KR101694049B1 - 차량용 진동 저감 장치 - Google Patents

Abstract

본 기술의 차량용 진동 저감 장치는 엔진 회전축과 연동되어 회전하는 디스크; 디스크의 둘레부에 마련된 복수의 질량체들; 및 복수의 질량체들 사이에 각각 마련되어 일단부가 디스크에 힌지 결합되고, 타단부 양측이 인접한 서로 다른 질량체에 각각 결합된 복수의 연결요소들;을 포함할 수 있다.

Description

차량용 진동 저감 장치 {Apparatus for reducing vibration of vehicle}

본 발명은 차량용 진동 저감 장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 진동 저감 효과를 극대화하는 차량용 진동 저감 장치에 관한 것이다.

엔진의 다수개의 실린더와 피스톤을 포함하며, 각각의 피스톤은 크랭크축과 결합되어 상하 왕복운동을 크랭크축의 회전운동으로 전달하고, 크랭크축은 변속기와 연결되어 구동력을 출력한다.

이러한 엔진의 회전은 다수개의 피스톤이 설정된 회전각 간격을 두고 팽창되어 왕복 운동함에 따라 이루어지는데, 피스톤이 팽창되어 팽창력을 크랭크축에 전달할 때 순간적으로 상당한 토크가 걸리면서 진동이 발생하게 된다. 이러한 충격이 반복되면 차량 전체에 상당한 진동이 발생될 수 있는바, 엔진의 출력축에는 순간적인 회전축의 회전 변동을 방지하고 엔진 출력축의 관성을 유지시킬 수 있도록 플라이 휠이 설치된다.

하지만, 엔진에서 발생되는 비틀림 진동을 모두 제어할 수는 없는바, 종래에는 추가적으로 변소기와 엔진 사이에 비틀림 진동을 흡수하는 댐퍼를 설치하여 진동을 완화시켜 왔다.

최근 엔진의 다운사이징 및 고출력화로 인해 엔진의 진동이 더욱 증대됨으로써 댐핑력을 증가시킬 필요성이 대두되었다. 하지만, 댐퍼 또는 플라이 휠의 설계 가능한 크기 제한으로 인해 무한정 댐퍼의 반경을 키워 관성 댐핑력을 증가시킬 수 없다는 한계가 발생하였다.

이를 위해 최근 변속기에 CPA(Centrifugal Pendulum Absorber)댐퍼를 추가함으로써 관성 댐핑력을 증가시키는 기술이 개발되고 있다. 하지만, 종래의 CPA댐퍼에 마련된 복수의 질량체들은 각각 분리되어 독립적으로 회동하는바, 서로 마주보는 방향으로 회동되거나 일체적으로 움직이지 않음으로 진동을 악화시키거나 충격 이음을 발생시킨다는 문제점이 있었다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

KR 10-2002-0044218 A

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 질량체들과 디스크가 서로 연결되어 항상 동일한 방향으로 회동하도록 마련됨으로써 일정한 댐핑효과를 구현하는 차량용 진동 저감 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 진동 저감 장치는 엔진 회전축과 연동되어 회전하는 디스크; 상기 디스크의 둘레부에 마련된 복수의 질량체들; 및 상기 복수의 질량체들 사이에 각각 마련되어 일단부가 상기 디스크에 힌지 결합되고, 타단부 양측이 인접한 서로 다른 질량체에 각각 결합된 복수의 연결요소들;을 포함할 수 있다.

상기 연결요소들은 상기 질량체들의 일면과 타면에 각각 결합되도록 한 쌍으로 마련되고, 상기 디스크는 한 쌍으로 마련되어 상기 연결요소가 사이에 위치되도록 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 디스크에 상기 연결요소의 일단부가 결합되도록 복수의 제1 결합핀이 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 디스크와 상기 연결요소의 일단부 사이에 와셔가 마련되고, 상기 제1 결합핀은 디스크, 와셔 및 연결요소를 관통 결합시키는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 제1 결합핀에는 오일 그루브가 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 제1 결합핀이 관통되는 상기 연결요소 일단부의 홀은 둘레를 따라 홈이 형성된 원 형상인 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 질량체들의 양단부에는 상기 한 쌍의 연결요소 사이에 삽입되도록 연결부가 형성되고, 상기 연결요소의 타단 양측은 서로 다른 질량체들의 연결부와 상호 결합된 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 질량체들의 연결부와 연결요소들의 타단부를 상호 결합시키도록 복수의 제2 결합핀이 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 제2 결합핀에는 오일 그루브가 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 제2 결합핀이 관통되는 상기 연결요소 타단부의 홀들은 둘레를 따라 홈이 형성된 원 형상인 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 한 쌍의 디스크 중 어느 하나는 체결핀을 통해 클러치에 리베팅 체결된 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 연결요소들은 삼각형상으로 마련되어, 일단부로부터 타단부 일측까지의 거리가 상기 일단부로부터 타단부 타측까지의 거리와 동일하도록 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량용 진동 저감 장치에 따르면, 질량체들과 디스크가 서로 연결되어 항상 동일한 방향으로 회동하도록 마련함으로써 어떠한 상황에서도 일정한 댐핑효과를 구현할 수 있다.

또한, 제한된 공간 내에서도 관성력을 증대시킬 수 있어 고출력 차량의 고 비틀림력을 제어할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 진동 저감 장치의 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 진동 저감 장치의 단면도이다.
도 3은 토크컨버터에 차량용 진동 저감 장치가 설치된 모습을 도시한 도면이다.
도 4는 엔진 회전시에 차량용 진동 저감 장치가 작동하는 모습을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 진동 저감 장치의 확대도이다.
도 6은 연결요소, 제1 결합핀 및 제2 결합핀을 도시한 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 진동 저감 장치에 대하여 살펴본다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 진동 저감 장치의 정면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 진동 저감 장치의 단면도이다.

차량용 진동 저감 장치는 엔진 회전축과 연동되어 회전하는 디스크(100); 상기 디스크(100)의 둘레부에 마련된 복수의 질량체들(200); 상기 복수의 질량체들(200) 사이에 각각 마련되어 일단부가 상기 디스크(100)에 힌지 결합되고, 타단부 양측이 인접한 서로 다른 질량체(200)에 각각 결합된 복수의 연결요소들(300)을 포함할 수 있다.

구체적으로, 도 3은 차량용 진동 저감 장치가 설치된 모습을 도시한 도면으로서, 상기 디스크(100)와 복수의 질량체들(200)은 토크컨버터(10) 내부에 마련될 수 있고, 디스크(100)는 체결핀(600)을 통해 토크컨버터(10) 내부에 마련된 클러치(11)에 리베팅 체결되어 클러치(11)의 회전시 함께 회전할 수 있다. 물론 상기 클러치(11)는 엔진에서 나오는 인풋샤프트와 연결되어 엔진 회전시 회전이 이루어지도록 함이 바람직하다.

토크컨버터(10) 내부에 마련되어 클러치(11)와 결합됨에 따라 디스크 설치를 위해 별도의 공간을 마련할 필요가 없으며, 토크컨버터(10) 내부의 빈 공간을 활용할 수 있는바, 토크컨버터(10)의 추가적인 설계 범위를 축소시킬 수 있는 이점이 있다.

한편, 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이 상기 디스크(100)는 클러치의 원주방향을 따라 링 형상의 패널 형태로 구성될 수 있고, 상기 복수의 질량체들(200)은 상기 디스크(100)의 둘레부를 따라 설정된 길이를 가지며 곡률을 이루는 패널이 될 수 있다. 물론 이들의 형상은 상기한 바에 한정되지 않으며 설계자의 의도에 따라 다양하게 형성될 수 있다.

상기 연결요소들(300)은 삼각 형상의 형태로 구성되어 일단부에는 디스크(100)가 결합되고, 타단부에는 양측에 서로 다른 질량체들(200)이 결합된다. 이러한 결합관계에 따르면 디스크(100)가 회전할 시, 복수의 질량체들(200)이 모두 동일한 방향으로 움직이게 되어 질량체들(200)이 서로 마주보는 방향으로 회동하여 충돌하거나 댐핑효과를 저하시키는 것을 방지할 수 있다.

도 4는 엔진 회전시에 차량용 진동 저감 장치가 작동하는 모습을 도시한 도면으로서, 상기 연결요소들(300)의 일단부가 디스크(100)에 힌지 결합됨으로써 디스크(100)가 엔진 회전축을 따라 시계반대방향으로 회전하면, 연결요소(300)가 힌지축을 기준으로 시계방향으로 회동한다. 이에 따라 연결요소(300)의 타단에 결합된 질량체들(200)이 시계방향 측으로 관성 이동되어 댐핑력을 제공함으로써 차량의 구동 진동을 저감한다. 반대로, 디스크(100)가 엔진 회전축을 따라 시계방향으로 회전하면, 연결요소(300)는 시계반대방향으로 회동하고, 질량체들(200)이 시계반대방향 측으로 관성 이동됨으로써 댐핑력을 제공할 것이다.

한편, 상기 연결요소들(300)은 상기 질량체들(200)의 일면과 타면에 각각 결합되도록 한 쌍으로 마련되고, 상기 디스크(100)는 한 쌍으로 마련되어 상기 연결요소(300)가 사이에 위치되도록 마련될 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 진동 저감 장치의 확대도로서, 한 쌍의 디스크(100) 사이에 복수의 질량체들(200)이 둘레를 따라 마련되며, 한 쌍의 연결요소들(300) 사이에 인접한 질량체들(200)이 양측으로 삽입됨을 확인할 수 있다.

특히, 상기 디스크(100)에 상기 연결요소(300)의 일단부가 결합되도록 복수의 제1 결합핀(400)이 마련될 수 있다. 구체적으로, 디스크(100)의 둘레부 측과 연결요소(300)의 일단부에는 각각 홀이 형성되어 있어, 해당 홀을 통해 제1 결합핀(400)이 체결됨으로써 연결요소(300)가 일단부를 기준으로 하여 회동할 수 있다.

더욱 바람직하게는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 디스크(100)와 상기 연결요소(300)의 일단부 사이에 와셔(410)가 마련되고, 상기 제1 결합핀(400)은 디스크(100), 와셔(410) 및 연결요소(300)를 관통 결합시킬 수 있다.

즉, 와셔(410)가 연결요소(300)와 디스크(100) 사이에 마련됨으로써 연결요소(300)나 디스크(100)가 차량 진동에 의해 축방향으로 움직이는 것을 방지할 수 있고, 이에 따른 소음 및 진동 현상을 막을 수 있다.

한편, 상기 질량체들(200)의 양단부에는 상기 한 쌍의 연결요소(300) 사이에 삽입되도록 연결부(210)가 형성되고, 상기 연결요소(300)의 타단 양측은 서로 다른 질량체들(200)의 연결부(210)와 상호 결합될 수 있다. 즉, 질량체들(200)의 양단에는 연결부(210)가 형성되는데, 연결부(210)는 한 쌍의 연결요소(300) 사이에 삽입가능한 두께로 형성될 수 있다.

아울러, 상기 질량체들(200)의 연결부(210)와 연결요소들(300)의 타단부를 상호결합시키도록 복수의 제2 결합핀(500)이 마련될 수 있다.

이때, 제2 결합핀(500)은 질량체들(200)의 연결부(210)가 한 쌍의 연결요소(300) 타단부 측에서 힌지 결합되도록 마련됨으로써 질량체들(200)이 연결요소(300)의 회동에 따라 댐핑력을 작용하는 방향으로 이동될 수 있다.

도 6은 연결요소, 제1 결합핀(400) 및 제2 결합핀(500)을 도시한 도면이다. 도 6을 참조하면, 제1 결합핀(400) 및 제2 결합핀(500)에는 각각 오일 그루브(420, 510)가 형성되고, 상기 제1 결합핀(400)이 관통되는 상기 연결요소(300) 일단부의 홀(310) 및 제2 결합핀(500)이 관통되는 상기 연결요소(300) 타단부의 홀(320)은 둘레를 따라 홈이 형성된 원 형상인 것을 특징으로 할 수 있다.

즉, 제1 결합핀(400), 제1 결합핀(400)이 삽입되는 홀(310), 제2 결합핀(500) 및 제2 결합핀(500)이 삽입되는 홀(320)에 변속기 오일이 유동할 수 있는 형상을 부가함으로써 디스크(100) 및 질량체들(200)의 회동이 발생할 시 핀들의 마찰력을 줄일 수 있다. 따라서, 제1 및 제2 결합핀(400,500)의 마모를 방지하고 마찰력에 따른 댐핑효율 저감현상을 줄일 수 있다.

한편, 도 6을 참조하면 상기 연결요소들(300)의 일단부로부터 타단부 일측까지의 거리(d1)가 상기 일단부로부터 타단부 타측까지의 거리(d2)와 동일하도록 마련될 수 있다. 즉, 연결요소들(300)은 디스크(100)와 연결된 일단부를 기준으로 회동하는데, 일단부로부터 타단부까지의 거리는 질량체들(200)의 운동 반경과 같을 것이다. 따라서, 복수의 질량체들(200)의 이동을 원활하게 하고, 질량체들(200) 간의 충돌을 방지하기 위해 연결요소들(300)의 일단부로부터 타단부까지의 거리(d1,d2)들을 동일하게 설정하는 것이 바람직하다.

상술한 구성에 따르면 복수의 질량체들(200)이 연결요소들(300)에 의해 모두 동일한 방향으로 움직이게 되는바, 서로 충돌하는 현상을 방지할 수 있다. 종래에는 질량체들간의 충돌 시 충격을 완화하기 위해 스프링 또는 러버 범퍼 구성을 추가하였으나, 본 기술에 따르면 해당 충격완화 장치를 추가하지 않아도 되는바 제조 비용 및 패키지 부피를 줄일 수 있다.

또한, 부가적인 장치가 별도로 추가하지 않음에 더해 질량체들에 마련되던 롤러 영역을 확보하지 않아도 되는바, 질량체들의 무게를 극대화하여 댐핑효율을 향상시킬 수 있고, 롤러 영역을 가공하는 작업을 생략하여 제작 시간 및 비용을 줄일 수 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

10: 토크컨버터 11: 클러치
100: 디스크 200: 질량체
210: 연결부 300: 연결요소
400: 제1 결합핀 500: 제2 결합핀
600: 체결핀

Claims (12)

1. 엔진 회전축과 연동되어 회전하는 디스크;
   상기 디스크의 둘레부에 마련된 복수의 질량체들; 및
   상기 복수의 질량체들 사이에 각각 마련되어 일단부가 상기 디스크에 힌지 결합되고, 타단부 양측이 인접한 서로 다른 질량체에 각각 결합된 복수의 연결요소들;을 포함하고,
   상기 연결요소들은 상기 질량체들의 일면과 타면에 각각 결합되도록 한 쌍으로 마련되며,
   상기 디스크는 한 쌍으로 마련되어 상기 연결요소가 사이에 위치되도록 마련된 것을 특징으로 하는 차량용 진동 저감 장치.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 디스크에 상기 연결요소의 일단부가 결합되도록 복수의 제1 결합핀이 마련된 것을 특징으로 하는 차량용 진동 저감 장치.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 디스크와 상기 연결요소의 일단부 사이에 와셔가 마련되고,
   상기 제1 결합핀은 디스크, 와셔 및 연결요소를 관통 결합시키는 것을 특징으로 하는 차량용 진동 저감 장치.
5. 청구항 3에 있어서,
   상기 제1 결합핀에는 오일 그루브가 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 진동 저감 장치.
6. 청구항 3에 있어서,
   상기 제1 결합핀이 관통되는 상기 연결요소 일단부의 홀은 둘레를 따라 홈이 형성된 원 형상인 것을 특징으로 하는 차량용 진동 저감 장치.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 질량체들의 양단부에는 상기 한 쌍의 연결요소 사이에 삽입되도록 연결부가 형성되고,
   상기 연결요소의 타단 양측은 서로 다른 질량체들의 연결부와 상호 결합된 것을 특징으로 하는 차량용 진동 저감 장치.
8. 청구항 5에 있어서,
   상기 질량체들의 연결부와 연결요소들의 타단부를 상호 결합시키도록 복수의 제2 결합핀이 마련된 것을 특징으로 하는 차량용 진동 저감 장치.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 제2 결합핀에는 오일 그루브가 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 진동 저감 장치.
10. 청구항 8에 있어서,
    상기 제2 결합핀이 관통되는 상기 연결요소 타단부의 홀들은 둘레를 따라 홈이 형성된 원 형상인 것을 특징으로 하는 차량용 진동 저감 장치.
11. 청구항 1에 있어서,
    상기 한 쌍의 디스크 중 어느 하나는 체결핀을 통해 클러치에 리베팅 체결된 것을 특징으로 하는 차량용 진동 저감 장치.
12. 청구항 1에 있어서,
    상기 연결요소들은 삼각형상으로 마련되어, 일단부로부터 타단부 일측까지의 거리가 상기 일단부로부터 타단부 타측까지의 거리와 동일하도록 마련된 것을 특징으로 하는 차량용 진동 저감 장치.

Images