KR200189215Y1 - 가변 관성모멘트를 갖는 플라이휠 - Google Patents

Abstract

본 고안은 플라이휠의 내부에 점성유체 또는 점성유체와 관성링을 내장시켜 엔진의 저속 구간과 고속 구간에서 플라이휠의 관성력이 가변되도록 하여 저속 구간에서는 플라이휠에 높은 관성모멘트로 속도 변동율을 줄이고, 고속 구간에서는 낮은 관성모멘트로 크랭크축에 미치는 하중을 줄이게 하여 엔진의 속도 변동율의 저감과 함께 이에 따른 크랭크축의 파손을 방지할 수 있도록 하는 가변 관성모멘트를 갖는 플라이휠을 제공하는 것으로, 플라이휠을 구성하는 원판몸체의 매스부 전 둘레로 홈을 형성하고, 이 홈에 플라이휠의 가변 관성모멘트로 작용하는 점성유체를 충전하고, 상기 점성유체의 밀봉을 유지하기 위하여 상기 홈에 캡을 설치하여 구성한 것을 특징으로 한다.

Description

가변 관성모멘트를 갖는 플라이휠{VARIABLE INERTIA MOMENT HAVE FLYWHEEL}

본 고안은 내연기관에서 크랭크축의 일단과 연결되어 사용되는 플라이휠에 관한 것으로, 특히 플라이휠에 점성유체 또는 점성유체와 관성링을 내장시켜 내연기관의 회전수 변동에 따라 플라이휠이 가변 관성모멘트를 갖도록 함으로서 내연기관의 회전수 변동에 따른 관성모멘트의 변화로 인하여 속도 변동율 저감과 크랭크축의 파손을 방지할 수 있도록 하는 가변 관성모멘트를 갖는 플라이휠에 관한 것이다.

일반적으로 단기통 및 다기통 내연기관에서 회전력은, 크랭크 각도에 따라 파동되며, 4사이클 엔진에서는 720°, 2사이클 엔진에서는 360°의 주기로 반복하기 때문에 회전 속도도 이에 따라 변동한다. 실린더 수가 적은 엔진에서는 이러한 회전 속도 변동 때문에 운전 불능이 발생할 수도 있다. 따라서 플라이휠은 속도 변동을 저감시키기 위하여 사용하고 있으며, 이러한 플라이휠은 크랭크축의 일단과 볼트 등으로 연결되어 사용된다.

상기와 같은 엔진의 속도 변동율은 고속 구간보다 저속 구간에서 크게 발생하기 때문에 저속 구간에 맞게 플라이휠의 관성모멘트(중량)를 선정하는 바, 도 1에 도시된 종래의 플라이휠(50)은 관성모멘트가 저속 구간 및 고속 구간에서 변화하지 않는 구조로 되어 있기 때문에 특히 고속 구간에서는 크랭크축에 관성모멘트가 불필요한 하중으로 작용하여 크랭크축의 파손 우려가 발생된다.

따라서 본 고안은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 플라이휠의 내부에 점성유체 또는 점성유체와 관성링을 내장시켜 엔진의 저속 구간과 고속 구간에서 플라이휠의 관성력이 가변되도록 하여 저속 구간에서는 플라이휠에 높은 관성모멘트로 속도 변동율을 줄이고, 고속 구간에서는 낮은 관성모멘트로 크랭크축에 미치는 하중을 줄이게 하여 엔진의 속도 변동율의 저감과 함께 이에 따른 크랭크축의 파손을 방지할 수 있도록 하는 가변 관성모멘트를 갖는 플라이휠을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 고안은, 플라이휠을 구성하는 원판몸체의 매스부 전 둘레로 홈을 형성하고, 이 홈에 플라이휠의 가변 관성모멘트로 작용하는 점성유체를 충전하고, 상기 점성유체의 밀봉을 유지하기 위하여 상기 홈에 캡을 설치하여 구성한 것을 특징으로 한다.

또한 본 고안은 상기 플라이휠의 홈에 충전된 점성유체 내에 관성링을 더 설치하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래 플라이 휠의 단면도.

도 2는 본 고안의 제 1실시 예인 플라이휠의 단면도.

도 3은 도 2의 측면도.

도 4는 본 고안의 제 2실시 예인 플라이휠의 단면도.

도 5는 도 4의 변형 예인 플라이휠의 단면도.

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 플라이휠 12 : 원판몸체

14 ; 홈 16 : 점성유체

18 : 캡 20 : 관성링

22 : 베어링

이하에서 본 고안의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하기로 한다.

본 고안의 설명에서 종래와 동일 또는 동등한 부분은 같은 도면부호로 표기하여 설명한다.

도 2는 본 고안의 제 1실시 예인 플라이휠의 단면도이고, 도 3은 도 2의 측면도를 도시한 것이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 도면부호 10은 본 고안의 플라이휠 전체를 나타낸 것이다.

상기 플라이휠(10)을 구성하는 원판몸체(12)는 크랭크축이 체결되는 플랜지부(12a)와 플라이휠(10)에 관성력을 갖게 하는 매스부(mass)(12b)로 구성된다.

상기 매스부(12a) 일측면의 전 둘레에 일정한 깊이와 폭을 갖는 홈(14)을 형성하고, 이 홈(14)에 플라이휠의 가변 관성모멘트로 작용하는 점성유체(16)가 충전되고, 이 점성유체(16)의 밀봉을 유지하기 위하여 상기 홈(14)에 캡(18)을 설치하여 구성한 것이다.

상기와 같이 구성된 본 고안에 따르면 내연기관의 저속 구간에서는 고속 구간에 비하여 점성유체(16)의 마찰에 의한 온도가 낮아 점도가 높으므로 플라이휠 (10)의 관성모멘트로 작용하는 힘이 크고, 고속 구간에서는 그 반대로 마찰에 의한 온도가 높아짐에 따라 점성유체(16)의 점도가 낮아지므로 인하여 플라이휠(10)의 관성모멘트로 작용하는 점성유체(16)의 양이 적어지게 되어 저속 구간에 비하여 상대적으로 플라이휠(10)이 갖고 있는 관성모멘트는 작아지게 된다.

이와 같이 점성유체(16)가 내연기관의 회전수 변동에 따라 관성모멘트를 변화시키게 됨으로써 저속 구간에서는 높은 관성모멘트로 속도 변동율을 줄일 수 있게 되고, 고속 구간에서는 낮은 관성모멘트로 크랭크축에 미치는 하중을 줄일 수 있게 된다.

도 4는 본 고안의 제 2실시 예인 플라이휠의 단면도를 도시한 것이다.

도시된 바와 같이 상기 플라이휠(10)의 원판몸체(12)를 구성하는 매스부(12b) 일측면의 전 둘레에 일정한 깊이와 폭을 갖는 홈(14)을 형성하고, 이 홈(14)에 플라이휠의 가변 관성모멘트로 작용하는 점성유체(16)의 충전과 함께 관성링 (20)을 설치하고, 상기 점성유체(16)의 밀봉 및 관성링(20)의 이탈을 방지하기 위하여 상기 홈(14)에 캡(18)을 설치하여 구성한 것이다.

상기와 같이 구성된 본 고안에 따르면, 내연기관의 저속 구간에서는 플라이휠(10) 자체의 온도가 낮으므로 점성유체(16)의 점도가 높아 관성링(20)은 플라이휠(10)과 거의 같은 속도로 함께 회전하게 되어 관성링(20)이 플라이휠(10)의 관성모멘트로 작용하게 되고, 고속 구간에서는 플라이휠(10) 자체의 온도가 높아짐에 따라 점성유체(16)의 점도가 낮아지게 되어 관성링(20)은 플라이휠(10)의 속도보다 상대적으로 느리게 회전하므로 인하여 저속 구간에 비해 관성모멘트를 감소시키게 된다. 따라서 저속 구간에서는 높은 관성모멘트로 플라이휠(10)의 속도변동율을 줄이게 되고, 고속 구간에서는 낮은 관성모멘트로 크랭크축에 미치는 하중을 줄일 수 있게 된다.

도 5는 도 4의 변형 예인 플라이휠의 단면도를 도시한 것으로, 플라이휠(10)에 형성된 홈(14)의 원주방향에 베어링(22)을 설치하고 이 베어링(22) 사이에 관성링(20)이 위치되게 하여 관성링(20)과 홈(14) 사이의 유막이 파괴되어 마찰에 의한 파손을 방지하게 된다. 이에 따른 작용은 도 4의 실시 예와 같다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안은 플라이휠에 점성유체 또는 점성유체와 관성링을 두어 내연기관의 저속 구간과 고속 구간에서 플라이휠의 관성력이 가변되도록 함으로서 속도 변동율의 저감과 함께 크랭크축의 파손을 방지하는 효과를 갖는다.

Claims (3)

1. 플라이휠을 구성하는 원판몸체의 매스부 전 둘레로 홈을 형성하고, 이 홈에 플라이휠의 가변 관성모멘트로 작용하는 점성유체를 충전하고, 상기 점성유체의 밀봉을 유지하기 위하여 상기 홈에 캡을 설치하여 구성한 것을 특징으로 하는 가변 관성모멘트를 갖는 플라이휠.
2. 제 1항에 있어서, 상기 플라이휠의 홈에 충전된 점성유체 내에 관성링을 더 설치하는 것을 특징으로 하는 가변 관성모멘트를 갖는 플라이휠.
3. 제 2항에 있어서, 상기 플라이휠에 형성된 홈의 원주방향에 관성링의 유막이 파괴되는 것을 방지하기 위하여 베어링을 설치한 것을 특징으로 하는 가변 관성모멘트를 갖는 플라이휠.