KR101055069B1 - 추진축 센터베어링 높이 조절장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파워트레인에 추진축을 사용하는 차량에 있어서, 변속기의 마운팅 상태와 후륜디퍼렌셜의 마운팅 상태에 따른 추진축의 상태를 적절하게 조절할 수 있고, 상기 변속기 및 후륜디퍼렌셜의 마운팅 상태 변화에 적극적이고 능동적으로 대응하여 추진축의 절각이 적절한 수준으로 유지될 수 있도록 함으로써, 차량의 NVH(Noise Vibration Harshness)성능을 향상시킬 수 있도록 한다.

센터베어링, 절각, 추진축, 높이

Description

추진축 센터베어링 높이 조절장치{Height Adjusting Apparatus for Center Bearing of Propeller Shaft}

본 발명은 엔진으로부터의 동력을 추진축을 통해 구동륜으로 전달하는 차량에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 추진축을 지지하는 센터베어링의 높이를 차체에 대해 조절하는 장치에 관한 것이다.

추진축으로 동력을 전달하는 차량은 주로 차체의 전방에 엔진과 변속기가 위치하고, 상기 변속기로부터의 출력을 추진축을 이용하여 후륜디퍼렌셜로 전달하는 구조를 취하고 있으며, 상기 추진축은 전방추진축과 후방추진축이 서로 자재이음으로 연결되어 상호간에 발생하는 절각을 수용할 수 있도록 되어 있고, 길이방향의 슬립도 흡수할 수 있도록 되어 있다.

최근의 고급 승용차량 등에서는 상기 추진축 전방의 변속기뿐만 아니라 후륜디퍼렌셜도 차체에 고정하도록 함으로써, 추진축의 절각 확대 및 변동으로 인한 소음 진동의 발생을 방지하도록 하고 있다.

그러나, 상기 변속기와 후륜디퍼렌셜을 차체에 장착함에는 차체와 변속기 및 차체와 후륜디퍼렌셜 사이의 공차가 수반되기 마련이고, 이 부위의 작은 공차가 누 적되어 상대적으로 길이가 긴 추진축에 반영되면, 상기 추진축의 절각이 당초 설계한 것보다 커지고 변화되어 진동과 소음의 발생이 수반되게 된다.

또한, 상기 변속기와 후륜디퍼렌셜을 차체에 장착함에는 마운팅부쉬를 사용하여 진동을 절연하게 되는데, 상기 마운팅부쉬는 시간이 경과함에 따라 그 특성이 변화되어 결국 상기 변속기와 후륜디퍼렌셜의 차체에 대한 마운팅 위치의 변화를 초래하고, 이는 곧 상기 추진축의 절각 변화를 가져와서 차량의 구동시에 상기 추진축에 의한 진동과 소음을 야기하게 된다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 파워트레인에 추진축을 사용하는 차량에 있어서, 변속기의 마운팅 상태와 후륜디퍼렌셜의 마운팅 상태에 따른 추진축의 상태를 적절하게 조절할 수 있고, 상기 변속기 및 후륜디퍼렌셜의 마운팅 상태 변화에 적극적이고 능동적으로 대응하여 추진축의 절각이 적절한 수준으로 유지될 수 있도록 함으로써, 차량의 NVH(Noise Vibration Harshness)성능을 향상시킬 수 있도록 한 추진축 센터베어링 높이 조절장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출된 본 발명 추진축 센터베어링 높이 조절장치는

추진축을 차체에 대하여 지지하는 센터베어링과;

상기 센터베어링 전방의 전방추진축 및 후방의 후방추진축이 각각 차체에 대하여 이격된 거리를 감지하도록 설치된 센서수단과;

상기 센터베어링의 차체에 대한 상하 운동을 가이드하도록 구비된 베어링가이드수단과;

상기 센터베어링의 하측을 상측으로 가압하여 상기 센터베어링의 차체에 대한 상하 높이를 조절하도록 된 수직변위형성수단과;

상기 센서수단의 신호를 받아 상기 수직변위형성수단을 제어하여 상기 센터베어링의 높이를 조절하는 컨트롤러;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 센서수단은 상기 전방추진축과 차체 사이의 거리를 측정하는 제1거리센서와, 상기 후방추진축과 차체 사이의 거리를 측정하는 제2거리센서로 이루어지고;

상기 컨트롤러는 상기 제1거리센서와 제2거리센서의 신호를 받아 상기 전방추진축과 후방추진축이 형성하고 있는 절각을 계산하고, 미리 정해진 소정의 절각 범위 이내가 되도록 상기 수직변위형성수단을 제어하도록 구성될 수 있다.

상기 수직변위형성수단은

상기 센터베어링의 하측에 차체의 횡방향으로 직선슬라이딩 가능하게 설치 되고, 상기 센터베어링의 하측과 접촉하는 부위가 상기 직선슬라이딩 방향에 대해 경사져서 형성된 캠면을 이루는 캠슬라이더와;

상기 컨트롤러의 제어에 의해 상기 캠슬라이더를 차체의 횡방향으로 직선슬라이딩시키는 슬라이더액츄에이터;

를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 베어링가이드수단은

상기 센터베어링의 양쪽 플랜지를 관통하여 설치된 가이드볼트와;

상기 가이드볼트에 삽입되어 상기 차체와 상기 센터베어링의 플랜지 사이에 탄성력을 인가하는 상측스프링과;

상기 가이드볼트에 삽입되어 상기 센터베어링의 플랜지와 상기 가이드볼트의 볼트머리 사이에 탄성력을 인가하는 하측스프링;

을 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명은 파워트레인에 추진축을 사용하는 차량에 있어서, 변속기의 마운팅 상태와 후륜디퍼렌셜의 마운팅 상태에 따른 추진축의 상태를 적절하게 조절할 수 있고, 상기 변속기 및 후륜디퍼렌셜의 마운팅 상태 변화에 적극적이고 능동적으로 대응하여 추진축의 절각이 적절한 수준으로 유지될 수 있도록 함으로써, 차량의 NVH(Noise Vibration Harshness)성능을 향상시킬 수 있도록 한다.

도 1과 도 2을 참조하면, 본 발명 실시예의 추진축 센터베어링 높이 조절장치는 추진축(1)을 차체에 대하여 지지하는 센터베어링(3)과; 상기 센터베어링(3) 전방의 전방추진축(5) 및 후방의 후방추진축(7)이 각각 차체(9)에 대하여 이격된 거리를 감지하도록 설치된 센서수단과; 상기 센터베어링(3)의 차체(9)에 대한 상하 운동을 가이드하도록 구비된 베어링가이드수단과; 상기 센터베어링(3)의 하측을 상측으로 가압하여 상기 센터베어링(3)의 차체(9)에 대한 상하 높이를 조절하도록 된 수직변위형성수단과; 상기 센서수단의 신호를 받아 상기 수직변위형성수단을 제어하여 상기 센터베어링(3)의 높이를 조절하는 컨트롤러(11)를 포함하여 구성된다.

물론, 상기 전방추진축(5)과 후방추진축(7)은 상기 센터베어링(3) 근처에서 자재이음으로 연결되어 두 축 사이의 절각 변화를 수용할 수 있도록 되어 상기 추진축(1)을 이루며, 본 실시예에서 상기 센서수단은 상기 전방추진축(5)과 차체(9) 사이의 거리를 측정하는 제1거리센서(13)와, 상기 후방추진축(7)과 차체(9) 사이의 거리를 측정하는 제2거리센서(15)로 구성하였다.

즉, 전방추진축(5)과 후방추진축(7)이 꺾인 절각을 한꺼번에 측정할 수 있는 단일센서로 구성하기에는 다소 어려움이 있으므로, 전방추진축(5)이 차체(9)로부터 이격된 거리와 후방추진축(7)이 차체(9)로부터 이격된 거리를 측정하여 이를 계산함으로써, 상기 전방추진축(5)과 후방추진축(7) 사이의 절각을 알아내고, 이것이 적정한 수준인지를 파악하도록 한 것이다.

따라서, 상기 컨트롤러(11)는 상기 제1거리센서(13)와 제2거리센서(15)의 신호를 받아 상기 전방추진축(5)과 후방추진축(7)이 형성하고 있는 절각을 계산하고, 미리 정해진 소정의 절각 범위 이내가 되도록 상기 수직변위형성수단을 제어하도록 되어 있다.

여기서, 상기 미리 정해진 소정의 절각 범위란, 차량의 설계시에 추진축의 구동에 의해 진동이 발생되지 않을 수 있는 수준으로 정해진 상기 전방추진축(5)과 후방추진축(7) 사이의 허용 절각을 의미한다.

참고로, 상기 제1거리센서(13)와 제2거리센서(15)는 상기 전방추진축(5)과 후방추진축(7)의 접근 정도에 따라 신호가 변화하는 자기유도방식의 센서를 사용하면, 차체(9) 하부의 이물질들의 영향을 최소화하면서 안정된 센싱이 가능할 것이다.

본 실시예에서, 상기 수직변위형성수단은 상기 센터베어링(3)의 하측에 차체(9)의 횡방향으로 직선슬라이딩 가능하게 설치되고, 상기 센터베어링(3)의 하측과 접촉하는 부위가 상기 직선슬라이딩 방향에 대해 경사져서 형성된 캠면(17)을 이루는 캠슬라이더(19)와; 상기 컨트롤러(11)의 제어에 의해 상기 캠슬라이더(19)를 차체(9)의 횡방향으로 직선슬라이딩시키는 슬라이더액츄에이터(21)를 포함하여 구성하였다.

즉, 상기 캠슬라이더(19)의 캠면(17)은 도시된 바와 같이 상기 캠슬라이더(19)가 도면에서 우측으로 이동하면, 상기 센터베어링(3)을 상측으로 밀어 올리도록 된 것으로, 반드시 도면에 표시된 형상으로 한정할 필요 없이 캠슬라이더(19)의 직선 변위에 따라 점진적으로 상기 캠슬라이더(19)의 하측을 상측으로 점진적으로 밀 수 있는 어떤 형상이든 가능한 것이다.

또한, 상기 슬라이더액츄에이터(21)는 모터와, 상기 모터로 회전되는 피니언 및 상기 캠슬라이더(19)에 형성된 래크 등으로 구성할 수도 있고, 리드스크류의 구조를 취할 수도 있는 등, 상기 캠슬라이더(19)를 직선 방향으로 왕복 구동할 수 있는 어떤 메커니즘으로도 구성될 수 있다.

한편, 상기 베어링가이드수단은 상기 센터베어링(3)의 양쪽 플랜지를 관통하여 설치된 가이드볼트(23)와, 상기 가이드볼트(23)에 삽입되어 상기 차체(9)와 상기 센터베어링(3)의 플랜지 사이에 탄성력을 인가하는 상측스프링(25)과, 상기 가이드볼트(23)에 삽입되어 상기 센터베어링(3)의 플랜지와 상기 가이드볼트(23)의 볼트머리 사이에 탄성력을 인가하는 하측스프링(27)을 포함하여 구성된다.

따라서, 상기 센터베어링(3)은 상기 캠슬라이더(19)가 밀어 올리는 만큼은 상측으로 이동하지만, 상기 상측스프링(25)에 의해 그 이상으로는 자유롭게 움직이지 않고 안정된 상태를 유지하게 되며, 상기 하측스프링(27)은 상기 센터베어링(3)이 충격적으로 하측으로 이동하게 되는 것을 완충하는 역할을 하면서 상기 상측스프링(25)과 함께 균형을 이루어 상기 센터베어링(3)이 불필요하게 유동하지 않도록 하는 역할을 한다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명 추진축 센터베어링(3) 높이 조절장치는, 상기 컨트롤러(11)가 정해진 시간마다, 또는 별도의 지시에 의해 상기 전방추진축(5)과 후방추진축(7)의 절각이 적정한 수준의 범위 내에 있는지를 판단한다.

즉, 상기 제1거리센서(13)와 제2거리센서(15)에 의해 상기 전방추진축(5)과 차체(9) 사이의 거리 및 후방추진축(7)과 차체(9) 사이의 거리를 측정함으로써, 상기 전방추진축(5)과 후방추진축(7)의 절각을 계산하고, 이를 미리 기억되어 있는 값과 비교하여, 만약 상기 절각이 조절되어야 할 필요가 있는 경우에는 상기 슬라이더액츄에이터(21)를 구동하여, 상기 캠슬라이더(19)를 직선 이동시킴으로써, 상기 센터베어링(3)의 높이를 조절한다.

상기와 같이 센터베어링(3)의 높이가 조절되면, 상기 전방추진축(5)과 후방추진축(7) 사이의 절각이 변화되는 바, 상기 컨트롤러(11)는 상기 제1거리센서(13)와 제2거리센서(15)로부터의 신호를 다시 받아, 원하는 절각이 형성될 수 있도록 상기 슬라이더액츄에이터(21)를 피이드백 제어하게 된다.

따라서, 본 발명의 추진축 센터베어링 높이 조절장치를 탑재한 차량에서는, 최초 차량의 조립시에 각 부위의 공차에 의해 발생되는 전방추진축(5)과 후방추진축(7) 사이의 절각은 물론, 차량의 사용기간이 오래 경과되어, 변속기와 후륜디퍼렌셜을 마운팅하고 있는 마운팅부시가 변형되어 초래되는 상기 전방추진축(5)과 후방추진축(7) 사이의 절각도, 항상 적절한 수준으로 조절이 가능하여, 차량의 구동 시 상기 전방추진축(5)과 후방추진축(7) 사이의 절각에 의해 발생되는 구동계의 셔더(Shudder)와 같은 진동을 원천적으로 제거 내지는 감소시킬 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 추진축 센터베어링 높이 조절장치의 개념을 차량의 측면에서 도시한 도면,

도 2는 도 1의 Ⅱ―Ⅱ선 단면 관측도,

도 3은 도 2에 비교한 본 발명 실시예의 작동 설명도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

1; 추진축 3; 센터베어링

5; 전방추진축 7; 후방추진축

9; 차체 11; 컨트롤러

13; 제1거리센서 15; 제2거리센서

17; 캠면 19; 캠슬라이더

21; 슬라이더액츄에이터 23; 가이드볼트

25; 상측스프링 27; 하측스프링

Claims (4)

1. 추진축을 차체에 대하여 지지하는 센터베어링과, 상기 센터베어링 전방의 전방추진축 및 후방의 후방추진축이 각각 차체에 대하여 이격된 거리를 감지하도록 설치된 센서수단과, 상기 센터베어링의 차체에 대한 상하 운동을 가이드하도록 구비된 베어링가이드수단과, 상기 센터베어링의 하측을 상측으로 가압하여 상기 센터베어링의 차체에 대한 상하 높이를 조절하도록 된 수직변위형성수단과, 상기 센서수단의 신호를 받아 상기 수직변위형성수단을 제어하여 상기 센터베어링의 높이를 조절하는 컨트롤러를 포함하여 구성되면서;

   상기 수직변위형성수단은 상기 센터베어링의 하측에 차체의 횡방향으로 직선슬라이딩 가능하게 설치되고 상기 센터베어링의 하측과 접촉하는 부위가 상기 직선슬라이딩 방향에 대해 경사져서 형성된 캠면을 이루는 캠슬라이더와, 상기 컨트롤러의 제어에 의해 상기 캠슬라이더를 차체의 횡방향으로 직선슬라이딩시키는 슬라이더액츄에이터로 구성된 것

   을 특징으로 하는 추진축 센터베어링 높이 조절장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 센서수단은 상기 전방추진축과 차체 사이의 거리를 측정하는 제1거리센서와, 상기 후방추진축과 차체 사이의 거리를 측정하는 제2거리센서로 이루어지고;

   상기 컨트롤러는 상기 제1거리센서와 제2거리센서의 신호를 받아 상기 전방추진축과 후방추진축이 형성하고 있는 절각을 계산하고, 미리 정해진 소정의 절각 범위 이내가 되도록 상기 수직변위형성수단을 제어하도록 된 것

   을 특징으로 하는 추진축 센터베어링 높이 조절장치.
3. 삭제
4. 청구항 2에 있어서,

   상기 베어링가이드수단은

   상기 센터베어링의 양쪽 플랜지를 관통하여 설치된 가이드볼트와;

   상기 가이드볼트에 삽입되어 상기 차체와 상기 센터베어링의 플랜지 사이에 탄성력을 인가하는 상측스프링과;

   상기 가이드볼트에 삽입되어 상기 센터베어링의 플랜지와 상기 가이드볼트의 볼트머리 사이에 탄성력을 인가하는 하측스프링;

   을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 추진축 센터베어링 높이 조절장치.

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