KR20210063566A - 프로펠러 샤프트용 통합 댐퍼 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프로펠러 샤프트용 통합 댐퍼에 관한 것으로서, 종래의 벤딩 옵서버와 토션 댐퍼가 하나로 통합된 구성과 기능을 가짐으로써 프로펠러 샤프트의 굽힘 진동과 회전 진동을 모두 저감할 수 있는 일체형 통합 댐퍼를 제공하는데 주된 목적이 있는 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위해, 프로펠러 샤프트의 굽힘 진동을 저감하는 제1 탄성부; 상기 제1 탄성부의 내측 또는 상기 제1 탄성부의 외측에 위치하도록 결합되고 프로펠러 샤프트의 비틀림 진동을 저감하는 제2 탄성부; 상기 제1 탄성부와 제2 탄성부 중 외측으로 위치되는 탄성부의 외측에 결합되는 외통; 및 상기 제1 탄성부와 제2 탄성부 중 내측으로 위치되는 탄성부의 내측을 관통하도록 결합되는 매스를 포함하고, 내장형 댐퍼로서, 상기 제1 탄성부, 제2 탄성부, 외통 및 매스를 포함하여 전체 구성이 프로펠러 샤프트의 파이프 내부에 설치되는 것을 특징으로 하는 프로펠러 샤프트용 통합 댐퍼가 개시된다.

Description

프로펠러 샤프트용 통합 댐퍼{Integrated damper for propeller shaft}

본 발명은 프로펠러 샤프트용 댐퍼에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 프로펠러 샤프트의 굽힘 진동 및 회전(비틀림) 진동을 저감하는 통합 댐퍼에 관한 것이다.

일반적으로 후륜 구동차량이나 사륜 구동차량에서는 엔진의 구동력을 변속기로 전달하여 회전속도를 조절한 뒤, 변속기에서 변속된 구동력을 프로펠러 샤프트를 통해 리어 액슬(rear axle)로 전달하여 후륜을 구동시킨다.

이와 같이 프로펠러 샤프트는 엔진과 변속기로 이루어진 파워트레인에서 리어 액슬까지 구동력을 전달하는 동력전달기구이며, 원활한 토크 전달을 위해 충분한 비틀림 강도를 확보하고 있어야 하고, 축방향으로 길이가 길기 때문에 충분한 굽힘 강성을 확보하고 있어야 한다.

프로펠러 샤프트에서는 구동력을 전달할 때 회전속도에 따라 고유 진동 주파수 형태의 진동이 발생하고, 이러한 고유 진동이 발생하면 주행 중 특정 속도구간 또는 운전형태에 따라 진동이 차량에 전달되어 차량 떨림이 발생할 수 있다.

또한, 진동이 발생하면 불완전한 운행으로 인해 정숙성이 저하될 수 있고, 진동에 따라서는 프로펠러 샤프트 주변의 연결부위에 반복적인 응력 및 충격을 가하게 되면서 파손을 유발할 수 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해 프로펠러 샤프트에서 진동이 발생하는 특정 구간에 진동 억제 및 감소를 위한 댐퍼를 적용하고 있다.

프로펠러 샤프트는 구동력을 전달할 때 고속으로 회전하기 때문에 고속 회전으로 인한 벤딩 모드와 토션 모드가 모두 NVH에 중요한 영향을 미친다.

따라서, 프로펠러 샤프트의 NVH 문제를 개선하기 위해 벤딩 모드의 진동을 저감(구동계 굽힘 진동 개선)하는 벤딩 옵서버(굽힘 진동 댐퍼)와, 토션 모드의 진동을 저감(구동계 회전 진동 개선)하는 토션 댐퍼(회전 진동 댐퍼)를 사용하고 있다.

도 1은 종래의 벤딩 옵서버(12)를 예시한 절개 사시도이고, 도 2는 종래의 토션 댐퍼(13)를 예시한 도면이며, 도 3은 프로펠러 샤프트(10)에 종래의 벤딩 옵서버(12)와 토션 댐퍼(13)가 설치되는 위치 및 설치 상태를 예시한 도면이다.

벤딩 옵서버(bending absorber)(12)는 프로펠러 샤프트(10)의 상하 진동이 주가 되는 벤딩 모드의 진동, 즉 굽힘 진동을 저감하기 위한 댐퍼이며, 대략 벤딩 주파수 150Hz ~ 250Hz 대역의 진동을 저감한다.

벤딩 옵서버(12)는 중앙에 위치한 매스(3)와 그 외곽으로 결합된 고무부(1,2)로 구성되고, 주행 중 프로펠러 샤프트(10)의 고유 진동수와 공진을 개선하는 역할을 하며, 프로펠러 샤프트(12)의 파이프(11) 내부에 삽입되어 설치되는 내장형 댐퍼이다.

토션 댐퍼(tortional damper)(13)는 프로펠러 샤프트(10)에서 토션 모드의 진동을 저감하기 위한 댐퍼로서, 대략 토션 주파수 50Hz ~ 150Hz 대역의 진동을 저감한다.

토션 댐퍼(13)는 파워트레인의 회전(비틀림) 진동이 프로펠러 샤프트(10)에서 증대되어 나타나는 래틀(rattle) 및 부밍(booming)을 개선하며, 프로펠러 샤프트(10)의 파이프(11) 외부에 설치는 외장형 댐퍼이다.

토션 댐퍼(13)는 토션 방향(비틀림 방향)의 중량 영향을 크게 하기 위해 매스(4)가 바깥쪽으로 구성되며, 매스(4)의 안쪽으로는 이너부(5)와의 사이에 고무부(6)가 결합되어 있고, 이 고무부(6)의 홀(7)에 삽입된 서포트 핀(8)에 의해 토션 외 방향의 진동이 억제되도록 되어 있다.

한편, 종래에는 프로펠러 샤프트(10)의 진동을 저감하기 위해 벤딩 옵서버(12)와 토션 댐퍼(13)를 각각 별도로 제작하여 설치해야 하는 문제가 있었다.

또한, 외장형 댐퍼인 토션 댐퍼(13)의 경우 중량이 과다하고, 특히 토션 댐퍼(13)에서 회전 관성 확보를 위한 매스(4)의 외경이 너무 커서 프로펠러 샤프트 주변의 레이아웃으로 인해 사용에 어려움이 있다.

그 밖에 가변형 댐퍼 등이 알려져 있으나, 가변형 댐퍼의 경우 작동을 위해 전기적 신호를 필요로 하여 구성이 복잡하고 실제 효용성이 없으며, 이외에 다른 단순한 구성의 댐퍼는 원하는 주파수를 얻기 힘들다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로서, 종래의 벤딩 옵서버와 토션 댐퍼가 하나로 통합된 구성과 기능을 가짐으로써 프로펠러 샤프트의 굽힘 진동과 회전 진동을 모두 저감할 수 있는 일체형 통합 댐퍼를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따르면, 프로펠러 샤프트의 굽힘 진동을 저감하는 제1 탄성부; 상기 제1 탄성부의 내측 또는 상기 제1 탄성부의 외측에 위치하도록 결합되고 프로펠러 샤프트의 비틀림 진동을 저감하는 제2 탄성부; 상기 제1 탄성부와 제2 탄성부 중 외측으로 위치되는 탄성부의 외측에 결합되는 외통; 및 상기 제1 탄성부와 제2 탄성부 중 내측으로 위치되는 탄성부의 내측을 관통하도록 결합되는 매스를 포함하고, 내장형 댐퍼로서, 상기 제1 탄성부, 제2 탄성부, 외통 및 매스를 포함하여 전체 구성이 프로펠러 샤프트의 파이프 내부에 설치되는 것을 특징으로 하는 프로펠러 샤프트용 통합 댐퍼를 제공한다.

그리고, 본 발명의 실시예에 따른 프로펠러 샤프트용 통합 댐퍼는, 상기 제1 탄성부와 제2 탄성부 사이에 개재되는 삽입관을 더 포함할 수 있다.

또한,상기 제1 탄성부는, 외측으로 위치되는 링 형상의 아우터부; 내측으로 외치되는 링 형상의 이너부; 상기 아우터부와 이너부 사이를 연결하도록 형성된 브릿지부; 및 상기 브릿지부 사이의 관통홀 내에 위치하도록 상기 이너부에 형성되고 상기 아우터부와는 이격되도록 배치되는 돌기를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 제2 탄성부는, 원통 형상으로 구비되고, 복수 개의 관통홀이 원통 형상의 길이방향으로 관통하도록 형성되며, 상기 이웃한 관통홀 사이마다 관통 형성된 각 핀홀에 서포트 핀이 관통하도록 설치될 수 있다.

또한, 상기 프로펠러 샤프트의 파이프 내부에 통합 댐퍼가 장착된 상태일 때, 상기 각 핀홀 내의 서포트 핀들이 서로 나란한 상태로 프로펠러 샤프트의 길이방향으로 길게 배치되도록 된 것일 수 있다.

또한, 상기 매스는, 상기 제1 탄성부와 제2 탄성부 중 내측으로 위치되는 탄성부의 내측을 관통하도록 결합되는 축부; 및 상기 축부의 양단부에 반경방향으로 확장된 형상을 가지도록 형성된 플랜지부를 포함하여 구성되고, 상기 양단부의 플랜지부가 상기 제1 탄성부 및 제2 탄성부의 양 끝면으로부터 정해진 간격을 두고 이격되도록 배치될 수 있다.

또한, 상기 양 단부의 플랜지부는 제2 탄성부를 관통하도록 설치된 서포트 핀의 양 끝단과 정해진 간격을 두고 이격되도록 배치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 프로펠러 샤프트용 통합 댐퍼는 상기 제2 탄성부가 제1 탄성부의 내측에 위치하도록 결합된 것일 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 프로펠러 샤프트용 통합 댐퍼는 상기 제2 탄성부가 제1 탄성부의 외측에 위치하도록 결합된 것일 수 있다.

이로써, 본 발명에 따른 프로펠러 샤프트용 통합 댐퍼에 의하면, 벤딩 옵서버와 토션 댐퍼의 통합된 구성과 기능을 가짐으로써, 프로펠러 샤프트의 굽힘 진동과 회전 진동을 저감하기 위해 종래와 같이 두 종류의 댐퍼를 별도로 제작하여 각 위치에 설치해야 했던 문제가 해결될 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 통합 댐퍼는 프로펠러 샤프트의 파이프 내부에 설치되는 내장형 댐퍼로 구성되며, 이로써 종래의 외장형 댐퍼가 가지고 있던 문제점, 즉 프로펠러 샤프트 주변의 구조물에 의해 사용상 제약이 있던 문제점이 해소될 수 있다.

도 1은 종래의 벤딩 옵서버를 예시한 절개 사시도이다.
도 2는 종래의 토션 댐퍼를 예시한 도면이다.
도 3은 프로펠러 샤프트에 종래의 벤딩 옵서버와 토션 댐퍼가 설치되는 위치 및 설치 상태를 예시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 프로펠러 샤프트용 통합 댐퍼의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 프로펠러 샤프트용 통합 댐퍼의 부분 절개 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 프로펠러 샤프트용 통합 댐퍼의 측면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 프로펠러 샤프트용 통합 댐퍼에서 고무부를 도시한 정면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 프로펠러 샤프트용 통합 댐퍼의 분해 사시도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 프로펠러 샤프트용 통합 댐퍼의 설치 및 사용 예를 나타낸 도면이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 발명은 종래의 벤딩 옵서버와 토션 댐퍼가 하나로 통합된 구성과 기능을 가짐으로써 프로펠러 샤프트의 굽힘 진동(bending vibration)과 회전(비클림) 진동(tortional vibration)을 모두 저감할 수 있는 통합 댐퍼에 관한 것이다.

본 발명에 따른 프로펠러 샤프트용 통합 댐퍼는, 프로펠러 샤프트의 굽힘 진동을 저감하는 제1 탄성부; 상기 제1 탄성부의 내측 또는 상기 제1 탄성부의 외측에 위치하도록 결합되고 프로펠러 샤프트의 비틀림 진동을 저감하는 제2 탄성부; 상기 제1 탄성부와 제2 탄성부 중 외측으로 위치되는 탄성부의 외측에 결합되는 외통; 및 상기 제1 탄성부와 제2 탄성부 중 내측으로 위치되는 탄성부의 내측을 관통하도록 결합되는 매스를 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 프로펠러 샤프트용 통합 댐퍼는, 내장형 댐퍼로서, 상기 제1 탄성부, 제2 탄성부, 외통 및 매스를 포함하여 전체 구성이 프로펠러 샤프트의 파이프 내부에 설치되는 것일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 프로펠러 샤프트용 통합 댐퍼는 상기 제2 탄성부가 제1 탄성부의 내측에 위치하도록 결합된 것일 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 프로펠러 샤프트용 통합 댐퍼는 상기 제2 탄성부가 제1 탄성부의 외측에 위치하도록 결합된 것일 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 실시예의 구성에 대해 좀더 구체적으로 설명하면, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로펠러 샤프트용 통합 댐퍼의 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 댐퍼의 부분 절개 사시도이다.

또한, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 댐퍼의 측면도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 댐퍼에서 탄성부(고무부)를 도시한 정면도이다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 댐퍼의 분해 사시도로서, 본 발명에 따른 통합 댐퍼를 좀더 구체화하여 구성한 실시예를 보여주고 있고, 전체 구성요소들을 분리하여 나타내고 있다.

도 4 내지 도 8은 제2 탄성부(120)가 제1 탄성부(110)의 내측에 위치하도록 구성된 실시예의 통합 댐퍼의 구성을 예시하고 있다.

물론, 전술한 바와 같이, 제1 탄성부(110)와 제2 탄성부(120)의 위치는 내측과 외측에 있어 반대가 될 수 있는바, 도면으로 예시하지는 않았으나, 제2 탄성부(120)가 제1 탄성부(110)의 외측에 위치하도록 구성될 수도 있다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 댐퍼(100)는 제1 탄성부(110)와 제2 탄성부(120), 외통(116), 삽입관(117), 매스(130), 그리고 서포트 핀(124)을 포함하여 구성된다.

먼저, 제1 탄성부(110)와 제2 탄성부(120)는 전체적인 형상이 모두 정해진 내경과 외경을 가지는 원통 형상으로 되어 있다.

이와 같이 원통 형상의 제1 탄성부(110)와 제2 탄성부(120)는 외측과 내측으로 위치되어 상호 결합되는데, 이때 제1 탄성부(110)가 외측에 위치되고, 제2 탄성부(120)가 제1 탄성부(110)의 내측 및 중앙에 위치된다.

상기 제1 탄성부(110)와 제2 탄성부(120) 모두 탄성을 가지는 재질로 제작될 수 있고, 예컨대 두 탄성부(110,120)가 모두 고무(rubber)로 제작될 수 있다.

본 발명에 따른 통합 댐퍼(100)에서 상기의 두 탄성부 중 제1 탄성부(110)는 대체로 기존 벤딩 옵서버의 고무부와 같은 작용을 하고, 제2 탄성부(120)는 대체로 기존 토션 댐퍼의 고무부와 같은 작용한다.

즉, 제1 탄성부(110)는 굽힘 진동 저감을 위한 벤딩 옵서버의 고무부 기능 및 역할을 담당하도록 구비되는 탄성부이고, 제2 탄성부(120)는 회전 진동 저감을 위한 토션 댐퍼의 고무부 기능 및 역할을 담당하도록 구비되는 탄성부인 것이다.

본 발명에 따른 통합 댐퍼(100)에서 제1 탄성부(110)의 내측에 제2 탄성부(120)가 삽입 및 결합된 상태일 때, 제1 탄성부(110)의 내주면과 제2 탄성부(120)의 외주면은 그 사이에 삽입관(117)을 개재한 상태로 접합되어 있게 된다.

또한, 제1 탄성부(110)의 외주면에는 외통(116)이 결합되는데, 제1 탄성부(110)가 외통(116)의 내측으로 압입된 상태가 되도록 결합될 수 있다.

이를 위해 제1 탄성부(110)가 성형 후 외통(116) 내측으로 압입될 수 있으며, 또는 외통(116)에 일체로 제1 탄성부(110)가 성형될 수도 있다.

상기 외통(116)과 삽입관(117)은 모두 상기 두 탄성부(110,120)에 비해 두께가 얇은 원형 관의 형상으로 구비되고, 삽입관(117)의 외주면은 제1 탄성부(110)의 내주면에, 삽입관(117)의 내주면은 제2 탄성부(120)의 외주면(121)에 접합된다.

이때, 삽입관(117)이 제1 탄성부(110)의 내측으로 압입된 상태가 되도록 결합될 수 있고, 제2 탄성부(120)가 삽입관(117)의 내측으로 압입된 상태가 되도록 결합될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 통합 댐퍼(100)는 프로펠러 샤프트(도 9에서 도면부호 10임)의 내부, 더 구체적으로는 프로펠러 샤프트(10)의 파이프(도 9에서 도면부호 11임) 내부에 삽입되어 설치되는 내장형 댐퍼로서, 상기 외통(116)은 프로펠러 샤프트(10)의 파이프(11) 내측에 삽입될 수 있는 외경을 가진다.

이로써, 통합 댐퍼(100)가 프로펠러 샤프트(10)의 내부에 설치된 상태일 때, 외통(116)의 외주면이 프로펠러 샤프트(10)의 파이프(11) 내주면에 결합될 수 있다.

한편, 제1 탄성부(110)는 전술한 바와 같이 정해진 내경과 외경을 가지며, 링 형상의 아우터부(111)와 링 형상의 이너부(112) 사이에 복수 개의 관통홀(113)과 그 사이의 브릿지부(114)가 원주방향을 따라 등간격으로 배치되도록 형성된 구조로 되어 있다.

상기 제1 탄성부(110)에서 아우터부(111)와 이너부(112)는 모두 원통 형상을 가지는 부분으로, 아우터부(111)의 외주면에 외통(116)의 내주면이 접합되고, 이너부(112)의 내주면에 삽입관(117)의 외주면이 접합된다.

상기 제1 탄성부(110)에서 브릿지부(114)는 아우터부(111)와 이너부(112) 사이를 연결하면서 양측을 지지하는 동시에 양측 사이의 간격을 유지하는 역할을 하고, 변형을 통해 진동을 저감하는 작용을 한다.

또한, 제1 탄성부(110)에서 각각의 관통홀(113) 내측에 위치하도록 이너부(112)에 돌기(115)가 형성되는데, 상기 각 돌기(115)가 아우터부(111)와는 이격되도록 형성된다.

상기 각 돌기(115)는 진동에 의해 아우터부(111)에 접촉 가능하도록 되어 있고, 아우터부(111)에 접촉된 상태로 이너부(112)의 움직임을 제한하는 스토퍼의 역할을 한다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 제1 탄성부(110)에서 총 4개의 관통홀(113)과 브릿지부(114), 돌기(115)가 원주방향을 따라 등간격으로 배치되도록 형성됨을 볼 수 있는바, 이는 예시적인 것으로, 본 발명이 이에 의해 한정되는 것은 아니며, 제1 탄성부(110)에서 관통홀(113)과 브릿지부(114), 돌기(115)의 개수는 다양하게 변경 가능하다.

한편, 제2 탄성부(120)는 전술한 바와 같이 정해진 내경과 외경, 그리고 정해진 두께의 원통 형상으로 구비되는데, 내부에 원주방향을 따라 길게 형성된 복수 개의 관통홀(122)이 형성되고, 이웃한 두 관통홀(122) 사이의 부분에 핀홀(123)이 관통 형성된다.

상기 관통홀(122)은 제2 탄성부(120)를 그 원통 형상의 길이방향(프로펠러 샤프트의 길이방향과 같음)으로 관통하도록 형성되고, 핀홀(123) 역시 제2 탄성부(120)를 원통 형상의 길이방향으로 관통하도록 형성되며, 복수 개의 서포트 핀(124)은 제2 탄성부(120)를 원통 형상의 길이방향으로 나란하게 관통하도록 설치된다.

도 7 및 도 8에 예시된 바와 같이, 제2 탄성부(120)에서 총 4개의 관통홀(122)이 원주방향을 따라 길게 형성될 수 있고, 이웃한 두 관통홀(122) 사이에 각각 위치하도록 총 4개의 핀홀(123)이 형성될 수 있다.

그리고, 상기 각 핀홀(123)의 내측으로 서포트 핀(124)이 삽입되어 결합된다.

도 7 및 도 8에 나타낸 제2 탄성부(120)의 관통홀(122) 및 핀홀(123)의 개수는 예시적인 것으로, 본 발명이 이에 의해 한정되는 것은 아니며, 제2 탄성부(120)에서 관통홀(122) 및 핀홀(123)의 개수는 다양하게 변경 가능하다.

이로써, 본 발명에 따른 통합 댐퍼(100)는 상하좌우 진동시에 기능하는 제1 탄성부(110)와, 토션 방향 진동시에 기능하는 제2 탄성부(120)가 각각 외측과 내측으로 배치되어 상호 결합된 구성을 가지며, 두 탄성부(110,120)가 모드별 주파수 이격이 가능해야 한다.

이에, 제2 탄성부(120)에 매스(130)가 결합되어 설치되고, 상기 매스(130)는 제2 탄성부(120)의 내측을 통과하도록 결합된다.

또한, 상기 매스(130)는 제2 탄성부(120)의 내측으로 관통 삽입되는 부분인 축부(131)와, 상기 축부(131)의 양단부에 반경방향으로 확장된 형상으로 형성된 플랜지부(132)를 가진다.

이와 같이 본 발명의 실시예에서 매스(130)는 토션 방향으로의 영향을 증대시키기 위해, 단순한 축 형상(환봉 형상)이 아닌, 축부(131)의 양단부에 반경방향으로 확장된 플랜지부(132)를 가지는 형상, 즉 아령과 유사한 형상으로 구비된다.

상기 매스(130)에서 양단부에 형성된 플랜지부(132)는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 제1 탄성부(110) 및 제2 탄성부(120)의 양 끝면과 정해진 일정 간격을 두고 마주 보는 위치에 이격 배치된다.

이때, 제2 탄성부(120)의 각 핀홀(123)에 서포트 핀(124)이 설치되어 있으므로, 각 서포트 핀(124)의 길이방향 양 끝단 역시 매스(130)의 플랜지부(132) 안쪽면과 일정 간격을 두고 이격되어 있게 된다.

이와 같이 매스(130)의 양 플랜지부(132) 사이에 제1 탄성부(110)와 제2 탄성부(120), 그리고 서포트 핀(124)이 위치되고, 각 서포트 핀(124)의 양 끝단이 평상시에는 매스(130)의 플랜지부(132) 안쪽면과 정해진 간격을 두고 이격되어 있지만, 제2 탄성부(120)의 변형시에는 각 서포트 핀(124)이 플랜지부(132) 안쪽면과 접촉할 수 있게 되어 있다.

결국, 제2 탄성부(120)에 결합되어 있는 서포트 핀(124)을 통해 벤딩 방향(굽힘 방향)의 움직임을 억제할 수 있게 된다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 매스(130)는, 축부(131)가 두 개의 축부(131a,131b)로 분리되고 분리된 각 축부(131a,131b)에 각각 플랜지부(132)가 형성되어 있는 구성을 가질 수 있다.

이때, 분리된 양측의 축부(131a,131b)가 제2 탄성부(120)의 내측으로 삽입되어 직선상으로 배치되고, 이로써 매스(130)가 각각 축부(131a,131b)와 플랜지부(132)를 가지는 두 개의 서브 매스로 분리된 구성을 가지게 된다.

도 8에는 제1 탄성부(110), 제2 탄성부(120), 외통(116), 삽입관(117) 및 서포트 핀(124)의 한쪽 방향(도면상 좌측 방향)으로 두 개의 서브 매스가 모두 위치하도록 도시되어 있으나, 두 서브 매스 중 도면상 우측의 서브 매스는 실제 제2 탄성부(120)의 우측에서 결합된다.

즉, 좌측 서브 매스의 축부(131a)가 제2 탄성부(120)의 좌측에서 제2 탄성부의 내부로 삽입되도록 결합되고, 우측 서브 매스의 축부(131b)가 제2 탄성부(120)의 우측에서 제2 탄성부의 내부로 삽입되도록 결합되는 것이다.

또한, 두 서브 매스의 일체 결합을 위해 서브 매스의 플랜지부(132) 중앙과 축부(131a,131b) 중심을 관통하는 볼트(133)가 결합되고, 반대쪽에서 볼트(133)의 단부에 너트(134)가 체결되는바, 이 볼트(133) 및 너트(134)에 의해 두 서브 매스가 일체로 결합된 상태가 된다.

도 9는 본 발명에 따른 프로펠러 샤프트용 통합 댐퍼의 설치 및 사용 예를 나타낸 도면으로, 종래의 외장형 댐퍼인 토션 댐퍼가 삭제될 수 있고, 벤딩 옵서버와 토션 댐퍼가 일체로 통합된 구성을 가지는 본 발명의 통합 댐퍼(100)가 프로펠러 샤프트(10)의 파이프(11) 내부에 삽입되어 설치될 수 있다.

이와 같이 하여, 본 발명에 따른 통합 댐퍼(100)는, 벤딩 옵서버(굽힘 진동 댐퍼)와 토션 댐퍼(회전 진동 댐퍼)가 일체로 통합된 구성을 가지는 댐퍼로서, 프로펠러 샤프트(10)의 두 진동 모드(굽힘 진동과 회전 진동)가 다름을 고려하여, 고무부(탄성부)가 제1 탄성부(110)와 제2 탄성부(120)로 나누어 구성됨으로써, 두 탄성부가 각 모드에 따라 대응하여 댐핑 작용 및 댐핑 효과를 낼 수 있게 된다.

즉, 본 발명에 따른 통합 댐퍼(100)는 두 가지 모드에 대해 모두 대응 가능하고, 구체적으로는 프로펠러 샤프트 파이프의 벤딩 주파수 150Hz ~ 200Hz 대역의 진동 저감이 가능하고, 프로펠러 샤프트의 토션 주파수 50Hz ~ 150Hz 대역의 진동 저감이 가능하다.

본 발명의 통합 댐퍼(100)는 종래의 두 댐퍼, 즉 벤딩 옵서버와 토션 댐퍼가 하나로 통합된 구성을 가지지만, 내부적으로 탄성부(고무부)는 굽힘 진동과 회전 진동의 두 모드에 대해 각각 대응 가능하도록 역할이 이원화되어 있다.

이와 같이 본 발명의 통합 댐퍼(100)는 두 종류의 댐퍼를 통합한 구성이지만 프로펠러 샤프트(10)의 굽힘과 회전의 이격된 모드에 따라 각각 작용할 수 있도록 탄성부(110,120)가 분리 구성되어 있다.

또한, 매스(130)의 경우에도 두 모드에 공통으로 대응할 수 있는 최소화된 단일 매스가 채용되며, 단일 매스가 각 탄성부(110,120)와 함께 기능별 역할을 수행할 수 있는바, 굽힘 진동에 대해서는 벤딩 러버(bending rubber), 회전 진동에 대해서는 토션 러버(tortional rubber)의 기능이 수행될 수 있게 된다.

이상으로 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당 업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.

100 : 통합 댐퍼 110 : 제1 탄성부
111 : 아우터부 112 : 이너부
113 : 관통홀 114 : 브릿지부
115 : 돌기 120 : 제2 탄성부
121 : 외주면 122 : 관통홀
123 : 핀홀 124 : 서포트 핀
130 : 매스 131, 131a, 131b : 축부
132 : 플랜지부 133 : 볼트
134 : 너트

Claims (9)

1. 프로펠러 샤프트의 굽힘 진동을 저감하는 제1 탄성부;
   상기 제1 탄성부의 내측 또는 상기 제1 탄성부의 외측에 위치하도록 결합되고 프로펠러 샤프트의 비틀림 진동을 저감하는 제2 탄성부;
   상기 제1 탄성부와 제2 탄성부 중 외측으로 위치되는 탄성부의 외측에 결합되는 외통; 및
   상기 제1 탄성부와 제2 탄성부 중 내측으로 위치되는 탄성부의 내측을 관통하도록 결합되는 매스를 포함하고,
   내장형 댐퍼로서, 상기 제1 탄성부, 제2 탄성부, 외통 및 매스를 포함하여 전체 구성이 프로펠러 샤프트의 파이프 내부에 설치되는 것을 특징으로 하는 프로펠러 샤프트용 통합 댐퍼.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 탄성부와 제2 탄성부 사이에 개재되는 삽입관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로펠러 샤프트용 통합 댐퍼.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 탄성부는,
   외측으로 위치되는 링 형상의 아우터부;
   내측으로 외치되는 링 형상의 이너부;
   상기 아우터부와 이너부 사이를 연결하도록 형성된 브릿지부; 및
   상기 브릿지부 사이의 관통홀 내에 위치하도록 상기 이너부에 형성되고 상기 아우터부와는 이격되도록 배치되는 돌기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 프로펠러 샤프트용 통합 댐퍼.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2 탄성부는,
   원통 형상으로 구비되고,
   복수 개의 관통홀이 원통 형상의 길이방향으로 관통하도록 형성되며,
   상기 이웃한 관통홀 사이마다 관통 형성된 각 핀홀에 서포트 핀이 관통하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 프로펠러 샤프트용 통합 댐퍼.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 프로펠러 샤프트의 파이프 내부에 통합 댐퍼가 장착된 상태일 때, 상기 각 핀홀 내의 서포트 핀들이 서로 나란한 상태로 프로펠러 샤프트의 길이방향으로 길게 배치되도록 된 것을 특징으로 하는 프로펠러 샤프트용 통합 댐퍼.
   
6. 청구항 1 또는 청구항 4에 있어서,
   상기 매스는,
   상기 제1 탄성부와 제2 탄성부 중 내측으로 위치되는 탄성부의 내측을 관통하도록 결합되는 축부; 및
   상기 축부의 양단부에 반경방향으로 확장된 형상을 가지도록 형성된 플랜지부를 포함하여 구성되고,
   상기 양단부의 플랜지부가 상기 제1 탄성부 및 제2 탄성부의 양 끝면으로부터 정해진 간격을 두고 이격되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 프로펠러 샤프트용 통합 댐퍼.
   
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 양 단부의 플랜지부는 제2 탄성부를 관통하도록 설치된 서포트 핀의 양 끝단과 정해진 간격을 두고 이격되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 프로펠러 샤프트용 통합 댐퍼.
   
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2 탄성부가 제1 탄성부의 내측에 위치하도록 결합되는 것을 특징으로 하는 프로펠러 샤프트용 통합 댐퍼.
   
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2 탄성부가 제1 탄성부의 외측에 위치하도록 결합되는 것을 특징으로 하는 프로펠러 샤프트용 통합 댐퍼.

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