KR100405760B1 - 차량용 드라이브 샤프트의 이탈 방지 장치 - Google Patents

차량용 드라이브 샤프트의 이탈 방지 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 드라이브 샤프트의 이탈 방지 장치에 관한 것으로서, 특히 각 드라이브 샤프트의 이탈량을 감지하는 감지수단과, 상기 감지수단의 감지결과를 입력받아 상기 드라이브 샤프트의 이탈량이 기준치 이상이면 차량의 정지시 이탈방지신호를 발생시키는 콘트롤러와, 상기 콘트롤러의 이탈방지신호에 따라 작동되어 각 드라이브 샤프트의 이탈이 방지되도록 상기 각 드라이브 샤프트를 잡아당기는 구동수단으로 구성되는 차량용 드라이브 샤프트의 이탈 방지 장치를 제공함으로써 상기 드라이브 샤프트의 이탈로 인한 오일의 누유가 방지됨은 물론 별도의 수리가 불필요해져 운전자의 편의가 향상되고 수리로 인한 비용도 절감되도록 한 것이다.

Description

차량용 드라이브 샤프트의 이탈 방지 장치{APPARATUS FOR CONTROL OF DRIVE SHAFT IN MOTOR VEHICLE}
본 발명은 자동차의 동력 전달 장치 중 디퍼렌셜의 출력을 각 구동바퀴로 전달하는 드라이브 샤프트에 관한 것으로서, 특히 드라이브 샤프트의 이탈을 방지하여 이로 인한 오일의 누유를 막고 별도의 수리도 할 필요가 없는 차량용 드라이브 샤프트의 이탈 방지 장치에 관한 것이다.
자동차의 동력 전달 장치는 엔진에서 발생된 동력을 구동바퀴에 전달하기 위한 장치로서, 크게 엔진의 플라이휠에 설치되어 출발시나 변속시 필요에 따라 동력 전달을 단속하는 클러치와, 주행 상태에 알맞도록 기어의 물림을 변경시키고 전진과 후진을 하기 위한 변속기와, 상기 변속기의 회전속도를 최종적으로 감속시키는 동시에 차가 회전할 때 좌우 구동바퀴에 알맞은 회전속도로 동력을 전달하는 종감속기어 및 디퍼렌셜과, 상기 변속기의 출력을 상기 종감속기어에 전달하는 추진축과, 상기 디퍼렌셜의 출력을 각 구동바퀴로 전달하는 드라이브 샤프트를 포함하여 구성되어 있다.
도 1은 일반적인 드라이브 샤프트의 구조가 개략적으로 도시된 구성도로서, 이를 참조하면 상기한 드라이브 샤프트(10)는 디퍼렌셜(20)의 사이드기어(21)와 구동바퀴(30)를 각각 연결하여 상기 사이드기어(21)의 출력을 구동바퀴(30)로 전달하도록 되어 있다.
여기서, 상기 드라이브 샤프트(10)는 사이드기어(21)에 결합되는 제 1조인트(11)와, 상기 구동바퀴(30)에 결합되는 제 2조인트(13)와, 상기 제 1조인트(11)와 제 2조인트(13)를 연결하는 연결축(15)으로 이루어진 등속 조인트(Constant Velocity Joint : CVJ)로 구성되어 있다.
또한, 상기 제 1조인트(11)는 슬라이드형으로 상기 사이드기어(21)의 스플라인에 삽입되고, 통상 더블 옵셋 조인트(Double Offset Joint : DOJ)가 사용된다.
또한, 상기 제 2조인트(13)는 고정형으로 구동바퀴(30)의 휠허브의 스플라인에 삽입되고, 통상 버필드 조인트(Birfield Joint : BJ)가 사용된다.
상기와 같이 구성된 드라이브 샤프트(10)에서는, 엔진의 동력이 변속기를 거쳐 종감속기어로 전달된 후 디퍼렌셜(20)을 통해 좌우의 구동바퀴에 알맞은 동력으로 분배되면 상기 디퍼렌셜(20)의 사이드기어(21)에서 출력되는 동력을 제 1조인트(11), 연결축(15), 제 2조인트(13)를 통해 구동바퀴(30)로 전달하여 상기 구동바퀴(30)를 구동시킨다.
이때, 상기 드라이브 샤프트(10)의 제 1조인트(11)는 제 1조인트(11)의 내부에서는 축방향으로 슬라이딩이 가능하나, 상기 디퍼렌셜(20)의 사이드기어(21)와 스플라인 결합되는 스핀들부(11')는 축방향으로 유동되서는 안된다.
이를 위해 상기 스핀들부(11')에는 축방향 유동 방지를 위한 써클립(Circlip)이 장착되어 있다.
그러나, 실제로는 상기 사이드기어(21)의 가공불량이나 상기 써클립의 가공불량 등으로 인해 상기 스핀들부(11')가 축방향으로 유동되는 일이 발생되며, 이로 인해 드라이브 샤프트(10)가 이탈되는 현상이 발생된다.
따라서, 상기와 같은 종래에는 드라이브 샤프트(10)의 이탈로 인해 디퍼렌셜(20)의 오일이 누설되어 차량의 계속적인 운행시 상기 디퍼렌셜(20)의 소착 및 운전 불능 상태가 야기되는 문제점이 있었다.
또한, 종래에는 드라이브 샤프트(10)의 이탈을 경고하거나 방지할만한 어떠한 구조도 없었기 때문에 상기 드라이브 샤프트(10)가 이탈되어도 운전자가 그 상태로 계속 운행하게 되고 일단 상기 드라이브 샤프트(10)가 이탈되면 수리를 받아야만 하는 불편이 있는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 드라이브 샤프트의 이탈을 방지함으로써 상기 드라이브 샤프트의 이탈로 인한 오일의 누유가 방지됨은 물론 별도의 수리가 불필요해져 운전자의 편의가 향상되고 수리로 인한 비용도 절감되도록 하는 차량용 드라이브 샤프트의 이탈 방지 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 일반적인 드라이브 샤프트의 구조가 개략적으로 도시된 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 차량용 드라이브 샤프트의 이탈 방지 장치가 도시된 구성도,
도 3은 본 발명에 의한 차량용 드라이브 샤프트의 이탈 방지 장치에서 구동수단이 상세히 도시된 구성도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
50A, 50B : 드라이브 샤프트 51 : 제 1조인트
51' : 슬리트홈 53 : 제 2조인트
55 : 연결축 60 : 디퍼렌셜
61A, 61B : 사이드기어 63 : 피니언축
65A, 65B : 구동바퀴 70 : 감지수단
71, 73 : 감지센서 80 : 콘트롤러
85 : 경고수단 90 : 구동수단
91, 93 : 엑츄에이터 95, 97 : 링크암
95', 97' : 삽입부
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 드라이브 샤프트의 이탈 방지 장치는, 각 드라이브 샤프트의 이탈량을 감지하는 감지수단과, 상기 감지수단의 감지결과를 입력받아 상기 드라이브 샤프트의 이탈량이 기준치 이상이면 차량의 정지시 이탈방지신호를 발생시키는 콘트롤러와, 상기 콘트롤러의 이탈방지신호에 따라 작동되어 각 드라이브 샤프트의 이탈이 방지되도록 상기 각 드라이브 샤프트를 잡아당기는 구동수단으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 차량용 드라이브 샤프트의 이탈 방지 장치가 도시된 구성도이고, 도 3은 본 발명에 의한 차량용 드라이브 샤프트의 이탈 방지 장치에서 구동수단이 상세히 도시된 구성도이다.
상기한 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 차량용 드라이브 샤프트의 이탈 방지 장치는 각 드라이브 샤프트(50A)(50B)의 이탈량을 감지하는 감지수단(70)과, 상기 감지수단(70)의 감지결과를 입력받아 상기 드라이브 샤프트(50)의 이탈량이 기준치 이상이면 차량의 정지시 이탈방지신호를 발생시키는 콘트롤러(80)와, 상기 콘트롤러(80)의 이탈방지신호가 발생되면 운전자에게 드라이브 샤프트(50A)(50B)의 이상을 알리는 표시를 발생시키는 경고수단(85)과, 상기 콘트롤러(80)의 이탈방지신호에 따라 작동되어 각 드라이브 샤프트(50A)(50B)의 이탈이 방지되도록 상기 각 드라이브 샤프트(50A)(50B)를 잡아당기는 구동수단(90)으로 구성된다.
여기서, 상기 각 드라이브 샤프트(50)는 디퍼렌셜(60)의 사이드기어(61A)(61B)와 구동바퀴(65A)(65B)를 각각 연결하여 상기 사이드기어(61A)(61B)의 출력을 구동바퀴(65A)(65B)로 전달하도록 구성된 등속 조인트로서, 상기 사이드기어(61A)(61B)에 결합되는 제 1조인트(51)와, 상기 구동바퀴(65A)(65B)에 결합되는 제 2조인트(53)와, 상기 제 1조인트(51)와 제 2조인트(53)를 연결하는 연결축(55)으로 이루어져 있다.
또한, 상기 제 1조인트(51)는 슬라이드형으로 상기 사이드기어(61A)(61B)의 스플라인에 삽입되고, 통상 더블 옵셋 조인트가 사용된다.
또한, 상기 제 2조인트(53)는 고정형으로 구동바퀴(65A)(65B)의 휠허브의 스플라인에 삽입되고, 통상 버필드 조인트가 사용된다.
또한, 상기 감지수단(70)은 디퍼렌셜(60)의 피니언축(63) 중 상기 각 드라이브 샤프트(50A)(50B)와 대향되는 쪽에 각각 설치되어 상기 피니언축(63)과 각 드라이브 샤프트(50A)(50B) 사이의 거리(d)를 측정하는 방식으로 상기 각 드라이브 샤프트(50A)(50B)의 이탈량을 감지하는 2개의 감지센서(71)(73)로 구성된다.
또한, 상기 경고수단(85)은 콘트롤러(80)의 이탈방지신호에 따라 경고등을 점등하는 경고등 발생기이며, 이러한 경고등 발생기 대신 경고음을 발생시키는 경고음 발생기를 사용할 수도 있다.
또한, 상기 구동수단(90)은 콘트롤러(80)의 이탈방지신호에 따라 동작되어 축방향으로의 힘을 발생시키는 2개의 엑츄에이터(91)(93)와, 상기 각 엑츄에이터(91)(93)의 동작에 따라 상기 각 드라이브 샤프트(50A)(50B)를 서로 잡아당기는 링크암(95)(97)으로 구성된다.
또한, 상기 각 드라이브 샤프트(50A)(50B)의 제 1조인트(51)에는 그 외주면을 따라 원주방향으로 슬리트홈(51')이 형성되고, 상기 각 링크암(95)(97)의 끝단에는 각 드라이브 샤프트(50A)(50B)를 잡아당길 수 있도록 상기 슬리트홈(51')에 삽입되는 삽입부(95')(97')가 형성된다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 차량용 드라이브 샤프트의 이탈 방지 장치는 다음과 같이 작동된다.
먼저, 디퍼렌셜(60)의 피니언축(63)에 설치된 각각의 감지센서(71)(73)는 상기 피니언축(63)과 각 드라이브 샤프트(50) 사이의 거리(d)를 측정하여 상기 각 드라이브 샤프트(50A)(50B)의 이탈량을 감지한다.
이후, 상기 각 드라이브 샤프트(50A)(50B)에 이상이 발생되어 상기 감지센서(71)(73)에 의해 감지되는 각 드라이브 샤프트(50A)(50B)의 이탈량이 기준치 이상이 되면 콘트롤러(80)가 차량의 시동이 켜진 상태인지 확인한 후 차량의 정지시에 이탈방지신호를 발생시킨다.
상기와 같이 콘트롤러(80)에서 이탈방지신호가 발생되면 경고수단(85)이 동작되어 경고등을 점등함으로써 운전자에게 드라이브 샤프트(50A)(50B)의 이상을 알리는 동시에 구동수단(90)이 작동되어 각 드라이브 샤프트(50A)(50B)를 서로 잡아당김으로써 상기 각 드라이브 샤프트(50A)(50B)의 이탈을 방지한다.
즉, 상기 콘트롤러(80)에서 이탈방지신호가 발생되면 이 이탈방지신호에 따라 각 엑츄에이터(91)(93)가 축방향으로의 힘을 발생시켜 상기 각 링크암(95)(97)을 통해 각 드라이브 샤프트(50A)(50B)의 제 1조인트(51)를 서로 잡아당김으로써 상기 각 드라이브 샤프트(50A)(50B)가 순간적으로 이탈되어도 곧 재삽입되어 각 드라이브 샤프트(50A)(50B)의 이탈이 방지되도록 한다.
이때, 상기 각 링크암(95)(97)은 차량의 주행시 각 드라이브 샤프트(50A)(50B)가 계속 회전되고 있는 상태에서는 상기 제 1조인트(51)의 외륜에 접촉되지 않도록 되어 있다.
상기와 같이 구성되고 동작되는 본 발명에 따른 차량용 드라이브 샤프트의 이탈 방지 장치는, 드라이브 샤프트의 이탈이 방지되므로 상기 드라이브 샤프트의 이탈로 인한 오일의 누유가 방지됨은 물론 별도의 수리가 불필요해져 운전자의 편의가 향상되고 수리로 인한 비용도 절감되는 이점이 있다.

Claims (5)

  1. 각 드라이브 샤프트의 이탈량을 감지하는 감지수단과, 상기 감지수단의 감지결과를 입력받아 상기 드라이브 샤프트의 이탈량이 기준치 이상이면 차량의 정지시 이탈방지신호를 발생시키는 콘트롤러와, 상기 콘트롤러의 이탈방지신호에 따라 작동되어 각 드라이브 샤프트의 이탈이 방지되도록 상기 각 드라이브 샤프트를 잡아당기는 구동수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 드라이브 샤프트의 이탈 방지 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 감지수단은 디퍼렌셜의 피니언축 중 상기 각 드라이브 샤프트와 대향되는 쪽에 각각 설치되어 상기 피니언축과 각 드라이브 샤프트 사이의 거리를 측정하는 방식으로 상기 각 드라이브 샤프트의 이탈량을 감지하는 감지센서로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 드라이브 샤프트의 이탈 방지 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 구동수단은 콘트롤러의 이탈방지신호에 따라 동작되어 축방향으로의 힘을 발생시키는 2개의 엑츄에이터와, 상기 각 엑츄에이터의 동작에 따라 상기 각 드라이브 샤프트를 서로 잡아당기는 링크암으로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 드라이브 샤프트의 이탈 방지 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 각 드라이브 샤프트의 일측에는 그 둘레면을 따라 원주방향으로 슬리트홈이 형성되고, 상기 각 링크암의 끝단에는 각 드라이브 샤프트를 잡아당길 수 있도록 상기 슬리트홈에 삽입되는 삽입부가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 드라이브 샤프트의 이탈 방지 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 콘트롤러의 이탈방지신호가 발생되면 운전자에게 드라이브 샤프트의 이상을 알리는 표시를 발생시키는 경고수단이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 차량용 드라이브 샤프트의 이탈 방지 장치.
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