KR20060007571A - 차량 추진축의 유체 타입 진동절연장치 - Google Patents

차량 추진축의 유체 타입 진동절연장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량 추진축의 유체 타입 진동절연장치에 관한 것으로, 2개의 부분으로 분할된 추진축에서 발생된 진동을 고무와 유체를 이용해 이중적으로 차단시켜 차실내로의 진동과 소음 전달을 보다 효과적으로 차단함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 유니버셜조인트(U)를 매개로 엔진으로부터 발생된 동력을 변속기를 통해 전달받는 전방추진축(PF)과 차륜을 구동하도록 회전력을 전달하는 후방추진축(PR)이 서로 연결된 추진축을 지지하도록 차체 프레임에 고정됨과 더불어 진동을 감쇄하는 진동절연부재(B)가
상기 후방추진축(PR)의 회전이 구속되지 않도록 구비된 베어링부위를 감싸면서 추진축에 발생되는 진동을 고무 재질의 특성을 통해 감쇄하는 매스인슐레이터(10)와, 상기 매스인슐레이터(10)를 고정하도록 차체(F)에 체결되면서 매스인슐레이터(10)를 통해 전달되는 진동과 노면으로부터 전달되는 가진력에 따른 내부의 유체(액체) 순환 특성을 통해 감쇄하는 쇽업소버(20)로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

차량 추진축의 유체 타입 진동절연장치{Fluid typed vibration insulating device of propeller shaft in vehicle}
도 1은 본 발명에 따른 차량 추진축의 유체 타입 진동절연장치에 대한 구성도
도 2는 도 1의 A-A 부분 단면도로서, 본 발명에 따른 진동절연장치의 세부 구성도
도 3은 도2의 쇽업소버 구성도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 매스인슐레이터 11 : 매스
12 : 케이스 20 : 쇽업소버
21 : 고정브라켓 22 : 유체하우징
22a : 케이스 22b : 어퍼챔버
22c : 로어챔버 22d : 제1연결챔버
22e : 제2연결챔버 22f,22g : 오르피스
23 : 체결볼트
B : 진동절연부재 F : 차체
PF : 전방추진축 PR : 후방추진축
U : 유니버셜조인트
본 발명은 차량 추진축의 진동절연장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고무재질과 액체를 이용해 이중으로 진동을 절연할 수 있도록 된 차량 추진축의 유체 타입 진동절연장치에 관한 것이다.
일반적으로 자동차 엔진의 동력은 변속기를 거쳐서 추진축에 의해 구동바퀴로 전달되는데, 이러한 추진축은 끊임없이 변동하는 엔진의 토크를 받으면서 고속회전을 하므로 비틀림 진동을 일으키기 쉬우면서 또한 축이 구부러지거나 기하학적 중심과 질량적 중심이 일치하지 않을 때는 휠링(whirling)이라는 굽힘 진동을 일으킬 염려가 있어 2개 부분으로 분할한 후, 이를 유니버설 조인트를 매개로 서로 연결하게 된다.
이때, 이와 같이 2개 부분으로 분할된 추진축은 앞부분은 변속기의 주축에 의해 지지되면서 뒷부분은 센터 베어링에 의해 프레임의 사이드 멤버에 브라켓을 통해서 지지하는 구조로 되어 있다.
또한, 상기 추진축에 비틀림 진동이 발생하면 주행중에 소음을 발생하면서 심한 경우에는 공면 현상을 일으켜 유니버설 조인트와 추진축의 파손을 초래할 위험이 있고, 이에 따라 추진축의 비틀림 진동을 억제하기 위한 고무 재질의 매스로 된 댐퍼(damper)로 이루어진 진동절연장치가 사용되어 진다.
이와 같은 진동절연장치는 추진축에 비틀림 진동이 발생할 때, 상기 추진축에는 회전방향에 대해서 정 또는 부의 큰 가속도가 생기는 반면, 상기 진동절연장치의 댐퍼에는 일정한 속도로 회전을 계속하려는 특성의 발생에 따라 고무부위가 변형을 반복하면서 내부마찰에 의해 비틀림 진동 에너지를 열로 바꾸어서 흡수하여 제진 작용을 하게된다.
그러나, 이와 같이 2개 부분으로 분할된 추진축에 적용되는 진동절연장치는 추진축부위로 감싸는 단순한 고무 재질의 매스를 댐퍼로 이용하기 때문에, 상기 매스 재질인 고무의 물성에만 의존하여 진동을 감쇄시킬 수밖에 없는 한계가 있게 된다.
또한, 이와 같이 상기 진동절연장치의 성능 한계에 따라 2개 부분으로 분할되어 유니버셜조인트를 매개로 연결된 추진축의 정렬각에 유동이 발생되고, 이와 같은 추진축간의 정렬각 유동 발생시에는 추진축 부위를 통한 진동에 의해 더욱 심화되는 추진축의 정렬각 유동이 일어나면서 진동과 소음도 더욱 심해지는 현상이 있게 된다.
이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 2개의 부분으로 분할된 추진축에서 발생된 진동을 고무와 유체를 이용해 이중적으로 차단시켜 차실내로의 진동과 소음 전달을 보다 효과적으로 차단함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 유니버셜조인트를 매개로 연결되어 엔진에서 발생된 동력을 전달받는 전방추진축과 차륜을 구동하는 회전력을 전달하는 후방추진축으로 분할된 추진축을 지지하도록 차체 프레임에 고정됨과 더불어 진동을 감쇄하는 진동절연부재가
상기 후방추진축의 회전이 구속되지 않도록 구비된 베어링부위를 감싸면서 추진축에 발생되는 진동을 고무 재질의 특성을 통해 감쇄하는 매스인슐레이터와, 상기 매스인슐레이터를 고정하도록 차체에 체결되면서 매스인슐레이터를 통해 전달되는 진동과 노면으로부터 전달되는 가진력에 따른 내부의 유체 순환 특성을 통해 감쇄하는 쇽업소버로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 차량 추진축의 유체 타입 진동절연장치에 대한 구성도를 도시한 것인바, 본 발명은 유니버셜조인트(U)를 매개로 엔진으로부터 발생된 동력을 변속기를 통해 전달받는 전방추진축(PF)과 차륜을 구동하도록 회전력을 전달하는 후방추진축(PR)이 서로 연결된 추진축을 지지하도록 차체 프레임에 고정됨과 더불어 진동을 감쇄하는 진동절연부재(B)가
상기 후방추진축(PR)의 회전이 구속되지 않도록 구비된 베어링부위를 감싸면서 추진축에 발생되는 진동을 고무 재질의 특성을 통해 감쇄하는 매스인슐레이터(10)와, 상기 매스인슐레이터(10)를 고정하도록 차체(F)에 체결되면 서 매스인슐레이터(10)를 통해 전달되는 진동과 노면으로부터 전달되는 가진력에 따른 내부의 유체(액체) 순환 특성을 통해 감쇄하는 쇽업소버(20)로 이루어진다.
여기서, 상기 매스인슐레이터(10)는 도 2에 도시된 바와 같이 전방추진축(PF)과 유니버셜조인트(U)를 매개로 연결된 후방추진축(PR)을 감싸는 고무 재질의 매스(11)와, 이 매스(11)를 외부에서 감싸 후방추진축(PR)과 밀착시키는 케이스(12)로 이루어진다.
또한, 상기 쇽업소버(20)는 차체(F)에 고정되는 고정브라켓(21)과, 이 고정브라켓(21)부위에 유체가 순환되는 소정 공간을 형성한 유체하우징(22) 및 이 유체하우징(22)을 관통하면서 매스인슐레이터(10)의 케이스(12)를 함께 고정하도록 상기 고정브라켓(21)에 채결되는 체결볼트(23)로 이루어진다.
이때, 상기 유체하우징(22)은 도 3에 도시된 바와 같이 체결볼트(23)가 관통하는 케이스(22a)와, 이 케이스(22a)내에서 서로 분리·구획되어 충진된 유체가 서로 순환되는 어퍼·로어챔버(22b,22c) 및 이 챔버(22b,22c)간에 유체를 순환시키기 위해 챔버(22b,22c)의 양 측면부위로 형성되는 통로인 제1·2연결챔버(22d,22e)로 이루어진다.
여기서, 상기 제1연결챔버(22d)에는 어퍼챔버(22b)에 충진된 유체가 매스인슐레이터(10)를 통해 전달되는 진동과 노면으로부터 전달되는 가진력에 따른 압력으로 인해 로어챔버(22c)쪽으로 원활히 이동되도록 오르피스(22f)가 형성되는데, 이 오르피스(22f)는 어퍼챔버(22b)에 연결되는 제1연결챔버(22d)부위에 형성되어진다.
또한, 상기 제2연결챔버(22e)에는 로어챔버(22c)에 충진된 유체가 매스인슐레이터(10)를 통해 전달되는 진동과 노면으로부터 전달되는 가진력에 따른 압력으로 인해 어퍼챔버(22b)쪽으로 원활히 이동되도록 오르피스(22g)가 형성되는데, 이 오르피스(22g)는 어퍼챔버(22b)에 제2연결챔버(22e)의 중간부위에 형성되어진다.
이하 본 발명의 작동을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
본 발명은 차량의 주행시 엔진의 동력을 변속기를 거쳐 구동바퀴로 전달하는 추진축에서 발생되는 진동 즉, 상기 추진축이 갖는 환경인 끊임없이 변동하는 엔진의 토크를 받으면서 고속 회전됨에 따른 비틀림 진동과 주행 상태에서 노면으로부터 끊임없이 전달되는 외력에 따른 가진력등에 의한 진동을 2중으로 감쇄시켜 주게 된다.
즉, 상기 추진축을 지지하는 진동절연부재(B)가 추진축의 진동을 2중으로 감쇄시켜주는데 이는, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 추진축의 후방추진축(PR)을 감싸는 매스인슐레이터(10)의 고무 재질의 매스(11)가 추진축의 정렬각 변동과 고속 회전에 따른 진동을 1차적으로 감쇄한 후, 상기 매스인슐레이터(10)를 차체쪽으로 연결·고정시키는 쇽업소버(20)가 매스인슐레이터(10)의 잔여 진동과 노면으로부터의 가진력등에 의한 추진축의 거동에 따른 진동을 내부에서 순환되는 유체를 통해 2차적으로 감쇄시켜 주게 된다.
이와 같은 진동절연부재(B)의 2중 감쇄 기능은 추진축의 진동이 차 실내로 전달되는 정도를 크게 약화시켜 주게 됨은 물론 추진축의 정렬각 변동을 방지하여 주게 된다.
이를 상세히 설명하면, 상기 매스인슐레이터(10)는 추진축을 감싸는 매스(11)가 고무 재질이 갖는 특성에 따라, 상기 추진축이 고속 회전되면서 발생되는 비틀림등에 의해 초기 상태의 정렬각이 유동되면서 발생되는 진동과 소음을 흡수·완충되게 된다.
이어, 상기 매스인슐레이터(10)에서 완전히 흡수·완충되지 못한 추진축의 진동과 소음이 매스인슐레이터(10)를 통해 전달되고 이에 더해, 차량의 불규칙한 노면 주행에 따라 발생되는 바운드(Bound)등으로 인한 가진력이 쇽업소버(20)를 통해 흡수·완충되어진다.
즉, 상기 쇽업소버(20)에 가진력이 전달되면 유체하우징(22)에 충진된 유체가 흔들리면서 내부에 형성된 챔버(22b,22c,22d,22e)를 순환하게 되고, 이와 같은 상기 챔버(22b,22c,22d,22e)내를 순환하는 유체의 유동에 따른 댐핑력(Damping Force)을 발생시켜 진동을 흡수·완충시켜 주게된다.
이때, 상기 챔버(22b,22c,22d,22e)내를 순환하는 유체의 유동은 제1·2연결챔버(22d,22e)에 형성된 오르피스(22f,22g)를 통해 보다 효과적으로 어퍼·로어챔버(22b,22c)를 순환하게 됨은 물론이다.
즉, 상기 어퍼챔버(22b)에 충진된 유체가 가진력을 받아 로어챔버(22c)쪽으로 이동될 때, 상기 어퍼챔버(22b)의 유체가 제1연결챔버(22d)쪽으로 흐르면 통로 면적을 좁게 형성하는 오르피스(22f)를 통과하는 유체는 흐름 속도가 증가되면서 제1연결챔버(22d)를 지나 로어챔버(22c)로 이동되게 된다.
또한, 상기 로어챔버(22c)에 충진된 유체는 가진력을 받을 때 제2연결챔버(22e)쪽으로 흐르면 통로 면적을 좁게 형성하는 오르피스(22f)를 통과하게 되고, 이와 같이 상기 오르피스(22f)를 통과한 유체는 흐름 속도가 증가되면서 제2연결챔버(22d)를 지나 어퍼챔버(22c)쪽으로 보다 효과적으로 이동되도록 작용하게 됨은 물론이다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 엔진의 동력을 전달하도록 고속으로 회전하면서 토크를 받음과 더불어 노면 주행에 따른 가진력을 받는 추진축에 고무재질의 댐핑력 발생부와 유체 순환 이동에 의한 댐핑력 발생부를 이중으로 형성시켜, 추진축의 비틀림 진동과 가진력등에 의한 진동을 2중으로 감쇄시켜 추진축을 통한 차 실내로의 진동과 소음 전달을 크게 줄여 줄 수 있는 효과가 있게 된다.

Claims (5)

  1. 유니버셜조인트(U)를 매개로 연결되어 엔진에서 발생된 동력을 전달받는 전방추진축(PF)과 차륜을 구동하는 회전력을 전달하는 후방추진축(PR)으로 분할된 추진축을 지지하도록 차체 프레임에 고정됨과 더불어 진동을 감쇄하는 진동절연부재(B)가
    상기 후방추진축(PR)의 회전이 구속되지 않도록 구비된 베어링부위를 감싸면서 추진축에 발생되는 진동을 고무 재질의 특성을 통해 감쇄하는 매스인슐레이터(10)와, 상기 매스인슐레이터(10)를 고정하도록 차체(F)에 체결되면서 매스인슐레이터(10)를 통해 전달되는 진동과 노면으로부터 전달되는 가진력에 따른 내부의 유체 순환 특성을 통해 감쇄하는 쇽업소버(20)로 이루어진 차량 추진축의 유체 타입 진동절연장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 매스인슐레이터(10)는 후방추진축(PR)을 감싸는 고무 재질의 매스(11)와, 이 매스(11)를 외부에서 감싸 후방추진축(PR)과 밀착시키는 케이스(12)로 이루어지고,
    상기 쇽업소버(20)는 차체(F)에 고정되는 고정브라켓(21)과, 이 고정브라켓(21)부위에 유체가 순환되는 공간을 형성한 유체하우징(22) 및 이 유체하우징(22)을 관통하면서 매스인슐레이터(10)의 케이스(12)를 함께 고정하도록 상 기 고정브라켓(21)에 채결되는 체결볼트(23)로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량 추진축의 유체 타입 진동절연장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 유체하우징(22)은 체결볼트(23)가 관통하는 케이스(22a)와, 이 케이스(22a)내에서 서로 분리·구획되어 충진된 유체가 서로 순환되는 어퍼·로어챔버(22b,22c) 및 이 챔버(22b,22c)간에 유체를 순환시키기 위해 챔버(22b,22c)의 양 측면부위로 형성되는 통로인 제1·2연결챔버(22d,22e)로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량 추진축의 유체 타입 진동절연장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 제1·2연결챔버(22d,22e)에는 각각 어퍼·로어챔버(22b,22c)간의 유체 순환이 원활히 이루어지도록 오르피스(22f,22g)가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량 추진축의 유체 타입 진동절연장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 오르피스(22f)는 어퍼챔버(22b)에 연결되는 제1연결챔버(22d)부위에 형성되어지고, 상기 오르피스(22g)는 제2연결챔버(22e)의 중간부위에 형성되어진 것을 특징으로 하는 차량 추진축의 유체 타입 진동절연장치.
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