KR100410781B1 - 구동축용 튜브와 요크 결합 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구동축용 튜브와 요크 결합 구조에 관한 것으로서, 알루미늄 라이너에 탄소섬유 에폭시 복합 재료가 와인딩되어 이루어진 튜브와 튜브를 서로 연결시켜 주기 위한 것으로, 튜브의 내부 재질과 동일한 알루미늄으로 커넥터를 제조하여 접착제로 접착하고, 이 커넥터에 스틸재의 요크를 접착제로 접착함으로써, 결합 부분에서의 전체 중량을 줄일수 있을 뿐만 아니라 구동축의 전체 중량을 줄일 수 있도록 한 구동축용 튜브와 요크 결합 구조를 제공하고자 한다.

Description

구동축용 튜브와 요크 결합 구조{Structure for bonding steel yoke into tube for propeller shaft}

본 발명은 구동축용 튜브와 요크 결합 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 알루미늄 라이너에 탄소섬유 에폭시 복합 재료가 와인딩 되어 이루어진 튜브와 튜브를 서로 연결시켜 주기 위한 것으로, 튜브의 내부 재질과 동일한 알루미늄으로 커넥터를 제조하여 접착제로 접착하고, 이 커넥터에 스틸재의 요크를 다시 접착제로 접착함으로써, 결합 부분에서의 전체 중량을 줄일수 있을 뿐만 아니라 구동축의 전체 중량을 줄일 수 있는 한편, 튜브의 강성 증가로 NVH를 향상시킬 수 있는 구동축용 튜브와 요크 결합 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 트럭과 같이 후륜 구동 차량에 동력을 전달시켜 주는 수단으로서, 구동축이 많이 이용되고 있다.

상기 구동축은 대형 트럭과 같은 차량의 경우 스틸재를 이용하여 보통 3개로 나누어서 제작한 다음 요크를 통해 서로 연결하여 사용하고 있다.

그러나 스틸재 구동축의 경우에 3개의 축을 연결하기 위해 각 단부에 스틸재 요크, 지지 베어링, 유니버셜 조인트 등 복잡한 구조로 연결해야 하기 때문에 이들 연결 부위에서 소음과 진동이 발생하게 된다.

최근 들어 기존의 구동축을 제조하는데 사용되던 스틸재에 비해 비강성이 3배 정도 강한 튜브를 많이 사용하고 있다.

상기 튜브는 알루미늄 라이너에 탄소 섬유 에폭시 복합 재료를 소정의 두께로 적층시켜 와인딩하여 제작하고 있다.

이러한 튜브는 종래의 스틸재에 비해 비강성이 높을 뿐만 아니라 구동축의 파단을 야기하는 굽힘 1차 고유진동수가 높기 때문에 종래의 3개 요소로 제작되던 구동축을 2개로 줄일 수 있게 되었다.

그런데, 알루미늄 라이너에 탄소섬유 복합 재료 튜브와 요크와의 결합에 어려움이 있어 사용하는데 한계가 발생하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 알루미늄 라이너에 탄소섬유 에폭시 복합 재료가 와인딩 되어 이루어진 튜브와 튜브를 서로 연결시켜 주기 위한 것으로, 튜브의 내부 재질과 동일한 알루미늄으로 커넥터를 제조하여 접착제로 접착하고, 이 커넥터에 스틸재의 요크를 다시 접착제로 접착함으로써, 결합 부분에서의 전체 중량을 줄일수 있을 뿐만 아니라 구동축의 전체 중량을 줄일 수 있는 한편, 튜브의 강성 증가로 NVH를 향상시킬 수 있는 구동축용 튜브와 요크 결합 구조를 제공하는데 그 안출의 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 구동축용 튜브와 요크 결합 구조를 나타내는 사시도

도 2는 본 발명에 따른 구동축용 튜브와 요크 결합 구조를 나타내는 단면도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 튜브 11 : 알루미늄 라이너

12 : 탄소섬유 복합 재료 20 : 요크

30 : 커넥터

이하, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 알루미늄 라이너(11)의 표면에 탄소섬유 복합 재료(12)가 와인딩되어 이루어진 튜브(10)의 단부에 안쪽으로 알루미늄 재질의 커넥터(30)를 삽입하여 알루미늄 라이너(11)에 접착하고, 이 커넥터(30)와 스틸재의 요크(20)를 접착 고정시켜 이루어진 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 커넥터(30)는 외주면은 원형이며, 내주면은 6각면 형태로 이루어진 알루미늄 주조품인 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 알루미늄 라이너(11)의 외주면에 탄소섬유 복합 재료(12)를 와인딩하여 제조된 튜브(10)에 스틸재로 이루어진 요크(20)를 결합하는 구조에 관한 것으로, 상기 알루미늄 라이너(11)와 동일한 재질로 커넥터(30)를 제조하여 서로 접착 결합시키고, 여기에 요크(20)를 삽입/접착시켜 이루어지게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 구동축용 튜브와 요크 결합 구조를 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 구동축용 튜브와 요크 결합 구조를 나타내는 단면도이다.

여기서, 도면 부호 10은 튜브를 나타낸다.

상기 튜브(10)는 소정의 두께를 갖는 실린더 형상으로 이루어진 알루미늄 라이너(11)를 인발 가공하고, 그 위에 탄소섬유 복합 재료(12)를 소정의 두께로 적층시키고, 와인딩하여 제작된다.

상기 튜브(10) 내부에는 외주면은 원형이며, 내주면은 6각면 형태로 이루어진 알루미늄 주조품인 커넥터(30)가 삽입되어 접착된다.

한편, 요크(20)는 그 끝단부가 상기 커넥터(30)의 내측면과 동일한 6각기둥 형태로 단조 가공되고, 그 커넥터(30)에 삽입되어 접착된다.

이때, 상기 커넥터(30)와 요크(20)를 6각형 형태로 가공하는 것은 회전시, 축에 전단력을 높이기 위함이다.

따라서, 상기 튜브(10)는 내부 강성을 부여하기 위한 탄소섬유 복합 재료(12)의 내부에 있는 실린더 형상의 알루미늄 라이너(11)의 단부에 동일 재질로 이루어진 커넥터(30)를 접착 결합시키는 것이 가능하게 되고, 또한 이 커넥터(30)에 접착 방식으로 스틸재로 이루어진 요크(20)를 고정할 수 있게 된다.

이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 구동축용 튜브와 요크 결합 구조는 알루미늄 라이너의 외주면에 탄소섬유 복합 재료가 와인딩된 튜브에 알류미늄 재질의 커넥터를 접착하고, 이 커넥터에 스틸재 요크를 접착하여 결합함으로써, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있게 된다.

1) 서로 다른 이질 재료인 알루미늄 튜브와 스틸 요크를 용이하게 결합하여 사용할 수 있다.

2) 종래의 구동축에 사용되던 스틸재에 비해 튜브의 중량이 가볍기 때문에 구동축의 전체 중량을 감소시킬 수 있다.

3) 튜브의 경량화와 함께 강성 증대로 NVH를 향상시킬 수 있다.

4) 스틸재에 비해 비강성과 굽힘 1차 고유 진동수가 큰 튜브의 적용으로 인해 구동축의 전체 길이를 길게 제조하는 것이 가능하게 되고, 이에 따라 부품수의 절감 및 공정 감소로 전체적인 원가를 줄일 수 있다.

Claims (2)

1. 알루미늄 라이너(11)의 표면에 탄소섬유 복합 재료(12)가 와인딩되어 이루어진 튜브(10)의 단부에 안쪽으로 알루미늄 재질의 커넥터(30)를 삽입하여 알루미늄 라이너(11)에 접착하고, 이 커넥터(30)와 스틸재의 요크(20)를 접착 고정시켜 이루어진 것을 특징으로 하는 구동축용 튜브와 요크 결합 구조.
2. 제 1항에 있어서, 상기 커넥터(30)는 외주면은 원형이며, 내주면은 6각면 형태로 이루어진 알루미늄 주조품인 것을 특징으로 하는 구동축용 튜브와 요크 결합 구조.