KR20100109281A - 플라이휠의 비틀림 진동 댐퍼 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 엔진 출력축에 연결하는 제1 질량체와, 변속기의 입력측에 연결하는 제2 질량체와 결합하며 제1 질량체에 수용되는 드라이브 플레이트를 포함하는 플라이휠에 있어서, 제2 질량체와 드라이브 플레이트를 연결하며 설정 토크 이상으로 전달되는 경우 미끄럼이 일어나는 토크리미터를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라이휠의 비틀림 진동 댐퍼에 관한 것이다.

플라이휠, 비틀림 진동 댐퍼, 드라이브 플레이트, 프릭션 커버, 프릭션 플레이트

Description

플라이휠의 비틀림 진동 댐퍼{TORSIONAL VIBRATION DAMPER OF FLYWHEEL}

본 발명은 플라이휠에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제2 질량체 및 드라이브 플레이트에 슬립이 발생하는 토크리미터를 설치하는 것을 특징으로 하는 플라이휠의 비틀림 진동 댐퍼에 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 회전수의 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 더욱더 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 토션스프링 또는 이와 비슷한 기능을 하는 탄성 매개체로 구성되어 있으며, 두 질량 사이의 연결을 유지하며 회전 토크를 전달하는 기능을 하며 원주상 또는 반경 방향으로 배치되어 있다.

이 장치에서는 탄성 매개체의 탄성작용과 마찰에 의한 감쇠에 의하여 첫째로, 엔진의 토크 충격을 완화시키는 기능을 하며 둘째로, 엔진의 아이들(idle), 상용영역 등에서의 구동계의 비틀림 진동에 대하여 감쇠 작용을 하게 된다.

그러나 종래의 이중 질량 플라이휠은 갑작스런 충격 및 과도한 토크가 발생하는 경우 구동 부품의 내구성을 확보할 수 없었고, 운전자 및 탑승자의 안정성을 보장할 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 발명으로 플라이휠의 제2질량체 및 비틀림 진동 댐퍼에 토크 리미터를 설치하여 구동계의 부품을 보호하고 운전자 및 탑승자의 안전을 향상시키는 것을 목적으로 한다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 차량의 엔진 출력축에 연결하는 제1 질량체와, 변속기의 입력측에 연결하는 제2 질량체와 결합되며 제1 질량체에 수용되는 드라이브 플레이트를 포함하는 플라이휠에 있어서, 제2 질량체와 드라이브 플레이트를 연결하며 설정 토크 이상으로 전달되는 경우 미끄럼이 일어나는 토크리미터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 토크리미터는 드라이브 플레이트와 결합하는 프릭션 커버; 그리고, 프릭션 커버에 형성된 프릭션 플레이트; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 제2 질량체는 쿠션 플레이트 및 쿠션 플레이트의 양면에 결합하는 훼이싱을 포함하며, 훼이싱이 프릭션 플레이트와 프릭션 커버의 사이에 삽입되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 프릭션 커버는 삽입홈이 형성되어 프릭션 플레이트가 삽입홈에 삽입되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 드라이브 플레이트와 프릭션 플레이트 사이에는 프릭션 플레이트를 탄성으로 지지하는 프릭션 스프링을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 설정 토크는 프릭션 스프링의 수직 하중과 드라이브 플레이트와 프릭션 커버를 체결함으로써 설정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 프릭션 스프링의 수직 하중 작용점은 드라이브 플레이트와 프릭션 커버 체결부에서 10mm 이상 떨어진 지점에 있는 위치하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 차량의 엔진 출력축에 연결하는 제1 질량체와, 변속기의 입력측에 연결하는 제2 질량체와 결합되며 제1 질량체에 수용되는 드라이브 플레이트를 포함하는 플라이휠에 있어서, 내측 토션스프링 및 외측 토션스프링이 제1 비틀림 진동 댐퍼로서 작용을 하며, 제1 질량체로부터 설정 토크 이상이 전달되는 경우 토크리미터가 제2 비틀림 진동 댐퍼로서 작용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 프릭션 커버와 프릭션 플레이트 사이에서 훼이싱의 슬립 토크를 설정하여, 기계적으로 갑작스런 충격 및 과도한 토크가 발생할 때 슬립이 가능하게 함으로써 구동계 부품의 내구성을 향상시킬 수 있다.

또한, 과도한 토크 등이 발생하는 경우라도 슬립(slip)에 의해 충격을 흡수하게 되어 운전자 및 탑승자의 안정성이 향상된다.

또한, 과도한 토크에 의한 충격을 막고, 충격이 슬립으로 흡수할 수 있게 되어 공진에서의 소음이 저감된다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 이중 질량 플라이휠의 측단면도를 도시한 도면이고, 도 2 및 도 3은 도 1의 A부분을 확대하여 도시한 도면이다.

도 1에서 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 이중 질량 플라이휠은 엔진의 출력축에 연결되어 있는 제1 질량체(1)와 변속기 입력축에 연결되어 있는 제2 질량체(2)에 연결되는 드라이브 플레이트(3)를 포함한다. 드라이브 플레이트(3)는 플랜지부에 맞닿아서 배치될 수 있는 외측 토션스프링(5), 외측 토션스프링(5)의 안쪽 공간에 배치될 수 있는 내측 토션스프링(4), 외측 토션 스프링(5) 및 내측 토션스프링(4)의 가이드역할을 하는 토션가이드(14)를 포함한다. 또한, 제2 질량체(2)를 제1 질량체(1)와 축방향으로 연결하는 허브(11), 제2 질량체(2)와 연결되는 쿠션 플레이트(8), 훼이싱(9), 프릭션 커버(7) 및 프릭션 플레이트(6) 등으로 구성된다.

제2 질량체(2)는 원판형상으로 이루어져 있으며, 외주면에 쿠션 플레이트(7)가 리벳(12)에 의하여 결합되며, 쿠션 플레이트(8)의 양면은 훼이싱(9)이 결합하게 되어 후술할 토크리미터에 삽입하게 된다. 훼이싱(9)과 토크리미터는 서로 마찰면을 이루게 되어 제1 질량체(1)에서 전달된 토크가 드라이브 플레이트(3), 내측 토션스프링(4) 및 외측 토션스프링(5)을 통해 토크리미터로 전달되고, 토크리미터에 결합된 훼이싱(9)을 통해 제2 질량체(2)를 구동시키게 된다.

본 발명에 따른 이중 질량 플라이휠에서 엔진 토크의 입력과 출력에 대한 상대 회전이 발생하는 경우 비틀림 진동을 감쇠하기 위해, 드라이브 플레이트(3)의 한 쌍의 플랜지(미도시)는 내측 토션스프링(4) 및 외측 토션스프링(5)의 압축을 야기한다. 또한, 제2 질량체(2)와 드라이브 플레이트(3)의 연결부에 토크리미터를 설치하여 설정 토크 이상으로 과도한 토크가 발생할 때 슬립이 일어나게 된다. 여기 서 토크리미터는 프릭션 플레이트(6) 및 프릭션 커버(7)로 구성되며 드라이브 플레이트(3)와 리벳(12)에 의해 결합하여 형성된다. 즉, 본 발명의 이중 질량 플레이트에서 내측 토션스프링(4) 및 외측 토션스프링(5)이 제1 비틀림 진동 댐퍼로서 작용을 하게 되며, 설정 토크 이상이 훼이싱(9)에 전달되는 경우, 토크리미터가 제2 비틀림 진동 댐퍼로서 작용을 하게 되는 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 제1 실시 예를 나타낸 도면이다. 도 2에서 보는 바와 같이 토크리미터를 구성하는 프릭션 커버(7)와 프릭션 플레이트(6)가 일체형으로 형성되어 있다. 일체형으로 형성되어 있는 토크리미터와 드라이브 플레이트(3) 사이에는 프릭션 스프링(10)이 위치하고 있다. 프릭션 스프링(10)은 프릭션 플레이트(6)를 수직하중으로 탄성적으로 지지하여 토크리미터에 설정 토크가 일정하게 유지하게 한다. 또한, 프릭션 스프링(10)은 훼이싱(9)이 프릭션 커버(7) 및 프릭션 플레이트(6)와의 마찰에 의한 감소에 대하여, 프릭션 플레이트(6)를 탄성적으로 지지함으로써 마찰로 인한 훼이싱(9)과 토크리미터 사이에 발생할 수 있는 간격(gap)을 제거하는 역할을 하게 된다. 토크리미터의 설정 토크는 프릭션 스프링(10)의 수직 하중과 프릭션 커버(7) 및 드라이브 플레이트(3)를 서로 체결함으로써 설정된다.

도 3은 본 발명에 따른 제2 실시 예를 나타낸 도면이다. 토크리미터를 구성하는 프릭션 플레이트(6)가 프릭션 커버(7)에 형성된 홈(16)에 결합한다. 프릭션 플레이트(6)가 홈(16)에 끼워지게 되어 토크리미터에 토크를 설정하기 용이한 이점이 있다. 드라이브 플레이트(3)는 프릭션 스프링(10)이 안착될 수 있도록 안착홈이 형성되며, 고속 회전을 하여도 프릭션 스프링(10)이 안전하게 프릭션 플레이트(6)를 지지할 수 있도록 한다. 프릭션 스프링(10)의 수직 방향 하중 작용점은 드라이브 플레이트(3)와 프릭션 커버(7) 체결부에서 10mm 이상 떨어진 지점에 있는 위치하는 것이 바람직한데, 이는 하중 작용점을 상대적으로 리지드(rigid)한 체결부에서 떨어진 부분에 두어 마찰면의 편마모를 방지하기 위함이다.

동력 전달 경로를 다시 살펴보면, 본 발명의 플라이휠은 제1 질량체(1)에 볼트(15)에 의해 허브(11)가 결합되며, 드라이브 플레이트(3)가 수용된다. 엔진의 크랭크 축과 결합된 제1 질량체(1)는 엔진의 회전력을 받게 되고, 제1 질량체(1)의 회전은 내측 토션스프링(4) 및 외측 토션스프링(5)을 압축 시킨 후 드라이브 플레이트(3)의 플랜지부(미도시)가 내측 토션스프링(4) 및 외측 토션스프링(5)의 탄성력을 받아 드라이브 플레이트(4)를 구동시키게 된다. 토크리미터는 드라이브 플레이트(3)에 결합되며, 토크리미터의 프릭션 커버(7) 및 프릭션 플레이트(6) 사이에서 훼이싱(9)이 마찰을 하여 훼이싱(9)과 결합된 제2 질량체(2)가 회전을 하게 되어, 클러치 및 트랜스미션의 구동축을 회전 시키게 된다. 본 발명에서 내측 토션스프링(4) 및 외측 토션스프링(5)이 비틀림 진동 댐퍼에 해당하며, 토크리미터 설정 토크 이상에서 비틀림 진동 댐퍼로서 역할을 수행하게 된다. 비틀림 진동 댐퍼를 구비한 플라이휠은 하이브리드 차량뿐만 아니라 일반 회전체에도 사용될 수 있으며, 그 적용의 범위는 제한이 없다.

이상에서, 본 발명은 본 발명의 실시 예 및 첨부도면에 기초하여 예로 들어 상세하게 설명하였다. 그러나 이상의 실시 예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 이중 질량 플라이휠의 단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 토크리미터의 제1 실시 예를 나타낸 확대도면이다.

도 3은 본 발명에 따른 토크리미터의 제2 실시 예를 나타낸 확대도면이다.

Claims (8)

1. 차량의 엔진 출력축에 연결하는 제1 질량체와,

   변속기의 입력측에 연결하는 제2 질량체와 결합되며 제1 질량체에 수용되는 드라이브 플레이트를 포함하는 플라이휠에 있어서,

   제2 질량체와 드라이브 플레이트를 연결하며 설정 토크 이상으로 전달되는 경우 미끄럼이 일어나는 토크리미터를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라이휠의 비틀림 진동 댐퍼.
2. 제1항에 있어서,

   토크리미터는 드라이브 플레이트와 결합하는 프릭션 커버; 그리고,

   프릭션 커버에 형성된 프릭션 플레이트; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라이휠의 비틀림 진동 댐퍼.
3. 제2항에 있어서,

   제2 질량체는 쿠션플레이트 및 쿠션플레이트의 양면에 결합하는 훼이싱을 포함하며,

   훼이싱이 프릭션 플레이트와 프릭션 커버의 사이에 삽입되는 것을 특징으로 하는 프라이휠의 비틀림 진동 댐퍼.
4. 제2항에 있어서,

   프릭션 커버는 삽입홈이 형성되어 프릭션 플레이트가 삽입홈에 삽입되는 것을 특징으로 하는 플라이휠의 비틀림 진동 댐퍼.
5. 제2항 또는 제4항에 있어서,

   드라이브 플레이트와 프릭션 플레이트 사이에는 프릭션 플레이트를 탄성으로 지지하는 프릭션 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라이휠의 비틀림 진동 댐퍼.
6. 제5항에 있어서,

   설정 토크는 프릭션 스프링의 수직 하중과 드라이브 플레이트 및 프릭션 커버를 체결함으로써 설정되는 것을 특징으로 하는 플라이휠의 비틀림 진동 댐퍼.
7. 제6항에 있어서,

   프릭션 스프링의 수직 하중 작용점은 드라이브 플레이트와 프릭션 커버 체결 부에서 10mm 이상 떨어진 지점에 있는 위치하는 것을 특징으로 하는 플라이휠의 비틀림 진동 댐퍼.
8. 차량의 엔진 출력축에 연결하는 제1 질량체와,

   변속기의 입력측에 연결하는 제2 질량체와 결합되며 제1 질량체에 수용되는 드라이브 플레이트를 포함하는 플라이휠에 있어서,

   내측 토션스프링 및 외측 토션스프링이 제1 비틀림 진동 댐퍼로서 작용을 하며, 제1 질량체로부터 설정 토크 이상이 전달되는 경우 토크리미터가 제2 비틀림 진동 댐퍼로서 작용하는 것을 특징으로 하는 플라이휠의 비틀림 진동 댐퍼.

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