KR101220354B1 - 관성 가변형 플라이휠 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라이휠의 회전속도에 따라서 링크작동에 의해 그 위치가 가변되는 매스를 적용하여 주행속도에 연동하여 관성 모멘트를 가변함으로써 엔진의 응답성을 향상시키는 관성 가변형 플라이휠을 제공한다.

플라이휠, 디스크, 매스, 허브, 연결링크, 원심링크, 힌지 브라켓

Description

관성 가변형 플라이휠{Flywheel}

도 1은 종래 기술에 따른 플라이휠의 단면도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 관성 가변형 플라이휠의 사시도이다.

도 3은 도 2의 A부분의 분해 사시도이다.

도 4는 도 2의 B부분의 확대 사시도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 관성 가변형 플라이휠의 가속 시, 작동 상태도이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 관성 가변형 플라이휠의 고속 시, 작동 상태도이다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 관성 가변형 플라이휠의 감속 시, 작동 상태도이다.

본 발명은 관성 가변형 플라이휠에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 플라이휠의 회전속도에 따라서 링크작동에 의해 그 위치가 가변되는 매스를 이용하여 주행속도에 연동하여 관성 모멘트를 최적화시키는 관성 가변형 플라이휠에 관한 것이 다.

일반적으로 플라이휠은 크랭크샤프트의 단부에 장착된 상태로 크랭크샤프트의 토크 변동에 따라 그 비틀림 진동을 흡수하는 것으로 엔진과 변속기 사이에서 엔진의 회전 변동을 흡수하여 동력전달계통의 진동을 억제하게 된다.

종래 플라이휠(100)의 구성은, 도 1에서 도시한 바와 같이, 크랭크샤프트(101)의 단부에 장착되는 플라이휠 플레이트(103)와, 상기 플라이휠 플레이트(103)와 크랭크샤프트(101) 사이에 장착되는 플렉시블 플레이트(105)와, 상기 플렉시블 플레이트(105)의 외측 단면에 장착되는 플라이휠 매스(107)로 구성된다.

이와 같이 구성되는 플라이휠(100)은 엔진의 동력이 크랭크샤프트(101)를 통하여 플라이휠 플레이트(103)와 플렉시블 플레이트(105)에 전달된다.

그러면, 플렉시블 플레이트(105)에 장착된 플라이휠 매스(107)도 함께 회전하여 플라이휠(100)이 회전관성을 갖게 된다.

그러나 상기와 같은 종래의 플라이휠(100)은 회전 시에 과도한 관성 모멘트가 작용되어 주행 부하를 증가시키는 문제가 있고, 이러한 주행 부하를 줄이기 위하여 플라이휠(100)의 질량을 작게 하는 경우에는 플라이휠(100)의 기능을 수행할 수 있는 관성 모멘트를 충분히 얻을 수 없는 등의 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 플라이휠의 회전속도에 따라서 링크작동에 의해 그 위치가 가변되는 매스를 적용하여 주행속도에 연동하여 관성 모멘트를 가변함으로써 엔진 의 응답성을 향상시키는 관성 가변형 플라이휠을 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 관성 가변형 플라이휠은, 원판형상으로 형성되어 그 중앙이 크랭크샤프트의 단부에 장착되고, 단면상의 가장자리를 따라서는 일정간격으로 다수개의 결합홀을 형성하며, 그 회전중심에는 단부에 스톱퍼가 형성된 허브 가이더가 일체로 구성되는 디스크; 상기 허브 가이더에 슬라이드 가능하게 끼워지며, 그 외주면을 따라서는 다수개의 고정 힌지고리가 형성되는 허브; 상기 허브 가이더에 끼워진 상태로, 상기 허브에 복원력을 제공하는 복원 스프링; 상기 디스크의 각 결합홀에 일단이 힌지 결합되고, 일측에는 끼움홀이 형성되며, 타단에는 단차진 연결단을 형성하며, 상기 연결단의 내측으로는 끼움홈을 형성하는 원심링크; 상기 각 원심링크의 연결단에 단차진 연장단을 통하여 힌지 연결되며, 상기 연장단의 내측으로는 끼움홈이 형성되는 매스; 상기 각 매스의 연장단과 원심링크의 연결단의 힌지부에 끼워진 상태로, 일단이 연결단의 끼움홈에 끼워지고, 타단은 연장단의 끼움홈에 끼워지는 힌지 스프링; 상기 각 원심링크의 끼움홀에 회전 가능하게 끼워지며, 선단에 일정간격 이격된 2개의 회전 힌지고리가 형성되는 힌지 브라켓; 상기 허브의 각 고정 힌지고리에 일단이 힌지 연결되고, 타단은 상기 각 힌지 브라켓의 회전 힌지고리에 힌지 결합되는 연결링크를 포함한다.

상기 디스크 상의 각 결합홀은 그 원주방향을 따라 가장자리 면에 90°간격으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 복원 스프링은 상기 허브 가이더에 끼워진 상태로, 일단이 상기 허브에 지지되고, 그 타단은 상기 디스크에 지지되는 코일 스프링으로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 힌지 스프링은 토션 스프링으로 이루어지는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 관성 가변형 플라이휠의 사시도이며, 도 3은 도 2의 A부분의 분해 사시도이고, 도 4는 도 2의 B부분의 확대 사시도이다.

본 발명의 실시예에 따른 관성 가변형 플라이휠(1)은, 도 2에서 도시한 바와 같이, 크랭크샤프트(미도시)의 단부에 디스크(3)가 그 회전중심을 통하여 장착된다.

상기 디스크(3)는, 도 3에서 도시한 바와 같이, 원판형상으로 형성되고, 그 단면상의 가장자리를 따라서는 일정간격으로 4개의 결합홀(5)이 형성되고, 그 회전중심에는 단부에 스톱퍼(7)가 형성된 허브 가이더(9)가 일체로 구성된다.

여기서, 상기 디스크(3) 상의 각 결합홀(5)은 그 원주방향을 따라 가장자리 면에 90°간격으로 형성된다.

상기 허브 가이더(9)에는 슬라이드 가능하도록 허브(11)가 구성된다.

상기 허브(11)는 그 외주면을 따라서 한 쌍의 고정 힌지고리(13) 4개가 90°각으로 형성된다.

상기 디스크(3)의 허브 가이더(9)에는 복원 스프링(15)이 끼워져 상기 허브(11)에 복원력을 제공한다.

이러한 복원 스프링(15)은 상기 허브 가이더(9)에 끼워진 상태로, 그 일단이 상기 허브(11)에 지지되고, 그 타단은 상기 디스크(3)에 지지되는 코일 스프링으로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 디스크(3)의 4개의 결합홀(5)에는 각각 원심링크(17)가 장착된다.

상기 원심링크(17)는 그 일단에 상기 디스크(3)의 결합홀(5)에 제1힌지볼트(29)를 통하여 힌지 결합되도록 장착홀(19)이 형성되며, 그 일측에는 끼움홀(21)이 형성되며, 그 타단에는 단차진 연결단(23)이 형성되어 그 중앙에 연결홀(25)이 형성되고, 상기 연결단(25)의 내측으로는 끼움홈(27)이 형성된다.

그리고 상기 원심링크(17)의 연결홀(25)에는 매스(31)가 장착된다.

상기 매스(31)는 각 원심링크(17)의 연결단(23)에 대응하여 단차진 연장단(33)이 형성되어 그 중앙에 연결홀(35)이 형성되며, 상기 연장단(33)의 내측으로는 끼움홈(37)이 형성된다.

이러한 매스(31)는 그 연결홀(35)과 상기 원심링크(17)의 연결홀(25)을 대응시켜 제2힌지볼트(39)를 통하여 힌지 체결된다.

상기 각 매스(31)의 연장단(33)과 원심링크(17)의 연결단(23)의 힌지부에는, 도4에서 도시한 바와 같이, 힌지 스프링(41)이 설치되는데, 상기 힌지 스프링(41)은 그 일단이 상기 원심링크(17)의 끼움홈(27)에 끼워지고, 그 타단은 상기 매스(31)의 끼움홈(37)에 끼워진다.

여기서, 상기 힌지 스프링(41)은 토션 스프링으로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 각 원심링크(17)의 끼움홀(21)에는 힌지 브라켓(43)이 회전 가능하게 장착된다.

상기 힌지 브라켓(43)은 그 선단에 한 쌍의 회전 힌지고리(45)가 일체로 형성된다.

상기 힌지 브라켓(43)의 회전 힌지고리(45)와 상기 허브(11)의 고정 힌지고리(13) 사이에는 제3힌지볼트(49)를 통하여 연결링크(47)의 양단이 각각 힌지 체결된다.

이와 같이 구성되는 관성 가변형 플라이휠(1)의 작동은, 도 2에서 도시한 바와 같이, 저속 회전 시, 상기 복원 스프링(15)의 탄성력이 상기 디스크(3)의 회전에 따른 원심력보다 크게 작용하여 상기 허브(11)는 허브 가이더(9) 상의 스톱퍼(7)에 지지된 상태를 유지하면서 회전하게 된다.

그러면, 상기 연결링크(47)와 연결된 원심링크(17)는 제1힌지볼트(29)를 회전중심으로 하여 그 단부가 디스크(3)의 회전중심에 가깝도록 위치되며, 이때, 상기 힌지 스프링(41)도 그 탄성력이 상기 매스(31)가 갖는 관성력보다 크게 작용하여 상기 원심링크(17)와 매스(31)가 일직선상으로 펴진 상태로 작동시키게 된다.

이에 따라 상기 매스(31)는 상기 디스크(3)의 회전 중심으로부터 가까이에 위치하여 작은 반경을 가지고 회전함으로써, 디스크(3)에는 관성 모멘트가 작게 작용하게 된다.

그 다음, 가속 시에는, 도 5에서 도시한 바와 같이, 상기 복원 스프링(15)의 탄성력보다 상기 디스크(3)의 회전에 따른 원심력이 점점 커지게 되어 상기 허 브(11)는 허브 가이더(9)를 따라 상기 디스크(3) 중심측으로 이동하면서 회전하게 된다.

그러면, 상기 연결링크(47)와 연결된 원심링크(17)는 제1힌지볼트(29)를 회전중심으로 하여 그 단부가 디스크(3)의 회전중심으로부터 점점 멀어지게 된다.

이때, 상기 힌지 스프링(41)은 그 탄성력이 상기 매스(31)가 갖는 관성력보다 작아지게 되어 상기 원심링크(17)에 대하여 매스(31)가 디스크(3)의 회전중심 방향으로 힌지 작동하여 접혀지게 된다.

이에 따라 상기 매스(31)는 가속이 완료될 때까지 상기 디스크(3)의 회전중심에 최대한 가까운 위치를 유지하여 그 관성 모멘트를 줄여줌으로써, 가속성능을 향상시키게 된다.

이와 같이 가속이 완료된 이후의 고속 회전 시에는, 도 6에서 도시한 바와 같이, 상기 매스(31)가 관성력을 회복하여 상기 힌지 스프링(41)의 탄성력에 의해 상기 원심링크(17)와 매스(31)가 일직선상으로 펴진 상태로 작동시키게 된다.

이에 따라 상기 매스(31)는 상기 디스크(3)의 회전 중심으로부터 멀리 위치되어 디스크(3)에 작용하는 관성 모멘트가 증가되도록 한다.

반대로, 상기한 바와 같이 고속 회전 중, 감속 시에는, 도 7에서 도시한 바와 같이, 상기 복원 스프링(15)의 탄성력이 상기 디스크(3)의 회전에 따른 원심력보다 점점 커지게 되어 상기 허브(11)는 허브 가이더(9)를 따라 스톱퍼(7) 측으로 이동하면서 회전하게 된다.

그러면, 상기 연결링크(47)와 연결된 원심링크(17)는 제1힌지볼트(29)를 회 전중심으로 하여 그 단부가 디스크(3)의 회전중심으로부터 점점 가까워지게 된다.

이때, 상기 힌지 스프링(41)은 그 탄성력이 상기 매스(31)가 갖는 고속 회전 시의 관성력보다 작아지게 되어 상기 원심링크(17)에 대하여 매스(31)가 디스크(3)의 회전중심으로부터 멀어지는 바깥쪽으로 힌지 작동하게 된다.

이에 따라 상기 매스(31)는 감속이 완료될 때까지 상기 디스크(3)의 회전중심에 최대한 먼 위치를 유지하여 그 관성 모멘트를 크게 해줌으로써, 감속성능을 향상시키게 된다.

따라서, 본 실시예의 관성 가변형 플라이휠(1)을 적용하면, 디스크(3)의 회전 속도에 따라서 링크작동이 이루어져 상기 매스(31)의 위치가 가변됨으로써, 주행속도에 연동하여 관성 모멘트를 가변할 수 있게 되어 엔진의 응답성이 향상된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 관성 가변형 플라이휠에 의하면, 차량의 고속 및 저속 주행 시에 따른 플라이휠의 회전속도에 따라서 링크작동에 의해 매스의 위치가 가변되어 주행속도에 연동하여 관성 모멘트를 가변할 수 있도록 함으로써, 감속 및 가속 시의 필요한 관성 모멘트를 충분히 얻을 수 있어, 감속 및 가속 성능을 향상시키며, 동시에 엔진 응답성을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 원판형상으로 형성되어 중앙이 크랭크샤프트의 단부에 장착되고, 단면상의 가장자리를 따라서는 일정간격으로 다수개의 결합홀을 형성하며, 회전중심에는 단부에 스톱퍼가 형성된 허브 가이더가 일체로 구성되는 디스크;

   상기 허브 가이더에 슬라이드 가능하게 끼워지며, 외주면을 따라서는 다수개의 고정 힌지고리가 형성되는 허브;

   상기 허브 가이더에 끼워진 상태로, 상기 허브에 복원력을 제공하는 복원 스프링;

   상기 디스크의 각 결합홀에 일단이 힌지 결합되고, 일측에는 끼움홀이 형성되며, 타단에는 단차진 연결단을 형성하며, 상기 연결단의 내측으로는 끼움홈을 형성하는 다수개의 원심링크;

   상기 각 원심링크의 연결단에 단차진 연장단을 통하여 힌지 연결되며, 상기 연장단의 내측으로는 끼움홈이 형성되는 다수개의 매스;

   상기 각 매스의 연장단과 원심링크의 연결단의 힌지부에 끼워진 상태로, 일단이 연결단의 끼움홈에 끼워지고, 타단은 연장단의 끼움홈에 끼워지는 힌지 스프링;

   상기 각 원심링크의 끼움홀에 회전 가능하게 끼워지며, 선단에 일정간격 이격된 2개의 회전 힌지고리가 형성되는 다수개의 힌지 브라켓;

   상기 허브의 각 고정 힌지고리에 일단이 힌지 연결되고, 타단은 상기 각 힌지 브라켓의 회전 힌지고리에 힌지 결합되는 연결링크를 포함하는 것을 특징으로 하는 관성 가변형 플라이휠.
2. 제1항에 있어서,

   상기 디스크 상의 각 결합홀은 원주방향을 따라 가장자리 면에 90°간격으로 형성되는 것을 특징으로 하는 관성 가변형 플라이휠.
3. 제1항에 있어서,

   상기 복원 스프링은 상기 허브 가이더에 끼워진 상태로, 일단이 상기 허브에 지지되고, 타단은 상기 디스크에 지지되는 코일 스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 관성 가변형 플라이휠.
4. 제1항에 있어서,

   상기 힌지 스프링은 토션 스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 관성 가변형 플라이휠.

Images