KR102186808B1 - 펜들럼 댐퍼 어셈블리 - Google Patents

펜들럼 댐퍼 어셈블리 Download PDF

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Abstract

본 발명은 토크 컨버터에서 입력의 변동을 흡수하는 펜들럼 댐퍼 어셈블리 구조에 관한 것으로, 펜들럼 지지체에 마련된 중간 질량체 수용공간이 반경 방향 외측으로 개방된 형태를 가지고, 중간 질량체의 외주면과 내주면이 모두 바깥쪽으로 볼록한 호 형상을 이루어서, 형상과 제작이 간단하면서도, 질량체의 체적을 최대한 확보하여 질량을 확보할 수 있고, 허용되는 체적 내에서도 질량체의 관성모멘트를 최대한 확보 할 수 있는 펜들럼 댐퍼 어셈블리를 제공한다.

Description

펜들럼 댐퍼 어셈블리{Pendulum Damper Assembly for Torque Converter}
본 발명은 펜들럼 댐퍼 어셈블리에 관한 것으로, 보다 상세하게는 토크 컨버터에서 입력의 변동을 흡수하는 펜들럼 댐퍼 어셈블리 구조에 관한 것이다.
일반적으로, 토크 컨버터는 엔진으로부터 입력되는 회전력을 출력하여 변속기로 전달한다. 엔진은 흡기, 압축, 폭발, 배기의 4 행정을 회전력으로 변환하여 토크 컨버터에 전달하는데, 특히 폭발 행정에서 강한 힘이 발생하므로 토크 컨버터에 입력되는 회전력은 고르지 않고 강약이 존재한다.
펜들럼 댐퍼 어셈블리는 입력된 회전력을 출력 쪽으로 전달하면서, 입력 측의 회전력의 강약을 흡수하여 진동을 흡수한다. 이를 위해, 펜들럼 댐퍼 어셈블리는 질량체에 의해 발생하는 관성모멘트를 활용한다. 관성모멘트는, 회전의 중심에서 멀어질수록, 그리고 질량이 증가할수록 증가한다.
미국 등록특허 제5,884,735호에 개시된 종래의 펜들럼 구조는 원환형(annular)의 펜들럼 지지체에 전면 질량체 및 후면 질량체가 결합하는 점에서 질량의 증가가 제한적이다.
질량체의 질량을 증가시키기 위해서 전면 질량체와 후면 질량체 사이에 보조 질량체를 개재하는 방법이 제안되었다.
독일 등록특허 DE 709 268 C (1941. 8. 12. 공고)에는 전면 질량체와 후면 질량체 사이에 보조 질량체를 개재하여 질량체의 질량을 증가시키는 방법이 제안되었다. 이는 질량체의 원주방향 양단에 펜들럼 지지체와 상호 작용하는 궤도를 두고, 펜들럼 지지체에서 두 궤도 사이에 반경방향 외측으로 개방된 홈을 형성하며, 이러한 홈 부위에 보조 질량체를 추가 배치하여 질량체의 질량을 증가시킨 것이다.
독일 공개특허 10 2014 213 462 A1 에 개시된 종래의 펜들럼 구조는 펜들럼 지지체에 형성된 홈 형상 자체가 매우 협소하고, 상기 홈 형상에 수용되는 추가 질량체가 구심을 향하는 뽀족한 형상이기 때문에 회전 중심과의 거리 확보와 질량 확보에 불리하다. 또한 위 공보의 펜들럼 구조는 궤도를 보호하기 위해 텅스텐 합금을 소결한 고밀도 재료로 제작되는 얇은 가이드 플레이트의 원주방향 양단부가 스토퍼의 기능을 하는데, 이는 금속 간의 충격으로 인해 소음을 유발할 수 있고 파손의 우려가 있다. 만약 이러한 소음을 방지하기 위해 가이드 플레이트의 원주방향 양단부에 푹신한 재질의 스토퍼 구조가 추가된다면 그만큼 질량체의 체적이 더 줄어들어 질량이 더 감소할 수밖에 없다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 형상과 제작이 간단하면서도, 질량체의 체적을 최대한 확보하여 질량을 확보할 수 있고, 허용되는 체적 내에서도 질량체의 관성모멘트를 최대한 확보할 수 있는 펜들럼 댐퍼 어셈블리를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은, 질량체의 원주방향 양단부에 스토퍼 구조를 부가하지 않고 작은 하나의 스토퍼를 적용하는 것만으로도 질량체의 원주방향의 양방향 요동에 대해 모두 작용할 수 있는 스토퍼 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은, 스토퍼의 설치가 간단하면서도 스토퍼를 견고하게 지지하며, 질량체에 탄력 재질의 스토퍼를 설치하더라도 질량체의 관성모멘트를 최대한 확보할 수 있는 펜들럼 댐퍼 어셈블리를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 펜들럼 지지체에 마련된 중간 질량체 수용공간이 반경 방향 외측으로 개방된 형태를 가지고, 중간 질량체의 외주면과 내주면이 모두 바깥쪽으로 볼록한 호 형상을 이루는 펜들럼 댐퍼 어셈블리를 제공한다.
본 발명은, 질량 조립체가 요동함에 따라, 중간 질량체의 내주면이 펜들럼 지지체의 수용홈의 외주면과 간섭되는 구조를 질량 조립체의 스토퍼 구조로서 활용한 펜들럼 댐퍼 어셈블리를 제공한다.
구체적으로 본 발명은, 외주면(201)에서 반경방향으로 외향 연장되고, 원주방향으로 등간격으로 배치되는 2개 이상(n개)의 플랜지(22)들을 포함하는 펜들럼 지지체(20); 원주방향의 양단부가 이웃하는 두 플랜지(22)의 전면과 각각 마주하는 n개의 전면 질량체(31)들; 상기 전면 질량체(31)들과 각각 고정되고, 원주방향의 양단부가 이웃하는 두 플랜지(22)의 후면과 각각 마주하는 n개의 후면 질량체(32)들; 및 원주방향으로 이웃하는 두 플랜지(22)들 사이에 배치되고, 서로 마주하는 상기 전면 질량체(31)와 후면 질량체(32) 사이에 개재되어 상기 전면 질량체(31) 및 후면 질량체(32)와 고정되는 n개의 중간 질량체(40)들;을 포함하고, 서로 고정된 상기 전면 질량체(31)와 후면 질량체(32)와 중간 질량체(40)를 포함하는 질량 조립체(30)가 설정된 궤도를 따라 상기 펜들럼 지지체(20)에 대해 상대적으로 이동하는 펜들럼 댐퍼 어셈블리(10)에 적용될 수 있다.
상기 중간 질량체(40)의 내주면(401)의 전체적인 형상은, 축방향과 나란한 방향으로 바라보았을 때, 실질적으로 상기 중간 질량체(40)의 내주면(401)을 기준으로 원심 쪽과 구심 쪽 중 구심 쪽에 곡률의 중심(O2)이 존재하는 형상일 수 있다.
상기 중간 질량체(40)의 내주면(401)의 전체적인 형상의 제2곡률반경(R2)은, 상기 중간 질량체(40)의 내주면(401)과 펜들럼 지지체(20)의 중심(O) 사이의 거리(D2)와 같거나 그보다 더 클 수 있다.
상기 중간 질량체(40)의 내주면(401)의 형상은 이와 이웃하는 상기 전면 질량체(31)의 내주면(311)의 형상 및 상기 후면 질량체(32)의 내주면(321)의 형상과 대응할 수 있다.
상기 중간 질량체(40)의 내주면(401)은 이와 이웃하는 상기 전면 질량체(31)의 내주면(311) 및 상기 후면 질량체(32)의 내주면(321)과 실질적으로 동일한 곡면을 이룰 수 있다.
상기 전면 질량체(31) 및 상기 후면 질량체(32)를, 전후 방향으로 상기 플랜지와 마주하는 제1영역(38) 및 상기 제1영역을 제외한 제2영역(39)으로 구분하였을 때, 상기 중간 질량체(40)는, 전후 방향으로 상기 제2영역의 80% 이상의 면적과 중첩되도록 할 수 있다.
상기 중간 질량체(40)의 원주방향 측면(402)의 형상은 이와 마주하는 플랜지(22)의 원주방향 측면(221)의 형상과 상보적일 수 있다.
상기 중간 질량체(40)의 외주면(403)의 형상은 이와 이웃하는 상기 전면 질량체(31)의 외주면(313)의 형상 및 상기 후면 질량체(32)의 외주면의 형상(323)과 대응할 수 있다.
이웃하는 상기 두 플랜지(22) 사이의 공간은 상기 중간 질량체(40)의 수용공간(25)을 규정하고, 상기 수용공간(25)은 반경방향 외측으로 개방된 형태일 수 있다.
상기 중간 질량체(40)의 내주면(401)은, 전후 방향으로 바라보았을 때, 구심 쪽에 중심이 배치되는 원호 형상의 프로파일을 포함하고, 상기 두 플랜지(22) 사이에 배치되는 수용홈의 외주면(201)은, 전후 방향으로 보았을 때, 구심 쪽에 중심이 배치되는 원호 형상의 프로파일을 포함할 수 있다.
상기 중간 질량체의 내주면(401)의 제2곡률반경(R2)은, 상기 두 플랜지 사이에 배치되는 상기 수용홈의 외주면(201)의 제1곡률반경(R1)보다 더 클 수 있다.
그리고, 제2곡률반경과 제1곡률반경의 차이(R2-R1)가, 상기 펜들럼 지지체의 중심부터 상기 중간 질량체의 내주면(401)의 원주방향 중심까지의 거리(D2)와 상기 펜들럼 지지체의 중심부터 상기 두 플랜지 사이에 배치되는 상기 수용홈의 외주면(201) 사이의 거리(D1)의 차이(D2-D1)보다 더 클 수 있다.
상기 중간 질량체(40)가 이웃하는 두 플랜지(22) 사이의 중앙에 위치하는 상태에서, 상기 중간 질량체(40)의 내주면(401)의 중앙부 및 이와 마주하는 상기 수용홈의 외주면(201)의 간격(G1)이, 상기 중간 질량체의 내주면의 양단부 및 이와 마주하는 수용홈의 외주면(201)의 간격(G2)보다 짧을 수 있다.
상기 중간 질량체(40)가 이웃하는 두 플랜지(22) 사이의 중앙에 위치하는 상태에서, 상기 중간 질량체의 내주면(401) 및 이와 마주하는 상기 수용홈의 외주면(201)의 간격은, 상기 중간 질량체의 내주면의 중앙부로부터 상기 중간 질량체의 내주면의 단부로 갈수록 점점 더 커질 수 있다.
상기 중간 질량체(40)의 내주면(401)에 스토퍼가 설치되고, 상기 스토퍼(50)는, 상기 중간 질량체(40)의 내주면(401)과 마주하는 상기 펜들럼 지지체(20)의 수용홈의 외주면(201)과 간섭되어 상기 중간 질량체(40)의 반경방향 이동이 간섭됨으로써, 상기 중간 질량체(40)의 원주방향 이동이 제한될 수 있다.
상기 궤도는, 상기 전면 질량체(31) 및 상기 후면 질량체(32)가 두 플랜지(22) 사이의 중앙에 위치하는 상태에서 벗어날수록 상기 중간 질량체(40)의 내주면(401)이 상기 플랜지(22) 사이의 상기 펜들럼 지지체(20)의 수용홈의 외주면(201)에 가까워지도록 형성될 수 있다.
상기 스토퍼(50)가 상기 펜들럼 지지체(20)의 수용홈의 외주면(201)이 간섭된 상태에서, 상기 중간 질량체(40)의 원주방향 측면(402)이 상기 플랜지(22)의 원주방향 측면(221)과 접촉하지 않는 상태일 수 있다.
상기 스토퍼(50)는 상기 중간 질량체(40)의 내주면(401)의 원주방향 중앙부에 설치될 수 있다.
상기 중간 질량체(40)의 내주면(401)에는 펜들럼 지지체의 원심 방향으로 함몰된 삽입홈(41)이 마련되고, 상기 스토퍼(50)의 적어도 일부는 상기 삽입홈(41)에 수용될 수 있다.
상기 스토퍼(50)는 상기 중간 질량체(40)의 내주면(401)보다 더 구심 방향으로 돌출될 수 있다.
상기 삽입홈(41)의 반경 방향의 제1위치에서 상기 삽입홈의 원주방향 폭(W1)은, 상기 제1위치보다 더 원심 배치된 상기 삽입홈의 반경 방향의 제2위치에서 상기 삽입홈의 원주방향 폭(W2)보다 작을 수 있다.
상기 스토퍼(50)의 전면의 적어도 일부는 상기 전면 질량체(31)에 의해 지지되고, 상기 스토퍼(50)의 후면의 적어도 일부는 상기 후면 질량체(32)에 의해 지지될 수 있다.
상기 질량 조립체는 리벳(60)에 의해 조립될 수 있다.
상기 각각의 플랜지에는 원주방향으로 이격된 2개의 제1펜들럼 궤도(24)들이 구비되고, 상기 각각의 전면질량체(31)의 원주방향 양측에는 각각 상기 제1펜들럼 궤도(24)와 다른 형상의 제2펜들럼 궤도(314)들이 구비되고, 상기 각각의 후면질량체(32)의 원주방향 양측에는 각각 상기 제2펜들럼 궤도와 동일한 형상의 제3펜들럼 궤도(324)들이 구비되고, 상기 펜들럼 댐퍼 어셈블리는, 서로 마주하는 제1펜들럼 궤도, 제2펜들럼 궤도 및 제3펜들럼 궤도를 관통하여 배치되는 2n개의 롤러(70)들을 포함할 수 있다.
상기 롤러(70)는 상기 제1펜들럼 궤도(24), 상기 제2펜들럼 궤도(314), 및 상기 제3펜들럼 궤도(324) 내에서 상기 플랜지(22), 상기 전면 질량체(31), 및 상기 후면 질량체(32)에 대해 상대적인 위치가 이동 가능할 수 있다.
본 발명의 펜들럼 댐퍼 어셈블리에 따르면, 수용홈이 반경방향 외측으로 개방된 형태이고, 수용홈에 수용된 중간 질량체의 내주면과 외주면이 바깥쪽으로 볼록한 호 형상이므로, 질량체의 체적을 최대한 확보하여 질량을 확보할 수 있고, 허용되는 체적 내에서도 질량체의 관성모멘트를 최대한 확보할 수 있다.
본 발명의 펜들럼 댐퍼 어셈블리에 따르면, 질량체의 내주면 중앙부가 구심 방향으로 이동하는 것을 구속하여 질량체의 원주방향 요동을 제한하는 스토퍼 구조를 가지기 때문에, 질량체에 탄력 재질의 스토퍼를 설치하더라도 질량체의 관성모멘트를 최대한 확보 할 수 있고, 작은 하나의 스토퍼를 적용하는 것만으로도 질량체의 원주방향의 양방향 요동에 대해 모두 작용할 수 있다.
본 발명의 펜들럼 댐퍼 어셈블리에 따르면, 전면 질량체와 후면 질량체를 중간 질량체와 조립하는 것만으로 스토퍼의 고정이 완료되므로, 설치가 간편하면서도, 원심방향의 삽입홈에 스토퍼가 안착되어 있으므로, 원심력에 의해 스토퍼가 더욱 안정적으로 지지될 수 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 본 발명에 따른 실시예의 펜들럼 댐퍼 어셈블리의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 실시예의 펜들럼 댐퍼 어셈블리에서, 펜들럼 지지체에 하나의 질량 조립체를 조립한 상태에서, 전면 질량체를 생략하여 나타낸 사시도이다.
도 3은 펜들럼 지지체와 질량 조립체와 롤러를 정면에서 투시하여 바라본 도면이다.
도 4는 도 3의 질량 조립체에 제1영역과 제2영역을 표시한 도면이다.
도 5는 도 3의 펜들럼 지지체와 질량 조립체의 기하학적 관계를 표시한 도면이다.
도 6은 도 3의 질량 조립체의 삽입홈의 기하학적 형상을 나타낸 도면이다.
도 7은 펜들럼 지지체에 대해 질량 조립체가 원주 방향으로 이동하는 과정을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.
본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 다양한 변경을 가할 수 있고 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라, 어느 하나의 실시예의 구성과 다른 실시예의 구성을 서로 치환하거나 부가하는 것은 물론 본 발명의 기술적 사상과 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께가 과장되게 크거나 작게 표현될 수 있으나, 이로 인해 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 아니 될 것이다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예나 실시예를 설명하기 위해 사용되는 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 그리고 단수의 표현은, 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 명세서에서 ~포함하다, ~이루어진다 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이다. 즉 명세서에서 ~포함하다, ~이루어진다 등의 용어는. 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들이 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소의 "상부에 있다"거나 "하부에 있다"고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소의 바로 위에 배치되어 있는 것뿐만 아니라 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
편의상 이 명세서에서 방향은 다음과 같이 정의한다.
전후 방향 또는 축방향은 회전축과 나란한 방향으로서, 전방(앞쪽)은 동력원인 어느 일 방향, 가령 엔진 쪽으로 향하는 방향을 의미하고, 후방(뒤쪽)은 다른 일 방향, 가령 변속기 쪽으로 향하는 방향을 의미한다. 따라서 전면(앞면)이란 그 표면이 전방을 바라보는 면을 의미하고, 후면(뒷면)이란 그 표면이 후방을 바라보는 면을 의미한다.
반경방향 또는 방사 방향이라 함은 상기 회전축과 수직한 평면 상에서 상기 회전축의 중심을 지나는 직선을 따라 상기 중심에 가까워지는 방향 또는 상기 중심으로부터 멀어지는 방향을 의미한다. 상기 중심으로부터 반경방향으로 멀어지는 방향을 원심방향이라 하고, 상기 중심에 가까워지는 방향을 구심방향이라 한다.
원주방향이라 함은 상기 회전축의 원주를 에워싸는 방향을 의미한다. 외주라 함은 외측 둘레, 내주라 함은 내측 둘레를 의미한다. 따라서 외주면은 상기 회전축을 등지는 방향의 면이고, 내주면은 상기 회전축을 바라보는 방향의 면을 의미한다.
원주방향 측면이라 함은 그 면의 법선이 대략적으로 원주방향을 향하는 면을 의미한다.
[토크컨버터]
토크컨버터는 엔진이나 모터와 같은 회전 동력원의 회전력을 전달받아 이를 출력 측에 전달한다. 토크컨버터는, 차량의 초기 구동 시에는 토크를 증배시키고, 초기 구동 이후에는 출력의 회전속도가 입력의 회전속도를 추종하도록 하고, 록업구간에서는 입력의 회전 속도와 출력의 회전 속도를 1:1의 비율로 고정한다.
토크컨버터는, 록업 구간에서 입력의 회전 속도와 출력의 회전 속도를 1:1의 비율로 고정하기 위해, 유체클러치를 거치지 않고 록업클러치의 록업동작으로 입력토크를 댐퍼를 통해 바로 출력하도록 한다.
그러나 엔진은 폭발 행정에 동력 발생이 집중되므로, 엔진의 회전 토크에는 토크의 출렁거림(fluctuation)이 존재한다. 토크컨버터에는, 이러한 엔진의 토크의 출렁거림을 흡수하여 차량의 진동과 소음을 줄여주는 펜들럼 구조가 적용될 수 있다.
[펜들럼 댐퍼 어셈블리]
이하 도 1 내지 도 3을 참조하여, 펜들럼 구조가 댐퍼에 적용된 펜들럼 댐퍼 어셈블리의 전체적인 구조에 대해 설명한다.
펜들럼 댐퍼 어셈블리(10)는 링 형상의 펜들럼 지지체(20)와, 상기 펜들럼 지지체(20)의 반경 방향 외측 가장자리에 설치된 복수 개의 질량 조립체(30)를 포함한다. 질량 조립체(30)는 상기 펜들럼 지지체(20)에 매달려 원주방향 일측과 타측으로 요동한다. 펜들럼 지지체(20)와 질량 조립체(30)는, 강성과 질량을 높이고 제조를 편리하게 하기 위해 금속 판재로 제작될 수 있다.
펜들럼 지지체(20)의 내주에는 드로잉 가공 등을 통해 곡면을 형성하여 펜들럼 지지체(20)의 전체적인 강성을 보강할 수 있다. 펜들럼 지지체(20)의 외주에는, 외주면(210)으로부터 반경방향으로 연장되는 플랜지(22)가 마련된다. 플랜지(22)는 펜들럼 지지체(20)의 둘레방향을 따라 등 간격으로 복수 개 마련된다. 실시예에서는 플랜지(22)가 4개 마련된 구조가 예시된다.
하나의 플랜지(22)는 한 쌍의 원주방향 측면(221)과, 상기 한 쌍의 원주방향 측면(221)의 반경방향 단부를 연결하는 외주면(222)을 포함한다. 하나의 플랜지(22)에서 서로 대향하는 한 쌍의 원주방향 측면(221)은 서로 평행하거나, 반경방향으로 더 외측으로 갈수록 서로 더 가까워지는 형상일 수 있다. 이에 따라, 이웃하는 두 플랜지(22) 사이의 수용공간(25)의 넓이를 확보하되, 펜들럼 지지체(20)의 중심으로부터 반경방향으로 더 멀리 배치된 부분의 넓이를 더 확보할 수 있다. 이는 후술할 중간 질량체(40)의 관성 모멘트(moment of inertia)를 더 확보할 수 있다.
이웃하는 두 플랜지(22) 사이의 공간은 수용공간(25)을 규정한다. 수용공간(25)은, 이웃하는 두 플랜지(22)의 외주면(222)이 함몰된 수용홈 외주면(201)과, 이웃하는 두 플랜지(22)의 서로 마주보는 원주방향 측면(221)에 의해 규정될 수 있다. 즉 상기 수용공간(25)은 반경방향 외측으로 개방된 형태이다. 상기 수용홈의 외주면(201)은 반경방향 외측으로 볼록한 호 형상일 수 있다.
하나의 플랜지(22)에는 원주 방향으로 이격 배치된 한 쌍의 제1펜들럼 궤도(24)가 형성된다. 상기 제1펜들럼 궤도(24)는 축방향으로 관통된 장공(elongated hole) 형상이다. 한 쌍의 제1펜들럼 궤도(24)는 서로 대칭을 이루며 형성된 호 형상의 장공일 수 있다.
질량 조립체(30)는, 상기 수용공간(25)에 수용되는 중간 질량체(40), 중간 질량체(40)보다 축방향으로 전방에 배치되는 전면 질량체(31) 및 중간 질량체(40)보다 축방향으로 후방에 배치되는 후면 질량체(32)를 포함한다.
중간 질량체(40)는 원주방향으로 연장되는 판재 형상으로서, 외주면(403)과 내주면(401)이 모두 구심 쪽에 중심이 있는 호 형상을 이룰 수 있다. 상기 중간 질량체(40)의 외주면(403)은 상기 플랜지(22)의 외주면(222)과 대략적으로 대응하는 곡면으로 형성함으로써 다른 부품과의 간섭을 최소화하는 것이 바람직하다. 상기 중간 질량체(40)의 외주면(403)은 상기 플랜지(22)의 외주면(222)이 형성하는 원호보다 아주 약간 반경방향으로 더 돌출될 수도 있다.
상기 중간 질량체(40)의 내주면(301)은 상기 수용홈의 외주면(201)보다 반경방향 외측에 배치된다. 중간 질량체(40)의 내주면(301)은 상기 수용홈의 외주면(201)으로부터 약간의 간격을 두고 있다.
상기 중간 질량체(40)의 내주면(401)의 전체적인 형상의 제2곡률반경(R2)은, 상기 중간 질량체(40)의 내주면(401)과 펜들럼 지지체(20)의 중심(O) 사이의 거리(D2)와 같거나 그보다 더 클 수 있다(도 5 참조). 즉, 중간 질량체(40)의 내주면(401)의 전체적인 형상은, 펜들럼 지지체의 중심(O)을 기준으로 한 호 형상보다는 평평한 형상일 수 있다. 여기서, 중간 질량체(40)의 내주면(401)의 전체적인 형상이 제2곡률반경을 가지는 호 형상이라는 의미는, 완전히 매끈한 호 형상의 면이라고 한정되는 의미가 아니라, 전체적인 프로파일이 그러하다는 것이다. 즉 위 의미가, 중간 질량체의 내주면에 약간의 돌출부위나 홈 등이 더 형성되는 것을 배제하지는 않는다.
상기 중간 질량체(40)의 원주방향 측면(402)은 상기 플랜지(22)의 원주방향 측면(221)과 원주 방향으로 약간의 간격을 두고 배치된다. 상기 중간 질량체(40)의 원주방향 측면(402)은 상기 플랜지(22)의 원주방향 측면(221)과 실질적으로 대응하는 형상으로서, 서로 실질적으로 평행하다.
상기 중간 질량체(40) 상에서 원주방향으로 양측에는 한 쌍의 중간관통홀(46)이 마련된다. 상기 중간관통홀(46)은 축방향으로 관통된 홀 형상이다. 그리고 상기 중간 질량체(40)의 내주면(401)의 중앙부에는 삽입홈(41)이 형성되어 있다. 삽입홈(41)은 구심 쪽으로 개방된 형태이다. 상기 삽입홈(41)에는 충격을 흡수하는 재질, 가령 고무 재질의 스토퍼(50)가 끼워진다. 스토퍼(50)는 상기 중간 질량체(40)의 내주면보다 더 구심 쪽으로 돌출될 수 있다.
상기 중간 질량체(40)의 전방에는 상기 중간 질량체(40)와 고정되는 전면 질량체(31)가 배치된다. 전면 질량체(31)는 원주방향으로 연장되는 호 형상의 금속 판재일 수 있다. 상기 전면 질량체(31)의 원주방향의 양단부는 이웃하는 두 플랜지(22)의 전면의 일부와 각각 마주한다.
상기 전면 질량체(31)는 수용공간(25)의 적어도 일부를 커버하는 형상이다. 실시예에 의하면, 상기 전면 질량체(31)가 상기 중간 질량체(40)와 마주하는 부분은, 삽입홈(41) 부분을 제외하고, 상기 중간 질량체(40)와 실질적으로 동일한 형상일 수 있다. 상기 중간 질량체(40)의 내주면(401)의 형상은 이와 이웃하는 상기 전면 질량체(31)의 내주면(311)의 형상과 대응 할 수 있다. 상기 중간 질량체(40)의 내주면(401)은 이와 이웃하는 상기 전면 질량체(31)의 내주면(311)과 실질적으로 동일한 곡면을 이룰 수 있다. 상기 중간 질량체(40)의 외주면(403)의 형상은 이와 이웃하는 상기 전면 질량체(31)의 외주면(313)의 형상과 대응할 수 있다. 삽입홈(41)의 전방은 상기 전면 질량체(31)에 의해 커버될 수 있다. 따라서 상기 삽입홈(41)에 수용된 스토퍼(50)의 앞면은 상기 전면 질량체(31)의 뒷면에 의해 지지될 수 있다.
상기 전면 질량체(31) 상에는 상기 중간 질량체(40)의 한 쌍의 중간관통홀(46)과 마주하는 한 쌍의 전면관통홀(316)이 구비된다.
상기 전면 질량체(31)의 원주방향 양단부에는 각각 제2펜들럼 궤도(314)가 마련된다. 상기 제2펜들럼 궤도(314)는 상기 제1펜들럼 궤도(24)와 다른 형상으로서, 상기 제1펜들럼 궤도(24)와 대응하는 위치에 배치된다. 상기 제2펜들럼 궤도(314)는 축방향으로 관통된 장공 형상이다. 한 쌍의 제2펜들럼 궤도(314)는 서로 대칭을 이루며 형성된 호 형상의 장공일 수 있다. 상기 제2펜들럼 궤도(314)의 호 형상은 상기 제1펜들럼 궤도(24)의 호 형상과 서로 대향하는 방향으로 볼록할 수 있다. 상기 제2펜들럼 궤도(314)의 장공의 폭은 상기 제1펜들럼 궤도(24)의 장공의 폭보다 작을 수 있다.
상기 중간 질량체(40)의 후방에는 상기 중간 질량체(40)와 고정되는 후면 질량체(32)가 배치된다. 후면 질량체(32)는 원주방향으로 연장되는 호 형상의 금속 판재일 수 있다. 상기 후면 질량체(32)의 원주방향의 양단부는 이웃하는 두 플랜지(22)의 후면의 일부와 각각 마주한다.
상기 후면 질량체(32)는 수용공간(25)의 적어도 일부를 커버하는 형상이다. 실시예에 의하면, 상기 후면 질량체(32)가 상기 중간 질량체(40)와 마주하는 부분은, 삽입홈(41) 부분을 제외하고, 상기 중간 질량체(40)와 실질적으로 동일한 형상일 수 있다. 상기 중간 질량체(40)의 내주면(401)의 형상은 이와 이웃하는 상기 후면 질량체(32)의 내주면(321)의 형상과 대응 할 수 있다. 상기 중간 질량체(40)의 내주면(401)은 이와 이웃하는 상기 후면 질량체(32)의 내주면(321)과 실질적으로 동일한 곡면을 이룰 수 있다. 상기 중간 질량체(40)의 외주면(403)의 형상은 이와 이웃하는 상기 후면 질량체(32)의 외주면의 형상(323)과 대응할 수 있다. 삽입홈(41)의 후방은 상기 후면 질량체(32)에 의해 커버될 수 있다. 따라서 상기 삽입홈(41)에 수용된 스토퍼(50)의 뒷면은 상기 후면 질량체(32)의 앞면에 의해 지지될 수 있다.
상기 후면 질량체(32) 상에는 상기 중간 질량체(40)의 한 쌍의 중간관통홀(46)과 마주하는 한 쌍의 후면관통홀(326)이 구비된다.
상기 후면 질량체(32)의 원주방향 양단부에는 각각 제3펜들럼 궤도(324)가 마련된다. 상기 제3펜들럼 궤도(324)는 상기 제1펜들럼 궤도(24)와 다른 형상으로서, 상기 제1펜들럼 궤도(24)와 대응하는 위치에 배치된다. 상기 제3펜들럼 궤도(324)는 축방향으로 관통된 장공 형상이다. 한 쌍의 제3펜들럼 궤도(324)는 서로 대칭을 이루며 형성된 호 형상의 장공일 수 있다. 상기 제3펜들럼 궤도(324)의 호 형상은 상기 제1펜들럼 궤도(24)의 호 형상과 서로 대향하는 방향으로 볼록할 수 있다. 상기 제3펜들럼 궤도(324)의 장공의 폭은 상기 제1펜들럼 궤도(24)의 장공의 폭보다 작을 수 있다.
상기 후면 질량체(32)의 형상은 전면 질량체(31)와 동일할 수 있다. 그러면 조립 단계에서 두 부품을 구분할 필요가 없어 조립이 한층 수월하다.
후면 질량체(32)와 전면 질량체(31)는 중간 질량체(40)에 비해 원심방향 또는 구심방향으로 확장된 형태일 수 있다. 이 경우 질량 조립체(30)의 질량을 증가시켜 관성 모멘트를 높일 수 있다.
실시예에는, 전면 질량체(31), 후면 질량체(32) 및 중간 질량체(40)가 4개씩 구비됨이 예시된다.
상기 전면관통홀(316), 중간관통홀(46) 및 후면관통홀(326)을 통해 리벳(60)이 체결된다. 이에 따라 상기 전면 질량체(31), 중간 질량체(40) 및 후면 질량체(32)는 일체화될 수 있다. 실시예에는 8개의 리벳이 사용됨이 예시된다.
상기 제2 펜들럼 궤도(314), 제1펜들럼 궤도(24) 및 제3펜들럼 궤도(324)에는 롤러(70)가 설치될 수 있다. 실시예는 8개의 롤러가 설치되는 구조가 예시된다. 상기 롤러(70)에서 상기 제1펜들럼 궤도(24)에 삽입되는 부분의 직경이, 상기 제2 펜들럼 궤도(314) 및 제3펜들럼 궤도(324)에 삽입되는 부분의 직경보다 크다. 따라서 롤러(70)는 궤도들로부터 이탈되지 않는다. 상기 롤러(70)는 궤도의 길이방향을 따라 상대적으로 구름 이동하게 된다. 이에 따라 전면 질량체(31), 중간 질량체(40) 및 후면 질량체(32)가 일체화된 질량 조립체(30)는 펜들럼 지지체(20)의 반경방향 외측 가장자리에서 원주방향으로 요동할 수 있다.
상기 롤러(70)는 상기 제1펜들럼 궤도(24), 상기 제2펜들럼 궤도(314), 및 상기 제3펜들럼 궤도(324) 내에서 상기 플랜지(22), 상기 전면 질량체(31), 및 상기 후면 질량체(32)에 대해 상대적인 위치가 이동 가능하다.
상기 중간 질량체(40)의 두께를 상기 플랜지(22)의 두께보다 약간 크도록 설정하여, 상기 전면 질량체(31)와 후면 질량체(32)가 상기 펜들럼 지지체(20)에 접촉하지 않도록 할 수 있다.
[질량 조립체의 관성모멘트]
실시예에 따르면, 질량 조립체가 최소한의 체적을 차지하면서도, 질량 조립체의 관성모멘트를 최대화할 수 있다.
도 4를 참조하면, 질량 조립체(30)가 어느 일측으로 요동하지 않고 중앙에 있을 때, 상기 전면 질량체(31) 및 상기 후면 질량체(32)가 전후 방향으로 상기 플랜지와 마주하는 영역을 제1영역(38)이라 하고, 상기 제1영역(38)을 제외한 영역을 제2영역(39)이라 하였을 때, 상기 중간 질량체(40)는, 전후 방향으로 상기 제2영역의 70% 이상의 면적과 중첩되도록 설정될 수 있다. 경우에 따라 상기 중첩 면적은 80% 이상일 수 있다. 경우에 따라 상기 중첩 면적은 90% 이상일 수 있다.
수용공간(25)은 반경방향 외측으로 개방된 형태이다. 또한 중간 질량체(40)의 내주면이 반경방향 외측으로 볼록한 원호 형상으로 이루어진다. 아울러 이웃하는 두 플랜지(22)의 원주방향 측면(221) 간의 원주방향의 거리가, 반경방향 외측으로 갈수록 더 멀어진다. 그리고 중간 질량체(40)의 원주방향 측면(402)은 상기 원주방향 측면(221)과 상보적인 형상을 이룬다. 따라서 실시예의 펜들럼 댐퍼 어셈블리(10)는, 수용공간(25)에 수용되는 중간 질량체(40)의 체적을 최대한 확보하고, 주어진 체적 내에서 중간 질량체(40)가 축으로부터 더 멀리 배치되도록 함으로써, 관성모멘트를 더욱 키울 수 있다.
상기 중간 질량체(40)의 내주면(401)의 형상은 이와 이웃하는 상기 전면 질량체(31)의 내주면(311)의 형상 및 상기 후면 질량체(32)의 내주면(321)의 형상과 대응할 수 있다. 상기 중간 질량체(40)의 외주면(403)의 형상은 이와 이웃하는 상기 전면 질량체(31)의 외주면(313)의 형상 및 상기 후면 질량체(32)의 외주면의 형상(323)과 대응할 수 있다. 즉 주어진 공간 내에서, 중간 질량체와 전면 질량체와 후면 질량체를 축으로부터 반경방향으로 최대한 먼 위치에 두어 관성모멘트를 크게 하면서도, 전면 질량체와 후면 질량체가 차지하는 체적을 최소화할 수 있다.
또한 후술하겠지만, 중간 질량체의 요동을 반영한 구조와 스토퍼 구조 역시 질량 조립체의 관성모멘트 확보에 기여한다.
[중간 질량체의 요동을 반영한 구조]
질량 조립체(30)가 원주 방향으로 요동할 때 질량 조립체(30)가 펜들럼 지지체(20)와 부딪히거나, 롤러(70)가 제1펜들럼 궤도(24)의 일측 단부에 도달하고 제2펜들럼 궤도(314) 및 제3펜들럼 궤도(324)의 타측 단부에 도달하여 롤러(70)가 궤도에 끼어 버리면, 소음과 진동이 발생하는 원인이 되고, 파손과 변형의 원인이 될 수 있다.
이에 실시예의 펜들럼 댐퍼 어셈블리(10)는, 질량 조립체(30)나 롤러(70)가 펜들럼 지지체(20)에 부딪히거나 끼기 전에 멈추도록 하는 스토퍼 구조를 제공한다.
도 5를 참조하면, 상기 중간 질량체(40)의 내주면(401)은, 상기 내주면(401)을 경계로 원심 쪽과 구심 쪽 중, 구심 쪽에 중심이 배치되는 원호 형상의 프로파일을 포함한다. 그리고 수용홈의 외주면(201)은, 상기 수용홈의 외주면(201)을 경계로 원심 쪽과 구심 쪽 중, 구심 쪽에 중심이 배치되는 원호 형상의 프로파일을 포함한다. 이는 질량을 회전의 중심에서 멀리 배치하는 효과를 가져올 뿐만 아니라, 중간 질량체(40)가 요동 과정에서 펜들럼 지지체(20)와 부딪히지 않도록 해준다.
더욱이, 상기 중간 질량체의 내주면(401)의 제2곡률반경(R2)은, 상기 수용홈의 외주면(201)의 제1곡률반경(R1)보다 더 크다.
실시예에서, 상기 수용홈의 외주면(201)의 곡률 중심(O1)은, 펜들럼 지지체(20)의 중심(O)과 일치할 수 있다.
만약, 상기 중간 질량체의 내주면(401)의 곡률 중심(O2)이 펜들럼 지지체(20)의 중심(O)과 일치하면, 상기 중간 질량체의 내주면(401)의 제2곡률반경(R2)이 상기 수용홈의 외주면(201)의 제1곡률반경(R1)보다 더 크지만, 중간 질량체의 내주면(401)과 상기 수용홈의 외주면(201)은 동심을 이룬다. 그러면 상기 중간 질량체(40)가 이웃하는 두 플랜지(22) 사이의 중앙에 위치하는 상태에서, 상기 중간 질량체(40)의 내주면(401) 및 이와 마주하는 상기 수용홈의 외주면(201)의 모든 간격(G1, G2)는 서로 같게 된다. 이러한 상태에서는 중간 질량체(40)가 원주 방향의 어느 한 쪽으로 요동할 때 중간 질량체(40)의 내주면(401)의 원주방향 가장자리가 상기 수용홈의 외주면(201)에 접근하여 부딪힐 가능성이 없지 않다.
이에 실시예에서는, 제2곡률반경과 제1곡률반경의 차이(R2-R1)가, 상기 펜들럼 지지체의 중심부터 상기 중간 질량체의 내주면(401)의 원주방향 중심까지의 거리(D2)와 상기 펜들럼 지지체의 중심부터 상기 두 플랜지 사이에 배치되는 상기 수용홈의 외주면(201) 사이의 거리(D1)의 차이(D2-D1)보다 더 크도록 한 구조를 제안한다. 이러한 구조에 의하면, 상기 중간 질량체의 내주면(401)의 곡률 중심(O2)이, 상기 수용홈의 외주면(201)의 곡률 중심(O1)보다, 상기 중간 질량체의 내주면(401) 또는 상기 수용홈의 외주면(201)에서 더 멀리 배치된다.
이러한 구조에 따르면, 상기 중간 질량체(40)가 이웃하는 두 플랜지(22) 사이의 중앙에 위치하는 상태에서, 상기 중간 질량체(40)의 내주면(401)의 중앙부 및 이와 마주하는 상기 수용홈의 외주면(201)의 간격(G1)이, 상기 중간 질량체의 내주면의 양단부 및 이와 마주하는 수용홈의 외주면(201)의 간격(G2)보다 짧다.
또한 이러한 구조에 따르면, 상기 중간 질량체(40)가 이웃하는 두 플랜지(22) 사이의 중앙에 위치하는 상태에서, 상기 중간 질량체의 내주면(401) 및 이와 마주하는 상기 수용홈의 외주면(201)의 간격은, 상기 중간 질량체의 내주면의 중앙부로부터 상기 중간 질량체의 내주면의 단부로 갈수록 점점 멀어진다.
따라서 중간 질량체(40)가 원주 방향의 어느 한 쪽으로 요동할 때 중간 질량체(40)의 내주면(401)의 원주방향 가장자리가 상기 수용홈의 외주면(201)에 접근하여 부딪힐 가능성을 크게 줄일 수 있다.
상술한 구조는, 주어진 체적 내에서 중간 질량체(40)가 축으로부터 더 멀리 배치되도록 함으로써, 관성모멘트를 더욱 키우는 기술적 사상을 해하지 아니하면서도, 중간 질량체가 요동할 때 발생할 수 있는 펜들럼 지지체와의 충돌 가능성을 크게 낮춘다.
[스토퍼 구조]
펜들럼 댐퍼 어셈블리의 질량 조립체는 원주방향 일측과 타측으로 모두 요동할 수 있다. 이에 종래의 스토퍼 구조는 질량 조립체의 원주방향의 일측과 타측에 모두 적용되었다. 또한 질량 조립체는 원주방향으로 이동하므로, 스토퍼 구조는 질량 조립체의 원주방향 측면에 적용되었다.
스토퍼는 충격을 흡수하기 위한 재질로서 탄성 재질을 사용하는 것이 일반적이며, 탄성 재질은 금속 재질보다 밀도가 낮다. 따라서 질량 조립체에서 스토퍼가 차지하는 체적이 클수록, 그만큼 금속 재질의 체적이 줄어들므로, 관성모멘트는 작아진다. 또한 스토퍼의 설치 위치가 회전 중심에서 멀어질수록, 관성모멘트는 작아진다.
실시예의 스토퍼(50)는, 질량 조립체(30) 상에서 가장 회전 중심(O)에 가까운 위치에 배치되면서도, 하나만 배치할 수 있기 때문에 스토퍼가 차지하는 체적 자체도 줄일 수 있다.
실시예의 스토퍼(50)는 중간 질량체(40)의 내주면(401) 중앙부에 마련된 삽입홈(41)에 끼워진다. 상기 삽입홈(41)은 상기 중간 질량체(40)의 내주면(401)으로부터 펜들럼 지지체의 원심 방향으로 함몰된 형상을 포함한다. 이러한 구조에 따르면, 스토퍼(50)에 작용하는 원심력이, 스토퍼(50)가 삽입홈(41)에 삽입되는 방향으로 작용하게 된다. 따라서 스토퍼(50)의 이탈 가능성은 매우 낮다.
상기 삽입홈(41)은, 상기 삽입홈(41)의 반경 방향의 제1위치에서 상기 삽입홈의 원주방향 폭(W1)이, 상기 제1위치보다 더 원심 배치된 상기 삽입홈의 반경 방향의 제2위치에서 상기 삽입홈의 원주방향 폭(W2)보다 작은 부위를 구비한다. 즉 삽입홈(41)과 형합되는 형상으로 끼워지는 스토퍼(50)는 구심 쪽으로 빠져나가지 못하도록 기하학적으로 구속된다.
상기 스토퍼(50)는, 아직 질량 조립체(30)를 리벳(60)으로 고정하지 않은 조립 전 단계에서, 상기 중간 질량체(40)의 삽입홈(41)에 쉽게 끼워질 수 있다. 상기 삽입홈(41)에는 상기 스토퍼(50)의 적어도 일부가 수용된다. 그리고 중간 질량체(40)의 앞뒤로 전면 질량체(31)와 후면 질량체(32)를 겹친 후 리벳팅 하면, 스토퍼(50)의 설치가 완료된다.
도 7을 참조하면, 상기 질량 조립체(30)가 원주방향 일측으로 요동함에 따라, 질량 조립체의 원주방향 일측 단부는 중심(O; 도 5 참조)으로부터 멀어지고, 타측 단부는 중심(O)으로 접근한다. 이 때, 상기 중간 질량체(40)의 내주면보다 더 구심 쪽으로 돌출된 스토퍼(50)는 상기 수용홈의 외주면(201)에 접근하고 부딪힌다. 상기 스토퍼(50)가 상기 수용홈의 외주면(201)에 부딪히면, 질량 조립체(30)는 더 이상 원주방향 일측으로 이동하지 못하고 정지한다.
즉 실시예에 따르면, 상기 스토퍼(50)가 상기 중간 질량체(40)의 내주면(401)과 마주하는 상기 펜들럼 지지체(20)의 수용홈의 외주면(201)과 간섭되어 상기 중간 질량체(40)의 반경방향 이동이 간섭됨으로써, 상기 중간 질량체(40)의 원주방향 이동이 제한된다.
상기 스토퍼(50)가 상기 펜들럼 지지체(20)의 수용홈의 외주면(201)이 간섭된 상태에서, 상기 중간 질량체(40)의 원주방향 측면(402)이 상기 플랜지(22)의 원주방향 측면(221)과 접촉하지 않는 상태가 된다. 따라서 금속 간 충격으로 인한 소음은 발생하지 않는다.
상기 궤도(24, 314, 324)는, 상기 전면 질량체(31) 및 상기 후면 질량체(32)가 두 플랜지(22) 사이의 중앙에 위치하는 상태에서 벗어날수록 상기 중간 질량체(40)의 내주면(401)의 중앙부가 상기 플랜지(22) 사이의 상기 펜들럼 지지체(20)의 수용홈의 외주면(201)에 가까워지도록 형성된다.
상기 궤도(24, 314, 324)는 대략 "ㄱ"자 또는 "ㄴ"자 형상의 궤적을 안내한다. 이하에서는 도 7을 참조하여 설명한다. 질량조립체가 도면 상 오른쪽으로 이동하면 오른쪽 롤러 및 질량조립체의 오른쪽은 오른쪽 제1궤도의 오른쪽을 따라 상대적으로 긴 거리를 펜들럼 지지체에 대해 오른쪽 원주방향으로 이동하고, 질량조립체의 오른쪽은 오른쪽 제2궤도 및 제3궤도의 왼쪽을 따라 상대적으로 짧은 거리를 오른쪽 롤러에 대해 원심방향으로 이동한다. 따라서 질량조립체의 오른쪽은 펜들럼 지지체에 대해 원심방향 보다 오른쪽 원주방향이 우세한 이동을 한다.
이때 왼쪽 롤러 및 질량조립체의 왼쪽은 왼쪽 제1궤도의 왼쪽을 따라 상대적으로 긴 거리를 펜들럼 지지체에 대해 구심방향으로 이동하고, 질량조립체의 왼쪽은 왼쪽 제2궤도 및 제3궤도의 오른쪽을 따라 상대적으로 짧은 거리를 왼쪽 롤러에 대해 오른쪽 원주방향으로 이동한다. 따라서 질량조립체의 왼쪽은 펜들럼 지지체에 대해 오른쪽 원주방향 보다 원심방향이 우세한 이동을 한다.
따라서 상기 전면 질량체(31) 및 상기 후면 질량체(32)가 두 플랜지(22) 사이의 중앙에 위치하는 상태에서 벗어날수록 상기 중간 질량체(40)의 내주면(401)의 중앙부가 상기 플랜지(22) 사이의 상기 펜들럼 지지체(20)의 수용홈의 외주면(201)에 가까워지게 된다.
이에 따라, 중간 질량체(40)의 내주면(401)의 곡률반경을 중간 지지체의 내주면과 펜들럼 지지체의 중심 사이의 거리 보다 크게 하면 질량 조립체의 변위를 더욱 확보함으로써 관성 모멘트를 증가시킬 수 있다.
상기 스토퍼(50)는 상기 질량 조립체(30)가 원주 방향의 일측으로 이동할 때는 물론 타측으로 이동할 때에도 이동 거리를 제한할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.
10 : 펜들럼 댐퍼 어셈블리
20 : 펜들럼 지지체
201 : 수용홈의 외주면
22 : 플랜지
221 : 원주방향 측면
222 : 외주면
24 : 제1펜들럼 궤도
25 : 수용공간
30 : 질량 조립체
31 : 전면 질량체
311 : 내주면
313 : 외주면
314 : 제2펜들럼 궤도
316 : 전면관통홀
32 : 후면 질량체
321 : 내주면
323 : 외주면
324 : 제3펜들럼 궤도
326 : 후면관통홀
38 : 제1영역
39 : 제2영역
40 : 중간 질량체
401 : 내주면
402 : 원주방향 측면
403 : 외주면
41 : 삽입홈
46 : 중간관통홀
50 : 스토퍼
60 : 리벳
70 : 롤러
O : 펜들럼 지지체의 중심
O1 : 수용홈의 외주면의 곡률 중심
O2 : 중간 질량체의 내주면의 곡률 중심
R1 : 수용홈의 외주면의 곡률 반경
R2 : 중간 질량체의 내주면의 곡률 반경
D1 : 펜들럼 지지체의 중심과 수용홈의 외주면까지의 거리
D2 : 펜들럼 지지체의 중심과 중간 질량체의 내주면까지의 거리
G1 : 중간 질량체의 내주면의 중앙부와 수용홈의 외주면의 간격
G2 : 중간 질량체의 내주면의 양단부와 수용홈의 외주면의 간격
W1 : 삽입홈의 제1위치의 원주방향 폭
W2 : 삽입홈의 제2위치의 원주방향 폭

Claims (14)

  1. 외주면(201)에서 반경방향으로 외향 연장되고, 원주방향으로 등간격으로 배치되는 2개 이상(n개)의 플랜지(22)들을 포함하는 펜들럼 지지체(20);
    원주방향의 양단부가 이웃하는 두 플랜지(22)의 전면과 각각 마주하는 n개의 전면 질량체(31)들;
    상기 전면 질량체(31)들과 각각 고정되고, 원주방향의 양단부가 이웃하는 두 플랜지(22)의 후면과 각각 마주하는 n개의 후면 질량체(32)들; 및
    원주방향으로 이웃하는 두 플랜지(22)들 사이에 배치되고, 서로 마주하는 상기 전면 질량체(31)와 후면 질량체(32) 사이에 개재되어 상기 전면 질량체(31) 및 후면 질량체(32)와 고정되는 n개의 중간 질량체(40)들;을 포함하고,
    서로 고정된 상기 전면 질량체(31)와 후면 질량체(32)와 중간 질량체(40)를 포함하는 질량 조립체(30)가 설정된 궤도를 따라 상기 펜들럼 지지체(20)에 대해 상대적으로 이동하는 펜들럼 댐퍼 어셈블리(10)에 있어서,
    이웃하는 상기 두 플랜지(22) 사이의 공간은 상기 중간 질량체(40)의 수용공간(25)을 규정하고,
    상기 수용공간(25)은 반경방향 외측으로 개방된 형태이며,
    상기 중간 질량체(40)의 내주면(401)의 전체적인 형상은, 전후 방향으로 바라보았을 때, 실질적으로 상기 중간 질량체(40)의 내주면(401)을 기준으로 원심 쪽과 구심 쪽 중 구심 쪽에 곡률의 중심(O2)이 존재하는 형상인
    펜들럼 댐퍼 어셈블리.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 중간 질량체(40)의 내주면(401)의 전체적인 형상의 제2곡률반경(R2)은, 상기 중간 질량체(40)의 내주면(401)과 펜들럼 지지체(20)의 중심(O) 사이의 거리(D2)와 같거나 그보다 더 큰
    펜들럼 댐퍼 어셈블리.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 중간 질량체(40)의 내주면(401)의 형상은 이와 이웃하는 상기 전면 질량체(31)의 내주면(311)의 형상 및 상기 후면 질량체(32)의 내주면(321)의 형상과 대응하는,
    펜들럼 댐퍼 어셈블리.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 중간 질량체(40)의 내주면(401)은 이와 이웃하는 상기 전면 질량체(31)의 내주면(311) 및 상기 후면 질량체(32)의 내주면(321)과 실질적으로 동일한 곡면을 이루는
    펜들럼 댐퍼 어셈블리.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 전면 질량체(31) 및 상기 후면 질량체(32)는, 전후 방향으로 상기 플랜지와 마주하는 제1영역(38) 및 상기 제1영역(38)을 제외한 제2영역(39)을 포함하고,
    상기 중간 질량체(40)는, 전후 방향으로 상기 제2영역의 80% 이상의 면적과 중첩되는
    펜들럼 댐퍼 어셈블리.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 중간 질량체(40)의 원주방향 측면(402)의 형상은 이와 마주하는 플랜지(22)의 원주방향 측면(221)의 형상과 상보적인
    펜들럼 댐퍼 어셈블리.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 중간 질량체(40)의 외주면(403)의 형상은 이와 이웃하는 상기 전면 질량체(31)의 외주면(313)의 형상 및 상기 후면 질량체(32)의 외주면의 형상(323)과 대응하는 펜들럼 댐퍼 어셈블리.
  8. 삭제
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 중간 질량체(40)의 내주면(401)은, 전후 방향으로 바라보았을 때, 구심 쪽에 중심이 배치되는 원호 형상의 프로파일을 포함하고,
    상기 두 플랜지(22) 사이에 배치되는 수용홈의 외주면(201)은, 전후 방향으로 보았을 때, 구심 쪽에 중심이 배치되는 원호 형상의 프로파일을 포함하는
    펜들럼 댐퍼 어셈블리.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 중간 질량체의 내주면(401)의 제2곡률반경(R2)은, 상기 두 플랜지 사이에 배치되는 상기 수용홈의 외주면(201)의 제1곡률반경(R1)보다 더 크고,
    제2곡률반경과 제1곡률반경의 차이(R2-R1)가, 상기 펜들럼 지지체의 중심부터 상기 중간 질량체의 내주면(401)의 원주방향 중심까지의 거리(D2)와 상기 펜들럼 지지체의 중심부터 상기 두 플랜지 사이에 배치되는 상기 수용홈의 외주면(201) 사이의 거리(D1)의 차이(D2-D1)보다 더 큰
    펜들럼 댐퍼 어셈블리.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 중간 질량체(40)가 이웃하는 두 플랜지(22) 사이의 중앙에 위치하는 상태에서, 상기 중간 질량체(40)의 내주면(401)의 중앙부 및 이와 마주하는 상기 수용홈의 외주면(201)의 간격(G1)이, 상기 중간 질량체의 내주면의 양단부 및 이와 마주하는 수용홈의 외주면(201)의 간격(G2)보다 짧은
    펜들럼 댐퍼 어셈블리.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 중간 질량체(40)가 이웃하는 두 플랜지(22) 사이의 중앙에 위치하는 상태에서, 상기 중간 질량체의 내주면(401) 및 이와 마주하는 상기 수용홈의 외주면(201)의 간격은, 상기 중간 질량체의 내주면의 중앙부로부터 상기 중간 질량체의 내주면의 단부로 갈수록 점점 멀어지는
    펜들럼 댐퍼 어셈블리.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 질량 조립체는 리벳(60)에 의해 조립되는
    펜들럼 댐퍼 어셈블리.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 각각의 플랜지에는 원주방향으로 이격된 2개의 제1펜들럼 궤도(24)들이 구비되고,
    상기 각각의 전면질량체(31)의 원주방향 양측에는 각각 상기 제1펜들럼 궤도(24)와 다른 형상의 제2펜들럼 궤도(314)들이 구비되고,
    상기 각각의 후면질량체(32)의 원주방향 양측에는 각각 상기 제2펜들럼 궤도와 동일한 형상의 제3펜들럼 궤도(324)들이 구비되고,
    상기 펜들럼 댐퍼 어셈블리는, 서로 마주하는 제1펜들럼 궤도, 제2펜들럼 궤도 및 제3펜들럼 궤도를 관통하여 배치되는 2n개의 롤러(70)들을 포함하고,
    상기 롤러(70)는 상기 제1펜들럼 궤도(24), 상기 제2펜들럼 궤도(314), 및 상기 제3펜들럼 궤도(324) 내에서 상기 플랜지(22), 상기 전면 질량체(31), 및 상기 후면 질량체(32)에 대해 상대적인 위치가 이동 가능한
    펜들럼 댐퍼 어셈블리.
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