KR100999639B1 - 비틀림 진동을 저감할 수 있는 댐핑장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 댐핑장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 크랭크축으로부터 노즈부로 가속도가 전달될 때 자력부재에 의한 척력 및 간헐적인 면접촉을 통하여 댐핑작용을 하는 비틀림 진동을 저감할 수 있는 댐핑장치에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 소정간격으로 이격되는 구동요소와 피동요소;

상기 구동요소의 축심에 대하여 소정의 반지름을 갖는 원형로를 따라 대략 타원형으로 천공형성되는 수용홈;

상기 수용홈보다 작은 지름으로 형성되고 그 내부에 안착될 수 있는 피동요소의 위치에 형성되는 캐리; 및

상기 캐리에 형성되는 자력부재;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 비틀림 진동을 저감할 수 있는 댐핑장치를 제공한다.

비틀림 진동, 자력부재, 캐리, 수용홈

Description

비틀림 진동을 저감할 수 있는 댐핑장치{DAMPING DEVICE CAPABLE OF DECREASING TORSIONAL VIBRATION}

본 발명은 댐핑장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 크랭크축으로부터 노즈부로 가속도가 전달될 때 자력부재에 의한 척력 및 간헐적인 면접촉을 통하여 댐핑작용을 하는 비틀림 진동을 저감할 수 있는 댐핑장치에 관한 것이다.

일반적으로 크랭크샤프트에는 주기적으로 회전력이 작동하므로 비틀림진동 및 굽힘 진동이 발생된다.

이러한 비틀림진동은 각 실린더의 크랭크샤프트의 회전력이 클수록, 크랭크샤프트의 길이가 길수록 또는 강성이 작을수록 커진다.

이 비틀림진동은 크랭크샤프트가 어느 정도 회전수가 되면 축 자체의 고유진동과 공진을 일으키고, 특히 격심한 진동을 일으키게 되면 승차감을 저하시킬 뿐만 아니라 타이밍 기어나 크랭크샤프트를 파손하는 원인이 된다.

이 때문에 특히, 크랭크샤프트의 길이가 긴 엔진에서는 허브의 외주면에 별도의 매스(링)이 끼워지되, 상기 허브의 외주면과 매스의 내주면 사이에 고무가 개 재된 댐퍼풀리를 크랭크샤프트의 전단에 장착하여 비틀림 진동(torsional vibration)을 감쇄시켰다.

즉, 상기한 댐퍼풀리는 허브와 매스(링) 사이에 개재되는 고무에 의해서 진동이 흡수되는 것이다.

이에 따라 크랭크샤프트가 일정한 회전속도를 유지하고 있을 때, 허브는 크랭크샤프트와 일체로 회전되지만 크랭크샤프트가 비틀림진동을 발생시켰을 때에 매스(링)은 그대로 일정속도로 회전을 계속하려고 하기 때문에 중간에 개재된 고무가 변형되어 이것에 의해 진동이 감쇄되는 것이다.

상기와 같은 역할을 하는 종래의 댐퍼풀리로는 싱글 매스(single mass) 댐퍼풀리, 아이소레이티드(isolated) 댐퍼 풀리 등이 주로 사용되고 있다.

그리고 벨트 홈이 이중으로 형성되는 댐퍼풀리로서 허브의 외주면과 내부면에 아우터 링과 인너 링이 형성되는 더블 매스(double mass) 댐퍼 풀리와, 아우터 링과 인너 링 사이에 인너시어 링(inertia ring)이 삽입되어 비틀림 진동 및 굽힌 진동을 흡수하는 듀얼모드(dual mode) 댐퍼 풀리 등이 있다.

그런데 상기한 싱글 매스 댐퍼 풀리는 그 구조가 비교적 단순하여 제작은 용이하였으나, 엔진이 고속영역에서 운전되는 경우에 충분한 댐핑이 이루어지지 못하였다.

그리고 상기한 아이소레이티드 댐퍼 풀리는 댐핑성능은 우수하였으나, 그 구조가 복잡하여 제작성이 불리할 뿐만 아니라 가격이 상대적으로 비싸다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 운전 시에 수용홈과 캐리에 형성된 각각의 자력부재에 의한 척력이 작용하므로 저부하 영역시에는 척력만으로 댐핑작용을 하고 고부하 영역시에는 수용홈의 일측면과 캐리가 상호 맞닿는 간헐적인 면접촉이 일어나므로 안정적인 댐핑성능을 도모할 수 있는 댐핑장치를 제공하는데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 비틀림 진동을 저감할 수 있는 댐핑장치는 소정간격으로 이격되는 구동요소와 피동요소;

상기 구동요소의 축심에 대하여 소정의 반지름을 갖는 원형로를 따라 대략 타원형으로 천공형성되는 수용홈;

상기 피동요소에 구비되되, 상기 수용홈의 내부에 안착되는 자력부재를 구비한 캐리;

삭제

를 포함하되, 상기 수용홈의 양측 내주면은 상기 자력부재를 상기 수용홈의 중심 방향으로 밀어내도록 자성을 띠는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 자력부재는 절반이 구획되어 S극과 N극이 각각 형성되어 있으며, 상기 수용홈의 양측 내주면은 마주보는 자력부재의 극과 동일한 극을 가지는 것을 특징으로 한다.

삭제

또한, 상기 수용홈과 캐리는 복수개인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 자력부재는 고무자석으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수용홈과 자력부재는 저부하 영역시에는 상호 척력에 의해 이격되고, 고부하 영역시에는 상기 척력을 상회하는 토크로 인하여 그 회전방향으로 상기 수용홈의 일측면에 상기 자력부재가 맞닿게 되는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 비틀림진동을 저감할 수 있는 댐핑장치에의하면, 운전시에 수용홈과 캐리에 형성된 각각의 자력부재에 의한 척력이 작용하므로 저부하 영역시에는 척력만으로 댐핑작용을 하고 고부하 영역시에는 수용홈의 일측면과 캐리가 상호 맞닿는 간헐적인 면접촉이 일어나므로 안정적인 댐핑성능을 도모할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 댐핑장치의 단면도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 댐핑장치의 정면도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 댐핑장치가 정지상태일 때, 영구자석 간 의 관계를 도시한 것이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 댐핑장치가 저속상태일 때, 영구자석 간의 관계를 도시한 것이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 댐핑장치가 고속상태일 때, 영구자석 간의 관계를 도시한 것이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 댐핑장치는 구동요소(100)의 벨트(110)를 통하여 구동된다.

여기서, 댐핑장치는 내연기관 등의 구동장치와 에어컨 시스템의 컴프레서 혹은 발전기 사이에 위치한다.

상기 댐핑장치는 구동요소(100)와 반대측의 피동요소(200)를 포함한다.

이때, 상기 구동요소(100)와 피동요소(200)는 별도의 롤링 베어링(미도시) 등의 장치를 통하여 회전하도록 형성된다.

상기 피동요소(200)는 플랜지(300)를 수용하고 보조장치의 구동샤프트(미도시)에 관통된다.

상기 피동요소(200)와 상기 플랜지(300)의 사이에 회전고정되는 연결은 상기 플랜지(300)에 형성되는 클램핑콘(310)에 의해 작동하고 클램핑 스크류(320)에 의해 피동요소(200)에 대하여 클램프된다.

상기 피동요소(200)와 상기 구동요소(100)는 각각의 플랜지면(120, 220)이 소정 간격으로 이격되어 상호 마주보도록 위치한다.

상기 플랜지면(120, 220)은 상기 댐핑장치(P)와 상기 플랜지(300)의 회전축에 대하여 대략 수직하도록 형성된다.

또한, 피동요소(200)의 반지름보다 작은 반지름을 갖는 임의의 원형로(C) 상에 캐리(carry; 400)를 형성한다.

상기 캐리(400)의 자력부재(410)는 볼트(413) 등의 결합부재를 사용하여 고정되며 상기 캐리(400)의 외주부에 형성된다.

여기서, 상기 자력부재(410)는 S극(411), N극(412)을 선택적으로 형성할 수 있는 고무자석이 적용될 수 있다.

또한, 상기 자력부재(410)의 형상은 후술할 수용홈(130)과 유연하게 맞닿을 수 있는 원기둥 형태로 형성하는 것이 바람직하다.

이때, 상기 자력부재(410)은 원 형태의 절반을 가르는 형태로 각각 S극(411), N극(412)을 띠도록 형성한다.

또한, 상기 캐리(400)가 안착될 수 있는 공간이 상기 구동요소(100)에 마련된다.

삭제

이때, 도 2를 참조하면 원형로(C)를 따라 4개의 수용홈(130)이 형성되어 있지만, 당업자의 판단에 의해 그 이상의 복수개로 형성할 수도 있다.

상기 수용홈(130)은 자력부재(410)의 형상에 대응되되, 적어도 자력부재(410)의 지름 또는 면적보다 크게 형성함으로써 자력부재(410)의 외주면으로부터 소정거리로 이격되어 수용홈(130)의 내부에 안착될 수 있도록 형성하는 것 이 바람직하다.

또한, 상기 수용홈(130)의 양측 내주면은 마주보는 상기 캐리(400)의 극성과 같은 극성을 띠는 고무자석으로 형성한다.

즉, 상기 캐리(400)의 N극(412)은 상기 수용홈(130)의 N극(132)이 마주보게 형성하고, 마찬가지로 상기 캐리(400)의 S극(411)은 상기 수용홈(130)의 S극(131)이 마주보게 형성한다.

따라서, 상기 구동요소(100)가 일측으로 회전을 할 때, 상기 캐리(400)와 상기 수용홈(130) 사이에 작용하는 양측의 자기력으로 인한 척력에 의해 상기 피동요소(200)가 함께 회전하게 된다.

이때, 상기 캐리(400)와 수용홈(130) 사이의 척력을 초과하는 토크가 작용하면 상기 캐리(400)가 회전방향 측으로 상기 수용홈(130)의 일측면에 맞닿게 된다.

즉, 구동이 정지된 상태에서는 도 3에 도시한 바와 같이 수용홈(130) 내부에 수용된 캐리(400)에 형성되어 있는 자력부재(410)가 상기 수용홈(130)에 형성된 각각의 S극(131), N극(132)과 마주보는 동일한 극성에 의해 척력이 발생하므로 소정간격으로 이격되어 있게 된다.

또한, 저속회전영역 상태에서는 도 4에 도시한 바와 같이 회전방향에 대한 토크가 캐리(400)와 그 양측의 수용홈(130)에 대한 척력보다 큰 만큼 치우쳐져서 위치하게 된다.

또한, 고속회전영역 상태에서는 도 5에 도시한 바와 같이 회전방향에 대한 토크가 캐리(400)와 그 양측의 수용홈(130)에 대한 척력을 상회하므로 상기 캐리(400)의 일측면이 상기 수용홈(130)의 일측면과 면접촉하게 된다.

따라서, 저속회전영역에서는 상기 캐리(400)와 수용홈(130) 사이의 척력에 의해 동력전달이 되지만, 고속회전영역에서는 상기 캐리(400)와 수용홈(130)이 서로 맞닿게 되어 각각의 수용홈(130) 및 캐리(400)가 상호 탄성지지되며 동력을 전달하게 된다.

이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 댐핑장치의 단면도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 댐핑장치의 정면도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 댐핑장치가 정지상태일 때, 영구자석 간의 관계를 도시한 것이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 댐핑장치가 저속상태일 때, 영구자석 간의 관계를 도시한 것이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 댐핑장치가 고속상태일 때, 영구자석 간의 관계를 도시한 것이다.

* 도면에 사용된 주요부분 부호설명 *

100 : 구동요소 110 : 벨트

120 : 플랜지면 130 : 수용홈

131 : S극 132 : N극

200 : 피동요소 220 : 플랜지면

300 : 플랜지 310 : 클램핑콘

320 : 클램핑 스크류 400 : 캐리

410 : 자력부재 411 : S극

412 : N극 C : 원형로

P : 댐핑장치

Claims (5)

1. 소정간격으로 이격되는 구동요소와 피동요소;

   상기 구동요소에 형성되되, 그 축심에 대하여 소정의 반지름을 갖는 원형로를 따라 타원형으로 형성되는 수용홈;

   상기 피동요소에 구비되되, 상기 수용홈의 내부에 안착되는 자력부재를 구비한 캐리;

   를 포함하되,

   상기 수용홈의 양측 내주면은 상기 자력부재를 상기 수용홈의 중심 방향으로 밀어내도록 자성을 띠는 것을 특징으로 하는 비틀림 진동을 저감할 수 있는 댐핑장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 자력부재는 절반이 구획되어 S극과 N극이 각각 형성되어 있으며, 상기수용홈의 양측 내주면은 마주보는 자력부재의 극과 동일한 극을 가지는 것을 특징으로 하는 비틀림 진동을 저감할 수 있는 댐핑장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 수용홈과 캐리는 복수개인 것을 특징으로 하는 비틀림진동을 저감할 수 있는 댐핑장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 자력부재는 고무자석인 것을 특징으로 하는 비틀림 진동을 저감할 수 있는 댐핑장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 수용홈과 자력부재는 저부하 영역시에는 상호 척력에 의해 이격되고, 고부하 영역시에는 상기 척력을 상회하는 토크로 인하여 그 회전방향으로 상기 수용홈의 일측면에 상기 자력부재가 맞닿게 되는 것을 특징으로 하는 비틀림 진동을 저감할 수 있는 댐핑장치.

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