KR20090058667A - Propeller shaft fixing bracket - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 프로펠러샤프트 고정브라켓에 관한 것으로, 프로펠러샤프트로 전달되는 진동에 의한 각 방향의 병진운동 변위 및 각 변위를 제어하여 진동에너지가 차체로 전달되는 것을 방지하도록 형성하여 차량의 정숙성 및 내구성을 향상시키는 프로펠러샤프트 고정브라켓에 관한 발명이다.The present invention relates to a propeller shaft fixing bracket, which is formed to prevent the transmission of vibration energy to the vehicle body by controlling translational displacement and angular displacement in each direction due to vibration transmitted to the propeller shaft, thereby improving quietness and durability of the vehicle. The invention relates to a propeller shaft fixing bracket.
자동차는 엔진의 동력을 구동축으로 전달하면서 구동력을 얻게 되는데, 동력의 전달은 플라이 휠, 클러치, 변속기, 드라이브 축으로 이루어진다. 즉, 엔진의 회전에 따라 회전되는 플라이 휠의 회전력을 클러치를 통해 변속기에 전달하고, 다시 변속기에서 차량의 속도에 따라 적절한 회전 속도로 변속한 후 드라이브 축을 회전시켜 구동력을 얻게 되는 것이다.The vehicle obtains driving power by transmitting the power of the engine to the drive shaft. The transmission of the power is composed of a flywheel, a clutch, a transmission, and a drive shaft. That is, the rotational force of the flywheel rotated according to the rotation of the engine is transmitted to the transmission through the clutch, and the transmission is shifted to an appropriate rotational speed according to the speed of the vehicle, and then the driving shaft is rotated to obtain driving force.
일반적으로, FR(Front engine Rear Driving) 차량은 엔진에서 발생한 회전 동력을 구동륜으로 전달하기 위해 프로펠러샤프트(propeller shaft)를 구비하고 있 다. 이러한 프로펠러샤프트는 중공의 탄소강관을 사용하는 것이 보통이며, 끊임없이 비틀림 토크를 받으면서 고속 회전하기 때문에 길이가 긴 프로펠러샤프트는 진동이 발생되어 파손되기 쉽다. In general, a front engine rear driving (FR) vehicle is provided with a propeller shaft to transfer rotational power generated from the engine to the driving wheels. It is common to use hollow carbon steel pipes such as these propeller shafts, and because they rotate at high speed while being subjected to constant torsional torque, long propeller shafts are easily generated due to vibration.
이에 따라, 최근에는 프로펠러샤프트를 2개 또는 3개를 사용하고 있으며, 이 들은 유니버셜 조인트(universal joint)를 통해 서로 연결되는데, 특히, 대형트럭의 경우 구동력을 발생시키는 엔진 및 변속기와 드라이브 액슬(drive axle) 간의 거리가 멀고, 차량 레이아웃(layout) 상의 제약 및 프로펠러샤프트의 위험 속도 제약 등의 문제로 인하여 다수의 프로펠러샤프트를 분할하여 사용하는 멀티-피스 프로펠러샤프트(multi-piece propeller shaft)를 적용하고 있다.Recently, two or three propeller shafts are used, and they are connected to each other via universal joints. In particular, in the case of large trucks, engines and transmissions and drive axles that generate driving power are driven. Due to the distance between the axle) and the constraints on the vehicle layout and the dangerous speed constraint of the propeller shaft, a multi-piece propeller shaft that uses a plurality of propeller shafts is applied. have.
이하 첨부한 도면에 의해 종래기술에 의한 프로펠러샤프트의 구조와 이에 대한 문제점을 알아본다.Hereinafter, the structure of the propeller shaft and the problems thereof according to the prior art will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1 은 일반적인 프로펠러샤프트의 구조를 나타내는 사시도이고, 도 2는 종래기술에 의한 프로펠러샤프트 고정브라겟의 구조를 나타내는 사시도이다.1 is a perspective view showing the structure of a general propeller shaft, Figure 2 is a perspective view showing the structure of a propeller shaft fixing bracket according to the prior art.
도 1에서 도시하는 바와 같이, FR 차량의 경우 엔진의 회전력을 Diff로 보내기 위해 프로펠러샤프트가 사용되는데, 이때 프로펠러샤프트는 차량의 길이 혹은 요구 특성에 따라서 1-piece 혹은 2-piece 로 제작된다. As shown in Figure 1, in the case of FR vehicle propeller shaft is used to send the rotational force of the engine to the Diff, wherein the propeller shaft is made of 1-piece or 2-piece depending on the length or required characteristics of the vehicle.
상기 프로펠러샤프트(1)는 도 2에서 도시하는 바와 같이 센터브라켓(2)에 의해 차체에 고정되어 있는데, 1-piece의 경우 프로펠러샤프트(1) 자체에 절각이 발생하지 않아 급출발 시 차체 진동(셔더)이 적다는 장점이 있으나 강성부족 (공진주파수 낮음) 으로 인해 차량의 주요 운행 속도(2500~3000rpm)에서 공진 소음이 발생하는 단점이 있으며, 2-piece로 제작될 경우 공진 주파수가 상향되기 때문에 주요 운행 속도에서의 공진 소음을 회피할 수 있으나 절각이 발생할 수 있기 때문에 셔더 문제가 발생할 수 있다.The propeller shaft (1) is fixed to the vehicle body by the center bracket (2) as shown in Figure 2, in the case of 1-piece, the propeller shaft (1) itself does not have an angle of the car body vibration (shutter) ), But there is a disadvantage that resonance noise occurs at the main driving speed (2500 ~ 3000rpm) of the vehicle due to lack of rigidity (low resonance frequency). Resonant noise at the running speed can be avoided, but shudder problems can occur because of the possibility of cutting off.
2-piece 프로펠러샤프트(1) 사용 시 발생하는 셔더는 구동축과 종동축 사이의 절각에 의해서 생기는 토크의 이상 변화가 진동을 야기하고, 이는 센터 브라켓을 통해 차체로 전달되기 때문이다. 회전축은 센터 브라켓을 통해 차체와 강하게 체결되기 때문에 축에서 발생하는 셔더 진동이 그대로 차체로 전달될 수밖에 없다.In the use of a two-piece propeller shaft (1), the rudder generates vibrations due to an abnormal change in torque caused by the cutting between the drive shaft and the driven shaft, which is transmitted to the body through the center bracket. Since the rotating shaft is strongly fastened to the vehicle body through the center bracket, the rudder vibration generated in the shaft is inevitably transmitted to the vehicle body.
셔더를 저감하기 위한 방법으로는 1) 절각을 줄이는 방법, 2) 차체 전달력을 감소시키는 방법을 들 수 있는데, 절각은 프로펠러샤프트에서 뿐만 아니라, TM 측과 Diff 측에서도 존재할 수 있기 때문에 프로펠러샤프트(1) 내의 절각 해소만으로 근본적인 셔더 해결이 될 수 없다. Methods for reducing the rudder include 1) reducing the cutting angle, and 2) reducing the body transmission force. Since cutting may exist not only on the propeller shaft, but also on the TM side and the Diff side, the propeller shaft (1 Solving the inside of the crust alone does not solve the fundamental shudder.
따라서 일반적인 차량 개발 단계에서는 센터 브라켓과 샤프트의 체결점의 위치를 조금씩 바꾸어 가면서(절각 변화) 셔더의 최소점을 찾고 이를 설계에 반영하 는 프로세스를 사용한다. 따라서 개선 작업이 매우 더디고 설계 제약 때문에 효과적인 해결을 못하는 경우가 많다. 또한 차체 전달력을 감소시키기 위해 센터 브라켓과 샤프트 사이에 고무 부쉬를 사용하기도 하지만 이는 매우 제한적인 효과에 그치는 문제점이 있었다.Therefore, in the general vehicle development stage, the process of finding the minimum point of the rudder by reflecting the position of the center bracket and the shaft by changing the position of the fastening point (a change of angle) is used. As a result, improvements are often slow and design constraints often prevent effective resolution. In addition, a rubber bush is used between the center bracket and the shaft in order to reduce the vehicle transmission force, but this has only a limited effect.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 프로펠러샤프트로 전달되는 진동에 의한 각 방향의 병진운동변위 및 각 변위를 제어하여 진동에너지가 차체로 전달되는 것을 방지하도록 형성되어 차량의 정숙성 및 내구성을 향상시키는 프로펠러샤프트 고정브라켓를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems, it is formed to prevent the transmission of vibration energy to the vehicle body by controlling the translational movement displacement and angular displacement of each direction by the vibration transmitted to the propeller shaft to improve the quietness and durability of the vehicle The purpose is to provide a propeller shaft fixing bracket.
상기 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 차량의 프로펠러샤프트를 차체에 고정시키는 고정브라켓에 있어서, 상기 프로펠러샤프트의 좌우 양측을 수평방향으로 설치된 측면스프링에 의해 탄지하여 상기 프로펠러샤프트의 수평방향 진동을 흡수하는 제 1브라켓과, 상기 제 1브라켓의 상부에 형성되어 수직방향으로 설치면 수직스프링에 의해 상기 제 1브라켓의 수직방향 진동을 흡수하는 제 2브라켓으로 형성하는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above problems, the present invention in the fixed bracket for fixing the propeller shaft of the vehicle to the vehicle body, the left and right sides of the propeller shaft is supported by the side spring installed in the horizontal direction to absorb the horizontal vibration of the propeller shaft The first bracket and the second bracket which is formed on the upper side of the first bracket to absorb the vertical vibration of the first bracket by the vertical surface of the mounting surface in the vertical direction.
상기와 같이 본 발명은 프로펠러샤프트로 전달되는 진동에 의한 각 방향의 병진운동 변위 및 각 변위를 제어하여 진동에너지가 차체로 전달되는 것을 방지하도록 형성되어 차량의 정숙성 및 내구성을 향상시키는 탁월한 효력을 발휘한다.As described above, the present invention is formed to prevent the transmission of vibration energy to the vehicle body by controlling translational displacement and angular displacement in each direction due to vibration transmitted to the propeller shaft, thereby exhibiting an excellent effect of improving the quietness and durability of the vehicle. do.
이하 첨부한 도면에 의하여 본 발명의 구성을 상세히 설명한다. 다만 종래 기술과 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략한다. Hereinafter, the structure of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the description of the same configuration as the prior art will be omitted.
도 3은 본 발명에 의한 프로펠러샤프트 고정브라켓의 구조를 나타내는 사시도이고, 도 4는 본 발명에 의한 프로펠러샤프트 고정브라켓의 요부를 나타내는 평면도이다.Figure 3 is a perspective view showing the structure of the propeller shaft fixing bracket according to the present invention, Figure 4 is a plan view showing the main portion of the propeller shaft fixing bracket according to the present invention.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명은 차량의 프로펠러샤프트(1)를 차체(2)에 고정시키는 고정브라켓에 있어서, 상기 프로펠러샤프트(1)의 좌우 양측을 수평방향으로 설치된 측면스프링(11)에 의해 탄지하여 상기 프로펠러샤프트의 수평방향 진동을 흡수하는 제 1브라켓(10)과, 상기 제 1브라켓(10)의 상부에 형성되어 수직방향으로 설치면 수직스프링(21)에 의해 상기 제 1브라켓(10)의 수직방향 진동을 흡수하는 제 2브라켓(20)으로 형성되는 것을 특징으로 한다.4 and 5, in the fixing bracket for fixing the
이때, 제 2브라켓(20)은 평행하게 형성된 판 형상의 한 쌍의 수직가이드(22)와, 상기 수직가이드(22)사이에 등각을 이루며 설치된 수개의 수직스프링(21)으로 형성하여 실시할 수 있고, 상기 제 2브라켓(20)은 판스프링(30)을 매개로 차체와 결합하여 실시할 수 있다.In this case, the
본 실시예의 기본 개념은 축의 진동에너지를 spring의 탄성에너지로 흡수하 여 차체에 전달되는 진동에너지를 감소시키는 것으로, 공간상에서 진동에너지는 6개의 자유도를 가지므로 각각의 자유도에 해당하는 에너지를 탄성에너지로 흡수하기 위한 구조로 형성하여 실시한다.The basic concept of the present embodiment is to absorb the vibration energy of the shaft as the elastic energy of the spring to reduce the vibration energy transmitted to the vehicle body. Since the vibration energy has six degrees of freedom in space, the energy corresponding to each degree of freedom is the elastic energy. It is carried out by forming a structure to absorb.
상기 프로펠러샤프트(1)의 수평방향 진동을 흡수하기 위해 상기 프로펠라샤프트(1)가 연결된 부분의 좌우방향으로 수평스프링(11) 및 수평가이드(12)를 설치한다. In order to absorb the horizontal vibration of the
또한 수직방향진동을 흡수하기 위한 수단으로 탄성력을 가지는 제 2브라켓(20)을 형성하는데, 상기 제 2브라켓(20)에 대한 구체적 예로 평행하게 장착된 원판형상의 수직가이드(22)와, 상기 수직가이드(22)상에 6개 또는 8개 등으로 구성된 수개의 수직스프링(21)을 등 각을 이루며 설치하여 수직가이드(22)에 진동 전달시 각각의 수직스프링(21)이 서로 다른 길이로 인장되어 수직변위 및 도 3의 X, Y 축으로 발생하는 각 변위를 흡수할 수 있도록 실시함이 타당하다.In addition, a
상기 제 1브라켓(10) 및 제 2브라켓(20)을 결합하여 실시함으로써 수평, 수직 변위 및 도 3의 X, Y축으로 발생하는 각 변위를 모두 흡수할 수 있으며, 추가적으로, 도 3의 Z축으로 발생하는 각 변위, 즉 비틀림을 흡수하기 위해 상기 제 1브라켓(10) 및 제 2브라켓(20) 결합체를 판스프링(30)을 매개로 하여 차체에 결합하여 실시할 수 있다.By combining the
상기 구조물의 결합을 수단으로 체결볼트를 사용하여 조립 및 수리에 편의성을 기할 수 있도록 실시할 수 있으며, 상기 구성에 의해 프로펠러샤프트(1)의 진동 에너지가 각 자유도의 탄성 에너지로 전환되어 진동에너지가 차체로 전달되는 방지하게 된다. 특히 도 3의 Y, Z 축 병진 운동 변위뿐 아니라 세 방향 각 변위도 제어되게 되어 정교하게 진동에너지를 흡수하는 역할을 수행한다.By using the fastening bolt as a means of coupling the structure can be carried out to ensure convenience in assembly and repair, the vibration energy of the propeller shaft (1) is converted into the elastic energy of each degree of freedom by the above configuration, the vibration energy is This prevents the vehicle from being delivered. In particular, the three-way angular displacement as well as the Y and Z-axis translational displacement of FIG. 3 are controlled to serve to precisely absorb vibration energy.
이때 전환된 탄성 에너지는 프로펠러샤프트(1)의 진동 에너지를 감쇄시키고, 일부는 복원력에 의해 프로펠러샤프트(1)의 변위를 상쇄시키기 위한 진동 에너지로 전환된다. 따라서 프로펠러샤프트(1)의 거동이 스테블(stable) 해지고, 부가적으로 자유로운 변위 허용에 의해 프로펠러샤프트(1)의 초기 절각이 감소하게 된다.At this time, the converted elastic energy attenuates the vibration energy of the
따라서, 본 실시예의 경우, 스프링에 의한 탄성 에너지 도입으로 축 진동 에너지의 차체 전달력 감소하고, 각 자유도의 정교한 에너지 흡수로 차체 전달력 감소 효과가 증대되고, 축 센터 부의 변위나 위치에 대한 제한이 없으므로 축의 초기 절각이 감소하고, 원가 및 복잡성으로 설계에 적용하기 어려운 능동 제어를 사용하지 않고도 동등한 수준의 효과를 얻을 수 있으며, 브라켓 구조를 모듈화 하여 제작할 수 있으며, 구조가 상대적으로 간단하여 적용성이 향상되는 효력을 발생한다.Therefore, in the present embodiment, the body transmission force of the axial vibration energy is reduced by the introduction of elastic energy by the spring, the body body transmission force reduction effect is increased by the precise energy absorption of each degree of freedom, and the limitation on the displacement or position of the shaft center portion is increased. As a result, the initial angle of the axis is reduced, the cost and complexity can be achieved without using active control, which is difficult to apply to the design, the bracket structure can be modularized, and the structure is relatively simple, making the applicability Effect is improved.
이상에서, 본 발명의 특정한 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지와 사상을 벗어남이 없이 당해 발명에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 수정과 변형실시가 가능할 것이다.In the above, certain preferred embodiments of the present invention have been shown and described. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and any person having ordinary skill in the art to which the present invention pertains without departing from the spirit and spirit of the present invention claimed in the claims may make various modifications and variations. Implementation will be possible.
도 1 은 일반적인 프로펠러샤프트의 구조를 나타내는 사시도,1 is a perspective view showing the structure of a general propeller shaft,
도 2는 종래기술에 의한 프로펠러샤프트 고정브라겟의 구조를 나타내는Figure 2 shows the structure of the propeller shaft fixing bracket according to the prior art
사시도,Perspective,
도 3은 본 발명에 의한 프로펠러샤프트 고정브라켓의 구조를 나타내는 Figure 3 shows the structure of the propeller shaft fixing bracket according to the present invention
사시도,Perspective,
도 4는 본 발명에 의한 프로펠러샤프트 고정브라켓의요부 구조를 나타내는Figure 4 shows the main structure of the propeller shaft fixing bracket according to the present invention
평면도. Floor plan.
<도면의 주요 부분에 대한 설명>Description of the main parts of the drawing
1 : 프로펠러샤프트 2 : 센터브라켓1: Propeller Shaft 2: Center Bracket
10 : 제 1브라켓 11: 수평스프링10: first bracket 11: horizontal spring
20 : 제 2브라켓 21 : 수직스프링20: second bracket 21: vertical spring
30 : 판스프링 30: leaf spring
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