KR101338080B1

KR101338080B1 - 엔진 플라이휠의 관성 증대 장치

Info

Publication number: KR101338080B1
Application number: KR1020120030890A
Authority: KR
Inventors: 황재웅; 진용욱; 오완수
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2012-03-27
Filing date: 2012-03-27
Publication date: 2013-12-09
Also published as: KR20130109296A; CN103363019A; US8919317B2; CN103363019B; US20130255618A1; DE102012111263A1

Abstract

본 발명은 비교적 적은 부피와 작은 중량을 차지하면서도, 엔진 플라이휠의 관성력을 크게 증대시킬 수 있도록 함과 아울러, 크랭크샤프트와 플라이휠 사이의 강성을 조절할 수 있도록 함으로써, 엔진의 크랭크샤프트에서 발생하는 회전진동은 물론 차량 구동계의 NVH성능을 크게 향상시킬 수 있도록 하여, 정숙하고 안정된 차량의 운전성 및 승차감을 확보할 수 있도록 한다.

Description

엔진 플라이휠의 관성 증대 장치{INERTIA INCREMENTAL APPARATUS FOR FLYWHEEL OF ENGINE}

본 발명은 엔진 플라이휠의 관성을 증대시켜 엔진의 정숙성을 향상시키도록 하는 기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 플라이휠의 관성뿐만 아니라 강성의 변화를 통하여 엔진 및 차량 구동계의 NVH특성을 개선하도록 하는 기술에 관한 것이다.

엔진은 폭발행정에서 발생되는 동력으로 크랭크샤프트를 회전시키며, 상기와 같은 폭발행정은 연속적이지 않으므로, 불연속적인 동력행정에 의해 상기 크랭크샤프트에서는 비틀림 진동이 발생하게 되며, 이와 같은 회전 진동은 연속적인 차량의 구동에 바람직하지 못하므로, 상기 크랭크샤프트에는 비교적 큰 회전관성을 제공하는 플라이휠을 장착하여, 엔진의 작동 등에 따라 초래되는 회전진동을 완화 내지는 저감시키도록 한다.

따라서, 회전진동 및 차량 구동계의 NVH 측면에서만 보면 상기 플라이휠의 관성력이 클수록 유리하고, 플라이휠의 관성력은 그 중량과 부피에 따라 증가하는 경향이 있므로, 플라이휠의 크기와 중량을 가급적 증가시켜야 하겠지만, 차량의 중량과 연비의 관계 및 탑재성 등을 고려하면 플라이휠의 중량과 부피를 증가시켜서 관성을 증대시키는 것에는 한계가 있다.

한편, 크랭크샤프트와 플라이휠 사이의 강성은 종래 크랭크샤프트와 플라이휠의 재질과 치수 등에 의해 결과적으로 결정되고, 상기 크랭크샤프트와 플라이휠의 재질 및 치수는 주로 강도나 중량 및 부피 등을 고려하여 결정되는 것이므로, 종래 크랭크샤프트와 플라이휠 사이의 강성을 NVH특성을 위하여 조절하는 것은 거의 불가능한 실정이다.

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

KRKR10-2006-0130145 A

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 비교적 적은 부피와 작은 중량을 차지하면서도, 엔진 플라이휠의 관성력을 크게 증대시킬 수 있도록 함과 아울러, 크랭크샤프트와 플라이휠 사이의 강성을 조절할 수 있도록 함으로써, 엔진의 크랭크샤프트에서 발생하는 회전진동은 물론 차량 구동계의 NVH성능을 크게 향상시킬 수 있도록 하여, 정숙하고 안정된 차량의 운전성 및 승차감을 확보할 수 있도록 한 엔진 플라이휠의 관성 증대 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 엔진 플라이휠의 관성 증대 장치는

크랭크샤프트에 일체로 연결된 드라이브플레이트와;

상기 드라이브플레이트로부터 유성기어장치를 통해 회전력을 전달받도록 연결되고, 상기 크랭크샤프트에 대하여 상대회전 가능하게 설치된 플라이휠과;

상기 드라이브플레이트와 상기 플라이휠의 회전력 전달 경로 상에 배치된 강성제공수단;

을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 비교적 적은 부피와 작은 중량을 차지하면서도, 엔진 플라이휠의 관성력을 크게 증대시킬 수 있도록 함과 아울러, 크랭크샤프트와 플라이휠 사이의 강성을 조절하여 제공할 수 있도록 함으로써, 엔진의 크랭크샤프트에서 발생하는 회전진동은 물론 차량 구동계의 NVH성능을 크게 향상시킬 수 있도록 하여, 정숙하고 안정된 차량의 운전성 및 승차감을 확보할 수 있도록 한 엔진 플라이휠의 관성 증대 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 엔진 플라이휠의 관성 증대 장치의 제1실시예를 도시한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 엔진 플라이휠의 관성 증대 장치의 제2실시예를 도시한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 엔진 플라이휠의 관성 증대 장치의 제3실시예를 도시한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 엔진 플라이휠의 관성 증대 장치의 제4실시예를 도시한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 엔진 플라이휠의 관성 증대 장치의 제5실시예를 도시한 도면,
도 6은 본 발명에 따른 엔진 플라이휠의 관성 증대 장치의 제6실시예를 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명 엔진 플라이휠의 관성 증대 장치의 실시예들은 공통적으로, 크랭크샤프트(1)에 일체로 연결된 드라이브플레이트(3)와; 상기 드라이브플레이트(3)로부터 유성기어장치(PG)를 통해 회전력을 전달받도록 연결되고, 상기 크랭크샤프트(1)에 대하여 상대회전 가능하게 설치된 플라이휠(5)과; 상기 드라이브플레이트(3)와 상기 플라이휠(5)의 회전력 전달 경로 상에 배치된 강성제공수단(7)을 포함하여 구성된다.

즉, 상기 크랭크샤프트(1)로부터 전달된 회전력을 상기 유성기어장치(PG)로 증속하여 상기 플라이휠(5)에 전달할 수 있는 구성을 취함으로써, 상기 플라이휠(5)이 증대된 관성을 상기 크랭크샤프트(1)에 제공할 수 있도록 함과 아울러, 상기 드라이브플레이트(3)와 플라이휠(5)의 회전력 전달 경로 상에 배치된 강성제공수단(7)에 의해 상기 크랭크샤프트(1)와 플라이휠(5) 사이의 강성을 엔진 및 차량 구동계의 NVH 성능에 최적화된 상태로 제공할 수 있도록 하는 것이다.

상기 유성기어장치(PG)는 상기 드라이브플레이트(3)에 연결되는 회전요소와 상기 플라이휠(5)에 연결되는 회전요소 및 회전이 구속되는 회전요소의 세 회전요소를 구비하여, 상기 플라이휠(5)에 연결되는 회전요소가 상기 드라이브플레이트(3)에 연결되는 회전요소에 대하여 증속되도록 연결되는 구조를 취한다.

즉, 도 1 내지 도 3의 제1실시예 내지 제3실시예는 상기 유성기어장치(PG)의 캐리어(C)가 상기 드라이브플레이트(3)에 연결되고, 링기어(R)가 상기 플라이휠(5)에 연결되며, 선기어(S)가 고정되어, 상기 캐리어(C)로 입력된 동력이 링기어(R)를 통해 증속됨으로써, 상기 드라이브플레이트(3)를 통하여 공급된 동력에 의해 상기 플라이휠(5)이 증속되어 회전되면서 증가된 관성력을 크랭크샤프트(1)에 제공할 수 있도록 한 것이다.

또한, 도 4 내지 도 6의 제4실시예 내지 제6실시예는 상기 유성기어장치(PG)의 캐리어(C)가 상기 드라이브플레이트(3)에 연결되고, 선기어(S)가 상기 플라이휠(5)에 연결되며, 링기어(R)가 고정되어, 상기 캐리어(C)로 입력된 동력이 선기어(S)를 통해 증속됨으로써, 상기 드라이브플레이트(3)를 통하여 공급된 동력에 의해 상기 플라이휠(5)이 증속되어 회전되면서 증가된 관성력을 제공할 수 있도록 한 것이다.

상기 강성제공수단(7)은 상기 드라이브플레이트(3)와 플라이휠(5)의 회전력 전달 경로 상에, 서로 상대회동 가능하게 설치된 두 회전체의 상대회동에 대하여 탄성적으로 신축 가능하게 배치된 탄성부재(9)를 포함하여 구성된다.

즉, 상기 강성제공수단(7)은 상기 드라이브플레이트(3)로부터 상기 플라이휠(5)에 이르는 회전력 전달 경로 상의 회전체들 중, 회전력 전달 경로상 서로 인접한 두 회전체를 상대회동 가능하게 배치하고, 이들 사이에 상기 탄성부재(9)가 개재되도록 하여 구성하는 것이다.

물론, 상기 강성제공수단(7)은 상기 탄성부재(9)의 양단을 지지하도록 상기 두 회전체에 각각 지지부(11)를 구비하는 것이 바람직하며, 도 1 내지 도 6의 실시예에서는 각각 상대하는 두 회전체에서 반경방향 내측과 외측으로 돌출되는 형상의 지지부(11)가 상기 탄성부재(9)인 코일스프링의 양단을 지지하도록 하는 구성을 취하였다.

한편, 상기 탄성부재(9)에 의해 탄성력을 제공받으면서 상대회동 가능하게 설치된 두 회전체 사이에는 두 회전체의 상대회동을 가이드하는 가이드베어링(13)이 더 구비되어, 두 회전체 사이의 원활한 상대회동을 가이드할 수 있도록 하고 있다.

여기서, 도 1 내지 도 6의 각 실시예의 구성을 보다 상세히 살펴보면, 도 1의 제1실시예는, 상기 유성기어장치(PG)의 캐리어(C)가 상기 드라이브플레이트(3)에 연결되고, 링기어(R)가 상기 플라이휠(5)에 연결되며, 선기어(S)가 회전이 구속되도록 설치되며, 상기 강성제공수단(7)은 상기 드라이브플레이트(3)와 상기 캐리어(C) 사이에 설치된 것이다.

도 2의 제2실시예는, 상기 유성기어장치(PG)의 캐리어(C)가 상기 드라이브플레이트(3)에 연결되고, 링기어(R)가 상기 플라이휠(5)에 연결되며, 선기어(S)가 회전이 구속되도록 설치되며, 상기 강성제공수단(7)은 상기 링기어(R)와 상기 플라이휠(5) 사이에 설치된 것이다.

도 3의 제3실시예는, 상기 유성기어장치(PG)의 캐리어(C)가 상기 드라이브플레이트(3)에 연결되고, 링기어(R)가 상기 플라이휠(5)에 연결되며, 선기어(S)가 회전이 구속되도록 설치되며, 상기 강성제공수단(7)은 상기 드라이브플레이트(3)와 상기 캐리어(C) 사이 및 상기 링기어(R)와 상기 플라이휠(5) 사이에 각각 설치된 것이다.

도 4의 제4실시예는, 상기 유성기어장치(PG)의 캐리어(C)가 상기 드라이브플레이트(3)에 연결되고, 선기어(S)가 상기 플라이휠(5)에 연결되며, 링기어(R)가 회전이 구속되도록 설치되며, 상기 강성제공수단(7)은 상기 드라이브플레이트(3)와 상기 캐리어(C) 사이에 설치된 것이다.

도 5의 제5실시예는, 상기 유성기어장치(PG)의 캐리어(C)가 상기 드라이브플레이트(3)에 연결되고, 선기어(S)가 상기 플라이휠(5)에 연결되며, 링기어(R)가 회전이 구속되도록 설치되며, 상기 강성제공수단(7)은 상기 선기어(S)와 상기 플라이휠(5) 사이에 설치된 것이다.

도 6의 제6실시예는, 상기 유성기어장치(PG)의 캐리어(C)가 상기 드라이브플레이트(3)에 연결되고, 선기어(S)가 상기 플라이휠(5)에 연결되며, 링기어(R)가 회전이 구속되도록 설치되며, 상기 강성제공수단(7)은 상기 드라이브플레이트(3)와 캐리어(C) 사이 및 상기 선기어(S)와 상기 플라이휠(5) 사이에 각각 설치된 것이다.

참고로, 도 1 내지 도 3에서 상기 선기어(S)는 제1지지베어링(15)을 통해 상기 크랭크샤프트(1)의 외측에 장착되어 크랭크샤프트(1)의 상대회전을 허용하면서, 엔진블록 등에 안정되게 고정된 상태를 유지하게 되며, 상기 플라이휠(5)은 제2지지베어링(17)을 통해 상기 선기어(S)의 외측에 지지됨으로써, 안정된 회전성이 보장될 수 있는 구성을 취하고 있다.

또한, 도 4 내지 도 6에서 상기 선기어(S)는 외측에 플라이휠(5)이 일체로 연결된 상태에서 내측은 제3지지베어링(19)을 통해 크랭크샤프트(1)의 외측에 지지되어 상기 크랭크샤프트(1)와 상대회전이 가능하면서도 그 회전이 안정되게 지지될 수 있는 구조를 취하고 있다.

물론, 상기 제1지지베어링(15), 제2지지베어링(17), 제3지지베어링(19) 및 상기 가이드베어링(13)은 적절한 윤활성이 보장되는 부시 등으로 대체될 수도 있을 것이다.

상기한 바와 같은 제1실시예 내지 제6실시예는 모두 공통적으로 엔진 크랭크샤프트(1)로부터의 동력이 드라이브플레이트(3)를 통하여 유성기어장치(PG)의 캐리어(C)로 공급되고, 이 동력이 증속되도록 선기어(S) 또는 링기어(R)를 고정하고, 증속된 속도로 상기 플라이휠(5)이 회전되도록 함으로써, 동일한 질량과 부피를 감안할 때 종래 단순히 크랭크샤프트(1)에 직결되어 있던 플라이휠(5)에 비하여, 월등히 증가된 관성을 상기 크랭크샤프트(1) 및 차량의 동력전달계에 제공할 수 있게 되며, 상기와 같은 드라이브플레이트(3)와 플라이휠(5) 사이의 동력 전달 경로상에 배치된 상기 강성제공수단(7)은 상기와 같은 작동시에 엔진과 변속기를 포함하는 차량 동력 전달계에 필요한 적절한 강성을 제공할 수 있도록 함으로써, 차량의 NVH성능 향상에 크게 기여하게 된다.

즉, 상기한 바와 같은 본 발명의 실시예들은 유성기어장치(PG)와 그 동력 전달 경로상에 구비된 강성제공수단(7)에 의하여 엔진 및 변속기를 포함하는 차량 동력전달계의 관성과 강성을 최적의 상태로 튜닝할 수 있도록 함으로써, 보다 정숙하고 안정된 차량 구동상태를 구현할 수 있도록 하는 것이다.

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 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

1; 크랭크샤프트
3; 드라이브플레이트
5; 플라이휠
7; 강성제공수단
9; 탄성부재
11; 지지부
13; 가이드베어링
15; 제1지지베어링
17; 제2지지베어링
19; 제3지지베어링
PG; 유성기어장치
C; 캐리어
R; 링기어
S; 선기어

Claims

크랭크샤프트(1)에 일체로 연결된 드라이브플레이트(3)와;
상기 드라이브플레이트(3)로부터 유성기어장치(PG)를 통해 회전력을 전달받도록 연결되고, 상기 크랭크샤프트(1)에 대하여 상대회전 가능하게 설치된 플라이휠(5)과;
상기 드라이브플레이트(3)와 상기 플라이휠(5)의 회전력 전달 경로 상에 배치된 강성제공수단(7);을 포함하여 구성되며,
상기 강성제공수단(7)은
서로 상대회동 가능하게 설치된 두 회전체의 상대회동에 대하여 탄성적으로 신축 가능하게 배치된 탄성부재(9);를 포함하여 구성되고,
상기 탄성부재(9)에 의해 탄성력을 제공받으면서 상대회동 가능하게 설치된 두 회전체 사이에는 두 회전체의 상대회동을 가이드하는 가이드베어링(13)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 엔진 플라이휠의 관성 증대 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 유성기어장치(PG)는 상기 드라이브플레이트(3)에 연결되는 회전요소와 상기 플라이휠(5)에 연결되는 회전요소 및 회전이 구속되는 회전요소의 세 회전요소를 구비하여, 상기 플라이휠(5)에 연결되는 회전요소는 상기 드라이브플레이트(3)에 연결되는 회전요소에 대하여 증속되도록 연결된 것
을 특징으로 하는 엔진 플라이휠의 관성 증대 장치.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 강성제공수단(7)은
상기 탄성부재(9)의 양단을 지지지하도록 상기 두 회전체에 각각 구비된 지지부(11)를 더 포함하여 구성된 것
을 특징으로 하는 엔진 플라이휠의 관성 증대 장치.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 유성기어장치(PG)는 캐리어(C)가 상기 드라이브플레이트(3)에 연결되고, 링기어(R)가 상기 플라이휠(5)에 연결되며, 선기어(S)가 회전이 구속되도록 설치되며;
상기 강성제공수단(7)은 상기 드라이브플레이트(3)와 상기 캐리어(C) 사이에 설치된 것
을 특징으로 하는 엔진 플라이휠의 관성 증대 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 유성기어장치(PG)는 캐리어(C)가 상기 드라이브플레이트(3)에 연결되고, 링기어(R)가 상기 플라이휠(5)에 연결되며, 선기어(S)가 회전이 구속되도록 설치되며;
상기 강성제공수단(7)은 상기 링기어(R)와 상기 플라이휠(5) 사이에 설치된 것
을 특징으로 하는 엔진 플라이휠의 관성 증대 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 유성기어장치(PG)는 캐리어(C)가 상기 드라이브플레이트(3)에 연결되고, 링기어(R)가 상기 플라이휠(5)에 연결되며, 선기어(S)가 회전이 구속되도록 설치되며;
상기 강성제공수단(7)은 상기 드라이브플레이트(3)와 상기 캐리어(C) 사이 및 상기 링기어(R)와 상기 플라이휠(5) 사이에 각각 설치된 것
을 특징으로 하는 엔진 플라이휠의 관성 증대 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 유성기어장치(PG)는 캐리어(C)가 상기 드라이브플레이트(3)에 연결되고, 선기어(S)가 상기 플라이휠(5)에 연결되며, 링기어(R)가 회전이 구속되도록 설치되며;
상기 강성제공수단(7)은 상기 드라이브플레이트(3)와 상기 캐리어(C) 사이에 설치된 것
을 특징으로 하는 엔진 플라이휠의 관성 증대 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 유성기어장치(PG)는 캐리어(C)가 상기 드라이브플레이트(3)에 연결되고, 선기어(S)가 상기 플라이휠(5)에 연결되며, 링기어(R)가 회전이 구속되도록 설치되며;
상기 강성제공수단(7)은 상기 선기어(S)와 상기 플라이휠(5) 사이에 설치된 것
을 특징으로 하는 엔진 플라이휠의 관성 증대 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 유성기어장치(PG)는 캐리어(C)가 상기 드라이브플레이트(3)에 연결되고, 선기어(S)가 상기 플라이휠(5)에 연결되며, 링기어(R)가 회전이 구속되도록 설치되며;
상기 강성제공수단(7)은 상기 드라이브플레이트(3)와 캐리어(C) 사이 및 상기 선기어(S)와 상기 플라이휠(5) 사이에 각각 설치된 것
을 특징으로 하는 엔진 플라이휠의 관성 증대 장치.