KR20090023004A - 이중 질량 플라이휠 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 이중 질량 플라이휠은 차량의 엔진 출력축에 결합하는 제1 질량체와, 변속기의 입력축에 연결하는 제2 질량체에 연결되며 제1 질량체에 수용되는 드라이브 플레이트를 포함하는 이중 질량 플라이휠에 있어서, 제1 질량체와 드라이브 플레이트의 상대 회전에 의해 압축되는 외측 토션 스프링과, 외측 토션 스프링의 내부에 구비되어 직렬 연결을 형성하는 제1 내측 토션 스프링 및 제2 내측 토션 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하여, 토션 스프링의 내구성 증대 및 작동각을 크게 함으로 차량의 진동 및 소음 감쇠 특성을 높일 수 있다.
제1 질량체, 제2 질량체, 드라이브 플레이트, 외측 토션 스프링, 내측 토션 스프링, 커넥터

Description

이중 질량 플라이휠{DUAL MASS FLYWHEEL}
본 발명은 차량의 이중 질량 플라이휠에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 외측 토션 스프링의 내부에 직렬 연결을 형성하는 제1 내측 토션 스프링 및 제2 내측 토션 스프링을 구비하여 토션 스프링의 내구성 증대 및 작동각을 크게 함으로 차량의 진동 및 소음 감쇠 특성을 높일 수 있는 이중 질량 플라이휠에 관한 것이다.
일반적으로 엔진에서는 팽창행정만이 출력행정이 되고 흡입, 압축, 배기 행정은 출력감소가 되고, 이로 인하여 회전력도 팽창행정에 의해 크거나 작아지게 되며, 이에 따라 엔진의 회전속도도 주기적으로 변동함으로 이 변동에 의한 회전속도 차이가 발생한다. 즉, 엔진의 맥동적인 회전을 플라이휠의 회전 관성력을 이용하여 원활한 회전으로 바꾸어 주게 되고, 상기 플라이휠은 크랭크 축에 장착된 주철제의 회전 관성체로서 외주에 링 기어를 끼우는 데, 이 링 기어는 기동 전동기의 피니언기와 맞물려 엔진을 기동시킬 때에만 사용하는 것이 일반적이다.
또한, 크랭크 축에는 혼합기의 연소에 따라 발생하는 회전력이 간격을 두고 전달되지만 플라이휠은 관성에 의하여 일정한 속도로 회전하려고 하므로 균일한 회전력을 얻을 수 있다. 이는 외경이 크고 무거울수록 관성력은 커지므로 엔진의 회 전수의 변화는 어렵게 되고 가속페달의 개폐에 따라 반응이 둔하여지므로 엔진의 성격에 맞는 적당한 크기와 무게를 지닌 것을 선택하여 사용하고 있다.
그러나, 엔진의 토크 출력의 증가, 트랜스미션의 기어비의 감소 등의 토크 변동의 증가로 기존의 플라이휠의 기능만으로는 엔진의 회전진동을 제어할 수 있는 데에 한계에 도달하였다.
따라서, 종래의 기술 분야에서는 이러한 방법으로 엔진의 시동 및 기동 시에 토크 변동을 더욱 더 효과적으로 줄일 수 있는 플라이휠의 발명이 요구되었는 데 이중 질량 플라이휠이란 기존의 한 개의 플라이휠을 두 개로 나누어 엔진 쪽에 연결된 제1 질량체와 클러치를 통하여 트랜스미션에 연결되는 제2 질량체로 구성된 것이며, 이 두 질량체 사이에 적절한 연결이 가능하도록 진동 댐퍼를 장착한 것을 말한다. 이러한, 진동 댐퍼는 보통 토션 스프링 또는 이와 비슷한 기능을 하는 탄성매개체로 구성되어 있으며, 두 질량사이의 연결을 유지하며 회전 토크를 전달하는 기능을 하며 원주상 또는 반경방향으로 배치되어 있다.
이 장치에서는 탄성매개체의 탄성작용과 마찰에 의한 감쇠에 의하여 첫째로, 엔진의 토크 충격을 완화시키는 기능을 하며 둘째로, 엔진의 아이들(idle), 상용영역 등에서의 구동계의 비틀림 진동에 대하여 감쇠작용을 하게 된다.
그러나, 종래의 이중 질량 플라이휠에서 토션 스프링은 내구성이 약하여 제품의 수명이 단축되거나, 진동 및 소음을 일으키는 문제점이 있다.
또한 토션 스프링의 응력을 낮추거나, 작동각의 증대를 할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 직렬 연결을 형성하는 제1 내측 토션 스프링 및 제2 내측 토션 스프링을 구비하여 토션 스프링의 내구성 증대 및 작동각을 크게 할 수 있는 이중 질량 플라이휠을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 차량의 진동 및 소음 감쇠 특성을 높일 수 있는 이중 질량 플라이휠을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 차량의 엔진 출력축에 결합하는 제1 질량체와, 변속기의 입력축에 연결하는 제2 질량체에 연결되며 제1 질량체에 수용되는 드라이브 플레이트를 포함하는 이중 질량 플라이휠에 있어서, 제1 질량체와 드라이브 플레이트의 상대 회전에 의해 압축되는 외측 토션 스프링과, 외측 토션 스프링의 내부에 구비되어 직렬 연결을 형성하는 제1 내측 토션 스프링 및 제2 내측 토션 스프링을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에서, 제1 내측 토션 스프링 및 제2 내측 토션 스프링은 서로 다른 강성을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에서, 제1 내측 토션 스프링 및 제2 내측 토션 스프링의 사이에 커넥터를 구비할 수 있는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 이중 질량 플라이휠은 토션 스프링의 드라이브 플레이트 접촉부에서 내구성이 증대되며, 직렬 연결을 형성하는 제1 내측 토션 스프링 및 제2 내측 토션 스프링을 구비함으로 토션 스프링의 응력을 낮추는 장점이 있다.
또한 토션 스프링의 작동각을 증대시켜서 차량의 진동 및 소음 감쇠 특성을 높일 수 있는 장점이 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 이중 질량 플라이휠을 도시한 부분 절개 도면이고, 도 2는 도 1의 A-A선에 따른 측단면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 이중 질량 플라이휠의 일실시예는 제1 질량체(1) 및 제2 질량체(2) 사이에 배치되는 드라이브 플레이트(18), 드라이브 플레이트(18)의 플랜지부(19, 20)에 맞닿아 배치될 수 있는 외측 토션 스프링(outer torsion spring)(3), 외측 토션 스프링(3)의 안쪽 공간에 배치될 수 있는 제1 내측 토션 스프링(inner torsion spring)(4) 및 제2 내측 토션 스프링(5), 제1 내측 토션 스프링(4) 및 제2 내측 토션 스프링(5)을 연결할 수 있는 커넥터(6)로 이루어질 수 있다.
여기서, 드라이브 플레이트(18)는 제1 질량체(1)에 수용되며, 원형인 드라이브 플레이트 본체와 이 본체에서 연장하는 한 쌍의 플랜지부(19, 20)를 포함한다. 이중 질량 플라이휠에서 엔진 토크의 입력과 출력에 대한 상대 회전이 발생하는 경 우 비틀림 진동을 감쇠하기 위해, 드라이브 플레이트의 한 쌍의 플랜지부(19, 20)는 토션 스프링의 압축을 야기한다. 즉, 드라이브 플레이트(18)가 정측 방향 또는 부측 방향으로 회전하면서 외측 토션 스프링(3)과 제1 내측 토션 스프링(4) 및 제2 내측 토션 스프링(5)의 압축을 일으킬 수 있다. 바람직한 실시예로서, 본 발명에 따른 드라이브 플레이트(18)의 플랜지부(19, 20)는 하단에 볼록부(미도시)를 형성한 제1 질량체(1)를 통해서 외측 토션 스프링(3)과 제1 내측 토션 스프링(4) 및 제2 내측 토션 스프링(5)의 압축할 수 있는 구조를 형성할 수 있다.
이처럼 제1 질량체(1)에 수용된 드라이브 플레이트의 한 쌍의 플랜지부(19, 20)의 사이에 토션 스프링이 제공되는 데, 바람직하게는 본 발명에 따른 이중 질량 플라이휠의 일실시예에서 적어도 정측 방향(가속 방향) 또는 부측 방향(감속 방향)의 한쪽에서 내측 토션 스프링이 둘로 나뉘어질 수 있다. 도 1에서는 정측 방향(가속 방향)에서 한 쌍의 플랜지부(19, 20)의 사이에 외측 토션 스프링(3)과 제1 내측 토션 스프링(4) 및 제2 내측 토션 스프링(5)로 구성된 일예를 도시한 것이다.
이때 토션 스프링이 드라이브 플레이트에 접촉할 경우 내구성을 고려할 수 있다. 본 발명에서 외측 토션 스프링(3), 제1 내측 토션 스프링(4), 및 제2 내측 토션 스프링(5)이 드라이브 플레이트의 한 쌍의 플랜지부(19, 20)에 접촉하게 된다. 다시 말해서, 정측 및 부측 방향으로 드라이브 플레이트(18)가 작동하면서 외측 토션 스프링(3), 제1 내측 토션 스프링(4), 및 제2 내측 토션 스프링(5)과 접촉하게 되는 데, 이때 외측 토션 스프링(3)과 더불어 제1 내측 토션 스프링(4), 및 제2 내측 토션 스프링(5)이 드라이브 플레이트의 한 쌍의 플랜지부(19, 20)에 접촉 하는 측면적이 종래보다 한층 넓게 구성될 수 있다. 그러므로, 본 발명에 따른 외측 토션 스프링(3), 제1 내측 토션 스프링(4), 및 제2 내측 토션 스프링(5)의 내구성을 증대할 수 있다.
여기서, 제1 내측 토션 스프링(4) 및 제2 내측 토션 스프링(5)은 서로 강성이 다르며, 바람직하게는 제1 내측 토션 스프링(4)의 강성이 제2 내측 토션 스프링(5)의 강성보다 더 작을 수 있다.
바람직한 실시예로, 본 발명에 따른 상기 커넥터(6)는 제1 내측 토션 스프링(4) 및 제2 내측 토션 스프링(5) 사이에 배치되지 않고, 제1 내측 토션 스프링(4) 및 제2 내측 토션 스프링(5)은 직렬로 바로 연결될 수 있다. 즉, 제1 내측 토션 스프링(4) 및 제2 내측 토션 스프링(5)만 외측 토션 스프링(3)의 안쪽 공간에 배치될 수 있다.
이러한 제1 내측 토션 스프링(4) 및 제2 내측 토션 스프링(5)은 직렬로 바로 연결되어, 외측 토션 스프링(3)의 안쪽 공간에 배치된 구조는, 동일 토크(torque)의 작용시 토션 스프링의 응력을 낮출 수 있으며, 내구성을 증대할 수 있다.
더불어, 동일한 토크가 발생할 경우 종래의 토션 스프링보다 작동각을 크게 할 수 있다. 이는 차량의 진동 및 소음 감쇠 특성을 높일 수 있다.
도 2에서, 본 발명의 이중 질량 플라이휠의 실시예에 있어서 측단면도를 통해, 제1 질량체(1), 제2 질량체(2), 외측 토션 스프링(3), 제1 내측 토션 스프링(4), 제2 내측 토션 스프링(5), 커넥터(6), 토션 가이드(7), 와셔(8), 일레스틱 와셔(9), 서포트 와셔(10), 프릭션 와셔(11), 실링 플레이트(12), 캡(13), 부 시(14), 링 기어(15), 질량체 링(16), 커버(17), 드라이브 플레이트(18), 웨이트(19), 회전 중심축(20)을 도시한 것을 나타낸다. 여기서 일레스틱 와셔(9), 서포트 와셔(10), 프릭션 와셔(11)는 히스테리시스 기능을 제공할 수 있다.
여기서, 본 발명에 따른 외측 토션 스프링(3), 제1 내측 토션 스프링(4), 및 제2 내측 토션 스프링(5)의 구조는 종래의 내측 토션 스프링에 비교하면 공간 활용에 있어서 토션 스프링 응력 대비 토크의 증대를 제공하므로, 이중 질량 플라이휠의 토크 용량의 증대를 가져올 수 있다. 또한, 제1 내측 토션 스프링(4), 및 제2 내측 토션 스프링(5)의 직렬 연결 구조는 종래와 비교하여, 토션 스프링의 응력 안전율을 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 외측 토션 스프링(3), 제1 내측 토션 스프링(4), 및 제2 내측 토션 스프링(5)의 구조에서 토션 스프링의 질량 분포는 원심력에 대한 민감도를 낮출 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 이중 질량 플라이휠의 제1 내측 토션 스프링 및 제2 내측 토션 스프링의 직렬 연결을 위한 커넥터를 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3의 측단면도이다.
도 3 및 도 4를 보면, 커넥터의 플랜지부 상측 및 하측에 제1 내측 토션 스프링 및 제2 내측 토션 스프링을 끼워 연결되도록 할 수 있다. 또한 중심축은 관통되어 있어서 공기 저항을 방지할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 이중 질량 플라이휠은 외측 토션 스프링의 내부에 구비되는 제1 내측 토션 스프링 및 제2 내측 토션 스프링을 직렬 연결함으로 토 션 스프링의 내구성 증대 및 작동각을 크게 함으로 차량의 진동 및 소음 감쇠 특성을 높일 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형, 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 이중 질량 플라이휠을 도시한 부분 절개 도면이다.
도 2는 도 1의 A-A선에 따른 측단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 이중 질량 플라이휠의 제1 내측 토션 스프링 및 제2
내측 토션 스프링의 직렬 연결을 위한 커넥터를 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3의 측단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 제1 질량체 2 : 제2 질량체
3 : 외측 토션 스프링 4 : 제1 내측 토션 스프링
5: 제2 내측 토션 스프링 6 : 커넥터
18 : 드라이브 플레이트

Claims (3)

  1. 차량의 엔진 출력축에 결합하는 제1 질량체와,
    변속기의 입력축에 연결하는 제2 질량체에 연결되며 제1 질량체에 수용되는 드라이브 플레이트를 포함하는 이중 질량 플라이휠에 있어서,
    제1 질량체와 드라이브 플레이트의 상대 회전에 의해 압축되는 외측 토션 스프링과,
    외측 토션 스프링의 내부에 구비되어 직렬 연결을 형성하는 제1 내측 토션 스프링 및 제2 내측 토션 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 질량 플라이휠.
  2. 제1항에 있어서,
    제1 내측 토션 스프링 및 제2 내측 토션 스프링은 서로 다른 강성을 구비하는 것을 특징으로 하는 이중 질량 플라이휠.
  3. 제1항에 있어서,
    제1 내측 토션 스프링 및 제2 내측 토션 스프링의 사이에 커넥터를 구비할 수 있는 것을 특징으로 하는 이중 질량 플라이휠.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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