KR102575108B1 - 진자 댐핑 장치를 제조하는 방법, 및 이 방법에 의해 획득된 장치 - Google Patents

Abstract

지지체(4)에 이동 가능하게 장착된 적어도 하나의 진자 질량체(2, 20)를 포함하는 유형의 진자 댐핑 장치(1, 11)로서, 상기 진자 질량체(2, 20)는 상기 지지체(4)의 양측에 하나씩 마련된 2개의 플라이웨이트(3, 17)로 구성되고, 이들 플라이웨이트는 상기 지지체(4) 내의 슬롯(10)을 관통하는 적어도 하나의 스페이서(6)에 의해 내면(5)들 사이에서 연결되며, 진자 질량체와 지지체 사이에는 롤러가 배열되는, 진자 댐핑 장치에 있어서, 상기 리벳(23)은 2개의 업셋 헤드(25)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

진자 댐핑 장치를 제조하는 방법, 및 이 방법에 의해 획득된 장치

본 발명은 특히 자동차용의 진자 댐핑 장치(pendulum damping device)를 제조하는 방법, 및 그 방법에 의해 획득된 장치에 관한 것이다.

진자 발진기 또는 진자로도 알려진 그러한 장치는 특히 자동차의 변속기에 장착될 것을 목적으로 한다.

자동차의 변속기에서는, 적어도 하나의 비틀림 댐핑 시스템은 일반적으로 마찰 클러치, 또는 록업 클러치(lock-up clutch)를 포함한 유체역학적 커플링과 같이, 엔진을 기어박스에 선택적으로 연결할 수 있는 클러치과 관련되어 있다.

구체적으로, 연소 엔진은 엔진의 실린더 내에서 서로 이어지는 폭발로 인한 비주기적인 거동을 생성하며, 이들 비주기적 거동은 실린더의 수에 따라 현저하게 달라진다.

그러므로, 종래의 스프링 및 마찰 플라이웨이트(friction flyweight)를 포함한 댐핑 시스템은 엔진의 비주기적 회전에 의해 야기된 비틀림 진동을 필터링하는 역할을 하며, 엔진 토크가 기어박스에 전달되기 전에 작동하게 된다. 이에 의해, 그러한 진동이 기어박스로 전해져서 거기에 충격, 소음 및 바람직하지 않은 소음을 야기하는 것을 방지할 수 있다.

필터링을 추가로 개선하기 위해, 통상의 진동 시스템에 더하여, 진자 댐핑 장치를 사용하는 것이 알려져 있다.

진자 댐핑 장치의 일 예는 출원인 명의의 특허 출원 제 FR2981714 호에 기재되어 있다. 본 장치는 그 축을 중심으로 회전 구동되는 것을 목적으로 하는 환상 지지체, 및 주변부에서 축방향으로 지지체의 양측에 하나씩 장착된 2개의 부분으로 이루어진 진자 질량체를 포함한다.

지지체 내의 슬롯을 통과하는 스페이서(spacer)는 진자 질량체의 2개의 부분을 함께 리벳 접합한다. 각 스페이서에 형성된 런웨이(runway)와 지지체 내의 대응 슬롯의 에지와의 사이에 롤러가 장착되어 있다.

이 장치에서, 리벳 헤드는 진자 질량체의 반경 방향 외면을 지탱하고, 축방향으로 이들 면을 넘어서 나사 고정된다. 작동시에 스윕되는(swept) 체적이 비교적 커서, 그에 따라 주변 구성요소들의 크기를 설정할 필요가 있다.

마찬가지로 출원인 명의의 특허 출원 제 FR3009853 호에서는, 스페이서의 단부를 진자 질량체의 개구 내에 압입하는 방법에 의해 리벳이 배제되며, 따라서 상기 결점이 경감된다.

그러나, 진자 질량체를 종래의 리벳 접합에 의해 장착하는 방법은, 다른 기지의 결점이 있음에도 불구하고 후자의 방법보다 단순하다는 이점을 제공하기 때문에, 여전히 실시에 있어서 유리할 수도 있다.

특히, 큰 두께(15㎜ 초과)에 걸친 종래의 리벳 접합(하나의 단부 및 하나의 스냅 헤드 업셋 단부(snap-headed upset end)를 구비한 리벳)은 헤드 단부에 있는 구멍을 정확하게 충전할 수 없다.

창의적인 접근 중에는, 구멍들이 업셋 단부에 가까워짐에 따라 이들 구멍을 서서히 넓히는 대응책이 알려져 있으나, 이러한 대응책은 진자 질량체의 각 부분과 같은 종말 부분(end piece)이 동일한 경우에는 작용하지 않는다.

헤드를 피닝(peening)하는 것에 의해, 리벳의 측면에서의 충전을 최적화하는 것이 가능해지지만, 전체가 균일하게 충전되는 것을 보장하지는 않는데, 이것은 스페이서가 원심 스피닝(centrifugal spinning)에 잘 견딜 수 있어야 하는 경우에 필요한 것이다.

다른 난제는 구멍 직경이 시트의 두께보다 작을 경우 시트에 구멍을 내는 것이다.

출원인에 의해 제조된 진자 댐핑 장치의 특정 모델에서는, 진자 질량체의 두께가 8㎜이기 때문에, 리벳 구멍의 직경은 8㎜일 필요가 있으나, 공칭 직경이 6㎜인 리벳은 공간 절약의 이유에서 이상적일 수 있다.

그러므로, 본 발명은 상기의 단점을 경감시키는 진자 댐핑 장치를 제조하는 방법에 관한 것이다.

당해 방법은 지지체에 이동 가능하게 장착되는 적어도 하나의 진자 질량체를 조립하는 단계를 포함하는 유형의 것으로서, 상기 진자 질량체는 상기 지지체의 양측에 하나씩 마련된 2개의 플라이웨이트로 구성되고, 이들 플라이웨이트는 상기 지지체 내의 슬롯을 관통하는 적어도 하나의 스페이서에 의해 내면들 사이에서 연결되며, 진자 질량체와 지지체 사이에는 롤러가 배열된다.

본 발명에 따른 진자 댐핑 장치를 제조하는 방법은 예비 단계를 포함하는데, 예비 단계는:

- 펀칭을 사용하여 각각의 플라이웨이트의 두께와 적어도 동일한 제 1 사전결정된 직경의 제 1 구멍을 각각의 플라이웨이트에 형성하는 제 1 공정;

- 펀칭을 사용하여 플라이웨이트의 외면에서 각각의 제 1 구멍 내에 사전결정된 깊이에 걸쳐 접시머리 구멍(countersunk bore)을 형성하고, 이들 플라이웨이트의 재료를 제 1 구멍 내로 업세팅(upsetting)하는 제 2 공정;

- 펀칭을 사용하여 제 1 구멍 내에 제 2 사전결정된 직경의 제 2 구멍을 형성하는 제 3 공정을 포함하고,

상기 두께와 상기 사전결정된 깊이 간의 차이는 최대한으로는 제 2 사전결정된 직경과 동일하다.

예비 단계는 플라이웨이트의 외면을 접시머리 구멍 둘레로 카운터보링(counterboring)하는 공정을 더 포함할 수도 있다. 스폿 페이스(spot face)에 의해 접시머리 구멍이 플라이웨이트의 외면으로부터 멀어질 수 있다.

접시머리 구멍 및 스폿 페이스의 깊이는 플라이웨이트의 축방향 두께의 50% 내지 70%, 바람직하게는 57% 내지 62%에 포함될 수도 있고, 바람직하게는 60%일 수도 있다.

본 발명에 따른 진자 댐핑 장치를 제조하는 방법에서, 상기 조립 단계는:

- 상기 제 2 사전결정된 직경과 실질적으로 동일한 공칭 직경을 갖는 금속 섕크(shank)에 의해 형성되는 리벳을 상기 구멍 각각에 삽입하는 제 1 시퀀스(sequence);

- 상기 리벳의 단부에 스냅(snap)을 사용함으로써 2개의 업셋 헤드(upset head)를 형성하는 제 2 시퀀스로서, 각각의 상기 업셋 헤드는 실질적으로 상기 접시머리 구멍 내에 수용되는, 제 2 시퀀스를 포함한다.

스폿 페이싱(spot-facing) 공정이 실행되는 경우, 이 스폿 페이스는, 스냅을 이용하여 리벳의 단부를 펀칭할 때에 플라이웨이트의 외면에 손상을 가하지 않게 하거나 외면을 변형시키지 않게 할 수 있다. 스폿 페이스는 또한 리벳이 축방향으로 플라이웨이트의 외면 너머로 돌출하는 것을 방지한다.

본 발명에 따른 진자 댐핑 장치를 제조하는 방법에서, 접시머리 구멍의 충전 수준은 80% 초과, 바람직하게는 90% 초과이다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 제 1 시퀀스로부터 상기 제 2 시퀀스까지의 모든 동작은 냉간 실행된다.

또한, 본 발명에 따르면, 플라이웨이트의 재료는 100 Hv 내지 450 Hv에 포함되는 제 1 비커스 경도를 갖는 강판일 수도 있다. 금속 섕크의 재료는 40 HrB 내지 100 HrB에 포함되는 브리넬 경도를 가질 수도 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 독립적으로 또는 조합으로, 제 1 사전결정된 직경은 8㎜일 수도 있고, 제 2 사전결정된 직경은 6㎜일 수도 있고, 사전결정된 깊이는 2㎜일 수도 있고, 두께는 8㎜일 수도 있고, 스폿 페이스의 깊이는 2㎜일 수도 있다.

또한, 본 발명은 지지체에 이동 가능하게 장착되는 적어도 하나의 진자 질량체를 포함하는 유형의 진자 댐핑 장치에 관한 것으로서, 이 진자 질량체는 상기 지지체의 양측에 하나씩 마련된 2개의 플라이웨이트로 구성되고, 이들 플라이웨이트는 상기 지지체 내의 슬롯을 관통하는 적어도 하나의 스페이서에 의해 내면들 사이에서 연결되며, 진자 질량체와 지지체 사이에는 롤러가 배열된다.

본 발명에 따르면, 이 리벳은 2개의 업셋 헤드를 포함하는 점에서 주목할 만하다.

이들 업셋 헤드는 유리하게는 플라이웨이트의 외면의 접시머리 구멍 내에 적어도 부분적으로 수용된다.

플라이웨이트의 외면은 접시머리 구멍 둘레에 스폿 페이스를 포함할 수도 있다. 접시머리 구멍 및 스폿 페이스의 깊이는 플라이웨이트의 축방향 두께의 50% 내지 70%, 바람직하게는 57% 내지 62%에 포함될 수도 있고, 바람직하게는 60%일 수도 있다.

본 발명에 따른 진자 댐핑 장치에서, 이들 접시머리 구멍의 충전 수준은 80% 초과, 바람직하게는 90% 초과이다.

이들 약간의 필수 사양은 종래 기술에 비해 본 발명에 따른 진자 댐핑 장치에 의해 제공되는 장점을 당업자에게 명백해지게 할 것이다.

지지체에 대한 진자 질량체의 운동을 안내하는 롤러는 롤링 스페이서를 형성하는 스페이서와 슬롯의 에지(edge) 사이에 위치될 수도 있다. 대안으로서, 롤러는 2개의 플라이웨이트에 직접 형성된 개구부와, 스페이서가 관통하는 슬롯과는 별개의 슬롯 사이에 배열된다. 이 대안 형태에서, 플라이웨이트 내의 개구부들은 지지체의 슬롯으로부터 각도적으로(angularly) 오프셋되어 있다.

바람직하게는, 2개의 롤러가 진자 질량체의 운동을 안내한다. 바람직하게는, 본 장치는 2개 내지 8개의 진자 질량체, 바람직하게는 3개 내지 6개의 진자 질량체를 포함한다.

본 발명의 상세한 사양은 첨부 도면과 관련하여 하기의 설명에 부여되어 있다. 이들 도면은 설명의 본문을 예시하는 것 이외의 다른 목적을 갖지 않으며, 어떤 식으로든 본 발명의 범위에 대한 제한을 구성하는 것은 아니다.

도 1a 및 도 1b는, 각각, 진자 질량체를 보여주는 종래 기술로부터 알려져 있는 진자 댐핑 장치의 부분도, 및 이 진자 질량체가 리벳에 의해 어떻게 조립되는지를 보여주는 진자 질량체의 축방향 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 진자 댐핑 장치 제조 방법의 단순화된 블록도이다.
도 3a 및 도 3b는, 각각, 진자 질량체를 보여주는 본 발명에 따른 진자 댐핑 장치의 부분도, 및 이 진자 질량체의 리벳에 의한 조립을 보여주는 진자 질량체의 축방향 단면도이다.

도 1a에 부분적으로 도시된 종래 기술로부터 공지된 진자 댐핑 장치(1)에 있어서, 진자 질량체(2)는 환형 지지체(4)의 양측에 하나씩 위치된 2개의 플라이웨이트(3)로 이루어진다.

도 1b의 축방향 단면도에 명확하게 도시된 바와 같이, 플라이웨이트(3)는 적어도 하나의 스페이서(6)(도시된 예에서는 3개)에 의해 내면(5) 사이에 연결되어 있고, 이 스페이서는 적어도 하나의 리벳(도시된 예에서는 2개)에 의해 고정되며, 이 리벳의 헤드(7) 및 업셋 헤드(8)는 플라이웨이트(3)의 외면(9) 너머로 돌출해 있다.

그 자체로 공지된 방식에 있어서, 스페이서(6)는 지지체(4)의 슬롯(10)의 에지를 따라 구르는 롤러(도시 생략)를 위한 런웨이를 포함한다.

지지체(4)가 축선(X-X') 주위로 회전하고 있을 때의 진자 질량체(2)의 진자 운동 중에, 리벳(7, 8)의 헤드(7) 및 업셋 헤드(8)에 의해 스윕되는 체적은 비교적 크며, 서두에서 이미 언급한 바와 같이, 이것은 그에 따라 주변 구성요소의 크기를 적절히 설정하는 것을 의미한다.

도 2에 도시된 본 발명에 따른 진자 댐핑 장치(11)의 제조 방법은 이러한 단점을 경감한다.

종래, 그러한 제조 방법은 진자 댐핑 장치(11)를 형성하기 위해 환형 지지체(4) 상에 플라이웨이트의 세트(13)를 조립하는 단계(12)를 포함한다.

플라이웨이트의 세트(13)는 통상적으로 예비 단계(14) 동안 금속판(15)으로부터 제조된다.

본 발명에 따른 제조 방법(12, 14)에서, 예비 단계(14)는:

- 펀칭을 사용하여, 두께가 8㎜인 강판(15)으로부터 얻어진 플라이웨이트(17)에 8㎜의 제 1 직경과 상기 두께보다 작은 깊이를 갖는 제 1 구멍을 형성하는 제 1 공정(16)― 제 1 공정(16)은 제 1 직경이 적어도 플라이웨이트(17)의 두께와 동일하기 때문에 실현 가능성의 문제는 나타나지 않음 ―;

- 펀칭을 사용하여 플라이웨이트(17)의 외면(9)에서 제 1 구멍 내에 (조립 단계(12)의 종료시의 진자 질량체(20)를 보여주는 도 3b에 도시된) 2㎜의 깊이에 걸쳐 접시머리 구멍(19)을 형성하고, 플라이웨이트(17)의 금속을 이들 제 1 구멍 내로 업세팅하는 제 2 공정(18);

- 펀칭을 사용하여 제 1 구멍의 바닥에 6㎜의 제 2 직경을 갖는 제 2 구멍을 형성하는 제 3 공정(21)을 포함한다. 제 1 구멍의 바닥에 천공될 두께가 여전히 6㎜ 이하이므로, 제 2 직경은 나머지 두께와 적어도 동일하기 때문에, 제 3 공정(21)도 어떠한 실현 가능성의 문제를 나타내지 않는다.

그에 따라 준비된 플라이웨이트의 세트(13)는 조립 단계(12) 중에 지지체(4)에 조립될 수 있다.

본 발명에 따른 제조 방법에서, 이 조립 단계는:

- 6㎜의 공칭 직경을 갖는 금속 섕크로 형성되는 리벳(23)을 제 2 구멍 각각에 삽입하는 제 1 시퀀스(22);

- 스냅을 사용하여 리벳(23)의 단부를 펀칭함으로써 2개의 업셋 헤드(25)를 형성하는 제 2 시퀀스(24)를 포함한다. 도 3b에 명확히 도시된 바와 같이, 각각의 업셋 헤드(25)는 접시머리 구멍(19) 내에 사실상 수용되어 있다. 그 결과, 리벳(23)은, 조립된 제품을 (부분도로) 보여주는 도 3a에서 명확하게 알 수 있는 바와 같이, 플라이웨이트(17) 너머로 돌출하지 않는다. 리벳(23)과 외면(9) 사이의 축방향 간격을 남기기 위해, 예비 단계(14) 동안 스폿 페이싱의 공정이 추가로 예정될 수도 있다. 스폿 페이스는 2㎜의 깊이를 가질 수도 있다.

위에 기술된 제조 방법은 접시머리 구멍(19)의 충전 수준을 80% 초과의 높은 수준의 균일성으로 달성할 수 있으며, 이것은 원심 스피닝 중의 진자 질량체(20)의 견고한 보지(retention)에 대한 기준이 된다.

이들 조립 시퀀스(22, 24, 26)에서의 동작들은 냉간 실행된다.

사용되는 강판(15)은 바람직하게는 100 Hv 내지 450 Hv에 포함되는 제 1 비커스 경도를 갖고, 리벳(23)의 금속 섕크는 유리하게는 40 HrB 내지 100 HrB에 포함되는 브리넬 경도를 갖는다.

말할 것도 없이, 본 발명은 상기의 바람직한 실시예에만 한정되는 것은 아니다.

특히, 표시된 치수들은 본 출원인에 의해 개발된 진자 댐핑 장치의 단지 하나의 특정 모델에만 대응하는 것인데, 이 모델에서는 6㎜의 공칭 직경의 리벳(23)을 사용하여 조립이 실행되는 반면에, 천공될 강판(15)은 8㎜의 두께를 갖는다. 당업자는 다른 공칭 직경의 리벳(23) 및 다른 두께의 강판(15)에 적합하도록 필요에 따라 본 발명에 따른 제조 방법을 변경할 것이다.

그러므로, 본 발명은 하기의 청구범위의 주제의 한계 내에서 실시예의 모든 가능한 대체 형태를 포괄한다.

Claims (10)

1. 지지체(4)에 이동 가능하게 장착되는 적어도 하나의 진자 질량체(2, 20)를 조립하는 단계(12)를 포함하는 유형의 진자 댐핑 장치(1, 11)의 제조 방법(12, 14)으로서, 상기 진자 질량체(2, 20)는 상기 지지체(4)의 양측에 하나씩 마련된 2개의 플라이웨이트(flyweight)(3, 17)로 구성되고, 이들 플라이웨이트(3, 17)는 상기 지지체(4) 내의 슬롯(10)을 관통하는 적어도 하나의 스페이서(6)에 의해 내면(5)들 사이에서 연결되며, 상기 진자 질량체와 상기 지지체 사이에는 롤러가 배열되는, 진자 댐핑 장치 제조 방법에 있어서,
   상기 방법은 예비 단계(14)를 포함하고, 상기 예비 단계(14)는:
   - 펀칭을 사용하여, 각각의 상기 플라이웨이트(17)의 두께와 적어도 동일한 제 1 사전결정된 직경과 상기 플라이웨이트(17)의 두께보다 작은 깊이를 갖는 제 1 구멍을 각각의 상기 플라이웨이트(17)에 형성하는 제 1 공정(16);
   - 펀칭을 사용하여 상기 플라이웨이트(17)의 외면(9)에서 각각의 상기 제 1 구멍 내에 사전결정된 깊이에 걸쳐 접시머리 구멍(countersunk bore)(19)을 형성하고, 상기 플라이웨이트(17)의 재료를 상기 제 1 구멍 내로 업세팅(upsetting)하는 제 2 공정(18);
   - 펀칭을 사용하여 상기 제 1 구멍 내에 제 2 사전결정된 직경의 제 2 구멍을 형성하는 제 3 공정(21)을 포함하고,
   상기 두께와 상기 사전결정된 깊이 간의 차이는 최대한으로는 상기 제 2 사전결정된 직경과 동일한 것을 특징으로 하는
   진자 댐핑 장치 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 예비 단계는 상기 플라이웨이트의 외면(9)을 상기 접시머리 구멍 둘레로 스폿 페이싱(spot-facing)하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는
   진자 댐핑 장치 제조 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 조립 단계(12)는,
   - 상기 제 2 사전결정된 직경과 동일한 공칭 직경을 갖는 금속 섕크(shank)(23)에 의해 형성되는 리벳(23)을 상기 제 2 구멍 각각에 삽입하는 제 1 시퀀스(sequence)(22);
   - 상기 리벳(23)의 단부에 스냅(snap)을 사용함으로써 2개의 업셋 헤드(upset head)(25)를 형성하는 제 2 시퀀스로서, 각각의 상기 업셋 헤드(25)는 상기 접시머리 구멍(19) 내에 수용되는, 상기 제 2 시퀀스를 포함하는 것을 특징으로 하는
   진자 댐핑 장치 제조 방법.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 접시머리 구멍(19)의 충전 수준은 80% 초과인 것을 특징으로 하는
   진자 댐핑 장치 제조 방법.
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 제 1 시퀀스(22)로부터 상기 제 2 시퀀스(24)까지의 모든 동작은 냉간 실행되는 것을 특징으로 하는
   진자 댐핑 장치 제조 방법.
6. 제 3 항에 있어서,
   상기 재료는 100 Hv 내지 450 Hv에 포함되는 제 1 비커스 경도를 갖는 강판(15)이며, 상기 금속 섕크(23)의 재료는 40 HrB 내지 100 HrB에 포함되는 브리넬 경도를 갖는 것을 특징으로 하는
   진자 댐핑 장치 제조 방법.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 제 1 및 제 2 사전결정된 직경은 각각 8㎜ 및 6㎜이고, 상기 사전결정된 깊이는 2㎜이며, 상기 두께는 8㎜인 것을 특징으로 하는
   진자 댐핑 장치 제조 방법.
8. 지지체(4)에 이동 가능하게 장착되는 적어도 하나의 진자 질량체(2, 20)를 포함하는 유형의 진자 댐핑 장치(1, 11)로서, 상기 진자 질량체(2, 20)는 상기 지지체(4)의 양측에 하나씩 마련된 2개의 플라이웨이트(3, 17)로 구성되고, 이들 플라이웨이트는 상기 지지체(4) 내의 슬롯(10)을 관통하는 적어도 하나의 스페이서(6)에 의해 내면(5)들 사이에서 연결되며, 상기 진자 질량체와 상기 지지체 사이에는 롤러가 배열되는, 진자 댐핑 장치에 있어서,
   상기 스페이서(6)는 적어도 하나의 리벳(23)에 의해 고정되고,
   상기 리벳(23)은 2개의 업셋 헤드(25)를 포함하는 것을 특징으로 하는
   진자 댐핑 장치.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 업셋 헤드(25)는 상기 플라이웨이트(17)의 외면(9)의 접시머리 구멍(19) 내에 적어도 부분적으로 수용되는 것을 특징으로 하는
   진자 댐핑 장치.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 접시머리 구멍(19)의 충전 수준은 80% 초과인 것을 특징으로 하는
    진자 댐핑 장치.

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