KR100921296B1 - 하이브리드 자동차의 자동 변속기용 토셔널 댐퍼 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하이브리드 자동차의 자동 변속기용 토셔널 댐퍼에 관한 것으로, 회전축에 연결되는 허브에 스플라인 결합된 스플라인 허브; 상기 허브를 크랭크 샤프트에 연결시키는 크랭크 샤프트 볼트; 상기 허브의 외측을 감싸는 형태로 설치되되 외주면이 절곡된 원판 형상의 제1질량체; 상기 제1질량체의 일측에 설치된 커버부재에 결합된 제2질량체; 및 상기 커버부재에 상기 제2질량체를 결합시키는 리벳을 포함하는 것을 특징으로 한다.

하이브리드 자동차, 자동 변속기, 토셔널 댐퍼, 리벳, 방사형 부싱, 축형 부싱

Description

하이브리드 자동차의 자동 변속기용 토셔널 댐퍼{Torsional damper for auto transmission of hybrid vehicle}

본 발명은 하이브리드 자동차의 자동 변속기용 토셔널 댐퍼에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 효과적인 댐핑을 위해 내부 구조가 개선된 하이브리드 자동차의 자동 변속기용 토셔널 댐퍼에 관한 것이다.

일반적으로 토셔널 댐퍼란 토크 변동에 따라 회전축의 비틀림 진동을 흡수하는 장치로, 회전축 주위에 고무(고무 댐퍼)나 실리콘 오일(오일 댐퍼) 등을 거쳐 질량(質量)이 되는 강철제의 링을 설치하여 고무의 탄성이나 오일의 점도를 이용하여 비틀림 진동을 흡수한다. 그 종류로는 크랭크 댐퍼나 댐퍼 풀리 등이 있다.

첨부된 도 1은 종래의 토셔널 댐퍼의 일부 단면을 도시한 사시도이고, 도 2는 종래의 토셔널 댐퍼의 다른 부분 단면을 도시한 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 토셔널 댐퍼(1)는 회전축(10)을 기준으로 원반 형태의 1차 질량체(20) 및 2차 질량체(30)이 결합되고, 그 외측에 링기어(40)가 결합된다. 또한, 1차 질량체(20)과 2차 질량체(30) 사이의 원활한 상대 운동을 위해 다수의 볼 베어링(50)을 삽입되며, 2차 질량체(30)은 클러치 핀()에 의해 변 속기와 체결된다.

그러나 이러한 종래의 토셔널 댐퍼의 경우 볼 베어링을 사용하여 원가가 상승되고, 작업 공정 및 레이아웃이 복잡해지는 단점이 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, SMF(Single Mass Flywheel)을 적용한 종래의 토셔널 댐퍼(1)의 경우 이너 타입(inner type)의 댐퍼 스프링(60)을 사용하는 구조이다. 그러나 이러한 종래의 토셔널 댐퍼의 경우 댐퍼 특성의 다단화 구현이 어렵고, 댐핑 효과 역시 상대적으로 불리한 단점이 있다.

본 발명의 목적은 토셔널 댐퍼의 내부 구조를 변경하고 부싱 및 윤활을 위한 구조를 추가함으로써 효과적인 댐핑 기능을 수행할 수 있는 하이브리드 자동차의 자동 변속기용 토셔널 댐퍼를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 회전축에 연결되는 허브에 스플라인 결합된 스플라인 허브; 상기 허브를 크랭크 샤프트에 연결시키는 크랭크 샤프트 볼트; 상기 허브의 외측을 감싸는 형태로 설치되되 외주면이 절곡된 원판 형상의 제1질량체; 상기 제1질량체의 일측에 설치된 커버부재에 결합된 제2질량체; 및 상기 커버부재에 상기 제2질량체를 결합시키는 리벳을 포함하되, 상기 허브와 상기 스플라인 허브의 사이에는 방사형 부싱이 압입되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 자동차의 자동 변속기용 토셔널 댐퍼를 제공한다.

상기 제1질량체에는 절곡된 외주면에 용접되는 링 형상의 질량 링이 고정되는 것을 특징으로 한다.

삭제

상기 방사형 부싱은 상기 허브의 위치에 대향되는 쪽 단부가 상기 회전축의 외측 방향으로 절곡된 것을 특징으로 한다.

상기 방사형 부싱의 절곡된 단부 외측과 상기 스플라인 허브의 사이에는 축형 부싱이 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 방사형 부싱은 종방향 단면이 직선 형태인 원통형이며, 상기 방사형 부싱의 허브 쪽 단부와 상기 허브의 사이에는 축형 부싱이 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 방사형 부싱은 허브 쪽 단부가 상기 회전축을 향하도록 내측 방향으로 절곡된 것을 특징으로 한다.

상기 방사형 부싱의 절곡된 단부 내측과 상기 스플라인 허브의 사이에는 축형 부싱이 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1질량체와 제2 질량체의 사이에 위치하되 상기 질량 링에 인접하는 외측에 삽입되는 토셔널 스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드 자동차의 자동 변속기용 토셔널 댐퍼는 기존의 볼 베어링을 부싱으로 대체함으로써 원가 절감 효과가 있으며, 원활한 윤활 작용으로 인해 상대 운동을 하는 부품의 내구성 향상 및 소음 진동의 저감 효과가 있다.

이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드 자동차의 자동 변속기용 토셔널 댐퍼에 대해 상세히 설명하기로 한다(단, 토셔널 댐퍼의 일반적인 구성 요소에 대해서는 상세한 설명을 생략하기로 한다).

첨부된 도 3은 본 발명에 따른 토셔널 댐퍼를 도시한 평면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 토셔널 댐퍼를 도시한 단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 토셔널 댐 퍼의 단면을 도시한 사시도이다. 도 6은 본 발명에 따른 토셔널 댐퍼의 다른 단면을 도시한 사시도이고, 도 7 내지 도 10은 본 발명에 따른 토셔널 댐퍼의 다른 실시 예를 도시한 부분 단면도이다.

도 3 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드 자동차의 자동 변속기용 토셔널 댐퍼(100)는 크게 회전축(110)에 연결되는 허브(130)와, 허브(130)에 스플라인 결합되는 스플라인 허브(120)와, 허브(130)를 크랭크 샤프트에 연결하는 크랭크 샤프트 볼트(140)와, 허브(130)와 스플라인 허브(120)의 사이에 압입되는 방사형 부싱(150a, 150b, 150c) 및 축형 부싱(152, 152a, 152b)과, 회전축(110)을 중심으로 결합되는 원판 형상의 제1 질량체(160)와, 제1 질량체(160)에 결합된 커버부재(180)에 리벳(172)으로 결합되는 제2 질량체(170)와, 토셔널 댐퍼(100)의 외주면 쪽으로 치우치게 삽입된 토셔널 스프링(200)과, 제1 질량체(160)의 외주면에 용접되는 질량 링(220)으로 구성된다.

도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 질량체(160)는 허브(130)의 외측을 감싸는 형태로 설치되며, 외주면이 절곡된 원판 형상을 갖는다. 이 절곡된 부분에 질량 링(220)이 설치된다.

질량 링(220)은 종래의 링기어(도 1의 40번 참조)와는 달리 외주면에 치형 기어가 형성되지 않고 매끈한 링 형태를 가지므로 종래에 비해 제작성이 향상된다. 질량 링(220)은 제1 질량체(160)의 외주면에 용접에 의해 고정됨으로써 조립이 용이한 장점이 있으며, 효율적인 레이아웃의 제1 질량체(160)를 구현할 수 있다.

제2 질량체(170)는 종래의 2차 질량체(도 1의 30번 참조)가 1차 질량체(도 1 의 20번 참조)와 같이 원판 형상인 것과 달리 제1 질량체(160)보다 작은 링 형태를 갖는다. 제2 질량체(170)는 리벳(172)에 의해 제1 질량체(160)에 결합된 커버부재(180)에 결합된다.

제2 질량체(170)의 형상이 제1 질량체(160)와 같은 원판 형상에서 제1 질량체(160)보다 작은 직경을 갖는 납작한 링 형상으로 변경되고 이를 리벳(172)으로 체결함으로써 토셔널 댐퍼(100)의 축방향(도 4 내지 도 6의 단면 길이 방향) 길이를 축소할 수 있다.

따라서 종래에 댐퍼 스프링(도 2의 60번 참조)이 회전축(10)에 가깝게 설치되었던 것과는 달리 회전축(110)으로부터 멀리 떨어진 토셔널 댐퍼(100)의 외주면 쪽에 토셔널 스프링(200) 설치할 수 있다.

즉, 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 토셔널 스프링(200)은 제1 질량체(160)와 제2 질량체(170)의 사이에 위치하되 질량 링(220)에 인접한 토셔널 댐퍼(100)의 외주면 쪽에 가깝게 설치된다.

이와 같이, 토셔널 스프링(200)이 회전축을 중심으로 원주 방향으로 멀리 있는 것을 아우터(outer) 스프링이라 하며, 회전축에 가깝게 위치한 이너(inner) 스프링이라고 한다. 아우터 스프링은 이너 스프링에 비해 길이가 길고 강성이 작은 스프링을 구현할 수 있다.

또한, 아우터 스프링을 적용함으로써 긴 스프링 내부에 작은 스프링들을 넣을 수 있어 다단화 구현이 가능해 토크 변동량이 저, 중, 고로 달라지더라도 토크 변동에 맞는 댐핑 기능을 수행할 수 있게 된다.

한편, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 스플라인 허브(120)의 마찰면(122,허브와 접한 스플라인 허브의 외주면에 해당)과 허브(130)의 마찰면 사이에는 방사형 부싱(150a)이 압입된다.

방사형 부싱(150a)은 허브(130)의 위치에 대향되는(마주보는) 쪽 단부가 회전축(110)의 외측 방향으로 절곡된 형태(도 4 및 도 5 참조)와, 종방향(회전축의 축 방향) 단면이 직선인 원통형(도 8의 150b 참조)과, 허브(130)에 인접한 쪽 단부가 회전축(110)을 향하도록 내측 방향으로 절곡된 형태(도 9의 150c 참조) 중에서 선택적으로 사용될 수 있다

또한, 각각의 방사형 부싱(150a, 150b, 150c)에는 축형 부싱(152, 152a, 152b)이 추가적으로 삽입될 수 있다.

즉, 축형 부싱(152)은 도 7에 도시된 바와 같이 방사형 부싱(150)의 외측으로 절곡된 부분의 외주면과 스플라인 허브(120)의 마찰면(122) 사이에 삽입되거나, 도 8에 도시된 바와 같이 방사형 부싱(150b)의 허브 쪽 단부와 허브(130)의 마찰면 사이에 삽입되되 방사형 부싱(150b)과 직각을 이루도록 삽입된다(도 8의 152a 참조). 또는, 도 10에 도시된 바와 같이 회전축(110)을 향해 절곡된 부분의 내주면과 스플라인 허브(120)의 작동면 사이에 삽입될 수도 있다(도 10의 152b 참조).

도 4에 도시된 형태의 방사형 부싱(150a)의 경우 실링 장치(sealling device) 역할을 하는 격판 스프링(diaphragm, 210)과 리벳(172)으로 체결되어 있는 스플라인 허브(120)의 마찰면(122)과 방사형 부싱(150a)의 절곡된 단부에서 마찰이 일어나는 구조이다.

도 7에 도시된 형태의 방사형 부싱(150b)의 경우 절곡된 단부와 스플라인 허브(120)의 마찰면(122)과의 사이에 윤활성이 우수한 폴리머(polymer) 계열의 축형 부싱(152)이 추가적으로 삽입됨으로써 상대적인 회전 거리를 줄여 마찰 및 마모를 줄일 수 있는 구조이다.

도 8에 도시된 방사형 부싱(150b)의 경우 방사형 부싱(150b)의 허브 쪽 단부와 허브(130)의 마찰면 사이에 윤활성이 우수한 폴리머(polymer) 계열의 축형 부싱(152a)이 방사형 부싱(150)과 직각을 이루도록 삽입되므로 실링 장치(sealling device) 역할을 하는 격판 스프링(210)의 하중이 리벳(172)을 통해 스플라인 허브(120)에 전달된다. 따라서 스플라인 허브(120)의 마찰면(122)과 축형 부싱(152a)이 윤활 마찰이 일어나는 구조이다.

도 9에 도시된 방사형 부싱(150c)의 경우 도 8의 방사형 부싱(150c)과 축형 부싱(152a)이 합쳐진 것과 같은 구조로, 스플라인 허브(120)의 마찰면(122)과 방사형 부싱(150c)의 절곡된 단부 사이에서 마찰이 일어나는 구조이다.

마지막으로 도 10에 도시된 방사형 부싱(150c)의 경우 도 9에 도시된 방사형 부싱(150c)의 구조에 내마모성 증대를 위해 윤활성이 우수한 폴리머(polymer) 계열의 축형 부싱(152b)이 추가로 삽입된 것으로, 상대적인 회전 거리를 줄여 마찰 및 마모를 줄일 수 있는 구조이다.

이러한 방사형 부싱 및 축형 부상의 삽입으로 제1 질량체와 제2 질량체가 원활하게 상대운동을 할 수 있으며, 기존의 볼 베어링을 대체함으로써 원가 절감의 효과가 있다.

또한, 원활한 윤활로 상대 운동을 하는 부품들 간의 내구성 향상 및 NVH(N : Noise, 소음/ V : Vibration, 진동 / H : Harshness, 이격음, 즉, 차량의 소음 진동을 의미함) 저감 효과가 있다.

한편 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에서 청구된 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양하게 변형 실시할 수 있는 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

도 1은 종래의 토셔널 댐퍼의 일부 단면을 도시한 사시도.

도 2는 종래의 토셔널 댐퍼의 다른 부분 단면을 도시한 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 토셔널 댐퍼를 도시한 평면도.

도 4는 본 발명에 따른 토셔널 댐퍼를 도시한 단면도.

도 5는 본 발명에 따른 토셔널 댐퍼의 단면을 도시한 사시도.

도 6은 본 발명에 따른 토셔널 댐퍼의 다른 단면을 도시한 사시도.

도 7 내지 도 10은 본 발명에 따른 토셔널 댐퍼의 다른 실시 예를 도시한 부분 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

100 : 토셔널 댐퍼 110 : 회전축

120 : 스플라인 허브 122 : 마찰면

130 : 허브 140 : 볼트

150a, 150b, 150c : 방사형 부싱

152, 152a, 152b : 축형 부싱

160 : 제1질량 170 : 제2질량

172 : 리벳 180 : 커버

200 : 스프링 210 : 격판 스프링

220 : 질량 링

Claims (9)

1. 회전축(110)에 연결되는 허브(130)에 스플라인 결합된 스플라인 허브(120);

   상기 허브(130)를 크랭크 샤프트에 연결시키는 크랭크 샤프트 볼트(140);

   상기 허브(130)의 외측을 감싸는 형태로 설치되되 외주면이 절곡된 원판 형상의 제1 질량체(160);

   상기 제1 질량체(160)의 일측에 설치된 커버부재(180)에 결합된 제2 질량체(170); 및

   상기 커버부재(180)에 상기 제2 질량체(170)를 결합시키는 리벳(172)을 포함하되, 상기 허브(130)와 상기 스플라인 허브(120)의 사이에는 방사형 부싱(150a,150b,150c)이 압입되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 자동차의 자동 변속기용 토셔널 댐퍼.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1 질량체(160)에는 절곡된 외주면에 용접되는 링 형상의 질량 링(220)이 고정되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 자동차의 자동 변속기용 토셔널 댐퍼.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,

   상기 방사형 부싱(150a)은 상기 허브(130)의 위치에 대향되는 쪽 단부가 상기 회전축(110)의 외측 방향으로 절곡된 것을 특징으로 하는 하이브리드 자동차의 자동 변속기용 토셔널 댐퍼.
5. 제4항에 있어서,

   상기 방사형 부싱(150a)의 절곡된 상단부 외측과 스플라인 허브(120)의 사이에는 축형 부싱(152)이 설치되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 자동차의 자동 변속기용 토셔널 댐퍼.
6. 제1항에 있어서,

   상기 방사형 부싱(150b)은 종방향 단면이 직선 형태인 원통형이며, 상기 방사형 부싱(150b)의 허브(130) 쪽 단부와 상기 허브(130)의 사이에는 축형 부싱(152a)이 설치되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 자동차의 자동 변속기용 토셔널 댐퍼.
7. 제1항에 있어서,

   상기 방사형 부싱(150c)은 상기 허브(130) 쪽 단부가 상기 회전축(110)을 향하도록 내측 방향으로 절곡된 것을 특징으로 하는 하이브리드 자동차의 자동 변속기용 토셔널 댐퍼.
8. 제7항에 있어서,

   상기 방사형 부싱(150c)의 절곡된 단부 내측과 스플라인 허브(120)의 사이에는 축형 부싱(152b)이 설치되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 자동차의 자동 변속기용 토셔널 댐퍼.
9. 제1항에 있어서,

   상기 제1 질량체(160)와 제2 질량체(170)의 사이에 위치하되 질량 링(220)에 인접하는 외측에 삽입되는 토셔널 스프링(200)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 자동차의 자동 변속기용 토셔널 댐퍼.

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