KR100586191B1 - Propeller shaft for Automobile - Google Patents

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KR100586191B1 KR1020040043630A KR20040043630A KR100586191B1 KR 100586191 B1 KR100586191 B1 KR 100586191B1 KR 1020040043630 A KR1020040043630 A KR 1020040043630A KR 20040043630 A KR20040043630 A KR 20040043630A KR 100586191 B1 KR100586191 B1 KR 100586191B1
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    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/26—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, of type of freewheel device

Abstract

본 발명에 따른 차량용 프로펠러 샤프트는 중공형태의 프로펠러 샤프트의 내부에 종이로 이루어진 지관을 삽입하여, 상기 프로펠러 샤프트의 공명주파수가 변경되어 공명현상을 회피함으로써 소음이 감소되고, 댐핑율이 향상되는 효과가 있을 뿐만 아니라, 종이로 이루어진 지관을 삽입하면 되기 때문에 공정이 간단하고, 원가가 절감되는 효과가 있다.The propeller shaft for a vehicle according to the present invention inserts a paper tube made of paper into the hollow propeller shaft, and the resonance frequency of the propeller shaft is changed to avoid resonance by reducing the noise, and the damping rate is improved. In addition, since the paper tube made of paper is inserted, the process is simple and the cost is reduced.

프로펠러 샤프트, 공명음, 소음, 진동, 댐핑, 지관, 종이Propeller shaft, resonance sound, noise, vibration, damping, branch pipe, paper

Description

차량용 프로펠러 샤프트{Propeller shaft for Automobile} Propeller shaft for vehicle {Propeller shaft for Automobile}             

도 1은 종래 기술에 따른 차량용 프로펠러 샤프트의 사시도,1 is a perspective view of a propeller shaft for a vehicle according to the prior art,

도 2는 종래 기술에 따른 프로펠러 샤프트의 절개사시도,Figure 2 is an exploded perspective view of the propeller shaft according to the prior art,

도 3은 본 발명에 따른 프로펠러 샤프트의 절개사시도 및 A-A선에 따른 단면도,3 is a cross-sectional view taken along line A-A and a perspective view of the propeller shaft according to the present invention;

도 4a는 본 발명에 따른 프로펠러 샤프트 전방에서의 진동 시험결과가 도시된 그래프,Figure 4a is a graph showing the vibration test results in front of the propeller shaft according to the present invention,

도 4b는 본 발명에 따른 프로펠러 샤프트 중심에서의 진동 시험 결과가 도시된 그래프,Figure 4b is a graph showing the vibration test results at the center of the propeller shaft according to the present invention,

도 4c는 본 발명에 따른 프로펠러 샤프트 후방에서의 진동시험한 결과가 도시된 그래프.Figure 4c is a graph showing the results of the vibration test in the rear of the propeller shaft according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명><Explanation of symbols on main parts of the drawings>

60: 프로펠러 샤프트 62: 지관60: propeller shaft 62: branch pipe

본 발명은 차량용 프로펠러 샤프트에 관한 것으로서, 특히 프로펠러 샤프트의 내부에 종이로 이루어진 지관을 삽입함으로써 소음 및 진동을 감소시킬 수 있는 차량용 프로펠러 샤프트에 관한 것이다.The present invention relates to a vehicle propeller shaft, and more particularly, to a vehicle propeller shaft which can reduce noise and vibration by inserting a paper tube made of paper into the propeller shaft.

일반적으로 엔진의 동력은 변속기를 거쳐 프로펠러 샤프트에 의해 뒤차축으로 전달되는 바, 상기 프로펠러 샤프트는 강한 비틀림을 받으면서 고속으로 회전하기 때문에 이에 견디도록 속이 빈 강관으로 되어 있으며, 회전할 때 평형을 유지하기 위한 평형추와 길이 변화에 대응하기 위한 조인트가 설치되어 있다.In general, the power of the engine is transmitted to the rear axle by a propeller shaft via a transmission, and the propeller shaft is made of hollow steel pipe to withstand it because it rotates at high speed while being subjected to strong torsion, and maintains equilibrium when rotating. Counterweights and joints are provided to cope with changes in length.

도 1은 종래 기술에 따른 차량용 프로펠러 샤프트가 도시된 사시도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 프로펠러 샤프트의 절개사시도이다.1 is a perspective view showing a vehicle propeller shaft according to the prior art, Figure 2 is a perspective view of the propeller shaft according to the prior art.

종래 기술에 따른 차량용 프로펠러 샤프트는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 변속기(2)와 차동장치(4)를 연결하여 상기 변속기(2)의 구동력을 상기 차동장치(4)를 통해 후륜(6)에 전달하는 프로펠러 샤프트(10)이다.As shown in FIGS. 1 and 2, the propeller shaft for a vehicle according to the related art connects the transmission 2 and the differential device 4 to transfer the driving force of the transmission 2 to the rear wheel through the differential device 4. 6) propeller shaft 10 to transmit.

여기서, 상기 차동장치(4)는 상기 프로펠러 샤프트(10)로부터 동력을 전달받아 차량이 요철로를 주행하거나 선회할 때 원활히 회전될 수 있도록 좌우 구동바퀴의 구동력을 변동시켜 후륜(6)에 전달하도록 구성된다.Here, the differential device 4 receives the power from the propeller shaft 10 to change the driving force of the left and right driving wheels so as to rotate smoothly when the vehicle is traveling or turning the uneven road to transmit to the rear wheel (6). It is composed.

그리고, 상기 프로펠러 샤프트(10)의 양단에는 구동력을 원활하게 전달될 수 있도록 유니버셜 조인트(8)가 설치된다.The universal joint 8 is installed at both ends of the propeller shaft 10 to smoothly transmit the driving force.

한편, 대형차 등에서는 상기 프로펠러 샤프트(10)의 길이가 길고, 중공파이 프를 이용하여 만들어지기 때문에 엔진으로부터 전달되는 가진력이 상기 프로펠러 샤프트(10)의 공명 주파수와 일치하게 되면 고주파의 음이 발생되어 소음을 유발시키기 때문에, 상기 프로펠러 샤프트(10)를 2개 또는 3개로 나누고, 각 샤프트를 센터베어링(미도시)에 의해 차체(미도시)에 지지하는 구조로 되어 있다. On the other hand, in a large vehicle or the like, the propeller shaft 10 has a long length and is made using hollow pipes, so when the excitation force transmitted from the engine coincides with the resonance frequency of the propeller shaft 10, high frequency sound is generated. In order to cause noise, the propeller shaft 10 is divided into two or three, and each shaft is supported by a vehicle body (not shown) by a center bearing (not shown).

그러나, 종래 기술에 따른 차량용 프로펠러 샤프트는 외부로부터의 가진력이 상기 프로펠러 샤프트(10)의 공명 주파수와 일치하게 되어, 고주파음이 발생되면 소음을 발생시키고 법규 소음을 초과할 경우 생산에 문제가 발생되는 문제점이 있다.However, in the propeller shaft for a vehicle according to the prior art, the excitation force from the outside is matched with the resonance frequency of the propeller shaft 10, the high frequency sound is generated when the noise is generated and the production problem occurs when exceeding the legal noise There is a problem.

또한, 공명 주파수를 분리하여 소음을 감소시키기 위해 상기 프로펠러 샤프트(10)를 복수개로 나누어 사용하는 경우에는 원가 및 재료비가 상승되는 문제점이 있다.In addition, when the propeller shaft 10 is divided into a plurality of parts in order to reduce the noise by separating the resonance frequency, there is a problem in that the cost and material cost are increased.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 프로펠러 샤프트의 공명주파수를 변경시켜 소음이 감소되고 원가 및 재료비가 적게 드는 차량용 프로펠러 샤프트를 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, an object of the present invention is to provide a propeller shaft for a vehicle which reduces noise and reduces cost and material cost by changing the resonance frequency of the propeller shaft.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 차량용 프로펠러 샤프트는 변속기와 차동장치 사이에 연결되어 동력을 전달하는 중공형태의 프로펠러 샤프트와, 상기 프로펠러 샤프트의 내부에 삽입되어 상기 프로펠러 샤프트의 공명 주파수가 변경되도록 종이재질의 시트가 둥글게 말아져 형성된 지관을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.The propeller shaft for a vehicle according to the present invention for solving the above problems is a hollow propeller shaft connected between a transmission and a differential device to transmit power, and inserted into an interior of the propeller shaft to change a resonance frequency of the propeller shaft. It characterized in that it comprises a paper tube formed by rolling the sheet of paper material to be rounded.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 따른 프로펠러 샤프트의 절개사시도 및 A-A선에 따른 단면도이다.3 is a cross-sectional view taken along line A-A and a perspective view of the propeller shaft according to the present invention.

본 발명에 따른 차량용 프로펠러 샤프트는 도 3에 도시된 바와 같이, 변속기(미도시)와 차동장치(미도시) 사이에 연결되어 동력을 전달하는 중공형태의 프로펠러 샤프트(60)와, 상기 프로펠러 샤프트(60)의 내부에 삽입되어 상기 프로펠러 샤프트(60)의 공명 주파수를 변경시키는 공명음 저감수단을 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 3, the propeller shaft for a vehicle according to the present invention is connected between a transmission (not shown) and a differential device (not shown), and has a hollow propeller shaft 60 for transmitting power and the propeller shaft ( It is configured to include a resonance sound reducing means inserted into the inside of 60 to change the resonance frequency of the propeller shaft (60).

상기 공명음 저감수단은 상기 프로펠러 샤프트(60)의 내부에 삽입될 수 있도록 얇은 시트가 둥글게 말아져서 관형태를 이루는 바, 상기 시트는 종이재질로 이루어진다.The resonance sound reduction means is a thin sheet is roundly rolled so as to be inserted into the propeller shaft 60 to form a tube, the sheet is made of a paper material.

따라서, 상기 공명음 저감수단은 종이 재질의 시트가 적어도 한번 이상 둥글게 감아져서 중공형태를 이루는 지관(62)이다.Therefore, the resonance sound reduction means is a paper tube 62 in which the sheet of paper is rolled up at least once round to form a hollow shape.

한편, 상기 지관(62)의 두께는 상기 프로펠러 샤프트(60)의 공명음 주파수의 변화량에 따라 변경된다.On the other hand, the thickness of the branch pipe 62 is changed according to the change amount of the resonance sound frequency of the propeller shaft 60.

즉, 상기 지관(62)의 두께 변경은 상기 시트의 두께를 변경하거나 또는 상기 시트의 감는 횟수를 변경함으로써 가능하게 된다.
상기 프로펠러 샤프트(60)의 공명음 주파수 변화가 작을 경우, 상기 시트의 두께를 늘리거나 감는 횟수를 늘림으로써 상기 프로펠러 샤프트(60)의 공명음 주파수를 변경시킬 수 있다.
또한, 상기 지관(62)은 상기 프로펠러 샤프트(60)의 중공부 내측면 전체에 배치되게 삽입되되, 도 3에 도시된 바와 같이 프로펠러 샤프트(60)와 동일 길이로 형성된 단수개의 지관(62)이 상기 프로펠러 샤프트(60)의 내부에 삽입되거나, 또는 소정의 길이로 형성된 지관이 상기 프로펠러 샤프트(60)의 내부에 복수개가 삽입될 수 있다. That is, the thickness change of the branch pipe 62 is made possible by changing the thickness of the sheet or changing the number of turns of the sheet.
When the resonance sound frequency change of the propeller shaft 60 is small, the resonance sound frequency of the propeller shaft 60 may be changed by increasing the thickness of the sheet or increasing the number of windings.
In addition, the branch pipe 62 is inserted to be disposed on the entire inner side of the hollow portion of the propeller shaft 60, as shown in Figure 3 is a single branch pipe 62 formed of the same length as the propeller shaft 60 A plurality of branch pipes inserted into the propeller shaft 60 or having a predetermined length may be inserted into the propeller shaft 60.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작동을 도 4a 내지 도 4c를 통해 살펴보면 다음과 같다.Looking at the operation of the present invention configured as described above with reference to Figure 4a to 4c as follows.

도 4a는 본 발명에 따른 프로펠러 샤프트 전방에서의 진동 시험결과가 도시된 그래프이고, 도 4b는 본 발명에 따른 프로펠러 샤프트 중심에서의 진동 시험결과가 도시된 그래프이고, 도 4c는 본 발명에 따른 프로펠러 샤프트 후방에서의 진동 시험결과가 도시된 그래프이다.Figure 4a is a graph showing the vibration test results in front of the propeller shaft according to the present invention, Figure 4b is a graph showing the vibration test results in the center of the propeller shaft according to the present invention, Figure 4c is a propeller according to the present invention The graph shows the vibration test results behind the shaft.

도 4a 내지 도 4c에 도시된 바와 같이, 상기 프로펠러 샤프트(60)에의 내부에 지관(62)이 삽입되면, 상기 프로펠러 샤프트(60)의 주파수와 진폭이 변화하게 된다.As shown in FIGS. 4A to 4C, when the branch pipe 62 is inserted into the propeller shaft 60, the frequency and amplitude of the propeller shaft 60 change.

따라서, 상기 프로펠러 샤프트(60)의 공명 주파수 변경으로 인해 엔진 등으로부터 전달되는 가진력이 공명 주파수와 일치하게 되어 발생되는 공명현상을 방지 할 수 있다.Therefore, due to the change in the resonance frequency of the propeller shaft 60, it is possible to prevent the resonance phenomenon generated by the excitation force transmitted from the engine and the like to match the resonance frequency.

그리고, 상기 지관(62)이 종이로 이루어져 있기 때문에 흡음역할을 할 수 있다.And, since the branch pipe 62 is made of paper, it can play a sound absorption role.

여기서, 상기 프로펠러 샤프트(60)에 지관(62)을 삽입하여 소음을 측정해 본 결과, 본 발명에 따른 프로펠러 샤프트(60)의 소음은 81.4dB로 측정되었고 종래 기술에 따른 프로펠러 샤프트의 경우 소음인 85.2dB로 측정되어, 본 발명에 따른 상기 프로펠러 샤프트(60)의 경우 소음이 약 3.8dB이 저감됨을 알 수 있었다.Here, as a result of measuring the noise by inserting the branch pipe 62 into the propeller shaft 60, the noise of the propeller shaft 60 according to the present invention was measured as 81.4dB and 85.2 which is the noise in the case of the propeller shaft according to the prior art Measured in dB, the propeller shaft 60 according to the present invention was found that the noise is reduced by about 3.8dB.

또한, 도 4a 내지 도 4c에 도시된 바와 같이, 상기 프로펠러 샤프트(60)에서 축방향으로 소정간격 이격되게 위치된 전/후방측과 중심측에서 각각 주파수와 진폭 을 측정하였다.4A to 4C, frequencies and amplitudes of the propeller shaft 60 were measured at the front and rear sides and the center side, respectively, spaced apart from each other in the axial direction.

본 발명에 따른 댐핑율이 종래 기술에 따른 댐핑율보다 0.31~0.50 이 높게 나타남으로써, 상기 프로펠러 샤프트(60)에 지관(62)을 삽입하여 감쇠효과를 증대시킬 수 있다.Since the damping ratio according to the present invention is 0.31 to 0.50 higher than that of the conventional technique, the damping effect can be increased by inserting the branch pipe 62 into the propeller shaft 60.

댐핑율을 계산하는 식은 아래와 같고, f_0 은 최대 진폭값일 때의 주파수이고, f_1, f_2는 상기 최대 진폭값으로부터 일정값 이하의 진폭일 때의 주파수이다. The equation for calculating the damping rate is as follows, f_0 is the frequency at the maximum amplitude value, and f_1, f_2 is the frequency at the amplitude below a certain value from the maximum amplitude value.

댐핑율(%) =( f_1 - f_2 )/2f_0Damping Rate (%) = (f_1-f_2) / 2f_0

댐핑율(%)Damping Rate (%) 종래기술Prior art 본 발명The present invention 차이Difference 프로펠러샤프트Propeller shaft 전방Front 0.070.07 0.530.53 0.460.46 중심center 0.040.04 0.540.54 0.500.50 후방rear 0.060.06 0.370.37 0.310.31

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 차량용 프로펠러 샤프트는 중공형태의 프로펠러 샤프트 내부에 종이로 이루어진 지관이 삽입되므로, 상기 프로펠러 샤프트의 공명주파수가 변경되어 공명현상이 회피되고, 공명현상으로 인한 소음이 저감될 뿐만 아니라 댐핑율이 향상되는 효과가 있다.As the propeller shaft for a vehicle according to the present invention configured as described above has a paper tube inserted into the hollow propeller shaft, the resonance frequency of the propeller shaft is changed to avoid resonance, and noise due to resonance is reduced. In addition, the damping rate is improved.

또한, 종이로 이루어진 지관을 삽입하면 되기 때문에 공정이 간단하고, 원가가 절감되는 효과가 있다.In addition, since the paper tube made of paper may be inserted, the process is simple and the cost is reduced.

Claims (4)

변속기와 차동장치 사이에 연결되어 동력을 전달하는 중공형태의 프로펠러 샤프트와;A hollow propeller shaft connected between the transmission and the differential to transmit power; 상기 프로펠러 샤프트의 내부에 삽입되어 상기 프로펠러 샤프트의 공명 주파수가 변경되도록 종이재질의 시트가 둥글게 말아져 형성된 지관을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 프로펠러 샤프트.A propeller shaft for a vehicle, comprising: a paper tube inserted into the propeller shaft and formed by rolling a sheet of paper so that the resonance frequency of the propeller shaft is changed. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 지관은 상기 공명음 주파수의 변화량에 따라 시트의 감긴 횟수가 변경되는 것을 특징으로 하는 차량용 프로펠러 샤프트.The branch pipe is a vehicle propeller shaft, characterized in that the number of turns of the seat is changed in accordance with the amount of change in the resonance sound frequency. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 지관은 상기 공명음 주파수의 변화량에 따라 시트의 두께가 변경되는 것을 특징으로 하는 차량용 프로펠러 샤프트.The branch pipe is a vehicle propeller shaft, characterized in that the thickness of the seat is changed in accordance with the change amount of the resonance sound frequency. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 지관은 상기 프로펠러 샤프트의 내측면 전체에 장착된 것을 특징으로 하는 차량용 프로펠러 샤프트.The branch pipe is a vehicle propeller shaft, characterized in that mounted on the entire inner surface of the propeller shaft.
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