KR101228739B1

KR101228739B1 - 내마모성이 향상된 이중질량 플라이휠

Info

Publication number: KR101228739B1
Application number: KR1020110052076A
Authority: KR
Inventors: 이호훈; 박주원
Original assignee: 주식회사평화발레오
Priority date: 2011-05-31
Filing date: 2011-05-31
Publication date: 2013-02-04
Also published as: KR20120133443A

Abstract

본 발명은 내마모성이 향상된 이중질량 플라이휠에 관한 것으로, 크랭크축 상에 장착되는 제1 질량체(3); 상기 제1 질량체(3)와 결합되도록 클러치축 상에 상대회전 가능하게 장착되는 제2 질량체(5); 및 상기 제1 질량체(3)와 상기 제2 질량체(5) 사이에 개재되어 상기 제1 질량체(3)와 상기 제2 질량체(5) 사이에 발생하는 회전진동을 감쇄시키는 감쇄수단(7);을 포함하여 이루어지는 이중질량 플라이휠(1)에 있어서, 상기 감쇄수단(7)은, 상기 제1 질량체(3)와 함께 회전하면서 구동판(13)을 통해 상기 제1 질량체(3)의 회전력을 상기 제2 질량체(5)로 전달하는 탄성부재(21); 및 상기 탄성부재(21)의 양단에 각각 끼워져 상기 제1 질량체(3)의 감쇄수단 하우징(15)을 따라 미끄럼 안내되는 한 쌍의 안내부재(23);로 구성되되, 상기 한 쌍의 안내부재(23)는 상기 감쇄수단 하우징(15)에 접촉하는 외주면(25)과 상기 탄성부재(21)가 삽입되는 내주면(27) 사이로 관통된 하나 이상의 윤활공(29)을 포함하는 것을 특징으로 하며, 따라서 일시적으로 윤활공에 충진된 윤활유의 양이 감소하는 경우 안내부재의 윤활유가 즉시 윤활공을 통해 감소분을 보충하므로 윤활성능을 안정적으로 유지할 수 있게 되며, 안내부재와 탄성부재의 상대 이동으로 인해 안내부재 내부에 발생하는 마찰도 윤활공을 통해 공급되는 윤활유에 의해 크게 완화되므로 감쇄수단 자체의 내마모 성능도 대폭 향상시킬 수 있게 된다.

Description

내마모성이 향상된 이중질량 플라이휠{Dual mass flywheel having improved wear resistance}

본 발명은 이중질량 플라이휠에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상대회전하는 제1 질량체와 제2 질량체 사이를 완충하도록 제1 질량체의 감쇄수단 하우징에 설치되는 감쇄수단의 안내부재 외벽에 윤활공을 관통 형성하고 이 윤활공을 통해 안내부재 내외주면을 윤활하여 감쇄수단의 내마모 성능을 개선한 내마모성이 향상된 이중질량 플라이휠에 관한 것이다.

일반적으로, 이중질량 플라이휠은 엔진과 변속기 사이에 회전속도차로 발생하는 진동과 소음을 흡수, 제거하기 위한 장비로서, 엔진 측으로 결합되는 제1 질량체(primary flywheel)와 변속기 측으로 결합되는 제2 질량체(secondary flywheel) 그리고 이들을 사이를 완충하는 감쇄수단으로 이루어져 제1 질량체와 제2 질량체 사이의 속도차로 인한 충격을 감쇄하면서 엔진의 회전 구동력을 변속기 쪽으로 전달하는 역할을 한다.

이와 같이, 도 1에 도면부호 101로 도시된 이중질량 플라이휠은 제1 질량체(103)와 제2 질량체 사이에 완충을 위해 감쇄수단(107)이 설치되는 바, 이 감쇄수단(107)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 질량체(103)의 테두리 부분에 원주방향으로 열을 지어 복수개가 설치되며, 제1 질량체(103)와 이 제1 질량체(103)에 대해 상대회전하는 제2 질량체의 구동판(113) 사이에서 압축과 복원을 반복함으로써 제1 질량체(103)에서 제2 질량체로 또는 그 반대로 전달되는 충격을 완화한다.

이에 따라, 스프링(121)과 이 스프링(121) 양단에 끼워지는 스토퍼가이드(123)로 이루어지는 감쇄수단(107)은 제1 질량체(103)와 제2 질량체 사이에서 지속적으로 접촉과 충돌을 반복하게 되는 바, 이러한 충격이 있을 때마다 제1 질량체(103) 테두리 부분의 감쇄수단 하우징(115)을 따라 정역회전 방향으로 이동함에 따라 스토퍼가이드(123)의 외주면이 감쇄수단 하우징(115)의 내주면과 마찰을 일으키게 된다.

이에, 종래의 감쇄수단(107)은 도 2에 도시된 바와 같이, 스토퍼가이드(123)의 외주면에 윤활홈(129)을 오목하게 형성하고, 이 윤활홈(129)과 감쇄수단 하우징(115) 사이에 발생하는 충진공간에 그리스와 같은 점성 윤활유가 충진되도록 함으로써 감쇄수단(107)과 감쇄수단 하우징(115) 사이의 윤활성능을 높이고자 하였다.

그러나, 감쇄수단(107)이 제1 질량체(103)와 제2 질량체 사이에서 지속적으로 접촉과 충돌을 반복하는 동안 감쇄수단(107) 자체도 스프링(121)과 스토퍼가이드(123)가 상대 이동을 함에 따라 스프링(121)과 스토퍼가이드(123) 내주면 사이에도 마찰이 발생하는 바, 도 2와 같이 스토퍼가이드(123)의 외주면만이 윤활홈(129)에 의해 윤활될 경우 스토퍼가이드(123) 내부에 발생하는 마찰에 대해서는 효과적인 윤활이 이루어지지 않으므로, 스토퍼가이드(123)는 스프링(121)과의 마찰로 인해 내마모 성능이 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 윤활홈(129)에 잔류하는 윤활유의 양이 충분하지 않거나 거의 없는 경우에도 스프링(121)과 스토퍼가이드(123) 사이에 즉, 스토퍼가이드(123) 내부에 충진되어 있는 윤활유가 윤활홈(129)으로 또는 스토퍼가이드(123)의 외주면으로 원활하게 이동하지 못하므로, 감쇄수단(107) 동작 시 국부적인 윤활 부족이 발생할 수 있는 문제점도 있었다.

본 발명은 위와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 제1 질량체의 감쇄수단 하우징과 감쇄수단의 안내부재 사이에 일시적으로 국부적인 윤활유 부족이 발생하더라도 이를 신속히 해소할 수 있도록 함으로써, 감쇄수단의 윤활성능을 일층 향상시키고자 하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 감쇄수단 하우징을 따라 이동하는 동안 안내부재와 탄성부재로 이루어진 감쇄수단이 자체 내의 상대 이동으로 인해 발생하는 마찰을 효과적으로 감소시켜 감쇄수단 즉, 안내부재와 탄성부재의 내마모 성능을 향상시키고자 하는 데 또 다른 목적이 있다.

위와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 크랭크축 상에 장착되는 제1 질량체; 상기 제1 질량체와 결합되도록 클러치축 상에 상대회전 가능하게 장착되는 제2 질량체; 및 상기 제1 질량체와 상기 제2 질량체 사이에 개재되어 상기 제1 질량체와 상기 제2 질량체 사이에 발생하는 회전진동을 감쇄시키는 감쇄수단;을 포함하여 이루어지는 이중질량 플라이휠에 있어서, 상기 감쇄수단은, 상기 제1 질량체와 함께 회전하면서 구동판을 통해 상기 제1 질량체의 회전력을 상기 제2 질량체로 전달하는 탄성부재; 및 상기 탄성부재의 양단에 각각 끼워져 상기 제1 질량체의 감쇄수단 하우징을 따라 미끄럼 안내되는 한 쌍의 안내부재;로 구성되되, 상기 한 쌍의 안내부재는 상기 감쇄수단 하우징에 접촉하는 외주면과 상기 탄성부재가 삽입되는 내주면 사이로 관통된 하나 이상의 윤활공을 포함하는 내마모성이 향상된 이중질량 플라이휠을 제공한다.

또한, 상기 윤활공은 상기 외주면 상의 직경이 상기 내주면 상의 직경보다 더 커지도록 확대되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 윤활공은 상기 내주면으로부터 상기 외주면을 향하여 동일한 직경을 유지하는 등직경부와, 상기 등직경부 내측단에서 상기 외주면을 향하여 직경이 점차 확대되는 테이퍼부로 이루어지는 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명의 내마모성이 향상된 이중질량 플라이휠에 의하면, 제1 질량체의 감쇄수단 하우징을 따라 정역방향으로 회동하는 감쇄수단의 안내부재 측벽에 윤활공이 관통되어 있으므로, 윤활공에 충진된 윤활유에 의해 안내부재와 감쇄수단 하우징의 접촉면을 윤활할 수 있을 뿐 아니라, 일시적으로 윤활공에 충진된 윤활유의 양이 감소하는 경우 안내부재 내부에 잔류하는 윤활유가 즉시 윤활공을 통해 감소분을 보충할 수 있으므로, 국부적인 윤활유 부족없이 윤활성능을 안정적으로 유지할 수 있게 된다.

또한, 감쇄수단 하우징을 따라 정역방향으로 회동하는 동안 안내부재와 탄성부재의 상대 이동으로 인해 안내부재 내부에 발생하는 마찰도 윤활공을 통해 공급되는 윤활유에 의해 크게 완화되므로, 감쇄수단 자체의 내마모 성능도 대폭 향상시킬 수 있게 된다.

도 1은 종래의 이중질량 플라이휠을 도시한 횡단 평면도.
도 2는 도 1에 도시된 감쇄수단의 부분 종단면도.
도 3은 본 발명에 따른 이중질량 플라이휠의 횡단 평면도.
도 4는 도 3의 종단 정면도.
도 5는 도 3에 도시된 감쇄수단의 안내부재를 도시한 정면도.
도 6은 도 5에 도시된 안내부재의 평면도.
도 7은 도 5에 도시된 안내부재의 다른 실시예를 도시한 평면도.

이하, 본 발명의 일실시예에 따른 내마모성이 향상된 이중질량 플라이휠을 첨부도면을 참조하여 설명한다.

본 발명의 이중질량 플라이휠은 일반적인 이중질량 플라이휠과 마찬가지로 엔진의 크랭크축과 변속기 클러치축 사이에 설치되어 크랭크축과 클러치축 사이의 회전 속도차로 인한 비틀림 진동을 감쇄하도록 되어 있는 바, 도 3 및 도 4에 도면부호 1로 도시된 바와 같이, 크게 제1 질량체(3), 제2 질량체(5), 및 감쇄수단(7)으로 이루어진다.

여기에서, 먼저 상기 제1 질량체(3)는 크랭크축 또는 엔진에 관성 모멘트를 제공하는 부분으로, 차량 엔진의 회전에 그대로 동기하여 회전하도록 크랭크축 말단에 장착되는 바, 도 4에 도시된 것처럼 제2 질량체(5)를 향한 면의 반경방향 외측 즉, 테두리 부분에 감쇄수단 하우징(15)이 원주방향으로 배열됨으로써 복수의 감쇄수단(7)을 수용하도록 되어 있다.

상기 제2 질량체(5)는 엔진의 회전 구동력을 클러치로 전달하는 부분으로, 제1 질량체(3)에 상대 회전 가능하게 결합되도록 차량 변속기의 클러치축 상에 부싱(11) 등을 통해 회전 자유롭게 장착되는 바, 도 3에 도시된 것처럼 구동판(13)이 볼트 등에 의해 제1 질량체(3)를 향한 면에 동축 상으로 체결된다. 따라서 구동판(13)은 반경방향으로 돌출된 플랜지(17)가 회전방향 상으로 앞뒤에 배치된 감쇄수단(7)에 대해 접촉과 분리를 반복함으로써, 감쇄수단(7)은 엔진과 변속기의 회전속도 차로 인해 제1 질량체(3)와 제2 질량체(5) 사이에 발생하는 회전진동을 감쇄시킨다.

상기 감쇄수단(7)은 위에서 언급한 바와 같이 제1 질량체(3)와 제2 질량체(5) 사이에 발생하는 회전진동을 감쇄시키는 수단으로서, 도 4에 도시된 것처럼 제1 질량체(3)와 제2 질량체(5) 사이에 개재되는 바, 정방향이든 역방향이든 제1 질량체(3)에 대해 제2 질량체(5)가 상대 회전을 일으킨 때 그에 따른 충격 또는 진동을 완충 또는 감쇄하도록 되어 있다.

이를 위해 감쇄수단(7)은 다시 통상적으로 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 탄성 반발력을 발생시키는 탄성부재(21)와 이 탄성부재(21)의 양단을 지지하는 한 쌍의 안내부재(23)로 구성된다. 여기에서, 상기 탄성부재(21)는 도 3에 도시된 것처럼, 코일 스프링이 적용되는 것이 바람직한 바, 코일 스프링의 경우 형태나 크기 또는 재질이나 배치 등에 다양한 변화를 줄 수 있다. 한편, 상기 한 쌍의 안내부재(23)는 도 3 및 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 탄성부재(21)가 제1 질량체(3)의 감쇄수단 하우징(15)을 따라 안정적으로 장착되도록 탄성부재(21)를 지지, 안내하는 수단으로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 각각의 탄성부재 즉, 반동 스프링(21)의 양단에 각각 끼워져 상기 제1 질량체(3)의 감쇄수단 하우징(15)의 내외주면에 직접 접촉함으로써 반동 스프링(21)을 감쇄수단 하우징(15)을 따라 미끄럼 안내하도록 되어 있다.

이때, 상기 한 쌍의 안내부재(23)는 도 3 및 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 단면 ㄷ자 형태의 한 쪽으로 개방된 원통 형태로 되어 있는 바, 제1 질량체(3)의 감쇄수단 하우징(15)의 내외주면에 접촉하여 미끄럼 이동하기 원활한 내외주면 형상을 가지며, 이웃한 안내부재와 또는 구동판(13)의 플랜지(17)와 접촉하여 상호 간에 또는 플랜지(17)에 대해 원활하게 탄성력을 전달할 수 있도록 밀착될 수 있는 끝면 형상을 가진다.

또한, 각각의 안내부재(23)는 도시된 것처럼, 감쇄수단 하우징(15) 내주면에 접촉하는 외주면(25)과 탄성부재(21)가 삽입되어 접촉되는 내주면(27) 사이로 하나 이상의 윤활공(29)이 관통, 형성되는 바, 이 윤활공(29)에 그리스와 같은 윤활유(L)가 상시 충진됨으로써 감쇄수단 하우징(15)와 안내부재(23) 사이의 즉, 제1 질량체(3)와 감쇄수단(7) 사이의 접촉이 원활하게 유지된다.

특히, 윤활공(29)은 도 5에 도시된 바와 같이, 외주면(25) 상의 직경이 내주면(27) 상의 직경보다 더 커지도록 안내부재(23)의 안쪽에서 바깥쪽으로 확대 형성되는 것이 바람직한 바, 이는 외주면(25) 상의 윤활공(29)은 직경이 상대적으로 길어도 감쇄수단 하우징(15) 내주면에 밀착되므로 내부에 충진된 윤활유(L)가 급격하게 밖으로 흘러나오지 않고, 오히려 직경이 길수록 적절한 양의 윤활유(L)가 배출되어 접촉면의 윤활 상태를 원활하게 유지할 수 있으며, 반대로 내주면(27) 상의 윤활공(29)은 탄성부재(21)와 줄곧 접촉 상태를 유지하지 못하기 때문에 안내부재(23) 내부로 흘러나오는 데 큰 방해를 받지 않으므로 상대적으로 직경을 축소하여 충진된 윤활유(L)가 쉽게 배출 안내부재(23) 안으로 흘러나오지 않게 하는 것이 바람직하다.

아울러, 윤활공(29)은 안내부재(23)의 폭이나 길이를 고려하여 도 6에 도시된 바와 같이 앞뒤로 하나씩 두 개를 한 그룹으로 하여, 또는 도 7에 도시된 바와 같이 2×2로 배열된 네 개를 한 그룹으로 하여 측벽에 형성할 수 있다.

더욱이, 윤활공(29)은 도 5에 도시된 바와 같이, 직경이 동일한 등직경부(31)와 안내부재(23) 안쪽에서 바깥쪽으로 점차 확대되는 테이퍼부(33)의 2중 구조로 형성될 수 있는 바, 이와 같이 윤활공(29)이 안내부재(23)의 안쪽으로 좁아지는 깔대기 형태로 형성되면, 등직경부(31)로 인해 소직경부 즉, 축경부의 길이가 일정 이상 길게 유지되므로, 안내부재(23) 안으로 배출되지 않고 충진 상태를 유지하는 윤활유(L)양이 테이퍼부(33)와 같이 노즐 형태로만 형성된 경우보다 윤활유(L) 충진 유지성능이 향상되는 한편, 반대로 안내부재(23) 밖으로 배출되는 윤활유(L)의 양도 등직경부(31)로 인해 줄어든 부피만큼 적어지므로, 윤활유(L)가 안내부재(23) 밖으로 급격하게 방출되는 것도 방지할 수 있게 된다.

이제, 위와 같이 구성되는 본 발명에 따른 내마모성이 향상된 이중질량 플라이휠의 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 이중질량 플라이휠(1)은 통상의 이중질량 플라이휠과 마찬가지로 엔진 폭발 시 엔진의 구동력이 크랭크축을 통해 직접적으로 전달되는 제1 질량체(3)의 회전속도가 상대적으로 제2 질량체(5)의 회전속도보다 빨라지게 되며, 이에 따라, 제1 질량체(3)는 빨라진 속도만큼의 힘으로 감쇄수단(7)을 통해 구동판(13)의 플랜지(17)를 가압하게 되고, 따라서 제2 질량체(5)도 부싱(11) 위를 더 빠른 속도로 회전하게 된다. 이때, 제1 질량체(3)의 회전력을 제2 질량체(5)로 전달하는 감쇄수단(7)은 제1 질량체(3)로부터 전해진 충격 또는 진동을 제2 질량체(5)로 전달하기 전에 자체의 탄력에 의해 감쇄시키므로, 원활한 가속을 가능하게 한다. 반대로, 압축 행정 시에는 떨어진 구동력만큼 제1 질량체(3)의 회전속도가 제2 질량체(5)에 비해 상대적으로 느려지므로, 제1 질량체(3)는 거꾸로 감쇄수단(7)을 통해 제2 질량체(5)의 힘을 받게 되나, 이때도 마찬가지로 제2 질량체(5)의 충격력이 감쇄수단(7)에 의해 감쇄되기 때문에 감속이 부드럽게 이루어진다.

이와 같이, 엔진의 운전이 계속되는 동안 감쇄수단(7)은 제1 질량체(3)의 감쇄수단 하우징(15) 내에서 지속적으로 반복되는 압축력을 받게 되는 바, 압축력이 작용할 때마다 그 방향으로 감쇄수단 하우징(15)을 따라 이동하게 된다.

이때, 감쇄수단 하우징(15)에 미끄럼 접촉되는 감쇄수단(7)의 안내부재(23) 외주면(25)은 윤활공(29)에서 유출되는 윤활유(L)에 의해 하우징(15) 내주면과의 접촉 윤활이 원활하게 이루어진다.

뿐만 아니라, 윤활공(29)에 충진된 윤활유(L)는 외주면(25) 쪽으로 배출되는 양에 비하면 적은 양이지만 안내부재(23)의 내주면(27) 쪽으로도 일부 배출되어 안내부재(23)와 탄성부재(21) 사이에 발생할 수 있는 마찰도 효과적으로 감소시킬 수 있게 된다.

또한, 윤활공(29)을 통해서도 안내부재(23) 안팎의 윤활유(L)가 유체 연결되는 바, 안내부재(23) 밖의 즉, 감쇄수단 하우징(15)과의 사이의 윤활유 양이 많아지면 윤활공(29)을 통해 안내부재(23) 밖의 윤활유가 안내부재(23) 안으로 유입되고, 반대로 안내부재(23) 안의 즉, 안내부재(23)와 탄성부재(21) 사이의 윤활유 양이 많아지면 윤활공(29)을 통해 안내부재(23) 안의 윤활유가 안내부재(23) 밖으로 유출되므로, 안내부재(23) 안팎의 윤활유 충진 분포 또한 비교적 균일하게 유지될 수 있게 된다.

1 : 이중질량 플라이휠 3 : 제1 질량체
5 : 제2 질량체 7 : 감쇄수단
11 : 부싱 13 : 구동판
15 : 감쇄수단 하우징 17 : 플랜지
21 : 탄성부재(반동 스프링) 23 : 안내부재
25 : 안내부재 외주면 27 : 안내부재 내주면
29 : 윤활공 31 : 윤활공 등직경부
33 : 윤활공 테이퍼부

Claims

크랭크축 상에 장착되는 제1 질량체;
상기 제1 질량체와 결합되도록 클러치축 상에 상대회전 가능하게 장착되는 제2 질량체; 및
상기 제1 질량체와 상기 제2 질량체 사이에 개재되어 상기 제1 질량체와 상기 제2 질량체 사이에 발생하는 회전진동을 감쇄시키는 감쇄수단;을 포함하여 이루어지는 이중질량 플라이휠에 있어서,
상기 감쇄수단(7)은,
상기 제1 질량체와 함께 회전하면서 구동판을 통해 상기 제1 질량체의 회전력을 상기 제2 질량체로 전달하는 탄성부재(21); 및
상기 탄성부재의 양단에 각각 끼워져 상기 제1 질량체의 감쇄수단 하우징을 따라 미끄럼 안내되는 한 쌍의 안내부재(23);로 구성되되,
상기 한 쌍의 안내부재(23)는 상기 감쇄수단 하우징에 접촉하는 외주면(25)과 상기 탄성부재가 삽입되는 내주면(27) 사이로 관통된 하나 이상의 윤활공(29)을 포함하는 것을 특징으로 하는 내마모성이 향상된 이중질량 플라이휠.
제1 항에 있어서,
상기 윤활공(29)은 상기 외주면(25) 상의 직경이 상기 내주면(27) 상의 직경보다 더 커지도록 확대되어 있는 것을 특징으로 하는 내마모성이 향상된 이중질량 플라이휠.
제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 윤활공(29)은 상기 내주면(27)으로부터 상기 외주면(25)을 향하여 동일한 직경을 유지하는 등직경부(31)와, 상기 등직경부 내측단에서 상기 외주면(25)을 향하여 직경이 점차 확대되는 테이퍼부(33)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 내마모성이 향상된 이중질량 플라이휠.