KR100405777B1 - Damper - Google Patents
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- F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
- F16F15/10—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system
- F16F15/16—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using a fluid or pasty material
- F16F15/167—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using a fluid or pasty material having an inertia member, e.g. ring
Abstract
본 발명은 차량의 크랭크 샤프트 등의 회전축의 비틀림 진동과 휨진동을 흡수함으로써 회전축 진동을 효과적으로 흡수하고 이 진동에 기인하는 소음을 감소시키기 위한 것이다.INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention absorbs torsional vibration and flexural vibration of a rotary shaft of a crankshaft or the like of a vehicle effectively to absorb vibration of a rotary shaft and to reduce noise caused by the vibration.
(a)회전축에 부착하는 보스부(2A)와 폭 W1의 원통부(2B)와 연결부(2C)를 갖는 풀리 허브(2)와, (b)이 풀리 허브(2)의 원통부(2B)의 반경 방향 외측에 소정의 거리를 두고 동심원상으로 배치되고 외주면에 동력전달용 벨트가 감겨지는 본체부(3A)를 갖는 원통형의 제 1 댐퍼매스(3)와, 풀리 허브(2)의 원통부(2B)와 이 제 1 댐퍼매스(3)의 본체부(3A) 사이에 끼워지는 제 1 탄성체(5)로 비틀림 진동용 댐퍼(10)를 구성하고, (c)풀리 허브(2) 연결부(2C)의 회전축측에 소정의 거리를 두고 동심원 상으로 배치되는 제 2 댐퍼매스(6)와, 풀리 허브(2)의 연결부(2C)와 제 2 댐퍼매스(6)의 사이에 끼워지고 또한 풀리 허브(2)의 보스부(2A)와 제 2 댐퍼매스(6)의 사이에 끼워지는 제 2 탄성체(7)로 휨진동/비틀림진동 겸용 댐퍼(11)를 구성한 것이다.(a) a pulley hub 2 having a boss portion 2A attached to a rotary shaft, a cylindrical portion 2B having a width W1 and a connecting portion 2C, (b) a cylindrical portion 2B of the pulley hub 2, A first damper mass 3 having a cylindrical shape and having a body portion 3A which is arranged concentrically with a predetermined distance on the radially outer side of the pulley hub 2 and on which the power transmitting belt is wound, The damper 10 for torsional vibration is constituted by the first elastic body 5 sandwiched between the first damper 2B and the main body 3A of the first damper mass 3, A second damper mass 6 disposed concentrically with a predetermined distance from the rotating shaft of the pulley hub 2 and a second damper mass 6 disposed between the connecting portion 2C of the pulley hub 2 and the second damper mass 6, And the second elastic body 7 sandwiched between the boss portion 2A of the hub 2 and the second damper mass 6 constitute the bending vibration / torsional vibration damper 11.
Description
(산업상 이용분야)(Industrial use field)
본 발명은 듀얼 모드 댐퍼(dual mode damper)에 관한 것으로서, 특히 차량의 크랭크 샤프트(crank shaft) 등 회전축의 비틀림 진동과 휨 진동을 흡수함으로써 회전축 및 엔진의 진동을 효과적으로 흡수하여 이 진동에 기인하는 소음을 적게 할 수 있는 댐퍼에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dual mode damper, and more particularly to a dual mode damper which effectively absorbs vibrations of a rotary shaft and an engine by absorbing torsional vibration and flexural vibration of a rotary shaft such as a crank shaft of a vehicle, To the damper.
(종래의 기술)(Prior art)
일반적으로 엔진의 크랭크 샤프트 등 회전축이 회전하는 때에 이 회전축에 복잡한 토크(torque) 변동(變勤)이 일어난다. 이 때문에 이 회전축 및 엔진에 매우 복잡한 진동이나 소음이 발생하여 극단적인 경우에는 회전축이 부러진다.Generally, when a rotating shaft such as a crankshaft of an engine rotates, a complicated torque fluctuation occurs on the rotating shaft. Therefore, a very complicated vibration or noise is generated in the rotary shaft and the engine, and in the extreme case, the rotary shaft is broken.
그리고 이 크랭크 샤프트 등 회전축에서 발생하는 진동은 주로 비틀림 진동과 휨(축에 직각 방향)진동의 두 가지의 진동이 복합하여 회전축 및 엔진의 지지상태 등에 따라 각종의 진동 모드를 나타낸다.The vibration generated in the rotary shaft, such as the crankshaft, is composed of two types of vibration, that is, torsional vibration and bending (perpendicular to the shaft).
따라서 종래에 특공평2-9214호 공보에 기재된 바와 같이, 풀리 허브의 외주측(外周側)에 제 1 탄성체를 사이에 두고 제 1 댐퍼매스를 부착하여 비틀림 진동용으로 하고 이 탄성체의 전단 탄성력(剪斷彈性力)을 이용하여 비틀림 진동을 흡수하는 한편, 풀리 허브의 중공(中空) 부분에 샤프트 축방향을 따라 제 2 탄성체를 사이에 두고 제 2 댐퍼매스를 부착하여 휨진동용으로 하고 이 탄성체의 전단 탄성력을 이용하여 휨진동을 흡수하는 듀얼 모드 댐퍼가 제안되어 있어, 크랭크 샤프트 등의 회전축에 발생하는 비틀림 진동과 휨(축에 직각 방향)진동의 두 가지 진동을 효과적으로 흡수하여 진동에 기인하는 소음을 감소시킬 수 있다.Therefore, as described in the prior art, the first damper mass is attached to the outer peripheral side (outer peripheral side) of the pulley hub with the first elastic body interposed therebetween for torsional vibration, and the shear elastic force of the elastic body A second damper mass is attached to a hollow portion of the pulley hub along a shaft axial direction with a second elastic body interposed therebetween so as to be used for bending vibration, Mode damper which absorbs the bending vibration by utilizing the shear elastic force of the crankshaft, and effectively absorbs two types of vibration, that is, the torsional vibration and the bending (perpendicular to the shaft) Noise can be reduced.
그러나 종래의 댐퍼 특히 듀얼 모드 댐퍼에서는 그 풀리 허브의 중공 부분은, 풀리 허브를 회전축에 부착시키기 위한 볼트(bolt) 및 이 볼트를 조이기 위한 공구 등이 들어갈 공간과, 제 2 탄성체 및 제 2 댐퍼매스로 구성되는 휨진동용 댐퍼를 부착할 공간이 필요하기 때문에 진동을 흡수하기 위한 충분한 크기의 휨진동용 댐퍼를 설치하는 것이 곤란하다.However, in the conventional damper, especially the dual-mode damper, the hollow portion of the pulley hub has a space for accommodating a bolt for attaching the pulley hub to the rotation shaft and a tool for tightening the bolt, and a space for accommodating the second elastic body and the second damper mass It is difficult to provide a damper for bending vibration having a sufficient size for absorbing vibrations.
또 휨진동용 댐퍼의 반경방향(半徑方向) 고유 진동수(振動數)와 비틀림 방향 고유 진동수가 거의 같기 때문에 일반적으로 회전축에 발생하는 휨과 비틀림의 서로 다른 진동 주파수의 양 방향에서 공진(共振)시켜 보다 효과적인 진동을 흡수하는 것이 불가능하였다.In addition, since the radial (natural frequency) natural frequency of the damper for bending vibration is almost the same as the natural frequency in the torsional direction, resonance occurs in both directions of the vibration frequencies of the bending and torsion generated in the rotating shaft It was impossible to absorb more effective vibration.
또한 휨진동용 댐퍼의 제 2 탄성체가 진동피로(振動疲勞) 등으로 파손되는 경우에는 제 2 댐퍼매스가 풀리 허브의 중공 공간에서 밖으로 튀어나갈 위험이 있다.Further, when the second elastic body of the bending vibration damper is broken due to vibration fatigue or the like, there is a danger that the second damper mass will protrude out of the hollow space of the pulley hub.
또 이 제 2 댐퍼매스가 밖으로 튀어나갈 위험을 방지하기 위하여 스톱퍼(stopper)와 같은 안전 기구를 별도로 설치할 필요가 있기 때문에 이 안전기구를 상기 풀리 허브의 중공 부분 혹은 그 근방에 배치하여야만 하는 문제점이 있었다.In addition, since a safety mechanism such as a stopper must be separately installed to prevent the risk of the second damper mass being protruded out, this safety mechanism must be disposed in the hollow portion of the pulley hub or in the vicinity thereof .
따라서 본 발명의 목적은, 휨진동용 댐퍼를 비교적 크게 할 수 있고 또한 튀어나가는 것을 방지하는 스톱퍼를 설치하지 않고 또한 휨진동용 댐퍼의 반경방향과 비틀림 방향의 고유 진동수 비율을 조정할 수 있게 하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide a damper for bending vibration which can be relatively large and which can adjust the ratio of the natural frequency in the radial direction and the torsional direction of the bending vibration damper without providing a stopper for preventing the bending vibration damper.
제 1도는 본 발명에 관한 댐퍼(damper)의 한 실시예를 나타내는 단면도,FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a damper according to the present invention,
제 2도는 제 1도의 일부를 상세하게 나타낸 단면도,FIG. 2 is a cross-sectional view showing in detail a part of FIG. 1,
제 3도는 본 발명에 관한 댐퍼의 다른 실시예를 나타내는 단면도,FIG. 3 is a sectional view showing another embodiment of the damper according to the present invention,
제 4도는 비틀림 진동 특성을 비교하는 도면이다.FIG. 4 is a diagram comparing the torsional vibration characteristics. FIG.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Description of the Related Art [0002]
1 : 회전축(回轉軸) 2, 20 : 풀리 허브(pulley hub)1: rotation shaft 2, 20: pulley hub,
3, 22 : 제 1 댐퍼 매스(damper mass) 4 : 슬리브(sleeve)3, 22: a first damper mass 4: a sleeve,
5, 23 : 제 1 탄성체(彈性體) 6, 24 : 제 2 댐퍼 매스5, 23: a first elastic body 6, 24: a second damper mass
7, 25 : 제 2 탄성체7, 25: a second elastic body
10, 26 : 비틀림 진동용 댐퍼(tornsion 振動用 damper)10, 26: Damper for torsional vibration (damper for tornsion vibration)
11, 27 : 휨진동/비틀림진동 겸용 댐퍼(bending 振勤/torsion 振動 兼用 damper)11, 27: Combination damper with bending vibration / torsional vibration (bending / torsion vibration combined damper)
21 : 슬리브21: Sleeve
본 발명의 댐퍼는, (a)크랭크 샤프트 등 회전축에 부착하는 보스(boss)부와, (b)이 보스부의 반경방향 외측에 위치하는 폭 W1의 원통부(圓筒部)와, 이 보스부와 이 원통부를 연결하는 연결부를 갖는 풀리 허브와, (c)이 풀리 허브의 원통부의 반경방향 외측에 소정의 거리를 두고 동심원(同心圓)상으로 배치되고 외주면에 동력전달용 벨트가 감겨지는 본체부를 갖는 원통형의 제 1 댐퍼매스와, (d)상기 풀리 허브의 원통부와 이 제 1 댐퍼매스의 본체부 사이에 끼워지는 제 1 탄성체와, (e)상기 풀리 허브 연결부의 회전축측에 소정의 거리를 두고 동심원 상으로 배치되는 고리(ring)모양의 제 2 댐퍼매스와, (f)상기 풀리 허브의 연결부와 제 2 댐퍼매스의 사이에 끼워지고 또한 풀리 허브의 보스부와 제 2 댐퍼매스의 사이에 끼워지는 단면이 L자형인 제 2 탄성체를 갖추고,(B) a cylindrical portion having a width W1 located radially outward of the boss portion; and a boss portion (b) (C) a main body disposed concentrically at a predetermined distance from the radially outer side of the cylindrical portion of the pulley hub and having a power transmission belt wound around the outer circumferential surface thereof, (D) a first elastic body sandwiched between a cylindrical portion of the pulley hub and a main body portion of the first damper mass; and (e) a first elastic body fitted on the rotating shaft side of the pulley hub connecting portion, (F) a second damper mass which is fitted between the connecting portion of the pulley hub and the second damper mass, and which is inserted between the boss portion of the pulley hub and the second damper mass The second elastic body having an L-shaped cross-section And,
상기 제 1 댐퍼매스와 제 1 탄성체는 비틀림 진동용 댐퍼로서 동작하고 상기 제 2 댐퍼매스와 제 2 탄성체는 휨진동/비틀림진동 겸용 댐퍼로서 동작하는 것이다.The first damper mass and the first elastic body act as a torsional vibration damper, and the second damper mass and the second elastic body act as a damper for both a bending vibration / a torsional vibration.
본 발명의 댐퍼는, (a)크랭크 샤프트 등 회전축에 부착하는 보스(boss)부와, (b)이 보스부의 반경방향 외측에 위치하는 폭 W3의 제 1 원통부(圓筒部)와, 이 보스부의 반경방향 외측에 위치하고 외주면에 동력전달용 벨트가 감겨지는 본체부를 갖는 제 2 원통부와, 보스부와 이 제 1원통부 및 보스부와 제 2 원통부를 연결하는 연결부를 갖는 풀리 허브와, (c)이 풀리 허브의 제 1 원통부의 반경방향 외측에 소정의 거리를 두고 동심원(同心圓)상으로 배치되는 원통형의 제 1 댐퍼매스와, (d)상기 풀리 허브의 제 1 원통부와 이 제 1 댐퍼매스의 본체부 사이에 끼워지는 제 1 탄성체와, (e)상기 풀리 허브의 제 2 원통부와 연결부와 보스부로 둘러싸이는 공간에서 풀리 허브의 연결부의 회전축측에 소정의 거리를 두고 동심원상으로 배치되는 고리(ring)모양의 제 2댐퍼 매스와, (f)상기 풀리 허브의 제 2 원통부와 제 2 댐퍼매스의 사이에 끼워지고 또한 상기 풀리 허브의 연결부와 제 2 댐퍼매스의 사이에 끼워지는 단면이 L자형인 제 2 탄성체를 갖추고,A damper of the present invention comprises: (a) a boss portion attached to a rotary shaft such as a crankshaft; (b) a first cylindrical portion having a width W3 located radially outward of the boss portion; A pulley hub having a boss portion and a connecting portion connecting the first cylindrical portion and the boss portion to the second cylindrical portion; and a second cylindrical portion having a boss portion, (c) a first damper mass of a cylindrical shape disposed concentrically with a predetermined distance in a radially outer side of the first cylindrical portion of the pulley hub, and (d) a first cylindrical portion of the pulley hub, (B) a first elastic body which is fitted between the main body of the first damper mass and a second elastic body which is sandwiched between the main body of the first damper mass and the second damper body, And a second damper plate And, (f) is sandwiched between the second cylindrical portion and the second damper mass of the pulley hub also has a second elastic member in cross section is L-shaped to be sandwiched between the connection part and the second damper mass of the pulley hub,
상기 제 1 댐퍼매스와 제 1 탄성체는 비틀림 진동용 댐퍼로서 동작하고 상기 제 2 댐퍼매스와 제 2 탄성체는 휨진동/비틀림진동 겸용 댐퍼로서 동작하는 것이다.The first damper mass and the first elastic body act as a torsional vibration damper, and the second damper mass and the second elastic body act as a damper for both a bending vibration / a torsional vibration.
(실시예)(Example)
제 1 도는 본 발명에 관한 댐퍼의 한 실시예를 나타내는 단면도이다. 도면에서 1 은 크랭크 샤프트 등의 회전축으로서, 그 일단(-端)에는 나사 구멍(1A)이 형성되어 있다. 2는 풀리 허브로서 이 풀리 허브(2)는 보스부(2A), 이 보스부(2A)의 반경방향 외측에 위치하는 폭 W1의 원통부(2B), 이 보스부(2A)와 이 원통부(2B)를 연결하는 연결부(2C)를 갖추고 있다.FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a damper according to the present invention. In the drawing, reference numeral 1 denotes a rotary shaft such as a crankshaft, and a screw hole 1A is formed at one end (end) thereof. Reference numeral 2 denotes a pulley hub which has a boss portion 2A, a cylindrical portion 2B having a width W1 located radially outward of the boss portion 2A, a boss portion 2A, And a connecting portion 2C connecting the connecting portion 2B.
3은 원통형의 제 1 댐퍼매스로서, 이 제 1 댐퍼매스(3)는 상기 풀리 허브(2)의 원통부(2B)의 반경방향 외측에 소정의 거리를 두고 동심원상으로 배치되고, 그 외주면에 동력전달용 벨트(도시하지 않음)가 감겨져 있는 폭 W1 의 본체부(3A)와 폭 W2(한 예로서 W1 > W2)의 연장부(3B)를 갖추고 있다. 4는 슬리브로서, 이 슬리브(4)는 상기 풀리 허브(2)의 원통부(2B)에 눌러 끼워진다. 5는 제 1 탄성체로서,이 제 1 탄성체(5)는 이 슬리브(4)와 상기 제 1 댐퍼매스(3)의 본체부(3A)의 사이에 가황접착(加黃接着) 등에 의하여 장착된다.A first damper mass 3 is a cylindrical damper mass. The first damper mass 3 is concentrically arranged at a predetermined distance radially outward of the cylindrical portion 2B of the pulley hub 2, And a body portion 3A of a width W1 and a width portion W2 (W1 > W2, for example) of an extension portion 3B around which a power transmission belt (not shown) is wound. 4 is a sleeve, and this sleeve 4 is pushed into the cylindrical portion 2B of the pulley hub 2. The first elastic body 5 is mounted between the sleeve 4 and the body portion 3A of the first damper mass 3 by vulcanization or the like.
6은 고리모양의 제 2 댐퍼매스로서, 이 제 2 댐퍼매스(6)는 상기 제 1 댐퍼매스(3)의 연장부(3B)와 상기 풀리 허브(2)의 연결부(2C)와 상기 풀리 허브(2)의 보스부(2A)로 둘러싸인 공간에서 상기 풀리 허브(2)의 연결부(2C)의 회전축측(엔진측)에 소정의 거리를 두고 동심원적으로 배치된다. 7은 단면이 L 자형인 제 2 탄성체로서, 이 제 2 탄성체(7)는 상기 풀리 허브(2)의 연결부(2C)와 상기 제 2 댐퍼매스(6) 사이에 끼워지고 또한 상기 풀리 허브(2)의 보스부(2A)와 상기 제 2 댐퍼매스(6) 사이에 끼워진다.The second damper mass 6 is an annular second damper mass which is connected to the extension portion 3B of the first damper mass 3 and the connecting portion 2C of the pulley hub 2, (Engine side) of the connecting portion 2C of the pulley hub 2 in a space surrounded by the boss portion 2A of the pulley hub 2 at a predetermined distance. The second elastic body 7 is sandwiched between the connecting portion 2C of the pulley hub 2 and the second damper mass 6 and the pulley hub 2 And between the boss portion 2A of the first damper mass 1 and the second damper mass 6.
8은 칼라(collar)이고 9는 나사로서, 이 나사(9)를 칼라(8) 및 상기 풀리 허브(2)를 사이에 두고 크랭크 샤프트(1)의 나사 구멍(1A)에 끼워 상기 풀리 허브(2)를 크랭크 샤프트(1)에 고정시킨다.8 is a collar and 9 is a screw and the screw 9 is inserted into the screw hole 1A of the crankshaft 1 with the collar 8 and the pulley hub 2 interposed therebetween, 2 is fixed to the crankshaft 1.
또한 10은 비틀림 진동용 댐퍼로서 이 비틀림 진동용 댐퍼(10)는 상기 제 1 댐퍼매스(3)와 제 1 탄성체(5)로 이루어지고, 11 은 휨진동/비틀림진동 겸용 댐퍼로서 이 휨진동/비틀림진동 겸용 댐퍼(11)는 상기 제 2 댐퍼매스(6)와 제 2 탄성체(7)로 이루어진다. 그리고 휨진동/비틀림진동 겸용 댐퍼(11)는 상기 제 1 댐퍼매스(3)의 연장부(3B)와 상기 풀리 허브(2)의 상기 연결부(2C)와 상기 풀리 허브(2)의 보스부(2A)로 둘러싸인 공간에 설치된다.The torsional vibration damper 10 is composed of the first damper mass 3 and the first elastic body 5 and the reference numeral 11 is a bending vibration / torsional vibration damper. The bending vibration / The torsional vibration damper 11 is composed of the second damper mass 6 and the second elastic body 7. The bending vibration / torsional vibration damper 11 is connected to the extended portion 3B of the first damper mass 3 and the connecting portion 2C of the pulley hub 2 and the boss portion of the pulley hub 2 2A.
다음에 상기 구성의 댐퍼의 동작, 특히 휨진동/비틀림진동 겸용 댐퍼(11)의 반경방향 고유 진동수와 비틀림 방향 고유 진동수의 비율을 조정하는 기능에 대하여 설명한다. 우선 휨진동/비틀림진동 겸용 댐퍼(11)의 제 2 댐퍼매스(6)와 단면이 L 자형인 제 2 탄성체(7)를 확대한 것을 제 2도에 나타낸다. 이 제 2도를 참조하여 L자형의 제 2 탄성체(7)의 축선(軸線)과 직각인 면을 전단부(剪斷部)(7A)로 하고 그 반경방향 스프링 상수(spring 常數)를 KSR, 비틀림 방향 스프링 상수를 KST로 한다. 마찬가지로 이 L 자형의 제 2 탄성체(7)의 축선과 평행인 면을 압축부(7B)로 하고 그 반경방향 스프링 상수(spring 常數)를 KCR, 비틀림 방향 스프링 상수를 KCT로 한다. 또한 제 2 댐퍼매스(6)의 질량은 M, 관성 모멘트(慣性 moment)를 I 로 하면 휨진동/비틀림진동 겸용 댐퍼(11)의 반경방향 고유 진동수 ωR과 비틀림 방향 고유 진동 수 ωT는 각각 다음과 같이 된다.Next, a description will be given of the function of adjusting the ratio of the radial natural frequency and the torsional natural frequency of the damper with the above-described configuration, in particular, the damper 11 with the bending vibration / torsional vibration. First, FIG. 2 shows an enlarged view of the second damper mass 6 of the bending vibration / torsional vibration damper 11 and the second elastic body 7 having an L-shaped cross section. Referring to FIG. 2, a surface orthogonal to the axis of the L-shaped second elastic body 7 is defined as a shear portion 7A, and its radial spring constant is represented by K SR , And the torsional direction spring constant is K ST . Likewise, a surface parallel to the axis of the L-shaped second elastic body 7 is defined as a compression portion 7B, and its radial spring constant is K CR and the torsional spring constant is K CT . When the mass of the second damper mass 6 is M and the moment of inertia is I, the radial natural frequency ω R and the torsional natural frequency ω T of the bending vibration / torsional vibration damper 11 are It becomes as follows.
여기서 전단부(7A)의 반경방향 스프링 상수를 KSR, 압축부(7B)의 반경방향 스프링 상수를 KCR, 전단부(7A)의 비틀림 방향 스프링 상수 KST, 압축부(7B)의 비틀림 방향 스프링 상수 KCT, 제 2 댐퍼매스(6)의 질량 M, 제 2 댐퍼매스(6)의 관성 모멘트 I는 각각 다음과 같다.The twisting direction of the front end portion (7A) the radial spring constant for K SR, compression means (7B) the radial spring constant for K CR, a front end (7A) twisting direction spring constant K ST, the compression section (7B) of the The spring constant K CT , the mass M of the second damper mass 6, and the moment of inertia I of the second damper mass 6 are respectively as follows.
단,only,
R1은 제 2 댐퍼매스(6)의 외반경(外半徑)이며 L 자형의 제 2 탄성체(7)의 전단부(7A)의 외반경,R 1 is the outer radius of the second damper mass 6 and the outer radius of the front end 7A of the L-shaped second elastic body 7,
R2는 제 2 댐퍼매스(6)의 내반경이고 L 자형의 제 2 탄성체(7)의 전단부(7A)의 내반경이며 L 자형의 제 2 탄성체(7)의 압축부(7B)의 외반경이다.R 2 is the inner radius of the second damper mass 6 and the inner radius of the front end 7A of the L-shaped second elastic body 7 and the inner radius of the L-shaped compression portion 7B of the second elastic body 7 It is a radius.
R3은 L 자형의 제 2 탄성체(7)의 압축부(7B)의 내반경,R 3 is the inner radius of the compressed portion 7B of the L-shaped second elastic body 7,
t는 L 자형의 제 2 탄성체(7)의 전단부(7A)의 폭,t is the width of the front end 7A of the L-shaped second elastic body 7,
L은 L 자형의 제 2 탄성체(7)의 압축부(7B)의 폭,L is the width of the compressed portion 7B of the L-shaped second elastic body 7,
W는 제 2 댐퍼매스(6)의 폭,W is the width of the second damper mass 6,
G는 L 자형의 제 2 탄성체(7)의 전단 탄성계수(剪斷彈性係數),G is the shear elastic modulus of the L-shaped second elastic body 7,
ρ 는 제 2 댐퍼매스(6)의 비중,denotes the specific gravity of the second damper mass 6,
E는 L 자형의 제 2 탄성체(7)의 영 계수(Young's modulus)와 형상률(形狀率)에 관한 값으로서 다음과 같다. 단 S 는 형상률의 양(陽)의 값이다.E is a value relating to the Young's modulus and the shape ratio of the L-shaped second elastic body 7 as follows. S is the positive value of the shape ratio.
여기서 종래의, 압축부(7B)를 갖지 않는 제 2 탄성체의 경우, 압축부의 폭 L = 0 이고, 압축부의 반경방향 스프링 상수 KCR= 0, 압축부의 비틀림 방향 스프링 상수 KCT= 0 이다. 따라서 종래의 휨진동용 댐퍼의 반경방향 고유 진동수 ωR와 비틀림 방향 고유 진동수 ωT는 각각 다음과 같다.Here, in the case of the conventional second elastic member having no compression portion 7B, the width L of the compression portion is 0, the radial spring constant K CR = 0 of the compression portion, and the torsional spring constant K CT = 0 of the compression portion. Therefore, the radial natural frequency ω R and the torsional natural frequency ω T of the conventional damper for bending vibration are as follows.
이 수식 4에서 ωR/ ωT= 1 이 되고, 종래의, 압축부를 갖지 않는 제 2 탄성체의 경우, 다시 말하면 압축부의 폭 L 이 0 이 되는 경우에는 이 휨진동용 댐퍼의 반경방향 고유 진동수 ωR와 휨방향 고유 진동수 ωT는 같게 된다.In the case of the conventional second elastic body having no compression portion, in other words, when the width L of the compression portion becomes zero,? / R ? T = 1 in Equation 4, the radial natural frequency? R and the bending direction natural frequency ω T become equal.
또 본 발명의 휨진동/비틀림진동 겸용 댐퍼(11)의, 압축부(7B)를 갖는 제 2 탄성체(7)의 경우에는 다음과 같다.In the case of the second elastic body 7 having the compression portion 7B of the bending vibration / torsional vibration damper 11 of the present invention, as follows.
이 수식 5에서 본 발명의 휨진동/비틀림진동 겸용 댐퍼(11)의 제 2 탄성체(7)의 반경방향 고유 진동수 ωR와 비틀림 방향 고유 진동수 ωT의 비율을 바꿀 수 있다.The ratio of the radial natural frequency? R and the torsional natural frequency? T of the second elastic body 7 of the bending vibration / torsional vibration damper 11 of the present invention can be changed.
즉,In other words,
여기서 m = R1/R2이므로 m > 1Here, since m = R 1 / R 2 , m> 1
n = R2/R3이므로 n > 1 이다.n = R < 2 > / R < 3 >
따라서 L 자형의 제 2 탄성체(7)의 영계수와 형상률에 관한 값 E 는 E ≥ 2 이라면 (KCR/M)/(KCT/I) > 1 이 된다.Therefore, the value E regarding the Young's modulus and the shape factor of the L-shaped second elastic body 7 is (K CR / M) / (K CT / I) >
그러나 E = 5 + 3.29S2 However, E = 5 + 3.29S 2
단 S는 형상률로서 양의 값이고 S = L/2(R2- R3)로 표시된다.Where S is a positive value and S = L / 2 (R 2 - R 3 ).
따라서 E > 5이므로 ωR/ωT의 값을 L의 크기로 1 이상으로 조정할 수 있다.Therefore, since E> 5, the value of ω R / ω T can be adjusted to 1 or more by the magnitude of L.
또한 상기 설명에서는 비틀림 진동용 댐퍼(10)의 제 1 댐퍼매스(3)는 폭이 W1 인 본체부(3A)와 폭이 W2인 연장부(3B)로 구성되었으나 이것에 한정되는 것은 아니고 본체부(3A)만으로 원하는 질량을 얻을 수 있는 경우에는 연장부(3B)는 필요하지 않은 것은 물론이다.In the above description, the first damper mass 3 of the damper 10 for torsional vibration is composed of the main body 3A having the width W1 and the extending portion 3B having the width W2. However, the present invention is not limited to this, It is needless to say that the extension 3B is not necessary when a desired mass can be obtained only by the use of the extension 3A.
제 3도는 본 발명에 관한 다른 실시예를 나타내는 단면도이다. 도면에서 20는 풀리 허브로서 이 풀리 허브(20)는 크랭크 샤프트 등의 회전축(1)에 부착되는 보스부(20A), 이 보스부(20A)의 반경방향 외측에 위치하는 폭 W3의 원통부(20B)와 상기 보스부(20A)의 반경방향 외측에 위치하고 외주면에 동력전달용 벨트가 감겨져 있는 폭 W4의 본체부(20C) 및 폭 W5(한 예로서 W4 > W5)의 연장부(20D)를 갖는 원통부(20E)와, 상기 보스부(20A)와 이 원통부(20B) 및 상기 보스부(20A)와 이 원통부(20E)를 연결하는 연결부(20F)로 구성된다.3 is a cross-sectional view showing another embodiment of the present invention. The pulley hub 20 includes a boss portion 20A attached to a rotary shaft 1 such as a crankshaft and a cylindrical portion having a width W3 located radially outward of the boss portion 20A A main body portion 20C having a width W4 and a widened portion 20D having a width W5 (for example, W4> W5), which are located radially outward of the boss portion 20A and are wound around the power transmission belt, And a connecting portion 20F connecting the cylindrical portion 20B with the boss 20A and connecting the boss 20A with the cylindrical portion 20E.
21은 슬리부로서 이 슬리브(21)는 상기 풀리 허브(20)의 원통부(20B)에 눌려져 끼워진다.21 is a sleeve portion, and this sleeve 21 is pressed into the cylindrical portion 20B of the pulley hub 20.
22는 원통형의 제 1 댐퍼매스로서, 이 제 1 댐퍼매스(22)는 상기 풀리 허브(20)의 원통부(20B)의 반경방향 외측에 소정의 거리를 두고 동심원상으로 배치되고, 그 외주면에 동력전달용 벨트(도시하지 않음)가 감겨져 있다. 23은 제 1 탄성체로서, 이 제 1 탄성체(23)는 이 슬리브(21)와 상기 제 1 댐퍼매스(22)의 사이에 가황접착 등에 의하여 장착된다.A first damper mass 22 is a cylindrical damper mass. The first damper mass 22 is concentrically arranged at a predetermined distance radially outward of the cylindrical portion 20B of the pulley hub 20, A power transmission belt (not shown) is wound. Reference numeral 23 denotes a first elastic member which is mounted between the sleeve 21 and the first damper mass 22 by vulcanization bonding or the like.
24는 고리모양의 제 2 댐퍼매스로서, 이 제 2 댐퍼매스(24)는 상기 풀리 허브(20)의 원통부(20E)의 본체부(20C)와 상기 풀리 허브(20)의 연결부(20F)와 상기 풀리 허브(20)의 보스부(20A)로 둘러싸인 공간에서 상기 풀리 허브(20)의 연결부(20F)의 회전축측(엔진측)에 소정의 거리를 두고 동심원적으로 배치된다.The second damper mass 24 is an annular second damper mass which is connected to the connecting portion 20F of the main body portion 20C of the cylindrical portion 20E of the pulley hub 20 and the pulley hub 20, And the boss portion 20A of the pulley hub 20 at a predetermined distance from the rotating shaft side (engine side) of the connecting portion 20F of the pulley hub 20. [
25는 단면이 L 자형인 제 2 탄성체로서, 이 제 2 탄성체(25)는 상기 풀리 허브(20)의 원통부(20E)의 본체부(20C)와 상기 풀리 허브(20)의 연결부(20F)와 상기 제 2 댐퍼매스(24)로 둘러쌓이는 공간에서 상기 풀리 허브(20)의 원통부(20E)의 본체부(20C)와 상기 제 2 댐퍼매스(24) 사이에 끼워지고 또한 상기 풀리 허브(20)의 연결부(20F)와 상기 제 2 댐퍼매스(24) 사이에 끼워진다.25 is a second elastic body having an L-shaped cross section and the second elastic body 25 is connected to the connecting portion 20F of the main body portion 20C of the cylindrical portion 20E of the pulley hub 20 and the pulley hub 20, And the second damper mass (24) of the cylindrical portion (20E) of the pulley hub (20) in a space surrounded by the second damper mass (24) 20) and the second damper mass (24).
또한 26은 비틀림 진동용 댐퍼로서 이 비틀림 진동용 댐퍼(26)는 상기 제 1 댐퍼매스(22)와 제 1 탄성체(23)로 이루어지고, 27 은 휨 진동/비틀림진동 겸용 댐퍼로서 이 휨진동/비틀림진동 겸용 댐퍼(27)는 상기 제 2 댐퍼매스(24)과 제 2 탄성체(25)로 이루어진다.The torsional vibration damper 26 is composed of the first damper mass 22 and the first elastic body 23 and the numeral 27 is a bending vibration / torsional vibration damper. The bending vibration / The torsional vibration damper 27 is composed of the second damper mass 24 and the second elastic body 25.
또 이 휨진동/비틀림진동 겸용 댐퍼(27)는 상기 풀리 허브(20)의 원통부(20E)의 본체부(20C)와 상기 풀리 허브(20)의 연결부(20F)와 상기 제 2 댐퍼매스(24)로 둘러싸인 공간에 설치된다.The bending vibration / torsional vibration damper 27 is connected to the main body portion 20C of the cylindrical portion 20E of the pulley hub 20 and the connecting portion 20F of the pulley hub 20 and the second damper mass 24, respectively.
또한 상기 풀리 허브(20)은 칼라(8)를 사이에 두고 나사(9)를 크랭크 샤프트(1)의 나사 구멍(1A)에 끼움으로써 크랭크 샤프트(1)에 고정시킬 수 있다.The pulley hub 20 can be fixed to the crankshaft 1 by fitting the screw 9 into the screw hole 1A of the crankshaft 1 with the collar 8 interposed therebetween.
다음에 상기 구성의 댐퍼의 동작 특히 휨진동/비틀림진동 겸용 댐퍼(27)의 반경방향 고유 진동수와 비틀림 방향 고유 진동수 비율을 조정하는 기능에 대하여는 제 1 도, 제 2도에서 설명한 바와 동일하게 할 수 있는 것은 물론이다.Next, the function of adjusting the radial natural frequency and the torsional direction natural frequency ratio of the damper in combination with the bending vibration / torsional vibration damper 27 as described above can be the same as described in FIGS. 1 and 2 Of course it is.
또 상기의 설명에서는 풀리 허브(20)의 본체부(20C)를 폭 W4, 연장부(20D)의 폭 W5로 하였으나 이것에 한정되지 않는 것은 물론이다.In the above description, the width W4 of the main body portion 20C of the pulley hub 20 and the width W5 of the extension portion 20D are of course not limited to this.
특히 풀리 허브(20)의 본체부(20C)의 폭은 휨진동/비틀림진동 겸용 댐퍼(27)의 단면이 L 자형인 제 2 탄성체(25)의 압축부의 길이 L에 따라 임의로 설정될 수 있음은 물론이다.The width of the main body portion 20C of the pulley hub 20 can be arbitrarily set in accordance with the length L of the compression portion of the second elastic body 25 whose cross section of the bending vibration / torsional vibration damper 27 is L-shaped Of course.
또한 이 연장부(20D)의 폭 W5를 0으로 하여도 무방함은 물론이다.It goes without saying that the width W5 of the extended portion 20D may be set to zero.
이상 상세하게 설명한 바와 같이 본 발명에 관한 댐퍼에 의하면, 내연기관(內燃機關)의 크랭크축 등에서 발생하는 비틀림 진동은 비틀림 진동용 댐퍼(10, 26)인 제 1 댐퍼매스(3, 22)와 제 1 탄성체(5, 23)의 비틀림 방향 전단 탄성력으로 조정되는 고유 진동수와, 휨진동/비틀림 진동 겸용 댐퍼(11, 27)인 제 2 댐퍼매스(6, 24)와 단면이 L 자형인 제 2 탄성체(7, 25)의 비틀림 방향 전단 탄성력으로 조정되는 고유 진동수 모두를 공진시킴으로써 흡수할 수 있으므로 종래보다도 진동 흡수능력을 향상시킬 수 있다.As described in detail above, according to the damper of the present invention, the torsional vibration generated in the crankshaft of the internal combustion engine or the like is generated by the first damper masses 3 and 22 which are the torsional vibration dampers 10 and 26, The second damper masses 6 and 24 which are the bending vibration / torsional vibration damper 11 and 27 and the second damper masses 6 and 24 which are adjusted by the shear elastic force of the elastic bodies 5 and 23 in the twisting direction, All of the natural frequencies adjusted by the shear elastic force in the torsional direction of the torsion bars 7 and 25 can be absorbed by resonating, so that the vibration absorbing ability can be improved more than in the prior art.
또 내연기관의 크랭크축 등에서 발생하는 휨진동은 휨진동/비틀림 진동 겸용 댐퍼(11, 27)인 제 2 댐퍼매스(6, 24)와 단면이 L 자형인 제 2 탄성체(7, 25)의 반경방향 전단 탄성력 및 압축 탄성력의 합성(合成) 탄성력으로 조정되는 고유 진동수에 공진시킴으로써 흡수할 수 있다.The bending vibration generated in the crankshaft of the internal combustion engine is generated by the second damper masses 6 and 24 which are the bending vibration / torsional vibration dampers 11 and 27 and the second elastic bodies 7 and 25 whose L- (Synthesis) of directional shear elasticity and compressive elasticity can be absorbed by resonating with the natural frequency adjusted by the elastic force.
여기서 특히 휨진동/비틀림진동 겸용 댐퍼(11, 27)은 종래에 비하여 풀리 허브(2, 20)의 원통부(2B, 20B)의 존재에 구속(拘束)되는 일 없이 외경(外徑) 치수를 확보할 수 있으므로 비교적 큰 질량의 제 2 댐퍼 매스(6, 24)를 설치할 수 있어 보다 효과적으로 진동 에너지를 흡수 할 수 있다.The bending vibration / torsional vibration dampers 11 and 27 are not constrained in the presence of the cylindrical portions 2B and 20B of the pulley hubs 2 and 20, It is possible to provide the second damper masses 6 and 24 having a relatively large mass, so that the vibration energy can be absorbed more effectively.
또한 비틀림 진동용 댐퍼(10, 26)의 흡수능력이 충분하지 않은 경우에는 휨진동/비틀림진동 겸용 댐퍼(11, 27)도 비틀림 진동의 흡수용으로서 적극적으로 동작시킬 수 있다.Further, when the absorption capacities of the torsional vibration dampers (10, 26) are not sufficient, the bending vibration / torsional vibration dampers (11, 27) can be actively actuated for absorbing the torsional vibration.
이에 대하여 제 4도를 사용하여 설명한다. 제 4도는 세로가 진폭(VW)이고 가로가 회전수(RN)인 그래프로서 비틀림 진동 특성을 나타낸 도면이다. 이 경우 특성곡선 G1(실선)은 댐퍼가 없는 경우, 특성곡선 G2(점선)는 종래의 비틀림 진동용 댐퍼를 사용한 경우, 특성곡선 G3(일전쇄선)은 본 발명의 휨진동/비틀림진동 겸용 댐퍼를 적극적으로 활용한 경우의 특성이다.This will be explained using FIG. 4. FIG. 4 is a graph showing the torsional vibration characteristic as a graph in which the vertical amplitude is VW and the horizontal rotation speed is RN. In this case, the characteristic curve G1 (solid line) indicates no damper, the characteristic curve G2 (dashed line) indicates a conventional torsional vibration damper, and the characteristic curve G3 indicates a bending vibration / torsional vibration damper This is a characteristic of the case where it is actively utilized.
또한 휨진동/비틀림진동 겸용 댐퍼(11, 27)의 진동 피로에 의한 수명을 고려하는 경우에는 휨진동 흡수용만으로 동작하도록 제 2 탄성체(7, 25)의 치수 L을 바꿈으로써 비틀림 고유 진동수와 휨진동 고유 진동수의 비율을 조정할 수 있다.In consideration of the life due to the vibration fatigue of the bending vibration / torsional vibration dampers 11 and 27, by changing the dimension L of the second elastic bodies 7 and 25 so as to operate only for bending vibration absorption, The ratio of the vibration natural frequency can be adjusted.
또 진동 에너지의 흡수에 의한 진동 피로에 의하여 제 2 탄성체(7, 25)가 예를 들어 파괴되어도 제 2 댐퍼매스(6, 24)가 풀리 허브(2, 20)와 엔진(도지 않됨)의 사이에 있고 제 2 댐퍼매스(6, 24)의 내경(內徑) 치수는 풀리 허브(2, 20)의 최대 외경보다도 작게 설정되어 있으므로 전방으로 튀어나갈 위험이 아주 없으므로특별한 스톱퍼를 설치할 필요가 없다는 효과가 있다.The second damper masses 6 and 24 are located between the pulley hubs 2 and 20 and the engine (not shown) even if the second elastic bodies 7 and 25 are destroyed, for example, by vibration fatigue caused by absorption of vibration energy. And the inner diameters of the second damper masses 6 and 24 are set to be smaller than the maximum outer diameters of the pulley hubs 2 and 20 so that there is no danger of protruding forward, .
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