KR100415496B1

KR100415496B1 - 차량용 진동 감쇠 장치

Info

Publication number: KR100415496B1
Application number: KR10-2001-0009575A
Authority: KR
Inventors: 하세가와고이치
Original assignee: 도카이 고무 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2000-03-01
Filing date: 2001-02-26
Publication date: 2004-01-24
Also published as: EP1132644A3; DE60106114T2; EP1132644A2; KR20010087203A; US6494444B2; EP1132644B1; US20010020761A1; JP2001241497A; DE60106114D1

Abstract

본 발명의 차량용 진동 감쇠 장치는, 수용 공간(12)을 구비하며 진동 부재에 고정되는 강성의 하우징 부재(14)와, 강성의 질량체(26) 및 그 강성의 질량체의 외부면상에 접착되는 탄성체 층(28)을 구비하는 독립 질량 부재(16)를 포함한다. 상기 독립 질량 부재는 그 외부면이 하우징 부재의 내부면과의 사이에 소정의 간격을 두고 대면되도록 상기 수용 공간 내에 비고정식으로 배치되어, 독립 질량 부재를 하우징 부재에 대해 변위시킨다. 상기 독립 질량 부재와 하우징 부재는 진동 입력 방향으로 서로 대면된 각각의 인접 표면에서 진동식 하중이 적용되면, 서로에 대한 탄성 충돌을 하게 된다. 상기 탄성체 층은 부분적으로 변화되는 벽 두께를 가지므로, 강성의 질량체의 형상이 하우징 부재의 내면과는 다를지라도 독립 질량 부재의 인접 표면은 하우징 부재의 인접 표면의 형상에 대응하는 형상을 갖는다.

Description

차량용 진동 감쇠 장치{Vibration damping device for vehicles}

본 발명은 일반적으로, 차량의 진동 부재의 진동을 감쇠하기 위해 그 내부에 설치되는 진동 감쇠 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명에서는 서스펜션 아암, 서브 프레임, 차체 패널, 장착용 브래킷, 및 엔진 유닛이나 배기 시스템에 사용되는 진동 부재와 같은 진동 부재에 적절하게 적용 가능한 신규한 구성의 진동 감쇠 장치가 고려되고, 상기 진동 감쇠 장치는 이들 진동 부재에서 야기되는 진동에 대해 양호한 진동 감쇠 효과를 나타낸다.

자동차와 같은 차량에서 야기되는 진동을 감쇠 또는 감소시키기 위한 진동 감쇠 수단의 경우에는, (a)질량 부재가 진동 부재에 고정된 매스 댐퍼와, (b)질량 부재가 스프링 부재를 통해 진동 부재에 연결되어 지지되는 다이나믹 댐퍼와, (c)진동 부재에 고정되는 시트형 탄성 부재인 감진 재료가 공지되어 있다. 그러나, 이들 종래의 장치는 다양한 잠재적인 문제점을 가진다. 예를 들어, (a)매스 댐퍼와 (b)다이나믹 댐퍼는 비교적 큰 질량의 질량 부재를 필요로 하고, 명백하게 좁은 진동 범위에 대해서만 바람직한 진동 감쇠 효과를 나타낸다. (c)감진 재료의 감진 효과는 주변 온도에 따라 변하기 쉽기 때문에, 상기 감진 재료는 바람직한 감진 효과를 안정적으로 나타내는 것이 어려워진다.

본 출원인은 국제출원 공보 WO 00/14429호에 진동 부재에 고정되며 내부 공간을 구비하는 하우징 부재와, 그 하우징 부재에 부착되지 않고 하우징 부재의 내부 공간에 수용되는 독립 질량 부재를 포함하는 자동차에 사용되는 신규한 진동 감쇠 장치를 개시하였고, 독립 질량 부재는 하우징 부재에 대해 독립적으로 변위되거나 이동될 수 있다. 상술된 진동 감쇠 장치에 있어서, 댐퍼에 진동식 하중이 가해질 때, 독립 질량 부재는 하우징 부재내에서 이동되어 충돌하고, 진동체의 진동은 질량 부재 및 하우징 부재의 인접 표면 사이에서 발생되는 미끄럼 마찰과 하우징 부재에 대한 독립 질량 부재의 충돌 또는 충격에 의해 야기되는 에너지의 손실 또는 소실에 기초하여 효과적으로 감소 또는 흡수된다. 이와 같이 제안된 진동 감쇠 장치는 입력되는 진동수의 충분히 넓은 진동수 범위에 걸쳐 높은 감진 효과를 나타낼 수 있지만, 비교적 작은 질량의 질량 부재를 갖는다.

상술된 문헌에 개시된 진동 감쇠 장치의 바람직한 감진 효능을 안정적으로달성하기 위해서는, 독립 질량 부재의 인접 표면과 하우징 부재의 인접 표면 사이의 공간 또는 간극의 거리를 정밀하게 제어해야 하고, 충분한 질량의 독립 질량 부재를 제공해야 한다.

자동차에 설치되는 진동 감쇠 장치의 대량 제조 단계에 있어서는, 댐퍼의 설계 및 제조를 용이하게 하여 진동 감쇠 장치의 제조 효능을 향상시키는 것이 중요하다.

그러므로, 본 발명의 목적은 상술된 문헌인 국제출원 공보 WO 00/14429호에 개시된 진동 감쇠 장치에 비해, 진동 감쇠 장치의 향상 또는 안정된 감진 성능과 향상된 제조 효능을 나타낼 수 있는 향상된 자동차용 진동 감쇠 장치를 제공하는 것이다.

상기한 목적은 (a)진동 부재 내에 고정식으로 배치되는 수용 공간을 갖는 강성 하우징 부재와, (b)강성 질량체 및 그 강성 질량체의 외부면상에 형성되어 부착되는 탄성체 층을 갖는 독립 질량 부재를 포함하는 차량의 진동 부재의 진동을 감쇠하기 위한 진동 감쇠 장치를 제공하는 본 발명의 원리에 따라 달성될 수 있고, 상기 강성 질량체의 외부면은 수용 공간을 한정하는 하우징 부재의 내부면의 형상과 다른 형상을 가지고, 독립 질량 부재는 그 외부면이 하우징 부재의 내부면과 소정의 간극 거리를 두고 대면되도록 상기 수용 공간 내에 비고정식으로 배치되며, 상기 독립 질량 부재와 하우징 부재는 진동식 하중이 상기 장치에 적용될 때, 독립 질량 부재가 하우징 부재에 대해 변위되어, 상기 진동식 하중이 적용되는 방향으로 서로 대면된 각각의 인접 표면에서 서로에 대해 탄성 충돌 하게 되고, 상기 탄성체 층은 벽 두께가 부분적으로 변화되어, 독립 질량 부재의 인접 표면이 하우징 부재의 인접 표면의 형상에 대응하는 형상을 갖게 된다.

본 발명에 따라 구성되는 진동 감쇠 장치에 있어서, 강성 질량체의 외부면상에 형성되는 탄성체 층은 하우징 부재의 인접 표면의 형상에 대응하도록 독립 질량 부재의 인접 표면의 형상이 조절될 수 있도록 제공된다. 이러한 구성은, 강성 질량체의 외부 형상이 수용 공간의 형상 즉, 수용 공간을 한정하는 하우징 본체의 내부면의 형상과 다른 경우에도, 독립 질량 부재 및 하우징 부재의 인접 표면 사이의 간극 거리를 정밀하게 제어 또는 조절할 수 있도록 한다. 따라서, 본 발명의 진동 감쇠 장치는 바람직한 감진 효과를 효과적으로 나타낼 수 있다. 탄성체 층의 벽 두께는 독립 질량 부재의 전체 외부 형상이 수용 공간의 전체 형상에 대응하도록 배열될 수 있다.

본 발명의 진동 감쇠 장치에 있어서, 강성 질량체는 하우징 부재의 형상을 고려하지 않고 또는 그것을 고려하여 설계 및 제조될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 진동 감쇠 장치는, 하우징 부재가 다양한 종류의 필요조건을 충족시키기 위해 복잡한 형상을 가져서 강성 질량체 및 하우징 부재를 설계 또는 제조하는데 있어서의 자유도가 향상될 수 있지만, 환봉 형상 및 평판 형상을 포함하는 단순한 구성을 갖는 강성 질량체를 사용할 수 있다.

강성 질량체는 충분히 큰 질량을 갖는 소형의 질량체를 효과적으로 얻을 수 있도록 철(iron)과 같은 고하중 재료로 이루어질 수 있다. 강성 재료로 형성되는 질량체는 처리 또는 가공이 곤란하지만, 본 발명에서는 질량체의 형상을 정밀하게 처리할 필요가 없다. 즉, 강성 질량체상에 형성되는 탄성체 층의 벽 두께는 독립 질량 부재의 인접 표면의 형상이 하우징 부재의 인접 표면의 형상에 대응하도록 적절하게 변화된다. 따라서, 본 발명의 진동 감쇠 장치는 독립 질량 부재의 치수 정확도를 높이고 제조 효율을 향상시킨다.

하우징 부재는 예를 들어, 철 또는 알루미늄 합금과 같은 금속성 재료 또는 합성 수지 재료로 이루어질 수 있다. 양호하게는, 하우징 부재는 독립 질량 부재를 지지하기에 충분한 경도와 바람직한 감진 효과를 달성하기 위해 5×10³MPa 이상의 탄성 계수를 갖는 강성 재료로 형성될 수 있다. 상기 강성 질량체는 높은 가공성을 갖는, 양호하게는 철과 같은 금속성 재료로 형성될 수 있다. 본원의 진동 감쇠 장치의 감진 효과를 향상시키고 독립 질량 부재와 하우징 부재와의 충돌시의 충돌 소음을 감소시키기 위해, 강성 질량체의 외부면상에 부착형성된 탄성체 층은, 양호하게는 80 이하의 쇼어 디 경도(Shore D hardness)를 가지고, 보다 양호하게는, ASTM 방법 D-2240에 따라 측정될 때, 20 내지 40 범위의 쇼어 디 경도를 갖는다. 상술한 바와 같은 감진 효과의 향상 및 충돌 소음의 감소에 관련하여, 탄성체 층은 양호하게는 1 내지 10⁴MPa 범위 내의 탄성 계수를, 보다 양호하게는, 1 내지 10³MPa 범위 내의 탄성 계수를 갖도록 배열되고, 로스 탄젠트(loss tangent)는 양호하게는, 10^-3이상이고, 보다 양호하게는, 0.01 내지 10의 범위이내인 것이 적합하다.

본 발명에 있어서, 하우징 부재는 예를 들어, 5×10³내지 5×10⁴MPa 범위 내의 탄성 계수를 갖는 합성 수지와 같은 강성 재료로 이루어질 수 있고, 이 결과, 충돌 소음이 최소화되고 진동 감쇠 장치의 감진 특성의 조정이 용이해진다. 하우징 부재가 비교적 낮은 강성을 갖는 경우에 있어서, 하우징 부재상에 형성되는 탄성체 층은 하우징 부재의 탄성 계수보다 작은 탄성 계수를 가지도록 적절히 배열될 수 있다. 보다 양호하게는, 탄성체 층의 탄성 계수는 1 내지 10²MPa 범위 내에 유지된다. 이러한 배열은 하우징 부재의 바람직한 강도 및 내구성을 보장하고, 예를 들어 낮은 주파수의 진동에 대해 진동 감쇠 장치의 감진 효과를 향상시킬 수 있도록 한다.

본 발명의 진동 감쇠 장치의 보다 향상된 감진 효과를 효과적으로 달성하기 위해, 독립 질량 부재의 인접 표면과 하우징 부재의 인접 표면 사이 즉, 탄성체 층의 외부면과 수용 공간을 한정하는 하우징 부재의 내부면 사이의 간극 거리는 양호하게는, 0.05 내지 0.8mm의 범위 내에서 유지되도록 배열된다. 따라서, 독립 질량 부재는, 독립 질량 부재와 함께 서로 대면된 하우징 부재의 두개의 인접 표면 사이에서 진동 하중이 진동 감쇠 장치에 적용되는 방향으로 0.1 내지 1.6mm의 거리만큼 왕복식으로 이동할 수 있다. 진동 하중이 상기 장치에 적용될 때, 하우징 부재에 대한 독립 질량 부재의 바람직한 반복 자유 변위 또는 반동을 보장 또는 유발하기 위해서, 독립 질량 부재는 하우징 부재 내로 이동되어 충돌하고 진동 부재 내에서 야기되는 진동을 감쇠시키도록 독립 질량 부재의 질량 즉, 강성 질량체 및 탄성체 층의 전체 질량은 진동 부재의 질량의 5 내지 10%의 범위 내에 유지될 수 있다.

본 발명의 상기 및 다른 목적, 특정적인 장점과 기술적, 산업적인 취지는 첨부 도면과 함께, 본 발명의 양호한 실시예 또는 형태의 하기의 상세한 설명을 고려함으로써 보다 명백하게 이해될 것이다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따라 구성된 자동차용 진동 감쇠 장치의 횡단면도.

도 2는 도 1의 2-2 선을 따라 취해진 단면도.

도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따라 구성된 자동차용 진동 감쇠 장치의 횡단면도.

도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따라 구성된 자동차용 진동 감쇠 장치의 횡단면도.

도 5는 본 발명의 제 4 실시예에 따라 구성된 자동차용 진동 감쇠 장치의 횡단면도.

도 6은 도 5의 6-6 선을 따라 취해진 단면도.

도 7은 본 발명의 제 5 실시예에 따라 구성된 자동차용 진동 감쇠 장치의 횡단면도.

도 8은 도 7의 8-8 선을 따라 취해진 단면도.

도 9는 본 발명의 제 6 실시예에 따라 구성된 자동차용 진동 감쇠 장치의 횡단면도.

도 10은 도 9의 10-10 선을 따라 취해진 단면도.

도 11은 본 발명의 제 7 실시예에 따라 구성된 자동차용 진동 감쇠 장치의 횡단면도.

도 12는 본 발명의 제 8 실시예에 따라 구성된 자동차용 진동 감쇠 장치의 횡단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 진동 감쇠 장치 12 : 내부 공간

14 : 하우징 부재 16 : 질량 부재

18 : 하우징 본체 20 : 커버 부재

22 : 보어 24 : 고정판

26 : 금속성 질량체 28 : 고무 탄성체 층

먼저, 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따라 구성된 진동 감쇠 장치(10)가 도시되어 있다. 진동 감쇠 장치(10)는 수용 공간으로서 내부 공간(12)을 갖는 하우징 부재(14)와 내부 공간(12) 내에 수용되는 독립 질량 부재(16)를 포함한다. 진동 감쇠 장치(10)는 하우징 부재(14)가 감쇠되어야 할 진동을 야기하는 자동차의 차체(도시되지 않음)와 같은 진동 부재에 견고하게 고정되도록 자동차 내에 설치된다. 진동 감쇠 장치(10)가 정위치에 설치될 경우에, 진동 감쇠 장치(10)는 주로 하우징과 질량 부재(14, 16)가 서로 대면된 감쇠 장치의 축방향에 수직한 두 방향(도 1에 도시된 바와 같은 수직 및 수평 방향)으로 적용되는 입력 진동에 대해 양호한 감진 효과를 나타낸다.

하우징 부재(14)는 하우징 본체(18)와, 그 하우징 본체(18)의 종방향 대향 단면에 고정된 커버 부재(20, 20)를 포함한다. 하우징 본체(18)는 일반적으로, 단면이 일정한 직사각형 연관 형상인 직선으로 연장되는 직사각형 파이프 부재이다. 하우징 본체(18)는 축방향 또는 종방향으로 일정한 직사각형 단면을 가지며 하우징 본체를 통해 연장되는 보어(22)를 포함한다. 또한, 하우징 본체(18)는 도 1에 도시된 하우징 본체(18)의 바닥판의 대향 측부에 각각 일체로 형성된 한쌍의 고정판(24, 24)을 포함한다. 각각의 고정판(24, 24)은 하우징 본체(18)의 전체 종방향 길이에 걸쳐 연장된다.

각각의 커버 부재(20, 20)는 직사각형 판 부재이고, 적절한 방법 예를 들어, 가압 또는 용접 작업에 의해, 또는 볼트 또는 나사 등의 적절한 체결 수단에 의해 하우징 본체(18)의 대향 개방 단부 중 대응하는 하나에 각각 고정된다. 하우징 본체(18)의 대향 개방 단부가 각각의 커버 부재(20, 20)에 의해 폐쇄된 경우에, 내부 공간(12)이 하우징 부재(14) 내에 형성되고, 상기 공간은 하우징 부재(14)의 외부로부터 격리된다. 이와 같이 구성된 하우징 부재(14)는 고정판(24, 24)에 형성된 장착 구멍에 채결되는 장착 볼트(도시되지 않음)에 의해 진동 부재에 대해 고정판(24, 24)에서 고정된다.

하우징 부재(14)의 하우징 본체(18)는 진동 부재와 함께 실질적으로 일체식으로 진동되도록 5×10³MPa 이상의 탄성 계수를 갖는 강성 재료로 형성된다. 예를 들어, 하우징 본체(18)는 알루미늄 합금을 압출함으로써 형성될 수 있다. 하우징 부재의 커버 부재(20, 20)는 강성 수지 재료 또는 금속성 재료로 형성된다.

한편, 독립 질량 부재(16)는 금속성 질량체(26)와 그 금속성 질량체(26)의 외부면상에 배치되어 접착되는 고무 탄성체 층(28)을 포함한다. 금속성 질량체(26)는 일반적으로 일정한 원형 단면 형상을 갖는 직선으로 연장되는 강성 환봉 부재이다. 금속성 질량체(26)는 축방향에 수직한 방향으로 내부 공간(12)의 크기보다 작은 직경(D1)을 갖는다. 금속성 질량체(26)는 축방향 또는 종방향으로 내부 공간(12)의 크기보다 작은 축방향 길이(L1)를 갖는다. 금속성 질량체(26)는 강철 같은 금속성 재료를 압출함으로써 형성될 수 있다.

고무 탄성체 층(28)은 금속성 질량체(26)의 외부면의 전체 영역을 덮도록 금속성 질량체(26)의 외부면상에 형성된다. 고무 탄성체 층(28)은 도 1에 도시된 바와 같이 그 횡단면에서 측정할 때 주위 방향으로 값이 변화되는 벽 두께를 갖는다. 그러므로, 고무 탄성체 층(28)은 금속성 질량체(26)의 외주면의 형상에 대응하는 형상 즉, 원통 형상을 갖는 내주면(30)을 가지고, 하우징 본체(18)의 내부면에 의해 한정되는 보어(22)의 형상에 대응하는 형상 즉, 직사각형 블록 형상을 갖는 외부면(32)을 갖는다. 고무 탄성체 층(28)의 내경은 금속성 질량체(26)의 직경과 실질적으로 동일하므로, 고무 탄성체 층(28)의 내주면(30)은 금속성 질량체(26)의 외주면의 전체 영역에 걸쳐 금속성 질량체(26)의 외주면과 밀착되게 접촉되어 고정된다는 점에 주의해야 한다. 또한, 고무 탄성체 층(28)의 외부면(32)은 하우징 본체(18)의 내부면에 의해 한정되는 보어(22)의 형상과 유사하지만 그보다 약간 작은 형상을 갖는다. 또한, 고무 탄성체 층(28)은 그 축방향 대향 단면이 커버 부재(20, 20)의 각각의 내부면의 형상에 대응하는 형상 즉, 평면을 가지도록 일반적으로 일정한 두께로 금속성 질량체(26)의 축방향 대향 단부면에 걸쳐 연장되어 고정된다.

본 실시예에 있어서, 고무 탄성체 층(28)의 외부면(32)은 독립 질량 부재의 인접 표면으로서 기능하고, 내부 공간(12)을 부분적으로 한정하는 하우징 본체(18)의 내부면은 하우징 부재(14)의 인접 표면으로서 기능한다.

독립 질량 부재(16)는 또한 감쇠되어야 할 진동을 받는 진동 부재의 질량의 5 내지 10% 범위 내에서 유지되는 금속성 질량체(26) 및 고무 탄성체 층(28)의 전체 질량을 가지도록 배열된다. 고무 탄성체 층(28)은 양호하게는 80 이하의 쇼어 디 경도를 가지고, 보다 양호하게는, ASTM 방법 D-2240에 따라 측정된 20 내지 40 범위의 쇼어 디 경도를 갖는다. 고무 탄성체 층(28)은 양호하게는 1 내지 10⁴MPa 범위 내의 탄성 계수를, 보다 양호하게는, 1 내지 10³MPa 범위 내의 탄성 계수를 가지고, 로스 탄젠트는 양호하게는, 10^-3이상이고, 보다 양호하게는, 0.01 내지 10의 범위 내이다.

이와 같이 구성된 독립 질량 부재(16)는 하기와 같이 형성될 수 있다. 먼저, 미리 형성된 금속성 질량체(26)는 고무 탄성체 층(28)을 성형하도록 설계된 몰드의 몰드 캐비티 내의 정위치에 위치된다. 적절한 고무 재료는 몰드 캐비티가 고무 재료로 채워지도록 몰드 캐비티 내로 사출된다. 그후, 몰드 캐비티를 충전하는 고무 재료는 경화되고 동시에, 금속성 질량체(26)의 둘레에 형성되어, 독립 질량 부재(16)는 일체형 경화 제품으로서 제공된다.

획득된 독립 질량 부재(16)가 하우징 본체(18)의 보어(22) 내에 설치된 후, 각각의 커버 부재(20, 20)가 하우징 본체(18)의 축방향 대향 개방 단부에 고정되어 단부를 폐쇄함으로써, 본 실시예에 따라 구성된 진동 감쇠 장치(10)가 제공되고, 상기 독립 질량 부재(16)는 하우징 부재(14)의 내부 공간(12) 내에 수용된다.

상기와 같이 구성된 진동 감쇠 장치(10)에 있어서, 독립 질량 부재(16)는 하우징 부재(14)에 대해 독립적으로 하우징 부재(14)의 내부 공간(12) 내에 수용되고, 하우징 부재(14)에 부착 또는 접착되지 않는다. 즉, 질량 부재(16)는 하우징 부재(14)에 대해 독립적으로 이동 또는 변위될 수 있다. 독립 질량 부재(16)의 외부 형상이 하우징 부재(14)의 내부면에 의해 한정되는 수용 공간(12)의 형상과 유사하고 크기가 약간 작기 때문에, 독립 질량 부재(16)의 외부면과 하우징 부재(14)의 내부면은 그 사이의 공간(34) 만큼 서로 이격될 수 있다. 즉, 독립 질량 부재(16)는 도 1에 도시된 바와 같이 독립 질량 부재(16)와 병치된 하우징 부재(14)의 상부면과 하부면 사이 또는 우측면과 좌측면 사이의 공간(34)의 거리(2δ)만큼 왕복식으로 이동 또는 변위될 수 있다. 하우징 부재(14)의 상부면과 하부면 또는 우측면과 좌측면은 하우징 부재(14)의 적어도 두개의 인접 표면으로서 기능한다는 점에 주의해야 한다. 진동 감쇠 장치(10)의 바람직한 감진 효과를 보장하기 위해, 상기 공간(34)의 거리(2δ)는 본 실시예에서는 양호하게는, 0.1 내지 1.6mm의 범위 내에, 보다 양호하게는, 0.1 내지 1.0mm의 범위 내에 유지된다. 질량 부재(16)가 내부 공간(12)의 중심부에 위치되면, 질량 부재(16)와 내부 공간(12)은 전체 표면에 대해서 간극 거리(δ; δ=0.05 내지 0.8mm, 양호하게는, 0.05 내지 0.5mm)만큼 즉, 공간(34)의 거리(2δ)의 절반만큼 서로 이격된다. 하우징 부재(14)가 진동체의 진동을 받지 않게 되는 도 1 및 도 2에 도시된 진동 감쇠 장치(10)의 정지 상태에 있어서, 독립 질량 부재(16)는 거기에 작용되는 중력으로 인해 내부 공간(12)의 하부면과 접촉된 채로 유지되고, 내부면(12)의 상부면으로부터는 2δ의 거리를 갖는 소정의 공간(34)만큼 이격된다.

상기와 같이 구성된 진동 감쇠 장치(10)는 하우징 본체(18)가 진동 부재에 고정식으로 볼트 결합되도록 차량에 설치된다. 양호하게는, 진동 감쇠 장치(10)는 감쇠되어야 할 진동의 진폭이 최대로 되는 진동 부재의 부분에 고정된다. 진동 감쇠 장치(10)가 정위치에 설치되면, 진동 하중은 주로 도 1에 도시된 바와 같은 수직 및 수평 방향으로 감쇠 장치(10)에 적용된다. 독립 질량 부재(16)는 하우징 부재(14)에 대해 진동 입력 방향으로 독립적으로 이동 또는 변위되도록 힘이 가해지므로, 독립 질량 부재(16)가 그 고무 탄성체 층(28)의 외부면에서 하우징 본체(18) 내로 이동하여 충돌함으로써, 질량 부재(16)는 그것에 병치된 하우징 부재의 두쌍의 대향 인접 표면 사이에서 상부로부터 하부로 또는 측부로부터 측부로 반동된다. 다시 말해서, 금속성 질량체(26)는 하우징 본체(18)와의 사이에 개재되는 고무 탄성체 층(28)에 의해 하우징 본체(18) 내에서 탄성적으로 충돌한다.

하우징 부재(14)의 인접 표면들 사이에서의 독립 질량 부재(16)의 상기 반복된 반동은 하우징 부재(14)에 충돌 에너지를 반복적으로 적용시킨다. 질량 부재(16)의 인접 표면과 하우징 부재(14)의 인접 표면의 충돌시에 발생되는 미끄럼 마찰 및 충돌 효과에 따라, 진동 부재에서 야기되는 진동 에너지는 효과적으로 상쇄 또는 흡수되어, 진동 감쇠 장치(10)의 양호한 감진 효과를 초래한다. 진동 감쇠 장치(10)의 감진 효과는 그 공진 효과에만 의존하는 것은 아니고, 진동 감쇠 장치(10)는 질량이 종래의 다이나믹 댐퍼에 사용된 질량보다는 매우 작은 질량 부재를 사용하여 넓은 진동 범위에 걸쳐 입력 진동에 대해 양호한 감진 효과를 나타낼 수 있다는 점에 주의해야 한다. 또한, 본 실시예의 진동 감쇠 장치(10)는 주변의 온도 변화에 민감하지 않으므로, 바람직한 감진 효과를 높은 안정도로 나타낸다.

본 실시예의 진동 감쇠 장치(10)에 따르면, 질량 부재의 외부 형상은 금속성질량체(26)의 외부면상에 형성되어 고정되는 고무 탄성체 층(28)의 형상을 변화시킴으로써 하우징 부재(14)의 내부 공간(12)의 형상에 대응하도록 적절하게 배열될 수 있다. 이는 내부 공간(12)의 형상과 무관하게 질량 부재(16)와 진동 감쇠 장치(10)의 제조가 용이하도록 금속성 질량체(26)로서 단순한 형상의 부재 예를 들어, 환봉 부재를 사용할 수 있게 한다.

또한, 상기 고무 탄성체 층(28)은 금속성 질량체(26)의 크기 정확도의 형상 또는 정도에 무관하게 독립 질량 부재(16)의 바람직한 크기 정확도를 보장한다. 이러한 장점은 질량 부재(16)의 외부면과 하우징 부재(14)의 내부면 사이의 간극 거리(δ)를 정밀하고 용이하게 제어할 수 있도록 하여, 진동 감쇠 장치(10)는 바람직한 감진 효과를 높은 안정도로 나타낼 수 있다.

고중량의 금속성 재료로 이루어지며 독립 질량 부재(16)에 매립되는 금속성 질량체(26)를 사용하면, 전체적으로 탄성체 층으로 이루어진 독립 질량 부재에 비해 소형이지만 충분히 큰 질량을 갖는 질량 부재(16)를 제공하는 것이 용이해진다.

다음으로, 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따라 구성된 자동차용 진동 감쇠 장치(36)와, 본 발명의 제 3 실시예에 따라 구성된 자동차용 진동 감쇠 장치(40)가 각각 도시되어 있다. 하기의 실시예에 있어서, 전술된 실시예에서 사용된 참조번호는 구조적으로 또는 기능적으로 동일하거나 대응하는 소자에 동일하게 사용되고, 이들 소자에 대해서는 명세서의 간략화 및 간결화를 위해 추가로 설명되지는 않는다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따라 구성된 진동 감쇠 장치(36)는 질량 부재(16)가, 그 내부에 매립되어 있는 두개의 금속성 질량체(38, 38)를 포함한다는 점에서 진동 감쇠 장치(10)와는 다르다. 두개의 금속성 질량체(38, 38) 각각은 그 종방향 길이에 걸쳐 실질적으로 일정한 직사각형 단면 형상을 가지며, 스틸과 같음 금속성 재료를 프레싱함으로써 형성된다. 상기 두개의 금속성 질량체(38, 38)는 그 사이에 수직 공간을 두고 수직 방향으로 배열되며, 각각의 질량 부재(38)는 수평하게 놓인다. 고무 탄성체 층(28)은 두개의 금속성 질량체(38, 38)의 전체 표면상에서 둘레로 형성되므로, 금속성 질량체(38, 38)는 고무 탄성체 층(28) 내에 매립되어 그 층에 의해 둘러싸인다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시예에 따라 구성된 진동 감쇠 장치(40)는 하우징 부재(14)와 그 하우징 부재(14)의 내부 공간(12)이 편평해지고, 독립 질량 부재(16)가 그 안에 매립되는 세개의 금속성 질량체(42, 42, 42)를 포함한다는 점에서 진동 감쇠 장치(10)와 다르다. 세개의 금속성 질량체(42, 42, 42) 각각은 그 축방향 길이에 걸쳐 실질적으로 일정한 원형 단면 형상을 가지며 스틸과 같은 금속성 재료를 압출함으로써 형성되는 강성 환봉 부재이다. 세개의 금속성 질량체(42, 42, 42)는 질량 부재(16)의 종방향에 수직한 방향으로 병치되어 서로 이격되도록 배열된다. 고무 탄성체 층(28)은 세개의 금속성 질량체(42, 42, 42)의 전체 표면상에 형성되어 접착되므로, 금속성 질량체(42, 42, 42)는 고무 탄성체 층(28) 내에 매립되어 그 층에 의해 둘러싸인다.

본 발명의 제 2 및 제 3 실시예에 있어서, 복수의 소형 금속성 질량체(38 또는 42)는 고무 탄성체 층(28) 내부에 매립되고 일체로 접착되어, 독립 질량부재(16)를 일체로 경화되는 제품의 형태로 제공한다. 복수의 금속성 질량체(38 또는 42) 각각의 형상이 하우징 부재의 내부 공간(12)의 형상과 다르지만, 고무 탄성체 층(28)의 외부면의 형상은 내부 공간(12)의 형상{즉, 하우징 부재(14)의 내부면}에 대응하고 내부 공간(12)의 크기보다 약간 작아지도록 정밀하게 배열된다.

본 발명의 제 2 및 제 3 실시예에 따른 진동 감쇠 장치(36, 40)에 있어서, 복수의 금속성 질량체(38 또는 42)의 형상이 내부 공간(12)의 형상과 다른 경우조차, 독립 질량 부재(16)는 내부 공간(12)의 형상에 매우 정밀하게 대응하는 형상으로 형성될 수 있으며, 전체 크기가 내부 공간(12)의 크기보다 약간 작게 형성될 수 있다. 이러한 장점은 질량 부재(16)의 외부면과 하우징 부재(14)의 내부면 사이의 간극 거리(δ)를 정밀하고 용이하게 제어할 수 있도록 하고, 진동 감쇠 장치(36, 40)는 제 1 실시예에 따라 구성된 진동 감쇠 장치(10)와 유사하게 양호한 감진 효과를 높은 안정도로 나타낼 수 있다.

특히, 독립 질량 부재(16)는 진동 감쇠 장치(36 또는 40) 내의 복수의 소형 금속성 질량체(38 또는 42)로 부분적으로 구성된다. 그러므로, 내부 공간(12)이 복잡한 형상을 가질지라도, 각각의 금속성 질량체(38 또는 42)의 형상의 변화 없이, 독립 질량 부재(16)는 그 형상을 하우징 부재(14)의 내부 공간(12)의 형상에 용이하게 적용할 수 있다.

다음으로, 도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 제 4 실시예에 따라 구성된 자동차용 진동 감쇠 장치(44)가 도시되어 있다. 진동 감쇠 장치(44)는 내부 공간(12)과 그 내부 공간(12)에 수용되는 질량 부재(16)를 갖는 하우징 부재(14)를포함한다. 진동 감쇠 장치(44)는 하우징 부재(14)가 진동 부재에 고정되도록 차량의 진동 부재 내에 설치된다.

보다 구체적으로 설명하자면, 하우징 부재(14)는 알루미늄 합금 및 철과 같은 강성 재료로 이루어지는 하우징 본체(18) 및 커버 부재(20)를 포함한다. 본 실시예에 있어서, 하우징 본체(18)는 일반적으로 하나의 축방향 대향 단부면(즉, 도 5에 도시된 바와 같은 상단부면)에서 개방된 환형 홈(52)을 갖는 원통형 블록 부재이다. 본 실시예에 있어서, 하우징 본체(18)는 디스크형 바닥 벽부(46)와, 그 바닥 벽부(46)의 중심부에 일체로 형성되어 그로부터 축방향 외측으로 돌출하는 환봉형 중심 축부(48)와, 상기 바닥 벽부(46)의 주변부에 일체로 형성되어 그로부터 축방향 외측으로 돌출하는 중공 원통형 외벽부(50)를 포함한다. 즉, 중심 축부(48)와 외벽부(50)는 그 사이에 부분적으로 환형 홈(52)을 한정하기 위해 반경 방향으로 서로 대면된다. 중심 축부(48)는 하우징 본체(18)의 다른 하나의 축방향 대향 단부면(도 5에 도시된 바와 같은 하단부면)에서 개방된 나사 구멍(54)을 포함한다. 하우징 부재(14)는 나사 구멍(54)에 체결되는 장착 볼트(도시되지 않음)에 의해 진동 부재(도시되지 않음)에 대해 하우징 본체(18)에서 견고하게 고정된다.

커버 부재(20)는 디스크형 부재이고, 환형 끼워맞춤 돌기(56)를 포함한다. 커버 부재(20)는 그 끼워맞춤 돌기(56)가 환형 홈(52)의 개구 내로 압력 끼워맞춤되는 상태로 하우징 본체(18)의 상단부면에 위치되어 고정된다. 그러므로, 커버 부재(20)는 환형 홈(52)의 개구를 폐쇄하고, 그 사이에 내부 공간(12)을 수용 공간으로서 한정하도록 환형 홈(52)과 협동하고, 상기 공간(12)은 그 전체 둘레에 걸쳐 실질적으로 일정한 직사각 단면 형상으로 하우징 본체(18)의 축선(58) 둘레의 주위 방향으로 연장된다.

독립 질량 부재(16)는 질량체로서 한쌍의 금속성 질량체(60, 60)와 고무 탄성체 층(28)을 포함한다. 상기 쌍의 금속성 질량체(60, 60)는 반원통 형상을 가지며, 질량 부재(16)의 직경 방향으로 서로 대면된 질량 부재(16)의 각각의 주변부에 배치되므로, 하나의 금속성 질량체(60)의 대향 주변 단부면은 그 사이에 주변 공간이 주어진 채로 원주 방향에서 다른 금속성 질량체(60)의 각각의 대향 주변 단부면에 대면된다. 고무 탄성체 층(28)은 금속성 질량체(60, 60)의 전체 표면상에 형성되어 고정되므로, 금속성 질량체(60, 60)는 고무 탄성체 층(28) 내에 전체적으로 매립되어 둘러싸인다. 금속성 질량체(60, 60)는 예를 들어, 스틸과 같은 금속성 재료를 프레싱함으로써 형성된다.

고무 탄성체 층(28)은 그 전체 둘레에 걸쳐 실질적으로 일정한 직사각 단면 형상을 갖는 하우징 본체(18)의 축선(58)에 대해 원주둘레 방향으로 연장되는 두꺼운 벽으로 이루어진 중공 원통형 부재이다. 고무 탄성체 층(28)의 방사상 중간부에는 한쌍의 금속성 질량체(60, 60)가 매립되어 있고, 상기 금속성 질량체(60, 60)는 고무 탄성체 층(28)의 직경 방향으로 서로 대향된 고무 탄성체 층(28)의 방사상 중간부의 각각의 원주둘레 부분에 배치되어, 축방향 및 원주둘레 방향으로 연장된다. 따라서, 고무 탄성체 층(28)과 그 고무 탄성체 층(28)에 매립되는 한쌍의 금속성 질량체(60, 60)를 포함하는 독립 질량 부재(16)가 제공된다. 독립 질량 부재(16)는 중심축 부분(48)의 직경보다 큰 내경과 하우징 본체(18)의 외벽부(50)의 내경보다 작은 외경을 갖는다. 본 실시예에 있어서, 특히, 질량 부재(16)의 내경과 중심축 부분(48)의 직경 사이의 차이(γ)는 질량 부재(16)의 외경과 외벽부(50)의 내경 사이의 차이(α)보다 작게 이루어진다. 질량 부재(16)의 축방향 길이는 하우징 부재(14)의 내부 공간(12)의 축방향 길이보다 작게 이루어진다.

상기와 같이 형성된 독립 질량 부재(16)는 하우징 본체(18)의 환형 홈(52) 내에 설치되고, 상기 환형 홈(52)의 개구는 커버 부재(20)에 의해 덮여서, 질량 부재(16)는 하우징 부재(14)의 내부 공간(12) 내에 비고정식으로 수용된다. 이러한 상태의 질량 부재(16)는 하우징 부재(14)에 접착되지 않는 독립 부재로서, 하우징 부재(14)에 대해서 독립적으로 이동 또는 변위된다.

본 발명의 제 4 실시예의 진동 감쇠 장치(44)에 따르면, 질량 부재(16)는 중심축 부분(48)과 외벽부(50)가 동축관계로 유지될 때 하우징 본체(18)의 외벽부(50)에 대향되거나 반경 방향으로 간극 거리{δ(α)}를 두고 하우징 본체(18)의 외벽부(50)로부터 이격된다. 따라서, 진동 감쇠 장치(44)는 질량 부재(16)와 하우징 부재(14)의 충돌시에 발생되는 미끄럼 마찰과 충돌에 기초하여 임의의 반경 방향으로 적용되는 진동식 하중에 대해 양호한 감진 효과를 나타낼 수 있다.

특히, 원통형 질량 부재(16)는 서로 상호 이격된 관계로 배치되는 한쌍의 반원통형 금속성 질량체(60, 60)을 사용하고, 반원통형 금속성 질량체(60, 60)를 그 금속성 질량체(60, 60) 사이에 개재되는 고무 탄성체 층(28)과 함께 원통 형상으로 일체로 접착함으로써 형성된다. 이러한 구성은 프레싱에 의해 용이하게 형성되는반원통형 금속성 부재를 사용함으로써 원통형 질량 부재(16)의 형성을 용이하게 한다. 고무 탄성체 층(28)은 질량 부재(16)의 치수 정확도 및 질량 부재(16)와 하우징 부재(14) 사이의 반경 방향으로의 간극 거리(δ)의 치수 정확도를 용이하게 보장하므로, 진동 감쇠 장치(44)는 바람직한 감진 효과를 높은 안정도로 나타낼 수 있다.

다음으로, 도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 제 5 실시예에 따라 구성된 자동차용 진동 감쇠 장치(62)가 도시되어 있다. 진동 감쇠 장치(62)는 중공 내부 공간(12)과 그 내부 공간(12)에 수용되는 독립 질량 부재(16)를 구비하는 하우징 부재(14)를 포함한다. 진동 감쇠 장치(62)는 하우징 부재(14)가 차량의 진동 부재에 견고하게 고정되도록 차량에 설치된다.

보다 상세하게 설명하자면, 본 실시예에서의 하우징 부재(14)는 각각 다단 원통 형상인 한쌍의 하우징 절반부(64, 64)를 포함한다. 각각의 하우징 절반부(64)는 철판과 같은 강성 또는 금속성 판을 디프 드로잉 가공함으로써 형성될 수 있다. 각각의 하우징 절반부(64)는 축방향 중간의 견부(66)와, 견부(66)의 하측부(그 바닥 벽부측)상에 위치되는 소경부(70)와, 견부(66)의 상측부(그 개방 단부측)상에 위치되는 대경부(72)를 포함한다. 각각의 하우징 절반부(64)는 대경부(72)의 개방 단부면에 일체로 형성되어 방사상 외측으로 연장되는 외향 플랜지부(74)를 또한 포함한다. 상기와 같이 형성된 한쌍의 하우징 절반부(64, 64)는 도 7에 도시된 바와 같은 수평 방향으로 그 개방 단부에서 서로 대면되고, 하우징 절반부(64, 64)의 외향 플랜지부(74, 74)가 서로 포개져서 용접되도록 외향 플랜지부(74, 74)에서 함께 견고하게 밀착된다. 따라서, 하우징 절반부(64, 64)의 개방 단부는 서로 밀착식으로 폐쇄되어, 내부 공간(12)을 둘러싸는 다단 원통형 하우징 부재(14)가 제공된다.

질량 부재(16)는 질량체로서 금속성 질량체(76)와 탄성체 층으로서 고무 탄성체 층(28)을 포함한다. 금속성 질량체(76)는 그 종방향 길이에 걸쳐 실질적으로 일정한 원형 단면 형상을 갖는 직선으로 연장되는 강성의 환봉 부재이다. 금속성 질량체(76)는 하우징 절반부(64, 64)의 소경부(70, 70)의 내경(D3)보다 작은 직경(D2)과, 하우징 부재(14)의 내부 공간(12)보다 작은 축방향 길이(L2)를 갖는다. 고무 탄성체 층(28)은 금속성 질량체(76)의 전체 표면상에 형성되어 접착되므로, 금속성 질량체(76)의 전체 표면을 덮는다. 고무 탄성체 층(28)은 하우징 절반부(64, 64)의 내부면에 의해 한정되는 내부 공간(12)의 형상과 유사하며 그보다 약간 작게 이루어지는 외측 형상을 갖는다. 즉, 고무 탄성체 층(28)은 축방향 중간의 대경부(78)와 그 대경부(78)를 사이에 두고 축방향으로 서로 이격되는 축방향으로 대향된 소경부(80, 80)를 포함하는 다단 원통형 부재이다.

상기와 같이 구성된 질량 부재(16)는 각각의 소경부(80, 80)에서 하우징 절반부(64, 64)의 소경부(70, 70) 내로 삽입된다. 이러한 상태에서, 하우징 절반부(64, 64)는 외향 플랜지부(74, 74)에서 서로 밀착되어 용접되므로, 질량 부재(16)는 하우징 부재(14)의 내부 공간(12)에 독립되게 접착되지 않도록 수용된다. 그러므로, 독립 질량 부재(16)는 하우징 부재(14)에 대해 독립적으로 이동할 수 있다. 즉, 질량 부재(16)는 하우징 부재(14)와의 사이에 공간(34)을 두고 이격될 수 있다. 즉, 내부 공간(12)의 중심부에 질량 부재(16)가 위치되면, 질량 부재(16)의 외부면과 하우징 부재(14)의 내부면은 전체 표면에 걸쳐 사이에 간극 거리{δ: 공간(34)의 거리(2δ)의 절반}를 두고 서로 이격된다.

도 7 및 도 8에 도시된 진동 감쇠 장치(62)의 정지 상태에 있어서, 하우징 부재(14)는 진동체의 진동에 관계되지 않고, 독립 질량 부재(16)는 중력으로 인해 내부 공간(12)의 하부면과 접촉한 채로 유지되며, 내부 공간(12)의 상부면으로부터 거리(2δ)를 갖는 소정의 공간(34)만큼 이격된다. 본 실시예에 있어서, 공간(34)의 거리(2δ)는 0.1 내지 1.6mm 범위 내에 유지된다.

상술된 바와 같이 구성된 진동 감쇠 장치(62)에 있어서, 질량 부재(16)는 내부 공간(12) 내에 수용되고, 축방향 및 축방향에 수직한 방향(또는 반경 방향)으로 하우징 부재(14)와의 사이에 소정의 거리(δ: 즉 2δ의 절반)를 두고 대면된다. 따라서, 진동 감쇠 장치(62)는 하우징 부재(14)와 질량 부재(16)의 충돌 효과에 기초하여 축방향 및 반경 방향으로 적용되는 진동에 대해 양호한 감진 효과를 나타낼 수 있다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 제 6 실시예에 따라 구성된 자동차용 진동 감쇠 장치(82)가 도시된다. 진동 감쇠 장치(82)는 중공 내부 공간(12)을 갖는 하우징 부재(14)와 그 내부 공간(12) 내에 수용되는 질량 부재(16)를 포함한다. 진동 감쇠 장치(82)는 하우징 부재(14)가 차량의 진동 부재에 견고하게 고정되도록 차량 내에 설치된다.

보다 상세하게 설명하자면, 하우징 부재(14)는 각각 다단 원통 형상인 한쌍의 하우징 절반부(84, 84)를 포함한다. 제 5 실시예에서와 유사하게, 각각의 하우징 절반부(84)는 철판과 같은 강성 또는 금속성 판을 디프 드로잉 가공함으로써 형성될 수 있다. 각각의 하우징 절반부(84)는 축방향 중간의 견부(86)와, 견부(86)의 축방향 하측부{즉, 그 바닥 벽부(88)측}상에 위치되는 테이퍼진 소경부(90)와, 견부(86)의 축방향 상측부(즉, 그 개방 단부측)상에 위치되는 대경부(92)를 포함한다. 각각의 하우징 절반부(84)는 대경부(92)의 개방 단부면에 일체로 형성되어 방사상 외측으로 연장되는 외향 플랜지부(94)를 또한 포함한다. 상기와 같이 형성된 한쌍의 하우징 절반부(84, 84)는 도 7에 도시된 바와 같은 수직 방향으로 그 개방 단부에서 서로 대면되고, 하우징 절반부(84, 84)의 외향 플랜지부(94, 94)가 서로 포개져서 용접되도록 외향 플랜지부(94, 94)에서 함께 견고하게 밀착된다. 따라서, 하우징 절반부(84, 84)의 개방 단부는 서로 밀착식으로 폐쇄되어, 내부 공간(12)을 둘러싸는 다단 원통형 하우징 부재(14)가 제공된다.

질량 부재(16)는 질량체로서 금속성 질량체(96)와 탄성체 층으로서 고무 탄성체 층(28)을 포함한다. 금속성 질량체(96)는 하우징 절반부(84, 84)의 대경부(92, 92)의 내경(D4)보다 작은 직경(D5)과, 내부 공간(12)의 두께(L3) 즉, 하우징 부재(14)의 축방향으로 서로 대면된 다단부(86, 86) 사이의 간극 거리보다 작은 벽 두께(L4)를 갖는 디스크형 부재이다. 고무 탄성체 층(28)은 금속성 질량체(96)의 전체 표면상에 형성되어 접착되므로, 금속성 질량체(96)의 전체 표면을 덮는다. 고무 탄성체 층(28)은 하우징 절반부(84, 84)의 내부면에 의해 한정되는 내부 공간(12)의 형상과 유사하며 그보다 약간 작게 이루어지는 외측 형상을 갖는다. 즉, 고무 탄성체 층(28)은 그 축방향 대향 단부면의 중심부상에 일체로 형성되어 그로부터 축방향 외향으로 각각 돌출하는 절두 원추형 돌출부(98, 98)를 포함하는 다단 원통형 부재이다. 즉, 돌출부(98, 98)는 축방향 외측을 따라 증가되는 직경을 갖는다.

상기와 같이 구성된 질량 부재(16)는 각각의 돌출부(98, 98)에서 하우징 절반부(84, 84)의 테이퍼진 소경부(90, 90) 내로 삽입된다. 이러한 상태에서, 하우징 절반부(84, 84)는 외향 플랜지부(94, 94)에서 서로 밀착되어 용접되므로, 질량 부재(16)는 하우징 부재(14)의 내부 공간(12)에 독립되게 접착되지 않도록 수용된다. 그러므로, 독립 질량 부재(16)는 하우징 부재(14)에 대해 독립적으로 이동할 수 있다. 즉, 질량 부재(16)는 하우징 부재(14)와의 사이에 공간(34)을 두고 이격될 수 있다. 즉, 내부 공간(12)의 중심부에 질량 부재(16)가 위치되면, 질량 부재(16)의 외부면과 하우징 부재(14)의 내부면은 전체 표면에 걸쳐 사이에 간극 거리{δ: 공간(34)의 거리(2δ)의 절반}를 두고 서로 이격된다.

도 9 및 도 10에 도시된 진동 감쇠 장치(82)의 정지 상태에 있어서, 하우징 부재(14)는 진동체의 진동에 관계되지 않고, 독립 질량 부재(16)는 중력으로 인해 내부 공간(12)의 하부면과 접촉한 채로 유지되며, 내부 공간(12)의 상부면으로부터 거리(2δ)를 갖는 소정의 공간(34)만큼 이격된다. 본 실시예에 있어서, 공간(34)의 거리(2δ)는 0.1 내지 1.6mm 범위 내에 유지된다.

상술된 바와 같이 구성된 진동 감쇠 장치(82)에 있어서, 질량 부재(16)는 내부 공간(12) 내에 수용되고, 축방향 및 축방향에 수직한 방향(또는 반경 방향)으로하우징 부재(14)와의 사이에 소정의 거리(δ: 즉 2δ의 절반)를 두고 대면된다. 따라서, 진동 감쇠 장치(82)는 하우징 부재(14)와 질량 부재(16)의 충돌 효과에 기초하여 축방향 및 반경 방향으로 적용되는 진동에 대해 양호한 감진 효과를 나타낼 수 있다.

도 11을 참조하면, 본 발명의 제 7 실시예에 따라 구성된 진동 감쇠 장치(100)가 도시되고, 여기서, 본 발명은 자동차의 플로어 패널로서 사용되는 지지판에 사용된다. 즉, 본 진동 감쇠 장치(100)는 일정한 간격을 두고 형성된 복수의 중공 내부 공간(12)을 갖는 진동 부재로서의 플로어 형태의 하우징 부재(14)를 포함한다. 또한, 진동 감쇠 장치(100)는 복수의 내부 공간(12) 각각에 수용되는 복수의 질량 부재(16)를 포함한다.

보다 상세하게 설명하자면, 하우징 부재(14)는 종방향으로 연장되는 복수의 직사각형 홈을 각각 구비하며 폭방향으로 일정한 간격을 두고 배열되는 한쌍의 판(104, 104)을 포함한다. 상기 한쌍의 판(104, 104)은 내부에서 홈이 개방되는 대면된 주 표면 중 하나에서 서로 대면되어 포개지므로, 하우징 부재(14)의 종방향으로 서로 평행하게 연장되며 일정한 간격을 두고 하우징 부재(14)의 폭방향으로 배열되는 대향 홈(102, 102)으로 한정되는 복수의 내부 공간(12)을 갖는 하우징 부재(14)가 제공된다. 도 11로부터 분명해지는 바와 같이, 각각의 홈(102)은 그 중간부에 위치되는 폭방향으로 협소한 바닥벽부(106)와, 협소한 바닥벽부(106)의 대향 측부에 위치되는 폭방향으로 넓은 바닥벽부(108, 108)를 포함한다. 그러므로, 대향 홈(102, 102) 사이에 형성되는 각각의 내부 공간(12)은 대향된 협소한 바닥벽부(106, 106) 사이에 형성되는 박벽부(110)와 각각 대향된 넓은 바닥벽부(108, 108) 사이에 형성되는 후벽부(112, 112)를 포함한다. 한쌍의 판(104, 104)은 철과 같은 강성 재료로 제조될 수 있고, 예를 들어, 철판을 프레스 가공하여 형성될 수 있다.

복수의 독립 질량 부재(16) 각각은 그 종방향에 걸쳐 일정한 직사각 단면 형상을 갖는 질량체로서 평판 형상의 금속성 질량체(114)를 포함한다. 금속성 질량체(114)는 스틸과 같은 금속성 재료를 프레싱함으로써 형성된다. 고무 탄성체 층(28)은 금속성 질량체(114)의 전체 표면상에 형성되어 접착되므로, 금속성 질량체(114)는 고무 탄성체 층(28)에 의해 덮혀서 그 안에 매립된다. 고무 탄성체 층(28)은 전술된 실시예들과 유사하게 내부 공간(12)의 형상과 유사하고 그보다 약간 작게 이루어지는 외측 형상을 갖는다. 상기와 같이 구성된 독립 질량 부재(16)는 각각 내부 공간(12)에 수용된다.

본 실시예에 따라 구성된 진동 감쇠 장치(100)에 있어서, 각각의 질량 부재(16)는 대응 내부 공간(12)에 배치되고, 하우징 부재(14)의 내부 공간(12)에 독립되게 접착되지 않도록 수용된다. 그러므로, 독립 질량 부재(16)는 하우징 부재(14)에 대해 독립적으로 이동할 수 있다. 즉, 질량 부재(16)는 하우징 부재(14)와의 사이에 공간(34)을 두고 이격될 수 있다. 즉, 내부 공간(12)의 중심부에 질량 부재(16)가 위치되면, 질량 부재(16)의 외부면과 하우징 부재(14)의 내부면은 전체 표면에 걸쳐 서로 대면되어 사이에 간극 거리(δ)를 두고 서로 이격된다.

도 11에 도시된 진동 감쇠 장치(100)의 정지 상태에 있어서, 하우징 부재(14)는 진동체의 진동에 관계되지 않고, 독립 질량 부재(16)는 중력으로 인해 내부 공간(12)의 하부면과 접촉한 채로 유지되며, 내부 공간(12)의 상부면으로부터 거리(2δ)를 갖는 소정의 공간(34)만큼 이격된다. 본 실시예에 있어서, 공간(34)의 거리(2δ)는 0.1 내지 1.6mm 범위 내에 유지된다.

상술된 바와 같이 구성된 진동 감쇠 장치(100)에 있어서, 질량 부재(16)는 내부 공간(12) 내에 수용되고, 벽-두께 방향 및 종방향에 수직한 방향(또는 폭 방향)으로 하우징 부재(14)와의 사이에 소정의 거리(δ: 즉 2δ의 절반)를 두고 대면된다. 따라서, 진동 감쇠 장치(100)는 하우징 부재(14)와 질량 부재(16)의 충돌 효과에 기초하여 벽-두께 방향 및 폭 방향으로 적용되는 진동에 대해 양호한 감진 효과를 나타낼 수 있다.

다음으로, 도 12를 참조하면, 본 발명의 제 8 실시예에 따라 구성된 자동차용 진동 감쇠 장치(120)가 도시된다. 진동 감쇠 장치(120)는 제 1 실시예에서 사용된 하우징 부재(14)를 만곡 부재로 굽힘으로써 형성되는 하우징 부재(14)를 포함한다. 하우징 부재(14)는 내부에 독립 질량 부재(14)가 수용되는 만곡된 내부 공간(12)을 갖는다. 본 실시예의 진동 감쇠 장치(120)는 예를 들어, 만곡된 장착부를 갖는 진동 부재에 양호하게 적용할 수 있다는 점에 주의해야 한다.

독립 질량 부재(16)는 강성 환봉 부재 형태인 금속성 질량체(26)와, 내부 공간(12)의 형상과 유사하고 그보다 약간 작게 이루어지는 외형을 갖는 고무 탄성체 층(28)을 포함한다.

상기와 같이 형성된 독립 질량 부재(16)는 하우징 본체(18)의 보어(22) 내로 삽입되고, 커버 부재(20, 20)는 하우징 본체(18)의 축방향 대향 개구를 고정식으로 덮어서, 독립 질량 부재(16)는 하우징 부재(14)의 내부 공간 내에 수용된다. 이러한 상태에 있어서, 질량 부재(16)는 하우징 부재(14)의 내부 공간(12)과 독립되도록 그 공간에 접착되지 않는다. 그러므로, 독립 질량 부재(16)는 하우징 부재(14)에 대해 독립적으로 이동할 수 있다.

상기와 같이 구성된 진동 감쇠 장치(120)에 있어서, 질량 부재(16)가 내부 공간(12)의 중심부에 위치되면, 질량 부재(16)의 외부면과 하우징 부재(14)의 내부면은 그 전체 표면에 걸쳐 그 사이에 소정의 거리(δ)를 두고 서로 이격된다. 도 12에 도시된 진동 감쇠 장치(120)의 정지 상태에 있어서, 하우징 부재(14)가 진동체의 진동에 관계되지 않으면, 독립 질량 부재(16)는 중력으로 인해 내부 공간(12)의 하부면과 접촉한 채로 유지되며, 내부 공간(12)의 상부면으로부터 간극 거리(2δ)를 갖는 소정의 공간(34)만큼 이격된다. 독립 질량 부재(16)는 종방향으로 연장되는 진동 감쇠 장치(120)의 중심축에 수직한 방향으로 하우징 부재(14)와의 사이에 소정의 거리(δ: 즉 2δ의 절반)를 두고 대면된다. 따라서, 진동 감쇠 장치(120)는 하우징 부재(14)와 질량 부재(16)의 충돌 효과에 기초하여 진동 감쇠 장치(120)의 중심축에 수직한 방향으로 적용되는 진동에 대해 양호한 감진 효과를 나타낼 수 있다.

상기한 설명으로부터 분명해지는 바와 같이, 본 발명의 진동 감쇠 장치는 (a)독립 질량 부재(16)가 하우징 부재(14)와 무관하게 형성되어 그 사이에 소정의간극을 두고 하우징 부재(14)의 내부 공간(12)에 수용되므로, 내부 공간(12) 내에서의 독립 질량 부재(16)의 자유로운 변위를 허용하고, (b)독립 질량 부재(16)와 하우징 부재(14)는 인접 표면에서 서로에 대해 탄성적으로 충돌되고, (c)하우징 부재(14)는 독립 질량 부재(16)와의 사이의 진동 입력 방향으로 서로 대면된 적어도 두개의 인접 표면을 가지며, 독립 질량 부재(16)는 하우징 부재의 적어도 두개의 인접 표면에 대해 각각 그 사이에 약간의 간극 거리를 두고, 적어도 두개의 인접 표면에서 대면된다. 이러한 구성에 있어서, 독립 질량 부재(16)와 하우징 부재(14) 사이의 상대 변위의 속도는 적절하게 조절될 수 있어, 독립 질량 부재(16)와 하우징 부재(14) 사이의 충돌 에너지 및 상태의 제어를 허용한다. 본 발명의 이러한 장점 즉, 독립 질량 부재(16)와 하우징 부재(14) 사이의 충돌 에너지 및 상태의 제어를 고려하면, 본 발명의 진동 감쇠 장치는 구조가 간단하고, 독립 질량 부재(16)의 인접 표면과 하우징 부재(14)의 인접 표면 사이의 간극 거리(δ)만을 조절함으로써 즉, 조절 표면의 성질에 의해 차량 내에서 야기되는 진동에 대해 명백하게 향상된 감진 효과를 나타낼 수 있다. 종래의 차량용 진동 감쇠 장치는 본 발명의 진동 감쇠 장치의 감진 효과를 달성할 수 없다는 점에 주의해야 한다.

본 발명의 양호한 실시예가 도시 목적상 상기에 상세하게 설명되었지만, 본 발명은 도시된 실시예들의 설명에 제한되는 것이 아니고, 다양한 변경, 변형 및 개량이 수행될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

예를 들어, 하우징 부재는 진동 부재와 무관하게 진동 부재에 견고하게 고정되는 강성 케이스 부재에 특정하게 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 하우징 부재는 진동 부재의 중공 구조부를 이용하거나 진동 부재를 부분적으로 이용함으로써 구성될 수 있다.

제 1 실시예에 있어서, 고무 탄성체 층(34)은 그 인접 표면의 전체 표면에서 하우징 부재에 충돌된다. 이러한 구성은 본 발명을 실시하는데 있어서 필수적인 것은 아니다. 질량 부재(16)는 예를 들어, 종방향 대향 단부에서 하우징 부재와 충돌하도록 배열될 수 있다.

도시된 실시예들에 있어서, 고무 탄성체 층은 고무 탄성체로 형성된다. 고무 탄성체 층은 합성 수지 재료로 형성될 수 있거나, 고무 재료 또는 합성 수지 재료로 이루어지는 폼체(foamed body)로 형성될 수 있다.

복수의 질량 부재가 제 2, 제 3, 제 4, 및 제 7 실시예에서 사용될 수 있는 경우에, 질량 부재는 서로 다르게 조절되도록 그 질량이 변화될 수 있다.

충돌 소음을 바람직하게 최소화하기 위해, 독립 질량 부재와 하우징 부재는 그 전체 대향 표면에 걸쳐 0.05 내지 0.8mm 범위 내의 간극 거리를 도구 서로 대면되는 것이 바람직하다. 그러나, 독립 질량 부재와 하우징 부재는 진동 하중에 적용되지 않는 방향으로 서로 대향된 대향 표면에서 0.8mm 이상의 공간을 두고 서로 이격될 수 있다.

본 발명이 도시된 실시예에서는 자동차용 진동 감쇠 장치에 적용되었지만, 본 발명은 그러한 차량 이외의 다른 종류의 차량 및 다양한 종류의 장치에 사용되는 다른 진동 감쇠 장치에 적절하게 적용할 수 있다.

본 발명이 하기의 특허청구범위에서 한정되는 본 발명의 정신 및 범위로부터일탈함이 없이 본 기술분야의 기술자에 의해 다양하게 변경, 변형 및 개량될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

본 발명은 진동 감쇠 장치의 향상 또는 안정된 감진 성능과 향상된 제조 효능을 나타낼 수 있는 향상된 자동차용 진동 감쇠 장치를 제공한다.

Claims

차량의 진동 부재의 진동을 감쇠하기 위한 진동 감쇠 장치에 있어서,

진동 부재 내에 고정식으로 배치되며 수용 공간(12)을 갖는 강성 하우징 부재(14)와,

강성 질량체(26, 38, 42, 60, 76, 96, 114)와 그 강성 질량체의 외부면상에 형성되어 접착되는 탄성체 층(28)을 포함하는 독립 질량 부재(16)를 포함하고,

상기 강성 질량체의 외부면은 상기 수용 공간을 한정하는 상기 하우징 부재의 내부면의 형상과 다른 형상을 가지고,

상기 독립 질량 부재는 그 외부면이 상기 하우징 부재의 내부면과의 사이에 소정의 간극 거리(δ)를 두고 대면되도록 상기 수용 공간 내에 비고정식으로 배치되어, 상기 하우징 부재에 대한 상기 독립 질량 부재의 변위를 허용하고,

상기 독립 질량 부재와 상기 하우징 부재는 진동식 하중이 적용될 때, 상기 진동식 하중이 적용되는 방향으로 서로 대면되는 각각의 인접 표면에서 서로에 대해 탄성 충돌되고,

상기 독립 질량 부재의 상기 탄성체 층은 상기 독립 질량 부재의 상기 인접 표면이 상기 하우징 부재의 상기 인접 표면의 형상에 대응하는 형상을 가지도록 부분적으로 변화되는 벽 두께를 가지는 진동 감쇠 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 탄성체 층(28)은 ASTM 방법 D 2240에 따라 측정된80 이하의 쇼어 디 경도(Shore D hardness)를 갖는 진동 감쇠 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 탄성체 층(28)은 ASTM 방법 D 2240에 따라 측정된 20 내지 40 범위 내의 쇼어 디 경도를 갖는 진동 감쇠 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 독립 질량 부재(16)의 상기 인접 표면과 상기 하우징 부재(14)의 상기 인접 표면 사이의 상기 간극 거리(δ)는 0.05 내지 0.8mm 범위 내에 유지되고, 상기 독립 질량 부재는 진동식 하중이 진동 감쇠 장치에 적용되는 방향으로 서로 대면되는 하우징 부재의 적어도 두개의 인접 표면과의 사이에서 0.1 내지 1.6mm 거리만큼 왕복식으로 이동할 수 있는 진동 감쇠 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 강성 질량체(26)와 상기 탄성체 층(28)의 전체 질량은 진동 부재 질량의 5 내지 10% 범위 내에 유지되는 진동 감쇠 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 하우징 부재(14)는 5×10³MPa 이상의 탄성 계수를 갖는 강성 재료로 형성되는 진동 감쇠 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 탄성체 층(28)은 1 내지 10⁴MPa 범위내의 탄성 계수를 갖는 진동 감쇠 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 탄성체 층(28)은 10^-3이상의 로스 탄젠트(loss tangent)를 갖는 진동 감쇠 장치.