KR20130134890A - 히스테리시스 부재를 이중 구비한 이중질량 플라이휠 - Google Patents

Abstract

본 발명은 히스테리시스 부재를 이중 구비한 이중질량 플라이휠에 관한 것으로, 차량 엔진의 크랭크축 상에 연결되는 1차 질량체(3); 상기 차량의 변속기 클러치축 상에 상대회전 가능하게 장착되는 2차 질량체(5); 상기 1차 질량체(3)와 상기 2차 질량체(5) 사이의 토션 스프링(7); 상기 복수의 토션 스프링(7)에 의해 가압되어 회전하도록, 상기 1차 질량체(3)와 상기 2차 질량체(5) 사이에 개재되는 구동판(9); 및 상기 토션 스프링(7)과 상기 2차 질량체(5) 사이에 개재되어 상기 1차 질량체(3)의 외연부에 부착되는 1차 덮개(11);를 포함하여 이루어지되, 상기 구동판과 상기 1차 덮개 사이에 개재되도록 상기 구동판의 외주면에 결합되어, 상기 1차 덮개와 면접촉되는 히스테리시스 부재를 구비하는 것을 특징으로 하며, 따라서 히스테리시스 부재의 마찰링체가 탄발링체의 탄력에 의해 1차 덮개와 탄력적으로 면접촉을 이루어 추가적인 히스테리시스 토크를 발생시키므로, 구동판에서 1차 커버로 전달되는 축방향 충격을 완화하여 상시 안정적인 히스테리시스를 유지할 수 있게 된다.

Description

히스테리시스 부재를 이중 구비한 이중질량 플라이휠{Double mass flywheel having hysteresis member doubly}

본 발명은 히스테리시스 부재를 이중 구비한 이중질량 플라이휠에 관한 것으로, 보다 상세하게는 1차 질량체와 2차 질량체 사이에서 토션 스프링과 함께 회전 구동력을 전달하는 구동판이 1차 질량체와 1차 커버 사이에서 회전할 때 1차 질량체는 물론, 1차 커버와 접촉함으로써 발생하는 히스테리시스를 상시 안정적으로 유지할 수 있도록 한 히스테리시스 부재를 이중 구비한 이중질량 플라이휠 에 관한 것이다.

일반적으로, 이중질량 플라이휠은 하이브리드 차량의 자동 변속기용으로 널리 채용되는 바, 엔진과 변속기 사이에 회전속도차로 발생하는 진동과 소음을 흡수, 제거하기 위한 장비로서, 도 1에 도면부호 101로 도시된 바와 같이, 엔진측으로 결합되는 1차 질량체(103; primary flywheel)와 변속기측으로 결합되는 2차 질량체(103; secondary flywheel) 그리고 이들 사이를 완충하는 감쇄수단으로 이루어져 1차 질량체(103)와 2차 질량체(105) 사이의 속도차로 인한 충격을 감쇄하면서 엔진의 회전 구동력을 변속기 쪽으로 전달하도록 되어 있다.

여기에서, 완충을 위해 1차 질량체(103)와 2차 질량체(105) 사이에 설치되는 감쇄수단은 다양한 형태로 제작이 가능하며, 대표적인 예로 도 1에 도시된 토션 스프링(107)을 들 수 있다. 이 토션 스프링(107)은 도시된 것처럼 1차 질량체(103)의 외주연에 원주방향으로 열을 지어 복수개가 설치되는 바, 1차 질량체(103)와 이 1차 질량체(103)에 대해 상대 회전하는 구동판(109) 사이에서 압축과 복원을 반복함으로써 1차 질량체(103)와 2차 질량체(105) 상호 간에 주고 받는 충격을 완화하도록 되어 있다.

이때, 구동판(109)은 1차 질량체(103)와의 사이에 마찰와셔(125)와 판스프링(27)으로 이루어진 히스테리시스 부재가 개재되는 바, 1차 질량체(103)에 대해 상대 회전할 때 발생하는 축방향 하중을 이 히스테리시스 부재를 통해 지지함으로써 히스테리시스 토크를 발생시켜, 1차 질량체(103)와 구동판(109) 간의 탄성 접촉 시 발생하는 충격을 완화하도록 되어 있다.

한편, 구동판(109)은 1차 질량체(103) 반대쪽 면에 반동 다이어프램(113)이 일체로 부착되는 바, 이 반동 다이어프램(113)은 구동판(109)의 내주연으로부터 반경방향 바깥쪽으로 연장되어 절곡됨으로써, 스프링 하우징(119)에 토션 스프링(107)을 안착하도록 1차 질량체(103) 외주연에 결합된 1차 덮개(111)에 대해 구동판(109)을 탄력적으로 지지한다.

따라서, 종래의 이중질량 플라이휠(101)은 위와 같이 반동 다이어프램(113)이 1차 덮개(111)의 내주연부(115)에 직접적으로 탄성 지지되므로, 구동판(109)이 1차 덮개(111)에 대해 탄접될 때 반동 다이어프램(113)과 1차 덮개(111) 사이에 소음 및 진동은 물론, 마모 또는 영구 변형 등이 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명은 위와 같은 종래의 이중질량 플라이휠이 가지고 있는 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 마찰와셔나 판스프링과 같은 히스테리시스 부재에 의해 1차 질량체와 구동판 사이에 마찰 감쇄가 일어나도록 할 뿐 아니라, 그 반대쪽인 구동판과 1차 덮개 사이에서도 또 다른 히스테리시스 부재에 의해 마찰 감쇄가 일어나도록 함으로써, 구동판의 마찰 성능을 증대시켜 차량의 소음 및 진동 성능을 향상시키고자 하는 데 그 목적이 있다.

위와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 차량 엔진의 크랭크축 상에 연결되는 1차 질량체; 상기 1차 질량체와 결합되도록 상기 차량의 변속기 클러치축 상에 상대회전 가능하게 장착되는 2차 질량체; 상기 1차 질량체와 상기 2차 질량체 사이에서 원주방향으로 배열되어 상기 1차 질량체에서 상기 2차 질량체로 전달되는 회전력을 감쇄시키는 복수의 토션 스프링; 상기 복수의 토션 스프링에 의해 가압되어 회전하도록, 상기 1차 질량체와 상기 2차 질량체 사이에 개재되어 상기 2차 질량체에 결합된 구동판; 및 상기 토션 스프링을 상기 1차 질량체의 반경방향 외측에 수용하도록 상기 토션 스프링과 상기 2차 질량체 사이에 개재되어 상기 1차 질량체의 외연부에 부착되는 1차 덮개;를 포함하여 이루어지되, 상기 구동판과 상기 1차 덮개 사이에 개재되도록 상기 구동판의 외주면에 결합되어, 상기 1차 덮개와 면접촉되는 히스테리시스 부재를 구비하는 이중질량 플라이휠을 제공한다.

또한, 상기 히스테리시스 부재는, 상기 구동판의 외주면을 따라 결합되되, 상기 1차 덮개 측 일단이 반경방향으로 연장되어 상기 1차 덮개와 면접촉하는 마찰편을 형성하며, 상기 마찰편과 상기 구동판 사이에 가동 유격을 두고 있는 마찰링체; 및 상기 가동 유격에 개재되어, 상기 1차 덮개에 면접촉하는 상기 마찰링체를 상기 구동판에 대해 탄력적으로 지지하는 탄발링체;를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 구동판과 상기 마찰링체는 상기 구동판에 대한 상기 마찰링체의 상대 회전을 억제하는 회전구속수단을 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 회전구속수단은, 상기 마찰링체에 원주방향으로 절결된 하나 이상의 걸림홈; 및 상기 걸림홈에 끼워지도록 상기 구동판의 외주연에 돌출된 걸림돌기;로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 걸림홈은 상기 구동판의 외주면을 덮는 상기 마찰링체의 몸체에 일정 간격을 두고 관통 형성되며, 상기 걸림돌기는 상기 걸림홈과 대응하도록 상기 구동판의 외주면에 일정 간격을 두고 돌출 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 탄발링체는 상기 마찰편을 향해 볼록한 접시와셔인 것이 바람직하다.

또한, 상기 접시와셔는 반경방향 외측으로 복수의 탄성 지지발이 돌출되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 이중질량 플라이휠에 의하면, 1차 질량체와 1차 덮개 사이에서 상대 회전하는 구동판이 마찰링체와 탄발링체로 이루어진 히스테리시스 부재를 통해 1차 덮개와 접촉할 때 마찰링체의 마찰편을 통해 1차 덮개 내주면에 면접촉되므로, 구동판에서 1차 커버로 전달되는 축방향 충격을 완화함과 동시에, 상시 안정적인 히스테리시스를 유지할 수 있게 된다.

따라서, 이중질량 플라이휠의 전반적인 마찰성능은 물론, 이에 따른 차량의 방음 또는 방진 및 내구 성능을 향상시킬 수 있게 될 뿐 아니라, 종래와 같이 반동 다이어프램의 변형으로 인해 윤활제가 누유되는 것을 미연에 방지할 수 있게 된다.

도 1은 종래의 이중질량 플라이휠의 종단면도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이중질량 플라이휠의 종단면도.
도 3은 도 2에 도시된 1차 덮개, 구동판 및 히스테리시스 부재를 도시한 사시도.
도 4는 도 3의 분해 사시도.
도 5는 도 3의 AA선 단면 사시도.

이하, 본 발명의 일실시예에 따른 히스테리시스 부재를 이중 구비한 이중질량 플라이휠을 첨부도면을 참조하여 설명한다.

본 발명의 이중질량 플라이휠은 일반적인 이중질량 플라이휠과 마찬가지로 엔진의 크랭크축과 변속기 클러치축 사이에 설치되어 크랭크축과 클러치축 사이의 회전 속도차로 인해 발생하는 비틀림 진동을 감쇄하도록 되어 있는 바, 도 2에 도면부호 1로 도시된 바와 같이, 크게 1차 질량체(3), 2차 질량체(5), 복수의 토션 스프링(7), 구동판(9), 및 1차 덮개(11)를 포함하여 이루어지며, 특히 구동판(9)의 외주면에 결합되어 구동판(9)과 1차 덮개(11) 사이에 개재되는 히스테리시스 부재(13)를 더 포함한다.

여기에서, 먼저 1차 질량체(3)는 크랭크축 또는 엔진에 관성 모멘트를 제공하는 부분으로, 차량 엔진의 회전에 그대로 동기하여 회전하도록 크랭크축 말단에 장착되는 바, 도 2에 도시된 것처럼 2차 질량체(5)를 향한 면의 반경방향 외측 즉, 외주연 부분에 스프링 하우징(19)이 형성되는데, 이 스프링 하우징(19)은 2차 질량체(5) 반대쪽으로 함입되어 원주방향으로 배열됨으로써 복수의 토션 스프링(7)을 수용하도록 되어 있다.

상기 2차 질량체(5)는 이중질량 플라이휠(1)로 전달된 회전 구동을 클러치로 전달하는 부분으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 1차 질량체(3)에 상대 회전 가능하게 결합되도록 베어링(21) 등을 통해 차량 변속기의 클러치축 상에 회전 자유롭게 장착된다. 이때, 2차 질량체(5)는 리벳(22) 등에 의해 구동판(9)에 연결됨으로써, 토션 스프링(7)으로 감쇄된 상태에서 구동판(9)에 전달되는 1차 질량체(3)의 회전 구동력에 의해 회전하도록 되어 있다.

상기 복수의 토션 스프링(7)은 위에서 언급한 바와 같이 1차 질량체(3)에서 2차 질량체(5)로 전달되는 회전력을 감쇄시키는 수단으로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 1차 질량체(3)와 2차 질량체(5) 사이에 각각 개재되어 원주방향으로 배열되는 바, 정방향이든 역방향이든 상관없이, 1차 질량체(3)에 대해 2차 질량체(5)가 상대 회전을 일으킨 때 그에 따른 충격 또는 진동을 완충 또는 감쇄하도록 되어 있으며, 이러한 완충 또는 감쇄가 가능한 탄성체라면 어떤 형태나 재질로도 제작이 가능하나, 일반적으로 압축 스프링이 널리 사용된다.

상기 구동판(9)은 토션 스프링(7)을 통해 전달되는 1차 질량체(3)의 회전력을 2차 질량체(5)로 전달하는 수단으로서, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 1차 질량체(3)와 상기 2차 질량체(5) 사이에 개재될 뿐 아니라, 하나 이상의 플랜지(23)가 반경방향 외측으로 돌출되어, 스프링 하우징(19)에서 1차 질량체(3)와 함께 회전하는 복수의 토션 스프링(7)에 의해 탄력적으로 가압된다. 구동판(9)은 또한, 리벳(22) 등에 의해 2차 질량체(5)에 연결됨으로써, 토션 스프링(7)을 통해 전달된 회전력을 2차 질량체(5)에 전달한다. 이때, 구동판(9)은 1차 질량체(3)와의 사이에 마찰 와셔(25)와 판스프링(27) 등의 1차 히스테리시스 구조가 개재되어, 1차 질량체(3)와 2차 질량체 사이에 일차적으로 마찰 감쇠가 일어나도록 한다.

상기 1차 덮개(11)는 1차 질량체(3)의 반경방향 외측 즉, 스프링 하우징(19) 내에 토션 스프링(7)을 수용하는 마감수단으로서, 도 2 내지 도 4에 도시된 것처럼, 스프링 하우징(19)의 반대쪽에서 1차 질량체(3)의 외주연부에 부착되어 토션 스프링(7)과 2차 질량체(5) 사이에 개재됨으로써 토션 스프링(7)을 지지한다.

상기 히스테리시스 부재(13)는 구동판(9)의 외주면에 결합되어 구동판(9)과 1차 덮개(11) 사이에 개재됨으로써, 1차 덮개(11)와 면접촉되는 2차 히스테리시 구조로서, 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 마찰링체(15)와 탄발링체(17)로 이루어진다.

여기에서, 마찰링체(15)는 구동판(9)의 외주면을 따라 결합되는 환형 링체로서, 도시된 것처럼 1차 덮개(11) 측 일단이 반경방향으로 연장되어 마찰편(29)을 형성하며, 그 반대쪽 즉, 1차 질량체(3) 측 일단에 걸림턱(31)이 돌출된다. 따라서, 마찰편(29)은 1차 덮개와 면접촉하면서 히스테리시스 토크를 추가로 발생시키며, 걸림턱(31)은 마찰편(29)과 구동판 사이에 가동 유격(g)을 두고 구동판(9)의 축방향 상대 이동을 구속한다.

또한, 탄발링체(17)는 마찰링체(15)가 탄력을 갖도록 하는 탄성부재로서, 마찰링체(15)의 마찰편(29)과 구동판(9) 사이에 형성되는 가동 유격(g)에 개재됨으로써, 1차 덮개에 면접촉하는 마찰링체(15)가 구동판(9)에 대해 탄력적으로 지지될 수 있도록 한다.

이때, 탄발링체(17)는 도 5에 도시된 것처럼, 마찰링체(15)의 마찰편(29)을 향해 즉, 1차 덮개(11) 쪽으로 볼록한 접시와셔의 형태를 갖는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 도 4에 도시된 것처럼, 몸체의 반경방향 외측으로 복수의 탄성 지지발(37)이 돌출되어 탄발력을 높이도록 되어 있다.

한편, 구동판(9)과 마찰링체(15) 사이에는 구동판(9)에 대해 마찰링체(15)가 상대 회전하지 못하도록 억제하는 회전구속수단이 구비되는 바, 이 회전구속수단은 다양한 형태로 형성될 수 있으나, 그 바람직한 실시 형태의 하나로 도 3 및 도 4에 도시된 구조를 들 수 있다.

이 회전구속수단은 도시된 것처럼, 마찰링체(15)에 원주방향으로 절결되는 하나 이상의 걸림홈(33)과, 이 걸림홈(33)에 끼워지도록 구동판(9)의 외주연에 돌출되는 걸림돌기(35)로 구성될 수 있다.

이때, 특히, 걸림홈(33)은 도 3에 도시된 것처럼 구동판(9)의 외주면을 덮는 마찰링체(15)의 몸체(16)에 일정 간격을 두고 관통 형성되는 것이 바람직하며, 이에 따라 걸림돌기(35)는 마찰링체(15)의 걸림홈(33)과 대응하는 위치에서 구동판(9)의 외주면에 일정 간격을 두고 돌출 형성되는 것이 바람직하다.

이제, 위와 같이 구성되는 본 발명에 따른 이중질량 플라이휠(1)의 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 이중질량 플라이휠(1)에 의하면, 엔진으로부터 클러치를 거쳐 변속기로 전달되는 회전 구동력은 엔진이 폭발 행정에 있을 때 크랭크축을 통해 1차 질량체(3)로 직접 전달되며, 따라서 1차 질량체(3)의 회전속도가 상대적으로 2차 질량체(5)의 회전속도보다 빨라지게 된다.

이에 따라, 1차 질량체(3)는 빨라진 속도만큼의 힘으로 토션 스프링(7)을 통해 구동판(9)의 플랜지(23)를 가압하게 되고, 따라서 2차 질량체(5)도 베어링(21) 위를 더 빠른 속도로 회전하게 된다.

이때, 1차 질량체(3)의 회전력을 2차 질량체(5)로 전달하는 토션 스프링(7)은 1차 질량체(3)로부터의 충격 또는 진동을 2차 질량체(5)에 전달하기 전에 자체 탄력에 의해 감쇄시키므로, 2차 질량체(5)의 원활한 가속을 가능하게 한다.

반대로, 압축 행정 시에는 떨어진 구동력만큼 1차 질량체(3)의 회전속도가 2차 질량체(5)에 비해 상대적으로 느려지므로, 1차 질량체(3)는 거꾸로 토션 스프링(7)을 통해 2차 질량체(5)의 힘을 받게 되나, 이때도 마찬가지로 2차 질량체(5)의 충격력이 토션 스프링(7)에 의해 감쇄되기 때문에 감속이 부드럽게 이루어진다.

이와 같이, 엔진의 운전이 계속되는 동안 구동판(9)은 토션 스프링(7)에 의해 가압되거나 반대로 토션 스프링(7)을 가압하면서 1차 질량체(3)와 1차 덮개(11) 사이에서 상대 회전하는 바, 1차 질량체(3)에 대해서는 마찰 와셔(25)와 판스프링(27)을 통해 축방향으로 가압됨으로써 일차적으로 히스테리시스 토크를 발생시켜 토션 스프링(7)과 탄성 접촉할 때 발생하는 충격을 완화시킨다.

더욱이, 구동판(9)은 외주면에 끼워져 걸림돌기(35)에 의해 함께 돌아가는 마찰링체(15)를 통해 1차 덮개(11)의 내주연 안쪽 면에 면접촉하는 바, 마찰링체(15)의 마찰편(29)이 1차 덮개(11)와 접촉할 때 마찰링체(15)가 가동 유격(g)이 허용하는 범위 내에서 축방향으로 상대 이동한다. 이에 따라, 마찰편(29)과 1차 덮개(11) 내주면의 접촉 시 발생하는 충격을 탄발링체(17)의 탄력에 의해 완화하고, 동시에 추가적인 히스테리시스 토크를 발생시키므로, 상시 안정적인 히스테리시스를 유지할 수 있게 된다.

1 : 이중질량 플라이휠 3 : 1차 질량체
5 : 2차 질량체 7 : 토션 스프링
9 : 구동판 11 : 1차 덮개
13 : 히스테리시스 부재 15 : 마찰링체
17 : 탄발링체 19 : 스프링 하우징
21 : 베어링 23 : 플랜지
25 : 마찰와셔 27 : 판스프링
29 : 마찰편 31 : 걸림턱
33 : 걸림홈 35 : 걸림돌기

Claims (7)

1. 차량 엔진의 크랭크축 상에 연결되는 1차 질량체;
   상기 1차 질량체와 결합되도록 상기 차량의 변속기 클러치축 상에 상대회전 가능하게 장착되는 2차 질량체;
   상기 1차 질량체와 상기 2차 질량체 사이에서 원주방향으로 배열되어 상기 1차 질량체에서 상기 2차 질량체로 전달되는 회전력을 감쇄시키는 복수의 토션 스프링;
   상기 복수의 토션 스프링에 의해 가압되어 회전하도록, 상기 1차 질량체와 상기 2차 질량체 사이에 개재되어 상기 2차 질량체에 결합된 구동판; 및
   상기 토션 스프링을 상기 1차 질량체의 반경방향 외측에 수용하도록 상기 토션 스프링과 상기 2차 질량체 사이에 개재되어 상기 1차 질량체의 외연부에 부착되는 1차 덮개;를 포함하여 이루어지되,
   상기 구동판과 상기 1차 덮개 사이에 개재되도록 상기 구동판의 외주면에 결합되어, 상기 1차 덮개와 면접촉되는 히스테리시스 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 이중질량 플라이휠.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 히스테리시스 부재는,
   상기 구동판의 외주면을 따라 결합되되, 상기 1차 덮개 측 일단이 반경방향으로 연장되어 상기 1차 덮개와 면접촉하는 마찰편을 형성하며, 상기 마찰편과 상기 구동판 사이에 가동 유격을 두고 있는 마찰링체; 및
   상기 가동 유격에 개재되어, 상기 1차 덮개에 면접촉하는 상기 마찰링체를 상기 구동판에 대해 탄력적으로 지지하는 탄발링체;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이중질량 플라이휠.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 구동판과 상기 마찰링체는 상기 구동판에 대한 상기 마찰링체의 상대 회전을 억제하는 회전구속수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이중질량 플라이휠.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 회전구속수단은,
   상기 마찰링체에 원주방향으로 절결된 하나 이상의 걸림홈; 및
   상기 걸림홈에 끼워지도록 상기 구동판의 외주연에 돌출된 걸림돌기;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이중질량 플라이휠.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 걸림홈은 상기 구동판의 외주면을 덮는 상기 마찰링체의 몸체에 일정 간격을 두고 관통 형성되며,
   상기 걸림돌기는 상기 걸림홈과 대응하도록 상기 구동판의 외주면에 일정 간격을 두고 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 이중질량 플라이휠.
6. 청구항 2 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 탄발링체는 상기 마찰편을 향해 볼록한 접시와셔인 것을 특징으로 하는 이중질량 플라이휠.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 접시와셔는 반경방향 외측으로 복수의 탄성 지지발이 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 이중질량 플라이휠.
   

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