KR20160135002A - 차량의 진동 감쇄 장치 - Google Patents

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Abstract

엔진과 토크 컨버터를 연결하고, 엔진과 토크 컨버터 사이에 소정의 간극을 형성하는 러그; 및 엔진과 토크 컨버터 사이에서 러그와 연결되고, 토크 컨버터의 회전에 따라 토크 컨버터의 회전방향 또는 회전 반대 방향으로 이동하는 관성체;를 포함하는 차량의 진동 감쇄 장치가 소개된다.

Description

차량의 진동 감쇄 장치{APPARATUS FOR REDUCING VIBRATION OF VEHICLE}
본 발명은 차량의 진동 감쇄 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 설치 시 레이아웃의 변화를 저감시킨 차량의 진동 감쇄 장치에 관한 것이다.
내연기관에서는 피스톤 가스 압력 변동으로 인한 구동 진동이 항상 발생하게 된다. 이러한 구동 진동은 차체 진동, 래틀(rattle) 및 부밍(booming)을 유발하는데, 이는 차량의 내구성에 악영향을 줄 뿐만 아니라 차량 전체의 소음을 증가시켜 상품성을 저하시키는 원인이 된다.
특히, 최근 엔진의 다운 사이징 및 고출력화로 엔진 구동시의 구동 진동은 더욱 증가하였으며, 따라서 이를 줄이기 위한 관성 댐퍼를 사용이 증가하고 있다.
이러한 종래의 관성 댐퍼(20)는 일반적으로 도 1에 도시된 바와 같이 외부 설치 공간의 제약으로 인해 토크 컨버터(10)의 내부에 설치되는데, 이는 토크 컨버터(10)의 내부에 구성을 추가하는 것이므로 기존의 토크 컨버터(10)와는 다른 설계 구조를 필요로 하게 된다. 따라서, 관성 댐퍼(20)를 설치하고자 하는 경우에는 토크 컨버터(10) 신규 설계 및 전장 추가 확대로 인해 재설계 범위가 확대되며, 토크 컨버터(10)의 유체성능, 댐퍼 성능, 내구성 평가 등이 필요하게 되어 개발 비용 및 시간이 증가된다. 또한, 관성 댐퍼(20)의 질량체가 움직일 때 토크 컨버터(10) 내부의 유체 저항에 의해 댐핑 특성이 증가되어 관성 댐퍼의 성능이 감소하게 되는 문제점이 있어왔다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-2002-0044218 A
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 공간 확장을 위한 레이아웃 변경을 제한하고 종래의 토크 컨버터 구조에 용이하게 설치할 수 있는 차량의 진동 감쇄 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량의 진동 감쇄 장치는 엔진과 토크 컨버터를 연결하고, 엔진과 토크 컨버터 사이에 소정의 간극을 형성하는 러그; 및 엔진과 토크 컨버터 사이에서 러그와 연결되고, 토크 컨버터의 회전에 따라 토크 컨버터의 회전방향 또는 회전 반대 방향으로 이동하는 관성체;를 포함한다.
단부가 러그에 결합되고 토크 컨버터의 반경방향 외측으로 연장되며 연장부에 관성체가 결합된 플랜지가 더 마련될 수 있다.
관성체는 한 쌍으로 마련되고, 플랜지는 한 쌍의 관성체 사이에서 관성체와 핀 결합하며, 플랜지에는 관성체가 토크 컨버터의 회전 방향 또는 회전 반대 방향으로 이동할 수 있도록 핀이 관통 결합하는 슬롯이 형성될 수 있다.
핀의 둘레부에는 슬롯의 내주와 접하도록 롤러가 더 마련될 수 있다.
플랜지의 외곽 둘레부에는 플랜지의 반경방향으로 링기어가 돌출 형성될 수 있다.
도넛 형상으로 형성되고 내주부와 외주부 사이에 러그가 결합되며 내주부와 외주부 사이에 관성체가 결합된 플랜지가 더 마련될 수 있다.
관성체는 한 쌍으로 마련되고, 플랜지는 한 쌍의 관성체 사이에서 관성체와 핀 결합하며, 플랜지에는 관성체가 토크 컨버터의 회전 방향 또는 회전 반대 방향으로 이동할 수 있도록 핀이 관통 결합하는 슬롯이 형성될 수 있다.
핀은 러그를 중심으로 러그의 양측으로 대칭되게 결합되며, 관성체의 중앙부에는 관성체와 러그의 접촉을 피하도록 홈이 형성될 수 있다.
관성체에는 러그가 관통 결합 하도록 슬롯이 형성될 수 있다.
러그의 외주부에는 슬롯의 내주부와 접하도록 롤러가 더 마련될 수 있다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량의 진동 감쇄 장치에 따르면, 기존의 토크 컨버터 구조에 용이하게 설치가 가능하므로 별도의 레이아웃 변경이 필요가 없으며, 레이아웃 재 설계에 따른 제반 비용을 절감할 수 있다.
도 1은 종래의 관성 댐퍼가 설치된 토크 컨버터를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 차량의 진동 감쇄 장치의 구성도.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 차량의 진동 감쇄 장치의 구성도.
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 차량의 진동 감쇄 장치의 구성도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량의 진동 감쇄 장치에 대하여 살펴본다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 차량의 진동 감쇄 장치의 구성도로서, 엔진과 토크 컨버터(100b)를 연결하고, 엔진과 토크 컨버터(100b) 사이에 소정의 간극을 형성하는 러그(200); 및 엔진과 토크 컨버터(100b) 사이에서 러그(200)와 연결되고, 토크 컨버터(100b)의 회전에 따라 토크 컨버터(100b)의 회전방향 또는 회전 반대 방향으로 이동하는 관성체(300);를 포함한다.
구체적으로, 상기 러그(200)는 엔진 출력축과 연결된 엔진 드라이브 플레이트(100a)에 일단부가 결합되고 타단부가 토크 컨버터(100b)의 하우징에 볼팅 또는 다양한 결합방식으로 고정되어 드라이브 플레이트(100a)의 회전력을 토크 컨버터(100b)로 전달하는 기능을 수행한다.
러그(200)는 원통형 또는 다각형 블록, 구조체 형상 등 설계자의 의도에 따라 다양한 형태의 지지체 구조를 가질 수 있다. 따라서 드라이브 플레이트(100a)와 토크 컨버터(100b) 사이에는 러그 길이만큼의 간극이 발생될 수 있다.
상기 러그(200)는 도 1에 도시된 바와 같이 종래의 토크 컨버터(100b) 구조에 일반적으로 사용되는 구조로서, 종래에는 관성 댐퍼를 토크 컨버터(100b) 내부에 설치함에 따라 상기 러그(200)에 마련된 간극이 빈 공간으로 남아있는 상태에서 토크 컨버터(100b)의 전장을 변화시킬 수 밖에 없었고, 이에 따라 전체적인 파워 트레인 레이아웃 재설계가 요구되었던 것이다.
따라서, 상기한 바와 같이 본 발명에서는 기존의 토크 컨버터(100b)에도 마련되어 있던 러그(200)에 상기 관성체(300)를 결합시켜 별도로 파워 트레인 재설계를 하지 않더라도 엔진의 진동을 저감시킬 수 있도록 하는 것이다.
한편, 도 2a는 토크 컨버터(100b) 측으로 바라본 정면도이고, 도 2b는 도 2a의 A-A 단면을 도시한 도면으로서, 도 2에 도시된 바와 같이 본 출원의 제1실시예에 따른 차량의 진동 감쇄 장치는 단부가 러그(200)에 결합되고 토크 컨버터(100b)의 반경방향 외측으로 연장되며 연장부에 관성체(300)가 결합된 플랜지(400)가 더 마련될 수 있다.
상기 플랜지(400)는 다양한 형상을 가질 수 있으나, 바람직하게는 도넛 형상과 같이 중앙부에 홀이 형성된 원형의 플레이트가 될 수 있으며, 플랜지(400)의 내주부에 러그(200)가 결합되어 플랜지(400)와 러그(200)가 일체로 회전하게 됨이 바람직하다.
러그(200)는 드라이브 플레이트(100a)의 둘레부를 따라 설정된 간격을 두고 복수개 마련될 수 있으며, 플랜지(400)는 내주부의 반경이 드라이브 플레이트(100a)의 둘레부 반경과 매칭되게 형성되어 내주부를 따라 상기 복수개의 러그(200)가 체결될 수 있다.
플랜지(400)가 드라이브 플레이트(100a) 또는 토크 컨버터(100b)의 반경 방향 외측으로 소정의 면을 형성하며, 형성된 면에 관성체(300)가 결합되는 구조이므로 관성체(300)의 회전 반경을 증가시킬 수 있어 댐핑 효율을 증대시킬 수 있게 된다.
한편, 관성체(300)는 한 쌍으로 마련될 수 있고, 플랜지(400)는 한 쌍의 관성체(300) 사이에서 관성체(300)와 핀(310) 결합하며, 플랜지(400)에는 관성체(300)가 토크 컨버터(100b)의 회전 방향 또는 회전 반대 방향으로 이동할 수 있도록 상기 핀(310)이 관통 결합하는 슬롯(410)이 형성될 수 있다.
관성체(300)는 플랜지(400)의 일측면과 타측면에 각각 위치되며, 각각 플랜지(400)에 형성된 슬롯(410)에 핀(310)을 매개로 결합될 수 있다. 바람직하게는 하나의 핀이 일측 관성체(300)와 플랜지(400) 및 타측 관성체(300)를 관통 결합하게 될 수 있다.
상기 슬롯(410)은 토크 컨버터(100b)의 회전 방향 또는 회전 반대 방향을 향해 설정된 길이를 가지도록 형성될 수 있지만, 이는 반드시 토크 컨버터(100b)의 원 회전 방향을 따라야 함을 의미하는 것은 아니며, 플랜지(400)의 회전 중심 또는 그 외 효율적인 댐핑을 위해 다양한 방향을 향하도록 설정할 수 있다.
또한, 상기 슬롯(410)은 적어도 하나 이상 형성될 수 있으며 바람직하게는 복수개 마련될 수 있고, 이에 맞게 상기 핀(310) 또한 하나 또는 복수개 마련될 수 있다.
이에 더해, 상기 관성체(300)는 플랜지(400)의 원주 방향을 따라 다수개의 쌍으로 마련될 수 있는데, 각각의 관성체(300) 쌍은 회전 중심에 대해 대칭을 이루도록 배치될 수 있다. 예컨데, 2개 쌍으로 마련된 경우는 관성체 중심이 서로 180도 간격을 이루고, 3개 쌍은 120도, 4개 쌍은 90도 간격을 이루도록 위치될 수 있을 것이다.
한편, 핀(310)의 둘레부에는 슬롯(410)의 내주와 접하도록 롤러(311)가 더 마련될 수 있다. 상기 롤러(311)는 핀(310)에 대해 자유 회전이 가능함이 바람직하며, 핀(310)의 외주를 감싸도록 하여 핀(310)과 슬롯(410)의 마찰 접촉에 의한 내구 손상을 방지하고 슬롯(410) 내부에서 핀(310)의 이동성을 증가 시킬 수 있다.
또한, 플랜지(400)의 외곽 둘레부에는 플랜지(400)의 반경방향으로 링기어(420)가 돌출 형성될 수 있는데, 상기 링기어(420)는 초기 엔진의 시동시 스타트 모터와 치합되는 기어로써, 플랜지(400)의 외곽에 링기어(420)를 형성시키고 플랜지(400)가 토크 컨버터(100b) 외측으로 돌출되도록 구성하여 댐핑 효과를 극대화 시킬 수 있는 위치에 상기 관성체(300)를 마련할 수 있다.
한편, 도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 차량의 진동 감쇄 장치의 구성도로서, 도 3a는 토크 컨버터(100b) 측으로 바라본 정면도이고, 도 3b는 도 3a의 B-B 단면을 도시한 도면이다.
제2실시예에 따른 차량의 진동 감쇄 장치는 제1실시예와 유사하게 구성될 수 있는데, 플랜지(400)가 도넛 형상으로 형성되고 내주부와 외주부 사이에 러그가 결합되며 내주부와 외주부 사이에 관성체(300)가 결합될 수 있다. 그리고 관성체(300)는 한 쌍으로 마련되고, 플랜지(400)는 한 쌍의 관성체(300) 사이에서 관성체(300)와 핀 결합하며, 플랜지(400)에는 관성체(300)가 토크 컨버터의 회전 방향 또는 회전 반대 방향으로 이동할 수 있도록 핀(310)이 관통 결합하는 슬롯(410)이 형성될 수 있다. 그리고 핀(310)을 감싸는 롤러(311)가 마련될 수 있다.
하지만, 제2실시예에서는 핀(310)이 러그(200)를 중심으로 러그(200)의 양측으로 대칭되게 관성체(300) 및 슬롯(410)에 결합되며, 관성체(300)의 중앙부에는 관성체(300)와 러그(200)의 접촉을 피하도록 홈(330)이 형성될 수 있다.
따라서, 도 3b에서 볼 수 있는 바와 같이 관성체(300)의 회전 반경이 토크 컨버터(100b) 또는 드라이브 플레이트(100a)의 외전 반경 내에 포함될 수 있으며, 토크 컨버터(100b) 외측으로 공간이 협소한 경우에도 러그(200)에 상기 관성체(300)를 설치할 수 있게 된다.
또한, 도 3a에서는 홈(330)이 관성체(300)의 외측으로 개구되도록 형성된 경우를 도시하고 있으나, 상기 홈(330)은 관성체(300)와 러그(200)의 위치에 따라 관성체(300)의 내측에 형성될 수도 있고 또는 설계자의 의도에 따라 관성체(300)가 이동하더라도 러그(200)와의 접촉을 피할 수 있도록 관성체(300)의 어느 위치에라도 형성될 수 있다.
그리고, 제2실시예의 경우에도 플랜지(400)의 외측 둘레부에는 링기어(420)가 형성됨이 바람직하다.
한편, 도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 차량의 진동 감쇄 장치의 구성도로서, 도 4a는 토크 컨버터(100b) 측으로 바라본 정면도이고, 도 4b는 도 4a의 C-C 단면을 도시한 도면이다.
제3실시예에 따른 차량의 진동 감쇄 장치는 플랜지(400)가 마련되지 않고 관성체(300)가 직접 러그(200)에 결합될 수 있다. 따라서 관성체(300)에는 러그(200)가 관통 결합 하도록 슬롯(320)이 형성될 수 있으며, 상기 슬롯(320)은 제1실시예 또는 제2실시예의 플랜지(400)에 형성된 슬롯(410)과 유사하게 형성될 수 있다.
상기 관성체(300)는 한 쌍으로 이루어지지 않고 단수개로 드라이브 플레이트(100a) 또는 토크 컨버터(100b)의 회전 반경을 따라 하나 또는 복수개 마련됨이 바람직하며, 한 쌍으로 마련되는 경우 결합수단 등을 통해 상호 체결되도록 이루어짐이 바람직하다.
물론, 설계자의 의도에 따라 체결 없이 서로 독립적으로 움직이는 한 쌍 또는 복수개로 구성될 수도 있다.
또한, 러그(200)의 외주부에는 슬롯(320)의 내주부와 접하도록 롤러(210)가 더 마련될 수 있다. 상기 롤러(210)는 제1실시예 또는 제2실시예에서 핀(310)에 결합된 롤러(210)와 유사하게 구성될 수 있으며, 상기 롤러(210)는 러그(200)의 내구성 저하를 방지하고 관성체(300)의 이동성을 향상시킬 수 있도록 한다.
제3실시예에서와 같이 관성체(300)를 바로 러그(200)에 결합시킴으로써 구성을 단순화 시킬 수 있고, 조립성 향상 및 비용 절감을 발생시킬 수 있다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량의 진동 감쇄 장치에 따르면, 기존의 토크 컨버터 구조에 용이하게 설치가 가능하므로 별도의 레이아웃 변경이 필요가 없으며, 레이아웃 재 설계에 따른 제반 비용을 절감할 수 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
100a : 드라이브 플레이트 100b : 토크 컨버터
200 : 러그 300 : 관성체
310 : 핀 210, 311 : 롤러
400 : 플랜지 320, 410 : 슬롯
420 : 링기어

Claims (10)

  1. 엔진과 토크 컨버터를 연결하고, 엔진과 토크 컨버터 사이에 소정의 간극을 형성하는 러그; 및
    엔진과 토크 컨버터 사이에서 러그와 연결되고, 토크 컨버터의 회전에 따라 토크 컨버터의 회전방향 또는 회전 반대 방향으로 이동하는 관성체;를 포함하는 차량의 진동 감쇄 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    단부가 러그에 결합되고 토크 컨버터의 반경방향 외측으로 연장되며 연장부에 관성체가 결합된 플랜지가 더 마련된 것을 특징으로 하는 차량의 진동 감쇄 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    관성체는 한 쌍으로 마련되고, 플랜지는 한 쌍의 관성체 사이에서 관성체와 핀 결합하며, 플랜지에는 관성체가 토크 컨버터의 회전 방향 또는 회전 반대 방향으로 이동할 수 있도록 핀이 관통 결합하는 슬롯이 형성된 것을 특징으로 하는 차량의 진동 감쇄 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    핀의 둘레부에는 슬롯의 내주와 접하도록 롤러가 더 마련된 것을 특징으로 하는 차량의 진동 감쇄 장치.
  5. 청구항 2에 있어서,
    플랜지의 외곽 둘레부에는 플랜지의 반경방향으로 링기어가 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 차량의 진동 감쇄 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    도넛 형상으로 형성되고 내주부와 외주부 사이에 러그가 결합되며 내주부와 외주부 사이에 관성체가 결합된 플랜지가 더 마련된 것을 특징으로 하는 차량의 진동 감쇄 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    관성체는 한 쌍으로 마련되고, 플랜지는 한 쌍의 관성체 사이에서 관성체와 핀 결합하며, 플랜지에는 관성체가 토크 컨버터의 회전 방향 또는 회전 반대 방향으로 이동할 수 있도록 핀이 관통 결합하는 슬롯이 형성된 것을 특징으로 하는 차량의 진동 감쇄 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    핀은 러그를 중심으로 러그의 양측으로 대칭되게 결합되며, 관성체의 중앙부에는 관성체와 러그의 접촉을 피하도록 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 차량의 진동 감쇄 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    관성체에는 러그가 관통 결합 하도록 슬롯이 형성된 것을 특징으로 하는 차량의 진동 감쇄 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    러그의 외주부에는 슬롯의 내주부와 접하도록 롤러가 더 마련된 것을 특징으로 하는 차량의 진동 감쇄 장치.
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