KR20170088703A - 차량의 구동 샤프트용 댐퍼 - Google Patents

차량의 구동 샤프트용 댐퍼 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량의 구동 샤프트에 결합하여 구동 샤프트의 회전 구동시에 구동 샤프트에서 발생하는 진동 및 소음을 상쇄시켜 구동 샤프트의 구동 안정성과 정숙성을 향상시켜 줄 수 있도록 발명한 구동 샤프트용 댐퍼에 관한 것이다.
본 발명은 드라이브 샤프트(S)가 삽입되는 샤프트 결합공(21) 및 가압부재(22)를 구비하는 샤프트 지지체(20), 링(ring) 타입의 메스(mass; M)가 내입되는 것으로, 상기 샤프트 지지체(20)와 동심원을 이루면서 샤프트 지지체(20)의 외주연을 감싸는 질량체(40), 상기 샤프트 지지체(20) 및 질량체(40)를 방사상으로 연결하는 등분 가능한 수량의 연결아암(30a,30b) 등으로 구성되는 것이다.
본 발명은 임의범위의 이종 주파수를 가지는 상쇄진동을 발생시킬 수 있어 구동 샤프트에 발생하는 이종 주파수의 진동을 효율적으로 감쇄시킬 수 있도록 함으로써 구동 샤프트의 구동 안정성과 구동계통의 안정적인 구동성능을 보장할 수 있으며, 구동 샤프트의 회전·구동에 따른 진동 및 진동소음의 발생을 최소화하여 정숙성과 승차감의 향상을 꾀할 수 있는 등의 효과가 있다.

Description

차량의 구동 샤프트용 댐퍼{vehicles driving shaft damper}
본 발명은 차량의 구동 샤프트용 댐퍼에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 차량의 구동 샤프트에 결합하여 구동 샤프트의 회전 구동시에 구동 샤프트에서 발생하는 진동 및 소음을 상쇄시켜 구동 샤프트의 구동 안정성과 정숙성을 향상시켜 줄 수 있도록 발명한 차량의 구동 샤프트용 댐퍼를 제공하기 위한 것이다.
엔진의 폭발력에 의해 회전·구동하는 구동 샤프트(driving shaft)에는 엔진의 폭발력에 의한 진동이 발생하고 구동 샤프트가 고속으로 회전하는 과정에서 특정한 회전속도에 이르게 되면 구동 샤프트에 강한 진동과 진동에 따른 소음이 발생하게 되는데, 구동 샤프트에 발생하는 진동은 구동 샤프트의 구동 안정성을 떨어뜨리고 구동계통의 작동성능에 나쁜 영향을 끼칠 뿐만 아니라 구동 샤프트에서 발생하는 진동소음(booming noise)은 차량의 정숙성 및 승차감 저하의 요인으로 작용하게 된다.
특히, 구동 샤프트에 발생한 진동의 주파수와 구동 샤프트가 가지는 고유 진동수가 일치하게 되면 진동수가 더욱 증가하게 되어 진동 및 소음이 증가하게 되며, 증가된 진동은 공명현상을 일으켜 구동 샤프트를 파손시키거나 구동 샤프트에 치명적인 손상을 줄 수도 있다.
그에 따라서 구동 샤프트의 일정 위치에 구동 샤프트에서 발생한 진동을 상쇄시킬 수 있는 특정 주파수의 진동을 발생시키도록 한 댐퍼를 결합하여 구동 샤프트에서 발생하는 진동이 댐퍼에 의해 상쇄되도록 함으로써 구동 샤프트의 구동 안정성과 구동계통의 안정적인 구동을 보장하고 진동소음의 발생을 최소화시킬 수 있도록 하고 있다.
종래의 구동 샤프트용 댐퍼는 특정한 단일 주파수의 상쇄진동을 발생시키도록 구성한 싱글 모드(single mode) 타입의 댐퍼가 주류를 이루고 있는데, 엔진의 폭발력에 의해 회전·구동하는 구동 샤프트에는 진동 주파수를 달리하는 비틀림 진동과 굽힘 진동이 동시에 발생함을 감안할 때 단일 주파수의 상쇄진동을 발생시키는 싱글 모드 댐퍼를 이용해서는 구동 샤프트에 대한 진동 및 소음 억제에 한계가 있을 수밖에 없다.
상기한 바와 같은 싱글 모드 타입 댐퍼의 문제점을 해결하기 위해 구동 샤프트에 발생하는 비틀림 진동과 굽힘 진동에 동시에 대응할 수 있는 듀얼 모드(dual mode) 타입의 댐퍼가 제안되었으며, 종래 듀얼 모드 댐퍼는 외주 질량체 내부에 내주 질량체를 부가하거나 주 질량체에 보조 질량체를 부가하는 방식으로 제작하여 별도의 질량체에 의해 이종 주파수의 상쇄진동이 발생되도록 한 것이다.
상기한 듀얼 모드 타입 댐퍼는 이종 주파수의 상쇄진동을 발생시켜 주파수 진동을 달리하는 비틀림 진동 및 굽힘 진동에 대한 동시 대응이 가능하였으나 부품수가 많고 제조 공정이 번거로워 댐퍼의 제조원가가 상승한다는 문제점이 지적되고 있다.
본 발명은 전술한 바와 같은 종래 댐퍼가 가지는 제반 문제점을 해결하기 위해 창출한 것으로서, 샤프트 지지체 및 단일의 질량체와 이들을 연결하는 연결아암을 이용하는 간단한 구조로 제조함으로써 댐퍼의 제조원가를 낮추도록 하고, 연결아암의 지지력 조절을 통해 구동 샤프트에 발생하는 이종 주파수의 진동을 동시에 상쇄할 수 있는 임의범위의 이종 주파수를 가지는 상쇄진동을 발생시킬 수 있도록 발명한 듀얼 모드 타입의 구동 샤프트용 댐퍼를 제공하고자 함에 기술적 과제의 주안점을 두고 완성하였다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은 드라이브 샤프트가 삽입되는 샤프트 결합공과 가압부재를 구비하는 샤프트 지지체, 금속 재질로 된 링(ring) 타입의 메스(mass)가 내입되는 것으로, 상기 샤프트 지지체와 동심원을 이루면서 샤프트 지지체의 외주연을 감싸는 질량체, 상기 샤프트 지지체 및 질량체를 방사상으로 연결하는 등분 가능한 수량의 연결아암 등으로 구성되어짐을 기술적 특징으로 하는 것이다.
본 발명에서 제시하는 차량의 구동 샤프트용 댐퍼는 부품수를 줄이고 간결한 구조로 구성할 수 있도록 함으로써 성능 대비하여 저렴한 제조원가로 양산이 가능한 것으로, 임의범위의 이종 주파수를 가지는 상쇄진동을 발생시킬 수 있어 구동 샤프트에 발생하는 이종 주파수의 진동을 효율적으로 감쇄시킬 수 있도록 함으로써 구동 샤프트의 구동 안정성과 구동계통의 안정적인 구동성능을 보장할 수 있으며, 구동 샤프트의 회전·구동에 따른 진동 및 진동소음의 발생을 최소화하여 정숙성과 승차감의 향상을 꾀할 수 있는 등 본 발명은 그 효과가 매우 기대되는 유익한 발명이다.
도 1은 본 발명에서 제시하는 구동 샤프트용 댐퍼의 바람직한 실시예를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명에서 제시하는 구동 샤프트용 댐퍼의 내부 구조를 도시한 단면도.
도 3은 본 발명에서 제시하는 구동 샤프트용 댐퍼의 사용상태를 도시한 참고 단면도.
도 4는 본 발명에서 제시하는 구동 샤프트용 댐퍼의 다른 실시예를 도시한 참고도.
이하에서 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
도 1에 본 발명에서 제시하는 구동 샤프트용 댐퍼(10)의 바람직한 실시예를 도시한 사시도가 도시되는데, 도시된 바를 통해 본 발명은 드라이브 샤프트(S)가 삽입되는 샤프트 결합공(21)을 구비하는 샤프트 지지체(20)와, 상기 샤프트 지지체(20)와 동심원을 이루면서 샤프트 지지체(20)의 외주연을 감싸는 질량체(40)로 구성되어짐을 확인할 수 있다.
도 2에 본 발명의 내부 구조를 도시한 단면도가 도시되고, 도 3에 본 발명의 사용상태를 도시한 참고 단면도가 도시되는데, 도시된 바와 같이 댐퍼(10)를 구성하는 샤프트 지지체(20)에 구비되는 샤프트 결합공(21)의 중앙 영역에 양측으로 경사면이 형성된 가압부재(22)를 설치하여 샤프트 결합공(21)에 삽입되는 샤프트(S)의 표면을 가압부재(22)가 가압하여 샤프트(S)의 결합상태가 견고하게 유지되도록 하고, 댐퍼(10)를 구성하는 질량체(40) 내부에는 링(ring) 타입으로 된 금속 재질의 메스(mass; M)를 내입하여 질량체(40)가 회전하면서 댐핑(damping) 기능을 수행하도록 구성한다.
상기 샤프트 지지체(20) 및 질량체(40)는 등분 가능한 수량으로 구비되는 방사상의 연결아암(30a,30b)으로 연결하여 구성하되, 상기 샤프트 지지체(20) 및 질량체(40)를 연결하는 복수의 연결아암(30a,30b) 중에서 샤프트 결합공(21)의 중심점을 기준으로 대응하는 어느 일조의 연결아암(30a)에는 지지력을 감쇠시키기 위한 통공(31)을 형성함으로써 지지력을 달리하는 연결아암(30a,30b)이 교호로 배치되게끔 구성한다.
상기 통공(31)은 연결아암(30a)의 재료 감소를 통해 해당 연결아암(30a)의 지지력을 감소시켜 주기 위한 구성요소로서, 통공(31)의 규격이나 형태는 소망하는 진동 주파수에 따라 다양한 형태로 설계될 수 있다.
도 4에 본 발명에서 제시하는 구동 샤프트용 댐퍼(10)의 다른 실시예를 도시한 참고도가 도시되는데, 도시된 바와 같이 드라이브 샤프트(S)가 삽입되는 샤프트 결합공(21)을 구비하는 샤프트 지지체(20)와, 상기 샤프트 지지체(20)와 동심원을 이루면서 샤프트 지지체(20)의 외주연을 감싸는 질량체(40)와, 상기 샤프트 지지체(20) 및 질량체(40)를 방사상으로 연결하는 등분 가능한 수량의 연결아암(30a,30b)으로 구성 댐퍼(10)를 구성함에 있어서, 상기 샤프트 지지체(20) 및 질량체(40)를 연결하는 복수의 연결아암(30a,30b) 중에서 샤프트 결합공(21) 중심점을 기준으로 대응하는 어느 일조의 연결아암(30a)은 그 폭(L1)의 규격을 다른 일조의 연결아암(30b)의 폭(L2)의 규격보다 작게 구성하여 연결아암(30a,30b)의 규격에 의해 지지력을 달리하는 연결아암(30a,30b)이 교호로 배치되게끔 구성할 수 있으며, 위와 같이 구성하더라도 샤프트 지지체(20)와 질량체(40)를 연결하는 연결아암(30a,30b)의 지지력을 달리함으로써 임의범위의 이종 주파수를 가지는 진동을 발생시킬 수 있는 것이다.
상기와 같이 구성된 본 발명은 샤프트 지지체(20)의 샤프트 결합공(21)에 구동 샤프트(S)를 삽입하여 구동 샤프트(S)가 가압부재(22)에 의해 가압되면서 샤프트 결합공(21)에 견고하게 결합되어 댐퍼(10)가 구동 샤프트(S)와 함께 구동되게 한 것으로, 샤프트 지지체(20)와 연결아암(30a,30b)으로 연결되고 내부에 메스(mass; M)가 내입된 질량체(40)가 회전하면서 발생하는 진동에 의해 구동 샤프트(S)의 진동이 상쇄되는 것이다.
본 발명에 의하면, 샤프트 지지체(20)와 질량체(40)를 연결하는 연결아암(30a,30b)을 지지력을 달리하는 복수의 연결아암(30a,30b)을 교호로 배치함으로써 연결아암(30a,30b)의 지지력 차이에 의해 임의범위의 이종 주파수를 가지는 진동이 발생하게 되며, 이로써 구동 샤프트(S)에 발생하는 비틀림 및 굽힘에 따른 이종 주파수의 진동을 효율적으로 상쇄시킬 수 있는 것이다.
본 발명은 샤프트 지지체(20) 및 질량체(40)와 이들을 연결하는 연결아암(30a,30b) 등과 같은 간결한 구성부로 이루어지기 때문에 부품 및 제조 공정수를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 필요 기자재가 적기 때문에 가격대비 우수한 성능의 댐핑 기능을 가지는 댐퍼의 구현이 가능한다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.
10: 구동 샤프트용 댐퍼 20: 샤프트 지지체
21: 샤프트 결합공 22: 가압부재
30a,30b: 연결아암 31: 통공
40: 질량체 M : 메스

Claims (1)

  1. 드라이브 샤프트(S)가 삽입되는 샤프트 결합공(21) 및 가압부재(22)를 구비하는 샤프트 지지체(20)와, 링(ring) 타입의 메스(mass; M)가 내입되는 것으로, 상기 샤프트 지지체(20)와 동심원을 이루면서 샤프트 지지체(20)의 외주연을 감싸는 질량체(40)와, 상기 샤프트 지지체(20) 및 질량체(40)를 방사상으로 연결하는 등분 가능한 수량의 연결아암(30a,30b)으로 구구동 샤프트용 댐퍼(10)를 구성하되;
    상기 샤프트 지지체(20) 및 질량체(40)를 연결하는 복수의 연결아암(30a,30b) 중에서 샤프트 결합공(21)의 중심점을 기준으로 대응하는 어느 일조의 연결아암(30a)에는 지지력을 감쇠시켜 주기 위한 통공(31)을 형성하여 통공(31)의 유무에 따라 지지력을 달리하는 연결아암(30a,30b)이 교호로 배치되게끔 구성한 것을 특징으로 하는 차량의 구동 샤프트용 댐퍼.
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