KR20130046719A - 다이나믹 댐퍼 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다이나믹 댐퍼의 내부에는 제1 및 제2 중량물을 배치하고, 커버로는 열가소성 탄성체 소재를 사용하여 온도 변화에 따른 진동 주파수 감쇄 효과가 균일하게 나타나는 다이나믹 댐퍼를 제공하기 위한 것으로서, 본 발명은, 드라이브 샤프트 상에 배치되는 등속 조인트용 다이나믹 댐퍼에 있어서, 상기 드라이브 샤프트 상에 배치되고 내부에 공간이 형성되는 원통형상의 본체; 상기 본체의 내측에 상기 드라이브 샤프트와 이격되어 평행하게 배치되는 제1 중량물; 상기 본체의 내주면측에 배치되는 제2 중량물; 및 상기 본체의 내측 공간에 충전되어 상기 제1 및 제2 중량물의 유동을 방지하는 충전물을 포함하고, 상기 본체와 충전물은 열가소성 탄성체(Thermoplastic elastomer; TPE)를 포함하는 다이나믹 댐퍼를 제공한다.

Description

다이나믹 댐퍼{Dynamic Damper}
본 발명은 다이나믹 댐퍼에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 등속 조인트에 적용되고 주위의 온도 변화에 따른 진동 저감 성능 변화 정도가 적은 다이나믹 댐퍼에 관한 것이다.
조인트는 회전축의 각도가 서로 다른 회전축에 회전동력(토크)을 전달하기 위한 것으로서, 동력전달각도가 작은 추진축의 경우에는 후크 조인트, 플렉시블 조인트 등이 사용되고, 동력전달 각도가 큰 전륜 구동차의 구동축의 경우에는 등속 조인트가 사용된다.
도 1은 일반적인 등속 조인트의 구성을 나타내는 단면도이다. 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 일반적인 등속 조인트의 구성은, 샤프트(1)를 중심으로 우측(엔진측)은 트라이포드 타입 조인트(2)로 이루어지고, 샤프트(1)를 중심으로 좌측(바퀴측)은 버필드 타입 조인트(3)로 이루어진다.
트라이포드 타입 조인트(2)와 버필드 타입 조인트(3)의 구성은 이 분야에서는 널리 알려져 있는 공지의 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
그리고, 샤프트(1)의 중간에는 다이나믹 댐퍼(10)가 설치된다. 다이나믹 댐퍼(10)는 몸체의 내부에 중량물이 설치되는 구조로 이루어진다. 다이나믹 댐퍼(10)의 몸체는 고무 소재를 포함하는 구성이 일반적으로서, 일반적으로 천연고무 및 스티렌-부타디엔 고무블렌드 등이 사용된다.
다이나믹 댐퍼(10)는 샤프트(1)의 고속회전시 샤프트(1)에서 일어나는 진동으로 인한 부밍 노이즈(booming noise)를 방지한다.
다이나믹 댐퍼가 설치되는 자동차 구동장치 주변은 엔진의 동작과 미동작시에 따라 주변온도변화폭이 크지만, 댐퍼의 본체 구성에 주로 사용되는 천연고무 및 스티렌-부타디엔 고무 블렌드 등은 고무재료의 특성상 온도변화에 따라 물성(예를 들어 경도와 탄성 등)이 급변하고, 오존에 취약한 문제점이 있다.
따라서, 온도의 급변 시, 다이나믹 댐퍼는 주위의 온도와 오존에 따라 물성이 변화되어 진동 주파수 감쇄력의 변화가 크게 나타나 진동 주파수 감쇄 효과가 균일하지 않은 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 다이나믹 댐퍼의 내부에는 제1 및 제2 중량물을 배치하고, 댐퍼의 본체는 주위 온도에 따른 물성의 변화가 적고 오존에 대한 내구성이 있는 열가소성 탄성체 소재를 사용하여 오존의 여부 및 주위의 온도 변화에도 진동 주파수 감쇄 효과가 균일하게 나타나는 다이나믹 댐퍼를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 드라이브 샤프트 상에 배치되는 등속 조인트용 다이나믹 댐퍼에 있어서, 상기 드라이브 샤프트 상에 배치되고 내부에 공간이 형성되는 원통형상의 본체; 상기 본체의 내측에 상기 드라이브 샤프트와 이격되어 평행하게 배치되는 제1 중량물; 상기 본체의 내주면측에 배치되는 제2 중량물; 및 상기 본체의 내측 공간에 충전되어 상기 제1 및 제2 중량물의 유동을 방지하는 충전물을 포함하고, 상기 본체와 충전물은 열가소성 탄성체(Thermoplastic elastomer; TPE)를 포함하는 다이나믹 댐퍼를 제공한다.
상기 본체는 쇼어 40~55D의 경도를 가질 수 있다.
상기 충전물은 쇼어 50~70A의 경도를 가질 수 있다.
상기 제1 중량물은 로드 형태이고, 상기 제2 중량물은 육면체 형태일 수 있다.
상기 제1 중량물은 관 형태이고, 상기 제2 중량물은 링 형태일 수 있다.
상기 충전물 및 상기 제1 중량물은 인서트 사출에 의해 1차로 제조되고, 상기 본체 및 상기 제2 중량물은 인서트 사출에 의해 2차로 제조될 수 있다.
상기와 같은 본 발명은, 다이나믹 댐퍼의 내부에는 제1 및 제2 중량물을 배치하고, 본체에는 열가소성 탄성체 소재를 사용하여 주위의 온도 변화와 오존 여부에 따른 진동 주파수 감쇄 효과가 균일하게 나타나는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 본체는 영구압축줄음률이 작은 열가소성 탄성체 소재로 이루어져 있어 제품 수명의 연장을 기대할 수 있다.
또한, 본 발명은, 재사용이 가능한 열가소성 탄성체 소재를 사용하므로 폐기물의 발생을 줄여 환경오염을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은, 인서트 사출 방법에 의해 제조되므로 전체적인 공정의 단순화에 의해 제품 단가가 낮아져 가격 경쟁력을 가질 수 있다.
도 1은 일반적인 등속 조인트의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 다이나믹 댐퍼의 외형을 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2의 A-A선의 선단면도이다.
도 4는 도 2의 B-B 선의 선단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 다이나믹 댐퍼의 구성을 나타내는 종단면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 다이나믹 댐퍼의 외형을 나타내는 사시도이다. 도 3은 도 2의 A-A선의 선단면도이며, 도 4는 도 2의 B-B 선의 선단면도로서, 다이나믹 댐퍼의 내부 구성을 나타낸다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 다이나믹 댐퍼(100)는 본체(110), 충전물(120), 제1 중량물(130) 및 제2 중량물(140)을 포함한다.
본체(110)는 드라이브 샤프트(1) 상에 배치된다. 본체(110)는 전체적으로 소정의 직경과 길이로 이루어지는 원형 기둥 형태로 이루어진다. 또한, 본체(110)는 중심축을 통해 드라이브 샤프트(1)가 관통하여 배치된다. 본체(110)는 드라이브 샤프트(1)와의 연결 상태 유지를 용이하게 하기 위해, 본체(110)의 중심축상에는 드라이브 샤프트(1)를 감싸는 관 형태의 연결관(112)이 배치될 수 있다.
본체(110)의 내부에는 후술하는 충전물과 제1 및 제2 중량물이 배치되는 공간이 제공된다.
충전물(120)은 본체(110)의 내부 공간에 배치되어, 후술하는 제1 및 제2 중량물(130, 140)이 배치된 후 외력에 의해 위치가 이동하지 않도록 한다.
본체(110)와 충전물(120)은 각각 열가소성 탄성체를 포함한다. 여기서, 열가소성 탄성체(Thermoplastic elastomer; TPE)는 열적 가공이 가능하고, 물성이 고무의 성질을 갖는 고분자 물질이다. 열가소성 탄성체는 사용 조건하에서는 고무 탄성을 나타내며, 성형조건하에서는 열가소성 플라스틱과 같이 성형이 가능하다. 또한, 열가소성 탄성체는 온도 변화에 따른 물성 변화가 적어 온도 변화가 있는 장소에서의 사용에 적합하다. 또한, 열가소성 탄성체는 오존에 의한 물성 변화가 적은 장점이 있다. 또한, 열가소성 탄성체는 영구압축줄음률이 작고, 재사용이 가능한 장점이 있다.
이때, 본체(110)의 경도는 40~55D 이고, 충전물(120)의 경도는 50~70A 인 열가소성 탄성체를 적용하는 것이 바람직하다. 여기서, 경도는 쇼어 경도계에 의해 측정한 쇼어 경도(SHORE HARDNESS)이다. 쇼어 경도계에 의한 경도 측정은 이 분야에서는 널리 알려진 공지의 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
다시, 도 3과 도 4를 참조하면, 본체(110) 내에는 제1 중량물(130) 및 제2 중량물(140)이 배치된다.
제1 중량물(130)은 소정의 길이와 직경을 갖는 로드 형태일 수 있다. 로드 형태의 제1 중량물(130)은 드라이브 샤프트(1)에 대하여 평행한 방향으로 복수개가 배치되는 것이 바람직하다. 도면에는 8개의 제1 중량물(130)이 배치되어 있으나, 배치 개수는 사용자의 필요에 따라 증감될 수 있다.
제1 중량물(130)은 드라이브 샤프트(1)의 구동 시, 진동하며 외부에서 인가되는 진동 주파수를 감쇄한다.
제1 중량물(130)은 충전물(120)의 인서트 사출 시, 충전물(120)의 내측에 배치된다. 인서트 사출은 널리 알려진 공지의 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
제2 중량물(140)은 댐퍼 자체에서 발생할 수 있는 부조화된 진동의 증폭을 억제한다.
제2 중량물(140)은 소정의 체적을 갖는 육면체 형태일 수 있다. 제2 중량물(140)은 드라이브 샤프트(1)의 중심축에 대하여 직교하는 방향으로 본체(110)의 내주면 상에 복수개로 배치되는 것이 바람직하다.
본체(110)의 인서트 사출 시, 제2 중량물(140)은 본체(110)의 내주면상에 배치되고 이전에 사출된 충전물(120)이 내측에 배치된 상태에서 사출이 이루어지는 것이 바람직하다.
다이나믹 댐퍼의 제조에 인서트 사출을 적용하여, 제조 공정의 단순화와 제품 단가의 절감 효과를 얻을 수 있다.
여기서, 제1 중량물(130)과 제2 중량물(140)은 금속 재질로서, 철, 납과 같은 하중이 큰 재질을 사용하는 것이 바람직하다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 다이나믹 댐퍼의 구성을 나타내는 종단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 다이나믹 댐퍼(200)는 본체(110), 충전물(120), 제1 중량물(130A) 및 제2 중량물(140A)을 포함한다.
본 실시예에 의한 다이나믹 댐퍼(200)의 외형은 이전의 실시예와 동일하다. 또한, 종단면과 횡단면의 구성을 살펴보았을 때, 횡단면의 구성은 이전의 실시예와 동일할 수 있으므로, 종단면도에 의해 구성을 살펴보기로 한다. 이전의 실시예와 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
제1 중량물(130A)은 소정의 길이와 직경을 갖는 관형태일 수 있다. 관 형태의 제1 중량물(130A)은 내주측의 직경이 드라이브 샤프트(1)의 직경보다 크게 형성된다. 또한, 제1 중량물(130A)의 중심축은 드라이브 샤프트(1)의 중심축과 일치하도록 배치하여, 제1 중량물(130A)의 내주면은 드라이브 샤프트(1)와 소정거리로 이격된 상태에서 배치됨을 알 수 있다.
제2 중량물(140A)은 소정의 직경과 폭을 갖는 링 형태로 형성될 수 있다. 이때, 제2 중량물(140A)의 폭은 두께와 동일하거나 두께보다 큰 것이 바람직하다.
제2 중량물(140A)은 외주측이 본체(110)의 내주면측에 연속적으로 접촉하는 상태로 배치된다. 링 형태인 제2 중량물(140A)은 중심축이 드라이브 샤프트(1)의 중심축과 일치하도록 배치하는 것이 바람직하다.
본 실시예에 의한 다이나믹 댐퍼의 구성요소들은 인서트 사출 방식으로 제조될 수 있다. 인서트 사출 방식은 이전의 실시예와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
상기와 같이 구성된 본 발명은 다이나믹 댐퍼의 본체가 온도 변화와 오존에 따른 물성 변화가 적은 열가소성 탄성체 소재로 이루어져 있어, 온도 변화와 오존 여부에 따른 다이나믹 댐퍼의 진동 주파수 감쇄 효과의 불균일이 방지될 수 있다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100, 200: 다이나믹 댐퍼
110: 본체
120: 충전물
130, 130A: 제1 중량물
140, 140A: 제2 중량물

Claims (6)

  1. 드라이브 샤프트 상에 배치되는 등속 조인트용 다이나믹 댐퍼에 있어서,
    상기 드라이브 샤프트 상에 배치되고 내부에 공간이 형성되는 원통형상의 본체;
    상기 본체의 내측에 상기 드라이브 샤프트에 대하여 평행하게 배치되는 제1 중량물;
    상기 본체의 내주면측에 배치되고 상기 드라이브 샤프트에 대하여 직교하는 방향으로 배치되는 제2 중량물; 및
    상기 본체의 내측 공간에 충전되어 상기 제1 및 제2 중량물의 이동을 방지하는 충전물을 포함하고,
    상기 본체와 충전물은 열가소성 탄성체(Thermoplastic elastomer; TPE)를 포함하는 다이나믹 댐퍼.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 본체는 쇼어 40~55D의 경도를 갖는 다이나믹 댐퍼.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 충전물은 쇼어 50~70A의 경도를 갖는 다이나믹 댐퍼.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 중량물은 로드 형태이고, 상기 제2 중량물은 육면체 형태인 다이나믹 댐퍼.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 중량물은 관 형태이고, 상기 제2 중량물은 링 형태인 다이나믹 댐퍼.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 충전물 및 상기 제1 중량물은 인서트 사출에 의해 1차로 제조되고,
    상기 본체 및 상기 제2 중량물은 인서트 사출에 의해 2차로 제조되는 다이나믹 댐퍼.
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