KR20010090364A - 차량용 플라이휠 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량용 플라이휠에 관한 것이다. 본 발명은, 엔진의 구동축 쪽에 설치되며, 내측면에 수직 중심선을 기준으로 양측으로 갈수록 그 반경이 점차적으로 커지는 제 1 및 제 2 반타원형 가이드 홀이 형성된 제 1 매스와; 상기 제 1 및 제 2 반타원형 가이드 홀에 개재되는 제 1 및 제 2 스프링과; 트랜스미션의 입력축 쪽에 설치되며 내측에 회전판이 고정 설치된 제 2 매스와; 상기 회전판의 상부와 하부에 각각 가이드 봉을 통해 상하로 이동 가능하게 설치되며 상기 제 1 및 제 2 스프링을 가압하는 제 1 및 제 2 감쇠력 발생 블록과; 상기 제 1 및 제 2 감쇠력 발생 블록을 외측 방향으로 각각 탄성바이어스 시키는 제 3 및 제 4 스프링을; 구비하는 것을 특징으로 한다. 따라서 엔진에서 발생된 비틀림 진동을 효과적으로 흡수할 수 있게 된다.

Description

차량용 플라이휠{FLYWHEEL FOR MOTOR VEHICLES}
본 발명은 차량용 플라이휠에 관한 것으로서, 특히 차량의 엔진에서 발생되는 비틀림 진동이 트랜스미션으로 전달되기 전에 비틀림 진동을 효율적으로 흡수할 수 있도록 한 차량용 플라이휠에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 엔진에서 발생하는 구동 토오크의 변동을 흡수하기 위한 장치로서 플라이휠이 설치되어 있으며, 플라이휠은 엔진 쪽에 연결되는 1차 매스(mass)와 클러치를 통하여 트랜스미션 쪽에 연결되는 2차 매스 및 이들 사이에 설치되는 진동 댐퍼로 구성된 듀얼 매스 플라이휠이 사용된다.
그리고 진동 댐퍼는 직선이거나 아크 형상의 코일 스프링 등으로 구성되어 두 매스 사이의 연결을 유지하는 것으로, 원주상으로 또는 반경 방향으로 배치되어 회전 토오크를 전달하는 기능을 수행한다.
이와 같은 듀얼 매스 플라이휠의 시스템 구성은 국내 특허 공개번호 97-701841호와 96-703208호에 개시되어 있으며, 스프링의 탄성 작용과 마찰에 의한 감쇠 작용에 의해 엔진에서 발생하는 비틀림 진동을 흡수하게 된다.
그러나 이와 같이 구성된 종래 차량용 플라이휠은, 1차 매스와 2차 매스의 상대적인 회전이 발생하는 경우, 스프링과 스프링 시트 또는 가이드 홀 사이의 마찰에 의한 감쇠력 및 스프링력에 의한 작동 토오크를 발생시켰으나, 이 스프링에 의해 발생하는 작동 토오크는, 도 1에 도시된 바와 같이 두 플라이휠의 상대 회전각(작동각)에 따라 선형적 변형 특성을 가지고 있어 작동각의 크기가 커야 하고, 효과적인 비틀림 진동 흡수 특성을 얻을 수 없는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 엔진에서 발생된 비틀림 진동을 효과적으로 흡수할 수 있는 차량용 플라이휠을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 엔진의 구동축 쪽에 설치되며, 내측면에 수직 중심선을 기준으로 양측으로 갈수록 그 반경이 점차적으로 커지는 제 1 및 제 2 반타원형 가이드 홀이 형성된 제 1 매스와; 상기 제 1 및 제 2 반타원형 가이드 홀에 각각 개재되는 제 1 및 제 2 스프링과; 트랜스미션의 입력축 쪽에 설치되며 내측에 회전판이 고정 설치된 제 2 매스와; 상기 회전판의 상부와 하부에 각각 가이드 봉을 통해 상하로 이동 가능하게 설치되며 상기 제 1 및 제 2 스프링을 가압하는 제 1 및 제 2 감쇠력 발생블록과; 상기 제 1 및 제 2 감쇠력 발생블록을 외측 방향으로 각각 탄성바이어스 시키는 제 3 및 제 4 스프링을; 구비하는 차량용 플라이휠을 제공하는데 그 특징이 있다.
도 1은 종래 차량용 플라이휠의 특성곡선.
도 2는 본 발명에 따른 차량용 플라이휠의 특성곡선.
도 3은 본 발명에 따른 차량용 플라이휠을 개략적으로 도시한 일부절제 측면도.
도 4는 도 3의 A-A선 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 차량용 플라이휠의 동작 상태를 도시한 작동도.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
10 : 제 1 매스(mass) 11,12: 제 1 및 제 2 반타원형 가이드 홀
11a,12a : 스토퍼 13,14 : 제 1 및 제 2 스프링
15 : 제 2 매스 16 : 회전판
19,20 : 가이드 봉 17,18 : 제 1 및 제 2 감쇠력 발생블록
21,22 : 제 3 및 제 4 스프링
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 차량용 플라이휠을 개략적으로 도시한 일부절제 측면도이고, 도 4는 도 3의 A-A선 단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 차량용 플라이휠의 동작 상태를 도시한 작동도이다.
본 발명에 따른 차량용 플라이휠은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 엔진(2)의 구동축(3) 쪽에 설치되는 제 1 매스(10)와, 트랜스미션(4)의 입력축 쪽(5)에 설치되는 제 2 매스(15)를 구비한다.
그리고 제 1 매스(10)의 내면에는 수직 중심선을 기준으로 양측으로 갈수록 그 반경이 점차적으로 커지는 형태의 제 1 반타원형 가이드 홀(11)과 제 2 반타원형 가이드 홀(12)이 형성된다.
그리고 제 1 매스(10)의 내면에 형성된 제 1 및 제 2 반타원형 가이드 홀(11)(12)에는 제 1 스프링(13)과 제 2 스프링(14)이 각각 개재되고, 제 1 및 제 2 반타원형 가이드 홀(11)(12)의 양단에는 상기 제 1 및 제 2 스프링(13)(14)의 양단을 각각 지지하는 스토퍼(11a)(12a)가 형성되며, 제 1 및 제 2 스프링(13)(14)은 코일 스프링으로 이루어진다.
그리고 제 2 매스(15)에는 회전판(16)이 제 2 매스(15)와 일체로 회전되도록 동축으로 고정 설치되고, 이 회전판(16)의 상측과 하측에는 상기 제 1 및 제 2 스프링(13)(14)을 가압하는 제 1 감쇠력 발생블록(17)과 제 2 감쇠력 발생블록(18)이 설치된다.
그리고 제 1 및 제 2 감쇠력 발생블록(17)(18)은, 회전판(16)의 상측과 하측에 설치된 가이드 봉(19)(20)을 통해 상하로 이동 가능하게 설치됨과 동시에 제 3 스프링(21)과 제4스프링(22)에 의해서 외측 방향으로 탄성 바이어스 되도록 설치되고, 제 3 및 제 4 스프링(21)(22)은 코일 스프링으로 이루어진다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 차량용 플라이휠은 다음과 같이 작동된다.
먼저, 엔진(2)의 회전에 의해 제 1 매스(10)가 회전하면, 제 1 매스(10)에 의해서 제 1 매스(10)의 내면에 형성된 제 1 및 제 2 반타원형 가이드 홀(11)(12)에 설치된 제 1 및 제 2 스프링(13)(14)이 제 1 및 제 2 반타원형 가이드홀(11)(12)의 양단에 형성된 스토퍼(11a)(12a)와 제 1 및 제 2 감쇠력 발생블록(17)(18) 사이에서 압축되면서 제 1 및 제 2 감쇠력 발생블록(17)(18)에 회전 방향으로의 힘을 작용시키게 되고, 이로 인하여 제 1 및 제 2 감쇠력 발생블록(17)(18)이 설치된 회전판(16)이 회전하게 되고, 회전판(16)에 고정 설치된 제 2 매스(15)가 회전하게 된다.
그리고 제 1 매스(10)에서 발생되는 비틀림 진동은, 제 2 매스(15)에 전달되기 전에 제 1 및 제 2 스프링(13)(14)의 완충작용과 그리고 제 1 및 제 2 감쇠력 발생블록(17)(18)과 제 1 및 제 2 반타원형 가이드 홀(11)(12) 사이에서 발생하는 마찰력에 의한 감쇠작용에 의해서 흡수된다.
즉, 제 1 및 제 2 감쇠력 발생블록(17)(18)이 제 1 및 제 2 반타원형 가이드 홀(11)(12)을 따라 이동되면서 제 1 및 제 2 스프링(13)(14)을 가압하여 압축시키게 되면, 하나의 작동 예로 시계방향으로 회전하게 되면, 회전판(16)의 중심점으로부터 제 1 및 제 2 스프링(13)(14)의 일단까지의 반경 거리가 도 5에 도시된 바와 같이 점차적으로 길어져 제 1 및 제 2 스프링(13)(14)에서 발생되는 힘에 의해 회전방향의 작동 토오크가 변경된다.
이때, 수축 및 팽창이 가능한 제 3 및 제 4 스프링(21)(22)은, 제 1 및 제 2 스프링(13)(14)까지의 거리가 길어짐에 따라 길이가 늘어나면서 제 1 및 제 2 감쇠력 발생블록(17)(18)에 수직력을 작용시키게 되며, 이 힘과 제 1 및 제 2 감쇠력 발생블록(17)(18)과 제 1 및 제 2 반타원형 가이드 홀(11)(12) 사이의 마찰계수의 곱에 해당하는 마찰력이 발생하여 감쇠력이 작용한다.
따라서 본 발명에 따른 차량용 플라이휠에서는 도 2에 도시된 바와 같은 바람직한 작동 토오크 특성을 얻을 수 있게 된다.
도 4를 참조하면서 도 2의 특성곡선을 얻을 수 있는 수식을 유도하면 다음과 같다.
반경이인 지점에서 미소 작동각이인 경우 스프링의 압축(또는 인장)량은 다음과 같다.
반경이인 지점에서 미소 작동각이인 경우 스프링의 압축(또는 인장)량은 다음과 같다.
따라서 두 지점의 스프링에서 발생하는 힘은 스프링 계수와 스프링의 길이의 변화량과의 곱으로 다음과 같다.
작동 토오크는 스프링에서 발생하는 힘과 중심까지의 거리의 곱으로 다음과 같다.
두 지점의 작동 토오크의 비는 다음과 같다.
위 식을 보면, 작동 토오크는 스프링 중심까지의 반경 비의 제곱에 비례하여 증가하는 특성을 가지는 것을 알 수 있으며, 도 4의 회전 중심(O)에서 타원 상에 설치된 스프링의 중심까지의 거리는 초기 위치에서 회전각이 90。 이내의 경우에는 계속 증가하므로 작동 토오크와 작동각과의 관계는 도 2와 같은 특성을 나타낸다.
따라서 본 발명에서는 작동 토오크 특성이 선형적으로 나타나는 종래 방식에 비하여 엔진의 비틀림 진동을 효과적으로 흡수할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 차량용 플라이휠에 의하면, 엔진에서 발생된 비틀림 진동을 종래 방식에 비하여 효과적으로 흡수할 수 있으므로, 이를 채용한 차량의 정숙 주행감을 확보할 수 있게 된다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예들에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상술한 실시예들에 한정되지 아니하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하 청구범위에 기재된 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변경실시가 가능할 것이다.

Claims (1)

  1. 엔진의 구동축 쪽에 설치되며, 내측면에 수직 중심선을 기준으로 양측으로 갈수록 그 반경이 점차적으로 커지는 제1 및 제2반타원형 가이드 홀이 형성된 제1매스와;
    상기 제1 및 제2반타원형 가이드 홀에 각각 개재되는 제1 및 제2스프링과;
    트랜스미션의 입력축 쪽에 설치되며 내측에 회전판이 고정 설치된 제2매스와;
    상기 회전판의 상부와 하부에 각각 가이드 봉을 통해 상하로 이동 가능하게 설치되며 상기 제1 및 제2스프링을 가압하는 제1 및 제2감쇠력 발생 블록과;
    상기 제1 및 제2감쇠력 발생 블록을 외측 방향으로 각각 탄성바이어스 시키는 제3 및 제4스프링을; 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 플라이휠.
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