KR101777173B1 - 가변 다이나믹 댐퍼 - Google Patents

Abstract

샤프트가 삽입되는 중공부를 구비하며 상기 샤프트와 함께 회전하는 몸체부; 상기 몸체부 내부에 위치하는 중량체 수용부재; 상기 중량체 수용부재 내부에 위치하여 축방향, 반경방향 및 원주방향으로 이동가능하도록 동수로 구 중량체; 및 상기 탄성지지되도록 구비되는 탄성부재;를 포함하는 가변 다이나믹 댐퍼를 제공하여 샤프트의 회전운동에 의한 반경방향으로의 진동에 대해서도 가변적으로 다양한 주파수의 진동을 효과적으로 감쇠할 수 있을 뿐만 아니라, 원주방향으로의 진동 및 축방향으로의 진동에 대해서도 가변적으로 다양한 주파수의 진동을 효과적으로 감쇠할 수 있다.

Description

가변 다이나믹 댐퍼{Variable Dynamic Damper}

본 발명은 가변 다이나믹 댐퍼에 관한 것으로, 보다 상세하게는 샤프트의 다양한 주파수의 진동을 가변적으로 흡수할 수 있는 가변 다이나믹 댐퍼에 관한 것이다.

일반적으로 차량에는 엔진에서 전달된 구동력을 변속장치에서 휠 측으로 전달하기 위한 구동축으로 드라이브 샤프트가 구비된다.

이러한 드라이브 샤프트에는 양단부에 등속조인트가 마련되어 교차각이 발생되어도 구동력이 일정하게 전달되도록 한다.

한편, 드라이브 샤프트의 회전시 발생되는 진동주파수와 드라이브 샤프트의 회전수가 일치할 경우 공진으로 인해 진동, 소음이 발생하게 된다.

이와 같은 진동과 소음을 방지하기 위하여 드라이브 샤프트에 설치되는 것이 다이나믹 댐퍼이다.

도 1은 종래의 다이나믹 댐퍼를 도시한 것으로, 드라이브 샤프트(1)를 중심으로 외주면을 따라 댐퍼부(2)가 밀착되어 결합되고, 댐퍼부(2)에는 드라이브 샤프트(1)의 진동을 흡수하기 위한 중량체(3)가 고정된다.

이때에, 상기 댐퍼부(2)는 일반적으로 고무재질로 구비되고, 상기 중량체(3)는 상기 댐퍼부(2)에 고정되므로, 특정범위의 진동만을 흡수할 수 있다.

따라서, 다양한 진동이 발생하는 경우, 두 개 이상의 다이나믹 댐퍼를 설치해야 하며, 이에 따라 차량의 중량 및 생산원가가 상승되는 문제점이 있었다.

한국등록특허공보 제10-1526981호 (2015.06.02 등록)

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 다양한 진동에 대응하여 최적의 감쇠효과를 가질 수 있는 가변 다이나믹 댐퍼를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명에 의한 가변 다이나믹 댐퍼는, 샤프트가 삽입되는 중공부를 구비하며 상기 샤프트와 함께 회전하는 몸체부; 상기 몸체부 내부에 위치하는 중량체 수용부재; 상기 중량체 수용부재 내부에 위치하여 상호 교차하는 적어도 둘 이상의 직선방향을 따라 이동가능하도록 구비되는 중량체; 및 상기 중량체를 탄성지지하도록 구비되는 탄성부재;를 포함할 수 있다.

본 발명에 의한 가변 다이나믹 댐퍼에서, 상기 중량체는, 반경방향, 원주방향 및 축방향을 따라 이동가능하고, 상기 탄성부재는, 상기 중량체를 반경방향으로 지지하는 제1탄성부재, 상기 중량체를 원주방향으로 지지하는 제2탄성부재, 및 상기 중량체를 축방향으로 지지하는 제3탄성부재로 구비될 수 있다.

본 발명에 의한 가변 다이나믹 댐퍼에서, 상기 제1,2,3탄성부재는 상기 중량체의 반경방향 양측, 원주방향 양측, 축방향 양측으로 각각 한 쌍씩 구비될 수 있다.

본 발명에 의한 가변 다이나믹 댐퍼에서, 상기 제1,2,3탄성부재는 각각 코일스프링 형태로 구비될 수 있다.

본 발명에 의한 가변 다이나믹 댐퍼에서, 상기 중량체 수용부재는, 상기 제1,2,3탄성부재의 일단을 각각 고정하는 제1고정부를 구비할 수 있다.

본 발명에 의한 가변 다이나믹 댐퍼에서, 상기 제1고정부는, 상기 제1,2,3탄성부재의 일단이 각각 삽입되는 탄성부재 삽입홈을 구비할 수 있다.

본 발명에 의한 가변 다이나믹 댐퍼에서, 상기 제1고정부는, 상기 제1,2,3탄성부재의 일단에 각각 삽입되는 고정돌기를 구비할 수 있다.

본 발명에 의한 가변 다이나믹 댐퍼에서, 상기 중량체는 상기 제1,2,3탄성부재의 일단을 각각 고정시키는 제2고정부를 구비할 수 있다.

본 발명에 의한 가변 다이나믹 댐퍼에서, 상기 제2고정부는, 상기 제1,2,3탄성부재의 일단에 각각 삽입되도록 돌출된 돌기 형상으로 구비될 수 있다.

본 발명에 의한 가변 다이나믹 댐퍼에서, 상기 중량체 수용부재는, 상기 중공부 주위에 원주방향을 따라 등간격으로 복수개가 배치될 수 있다.

본 발명에 의한 가변 다이나믹 댐퍼에서, 상기 중량체는, 상기 중량체 수용부재에 각각 수용되도록 동수(同數)로 구비될 수 있다.

본 발명에 의한 가변 다이나믹 댐퍼에서, 상기 중량체는, 서로 질량이 상이한 두 종류 이상으로 구비될 수 있다.

본 발명에 의한 가변 다이나믹 댐퍼에 의하면, 샤프트의 회전에 의한 원심력과 탄성수단에 의한 탄성력에 의해 중량체의 위치가 변경되어 가변 진동을 흡수할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 가변 다이나믹 댐퍼에 의하면, 중량체 수용부재에 수용된 중량체가 반경방향 뿐만 아니라, 원주방향 및 축방향으로 이동이 가능하여 보다 다양한 형태의 진동에 대응하여 최적의 진동 감쇠 효과를 가져올 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 가변 다이나믹 댐퍼에 의하면, 탄성부재의 탄성계수 또는 중량체의 질량을 두가지 이상으로 구비하여, 감쇠가능한 진동의 주파수를 보다 효율적으로 조절할 수 있다.

도 1은 종래의 다이나믹 댐퍼를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 다이나믹 댐퍼의 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 다이나믹 댐퍼의 일부절개 사시도.
도 4는 중량체 수용부재의 사시도.
도 5는 도 4의 일부절개 사시도.
도 6은 도 4의 분해 사시도.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명의 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상의 범위 내에 포함된다고 할 것이다.

또한, 실시예의 도면에 나타나는 동일산 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 다이나믹 댐퍼(100)의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 다이나믹 댐퍼(100)의 일부절개 사시도이다.

여기에서, 먼저 방향에 대해 정의하면, 축방향은 도 2에서 샤프트(110)의 길이방향을 의미하고, 반경방향은 몸체부(120)의 내주면에서 외주면을 향하는 방향 또는 몸체부(120)의 외주면에서 내주면을 향하는 방향을 의미한다.

또한, 원주방향은 몸체부(120)의 외주면을 따라 회전하는 방향을 의미한다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 다이나믹 댐퍼(100)는 샤프트(110)가 삽입되는 몸체부(120), 상기 몸체부(120)의 내부에 구비되는 중량체 수용부재(130), 상기 중량체 수용부재(130) 내부에 이동가능하도록 구비되는 중량체(140), 및 상기 중량체(140)를 탄성지지하는 탄성부재(150)를 포함할 수 있다.

샤프트(110)는 엔진에서 전달된 구동력을 변속장치에서 휠 측으로 전달하기 위한 구동축인 드라이브 샤프트일 수 있다.

그러나, 이에 한정되는 것은 아니고 구동력을 전달하는 다양한 산업용 축부재일 수 있다.

몸체부(120)는 상기 샤프트(110)의 외주면에 구비되어, 상기 샤프트(110)와 함께 회전할 수 있다.

다시 말해서, 상기 몸체부(120)는 상기 샤프트(110)가 삽입되는 중공부(121)를 구비할 수 있으며, 상기 샤프트(110)는 상기 중공부(121)에 삽입될 수 있다.

한편, 상기 몸체부(120)는 원통 형상으로 구비될 수 있으며, 고무 등의 탄성력을 가진 탄성소재로 형성될 수 있다.

즉, 상기 몸체부(120)는 천연고무재질 또는 합성고무재질로 구비될 수 있다.

또한, 상기 몸체부(120)는 후술하는 중량체 수용부재(130)를 위치시키기 위한 공간이 형성될 수 있다.

중량체 수용부재(130)는 상기 몸체부(120)의 내부에 위치할 수 있다.

또한, 상기 중량체 수용부재(130)는 상기 중공부(121) 주위에 원주방향을 따라 복수개가 구비될 수 있다.

이때에, 복수의 상기 중량체 수용부재(130)는 등간격으로 배치될 수 있으며, 바람직하게는 적어도 3개 이상의 상기 중량체 수용부재(130)가 구비될 수 있다.

도 4는 중량체 수용부재(130)의 사시도이고, 도 5는 도 4의 일부절개 사시도이며, 도 6은 도 4의 분해 사시도이다.

여기에서, 도 4 내지 도 6에 표시된 x축은 원주방향, y축은 축방향, z축은 반경방향을 각각 나타낸다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 상기 중량체 수용부재(130)는 후술하는 중량체(140)을 수용할 수 있도록 내부 공간이 형성될 수 있다.

또한, 상기 중량체 수용부재(130)는 후술하는 제1,2,3탄성부재(151, 152, 153)의 일단을 고정하는 제1고정부(131)를 구비할 수 있다.

여기에서, 상기 제1고정부(131)는, 상기 중량체 수용부재(130)의 내면에 합입되어 형성된 복수의 탄성부재 삽입홈(131a) 및 상기 중량체 수용부재(131)의 내면에서 중앙으로 돌출되도록 형성된 복수의 고정돌기(131b)를 구비할 수 있다.

이때에, 상기 복수의 탄성부재 삽입홈(131a)에는 후술하는 제1,2,3탄성부재(151, 152, 153)의 일단이 각각 삽입될 수 있다.

여기에서, 상기 중량체 수용부재(130)의 내면에 형성된 상기 복수의 탄성부재 삽입홈(131a)은 반경방향, 원주방향, 및 축방향으로 상호 마주보도록 각각 한 쌍씩 구비될 수 있다.

다시 말해서, 상기 복수의 탄성부재 삽입홈(131a)은 상기 중량체 수용부재(130)의 내면에 6개가 형성될 수 있으며, 반경방향, 원주방향, 및 축방향으로 한 쌍씩 마주보도록 형성될 수 있다.

상기 복수의 고정돌기(131b)는 상기 탄성부재 삽입홈(131a)의 바닥면 중앙부에 형성될 수 있다.

이에 따라, 상기 복수의 고정돌기(131b)는, 상기 복수의 탄성부재 삽입홈(131a)과 마찬가지로, 반경방향, 원주방향, 및 축방향으로 한 쌍씩 마주보도록 6개가 형성될 수 있다.

이때에, 상기 복수의 고정돌기(131b)는 후술하는 제1,2,3탄성부재(151, 152, 153)의 일단에 각각 삽입될 수 있다.

즉, 제1,2,3탄성부재(151, 152, 153) 각각의 일단이 상기 탄성부재 삽입홈(131a)에 삽입됨과 동시에, 상기 복수의 고정돌기(131b)가 상기 제1,2,3탄성부재(151, 152, 153) 각각의 일단에 삽입될 수 있다.

이를 통하여, 제1,2,3탄성부재(151, 152, 153)가 위치를 이탈하지 않고 안정적으로 고정될 수 있다.

중량체(140)는 상기 중량체 수용부재(130)와 동수(同數)로 구비되어 상기 중량체 수용부재(130)의 내부공간에 수용될 수 있다.

이때에, 상기 중량체(140)는 정육면체 형상으로 구비될 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고, 다양한 형상으로 구비될 수 있다.

또한, 상기 중량체(140)는 외면에 형성된 복수의 제2고정부(141)를 구비할 수 있다.

여기에서, 상기 복수의 제2고정부(141)는 반경방향 양측, 원주방향 양측, 및 축방향 양측으로 각각 돌출되어 돌기 형상으로 형성될 수 있다.

다시말해서, 상기 복수의 제2고정부(141)는 반경방향 양측으로 한 쌍, 원주방향 양측으로 한 쌍, 축방향 양측으로 한 쌍이 구비될 수 있다.

한편, 상기 복수의 제2고정부(141)는 후술하는 제1,2,3탄성부재(151, 152, 153)의 타단에 삽입될 수 있다.

이를 통하여, 상기 제1,2,3탄성부재(151, 152, 153)와 상기 중량체(140)가 상호 이탈하지 않고 고정될 수 있다.

다른 한편으로, 상기 중량체(140)는 일정한 질량을 가진 금속 등의 재질로 구비될 수 있다.

또한, 상기 중량체(140)는 질량이 상이한 두 종류 이상으로 구비될 수 있다.

다시 말해서, 상기 중량체(140)는 상기 몸체부(120)의 중공부(121) 주변에 원주방향을 따라 등간격으로 배치되는 복수의 중량체 수용부재(130)의 내부 공간에 각각 위치하게 되는데, 이때, 상기 중량체(140)의 질량은 원주방향을 따라, 질량이 다른 두 종류의 중량체(140)가 번갈아가면 위치할 수 있다.

이를 통해, 보다 다양한 범위의 주파수의 진동을 효과적으로 감쇠할 수 있다.

탄성부재(150)는 상기 중량체 수용부재(130)의 내부공간에 위치하여 상기 중량체(140)를 탄성지지할 수 있다.

이때에, 상기 탄성부재(150)는 상기 중량체(140)를 반경방향으로 탄성지지하는 제1탄성부재(151), 상기 중량체(140)를 원주방향으로 탄성지지하는 제2탄성부재(152), 상기 중량체(140)를 축방향으로 탄성지지하는 제3탄성부재(153)로 구비될 수 있다.

이를 위해, 상기 제1탄성부재(151)는 상기 중량체(140)의 반경방향 양측으로 한 쌍이 구비될 수 있으며, 상기 제2탄성부재(152)는 상기 중량체(140)의 원주방향 양측으로 한 쌍이 구비될 수 있고, 상기 제3탄성부재(153)은 상기 중량체(140)의 축방향 양측으로 한 쌍이 구비될 수 있다.

여기에서, 상기 제1,2,3탄성부재(151, 152, 153)은 코일스프링 형태로 구비될 수 있다.

또한, 상기 제1,2,3탄성부재(151, 152, 153)의 일단은 상기 복수의 탄성부재 삽입홈(131a)에 각각 삽입될 수 있다.

아울러, 상기 제1,2,3탄성부재(151, 152, 153)는, 일단에는 상기 복수의 고정돌기(131b)가 각각 삽입되고, 타단에는 상기 복수의 제2고정부(141)가 각각 삽입될 수 있다.

이를 통하여, 상기 제1,2,3탄성부재(151, 152, 153)는 상기 중량체 수용부재(130)의 내부공간에서 상기 중량체(140)를 안정적으로 탄성지지할 수 있다.

한편, 상기 제1,2,3탄성부재(151, 152, 153)의 탄성계수는 각각 상이할 수 있다.

이를 통해, 반경방향, 원주방향, 축방향의 서로 상이한 주파수의 진동에 대해 최적의 감쇠효과를 가져올 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 가변 다이나믹 댐퍼(100)는, 중량체 수용부재(130)의 내부공간에 위치한 중량체(140)를 반경방향, 원주방향, 축방향으로 각각 탄성 지지하는 제1,2,3탄성부재(151, 152, 153)을 구비하여, 샤프트(110)의 회전운동에 의한 반경방향으로의 진동에 대해서도 가변적으로 다양한 주파수의 진동을 효과적으로 감쇠할 수 있을 뿐만 아니라, 반경방향으로의 진동 및 축방향으로의 진동에 대해서도 가변적으로 다양한 주파수의 진동을 효과적으로 감쇠할 수 있다.

이에 의해, 본 발명의 일 실시예에 의한 가변 다이나믹 댐퍼는 샤프트(110)의 진동에 대해 감쇠가능한 진동방향과 주파수 범위에 대해 효과적으로 대응할 수 있어, 가변진동을 효과적으로 저감할 수 있다.

이상에서, 본 발명의 일 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

100: 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 다이나믹 댐퍼
110: 샤프트
120: 몸체부
121: 중공부
130: 중량체 수용부재
131: 제1고정부
131a: 탄성부재 삽입홈
131b: 고정돌기
140: 중량체
141: 제2고정부
150: 탄성부재
151: 제1탄성부재
152: 제2탄성부재
153: 제3탄성부재

Claims (12)

1. 샤프트가 삽입되는 중공부를 구비하며 상기 샤프트와 함께 회전하는 몸체부;
   상기 몸체부 내부에 위치하는 중량체 수용부재;
   상기 중량체 수용부재 내부에 위치하여 상호 교차하는 적어도 둘 이상의 직선방향을 따라 이동가능하도록 구비되는 중량체; 및
   상기 중량체를 탄성지지하도록 구비되는 탄성부재;를 포함하되,
   상기 중량체는, 반경방향, 원주방향 및 축방향을 따라 이동가능하고,
   상기 탄성부재는, 상기 중량체를 반경방향으로 지지하는 제1탄성부재, 상기 중량체를 원주방향으로 지지하는 제2탄성부재, 및 상기 중량체를 축방향으로 지지하는 제3탄성부재로 구비되고,
   상기 제1,2,3탄성부재는 상기 중량체의 반경방향 양측, 원주방향 양측, 축방향 양측으로 각각 한 쌍씩 구비되며,
   상기 제1,2,3탄성부재는 각각 코일스프링 형태로 구비되고,
   상기 중량체 수용부재는, 상기 제1,2,3탄성부재의 일단을 각각 고정하는 제1고정부를 구비하되,
   상기 중량체 수용부재 내부에는 상기 중량체가 수용되면서 움직일 수 있는 내부 공간이 마련되는 것을 특징으로 하는 가변 다이나믹 댐퍼.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 제1고정부는, 상기 제1,2,3탄성부재의 일단이 각각 삽입되는 탄성부재 삽입홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 가변 다이나믹 댐퍼.
7. 제1항에 있어서,
   상기 제1고정부는, 상기 제1,2,3탄성부재의 일단에 각각 삽입되는 고정돌기를 구비하는 것을 특징으로 하는 가변 다이나믹 댐퍼.
8. 제1항에 있어서,
   상기 중량체는 상기 제1,2,3탄성부재의 일단을 각각 고정시키는 제2고정부를 구비하는 것을 특징으로 하는 가변 다이나믹 댐퍼.
9. 제8항에 있어서,
   상기 제2고정부는, 상기 제1,2,3탄성부재의 일단에 각각 삽입되도록 돌출된 돌기 형상으로 구비되는 것을 특징으로 하는 가변 다이나믹 댐퍼.
   
10. 제1항에 있어서,
    상기 중량체 수용부재는, 상기 중공부 주위에 원주방향을 따라 등간격으로 복수개가 배치되는 것을 특징으로 하는 가변 다이나믹 댐퍼.
    
11. 제10항에 있어서,
    상기 중량체는, 상기 중량체 수용부재에 각각 수용되도록 동수(同數)로 구비되는 것을 특징으로 하는 가변 다이나믹 댐퍼.
    
12. 제11항에 있어서,
    상기 중량체는, 서로 질량이 상이한 두 종류 이상으로 구비되는 것을 특징으로 하는 가변 다이나믹 댐퍼.

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