KR20000060940A - Viscous torsional damper - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A viscous torsional damper is provided to positively absorb vibrations in wide frequency range of a rotary shaft by using ER(Electro-Rheological) fluids as damping oil, where ER fluids is controlled by electrical signals. CONSTITUTION: A viscous torsional damper comprises: a vibration absorbing device to be mounted in the end of a rotary body, using ER fluids as damping oil, and to adsorb torsional vibration and natural frequency of the rotary body, which are varied according to the rotary movement of the rotary body, rotating together the rotary body; an electricity generation device to be mounted between the vibration absorbing device and a fixing body supporting the rotary body, and to generate electricity according to the rotary movement of the rotary body so as to provide variable electrical signals with the ER fluids.

Description

비스커스 토셔널 댐퍼{VISCOUS TORSIONAL DAMPER}VISCOUS TORSIONAL DAMPER

본 발명은 비스커스 토셔널 댐퍼에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 댐핑오일로 전기유동유체(ELECTRO RHEOLOGICAL FLUID, 이하 ER유체라 칭함)를 적용하여 회전축의 광범위한 주파수영역에서 전기신호를 이용하여 능동적 진동 흡수작용을 하도록 한 비스커스 토셔널 댐퍼에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a viscus damper, and more particularly, to an active vibration absorbing action using an electric signal in a wide frequency range of a rotating shaft by applying an electric fluid (ELECTRO RHEOLOGICAL FLUID, ER fluid) as a damping oil. It is about a viscus toe damper.

일반적으로 토셔널 댐퍼는 토크 변동에 따라 회전축의 비틀림 진동을 흡수하는 장치로서, 회전축 주위에 댐핑부재를 거쳐 질량이 되는 스틸제의 링을 설치하여 이루어지며, 상기 댐핑부재로 탄성을 갖는 고무부재를 사용한 러버타입 토셔널 댐퍼와 고점도를 갖는 실린콘 오일을 적용한 비스커스 토셔널 댐퍼 등으로 나눌수 있다.In general, a torsional damper is a device that absorbs torsional vibration of a rotating shaft in response to a torque change, and is formed by installing a steel ring that becomes a mass through a damping member around the rotating shaft, and has a rubber member having elasticity as the damping member. It can be divided into rubber type toe damper used and viscous toe damper with high viscosity silicone oil.

따라서 이러한 토셔널 댐퍼는 엔진의 불규칙적인 폭발과 질량분포의 불균질에 의해 주기적으로 발생되는 비틀림 진동을 흡수하고, 회전축 자체의 고유주파수와의 공진을 억제하여 구동계 전체에 악영향을 미연에 방지하게 된다.Therefore, this torsional damper absorbs torsional vibration periodically generated by irregular explosion of engine and heterogeneity of mass distribution, and suppresses resonance with natural frequency of the rotating shaft itself to prevent adverse effects on the entire drive system. .

그러나 상기한 바와 같은 토셔널 댐퍼는 그 댐핑부재의 댐핑계수 즉, 고무부재의 탄성계수 및 오일의 점성계수가 일정하게 고정되어 있어 일정주파수영역에서만 비틀림 진동의 흡수가 가능하고, 회전축의 회전속 변화에 따른 보다 넓은 주파수 영역에 대한 능동적 진동 흡수작용은 이룰 수 없다는 문제점을 내포하고 있다.However, the above-described torsional dampers have a fixed damping coefficient of the damping member, that is, the elastic coefficient of the rubber member and the viscosity coefficient of the oil, so that the torsional vibration can be absorbed only in the constant frequency region, and the rotational speed of the rotating shaft is changed. This implies that active vibration absorption in a wider frequency range cannot be achieved.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 댐핑오일로서 ER유체를 적용하여 전기신호를 이용하여 회전축의 광범위한 주파수영역에서 능동적 진동 흡수작용을 하는 비스커스 토셔널 댐퍼를 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to apply an ER fluid as a damping oil and use an electric signal to perform active vibration absorption in a wide frequency range of a rotating shaft. To provide.

도1은 본 발명에 따른 비스커스 토셔널 댐퍼가 장착된 프로펠러 샤프트 조인트부의 부분 단면도이고,1 is a partial cross-sectional view of a propeller shaft joint part equipped with a biscus torsional damper according to the present invention;

도2는 도1의 A부분의 확대 단면도이다.FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of part A of FIG. 1.

이를 실현하기 위하여 본 발명에 따른 비스커스 토셔널 댐퍼는 댐퍼 내부에 댐핑오일로서 ER유체를 사용하여 회전체의 일측에 장착되고, 회전체와 동시에 회전하면서 회전체의 회전속도에 따라 가변되는 비틀림 진동 및 회전체 자체의 고유 주파수를 능동적으로 흡수하는 진동흡수수단과;In order to realize this, the viscous torsional damper according to the present invention is mounted on one side of the rotating body using the ER fluid as a damping oil inside the damper, and torsional vibration and variable depending on the rotational speed of the rotating body while rotating simultaneously with the rotating body. Vibration absorbing means for actively absorbing the natural frequency of the rotating body itself;

상기 진동흡수수단과 회전체를 회전 지지하는 고정체 사이에 구성되어 상기 ER유체에 가변 전기신호를 공급하도록 회전체의 회전운동에 따라 전기를 발생하는 전기발생수단으로 이루어지며,Consists of the vibration absorbing means and the fixed body for rotationally supporting the rotating body is made of electricity generating means for generating electricity in accordance with the rotational movement of the rotating body to supply a variable electrical signal to the ER fluid,

상기 진동흡수수단은 내주측이 회전체에 장착되고, 외주측은 다수개의 인너 플레이트가 장착되는 허브 멤버와;The vibration absorbing means includes a hub member having an inner circumferential side mounted to the rotating body and a plurality of inner plates mounted on the outer circumferential side;

상기 허브멤버의 외주에 구성되고, 내주측에는 상기 허브멤버의 인너 플레이트 틈새에 구성되는 다수개의 아웃터 플레이트가 장착되는 인너시아 멤버와;Innersia member is formed on the outer circumference of the hub member, the inner circumferential side is mounted with a plurality of outer plates formed in the inner plate gap of the hub member;

상기 허브 멤버의 인너 플레이트와 인너시아 멤버의 아웃터 플레이트 사이에는 전기신호에 따라 점성계수가 가변하는 ER유체가 충진되어 이루어지며,The inner plate of the hub member and the outer plate of the Innersia member are filled with an ER fluid having a variable viscosity according to an electrical signal.

상기 전기발생수단은 상기 진동흡수수단의 인너시아 멤버의 일측에 장착되어 회전체와 동시에 회전하는 회전 마그네틱 플레이트와;The electricity generating means includes a rotating magnetic plate mounted on one side of the inertia member of the vibration absorbing means to rotate simultaneously with the rotating body;

상기 회전체를 회전 지지하는 지지부재의 일측에서 상기 회전 마그네틱 플레이트에 대응하게 고정체를 통하여 고정 장착되는 고정 마그네틱 플레이트로 이루어지는 것을 특징으로 한다.Characterized in that the fixed magnetic plate is fixedly mounted through a fixing body corresponding to the rotating magnetic plate on one side of the support member for supporting the rotating body.

이하 본 발명의 바람직한 구성 및 작용을 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세히 설명한다.BEST MODE Hereinafter, preferred configurations and operations of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도1은 본 발명에 따른 비스커스 토셔널 댐퍼가 장착된 프로펠러 샤프트 조인트부의 부분 단면도이고, 도2는 도1의 A부분의 확대 단면도로서, 본 발명에 의한 비스커스 토셔널 댐퍼는 트랜스밋션의 구동축(1)과 프로펠러 샤프트(2)의 연결부인 유니버셜 조인트부(3)에 장착된 것으로서, 상기 구동축(1)과 유이버셜 조인트(4)를 연결하는 연결부에 상기 비스커스 토셔널 댐퍼의 진동흡수수단이 볼트체결되고, 상기 진동흡수수단의 일측에는 전기발생수단인 회전 마그네틱 플레이트(5)가 장착되고, 트랜스밋션 하우징(6)의 일측에는 상기 회전 마그네틱 플래이트(5)에 대응하여 고정 마그네틱 플레이트(7)가 고정 장착되어 이루어진다.1 is a partial cross-sectional view of a propeller shaft joint part equipped with a biscus torsional damper according to the present invention, and FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of part A of FIG. And the vibration absorbing means of the viscus torsional damper are bolted to the connection portion connecting the drive shaft 1 and the universal joint 4 to the universal joint portion 3, which is a connection portion of the propeller shaft 2). One side of the vibration absorbing means is mounted with a rotating magnetic plate 5 which is an electricity generating means, and one side of the transmission housing 6 is fixed to the fixed magnetic plate 7 corresponding to the rotating magnetic plate 5. Is made.

상기 진동흡수수단은 내주측이 구동축(1)과 유이버셜 조인트(4)의 연결부에 볼트체결되는 허브 멤버(8)와, 이 허브 멤버(8)의 외주에 구성되어 전,후측 시일부(9,10)를 두고 장착되는 인너시아 멤버(11)로 이루어진다.The vibration absorbing means includes a hub member 8 having an inner circumferential side bolted to a connection portion between the drive shaft 1 and the universal joint 4, and an outer circumference of the hub member 8. 10 consists of Innersia members 11 mounted thereon.

상기 허브 멤버(8)의 외주측은 다수개의 인너 플레이트(12)가 구성되며, 인너시아 멤버(11)의 내주측에는 상기 인너 플레이트(12) 틈새에 끼워지는 다수개의 아웃터 플레이트(13)가 구성된다.The outer circumferential side of the hub member 8 includes a plurality of inner plates 12, and the inner circumferential side of the inner member 11 includes a plurality of outer plates 13 fitted into the inner plate 12 gap.

상기 허브 멤버(8)의 인너 플레이트(12)와 인너시아 멤버(11)의 아웃터 플레이트(13) 사이에는 ER유체(14)가 충진되며, 이 ER유체(14)는 전기적인 신호가 가해지면 그 분자구조가 변하여 고체의 성질을 갖게 되는 것으로서, 전기신호의 변화에 따라 그 점성계수가 변하게되는 것이다.The ER fluid 14 is filled between the inner plate 12 of the hub member 8 and the outer plate 13 of the innersia member 11, and the ER fluid 14 is applied when an electrical signal is applied. The molecular structure is changed to have the properties of a solid, the viscosity coefficient is changed according to the change of the electrical signal.

또한 상기 회전 마그네틱 플레이트(5)는 상기 진동흡수수단의 인너시아 멤버(11)의 외부 일측에 장착되어 구동축(1)의 회전과 함께 회전하도록 구성되고, 상기 고정 마그네틱 플레이트(7)는 상기 구동축(1)을 베어링(16)을 통하여 회전 지지하는 트랜스밋션 하우징(6)의 일측에서 상기 회전 마그네틱 플레이트(5)에 대응하게 고정체(15)를 통하여 장착되어 구동축(1)의 회전과는 상관없이 고정된다.In addition, the rotating magnetic plate 5 is mounted on the outer side of the inertia member 11 of the vibration absorbing means and configured to rotate with the rotation of the drive shaft 1, the fixed magnetic plate 7 is the drive shaft ( 1) on one side of the transmission housing 6 supporting the rotation through the bearing 16 through the fixture 15 corresponding to the rotating magnetic plate 5, irrespective of the rotation of the drive shaft 1 It is fixed.

그리고 상기한 바와 같은 고정체(15) 및 트랜스밋션 하우징(6), 베어링(16), 그리고 구동축(1)과 허브 멤버(8) 및 인너시아 멤버(11) 등은 상기 회전 마그네틱 플레이트(5)와 고정 마그네틱 플레이트(7)의 회전차에 의해 발생되는 전기를 통전시키는 도체로 이루어진다.As described above, the fixed body 15, the transmission housing 6, the bearing 16, and the drive shaft 1, the hub member 8, the inertia member 11, and the like are rotated magnetic plates 5. And a conductor for energizing electricity generated by the rotation difference of the fixed magnetic plate 7.

따라서 상기한 바와 같은 구성을 갖는 비스커스 토셔널 댐퍼는 구동축(1)이 비틀림 진동을 발생시키면서 회전하게 되면, 상기 구동축(1)의 회전작동과 연동하여 허브 멤버(8)가 회전하게 되고, 이와 동시에 내부에 ER유체(14)의 전단력에 의해 인너시아 멤버(11)가 회전하게 된다.Therefore, when the drive shaft 1 is rotated while generating a torsional vibration, the hub member 8 rotates in conjunction with the rotation operation of the drive shaft 1. Innersia member 11 is rotated by the shear force of the ER fluid 14 therein.

이때 상기 인너시아 멤버(11)의 일측에 장착된 회전 마그네틱 플레이트(5)도 함께 회전하게 되며, 고정체(15)를 통하여 상기 트랜스 밋션 하우징(6)에 장착된 고정 마그네틱 플레이트(7)와 상기 회전 마그네틱 플레이트(5) 사이에는 전기가 발생하게 된다.At this time, the rotating magnetic plate 5 mounted on one side of the Innersia member 11 also rotates, and the fixed magnetic plate 7 mounted on the transmission housing 6 through the fixing body 15 and the Electricity is generated between the rotating magnetic plates 5.

상기한 바와같은 작동에서 발생된 전기는 고정체(15)와 트랜스밋션 하우징(6), 베어링(16) 그리고 구동축(1)을 통하여 허브 멤버(8)와 인너시아 멤버(11) 사이에 충진된 ER유체(14)에 전달된다.The electricity generated in the operation as described above is filled between the hub member 8 and the inertia member 11 via the fixture 15, the transmission housing 6, the bearing 16 and the drive shaft 1. Delivered to the ER fluid 14.

그러면 상기 ER유체(14)는 공급되는 전압에 따라 그 분자 구조가 변화하게 되는데, 구동축(1)이 고속으로 회전하여 비틀림 진동이 고주파로 나타나게 되면, 상기 회전 및 고정 마그네틱 플레이트(5,7) 사이에는 고전압이 발생하여 ER유체(14)에 전달함으로 ER유체(14)는 고주파를 흡수하기에 알맞도록 점성계수가 높아지게 된다.Then, the molecular structure of the ER fluid 14 changes according to the supplied voltage. When the drive shaft 1 rotates at high speed and the torsional vibration appears at a high frequency, between the rotating and fixed magnetic plates 5 and 7. In the high voltage is generated and delivered to the ER fluid 14, the ER fluid 14 has a high viscosity coefficient suitable for absorbing high frequency.

그리고 상기 구동축(1)이 저속으로 회전하여 비틀림 진동이 저주파로 나타나게 되면, 상기 회전 및 고정 마그네틱 플레이트(5,7) 사이에는 저전압이 발생하여 ER유체(14)에 전달함으로 ER유체(14)는 저주파를 흡수하기에 알맞도록 점성계수가 낮아지게 된다.When the drive shaft 1 rotates at a low speed and the torsional vibration appears at a low frequency, a low voltage is generated between the rotating and fixed magnetic plates 5 and 7 to transmit the ER fluid 14 to the ER fluid 14. The viscosity coefficient will be low enough to absorb low frequencies.

따라서 본 발명에 의한 비스커스 토셔널 댐퍼는 구동축(1)의 회전속도에 따라 가변되는 광범위한 주파수영역의 비틀림 진동에 대하여 댐핑오일인 ER유체(14)에 전압값을 다르게 공급함으로써 능동적 진동 흡수작용을 이룰 수 있게 된다.Therefore, the viscous torsional damper according to the present invention achieves active vibration absorption by differently supplying a voltage value to the ER fluid 14, which is a damping oil, against torsional vibration in a wide frequency range that varies according to the rotational speed of the drive shaft 1. It becomes possible.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 비스커스 토셔널 댐퍼는 댐퍼 내부의 댐핑오일로 사용되어 전기신호에 따라 점성계수가 가변되는 ER유체가 구동축의 회전속도가 증가함에 따라 전압값이 커지는 전기발생수단으로부터 공급되는 전기신호를 전달받아 구동축의 회전속도에 따라 가변되는 광범위한 주파수영역의 비틀림 진동에 대하여 능동적 진동 흡수작용을 이룰 수 있게 되는 유용한 발명인 것이다.As described above, the biscus torsional damper according to the present invention is used as a damping oil inside the damper so that the ER fluid whose viscosity coefficient is variable according to the electric signal is supplied from the electricity generating means in which the voltage value increases as the rotational speed of the drive shaft increases. It is a useful invention to be able to achieve an active vibration absorbing action against the torsional vibration of a wide frequency range that is variable according to the rotational speed of the drive shaft by receiving the electrical signal.

Claims (4)

댐퍼 내부에 댐핑오일로서 ER유체를 사용하여 회전체의 일측에 장착되고, 회전체와 동시에 회전하면서 회전체의 회전속도에 따라 가변되는 비틀림 진동 및 회전체 자체의 고유 주파수를 능동적으로 흡수하는 진동흡수수단과;It is mounted on one side of the rotating body by using ER fluid as damping oil inside the damper, and it absorbs the torsional vibration which varies with the rotational speed of the rotating body and the natural frequency of the rotating body itself while simultaneously rotating with the rotating body. Means; 상기 진동흡수수단과 회전체를 회전 지지하는 고정체 사이에 구성되어 상기 ER유체에 가변 전기신호를 공급하도록 회전체의 회전운동에 따라 전기를 발생하는 전기발생수단으로 이루어지는 비스커스 토셔널 댐퍼.Viscus torsional damper is composed of the vibration generating means and the electric generating means for generating electricity in accordance with the rotational movement of the rotating body is configured to supply a variable electrical signal to the ER fluid to rotate supporting the rotating body. 제1항에 있어서, 진동흡수수단은 내주측이 회전체에 장착되고, 외주측은 다수개의 인너 플레이트가 장착되는 허브 멤버와;According to claim 1, wherein the vibration absorbing means has an inner circumferential side is mounted to the rotating body, the outer circumferential side is a hub member is mounted a plurality of inner plates; 상기 허브멤버의 외주에 구성되고, 내주측에는 상기 허브멤버의 인너 플레이트 틈새에 구성되는 다수개의 아웃터 플레이트가 장착되는 인너시아 멤버와;Innersia member is formed on the outer circumference of the hub member, the inner circumferential side is mounted with a plurality of outer plates formed in the inner plate gap of the hub member; 상기 허브 멤버의 인너 플레이트와 인너시아 멤버의 아웃터 플레이트 사이에는 전기신호에 따라 점성계수가 가변하는 ER유체가 충진되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 비스커스 토셔널 댐퍼.Biscus torsional damper characterized in that the ER fluid having a variable viscosity is filled between the inner plate of the hub member and the outer plate of the Innersia member in accordance with the electrical signal. 제1항 또는 제2항에 있어서, 전기발생수단은 상기 진동흡수수단의 인너시아 멤버의 일측에 장착되어 회전체와 함께 회전하는 회전 마그네틱 플레이트와;According to claim 1 or claim 2, The electricity generating means is mounted on one side of the innersia member of the vibration absorbing means and the rotating magnetic plate to rotate with the rotating body; 상기 회전체를 회전 지지하는 지지부재의 일측에서 상기 회전 마그네틱 플레이트에 대응하게 고정체를 통하여 고정 장착되는 고정 마그네틱 플레이트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 비스커스 토셔널 댐퍼.Biscus torsional damper, characterized in that consisting of a fixed magnetic plate fixedly mounted through a fixing body corresponding to the rotating magnetic plate on one side of the support member for supporting the rotating body. 제1항에 있어서, 상기 진동흡수수단과 고정체 및 회전체는 전기를 통전시키는 도체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 비스커스 토셔널 댐퍼.The viscus torsional damper according to claim 1, wherein the vibration absorbing means, the stationary body, and the rotating body are made of a conductor which conducts electricity.
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