KR102130009B1 - 차량용 드라이브 샤프트 - Google Patents

차량용 드라이브 샤프트 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 차량용 드라이브 샤프트는 차량의 엔진 구동력을 휠에 전달하는 드라이브 샤프트로서, 엔진측 및 휠측에 각각 배치되는 등속 조인트, 상기 등속 조인트를 서로 연결하여 엔진측에 배치된 등속 조인트의 회전동력을 휠측에 배치된 등속 조인트로 전달하는 중간 샤프트(interconnecting shaft) 및 상기 등속 조인트 및 상기 중간 샤프트의 연결부위를 감싸는 부트를 포함하고, 상기 중간 샤프트는 중공(中空)된 파이프 형태로 형성되는 할로우 샤프트, 그리고 중실(中實)된 축 형태로 형성되어 상기 할로우 샤프트의 일 측 및 타 측에 각각 결합되는 스터브 샤프트를 포함하며, 상기 할로우 샤프트는 카본(carbon)소재로 형성되고, 상기 스터브 샤프트는 스틸(steel)소재로 형성된다.
본 발명에 의하면, 할로우 샤프트를 카본소재로 형성하고, 할로우 샤프트의 양 단부에 결합되는 스터브 샤프트를 스틸소재로 형성하여, 드라이브 샤프트의 전체적인 무게를 감소시켜 차량의 연비를 향상시킬 수 있다.

Description

차량용 드라이브 샤프트{Drive shaft for vehicle}
본 발명은 차량용 드라이브 샤프트의 중간 샤프트에 관한 것이다.
일반적으로, 차량의 구동 라인에 사용되는 드라이브 샤프트는 자동차의 엔진 동력을 구동휠로 전달하기 위한 장치로서, 중간 샤프트(interconnecting shaft)와 중간 샤프트의 양측에 각각 결합되는 등속 조인트를 포함한다.
중간 샤프트는 환봉 형태로 형성되어 양 끝단에 스플라인 홈이 형성된다. 따라서, 스플라인 홈을 통하여 등속 조인트에 결합될 수 있다.
그러나, 중간 샤프트는 환봉 형태로 형성되어 고중량을 가지고, 이로 인하여 차량의 전체 하중이 증가하여 차량의 연비가 저하되는 문제점이 있었다. 또한, 미리 설정된 규격으로 제작되어 차종에 따라 각각 별도로 제작되어야 하는 문제점이 있었다.
한편, 종래에는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 내부가 중공된 관 형상의 중간 샤프트가 개발되었다.
그러나, 상기한 종래의 중간 샤프트는 중공형태의 관부와 관부의 양 단부에 일체로 결합되는 축부가 모두 스틸(steel)소재로 제작되어, 여전히 고중량을 유지하는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 중간 샤프트는 축부를 관부의 단부에 용접하여 일체로 형성됨으로써, 드라이브 샤프트의 일 측 또는 타 측에 설치된 부트 중 어느 하나가 손상될 경우, 손상된 부트를 교체하기 위하여 서로 연결된 복수의 등속 조인트 및 중간 샤프트를 모두 차량으로부터 분리해야만 하는 문제점이 있었다.
공개특허공보 제10-2005-0006343호
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 스틸소재로 형성되어 축부와 관부가 일체형으로 형성된 종래의 중간 샤프트를 카본소재로 형성된 할로우 샤프트와, 할로우 샤프트의 양 단부에 스플라인 결합되는 스틸소재의 스터브 샤프트로 구성하여 중량 저감으로 인한 연비를 향상시킬 수 있는 차량용 드라이브 샤프트를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 차량용 드라이브 샤프트는 차량의 엔진 구동력을 휠에 전달하며, 엔진측 및 휠측에 각각 배치되는 등속 조인트, 상기 등속 조인트를 서로 연결하여 엔진측에 배치된 등속 조인트의 회전동력을 휠측에 배치된 등속 조인트로 전달하는 중간 샤프트(interconnecting shaft) 및 상기 등속 조인트 및 상기 중간 샤프트의 연결부위를 감싸는 부트를 포함한다. 상기 중간 샤프트는 중공(中空)된 파이프 형태로 형성되는 할로우 샤프트(hollow shaft), 그리고 상기 할로우 샤프트의 일 측 및 타 측에 각각 결합되고 상기 등속 조인트가 각각 체결되는 스터브 샤프트(stub shaft)를 포함한다. 상기 할로우 샤프트는 카본(carbon)소재로 형성되고, 상기 스터브 샤프트는 스틸(steel)소재로 형성된다. 상기 부트의 일 측은 상기 등속 조인트에 설치되며, 상기 부트의 타 측은 상기 스터브 샤프트에 설치된다. 상기 할로우 샤프트와 상기 스터브 샤프트는 분리 가능하도록 스플라인 홈을 통해 서로 맞물려 결합된다.
상기 스터브 샤프트는 상기 엔진 측에 배치된 등속 조인트에 결합되는 제1 스터브 샤프트, 그리고 상기 휠 측에 배치된 등속 조인트에 결합되는 제2 스터브 샤프트를 포함할 수 있다.
상기 스터브 샤프트는 상기 할로우 샤프트에 결합되는 제1 결합부, 그리고 상기 등속 조인트에 결합되는 제2 결합부를 포함할 수 있다.
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본 발명에 의하면, 할로우 샤프트를 카본소재로 형성하고, 할로우 샤프트의 양 단부에 결합되는 스터브 샤프트를 스틸소재로 형성하여, 드라이브 샤프트의 전체적인 무게를 감소시켜 차량의 연비를 향상시킬 수 있다.
또한, 할로우 샤프트와 스터브 샤프트가 필요시 서로 분리 가능한 구조로 결합됨으로써, 일 측은 등속 조인트에 설치되고 타 측은 스터브 샤프트에 설치된 부트의 교체가 필요할 경우, 손상된 부트가 설치된 스터브 샤프트와 해당 등속 조인트만을 차량으로부터 분리되도록 하여 보다 빠르고 신속하게 부품의 교체가 가능하고, 정비 및 유지보수를 용이하게 수행할 수 있다.
또한, 차종에 따라 할로우 샤프트의 크기를 각각 다르게 제작하여, 모든 차종에 적용시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 드라이브 샤프트를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 드라이브 샤프트의 중간 샤프트를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 드라이브 샤프트의 중간 샤프트의 스터브 샤프트 및 할로우 샤프트가 서로 분리된 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 드라이브 샤프트를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 드라이브 샤프트의 중간 샤프트를 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 드라이브 샤프트의 중간 샤프트의 스터브 샤프트 및 할로우 샤프트가 서로 분리된 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 드라이브 샤프트(이하 '드라이브 샤프트'라 함)는 차량의 엔진 구동력을 트랜스미션(미도시)을 거쳐 휠에 전달하는 장치로서, 엔진측(인보드측) 및 휠측(아웃보드측)에 각각 배치되어 등속운동을 수행하고, 후술할 중간 샤프트(20)의 일 측 및 타 측에 각각 결합되는 복수의 등속 조인트(11, 13)를 포함하는 조인트부(10)를 포함한다.
조인트부(10)는 엔진측(인보드측)에 배치되는 플런징(plunging) 방식의 등속 조인트(11) 및 휠측(아웃보드측)에 배치되는 등속 조인트(13)를 포함한다.
또한, 본 드라이브 샤프트는 복수의 등속 조인트(11, 13)를 서로 연결하는 중간 샤프트(20)(interconnecting shaft)를 포함한다.
중간 샤프트(20)는 일 측 및 타 측에 배치된 복수의 등속 조인트(11, 13)를 서로 연결하여 엔진측에 배치된 등속 조인트(11)의 회전동력을 휠측에 배치된 등속 조인트(13)로 전달한다.
또한, 중간 샤프트(20)의 중앙은 파이프 구조로 형성되고, 각 등속 조인트(11, 13)에 결합되는 중간 샤프트(20)의 일 측 및 타 측은 축 구조로 형성된다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 중간 샤프트(20)는 중공(中空)된 파이프 형태로 형성되는 할로우 샤프트(21) 및 중공(中空) 혹은 중실(中實)된 축 형태로 형성되어 할로우 샤프트(21)의 일 측 및 타 측에 각각 결합되는 스터브 샤프트(23)를 포함할 수 있다.
스터브 샤프트(23)는 엔진측에 배치된 등속 조인트(11)에 결합되는 제1 스터브 샤프트(231), 그리고 휠 측에 배치된 등속 조인트(13)에 결합되는 제2 스터브 샤프트(233)를 포함할 수 있다.
여기서, 각 스터브 샤프트(231, 233)는 할로우 샤프트(21)에 결합되는 제1 결합부(23a), 그리고 각 등속 조인트(11, 13)에 결합되는 제2 결합부(23b)를 포함할 수 있다.
또한, 중간 샤프트(20)의 할로우 샤프트(21)는 카본(carbon)소재로 형성되고, 스터브 샤프트(23)는 스틸(steel)소재로 형성될 수 있다.
즉, 본 드라이브 샤프트의 중간 샤프트(20)는 카본(carbon)소재로 형성되는 파이프 형태의 할로우 샤프트(21)와 스틸(steel)소재로 형성되어 할로우 샤프트(21)의 양 단부에 각각 결합되는 중실 혹은 중공된 축 형태의 스터브 샤프트(23)로 구성된다.
따라서, 후술할 부트(30)가 본 드라이브 샤프트에 설치될 경우, 부트(30)의 일 측은 각 등속 조인트에 설치되고, 부트(30)의 타 측은 각 스터브 샤프트(231, 233)에 설치될 수 있다. 예컨대, 각 스터브 샤프트(231, 233)의 외면에는 각 부트(30)의 타 측이 안착되는 안착홈(미도시)이 형성될 수 있다.
또한, 할로우 샤프트(21)는 스터브 샤프트(23)의 내측으로 삽입되어 결합될 수 있다.
더 자세하게는, 각 스터브 샤프트(231, 233)의 단부에는 할로우 샤프트(21)의 외경에 대응되는 결합홈(231a, 233a)이 축 방향을 따라 미리 설정된 깊이로 형성될 수 있다. 따라서, 중간 샤프트(20)의 결합 시, 할로우 샤프트(21)의 양 단부를 미리 설정된 깊이까지 결합홈(231a, 233a)으로 밀어 넣은 후, 할로우 샤프트(21)와 각 스터브 샤프트(231, 233) 사이의 결합부위를 본딩 및 열처리하여 할로우 샤프트(21)와 스터브 샤프트(23)를 일체로 형성할 수 있다.
여기서, 결합홈(231a, 233a)으로 삽입되는 할로우 샤프트(21)의 일 측 및 타 측 외경 및 결합홈(231a, 233a)이 형성된 각 스터브 샤프트(231, 233)의 내경에는 서로 맞물려 결합 가능한 스플라인(spline) 홈(S)이 형성될 수 있다.
또한, 본 드라이브 샤프트는 각 등속 조인트(11, 13) 및 각 등속 조인트(11, 13)에 결합되는 각 스터브 샤프트(231, 233)의 일부를 감싸도록 설치되어 각 스터브 샤프트(231, 233)가 삽입되는 각 등속 조인트(11, 13)의 입구를 차단시키는 부트(30) 및 부트(30)의 일 측 및 타 측 둘레에 설치되어 부트(30)를 고정시키는 클램프(40)를 더 포함할 수 있다.
이처럼 본 발명에 의하면, 할로우 샤프트(21)를 카본소재로 형성하고, 할로우 샤프트(21)의 양 단부에 결합되는 스터브 샤프트(23)를 스틸소재로 형성하여, 드라이브 샤프트의 전체적인 무게를 감소시켜 차량의 연비를 향상시킬 수 있다.
또한, 할로우 샤프트(21)와 스터브 샤프트(23)가 필요시 서로 분리 가능한 구조로 결합됨으로써, 일 측은 등속 조인트(11, 13)에 설치되고 타 측은 스터브 샤프트(23)에 설치된 부트(30)의 교체가 필요할 경우, 손상된 부트(30)가 설치된 스터브 샤프트(23)와 해당 등속 조인트(11, 13)만을 차량으로부터 분리되도록 하여 보다 빠르고 신속하게 부품의 교체가 가능하고, 정비 및 유지보수를 용이하게 수행할 수 있다.
또한, 차종에 따라 할로우 샤프트(21)의 크기를 각각 다르게 제작하여, 모든 차종에 적용시킬 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.
10. 조인트부
11. 엔진측 등속 조인트
13. 휠측 등속 조인트
20. 중간 샤프트
21. 할로우 샤프트
23. 스터브 샤프트
23a. 제1 결합부 23b. 제2 결합부
231. 제1 스터브 샤프트 231a. 결합홈
233. 제2 스터브 샤프트 233a. 결합홈
S. 스플라인 홈
30. 부트
40. 클램프

Claims (5)

  1. 차량의 엔진 구동력을 휠에 전달하는 드라이브 샤프트로서,
    엔진측 및 휠측에 각각 배치되는 등속 조인트, 상기 등속 조인트를 서로 연결하여 엔진측에 배치된 등속 조인트의 회전동력을 휠측에 배치된 등속 조인트로 전달하는 중간 샤프트(interconnecting shaft) 및 상기 등속 조인트 및 상기 중간 샤프트의 연결부위를 감싸는 부트를 포함하고,
    상기 중간 샤프트는
    중공(中空)된 파이프 형태로 형성되는 할로우 샤프트(hollow shaft), 그리고
    상기 할로우 샤프트의 일 측 및 타 측에 각각 결합되고 상기 등속 조인트가 각각 체결되는 스터브 샤프트(stub shaft)를 포함하며,
    상기 할로우 샤프트는 카본(carbon)소재로 형성되고, 상기 스터브 샤프트는 스틸(steel)소재로 형성되고,
    상기 부트의 일 측은 상기 등속 조인트에 설치되며,
    상기 부트의 타 측은 상기 스터브 샤프트에 설치되고,
    상기 할로우 샤프트와 상기 스터브 샤프트는 분리 가능하도록 스플라인 홈을 통해 서로 맞물려 결합되는
    차량용 드라이브 샤프트.
  2. 제1항에서,
    상기 스터브 샤프트는
    상기 엔진 측에 배치된 등속 조인트에 결합되는 제1 스터브 샤프트, 그리고
    상기 휠 측에 배치된 등속 조인트에 결합되는 제2 스터브 샤프트
    를 포함하는 차량용 드라이브 샤프트.
  3. 제1항에서,
    상기 스터브 샤프트는
    상기 할로우 샤프트에 결합되는 제1 결합부, 그리고
    상기 등속 조인트에 결합되는 제2 결합부
    를 포함하는 차량용 드라이브 샤프트.
  4. 삭제
  5. 삭제
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