KR100906862B1 - 수동변속기용 인풋 샤프트의 댐핑 가변장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수동변속기용 인풋 샤프트의 댐핑 가변장치에 관한 것으로, 특히 관성 플레이트와 보조 플레이트 간의 마찰력을 증가시킴으로써 습식 마찰을 이용하는 히스테리시스 디바이스를 사용하면서 댐핑 효과를 상승시키는 수동변속기용 인풋 샤프트의 댐핑 가변장치에 관한 것이다.

본 발명의 수동변속기용 인풋 샤프트의 댐핑 가변장치는, 인풋 샤프트(10)의 외측 둘레면에 고정핀(70)을 매개로 끼워진 스플라인(20)과, 상기 스플라인(20)의 외측 둘레면 중앙에 베어링(31)을 매개로 회전 가능하게 끼워진 관성 플레이트(30)와, 상기 관성 플레이트(30)의 양 측면에 위치되게 스플라인(20)에 끼워진 한 쌍의 보조 플레이트(40)와, 상기 관성 플레이트(30)에 등간격으로 형성된 수용홈(32)에 내장되고 양측면은 보조 플레이트(40)에 의해서 지지되는 복수개의 토션 스프링(50)과, 상기 관성 플레이트(30)와 보조 플레이트(40)의 사이에 내장된 마찰 스프링(60)과, 상기 토션 스프링(50)이 내장되는 수용홈(32)의 사이에 형성된 삽입공(33)에 끼워지고 양단부에는 보조 플레이트(40)가 분리되지 않도록 단턱(71)이 형성된 고정핀(70)을 포함하는 수동변속기용 인풋 샤프트 댐퍼에 있어서, 상기 관성 플레이트(30)와 보조 플레이트(40)의 사이에 내장되는 습식 마찰재를 구비하여, 상기 관성 플레이트와 상기 보조 플레이트 사이의 마찰력을 증대시키는 히스테리시스 토크 자동조절장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

수동변속기용 인풋 샤프트의 댐핑 가변장치{Damping varying device for Input shaft of Manual Transmission}

본 발명은 수동변속기용 인풋 샤프트의 댐핑 가변장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 관성 플레이트와 보조 플레이트 간의 마찰력을 증가시킴으로써 습식 마찰을 이용하는 히스테리시스 디바이스를 사용하면서 댐핑 효과를 상승시키는 수동변속기용 인풋 샤프트의 댐핑 가변장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량에는 엔진에서 발생된 동력을 공급받아 차량의 주행속도를 조절하는 변속기가 설치되어 있는바, 이러한 변속기는 운전자에 의해서 조절되는 수동변속기와, 차량의 주행 속도에 따라서 자동으로 조절되는 자동변속기로 구분된다.

한편 상기 수동변속기가 설치된 차량에는 엔진의 동력을 클러치의 조작에 의해서 선택적으로 공급 및 차단되는 동력을 바퀴에 전달하는 인풋 샤프트가 설치되어 있으며, 상기 인풋 샤프트는 엔진의 동력을 클러치를 통과하여 직접적으로 바퀴에 전달하는 중간매개체로 래틀 노이즈(Rattle Noise; 덜컹거리는 소리)의 가진원이 된다.

상술한 래틀 노이즈를 방지하기 위하여 종래에는 클러치 댐퍼의 비틀림 강성을 저감할 수 있도록 개발된 기술이 한계에 도달하였으며, 현재에는 높은 엔진토크가 요구되는 대부분의 차량에는 듀얼 매스 플라이휘일(DMF)이 탑재되어 적용되고 있다.

상기한 듀얼 매스 플라이휠은 두 개의 관성과 하나의 넓은 각 변위를 갖는 스프링을 이용하여 엔진 폭발 가진 주파수(2nd Order/4기통일 경우)에서 드라이브 라인(Drive Line)의 공진을 이동시키는 기술로 탁월한 효과를 갖는다.

그러나 전통적인 플라이휘일 보다 가격이 높을 뿐만 아니라 저 주파수에 존재하는 운전모드에서 오히려 취약한 문제점을 갖고 있으며, 엔진의 성능을 동시에 고려한 튜닝(Tuning)을 해야 하는 문제로 개발기간과 내구검증에 소요되는 많은 시간이 소비되는 단점이 있다.

한편, 래틀 노이즈를 감소시킬 수 있도록 엔진의 비틀림 진동 저감에 직접적인 댐퍼(Damper)가 엔진내부의 크랭크 샤프트(Crank Shaft)에 설치되도록 하는 댐퍼가 개발되고 있는 추세에 이르게 되었다. 이는 엔진의 강건성이 점점 떨어지게 되는 문제점이 있다.

왜냐하면 엔진의 비틀림 진동이 크기 때문에 드라이브 라인의 래틀 노이즈가 문제가 되는 것이 아니라 시스템 공진이 만들어 내는 영향이 중요한 것으로서, 이는 엔진보다는 트랜스미션 내에서 문제를 해결할 수 있는 기술이 필요한 것이다.

이러한 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명자는 공개특허 10-2007-0039819호(2007. 4. 13.자 공개)를 발명한 바 있다. 도 1 및 도 2를 참고하여 위 공개특허 에 개시된 내용을 살펴보면, 인풋 샤프트(10)의 외측 둘레면에 고정핀(70)을 매개로 끼워진 스플라인(20)과, 상기 스플라인(20)의 외측 둘레면 중앙에 베어링(31)을 매개로 회전 가능하게 끼워진 관성 플레이트(30)와, 상기 관성 플레이트(30)의 양 측면에 위치되게 스플라인(20)에 끼워진 한 쌍의 보조 플레이트(40)와, 상기 관성 플레이트(30)에 등간격으로 형성된 수용홈(32)에 내장되고 양측면은 보조 플레이트(40)에 의해서 지지되는 복수개의 토션 스프링(50)과, 상기 관성 플레이트(30)와 보조 플레이트(40)의 사이에 내장된 마찰 스프링(60)과, 상기 토션 스프링(50)이 내장되는 수용홈(32)의 사이에 형성된 삽입공(33)에 끼워지고 양단부에는 보조 플레이트(40)가 분리되지 않도록 단턱(71)이 형성된 고정핀(70)을 포함하여, 변속기 내부의 백래시(Backlash)에 영향을 주지 않기 때문에 댐퍼를 설치함으로 인한 부작용(Side effect)이 없으며, 관성체가 독립적으로 진동하므로 기어치 타음이 발생하지 않게 되는 수동변속기용 인풋 샤프트 댐퍼를 개시하고 있다.

그러나 위 공개특허와 같은 기술에서도, 인풋 샤프트 댐퍼의 장착지점이 변속기 내부(인풋 샤프트 또는 아웃풋 샤프트)에 존재하게 되는데, 변속기 내부는 오일로 채워져 있기 때문에, 건식 마찰을 이용하는 히스테리시스 디바이스는 댐핑 효과를 크게 할 수 없다는 단점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 관성 플레이트와 보조 플레이트 사이에 습식 마찰재 및 캠을 구비하여, 관성 플레이트와 보조 플레이트 간의 마찰력을 증가시킴으로써 습식 마찰을 이용하는 히스테리시스 디바이스를 사용하면서 댐핑 효과를 상승시키는 수동변속기용 인풋 샤프트의 댐핑 가변장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 인풋 샤프트(10)의 외측 둘레면에 고정핀(70)을 매개로 끼워진 스플라인(20)과, 상기 스플라인(20)의 외측 둘레면 중앙에 베어링(31)을 매개로 회전 가능하게 끼워진 관성 플레이트(30)와, 상기 관성 플레이트(30)의 양 측면에 위치되게 스플라인(20)에 끼워진 한 쌍의 보조 플레이트(40)와, 상기 관성 플레이트(30)에 등간격으로 형성된 수용홈(32)에 내장되고 양측면은 보조 플레이트(40)에 의해서 지지되는 복수개의 토션 스프링(50)과, 상기 관성 플레이트(30)와 보조 플레이트(40)의 사이에 내장된 마찰 스프링(60)과, 상기 토션 스프링(50)이 내장되는 수용홈(32)의 사이에 형성된 삽입공(33)에 끼워지고 양단부에는 보조 플레이트(40)가 분리되지 않도록 단턱(71)이 형성된 고정핀(70)을 포함하는 수동변속기용 인풋 샤프트 댐퍼에 있어서, 상기 관성 플레이트(30)와 보조 플레이트(40)의 사이에 내장되는 습식 마찰재를 구비하여, 상기 관성 플레이트와 상기 보조 플레이트 사이의 마찰력을 증대시키는 히스테리시스 토크 자동조절장치를 더 포함하여, 관성 플레이트와 보조 플레이트 간의 마찰력을 증가시킴으로써 습식 마찰을 이용하는 히스테리시스 디바이스를 사용하면서 댐핑 효과를 상승시키는 것을 특징으로 한다.

나아가 상기 히스테리시스 토크 자동조절장치는, 상기 보조 플레이트의 회전에 의해 상기 습식 마찰재를 상기 관성 플레이트 측으로 가압하는 캠을 더 포함하여, 보조 플레이트의 회전 운동을 캠의 왕복운동으로 변환시켜 습식 마찰재와 관성 플레이트 간의 마찰력을 더 증대시키는 것을 특징으로 한다.

나아가 상기 캠은, 내측에 경사면을 가진 오목한 홈이 구비된 외측 캠과 내측 캠, 그리고 상기 내측 캠과 외측 캠 사이에 위치하고, 상기 외측 캠과 내측 캠의 경사면에 맞닿는 볼을 포함하는 것이 바람직하다.

나아가 상기 볼은 동일한 간격으로 4개 구비되어, 평면에 작용하는 하중의 접촉면을 고르게 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 수동변속기용 인풋 샤프트의 댐핑 가변장치는 관성 플레이트와 보조 플레이트 간의 마찰력을 증가시킴으로써 습식 마찰을 이용하는 히스테리시스 디바이스를 사용하면서 댐핑 효과를 상승시킬 수 있는 효과를 발휘한다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정하는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 한 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 당업자에게 자명하다고 할 수 있는 바, 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속하는 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 수동변속기용 인풋 샤프트의 댐핑 가변장치 의 일실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따르는 수동변속기용 인풋 샤프트의 댐퍼의 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따르는 수동변속기용 인풋 샤프트의 댐핑 가변장치를 도시한 도면이다.

도 3 및 도 4를 참고하면, 관성 플레이트(30)와 보조 플레이트(40) 사이에는 히스테리시스 토크(hysteresis torque) 자동조절장치(도 3의 우측 확대도 참조)가 구비되고, 이 히스테리시스 토크 자동조절장치는 습식 마찰재(84)와 캠(82) 및 볼(83)을 포함하여 이루어진다.

이 중 먼저 습식 마찰재(84)를 살펴보면, 습식 마찰재(84)는 관성 플레이트(30)와 보조 플레이트(40)의 사이에 구비된다. 이 습식 마찰재(84)는 캠(82)을 매개로 보조 플레이트(40) 측에 고정되고, 관성 플레이트(30)에도 맞닿으면서 관성 플레이트(30)와 보조 플레이트(40) 사이의 마찰력을 증대시킨다.

그리고 캠(82)은 보조 플레이트(40)의 회전 운동을 직선 운동으로 변화시킴으로써 상기 습식 마찰재(84)를 관성 플레이트(30) 측으로 가압하는 작용을 한다. 캠(82)은 외측 캠(82b) 및 내측 캠(82a)을 포함하여 이루어지고, 상기 내측 캠(82a) 및 외측 캠(82b)은 각각 경사면을 가진 오목한 홈을 구비하며, 그 사이에 볼(83)이 구비된다. 이 때 상기 볼(83)은 동일한 간격으로 4개 구비되어, 평면에 작용하는 하중의 접촉면을 고르게 하는 것이 바람직하다.

이와 같은 히스테리시스 토크 자동조절장치의 구성에 의하여, 관성 플레이트(30)와 보조 플레이트(40)의 상대 각도가 증대될 경우, 외측 캠(82b)과 내측 캠(82a)이 서로 반대 방향으로 작용한다. 이 결과 축 방향(도 3의 우측 확대도에서 좌측을 향한 화살표)으로 습식 마찰재(84)로 힘이 가해지고, 관성 플레이트(30)와 보조 플레이트(40) 간의 마찰력이 증대된다.

이러한 히스테리시스 토크 자동조절장치를 포함하는 수동변속기용 인풋 샤프트의 댐핑 가변장치는 변속기 리어 부분의 프로펠러 샤프트 앞에 조립되어, 프로펠러 샤프트의 공진 특성을 제어하는 기능을 하게 된다.

도 1 및 도 2는 종래의 수동변속기용 인풋 샤프트의 댐퍼를 도시한 분해사시도 및 단면도;

도 3은 본 발명에 따르는 수동변속기용 인풋 샤프트의 댐퍼의 단면도; 그리고,

도 4는 본 발명에 따르는 수동변속기용 인풋 샤프트의 댐핑 가변장치를 도시한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 인풋 샤프트 20 : 스플라인

30 : 관성 플레이트 31 : 베어링

32 : 수용홈 33 : 삽입공

40 : 보조 플레이트 50 : 토션 스프링

60 : 마찰 스프링 70 : 고정핀

71 : 단턱

80 : 히스테리시스 토크(hysterisis torque) 자동 조절 장치

82 : 캠 82a : 내측 캠

82b : 외측 캠 83 : 볼

84 : 마찰재

Claims (4)

1. 삭제
2. 삭제
3. 인풋 샤프트(10)의 외측 둘레면에 고정핀(70)을 매개로 끼워진 스플라인(20)과,

   상기 스플라인(20)의 외측 둘레면 중앙에 베어링(31)을 매개로 회전 가능하게 끼워진 관성 플레이트(30)와,

   상기 관성 플레이트(30)의 양 측면에 위치되게 스플라인(20)에 끼워진 한 쌍의 보조 플레이트(40)와,

   상기 관성 플레이트(30)에 등간격으로 형성된 수용홈(32)에 내장되고 양측면은 보조 플레이트(40)에 의해서 지지되는 복수개의 토션 스프링(50)과,

   상기 관성 플레이트(30)와 보조 플레이트(40)의 사이에 내장된 마찰 스프링(60)과,

   상기 토션 스프링(50)이 내장되는 수용홈(32)의 사이에 형성된 삽입공(33)에 끼워지고 양단부에는 보조 플레이트(40)가 분리되지 않도록 단턱(71)이 형성된 고정핀(70)을 포함하는 수동변속기용 인풋 샤프트 댐퍼에 있어서,

   상기 관성 플레이트(30)와 보조 플레이트(40)의 사이에 내장되는 습식 마찰재를 구비하여, 상기 관성 플레이트와 상기 보조 플레이트 사이의 마찰력을 증대시키는 히스테리시스 토크 자동조절장치를 더 포함하고,

   상기 히스테리시스 토크 자동조절장치는,

   상기 보조 플레이트의 회전에 의해 상기 습식 마찰재를 상기 관성 플레이트 측으로 가압하는 캠을 더 포함하며,

   상기 캠은,

   내측에 경사면을 가진 오목한 홈이 구비된 외측 캠과 내측 캠, 그리고

   상기 내측 캠과 외측 캠 사이에 위치하고, 상기 외측 캠과 내측 캠의 경사면에 맞닿는 볼을 포함하는 것을 특징으로 하는 수동변속기용 인풋 샤프트의 댐핑 가변장치.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 볼은 동일한 간격으로 4개 구비되는 것을 특징으로 하는 수동변속기용 인풋 샤프트의 댐핑 가변장치.

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