KR102179859B1 - 드라이브 샤프트의 플런징 어셈블리 및 이를 포함하는 드라이브 샤프트 - Google Patents

드라이브 샤프트의 플런징 어셈블리 및 이를 포함하는 드라이브 샤프트 Download PDF

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Abstract

플런징 어셈블리는 길이 방향으로 연장되는 복수의 아웃터 볼 그루브를 가지는 보어(bore)를 구비하는 아웃터 하우징, 상기 아웃터 하우징의 보어에 길이 방향으로 상대 이동이 가능하도록 배치되며 상기 복수의 아웃터 볼 그루브와 각각 짝을 이루어 복수의 볼 트랙을 형성하는 복수의 인너 볼 그루브를 구비하는 인너 샤프트, 상기 아웃터 하우징과 상기 인너 샤프트 사이의 플런징 모션 및 회전 동력 전달이 가능하도록 상기 아웃터 하우징과 상기 인너 샤프트를 연결하는 플런징 유닛, 그리고 상기 플런징 유닛의 길이 방향 이동 및 상기 아웃터 하우징과 상기 인너 샤프트의 길이 방향의 상대 이동을 제한하도록 작동하는 이동 제한 유닛을 포함한다. 상기 플런징 유닛은 상기 길이 방향으로 이동 가능하게 상기 복수의 볼 트랙에 배치되는 복수의 볼, 그리고 상기 복수의 볼을 수용하며 상기 길이 방향으로 이동 가능하게 상기 인너 샤프트와 상기 아웃터 하우징 사이에 개재되는 볼 케이지를 포함한다. 상기 이동 제한 유닛은 상기 플런징 유닛의 상기 보어 밖으로 배출되는 방향으로의 상대 이동을 제한하는 제1 무빙-아웃 스톱퍼, 그리고 상기 인너 샤프트가 상기 보어 밖으로 배출되는 방향으로의 상기 아웃터 하우징과 상기 인너 샤프트의 상대 이동을 제한하는 제2 무빙-아웃 스톱퍼를 포함한다. 상기 제1 무빙-아웃 스톱퍼는 상기 인너 샤프트가 삽입되는 상기 아웃터 하우징의 단부에 결합되며 상기 아웃터 하우징의 내면 및 외면에 형성되는 내측 및 외측 체결 홈에 각각 삽입되는 내측 및 외측 체결 돌기를 각각 포함하는 걸림부재이다.

Description

드라이브 샤프트의 플런징 어셈블리 및 이를 포함하는 드라이브 샤프트 {Plunging assembly for driveshaft and driveshaft including same}
본 발명은 차량의 구동 계통에 사용되는 드라이브 샤프트의 플런징 어셈블리 및 이를 포함하는 드라이브 샤프트에 관한 것이다.
차량의 구동 라인에 사용되는 드라이브 샤프트는 중간 샤프트(intermediate shaft)와 그 양측에 각각 설치되는 등속 조인트를 포함한다.
이러한 드라이브 샤프트는 중간 샤프트가 플런징(plunging) 가능한 플런징 어셈블리로 이루어져 길이방향으로 길이가 가변될 수 있도록 구성되기도 한다.
플런징 어셈블리는 볼 스플라인(ball spline) 구조를 이용한 플런징 샤프트의 형태로 구현되는 것이 일반적이다. 이러한 플런징 어셈블리는 관 형태의 아웃터 하우징(outer housing), 인너 샤프트(inner shaft), 그리고 플런징 유닛(plunging unit)을 포함한다. 플런징 유닛은 아웃터 하우징과 인너 샤프트 사이에 개재되어 플런징 동작이 가능하도록 한다. 아웃터 하우징과 인너 샤프트에서 서로 짝을 이루는 볼 그루브가 각각 구비되고, 플런징 유닛은 이들 볼 그루브에 배치되는 볼과 이를 수용하는 볼 케이지를 포함한다.
이러한 플런징 유닛을 가지는 플런징 어셈블리에서 플런징 유닛의 거동 및 인너 샤프트의 거동을 제한하는 것이 필요하며, 예를 들어 미국 등록특허 US6,595,602에는 이와 같은 플런징 어셈블리를 개시하고 있다. 종래의 드라이브 샤프트의 플런징 어셈블리는 플런징 유닛 및 인너 샤프트의 거동을 제한하기 위해 여러 개의 스톱 링(stop ring)을 구비하고 특히 인너 샤프트의 양 단에 각각 스톱 링이 구비되는 구조를 가진다. 이러한 경우 구조가 복잡하고 인너 샤프트의 양 단에 스톱 링의 안착을 위한 홈이 각각 가공되어야 하기 때문에 가공이 어려운 문제가 있다.
한편 일본 특허공보 특허 제3464460호에는 볼 케이지의 이탈을 방지하기 위한 스톱퍼를 아웃터 하우징의 외측 단부에 고정하는 방식이 소개되었으나, 스톱퍼가 견고히 고정되지 못하고 볼 케이지의 이탈을 효과적으로 방지하지 못하는 문제가 있었다.
미국 등록특허공보 US6,585,602 일본 특허공보 특허 제3464460호 일본 특허공보 특허 제2863114호
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 구조가 간단하면서 볼 케이지의 이탈을 안정적으로 방지할 수 있는 드라이브 샤프트의 플런징 어셈블리를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 플런징 어셈블리는 길이 방향으로 연장되는 복수의 아웃터 볼 그루브를 가지는 보어(bore)를 구비하는 아웃터 하우징, 상기 아웃터 하우징의 보어에 길이 방향으로 상대 이동이 가능하도록 배치되며 상기 복수의 아웃터 볼 그루브와 각각 짝을 이루어 복수의 볼 트랙을 형성하는 복수의 인너 볼 그루브를 구비하는 인너 샤프트, 상기 아웃터 하우징과 상기 인너 샤프트 사이의 플런징 모션 및 회전 동력 전달이 가능하도록 상기 아웃터 하우징과 상기 인너 샤프트를 연결하는 플런징 유닛, 그리고 상기 플런징 유닛의 길이 방향 이동 및 상기 아웃터 하우징과 상기 인너 샤프트의 길이 방향의 상대 이동을 제한하도록 작동하는 이동 제한 유닛을 포함한다. 상기 플런징 유닛은 상기 길이 방향으로 이동 가능하게 상기 복수의 볼 트랙에 배치되는 복수의 볼, 그리고 상기 복수의 볼을 수용하며 상기 길이 방향으로 이동 가능하게 상기 인너 샤프트와 상기 아웃터 하우징 사이에 개재되는 볼 케이지를 포함한다. 상기 이동 제한 유닛은 상기 플런징 유닛의 상기 보어 밖으로 배출되는 방향으로의 상대 이동을 제한하는 제1 무빙-아웃 스톱퍼, 그리고 상기 인너 샤프트가 상기 보어 밖으로 배출되는 방향으로의 상기 아웃터 하우징과 상기 인너 샤프트의 상대 이동을 제한하는 제2 무빙-아웃 스톱퍼를 포함한다. 상기 제1 무빙-아웃 스톱퍼는 상기 인너 샤프트가 삽입되는 상기 아웃터 하우징의 단부에 결합되며 상기 아웃터 하우징의 내면 및 외면에 형성되는 내측 및 외측 체결 홈에 각각 삽입되는 내측 및 외측 체결 돌기를 각각 포함하는 걸림부재이다.
상기 걸림부재는 상기 아웃터 하우징의 내면을 따라 연장되는 내측 연장부, 상기 아웃터 하우징의 외면을 따라 연장되는 외측 연장부, 그리고 상기 내측 및 외측 연장부를 연결하는 연결부를 포함할 수 있다. 상기 내측 체결 돌기는 상기 내측 연장부의 외면에 형성될 수 있고, 상기 외측 체결 돌기는 상기 외측 연장부의 내면에 형성될 수 있다.
상기 내측 체결 돌기의 외측 부분 중 상기 아웃터 하우징의 단부에서 가까운 쪽은 라운드 형상을 갖도록 형성되고 상기 아웃터 하우징의 단부에서 먼 쪽은 직각을 이루도록 형성될 수 있으며, 상기 외측 체결 돌기의 내측 부분 중 상기 아웃터 하우징의 단부에서 먼 쪽은 라운드 형상을 갖도록 형성되고 상기 아웃터 하우징의 단부에서 가까운 쪽은 직각을 이루도록 형성될 수 있다.
상기 내측 체결 돌기는 상기 외측 체결 돌기보다 상기 아웃터 하우징의 단부에서 더 멀게 배치될 수 있다.
상기 내측 연장부는 상기 볼 케이지의 배출을 차단할 수 있도록 상기 볼 케이지의 단부를 지지할 수 있도록 형성될 수 있다.
상기 걸림부재의 조립 시 상기 내측 및 외측 체결 돌기는 상기 아웃터 하우징에 순차적으로 체결될 수 있다.
상기 내측 체결 돌기와 상기 외측 체결 돌기는 대칭을 이루도록 형성될 수 있다.
상기 내측 및 외측 체결 돌기는 상기 내측 및 외측 체결 홈에 각각 탄성적으로 체결될 수 있다.
상기 내측 및 외측 돌기는 탄성 변형 및 복원이 가능한 재질로 형성될 수 있다.
상기 내측 및 외측 돌기는 고무 또는 합성수지로 형성될 수 있다.
상기 이동 제한 유닛은 상기 플런징 유닛의 상기 보어 내로 삽입되는 방향으로의 상대 이동을 제한하는 제1 무빙-인 스톱퍼, 그리고 상기 인너 샤프트가 상기 보어 내로 삽입되는 방향으로의 상기 아웃터 하우징과 상기 인너 샤프트의 상대 이동을 제한하는 제2 무빙-인 스톱퍼를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 무빙-인 스톱퍼는 상기 인너 샤프트의 선단부와 마주하도록 상기 아웃터 하우징의 보어에 배치되는 범퍼(bumper)일 수 있다.
상기 범퍼는 고무 재질로 형성될 수 있다.
상기 제1 무빙-인 스톱퍼는 상기 아웃터 볼 그루브의 내측 끝단에 구비되어 상기 플런징 유닛의 상기 보어 내로 삽입되는 방향으로의 상대 이동 시에 상기 플런징 유닛과 부딪히도록 형성되는 걸림턱일 수 있다.
상기 제2 무빙-아웃 스톱퍼는 상기 인너 샤프트의 내측 끝단에 구비되어 상기 인너 샤프트의 상기 보어 밖으로의 상대 이동 시에 상기 제1 무빙-아웃 스톱퍼와 부딪혀 있는 상기 플런징 유닛과 부딪히도록 형성되는 스톱 링일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 드라이브 샤프트는 상기한 본 발명의 실시예들 중 어느 하나에 따른 플런징 어셈블리, 그리고 상기 플런징 어셈블리의 양 단에 각각 연결되는 한 쌍의 조인트를 포함한다.
본 발명에 의하면, 플런징 유닛의 무빙-아웃 동작 시의 플런징 유닛의 상대 이동을 제한하는 요소로 걸림부재를 사용하기 때문에, 아웃터 하우징의 개방 측 단부의 내면에 형성되는 스톱 링을 삭제할 수 있으며 걸림부재의 이탈 방지 및 안정적인 하중 지지가 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플런징 어셈블리가 적용된 드라이브 샤프트의 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 절개한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 플런징 어셈블리의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 플런징 어셈블리에서 아웃터 하우징과 인너 샤프트의 무빙-인(moving-in) 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 플런징 어셈블리에서 아웃터 하우징과 인너 샤프트의 무빙-아웃(moving-out) 동작을 설명하기 위한 도면이다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 드라이브 샤프트(1)는 플런징 어셈블리(10)와 그 양단에 각각 구비되는 한 쌍의 등속 조인트(2, 3)을 포함한다. 이때, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 플런징 어셈블리(10)의 양 단에는 등속 조인트(2, 3)와 플런징 어셈블리(10)를 둘러싸는 부트(4, 5)가 각각 구비될 수 있다. 예를 들어, 등속 조인트(2, 3)는 회전 동력 전달 및 절각이 가능한 제파(Rzeppa) 조인트일 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 플런징 어셈블리(10)는 아웃터 하우징(outer housing)(11), 인너 샤프트(inner shaft)(13) 그리고 플런징 유닛(plunging unit)(15)을 포함한다. 아웃터 하우징(11)과 인너 샤프트(13)는 위에서 설명한 등속 조인트(3, 2)에 각각 연결되며, 플런징 유닛(15)은 아웃터 하우징(11)과 인너 샤프트(13) 사이에 개재된다.
아웃터 하우징(11)은 길이 방향(도 3에서 가로 방향)으로 연장되는 보어(bore)(111)를 구비하며, 보어(111)는 길이 방향으로 연장되는 복수의 아웃터 볼 그루브(outer ball groove)(113)를 가진다. 아웃터 볼 그루브(113)는 보어(111)를 형성하는 면에서 반경 방향 외측으로 함몰되어 형성될 수 있으며, 반원 형태의 단면 형상을 가질 수 있다. 아웃터 볼 그루브(113)는 아웃터 하우징(11)의 개방 측의 끝단에서부터 미리 정해진 길이만큼 연장될 수 있다. 복수의 아웃터 볼 그루브(113)는 원주 방향을 따라 등간격으로 배열될 수 있으며, 예를 들어 여섯 개 또는 여덟 개의 아웃터 볼 그루브(113)가 형성될 수 있다.
인너 샤프트(13)는 아웃터 하우징(11)의 보어(111)에 길이 방향으로 상대 이동이 가능하도록 삽입된다. 즉, 아웃터 하우징(11)과 인너 샤프트(13)는 서로에 대한 길이 방향의 상대 위치가 가변될 수 있도록 배열된다. 예를 들어, 인너 샤프트(13)가 차량의 드라이브 샤프트의 인보드(in-board) 조인트의 내측 조인트 부재에 연결되는 경우, 아웃터 하우징(11)의 길이 방향 위치가 바뀌면서 아웃터 하우징(11)과 인너 샤프트(13)의 길이 방향의 상대 위치가 바뀔 수 있다.
인너 샤프트(13)는 아웃터 하우징(11)의 복수의 아웃터 볼 그루브(113)와 각각 짝을 이루어 복수의 볼 트랙(ball track)(120)을 형성하는 복수의 인너 볼 그루브(inner ball groove)(133)를 구비한다. 인너 볼 그루브(133)는 인너 샤프트(13)의 표면에서 반경 방향 내측으로 함몰되어 형성될 수 있으며, 반원 형태의 단면 형상을 가질 수 있다. 인너 볼 그루브(133)는 관 형태의 볼 트랙(120)을 형성하도록 아웃터 볼 그루브(113)의 위치에 대응하는 위치에 형성될 수 있다. 이때, 인너 볼 그루브(133)는 아웃터 하우징(11)의 보어(111)에 삽입되는 인너 샤프트(13)의 선단에서부터 미리 정해진 길이만큼 연장될 수 있다.
플런징 유닛(15)은 아웃터 하우징(11)과 인너 샤프트(13) 사이의 플런징 모션 및 회전 동력 전달이 가능하도록 아웃터 하우징(11)과 인너 샤프트(13)를 연결한다. 즉, 플런징 유닛(15)에 의해 아웃터 하우징(11)과 인너 샤프트(13)의 길이 방향의 상대 이동이 가능해지고 또한 인너 샤프트(13)와 아웃터 하우징(11) 사이의 회전 동력, 즉 토크의 전달이 가능해진다.
플런징 유닛(15)은 복수의 볼(151)과 이를 수용하는 볼 케이지(153)를 포함한다. 복수의 볼(151)이 각 볼 트랙(120)에 일렬로 배열될 수 있으며, 예를 들어 도 3에 예시적으로 도시된 바와 같이 다섯 개의 볼(151)이 각 볼 트랙(120)에 배치될 수 있다.
볼 케이지(153)는 볼(151)을 수용하며 길이 방향으로 이동 가능하게 인너 샤프트(13)와 아웃터 하우징(11) 사이에 개재된다. 예를 들어, 볼 케이지(153)는 복수의 볼을 각각 수용하기 위한 복수의 볼 포켓(ball pocket)(154)을 구비할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 볼(151)은 중심 부분이 볼 포켓(154)에 위치하는 상태로 외측 부분은 아웃터 볼 그루브(113)에 배치되고 내측 부분은 인너 볼 그루브(133)에 배치될 수 있다. 이때, 볼 케이지(153)는 실린더 형상의 슬리브(sleeve) 형태를 가질 수 있다.
예를 들어, 인너 샤프트(13)가 회전하는 경우, 회전 동력이 인너 샤프트(13)의 인너 볼 그루브(133)의 측면과 아웃터 하우징(11)의 아웃터 볼 그루브(113)의 측면에 밀착된 볼(151)을 통해서 인너 샤프트(13)로부터 아웃터 하우징(11)으로 전달된다. 또한, 아웃터 하우징(11)과 인너 샤프트(13)의 길이 방향의 상대 이동이 있는 경우, 볼(151)은 롤링(rolling) 또는 슬라이딩(sliding) 하면서 아웃터 하우징(11) 및/또는 인너 샤프트(13)와의 상대 위치가 변하게 된다.
플런징 유닛(15)의 길이 방향 이동 및 아웃터 하우징(11)과 인너 샤프트(13)의 길이 방향의 상대 이동을 제한하도록 작동하는 이동 제한 유닛(17)이 구비된다. 이동 제한 유닛(17)은 제1 무빙-인 스톱퍼(moving-in stopper)(171), 제2 무빙-인 스톱퍼(173), 제1 무빙-아웃 스톱퍼(moving-out stopper)(175), 그리고 제2 무빙-아웃 스톱퍼(177)를 포함할 수 있다.
제1 무빙-인 스톱퍼(171)는 플런징 유닛(15)의 보어(111) 내로 삽입되는 방향으로의 상대 이동을 제한한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 무빙-인 스톱퍼(171)는 아웃터 하우징(11)의 아웃터 볼 그루브(113)의 내측 끝단에서 반경 방향 내측으로 돌출되는 걸림 턱일 수 있다. 플런징 유닛(15)의 볼 케이지(153) 또는 볼(151)이 걸림 턱(171)에 걸리게 형성될 수 있다. 플런징 유닛(15)이 보어(111) 내로 삽입되는 방향으로 상대 이동할 때 플런징 유닛(15)이 걸림 턱(171)에 부딪히면 플런징 유닛(15)이 더 이상 상대 이동하지 못하게 된다. 플런징 유닛(15)의 보어(111) 내로 삽입되는 방향으로의 상대 이동은 아웃터 하우징(11)의 도 3에서의 우측 방향으로의 이동에 의해 야기될 수 있다.
제2 무빙-인 스톱퍼(173)는 인너 샤프트(13)의 보어(111) 내로 삽입되는 방향으로의 상대 이동을 제한한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제2 무빙-인 스톱퍼(173)는 인너 샤프트(13)의 선단부(134)와 마주하는 범퍼(bumper)일 수 있다. 예를 들어, 범퍼(173)는 아웃터 하우징(11)에 고정되어 보어(111)를 막도록 설치될 수 있으며, 고무 재질 또는 신축성이 있는 내식성 재질로 형성될 수 있다. 구체적으로, 범퍼(173)는 아웃터 하우징(11)의 개구 측의 반대 방향으로 갈수록 폭이 감소하는 경사부(114)에 고정되도록 설치될 수 있다.
제1 무빙-아웃 스톱퍼(175)는 플런징 유닛(15)의 보어(111) 밖으로 배출되는 방향으로의 상대 이동을 제한한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 무빙-아웃 스톱퍼(175)는 인너 샤프트(13)가 삽입되는 아웃터 하우징(11)의 개방측의 단부에 결합되는 걸림부재일 수 있다. 걸림부재(175)는 볼 케이지(153)의 배출을 차단하도록 형성될 수 있으며, 예를 들어 걸림부재(175)는 볼 케이지(153)가 아웃터 하우징(11)의 보어(111)에서 배출되는 방향으로 이동할 때 볼 케이지(153)의 단부 또는 볼(151)에 접촉되어 볼 케이지(153)의 배출이 차단되도록 작용할 수 있다.
도 3을 참조하면, 걸림부재(175)는 아웃터 하우징(11)의 내면을 따라 연장되는 내측 연장부(1751), 아웃터 하우징(11)의 외면을 따라 연장되는 외측 연장부(1752), 그리고 내측 연장부(1751)와 외측 연장부(1752)를 연결하는 연결부(1753)를 포함할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 연결부(1753)는 아웃터 하우징(11)의 개방측 단부를 접촉하면서 아웃터 하우징(11)의 반경방향을 따라 연장되어 내측 연장부(1751)와 외측 연장부(1752)의 단부를 연결한다.
걸림부재(175)는 아웃터 하우징(11)의 내면 및 외면에 각각 형성되는 내측 체결홈(11a)과 외측 체결홈(11b)에 각각 삽입되는 내측 체결돌기(178)와 외측 체결돌기(179)를 구비한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 내측 체결돌기(178)은 내측 연장부(1751)의 단부의 외면에서 반경방향 외측으로 돌출되어 형성되고 외측 체결돌기(179)는 외측 연장부(1752)의 단부의 내면에서 반경방향 내측으로 돌출되어 형성된다. 이때, 내측 체결돌기(178)의 외측 부분 중 아웃터 하우징(11)의 단부에서 가까운 쪽의 부분(178a)은 라운드 형상(예를 들어 원호 형상)을 갖도록 형성될 수 있고 아웃터 하우징(11)의 단부에서 먼 쪽은 직각을 이루도록 형성될 수 있다. 이와 반대로, 외측 체결돌기(179)의 내측 부분 중 아웃터 하우징(11)의 단부에서 먼 쪽의 부분(179a)은 라운드 형상(예를 들어 원호 형상)을 갖도록 형성될 수 있고 아웃터 하우징(11)의 단부에서 가까운 쪽은 직각을 이루도록 형성될 수 있다. 이때 아웃터 하우징(11)의 내측 체결홈(11a) 및 외측 체결홈(11b)은 그에 삽입되는 내측 체결돌기(178) 및 외측 체결돌기(179)의 형상에 대응하는 형상을 갖도록 형성될 수 있다. 이에 의해 볼 케이지(153)의 안정적 지지 및 아웃터 하우징(11)의 단부에서의 이탈 방지가 동시에 도모될 수 있다. 즉, 도 3의 상태에서 내측 연장부(1751)의 좌측 단에 볼 케이지(153)가 접촉되어 우측 방향으로 힘이 가해지면 내측 체결돌기(178)의 라운드 형상의 접촉면을 가지는 우측 부분이 아웃터 하우징(11)의 내측 체결홈(11a)의 대응하는 라운드 형상의 접촉면 사이에 힘이 집중되어 하중의 균일한 분산에 의한 안정적 지지가 가능하며, 이때 내측 체결돌기(178)의 직각을 이루는 좌측 부분은 걸림 역할을 하여 내측 체결돌기(178)의 이탈을 방지한다. 한편 외측 체결돌기(179)에는 하중 및 이탈 걸림이 반대 방향으로 작용하게 되고, 마찬가지 방식으로 외측 체결돌기(179)도 하중의 균일한 분산에 의한 안정적인 하중 지지 및 이탈 방지 기능을 갖게 된다.
내측 연장부(1751)의 단부(도 3에서 좌측 단부)가 볼 케이지(153)가 접촉하는 걸림턱(1751a)을 형성한다. 걸림턱(1751a)은 아웃터 하우징(11)의 내면에서 볼 케이지(153)의 외측 단을 지나는 지점까지 연장될 수 있다. 이에 의해 볼 케이지(153)가 보어(111)에서 배출되는 방향으로 아웃터 하우징(11)에 대해 상대 이동할 때 볼 케이지(153)가 걸림턱(1751a)에 부딪히면 플런징 유닛(15)이 더 이상 상대 이동하지 못하게 된다. 플런징 유닛(15)의 보어(111)에서 배출되는 방향으로 상대 이동은 아웃터 하우징(11)의 도 3에서의 좌측 방향으로의 이동에 의해 야기될 수 있다.
또한 도 3에 도시된 바와 같이 내측 체결돌기(178)는 외측 체결돌기(179)보다 아웃터 하우징(11)의 단부에서 더 멀게 배치될 수 있다. 이에 의해 걸림부재(175)의 내측 연장부(1751)에 작용하는 힘에 의해 내측 체결돌기(178)가 이탈되는 것을 더 효과적으로 방지할 수 있다. 이러한 구조에 의해 걸림부재(175)의 조립 시에 내측 및 외측 체결 돌기(178, 179)는 아웃터 하우징(11)에 순차적으로 체결되며, 이에 의해 조립성이 향상될 수 있다.
또한 내측 및 외측 체결 돌기(178, 179)는 고무나 합성수지와 같은 탄성 변형 및 복원이 가능한 재질로 형성되어 내측 및 외측 체결 홈(11a, 11b)에 탄성적으로 체결될 수 있다. 한편, 내측 및 외측 체결 돌기(178, 179)는 서로 대칭을 이루도록 형성될 수 있다. 이에 의해 걸림부재(175)는 플런징 유닛(15)의 볼 케이지(153) 또는 볼(151)을 안정적으로 지지할 수 있다.
제2 무빙-아웃 스톱퍼(177)는 인너 샤프트(13)의 보어(111) 밖으로 배출되는 방향으로의 상대 이동을 제한한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제2 무빙-아웃 스톱퍼(177)는 인너 샤프트(13)의 선단부에 구비되는 스톱 링일 수 있다. 스톱 링(177)은 인너 샤프트(13)의 외주면에 원주 방향으로 따라 형성되는 홈(117)에 장착될 수 있다. 플런징 유닛(15)의 볼 케이지(153) 또는 볼(151)이 스톱 링(177)에 걸리게 형성될 수 있다. 인너 샤프트(13)가 보어(111) 밖으로 배출되는 방향으로 상대 이동할 때 스톱 링(177)이 제1 무빙-아웃 스톱퍼(175)에 걸려 있는 플런징 유닛(15)에 인너 샤프트(13)가 더 이상 상대 이동하지 못하게 된다. 인너 샤프트(13)의 보어(111)에서 배출되는 방향으로 상대 이동은 아웃터 하우징(11)의 도 3에서의 좌측 방향으로의 이동에 의해 야기될 수 있다.
이하에서, 도 4 및 도 5를 참조하여, 무빙-인 및 무빙-아웃 동작 시의 스톱퍼의 작동에 대해 보다 구체적으로 설명한다. 도 4 및 도 5는 인너 샤프트(13)는 고정되어 있고 아웃터 하우징(11)의 위치가 변하면서 상대 이동이 일어나는 경우를 예시적으로 도시하고 있다.
먼저, 도 4를 참조하여 무빙-인 동작 시의 상대 이동 제한에 대해 설명한다. 도 4의 (a)를 참조하면, 도 3의 상태에서 아웃터 하우징(11)이 우측 방향(화살표 방향)으로 일정 거리만큼 이동하면, 아웃터 하우징(11)의 걸림 턱(171)에 볼 케이지(153)의 선단이 부딪힌다. 이 상태에서 아웃터 하우징(11)이 우측 방향으로 더 이동하더라도 볼 케이지(153)가 아웃터 하우징(11)과 함께 우측으로 이동하고, 이에 의해 아웃터 하우징(11)에 대한 볼 케이지(153) 및 볼(151)의 상대 이동이 제한된다. 이때, 인너 샤프트(13)의 선단부(134)와 범퍼(173) 사이에는 간격이 존재한다.
한편, 도 4의 (b)를 참조하면, 도 4의 (a)의 상태에서 아웃터 하우징(11)이 우측 방향으로 더 이동하면, 범퍼(173)와 인너 샤프트(13)의 선단부(134) 사이의 간격이 점차 감소하게 된다. 아웃터 하우징(11)이 더 이동하여 범퍼(173)가 인너 샤프트(13)의 선단부(134)에 부딪히면, 아웃터 하우징(11)과 인너 샤프트(13) 사이의 상대 이동이 제한된다.
다음, 도 5를 참조하여 무빙-아웃 동작 시의 상대 이동 제한에 대해 설명한다. 도 5의 (a)를 참조하면, 도 3의 상태에서 아웃터 하우징(11)이 좌측 방향(화살표 방향)으로 일정 거리만큼 이동하면, 아웃터 하우징(11)의 걸림부재(175)의 걸림턱(1751a)이 볼 케이지(153)에 부딪힌다. 이 상태에서 아웃터 하우징(11)이 좌측 방향으로 더 이동하더라도 볼(151) 및 볼 케이지(153)가 아웃터 하우징(11)과 함께 좌측으로 이동하고, 이에 의해 아웃터 하우징(11)에 대한 볼 케이지(153) 및 볼(151)의 상대 이동이 제한된다.
한편, 도 5의 (b)를 참조하면, 도 5의 (a)의 상태에서 아웃터 하우징(11)이 좌측 방향으로 더 이동하면, 볼 케이지(153)가 아웃터 하우징(11)과 함께 좌측 방향으로 이동한다. 아웃터 하우징(11)이 더 이동하여 볼 케이지(153)의 선단이 인너 샤프트(13)의 스톱 링(177)에 부딪히면, 아웃터 하우징(11)과 인너 샤프트(13) 사이의 상대 이동이 제한된다.
위에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 아웃터 하우징(11)의 걸림 턱(171)과 범퍼(173)에 의해 무빙-인 동작 시의 상대 이동이 제한되고 아웃터 하우징(11)의 걸림부재(175)와 인너 샤프트(13)의 스톱 링(177)에 의해 무빙-아웃 동작 시의 상대 이동이 제한된다.
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.
1: 드라이브 샤프트
10: 플런징 어셈블리
2, 3: 등속 조인트
11: 아웃터 하우징
13: 인너 샤프트
15: 플런징 유닛
111: 보어
113: 아웃터 볼 그루브
133: 인너 볼 그루브
120: 볼 트랙
151: 볼
153: 볼 케이지
154: 볼 포켓
171: 제1 무빙-인 스톱퍼
173: 제2 무빙-인 스톱퍼
175: 제1 무빙-아웃 스톱퍼
177: 제2 무빙-아웃 스톱퍼

Claims (16)

  1. 길이 방향으로 연장되는 복수의 아웃터 볼 그루브를 가지는 보어(bore)를 구비하는 아웃터 하우징,
    상기 아웃터 하우징의 보어에 길이 방향으로 상대 이동이 가능하도록 배치되며 상기 복수의 아웃터 볼 그루브와 각각 짝을 이루어 복수의 볼 트랙을 형성하는 복수의 인너 볼 그루브를 구비하는 인너 샤프트,
    상기 아웃터 하우징과 상기 인너 샤프트 사이의 플런징 모션 및 회전 동력 전달이 가능하도록 상기 아웃터 하우징과 상기 인너 샤프트를 연결하는 플런징 유닛, 그리고
    상기 플런징 유닛의 길이 방향 이동 및 상기 아웃터 하우징과 상기 인너 샤프트의 길이 방향의 상대 이동을 제한하도록 작동하는 이동 제한 유닛을 포함하고,
    상기 플런징 유닛은
    상기 길이 방향으로 이동 가능하게 상기 복수의 볼 트랙에 배치되는 복수의 볼, 그리고
    상기 복수의 볼을 수용하며 상기 길이 방향으로 이동 가능하게 상기 인너 샤프트와 상기 아웃터 하우징 사이에 개재되는 볼 케이지를 포함하고,
    상기 이동 제한 유닛은
    상기 플런징 유닛의 상기 보어 밖으로 배출되는 방향으로의 상대 이동을 제한하는 제1 무빙-아웃 스톱퍼, 그리고
    상기 인너 샤프트가 상기 보어 밖으로 배출되는 방향으로의 상기 아웃터 하우징과 상기 인너 샤프트의 상대 이동을 제한하는 제2 무빙-아웃 스톱퍼를 포함하고,
    상기 제1 무빙-아웃 스톱퍼는 상기 인너 샤프트가 삽입되는 상기 아웃터 하우징의 단부에 결합되며 상기 아웃터 하우징의 내면 및 외면에 형성되는 내측 및 외측 체결 홈에 각각 삽입되는 내측 및 외측 체결 돌기를 각각 포함하는 걸림부재이며,
    상기 걸림부재는 상기 아웃터 하우징의 내면을 따라 연장되는 내측 연장부, 상기 아웃터 하우징의 외면을 따라 연장되는 외측 연장부, 그리고 상기 내측 및 외측 연장부를 연결하는 연결부를 포함하고,
    상기 내측 체결 돌기는 상기 내측 연장부의 외면에 형성되며,
    상기 외측 체결 돌기는 상기 외측 연장부의 내면에 형성되고,
    상기 내측 체결 돌기의 외측 부분 중 상기 아웃터 하우징의 단부에서 가까운 쪽은 라운드 형상을 갖도록 형성되고 상기 아웃터 하우징의 단부에서 먼 쪽은 직각을 이루도록 형성되며,
    상기 외측 체결 돌기의 내측 부분 중 상기 아웃터 하우징의 단부에서 먼 쪽은 라운드 형상을 갖도록 형성되고 상기 아웃터 하우징의 단부에서 가까운 쪽은 직각을 이루도록 형성되는
    플런징 어셈블리.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에서,
    상기 내측 체결 돌기는 상기 외측 체결 돌기보다 상기 아웃터 하우징의 단부에서 더 멀게 배치되는 플런징 어셈블리.
  5. 제1항에서,
    상기 내측 연장부는 상기 볼 케이지의 배출을 차단할 수 있도록 상기 볼 케이지의 단부를 지지할 수 있도록 형성되는 플런징 어셈블리.
  6. 제1항에서,
    상기 걸림부재의 조립 시 상기 내측 및 외측 체결 돌기는 상기 아웃터 하우징에 순차적으로 체결되는 플런징 어셈블리.
  7. 제1항에서,
    상기 내측 체결 돌기와 상기 외측 체결 돌기는 대칭을 이루도록 형성되는 플런징 어셈블리.
  8. 제1항에서,
    상기 내측 및 외측 체결 돌기는 상기 내측 및 외측 체결 홈에 각각 탄성적으로 체결되는 플런징 어셈블리.
  9. 제8항에서,
    상기 내측 및 외측 돌기는 탄성 변형 및 복원이 가능한 재질로 형성되는 플런징 어셈블리.
  10. 제9항에서,
    상기 내측 및 외측 돌기는 고무 또는 합성수지로 형성되는 플런징 어셈블리.
  11. 제1항에서,
    상기 이동 제한 유닛은
    상기 플런징 유닛의 상기 보어 내로 삽입되는 방향으로의 상대 이동을 제한하는 제1 무빙-인 스톱퍼, 그리고
    상기 인너 샤프트가 상기 보어 내로 삽입되는 방향으로의 상기 아웃터 하우징과 상기 인너 샤프트의 상대 이동을 제한하는 제2 무빙-인 스톱퍼를 더 포함하는 플런징 어셈블리.
  12. 제11항에서,
    상기 제2 무빙-인 스톱퍼는 상기 인너 샤프트의 선단부와 마주하도록 상기 아웃터 하우징의 보어에 배치되는 범퍼(bumper)인 플런징 어셈블리.
  13. 제12항에서,
    상기 범퍼는 고무 재질로 형성되는 플런징 어셈블리.
  14. 제11항에서,
    상기 제1 무빙-인 스톱퍼는 상기 아웃터 볼 그루브의 내측 끝단에 구비되어 상기 플런징 유닛의 상기 보어 내로 삽입되는 방향으로의 상대 이동 시에 상기 플런징 유닛과 부딪히도록 형성되는 걸림턱인 플런징 어셈블리.
  15. 제1항에서,
    상기 제2 무빙-아웃 스톱퍼는 상기 인너 샤프트의 내측 끝단에 구비되어 상기 인너 샤프트의 상기 보어 밖으로의 상대 이동 시에 상기 제1 무빙-아웃 스톱퍼와 부딪혀 있는 상기 플런징 유닛과 부딪히도록 형성되는 스톱 링인 플런징 어셈블리.
  16. 제1항, 및 제4항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 플런징 어셈블리, 그리고
    상기 플런징 어셈블리의 양 단에 각각 연결되는 한 쌍의 조인트를 포함하는 드라이브 샤프트.
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