KR100551819B1 - 프로펠러 샤프트 센터 베어링 마운팅 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 FR(Front engine Rear drive) 차량의 국부 강성 보강구조에 관한 것으로, 특히 프로펠러 샤프트 센터 마운팅부의 강성 보강구조에 관한 것이다.

본 발명은 전방에 위치한 엔진의 동력을 프로펠러 샤프트를 이용하여 후륜에 전달하는 후륜 구동차량의 프로펠러 샤프트 센터 베어링 마운팅 구조에 있어서, 센터 플로어 판넬 중앙에 종방향으로 터널을 형성하고, 상기 베어링이 마운팅되는 부분에 마운팅 브래킷을 구비하며, 상기 마운팅 브래킷에는 센터 플로어 판넬의 터널에 결합시 폐단면 박스 형상을 이루는 포켓홈을 형성하여, 상기 포켓홈에 파이프 너트를 구비하는 것을 특징으로 하는 프로펠러 샤프트 센터 베어링 마운팅 구조를 제공한다.

Description

프로펠러 샤프트 센터 베어링 마운팅 구조{propeller shaft mounting structure}

도 1은 FR차량의 동력전달 구조를 나타낸 개략도,

도 2는 종래의 차체 패널의 진동 정도를 색으로 나타낸 도면,

도 3은 종래의 터널의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 프로펠러 샤프트 센터 베어링 마운팅 구조를 나타낸 분리사시도,

도 5는 본 발명에 따른 프로펠러 샤프트 센터 베어링 마운팅 구조의 결합상태를 하부에서 바라본 상태를 나타낸 결합사시도,

도 6a는 본 발명에 따른 프로펠러 샤프트 센터 베어링 마운팅 구조를 나타낸 단면도,

도 6b는 본 발명에 따른 프로펠러 샤프트 센터 베어링 마운팅 구조를 개략적으로 나타낸 단면도,

도 7은 본 발명에 따른 프로펠러 샤프트 센터 베어링 마운팅 구조의 진동특성을 나타낸 그래프임.

< 도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명 >

C : 센터 베어링 E : 엔진

F : 전륜 R : 후륜

S : 프로펠러 샤프트 T : 터널

100 : 센터 플로어 판넬 120 : 레인포스

130 : 프론트 시트 크로스 멤버 150 : 마운팅 브래킷

152 : 포켓홈 160 : 파이프너트

170 : 칸막이부재 180 : 스테이

본 발명은 FR(Front engine Rear drive) 차량의 국부 강성 보강구조에 관한 것으로, 특히 프로펠러 샤프트 센터 마운팅부의 강성 보강구조에 관한 것이다.

후륜 구동 차량 즉 FR 차량은 엔진의 구동력을 전달하는 프로펠러 샤프트의 중앙부에 센터 베어링을 구비하고 있으며, 상기 센터 베어링이 차체 하부의 센터 플로어 판넬 중앙부에 볼팅 고정된다. 따라서, 엔진 기진력에 의한 하중이 상기 센터 베어링 차체 마운팅부를 통하여 센터 플로어 판넬로 입력되기 때문에, 센터 베어링 마운팅부 입력점 강성이 후석의 소음이나 차량의 내구성에 있어서 중요한 요소가 된다.

종래의 FR 차량의 동력전달 구조는 도 1에 도시된 바와 같이 엔진(E)이 전방에 위치하고 엔진(E)의 구동력을 프로펠러 샤프트(S)를 이용하여 후륜(R)에 전달하는 방식을 취하고 있으며, 상기 또 프로펠러 샤프트(S)는 대략 중앙부위에 센터 베 어링(C)을 구비하여 상기 센터 베어링(C)이 차체의 저면에 형성된 터널에 볼팅으로 고정된다. 따라서 상기 센터 베어링(C) 마운팅부가 차체의 후방에 있어서는 주요한 진동의 입력점이 되며 소음의 발생 원인이 된다.

도 2는 종래의 차체 패널의 진동 정도를 색으로 나타낸 도면이다. 붉은색에 가까울 수록 진동이 많은 것이고, 푸른색으로 나타날 수록 진동이 적은 부분이다.

도시된 바와 같이, 프로펠러 샤프트의 센터 베어링이 마운팅되는 터널에 진동이 집중되어 있음을 알 수 있다. 이 부분의 진동이 과다한 경우 국부 강성에서도 문제가 생기며, 또 한편으로 센터 베어링이 마운팅되는 부위가 뒷좌석의 바로 밑 부분이기 때문에 뒷좌석 승객에게 과도한 소음이 전달되는 문제점을 가지고 있다. 참고로 종래에는 이 부분의 강성이 대략 500kgf/mm 정도를 가지고 있었다.

도 3은 종래의 터널의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도시된 바와 같이, 센터 플로어 판넬(10)의 중앙에 터널(T)을 형성하고 상기 터널(T)의 상부면을 레인포스(12)로 보강하고, 터널(T)의 하부 좌우측면에 터널레인포스(14)를 이용하여 보강하고 있기는 하였으나, 앞서 도 2에 살펴본 바와 같이 강성 보강의 효과가 충분하지 못하여 만족할 만한 결과를 가지고 오지는 못하고 있는 실정이었다.

본 발명은 후륜 구동 차량에 있어서 진동의 입력점이 되는 프로펠러 샤프트의 센터 베어링 장착부의 강성을 증대시킴으로써 내구성을 향상시키고 소음을 감소시킬 수 있는 구조를 제공함에 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전방에 위치한 엔진의 동력을 프로펠러 샤프트를 이용하여 후륜에 전달하는 후륜 구동차량의 프로펠러 샤프트 센터 베어링 마운팅 구조에 있어서, 센터 플로어 판넬 중앙에 종방향으로 터널을 형성하고, 상기 베어링이 마운팅되는 부분에 마운팅 브래킷을 구비하며, 상기 마운팅 브래킷에는 센터 플로어 판넬의 터널에 결합시 폐단면 박스 형상을 이루는 포켓홈을 형성하여, 상기 포켓홈에 파이프 너트를 구비하는 것을 특징으로 하는 프로펠러 샤프트 센터 베어링 마운팅 구조를 제공한다.

상기 마운팅 브래킷의 포켓홈에 칸막이부재를 추가로 구비하여 상기 포켓홈이 이중 격막구조를 가지도록 하는 것이 바람직하며, 상기 마운팅 브래킷의 양측을 연결하는 스테이를 추가로 구비하면 더욱 바람직하다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 프로펠러 샤프트 센터 베어링 마운팅 구조를 나타낸 분리사시도이다.

본 발명에 따른 후륜 구동 차량의 프로펠러 샤프트 센터 베어링 마운팅부 강성 보강구조는 차체의 센터 플로어 판넬의 터널을 중심으로 그 상하와 양측에 각각 복수개의 보강부재를 구비함으로써 이루어진다.

차량의 바닥을 형성하는 센터 플로어 판넬(100)의 중앙부에는 종방향으로 터널(T)이 형성되어 있어서 상기 터널(T)의 내부로 엔진의 동력을 후륜으로 전달하는 프로펠러 샤프트(S)가 통과하는 구조를 가지고 있다. 상기 프로펠러 샤프트(S)의 센터 베어링(C)이 센터 플로어 판넬(100)에 장착 고정되는데, 이 부분이 진동의 입력점이 되며 이 부분의 강성을 보강하기 위해 여러 가지 보강부재들을 추가로 구비한다.

센터 플로어 판넬(100)의 중앙에 형성된 터널(T)의 상부면에는 종방향(차량의 길이방향)으로 레인포스(120)가 구비되며 센터 베어링(C)이 장착되는 부분에는 별도의 마운팅 브래킷(150)이 구비되고 또, 상기 마운팅 브래킷(150)의 양측 단에 스테이(180)가 부착되어 터널(T)의 양측을 연결한다.

또, 상기 마운팅 브래킷(150)이 장착되는 상부 센터 플로어 판넬(100)의 양측에는 횡방향(차량의 폭 방향)으로 프론트 시트 크로스 멤버(130)를 구비하여 센터 플로어 판넬(100)의 횡방향 강성을 보강한다.

상기 마운팅 브래킷(150)의 상부 양측에는 포켓홈(152)을 형성하는데, 마운팅 브래킷(150)이 터널(T)의 내측면에 부착되면 상기 포켓홈(152)과 터널(T)의 내측면이 폐단면 박스형상을 이루게 된다. 상기 포켓홈(152)에는 파이프 너트(160)와 칸막이부재(170)가 추가로 구비되는데 상기 파이프 너트(160)는 센터 베어링(C)과 결합하기 위한 것이고, 상기 칸막이 부재(170)는 포켓홈(152)의 내부 공간을 수평으로 분할하여 센터 베어링(C)이 장착되는 부분이 이중 격막구조를 가지게 한다.

이러한 이중 격막구조는 마운팅부 강성을 증대시켜 소음과 진동에 있어서 유리한 효과를 발휘하게 된다.

도 5는 본 발명에 따른 프로펠러 샤프트 센터 베어링 마운팅 구조의 결합상 태를 하부에서 바라본 결합사시도로, 도시된 바와 같이 프로펠러 샤프트(S) 중간의 센터 베어링(C)이 체결볼트로 마운팅 브래킷(150)에 결합하고 있으며, 상기 마운팅 브래킷(150)은 스테이(150)로 터널의 양측이 연결되어 있다.

도 6a는 본 발명에 따른 프로펠러 샤프트 센터 베어링 마운팅 구조를 나타낸 단면도이다. 도 6b는 프로펠러 샤프트 센터 베어링 마운팅 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도시된 바와 같이, 프로펠러 샤프트가 통과하는 터널(T)의 상부면에는 레인포스(120)를 부착하여 강도를 보강하고, 하부에는 마운팅 브래킷(150)을 구비하여 강도를 보강하며, 상기 마운팅 브래킷(150)에 포켓홈(152)을 형성하여 상기 포켓홈(152)이 터널(T)의 내측면과 폐단면의 박스 형상을 가지도록 하는 구조를 제공한다.

상기 포켓홈(152)의 내부에는 수평방향으로 칸막이부재(170)가 구비되어 내부 공간을 2개의 박스로 분할하게 되며, 그중 아래쪽 공간에 파이프 너트(160)를 구비한다. 따라서 상기 파이프 너트(160)에 센터 베어링 장착 볼트가 체결되는 경우 장착 부위에서 부터 실내 공간까지는 센터 플로어 판넬(100)과 레인포스(120)에 의하여 이중으로 차단된다. 또 상기 마운팅 브래킷(150)의 터널(T)의 좌우측 끝 부분은 수평방향으로 형성된 스테이(180)에 결합하고 있어서 터널(T)을 중심으로한 좌우측의 상기 스테이로 연결되도록 함으로써 상기 터널(T)이 진동이나 외부의 하중에 의하여 오므라들거나 벌어지게 되는 현상을 방지하게 된다.

도 7은 본 발명에 따른 프로펠러 샤프트 센터 베어링 마운팅 구조의 진동특 성을 나타낸 그래프이다.

그래프의 수평축은 진동주파수(Hz)를 나타낸 것이고, 수직축은 진동감도(dB)를 나타낸 것인데, 일반적으로 200Hz 이하의 영역은 소리에 의한 진동영역이고, 노면에 의한 가진이나 엔진의 기진력에 의한 진동은 대략 200Hz에서 500Hz사이의 범위이기 때문에 센터 마운팅부의 강성에 있어서 이 주파수 영역이 관심영역이 된다. 진동감도가 낮을 수록 진동이 잘 전달되지 않는다는 것이므로 수직축의 아래쪽에 위치할수록 진동성능이 좋은 것이고, 진동감도가 높을 수록 공진 등에 의해 진동발생이 많아 진동이나 소음에 있어서 불리한 것이다.

도면에 붉은 점선으로 나타낸 선 중 상부에 위치한 것인 강성이 100kgf/mm일 때의 진동특성을 나타낸 것이고, 하부에 위치한 것이 강성이 1000kgf/mm일 때의 진동특성을 나타낸 것이다.

종래의 센터 베어링 마운팅부의 입력점 강성은 도면에 푸른색 실선으로 나타낸 바와 같은 특성을 나타내고 있으며 대략 500kgf/mm의 강성을 가지는 것으로 평가된다. 반면에, 본 발명에 따른 센터 베어링 마운팅부의 입력점 강성은 도면에 붉은색 실선으로 나타낸 바와 같은 특성을 나타내고 있으며 대략 1500kgf/mm의 강성을 가지는 것으로 평가되어 종래 기술 대비 약 3배의 강성증가 효과를 가져오게 된다.

따라서 안정적인 입력점 강성 확보로 인한 소음 저감 효과를 예상할 수 있다.

본 발명은 센터 플로어 판넬의 중앙에 형성된 터널의 양측을 스테이로 연결함으로써 터널 오므라듬 모드를 개선하고, 구조적으로 취약한 터널 국부 진동을 저감하게 되며, 센터 베어링 장착부를 폐단면 박스 형상으로 구성하여 센터 베어링 마운팅 부 입력점 강성을 증대하는 효과를 가져온다.

또한, 센터 베어링 마운팅부 국부 강성 증대를 위하여 프런트 시트 크로스 멤버 하단부에 절곡 성형된 마운팅 브래킷을 구비하여 판넬 상단과 하단에서 2중 으로 박스를 구성함으로써 마운팅부의 강성 증대효과를 가져온다.

따라서, 본 발명에 따른 프로펠러 샤프트 마운팅부 강성 증대구조는 상대적으로 취약한 센터 플로어 터널을 2중 격막구조와 스테이를 이용하여 보강함으로써 강성을 1500kgf/mm 수준으로 향상시킴으로써 실내 소음을 저감하고 내구성을 향상시키는 효과를 가져온다.

Claims (3)

1. 전방에 위치한 엔진의 동력을 프로펠러 샤프트를 이용하여 후륜에 전달하는 후륜 구동차량의 프로펠러 샤프트 센터 베어링 마운팅 구조에 있어서,

   센터 플로어 판넬에 중앙에 종방향으로 터널을 형성하고,

   상기 베어링이 마운팅되는 부분에 마운팅 브래킷을 구비하며,

   상기 마운팅 브래킷에는 센터 플로어 판넬의 터널에 결합시 폐단면 박스 형상을 이루는 포켓홈을 형성하여, 상기 포켓홈에 파이프 너트를 구비하는 것을 특징으로 하는 프로펠러 샤프트 센터 베어링 마운팅 구조.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 마운팅 브래킷의 포켓홈에 칸막이부재를 추가로 구비하여 상기 포켓홈이 이중 격막구조를 가지도록 한 것을 특징으로 하는 프로펠러 샤프트 센터 베어링 마운팅 구조.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 마운팅 브래킷의 양측을 연결하는 스테이를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 프로펠러 샤프트 센터 베어링 마운팅 구조.

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