KR101211051B1 - 트리거 플레이트가 부착된 댐퍼 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 트리거 플레이트에 의한 부품수의 증대를 초래하지 않는 트리거 플레이트가 부착된 댐퍼를 제공하는 것을 목적으로 하며, 이를 위해 회전축에 부착되는 허브와 상기 허브의 외주측에 배치되는 환형 질량체와의 사이에 슬리브 및 탄성체를 개재하여 이루어진 댐퍼로서, 상기 슬리브의 일단부에, 원주방향에 소정 피치로 착자된 트리거 플레이트를 일체로 설치한 것을 특징으로 한다. 슬리브는 허브의 외주측에 끼움결합되거나, 또는 환형 질량체의 내주 측에 끼움결합된다.

Description

트리거 플레이트가 부착된 댐퍼{DAMPER WITH TRIGGER PLATE}

본 발명은 회전축의 비틀림 진동(torsional vibration)을 흡수하는 댐퍼로서, 특히 회전축의 회전각을 검출하기 위한 트리거 플레이트를 설치한 것에 관한 것이다.

자동차 엔진의 크랭크 샤프트의 비틀림 진동을 흡수하는 댐퍼에는, 예컨대 특허문헌 1에 개시되어 있는 바와 같이, 종래부터 크랭크 샤프트의 크랭크각을 검출하기 위한 트리거 플레이트(센서 플레이트)를 설치한 것이 있다.

특허문헌 1 : 일본 특허공개공보 H11(1999)-281312호

특허문헌 1에 기재된 트리거 플레이트는, 자성체 금속판의 펀칭 프레스에 의해 제작된 것으로서, 외주 가장자리를 따라 요구되는 수의 피검출 돌기가 원주방향에 소정의 피치로 형성되어 있다. 한편, 트리거 플레이트의 외주측에서의 원주방향 1부분에는, 자기센서(크랭크각 센서)가 비(非)회전상태로 배치되어 있으며, 크랭크 샤프트와 함께 회전하는 트리거 플레이트의 피검출돌기의 통과를 판독함으로써, 엔진 점화장치나 연료분사장치를 트리거하기 위한 크랭크각을 검출하도록 되어 있다.

그러나, 상기 종래기술에 따르면, 트리거 플레이트가 댐퍼의 구성부품과는 실질적으로 다른 부재이기 때문에, 댐퍼의 부품수의 증대를 초래하였다.

본 발명은, 상기와 같은 점을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 기술적 과제는 트리거 플레이트에 의한 부품수의 증대를 초래하지 않는 트리거 플레이트가 부착된 댐퍼를 제공하는 데 있다.

상술한 기술적 과제를 유효하게 해결하기 위한 수단으로서, 청구항 1의 발명에 따른 트리거 플레이트가 부착된 댐퍼는, 회전축에 부착되는 허브와 상기 허브의 외주측에 배치되는 환형 질량체(annular mass body)와의 사이에 슬리브 및 탄성체를 개재시켜 장착하여 이루어진 댐퍼로서, 상기 슬리브의 일단부에, 원주방향에 소정 피치로 착자(着磁)된 트리거 플레이트를 일체로 설치한 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항 2의 발명에 따른 트리거 플레이트가 부착된 댐퍼는, 상기한 청구항 1의 트리거 플레이트가 부착된 댐퍼로서, 슬리브는 허브의 외주측에 끼움결합되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항 3의 발명에 따른 트리거 플레이트가 부착된 댐퍼는, 상기한 청구항 1의 트리거 플레이트가 부착된 댐퍼로서, 슬리브는 환형 질량체의 내주측에 끼움결합되어 있는 것을 특징으로 한다.

(발명의 효과)

상기 본 발명의 각 청구항에 따른 트리거 플레이트가 부착된 댐퍼에 의하면, 트리거 플레이트가 댐퍼의 구성부품인 슬리브에 일체적으로 설치되어 있기 때문에, 댐퍼의 부품수나 조립 인시(man-hour)가 증대되지 않고, 게다가 트리거 플레이트를 슬리브의 압입에 의해 강고하게 고정할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 트리거 플레이트가 부착된 댐퍼의 제 1 형태를 나타낸 도면으로서, (A)는 축심을 지나는 평면으로 절단하여 나타낸 반(半)단면도이고, (B)는 (A)에서의 B방향의 부분적인 화살선도이다.

도 2는 본 발명에 따른 트리거 플레이트가 부착된 댐퍼의 제 2 형태를 나타낸 도면으로서, (A)는 축심을 지나는 평면으로 절단하여 나타낸 반단면도이고, (B)는 (A)에서의 B방향의 부분적인 화살선도이다.

도 3은 본 발명에 따른 트리거 플레이트가 부착된 댐퍼의 제 3 형태를 나타낸 도면으로서, (A)는 축심을 지나는 평면으로 절단하여 나타낸 반단면도이고, (B)는 부분적인 사시도이다.

도 4는 본 발명에 따른 트리거 플레이트가 부착된 댐퍼의 제 4 형태를, 그 축심을 지나는 평면으로 절단하여 나타낸 반단면도이다.

도 5는 본 발명에 따른 트리거 플레이트가 부착된 댐퍼의 제 5 형태를, 그 축심을 지나는 평면으로 절단하여 나타낸 반단면도이다.

도 6은 본 발명에 따른 트리거 플레이트가 부착된 댐퍼의 제 6 형태를, 그 축심을 지나는 평면으로 절단하여 나타낸 반단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 허브(hub) 11 : 보스부(boss portion)

12 : 직경방향부 12a : 윈도우부

13 : 림부(rim portion) 2 : 슬리브(sleeve)

2a : 외향 칼라부(outward collar portion)

2b : 내향 칼라부(inward collar portion)

2c : 단부(end portion)

3 : 환형 질량체(annular mass body)

3a : 멀티 V홈(multi V groove)

3b : 내주면

4 : 탄성체(elastic body)

5 : 트리거 플레이트(trigger plate)

51 : 착자층(magnetized layer)

51a : 자극(magnetic pole)

51a′: 크랭크각 계측원점(crank angle measurement starting point)

6 : 자기센서

제 1 실시형태

이하, 본 발명에 따른 트리거 플레이트가 부착된 댐퍼의 바람직한 실시형태를 도면을 참조하여 설명한다. 먼저 도 1은, 본 발명에 따른 트리거 플레이트가 부착된 댐퍼의 제 1 형태를 나타낸 도면으로서, (A)는 축심을 지나는 평면으로 절단하여 나타낸 반단면도이고, (B)는 (A)에서의 B방향의 부분적인 화살선도이다. 또, 이하의 설명에서 「정면」이란 도 1의 (A) 혹은 후술하는 도 2의 (A), 도 3의 (A), 도 4에서의 좌측을 말하며, 「배면(背面)」이란 그 반대측에서 도시하지 않은 엔진이 존재하는 측을 말한다.

도 1에서, 참조부호 1은 자동차 엔진의 크랭크 샤프트(도시생략)의 정면단부에 부착되는 허브, 참조부호 2는 상기 허브(1)에서의 림부(13)의 외주면에 압입된 슬리브, 참조부호 3은 상기 슬리브(2)의 외주측에 동심적으로 배치된 환형 질량체, 참조부호 4는 슬리브(2)와 환형 질량체(3)의 사이에 끼워장착된 탄성체, 참조부호 5는 슬리브(2)에 일체로 설치되어 원주방향에 소정 피치로 착자된 트리거 플레이트이다.

허브(1)는 금속재료에 의해 제작된 것으로서, 크랭크 샤프트의 정면단부에 도시하지 않은 센터 볼트(center bolt)를 통해 고정되는 원통 형상의 보스부(11)와, 상기 보스부(11)로부터 외주측으로 연장되는 직경방향부(12)와, 또 그 외주에 형성된 원통형상의 림부(13)로 이루어진다. 또, 직경방향부(12)에는 경량화 등을 목적으로 복수의 윈도우부(12a)가 원주방향에 소정간격으로 개설(開設)되어 있다. 또한, 참조부호 11a는 보스부(11)의 내주(內周)에 형성된 키 홈(key groove)이다.

환형 질량체(3)는, 주철(cast iron) 혹은 강재(steel product) 등의 금속재료에 의해 제작된 것으로서, 그 외주면에는 엔진용 보조기계(도시생략)로 회전력을 전달하는 무단벨트(endless belts)를 감아 걸기 위한 멀티 V홈(3a)이 형성되어 있다.

슬리브(2)는 강판 등, 자성체의 금속판을 펀칭 프레스함으로써 제작된 것으로서, 원통형상을 이루며, 허브(1)에서의 림부(13)의 외주면에, 요구되는 체결여유(fastening margin)를 가지고 압입되어 끼움장착되어 있다.

탄성체(4)는, 고무상(rubber-like) 탄성재료에 의해 고리형상으로 성형된 것으로서, 환형 질량체(3)의 내주면(3b)과 슬리브(2)와의 사이에 가류(加硫) 접착되어 있다.

슬리브(2)의 배면측의 단부(端部)로부터는, 외주 측으로 원반형상으로 전개된 외향 칼라부(2a)가 연장되어 있다. 즉, 상기 외향 칼라부(2a)는 슬리브(2)와 재질이 동일한 자성체 금속판으로 이루어진 것으로서, 환형 질량체(3)의 배면측의 단면(端面)에 대하여 적당한 틈새를 가지고, 축심(軸心)과 수직인 방향으로 연장되어 있다. 그리고 트리거 플레이트(5)는 상기 외향 칼라부(2a)와, 그 배면에 접합된 착자층(51)에 의해 구성된다.

트리거 플레이트(5)에서의 착자층(51)은, 페라이트 등의 자성체의 미세 분말을 균일하게 혼합한 고무상 탄성재료 또는 합성수지재료로 이루어진 것으로서, 슬리브(2)로부터 연장되는 외향 칼라부(2a)의 배면에 가류접착 등에 의해 접합되어, 원주방향에 교대로 다른 자극(51a; S극 및 N극)이 소정 피치로 다극(多極) 착자되어 있다.

또, 트리거 플레이트(5)에는 도 1의 (B)에 나타낸 바와 같이, 예컨대 엔진의 피스톤 상사점(上死點) 등, 특정 포지션을 검출하기 위한 크랭크각 계측원점(51a′)이 형성되어 있으며, 상기 크랭크각 계측원점(51a′)은 원주방향 1 부분에 자극(51a)의 착자 피치가 다른 부분 등을 마련함으로써 형성된다.

또한, 트리거 플레이트(5)의 배면측에는 홀소자나 자기저항소자 등으로 이루어진 자기센서(6)가 비회전상태로 배치되고, 그 검출면이 트리거 플레이트(5)의 본체를 이루는 착자층(51)과 축방향으로 근접하여 대향되어 있다. 그리고, 상기 트리거 플레이트(5)와 자기센서(6)에 의해, 엔진점화시기나 연료분사시기를 제어하기 위한 크랭크 샤프트의 크랭크각을 검출하는 로터리 인코더(rotary encoder)가 구성되어 있다.

탄성체(4)와 환형 질량체(3)는, 스프링 - 매스(spring - mass) 시스템(서브진동시스템)을 구성하고 있으며, 그 비틀림 방향(torsional direction) 고유 진동수는 환형 질량체(3)의 원주방향 관성질량과, 탄성체(4)의 원주방향 전단 스프링 정수(shear spring constant)에 의해, 크랭크 샤프트의 비틀림 진동의 진폭이 극대가 되는 진동주파수대역으로 설정되어 있다.

이상과 같은 구성을 구비하는 트리거 플레이트가 부착된 댐퍼는, 허브(1)의 보스부(11)에서 크랭크 샤프트의 정면 단부의 외측에 삽입고정되어, 상기 크랭크 샤프트와 일체적으로 회전되는 것이다. 그리고 크랭크 샤프트로부터 허브(1)를 통해 입력되는 비틀림 진동의 주파수가, 크랭크 샤프트의 진폭이 극대가 되는 회전수영역에서는, 환형 질량체(3)와 탄성체(4)에 의해 구성되는 서브진동시스템이, 입력진동과 반대의 위상각을 가지고 비틀림 방향으로 공진하여, 즉 그 공진에 의한 토크는 입력진동의 토크와 반대방향에 생기기 때문에(동적흡진작용, a dynamic vibration absorbing effect), 크랭크 샤프트의 비틀림 진동의 피크를 유효하게 저감할 수 있다.

또한, 트리거 플레이트(5)가 허브(1)와 일체적으로 회전함에 따라, 자기센서(6)의 검출면의 정면을 상기 트리거 플레이트(5)의 착자층(51)에 착자된 N극과 S극이 교대로 통과하기 때문에, 자기센서(6)는 자계의 변화에 대응한 파형(波形)의 펄 스신호를 발생시킨다. 이 신호는 엔진점화시기나 연료분사시기를 제어하기 위한 크랭크각 데이터로서 도시하지 않은 엔진제어유닛으로 출력된다.

도 1에 나타낸 제 1 형태에 의한 트리거 플레이트가 부착된 댐퍼의 제조에 있어서는, 가령 먼저 슬리브(2)에 형성된 외향 칼라부(2a)에, 자성체의 미세 분말을 균일하게 혼합한 미(未)가류의 고무상 탄성재료 또는 합성수지재료에 의해 착자층(51)을 일체적으로 가류성형하고, 다음으로 서로 동심(同心)적으로 세팅된 슬리브(2)와 환형 질량체(3)의 사이에, 미가류의 고무상 탄성재료에 의해 탄성체(4)를 일체적으로 가류성형하고, 이러한 공정에 의해 얻어진 일체성형물을 슬리브(2)에 있어서 허브(1)의 림부(13)의 외주에 압입(壓入)한다. 슬리브(2)는 림부(13)에 대한 압입과정에서 직경이 확대되어 변형되고, 이에 따라 탄성체(4)가 환형 질량체(3)와의 사이에서 직경방향으로 미리 압축되므로, 탄성체(4)에 그 성형과정에서 생긴 체적수축으로 인한 잔류인장응력이 저감되거나 해소된다. 또한, 착자층(51)에는 다극착자를 행할 필요가 있는데, 이 착자공정은 허브(1)에 대한 조립전이든 조립후든 무방하며, 착자층(51)의 성형은 탄성체(4)의 성형후에 행해도 된다.

트리거 플레이트(5)는 환형 질량체(3)와 탄성체(4)에 의한 서브진동시스템을 허브(1)에 고정하는 슬리브(2)와 일체이기 때문에, 트리거 플레이트(5)에 의해 부품수가 증가하는 경우는 없고, 상술한 압입공정에 의해 트리거 플레이트(5)의 부착도 동시에 이루어지게 된다. 게다가, 트리거 플레이트(5)는 슬리브(2)를 통해 확실히 고정할 수 있기 때문에, 허브(1)와의 미끄럼(slip)에 의한 상대회전을 일으켜 자기센서(6)로 인한 크랭크각 검출의 신뢰성이 손상되거나, 혹은 트리거 플레이트 (5)가 허브(1)로부터 탈락되는 것을 확실히 방지할 수 있다.

제 2 실시형태

다음으로 도 2는, 본 발명에 따른 트리거 플레이트가 부착된 댐퍼의 제 2 형태를 나타낸 도면으로서, (A)는 축심을 지나는 평면으로 절단하여 나타낸 반단면도이며, (B)는 (A)에서의 B방향의 부분적인 화살선도이다.

도 2에 나타낸 제 2 형태에서, 먼저 설명한 도 1에 나타낸 제 1 형태와 다른 점은, 트리거 플레이트(5)에서의 착자층(51)이, 슬리브(2)의 배면측의 단부로부터 내주측으로 일체로 형성된 내향 칼라부(2b)의 배면에 일체적으로 접합된 점에 있으며, 따라서 트리거 플레이트(5) 및 이것에 대향배치된 자기센서(6)는 도 1과의 비교에서 상대적으로 내주측에 위치하고 있다. 기타의 구성은 기본적으로 도 1과 마찬가지이다.

본 형태에 따른 트리거 플레이트가 부착된 댐퍼의 제조도 제 1 형태와 마찬가지이며, 즉 예컨대 먼저 슬리브(2)에 형성된 내향 칼라부(2b)에, 자성체의 미세 분말을 균일하게 혼합한 미가류의 고무상 탄성재료 또는 합성수지재료에 의해 착자층(51)을 일체적으로 가류성형하고, 다음으로 서로 동심적으로 세팅된 슬리브(2)와 환형 질량체(3)의 사이에, 미가류의 고무상 탄성재료에 의해 탄성체(4)를 일체적으로 가류성형하고, 이러한 공정에 의해 얻어진 일체성형물을, 슬리브(2)에 있어서 허브(1)의 림부(13)의 외주에 압입한다. 착자층(51)에 대한 착자공정은 허브(1)에 대한 조립전이든 조립후든 무방하며, 또한 착자층(51)의 성형은 탄성체(4)의 성형후에 행해도 된다.

착자층(51)에 이용되는 자성체 분말 혼합 고무상 탄성재료 또는 합성수지재료는 재료가 고가인 것이나, 본 형태에 따르면 트리거 플레이트(5)가 직경이 작고 그 원주가 짧기 때문에, 도 1의 형태에 비해 착자층(51)의 재료 비용을 저감할 수 있다.

제 3 실시형태

다음으로 도 3은, 본 발명에 따른 트리거 플레이트가 부착된 댐퍼의 제 3 형태를 나타낸 도면으로서, (A)는 축심을 지나는 평면으로 절단하여 나타낸 반단면도이고, (B)는 부분적인 사시도이다.

도 3에 나타낸 제 3 형태에서, 먼저 설명한 도 1에 나타낸 제 1 형태 혹은 도 2에 나타낸 제 2 형태와 다른 점은, 트리거 플레이트(5)에서의 착자층(51)이 슬리브(2)에서의 탄성체(4)와의 접착부로부터 배면측으로 돌출된 단부(2c)의 외주면에 일체적으로 형성되고, 즉 착자층(51)이 원통형상을 이루며, 자기센서(6)가 상기 착자층(51)의 외주면에 직경방향으로 대향배치된 점에 있다. 기타의 구성은 기본적으로 도 1 혹은 도 2와 마찬가지이다.

본 형태에 따른 트리거 플레이트가 부착된 댐퍼의 제조도 제 1 형태와 마찬가지이며, 즉 예컨대 먼저 슬리브(2)의 단부(2c)의 외주면에, 자성체의 미세 분말을 균일하게 혼합한 미가류의 고무상 탄성재료 또는 합성수지재료에 의해 착자층(51)을 일체적으로 가류성형하고, 다음으로 서로 동심적으로 세팅된 슬리브(2)와 환형 질량체(3)의 사이에, 미가류의 고무상 탄성재료에 의해 탄성체(4)를 일체적으로 가류성형하고, 이러한 공정에 의해 얻어진 일체성형물을, 슬리브(2)에 있어서 허브(1)의 림부(13)의 외주에 압입한다. 착자층(51)에 대한 착자공정은 허브(1)에 대한 조립전이든 조립후든 무방하며, 또한 착자층(51)의 성형은 탄성체(4)의 성형후에 행해도 된다.

또한, 본 형태에서도 트리거 플레이트(5)가 직경이 작고 그 원주가 짧기 때문에, 도 1의 형태에 비해 착자층(51)의 재료 비용을 저감할 수 있다.

제 4 실시형태

상술한 각 형태는 허브(1)의 림부(13)에 압입되어 끼움장착되는 슬리브(2)와, 그 외주에 배치된 환형 질량체(3)와의 사이에 탄성체(4)를 일체적으로 가류성형한, 소위 부시타입(bush type)의 댐퍼에 대해 본 발명을 적용한 것인데, 미리 환형으로 성형된 탄성체(4)를 압입한, 소위 끼움결합타입(fitting type)의 댐퍼에 대해서도 적용가능하다. 도 4는 이러한 예로서, 본 발명에 따른 트리거 플레이트가 부착된 댐퍼의 제 4 형태를, 그 축심을 지나는 평면으로 절단하여 나타낸 반단면도이다.

즉, 도 4에 나타낸 제 4 형태에서, 먼저 설명한 각 형태와 다른 점은, 슬리브(2)와, 그 외주에 배치된 환형 질량체(3)와의 사이에 탄성체(4)를 압입하여 끼움결합한 점이다.

상세하게는, 환형 질량체(3)의 내주면(3b)은, 축심을 지나는 평면으로 절단된 단면형상(도 4에 나타낸 단면형상)이, 축방향 중간부가 곡면을 그리도록 외주측으로 오목한 형상을 이루고 있다. 한편, 슬리브(2)는 축심을 지나는 평면으로 절단된 단면형상(도 4에 나타낸 단면형상)이, 환형 질량체(3)의 내주면(3b)과 대응하여, 축방향 중간부가 곡면을 그리도록 외주측으로 불룩한 형상을 이루며, 축방향 양단 및 그 근방이 허브(1)에서의 림부(13)의 원통면형상의 외주면에 적당한 체결여유를 가지고 끼움장착되어 있다.

환형 탄성체(4)는, 고무상 탄성재료에 의해 미리 환형(원통형상)으로 성형되고, 환형 질량체(3)의 내주면(3b)과 슬리브(2)와의 사이에 압입되어 끼움결합된 것이다. 상기 환형 탄성체(4)는, 환형 질량체(3)의 내주면(3b) 및 이것에 직경방향으로 대향하는 환형 질량체(3)의 내주면(3b)을 따라, 축방향 중간부가 곡면을 그리도록 외주측으로 꼬불꼬불하게 된(蛇行) 단면형상을 이루고 있으며, 이에 따라 환형 질량체(3)의 내주면(3b) 및 슬리브(2)에 대한 미끄럼이 방지되어 있다.

트리거 플레이트(5)는, 먼저 설명한 도 2에 나타낸 제 2 형태와 마찬가지로, 트리거 플레이트(5)에서의 착자층(51)이, 슬리브(2)의 배면측의 단부로부터 내주측으로 일체로 형성된 내향 칼라부(2b)의 배면에 일체적으로 접합되어, 상기 착자층(51)에, 원주방향에 교대로 다른 자극(S극 및 N극)이 소정 피치로 다극 착자된 것이다.

본 제 4 형태도 먼저 설명한 각 형태와 마찬가지로, 크랭크 샤프트의 정면단부의 외측에 삽입고정되어 상기 크랭크 샤프트와 일체적으로 회전하고, 그리고 크랭크 샤프트의 비틀림 진동의 진폭이 극대가 되는 회전수 영역에서, 환형 질량체(3)와 탄성체(4)에 의해 구성되는 서브진동시스템이 입력진동과 반대의 위상각을 가지고 비틀림 방향으로 공진한다고 하는 동적 흡진 작용에 의해, 크랭크 샤프트의 비틀림 진동의 피크를 유효하게 저감하는 것이다. 또한, 트리거 플레이트(5)가 허브(1)와 일체적으로 회전함으로써, 그 배면 측에 배치된 자기센서(6)가 엔진점화장치나 연료분사장치를 트리거하기 위한 크랭크각 데이터가 되는 펄스신호를 출력하는 것이다.

도 4에 나타내는 트리거 플레이트가 부착된 댐퍼의 제조에 있어서는, 우선 슬리브(2)의 내향 칼라부(2b)의 배면에 자성체의 미세 분말을 균일하게 혼합한 미가류의 고무상 탄성재료 또는 합성 수지재료에 의해 착자층(51)을 일체적으로 가류성형한다. 다음으로, 슬리브(2)의 외주 측에 환형 질량체(3)를 동심적으로 배치하고, 이 환형 질량체(3)의 내주면(3b)과 슬리브(2)와의 사이에, 미리 고무상 탄성재료로 고리 형상(원통 형상)으로 성형된 탄성체(4)를 축방향으로 압입한다. 이 경우, 미리 슬리브(2)의 외주면 및 환형 질량체(3)의 내주면(3b) 또는 탄성체(4)에 서로의 끼움결합면의 미끄럼 토크(slip torque)를 증대시키기 위한 커플링제(coupling agent)를 도포하여 두는 것이 바람직하다.

탄성체(4)의 압입 과정에서는, 이 탄성체(4)에 눌려 슬리브(2)가 내주 측으로 조금 탄성 변형되므로 압입 저항이 작아지며, 따라서 압입 작업을 용이하게 행할 수 있다. 탄성체(4)의 압입 후에, 그 내주의 슬리브(2)를, 허브(1)의 림부(13)의 외주면으로 압입한다. 슬리브(2)는, 림부(13)에 대한 적당한 체결 여유가 설정되어 있으며, 게다가 탄성체(4)의 압입에 의해 조금 직경이 축소 변형되기 때문에, 이 슬리브(2)와 림부(13)와의 끼움장착면에는, 상기 체결 여유뿐만 아니라, 탄성체(4)의 압축 반력(reaction force, 反力)도 체결력(fastening force)으로서 가해지므로, 강고한 끼움장착 상태가 된다. 이 때문에, 슬리브(2)와 일체인 트리거 플레 이트(5)가 강고하게 고정되며, 또한 림부(13)에 대한 슬리브(2)의 압입에 따라서 탄성체(4)가 직경 방향으로 압축되므로, 슬리브(2) 및 환형 질량체(3)에 대한 탄성체(4)의 끼움 장착력도 향상한다.

그리고 이 형태에서 있어서도, 트리거 플레이트(5)는 환형 질량체(3)와 탄성체(4)에 의한 서브진동시스템을 허브(1)에 고정하는 슬리브(2)와 일체이기 때문에, 트리거 플레이트(5)에 의해 부품수가 증가하지 않으며, 슬리브(2)의 압입에 의해 트리거 플레이트(5)의 부착도 동시에 행해지게 된다. 또한 상술한 바와 같이, 트리거 플레이트(5)는 슬리브(2)를 통하여 강고하게 고정되기 때문에, 허브(1)와의 미끄러짐에 의한 상대 회전을 발생시켜 자기센서(6)에 의한 크랭크각 검출의 신뢰성이 손상되거나, 또는 트리거 플레이트(5)가 허브(1)로부터 탈락하거나 하는 것을 확실히 방지할 수 있다.

또한, 트리거 플레이트(5)로서는 도 4에 나타낸 것 이외에, 도 1과 같이 슬리브(2)로부터 외주 측으로 칼라형상으로 전개한 것이나, 도 3과 같이 슬리브(2)의 배면측의 단부(2c)에 원통 형상으로 형성한 것으로 할 수도 있다.

제 5 실시형태

상기 제 1 내지 제 4 실시형태에서 슬리브(2)는 허브(1)의 외주 측에 끼움결합(압입끼움장착)되어 있는 데 반해, 본 제 5 실시형태에서 슬리브(2)는 환형 질량체(3)의 내주(內周) 측에 끼움결합(압입끼움장착)되어 있다.

즉, 제 5 실시형태에 따른 도 5에서, 참조부호 1은 자동차 엔진의 크랭크 샤프트(도시생략)의 정면 단부(端部)에 부착되는 환형의 허브, 참조부호 3은 상기 허브(1)의 외주측에 동심적으로 배치된 환형 질량체, 참조부호 2는 상기 환형 질량체(3)의 내주면에 끼움결합(압입끼움장착)된 슬리브, 참조부호 4는 상기 허브(1)와 슬리브(2)와의 사이에 끼워장착된 탄성체, 참조부호 5는 슬리브(2)에 일체로 설치되어 원주방향에 소정 피치로 착자된 트리거 플레이트이다.

허브(1)는 금속재료에 의해 제작된 것으로서, 크랭크 샤프트의 정면단부에 도시하지 않은 센터볼트를 통해 고정되는 원통형상의 보스부(11)와, 상기 보스부(11)로부터 외주측으로 연장되는 직경방향부(12)와, 또 그 외주에 형성된 원통형상의 림부(13)로 이루어진다. 또한, 참조부호 11a는 보스부(11)의 내주에 형성된 키 홈이다.

환형 질량체(3)는, 주철 혹은 강재 등의 금속재료에 의해 제작된 것으로서, 그 외주면에는 엔진용 보조기계(도시생략)로 회전력을 전달하는 무단벨트를 감아 걸기 위한 멀티 V홈(3a)이 형성되어 있다.

슬리브(2)는 강판 등, 자성체의 금속판을 펀칭 프레스함으로써 제작된 것으로서, 원통형상을 이루며, 환형 질량체(3)의 내주면에 요구되는 체결여유를 가지고 압입되어 끼움장착되어 있다.

탄성체(4)는, 고무상 탄성재료에 의해 고리형상으로 성형된 것으로서, 허브(1)의 림부(13)의 외주면과 슬리브(2)의 내주면과의 사이에 배치되어, 양면에 대해 가류접착되어 있다.

슬리브(2)의 배면측의 단부는 축방향으로 연장되어, 그 선단부로부터 직경방향 외측을 향해 원반형상으로 전개된 외향 칼라부(2a)가 연장되어 있다. 즉 상기 외향 칼라부(2a)는 슬리브(2)와 재질이 동일한 자성체 금속판으로 이루어진 것으로서, 환형 질량체(3)의 배면측의 단면(端面)에 대하여 적당한 틈새를 가지고, 축심과 수직인 방향으로 연장되어 있다. 그리고 트리거 플레이트(5)는 상기 외향 칼라부(2a)와, 그 배면에 접합된 착자층(51)에 의해 구성되어 있다.

트리거 플레이트(5)에서의 착자층(51)은, 페라이트 등의 자성체의 미세 분말을 균일하게 혼합한 고무상 탄성재료 또는 합성수지재료로 이루어진 것으로서, 슬리브(2)로부터 연장되는 외향 칼라부(2a)의 배면에 가류접착 등에 의해 접합되어, 상기 제 1 내지 제 4의 각 실시형태와 마찬가지로, 원주방향에 교대로 다른 자극(S극 및 N극)이 소정 피치로 다극 착자되어 있다.

또, 트리거 플레이트(5)에는, 예컨대 엔진의 피스톤의 상사점 등, 특정 포지션을 검출하기 위한 크랭크각 계측원점이 형성되어 있으며, 상기 크랭크각 계측원점은 원주방향 1 부분에, 자극의 착자 피치가 다른 부분 등을 마련함으로써 형성되어 있다.

또한, 트리거 플레이트(5)의 배면측에는 홀소자나 자기저항소자 등으로 이루어진 자기센서(6)가 비회전상태로 배치되고, 그 검출면이 트리거 플레이트(5)의 본체를 이루는 착자층(51)과 축방향에 근접하여 대향되어 있다. 그리고, 상기 트리거 플레이트(5)와 자기센서(6)에 의해, 엔진점화시기나 연료분사시기를 제어하기 위한 크랭크 샤프트의 크랭크각을 검출하는 로터리 인코더가 구성되어 있다.

탄성체(4)와 슬리브(2) 및 환형 질량체(3)는, 스프링 - 매스 시스템(서브진동시스템)을 구성하고 있으며, 그 비틀림 방향 고유 진동수는 슬리브(2) 및 환형 질량체(3)의 원주방향 관성질량과, 탄성체(4)의 원주방향 전단 스프링 정수에 의해, 크랭크 샤프트의 비틀림 진동의 진폭이 극대가 되는 진동주파수대역으로 설정되어 있다.

이상과 같은 구성을 구비하는 트리거 플레이트가 부착된 댐퍼는, 허브(1)의 보스부(11)에서 크랭크 샤프트의 정면단부의 외측에 삽입고정되어, 상기 크랭크 샤프트와 일체적으로 회전되는 것이다. 그리고 크랭크 샤프트로부터 허브(1)를 통해 입력되는 비틀림 진동의 주파수가, 크랭크 샤프트의 진폭이 극대가 되는 회전수영역에서는, 환형 질량체(3), 슬리브(2) 및 탄성체(4)에 의해 구성되는 서브진동시스템이, 입력진동과 반대의 위상각을 가지고 비틀림 방향으로 공진하여, 즉 그 공진에 의한 토크는 입력진동의 토크와 반대 방향으로 생기기 때문에(동적흡진작용), 크랭크 샤프트의 비틀림 진동의 피크를 유효하게 저감할 수 있다.

또한, 트리거 플레이트(5)가 환형 질량체(3)와 일체적으로 회전함에 따라, 자기센서(6)의 검출면의 정면을 상기 트리거 플레이트(5)의 착자층(51)에 착자된 N극과 S극이 교대로 통과하기 때문에, 자기센서(6)는 자계의 변화에 대응한 파형의 펄스신호를 발생시킨다. 이 신호는 엔진점화시기나 연료분사시기를 제어하기 위한 크랭크각 데이터로서, 도시하지 않은 엔진제어유닛으로 출력되게 된다.

상기 도 5에 나타낸 제 5 형태에 의한 트리거 플레이트가 부착된 댐퍼의 제조에 있어서는, 가령 먼저 슬리브(2)에 형성된 외향 칼라부(2a)에, 자성체의 미세 분말을 균일하게 혼합한 미가류의 고무상 탄성재료 또는 합성수지재료에 의해 착자층(51)을 일체적으로 가류성형하고, 다음으로 서로 동심적으로 세팅된 허브(1)와 슬리브(2)의 사이에, 미가류의 고무상 탄성재료에 의해 탄성체(4)를 일체적으로 가류성형하고, 이러한 공정에 의해 얻어진 일체성형물을 슬리브(2)에 있어서 환형 질량체(3)의 내주측에 축방향 한쪽으로부터 압입한다. 슬리브(2)는 환형 질량체(3)의 내주측에 대한 압입과정에서 직경이 축소되어 변형되고, 이에 따라 탄성체(4)가 허브(1)와의 사이에서 직경방향으로 미리 압축되므로, 탄성체(4)에 그 성형과정에서 생긴 체적수축으로 인한 잔류인장응력이 저감되거나 해소된다. 또한, 착자층(51)에는 다극착자를 행할 필요가 있는데, 이 착자공정은 환형 질량체(3)의 조립전이든 조립후든 무방하며, 착자층(51)의 성형은 탄성체(4)의 성형후에 행해도 된다.

본 제 5 실시형태에서 트리거 플레이트(5)는 상기 서브진동시스템의 일부를 구성하는 슬리브(2)와 일체이기 때문에, 상기 트리거 플레이트(5)가 설치되어도 댐퍼의 부품수가 증가하는 경우는 없고, 상술한 압입공정에 의해 트리거 플레이트(5)의 부착도 동시에 이루어진다. 게다가, 트리거 플레이트(5)는 탄성체(4) 및 슬리브(2)를 통해 확실히 허브(1)에 고정되기 때문에, 자기센서(6)에 의한 크랭크각 검출의 신뢰성이 손상되거나, 혹은 트리거 플레이트(5)가 허브(1)로부터 탈락되는 것을 확실히 방지할 수 있다.

제 6 실시형태

상기 제 5 실시형태는 허브(1)의 외주면과 그 외주측에 배치되는 환형 질량체(3)의 내주측에 끼움결합되는 슬리브(2)의 내주면과의 사이에 탄성체(4)를 일체적으로 가류성형한 타입의 댐퍼에 대해 본 발명을 적용한 것이었으나, 본 발명은 미리 단독으로 고리형상으로 성형된 탄성체(4)를 압입한 소위 끼움결합타입의 댐퍼에 대해서도 적용가능하다. 도 6은 이러한 예로서 본 발명에 따른 트리거 플레이트가 부착된 댐퍼의 제 6 형태를 그 축심을 지나는 평면으로 절단하여 나타낸 반단면도이다.

즉, 도 6에 나타낸 제 6 형태에서 상기 제 5 실시형태와 다른 점은, 허브(1)와 슬리브(2)와의 사이에 단독으로 고리형상으로 성형된 탄성체(4)를 압입하여 끼움장착한 점이다.

더욱 상세하게는, 허브(1)의 림부(13)의 외주면은, 축심을 지나는 평면으로 절단된 단면형상(도 6에 나타낸 단면형상)이, 축방향 중간부가 곡면을 그리도록 내주측으로 오목하게 들어간 형상을 이루고 있다. 한편, 슬리브(2)는 축심을 지나는 평면으로 절단된 단면형상(도 6에 나타낸 단면형상)이, 허브(1)의 림부(13)의 외주면과 대응하여 축방향 중간부가 곡면을 그리도록 내주측으로 불룩한 형상을 이루며, 축방향 양단 및 그 근방이 질량체(3)의 원통면형상의 내주면에 적당한 체결여유를 가지고 끼움장착되어 있다.

환형 탄성체(4)는, 고무상 탄성재료에 의해 미리 고리형상(원통형상)으로 성형되고, 허브(1)의 림부(13)와 슬리브(2)와의 사이에 압입되어 끼움결합된 것이다. 상기 환형 탄성체(4)는, 허브(1)의 림부(13)의 외주면 및 이것에 직경방향으로 대향하는 슬리브(2)의 내주면을 따라, 축방향 중간부가 곡면을 그리도록 내주측으로 사행(蛇行)인 단면형상을 이루고 있으며, 이에 따라 허브(1)의 림부(13)의 외주면 및 슬리브(2)의 내주면에 대한 미끄럼이 방지되어 있다.

트리거 플레이트(5)는, 상기 제 5 실시형태와 마찬가지로, 트리거 플레이트(5)에서의 착자층(51)이, 슬리브(2)의 배면측의 단부로부터 외주측으로 일체로 형성된 외향 칼라부(2a)의 배면에 일체적으로 접합되어, 상기 착자층(51)에, 원주방향에 교대로 다른 자극(S극 및 N극)이 소정 피치로 다극 착자된 것이다.

본 제 6 실시형태도 상기 제 5 실시형태와 마찬가지로, 크랭크 샤프트의 정면단부의 외측에 삽입고정되어 상기 크랭크 샤프트와 일체적으로 회전하고, 그리고 크랭크 샤프트의 비틀림 진동의 진폭이 극대가 되는 회전수영역에서, 환형 질량체(3), 슬리브(2) 및 탄성체(4)에 의해 구성되는 서브진동시스템이, 입력진동과 반대의 위상각을 가지고 비틀림 방향으로 공진한다는 동적흡진작용에 의해, 크랭크 샤프트의 비틀림 진동의 피크를 유효하게 저감한다. 또한, 트리거 플레이트(5)가 환형 질량체(3)와 일체적으로 회전함으로써, 그 배면측에 배치된 자기센서(6)가 엔진점화장치나 연료분사장치를 트리거하기 위한 크랭크각 데이터가 되는 펄스신호를 출력한다.

도 6에 나타낸 트리거 플레이트가 부착된 댐퍼의 제조에 있어서는, 먼저 슬리브(2)의 외향 칼라부(2a)의 배면에, 자성체의 미세 분말을 균일하게 혼합한 미가류의 고무상 탄성재료 또는 합성수지재료에 의해 착자층(51)을 일체적으로 가류성형한다. 다음으로 허브(1)의 림부(13)의 외주측에 슬리브(2)를 동심적으로 배치하고, 양쪽(2, 13)의 사이에 탄성체(4)를 축방향 한쪽으로부터 압입하여, 허브(1), 탄성체(4) 및 슬리브(2)로 이루어진 조립품을 조립한다. 다음으로 상기 조립품에서의 슬리브(2)의 외주측에 환형 질량체(3)를 축방향 한쪽으로부터 압입하고, 이상으로 상기 댐퍼의 조립공정을 완료한다.

또, 탄성체(4)의 압입공정에서는 미리, 끼움결합면인 허브(1)의 림부(13)의 외주면 및/또는 슬리브(2)의 내주면에, 미끄럼 토크를 증대시키기 위한 커플링제를 도포해 두는 것이 바람직하며, 이에 따라 압입공정을 용이화할 수 있다.

본 제 6 실시형태에서 트리거 플레이트(5)는 상기 서브진동시스템의 일부를 구성하는 슬리브(2)와 일체이기 때문에, 상기 트리거 플레이트(5)가 설치되어도 댐퍼의 부품수가 증가하는 경우는 없으며, 상술한 압입공정에 의해 트리거 플레이트(5)의 부착도 동시에 이루어진다. 게다가 트리거 플레이트(5)는 탄성체(4) 및 슬리브(2)를 통해 확실히 허브(1)에 고정되기 때문에, 자기센서(6)에 의한 크랭크각 검출의 신뢰성이 손상되거나, 혹은 트리거 플레이트(5)가 허브(1)로부터 탈락되는 것을 확실히 방지할 수 있다.

또, 상기 제 5 및 제 6 실시형태와 공통적으로, 슬리브(2)에는 외향 칼라부(2a) 대신에 내향 칼라부를 일체로 성형하고, 이에 따라 내향의 트리거 플레이트를 형성하도록 해도 된다. 이로써 댐퍼의 소직경화 등을 실현할 수 있다.

본 발명에 의하면, 트리거 플레이트에 의한 부품수의 증대를 초래하지 않는 트리거 플레이트가 부착된 댐퍼를 제공할 수 있다.

Claims (3)

1. 회전축에 부착되는 허브와 상기 허브의 외주측에 배치되는 환형 질량체와의 사이에 슬리브 및 탄성체를 개재하여 이루어진 댐퍼로서,

   상기 환형 질량체의 내주면은, 축심을 통과하는 평면으로 절단한 단면 형상이, 축방향 중간부가 곡면을 그리도록 외주측으로 오목한 형상을 이루고,

   상기 슬리브는, 축심을 통과하는 평면으로 절단한 단면 형상이, 상기 환형 질량체의 내주면과 대응하여, 축방향 중간부가 곡면을 그리도록 외주측으로 불룩한 형상을 이루며, 축방향 양단 및 그 근방이 상기 허브의 외주면에 끼움부착되고,

   상기 탄성체는, 고무상 탄성재료로 미리 환형으로 성형되어, 상기 환형 질량체의 내주면과 상기 슬리브와의 사이에 압입되어 끼움결합되어 있으며,

   상기 슬리브의 축방향 일단부에 지름방향 내측 혹은 지름방향 외측을 향하여 칼라부를 일체 성형하거나, 또는 상기 탄성체보다도 축방향 일측으로 돌출한 단부를 설치하고, 상기 칼라부의 단면 또는 상기 단부의 외주면에 착자층을 접합하여 트리거 플레이트를 이루며,

   상기 트리거 플레이트에서의 착자층은, 자성체 분말을 혼합한 고무상 탄성재료 또는 합성수지재료로 이루어지는 것으로서, 원주방향 교대로 다른 자극이 소정 피치로 다극 착자되며, 또한 원주방향 일부에 피치가 다른 크랭크각 계측원점이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 트리거 플레이트가 부착된 댐퍼.
2. 회전축에 부착되는 허브와 상기 허브의 외주측에 배치되는 환형 질량체와의 사이에 슬리브 및 탄성체를 개재하여 이루어진 댐퍼로서,

   상기 허브의 외주면은, 축심을 통과하는 평면으로 절단한 단면 형상이, 축방향 중간부가 곡면을 그리도록 내주측으로 오목한 형상을 이루고,

   상기 슬리브는, 축심을 통과하는 평면으로 절단한 단면 형상이, 상기 허브의 외주면과 대응하여, 축방향 중간부가 곡면을 그리도록 내주측으로 불룩한 형상을 이루며, 축방향 양단 및 그 근방이 상기 질량체의 내주면에 끼움부착되고,

   상기 탄성체는, 고무상 탄성재료로 미리 환형으로 성형되어, 상기 허브의 외주면과 상기 슬리브와의 사이에 압입되어 끼움결합되어 있으며,

   상기 슬리브의 축방향 일단부에 지름방향 내측 혹은 지름방향 외측을 향하여 칼라부를 일체 성형하거나, 또는 상기 탄성체보다도 축방향 일측으로 돌출한 단부를 설치하고, 상기 칼라부의 단면 또는 상기 단부의 외주면에 착자층을 접합하여 트리거 플레이트를 이루며,

   상기 트리거 플레이트에서의 착자층은, 자성체 분말을 혼합한 고무상 탄성재료 또는 합성수지재료로 이루어지는 것으로서, 원주방향 교대로 다른 자극이 소정 피치로 다극 착자되며, 또한 원주방향 일부에 피치가 다른 크랭크각 계측원점이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 트리거 플레이트가 부착된 댐퍼.
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