KR20020051623A - 플라이휠 체결볼트 파손방지를 위한 일체형의 플렉시블 와샤 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진의 크랭크축에 플라이휠을 설치하는 체결볼트의 파손을 방지하기 위한 플렉시블 와샤에 관한 것으로, 크랭크축 일단에 다수의 체결볼트로 플라이휠을 체결하는 것에 있어서, 상기 플라이휠의 체결볼트 체결면에 원형으로 된 일체형의 와샤를 장착한 다음 상기 와샤의 각 체결공으로 통해 체결볼트를 체결하는 구조로 플라이휠을 크랭크축에 체결하며, 또한 상기 일체형의 와샤의 외주면은 외측을 향해 타원형의 단면을 가지도록 구성하여 플라이휠에 발생되는 굽힘응력을 와샤가 차단하여 체결볼트의 머리부가 파손되는 현상과 체결볼트의 축력 저하를 방지할 수 있도록 한 것을 특징으로 발명이다.

Description

플라이휠 체결볼트 파손방지를 위한 일체형의 플렉시블 와샤{Flexible washer typed of all in one}

본 발명은 엔진의 크랭크축에 플라이휠을 설치하는 체결볼트의 파손을 방지하기 위한 플렉시블 와샤(Flexible Washer)에 관한 것이다.

일반적으로 엔진의 크랭크축의 일단에 플라이휠을 장착하여 크랭크축에 회전관성을 부여하여 원활한 회전작동이 이루어질 수 있도록 하고 있다.

종래 기술에서는 도 6 및 도 7과 같이 크랭크축(100) 일단에 플라이휠(200)을 다수의 체결볼트(300)로 직접 체결하고 있다.

그러나 플라이휠(200)을 체결볼트(300)로 직접 체결하는 종래 기술에는 다음과 같은 문제점이 발생된다.

통상 크랭크축(100)에는 주기적으로 회전력이 작용하게 되므로 비틀림 진동(Torsional Vibration)이 발생되며, 이러한 비틀림 진동은 각 실린더의 크랭크축 회전력이 클수록 커지며, 또한 크랭크축이 길면 길수록 또는 크랭크축의 강성이 작으면 작을수록 커진다.

상기와 같이 크랭크축에 발생되는 비틀린 진동에 의하여 플라이휠(200)에도 비틀림 진동이 전달되는데, 상기 플라이휠(200)은 상대적으로 질량(mass)이 크기 떼문에 크랭크축 방향으로 굽힘응력(Bending Direction)이 심하게 발생된다.

그런데 상기 플라이휠(200)은 그 중심부위가 다수의 체결볼트(300)에 의하여 크랭크축(100)에 체결되어 있기 때문에 플라이휠(200)에 발생되는 굽힘응력은 체결볼트(300)를 벗어난 외측방향을 향해 점차로 커지는 현상으로 나타나게 되며(도 7의 S 영역부분 참조), 이에 따라 플라이휠(200)에 나타나는 주기적인 굽힘응력은 각 체결볼트(300)의 머리부에 집중되는 상태가 되며 이러한 굽힘응력 집중형상으로 인하여 체결볼트(300)의 머리부에 피로가 나타나게 되며 지속된 피로의 누적현상에의해 체결볼트의 축력이 저하되거나 심한 경우 체결볼트의 머리부가 파단되는 문제점이 나타나게 된다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술에서 나타나는 문제점을 해결하기 위한 것으로, 크랭크축의 비틀림 진동에 의하여 플라이휠에 굽힘응력이 발생되더라도 그 굽힘응력이 체결볼트에 전달되는 것을 차단할 수 있는 구조를 추가로 설치하는 수단으로서 플라이휠을 체결하는 체결볼트의 내구성을 향상시켜 엔진의 성능을 개선할 수 있도록 하는데 목적을 두고 발명한 것이다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,

크랭크축 일단에 다수의 체결볼트로 플라이휠을 체결하는 것에 있어서,

상기 플라이휠의 체결볼트 체결면에 원형으로 된 일체형의 와샤를 장착한 다음 상기 와샤의 각 체결공으로 통해 체결볼트를 체결하는 구조로 플라이휠을 크랭크축에 체결한 것을 특징으로 하는 것이며,

또한 상기 일체형의 와샤의 외주면은 외측을 향해 타원형의 단면을 가지도록 구성한 것을 특징으로 하는 것이다.

도 1은 본 발명의 플렉시블 와샤의 설치상태 정면도.

도 2는 도 1의 A-A선 단면도.

도 3 및 도 4는 본 발명의 플렉시블 와샤의 정면도 및 단면도.

도 5는 본 발명의 플렉시블 와샤의 작동상태를 나타낸 단면도.

도 6은 종래 기술의 플라이휠 설치상태 정면도.

도 7은 종래 기술의 플라이휠 설치상태 단면도.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 크랭크축 2 : 플라이휠

3 : 와샤 4 : 체결볼트

31 : 체결공 32 : 외주면

41 : 머리부

본 발명의 실시예를 첨부한 도면에 따라서 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 플라이휠 설치상태 정면도이며, 도 2는 도 1의 A-A선 단면도이고, 도 3 및 도 4는 본 발명의 요부인 플렉시블 와샤의 정면도 및 단면도이며, 도 5는 본 발명의 플렉시블 와샤의 작동상태를 나타낸 단면도를 도시한 것으로,

도면부호 1은 크랭크축을, 2는 플라이휠을 나타낸다.

상기 크랭크축(1) 일단에 플라이휠(2)의 부착면을 말착시킨 다음 상기 플라이휠(2)의 체결면에 원형으로 된 일체형의 와샤(3)를 밀착시킨 상태에서 다수의 체결볼트(4)로 체결한다.

상기와 같이 크랭크축(1) 일단에 플라이휠(2)을 체결하는 각 체결볼트(4)는 와샤(3)에 동심원상으로 배열된 체결공(31)으로 통하여 나사조임되므로 상기 체결볼트(4)들의 나사부는 플라이휠(2)을 관통하여 크랭크축(1) 일단에 나사조임되며, 머리부(41)는 와샤(3)에 밀착된 상태가 된다.

본 발명의 특징은 상기 플라이휠(2)의 체결면과 각 체결볼트(4)의 머리부(41) 사이에 와샤(3)를 장착한 것이 있으며, 또한 상기 와샤(3)의 외주면(32) 즉, 체결공(31)의 외측부분은 외측방향을 향해 타원형의 단면을 가지도록 구성한 것이 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명한다.

상기 플라이휠(2)을 체결하는 각 체결볼트(4)의 머리부(41)가 플라이휠(2)에 직접 접촉하지 않고 와샤(3)가 접촉된 상태이므로 크랭크축(1)의 회전작동시 주기적으로 발생되는 비틀림 진동에 의하여 플라이휠(2)에 나타나는 굽힘응력이 크랭크축 방향으로 작용하게 될 때 그 굽힘응력은 각 체결볼트(4)의 머리부(41)에 전달되지 않고 와샤(3)의 외주면에 집중되면서 플라이휠(2)의 외측방향으로 진폭이 확장되면서 나타나게 되며, 이와 같이 굽힘응력이 집중되는 현상과 진폭이 확장되는 현상은 도 5의 도시에 도시된 굽힘응력이 발생된 표시영역(S)에 잘 나타나 있다.

상기와 같이 플라이휠(2)에서 크랭크축 방향을 향해 전,후로 발생되는 굽힘응력은 체결볼트(4)의 머리부(41)에서 외측으로 벗어난 와샤(3)의 외주면(32)에 집중적으로 나타나게 되며, 또한 상기 와샤(3)의 외주면(32)은 외측을 향해 유선형의 형상을 갖는 타원형 단면으로 형성되어 있으므로서 굽힘응력에 대하여 상대적으로 유연하게 대응하는 상태가 되며, 이와 같은 와샤(3)의 외주면(32)의 후렉시블한 대응작용에 의하여 플라이휠(2)에 발생되는 굽힘응력이 체결볼트(4)의 머리부(41)에 전달되는 것을 차단할 수 있게 되는 것이다.

상기와 같은 본 발명은 크랭크축 일단에 플라이휠을 장착 고정시킴에 있어 플라이휠의 체결면에 와샤를 개입시킨 상태에서 체결볼트를 체결하는 수단으로 크랭크축의 회전작동시 주기적으로 나타나는 비틀림 진동에 의하여 풀라이휠에 발생되는 굽힘응력이 와샤의 외주면에 의해 집중됨과 동시 타원형으로 된 와샤의 외주면이 굽힘응력에 후렉시블하게 대응하여 체결볼트의 머리부에 전단되는 것을 완벽하게 차단할 수 있는 효과를 나타내어 체결볼트의 내구성 향상과 플라이휠의 장착력을 높이고 나아가 엔진의 성능개선에 이바지하는 이점을 제공한다.

Claims (2)

1. 크랭크축 일단에 다수의 체결볼트로 플라이휠을 체결하는 것에 있어서,

   상기 플라이휠의 체결볼트 체결면에 원형으로 된 일체형의 와샤를 장착한 다음 상기 와샤의 각 체결공으로 통해 체결볼트를 체결하는 구조로 플라이휠을 크랭크축에 체결한 것을 특징으로 하는 플라이휠 체결볼트 파손방지를 위한 일체형의 플렉시블 와샤.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 일체형의 와샤의 외주면은 외측을 향해 타원형의 단면을 가지도록 구성한 것을 특징으로 하는 플라이휠 체결볼트 파손방지를 위한 일체형의 플렉시블 와샤.