KR100836127B1 - 러버커플링의 진동저감구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 동력전달계에 장착되는 러버커플링에 관한 것으로, 전기관 후륜 구동방식(FR) 자동차에 장착되는 프로펠라샤프트(10, 20)와 리어엑셀(30)사이에 장착되고, 고무 재질의 원형상으로 형성되며 내부에는 고정볼트가 삽입되는 복수개의 고정공이 등 간격으로 형성된 러버커플링(100)에 있어서, 상기 러버커플링 원주면 중단부에 경도저감홈(210)이 링 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하여, 러버커플링의 진동 전연율을 향상시키고 과도한 변위변화를 방지하여 제품의 성능 및 상품성을 향상시키는 러버커플링의 진동저감구조에 관한 것이다.

러버커플링

Description

러버커플링의 진동저감구조 {Shock absorber structure for rubber coupling}

도 1은 일반적인 FR차량의 동력전달계를 나타내는 사시도,

도 2는 일반적인 FR차량의 동력전달계의 작동도,

도 3은 종래 기술에 의한 러버커플링의 구성도,

도 4는 본 발명에 의한 러버커플링의 구성도,

도 5는 본 발명에 의한 러버커플링 진동저감구조의 작동상태를 나타내는

사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 설명>

10, 20 : 프로펠라샤프트 30 : 리어엑셀

40 : 센터베어링 100 : 러버커플링

110 : 고정볼트 210 : 경도저감홈

220 : 스토퍼

본 발명은 러버커플링의 진동저감구조에 관한 것으로, 엔진에서 발생된 회전력을 바퀴로 전달하는 프로펠러샤프트의 연결부에 설치되는 러버커플링에 경도저감홈과 스토퍼를 장착하여 러버커플링의 진동 전연율을 향상시키고 과도한 변위변화를 방지하여 제품의 성능 및 상품성을 향상시키는 러버커플링의 진동저감구조에 관한 것이다.

일반적으로 2륜 구동 자동차는 엔진과 변속기의 설치위치와, 실제 구동력을 발휘하는 구동륜의 위치에 따라 FR(Front engine Rear drive) 형식과, FF(Front engine Front drive) 형식으로 구분되며, 상기 FR 형식과 FF 형식의 엔진 및 변속기는 모두 차량의 앞쪽에 설치되는 반면 그 배치 상태가 상이하다.

즉, FR 형식의 차량에서는 엔진과 변속기가 보통 차량의 전후 방향을 따라 마운팅되어 변속기로부터 추진축을 통한 후륜까지의 동력전달이 가능한 구조를 가지고 있으며, FF 형식의 차량에서는 엔진과 변속기가 보통 차량의 측방향으로 마운팅되어 변속기에 일체로 형성된 액슬을 통해 전륜의 프로펠러 샤프트를 구동하도록 하는 방식이 사용된다.

상기 프로펠러샤프트는 FR(front engine rear drive ; 앞엔진 뒤구동)차량에 서 트랜스미션과 디퍼렌셜기어를 연결하여 동력을 전달하는 추진축을 말하는 것으로, 중공의 탄소강관으로 제작되고, 끊임없이 비틀림 토크를 받으면서 고속 회전하기 때문에 길이가 긴 경우에는 2~3개로 분할제작하며, 각 연결 부분은 조인트를 매개로 연결된다.

이하 첨부한 도면에 의해 종래기술에 의한 러버커플링구조를 상세히 설명한다.

도 1은 일반적인 FR차량의 동력전달계를 나타내는 사시도이고, 도 2는 일반적인 FR차량의 동력전달계의 작동도이며, 도 3은 종래 기술에 의한 러버커플링의 구성도이다.

도 1 및 도 2에서 도시하는 바와 같이, 프로펠라샤프트(10, 20)는 그 길이가 최대 길이를 초과하면 2개로 분할되고, 차대에 고정된 센터베어링(40)에 고정되며, 프로펠러 샤프트(10, 20)와 리어엑셀(30)의 연결 부분에는 설치는 러버커플링(100)이 널리 장착되어 차량의 운행시 발생하는 회전진동과 소음을 감쇄한다.

도 3에서 도시하는 바와 같이, 상기 러버커플링(100)은 고무 재질의 원형상으로 형성되고, 내부에는 고정볼트(110)가 끼워지는 복수개의 고정공이 등간격으로 형성되어 프로펠러 샤프트(20)의 단부에 설치된 플랜지(미도시)를 러버커플링(100)의 양 측면에 접촉시킨 후 플랜지와 러버커플링(100)에 고정볼트(110)를 삽입한 후 너트(미도시) 등의 결합하여 프로펠러 샤프트(100)를 고정하는 것이다.

상기의 구조를 가지는 FR 고급세단차량의 경우, 도 1 및 도 2에서 도시하는 바와 같이 D단 급발진시 리어엑셀(30)의 거동이 차량 상 방향으로 발생한다. 이때 프로펠라샤프트(10, 20)의 정렬각이 Zero 상태에서 매우 크게 벗어나 일정한 각도 이상이 되면 프로펠라샤프트(10, 20)의 2차 회전 성분이 센터베어링(40) 부위에서 발생하게 되고 이는 차량의 플로어로 전달되어 출발시 발생하는 '드드득'하는 Shudder성 진동의 원인이 된다.

D단 정지후 급출발시 하면 타이어 토크발생에 따른 엑셀 반력 토크가 발생하고 이 반력에 의한 정렬각 변화량은 프로펠라샤프트(10, 20)와 리어엑셀(30)을 연결하는 러버커플링(100)의 특성치에 의해 결정되는데, 도 2의 정렬각 α이 크게되면 앞쪽 정렬각 β도 크게 되어 유니버셜 조인트의 부등각 원리에 의한 각속도 변화가 생기고 각속도의 변화는 곧 토크 변동량의 변화를 발생시켜 센터베어링(40)을 통해 차체로 회전수의 2차 성분(유니버셜조인트 1회전당 2번 발생)의 진동이 발생하는 문제점이 있었다.

이러한 급발진시 Shudder진동을 개선하기 위한 일 방편으로 러버커플링 대신 유니버셜 조인트를 적용하기도 한다. 상기 유니버셜 조인트는 일종의 등속 조인트로서 각속도가 항상 일정하여 각가속도가 발생하지 않는 시스템으로 이 등속 조인 트의 경우 가속 투과음 및 출발시 Shudder 진동 측면에서 러버커플링에 비해 유리한 장점이 있으나 가격이 비싸 이를 적용하는 경우 제품의 원가가 상승하게 되는 문제점을 일으키게 된다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 엔진에서 발생된 회전력을 바퀴로 전달하는 프로펠러샤프트의 연결부에 설치되는 러버커플링에 경도저감홈과 스토퍼를 장착하여 러버커플링의 진동 및 소음을 최소화하여 함으로써 제품의 성능 및 상품성을 향상시키는 러버커플링의 진동저감구조에 관한 것이다.

상기의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 전기관 후륜 구동 방식(FR) 자동차에 장착되는 프로펠라샤프트와 리어엑셀사이에 장착되고, 고무 재질의 원형상으로 형성되며 내부에는 고정볼트가 삽입되는 복수개의 고정공이 등 간격으로 형성된 러버커플링에 있어서, 상기 러버커플링 원주면 중단부에 경도저감홈이 링형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부한 도면에 의하여 본 발명의 구성을 상세히 설명한다. 다만 종래 기술과 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략한다.

도 4는 본 발명에 의한 러버커플링의 구성도이고, 도 5는 본 발명에 의한 러 버커플링 진동저감구조의 작동상태를 나타내는 사시도이다.

도 4에서 도시하는 바와 같이, 본 발명은 전기관 후륜 구동 방식(FR) 자동차에 장착되는 프로펠라샤프트(10, 20)와 리어엑셀(30)사이에 장착되고, 고무 재질의 원형상으로 형성되며 내부에는 고정볼트가 삽입되는 복수개의 고정공이 등 간격으로 형성된 러버커플링(100)에 있어서, 상기 러버커플링 원주면 중단부에 경도저감홈(210)이 링형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

고무 등의 탄성재질로 형성된 러버커플링(100)은 그 몸체가 원통형상으로 형성되는데, 본 발명에서는 상기 러버커플링(100)의 원주면을 따라 릴 형상으로 경도저감홈(210)을 형성하여 한다. 상기 경도저감홈(210)은 러버커플링(100)의 전체경도를 낮추어 진동절연율을 향상시키는데, 그 단면 형상은 Ｖ자, Ｕ자 등으로 형성할 수 있으며, 후술한 스토퍼(220)의 장착위치를 고려하여

자로 형성하여 실시함이 타당하다.

또한 상기 러버커플링(100)이 변위를 가지며 변형되는 경우 과도한 변형을 방지하기 위해 상기 경도저감홈(210) 내부에 스토퍼(220)를 구비할 수 있는데, 일정변위 이상으로 변형되면 상기 스토퍼(220)가 서로 접촉하게 되고 전체 러버커플링(100)의 경도가 스토퍼(220)의 경도가 되어 러버커플링(100)의 변위제어에 기여하게 된다.

이를 위해 상기 스토퍼(220)는 경도저감홈(210)의 연직방향 내부면에 돌출 형성되도록 장착할 수 있으며, 특히 일정변위 이상으로 러버커플링(100)이 변형 시 상기 스토퍼(220)가 적당한 위치에서 맞닿을 수 있도록 상기 스토퍼(220)를 상기 경도저감홈(210)의 연직방향 내부면 양측에 대칭으로 형성하여 실시할 수 있다.

또한 전체 러버커플링(100)의 경도가 스토퍼(220)의 경도가 되어 러버커플링(100)의 변위제어에 기여하게 되므로 러버커플링(100)의 변위 저감을 위한 경도 조절을 위해 스토퍼(220)의 경도 조절이 중요하게 되며, 이를 조절하기 위해 상기 스토퍼(220)를 상기 러버커플링(100)을 구성하는 고무재질보다 높은 경도를 가진 고무재질로 형성하여 실시할 수 있다.

이하 본 발명의 작동 및 효과를 설명한다.

본 발명의 경우 상기 러버커플링(100)의 구조를 가속투과음 영역과 급발진 영역에 대하여 서로 다른 고무 특성을 나타내도록 형성하는데, 급발진시에는 상기 러버커플링(100) 형상이 크게 틀어지는 대변위 변형이 발생하게 되어 이러한 경우 변형부위의 정렬각을 최소화 하도록 러버커플링(100)의 고무경도를 높여서 거동 억제를 해주고, 그 이후의 소변위에서는 고무경도를 낮추어 진동 절연율을 향상시킬수 있다.

도 5의 (a)에서는 소변위시의 러버커플링(100)의 변형구조를 도시하는데, 그 특성상 소변위시에는 스토퍼(220) 끼리의 접촉이 일어나지 않아 러버커플링(100)의 물성은 소프트한 특성(K1)을 나타내게 되어 진동과 충격을 원활하게 흡수하여 러버커플링(100)의 절연율 향상에 기여하게 된다.

도 5의 (b)에서는 대변위시의 러버커플링(100)의 변형구조를 도시하는데 러버커플링(100)의 대변위 시에는 상기 스토퍼(220)가 서로 접촉(C)하여 전체 러버커플링(100)의 물성이 하드한 특성(K2)을 나타내게 되어 러버커플링(100)의 과도한 변위 제어에 기여하게 되므로 상기 본 발명에서 제안하는 러버커플링(100) 구조를 통해 진동절연율 및 변위제어에 대한 성능을 개선하여 상품성 향상에 기여하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 러버커플링의 진동저감구조에 관한 것으로, 엔진에서 발생된 회전력을 바퀴로 전달하는 프로펠러샤프트의 연결부에 설치되는 러버커플링에 경도저감홈과 스토퍼를 장착하여 러버커플링의 진동 및 소음을 최소화하여 함으로써 제품의 성능 및 상품성을 향상시키는 탁월한 효력을 발휘하는 발명이다.

Claims (4)

1. 전기관 후륜 구동 방식(FR) 자동차에 장착되는 프로펠라샤프트와 리어엑셀사이에 장착되고, 고무 재질의 원형상으로 형성되며 내부에는 고정볼트가 삽입되는 복수개의 고정공이 등 간격으로 형성된 러버커플링에 있어서,

   상기 러버커플링 원주면 중단부에 경도저감홈이 링형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 러버커플링의 진동저감구조.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 경도저감홈의 연직방향 내부면에 스토퍼가 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 러버커플링의 진동저감구조.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 스토퍼는 상기 경도저감홈의 연직방향 내부면 양측에 대칭으로 형성되는 것을 특징으로 하는 러버커플링의 진동저감구조.
4. 제 2항에 있어서,

   상기 스토퍼는 상기 러버커플링을 구성하는 고무재질보다 높은 경도를 가진 고무재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 러버커플링의 진동저감구조.

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