KR20020047607A - 수동변속기용 토오션 댐퍼 - Google Patents

수동변속기용 토오션 댐퍼 Download PDF

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Abstract

본 발명은 저속 주행시에는 오리피스를 통과하는 유체의 유동저항에 의한 댐핑 기능을 하여 래틀림 소음을 감소시키고, 고속 주행시에는 회전 관성에 의해 드라이브 샤프트와 분리되도록 하여 회전력 저하를 방지할 수 있는 수동변속기용 토오션 댐퍼를 제공하기 위한 것으로, 변속기의 드라이브 샤프트의 일측 외주면에 회전 가능하게 고정되고, 내측에 일정 점성을 갖는 유체가 충진되는 댐퍼 케이스와, 상기 댐퍼 케이스에 내장되고 드라이브 샤프트의 외주면에 배치되어 드라이브 샤프트 회전시 같이 회전되면서 래틀링 소음을 저감하는 회전날개와, 상기 상기 드라이브 샤프트와 회전날개 사이에 배치되어 저속 회전시에는 드라이브 샤프트와 댐퍼부재가 같이 회전되도록 연결하고, 일정 속도 이상인 고속 회전시에는 댐퍼부재와 드라이브 샤프트를 분리하는 탄성부재를 포함하여 이루어진다.

Description

수동변속기용 토오션 댐퍼 { Torsional damper of manual transmission }
본 발명은 엔진의 RPM 변동으로 발생되는 래틀링 노이즈(rattling noise)를 저감하는 수동변속기용 토오션 댐퍼에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 저속 회전시 로틀링 노이즈를 저감시키는 역할을 하고, 고속 회전시 분리되어 회전력 손실을 방지하는 역할을 수행하는 수동변속기용 토오션 댐퍼에 관한 것이다.
일반적으로 수동변속기는 엔진과 구동 바퀴 사이에 설치되어 자동차의 주행상태 변화에 따른 엔진의 회전력을 증대시키거나 감소시키는 역할을 하며, 자동차를 후진시키는 역할도 동시에 수행하는 장치이다.
이러한 수동 변속기는 엔진과 연결되어 같이 회전하는 드라이브 샤프트와, 이 드라이브 샤프트와 수평하게 위치되고 종감속 장치와 연결되어 회전력을 전달하는 카운터 샤프트와, 드라이브 샤프트와 카운터 샤프트 사이에 장착되어 각 변속단 및 후진 변속작용을 행하는 동기장치로 이루어진다.
즉, 이와 같은 수동변속기는 엔진과 기계적으로 연결되어 엔진의 RPM 변동으로 발생되는 래틀링 노이즈(rattling noise)가 드라이브 샤프트로 전달되어 수동변속기에서 소음이 발생된다.
여기에서, 상기 래틀링 노이즈는 엔진의 본질상 폭발에 의한 토오크 변동이 발생되고 동시에 RPM 변동이 발생되어 이 변동이 기계적으로 직결되는 크랭크축, 플라이 휠, 클러치를 통해 변속기의 드라이브 샤프트로 전달되어 하중이 걸리지 않은 변속기어 쌍의 백래쉬에 의해 기어이빨 사이에 충돌로 발생되는 소음이다.
이러한 래틀링 소음을 저감시키기 위한 종래의 토오션 댐퍼는 도 1에 도시된 바와 같이, 엔진과 연결되는 클러치 하우징(102)의 전방측 내면에 고정되고 일정 점성을 갖는 유체가 충진된 댐퍼 케이스(104)와, 이 댐퍼 케이스(104)에 내장되고 드라이브 샤프트(106)의 외주 둘레방향으로 장착되어 드라이브 샤프트(106)와 같이회전되며, 다수개의 오리피스(108)가 형성되는 회전날개(110)로 이루어진다.
즉, 이러한 토오션 댐퍼는 드라이브 샤프트(106) 회전시 회전 날개가 같이 회전되고, 이때, 댐퍼 케이스(104)에 충진된 유체가 오리피스(108)를 통과하면서 발생되는 유동저항에 의해 댐핑 기능을 수행하여 엔진의 RPM 변동에 따른 래틀링 소음을 저감시킨다.
그러나, 상기한 바와 같은 종래의 토오션 댐퍼는 낮은 RPM 즉, 차량이 저속으로 주행할 경우에는 래틀링 소음을 저감하는 효과가 있으나, 높은 RPM 즉, 차량이 고속으로 주행할 경우에는 회전날개 회전에 따른 에너지 손실이 발생되어 회전력을 감소시키는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 저속 주행시에는 오리피스를 통과하는 유체의 유동저항에 의한 댐핑 기능을 하여 래틀림 소음을 감소시키고, 고속 주행시에는 회전 관성에 의해 드라이브 샤프트와 분리되도록 하여 회전력 저하를 방지할 수 있는 수동변속기용 토오션 댐퍼를 제공하는 데 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 토오션 댐퍼를 나타낸 단면도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 토오션 댐퍼의 단면도이고,
도 3은 도 2 A-A 선의 단면도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 토오션 댐퍼의 작동 상태도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
2 : 드라이브 샤프트 4 : 클러치 하우징
8 : 토오션 댐퍼 10 : 댐퍼 케이스
12 : 허브 14 : 회전날개
16 : 탄성부재 20 : 오리피스
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 수동변속기용 토오션 댐퍼는 변속기의 드라이브 샤프트의 일측 외주면에 회전 가능하게 고정되고, 내측에 일정점성을 갖는 유체가 충진되는 댐퍼 케이스와, 상기 댐퍼 케이스에 내장되고 드라이브 샤프트의 외주면에 배치되어 드라이브 샤프트 회전시 같이 회전되면서 래틀링 소음을 저감하는 회전날개와, 상기 상기 드라이브 샤프트와 회전날개 사이에 배치되어 저속 회전시에는 드라이브 샤프트와 댐퍼부재가 같이 회전되도록 연결하고, 일정 속도 이상인 고속 회전시에는 댐퍼부재와 드라이브 샤프트를 분리하는 탄성부재를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수동변속기용 토오션 댐퍼의 장착상태를나타낸 변속기의 일부 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 토오션 댐퍼를 나타낸 도 2 A-A 선의 단면도이다.
수동변속기는 엔진의 크랭크축이 고정되는 플라이 휠이 클러치와 연결되고, 이 클러치의 타측에 드라이브 샤프트(2)와 연결되고, 드라이브 샤프트(2)의 일측은 클러치 하우징(4)에 베어링(6)을 개재하여 회전 가능하게 지지되고, 이 베어링(6)과 클러치 하우징(4) 사이의 드라이브 샤프트(2)에는 래틀링 노이즈를 저감하기 위한 토오션 댐퍼(8)가 설치된다.
상기 토오션 댐퍼(8)는 도 3에 도시된 바와 같이, 클러치 하우징(4), 즉 베어링(6)이 끼워지는 클러치 하우징(4)의 전방측 내면에 고정되는 댐퍼 케이스(10)와, 이 댐퍼 케이스(10)에 내장되고 드라이브 샤프트(2)의 외주 둘레방향으로 배치되어 드라이브 샤프트(2)와 같이 회전되는 회전날개(14)와, 상기 회전날개(14)의 일측과 드라이브 샤프트(2) 사이에 배치되어 저속 회전시에는 드라이브 샤프트(2)와 회전날개(14)가 같이 회전되도록 연결하고 일정 속도 이상인 고속 회전시에는 회전날개(14)와 드라이브 샤프트(2)를 분리하는 탄성부재(16)로 구성된다.
상기 댐퍼 케이스(10)는 원통체로 외주면이 클러치 하우징(4)에 끼움 고정되고, 그 내주면으로 드라이브 샤프트(2)가 통과되며 내측에 일정 점성을 갖는 유체가 충진된다. 이때, 댐퍼 케이스(10)의 내주면과 드라이브 샤프트(2) 사이에는 베어링(20)이 개재되어 드라이브 샤프트(2)가 회전됨과 아울러 밀봉되도록 장착된다,
상기 회전날개(14)는 상기 드라이브 샤프트(2)의 내주면에 배치되는 허브(12)의 외주면에 다수개로 형성되는 일정 평판형태로, 상기 회전날개(14)에는 유체가 통과하면서 유동저항을 발생시키도록 다수개의 오리피스(20)가 형성된다.
상기 탄성부재(16)는 상기 허브(12)를 다수개로 분리하고 그 사이에 배치되는 다수개의 압축 코일 스프링으로 이루어지고, 허브(12)에 일정 탄성력을 부여하여 드라이브 샤프트(2)에 부착되도록 하는 것으로, 저속시에는 탄성력이 작용하여 드라이브 샤프트(2)와 허브(12)가 같이 회전되고 고속 회전시에는 드라이브 샤프트(2)의 회전력에 의해 탄성부재(16)가 이완되면서 상기 허브(12)를 외측으로 벌어지게 하여 드라이브 샤프트(2)와 허브(12) 사이를 분리한다.
이와 같이 이루어진 본 발명에 따른 수동변속기용 토오션 댐퍼의 작용을 다음에서 설명한다.
저속 회전시에는 엔진에서 RPM 변동이 발생되면 플라이 휠, 클러치를 통해 드라이브 샤프트(2)로 충격력이 전달된다. 이때 허브(12)가 탄성부재(16)의 탄성력에 의해 드라이브 샤프트(2)에 밀착되어 드라이브 샤프트(2)와 같이 회전되면,회전날개(14)가 회전되어 댐퍼 케이스(10)에 채워진 유체가 회전날개(14)의 오리피스(20)를 통과하면서 충격을 흡수한다.
그리고, 고속 회전시에는 드라이브 샤프트(2)의 회전 관성에 의해 탄성부재(16)의 탄성력을 극복하면서 허브(12)가 드라이브 샤프트(2)의 외주면에서 일정 간극만큼 벌어지게 되어 드라이브 샤프트(2)와 허브(12) 사이가 서로 분리된 상태를 유지하게 되어 드라이브 샤프트(2)의 회전력이 감소되는 것을 방지한다.
따라서, 상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 수동변속기용 토오션 댐퍼는 저속 주행시에는 드라이브 샤프트와 같이 회전날개가 회전되고 댐퍼 케이스에 채워진 유체가 오리피스를 통과하면서 유동저항을 발생시켜 래틀링 노이즈를 저감시키고, 고속 주행시에는 드라이브 샤프트의 회전관성에 의해 탄성부재의 탄성력을 극복하고 허브와 드라이브 샤프트가 서로 분리되어 드라이브 샤프트의 회전력 저하를 방지할 수 있는 이점이 있다.

Claims (4)

  1. 변속기의 드라이브 샤프트의 일측 외주면에 회전 가능하게 고정되고, 내측에 일정 점성을 갖는 유체가 충진되는 댐퍼 케이스와;
    상기 댐퍼 케이스에 내장되고 드라이브 샤프트의 외주면에 배치되어 드라이브 샤프트 회전시 같이 회전되면서 래틀링 소음을 저감하는 회전날개와;
    상기 상기 드라이브 샤프트와 회전날개 사이에 배치되어 저속 회전시에는 드라이브 샤프트와 댐퍼부재가 같이 회전되도록 연결하고, 일정 속도 이상인 고속 회전시에는 댐퍼부재와 드라이브 샤프트를 분리하는 탄성부재를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 수동변속기용 토오션 댐퍼.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전날개는 상기 드라이브 샤프트의 외주면에 일정 개수로 분할된 상태로 배치되는 허브의 둘레방향으로 형성되고 다수개의 오리피스가 형성되어짐을 특징으로 하는 수동변속기용 토오션 댐퍼.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 탄성부재는 상기 분할된 허브 사이에 설치되는 코일 스프링으로 이루어짐을 특징으로 하는 수동변속기용 토오션 댐퍼.
  4. 저속 회전시 허브가 탄성부재의 탄성력에 의해 드라이브 샤프트에 밀착되어 같이 회전되면 회전날개가 회전되면서 댐퍼 케이스에 채워진 유체가 회전날개의 오리피스를 통과하면서 엔진의 RPM 변동에 따른 충격력을 흡수하는 단계와;
    고속 회전시 드라이브 샤프트의 회전 관성에 의해 탄성부재의 탄성력을 극복하면서 허브가 드라이브 샤프트의 외주면에서 일정 간극만큼 벌어지게 되어 드라이브 샤프트와 허브 사이가 서로 분리된 상태를 유지하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 수동변속기용 토오션 댐퍼 작동 제어방법.
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