KR20040037781A

KR20040037781A - 진동 감쇠 댐퍼

Info

Publication number: KR20040037781A
Application number: KR1020020066414A
Authority: KR
Inventors: 송영래
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2002-10-30
Filing date: 2002-10-30
Publication date: 2004-05-07
Also published as: KR100482579B1

Abstract

본 발명은 진동 감쇠 댐퍼에 관한 것으로서, 중심부에 허브 플레이트가 장착되며 엔진의 크랭크축과 연결된 1차 질량체와, 허브 플레이트의 상측에 베어링의 지지로 결합되며 변속기의 입력축 기어와 연결되는 2차 질량체와, 2차 질량체와 결합되는 드라이브 플레이트와, 1차 질량체의 외주에 결합되고, 상기 드라이브 플레이트의 외측을 일정부분까지 덮도록 장착된 커버부재와, 1차 질량체와 상기 커버부재 사이에 상기 1차 질량체의 환형을 따라 삽입되는 스프링 부재와 결합되어, 상기 질량체의 회전에 따라 상기 스프링 부재의 탄성력으로 이동되어 상기 1차 질량체에 밀착되어 발생된 마찰력으로 진동을 감쇠하는 진동 감쇠수단을 구비한다.

Description

진동 감쇠 댐퍼{VIBRATION DAMPING DAMPER}

본 발명은 진동 감쇠 댐퍼에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 플라이휠로 사용 가능한 진동 감쇠 댐퍼에 관한 것으로서 진동 감쇠 댐퍼의 강성값과 댐핑값이 회전수와 회전각도에 따라 변하는 가변특성을 가지는 진동 감쇠댐퍼에 관한 것이다.

일반적으로 차량 클러치 조립체는 엔진의 크랭크축과 연결되는 플라이휠과, 일측은 플라이휠의 일면과 대향되고 다른 일측은 트랜스미션의 입력축과 연결되는클러치 디스크와, 플라이휠에 볼팅되어 클러치 디스크와 플라이휠을 잠금/해제할 수 있는 클러치 커버로 구성된다.

상기 플라이휠은 엔진의 크랭크축과 연결되는 1차 질량체와, 변속기의 입력축 기어와 연결되는 2차 질랑체로 구성된다. 상기 제1/제2차 질량체는 제한된 범위까지 상대측에 대하여 회전할 수 있다.

엔진이 비교적 높은 평균 레벨의 토오크를 발생하고 변속기어가 선택되어 차량이 엔진에 의하여 구동될 때, 플라이휠의 각 질량체는 상대회전의 한계에 접근한다.

엔진은 평균 레벨의 상하로 변화하는 불규칙한 토오크 출력을 발생하므로 이들 진동은 상대회전을 제한하는 정지 구조체에 대하여 질량체가 덜걱거리도록 한다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 진동 감쇠장치는 구동상태에서 비교적 높은 레벨의 댐핑 효과를 갖는 것이 필요하다. 차량의 관성은 엔진을 구동시킬 것이므로, 즉 엔진이 오버런 상태가 되고 플라이휠 질량체의 상대회전이 반대 오버런 방향으로 향하게 되므로 진동 감쇠장치는 양방향의 상대회전 방향으로 작동되는 것이 필요하다.

종래의 진동 감쇠 플라이휠 구조는 플라이휠의 질량체를 1차 질량체와, 2차 질량체로 나누어 2차 질량체가 다이나믹 댐퍼의 역할을 수행하게 하여 구동계의 진동을 저감시키는 구조로서, 1차 질량체와 2차 질량체는 스프링으로 연결되어 있으며 2차 질량체에 클러치가 압착되는 구조이다.

이러한 종래의 진동 감쇠 플라이휠에서 1차 질량체는 크랭크 축에 고정되어 있으며, 2차 질량체와 트랜스미션 입력축이 클러치를 통해 단속된다.

도 1a 내지 도 1c는 종래 플라이휠로 적용 가능한 진동 감쇠 댐퍼를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1a에 도시된 바와 같이, 종래 진동 감쇠댐퍼(1)는 1차 질량체(3)와, 상기 1차 질량체(3)와 상대 회전할 수 있도록 맞대어 설치되는 미도시된 2차 질량체와, 아크형 코일 스프링(3)의 작동에 의하여 진동 감소 역할을 수행한다. 즉, 클러치가 2차 질량체에 압착되어 2차 질량체가 회전하게 되면 2차 질량체에 결합된 드라이브 플레이트가 1차 질량체(3)에 부착된 아크형 코일 스프링(5)을 밀어주는 구조이다.

종래의 진동 감쇠댐퍼(7)의 또 다른 실시예는, 도 1b에 도시된 바와 같이, 스프링(9)이 1차 질량체(2)의 반경방향으로 배치되어 드라이브 플레이트의 회전으로 2차 질량체가 스프링(9)에 인장력을 발생시키는 구조이다.

종래의 진동 감쇠댐퍼(4)의 또 다른 실시예는, 도 1c에 도시된 바와 같이, 1차 질량체(6)에 직선 스프링(8)을 직렬로 양쪽에 5개씩 분리 배치하고, 2차 질량체에 의해 각각의 스프링(8)을 압착하는 구조이다. 이러한 상기 각 실시예는 근본적인 구조에는 차이가 거의 없고 스프링의 배치와 그에 따른 드라이브 플레이트의 구조가 조금씩 다를 뿐이다.

이러한 종래 플라이휠로 적용 가능한 진동 감쇠 댐퍼에서는 1차 질량체와 2차 질량체의 상대적인 회전이 발생하는 경우 스프링의 회전각에 따른 균일 압축에 의하여 작동 토오크의 크기를 회전각에 따라 조절할 수 없는 문제점이 있으며, 진동 감쇠 또한 일정하게 하여 작동상태에 따라 변화하는 특성을 줄 수 없는 단점이 있다.

본 발명은 상기 전술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 차량의 플라이휠로 사용 가능한 진동 감쇠 댐퍼에 관한 것으로서 진동 감쇠 댐퍼의 강성값과 댐핑값이 회전수와 회전각도에 따라 변하는 가변특성을 가지는 진동 감쇠댐퍼를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1a 내지 도 1c는 종래 플라이휠로 적용 가능한 진동 감쇠 댐퍼를 개략적으로 도시한 도면.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진동 감쇠 댐퍼를 개략적으로 도시한 부분 단면도.

도 3은 도 2의 측면도.

도 4는 도 3의 제1감쇠부재를 개략적으로 도시한 도면.

도 5는 도 3의 제2감쇠부재를 개략적으로 도시한 도면.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 진동 감쇠 댐퍼는, 중심부에 허브 플레이트가 장착되며 엔진의 크랭크축과 연결된 1차 질량체; 상기 허브 플레이트의 상측에 베어링의 지지로 결합되며 변속기의 입력축 기어와 연결되는 2차 질량체; 상기 2차 질량체와 결합되는 드라이브 플레이트; 상기 1차 질량체의 외주에 결합되고, 상기 드라이브 플레이트의 외측을 일정부분까지 덮도록 장착된 커버부재; 및 상기 1차 질량체와 상기 커버부재 사이에 상기 1차 질량체의 환형을 따라 삽입되는 스프링 부재와 결합되어, 상기 질량체의 회전에 따라 상기 스프링 부재의 탄성력으로 이동되어 상기 1차 질량체에 밀착되어 발생된 마찰력으로 진동을 감쇠하는 진동 감쇠수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 진동 감쇠수단은, 상기 1차 질량체의 환형을 따라 슬라이딩 가능하도록 설치되는 제1가이드 플레이트와, 상기 제1가이드 플레이트의 중앙 상측에 설치되는 롤러와, 상기 제1가이드 플레이트의 양측에 경사방향으로 설치되는 스프링 부재를 구비하여 상기 제1질량체에 환형으로 다수개 배치되는 제1감쇠부재; 및 상기 제1감쇠부재 간에 설치되며 상기 스프링 부재에 결합되며 일측에 경사면이 마련된 제2가이드 플레이트와, 상기 제2가이드 플레이트의 경사면에 면접촉되는 경사면이 형성되며 상기 스프링 부재에 일측이 결합되는 제3가이드 플레이트를 구비하는 제2감쇠부재를 구비하여 상기 제1차 질량체에 환형으로 장착되는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진동 감쇠 댐퍼를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진동 감쇠 댐퍼를 개략적으로 도시한 부분 단면도이고, 도 3은 도 2의 측면도이며, 도 4는 도 3의 제1감쇠부재를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 5는 도 3의 제2감쇠부재를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 진동 감쇠 댐퍼(100)는, 엔진의 크랭크축과 연결된 1차 질량체(10)와, 상기 1차 질량체(10)와 결합되고 변속기의 입력축 기어와 연결되는 2차 질량체(20)와, 상기 2차 질량체(20)와 결합되는 드라이브 플레이트(30)와, 상기 1차 질량체(10)의 외주에 결합되어 드라이브 플레이트(30)의 외측을 덮는 커버부재(40)와, 상기 1차 질량체(10)와커버부재(40) 사이에 설치되는 진동 감쇠수단을 구비한다.

상기 1차 질량체(10)의 중심부에는 허브 플레이트(11)가 장착되고, 그 상측에 부쉬 베어링(13)이 설치되며 엔진의 크랭크축과 연결된다. 상기 허브 플레이트(11)는 1차 질량체(10)의 중앙에 볼트(15)로서 고정되는 것으로서, 2차 질량체(20)가 1차 질량체(10)에 조립될 수 있도록 하는 지지대 기능을 한다. 즉, 상기 허브 플레이트(11)의 상측으로 부쉬 베어링(13)을 압입한 후 2차 질량체(20)가 다시 압입된다.

상기 2차 질량체(20)는 부쉬 베어링(13)에 압입 결합되고 변속기의 입력축 기어와 연결된다. 상기 2차 질량체(20)에는 드라이브 플레이트(30)가 리벳(31)으로 결합된다. 상기 드라이브 플레이트(30) 외측의 일정 부분은 커버부재(40)로 보호된다.

상기 커버부재(40)는 1차 질량체(10)의 외주에 결합되고, 드라이브 플레이트(30)의 외측을 일정부분까지 덮도록 장착된다. 상기 커버부재(40)와 1차 질량체(10)는 레이저 용접 또는 볼팅으로 밀봉된다. 상기 커버부재(40)와 1차 질량체(10) 사이에는 진동 감쇠수단이 설치된다.

상기 진동 감쇠수단은 제1감쇠부재(50) 및 제2감쇠부재(60)로 구비된다.

상기 제1감쇠부재(50)는 도 4에 도시된 바와 같이, 1차 질량체(10)의 환형을 따라 슬라이딩 가능하도록 설치되는 제1가이드 플레이트(51)와, 제1가이드 플레이트(51)의 중앙 상측에 설치되는 롤러(53)와, 제1가이드 플레이트(51)의 양측에 경사방향으로 설치되는 스프링 부재(55)를 구비하여 1차 질량체(10)에 다수개 배치된다.

상기 제2감쇠부재(60)는 도 5에 도시된 바와 같이, 제1감쇠부재(50) 간에 설치되며 스프링 부재(55)에 결합되며 일측에 경사면이 마련된 제2가이드 플레이트(61)와, 제2가이드 플레이트(61)의 경사면에 면접촉되는 경사면이 형성되며 스프링 부재(55)에 일측이 결합되는 제3가이드 플레이트(63)를 구비한다.

전술한 바와 같이, 진동 감쇠수단에 마련된 스프링 부재(55)는 직렬, 다단으로 연결되기 때문에 본 발명의 진동 감쇠 댐퍼(100) 전체의 강성값을 하나의 값이 아닌 몇 개의 값으로 구성된 다단 특성을 갖도록 구성할 수 있다. 또한, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 롤러(53)가 집중관성으로 작용하여 회전수가 커질수록 롤러(53)를 위아래에서 지지하고 있는 제1가이드 플레이트(51)를 1차 질량체(10)에 밀착시킴으로써 원심력에 비례하는 마찰력을 발생시켜 고회전수에서 감쇠력이 큰 특성을 갖는다.

그리고, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 회전각이 커질수록 스프링 부재(55)에 큰 힘이 작용하고 이는 쐐기형으로 형성된 제2가이드 플레이트(51)를 1차 질량체(10)에 큰 힘으로 밀착시켜 회전각에 따라 마찰력이 커지는 감쇠특성을 지니는 역할을 하도록 한다.

또한, 상기 제1/제2/제3가이드 플레이트(51)(61)(63)는 스프링 부재(55)의 최대 압축시에 서로 접촉하여 스프링 부재(55)에 걸리는 탄성하중을 분담하여 받도록 하여 하중이나 토오크의 급격한 변동에 대하여 스프링 부재(55)의 밀착고를 한계 이내로 유지시켜 스프링 부재(55)를 보호하도록 한다.

상기의 구성을 갖는 본 발명에 따른 진동 감쇠 댐퍼의 작동을 설명한다.

엔진의 토오크 변동이 발생하면 1차 질량체(10)의 회전력이 커져서 드라이브 플레이트(30)와 상대회전이 발생한다. 따라서, 드라이브 플레이트(30)는 스프링 부재(55)와의 상대운동으로 스프링 부재(55)를 압축한다.

이러한 스프링 부재(55)는 드라이브 플레이트(30)에 의하여 압축되면서 회전력을 전달하여 2차 질량체(20)도 회전하게 된다.

상기와 같은 본 발명에 따른 진동 감쇠 댐퍼는 다음과 같은 효과를 갖는다.

기어의 래틀소음 및 트랜스미션에서 발생하는 진동 소음을 최적 저감할 수 있으며, 플라이휠의 부품을 단순화하고 최소화하여 제조원가를 절감할 수 있다.

이상, 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참조하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명과 균등한 범위에 속하는 다양한 변형예 또는 다른 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호범위는 이어지는 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims

중심부에 허브 플레이트가 장착되며 엔진의 크랭크축과 연결된 1차 질량체;

상기 허브 플레이트의 상측에 베어링의 지지로 결합되며 변속기의 입력축 기어와 연결되는 2차 질량체;

상기 2차 질량체와 결합되는 드라이브 플레이트;

상기 1차 질량체의 외주에 결합되고, 상기 드라이브 플레이트의 외측을 일정부분까지 덮도록 장착된 커버부재; 및

상기 1차 질량체와 상기 커버부재 사이에 상기 1차 질량체의 환형을 따라 삽입되는 스프링 부재와 결합되어, 상기 질량체의 회전에 따라 상기 스프링 부재의 탄성력으로 이동되어 상기 1차 질량체에 밀착되어 발생된 마찰력으로 진동을 감쇠하는 진동 감쇠수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 진동 감쇠 댐퍼.
제1항에 있어서,

상기 진동 감쇠수단은,

상기 1차 질량체의 환형을 따라 슬라이딩 가능하도록 설치되는 제1가이드 플레이트와, 상기 제1가이드 플레이트의 중앙 상측에 설치되는 롤러와, 상기 제1가이드 플레이트의 양측에 경사방향으로 설치되는 스프링 부재를 구비하여 상기 제1질량체에 환형으로 다수개 배치되는 제1감쇠부재; 및

상기 제1감쇠부재 간에 설치되며 상기 스프링 부재에 결합되며 일측에 경사면이 마련된 제2가이드 플레이트와, 상기 제2가이드 플레이트의 경사면에 면접촉되는 경사면이 형성되며 상기 스프링 부재에 일측이 결합되는 제3가이드 플레이트를 구비하는 제2감쇠부재를 구비하여 상기 제1차 질량체에 환형으로 장착되는 것을 특징으로 하는 진동 감쇠 댐퍼.