KR100610101B1 - 프로펠러 샤프트구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프로펠러 샤프트구조에 관한 것으로, 2개의 제1,2튜브가 제3튜브를 매개로 일체로 회전되게 서로 연결되고, 상기 제3튜브의 내부에는 제3튜브의 진동과 반대되는 역위상의 진동을 가진하기 위한 가진장치가 구비되어, 차량의 충돌 사고시에 차체의 길이방향을 따라 충격이 가해지면 이를 적절히 흡수하여 저감시킴으로써 탑승객의 상해를 줄일 수 있고, 엔진으로부터 전달되어 오는 진동에 대해 역위상을 가진 진동을 부가하여 진동을 상쇄시킴으로써 승차감도 향상시키고 소음도 줄여줄 수 있도록 된 것이다.

Description

프로펠러 샤프트구조{Structure of propeller shaft}

도 1은 본 발명에 따른 프로펠러 샤프트의 일부 절개 사시도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1,2,3 - 튜브 4 - 진동자

5 - 진동발전기 6 - 주파수 분석기

본 발명은 차량 등에 사용되는 프로펠러 샤프트에 관한 것으로, 특히 축방향 충격을 적절히 흡수하여 저감시키면서 내부의 진동자를 이용하여 프로펠러 샤프트의 진동도 줄일 수 있도록 된 프로펠러 샤프트구조에 관한 것이다.

일반적으로 차량 등에 사용되는 프로펠러 샤프트는 변속기와 후방 차축사이에 설치되어, 변속기를 통해 적절히 변속된 엔진의 동력을 후방 차축에 전달하도록 되어 있고, 또 프로펠러 샤프트는 노면에서 오는 충격이나 적재하중의 변화에 따라 상하 및 전후로 움직일 수 있도록 다수개의 분할축이 유니버설 죠인트와 스플라인부를 매개로 서로 연결되어 있을 뿐만 아니라 베어링을 통해 회전자재하게 지지되어 있다.

또 대형 차량의 프로펠러 샤프트는 축의 비틀림 진동에 의한 소음이나 축의 파손을 방지하기 위해 토오션 댐퍼가 설치되기도 한다.

상기와 같은 프로펠러 샤프트는 고회전강성을 보유해야 하지만 후륜 구동 승용차의 경우에는 충돌시에 차체에서 원활히 충격을 흡수할 수 있도록 하여 승객의 상해를 줄이기 위해 프로펠러 샤프트가 차체의 길이방향을 따른 충격에 대해서 쉽게 파손될 수 있는 적절한 강성을 가지도록 되어 있다.

그런데, 종래의 프로펠러 샤프트는 고회전강성의 측면에서만 개발되어 왔기 때문에 차체의 길이방향 충격을 적절히 흡수하여 승객의 상해를 줄인다는 측면에서 미흡한 결점이 있었고, 또한 자체의 진동에 적절히 대처할 수 있는 수단도 구비되지 않아서 승차감의 향상에도 불리하게 작용하는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 차량의 충돌 사고시에 차체의 길이방향을 따라 충격이 가해지면 이를 적절히 흡수하여 저감시킴으로써 탑승객의 상해를 줄일 수 있고, 자체의 진동에 대해 역위상을 가진 진동을 부가하여 진동을 상쇄시킴으로써 승차감도 향상시키고 소음도 줄여줄 수 있도록 된 프로펠러 샤프트구조를 제공함에 그 목적이 있다.

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상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 일측에 직경이 확장된 형태의 확경부를 갖춘 2개의 제1,2튜브와;
상기 제1,2튜브의 직경 보다 크게 형성되어, 상기 제1,2튜브 사이에 배치되도록 상기 제1,2튜브의 확경부와 양단부가 결합되는 제3튜브;
상기 제3튜브의 내부에 설치되어 상기 제3튜브에 특정 주파수와 위상의 진동을 가진시키는 진동자;
상기 제3튜브의 회전을 통해 발생된 진동을 매개로 상기 진동자의 동작을 위한 전원을 발전시키고, 이를 상기 진동자에 인가하도록 상기 진동자와 연결되면서 상기 제3튜브의 내부에 설치된 진동발전기;
상기 제1튜브에서 발생된 진동의 주파수와 위상을 검출하는 주파수 분석기 및;
상기 주파수 분석기를 통해 검출된 진동의 주파수와 위상를 분석하여 상기 진동자를 통해 동일한 주파수이면서 역위상의 진동이 상기 제3튜브에 가진되도록 상기 진동발전기를 제어하여 상기 진동발전기로부터 발생된 전원이 상기 진동자에 인가되게 하는 제어유니트를 구비한 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 프로펠러 샤프트의 일부 절개 사시도인 바, 즉 내부가 비어 있는 중공의 제1,2튜브(1,2)가 역시 내부가 비어 있는 중공의 제3튜브(3)를 개재하여 서로 연결되어 있다.

상기 제1,2튜브(1,2)와 제3튜브(3)를 연결시키는 방법으로서는 상기 제1,2튜브(1,2)의 일측 선단을 각각 직경이 확장된 형태를 확경부를 갖추도록 성형작업하고, 상기 제3튜브(3)의 양단부를 상기 제1,2튜브(1,2)의 일측 확경부와 서로 용접으로 연결하여, 차량의 충돌 사고시에 축방향으로 충격이 가해지면 프로펠러 샤프트가 쉽게 파손되도록 하여 충격을 적절히 흡수하게 하고, 또한 상기 제3튜브(3)는 그 직경이 제1,2튜브(1,2)보다 크게 확장되어 전체 튜브의 강성을 증대시키게 되어 있다.

그리고, 상기 제3튜브(3)의 내부에는 전류를 인가 받으면 진동하는 진동자(4)가 제3튜브(3)를 가진할 수 있도록 설치되어 있다. 상기 진동자(4)는 공급되는 전류의 크기에 비례하여 그 진폭이나 주파수가 증가하게 되므로, 결국에는 상기 제 3튜브(3)에 가하는 진동의 크기와 주파수도 비례하게 된다.

상기 진동자(4)에 전류를 공급하기 위해 진동발전기(5)가 상기 제3튜브(3)의 내부에 설치되어 있는 바, 상기 진동발전기(5)는 제3튜브(3)가 회전할 때 발생하는 진동을 통해 스스로 발전하게 되고, 이때 발전된 전류를 상기 진동자(4)에 공급하도록 되어 있다.

또한, 상기 제1튜브(1)에는 차량의 운행 중에 상기 제1튜브(1)에서 발생되는 진동의 주파수와 위상을 각각 검출하기 위한 주파수 분석기(6)가 구비되고, 상기 주파수 분석기(6)에서 분석된 데이터를 입력받아 상기 진동자(4)의 구동을 제어하기 위한 제어유니트(ECU)가 상기 진동발전기(5)에 연결되어 있다.

이에 따라, 차량의 운행 중에 차량에 충돌 사고가 발생하여 그 충격이 상기 튜브(1,2,3)로 전달되면, 상기 제1,2튜브(1,2)의 확경부와 상기 제3튜브(3)의 양단부 사이의 결합부위에서 파손이 수반되고, 이를 통해 프로펠러 샤프트로 전달되는 충격을 적절하게 흡수하여 저감시킴으로써, 차체를 통해 탑승자에게 전달되는 충격을 줄여서 탑승자의 상해를 줄일 수 있게 된다.

또한, 차량의 운행 중에 엔진에서 발생하여 동력전달장치를 통해 상기 제1,2,3튜브(1,2,3)에 진동이 가해지면, 상기 진동발전기(5)가 제3튜브(3)를 통해 진동을 받아서 발전하면서 그 발전된 전류를 상기 진동자(4)에 공급하여 진동자(4)를 가진시키게 되는 데, 이때 튜브에서 발생되는 진동과 동일한 주파수이면서 반대되는 위상의 진동이 발생되도록 상기 진동자(4)를 동작시키기 위해 상기 주파수 분석기(6)는 제1튜브(1)에서 발생된 진동 주파수와 위상을 상기 제어유니트(ECU)로 인가하게 된다.

즉, 상기 제어유니트(ECU)는 상기 주파수 분석기(6)를 통해 입력된 정보를 기초로 튜브의 진동과 동일한 주파수이면서 반대되는 역위상의 진동이 상기 진동자(4)를 통해 튜브에 가진될 수 있도록 상기 진동발전기(5)를 제어함으로써, 튜브를 통해 전달되는 진동이 상기 진동자(4)에 발생된 역위상의 진동에 의해 상호 감쇠되어 저감되므로, 차체로의 진동 및 소음의 전달을 줄여서 승차감을 향상시키게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 프로펠러 샤프트구조에 의하면, 차량의 충돌 사고시에 프로펠러 샤프트를 통해 차체로 전달되는 충격을 적절히 흡수하여 저감시킴으로써 탑승자의 상해를 줄여줄 수 있고, 또한 엔진에서 발생되어 동력전달장치를 통해 프로펠러 샤프트에 가해진 진동을 진동자를 통해 적절히 감쇄시켜 줌으로써, 차체로의 진동 및 소음을 저감시켜 승차감을 향상시킬 수 있는 등의 효과가 있다.

Claims (3)

1. 일측에 직경이 확장된 형태의 확경부를 갖춘 2개의 제1,2튜브와;

   상기 제1,2튜브의 직경 보다 크게 형성되어, 상기 제1,2튜브 사이에 배치되도록 상기 제1,2튜브의 확경부와 양단부가 결합되는 제3튜브;

   상기 제3튜브의 내부에 설치되어 상기 제3튜브에 특정 주파수와 위상의 진동을 가진시키는 진동자;

   상기 제3튜브의 회전을 통해 발생된 진동을 매개로 상기 진동자의 동작을 위한 전원을 발전시키고, 이를 상기 진동자에 인가하도록 상기 진동자와 연결되면서 상기 제3튜브의 내부에 설치된 진동발전기;

   상기 제1튜브에서 발생된 진동의 주파수와 위상을 검출하는 주파수 분석기 및;

   상기 주파수 분석기를 통해 검출된 진동의 주파수와 위상를 분석하여 상기 진동자를 통해 동일한 주파수이면서 역위상의 진동이 상기 제3튜브에 가진되도록 상기 진동발전기의 동작을 제어하는 제어유니트를 구비한 것을 특징으로 하는 프로펠러 샤프트구조.
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