KR100471314B1 - Automobile propeller shaft with a structure for absorbing a shock along with axial direction - Google Patents

Automobile propeller shaft with a structure for absorbing a shock along with axial direction Download PDF

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Abstract

본 발명은 축방향으로 작용되는 충격을 완충할 수 있는 구조를 가지는 프로펠러 샤프트에 관한 것이다. 본 발명에 따른 자동차용 프로펠러 샤프트, 전단은 유니버셜 조인트를 통해 변속기의 주축과 연결되며, 외주에 스플라인이 형성된 스플라인 축이 후측부에 일체로 구비된 전방 샤프트; 후단은 유니버셜 조인트를 통해 종감속 기어와 연결되며, 스플라인 축이 축방향으로 이동가능하게 결합되는 중공관 형상의 슬리브 요크가 전측부에 일체로 구비된 후방 샤프트; 및 스플라인 축의 후방 샤프트에 대한 이동량이 과다할 경우 스플라인 축의 이동을 감쇄하기 위한 감쇄부를 포함한다. 감쇄부는, 슬리브 요크의 스플라인축 반대쪽에 구비되고 내부에는 점성 유체가 채워지는 하우징; 양단이 하우징의 내부 및 외부에 위치하도록 하우징을 관통하며, 스플라인의 축방향을 따라 이동가능하게 설치되고, 양단에 각각 원판이 고정된 로드; 로드를 스플라인 축을 향해 탄력적으로 지지하는 스프링을 가진다.The present invention relates to a propeller shaft having a structure capable of buffering an axially acting shock. Propeller shaft for automobiles according to the present invention, the front end is connected to the main shaft of the transmission through the universal joint, the front shaft is provided with a spline shaft formed on the outer circumference integrally with the rear side; The rear end is connected to the longitudinal reduction gear through the universal joint, the rear shaft is integrally provided with the front side of the sleeve yoke of the hollow tube shape to which the spline shaft is axially movable; And an attenuation portion for attenuating the movement of the spline shaft when the movement amount with respect to the rear shaft of the spline shaft is excessive. The damping unit may include a housing provided opposite the spline shaft of the sleeve yoke and filled with a viscous fluid therein; A rod penetrating the housing so that both ends are positioned inside and outside the housing, the rod being movable along the axial direction of the spline, and having a disc fixed to each end; It has a spring that elastically supports the rod toward the spline shaft.

Description

축방향 충격을 완충할 수 있는 구조를 가지는 자동차용 프로펠러 샤프트{Automobile propeller shaft with a structure for absorbing a shock along with axial direction}Automobile propeller shaft with a structure for absorbing a shock along with axial direction

본 발명은 후륜 구동 자동차의 프로펠러 샤프트에 관한 것이며, 구체적으로는 축방향으로 작용되는 충격을 완충할 수 있는 구조를 가지는 프로펠러 샤프트에 관한 것이다.The present invention relates to a propeller shaft of a rear wheel drive vehicle, and more particularly, to a propeller shaft having a structure capable of cushioning an impact acting in the axial direction.

일반적으로 앞엔진 후륜구동(FR; Front engine Rear driving) 자동차의 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, 엔진(1)의 동력이 변속기(2)를 거쳐 프로펠러 샤프트(3; Propeller shaft)에 의해 종감속 기어(4)로 전달된다. 뒤엔진 후륜구동(RR; Rear engine Rear driving) 자동차의 경우에도 대형 버스와 같이 엔진과 종감속 기어가 떨어져 있을 때는 프로펠러 샤프트가 사용된다.In general, in the case of a front engine rear driving (FR) vehicle, as shown in FIG. 1, the power of the engine 1 is driven by a propeller shaft 3 via the transmission 2. It is transmitted to the reduction gear 4. Rear engine rear driving (RR) cars also use a propeller shaft when the engine and the subordinate gears are separated, such as a large bus.

이때, 엔진(1)과 변속기(2)는 바디(또는 프레임)에 고정되어 있으나, 종감속 기어(4)는 구동 휠(5)과 함께 섀시 스프링을 거쳐 차체에 취부되어 있기 때문에 노면으로부터의 충격이나 적재량의 변화에 따라 전후상하로 움직인다. 따라서, 엔진(1)의 동력을 원활하게 구동 휠(5)에 전달하기 위해 프로펠러 샤프트(3)의 양단에 유니버설 조인트를 설치하여 각도와 길이의 변화에 대응할 수 있는 구조로 되어 있다.At this time, the engine 1 and the transmission 2 are fixed to the body (or the frame), but the longitudinal reduction gear 4 is mounted on the vehicle body through the chassis spring together with the driving wheel 5, and thus the impact from the road surface It moves up and down and up and down according to the change of load. Therefore, in order to smoothly transmit the power of the engine 1 to the drive wheel 5, universal joints are provided at both ends of the propeller shaft 3 to cope with changes in angle and length.

이러한 프로펠러 샤프트(3)는, 통상적으로 비틀림이나 굽힘에 강한 중공의 탄소강관으로 제조되며, 축의 단면적이 일정할 때 길이가 길어지면 갑자기 위험 회전속도가 작아지는 경향이 있으므로 2개 이상으로 분할되기도 한다.Such a propeller shaft 3 is usually made of hollow carbon steel pipe that is resistant to torsion and bending, and may be divided into two or more because the dangerous rotation speed tends to decrease suddenly when the length is longer when the cross-sectional area of the shaft is constant. .

2개로 분할된 경우의 프로펠러 샤프트(3)의 일례가 도 2에 도시되어 있다.An example of the propeller shaft 3 when divided into two is shown in FIG. 2.

도시된 바와 같이, 전방 샤프트(6)의 전측단에는 유니버설 조인트 요크(6a)가 있고, 후측단에는 슬리브 조인트용의 스플라인 축(6b)이 용접되어 있다. 후방 샤프트(7)의 전측단에는 전방 샤프트의 스플라인 축에 결합되는 슬리브 요크(7a)가 형성되어 있고 후측단에는 유니버설 조인트 요크(7b)가 있다. 유니버설 조인트 요크(6a)(7b)는 프로펠러 샤프트(3)의 각도 변화에 대응하기 위한 것이고, 슬리브 조인트인 스플라인 축(6b) 및 슬리브 요크(7a)는 프로펠러 샤프트(3)의 길이 변화에 대응하기 위한 것이다. 전방 샤프트(6)의 전측은 변속기(2)의 주축에 의해 지지되며, 후측은 센터 베어링(8)에 의해 프레임의 사이드 부재(10)에 브라켓(9)을 통해 지지되어 있다.As shown, a universal joint yoke 6a is provided at the front end of the front shaft 6, and a spline shaft 6b for the sleeve joint is welded at the rear end. At the front end of the rear shaft 7 there is formed a sleeve yoke 7a which is coupled to the spline shaft of the front shaft and at the rear end there is a universal joint yoke 7b. The universal joint yoke 6a, 7b is for responding to the angular change of the propeller shaft 3, the spline shaft 6b and the sleeve yoke 7a, which are sleeve joints, for changing the length of the propeller shaft 3 It is for. The front side of the front shaft 6 is supported by the main shaft of the transmission 2, and the rear side is supported by the center bearing 8 via the bracket 9 to the side member 10 of the frame.

또한, 프로펠러 샤프트(3)에 비틀림 진동이 발생되면 주행중 소음이 발생되고, 심한 경우에는 유니버설 조인트(6a)(7b)와 샤프트(3)가 파손될 수도 있으므로 비틀림 진동을 억제하기 위한 토션 댐퍼(12)가 특히, 대형 자동차에 장착되어 있다.In addition, when a torsional vibration is generated in the propeller shaft 3, noise is generated during driving, and in a severe case, the universal joints 6a and 7b and the shaft 3 may be damaged, so that the torsion damper 12 for suppressing the torsional vibration Is particularly mounted on large vehicles.

그러나, 상기와 같은 종래의 프로펠러 샤프트는 다음과 같은 문제점이 있었다.However, the conventional propeller shaft as described above has the following problems.

즉, 종래의 프로펠러 샤프트는 전방 샤프트의 스플라인 축이 후방 샤프트의 슬리브 요크 내에서 축방향으로 이동되는 것에 의해 프로펠러 샤프트의 길이 방향 변위를 흡수한다. 자동차가 정상적으로 주행하는 동안에는 스플라인 축과 슬리브 요크의 상대 이동량은 설계치를 넘어가지 않는다.That is, the conventional propeller shaft absorbs the longitudinal displacement of the propeller shaft by moving the spline shaft of the front shaft axially within the sleeve yoke of the rear shaft. While the car is running normally, the relative movement of the spline shaft and sleeve yoke does not exceed the design value.

그러나, 급경사나, 급제동과 같은 이상 주행시, 스플라인 축과 슬리브 요크의 상대 이동량이 허용치를 벗어나 스플라인 축의 끝단이 슬리브 요크의 내부 끝면에 충돌되어 프로펠러 샤프트에 축방향의 충격이 가해지는 경우가 종종 있다. 이러한 경우, 구동부의 베어링 등과 같은 이음매 부분이나 강성이 약한 부분이 파손될 수 있으며, 이는 자동차에 안전 사고를 유발할 수 있는 커다란 위험 요소이다.However, during abnormal driving such as steep inclination or sudden braking, the relative movement amount of the spline shaft and the sleeve yoke often exceeds the allowable value, and the end of the spline shaft collides with the inner end surface of the sleeve yoke, which often causes an axial impact on the propeller shaft. In this case, the joint part or the weak part such as the bearing of the driving part may be damaged, which is a great risk factor that may cause a safety accident in the vehicle.

본 발명은, 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 이상 주행으로 인해 스플라인 축과 슬리브 요크의 상대 이동량이 과도할 경우에도 이에 따른 충격을 완충할 수 있는 구조를 가지는 자동차용 프로펠러 샤프트를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above, and provides an automobile propeller shaft having a structure capable of cushioning the impact even when the relative movement amount of the spline shaft and the sleeve yoke is excessive due to abnormal driving. Its purpose is.

상기와 같은 목적은, 전단은 유니버셜 조인트를 통해 변속기의 주축과 연결되며, 외주에 스플라인이 형성된 스플라인 축이 후측부에 일체로 구비된 전방 샤프트; 후단은 유니버셜 조인트를 통해 종감속 기어와 연결되며, 스플라인 축이 축방향으로 이동가능하게 결합되는 중공관 형상의 슬리브 요크가 전측부에 일체로 구비된 후방 샤프트; 및 스플라인 축의 후방 샤프트에 대한 이동량이 과다할 경우 스플라인 축의 이동을 감쇄하기 위한 감쇄부를 포함하는 본 발명에 따른 자동차용 프로펠러 샤프트에 의해 달성된다.The above object, the front end is connected to the main shaft of the transmission via the universal joint, the front shaft is provided with a spline shaft formed on the outer periphery integrally with the rear side; The rear end is connected to the longitudinal reduction gear through the universal joint, the rear shaft is integrally provided with the front side of the sleeve yoke of the hollow tube shape to which the spline shaft is axially movable; And a damping portion for attenuating the movement of the spline shaft when the amount of movement relative to the rear shaft of the spline shaft is excessive.

감쇄부는, 슬리브 요크의 스플라인축 반대쪽에 구비되고 내부에는 점성 유체가 채워지는 하우징; 양단이 하우징의 내부 및 외부에 위치하도록 하우징을 관통하며, 스플라인의 축방향을 따라 이동가능하게 설치되고, 양단에 각각 원판이 고정된 로드; 로드를 스플라인 축을 향해 탄력적으로 지지하는 스프링을 가진다.The damping unit may include a housing provided opposite the spline shaft of the sleeve yoke and filled with a viscous fluid therein; A rod penetrating the housing so that both ends are positioned inside and outside the housing, the rod being movable along the axial direction of the spline, and having a disc fixed to each end; It has a spring that elastically supports the rod toward the spline shaft.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 프로펠러 샤프트는 상술한 종래의 프로펠러 샤프트의 구성에 스플라인 축과 슬리브 요크의 상대 변위가 과다할 경우 이를 감쇄하기 위한 감쇄부가 추가된 것을 특징으로 한다. 따라서, 본 실시예의 설명에 있어서, 종래와 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 참조 부호로 지시하며 그 설명을 생략한다.The propeller shaft for automobiles according to the exemplary embodiment of the present invention is characterized in that a damping part for attenuating the spline shaft and the sleeve yoke when the relative displacement of the spline shaft and the sleeve yoke is added to the conventional propeller shaft. Therefore, in the description of the present embodiment, the same components as in the prior art are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.

도 3은 본 발명의 주요부인 감쇄부를 도시한 단면도다. 도시된 바와 같이, 감쇄부는 하우징(12)과, 로드(14)와, 스프링(16)을 포함하고 있다.3 is a cross-sectional view showing an attenuation portion as a main part of the present invention. As shown, the damping portion includes a housing 12, a rod 14, and a spring 16.

하우징(12)은 슬리브 요크(7a) 내부의 스플라인 축(6b) 반대편에 제공되며, 그 내부는 점성 유체로 채워져 있다.The housing 12 is provided opposite the spline shaft 6b inside the sleeve yoke 7a, the interior of which is filled with a viscous fluid.

로드(14)는 양단이 하우징(12)의 내부 및 외부에 각각 위치되도록 스플라인 축(6b)과 대향하는 하우징(12)의 측벽을 관통하고 있으며, 축방향으로 이동가능하다. 로드(14)의 양단에는 각각 원판(15a, 15b)이 설치되어 있다. The rod 14 penetrates the side wall of the housing 12 opposite the spline shaft 6b so that both ends are located inside and outside the housing 12, respectively, and are axially movable. Both ends of the rod 14 are provided with disks 15a and 15b, respectively.

하우징(12) 내에 위치된 원판(15b)은 점성 유체에 잠겨 있으며, 하우징(12) 밖에 위치된 원판(15a)은 스프링(16)에 의해 스플라인 축(6b)을 향해 탄력적으로 지지되고 있다.The disc 15b located in the housing 12 is immersed in a viscous fluid, and the disc 15a located outside the housing 12 is elastically supported by the spring 16 toward the spline shaft 6b.

도면에서, 참조 부호 17 및 18은 베어링이다.In the figures, reference numerals 17 and 18 are bearings.

스프링(16)의 탄력에 의해 로드(14)는 스플라인 축(6b)을 향해 탄력지지된다. 그리고, 자동차가 일반적인 주행 상태일 때, 슬리브 요크(7a) 내에서 축방향 이동되는 스플라인 축(6b)은 감쇄부의 로드(14)에 고정된 원판(15a)과 접촉되지 않는다.The rod 14 is elastically supported toward the spline shaft 6b by the elasticity of the spring 16. And, when the automobile is in a normal driving state, the spline shaft 6b axially moved in the sleeve yoke 7a does not come into contact with the disc 15a fixed to the rod 14 of the damping portion.

그러나, 만약 자동차의 이상 주행에 의해 스플라인 축(6b)과 슬리브 요크(7a) 간의 상대 변위가 과다할 경우 스플라인 축(6b)은 로드(14)의 원판(15a)에 접촉되어 로드(14)를 하우징(12) 쪽으로 밀게된다. 이때, 스프링(16)의 탄성 및 하우징(12)에 수용된 점성 유체의 점성에 의해 스플라인 축(6b)의 이동량은 감쇄된다.However, if the relative displacement between the spline shaft 6b and the sleeve yoke 7a is excessive due to the abnormal driving of the vehicle, the spline shaft 6b is in contact with the disc 15a of the rod 14 to close the rod 14. It is pushed toward the housing 12. At this time, the amount of movement of the spline shaft 6b is attenuated by the elasticity of the spring 16 and the viscosity of the viscous fluid contained in the housing 12.

한편, 본 명세서 내에서는 스플라인축과 슬리브 요크가 각각 전방 샤프트 및 후방 샤프트에 구비된 것으로 도시하고 설명하였지만, 그 반대의 경우도 가능하다.In the present specification, although the spline shaft and the sleeve yoke are illustrated and described as being provided in the front shaft and the rear shaft, respectively, the reverse is also possible.

상기된 바와 같은 본 발명에 따른 자동차용 프로펠러 샤프트는 슬리브 요크의 내부에 감쇄부가 설치되어 스플라인축과 슬리브 요크의 상대 이동량이 과다할 경우 감쇄부가 이를 흡수, 완충하게 되므로, 스플라인 축과 슬리브 요크의 충돌에 의한 축방향 충격을 방지할 수 있는 장점이 있다.As described above, the propeller shaft for automobiles according to the present invention has a damping portion installed inside the sleeve yoke, so that when the relative movement amount of the spline shaft and the sleeve yoke is excessive, the damping portion absorbs and cushions the spline shaft and the sleeve yoke. There is an advantage that can prevent the axial shock by.

이상에서는, 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경실시할 수 있을 것이다.In the above, the present invention has been illustrated and described with respect to certain preferred embodiments. However, the present invention is not limited only to the above-described embodiments, and those skilled in the art to which the present invention pertains may vary without departing from the spirit of the technical idea of the present invention described in the claims below. It may be changed.

도 1은 후륜 구동 자동차의 구동 휠 작용 상태를 개략적으로 도시한 도면.1 is a view schematically showing a driving wheel action state of a rear wheel drive vehicle;

도 2는 도 1에 도시된 일반적인 프로펠러 샤프트의 구조를 도시한 개략도.Figure 2 is a schematic diagram showing the structure of a typical propeller shaft shown in Figure 1;

도 3은 본 발명에 따른 프로펠러 샤프트의 주요부인 댐퍼부를 상세하게 도시한 단면도.Figure 3 is a cross-sectional view showing in detail the damper portion of the main portion of the propeller shaft according to the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

6b : 스플라인 축 7a : 슬리브 요크6b: Spline Shaft 7a: Sleeve Yoke

12 : 하우징 14 : 로드12 housing 14 rod

15a, 15b : 원판 16 : 스프링15a, 15b: disc 16: spring

Claims (2)

전단은 유니버셜 조인트를 통해 변속기의 주축과 연결되며, 외주에 스플라인이 형성된 스플라인 축이 후측부에 일체로 구비된 전방 샤프트;The front end is connected to the main shaft of the transmission through a universal joint, the front shaft is provided with a spline shaft formed on the outer circumference integrally with the rear side; 후단은 유니버셜 조인트를 통해 종감속 기어와 연결되며, 상기 스플라인 축이 축방향으로 이동가능하게 결합되는 중공관 형상의 슬리브 요크가 전측부에 일체로 구비된 후방 샤프트;The rear end is connected to the longitudinal reduction gear via the universal joint, the rear shaft is integrally provided with the front side of the sleeve yoke of the hollow tube shape to which the spline shaft is axially movable; 상기 슬리브 요크의 스플라인 축 반대쪽에 구비되고 내부에는 점성 유체가 채워지는 하우징과, 양단이 상기 하우징의 내부 및 외부에 위치하도록 상기 하우징을 관통하며, 스플라인의 축방향을 따라 이동가능하게 설치되고, 양단에 각각 원판이 고정된 로드와, 상기 로드를 상기 스플라인 축을 향해 탄력적으로 지지하는 스프링을 가지는 감쇄 수단;이 구비되어, 상기 스플라인 축의 후방 샤프트에 대한 이동량이 과다할 경우 상기 감쇄 수단에 의해 상기 스플라인 축의 이동이 감쇄되는 것을 특징으로 하는 자동차용 프로펠러 샤프트.A housing provided opposite to the spline shaft of the sleeve yoke and filled with a viscous fluid therein, and both ends penetrate the housing so as to be located inside and outside the housing, and are movably installed along the axial direction of the spline, A damping means having a rod fixed to each of the discs and a spring for resiliently supporting the rod toward the spline shaft; and when the amount of movement with respect to the rear shaft of the spline shaft is excessive, Propeller shaft for automobiles, characterized in that the movement is attenuated. 삭제delete
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