KR100569448B1 - propeller shaft vibration decreasing device for vehicles - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량의 프로펠러샤프트 진동저감장치에 관한 것으로, 베어링(1)을 둘러싸고 내부에 유압실(2a)이 형성된 러버(2), 이 러버(2)의 측부에 장착된 챔버(3), 이 챔버(3)와 상기 유압실(2a) 사이에 형성된 통로(4)를 개방 및 차단하는 밸브(5), 이 밸브(5)를 전후진 작동시키는 스텝모터(6), 상기 러버(2)와 러버(2)를 둘러싼 마운팅브라켓트(7)의 사이에 설치되는 압전센서(8), 이 압전센서(8)로부터 전달된 신호에 따라 평탄노면인지 험로인지를 판별하고 노면상태 전환시 전원(9)으로부터 상기 스텝모터(6)에 작동전류를 공급하는 제어유니트(10)를 포함하여 구성된다.The present invention relates to a propeller shaft vibration reduction device for a vehicle, comprising: a rubber (2) surrounding a bearing (1) and a hydraulic chamber (2a) formed therein, a chamber (3) mounted on the side of the rubber (2), and A valve (5) for opening and closing the passage (4) formed between the chamber (3) and the hydraulic chamber (2a), a step motor (6) for operating the valve (5) forward and backward, the rubber (2) and The piezoelectric sensor 8 installed between the mounting brackets 7 surrounding the rubber 2 and the signal transmitted from the piezoelectric sensor 8 determine whether the road is a flat road or a rough road, and the power supply 9 when the road state is switched. It is configured to include a control unit 10 for supplying an operating current to the step motor (6) from.
따라서, 상기 러버(2)는 평탄한 노면 및 험로 주행에 따라 발생되는 프로펠러샤프트의 진동에 감응하여 내부 유압실(2a)의 오일압이 조절되어 그 진동특성이 변화될 수 있음으로써 주행 노면의 조건에 상관없이 프로펠러샤프트의 진동을 효과적으로 감소시킬 수 있다.Accordingly, the rubber 2 may react with the vibration of the propeller shaft generated by the flat road surface and the rough road, and the oil pressure of the internal hydraulic chamber 2a may be adjusted to change the vibration characteristics thereof. Regardless, the vibration of the propeller shaft can be effectively reduced.
Description
도 1은 일반적인 프로펠러샤프트의 설치상태도,1 is an installation state of a typical propeller shaft,
도 2는 본 발명에 따른 프로펠러샤프트 진동저감장치의 구성도이다.2 is a block diagram of a propeller shaft vibration reduction device according to the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
1 : 베어링, 2 : 러버,1: bearing, 2: rubber,
2a : 유압실, 3 : 챔버,2a: hydraulic chamber, 3: chamber,
4 : 통로, 5 : 밸브,4: passage, 5: valve,
5a : 랙, 5b : 스프링시트,5a: rack, 5b: spring seat,
5c : 압축스프링, 6 : 스텝모터,5c: compression spring, 6: step motor,
6a : 피니언, 7 : 마운팅브라켓트,6a: pinion, 7: mounting bracket,
8 : 압전센서, 9 : 전원,8: piezoelectric sensor, 9: power,
10 : 제어유니트.10: control unit.
본 발명은 차량의 프로펠러샤프트 진동저감장치에 관한 것으로, 특히 노면의 상태에 따라 가변 발생되는 진동에 효과적으로 대응할 수 있도록 된 차량의 프로펠러샤프트 진동저감장치에 관한 것이다.The present invention relates to a propeller shaft vibration reduction device for a vehicle, and more particularly, to a propeller shaft vibration reduction device for a vehicle that can effectively cope with vibrations that are variably generated according to the condition of a road surface.
일반적으로 프로펠러샤프트는 도 1에서와 같이, FR(front engine rear drive ; 앞엔진 뒤구동)차량에서 트랜스미션(101)과 디퍼렌셜기어(102)를 연결하여 동력을 전달하는 추진축을 말하는 것으로, 중공의 탄소강관으로 제작되고, 끊임없이 비틀림 토크를 받으면서 고속 회전하기 때문에 길이가 긴 경우에는 2~3개로 분할제작하며, 각 부분은 유니버설조인트(103)를 매개로 연결된다.(도시된 것은 프론트샤프트(104)와 리어샤프트(105)로 이루어진 2분할 방식의 것이다.)Generally, a propeller shaft refers to a propulsion shaft that transmits power by connecting a
또한, 중간 부위(도면에서는 프론트샤프트(104)의 후단)에 센터베어링(106)을 설치하여 프로펠러샤프트를 안정적으로 지지함으로써 회전에 의한 진동 증가를 억제하고 있다.In addition, by providing a center bearing 106 at an intermediate portion (rear end of the
그런데, 상기 센터베어링(106)은 샤프트를 직접 지지하는 베어링의 외측을 러버(rubber)가 감싸고 그 외측을 마운팅브라켓트가 감싼 부시(bush) 형식의 것으로 상기 러버에 의한 진동 저감 효과는 있으나, 이 러버는 자체의 재질과 형상에 의한 고유진동수가 일정하므로 일정 영역대의 진동흡수만이 가능하였다.However, the center bearing 106 is of a bush type in which a rubber surrounds an outer side of a bearing supporting the shaft directly and a mounting bracket is wrapped around the outer side of the center bearing 106. Since the natural frequency by the material and shape of its own is constant, only the vibration absorption in a certain area is possible.
그러나, 차량은 일정한 노면만을 주행하는 것이 아니므로 평탄한 도로를 주행할 때와 비포장 험로를 주행할 때 상기 프로펠러샤프트에는 다른 특성의 진동이 발생하게 되며, 상기 종래의 센터베어링(106)으로는 이러한 변화에 대응하지 못하므로 프로펠러샤프트의 진동을 효과적으로 저감시키지 못하는 문제점이 있었다.However, since the vehicle does not drive only a constant road surface, vibration of the propeller shaft is generated when driving on a flat road and when driving on an unpaved rough road, and such a change is performed by the conventional center bearing 106. There is a problem that does not respond to effectively reduce the vibration of the propeller shaft.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 차량이 주행하고 있는 노면의 상태에 따라 센터베어링의 진동흡수 특성이 가변됨으로써 주행 노면 변화에 관계 없이 항상 효과적으로 프로펠러샤프트의 진동을 감쇠시킬 수 있도록 된 차량의 프로펠러샤프트 진동저감장치를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in order to solve the above problems, and the vibration absorption characteristics of the center bearing are varied according to the state of the road surface on which the vehicle is traveling, thereby effectively reducing the vibration of the propeller shaft at all times regardless of the road surface change. It is an object of the present invention to provide a propeller shaft vibration reduction device for a vehicle.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 프로펠러샤프트를 감싸는 형태로 설치되어 이를 회전가능상태로 지지하는 베어링과, 이 베어링을 둘러싸고 내부에 유압실이 형성된 러버, 이 러버의 측부에 장착된 챔버, 이 챔버와 상기 유압실 사이에 형성된 통로를 개방 및 차단하는 밸브, 이 밸브를 전후진 작동시키는 스텝모터, 상기 러버와 이 러버를 둘러싼 마운팅브라켓트의 사이에 설치되는 압전센서, 이 압전센서로부터 전달된 신호에 따라 평탄노면인지 험로인지를 판별하고 노면상태 전환시 전원으로부터 상기 스텝모터에 작동전류를 공급하는 제어유니트를 포함하여 구성된다.The present invention for achieving the above object, the bearing is installed in the form of surrounding the propeller shaft to support it in a rotatable state, the rubber surrounding the bearing and a rubber chamber formed therein, the chamber mounted on the side of the rubber And a valve for opening and closing a passage formed between the chamber and the hydraulic chamber, a step motor for operating the valve forward and backward, a piezoelectric sensor installed between the rubber and the mounting bracket surrounding the rubber, and the piezoelectric sensor. And a control unit for determining whether the road surface is a flat road or a rough road and supplying an operating current to the step motor from a power source when the road state is switched.
따라서, 노면상태 전환시마다 상기 러버의 탄성(hard⇔soft)이 가변되어 노면 상태에 따른 프로펠러샤프트의 진동을 효과적으로 흡수할 수 있게 된다.Therefore, the elasticity of the rubber is changed every time the road surface is switched, so that the vibration of the propeller shaft according to the road surface state can be effectively absorbed.
이하, 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 프로펠러샤프트 진동저감장치의 구성도이다.2 is a block diagram of a propeller shaft vibration reduction device according to the present invention.
센터베어링은 프로펠러샤프트를 감싸는 형태로 설치되어 이를 회전가능상태로 지지하는 베어링(1)과, 이 베어링(1)의 외주를 둘러싸고 있는 러버(2), 그리고 이 러버(2)를 감싼 상태에서 차체에 장착되는 마운팅브라켓트(7)로 이루어진다.The center bearing is installed in the form of enclosing the propeller shaft to support it in a rotatable state, a rubber (2) surrounding the outer periphery of the bearing (1), and the body of the vehicle in the state of covering the rubber (2). It consists of a mounting bracket (7) mounted on.
본 발명은 상기 센터베어링의 진동 특성을 노면의 상태에 따라 가변시킬 수 있도록 이루어진 것이다.The present invention is made to be able to vary the vibration characteristics of the center bearing according to the state of the road surface.
이를 위하여 상기 러버(2)의 내부에는 유압실(2a)이 형성된다.To this end, the
또한, 상기 러버(2)의 측부에는 챔버(3)가 장착된다. 이 챔버(3)의 양측 벽면은 내부에 충진되는 오일의 압력에 의해 변형되지 않는 고강도 플라스틱이나 강 재질의 판재이고 내/외경면을 이루는 부분은 상기 오일 압력에 의해 변형될 수 있도록 상기 러버(2)와 같은 재질로 이루어져 있다.In addition, the
상기 챔버(3)의 러버(2)측 벽면에는 통로(4)가 형성되어 있으며, 이 통로(4)에는 밸브(5)가 구비된다.A
상기 밸브(5)는 러버(2)의 유압실(2a)측에 위치한 헤드부분이 상기 통로(4)를 개폐하는 밸브체 역할을 하며 이에 연장성형된 바디부분은 챔버(3)의 바깥쪽 벽면을 관통하여 외측으로 연장되어 있으며, 그 단부에는 랙(5a)이 형성되는 한편, 상기 챔버(3) 내부의 바디부분에는 스프링시트(5b)가 형성되어 있어, 이 스프링시트(5b)와 챔버(3)의 안쪽 벽면 사이에 압축스프링(5c)이 설치된다.The
상기 밸브(5)의 바디 단부 근방에는 스텝모터(6, 별도의 마운팅브라켓트를 매개로 차체에 고정된다.)가 설치되며, 이 스텝모터(6)이 모터축에는 피니언(6a)이 장착되고, 이 피니언(6a)은 상기 밸브(5)의 바디에 형성된 랙(5a)에 치합된다.In the vicinity of the body end of the valve (5), a step motor (6, which is fixed to the vehicle body via a separate mounting bracket) is installed, and the step motor (6) is equipped with a pinion (6a) on the motor shaft, This
한편, 상기 러버(2)를 둘러싸고 있는 마운팅브라켓트(7)와 상기 러버(2)의 사이에는 압전센서(8)가 설치되고, 이 압전센서(8)에서 발생되는 (펄스)신호는 제어유니트(10)에 입력된다.On the other hand, a
상기 제어유니트(10)는 압전센서(8)로부터 입력되는 신호를 분석하여 차량이 현재 주행하고 있는 도로가 평탄한 노면인지 아니면 험로인지를 판별하고, 노면 상태가 평로에서 험로로 또는 험로에서 평로로 전환되면 전원(9)의 전류를 상기 스텝모터(6)에 공급한다.The
한편, 차량 정지 및 평탄한 노면을 주행할 경우에, 상기 유압실(2a)과 챔버(3)의 내부에 충진된 오일은 서로 평형상태(오일압이 같은 상태)를 이루도록 오일이 충진된다.On the other hand, when the vehicle stops and runs on a flat road surface, the oil filled in the
그리고, 상기 러버(2)는 상기와 같은 유압실(2a)과 챔버(3)의 오일압 평형상태에서 평탄 노면 주행시 프로펠러샤프트의 진동을 흡수하기 적당한 탄성을 가지도록(평탄 노면 주행시 프로펠러샤프트에 발생하는 진동을 감쇄시키는 고유진동수를 가지도록) 제작된다.The
이제, 본 발명의 작용 및 효과를 설명한다.Now, the operation and effect of the present invention will be described.
차량이 평탄 노면을 주행중에는 오일압 평형상태에서 상기 러버(2)에 의해 프로펠러샤프트에 발생하는 진동이 감쇄된다.While the vehicle is traveling on a flat road surface, vibration generated in the propeller shaft is attenuated by the
이후, 차량이 험로로 접어들게 되면 그에 따라 발생하는 진동을 상기 압전센서(8)가 감지하게 되고, 압전센서(8)는 그에 상응하는 펄스신호를 발생시켜 제어유니트(10)에 전달한다.Thereafter, when the vehicle enters the rough road, the
상기 펄스신호를 입력받은 제어유니트(10)는 현재 차량이 험로를 주행하고 있음을 인식하고 전원(9)의 전류를 스텝모터(6)에 전달하여 이를 작동시킨다.The
스텝모터(6)의 작동에 의하여 피니언(6a)이 회전되면 랙(5a)으로 치합된 밸 브(5)가 전진(도면상 왼쪽)함으로써 헤드쪽의 밸브판이 상기 통로(4)로부터 이격되어 이를 개방한다.When the
따라서, 험로 주행시 진동에 의해 오일압이 상승한 유압실(2a)의 오일이 챔버(3)의 내부로 이동하게 되며, 이 직후 상기 압축스프링(5c)의 복원력에 의해 밸브(5)가 원위치로 복귀됨으로써 통로(4)가 닫혀지고, 이에 의해 유압실(2a)은 오일압력이 저하된 상태를 유지하게 된다.Therefore, the oil in the
결국 험로주행상태에서 상기 러버(2)는 소프트(soft)한 상태를 유지하게 되어 이때 발생하는 프로펠러샤프트의 강한 진동을 효과적으로 흡수하게 된다.As a result, the
이후, 차량이 다시 평탄한 노면에 접어들면 프로펠러샤프트로부터 센터베어링에 전달되는 진동이 변화하게 되고, 이는 상기 압전센서(8)에서 감지되며 상응하는 펄스신호가 발생하여 제어유니트(10)로 전달된다.Then, when the vehicle enters the flat road again, the vibration transmitted from the propeller shaft to the center bearing is changed, which is detected by the
따라서, 제어유니트(10)는 차량이 험로에서 평탄로에 접어든 것으로 인지하고 상기 스텝모터(6)를 다시 작동시켜 밸브(5)를 열게 되며, 이에 의해 오일압이 높은 상태의 챔버(3) 내부의 오일이 다시 러버(2)의 유압실(2a)로 유입됨으로써 러버(2)는 처음과 같은 하드(hard)한 상태로 전환되어 평탄로에서 프로펠러샤프트에 발생하는 진동을 감쇄시키게 된다.Therefore, the
이와 같이, 상기 러버(2)는 평탄한 노면 및 험로 주행에 따라 발생되는 프로펠러샤프트의 진동에 감응하여 그 진동특성이 변화될 수 있음으로써 주행 노면의 조건에 상관없이 프로펠러샤프트의 진동을 효과적으로 감소시킬 수 있다.As such, the
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 평탄한 노면 및 험로 주행에 따라 진동 특성이 전환되면서 센터베어링이 프로펠러샤프트의 진동을 감쇄시켜줌에 따라 프로펠러샤프트의 진동에 따른 차량 전반의 NVH(Noise Vibration Harshness)성능이 향상되는 효과가 있다. As described above, according to the present invention, as the vibration characteristics are changed according to the flat road surface and the rough road, the center bearing reduces the vibration of the propeller shaft, and thus the NVH (Noise Vibration Harshness) performance of the entire vehicle due to the vibration of the propeller shaft is improved. There is an effect to be improved.
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