KR101060161B1 - 슬라이딩 구조의 프로펠러 샤프트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프로펠러 샤프트의 슬라이딩 구조에 기밀을 유지하여 수분 등 이물질이 유입되는 것을 방지하여 프로펠러 샤프트의 부식을 방지할 수 있는 프로펠러 샤프트를 제공하고자 함에 그 목적이 있다.

이를 구현하기 위한 본 발명은, 일측 외주면에 스플라인이 형성된 제1샤프트; 상기 제1샤프트의 스플라인이 슬라이드 가능하도록 내주면과 외주면에 스플라인이 형성된 제2샤프트; 상기 제1샤프트와 제2샤프트의 연결부위를 감싸 이물질이 유입되는 것을 방지함과 아울러 길이 변화를 흡수하기 위한 튜브; 상기 제2샤프트의 외주면 스플라인에 밀착되도록 내주면에 스플라인이 형성된 신축성 재질의 인서트; 상기 제1샤프트와 상기 튜브의 일측 단부를 체결하는 제1클램프; 상기 제2샤프트와 인서트 및 튜브의 타측 단부가 순차 겹쳐진 상태에서 그 외주면을 체결하는 제2클램프;를 포함한다.

프로펠러 샤프트, 튜브, 슬라이딩, 기밀, 인서트, 링

Description

슬라이딩 구조의 프로펠러 샤프트{PROPELLER SHAFT HAVING SLIDING STRUCTURE}

본 발명은 슬라이딩 구조의 프로펠러 샤프트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 프로펠러 샤프트 슬라이딩부의 기밀을 유지하고 이물질 유입을 차단하기 위한 슬라이딩 구조의 프로펠러 샤프트에 관한 것이다.

프로펠러 샤프트는 후륜구동차량이나 사륜구동차량에서 트랜스미션을 통해 전달받은 엔진의 동력을 차량 전·후방의 디퍼렌셜 기어(차동기어)까지 전달하는 동력전달축이다. 그리고, 통상적인 프로펠러 샤프트는, 구동부에 고정된 종동축 요크, 원통의 내주면 또는 외주면에 축방향을 따라 스플라인이 형성된 구조로 이루어져 상기 종동축 요크와 십자축을 매개로 결합되어 회전력을 전달하는 추진축 요크, 이 추진축 요크의 내주면 또는 외주면에 결합되는 원통형 튜브 등으로 구성되어 있다.

프로펠러 샤프트는 일반적으로 트랜스미션 쪽과 디퍼렌셜 기어 쪽의 두 부위 로 나뉘어져 있으며, 이들 부위는 센터 베어링에 의해 연결된다. 프로펠러 샤프트를 트랜스미션 및 디퍼렌셜 기어에 연결할 때는 유니버설 조인트를 사용하는데, 유니버설 조인트는 노면의 충격 등에 의해 트랜스미션 및 디퍼렌셜 기어의 상하 위치가 변화하는 것을 막아준다.

도 1은 종래 기술에 따른 차량용 프로펠러 샤프트 어셈블리가 도시된 측면도이다.

프로펠러 샤프트는, 변속기(도면에 미도시)측과 연결되는 종동축 요크(10), 상기 종동축 요크(10)와 십자축(20)을 매개로 결합되어 있는 추진축 요크(30), 상기 추진축 요크(30)에 슬라이딩 가능하게 결합된 파이프부(40)로 구성된다.

상기 추진축 요크(30) 내부면에는 프로펠러 샤프트의 길이방향으로 암스플라인이 형성되어 있다. 상기 파이프부(40) 전단의 슬라이딩부(45)는 상기 추진축 요크(30)의 내주면으로 삽입되어 있고 외주면에 숫스플라인이 형성되어 전후방향으로 슬라이딩 가능하게 되어 있다.

따라서 프로펠러 샤프트는 엔진(도면에 미도시)에서 발생한 회전력을 전달함과 아울러, 디퍼렌셜 기어(도면에 미도시) 측의 상하 움직임으로부터 발생된 길이 변화를 흡수할 수 있게 된다.

상기와 같은 구조의 프로펠러 샤프트는, 추진축 요크(30)와 슬라이딩부(45)로 이루어진 슬라이딩 구조에 기밀 유지가 어려워 부식 현상 및 이물질이 유입되는 현상을 차단하지 못하게 된다.

본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 프로펠러 샤프트의 슬라이딩 구조에 기밀을 유지하여 수분 등 이물질이 유입되는 것을 방지하여 프로펠러 샤프트의 부식을 방지할 수 있는 슬라이딩 구조의 프로펠러 샤프트를 제공하고자 함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 프로펠러 샤프트는, 일측 외주면에 스플라인이 형성된 제1샤프트; 상기 제1샤프트의 스플라인이 슬라이드 가능하게 내주면과 외주면에 스플라인이 형성된 제2샤프트; 상기 제1샤프트와 제2샤프트의 연결부위를 감싸 이물질이 유입되는 것을 방지함과 아울러 길이 변화를 흡수하기 위한 튜브; 상기 제2샤프트의 외주면 스플라인에 밀착되도록 내주면에 스플라인이 형성된 신축성 재질의 인서트; 상기 제1샤프트와 상기 튜브의 일측 단부를 체결하는 제1클램프; 상기 제2샤프트와 인서트 및 튜브의 타측 단부가 순차 겹쳐진 상태에서 그 외주면을 체결하는 제2클램프;를 포함한다.

상기 인서트는 고무재질로 이루어질 수 있다.

상기 인서트는 상기 튜브의 내부에 삽입되는 금속 재질의 외부링 내주면에 일체형으로 성형된 것으로 이루어질 수 있다.

상기 인서트와 외부링의 끝단부 중 튜브 내측에 위치된 부분은 상기 제2샤프트의 끝단부에 걸리도록 꼬부라진 형상인 것으로 이루어질 수 있다.

상기 제2샤프트에서 제1샤프트와 슬라이딩이 이루어지는 반대 측은 익스팬션 플러그에 의해 막혀 있고, 상기 익스팬션 플러그의 공기구멍은 중앙부가 소정 길이로 절개된 고무성형부로 덮인 것으로 이루어질 수 있다.

상기 고무성형부는 십자 모양으로 절개된 것으로 이루어질 수 있다.

본 발명에 의하면, 프로펠러 샤프트의 슬라이딩 구조에 수분 등의 이물질이 유입되는 것을 차단하여 부식 현상을 방지함으로써 프로펠러 샤프트의 내구성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

<제1실시예>

도 2는 본 발명의 제1실시예에 의한 프로펠러 샤프트를 보여주는 결합사시도, 도 3은 도 2에 도시된 프로펠러 샤프트의 분해사시도이다.

본 발명의 프로펠러 샤프트는, 도 1에 도시된 바와 같이, 변속기(도면에 미 도시)측과 연결되는 종동축 요크(10), 상기 종동축 요크(10)와 십자축(20)을 매개로 결합되어 있는 추진축 요크(30), 상기 추진축 요크(30)에 슬라이딩 가능하게 결합된 파이프부(40)로 구성되는 점에서는 종래와 동일하다.

본 발명은 상기 추진축 요크(30)와 파이프부(40)의 슬라이딩 결합 구조에 관한 것이다.

프로펠러 샤프트는, 일측 외주면에 스플라인(110;spline)이 형성된 제1샤프트(100), 상기 제1샤프트(100)의 스플라인(110)이 슬라이드 가능하도록 내주면(410a)과 외주면(410b)에 스플라인(410)이 형성된 제2샤프트(400), 상기 제1샤프트(100)와 제2샤프트(400)에 이물질(예를 들면, 물, 먼지, 소금 등)이 유입되는 것을 방지함과 아울러 프로펠러 샤프트의 길이 변화를 흡수하기 위한 튜브(200), 상기 제2샤프트(400)의 외주면(410b) 스플라인에 밀착되도록 내주면(300a)에 스플라인이 형성된 신축성 재질의 인서트(300;insert), 상기 제1샤프트(100)와 상기 튜브(200)의 일측 단부(200a)를 체결하는 제1클램프(500a), 상기 제2샤프트(400)와 인서트(300) 및 튜브(200)의 타측 단부(200b)가 순차 겹쳐진 상태에서 그 외주면을 체결하는 제2클램프(500b)를 포함한다.

상기 제1샤프트(100)는 차량 후방으로 연결되는 것이고, 제2샤프트(400)는 차량 전방으로 연결되는 것으로서, 내부가 빈 중공 축 형상으로 이루어져 있다.

제1샤프트(100)의 일측 외주면에 형성된 스플라인(110)은 제2샤프트(400)의 스플라인(410) 내부로 삽입되고, 두 스플라인(110,410)이 서로 맞물린 상태로 차량 전후방으로 상대운동(슬라이딩)하게 된다.

상기 튜브(200)는 중앙 몸통 표면이 주름관 형태로 이루어져 슬라이딩 운동에 의한 길이변화를 흡수할 수 있게 되어 있다.

상기 인서트(300)는 제2샤프트(400)의 스플라인(410) 외측으로 삽입되는 것이다. 인서트(300)는 신축성 재질 예를 들면, 고무 재질로 이루어져 있고, 내주면(300a)은 제2샤프트(400)의 스플라인(410)과 맞물리도록 스플라인 형상으로 이루어져 있다. 따라서 제2샤프트(400)와 튜브(200) 사이에 기밀을 유지하여 샤프트(100,400) 내부로 이물질이 유입되는 것을 차단할 수 있다. 인서트(300)의 외주면(300b)은 상기 튜브(200)의 단부(200b) 내측에 삽입되므로 매끈한 면으로 이루어져 있다.

튜브(200)의 일측 단부(200a)는 제1샤프트(100)의 스플라인 미가공부(120)에서 제1클램프(500a)에 의해 결합된다.

튜브(200)의 타측 단부(200b)는 제2샤프트(400)의 스플라인(410)에서 제2클램프(500b)에 의해 결합된다.

<제2실시예>

도 4는 본 발명의 제2실시예에 의한 프로펠러 샤프트를 보여주는 단면도, 도 5는 도 4에 도시된 프로펠러 샤프트의 부분확대도이다.

제2실시예는 제1샤프트(100)와 튜브(200)와 제2샤프트(400)가 구비된다는 점에서 제1실시예와 동일한 구성이지만, 금속재질의 외부링(610)에 인서트(620)가 일체로 성형되어 결합된 구조라는 점에서 기술적 특징이 있다.

즉, 고무재질의 인서트(610)는 금속재질(예를 들면, 스틸)의 외부링(610) 내부에 일체형으로 성형되어 있어 한 몸체로 구성된 것이다.

제1실시예의 경우 샤프트의 슬라이딩시 인서트(300)의 밀림 현상이 발생할 수 있으나, 제2실시예의 경우 스틸(Steel)재질의 외부링(610) 내면에 고무재질의 인서트(620)가 일체로 형성되어 있으므로 이러한 현상이 방지된다.

이 경우 상기 외부링(610)과 인서트(620)의 끝단부 중 튜브 내측에 위치된 부분(610a,620a)은 상기 제2샤프트(400)의 스플라인 끝단부(410c)에 걸리도록 꼬부라진 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한 외부링(610)의 타측 끝단부(610b)도 상측으로 꼬부라진 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다.

<제3실시예>

도 6은 본 발명의 제3실시예에 의한 프로펠러 샤프트를 보여주는 부분 단면도, 도 7은 본 발명의 익스팬션 플로그를 보여주는 도면이다.

도 6을 참조하면, 변속기(도면에 미도시)측과 연결되는 종동축 요크(10), 상기 종동축 요크(10)에 연결된 십자축(20)이 구비되어 있고, 상기 십자축(20)을 매개로 제2샤프트(400)가 연결되어 있다.

상기 제2샤프트(400)의 차량 후방측에서는 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 제1샤프트(100)가 슬라이딩되도록 결합되어 있다.

제2샤프트(400)의 내부 공간(400a)은 익스팬션 플러그(700)에 의해 차량 전방측(제1샤프트와 슬라이딩이 이루어지는 반대 측)이 막혀 있다.

익스팬션 플러그(700)는 돔(dome) 형상의 몸체(710)로 인해 이물질의 유입을 차단하는 동시에 몸체(710)의 중앙에 형성된 공기구멍에 의해 제1샤프트(100)와 제2샤프트(400)가 슬라이딩시 샤프트 내부의 공기를 외부로 배출할 수 있도록 되어 있다.

이 경우 상기 공기구멍으로 이물질 및 수분이 침투할 수 있으므로 상기 공기구멍은, 중앙부가 소정 길이로 절개되어 그 절개된 부분을 통해 공기가 배출될 수 있는 고무성형부(720)에 의해 덮여 있다.

상기 고무성형부(720)는 상기 몸체(710)에 일체로 성형되는 것이 바람직하다.

상기 고무성형부(720)의 절개된 부분은 십자모양으로 절개되는 것이 바람직하다.

이상, 본 발명의 실시 예를 사용하여 설명하였으나 이들 실시예는 예시적인 것에 불과하며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상에서 벗어나지 않으면서 다양한 수정과 변경을 가할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 차량용 프로펠러 샤프트 어셈블리가 도시된 측면도,

도 2는 본 발명의 제1실시예에 의한 프로펠러 샤프트를 보여주는 결합사시도,

도 3은 도 2에 도시된 프로펠러 샤프트의 분해사시도,

도 4는 본 발명의 제2실시예에 의한 프로펠러 샤프트를 보여주는 단면도,

도 5는 도 4에 도시된 프로펠러 샤프트의 부분확대도,

도 6은 본 발명의 제3실시예에 의한 프로펠러 샤프트를 보여주는 부분 단면도,

도 7은 본 발명의 익스팬션 플로그를 보여주는 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 제1샤프트 110 : 스플라인

200 : 튜브 300 : 인서트

400 : 제2샤프트 410 : 스플라인

500a : 제1클램프 500b : 제2클램프

Claims (6)

1. 일측 외주면에 스플라인이 형성된 제1샤프트; 상기 제1샤프트의 스플라인이 슬라이드 가능하도록 내주면과 외주면에 스플라인이 형성된 제2샤프트; 상기 제1샤프트와 제2샤프트의 연결부위를 감싸 이물질이 유입되는 것을 방지함과 아울러 길이 변화를 흡수하기 위한 튜브; 상기 제2샤프트의 외주면 스플라인에 밀착되도록 내주면에 스플라인이 형성된 신축성 재질의 인서트; 상기 제1샤프트와 상기 튜브의 일측 단부를 체결하는 제1클램프; 상기 제2샤프트와 인서트 및 튜브의 타측 단부가 순차 겹쳐진 상태에서 그 외주면을 체결하는 제2클램프를 포함하고,

   상기 인서트는 고무재질로 이루어지는 한편 상기 튜브의 내부에 삽입되는 금속 재질의 외부링 내주면에 일체형으로 성형되며,

   상기 튜브 내측에 위치된 부분으로서 상기 인서트와 외부링의 끝단부는 상기 제2샤프트의 스플라인 끝단부에 걸리도록 상기 제2샤프트의 중심 방향으로 꼬부라진 형상으로 되어 있고,

   상기 외부링의 타측 끝단부는 상기 제2클램프의 이탈을 방지하기 위해 상기 제2샤프트의 외측 방향으로 꼬부라진 형상으로 되어 있는 슬라이딩 구조의 프로펠러 샤프트.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서, 상기 제2샤프트에서 제1샤프트와 슬라이딩이 이루어지는 반대 측은 익스팬션 플러그에 의해 막혀 있고, 상기 익스팬션 플러그의 공기구멍은 중앙부가 소정 길이로 절개된 고무성형부로 덮인 것을 특징으로 하는 슬라이딩 구조의 프로펠러 샤프트.
6. 제5항에 있어서, 상기 고무성형부는 십자 모양으로 절개된 것을 특징으로 하는 슬라이딩 구조의 프로펠러 샤프트.

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