KR20120060065A - 부밍 사운드 발생 감속기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부밍 사운드 발생 감속기에 관한 것으로서 모터와 연결되는 입력축과 상기 입력축에 결합되는 입력기어와 상기 입력기어와 기어결합하는 출력기어와 상기 출력기어의 회전력을 전달받아 자동차의 차속을 조절하는 모터에 의해 구동되는 자동차의 감속기에 있어서, 상기 입력축에 상기 입력기어와 소정 간격을 두고 형성되는 언밸런스 구동기어; 상기 언밸런스 구동기어와 기어결합하는 언밸런스 피동기어; 상기 언밸런스 피동기어에 연결되고 언밸런스 질량을 갖는 언밸런스 모듈; 을 포함하는 부밍 사운드 발생 감속기를 제공하여,
종래의 ASD기술이 마이크, 스피커, 앰프, 제어기 등 여러 가지 부품이 필요하고, 별도의 프로그램 개발 기간이 필요하고, 가상의 사운드를 발생시키는 것인 반면 본 발명은 언밸런스 질량을 가지며 간단한 구조를 갖는 언밸런스 모듈에 의해 실제 기계적인 진동에 의해서 발생하는 부밍 사운드로 사운드가 보다 실제감이 있고, ASD에 비하여 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

Description

부밍 사운드 발생 감속기{DECELERATOR FOR GENERATING BOOMING SOUND}

본 발명은 모터에 의해 구동되는 자동차의 감속기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 감속기에 언밸런스 질량을 갖는 언밸런스 모듈을 설치하여 언밸런스 모듈을 회전시킴으로써 부밍 사운드를 발생시키는 부밍 사운드 발생 감속기에 관한 것이다.

최근 친환경 차량으로 활발하게 개발 진행되고 있는 전기자동차 및 연료전지 자동차는 통상의 엔진을 대신하여 모터가 구동력을 발생시키며, 그 구동력은 적당한 기어비를 가진 감속기에 의해 토크 및 회전수가 변환되어 차량 구동축으로 전달되는 구조이다. 전기자동차의 경우에는 모터 구동에 사용되는 전기 에너지는 배터리로부터 공급되며, 연료전지 자동차의 경우에는 수소 연료 전지로부터 발생하는 전기에너지를 이용하는 자동차이다.

차량의 주행 실내 소음은 운전자의 감성에 큰 영향을 주어 차량에 대한 만족도를 결정하는 중요한 인자이다. 이러한 측면에서 모터 구동 차량의 경우는 전체적인 음압은 엔진 구동 차량에 비해 크게 유리하지만 모터 작동에 의한 날카로운 와인(whine)성 소음만이 주로 발생하므로 운전자의 감성에 매우 좋지 않은 느낌을 주는 문제가 발생하게 된다.

종래의 엔진 소음의 경우 전기차에 비해 음압이 높은 측면은 있지만, 부밍 사운드가 적당히 가미되어 모터 구동 차량 대비 다이나믹(dynamic)하고 스포티(sporty)한 엔진 사운드의 효과로 운전자가 운전하는 재미를 느낄 수 있으나, 전기자동차 등이 양산될 경우 소비자 들은 기존 엔진 구동 차량에 비하여 다이나믹 사운드가 부족하여 운전에 흥미를 잃을 수 있다.

이러한 문제점을 해결하는 방안으로 종래에는 ASD(Active Sound Design) 기술이 이용하였는데, 그 원리는 도 1에 도시된 바와같이, 전원(10)에 의해 마이크(50), 스피커(20), 앰프(30), 제어기(40) 등을 이용하여 운전자가 듣기 좋은 가상의 사운드를 발생시키는 것이다.

그러나 상기의 기술은 주로 고급차량에만 적용되고 있는 실정이고, 시스템이 복잡하고 가격 또한 비싸다는 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 모터와 연결된 입력축상에 언밸런스 구동기어를 설치하여 언밸런스 질량을 갖는 언밸런스 모듈을 설치하여 부밍 사운드를 발생시키는 감속기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예는 모터와 연결되는 입력축과 상기 입력축에 결합되는 입력기어와 상기 입력기어와 기어결합하는 출력기어와 상기 출력기어의 회전력을 전달받아 자동차의 차속을 조절하는 모터에 의해 구동되는 자동차의 감속기에 있어서, 상기 입력축에 상기 입력기어와 소정 간격을 두고 형성되는 언밸런스 구동기어; 상기 언밸런스 구동기어와 기어결합하는 언밸런스 피동기어; 상기 언밸런스 피동기어에 연결되고 언밸런스 질량을 갖는 언밸런스 모듈; 을 포함하는 부밍 사운드 발생 감속기를 제공한다.

본 발명에 따른 실시예의 언밸런스 모듈은 상기 언밸런스 피동기어와 연결되는 언밸런스 샤프트와, 상기 언밸런스 샤프트의 일측에 부착되는 언밸런스 질량과, 상기 언밸런스 샤프트의 외주면에 형성되어 상기 언밸런스 샤프트를 지지하는 베어링을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 실시예의 부밍 사운드는 언밸런스 샤프트의 회전수에 의해 조절될 수 있으며, 상기 언밸런스 샤프트의 회전수는 언밸런스 구동기어와 언밸런스 피동기어의 기어비에 의해 조절될 수 있다.

본 발명에 따른 실시예의 부밍 사운드는 언밸런스 질량의 크기에 의해 조절될 수 있다.

본 발명에 따른 실시예의 베어링은 볼 베어링 또는 메탈 베어링인 것을 특징으로 한다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 종래의 ASD기술이 마이크, 스피커, 앰프, 제어기 등 여러 가지 부품이 필요하고, 별도의 프로그램 개발 기간이 필요하고, 가상의 사운드를 발생시키는 것인 반면 본 발명은 언밸런스 질량을 가지며 간단한 구조를 갖는 언밸런스 모듈에 의해 실제 기계적인 진동에 의해서 발생하는 부밍 사운드로 사운드가 보다 실제감이 있고, ASD에 비하여 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 ASD 기술의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 언밸런스 모듈의 모식도이다.
도 3은 본 발명에 따른 언밸런스 샤프트의 회전수와 진동주파수의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명에 따른 언밸런스 모듈이 감속기에 결합된 모습의 모식도이다.
도 5는 본 발명에 따른 언밸런스 모듈, 언밸런스 피동기어 및 언밸런스 구동기어를 나타낸 모식도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다.

이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명에 따른 실시예에서는 모터로 구동되는 전기자동차 또는 하이브리드 자동차 등에서 부밍 사운드를 발생시키기 위하여 종래의 모터 구동 자동차의 감속기에 언밸런스 모듈을 설치한다.

모터로 구동되는 자동차의 감속기는 도 4에 도시된 바와 같이 구동 모터(400)에 연결되어 회전하는 입력기어(440)와, 상기 입력기어(440)와 기어결합하여 동력을 전달받는 출력기어(460)와, 상기 출력기어(460)가 결합되어 있어 상기 출력기어(460)에 전달되는 동력에 의해 회전하는 출력축(450)과, 상기 출력축(450)에 결합되면서 상기 출력기어(460)와 소정의 간격을 두고 형성되며 상기 출력축(450)과 평행하게 형성되는 출력 샤프트 기어(470)와, 상기 출력 샤프트 기어(470)와 기어결합하는 디퍼렌셜 기어(480)를 포함한다.

상기의 감속기에 의해 상기 디퍼렌셜 기어(480)에 전달된 동력이 상기 디퍼렌셜 기어(480)에 결합된 구동축(490)에 동력이 전달되고, 상기 동력이 바퀴(485)에 전달되어 상기의 경로를 통해 속도가 조절되도록 되어 있다.

본 발명에 따른 실시예에서는 부밍 사운드(booming sound)를 발생시키기 위하여 언밸런스 질량(120)을 사용하는데 이는 도 2에 도시된 바와 같이, 언밸런스 질량(120)이 언밸런스 샤프트(140)의 일측에 부착되고 언밸런스 샤프트(140)가 회전함에 따라 상기 언밸런스 질량(120)과 함께 회전함으로써 불평형 진동을 발생시킨다.

이 때, 발생한 불평형 진동이 차체를 가진하여 차량의 실내에서 부밍 사운드로 나타나게 되고, 상기 언밸런스 샤프트(140)의 회전수와 차체를 가진시키는 진동주파수는 도 3에 도시된 바와 같다.

또한, 도 4는 본 발명에 따른 실시예의 언밸런스 모듈(100)이 감속기에 결합된 상태의 모식도를 나타낸 것인데, 상기의 언밸런스 모듈(100)을 설치하기 위하여 본 발명에서는 상기 입력축(420)상에 형성되는 언밸런스 구동기어(300)가 형성되어 있고, 상기 언밸런스 구동기어(300)와 기어결합하면서 상기 입력축(420)의 회전력을 상기 언밸런스 샤프트(140)에 전달하는 언밸런스 피동기어(200)를 구비하도록 한다.

상기 언밸런스 피동기어(200)가 회전하면서 상기 언밸런스 피동기어(200)에 연결되어 있는 언밸런스 샤프트(140)를 회전시키게 된다. 상기 언밸런스 샤프트(140)는 상기 입력축(420)과 평행하게 형성되어 있다.

상기와 같은 부밍 사운드를 발생시키는 감속기에서는 상기 언밸런스 샤프트(140)가 1회전 할 때마다 1회의 진동이 발생하게 된다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이 언밸런스 샤프트(140)의 회전 속도가 증가할수록 상기 언밸런스 샤프트(140)의 회전수에 비례하여 진동주파수는 함께 증가하므로, 언밸런스 샤프트(140)의 회전수를 변화시킴으로써 진동주파수를 가변시킬 수 있다.

또한, 상기의 언밸런스 샤프트(140)의 회전수를 변화시키는 방법으로는 언밸런스 구동기어(300)와 언밸런스 피동기어(200)의 기어비를 변화시키는 방법이 있다. 이 때, 기어비를 크게 설정하면 상대적으로 고주파의 음색을 갖는 부밍 사운드를 발생시킬 수 있고, 이와는 반대로 기어비를 낮게 설정하면 상대적으로 저주파의 음색을 갖는 부밍 사운드를 발생시킬 수 있다.

또한, 언밸런스 질량(120)의 크기를 변화시킴으로써 부밍 사운드의 강도를 조절할 수 있는데, 언밸런스 질량(120)을 크게 하면 보다 큰 음압을 형성할 수 있을 것이므로 부밍 사운드를 보다 더 크게 할 수 있으며 언밸런스 질량(120)을 작게 한다면 음압을 보다 작게 형성하여 보다 작은 소리를 발생시키도록 할 수 있다.

상기와 같이 언밸런스 질량(120), 언밸런스 샤프트(140) 회전수, 언밸런스 구동기어(200)와 언밸런스 피동기어(300)의 기어비를 가변시킴으로써 모터 구동 차량의 특성에 맞는 부밍 사운드의 음색 음량을 조절할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 실시예에서는 수동변속기와 같이 감속기의 내부에 오일압이 형성되지 않는 경우에는 베어링(160)을 휠 베어링을 사용하여 언밸런스 샤프트(140)를 지지할 수 있고, 전기자동차에 자동변속기를 적용하는 경우에는 오일 펌프에 의한 오일압력이 형성되므로 언밸런스 샤프트(140)를 지지하기 위하여 베어링(160)은 메탈 베어링을 채용할 수도 있다.

10: 전원 20: 스피커
30: 앰프 40: 제어기
50: 마이크
100: 언밸런스 모듈 120: 언밸런스 질량
140: 언밸런스 샤프트 160: 베어링
200: 언밸런스 피동기어 300: 언밸런스 구동기어
400: 구동 모터 420: 입력축
440: 입력기어 450: 출력축
460: 출력기어 470: 출력 샤프트 기어
480: 디퍼렌셜 기어 485: 바퀴
490: 구동축

Claims (6)

1. 모터와 연결되는 입력축과 상기 입력축에 결합되는 입력기어와 상기 입력기어와 기어결합하는 출력기어와 상기 출력기어의 회전력을 전달받아 자동차의 차속을 조절하는 모터에 의해 구동되는 자동차의 감속기에 있어서,
   상기 입력축에 상기 입력기어와 소정 간격을 두고 형성되는 언밸런스 구동기어;
   상기 언밸런스 구동기어와 기어결합하는 언밸런스 피동기어;
   상기 언밸런스 피동기어에 연결되고 언밸런스 질량을 갖는 언밸런스 모듈;
   을 포함하는 부밍 사운드 발생 감속기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 언밸런스 모듈은,
   상기 언밸런스 피동기어와 연결되는 언밸런스 샤프트와, 상기 언밸런스 샤프트의 일측에 부착되는 언밸런스 질량과, 상기 언밸런스 샤프트의 외주면에 형성되어 상기 언밸런스 샤프트를 지지하는 베어링을 포함하는 부밍 사운드 발생 감속기.
3. 제1항 또는 제2항 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 부밍 사운드는 언밸런스 샤프트의 회전수에 의해 조절되는 부밍 사운드 발생 감속기.
4. 제3항에 있어서,
   상기 언밸런스 샤프트의 회전수는 언밸런스 구동기어와 언밸런스 피동기어의 기어비에 의해 조절되는 부밍 사운드 발생 감속기.
5. 제1항 또는 제2항 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 부밍 사운드는 상기 언밸런스 질량의 크기에 의해 조절되는 부밍 사운드 발생 감속기.
6. 제2항에 있어서,
   상기 베어링은 볼 베어링 또는 메탈 베어링인 부밍 사운드 발생 감속기.

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