KR100476215B1 - A damping device of a drive shaft - Google Patents

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Abstract

드라이브 샤프트의 일부를 테이퍼지게 형성하고, 이에 러버 댐퍼를 이동 가능하게 구성하여 튜닝 주파수대를 임의로 조절할 수 있도록;Forming a portion of the drive shaft to be tapered, thereby configuring the rubber damper to be moveable to arbitrarily adjust the tuning frequency band;

드라이브 샤프트 상의 일정구간을 테이퍼지게 가공하여 테이퍼 구간을 형성하고, 상기 테이퍼 구간에 장착되는 러버 댐퍼와; 상기 러버 댐퍼를 상기 드라이브 샤프터 상의 테이퍼 구간 내에서 이동시키는 이동유닛과; 차체의 일측에 고정되어 상기 이동유닛에 구동력을 전달하는 구동모터와; 차속 센서와 가속도 센서로부터 수신되는 차속 및 가속도 신호를 연산하여 상기 구동모터를 제어하는 제어기를 포함하는 주파수 가변형 댐핑장치를 제공한다. A rubber damper mounted on the tapered section to form a tapered section by tapering a predetermined section on the drive shaft; A moving unit for moving the rubber damper in a tapered section on the drive shafter; A driving motor fixed to one side of the vehicle body and transmitting a driving force to the mobile unit; It provides a variable frequency damping device comprising a controller for controlling the drive motor by calculating the vehicle speed and acceleration signals received from the vehicle speed sensor and the acceleration sensor.

Description

튜닝 주파수 가변형 댐핑장치{A DAMPING DEVICE OF A DRIVE SHAFT}Tuning frequency variable damping device {A DAMPING DEVICE OF A DRIVE SHAFT}

본 발명은 주파수 가변형 댐핑장치에 관한 것으로, 특히 드라이브 샤프트 상에 구성되어 적어도 2가지 이상의 주파수대에서 튜닝을 가능하도록 하는 주파수 가변형 댐핑장치에 관한 것이다.The present invention relates to a variable frequency damping device, and more particularly, to a variable frequency damping device configured on a drive shaft to enable tuning in at least two or more frequency bands.

일반적으로 자동차의 각 부분에는 여러 가지 복합적인 영역의 진동이 발생되며, 특히 엔진, 변속기, 드라이브 샤프트, 스티어링 휠 등을 차체에 장착함에 있어서는 이들이 갖는 진동 주파수를 제어하기 위하여 특정 주파수대로 튜닝된 다이나믹 댐퍼를 적용하게 된다.In general, each part of a vehicle generates various complex vibrations. Especially when mounting an engine, a transmission, a drive shaft, and a steering wheel to a vehicle body, a dynamic damper tuned to a specific frequency to control the vibration frequency of the vehicle. Will be applied.

특히, 상기 드라이브 샤프트는 회전체로써, 차량의 주행 중, 특정속도에서 공진을 발생하여 진동 및 실내소음에 악영향을 미치게 되며, 이는 드라이브 샤프트의 고유 진동수가 회전 주파수와 일치되어 생기는 현상으로 이 문제를 해결하기 위하여, 상기 드라이브 샤프트 상에 진동 등을 흡수하도록 된 러버가 일정위치에 결합 고정되고, 동시에 이 러버에 진동으로 인하여 발생하는 떨림 등을 감쇠할 수 있도록 된 매스가 그 외측으로 결합된다.In particular, the drive shaft is a rotating body, the resonance occurs at a specific speed during driving of the vehicle adversely affects vibration and room noise, which is a phenomenon that occurs due to the natural frequency of the drive shaft is matched with the rotation frequency To solve this problem, a rubber adapted to absorb vibration or the like on the drive shaft is fixedly fixed at a predetermined position, and at the same time, a mass adapted to attenuate vibration or the like caused by vibration is coupled to the rubber.

상기한 바와 같은 종래의 댐퍼는 특정한 하나의 주파수대만을 제어하며, 일반적으로는 드라이브 샤프트의 1차 주파수 대에 튜닝 작용하도록 구성된다.Conventional dampers as described above control only one particular frequency band and are generally configured to tune to the primary frequency band of the drive shaft.

그러나 상기 드라이브 샤프트의 2차 및 3차 주파수대에서도 진동은 발생하고 있으며, 다른 소음, 즉 바람소리, 엔진소음 등에 의해 묻혀 버려 인식하기 어려우나, 실제로 타 부품 즉, 엔진, 변속기 등의 내구수명을 저하시킴과 동시에, 드라이브 샤프트의 피로파괴 등에 악영향을 미치는 문제점을 내포하고 있다.However, vibration is generated in the second and third frequency bands of the drive shaft, and it is difficult to recognize it by being buried by other noises, that is, wind noise, engine noise, etc., but in fact, it lowers the durability life of other components, such as an engine and a transmission. At the same time, there is a problem that adversely affects the fatigue of the drive shaft.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 드라이브 샤프트의 일부를 테이퍼지게 형성하고, 이에 러버 댐퍼를 이동 가능하게 구성하여 튜닝 주파수대를 임의로 조절할 수 있도록 하는 주파수 가변형 댐핑장치를 제공하는 것이다.Therefore, the present invention was created in order to solve the above problems, and an object of the present invention is to form a portion of the drive shaft to taper, and to configure the rubber damper to be movable to this frequency variable type to adjust the tuning frequency band arbitrarily It is to provide a damping device.

상기한 바와 같은 목적을 실현하기 위하여 본 발명에 따른 주파수 가변형 댐핑장치는 드라이브 샤프트 상의 일정구간을 테이퍼지게 가공하여 테이퍼 구간을 형성하고, 상기 테이퍼 구간에 장착되는 러버 댐퍼와; 상기 러버 댐퍼를 상기 드라이브 샤프터 상의 테이퍼 구간 내에서 이동시키는 이동유닛과; 차체의 일측에 고정되어 상기 이동유닛에 구동력을 전달하는 구동모터와; 차속 센서와 가속도 센서로부터 수신되는 차속 및 가속도 신호를 연산하여 상기 구동모터를 제어하는 제어기를 포함하며, In order to achieve the above object, the variable frequency damping device according to the present invention comprises a rubber damper mounted on the tapered section by forming a tapered section by tapering a predetermined section on the drive shaft; A moving unit for moving the rubber damper in a tapered section on the drive shafter; A driving motor fixed to one side of the vehicle body and transmitting a driving force to the mobile unit; It includes a controller for controlling the drive motor by calculating the vehicle speed and acceleration signals received from the vehicle speed sensor and the acceleration sensor,

상기 러버 댐퍼는 상기 드라이브 샤프트 상의 테이퍼 구간에 끼워지는 러버와; 상기 러버의 외주면에 끼워지며 중량체로 이루어지는 원통형의 매스로 이루어지는 것을 특징으로 하며, The rubber damper may include a rubber fitted to a taper section on the drive shaft; It is characterized in that consisting of a cylindrical mass made of a weight body fitted to the outer peripheral surface of the rubber,

상기 이동유닛은 상기 드라이브 샤프트 상의 테이퍼 구간에 끼워지는 러버 댐퍼의 전후측에서 이에 대응하게 배치되는 전,후측 포크와; 상기 전,후측 포크와 일체로 형성되어 차체의 일측에 구비되는 레일을 따라 설치되며, 상단면에는 랙이 형성되는 랙 바아와; 상기 랙 바아상의 랙에 치합되며, 그 중심을 통하여 상기 구동모터의 회전축에 장착되는 피니언으로 이루어지는 것을 특징으로 하며, The moving unit includes a front and rear forks disposed correspondingly at the front and rear of the rubber damper fitted in the tapered section on the drive shaft; A rack bar which is formed integrally with the front and rear forks and is installed along a rail provided at one side of the vehicle body, and a rack is formed on an upper surface thereof; It is meshed with the rack on the rack bar, characterized in that consisting of a pinion mounted to the rotating shaft of the drive motor through the center,

상기 구동모터는 그 회전수 제어가 가능한 스텝모터로 이루어지는 것을 특징으로 한다. The drive motor is characterized by consisting of a step motor capable of controlling the rotation speed.

이하, 본 발명의 바람직한 구성 및 작용을 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the preferred configuration and operation of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1과 도 2는 본 발명에 따른 주파수 가변형 댐핑장치의 구성도로서, 그 사용 상태별로 도시하고 있다. 1 and 2 is a configuration diagram of a variable frequency damping device according to the present invention, and is shown for each use state.

본 발명에 따른 주파수 가변형 댐핑장치의 구성은, 먼저, 드라이브 샤프트(1) 상에 일정구간을 테이퍼지게 가공한 테이퍼 구간(T)을 형성한다. In the configuration of the variable frequency damping device according to the present invention, first, a tapered section T is formed on the drive shaft 1 by tapering a predetermined section.

그리고 상기 드라이브 샤프트(1) 상의 상기 테이퍼 구간(T)에는 러버 댐퍼(3)를 장착하는데, 상기 러버 댐퍼(3)의 구성은 상기 드라이브 샤프트(1) 상의 테이퍼 구간(T)에 먼저 링형상의 러버(5)를 끼우고, 상기 러버(5)의 외주면에는 중량체로 이루어지는 원통형의 매스(7)를 끼워져 일체로 이루어진다.And a rubber damper (3) is mounted in the tapered section (T) on the drive shaft (1), the configuration of the rubber damper (3) is first ring-shaped in the tapered section (T) on the drive shaft (1) The rubber 5 is fitted, and a cylindrical mass 7 made of a heavy body is fitted to the outer circumferential surface of the rubber 5 to be integrally formed.

또한, 상기 러버 댐퍼(3)를 상기 드라이브 샤프트(1) 상의 테이퍼 구간(T) 내에서 이동시키는 이동유닛을 상기 러버 댐퍼(3)의 일측으로 구성하는데, 상기 이동유닛은 상기 드라이브 샤프트(1) 상의 테이퍼 구간(T)에 끼워지는 러버 댐퍼(3)의 전후측에서 이에 대응하게 전,후측 포크(9,11)를 배치하고 상기 전,후측 포크(9,11)는 랙 바아(13)와 일체로 형성된다. In addition, a moving unit for moving the rubber damper 3 in the taper section T on the drive shaft 1 constitutes one side of the rubber damper 3, which is the drive shaft 1. In front and rear of the rubber damper 3 fitted in the upper taper section T, the front and rear forks 9 and 11 are disposed correspondingly, and the front and rear forks 9 and 11 are arranged with the rack bar 13. It is formed integrally.

상기 랙 바아(13)는 차체의 일측에 구비되는 레일(23)을 따라 설치되며, 그 상단면에는 랙(15)이 형성된다.The rack bar 13 is installed along a rail 23 provided at one side of the vehicle body, and a rack 15 is formed at an upper surface thereof.

또한, 상기 랙 바아(13) 상의 랙(15)에는 피니언(17)이 치합되며, 상기 피니언(17)은 그 중심을 통하여 구동모터(19)의 회전축(31)에 장착된다. In addition, the pinion 17 is engaged with the rack 15 on the rack bar 13, and the pinion 17 is mounted to the rotation shaft 31 of the drive motor 19 through the center thereof.

상기 구동모터(19)는 차체(21)의 일측에 고정되어 상기 이동유닛의 피니언(17)에 회전 구동력을 전달하게 되며, 제어기(25)에 의해 회전수가 제어되는 스텝모터로 이루어지는 것이 바람직하다.The drive motor 19 is fixed to one side of the vehicle body 21 to transfer the rotational driving force to the pinion 17 of the mobile unit, preferably made of a step motor controlled by the rotation speed of the controller 25.

그리고 상기 제어기(25)는 차속 센서(27) 및 가속도 센서(29) 등과 전기적으로 연결되어 수신되는 차속 및 가속도 신호를 연산하여 상기 구동모터(19)의 회전수를 제어하게 되는 것이다. The controller 25 controls the rotation speed of the driving motor 19 by calculating a vehicle speed and an acceleration signal which are electrically connected to the vehicle speed sensor 27 and the acceleration sensor 29.

따라서 상기한 바와 같은 구성을 갖는 주파수 가변형 댐핑장치를 통하여 차속별로 튜닝 주파수를 가변하는 작동을 설명하면, 본 발명은 기본적으로 저속의 주파수대에 대하여 러버 댐퍼(3)를 튜닝해 두고, 고속에서 발생하는 주파수에 대해서는 상기 러버 댐퍼(3)를 드라이브 샤프트(1) 상의 테이퍼 구간(T)의 굵은 쪽(D; 직경이 큰 쪽)으로 이동시켜 매스(7) 내부의 러버(5)를 끼이게 하여 그 경도를 높여주어 러버 댐퍼(3) 고유의 진동수를 임의적으로 상승시켜 주는 원리를 갖는다.Therefore, the operation of varying the tuning frequency for each vehicle speed through the variable frequency damping device having the configuration as described above, the present invention basically tunes the rubber damper (3) for the low frequency band, As for the frequency, the rubber damper 3 is moved to the thicker side D (the larger diameter side) of the tapered section T on the drive shaft 1 so as to pinch the rubber 5 inside the mass 7. By increasing the hardness, it has a principle to arbitrarily increase the frequency of the rubber damper (3) inherent.

즉, 상기 제어기(25)는 차속센서(27)와 가속도 센서(29)로부터 입력되는 차속 및 가속도 신호를 통하여 차량의 운행상태가 고속인지, 저속인지 아니면, 증감속 상태인지를 판단하게 되며, 상기에서 저속 상태인 경우에는 상기 도 1에서와 같이, 상기 구동모터(19)를 반시계방향으로 구동 제어하여 상기 피니언(17)을 통하여 랙 바아(13)를 도면에서 우측(드라이브 샤프트(1)의 테이퍼 구간(T)에서 직경이 작은 쪽(d))으로 이동시키게 되며, 이에 따라 좌,우측 포크(9,11)를 통하여 상기 러버 댐퍼(3)는 드라이브 샤프트(1) 상의 테이퍼 구간(T)에서 우측으로 이동하게 된다.That is, the controller 25 determines whether the driving state of the vehicle is high speed, low speed, or increase / deceleration state through the vehicle speed and acceleration signals input from the vehicle speed sensor 27 and the acceleration sensor 29. In the low speed state in FIG. 1, as shown in FIG. 1, the drive bar 19 is driven counterclockwise to control the rack bar 13 through the pinion 17 on the right side of the drawing (drive shaft 1). The taper section (T) is moved to the smaller diameter (d), and thus the rubber damper (3) through the left and right forks (9, 11) taper section (T) on the drive shaft (1) To the right.

그러면, 상기 러버 댐퍼(3)의 러버(5)는 상기 드라이브 샤프트(1)의 테이퍼 구간(T)에서 직경이 작은 쪽(d)에 위치한 바, 상기 드라이브 샤프트(1)와 매스(7) 사이에서 러버(5)는 비교적 두께가 두꺼워져 경도가 작아지게 되며, 저속에서 주로 발생되는 저 주파수대의 진동을 흡수 상쇄하는데, 적합한 튜닝 조건을 갖게 된다.Then, the rubber 5 of the rubber damper 3 is located at the smaller diameter d in the taper section T of the drive shaft 1, and between the drive shaft 1 and the mass 7. The rubber (5) is relatively thick, the hardness is small, and absorbs the vibration of the low frequency band mainly generated at low speed, has a suitable tuning condition.

그리고 상기에서 고속 상태인 경우에는 상기 도 2에서와 같이, 상기 구동모터(19)를 시계방향으로 구동 제어하여 상기 피니언(17)을 통하여 랙 바아(13)를 도면에서 좌측(드라이브 샤프트(1)의 테이퍼 구간(T)에서 직경이 큰 쪽(D))으로 이동시키게 되며, 이에 따라 좌,우측 포크(9,11)를 통하여 상기 러버 댐퍼(3)는 드라이브 샤프트(1) 상의 테이퍼 구간(T)에서 좌측으로 이동하게 된다. In the case of the high speed state, as shown in FIG. 2, the drive bar 19 is driven clockwise to control the rack bar 13 through the pinion 17 on the left side (drive shaft 1). In the tapered section (T) of the larger diameter (D) is moved, so that the rubber damper (3) through the left, right forks (9, 11) taper section (T) on the drive shaft (1) ) To the left.

그러면, 상기 러버 댐퍼(3)의 러버(5)는 상기 드라이브 샤프트(1)의 테이퍼 구간(T)에서 직경이 큰 쪽(D)에 위치한 바, 상기 드라이브 샤프트(1)와 매스(7) 사이에서 러버(5)는 두께가 얇아지면서 눌려 그 경도가 커지게 되며, 고속에서 발생되는 고 주파수대의 진동을 흡수 상쇄하는데, 적합한 튜닝 조건을 갖게 된다.Then, the rubber 5 of the rubber damper 3 is located on the side D having a larger diameter in the taper section T of the drive shaft 1, between the drive shaft 1 and the mass 7. In the rubber (5) is pressed as the thickness becomes thinner, the hardness is increased, and absorbs the vibration of the high frequency band generated at high speed, has a suitable tuning condition.

여기서 상기 고속 및 저속의 구분은 제어기(25)에서 설정되는 임의 경계구간을 두며, 상기 경계구간 내에서는 상기 구동모터(19)의 회전수 제어를 통하여 유효 주파수대를 다양하게 튜닝하는 것이 가능하며, 가진 주파수가 다양하게 변하는 시스템의 진동을 저감시키고자 할 경우에도 효과적으로 이용할 수 있다. Here, the high speed and low speed are divided into an arbitrary boundary section set by the controller 25, and the effective frequency band can be variously tuned through the rotational speed control of the driving motor 19 within the boundary section. It can also be used effectively to reduce vibrations in systems with varying frequencies.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 주파수 가변형 댐핑장치에 의하면, 차속에 따른 드라이브 샤프트의 유효 주파수 높낮이에 따라 넓은 범위의 주판수대를 커버할 수 있게 되며, 세밀한 튜닝 주파수 조정이 가능하게 되어 진동저감효과를 향상시키는 효과가 있다. As described above, according to the variable frequency damping device according to the present invention, it is possible to cover a wide range of abacus stand according to the effective frequency of the drive shaft according to the vehicle speed, and fine tuning frequency adjustment is possible, thereby reducing the vibration effect. It is effective to improve.

도 1은 본 발명에 따른 주파수 가변형 댐핑장치의 구성도이다.1 is a block diagram of a variable frequency damping device according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 주파수 가변형 댐핑장치의 사용 상태도이다.2 is a state diagram of use of the variable frequency damping device according to the present invention.

Claims (4)

드라이브 샤프트 상의 일정구간을 테이퍼지게 가공하여 테이퍼 구간을 형성하고, 상기 테이퍼 구간에 장착되는 러버 댐퍼와;A rubber damper mounted on the tapered section to form a tapered section by tapering a predetermined section on the drive shaft; 상기 러버 댐퍼를 상기 드라이브 샤프터 상의 테이퍼 구간 내에서 이동시키는 이동유닛과;A moving unit for moving the rubber damper in a tapered section on the drive shafter; 차체의 일측에 고정되어 상기 이동유닛에 구동력을 전달하는 구동모터와;A driving motor fixed to one side of the vehicle body and transmitting a driving force to the mobile unit; 차속 센서와 가속도 센서로부터 수신되는 차속 및 가속도 신호를 연산하여 상기 구동모터를 제어하는 제어기;A controller configured to control the driving motor by calculating vehicle speed and acceleration signals received from a vehicle speed sensor and an acceleration sensor; 를 포함하는 주파수 가변형 댐핑장치. Variable frequency damping device comprising a. 청구항 1에 있어서, 상기 러버 댐퍼는 The method according to claim 1, wherein the rubber damper 상기 드라이브 샤프트 상의 테이퍼 구간에 끼워지는 러버와;A rubber fitted to a tapered section on the drive shaft; 상기 러버의 외주면에 끼워지며 중량체로 이루어지는 원통형의 매스;A cylindrical mass fitted to an outer circumferential surface of the rubber and formed of a weight body; 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 주파수 가변형 댐핑장치.Frequency variable damping device, characterized in that consisting of. 청구항 2에 있어서, 상기 이동유닛은 The method of claim 2, wherein the mobile unit 상기 드라이브 샤프트 상의 테이퍼 구간에 끼워지는 러버 댐퍼의 전후측에서 이에 대응하게 배치되는 전,후측 포크와;Front and rear forks disposed correspondingly at front and rear sides of the rubber damper fitted in the tapered section on the drive shaft; 상기 전,후측 포크와 일체로 형성되어 차체의 일측에 구비되는 레일을 따라 설치되며, 상단면에는 랙이 형성되는 랙 바아와; A rack bar which is formed integrally with the front and rear forks and is installed along a rail provided at one side of the vehicle body, and a rack is formed on an upper surface thereof; 상기 랙 바아상의 랙에 치합되며, 그 중심을 통하여 상기 구동모터의 회전축에 장착되는 피니언;A pinion meshed with a rack on the rack bar and mounted to a rotating shaft of the drive motor through a center thereof; 으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 주파수 가변형 댐핑장치.Frequency variable damping device, characterized in that consisting of. 청구항 1 또는 3에 있어서, 상기 구동모터는 The method of claim 1 or 3, wherein the drive motor 그 회전수 제어가 가능한 스텝모터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 주파수 가변형 댐핑장치.A variable frequency damping device comprising a step motor capable of controlling the rotation speed thereof.
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