, 상기 일차 드라이브 플레이트(4)에 장착되는 일차 압축스프링(3a)은 이차 드라이브 플레이트(5)에 장착되는 이차 압축스프링(3b)의 강성보다 약한 강성을 지니고 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

엔진의 구동으로 크랭크축이 회전하게 되면 이에 따라 이중 질량 플라이휠(1)도 같이 회전하게 됨과 동시 크랭크축으로부터 발생되는 비틀림 진동도 함께 전달받게 되는데, 이때의 비틀림 진동은 일차질량(2)으로 전달되어 이차질량으로 전달되는 과정에서 일차 및 이차 압축스프링(3a)(3b)에 의하여 흡수 감소되는 것이다.

상기와 같이 크랭크축에서 발생된 비틀림 진동이 이중 질량 플라이휠(1)에서 흡수 감소되는 작용을 설명하면 다음과 같다.

크랭크축의 토오크 변동이 발생하면 일차질량(2)에 전달되며, 이렇게 일차질량(2)에 전달된 토오크는 스프링 장착부(21)에 교대적으로 장착된 일차 및 이차 압축스프링(3a)(3b)에 전달되는 상태가 되는데, 이차 압축스프링(3b)에 비하여 일차 압축스프링(3a)의 강성이 약하므로 일차질량(2)에 전달된 토오크는 먼저 일차 압축스프링(3a)에 작용하게 되며, 이에 따라 상기 일차 압축스프링(3a)은 탄력적으로 압축되어 진동을 흡수하면서 이차 드라이브 플레이트(4)에 토오크를 전달하게 되므로서 이차질량이 회전하게 된다.

토오크의 변동으로 상기 일차 압축스프링(3a)의 탄성압축작용이 커지게 되면토오크는 이차 드라이브 플레이트(5)에 전달되며, 이에 따라 상기 이차 드라이브 플레이트(5)의 이차측 수용홈(51b)에 수용되어 있는 이차 압축스프링(3b)는 스토퍼(23)에 의하여 탄력적으로 압축되므로서 이에 따라 상기 일차질량(2)이 회전하게 되는 것이다.

상기와 같이 크랭크축의 회전력이 일차질량(2)을 거쳐서 이차질량에 전달되는 과정에서 비틀림 진동은 일차 드라이브 플레이트(4)에 장착된 일차 압축스프링(3a)에서 일차적으로 감소된 후 다시 이차 드라이브 플레이트(5)에 장착된 이차 압축스프링(3b)에서 이차적으로 감소되는 것이므로 일차질량(2)과 이차질량의 요동각을 크게 구현할 수 있게 됨과 동시 비틀림 진동을 크게 감소시킬 수 있게 되는 것이다.

상기와 같은 본 발명에 의하면 이중 질량 플라이휠의 일차질량과 이차질량 사이에 장착되는 일차 및 이차 드라이브 플레이트를 일차 및 이차 압축스프링으로 탄력지지하는 수단으로 큰 요동각을 확보할 수 있을 뿐 아니라 비틀림 진동을 크게 감소시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있으며, 일차 및 이차질량에 의한 고유진동수 회피 및 일차, 이차 압축스프링에 의하여 래틀(Rattle)진동 등의 트랜스미션에서 발생하는 진동소음을 줄일 수 있는 효과가 있으며, 또한 일차 및 이차 압축스프링의 강성을 다르게 조합하여 최적의 이력곡선(Hysteresis loop)을 구현할 수 있는 이점을 제공하는 유용한 발명이다.

Claims (4)

1. 일차질량과 이차질량 사이에 원주방향으로 다수의 압축스프링을 일정간격으로 배열시켜서 되는 이중 질량 플라이휠에 있어서,

   상기 일차질량과 이차질량 사이에 장착되며, 상기 이차질량에 볼트로서 결합되는 볼트장착구멍이 동심원상으로 다수 형성된 원형결합부와, 상기 원형결합부의 주연에서 일정간격으로 돌출되는 돌출부가 일체로 형성되어 있는 일차 드라이브 플레이트와;

   상기 일차 드라이브 플레이트의 각 돌출부에 원주방향으로 길게 형성되어 일차 압축스프링을 수용하는 일차측 수용홈과;

   상기 일차질량과 그 내측커버 사이에 장착되며, 상기 일차 드라이브 플레이트의 돌출부 양측에 대설되는 링형상을 갖는 한쌍의 이차 드라이브 플레이트와;

   상기 이차 드라이브 플레이트에 일정간격으로 관통하도록 형성되며, 상기 일차측 수용홈에 수용된 일차 압축스프링과 상기 일차 압축스프링 사이에 장착되는 이차 압축스프링을 수용하는 다수의 이차측 수용홈;

   을 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 이중 디스크 드라이브를 이용한 이중 질량 플라이휠.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 일차 드라이브 플레이트의 돌출부에 형성된 일차측 수용홈에 수용되는일차 압축스프링의 강성은 이차 드라이브 플레이트의 이차 압축스프링의 강성보다 약하게 구성한 것을 특징으로 하는 이중 디스크 드라이브를 이용한 이중 질량 플라이휠.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 이차 드라이브 플레이트에 형성된 다수의 이차측 수용홈에는 일차 압축스프링과 이차 압축스프링들이 교대적으로 수용되며, 상기 이차 압축스프링의 양단을 스토퍼로 지지하여서 된 것을 특징으로 하는 이중 디스크 드라이브를 이용한 이중 질량 플라이휠.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 한쌍의 이차 드라이브 플레이트는 서로 마주한 채 수개의 결합부재에 의하여 일체적으로 결합된 것을 특징으로 하는 이중 디스크 드라이브를 이용한 이중 질량 플라이휠.