KR101129672B1 - 차량용 토션 댐퍼 - Google Patents

Abstract

본 발명은 토션 댐퍼의 비틀림각을 최대로 유지하면서도 코일 스프링 강성을 낮게 설계하여 진동 흡수 능력을 증대시키고 이와 동시에 과도한 토크가 발생하는 경우 댐퍼 스프링을 보호할 수 있는 차량용 토션 댐퍼를 개시한다.

본 발명의 차량용 토션 댐퍼는, 구동원의 출력축에서 구동력을 전달받아 회전하며 설정된 토크 범위 내에서 토크를 전달하는 토크 리미터, 토크 리미터의 구동력을 전달받아 회전하는 리테이닝 플레이트, 리테이닝 플레이트와 대응되는 위치에 배치되는 커버 플레이트, 리테이닝 플레이트와 커버 플레이트에 의하여 지지되며 원주 방향으로 배치되는 다수의 탄성부재들, 그리고 탄성부재들에 탄성적으로 지지되며 변속기로 구동력을 전달하는 허브와 연결되는 드리븐 플레이트를 포함하며, 토크 리미터는 회전 중심으로부터 떨어진 거리가 상기 탄성부재가 회전 중심으로부터 떨어진 거리 보다 짧은 거리에 위치한다.

하이브리드, 토션, 댐퍼, 토크 리미트, 저강성, 진동 흡수

Description

차량용 토션 댐퍼{Torsional vibration damper for hybrid vehicle}

본 발명은 차량용 토션 댐퍼에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 댐퍼의 비틀림각을 최대로 유지하면서도 코일 스프링 강성을 낮게 하여 진동 흡수 능력을 증대시키고 이와 동시에 과도한 토크가 발생하는 경우 댐퍼 스프링을 보호할 수 있는 차량용 토션 댐퍼에 관한 것이다.

일반적으로, 토션 댐퍼(“이중 질량 플라이휠”이라고도 함)는 하이브리드 차량의 구동원과 변속기 사이에 설치되어 동력전달과정에서 발생하는 비틀림 진동을 감쇠시키는 역할을 한다.

이러한 토션 댐퍼는, 제 1 질량체와 제 2 질량체, 그리고 댐핑 유닛(Damping unit)을 포함한다. 제 1 질량체는 구동원의 출력축에 연결되고, 제 2 질량체는 변속기의 입력축에 연결된다. 제 1 질량체에는 커버가 결합되어 내부에 공간이 제공되고 이 공간에 댐핑 유닛이 제공된다.

댐핑 유닛은 원주 방향으로 발생되는 진동과 충격을 흡수하기 위한 것으로 다수의 코일 스프링을 포함한다.

제 2 질량체는 변속기의 입력축에 결합되는 스플라인 허브, 이 스플라인 허 브에 리벳이음으로 결합되는 드리븐 플레이트를 포함할 수 있다.

이와 같이 구성되는 종래의 토션 댐퍼는 제 1 질량체와 제 2 질량체가 서로 상대적인 회전을 할 때 댐핑 유닛의 코일 스프링들에 의하여 회전 방향의 진동 및 충격이 흡수된다.

토션 댐퍼는 비틀림각을 최대로 유지하도록 하여 댐핑 성능을 증대시키고 이와 동시에 설정된 범위 이내의 토크만이 코일 스프링에 전달되도록 하여 코일 스프링을 보호할 필요가 있으나, 종래의 토션 댐퍼는 이에 충분히 대응하지 못하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로써, 본 발명의 목적은 비틀림각을 최대로 유지하여 댐핑 성능을 증대시킴과 동시에 설정된 범위 이내의 토크가 코일 스프링들에 전달되도록 하여 코일 스프링들을 보호할 수 있는 차량용 토션 댐퍼를 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 구동원의 출력축에서 구동력을 전달받아 회전하며 설정된 토크 범위 내에서 토크를 전달하는 토크 리미터, 상기 토크 리미터의 구동력을 전달받아 회전하는 리테이닝 플레이트, 상기 리테이닝 플레이트와 대응되는 위치에 배치되는 커버 플레이트, 상기 리테이닝 플레이트와 상기 커버 플레이트에 의하여 지지되며 원주 방향으로 배치되는 다수의 탄 성부재들, 그리고 상기 탄성부재들에 탄성적으로 지지되며 변속기로 구동력을 전달하는 허브와 연결되는 드리븐 플레이트를 포함하며, 상기 토크 리미터는 회전 중심으로부터 떨어진 거리가 상기 탄성부재가 회전 중심으로부터 떨어진 거리 보다 짧은 거리에 위치하는 차량용 토션 댐퍼를 제공한다.

상기 리테이닝 플레이트는 회전 중심 측의 일부가 밴딩되어 상기 토크 리미터 수납 공간이 제공되는 것이 바람직하다.

상기 토크 리미터는 구동원의 구동력을 전달받는 드라이브 플레이트, 상기 드라이브 플레이트의 양면에 제공되고 상기 리테이닝 플레이트의 일측면에 배치되는 마찰재들, 상기 리테이닝 플레이트에 결합되는 연장부재, 상기 연장부재에 배치되어 축 방향으로 이동되며 상기 마찰재의 일측에 배치되는 이동부재, 그리고 상기 연장부재에 설치되어 상기 이동부재 및 상기 마찰재를 축 방향으로 이동시켜 상기 리테이닝 플레이트에 밀착시키는 접시 스프링을 포함하는 것이 바람직하다.

이와 같은 본 발명은 회전 방향으로 발생하는 진동 및 충격을 흡수하는 코일 스프링들을 회전 중심에서 먼 거리에 배치하여 최대 비틀림 각도(스프링의 작동 거리를 늘림)를 유지할 수 있고 코일 스프링들을 저강성으로 개발할 수 있어 진동 흡수에 매우 유리한 효과가 있다.

그리고 본 발명은 이와 동시에 설정된 범위 이내의 토크를 코일 스프링들에 전달하는 토크 리미터를 제공하여 코일 스프링들을 보호할 수 있는 효과를 가진다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 반단면도로, 차량용 토션 댐퍼를 도시하고 있다. 본 발명의 실시예의 차량용 토션 댐퍼는, 토크 리미터(1), 리테이닝 플레이트(3), 커버 플레이트(5), 코일 스프링들(7), 드리븐 플레이트(9)를 포함한다.

토크 리미터(1)는 엔진 등 구동원의 출력축에서 전달되는 구동력을 입력축을 통하여 리테이닝 플레이트(3)에 전달하는 역할을 한다.

토크 리미터(1)는 구동원의 출력축에 연결된 입력축(11)에 결합된다. 토크 리미터(1)는 엔진의 구동력이 과도하게 전달될 때 정해진 토크 용량 보다 큰 토크는 마찰열에 의하여 소실되도록 하고 정해진 범위의 토크를 리테이닝 플레이트(3)에 전달하는 역할을 한다.

토크 리미터(1)는 상술한 코일 스프링들(7)이 설치된 위치와 비교하여 볼 때 회전 중심에서 상기 코일 스프링(7)들 보다 더 가까운 거리에 설치되는 것이 바람직하다. 이러한 배치구조는 코일 스프링(7)들을 가장 외측에 배치함으로써 최대 비틀림각을 충분하게 확보할 수 있고 저강성으로 코일 스프링(7)들을 설계할 수 있다. 따라서 댐핑 효과를 극대화시킬 수 있는 것이다.

토크 리미터(1)는 리테이닝 플레이트(3)의 중심 부분이 밴딩되어 공간(3a)을 이루고 이 공간(3a)에 설치되는 것이 바람직하다.

즉, 리테이닝 플레이트(3)는 중심 부분이 밴딩되어 공간(3a)을 이루고 이 공 간(3a)을 유지할 수 있는 형태로 연장부재(13)가 제공된다. 연장부재(13)는 리테이닝 플레이트(3)에 리벳 이음으로 고정될 수 있다.

그리고 연장부재(13)에는 축 방향으로 이동하는 이동부재(15)가 배치된다. 또한, 연장부재(13)에는 이동부재(15)를 일정한 압력으로 탄성력을 가하는 접시 스프링(17)이 제공된다. 따라서 접시 스프링(17)은 이동부재(15)를 항상 축 방향으로 가압할 수 있다.

그리고 토크 리미터(1)는 구동원으로부터 동력을 전달받는 드라이브 플레이트(19)를 포함한다. 드라이브 플레이트(19)는 외주측 양면에 마찰재(21)들이 결합된다. 그리고 이들 마찰재(21)들은 각각 리테이닝 플레이트(3)의 중심 부분 측과 이동부재(15)의 일면에 접촉할 수 있도록 배치된다.

따라서 토크 리미터(1)는 접시 스프링(17)이 이동부재(15)와 마찰재(21)들을 축 방향으로 가압하여 리테이닝 플레이트(3)에 밀착시킨 상태로 배치되는 것이다. 즉, 토크 리미터(1)는 구동원의 구동력을 드라이브 플레이트(19)와 마찰재(21)들을 통하여 리테이닝 플레이트(3)에 전달하는 것이다.

리테이닝 플레이트(3)와 커버 플레이트(5)는 서로 결합되어 공간을 이룬다. 그리고 이 공간에는 코일 스프링(7)들이 원주 방향으로 배치된다. 코일 스프링(7)들은 일측이 리테이닝 플레이트(3)와 커버 플레이트(5)에 탄성적으로 지지된다.

그리고 코일 스프링(7)들의 다른 일측은 드리븐 플레이트(9)에 탄성적으로 지지된다. 즉, 리테이닝 플레이트(3)와 드리븐 플레이트(9)는 코일 스프링(7)을 사이에 두고 상대 운동을 한다. 드리븐 플레이트(9)는 변속기에 구동력을 전달하는 허브(21)에 연결된다.

여기에서 코일 스프링(7)들은 토크 리미터(1)의 외주측에 설치되어 최대 비틀림각을 가질 수 있다. 즉, 코일 스프링(7)들은 이동거리를 충분하게 길게 하여 저강성으로 설계할 수 있다.

이와 같이 이루어지는 본 발명의 작동 과정을 설명하면 다음과 같다.

엔진 등 구동원의 구동력이 출력축에서 입력축(11)을 통하여 드라이브 플레이트(19)로 전달된다. 이때 접시 스프링(17)은 탄성력을 가하여 이동부재(15)를 리테이닝 플레이트(3) 측으로 가압하고 있는 상태를 유지하고 있다.

그러면 구동력은 리테이닝 플레이트(3) 및 커버 플레이트(5)로 전달된다. 리테이닝 플레이트(3)와 커버 플레이트(5)는 코일 스프링(7)들의 일측을 가압한다. 그리고 코일 스프링(7)들은 회전 반대 방향으로 탄성력이 작용하면 충격을 흡수한다.

이때 코일 스프링(7)들은 가장 외측에 배치되므로 작동 거리를 증대시킬 수 있어 최대 비틀림각을 유지할 수 있다. 따라서 코일 스프링(7)들은 저강성으로 설계하여 댐핑 효과를 극대화시킬 수 있다.

그리고 코일 스프링(7)들에 전달된 구동력은 드리븐 플레이트(9)에 전달된다.

드리븐 플레이트(9)로 전달된 구동력은 변속기로 전달하는 허브(23)에 구동력을 전달한다.

한편, 토크 리미터로 전달되는 토크가 설정치(접시 스프링의 탄성력에 의하 여 결정될 수 있음)보다 큰 토크가 입력되면 마찰재(21)들과 리테이닝 플레이트(3)가 슬립되면서 토크 용량을 초과하는 부분은 슬립에 의하여 마찰열 에너지로 바뀌게 된다.

따라서 토크 리미터는 정해진 범위의 토크 만을 전달하게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 반단면도이다.

Claims (3)

1. 구동원의 출력축에서 구동력을 전달받아 회전하며 설정된 토크 범위 내에서 토크를 전달하는 토크 리미터,

   상기 토크 리미터의 구동력을 전달받아 회전하는 리테이닝 플레이트,

   상기 리테이닝 플레이트와 대응되는 위치에 배치되는 커버 플레이트,

   상기 리테이닝 플레이트와 상기 커버 플레이트에 의하여 지지되며 원주 방향으로 배치되는 다수의 탄성부재들,

   상기 탄성부재들에 탄성적으로 지지되며 변속기로 구동력을 전달하는 허브와 연결되는 드리븐 플레이트를 포함하며,

   상기 토크 리미터는

   회전 중심으로부터 떨어진 거리가 상기 탄성부재가 회전 중심으로부터 떨어진 거리 보다 짧은 거리에 위치하고,

   구동원의 구동력을 전달받는 드라이브 플레이트,

   상기 드라이브 플레이트의 양면에 제공되고 상기 리테이닝 플레이트의 외측면에 배치되는 마찰재들,

   상기 리테이닝 플레이트의 외측에 결합되는 연장부재,

   상기 연장부재에 배치되어 축 방향으로 이동되며 상기 마찰재의 일측에 배치되는 이동부재,

   상기 연장부재에 설치되어 상기 이동부재 및 상기 마찰재를 축 방향으로 이동시켜 상기 리테이닝 플레이트에 밀착시키는 접시 스프링을 포함하며,

   상기 리테이닝 플레이트는

   회전 중심 측의 일부가 밴딩되어 상기 리테이닝 플레이트의 외측과 상기 연장부재 사이에 상기 토크 리미터 수납 공간이 제공되는 차량용 토션 댐퍼.
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