KR20070012945A - 차량 프로펠러샤프트의 공진진동 감쇄구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량 프로펠러샤프트의 공진진동 감쇄구조에 관한 것이다.

본 발명은 차량 프로펠러샤프트(10)의 공진진동 감쇄구조에 있어서, 차량 배기계(30)의 열을 막기위해 이와 인접하게 설치되는 배기계(30)쪽 히트프로텍터(40) 양측에 상기 배기계(30)의 열을 전기로 변환시키기 위한 열전소자(41) 및 상기 열전소자(41)가 부착된 히트프로텍터(40)의 반대편에 열전소자(41)의 전기 공급에 따라 빛이 발생되는 발광소자(42)를 각각 부착하는 한편, 상기 히트프로텍터(40)와 인접하게 설치되는 프로펠러샤프트(10)에 상기 발광소자(42)에 대응되도록 외주면 양측에 발광소자(42)의 광신호를 받기위한 포토다이오드(20)를 180°간격으로 설치하되, 상기 포토다이오드(20)가 설치된 프로펠러샤프트(10) 중앙에 포토다이오드(20)의 광신호를 회전수로 변환하여 일측 ER댐퍼(11)의 전기유동유체를 콘트롤 하기 위해 콘덴서 및 증폭기로 이루어진 주파수가변부(21)를 구성하여 프로펠러샤프트(10)의 공진진동을 방지할 수 있도록 구성된 구조이다.

본 발명은 전륜구동 및 사륜구동 차량에 장착된 프로펠러샤프트 전 속도 영역에서의 공진진동이 상기 프로펠러샤프트의 속도에 민감하게 반응하여 ER댐퍼의 주파수를 용이하게 가변시켜 프로펠러샤프트의 공진진동을 효과적으로 방지할 수 있도록 함으로서 차량의 NVH(Noise Vibration Harshness)를 개선할 수 있는 매우 유용한 발명이다.

Description

차량 프로펠러샤프트의 공진진동 감쇄구조{Decreasing structure for resonance at the propeller shaft of vehicle}

도 1은 본 발명에 의한 프로펠러샤프트의 사시도

도 2는 본 발명의 설치상태를 나타낸 평면구성도

도 3은 본 발명의 요부 발췌 단면구성도

도 4는 종래 내부에 댐퍼가 부착된 프로펠러샤프트의 평면구성도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 프로펠러샤프트 11 : ER(Electro-Rheological)댐퍼

20 : 포토다이오드 21 : 주파수가변부

30 : 배기계 40 : 히트프로텍터

41 : 열전소자 42 : 발광소자

본 발명은 차량 프로펠러샤프트의 공진진동 감쇄구조에 관한 것이다.

본 발명은 전륜구동 및 사륜구동 차량에 장착된 프로펠러샤프트 전 속도 영역에서의 공진진동이 상기 프로펠러샤프트의 속도에 민감하게 반응하여 ER댐퍼의 주파수를 용이하게 가변시켜 프로펠러샤프트의 공진진동을 효과적으로 방지할 수 있도록 함으로서 차량의 NVH(Noise Vibration Harshness)를 개선할 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 차량의 프로펠러샤프트는 특정 영역에서 공진주파수를 지니고 있다. 따라서 차량 주행간 프로펠러샤프트가 회전하면서 발생한 주파수와 일치하게 되면 프로펠러샤프트는 공진함과 동시에 진동을 발생시키게 된다.

종래 프로펠러샤프트에 장착되어 있는 댐퍼는 특정 속도영역의 공진을 감쇠하는 한 가지 주파수로 튜닝되어 있어 차량의 주행속도에 따라 다르게 발생하는 주파수에 따른 공진을 모두 감쇠할 수 없을 뿐만 아니라 차량의 속도에 따라 나타나는 공진을 감쇠하기 위해 스티프니스가 다른 여러 종류의 댐퍼를 사용하더라도 원가상승 및 프로펠러 샤프트상에서 공간의 제약을 받게 되며 흡수되지 않은 공진 진동이 차체의 플로어나 서스펜션을 통해 흡수되어 탑승자들의 승차감을 저하시키고 있다.

본 발명은 전륜구동 및 사륜구동 차량에 장착된 프로펠러샤프트 전 속도 영역에서의 공진진동이 상기 프로펠러샤프트의 속도에 민감하게 반응하여 내측 매스(Mass) 주위에 전기유동유체가 있는 ER댐퍼의 주파수를 용이하게 가변시켜 프로펠러샤프트의 공진진동을 효과적으로 방지할 수 있도록 함으로서 차량의 NVH를 개선할 수 있도록 한 것이다.

이를 위해 본 발명은 차량 프로펠러샤프트의 공진진동 감쇄구조에 있어서, 차량 배기계의 열을 막기위해 이와 인접하게 설치되는 배기계쪽 히트프로텍터 양측에 상기 배기계의 열을 전기로 변환시키기 위한 열전소자 및 상기 열전소자가 부착된 히트프로텍터의 반대편에 열전소자의 전기 공급에 따라 빛이 발생되는 발광소자를 각각 부착하는 한편, 상기 히트프로텍터와 인접하게 설치되는 프로펠러샤프트에 상기 발광소자에 대응되도록 외주면 양측에 발광소자의 광신호를 받기위한 포토다이오드를 180°간격으로 설치하되, 상기 포토다이오드가 설치된 프로펠러샤프트 중앙에 포토다이오드의 광신호를 회전수로 변환하여 일측 ER댐퍼의 전기유동유체를 콘트롤 하기 위해 콘덴서 및 증폭기로 이루어진 주파수가변부를 구성하여 프로펠러샤프트의 공진진동을 방지할 있도록 한 일련의 차량 프로펠러샤프트의 공진진동 감쇄구조를 제공함으로서 상기 목적을 달성하고자 한다.

본 발명은 차량 프로펠러샤프트의 공진진동 감쇄구조에 있어서, 차량 배기계(30)의 열을 막기위해 이와 인접하게 설치되는 배기계(30)쪽 히트프로텍터(40) 양측에 상기 배기계(30)의 열을 전기로 변환시키기 위한 열전소자(41) 및 상기 열전소자(41)가 부착된 히트프로텍터(40)의 반대편에 열전소자(41)의 전기 공급에 따라 빛이 발생되는 발광소자(42)를 각각 부착하는 한편, 상기 히트프로텍터(40)와 인접하게 설치되는 프로펠러샤프트(10)에 상기 발광소자(42)에 대응되도록 외주면 양측에 발광소자(42)의 광신호를 받기위한 포토다이오드(20)를 180°간격으로 설치하되, 상기 포토다이오드(20)가 설치된 프로펠러샤프트(10) 중앙에 포토다이오드(20)의 광신호를 회전수로 변환하여 일측 ER댐퍼(11)의 전기유동유체를 콘트롤 하기 위 해 콘덴서 및 증폭기로 이루어진 주파수가변부(21)를 구성하여 프로펠러샤프트(10)의 공진진동을 방지할 수 있도록 구성된 구조이다.

본 발명에 적용되는 열전소자(41)(Thermoelectric Module)는 두 가지의 다른 물질들 간의 접합을 거쳐 전류가 흐를 때 일어나는 열의 방출과 흡수를 의미하는 펠티에 효과(Peltier effect)에 의해 양단에 전류를 걸어주면 한쪽면은 고온부로 그리고 반대쪽은 저온부로 되어 발열이나 냉각을 수행할 수 있는 소자를 적용하는 것이 바람직하다.

첨부도면 도 1은 본 발명에 의한 프로펠러샤프트의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 설치상태를 나타낸 평면구성도이며, 도 3은 본 발명의 요부 발췌 단면구성도를 나타낸다.

본 발명은 발광소자(42)와 전기유동유체를 이용해 회전수 감응형 ER댐퍼(11)를 프로펠러 샤프트(10) 내에 구성하여 주행간 발생하는 프로펠러 샤프트(10)의 공진 진동을 프로펠러 샤프트(10)의 회전수(차량 속도)에 따라 흡수하도록 함과 아울러 배기계(30)의 열을 이용하여 빛을 발생시켜 상기 광신호를 회전수로 변환하여 전기유동유체를 컨트롤 할 수 있도록 하고 있는 것이다.

본 발명은 전륜구동 및 사륜구동 차량용 프로펠러샤프트(10)의 공진진동을 감쇄시켜 주기 위해 프로펠러샤프트(10)의 특정 회전수에서 발생하는 공진 진동을 ER댐퍼(11)를 통해 회전수와 연동하여 전 속도 영역에서 공진 진동을 감쇠시켜주도록 하고 있는 것으로 서 기존의 전기유동유체를 이용한다는 점에서 기존의 여러 진동감쇄 방법과 유사하나, 포토다이오드(20)를 이용하여 전기유동유체를 구동하는 기전력을 발생한다는 점과, 포토다이오드(20)를 이용하여 회전수에 반응하여 진동감쇄를 수행한다는 점이 명확이 구분된다.

상기와 같은 차이점을 지니고 있는 본 발명에 있어서 ER댐퍼(11)가 프로펠러샤프트(10)의 공진을 방지하기 위한 작동원리는 다음과 같다.

공진주파수(f)는 f=(k/m)1/2 이므로,

본 발명은 전기유동유체를 이용하여 ER댐퍼(11)의 스티프니스(k)를 변화시켜 결과적으로 프로펠러샤프트(10)의 공진주파수 (f)를 변화시켜서 전 속도 영역에서 공진을 방지하게 되는 것이다.

본 발명의 설치는 도 2 및 도 3에서와 같이 차량 배기계(30)의 열을 막기위해 이와 인접하게 설치되는 배기계(30)쪽 히트프로텍터(40) 양측에 상기 배기계(30)의 열을 전기로 변환시키기 위한 열전소자(41) 및 상기 열전소자(41)가 부착된 히트프로텍터(40)의 반대편에 열전소자(41)의 전기 공급에 따라 빛이 발생되는 발광소자(42)를 각각 부착하게 된다.

그리고 상기 히트프로텍터(40)와 인접하게 설치되는 프로펠러샤프트(10)에 상기 발광소자(42)에 대응되도록 외주면 양측에 발광소자(42)의 광신호를 받기위한 포토다이오드(20)를 180°간격으로 설치하게 되며 상기 포토다이오드(20)가 설치된 프로펠러샤프트(10) 중앙에 포토다이오드(20)의 광신호를 회전수로 변환하여 일측 ER댐퍼(11)의 전기유동유체를 콘트롤 하기 위해 콘덴서 및 증폭기로 이루어진 주파수가변부(21)를 구성하여 프로펠러샤프트(10)의 공진진동을 방지할 수 있게 되는 것이다.

이를 구체적으로 설명하면 먼저 배기계(30)의 열을 막는 히트프로텍터(40)에 열전소자(41)를 부착하고 배기계(30)의 열을 열전소자(41)를 이용하여 발전(전기로 변환)한 뒤, 히트프로텍터(40)에 부착된 발광소자(42)를 가동하여 발광시키게 되며 프로펠러샤프트(10)의 원주면에 180도 방향으로 설치된 포토다이오드(20)는 프로펠러샤프트(10)가 1회전을 할 때마다 각각 1번의 광신호를 받도록 하여 프로펠러샤프트(10)의 회전수를 감지하게 되며 발광소자(42)의 빛을 포토다이오드(20)가 다시 전기적인 신호로 변환한 뒤 이를 ER댐퍼(11)에 전달하여 전기유동유체의 스티프니스(k)값을 조절에 의해 ER댐퍼(11)의 고유진동수를 변환하게 되는 것이다.

따라서 프로펠러샤프트(10)의 회전수가 커지면, 포토다이오드(20)에서 흡수하는 빛의 양도 많아지게 되고, 따라서 ER댐퍼(11)로 전달되는 전기의 양도 많아져 스티프니스(k)값을 조절하게 되어 결국, 프로펠러샤프트(10)의 회전수에 따라 포토 다이오드(20)가 흡수하는 빛의 양에 차이가 생기게 되고 이를 이용해 프로펠러샤프트(10)의 회전수에 따라 ER댐퍼(11)를 능동적으로 제어할 수 있게 되는 것이다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

본 발명은 전륜구동 및 사륜구동 차량에 장착된 프로펠러샤프트 전 속도 영 역에서의 공진진동이 상기 프로펠러샤프트의 속도에 민감하게 반응하여 ER댐퍼의 주파수를 용이하게 가변시켜 프로펠러샤프트의 공진진동을 효과적으로 방지할 수 있도록 함으로서 차량의 NVH(Noise Vibration Harshness)를 개선할 수 있는 매우 유용한 발명이다.

Claims (1)

1. 차량 프로펠러샤프트의 공진진동 감쇄구조에 있어서, 차량 배기계(30)의 열을 막기위해 이와 인접하게 설치되는 배기계(30)쪽 히트프로텍터(40) 양측에 상기 배기계(30)의 열을 전기로 변환시키기 위한 열전소자(41) 및 상기 열전소자(41)가 부착된 히트프로텍터(40)의 반대편에 열전소자(41)의 전기 공급에 따라 빛이 발생되는 발광소자(42)를 각각 부착하는 한편, 상기 히트프로텍터(40)와 인접하게 설치되는 프로펠러샤프트(10)에 상기 발광소자(42)에 대응되도록 외주면 양측에 발광소자(42)의 광신호를 받기위한 포토다이오드(20)를 180°간격으로 설치하되, 상기 포토다이오드(20)가 설치된 프로펠러샤프트(10) 중앙에 포토다이오드(20)의 광신호를 회전수로 변환하여 일측 ER댐퍼(11)의 전기유동유체를 콘트롤 하기 위해 콘덴서 및 증폭기로 이루어진 주파수가변부(21)를 구성하여 프로펠러샤프트(10)의 공진진동을 방지할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차량 프로펠러샤프트의 공진진동 감쇄구조.

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