KR20080102289A - 분리형 진동 절연 장치 - Google Patents

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KR20080102289A
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Abstract

구동 부재와, 피동 부재와, 상기 구동 부재에 이동 불가능하게 부착되고, 구동 부재에 대한 피동 부재의 예정된 회전 운동을 가능하게 하도록 피동 부재와 슬라이딩 가능하게 맞물리는 유지 부재와, 상기 구동 부재와 피동 부재 사이에 배치되고, 이 구동 부재와 피동 부재 사이에서 구동 방향으로 압축되는 에너지 흡수 부재를 구비하고, 상기 피동 부재는 예정된 각도 범위 동안에 구동 부재로부터 피동 부재로 토크가 실질적으로 전달되지 않도록 에너지 흡수 부재의 감압에 의해 구동 부재로부터 일시적으로 분리될 수 있는 것인 분리형 진동 절연 장치가 개시되어 있다.

Description

분리형 진동 절연 장치{DECOUPLING VIBRATION ISOLATOR}
본 발명은 분리형 진동 절연 장치, 보다 구체적으로는 에너지 흡수 부재의 감압에 의해 구동 부재로부터 피동 부재를 일시적으로 분리할 수 있어, 예정된 각도 범위 동안에 구동 부재로부터 피동 부재로 토크가 실질적으로 전달되지 않는 분리형 진동 절연 장치에 관한 것이다.
종래, 진동 감쇠 장치는 차량의 구동 라인, 예컨대 엔진 크랭크에 사용되고 있다. 이 목적을 위해 공지된 장치는 고무형 또는 가요성 커플링에 의해 구성되고, 탄성 스프링이라고도 알려진 슬리브 스프링 커플링에 대응한다.
그러한 장치의 경우에, 하나의 외측 비틀림 강성 부품과 하나의 내측 비틀림 강성 부품 사이에서 직접 결합되는 매 경우에 원통형 표면들 사이에 디스크형 또는 환형 탄성체, 일반적으로 고무체가 존재한다. (고무) 탄성체는 모든 작동 모드 중에 접선 방향 결합으로 인해 대개 압박된다. 여러 개의 부품으로 된 형태일 수도 있는 탄성체는 감쇠 대상 부품(이 경우에, 일반적으로 구동 라인)의 비틀림 진동을 흡수한다.
비틀림 진동의 감쇠는 또한 링으로서 구성되는 감쇠 질량체와 내측 구동 부품 간의 회전 운동의 결과로서 일어나고, 감쇠 질량체와 탄성체의 경도는 원하는 진동 주파수의 경우에 감쇠를 달성하도록 서로 일치되어야 한다.
비틀림 진동은 원동기로부터의 토크의 주기적인 변동에 의해, 예컨대 내연 기관의 연소 이벤트의 결과로서 야기된다.
당분야의 대표적인 특허는 미국 특허 제4,335,990호인데, 이 특허에는 축선을 중심으로 회전 가능하고, 적어도 2개의 러그(lug)가 마련된 허브 부재와, 상기 허브의 외측 방향으로 배치되고 러그와 비틀림 구동 관계로 정합하여 맞물리는 적어도 2개의 귀부(ear)가 마련된 림 부재와, 상기 귀부와 러그 사이에 개재되어 이들 간에 동력을 전달하는 탄성 쿠션 스프링 수단을 구비하는 비틀림 탄성 전동 장치가 개시되어 있다. 이 특허의 개선은 각자의 외주 및 내주를 따라 실질적으로 축방향 치수의 복수 개의 반경 방향 병렬 지지면을 실질적으로 상호 접촉 관계로 구비하는 허브 부재와 림 부재의 사용에 관한 것이다. 따라서, 사용시에, 자동적으로 자체 정렬되어 동심도를 유지하게 하는 큰 반경 방향 지지면이 비틀림 탄성 전동 장치의 허브 부재와 림 부재에 제공된다.
에너지 흡수 부재의 감압에 의해 피동 부재가 구동 부재로부터 일시적으로 분리될 수 있어, 예정된 각도 범위 동안에 구동 부재로부터 피동 부재로 토크가 실질적으로 전달되지 않는 분리형 진동 절연 장치가 요구된다.
본 발명의 주요 양태는 예정된 각동 범위 동안에 구동 부재로부터 피동 부재로 토크가 실질적으로 전달되지 않도록 에너지 흡수 부재의 감압에 의해 피동 부재를 구동 부재로부터 일시적으로 분리할 수 있는 분리형 진동 절연 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 양태들은 본 발명의 이하의 설명 및 첨부 도면에 의해 나타나거나 명백해질 것이다.
본 발명은 구동 부재와, 피동 부재와, 상기 구동 부재에 이동 불가능하게 부착되고, 구동 부재에 대한 피동 부재의 예정된 회전 운동을 가능하게 하도록 피동 부재와 슬라이딩 가능하게 맞물리는 유지 부재와, 상기 구동 부재와 피동 부재 사이에 배치되고, 이 구동 부재와 피동 부재 사이에서 구동 방향으로 압축되는 에너지 흡수 부재를 구비하고, 상기 피동 부재는 예정된 각도 범위 동안에 구동 부재로부터 피동 부재로 토크가 실질적으로 전달되지 않도록 에너지 흡수 부재의 감압에 의해 구동 부재로부터 일시적으로 분리될 수 있는 것인 분리형 진동 절연 장치를 포함한다.
명세서에 합체되어 그 일부를 구성하는 첨부 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하고, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.
도 1은 풀리의 정면 사시도.
도 2는 엘라스토머 부재를 포함하는 풀리의 정면 사시도.
도 3은 크랭크 플랜지의 정면 사시도.
도 4는 엘라스토머 부재를 포함하는 크랭크 플랜지의 정면 사시도.
도 5는 조립된 분리형 진동 절연 장치의 일부 절취한 정면 사시도.
도 6은 분리형 진동 절연 장치의 정면 사시도.
도 7은 조립된 분리형 진동 절연 장치의 일부 절취한 측면 사시도.
도 8은 벨트가 맞물린 분리형 진동 절연 장치의 일부 절취한 정면 사시도.
도 9는 도 8의 본 발명의 댐퍼 절연 장치의 단면도.
도 10은 분리형 진동 절연 장치의 토크와 각도 변위 간의 관계를 보여주는 그래프.
도 11은 회전 속도와 시간 간에 크랭크 관계의 그래프.
도 12는 변형예의 사시도.
도 13은 도 12의 변형예의 단면도.
도 14는 변형예의 분해 사시도.
도 15는 도 14의 변형예의 분해 사시도.
도 16은 도 14의 변형예의 단면도.
도 17은 변형예의 분해 사시도.
본 발명의 분리형 진동 절연 장치는 엔진 벨트 구동 시스템이 아이들 속도에서 엔진 연소 주파수 미만의 제1 공진 주파수를 갖도록 엔진 벨트 구동 시스템을 조절한다. 따라서, 엔진 작동의 전체 rpm 범위에서 벨트 구동 장치에 대해 각도 진동의 공진이 없다. 그러나, 엔진의 시동 중에, 엔진이 0 rpm로부터 가속하여 감소된(조절된) 시스템 주파수를 지날 때에, "찍찍거리는" 벨트 슬립 소음을 발생시킬 수 있는 벨트 구동 장치의 천이 공진이 있게 된다. 종래 기술의 경우에, 교류 발전기의 일방향 클러치(OWC; one-way-clutch) 등의 분리 장치가 구현되어야 한다. 본 발명에서는, 소정의 간극이 엘라스토머 요소의 각 쌍 사이에 구현된다.
도 1은 풀리의 정면 사시도이다. 본 발명의 분리형 진동 절연 장치는 풀리(10)를 구비한다. 풀리(10)는 외측 벨트 결합면(11)을 포함한다. 벨트 결합면(11)은 다중 리브형 프로파일을 갖는다. 풀리(10)는 내측 환형 공간(12)을 더 구비한다. 내측 환형 공간(12)은 외측부(15)와, 내측부(16) 및 반경 방향 웹부(14)에 의해 형성된다. 반경 방향 웹부(14)에는 거의 평탄한 탭(13a, 13b, 13c, 13d)이 부착되어 환형 공간(12)내로 돌출된다. 내측부(16)는 홀(17)을 형성한다.
도 2는 엘라스토머 부재를 포함하는 풀리의 정면 사시도이다. 엘라스토머 부재(20, 21, 22, 23)는 환형 공간(12) 내에 배치된다. 엘라스토머 부재(20, 21, 22, 23)는 환형 공간(12)의 곡률과 실질적으로 일치하는 아치 형태를 갖는다.
엘라스토머 부재(20, 21, 22, 23)는 EPDM, HNBR, CR, 천연 고무, 합성 고무 및 이들 중 2개 이상의 조합을 비롯하여 당업계에 알려진 재료를 포함한다. 각각은 압축성이다. 각 엘라스토머 부재는 실질적으로 선형의 스프링 정수를 갖는다. 각 엘라스토머 부재는 또한 당업계에 알려진 감쇠 특성, 즉 감쇠율(μ)을 갖는다.
각 엘라스토머 부재(20, 21, 22, 23)는 각자의 탭(13a, 13b, 13c, 13d)과 차례로 각각 맞물리는 단부(200, 210, 220, 230)를 갖는다. 이 실시예에서, 각 엘라스토머 부재(20, 21, 22, 23)의 길이는 각 탭(13a, 13b, 13c, 13d) 사이의 간격보다 작다.
각 엘라스토머 부재(20, 21, 22, 23)의 아치형의 원주 방향 길이는 대략 70 °이다. 이 원주 방향 길이는 제한되지 않으며, 단지 일례로서 제공된 것이다. 탭(13a, 13b, 13c, 13d) 사이의 원주 방향 간격은 대략 90°이다. 이에 따라, 대략 20°의 간극(130, 131, 312, 133)이 각 탭과 인접한 엘라스토머 부재의 단부 사이에 존재한다. 예컨대, 간극(130)은 단부(221)와 탭(13a) 사이에 배치된다. 마찬가지로, 간극(131)은 단부(201)와 탭(13b) 사이에 배치된다. 간극(132)은 단부(231)와 탭(13c) 사이에 배치된다. 간극(133)은 단부(211)와 탭(13d) 사이에 배치된다.
각 간극은 구동 크랭크 플랜지(50)의 감속 주기 중에 피동 풀리(10)가 구동 크랭크 플랜지(50)로부터 일시적으로 분리되게 한다. 이 분리는 각 간극에 의해 허용되는 피동 풀리(10)와 구동 크랭크 플랜지(50) 간의 상대적인 운동에 의해 부분적으로 달성된다. 즉, 크랭크 플랜지(50)가 동력을 풀리(10)에 전달할 때에, 각 엘라스토머 부재는 대응하는 약간의 길이 감소를 유발하면서 압축된다. 크랭크 플랜지(50)가 동력을 풀리(10)에 전달하지 않을 때에, 각 엘라스토머 부재는 압축력의 해제로 인해 약간 더 긴 압축되지 않은 길이로 팽창, 즉 감압된다. 이 팽창은 크랭크 플랜지(50)에 대한 풀리(10)의 상대 회전 운동을 발생시킬 수 있는 각 간극(130, 131, 132, 133)에 의해 용이해진다. 각 에너지 흡수 부재는 분리를 달성하기 위하여 언로드되고, 즉 완전히 감압된다(바꿔 말해서, 각 에너지 흡수 부재는 작동 중에 인장 하중을 받지 않는다). 분리는 소정 크기의 구동 부재 감속을 전혀 발생시키지 않는다는 점을 유념해야 한다. 피동 부재 부속 구성요소의 프리 오버런(분리)은 반대 방향으로의 관성 토크가 전달되는 토크와 동일할 때에 발생한다. 바꿔 말하면, 분리는 2가지 인자, 즉 1)전달되는 피동 부재의 부하 토크와, 2)모든 피동 부재 구성요소의 관성 모멘트에 따라 결정된다. 분리는 낮은 감속률 하에서, 피동 부재 구성요소의 토크 부하가 낮고 피동 부재의 관성이 높을 때에, 또는 그 반대인 경우에 발생할 수 있다.
본 명세서에서 제공되는 숫자, 치수 정보는 예시만을 위한 것으로서 특정 용례의 분리형 진동 절연 장치를 제공하는 데에 필요할 수 있는 치수의 관점에서 제한할 의도는 없다.
도 3은 크랭크 플랜지의 정면 사시도이다. 크랭크 플랜지(50)는 엔진 크랭크(도시 생략)에 연결되는 것이 일반적이다. 크랭크 플랜지(50)는 반경 방향 웹부(51)와 외측부(52)를 구비한다. 거의 평탄한 탭(1300a, 1300b, 1300c, 1300d)은 반경 방향 웹부(51)에 부착되어 환형 공간(120)으로 돌출된다. 웹부(51)에는 홀(53)이 배치된다. 탭(1300a, 1300b, 1300c, 1300d) 간의 간격은 대략 90°이다.
외측부(52)의 반경 방향 내향부에는 저마찰 표면(54)이 배치된다. 저마찰 표면(54)은 엘라스토머 부재(20, 21, 22, 23)의 슬라이딩 운동을 가능하게 한다. 저마찰 표면(54)의 마찰 계수는 풀리(10)와 크랭크 플랜지(50) 간의 상대 운동의 감쇠를 변경 또는 조절하도록 조절될 수 있다.
도 4는 엘라스토머 부재를 포함하는 크랭크 플랜지의 정면 사시도이다. 각 탭(1300a, 1300b, 1300c, 1300d)은 각자의 간극(130, 131, 132, 133)에 배치된다. 각 엘라스토머 부재는 저마찰 표면(54)과 엘라스토머 부재 간의 전체 표면 접촉을 감소시키도록 엘라스토머 부재(20) 상에 리브, 예컨대 리브(20a, 20b, 20c, 20d)를 더 구비한다. 리브는 또한 엘라스토머 부재가 환형 공간(12) 내에서의 압축 하에서 약간 팽창하게 한다.
도 5는 조립된 분리형 진동 절연 장치의 일부 절취한 정면 사시도이다. 풀리(10)는 크랭크 플랜지(50) 위에 맞물린다. 크랭크 플랜지(50)는 풀리(10)의 환형 공간(12) 내에 끼워진다.
캡(1400d)이 탭(1300d) 위에 맞물린다. 캡(1400c)이 탭(1300c) 위에 맞물린다. 캡(1400b)이 탭(1300b) 위에 맞물린다. 캡(1400a; 도시 생략)이 탭(1300a; 도시 생략) 위에 맞물린다.
일단 조립되면, 엘라스토머 부재(20)는 탭(13a)과 캡(1400b) 사이에 끼인다. 엘라스토머 부재(22)는 탭(13c)과 캡(1400a) 사이에 끼인다. 임의의 엘라스토머 부재의 양단부에 배치되는 간극이 존재하지 않는다. 이에 따라, 각 간극은 풀리(10)와 크랭크 플랜지(50)로부터 돌출하는 인접한 탭들 사이에 배치된다. 즉, 간극(130)은 탭(13a)과 탭(1300a) 사이에 배치된다. 간극(131)은 탭(13b)과 탭(1300b) 사이에 배치된다. 간극(132)은 탭(13c)과 탭(1300c) 사이에 배치된다. 간극(133)은 탭(13d)과 탭(1300d) 사이에 배치된다.
캡(1400a, 1400b, 1400c, 1400d)은 EPDM, HNBR, CR, 천연 고무, 합성 고무 및 이들 중 2개 이상의 조합을 비롯하여 당업계에 알려진 임의의 적절한 엘라스토머 재료를 포함한다. 각 간극(130, 131, 132, 133)의 폭은 각 캡(1400a, 1400b, 1400c, 1400d)의 두께에 의해 각각 감소된다. 예컨대, 간극(130)은 탭(13a)과 엘라스토머 부재(22)의 단부(221) 사이에 배치되고, 이 간극은 탭(1300a) 상의 캡(1400a)의 아치형 길이(즉, 두께)에 의해 감소되는 아치형 길이(즉, 폭)를 갖는다. 따라서, 모든 간극이 거의 동일한 크기이기 때문에, 간극(130)의 아치형 길이 및 간극(131, 132, 133)의 아치형 길이는 대략 5°내지 대략 10°의 범위에 있다. 이 간극(130, 131, 312, 133)의 폭만으로도 작동 중에 순간적인 각 감속도를 흡수하기 위하여 플랜지(50)에 대하여 풀리(10)의 대략 3°내지 대략 5°의 상대적인 회전을 허용하기에 충분한다.
벨트(B)는 벨트 결합면(11)과 맞물린다. 벨트(B)는 당업계에 각각 알려진 V 리브형 벨트 또는 V 벨트일 수 있다.
도 6은 분리형 진동 절연 장치의 정면 사시도이다. 크랭크 플랜지(50)는 풀리(10)의 환형 공간(12) 내에 끼워진다. 저마찰 스트립(71)은 캡(70)에 대한 풀리(10)의 상대적인 회전 운동을 가능하게 한다(도 9 참조).
도 7은 조립된 분리형 진동 절연 장치의 일부 절취한 측면 사시도이다. 캡(1400b, 1400c, 1400d)은 엘라스토머 부재(20, 22)가 없이 도시되어 있다. 허브(60)는 엔진의 크랭크샤프트(도시 생략)와 맞물린다. 캡(70)은 풀리(10)를 크랭크 플랜지(50) 내에 유지한다.
도 8은 벨트가 맞물린 분리형 진동 절연 장치의 일부 절취한 정면 사시도이다. 벨트(B)는 풀리(10)와 맞물린 상태로 도시되어 있다. 탭(13b)과 캡(1400d) 사이의 간극(133)이 명확하게 도시되어 있다. 엘라스토머 부재(21)는 캡(1400d)에 의해 탭(13d)과 탭(1300d) 사이에 배치된다. 엘라스토머 부재(23)는 캡(1400c)에 의해 탭(13d)과 탭(1300c) 사이에 배치된다.
도 9는 도 8의 본 발명의 댐퍼 절연 장치의 단면도이다. 캡(70)은 플랜지(50)와 적절한 관계로 풀리(10)를 유지하도록 플랜지(50)에 점 용접된다. 즉, 풀리(10)는 캡(70)과 플랜지(50) 사이에 끼인다. 캡(70)은 플랜지(50)에 대해 풀리(10)의 상대적인 회전 운동이 가능하도록 풀리(10)와 슬라이딩 가능하게 맞물린다. 저마찰 스트립(71)은 부품들 간에 마찰을 감소시킴으로써 캡(70)과 풀리(10) 간의 상대적인 회전 운동을 용이하게 한다(도 6을 또한 참조).
도 10은 분리형 진동 절연 장치의 토크와 각도 변위 간의 관계를 보여주는 그래프이다. 좌표(0, 0)에서, 엘라스토머 부재(20, 21, 22, 23)의 각 단부는 캡(1400b, 1400d, 1400a, 1400c) 및 탭(13a, 13b, 13c, 13d)과 완전히 맞물린다. 분리형 진동 절연 장치는 도 4에 도시된 바와 같이 방향 "R"로 구동된다. 전달된 토크가 벨트 구동 시스템에서 증가함에 따라, 플랜지(50)에 대한 풀리(10)의 각도 변위, 즉 상대적인 각도 위치가 증가된다. 즉, 엘라스토머 부재(20, 21, 22, 23)는 약간 압축되어 크랭크 플랜지(50)가 풀리(10)에 대해 소정 각도 전진하게 한다. 이는 사분면 "A"에서 곡선에 의해 묘사되어 있다.
엔진의 크랭크 샤프트가 큰 크기의 순간적인 각 감속도를 갖는 경우에, 간극은 엘라스토머 부재를 탭으로부터 분리시킴으로써, 모든 피동 벨트의 피동 엔진 부속품의 관성을 크랭크로부터 분리시켜, 시스템 진동을 감소시킨다. 이 간극의 효과는 또한 사분면 "B"에서 역방향 토크로서 도시되어 있다. 간극은 크랭크 플랜지(50)의 순간적인 각 감속도 중에 크랭크 플랜지(50)에 대한 풀리(10)의 비교적 비제한적인 상대 회전을 나타낸다. 즉, 간극은 실질적으로 크랭크 플랜지(50)와 풀리(10) 간에 토크가 전달되지 않아 구동 부재를 피동 부재로부터 일시적으로 분리하는 소정 각도 범위의 운동을 포함한다. 각 감속도가 충분한 크기이면, 풀리 탭은 과회전을 흡수하여 제지되지 않은 래쉬(lash)의 임의의 효과를 감소 또는 제거하는 방식으로 엘라스토머 캡과 맞물린다.
플랜지가 풀리를 구동시키는 작동, 즉 감속 주기 중에, 엘라스토머 부재(20, 21, 22, 23)는 연소 이벤트에 의해 야기되는 임펄스를 감쇠시킴으로써 손상을 주는 임펄스가 엔진 부속품으로 전달되는 것을 최소화하는 에너지 흡수 부재로서 기능한다. 이는 또한 감속 주기 중에, 압축성에 의해 엘라스토머 부재가 임펄스를 흡수하여, 흡수되지 않으면 벨트 구동 시스템을 통해 전달될 임펄스의 크기와 기간을 최소화하는 경우이다.
도 11은 회전 속도와 시간 간에 크랭크 관계의 그래프이다. 본 발명은 내연 기관에 사용되기 때문에, 각 연소 이벤트는 크랭크 샤프트를 통해 벨트 구동 장치에 의해 구동되는 부속품으로 전달되는 임펄스를 유발한다. 각 펄스는 크랭크 샤프트가 가속한 다음 감속하게 한다. 이들 펄스는 본 발명의 분리형 진동 절연 장치에 의해 흡수되어 부속 구동 벨트의 부속품으로 전달되는 펄스의 크기와 기간을 최소화시킨다. 이로 인해 벨트 뿐만 아니라 부속품의 작동 수명이 향상된다.
도 12는 변형예의 사시도이다. 내연 기관의 경우에, 크랭크 샤프트의 단부는 동력을 부속 벨트 구동 시스템으로 전달한다. 크랭크 샤프트는 엔진 실린더의 연소 이벤트에 의해 유발되는 주파수가 약 250 헤르쯔 내지 500 헤르쯔인 비틀림 진동을 받는 것이 일반적이다. 비틀림 진동의 진폭이 크면(약 0.5도보다 크면), 크랭크 샤프트의 비틀림 진동의 진동 에너지를 흡수하도록 크랭크 댐퍼를 사용할 수 있다. 그렇지 않으면, 크랭크 샤프트는 피로로 인해 고장날 수 있다. 소음이 또한 발생될 수 있다. 더욱이, 실린더의 연소가 불연속적이고 간헐적인 공정이라는 점에서 크랭크 샤프트에서 각도 진동이 발생된다. 각도 진동은 보다 낮은 엔진 rpm에서 더욱 분명하고, 진폭이 약 1도 이상인 대략 20 내지 30 헤르쯔의 훨씬 낮은 주파수에서 더욱 분명하다. 이 각도 진동은 감쇠될 수 있지만, 이러한 감쇠에는 매우 큰 질량 관성 부재가 필요하여, 이 질량 요건은 엔진 설계 관점에서 실용적이지 않다. 따라서, 엔진 부속품에 대한 각도 진동의 악영향을 방지하기 위하여, 각도 진동은 크랭크 샤프트 댐퍼를 사용하여 부속 구동 장치로부터 절연된다.
플랜지(50)에는 홀(85)을 통해 장착되는 볼트(83)를 비롯하여 공지된 수단에 의해 댐퍼 허브(80)가 결합된다. 댐퍼 허브(80)는 또한 플랜지(50)에 점 용접될 수 있다. 댐퍼 허브(80)는 외주면(81)을 포함한다. 외주면(81)은 축방향으로 연장되는 폭을 갖는다.
외주면(81)과 관성 부재(82) 사이에는 엘라스토머 부재(84)가 배치된다. 엘라스토머 부재(84)는 압축되지 않은 두께의 대략 70% 내지 95%인 압축된 두께로 외주면(81)과 관성 부재(82) 사이에서 압축된다. 관성 부재(82)는 엘라스토머 부재(84)와 결합될 때에 비틀림 및 측방향 크랭크 진동을 감쇠하기에 충분한 질량체를 포함한다. 본 발명의 분리형 진동 절연 장치에는 도 12에 설명된 관성 부재(82)와 엘라스토머 부재(84)가 사용되거나 사용되지 않을 수 있다.
엘라스토머 부재(84)는 감쇠 특성(μ)을 갖는다. 감쇠 특성(μ)은 엘라스토 머 부재(84)가 유지 보수를 필요로 할 수도 있는 허브(80)와 관성 부재(82) 간의 진동, 발진 및 임의의 다른 상대적인 운동을 감쇠하도록 선택된다. 볼트(83)는 또한 장치를 엔진 크랭크 샤프트(도시 생략)에 부착하도록 사용될 수도 있다.
엘라스토머 부재(84)는 EPDM, HNBR, CR, 천연 고무, 합성 고무 및 이들 중 2개 이상의 조합을 비롯하여 당업계에 알려진 재료를 포함한다.
도 13은 도 12의 변형예의 단면도이다. 도 13은 도 12에서 설명된 감쇠부가 크랭크 플랜지(50)에 부착되어 있는 것을 제외하고는 도 9의 장치를 도시하고 있다.
도 14는 변형예의 분해 사시도이다. 이 변형예에서, 엘라스토머 부재(20, 21, 22, 23)는 대응하는 스프링 부재 쌍들로 대체되어 있다. 스프링 부재들은 2001, 2002, 2101, 2102, 2201, 2202, 2301, 2302이고, 각 스프링 부재는 실질적으로 일정한 반경으로 환형 공간(12) 내에 배치된다. 스프링 부재 쌍들은 2001, 2002; 2101, 2102; 2201, 2202; 2301, 2302이다.
각 쌍의 스프링 부재들 사이에는 부재(1502, 1505, 1508, 1511)가 각각 배치되어 있다. 각 부재(1502, 1505, 1508, 1511)는 각각의 인접한 스프링 부재의 단부를 환형 공간(12) 내에서 적소에 적절하게 정렬 및 유지하도록 동작한다. 예컨대, 스프링 부재(2101, 2102)의 단부는 부재(1502)와 맞물린다. 이렇게 번갈아 "적층된" 구조는 과도한 길이를 갖지 않는 스프링을 사용할 수 있게 하는데, 만약 적층되지 않았다면 스프링은 압축 부하로 인해 환형 공간 내에서 휘어지거나 비틀어질 수 있다.
그러므로, 이 실시예에서는 엘라스토머 부재(21) 대신에 2101, 2102, 1501, 1502, 1503을 포함하는 조립체가 사용된다. 이 실시예에서는 엘라스토머 부재(20) 대신에 2001, 2002, 1504, 1505, 1506을 포함하는 조립체가 사용된다. 이 실시예에서는 엘라스토머 부재(22) 대신에 2201, 2202, 1507, 1508, 1509를 포함하는 조립체가 사용된다. 이 실시예에서는 엘라스토머 부재(23) 대신에 2301, 2302, 1510, 1511, 1512를 포함하는 조립체가 사용된다.
도 15는 도 14의 변형예의 분해 사시도이다. 각 스프링은 스프링 정수(k)를 갖는 원통형의 헬리컬 코일 스프링이다. 각 스프링의 스프링 정수는 당업계에 공지된 바와 같이 실질적으로 선형 또는 가변형일 수 있다. 각 스프링 조립체는 설명된 바와 같이 2개의 스프링을 포함하고, 스프링은 직렬로 배치되며, 전체 스프링 정수는, 예컨대
Figure 112008069885323-PCT00001
이다.
댐퍼의 전체 스프링 정수는 병렬식으로 배치된 4개의 스프링 조립체 각각의 함수로서 결정되고,
전체 스프링 정수는
Figure 112008069885323-PCT00002
이다.
각 스프링의 크기 및 스프링 정수는 감쇠될 펄스의 진폭 및 주파수를 기초로 하여 선택된다.
각 스프링 쌍에서 각각의 스프링의 길이는 (본 명세서에서 설명된) 각 스프링 조립체가 엘라스토머 부재들에 대해 설명한 바와 같이 풀리(10)와 크랭크 플랜지(50) 상의 탭들 사이의 공간을 차지하게 하도록 선택된다(도 8 참조).
도 16은 도 14의 실시예의 단면도이다. 스프링(2001, 2202)은 환형 공간(12) 내에 배치된 상태로 도시되어 있다. 모든 스프링의 직경은 각 스프링이 압축 하에 있을 때에 각 스프링의 측면간 변위를 최소화하기 위하여 환형 공간의 폭보다 약간 작다.
도 17은 변형예의 분해 사시도이다. 도 17의 실시예는 이하의 설명을 제외하고는 도 14 및 15에서 설명된 실시예와 동일하다. 이 실시예에서는, 도 15에서와 같은 스프링 쌍 대신에 단일의 스프링이 사용된다. 예컨대, 스프링(2102)과 부재(1501)는 단일의 부재(1502a)로 대체된다. 마찬가지로, 스프링(2001)과 부재(1504)는 단일의 부재(1505a)로 대체된다. 스프링(2201)과 부재(1507)는 단일의 부재(1508a)로 대체된다. 스프링(2302)과 부재(1510)는 단일의 부재(1511a)로 대체된다. 스프링(2101, 2002, 2202, 2301)은 작동 조건에 따라 미리 결정된 스프링 정수를 각각 갖는다.
또 다른 변형예에서, 가변적이고 일반적인 스프링 정수를 달성하기 위하여, 각 스프링에는 다른 스프링의 스프링 정수와 상이한 스프링 정수가 주어질 수 있다. 이 변형예는 전술한 어떠한 실시예들에도 이용할 수 있다. 이 실시예에서, 스프링은 인가된 토크와 관련된 스프링력을 가하지만, 구동 부재에 의해 인가된 토크에 따라 변할 수 있는 풀리(10)와 크랭크 플랜지(50) 간의 예정된 각도 회전을 유발하는 가변적인 방식으로 가한다.
이 실시예는 스프링, 및 이에 따라 스프링 정수의 또 다른 조합을 가능하게 함으로써 다른 레벨의 조절성을 장치에 제공한다.
본 발명의 형태들을 본 명세서에서 설명하였지만, 본 명세서에서 설명된 본 발명의 사상 및 범위에서 벗어남이 없이 구성 및 부품 관계에서 변경이 이루어질 수 있다는 것은 당업자에게 명백할 것이다.

Claims (11)

  1. 분리형 진동 절연 장치로서,
    구동 부재와,
    피동 부재와,
    상기 구동 부재에 이동 불가능하게 부착되고, 구동 부재에 대한 피동 부재의 예정된 회전 운동을 가능하게 하도록 피동 부재와 슬라이딩 가능하게 맞물리는 유지 부재와,
    상기 구동 부재와 피동 부재 사이에 배치되고, 이 구동 부재와 피동 부재 사이에서 구동 방향으로 압축되는 에너지 흡수 부재와,
    상기 에너지 흡수 부재와 피동 부재 사이에 배치되는 제2 에너지 흡수 부재와,
    구동 부재의 감속시에 구동 부재와 피동 부재 간의 비제한적인 상대 회전 운동을 가능하게 하도록 구동 부재와 피동 부재 사이에 배치된 간극
    을 구비하고, 상기 피동 부재는 구동 부재로부터 피동 부재로 토크가 실질적으로 전달되지 않도록 에너지 흡수 부재의 감압과 제2 에너지 흡수 부재의 감압에 의해 구동 부재로부터 일시적으로 분리될 수 있는 것인 분리형 진동 절연 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 피동 부재와 유지 부재 사이에 배치되는 마찰 부재를 더 구비하는 것인 분리형 진동 절연 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 에너지 흡수 부재는 엘라스토머 재료를 포함하고,
    상기 에너지 흡수 부재는 피동 부재의 환형 공간 내에 배치되는 것인 분리형 진동 절연 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 에너지 흡수 부재는 이 에너지 흡수 부재의 외측면 둘레에 배치되는 리브를 구비하는 것인 분리형 진동 절연 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 구동 부재는 제1 회전 방향으로 토크를 피동 부재에 전달하고,
    구동 부재의 일시적인 감속시에 구동 부재와 피동 부재 간에는 토크가 실질적으로 전달되지 않는 것인 분리형 진동 절연 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 피동 부재와 맞물리는 관성 부재와, 이 관성 부재와 구동 부재 사이에 배치되는 엘라스토머 부재를 더 구비하는 것인 분리형 진동 절연 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 관성 부재는 허브에 의해 구동 부재에 맞물리는 것인 분리형 진동 절연 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 에너지 흡수 부재는 스프링을 포함하는 것인 분리형 진동 절연 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 에너지 흡수 부재는 복수 개의 스프링을 병렬식으로 구비하는 것인 분리형 진동 절연 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 에너지 흡수 부재는 직렬로 연결된 적어도 한쌍의 스프링을 구비하는 것인 분리형 진동 절연 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 피동 부재는 리브형 프로파일을 포함하는 것인 분리형 진동 절연 장치.
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