KR101191482B1

KR101191482B1 - 자동변속기용 비틀림댐퍼

Info

Publication number: KR101191482B1
Application number: KR20100083075A
Authority: KR
Inventors: 원영천
Original assignee: 주식회사평화발레오
Priority date: 2010-08-26
Filing date: 2010-08-26
Publication date: 2012-10-15
Also published as: KR20120019705A

Abstract

본 발명은 자동변속기용 비틀림댐퍼에 관한 것으로, 하이브리드 차량의 크랭크축 말단에 설치된 플라이휠(11)의 상기 크랭크축 대향측에 연결되어 엔진의 회전 구동력에 의해 회전하는 상기 플라이휠(11)과 동기 회전하도록 되어 있는 디스크판(3); 상기 디스크판(3)과 마주보도록 변속기 중간축(13) 말단에 축이동 가능하게 스플라인 결합되어, 상기 디스크판(3)으로부터 전달된 회전 구동력을 완충하여 상기 변속기 중간축(13)을 통해 변속기로 출력하도록 되어 있는 허브조립체(5); 및 상기 디스크판(3)과 상기 허브조립체(5) 사이에 개재되어 상기 디스크판(3)으로부터 입력된 회전 구동력을 상기 허브조립체(5)로 출력하되, 상기 디스크판(3)과 상기 허브조립체(5) 사이의 상대적인 회전 속도차로 인해 발생하는 충격을 완화하도록 되어 있는 비틀림스프링(7);을 포함하여 구성되며, 회전 시 발생하는 관성모먼트를 증대시키기 위해 외주연에 원주방향으로 장착된 관성질량체(9)를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하며, 따라서 회전 시 발생하는 관성모먼트의 크기를 전체 중량에 대비하여 상대적으로 크게 증대시킬 수 있으므로, 전체 중량을 크게 늘리지 않고도 회전 관성모먼트 증대에 따른 방진 또는 완충효과를 크게 증진시킬 수 있게 된다.

Description

자동변속기용 비틀림댐퍼{Torsion damper for an automatic transmission}

본 발명은 자동변속기용 비틀림댐퍼에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하이브리드 차량의 자동변속기에 적용되어, 엔진으로부터 입력된 회전 구동력을 변속기로 출력하기 전에 감쇄시키는 감쇄성능이 더욱 향상된 자동변속기용 비틀림댐퍼에 관한 것이다.

일반적으로, 자동변속기용 비틀림댐퍼는 도 1에 도면부호 101로 도시된 바와 같이, 하이브리드 차량의 엔진과 변속기(119) 사이에 설치되어 크랭크축(110)의 회전 구동력 변동에 따른 진동이나 충격을 완화 또는 흡수하여 변속기(119)로 전달하는 장치로서, 도 1에 개략적으로 도시된 것처럼 크랭크축(110)에 연결되는 디스크판(103), 클러치(117)를 통해 변속기(119)로 이어진 중간축(113)에 연결되는 허브조립체(105), 그리고 디스크판(103)과 허브조립체(105) 사이에 개재되는 비틀림스프링(107)으로 이루어진다.

따라서, 비틀림댐퍼(101)에 의하면, 크랭크축(110)과 연결되어 동기 회전하는 디스크판(103)이 허브조립체(105)로 회전력을 전달하는 과정에서 회전 구동력의 증대로 인해 허브조립체(105)에 대해 상대 회전을 일으키는 경우, 비틀림스프링(107)을 압축하게 되므로 회전 구동력 증대로 인해 허브조립체(105)에 가해지는 충격을 상당부분 흡수하여 완화하게 된다.

그런데, 위와 같은 종래의 비틀림댐퍼(101)는 도 1에 도시된 것처럼, 디스크판(103)와 허브조립체(105) 등이 얇은 환형의 몸체 상에 비틀림스프링(107)을 장착할 수 있는 정도의 직경을 갖도록 되어 있는 바, 크랭크축(110)에서 전달되는 회전방향 진동이나 그에 따른 소음을 잡을 수 있을 정도로 충분한 질량 및 관성모먼트를 확보할 수 없게 되므로, 진동 또는 소음 등으로 인해 차량의 승차감이나 내구성을 해치는 문제점이 있었다.

본 발명은 위와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 비틀림댐퍼 자체의 중량을 키우거나 관성모먼트를 증대시킴으로써 크랭크축에서 전달되는 회전 구동력으로 인해 발생하는 충격에 대한 비틀림댐퍼의 감쇄성능을 높이고, 그에 따라 진동이나 소음의 발생을 억제하여 차량의 승차감이나 내구성을 향상시키고자 하는 데 그 목적이 있다.

위와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 하이브리드 차량의 크랭크축 말단에 설치된 플라이휠의 상기 크랭크축 대향측에 연결되어 엔진의 회전 구동력에 의해 회전하는 상기 플라이휠과 동기 회전하도록 되어 있는 디스크판; 상기 디스크판과 마주보도록 변속기 중간축 말단에 축이동 가능하게 스플라인 결합되어, 상기 디스크판으로부터 전달된 회전 구동력을 완충하여 상기 변속기 중간축을 통해 변속기로 출력하도록 되어 있는 허브조립체; 상기 디스크판과 상기 허브조립체 사이에 개재되어 상기 디스크판으로부터 입력된 회전 구동력을 상기 허브조립체로 출력하되, 상기 디스크판과 상기 허브조립체 사이의 상대적인 회전 속도차로 인해 발생하는 충격을 완화하도록 되어 있는 비틀림스프링; 및 회전 시 발생하는 관성모먼트를 증대시키기 위해 외주연에 원주방향으로 장착된 관성질량체;를 포함하여 구성되되, 상기 관성질량체는 내부에 관성액이 충진된 복수의 관성챔버가 방사상으로 배열되어 있는 자동변속기용 비틀림댐퍼를 제공한다.

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또한, 상기 관성챔버는 내부공간을 상하로 2분할하도록 중심선을 따라 간막이가 설치되되, 상기 간막이는 중앙에 통공이 관통되어 있으며, 상면 및 하면이 상기 통공을 향해 경사져 내리도록 깔대기 형태로 기울어져 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 관성챔버는 내부공간을 상하로 분할하는 간막이가 설치되되, 상기 간막이는 원판 형태로 되어 있으며, 다수의 통공이 관통되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 관성챔버는 원통형이며, 그 축선이 상기 관성질량체의 반경방향과 직각을 이루도록 배열되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 관성질량체는 상기 디스크판 및 상기 허브조립체와 동심원을 이루는 환형으로 되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 관성챔버는 구형인 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명의 자동변속기용 비틀림댐퍼에 의하면, 최외곽에 관성질량체를 장착하고, 이 관성질량체에 관성액이 충진된 복수의 관성챔버를 형성함으로써, 회전 시 발생하는 관성모먼트의 크기를 전체 중량에 대비하여 상대적으로 크게 증대시킬 수 있으므로, 전체 중량을 크게 늘리지 않고도 회전 관성모먼트 증대에 따른 방진 또는 완충효과를 크게 증진시켜 차량의 승차감이나 내구성 등 엔진에서 변속기로 이어진 구동축의 기계적인 성능을 대폭 향상시킬 수 있게 된다.

도 1은 종래의 비틀림댐퍼를 구비한 하이브리드 차량의 변속기 입력측 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 자동변속기용 비틀림댐퍼를 구비한 하이브리드 차량의 변속기 입력측 개략도.
도 3은 도 2에 도시된 비틀림댐퍼의 종단면 상세도.
도 4는 도 3의 평면도.
도 5는 도 2의 분해 사시도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 비틀림댐퍼의 평면도.
도 7은 도 6에 도시된 관성챔버의 종단 발췌도.
도 8은 도 7의 횡단면도.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 비틀림댐퍼의 평면도.
도 10은 도 9에 도시된 관성챔버의 종단 발췌도.
도 8은 도 7의 횡단 평면도.

이하, 본 발명의 일실시예에 따른 자동변속기용 비틀림댐퍼를 첨부도면을 참조하여 설명한다.

본 발명의 자동변속기용 비틀림댐퍼는 도 2에 도면부호 1로 개략 도시된 바와 같이, 예컨대 하이브리드 차량용 자동변속기에 적용될 수 있다. 여기에서, 본 발명의 비틀림댐퍼(1)가 적용된 하이브리드 차량은 도시된 것처럼, 엔진으로부터 비틀림댐퍼(1)를 통해 전해지는 회전 구동력으로 발전기(G)를 돌려서 발생한 전기를 이용하거나 회전 구동력을 직접 이용하여 중간축(13)을 회전시키고, 중간축(13)의 회전력을 클러치(17)와 변속기(19)를 거쳐 차륜에 전달함으로써 주행을 하도록 되어 있다.

이때, 비틀림댐퍼(1)는 도 2 및 도 3에 도시된 것처럼, 엔진 크랭크축(10)과 변속기 중간축(13) 사이에 배치되어 크랭크축(10)에서 전달되는 회전 구동력을 감쇄하도록 되어 있는 바, 크게 디스크판(3), 허브조립체(5), 비틀림스프링(7), 및 관성질량체(9)를 포함하여 구성된다.

여기에서, 상기 디스크판(3)은 하이브리드 차량의 크랭크축(10) 말단에 설치된 플라이휠(11)과 함께 회전하면서 비틀림댐퍼(1)에 엔진의 회전 구동력을 전달하는 부분으로서, 도 3에 보다 상세하게 도시된 바와 같이, 중간축(13) 말단을 감싸도록 끼워진 허브(6)의 크랭크축(10) 반대쪽 외주면에 부싱(12)을 통해 회전 가능하게 장착된다. 또한, 디스크판(3)은 리벳(16)을 통해 보조판(4)에 연결되어 보조판(4)과 함께 동기 회전하도록 되어 있는 바, 보조판(4)이 부싱(14)을 통해 허브(6)의 외주면 후단에 회전 가능하게 장착됨과 동시에, 인터페이스링(18)을 통해 플라이휠(11)의 앞끝면에 볼트(51) 등에 의해 체결됨으로써, 보조판(4)을 통해 연결된 플라이휠(11)과 동기하여 회전하게 된다.

상기 허브조립체(5)는 디스크판(3)을 통해 비틀림댐퍼(1)로 입력된 회전 구동력을 비틀림스프링(7)을 통해 감쇄시킨 뒤 중간축(13)을 통해 변속기로 전달하는 부분으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 변속기 중간축(13) 말단에 축방향으로 이동 가능하게 동기 회전하도록 스플라인(24) 결합되는 허브(6)와, 디스크판(3)과 마주보도록 디스크판(3)과 보조판(4) 사이에 개재되어 허브(6) 외주면 상에 결합되는 허브판(8)으로 구성된다.

상기 비틀림스프링(7)은 디스크판(3)의 회전력을 완충하여 허브조립체(5)로 전달하는 감쇄수단으로서, 도 3에 도시된 바와 같이 디스크판(3)과 허브조립체(5) 사이에 개재되어 복수 개가 방사상으로 배치됨으로써, 디스크판(3)과 허브조립체(5) 사이의 상대적인 회전 속도차로 인해 발생하는 충격을 완화시킨다. 이때, 디스크판(3), 보조판(4), 및 허브판(8)에는 동일한 각도 위치 상에 복수의 구멍(25)이 방사상으로 관통되어 비틀림스프링(7)을 장착하도록 되어 있다.

상기 관성질량체(9)는 비틀림댐퍼(1)가 회전할 때 발생하는 관성모먼트를 증대시키는 부분으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 디스크판(3) 및 허브조립체(5)와 동심원을 이루는 환형으로 형성되는 바, 볼트(51)에 의해 인터페이스링(18) 외주연에 원주방향으로 장착되며, 도 4에서는 디스크판(3)을 덮고 있는 파우더캡(27)의 외곽을 둘러싸고 있다.

이때, 본 발명에 따른 관성질량체(9)는 다른 실시 형태로서, 도 6에 도시된 바와 같이 복수의 관성챔버(21)가 환형의 몸체를 따라 방사상으로 배열될 수 있는데, 각각의 관성챔버(21) 내에는 내부 용적의 절반 정도 관성액이 충진됨으로써, 회전 시 원심력으로 인해 관성챔버(21) 내에서 반경방향 바깥쪽으로 쏠리는 관성액의 쏠림현상을 이용해, 관성질량체(9)의 관성모먼트를 중량을 크게 늘리지 않고도 증대시킬 수 있게 된다.

더욱이, 도 7 및 도 8에 도시된 것처럼, 관성챔버(21)는 내주면 상에 중심선을 따라 간막이(31)를 설치하여 내부공간을 상하로 2분할할 수 있는데, 이때 간막이(31)의 중앙에는 통공(33)이 관통되고, 간막이(31)의 상면(35)과 하면(36)은 통공(33)을 향해 경사져 내리도록 기울어져 전체적으로 깔대기 형태를 취한다.

또 다른 형태로서 관성챔버(21)는 도 10 및 도 11에 도시된 것처럼, 내주면 상에 간막이(41)를 설치하여 내부공간을 상하로 분할할 수 있는데, 이때 간막이(41)는 분할면 전체에 복수의 통공(43)이 관통되어 내부공간에 절반 정도 충진된 관성액(23)이 관성질량체(9)의 회전 가감속도에 따라 통공(43)을 통해 간막이(41) 위아래로 이동할 수 있도록 한다.

이때, 관성챔버(21)는 도 6 내지 도 8에 도시된 것처럼, 원통형으로 형성되어, 그 축선이 관성질량체(9)의 반경방향과 직각을 이루도록 방사상으로 배열될 수 있을 뿐 아니라, 도 9 내지 도 11에 도시된 것처럼, 구형으로 형성되어 환형의 관성질량체(9) 몸통을 따라 방사상으로 배열될 수 있는 등, 내부 관성액에 의해 회전 시 관성질량체(9)의 관성모먼트를 증대시킬 수 있는 것이면 다른 어떤 형태나 배열로 변형이 가능하다.

이제, 위와 같이 구성되는 본 발명에 따른 자동변속기용 비틀림댐퍼(1)의 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 비틀림댐퍼(1)는 일반적인 비틀림댐퍼들과 마찬가지로 도 2에 도시된 것처럼, 엔진 구동 시 크랭크축(10)을 통해 입력되는 회전력을 완충하여 변속기로 출력하도록 되어 있는 바, 도 3에 도시된 바와 같이 플라이휠(11)을 통해 비틀림댐퍼(1)로 입력된 회전력은 인터페이스링(18)을 거쳐 보조판(4)으로 전달되며, 보조판(4)의 회전력은 리벳(16)을 통해 디스크판(3)으로 전달된다. 이렇게 해서 회전하게 된 디스크판(3)은 비틀림스프링(7)을 통해 허브조립체(5)를 회전시키게 되며, 디스크판(3)의 회전력은 비틀림스프링(7)을 거치는 과정에서 스프링 탄력에 의해 완화되어 허브조립체(5)로 전달된다. 이와 같이 완화된 허브조립체(5)의 회전력은 중간축(13)을 통해 변속기로 전달된다.

이때, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 비틀림댐퍼(1)의 최외곽에는 관성질량체(9)가 장착되어 있으므로, 비틀림댐퍼(1)의 회전 관성모먼트를 증대시켜 비틀림스프링(7)에 의한 감쇄효과를 높이고, 진동이나 소음을 줄일 수 있게 된다.

또한, 도 6이나 도 9에 도시된 것처럼, 관성질량체(9)에 관성챔버(21)가 구비되는 경우, 관성챔버(21) 내에 절반 정도 충진된 관성액이 관성질량체(9) 회전 시 원심력으로 인해 관성챔버(21) 내에서 반경방향 바깥쪽으로 쏠리게 되므로, 관성질량체(9)의 중량을 크게 늘리지 않고도 관성모먼트를 증대시킬 수 있게 된다.

더욱이, 도 7 및 도 8 또는 도 10 및 도 11에 도시된 것처럼, 관성챔버(21) 내부공간이 간막이(31,41)에 의해 상하로 분할되어 통공(33,43)을 통해서만 연결되어 있는 경우, 관성챔버(21) 내에 충진된 관성액(23)은 회전 시 원심력으로 인해 통공(33)을 지나 반경방향 바깥쪽으로 쏠렸다가 회전속도가 감속되더라도, 간막이(31)로 인해 반경방향 안쪽으로 쉽게 되돌아가 빠르게 쏠림이 해제되지 않으므로, 쏠림 유지시간이 상대적으로 길어져 결과적으로 관성질량체(9)의 관성모먼트를 더욱 증대시킬 수 있게 된다.

1 : 자동변속기용 비틀림댐퍼 3 : 디스크판
5 : 허브조립체 6 : 허브
7 : 비틀림스프링 8 : 허브판
9 : 관성질량체 10 : 크랭크축
11 : 플라이휠 13 : 중간축
17 : 클러치 18 : 인터페이스링
19 : 변속기 21 : 관성챔버
23 : 관성액 27 : 파우더캡
31, 41 : 간막이 33, 43 : 통공

Claims

삭제
하이브리드 차량의 크랭크축 말단에 설치된 플라이휠(11)의 상기 크랭크축 대향측에 연결되어 엔진의 회전 구동력에 의해 회전하는 상기 플라이휠(11)과 동기 회전하도록 되어 있는 디스크판(3);
상기 디스크판(3)과 마주보도록 변속기 중간축(13) 말단에 축이동 가능하게 스플라인 결합되어, 상기 디스크판(3)으로부터 전달된 회전 구동력을 완충하여 상기 변속기 중간축(13)을 통해 변속기로 출력하도록 되어 있는 허브조립체(5);
상기 디스크판(3)과 상기 허브조립체(5) 사이에 개재되어 상기 디스크판(3)으로부터 입력된 회전 구동력을 상기 허브조립체(5)로 출력하되, 상기 디스크판(3)과 상기 허브조립체(5) 사이의 상대적인 회전 속도차로 인해 발생하는 충격을 완화하도록 되어 있는 비틀림스프링(7); 및
회전 시 발생하는 관성모먼트를 증대시키기 위해 외주연에 원주방향으로 장착된 관성질량체(9);를 포함하여 구성되되,
상기 관성질량체(9)는 내부에 관성액(23)이 충진된 복수의 관성챔버(21)가 방사상으로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 자동변속기용 비틀림댐퍼.
제2 항에 있어서,
상기 관성챔버(21)는 내부공간을 상하로 2분할하도록 중심선을 따라 간막이(31)가 설치되되, 상기 간막이(31)는 중앙에 통공(33)이 관통되어 있으며, 상면(35) 및 하면(36)이 상기 통공(33)을 향해 경사져 내리도록 깔대기 형태로 기울어져 있는 것을 특징으로 하는 자동변속기용 비틀림댐퍼.
제2 항에 있어서,
상기 관성챔버(21)는 내부공간을 상하로 분할하는 간막이(41)가 설치되되, 상기 간막이(41)는 원판 형태로 되어 있으며, 다수의 통공(43)이 관통되어 있는 것을 특징으로 하는 자동변속기용 비틀림댐퍼.
제3 항 또는 제4 항에 있어서,
상기 관성챔버(21)는 원통형이며, 그 축선이 상기 관성질량체(9)의 반경방향과 직각을 이루도록 배열되는 것을 특징으로 하는 자동변속기용 비틀림댐퍼.
제5 항에 있어서,
상기 관성질량체(9)는 상기 디스크판(3) 및 상기 허브조립체(5)와 동심원을 이루는 환형으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 자동변속기용 비틀림댐퍼.
제3 항 또는 제4 항에 있어서,
상기 관성챔버(21)는 구형인 것을 특징으로 하는 자동변속기용 비틀림댐퍼.
제6 항에 있어서,
상기 관성질량체(9)는 상기 디스크판(3) 및 상기 허브조립체(5)와 동심원을 이루는 환형으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 자동변속기용 비틀림댐퍼.