KR102177597B1 - 등속조인트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이너레이스와 드라이브샤프트의 결합구조를 변경하여, 회전방향 및 축방향 유격을 감소하면서 드라이브샤프트의 강성을 확보하도록 한 등속조인트에 관한 것으로, 본 발명에서는, 단부에 축방향을 향하여 외측 치부가 요철 형상으로 형성된 드라이브샤프트; 상기 외측 치부에 대응하는 내측 치부가 축방향을 향하여 마주하도록 형성되어, 상기 외측 치부와 동일한 반경에서 결합되는 이너레이스;를 포함하여 구성되는 등속조인트가 소개된다.

Description

등속조인트{CONSTANT VELOCITY JOINT}

본 발명은 이너레이스와 드라이브샤프트의 결합구조를 변경하여, 회전방향 및 축방향 유격을 감소하면서 드라이브샤프트의 강성을 확보하도록 한 등속조인트에 관한 것이다.

등속조인트는 지면과 차체의 변위 흡수 및 전륜의 조향을 가능하게 하고, 구동축인 엔진과 변속기를 통해 나오는 구동력을 피구동축인 바퀴에 일정한 속도로 전달하는 구동계의 주요부품이다.

도 1은 등속조인트의 드라이브샤프트(1)와 이너레이스(2)가 조립된 구조를 도시한 것으로, 드라이브샤프트(1)와 이너레이스(2)에 축과 나란한 방향의 스플라인(3)이 적용되어 연결되고, 이와 함께 써클립(4)에 의해 결합되어 토크가 전달된다.

그런데, 상기 스플라인 연결구조는 상호 치합되는 스플라인치 사이에 유격이 존재하여 백래쉬가 발생하게 되고, 이에 차량 주행에 따른 주행성능 및 조향성능이 저하되는 것은 물론, NVH성능이 저하되는 문제가 있었다.

더욱이, 이너레이스의 내주면과 드라이브샤프트의 외주면에 스플라인치가 형성되고, 이들 스플라인치를 기반으로 토크가 전달됨으로써, 이너레이스의 강성 확보를 위해서는 이너이너레이스의 두께가 일정 이상 확보되어야 한다. 따라서, 이너레이스의 내경을 크게 줄일 수 없어 드라이브샤프트의 외경을 증대하는 데에 한계가 있는바, 드라이브샤프트의 강성이 저하되는 문제가 있다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

KR 10-2010-0097463 A

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 이너레이스와 드라이브샤프트의 결합구조를 변경하여, 회전방향 및 축방향 유격을 감소하면서 드라이브샤프트의 강성을 확보하도록 한 등속조인트를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 단부에 축방향을 향하여 외측 치부가 요철 형상으로 형성된 드라이브샤프트; 상기 외측 치부에 대응하는 내측 치부가 축방향을 향하여 마주하도록 형성되어, 상기 외측 치부와 동일한 반경에서 결합되는 이너레이스;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 외측 치부는 상기 드라이브샤프트의 끝부분 둘레를 따라 형성되고; 상기 내측 치부는 상기 이너레이스 중앙의 내주면이 단차지게 형성되어 축방향과 수직한 반경방향으로 단차면이 형성됨으로써 상기 단차면의 둘레를 따라 형성될 수 있다.

상기 이너레이스의 내주면은, 단차면의 일단과 이너레이스 일측면 사이에 이어지는 제1내주면과, 상기 단차면의 타단과 이너레이스 타측면 사이에 이어지되 상기 제1내주면보다 내경이 길게 형성된 제2내주면을 포함하여 구성이 되고, 상기 제2내주면에 상기 드라이브샤프트의 단부 외주면이 삽입 결합될 수 있다.

상기 외측 치부 및 내측 치부는 상호 대응하는 산부의 높이가 골부의 높이보다 짧게 형성되어, 산부와 골부 사이의 외면이 밀착될 수 있다.

상기 이너레이스의 내주면과 드라이브샤프트의 외주면에는 상호 대응하여 끼워지는 록킹홈 및 록킹돌기가 각각 형성될 수 있다.

상기한 과제 해결수단을 통해 본 발명은, 드라이브샤프트에 형성된 외측 치부가 이너레이스에 형성된 내측 치부에 동일한 반경 위치에서 결합됨으로써, 외측 치부의 골과 산이 내측 치부의 골과 산에 압입 상태로 끼워지면서 결합되고, 이에 외측 치부와 내측 치부 사이의 틈새를 제로화하게 되는바, 차량의 주행성능과 조향성능 및 NVH성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 이너레이스와 드라이브샤프트의 결합구조를 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 이너레이스와 드라이브샤프트를 분리하여 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 이너레이스와 드라이브샤프트의 결합구조를 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 회전방향 유격 저감 구조를 설명하기 위한 도면.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 등속조인트는, 크게 드라이브샤프트(10)와, 이너레이스(20)를 포함하여 구성이 된다.

도 2 및 도 3을 참조하여, 본 발명을 구체적으로 살펴보면, 먼저 드라이브샤프트(10)는 단부에 축방향을 향하여 외측 치부(11)가 요철 형상으로 형성된다.

이너레이스(20)는, 상기 외측 치부(11)에 대응하는 요철 형상의 내측 치부(21)가 축방향을 향하면서 상기 외측 치부(11)와 마주하도록 형성되어, 상기 내측 치부(21)가 상기 외측 치부(11)와 동일한 반경에서 결합된다.

즉, 상기한 구성에 따르면 상기 드라이브샤프트(10)를 이너레이스(20) 내부에 삽입하여 결합시, 외측 치부(11)가 내측 치부(21)와 동일한 반경 위치에서 결합됨으로써, 외측 치부(11)의 골부와 산부가 내측 치부(21)의 골부와 산부에 압입 상태로 끼워지면서 결합된다.

따라서, 외측 치부(11)와 내측 치부(21) 사이의 틈새를 제로화하게 됨으로써, 차량의 주행성능 및 조향성능을 향상시키고, NVH성능을 향상시킬 수 있게 된다.

아울러, 본 발명은 이너레이스(20) 내부가 단차지게 형성되어 단차진 부분에서 외측 치부(11)와 내측 치부(21)가 결합될 수 있다.

구체적으로 설명하면, 상기 외측 치부(11)는 상기 드라이브샤프트(10)의 끝부분 일면에 형성되는 것으로, 상기 끝부분 일면의 둘레를 따라 형성되는 구조가 된다.

그리고, 상기 이너레이스(20) 중앙의 내주면이 단차지게 형성되고, 축방향과 수직한 반경방향으로 단차면(22)이 형성되어, 상기 단차면(22)의 둘레를 따라 상기 내측 치부(21)가 형성되는 구조가 된다.

즉, 상기 드라이브샤프트(10)의 외주면(12)이 상기 이너레이스(20)의 내주면 안쪽으로 안내되어 삽입되면서, 상기 외측 치부(11)가 상기 단차면(22)을 향해 이동되어 상기 내측 치부(21)에 압박 상태로 끼워질 수 있게 된다.

이에, 본 발명에서는 상기 드라이브샤프트(10)의 외주면(12)이 상기 이너레이스(20)의 내주면 일부에 삽입 결합되는 구조가 된다.

구체적으로, 상기 이너레이스(20)의 내주면은, 단차면(22)의 일단과 이너레이스(20) 일측면 사이에 이어지는 제1내주면(23)과, 상기 단차면(22)의 타단과 이너레이스(20) 타측면 사이에 이어지되 상기 제1내주면(23)보다 내경이 길게 형성된 제2내주면(24)을 포함하여 구성이 된다.

그리고, 상기 제2내주면(24)에 상기 드라이브샤프트(10)의 단부 외주면(12)이 삽입 결합된다.

즉, 외측 치부(11)와 내측 치부(21)가 그 축 상에서 결합되므로, 드라이브샤프트(10)와 이너레이스(20) 간의 토크 전달 역시 상기 치부가 결합된 축 상에서 이루어지게 된다.

따라서, 상기 드라이브샤프트(10)가 삽입된 이너레이스(20) 부분의 두께를 기존의 이너레이스(20)에 비해 얇게 형성할 수 있으므로, 이너레이스(20)의 두께가 줄어든 만큼 이너레이스(20)의 내경이 커지게 되고, 이에 드라이브샤프트(10)의 외경을 증대시킬 수 있어 드라이브샤프트(10)의 강성을 증대시킬 수 있게 된다.

아울러, 도 4와 같이 본 발명의 상기 외측 치부(11) 및 내측 치부(21)는 상호 대응하는 산부의 높이가 골부의 높이보다 짧게 형성되어, 산부와 골부 사이의 외면이 밀착되는 구조가 된다.

예컨대, 상기 외측 치부(11) 및 내측 치부(21)에 형성된 산부와 골부는 호 형상으로 형성될 수 있는 것으로, 골부의 곡률이 산부의 곡률보다 작게 형성된다(EX : 산부의 형상은 원형, 골부의 형상은 타원형으로 형성)

따라서, 외측 치부(11)와 내측 치부(21)의 결합시, 상호 결합되는 산부의 끝부분과 골부의 끝부분 사이에 틈새가 형성되면서, 산부와 골부 사이에 형성된 플랭크면(p)이 서로 밀착됨으로써, 드라이브샤프트(10)와 이너레이스(20)의 회전방향에 대한 백래쉬를 완전하게 제거할 수 있게 된다.

더불어, 본 발명은 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 이너레이스(20)의 내주면과 드라이브샤프트(10)의 외주면(12)에는 록킹홈(25) 및 록킹돌기(15)가 원주방향을 따라 감싸는 형상으로 각각 형성되어 록킹홈(25) 및 록킹돌기(15)가 상호 대응하여 끼워지는 구조가 된다.

예컨대, 상기 이너레이스(20)의 제2내주면(24)에 단면이 반구형으로 형성된 록킹홈(25)이 복수 형성되고, 상기 드라이브샤프트(10)의 외주면(12)에 상기 록킹홈(25)에 대응하도록 단면이 반구형으로 형성된 록킹돌기(15)가 복수 형성된다.

따라서, 드라이브샤프트(10)를 상기 이너레이스(20)에 결합시, 상기 록킹돌기(15)가 록킹홈(25)에 끼워지게 됨으로써, 상기 이너레이스(20)에 대한 드라이브샤프트(10)의 축방향 유격을 제거하게 되는바, NVH성능을 향상시킬 수 있게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 드라이브샤프트(10)에 형성된 외측 치부(11)가 이너레이스(20)에 형성된 내측 치부(21)에 동일한 반경 위치에서 결합됨으로써, 외측 치부(11)의 골부와 산부가 내측 치부(21)의 골부와 산부에 압입 상태로 끼워지면서 결합되고, 이에 외측 치부(11)와 내측 치부(21) 사이의 틈새를 제로화하게 되는바, 차량의 주행성능과 조향성능 및 NVH성능을 향상시킬 수 있게 된다.

한편, 본 발명은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

10 : 드라이브샤프트
11 : 외측 치부
12 : 외주면
15 : 록킹돌기
20 : 이너레이스
21 : 내측 치부
22 : 단차면
23 : 제1내주면
24 : 제2내주면
25 : 록킹홈
p : 플랭크면

Claims (5)

1. 단부에 축방향을 향하여 외측 치부가 요철 형상으로 형성된 드라이브샤프트;
   상기 외측 치부에 대응하는 내측 치부가 축방향을 향하여 마주하도록 형성되어, 상기 외측 치부와 동일한 반경에서 결합되는 이너레이스;를 포함하고,
   상기 외측 치부 및 내측 치부는 상호 대응하는 산부의 높이가 골부의 높이보다 짧게 형성되어, 산부와 골부 사이의 플랭크면이 밀착되며,
   상기 이너레이스의 내주면과 드라이브샤프트의 외주면에는 록킹홈 및 록킹돌기가 원주방향을 따라 각각 감싸는 형상으로 형성됨으로써, 록킹홈 및 록킹돌기가 상호 대응하여 끼워져 이너레이스에 대한 드라이브샤프트의 축방향 유격을 제거하도록 구성한 것을 특징으로 하는 등속조인트.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 외측 치부는 상기 드라이브샤프트의 끝부분 둘레를 따라 형성되고;
   상기 내측 치부는 상기 이너레이스 중앙의 내주면이 단차지게 형성되어 축방향과 수직한 반경방향으로 단차면이 형성됨으로써 상기 단차면의 둘레를 따라 형성된 것을 특징으로 하는 등속조인트.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 이너레이스의 내주면은, 단차면의 일단과 이너레이스 일측면 사이에 이어지는 제1내주면과, 상기 단차면의 타단과 이너레이스 타측면 사이에 이어지되 상기 제1내주면보다 내경이 길게 형성된 제2내주면을 포함하여 구성이 되고,
   상기 제2내주면에 상기 드라이브샤프트의 단부 외주면이 삽입 결합되는 것을 특징으로 하는 등속조인트.
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