KR20190001613A - 다이나믹 댐퍼 어셈블리 - Google Patents

Abstract

샤프트의 외주면에 설치되는 바디; 및 상기 바디에 설치되어 상기 샤프트의 축방향으로 슬라이딩 가능하도록 하는 질량체;를 포함하는 다이나믹 댐퍼 어셈블리가 소개된다.

Description

다이나믹 댐퍼 어셈블리 {DYNAMIC DAMPER ASSEMBLY}

본 발명은 차량의 등속조인트에 마련되어 등속조인트의 굽힘 모드와 엔진의 가진 주파수가 일치할 때 발생되는 부밍 노이즈(Booming Noise)를 저감하기 위한 다이나믹 댐퍼에 관한 것으로서, 특히 하나의 다이나믹 댐퍼를 장착하더라도 회전 방향 진동에 의한 공진현상의 방지와 더불어 축 방향의 진동을 저감시킬 수 있는 다이나믹 댐퍼 어셈블리에 관한 것이다.

일반적으로 자체 동력을 보유하고 있거나, 자체 동력을 보유하고 있지 않더라도 외력이 가해지면 구조물이나 장치 등은 진동이 발생하게 된다.

예컨대, 자동차 엔진의 4행정을 거친 폭발력이 변속기를 거쳐서 드라이브 샤프트에 의해 구동바퀴에 전달되어 동력을 발생시키는 장치나, 자체 동력을 보유하지 않은 구조물 등에 외력이 가해지면 진동이 발생하게 되는데, 이러한 진동은 엔진이나 구조물의 장착 안정성을 저해할 뿐만 아니라, 구성부품 또는 관련부품들의 동작시에 간섭을 일으켜 정밀도를 저해시키거나 오작동의 위험마저 발생시킬 우려가 있다.

이와 같이 구동력을 전달하는 드라이브 샤프트는 프레임에 고정된 변속기와 새시스프링에 고정된 구동바퀴의 중간에 설치되는데, 이로 인해 드라이브 샤프트는 비틀림과 휠링(whirling)이라는 굽힘 진동을 일으키게 되고, 이와 더불어 엔진의 폭발진동 또한 드라이브 샤프트에 작용한다.

특히, FF차량(Front-engine Front-drive)의 경우에는 도 1에서 보는 것과 같이 차동장치가 한쪽으로 치우쳐져 있어 드라이브 샤프트의 길이는 LH(Left Hand)측이 짧고 RH(Right Hand)측이 길어진다. 따라서, RH측 샤프트가 더 길기 때문에 굽힘 고유진동수가 낮아지고 엔진의 가진범위 내에 들어와 공진하며 부밍 노이즈가 발생하는 것이다.

따라서, 공진 주파수의 감쇠를 위해 드라이브 샤프트에 다이나믹 댐퍼(Dynamic Damper)를 장착하여 NVH(Noise, Vibration and Hashness) 성능을 향상시키고 있다. 그러나 일반적인 다이나믹 댐퍼는 단일 주파수를 감쇠하도록 세팅되어 있어 감쇠의 영향으로 감쇠되는 주파수 전후로 2차 반공진 현상이 발생되는 단점이 있다.

이러한 2차 반공진 현상을 줄이기 위해 손실계수(Loss Factor)값이 비교적 큰 재질(예를 들어, NR+IIR 재질)의 댐퍼를 사용하는 차량도 있지만, 재질만으로 반공진 현상을 감쇠시키는데는 한계가 있으며, 온도 변화에 따른 고유진동수의 변화율이 커져서 저온영역(0℃ 이하, 냉간시)에서 원하는 주파수를 상쇄시키지 못하는 단점이 있다. 또한, 2차 반공진 현상이 크게 발생되는 차량의 경우 다이나믹 댐퍼를 2개 장착하기도 하지만, 중량 및 원가 상승의 단점이 있다.

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.

JP2000-130501 (A)

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 하나의 댐퍼를 이용하면서도 회전 방향 진동에 의한 공진현상의 방지와 더불어 축 방향의 진동을 저감시킬 수 있어 차량의 NVH 성능을 향상시키면서도 중량 및 원가 상승을 억제할 수 있는 다이나믹 댐퍼 어셈블리를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다이나믹 댐퍼 어셈블리는 샤프트의 외주면에 설치되는 바디; 및 상기 바디에 설치되어 상기 샤프트의 축방향으로 슬라이딩 가능하도록 하는 질량체;를 포함한다.

상기 바디에는 상기 샤프트로부터 반경방향으로 연장되는 지지부를 포함하고, 상기 지지부는 상기 샤프트의 길이방향으로 소정의 간격으로 이격되어 복수개가 형성되며, 상기 지지부에는 양측 지지부 사이를 연결하는 슬라이딩축이 형성되고, 상기 슬라이딩축에 상기 질량체가 슬라이딩 가능하게 설치될 수 있다.

상기 슬라이딩축은 상기 샤프트와 평행하게 형성되어 상기 질량체가 상기 샤프트의 축방향으로 슬라이딩될 수 있다.

상기 지지부와 질량체의 사이에는 상기 슬라이딩축의 외주면을 따라 권취되는 탄성부재가 구비되고, 상기 탄성부재에 의해 상기 질량체가 슬라이딩 후 원복될 수 있다.

상기 질량체는 중공이 형성된 원통형상으로써, 상기 슬라이딩축의 외주면을 감싸는 형상으로 형성되어 상기 슬라이딩축에 밀착 설치될 수 있다.

상기 바디에는 상기 샤프트의 외주면을 감싸는 형상의 밀착부가 형성되고, 상기 지지부는 상기 밀착부의 양측에서 반경방향으로 연장되어 형성될 수 있다.

상기 지지부에는 양측 지지부를 연결하되, 양측 지지부의 최외곽부를 감싸는 형상의 커버를 더 포함될 수 있다.

상기 질량체는 상기 샤프트의 외주면을 따라 소정의 간격으로 복수개가 구비될 수 있다.

상기 질량체는 상기 샤프트의 외주면을 따라 소정의 간격으로 복수개가 구비되되, 각각 다른 질량을 갖도록 구성될 수 있다.

상기 바디에는 상기 바디의 외주면을 감싸는 형상의 커버가 형성될 수 있다.

상기 바디의 양측 단부에는 밴드체결부가 형성되어 상기 바디가 상기 샤프트에 밀착되어 고정될 수 있다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 다이나믹 댐퍼 어셈블리에 따르면, 바디의 내측에 구비된 질량체가 슬라이딩축과 탄성부재에 의해 슬라이딩축을 따라 슬라이딩되어 댐핑효과를 발생시킴으로써, 샤프트의 움직임에 의해 발생되는 축방향 진동을 저감하게 된다. 또한, 커버는 바디 또는 지지부에 탈착 가능하게 구성되어 다이내믹 댐퍼 어셈블리의 내부 요소들의 교체가 가능하여 진동 특성 변경 및 이상 제품의 교체가 용이해지는 장점이 있다. 그러므로 샤프트의 회전방향뿐만 아니라 축방향의 진동을 감쇠시킬 수 있어 소음감소 및 승차감 향상의 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다이나믹 댐퍼 어셈블리를 도시한 도면.
도 2는 도 1의 A-A선 단면도.
도 3은 도 2의 B-B선 단면도.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 다이나믹 댐퍼 어셈블리에 대하여 살펴본다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다이나믹 댐퍼 어셈블리를 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 A-A선 단면도이며, 도 3은 도 2의 B-B선 단면도이다.

본 명세서에서 본 발명의 다이나믹 댐퍼 어셈블리가 차량의 등속조인트에 설치된 것으로 설명하나, 축방향의 진동 저감이 필요한 드라이브 샤프트 등에 적용하는 것도 가능할 것이다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 다이나믹 댐퍼 어셈블리는 샤프트(100)의 외주면에 설치되는 바디(300); 및 상기 바디(300)에 설치되어 상기 샤프트(100)의 축방향으로 슬라이딩 가능하도록 하는 질량체(500);를 포함한다.

상기 바디(300)는 상기 샤프트(100)의 외주면을 감싸도록 형성된다. 상기 바디(300)에는 상기 샤프트(100)로부터 반경방향으로 연장되는 지지부(310)를 포함한다. 상기 지지부(310)는 상기 샤프트(100)의 길이방향으로 소정의 간격으로 이격되어 복수개가 형성되며, 특히 도 1 내지 2에 도시한 것처럼, 상기 바디(300)의 일측과 타측에 각각 1개씩 총 2개가 구비되는 것이 바람직할 것이다. 상기 지지부(310)에는 양측 지지부(310) 사이를 연결하는 슬라이딩축(330)이 형성된다. 따라서, 상기 슬라이딩축(330)에 상기 질량체(500)가 슬라이딩 가능하게 설치되는 것이다. 상기 슬라이딩축(330)은 상기 샤프트(100)와 평행하게 형성되어 차량의 구동에 따른 상기 샤프트(100)의 축방향 진동의 발생 시 상기 질량체(500)가 상기 샤프트(100)의 축방향으로 슬라이딩됨으로써, 상기 샤프트(100)의 축방향 진동을 저감하여 소음감소 및 승차감을 향상시키는 효과가 있다.

상기 지지부(310)와 질량체(500)의 사이에는 상기 슬라이딩축(330)의 외주면을 따라 권취되는 탄성부재(350)가 구비된다. 상기 탄성부재(350)는 상기 일측 지지부(310)와 질량체(500) 사이 상기 타측 지지부(310)와 질량체(500) 사이에 각각 형성되는 것이 바람직할 것이다. 따라서, 상기 탄성부재(350)에 의해 상기 질량체(500)는 슬라이딩 후 원복되게 된다.

상기 질량체(500)는 중공이 형성된 원통형상으로써, 상기 슬라이딩축(330)의 외주면을 감싸는 형상으로 형성되어 상기 슬라이딩축(330)에 밀착 설치되되, 슬라이딩은 가능하도록 밀착되어 설치된다. 따라서, 상기 샤프트(100)의 진동에 따라 상기 질량체(500)가 상기 슬라이딩축(330)을 따라 슬라이딩 가능하게 된다. 상기 질량체(500)는 상기 샤프트(100)의 외주면을 따라 소정의 간격으로 복수개가 구비되며, 따라서 상기 슬라이딩축(330)도 복수개가 구비될 수 있다. 또한, 상기 복수의 질량체(500)는 질량이 각각 다르게 설정되어 각각의 다른 고유주파수에 대응할 수 있어 다양한 영역의 진동 감쇠가 가능하다.

또한, 상기 바디(300)에는 상기 샤프트(100)의 외주면을 감싸는 형상의 밀착부(370)가 형성될 수 있다. 상기 밀착부(370)는 상기 일측 지지부(310)와 타측 지지부(310)를 더한 길이 보다 더 길게 형성되고, 상기 지지부(310)는 상기 밀착부(370)의 양측에서 반경방향으로 연장되어 형성됨으로써, 본 발명의 다이나믹 댐퍼 어셈블리가 상기 샤프트(100)에 밀착됨으로써, 축방향 진동 발생 시 진동을 보다 효과적으로 저감시킬 수 있게 된다.

상기 지지부(310)에는 양측 지지부(310)를 연결하되, 양측 지지부(310)의 최외곽부를 감싸는 형상의 커버(700)를 더 포함한다. 상기 커버(700)는 상기 바디(300)의 외주면을 감싸는 형상으로 형성될 수도 있고, 상기 지지부(310)와 지지부(310)를 연결하되, 상기 지지부(310)에 홈과 돌기 결합 등으로 체결된다. 그러므로 다이나믹 댐퍼 어셈블리 내부로 먼지 등의 이물질이 침입하는 것을 방지하여 오염에 강건해져 부품의 내구성을 증대시킨다. 특히, 상기 커버(700)는 상기 바디(300)나 지지부(310)로부터 탈착이 용이하도록 구성됨으로써, 다이내믹 댐퍼 어셈블리의 내부 요소들의 교체가 가능하여 진동특성 변경 및 이상 제품의 교체가 용이해진다. 또한, 상기 바디(300)의 양측 단부에는 밴드체결부(900)가 형성되어 상기 바디(300)가 상기 샤프트(100)에 밀착되어 고정되게 된다.

따라서, 상기와 같은 본 발명의 다이나믹 댐퍼 어셈블리에 의하면, 상기 바디(300)의 내측에 구비된 상기 질량체(500)가 상기 슬라이딩축(330)과 탄성부재(350)에 의해 상기 슬라이딩축(330)을 따라 슬라이딩되어 댐핑효과를 발생시킴으로써, 상기 샤프트(100)의 움직임에 의해 발생되는 축방향 진동을 저감하게 된다. 또한, 상기 커버(700)는 상기 바디(300) 또는 지지부(310)에 탈착 가능하게 구성되어 다이내믹 댐퍼 어셈블리의 내부 요소들의 교체가 가능하여 진동 특성 변경 및 이상 제품의 교체가 용이해지는 장점이 있다. 그러므로 상기 샤프트(100)의 회전방향뿐만 아니라 축방향의 진동을 감쇠시킬 수 있어 소음감소 및 승차감 향상의 효과가 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.

100 : 샤프트 300 : 바디
310 : 지지부 330 : 슬라이딩축
350 : 탄성부재 370 : 밀착부
500 : 질량체 700 : 커버
900 : 밴드체결부

Claims (11)

1. 샤프트의 외주면에 설치되는 바디; 및
   상기 바디에 설치되어 상기 샤프트의 축방향으로 슬라이딩 가능하도록 하는 질량체;를 포함하는 다이나믹 댐퍼 어셈블리.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 바디에는 상기 샤프트로부터 반경방향으로 연장되는 지지부를 포함하고, 상기 지지부는 상기 샤프트의 길이방향으로 소정의 간격으로 이격되어 복수개가 형성되며, 상기 지지부에는 양측 지지부 사이를 연결하는 슬라이딩축이 형성되고, 상기 슬라이딩축에 상기 질량체가 슬라이딩 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 다이나믹 댐퍼 어셈블리.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 슬라이딩축은 상기 샤프트와 평행하게 형성되어 상기 질량체가 상기 샤프트의 축방향으로 슬라이딩되는 것을 특징으로 하는 다이나믹 댐퍼 어셈블리.
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 지지부와 질량체의 사이에는 상기 슬라이딩축의 외주면을 따라 권취되는 탄성부재가 구비되고, 상기 탄성부재에 의해 상기 질량체가 슬라이딩 후 원복되는 것을 특징으로 하는 다이나믹 댐퍼 어셈블리.
5. 청구항 2에 있어서,
   상기 질량체는 중공이 형성된 원통형상으로써, 상기 슬라이딩축의 외주면을 감싸는 형상으로 형성되어 상기 슬라이딩축에 밀착 설치되는 것을 특징으로 하는 다이나믹 댐퍼 어셈블리.
6. 청구항 2에 있어서,
   상기 바디에는 상기 샤프트의 외주면을 감싸는 형상의 밀착부가 형성되고, 상기 지지부는 상기 밀착부의 양측에서 반경방향으로 연장되어 형성된 것을 특징으로 하는 다이나믹 댐퍼 어셈블리.
7. 청구항 2에 있어서,
   상기 지지부에는 양측 지지부를 연결하되, 양측 지지부의 최외곽부를 감싸는 형상의 커버를 더 포함되는 것을 특징으로 하는 다이나믹 댐퍼 어셈블리.
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 질량체는 상기 샤프트의 외주면을 따라 소정의 간격으로 복수개가 구비되는 것을 특징으로 하는 다이나믹 댐퍼 어셈블리.
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 질량체는 상기 샤프트의 외주면을 따라 소정의 간격으로 복수개가 구비되되, 각각 다른 질량을 갖도록 구성되는 것을 특징으로 하는 다이나믹 댐퍼 어셈블리.
10. 청구항 1에 있어서,
    상기 바디에는 상기 바디의 외주면을 감싸는 형상의 커버가 형성되는 것을 특징으로 하는 다이나믹 댐퍼 어셈블리.
11. 청구항 1에 있어서,
    상기 바디의 양측 단부에는 밴드체결부가 형성되어 상기 바디가 상기 샤프트에 밀착되어 고정되는 것을 특징으로 하는 다이나믹 댐퍼 어셈블리.

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