KR20130065102A - 프로펠러샤프트의 센터베어링 지지어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 베어링을 감싸는 형태로 마련되며, 베어링의 중앙에 샤프트가 끼워지고, 탄성력이 제공되도록 한 베어링베드; 상기 베어링베드의 외주연을 감싸도록 설치되며, 양측에 회전축이 각각 마련되어 회전되도록 한 회전부재; 및 차체에 설치되며, 양측의 회전축과 각각 연결되어 회전부재를 지지하는 마운트브래킷;을 포함하여 구성되는 프로펠러샤프트의 센터베어링 지지어셈블리가 소개된다.

Description

프로펠러샤프트의 센터베어링 지지어셈블리{ASSEMBLY FOR SUPPORTING CENTER BEARING OF PROPELLER SHAFT}

본 발명은 프로펠러샤프트의 유동 방향을 따라 움직임 가능하게 설계하여 진동을 흡수 및 저감하고, 센터베어링의 수명을 향상시키는 프로펠러샤프트의 센터베어링 지지어셈블리에 관한 것이다.

일반적으로, 프로펠러샤프트는 앞기관 후륜구동방식(front-engine, rear-drive :FR)이나 총륜구동방식(all-wheel drive)의 차량에서 트랜스미션을 통해 받은 엔진의 동력을 차량 뒤쪽의 디퍼렌셜기어(차동기어)까지 전달하는 역할을 한다.

이같은 프로펠러샤프트는 강한 비틀림 상태에서 고속으로 회전하므로, 이에 견딜 수 있는 충분한 강성은 물론이고, 정적, 동적으로 밸런싱이 되어 있어야 한다.

대부분의 프로펠러샤프트는 중공의 강관과 자재이음 및 슬립이음으로 구성되어 각도변화와 길이방향으로의 변화를 보상하게 된다.

다만, 프로펠러샤프트의 길이가 허용 최대 길이를 초과하면, 위험속도(굽힘 고유진동수) 및 강도 등의 측면에서 하나의 강관으로 설계하는 것이 어렵기 때문에, 프로펠러샤프트의 강관을 2개로 분할하여 설계하게 된다.

도 1은 종래의 프로펠러샤프트를 나타낸 도면으로, 양단부와 센터부 중에 어느 한 곳은 길이 변화를 보상할 수 있는 슬립이음의 구조가 마련되며, 센터부에는 센터베어링(1)이 끼워져 차체(5)(차대)에 고정됨으로써, 프로펠러샤프트를 지지하게 된다.

이러한, 센터베어링(1)에는 프로펠러샤프트가 탄성적으로 설치되는 구조로써, 고무재로 이루어진 베어링베드(2)에 베어링(3)이 마련되며, 상기 베어링베드(2)의 외주연에 센터마운트(4)가 감싸도록 설치되고, 상기 센터마운트(4)는 볼트 등에 의해 차체(5)에 고정된다.

아울러, 차량의 운전조건, 하중변화, 노면상태 등은 물론 차량의 발진과 제동시 롤링 및 피칭 등의 움직임이 발생되는 바, 프로펠러샤프트에는 도 2와 같은 유동이 발생된다. 이에, 센터베어링에서는 베어링베드와 베어링을 통해 프로펠러샤프트에서 발생되는 유동작용을 흡수하게 된다.

그러나, 베어링베드는 프로펠러샤프트의 유동 정도에 따라 계속해서 변형이 발생되고, 프로펠러샤프트의 유동이 아니더라도 초기 구성 상태에 따라 영구 변형이 발생된 상태로 조립될 수 있다.

이에, 베어링베드의 빈번하고 과도한 변형은 베어링베드의 내구성을 감소시켜 파손에 이르게 되는 문제가 있고, 완충 특성을 변형시켜 본래 의도했던 진동 절감 성능을 감소시키는 문제가 발생된다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 프로펠러샤프트의 유동 방향을 따라 움직임 가능하게 설계하여 진동을 흡수 및 저감시키고, 센터베어링의 수명을 향상시킬 수 있도록 한 프로펠러샤프트의 센터베어링 지지어셈블리를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 베어링을 감싸는 형태로 마련되며, 베어링의 중앙에 샤프트가 끼워지고, 탄성력이 제공되도록 한 베어링베드; 상기 베어링베드의 외주연을 감싸도록 설치되며, 외형면에 회전축이 마련되어 회전축을 중심으로 회전되도록 한 회전부재; 및 차체에 설치되며, 회전축과 연결되어 회전부재를 지지하는 마운트브래킷;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 양측의 회전축과 마운트브래킷 사이에 이동부재가 더 설치되며, 상기 이동부재의 일단측은 회전축과 축 결합되고, 타단측은 마운트브래킷의 전후 길이방향을 따라 이동되도록 설치될 수 있다.

상기 이동부재의 바깥쪽 단부측에 이동지지판이 마련되고, 상기 이동지지판이 끼워질 수 있도록 상기 마운트브래킷의 전후 길이방향을 따라 레일부가 마련될 수 있다.

상기 마운트브래킷의 전방 및 후방에는 스토퍼블록이 설치되어 이동부재의 이탈을 방지하도록 할 수 있다.

상기한 과제 해결수단을 통해 본 발명은, 프로펠러샤프트에서 발생되는 유동 움직임을 따라 베어링베드가 회전 및 이동됨으로써, 프로펠러샤프트의 유동에 따라 차체로 전달되는 진동을 더욱 효과적으로 흡수 및 저감할 수 있는 장점이 있다.

또한, 베어링베드의 회전운동 및 병진운동을 통해 베어링베드의 변형을 최소화함으로써, 베어링베드의 내구성을 향상시켜, 센터베어링의 수명을 연장할 수 있는 효과도 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 프로펠러샤프트를 나타낸 도면.
도 2는 종래 기술에 의한 프로펠러샤프트에 유동이 발생되는 작동상태를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 의한 센터베어링의 구성을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 의한 센터베어링이 차체에 설치된 구조를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명에 의한 센터베어링이 차체에 설치되어 회전 및 이동되는 상태를 나타낸 도면.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3 내지 도 5를 통해 도시된 본 발명의 프로펠러샤프트의 센터베어링 지지어셈블리는, 베어링(21)을 감싸는 형태로 마련되며, 베어링(21)의 중앙에 샤프트가 끼워지고, 탄성력이 제공되도록 한 베어링베드(20)와, 상기 베어링베드(20)의 외주연을 감싸도록 설치되며, 양측에 회전축(31)이 각각 마련되어 회전되도록 한 회전부재(30)와, 차체(60)에 설치되며, 양측의 회전축(31)과 각각 연결되어 회전부재(30)를 지지하는 마운트브래킷(40)을 포함하여 구성될 수 있다.

즉, 베어링(21)의 중앙에 끼워진 샤프트에서 유동이 발생되는 경우, 샤프트의 피칭 움직임에 따라 회전부재(30)가 회전함으로써, 프로펠러샤프트의 진동을 효과적으로 흡수 및 저감할 수 있게 된다.

여기서, 상기 베어링(21)은 샤프트의 회전과 길이 방향으로의 움직임에 따른 마찰을 줄이면서 프로펠러샤프트의 센터부에서 샤프트를 지지하는 역할을 하는 것으로, 볼 베어링이 적용될 수 있다.

그리고, 상기 회전축(31)은 회전부재(30)의 외형면 양측 중앙 부분에 각각 설치되는 것이 적절하나, 경우에 따라 외형면 양측의 상단 또는 하단에 서로 대칭된느 형태로 장착될 수 있다. 또한, 상기 회전축(31)은 샤프트의 길이방향과 직교하는 회전부재(30)의 측방향을 향하도록 각각 형성될 수 있다.

한편, 본 발명은, 상기 양측의 회전축(31)과 마운트브래킷(40) 사이에 이동부재(50)가 더 설치되며, 상기 이동부재(50)의 일단측은 회전축(31)과 축 결합되고, 타단측은 마운트브래킷(40)의 전후 길이방향을 따라 이동되도록 설치될 수 있다.

즉, 상기 이동부재(50)의 일단부는 회전축(31)에 회전 가능하게 삽입 결합되고, 상기 이동부재(50)의 타단부는 마운트브래킷(40)에 전후 이동 가능하게 끼워지게 된다. 따라서, 베어링(21)의 중앙에 끼워진 샤프트에서 유동이 발생되는 경우, 샤프트의 길이 변화에 따른 전후 움직임에 따라 회전부재(30)가 마운트브래킷(40)에 안내되어 전방 및 후방으로 병진운동됨으로써, 프로펠러샤프트의 진동을 효과적으로 흡수 및 저감할 수 있게 된다.

본 발명은 상기 이동부재(50)의 바깥쪽 단부측에 이동지지판(51)이 마련되고, 상기 이동지지판(51)이 끼워질 수 있도록 상기 마운트브래킷(40)의 전후 길이방향을 따라 레일부(41)가 마련될 수 있다.

즉, 상기 이동부재(50)는 회전축(31)과 끼워지는 일단부에 삽입부(52)가 마련되고, 타단부에는 적어도 상기 삽입부(52)보다 넓이가 넓은 이동지지판(51)이 형성된다.

또한, 상기 레일부(41)는 다시 가이드플레이트(41a)와 지지플레이트(41b)로 구성되는 것으로, 마운트브래킷(40)의 내측 상부 및 하부에 가이드플레이트(41a)가 각각 이격된 상태로 마련되어 그 사이에 삽입부(52)가 안착 지지되며, 상기 마운트브래킷(40)의 외측에는 지지플레이트(41b)가 마련되어 상기 가이드플레이트(41a)와 지지플레이트(41b) 사이에 이동지지판(51)이 끼워지게 된다.

따라서, 상기 이동부재(50)는 레일부(41)를 따라 병진운동에 의한 이동작용이 원활하게 이루어질 수 있어, 프로펠러샤프트의 진동을 효과적으로 흡수 및 저감할 수 있게 된다.

본 발명에서, 상기 마운트브래킷(40)의 전방 및 후방에는 스토퍼블록(42)이 설치되어 이동부재(50)의 이탈을 방지하도록 할 수 있다. 즉, 상기 레일부(41)의 전방 및 후방에 스토퍼블록(42)이 각각 설치됨으로써, 이동부재(50)의 과도한 이동에 따른 레일부(41)에서의 이탈을 방지하게 된다.

본 발명의 작용 및 효과를 살펴본다.

프로펠러샤프트가 베어링(21)에 끼워진 상태에서 프로펠러샤프트에 유동이 발생되면, 종래에는 탄성을 갖는 베어링베드(2)의 변형만으로 진동을 흡수하는 데 비해, 본 발명은 베어링베드(20)가 회전부재(30)에 결합됨으로써, 상기 회전부재(30)가 회전축(31)을 중심으로 회전운동하게 된다.

이와 함께, 상기 회전부재(30)는 전후로 이동이 가능한 이동부재(50)와 결합됨으로써, 프로펠러샤프트의 유동 발생시 이동부재(50)와 회전부재(30)가 프로펠러샤프트의 길이방향을 따라 전후로 병진운동하게 된다.

이와 같이, 본 발명은 프로펠러샤프트에서 발생되는 유동 움직임을 따라 베어링베드(20)가 회전 및 이동됨으로써, 프로펠러샤프트의 유동 움직임에 의해 차체(60)로 전달되는 진동을 효과적으로 흡수 및 저감시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 베어링베드(20)의 회전운동 및 병진운동을 통해 베어링베드(20)의 변형을 최소화함으로써, 베어링베드(20)의 내구성을 향상시켜, 센터베어링(10)의 수명을 늘릴 수 있게 된다.

한편, 본 발명은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

10 : 센터베어링 20 : 베어링베드
21 : 베어링 30 : 회전부재
31 : 회전축 40 : 마운트브래킷
41 : 레일부 42 : 스토퍼블록
50 : 이동부재 51 : 이동지지판
60 : 차체

Claims (4)

1. 베어링(21)을 감싸는 형태로 마련되며, 베어링(21)의 중앙에 샤프트가 끼워지고, 탄성력이 제공되도록 한 베어링베드(20);
   상기 베어링베드(20)의 외주연을 감싸도록 설치되며, 외형면에 회전축(31)이 마련되어 회전축(31)을 중심으로 회전되도록 한 회전부재(30); 및
   차체(60)에 설치되며, 회전축(31)과 연결되어 회전부재(30)를 지지하는 마운트브래킷(40);을 포함하는 프로펠러샤프트의 센터베어링 지지어셈블리.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 회전축(31)과 마운트브래킷(40) 사이에 이동부재(50)가 더 설치되며, 상기 이동부재(50)의 일단측은 회전축(31)과 축 결합되고, 타단측은 마운트브래킷(40)의 전후 길이방향을 따라 이동되도록 설치된 것을 특징으로 하는 프로펠러샤프트의 센터베어링 지지어셈블리.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 이동부재(50)의 바깥쪽 단부측에 이동지지판(51)이 마련되고, 상기 이동지지판(51)이 끼워질 수 있도록 상기 마운트브래킷(40)의 전후 길이방향을 따라 레일부(41)가 마련된 것을 특징으로 하는 프로펠러샤프트의 센터베어링 지지어셈블리.
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 마운트브래킷(40)의 전방 및 후방에는 스토퍼블록(42)이 설치되어 이동부재(50)의 이탈을 방지하도록 한 것을 특징으로 하는 프로펠러샤프트의 센터베어링 지지어셈블리.

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