KR101228699B1 - Ｃｖｔ 차량용 댐퍼 플라이휠 - Google Patents

Abstract

본 발명은 CVT 차량용 댐퍼 플라이휠에 관한 것으로, 엔진 출력축(11)에 연결되는 1차 질량체(3); 상기 1차 질량체(3)의 중앙에 결합되는 허브(5); 변속기 중간축(13)에 연결되도록 상기 허브(5)를 통해 상기 1차 질량체(3)의 상기 변속기(30) 측에 동축 상으로 결합되는 2차 질량체(7); 및 상기 1차 질량체(3)와 상기 2차 질량체(7) 사이에 개재되어 상기 2차 질량체(7)와 동기 회전하는 구동판(23);을 포함하여 이루어지되, 상기 2차 질량체(7)는 상기 구동판(23)보다 외경이 작은 것을 특징으로 하며, 따라서 댐퍼 플라이휠의 2차 질량체가 1차 질량체에 비해 직경이 작아지므로, 댐퍼 플라이휠의 관성저항이 크게 줄어 댐퍼 플라이휠 회전을 위해 엔진에 걸리는 부하를 줄일 수 있게 되며, 따라서 댐퍼 플라이휠의 응답성을 크게 향상시킬 수 있게 된다.

Description

ＣＶＴ 차량용 댐퍼 플라이휠{Damper flywheel for CVT vehicle}

본 발명은 CVT 차량용 댐퍼 플라이휠에 관한 것으로, 보다 상세하게는 CVT 차량의 CVT변속기와 엔진 사이에 발진장치와 함께 장착되어 엔진에서 출력되는 회전 구동력을 일부 감쇄하여 보다 정숙하고 안전하게 CVT 변속기로 전달할 수 있도록 한 CVT 차량용 댐퍼 플라이휠에 관한 것이다.

일반적으로, 엔진에서는 팽창행정만이 출력행정이 되고 흡입, 압축, 배기 행정은 출력감소 행정이 되므로, 엔진에서 출력되는 회전 구동력에도 주기적으로 변동이 발생한다. 이로 인해 엔진 출력축의 회전에는 맥동이 발생하는데, 플라이휠의 회전 관성력에 의해 이러한 맥동을 감소시키게 된다.

더욱이, 최근에는 엔진 출력축의 말단에 플라이휠과 함께 댐퍼 플라이휠을 장착함으로써 출력축의 맥동을 보다 효과적으로 억제하고자 하는 제안이 이루어지고 있는 바, 그 한 예로 도 1에 도면부호 101로 도시된 댐퍼 플라이휠을 들 수 있다.

이 댐퍼 플라이휠(101)은 도 1에 도시된 바와 같이, 1차 질량체(103), 허브(105), 및 2차 질량체(107)을 기본 구성으로 하며, 구동판(123)과 비틀림 스프링(115)을 포함하는데, 1차 질량체(103)는 엔진 측 질량부로서, 볼트(117)에 의해 엔진 출력축 말단의 플라이휠에 체결되어 함께 회전하도록 되어 있다. 1차 질량체(103)는 또한 외주면에 장착된 링기어(119)가 시동모터에 연결되어 있으므로, 시동 시 회전하도록 되어 있다.

또한, 1차 질량체(103)의 중앙에 끼워진 허브(105)는 1차 질량체(103)와 2차 질량체(107)를 연결하는 매개부로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 리벳(121)에 의해 1차 질량체(103)와 결합되어 함께 회전하도록 되어 있으며, 이를 위해 2차 질량체(107)의 축심부에 부싱(109)을 통해 회전 가능하게 장착된다.

또한, 2차 질량체(107)는 변속기 측 질량부로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 변속기 중간축에 동축 상으로 결합되어 변속기와 연결되는 바, 부싱(109)이 끼워진 축심부에 의해 허브(105)와 1차 질량체(103)를 회전 가능하게 지지하도록 되어 있다. 또한, 2차 질량체(107)는 1차 질량체(103)와의 사이에 구동판(123)과 복수의 비틀림 스프링(115)이 개재되는데, 구동판(123)은 도 1에 도시되지 않았지만, 2차 질량체(107)에 연결되어 함께 회전하도록 되어 있으며, 비틀림 스프링(115)은 비틀림 가이드(127)에 의해 구동판(123) 바깥쪽에서 1차 질량체(103)와 2차 질량체(107) 사이에 장착되어 1차 질량체(103)가 회전할 때 함께 회전하면서 구동판(123) 플랜지를 가압하여 구동판(123)을 같은 방향으로 회전시킨다. 이에 따라, 구동판(123)은 함께 연결된 2차 질량체(107)를 동기 회전시켜 1차 질량체(103)의 회전력을 2차 질량체(107)로 전달하게 된다.

이와 같이, 1차 질량체(103)의 회전력이 복수의 비틀림 스프링(115)과 구동판(123)을 거쳐 2차 질량체(107)로 전달되는 과정에서 비틀림 스프링(115)이 탄성 변형되는 만큼 1차 질량체(103) 회전력을 감쇄시키게 되므로, 엔진 출력축에서 1차 질량체(103)로 전달되는 회전력에 변동으로 인한 진동이나 충격을 완화하게 된다.

그런데, 종래의 댐퍼 플라이휠(101)은 도 1에 도시된 것처럼 2차 질량체(107)의 직경이 1차 질량체(103)의 직경과 비슷한 크기를 가지므로, 1차 질량체(103)와 대등한 회전 관성력을 가지기는 하지만, 그만큼 회전출력을 변동시키는 데 따른 엔진의 부담이 증대되며, 따라서 가속페달의 개폐에 대한 엔진 출력의 응답성이 저하되는 문제점이 있었다.

아울러, 1차 질량체(103)와 허브(105)를 부싱(109)에 의해 2차 질량체(107)의 축심부에 회전 가능하게 지지하고 있으므로, 1차 질량체(103)에 발생하는 진동이나 충격이 비교적 쉽게 2차 질량체(107)로 전달되는 바, 1차 질량체(103)에 가해지는 진동이나 충격이 2차 질량체(107)에도 영향을 미치게 되는 문제점도 있었다.

본 발명은 위와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 댐퍼 플라이휠로 전달된 엔진 회전력이 감쇄되어 출력되는 댐퍼 플라이휠의 출력 측인 2차 질량체의 반경을 축소시킴으로써, 댐퍼 플라이휠의 관성저항을 줄여 댐퍼 플라이휠을 회전시켜야 하는 엔진의 부담을 줄일 뿐 아니라, 부담이 감소된 만큼 엔진 출력의 응답성을 향상시키며, 1차 질량체로부터 전달되거나 2차 질량체 자체에서 발생하는 떨림이나 그로 인한 충격을 감소시키고자 하는 데 그 목적이 있다.

위와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 엔진 출력축에 연결되는 1차 질량체; 상기 1차 질량체의 중앙에 결합되는 허브; 변속기 중간축에 연결되도록 상기 허브를 통해 상기 1차 질량체의 상기 변속기측에 동축 상으로 결합되는 2차 질량체; 및 상기 1차 질량체와 상기 2차 질량체 사이에 개재되어 상기 2차 질량체와 동기 회전하는 구동판;을 포함하여 이루어지되, 상기 2차 질량체는 상기 구동판보다 외경이 작은 CVT 차량용 댐퍼 플라이휠을 제공한다.

또한, 상기 구동판에 대하여 상기 2차 질량체가 상대 이동하지 않도록, 상기 2차 질량체와 상기 구동판은 서로 마주보는 외주연 상에 요철부가 형성되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 허브는 외주면 상에 장착되는 지지베어링을 통해 상기 2차 질량체를 회전 가능하게 지지하는 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명의 CVT 차량용 댐퍼 플라이휠에 의하면, CVT 변속기의 중간축에 결합되는 댐퍼 플라이휠의 2차 질량체가 1차 질량체에 비해 직경이 작게 되어 있으므로, 중간축을 통해 CVT 변속기로 회전력을 전달하는 댐퍼 플라이휠의 관성저항이 크게 줄어 댐퍼 플라이휠 회전을 위해 엔진에 걸리는 부하를 줄일 수 있게 되며, 이에 따라 엔진 출력이 댐퍼 플라이휠을 거쳐 차륜으로 전달되는 데 걸리는 응답속도를 높일 수 있게 된다.

아울러, 회전 관성력의 감소로 인해 2차 질량체 자체의 떨림이나 충격을 감소시킬 뿐 아니라, 2차 질량체를 레이디얼 베어링에 의해 1차 질량체에 지지함으로써 1차 질량체로부터 2차 질량체로 전달되는 떨림이나 충격을 감소시켜 댐퍼 플라이휠의 내구성이나 안정성을 향상시킬 수 있게 된다.

도 1은 종래의 댐퍼 플라이휠을 도시한 종단면도.
도 2는 본 발명의 댐퍼 플라이휠이 적용된 CVT 차량의 구동계를 보인 모식도.
도 3은 도 2에 도시된 댐퍼 플라이휠의 사시도.
도 4는 도 3에 도시된 댐퍼 플라이휠의 종단면도.
도 5는 도 4의 A부분을 확대 도시한 도면.

이하, 본 발명의 일실시예에 따른 CVT 차량용 댐퍼 플라이휠을 첨부도면을 참조하여 설명한다.

본 발명의 CVT 차량용 댐퍼 플라이휠은 도 2에 도면부호 1로 도시된 바와 같이 발진장치(10)와 함께 엔진(20)과 CVT 변속기(30) 사이에 장착되는 바, 엔진(20) 출력축(11)의 회전속도 변동을 댐퍼 플라이휠(1)의 관성력에 의해 줄이며, 더 나아가 내장된 비틀림 스프링(15)의 탄력에 의해 출력축(11)에서 발생하는 진동이나 충격을 감쇄 또는 완화한다.

이를 위해, 상기 댐퍼 플라이휠(1)은 도 3 및 도 4에 보다 상세히 도시된 바와 같이, 1차 질량체(3), 허브(5), 2차 질량체(7), 및 구동판(23)를 포함하여 구성된다.

여기에서, 먼저 상기 1차 질량체(3)는 엔진(20) 출력축(11)에 결합되는 엽전 형태의 중량체로서, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 엔진 출력축(11)의 말단에 설치된 플라이휠에 볼트(17)로 체결되어 플라이휠과 함께 회전함으로써 댐퍼 플라이휠(1)로 엔진 회전력을 전달하도록 되어 있는 바, 일차적으로 댐퍼 플라이휠(1)의 회전 관성력을 발생시킨다. 또한, 1차 질량체(3)는 도 3에 도시된 것처럼 외주면에 링기어(19)가 장착되어 시동모터에 연결된 시동기어에 맞물림됨으로써 의해 시동 시 시동기어에 의해 회전하도록 되어 있다.

상기 허브(5)는 1차 질량체(3)를 출력축(11) 상에 장착하기 위한 링 형상의 부품으로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 1차 질량체(3)의 정중앙에 끼워지는 바, 리벳(21)에 의해 1차 질량체(3)와 연결되어 1차 질량체(3)와 연동하여 회전하도록 되어 있다.

상기 2차 질량체(7)는 CVT 변속기(30)의 중간축(13)에 결합되는 엽전 형태의 중량체로서, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 1차 질량체(3)의 CVT 변속기(30) 쪽에 허브(5)를 통해 동축상으로 결합되는 바, CVT 변속기(30)의 중간축(13)과 동기 회전하도록 CVT 변속기(30)의 중간축(13)의 말단에 스플라인 결합되도록 내주면에 스플라인(31)이 가공되어 있으며, 1차 질량체(3)에 대해 상대 회전 가능하도록 허브(5)의 변속기(30) 측 외주면 상에 장착된다. 이를 위해, 허브(5)의 변속기(30) 측 외주면과 2차 질량체(7)의 엔진(20) 측 내주면 사이에는 도 4에 도시된 것처럼 레이디얼 타입의 지지베어링(9)이 장착되어 있다. 따라서, 2차 질량체(7)는 보다 원활하게 회전하도록 허브(5) 외경면에 지지될 수 있으며, 2차 질량체(7)가 종래와 같이 부싱을 통해 지지될 때보다 허브(5)나 1차 질량체(3)의 영향을 덜 받게 된다.

이때, 1차 질량체(3)와 2차 질량체(7) 사이에는 도 4에 도시된 것처럼, 반경방향 안쪽에 구동판(23)이, 반경방향 바깥쪽에 비틀림 스프링(15)이 각각 개재되는 바, 구동판(23)은 외주연에 관통 결합된 리벳(25)을 통해 2차 질량체(7)에 연결되어 2차 질량체(7)와 연동하여 회전하도록 되어 있다.

또한, 비틀림 스프링(15)은 도 3에 도시된 것처럼 스프링 가이드(27)에 끼워져 1차 질량체(3)와 함께 회전하도록 되어 있는 바, 1차 질량체(3)에 대해 상대 회전하는 구동판(23)의 외주면에 반경방향으로 돌출된 복수의 플랜지(29)를 정역방향으로 가압함으로써, 1차 질량체(3)의 회전력을 구동판(23)을 통해 탄력적으로 2차 질량체(7)에 전달하도록 되어 있다.

이때, 특히 2차 질량체(7)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 그 외경이 구동판(23)의 외경보다 작게 되어 있으므로, 외경이 구동판(23) 플랜지(29)까지 연장되어 있는 기존의 구동판에 비해 회전 관성력은 감소하지만, 엔진의 회전력 변화에 대한 응답성이 향상되고, 2차 질량체(7)로 인한 엔진 부담을 줄일 수 있으며, 2차 질량체(7) 자체의 떨림이나 그로 인해 충격을 감소시킨다.

또한, 2차 질량체(7)와 구동판(23) 사이에는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 서로 마주보는 외주연 상에 요철부(33)가 형성되는 바, 예컨대, 도시된 것처럼 구동판(23) 외주연에 걸림돌기(35)가 돌출되고, 2차 질량체(7)의 외주연에 걸림돌기(35)가 끼워지는 삽입공(37)이 함입되어 한 쌍의 요철부(33)를 이룸으로써 구동판(23)에 대한 2차 질량체(7)의 상대 이동을 억제할 수 있다.

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

본 발명의 댐퍼 플라이휠(1)은 일반적인 플라이휠과 마찬가지로 엔진(20)으로부터 크랭크축과 같은 출력축을 통해 플라이휠로 전달된 회전력에 의해 동기 회전하게 되는 바, 볼트(17)에 의해 플라이휠에 직결된 1차 질량체(3)가 먼저 회전하게 된다.

이와 같이 1차 질량체(3)가 회전하게 되면, 1차 질량체(3) 외주연의 안내홈을 따라 원주방향으로 배열된 복수의 비틀림 스프링(15)이 스프링 가이드(27)와 함께 1차 질량체(3)를 따라 원주방향으로 회동하는 바, 인접한 2 개의 스프링 가이드(27) 사이에 배치된 구동판(23)의 플랜지(29)를 회동방향으로 가압하여 구동판(23)을 회전시킨다.

이때, 1차 질량체(3)에서 복수의 비틀림 스프링(15)으로 전달된 회전력은 비틀림 스프링(15)이 1차 질량체(3)와 플랜지(29) 사이에서 탄성 압축되는 만큼 감쇄된 상태로 구동판(23)에 전달되며, 리벳(25)을 통해 구동판(23)에 연결된 2차 질량체(7)로 전달되는데, 이 과정에서 2차 질량체(7)와 구동판(23)은 요철부(33)를 이루는 예컨대 구동판(23)의 걸림돌기(35)와 2차 질량체(7)의 삽입공(37) 상호 간의 결합에 의해 원주방향 결속력이 더욱 높아져 있으므로, 구동판(23)에 대해서 발생할 수 있는 2차 질량체(7)의 상대 이동을 보다 확실하게 억제, 방지할 수 있게 된다.

이와 같이, 1차 질량체(3)의 회전력이 비틀림 스프링(15)과 비틀림 스프링(15), 그리고 구동판(23)을 통해 2차 질량체(7)로 전달되면, 2차 질량체(7)는 비틀림 스프링(15)에 의해 감쇄된 만큼의 회전력으로 베어링(9)에 의해 지지된 허브(5)를 중심으로 회전하게 된다.

그 다음, 2차 질량체(7)의 회전력이 2차 질량체(7) 내경면에 스플라인(31)에 의해 동기 회전하도록 결합된 CVT 변속기 중간축(13)을 통해 CVT 변속기(30)로 전달되면, 댐퍼 플라이휠(1)의 역할을 다하게 된다.

1 : 댐퍼 플라이휠 3 : 1차 질량체
5 : 허브 7 : 2차 질량체
9 : 지지베어링 10 : 발진장치
11 : 엔진 출력축 13 : 중간축
15 : 비틀림 스프링 17 : 볼트
19 : 링기어 20 : 엔진
21, 25 : 리벳 23 : 구동판
27 : 스프링 가이드 29 : 플랜지
30 : CVT 변속기 31 : 스플라인
33 : 요철부 35 : 걸림돌기
37 : 삽입공

Claims (3)

1. 엔진(20)의 출력축(11)에 연결되는 1차 질량체(3);
   상기 1차 질량체(3)의 중앙에 결합되는 허브(5);
   변속기(30)의 중간축(13)에 연결되도록 상기 허브(5)를 통해 상기 1차 질량체(3)에 동축 상으로 결합되는 2차 질량체(7); 및
   상기 1차 질량체(3)와 상기 2차 질량체(7) 사이에 개재되어 상기 2차 질량체(7)와 동기 회전하는 구동판(23);을 포함하여 이루어지되,
   상기 2차 질량체(7)는 상기 구동판(23)보다 외경이 작고, 상기 2차 질량체(7)와 상기 구동판(23)의 서로 마주보는 외주연 상에는 상기 구동판(23)에 대한 상기 2차 질량체(7)의 상대 이동을 억제하는 요철부(33)가 형성되고, 이 요철부(33)는 상기 구동판(23)의 외주연에 돌출 형성되는 걸림돌기(35)와, 상기 2차 질량체(7)의 외주연에 함입 형성되는 삽입공(37)을 포함하는 것을 특징으로 하는 CVT 차량용 댐퍼 플라이휠.
2. 삭제
3. 제1 항에 있어서,
   상기 허브는 외주면 상에 장착되는 지지베어링을 통해 상기 2차 질량체를 회전 가능하게 지지하는 것을 특징으로 하는 CVT 차량용 댐퍼 플라이휠.

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