KR100439298B1 - 비틀림 진동 댐퍼 또는 비틀림 탄성 커플링 - Google Patents

비틀림 진동 댐퍼 또는 비틀림 탄성 커플링 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내측부분(2) 및 외측부분(3)과 그 내외측 부분들 사이에 장착된 레이디얼 판 스프링 어셈블리(4)들로 구성되는 비틀림 진동 댐퍼 또는 비틀림 탄성 커플링(1)에 관한 것으로서, 상기 판 스프링 어셈블리(4)는 각각 2개씩의 판 스프링(5, 6)으로 이루어지고, 한쪽 단부는 스프링 어댑터(8) 사이에 각각 협지되어 상기 외측부분(3)에 고정되며, 다른 쪽 단부는 상기 내측부분(2)의 축방향 홈(9) 속에 각각 결합된다.
상기 판 스프링 어셈블리 부분의 마모 현상을 감소시키고, 판 스프링의 토크 전달을 위한 부하능력을 향상시키기 위하여, 상기 판 스프링 어셈블리(4)의 한쌍의 판 스프링(5, 6)을 고정부위(E)로부터 내향 반경 방향으로 단부(10, 11)까지 연장하고, 상기 판 스프링들 사이에 자유로운 유동간극(12)을 유지하면서, 단부(10, 11)들을 상기 내측부분(2)의 축방향 홈(9) 속에 각각 결합한다.

Description

비틀림 진동 댐퍼 또는 비틀림 탄성 커플링{TORSIONAL VIBRATION DAMPER OR TORSIONALLY ELASTIC COUPLING}
본 발명은 내측부분 및 외측부분과 그 사이에 장착된 레이디얼 판 스프링 어셈블리로 구성되는 비틀림 진동 댐퍼 또는 비틀림 탄성 커플링에 관한 것으로서, 상기 판 스프링 어셈블리는 각각 2개씩의 판 스프링으로 이루어지며, 한쪽 단부는 어댑터 사이에 삽입되어 상기 외측부분에 고정되고, 다른 쪽 단부는 내측부분의 축방향 홈 속에 결합된다.
이와 같은 댐퍼 또는 커플링에 있어서 판 스프링 어셈블리는 토크 전달을 위하여 사용되며, 동시에 스프링의 탄성특성에 의하여 비틀림 진동의 발생을 억제한다. 상기 스프링 어셈블리는 상기 외측부분에 견고히 고정되어 있지만, 상기 내측부분과 외측부분 사이에 발생하는 상대운동을 보상하기 위하여, 스프링 어셈블리의 내측 단부는 상기 내측부분의 축방향 홈 속에 단지 느슨하게 결합되며, 이 때 작용하는 힘은 상기 홈의 측면과 이와 접촉하는 스프링 단부에 의하여 발생된다. 종래의 댐퍼 또는 커플링에 있어서 비틀림 진동이 발생하면, 상기 홈의 측면과 이와 접촉하는 스프링 단부 사이에, 또한 상기 스프링 어셈블리의 개별 판 스프링들 사이에는 상대운동이 발생하며, 서로 직접 접촉하는 판 스프링은 비틀림 진동 때문에 교번(交番) 굽힘 하중에 노출되므로, 스프링의 부하능력과 수명에 손상을 입히게 되고, 서로 접촉하는 부위는 심한 마모현상을 초래하게 된다. 이와 같이 판 스프링들 사이의 마찰 및 마모 상태를 개선하기 위하여, 이미 과거에 청동 또는 유사한 미끄럼 재료로 만든 삽입판을 이용하여 개개의 판 스프링을 서로 분리하는 방법이 제안되었으며, 이 경우의 삽입판은 주로 판 스프링의 전체 길이에 걸쳐 연장되어 있어서, 마찰과 마모 현상을 어느 정도 개선하였으나, 판 스프링에 대한 교번부하(交番負荷)를 감소시킬 수는 없으며, 또한 스프링 수명의 연장 및 활용의 증가에는 거의 기여할 수 없었다.
따라서 서두에 언급한 바와 같이 본 발명의 목적은 간단한 장치로 마찰력과 마모 위험을 감소시키는 동시에 스프링의 활용도를 증가시킬 수 있는 비틀림 진동 댐퍼 또는 비틀림 탄성 커플링을 제공하는 것이다.
이와 같은 목적은 상기 각 판 스프링 어셈블리의 한쌍의 판 스프링을 상기 고정부위로부터 내향 반경 방향으로 연장하여 스프링의 단부를 상호 유동간극을 유지하면서 상기 내측부분의 축방향 홈 속에 결합하여 달성할 수 있다.
상기 개별 판 스프링들 사이의 자유로운 유동간극 때문에, 상기 내측부분과 외측부분 사이에 상대적인 회전운동을 할 때 항상 오직 어느 한쪽 만의 판 스프링이 상기 홈의 내측면에 접촉하면서 굽힘 하중에 노출된다. 상기 비틀림 진동은 그때 그때의 진동방향에 따라 한쪽 스프링과 다른 쪽 스프링을 번갈아 굽혀줌으로써, 개개의 판 스프링은 항상 각각 한쪽 방향으로만 굽힘 하중을 받으며, 결코 교번 굽힘 하중에 노출되지 않는다. 그 밖에 상기 내향 반경 방향으로 연장된 2개의 판 스프링은 서로 접촉하지 않으므로, 이들 사이에 마찰력이 방생하지 않으며, 또한 마모 현상도 스프링 단부들이 축방향 홈 속에 결합되는 부위에 국한된다. 상술한 바와 같이, 판 스프링에 대한 교번 굽힘 하중이 발생하지 않으므로, 상기 스프링 자체는 보다 효율적으로 이용될 수 있고, 보다 큰 힘을 흡수하거나 전달할 수 있어구조도 비교적 소형화가 가능하다.
상기 한쌍의 개별 스프링들 사이에 유동간극을 확보하기 위하여, 고정부위로부터 시작하여 길이를 따라 쐐기 모양의 테이퍼 단면을 적절히 형성시킬 수 있으나, 또한 단순히 상기 고정부위에만 연장되는 삽입판을 이용하여 상기 각 판 스프링 어셈블리의 2개의 판 스프링을 서로 이격시킬 수도 있다. 그러면 이와 같은 삽입판은 판 스프링 사이에서 스페이서(spacer)로서의 역할을 하며, 스프링 사이의 간격 크기를 상이한 조건에 맞추는 것을 가능케 한다.
또한 어댑터와 판 스프링 어셈블리의 판 스프링 사이에 단지 상기 고정부위의 범위까지만 연장되는 삽입판을 삽입하면, 그 삽입판에 의하여 상기 내측부분의 표면 바로 직전까지 뻗어 스로틀 갭을 형성하는 상기 어댑터와 상기 판 스프링 사이의 간격을 조절할 수 있으며, 또한 상기 어댑터와 판 스프링 간의 서로 인접된 측면을 내향 반경 방향으로 길게 연장함으로써, 상기 어댑터와 판 스프링 사이에 필요로 하는 유동간극을 확보할 수도 있다.
도 1은 본 발명에 따른 댐퍼 또는 커플링의 부분 단면도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 댐퍼 또는 커플링의 2개 변형 실시예를 보여주는 부분단면도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호설명*
고정 부위(E), 비틀림 진동 댐퍼 (1), 내측부분(2)
외측부분(3), 판 스프링 어셈블리(4), 판 스프링(5, 6)
삽입판(7), 어댑터(8), 축방향 홈(9)
판 스프링 단부(10, 11), 유동간극(12), 홈 측면(13)
판 스프링(51, 61), 판 스프링(52, 62), 삽입판(71)
본 발명의 요지를 첨부도면을 이용하여 설명하면 다음과 같다.
상기 비틀림 진동 댐퍼 또는 비틀림 탄성 커플링(1)은 토크 전동(傳動)을 위하여 하나의 내측부분(2) 및 하나의 외측부분(3)과, 이들 내, 외측 부분(2, 3) 사이에 장착된 레이디얼 판 스프링 어셈블리(4)로 이루어진다. 상기 판 스프링 어셈블리(4)는 각각 2개씩의 개별 판 스프링(5, 6)으로 이루어져, 도 1에 도시된 실시예에 따라 하나의 삽입판(7)에 의하여 서로 분리되어 있다. 상기 판 스프링 어셈블리(4)의 한쪽 단부는 어댑터(8) 사이에 삽입/결합되어 외측부분(3)에 고정되며, 다른 쪽 단부는 각각 상기 내측부분(2)의 축방향 홈(9) 속에 결합된다. 그러나, 상기 삽입판(7)은 판 스프링 어셈블리(4)의 고정부위(E)를 단순히 초과하여 연장되어 있으며, 상기 판 스프링(5, 6)은 고정부위(E)로부터 자유로이 내향 반경 방향으로 뻗어 판 스프링 단부(10, 11)는 상기 축방향 홈(9) 속에 각각 결합되며, 이 때 축방향 홈(9)의 공간 내에는 판 스프링 단부(10, 11)을 위한 일정한 유동간극(12)이 유지된다. 따라서 토크 전동 중에, 상기 판 스프링 어셈블리(4)의 판 스프링(5, 6)은 개별 스프링과 같이 작용하여, 상기 내측부분(2)에 대하여 외측부분(3)이 시계 방향으로 상대적 회전운동을 할 때는 단지 판 스프링(5)의 단부(10) 만이 홈 측면(13)에 접촉하는 한편, 상기 판 스프링(6)의 단부(11)는 홈 측면(13)으로부터 떨어지고, 반대로 시계 반대방향으로 상대적 회전운동을 할 때에는 판 스프링(6)들만 홈 측면(13)과 접촉하고, 상기 판 스프링(5)의 단부(10)는 홈 측면(13)으로부터 떨어지면서, 항상 번갈아 가면서 판 스프링(5) 또는 (6)에만 굽힘 하중이 가해진다. 상기 판 스프링은 교번하중을 받지 않으며, 상기 개별 판 스프링(5, 6)은 자유 유동간극(12) 때문에 마찰력을 받지 않으므로, 이 부분에 있어서의 마모 현상이 일어나지 않는다. 단순히 다이내믹 굽힘 하중에만 노출되는 판 스프링은 이들의 스프링 특성상 유용하게 이용될 수 있으며, 따라서 비교적 작은 구조의 댐퍼 또는 커플링의 설계가 가능하다.
상기 판 스프링을 위하여 필요로 하는 유동간극(12)을 달성하기 위하여, 도2에 도시한 바와 같이, 상기 판 스프링(51, 61)을 내향 반경 방향으로 테이퍼 쐐기 모양의 단면으로 형성함으로써, 그와 같은 스프링의 단면에 의하여 삽입판을 삽입하지 않고도, 교번 굽힘 하중을 회피하는데 필요로 하는 판 스프링의 유동간극을 확보할 수 있으며, 또한 이중 쐐기 모양의 판 스프링 단면 때문에 상기 어댑터(8)와의 사이에 필요한 유극이 확보된다.
도 3에 도시한 실시예에 따라, 상기 판 스프링 어셈블리(4)의 판 스프링(52, 62)은 마찬가지로 상기 고정부위(E) 내에 함께 고정되지만, 고정부위(E)로부터 시작하여 단지 스프링의 길이를 따라 끝쪽으로 단순한 쐐기 모양으로 얇아지는 단면을 형성하여, 판 스프링의 쐐기면이 서로 대면함으로써, 판 스프링들 사이에 유동간극(12)을 형성한다. 상기 판 스프링(52, 62)의 내향 반경 방향으로 길게 연장된 측면부분과 각각 인접하는 상기 어댑터(8)들 사이에 스프링 유동에 필요한 간극을 확보하기 위하여, 상기 어댑터(8)와 판 스프링 사이에 삽입판(71)을 삽입하며, 이 때 삽입판은 또한 단지 상기 고정부위(E)에만 걸쳐 착설된다.
이상과 같이 상기 각 판 스프링 어셈블리의 한쌍의 판 스프링을 상기 고정부위로부터 내향 반경 방향으로 연장하여 스프링의 단부를 상호 유동간극을 유지하면서 상기 내측부분의 축방향 홈 속에 결합하여 달성할 수 있다. 상기 개별 판 스프링들 사이의 자유로운 유동간극 때문에, 상기 내측부분과 외측부분 사이에 상대적인 회전운동을 할 때 항상 오직 어느 한쪽 만의 판 스프링이 상기 홈의 내측면에접촉하면서 굽힘 하중에 노출된다. 상기 비틀림 진동은 그때 그때의 진동방향에 따라 한쪽 스프링과 다른 쪽 스프링을 번갈아 굽혀줌으로써, 개개의 판 스프링은 항상 각각 한쪽 방향으로만 굽힘 하중을 받으며, 결코 교번 굽힘 하중에 노출되지 않는다. 그 밖에 상기 내향 반경 방향으로 연장된 2개의 판 스프링은 서로 접촉하지 않으므로, 이들 사이에 마찰력이 방생하지 않으며, 또한 마모 현상도 스프링 단부들이 축방향 홈 속에 결합되는 부위에 국한된다. 상술한 바와 같이, 판 스프링에 대한 교번 굽힘 하중이 발생하지 않으므로, 상기 스프링 자체는 보다 효율적으로 이용될 수 있으며, 보다 큰 힘을 흡수하거나 전달할 수 있고, 따라서 구조도 비교적 소형화가 가능하다.
상기 한쌍씩의 개별 스프링들 사이에 유동간극을 확보하기 위하여, 고정부위로부터 시작하여 길이를 따라 쐐기 모양의 테이퍼 단면을 적절히 형성시킬 수 있으나, 또한 단순히 상기 고정부위에만 연장되는 삽입판을 이용하여 상기 각 판 스프링 어셈블리의 2개의 판 스프링을 서로 이격시킬 수도 있다. 그러면 이와 같은 삽입판들은 판 스프링들 사이에서 스페이서로서의 역할을 하며, 스프링들 사이의 간격의 크기를 상이한 조건에 맞추는 것을 가능케 한다.
또한 어댑터들과 판 스프링 어셈블리의 판 스프링 사이에 단지 상기 고정부위의 범위까지만 연장되는 삽입판을 삽입하면, 그 삽입판에 의하여 상기 내측부분의 표면 바로 직전까지 뻗어 스로틀 갭을 형성하는 상기 어댑터와 상기 판 스프링들 사이의 간격을 조절할 수 있으며, 또한 상기 어댑터와 판 스프링 간의 서로 인접된 측면들을 내향 반경 방향으로 길게 연장함으로써, 상기 어댑터와 판 스프링사이에 필요로 하는 유동간극을 확보할 수도 있다.

Claims (3)

  1. 축방향 홈(9)을 갖는 내측부분(2)과;
    외측부분(3)과;
    상기 내측부분(2)과 외측부분(3) 사이에서 뻗는 판스프링 어셈블리(4)와;
    각 판스프링 어셈블리(4) 양쪽에 위치하는 어댑터(8)를; 포함하는 비틀림 진동댐퍼 또는 비틀림탄성 커플링으로서,
    상기 판스프링 어셈블리(4) 각각은 한쌍의 판스프링(5,6; 51, 61; 52, 62)을 가지며, 이 한쌍의 판스프링의 한쪽단부가 외측부분(3) 부근에서 상기 양쪽 어댑터(8) 사이에 위치하는 고정부위(E)에서 압착고정되고, 상기 한쪽단부의 반대측단부는 상기 내측부분(2)의 상기 축방향 홈(9)에 끼워지며,
    상기 한쌍의 판스프링은 상기 고정부위(E)로부터 상기 축방향홈에 끼워지는 상기 반대측단부 까지에 걸쳐서 반경방향 내측으로 돌출하여 뻗으면서 상기 고정부위(E)로부터 상기 축방향 홈 까지의 사이에 유동간극(12)을 형성하는 것을 특징으로 하는 비틀림 진동 댐퍼 또는 비틀림 탄성 커플링.
  2. 제1항에 있어서, 상기 판 스프링 어셈블리(4)는 상기 한 쌍씩의 판 스프링(5, 6)을 격리하는 삽입판(7)을 포함하며, 이 삽입판(7)은 각각 단지 고정부위(E)의 범위까지만 연장되는 것을 특징으로 하는 비틀림 진동 댐퍼 또는 비틀림 탄성 커플링.
  3. 제1항에 있어서, 상기 판 스프링 어셈블리(4)의 판 스프링(52, 62)과 상기 어댑터(8) 사이에는 단지 고정부위(E)의 범위까지만 연장된 삽입판(71)이 삽입되는 것을 특징으로 하는 비틀림 진동 댐퍼 또는 비틀림 탄성 커플링.
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