KR100435386B1 - 구동축의 튜브 제작용 맨드릴 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구동축의 튜브 제작용 맨드릴(mandril) 구조에 관한 것으로서, 기존의 스틸재 튜브를 대체하기 위한 탄소섬유 복합 재료를 와인딩하여 제작한 튜브가 사용되는바, 상기 튜브를 제작하기 위해 먼저, 탄소섬유 복합 재료를 와인딩한 후 경화하여 튜브를 용이하게 분리할 수 있도록 2개의 분할된 구성으로 제작하고, 비틀림 강성을 견딜 수 있도록 요크와의 결합을 위해, 튜브 끝단이 8각 형태로 제작될 수 있도록 양단이 8각기둥 형상으로 형성된 구동축의 튜브 제작용 맨드릴 구조를 제공하고자 한다.

Description

구동축의 튜브 제작용 맨드릴 구조{Structure of mandril for manufacturing tube of propeller shaft}

본 발명은 구동축의 튜브 제작용 맨드릴 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 경량화 및 연비개선을 위해 기존의 스틸재 튜브를 배제하고 탄소섬유 복합 재료를 와인딩하여 제작한 튜브가 사용되는바, 상기 튜브를 제작하기 위해 먼저, 탄소섬유 복합 재료를 와인딩한 후 경화하여 튜브를 용이하게 분리할 수 있도록 2개의 분할된 구성으로 제작하고, 비틀림 강성을 견딜 수 있도록 요크와의 결합을 위해, 튜브 끝단이 8각 형태로 제작될 수 있도록 양단이 8각기둥 형상으로 형성된 구동축의 튜브 제작용 맨드릴 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 탄소섬유 복합 재료를 와인딩한 튜브를 많이 사용하고 있다.

상기 튜브는 맨드릴에 탄소 섬유 에폭시 복합 재료를 소정의 두께를 적층시켜 와인딩하여 경화시킨 후 분리가 이루어지도록 하여 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.

따라서, 본 발명은 상기와 같은점을 감안하여 안출한 것으로서, 경량화 및 연비개선을 위해 기존의 스틸재 튜브를 배제하고 탄소섬유 복합 재료를 와인딩하여 제작한 튜브가 사용되는바, 상기 튜브를 제작하기 위해 먼저, 탄소섬유 복합 재료를 와인딩한 후 경화하여 튜브를 용이하게 분리할 수 있도록 2개의 분할된 구성으로 제작하고, 비틀림 강성을 견딜 수 있도록 요크와의 결합을 위해, 튜브 끝단이 8각 형태로 제작될 수 있도록 양단이 8각기둥 형상으로 형성된 구동축의 튜브 제작용 맨드릴 구조를 제공하는데 그 안출의 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 구동축의 튜브 제작용 맨드릴 구조를 나타내는 사시도

도 2는 본 발명에 따른 구동축의 튜브 제작용 맨드릴 구조를 나타내는 측면도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 맨드릴 11 : 원형부

12 : 결합부 13 : 홈

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

본 발명은 탄소섬유 복합 재료가 와인딩되어 이루어진 구동축의 튜브에 있어서, 상기 튜브를 제작하기 위해 탄소섬유 복합 재료가 와인딩되는 원형부(11)와, 그 양단부에 비틀림 강성을 견딜 수 있도록 튜브와 요크의 결합을 위해 8각 기둥 형상의 결합부(12)로 이루어진 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 결합부(12)의 중간부에는 상기 탄소섬유 복합 재료를 와인딩하고 경화된 튜브를 용이하게 자를 수 있도록 홈(13)이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 탄소섬유 복합 재료를 와인딩하여 경화시킨 후 튜브가 용이하게 분리될 수 있도록 2개의 분할된 구조로 이루어진 것을 특징으로 한다.

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

본 발명은 탄소섬유 복합 재료를 와인딩한 후 경화하여 튜브를 용이하게 분리할 수 있도록 2개의 분할된 구성으로 제작하고, 비틀림 강성을 견딜 수 있도록 요크와의 결합을 위해, 튜브 끝단이 8각 형태로 제작될 수 있도록 양단이 8각기둥 형상으로 형성된 맨드릴 구조에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 구동축의 튜브 제작용 맨드릴 구조를 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 구동축의 튜브 제작용 맨드릴 구조를 나타내는 측면도이다.

여기서, 도면 부호 10은 맨드릴을 나타낸다.

상기 맨드릴(10)은 탄소섬유 복합 재료를 와인딩하여 경화시킨 후 튜브가 용이하게 분리될 수 있도록 2개의 분할된 구조로 되어 있다.

상기 맨드릴(10)은 탄소섬유 복합 재료가 와인딩되는 원형부(11)와, 그 양단부에 비틀림 강성을 견딜 수 있도록 튜브와 요크의 결합을 위해 8각 기둥 형상의 결합부(12)로 이루어져 있다.

상기 결합부(12)의 중간부에는 상기 맨드릴(10)에 탄소섬유 복합 재료를 와인딩하고 경화된 튜브를 용이하게 자르기 위한 홈(13)이 형성되어 있다.

따라서, 상기 맨드릴(10)은 경화된 탄소섬유 복합 재료를 용이하게 분리할 수 있도록 2개의 분할 구성으로 구비되고, 그 양단부는 8각 기둥 형상으로 처리되어 요크와의 결합에 있어 구동축의 회전에 따른 비틀림 강성을 견딜 수 있도록 제작된다.

이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 구동축의 튜브 제작용 맨드릴 구조는 2개로 분할된 구조로 제작되므로 튜브를 분리하는데 용이하고, 양단이 8각기둥 형상으로 제작되므로 다른 공정 필요없이 바로 요크에 결합시킬 수 있는 효과가 있다.

이와 같이, 제작된 튜브는 경량화 및 NVH 성능을 향상시킬 수 있고, 스틸재에 비해 비강성과 굽힘 1차 고유 진동수가 큰 튜브의 적용으로 인해 구동축의 전체 길이를 길게 제조하는 것이 가능하게 되며, 이에 따라 부품수의 절감 및 공정 감소로 전체적인 원가를 줄일 수 있다.

Claims (3)

1. 탄소섬유 복합 재료가 와인딩되어 이루어진 구동축의 튜브에 있어서, 상기 튜브를 제작하기 위해 탄소섬유 복합 재료가 와인딩되는 원형부(11)와, 그 양단부에 비틀림 강성을 견딜 수 있도록 튜브와 요크의 결합을 위해 8각 기둥 형상의 결합부(12)로 이루어진 것을 특징으로 하는 구동축의 튜브 제작용 맨드릴 구조.
2. 제 1항에 있어서, 상기 결합부(12)의 중간부에는 상기 탄소섬유 복합 재료를 와인딩하고 경화된 튜브를 용이하게 자를 수 있도록 홈(13)이 형성된 것을 특징으로 하는 구동축의 튜브 제작용 맨드릴 구조.
3. 제 1항에 있어서, 상기 탄소섬유 복합 재료를 와인딩하여 경화시킨 후 튜브가 용이하게 분리될 수 있도록 2개의 분할된 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 구동축의 튜브 제작용 맨드릴 구조.