KR102216918B1 - Drive shaft for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 차량용 씨에프알피(CFRP) 드라이브 샤프트에 관한 것으로, 탄소섬유 강화 플라스틱(CFRP)을 이용하여 샤프트 튜브를 형성하고, 샤프트 튜브의 양측에 결합되어 등속 조인트에 결합되는 스터브를 금속으로 형성하여 중량을 줄이면서 강도와 내구성을 향상시킬 수 있도록 하는 차량용 씨에프알피 드라이브 샤프트에 관한 것이다.
The present invention relates to a CFRP drive shaft for a vehicle, wherein a shaft tube is formed using carbon fiber reinforced plastic (CFRP), and a stub that is bonded to both sides of the shaft tube to be bonded to a constant velocity joint is formed of metal, It relates to a CFR drive shaft for a vehicle that can improve strength and durability while reducing the value.
일반적으로, 차량의 구동계통은 엔진의 구동력이 변속기에서 차량의 운행조건에 맞게 변속을 행한 후 드라이버 샤프트를 경유하여 바퀴에 전달된다.In general, in the drive system of a vehicle, the driving force of the engine is transmitted to the wheels via a driver shaft after shifting in accordance with the driving conditions of the vehicle in a transmission.
또한, 자동차는 구동바퀴의 위치에 따라 앞바퀴를 회전시켜 주행하는 전륜 구동방식과, 뒷바퀴를 회전시켜 주행하는 후륜 구동방식 및 평소에는 전륜으로 주행하다가 험로나 다른 차량의 견인시와 같이 큰 회전 토오크가 필요한 경우에는 후륜도 함께 회전하면서 차량의 주행하는 4륜 구동방식으로 구분할 수 있다.In addition, automobiles have a front wheel drive method that rotates the front wheel to drive according to the position of the driving wheel, a rear wheel drive method that drives by rotating the rear wheel, and a large rotational torque, such as when driving on rough roads or towing other vehicles, usually If necessary, it can be divided into a four-wheel drive method in which the vehicle runs while rotating the rear wheel.
최근에 승용차량의 경우에는 실내공간의 효율적인 활용과 연비의 향상을 위해서 대부분 전륜 구동방식을 채용하고 있다. 전륜 구동방식의 차량은 트랜스 액슬을 통해 엔진에서 발생된 동력을 구동바퀴로 전달하기 위해서 드라이브 샤프트(drive shaft)를 사용하고 있다.In recent years, in the case of a passenger vehicle, most of the front-wheel drive method is employed in order to efficiently utilize indoor space and improve fuel efficiency. Front-wheel drive vehicles use a drive shaft to transmit the power generated from the engine to the drive wheels through a transaxle.
이러한 차량의 구동라인에 사용되는 드라이브 샤프트는 자동차의 엔진 동력을 구동휠로 전달하기 위한 장치로서, 중간 샤프트(intermediate shaft)와 중간 샤프트의 양측에 각각 결합되는 등속 조인트를 포함한다.The drive shaft used in the drive line of such a vehicle is a device for transmitting the engine power of the vehicle to the drive wheel, and includes an intermediate shaft (intermediate shaft) and a constant velocity joint that is respectively coupled to both sides of the intermediate shaft.
중간 샤프트는 단조로 형성될 수 있는 환봉 형태로 형성되어 양 끝단에 스플라인 홈이 형성된다. 그리고, 스플라인 홈을 통하여 등속 조인트에 연결된다.The intermediate shaft is formed in the shape of a round bar that can be formed by forging, and spline grooves are formed at both ends. Then, it is connected to the constant velocity joint through the spline groove.
최근에는 드라이브 샤프트의 중량을 줄이기 위하여 중공 샤프트를 사용하는 경우가 점차 증가하고 있는 추세이며, 중공 샤프트 양측에 용접을 통해 스터브(STUB)를 접합하게 된다. 더하여 탄소섬유를 이용하여 드라이브 샤프트를 제조하는 기술에 대해서도 지속적인 연구가 진행되고 있다.Recently, a case of using a hollow shaft to reduce the weight of the drive shaft is gradually increasing, and the stub (STUB) is joined by welding to both sides of the hollow shaft. In addition, continuous research is being conducted on the technology of manufacturing a drive shaft using carbon fiber.
그런데, 상기와 같은 종래 기술의 드라이브 샤프트는 탄소섬유에 의해 제작되는 CFRP튜브와 스터드의 결합부위가 취약하여 파손이 발생하고, 쉽게 변형되는 문제점이 발생하게 된다.However, the drive shaft of the prior art as described above has a problem in that the coupling portion between the CFRP tube and the stud made of carbon fiber is weak, resulting in breakage and easy deformation.
따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.Therefore, there is a need to improve this.
한편, 국내 공개특허 제10-2005-0006343호(공개일:2005.01.17)에는 "자동차용 중공형의 드라이브 샤프트 및 이의 제조방법"이 개시되어 있고, 공개특허 제10-2008-0050342호(공개일:2008.06.05)에는 "차량용 드라이브 샤프트의 제조방법"이 개시되어 있다.
On the other hand, Korean Patent Publication No. 10-2005-0006343 (published date: 2005.01.17) discloses "a hollow drive shaft for automobiles and a manufacturing method thereof", and Korean Patent Publication No. 10-2008-0050342 (Publication Date: Il: 2008.06.05) discloses a "method of manufacturing a drive shaft for a vehicle"
본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로서, 탄소섬유 강화 플라스틱(CFRP)을 이용하여 샤프트 튜브를 형성하고, 샤프트 튜브의 양측에 결합되어 등속 조인트에 결합되는 스터브를 금속으로 형성하여 중량을 줄이면서 강도와 내구성을 향상시킬 수 있는 차량용 씨에프알피 드라이브 샤프트를 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention is created by the above necessity, and reduces the weight by forming a shaft tube using carbon fiber reinforced plastic (CFRP), and forming a metal stub that is bonded to both sides of the shaft tube and bonded to a constant velocity joint. The purpose of this is to provide a CFR drive shaft for vehicles that can improve strength and durability.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 씨에프알피 드라이브 샤프트는, 엔진측 및 휠측에 각각 배치되는 등속 조인트에 각각 연결되며, 금속소재에 의해 형성되는 연결 스터브와, 일단부 및 타단부가 상기 연결 스터브에 압입으로 결합되는 압입 고정부가 각각 형성되고, 상기 압입 고정부에 지지 엠보싱부가 원주방향을 따라 등간격으로 형성되며, 탄소섬유 강화플라스틱(CFRP) 소재를 열간 성형하여 형성하는 중공형 샤프트 튜브를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the CFR drive shaft for a vehicle according to an embodiment of the present invention is connected to a constant velocity joint respectively disposed on an engine side and a wheel side, and a connection stub formed of a metal material, one end, and Each press-fit fixing part is formed at the other end by press-fitting to the connection stub, and the support embossing part is formed at equal intervals along the circumferential direction of the press-fit fixing part, and formed by hot forming a carbon fiber reinforced plastic (CFRP) material. It characterized in that it comprises a hollow shaft tube.
본 발명에서 상기 샤프트 튜브는, 원형의 샤프트 금형폼 축선에 대하여 수직을 이루도록 탄소섬유시트를 상기 샤프트 금형폼의 길이방향을 따라 와인딩하여 형성하는 제1탄소섬유시트층; 및 상기 샤프트 금형폼의 축선에 대하여 경사지도록 상기 탄소섬유시트를 상기 제1탄소섬유시트층의 외면에서 외면에 경사지게 와인딩하여 형성하는 제2탄소섬유시트층을 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the shaft tube comprises: a first carbon fiber sheet layer formed by winding a carbon fiber sheet along the longitudinal direction of the shaft mold form so as to be perpendicular to the axis of the circular shaft mold form; And a second carbon fiber sheet layer formed by winding the carbon fiber sheet obliquely from the outer surface of the first carbon fiber sheet layer to the outer surface so as to be inclined with respect to the axis of the shaft mold form.
본 발명에서 상기 압입 고정부는, 상기 샤프트 튜브의 외경보다 작은 외경을 가지도록 끝단으로 갈수록 외경이 점진적으로 감소하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the press-fit fixing part is characterized in that the outer diameter gradually decreases toward the end so as to have an outer diameter smaller than the outer diameter of the shaft tube.
본 발명에서 상기 지지 엠보싱부는, 상기 샤프트 튜브의 끝단으로 갈수록 두께가 점진적으로 증가하면서 외면의 면적이 넓어지는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the support embossing portion is characterized in that the thickness gradually increases toward the end of the shaft tube and the outer surface area is widened.
본 발명에서 상기 샤프트 튜브는, 상기 압입 고정부의 외면에 열경화성 수지가 도포되어 상기 연결 스터브에 압입으로 결합되고, 열경화를 통해 상기 연결 스터브와 접합되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the shaft tube is characterized in that a thermosetting resin is applied to the outer surface of the press-fit fixing part, is bonded to the connection stub by press-fitting, and bonded to the connection stub through thermosetting.
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이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 씨에프알피 드라이브 샤프트는 종래기술과는 달리 탄소섬유 강화 플라스틱(CFRP)을 이용하여 샤프트 튜브를 형성할 때 탄소섬유의 섬유질 방향성이 교차하도록 제1탄소섬유시트층과 제2탄소섬유시트층을 형성한 후 샤프트 튜브를 성형하므로, 중량을 줄이면서 강도와 내구성을 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.As described above, unlike the prior art, the CFR drive shaft for a vehicle according to the present invention uses a carbon fiber reinforced plastic (CFRP) to form a shaft tube with a first carbon fiber sheet so that the fiber orientation of the carbon fibers crosses. Since the shaft tube is formed after forming the layer and the second carbon fiber sheet layer, it has the effect of improving strength and durability while reducing weight.
또한, 본 발명에 따른 차량용 씨에프알피 드라이브 샤프트는, 금속포일을 사용하여 강도와 강성 등과 같은 내구성을 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.
In addition, the CFR drive shaft for a vehicle according to the present invention has an effect of improving durability such as strength and rigidity by using a metal foil.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 씨에프알피 드라이브 샤프트를 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 씨에프알피 드라이브 샤프트를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 샤프트 튜브를 설명하기 위한 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 압입 고정부와 연결 스터브의 결합을 설명하기 위한 요부확대 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 압입 고정부를 설명하기 위한 측면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1탄소섬유시트층의 성형과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2탄소섬유시트층의 성형과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 7의 측면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 샤프트 튜브를 설명하기 위한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 샤프트 튜브를 설명하기 위한 측단면도이다.1 is a perspective view illustrating a CFP drive shaft for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view illustrating a CFP drive shaft for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
3 is a front view illustrating a shaft tube according to an embodiment of the present invention.
4 is an enlarged perspective view of a main part for explaining a combination of a press-fit fixing part and a connection stub according to an embodiment of the present invention.
5 is a side view illustrating a press-fit fixing unit according to an embodiment of the present invention.
6 is a view for explaining a molding process of the first carbon fiber sheet layer according to an embodiment of the present invention.
7 is a view for explaining a molding process of the second carbon fiber sheet layer according to an embodiment of the present invention.
8 is a side view of FIG. 7.
9 is a cross-sectional view illustrating a shaft tube according to another embodiment of the present invention.
10 is a side cross-sectional view illustrating a shaft tube according to another embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 차량용 씨에프알피 드라이브 샤프트의 바람직한 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.Hereinafter, a preferred embodiment of a CFR drive shaft for a vehicle according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this process, the thickness of the lines or the size of components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention and may vary according to the intention or custom of users or operators. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout the present specification.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 씨에프알피 드라이브 샤프트를 설명하기 위한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 씨에프알피 드라이브 샤프트를 설명하기 위한 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 샤프트 튜브를 설명하기 위한 정면도이다.FIG. 1 is a perspective view illustrating a CFR drive shaft for a vehicle according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a CFR drive shaft for a vehicle according to an embodiment of the present invention, and FIG. It is a front view for explaining the shaft tube according to an embodiment of the present invention.
또한, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 압입 고정부와 연결 스터브의 결합을 설명하기 위한 요부확대 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 압입 고정부를 설명하기 위한 측면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1탄소섬유시트층의 성형과정을 설명하기 위한 도면이다.In addition, FIG. 4 is an enlarged perspective view of a main part for explaining a combination of a press-fit fixing part and a connection stub according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a side view illustrating a press-fit fixing part according to an embodiment of the present invention. , Figure 6 is a view for explaining the molding process of the first carbon fiber sheet layer according to an embodiment of the present invention.
또한, 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2탄소섬유시트층의 성형과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 도 7의 측면도이고, 도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 샤프트 튜브를 설명하기 위한 단면도이고, 도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 샤프트 튜브를 설명하기 위한 측단면도이다.
In addition, Figure 7 is a view for explaining the forming process of the second carbon fiber sheet layer according to an embodiment of the present invention, Figure 8 is a side view of Figure 7, Figure 9 is a shaft according to another embodiment of the present invention A cross-sectional view for explaining a tube, and FIG. 10 is a side cross-sectional view for explaining a shaft tube according to another embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 씨에프알피(CFRP) 드라이브 샤프트(100)는 변속기의 구동력을 구동 타이어 측으로 전달하는데 사용되며, 일단부가 변속기에 연결되고 타단부가 타이어의 디스크에 연결된다.1 to 8, the
이러한 본 실시 예에 따른 차량용 씨에프알피 드라이브 샤프트(100)는 중량을 줄일 수 있도록 탄소섬유강화플라스틱(CFRP;Carbon Fiber Reinforced Plastic)에 의해 형성되는 중공형 샤프트 튜브(110)와, 이 중공형 샤프트 튜브(110)의 양단부에 각각 결합되는 연결 스터브(120)를 포함한다. 이때 샤프트 튜브(110)와 연결 스터브(120)는 압입 고정부(130)를 통해 상호 결합되며, 연결 스터브(120)가 변속기 및 타이어 디스크에 연결된다.The
탄소섬유시트(140) 중의 하나인 프리프레그에 의해 성형되며, 탄소섬유시트(140)를 특정 두께로 와인딩한 후, 열간 성형을 통해 형성된다. 구체적으로 샤프트 튜브(110)는 원형의 샤프트 금형폼(103)에 탄소섬유시트(140)를 와인딩하고, 탄소섬유시트(140)가 와인딩된 샤프트 금형폼(103)을 열간 금형 또는 오토클레이브 등에 투입하여 열을 가하면서 압축 성형하게 된다.It is formed by a prepreg, one of the
이때, 샤프트 튜브(110)는 열간 성형 후에 기계적 강도가 더 향상되도록 탄소섬유시트(140)의 섬유질의 방향성이 서로 교차하도록 와인딩된다.At this time, the
예를 들어 샤프트 튜브(110)는 샤프트 금형폼(103)의 축선에 대하여 탄소섬유시트(140)의 섬유질 방향성이 수직을 이루도록 탄소섬유시트(140)가 샤프트 금형폼(103)에 수직으로 와인딩되어 형성되는 제1탄소섬유시트층(141)과, 탄소섬유시트(140)의 섬유질 방향성이 샤프트 금형폼(103)의 축선에 대하여 경사지게 위치하도록 제1탄소섬유시트층(141)의 외면에서 와인딩되어 형성되는 제2탄소섬유시트층(143)으로 이루어진다.For example, the
여기서 제2탄소섬유시트층(143)의 형성을 위하여 샤프트 금형폼(103)에 와인딩되는 탄소섬유시트(140)는 2개가 상호 교차하도록 와인딩된다. 이때, 어느 하나의 탄소섬유시트(140)와 다른 하나의 탄소섬유시트(140)가 상측에서 볼 때 "X"자 형태가 되도록 와인딩된다.Here, in order to form the second carbon
본 실시 예에 따른 샤프트 튜브(110)는 그 두께가 5.0mm, 길이가 500mm, 외경이 ø45로 형성될 수 있다.The
본 실시 예에 따른 프리프레그는 결합재(Matrix)를 강화섬유(Reinforced Fiber)에 미리 함침시킨 시트(Sheet) 형태의 제품으로 복합재료 제품의 중간 재료로 카본이나 강화섬유 등에 열경화성 수지를 침투시켜 반경화상태로 제공된다.The prepreg according to this embodiment is a sheet-type product in which a matrix is pre-impregnated with reinforced fiber, and is semi-cured by infiltrating a thermosetting resin into carbon or reinforcing fiber as an intermediate material of a composite product. Provided in the state.
또한, 본 실시 예에서는 샤프트 튜브(110)를 탄소섬유시트(140)로 프리프레그를 이용하여 성형하는 것을 예를 들어 설명하고 있지만, 탄소섬유시트(140)로 아라미드 직물, 아라미드 라미네이팅 직물, 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE, Ultra High Molecular Weight Poly-Ethylene) UD, 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE, Ultra High Molecular Weight Poly-Ethylene) 섬유 중 선택된 어느 하나를 사용할 수도 있다.In addition, in this embodiment, the
이와 같이 형성되는 샤프트 튜브(110)는 압입 고정부(130)를 통해 연결 스터브(120)와 긴밀하게 결합된다.The
압입 고정부(130)는 샤프트 튜브(110)의 양단부에 각각 형성되어 연결 스터브(120)에 압입되어 고정되며, 연결 스터브(120)와 더욱 긴밀하고 견고하게 결합되도록 지지 엠보싱부(131)가 형성된다.Press-
이러한 압입 고정부(130)는 샤프트 튜브(110)의 외경보다 작은 외경을 가지도록 끝단으로 갈수록 외경이 점진적으로 감소하도록 형성된다. 이때 압입 고정부(130)의 끝단 외경은 ø38로 형성될 수 있다.The press-
또한 압입 고정부(130)는 연결 스터브(120)와 접합될 때 외면에 열경화성 수지의 도포를 통해 접합수지층이 형성된 상태에서 연결 스터브(120)에 압입된다. 그리고 압입 고정부(130)에 연결 스터브(120)가 결합된 상태에서 열성형 되어 접합수지층이 열경화 되면서 압입 고정부(130)와 연결 스터브(120)에 더욱 견고하게 접합된다. 이때 열경화는 열챔버에서 이루어질 수 있다.In addition, the press-
지지 엠보싱부(131)는, 압입 고정부(130)에서 원주방향을 따라 등간격으로 형성되며, 샤프트 튜브(110)의 끝단으로 갈수록 두께가 점진적으로 증가하면서 외면의 면적이 넓어지게 형성된다.The
이를 통해 압입 고정부(130)가 연결 스터브(120)에 보다 용이하게 삽입됨은 물론 그 결합력과 지지력이 향상된다. 특히 지지 엠보싱부(131)가 라운드 지게 형성되므로, 압입 고정부(130)와 연결 스터브(120)의 접촉 부위에 모서리가 발생하지 않아 외력이 가해질 경우 힘이 한 부위에 집중하는 것을 방지하면서 확산시켜 강성과 내구성을 향상시킬 수 있게 된다.Through this, the press-fitting fixing
본 실시 예에 따른 압입 고정부(130)와 지지 엠보싱부(131)는 그 길이(L1)가 45mm로 형성될 수 있다.The press-
연결 스터브(120)는 엔진측의 변속기와 타이어측에 각각 연결되도록 샤프트 튜브(110)의 양단부에 각각 결합되며, 금속소재에 의해 형성된다. 이러한 연결 스터브(120)는 압입 고정부(130)가 압입되는 축결합홈부(121)가 형성되고, 축결합홈부(121)의 내면에 지지 엠보싱부(131)가 결합되는 지지홈부(123)가 형성된다. 이때, 축결합홈부(121)은 그 내경이 점진적으로 감소하도록 형성된다.The
상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 씨에프알피 드라이브 샤프트(100)의 제조방법을 설명한다.A method of manufacturing the
먼저 샤프트 금형폼(103)에 탄소섬유시트(140)를 수직으로 위치시키고 샤프트 금형폼(103)을 회전시켜 탄소섬유시트(140)를 특정두께로 와인딩하여 제1탄소섬유시트층(141)을 형성한다. 이때, 탄소섬유시트(140)이 금형폼(103)에 2겹 이상으로 와인딩되면서 제1탄소섬유시트층(141)을 형성할 수 있다.First, the
그리고 제1탄소섬유시트층(141)의 표면에 탄소섬유시트(140) 2개를 이격되게 경사지게 배치하고, 샤프트 금형폼(103)을 회전시켜 2개의 탄소섬유시트(140)를 제1탄소섬유시트층(141)의 표면에 와인딩한다.In addition, two
또한, 어느 하나의 탄소섬유시트(140)는 샤프트 금형폼(103)의 상측에서 다른 하나의 탄소섬유시트(140)는 샤프트 금형폼의 하측에서 경사지게 배치하여 와인딩하게 된다. 예를 들어 어느 하나의 탄소섬유시트(140)와 다른 하나의 탄소섬유시트(140)가 상측에서 볼 때 "X"자 형태가 되도록 와인딩한다. 이때, 탄소섬유시트(140)는 금형폼(103)에 2겹 이상으로 와인딩되면서 제2탄소섬유시트층(143)을 형성하게 된다.In addition, one
이를 통해 제1탄소섬유시트층(141)의 표면에 제2탄소섬유시트층(143)이 형성된다. 이때 더하여 탄소섬유시트(140)는 탄소섬유 와인더를 이용하여 공급하게 된다. Through this, a second carbon
여기서 탄소섬유시트(140)를 다양한 각도로 와인딩하는 것은 섬유질 방향을 다양하게 성형함으로써, 샤프트 튜브(110)의 모든 부위가 균일한 강도를 가지도록 하여 특정 부위의 강도가 취약해지는 것을 방지하기 위함이다.Here, winding the
이후, 제2탄소섬유시트층(143)이 형성된 샤프트 금형폼(103)을 열간 금형 장치에 투입하여 열과 압력을 가하여 압축 열성형하고, 냉각하여 샤프트 튜브(110)를 성형한다. Thereafter, the
그리고 샤프트 튜브(110)에서 샤프트 금형폼(103)을 탈형하고, 압입 고정부(130)의 표면에 열경화성 수지를 도포한 후, 연결 스터브(120)에 압입한다. 이후 연결 스터브(120)가 결합된 샤프트 튜브(110)를 열챔버에 투입하여 압입 고정부(130)에 도포된 열경화성 수지를 열경화 시켜 샤프트 튜브(110)와 연결 스터브(120)를 접합한다.Then, the
본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 씨에프알피 드라이브 샤프트(100)는 탄소섬유 강화 플라스틱(CFRP)을 이용하여 샤프트 튜브(110)를 형성할 때 탄소섬유시트(140)의 섬유질 방향성이 교차하도록 제1탄소섬유시트층(141)과 제2탄소섬유시트층(143)을 와인딩하므로, 중량을 줄이면서 강도와 내구성을 더욱 향상시킬 수 있다.When the
다음으로, 도 9 및 도 10을 참조하여, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 차량용 씨에프알피 드라이브 샤프트를 설명한다.Next, referring to FIGS. 9 and 10, a CFR drive shaft for a vehicle according to another embodiment of the present invention will be described.
다른 실시 예에 따른 차량용 씨에프알피 드라이브 샤프트를 설명함에 있어 일 실시 예에 따른 차량용 씨에프알피 드라이브 샤프트와 동일 유사한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하며 그 구체적인 설명은 생략하기로 한다.In describing the CFR drive shaft for a vehicle according to another embodiment, the same reference numerals are used for configurations that are the same as the CFR drive shaft for a vehicle according to an embodiment, and a detailed description thereof will be omitted.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 샤프트 튜브를 설명하기 위한 단면도이고, 도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 샤프트 튜브를 설명하기 위한 측단면도이다.9 is a cross-sectional view illustrating a shaft tube according to another embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a side cross-sectional view illustrating a shaft tube according to another embodiment of the present invention.
도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 차량용 씨에프알피 드라이브 샤프트(100)는 제1탄소섬유시트층(141)의 내면에 금속포일(150)에 의해 금속층이 형성된다. 예를 들어 샤프트 금형폼(103)에 두께가 0.03 ~ 0.6mm의 금속포일(150)을 1겹 또는 2겹으로 와인딩하고, 금속포일(150)에 탄소섬유시트(140)를 와인딩하여 제1탄소섬유시트층(141)을 형성하게 된다.As shown in FIGS. 9 and 10, in the
이처럼 금속포일(150)을 이용하여 금속층이 형성되면, 샤프트 튜브(110)의 강도가 강하여 큰 충격에도 쉽게 파손되지 않고, 경도가 높아 우수한 물리적 특성을 가지게 된다.When a metal layer is formed using the
또한 금속포일(150)을 샤프트 금형폼(103)에 와인딩할 때 금속포일(150)을 탄소섬유시트(140)의 내면에 접착한 상태에서 제1탄소섬유시트층(141)을 형성할 때 함께 형성할 수도 있다.In addition, when the
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is only illustrative, and those of ordinary skill in the field to which the technology pertains, various modifications and other equivalent embodiments are possible. I will understand.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the claims.
100 : 차량용 씨에프알피 드라이브 샤프트 103 : 금형폼
110 : 샤프트 튜브 120 : 연결 스터브
121 : 축결함홈부 123 : 지지홈부
130 : 압입 고정부 131 : 지지 엠보싱부
140 : 탄소섬유시트 141 : 제1탄소섬유시트층
143 : 제2탄소섬유시트층 150 : 금속포일100: vehicle CFR drive shaft 103: mold foam
110: shaft tube 120: connecting stub
121: shaft defect groove 123: support groove
130: press-fit fixing portion 131: support embossing portion
140: carbon fiber sheet 141: first carbon fiber sheet layer
143: second carbon fiber sheet layer 150: metal foil
Claims (4)
상기 샤프트 튜브는, 원형의 샤프트 금형폼 축선에 대하여 수직을 이루도록 탄소섬유시트를 상기 샤프트 금형폼의 길이방향을 따라 와인딩하여 형성하는 제1탄소섬유시트층; 및 상기 샤프트 금형폼의 축선에 대하여 경사지도록 상기 탄소섬유시트를 상기 제1탄소섬유시트층의 외면에서 외면에 경사지게 와인딩하여 형성하는 제2탄소섬유시트층;을 포함하고,
상기 압입 고정부는, 상기 샤프트 튜브의 외경보다 작은 외경을 가지도록 끝단으로 갈수록 외경이 점진적으로 감소하며,
상기 지지 엠보싱부는, 상기 샤프트 튜브의 끝단으로 갈수록 두께가 점진적으로 증가하면서 외면의 면적이 넓어지는 것을 특징으로 하는 차량용 씨에프알피 드라이브 샤프트.
A connection stub each connected to a constant velocity joint disposed on the engine side and the wheel side, respectively, and formed of a metal material; And press-fitting fixing portions in which one end and the other end are press-fitted to the connection stub, and support embossing portions are formed at equal intervals along the circumferential direction of the press-fit fixing portion, and carbon fiber reinforced plastic (CFRP) material is hot Includes; a hollow shaft tube formed by molding,
The shaft tube may include a first carbon fiber sheet layer formed by winding a carbon fiber sheet along a longitudinal direction of the shaft mold form so as to be perpendicular to the axis of the circular shaft mold form; And a second carbon fiber sheet layer formed by winding the carbon fiber sheet obliquely from the outer surface of the first carbon fiber sheet layer to the outer surface so as to be inclined with respect to the axis of the shaft mold form, and
The press-fit fixing portion gradually decreases as it goes toward the end so as to have an outer diameter smaller than the outer diameter of the shaft tube,
The support embossing unit, a vehicle CFR drive shaft, characterized in that the thickness gradually increases toward the end of the shaft tube, and the outer surface area is widened.
상기 샤프트 튜브는, 상기 압입 고정부의 외면에 열경화성 수지가 도포되어 상기 연결 스터브에 압입으로 결합되고, 열경화를 통해 상기 연결 스터브와 접합되는 것을 특징으로 하는 차량용 씨에프알피 드라이브 샤프트.
The method of claim 1,
The shaft tube is a vehicle CFR drive shaft, characterized in that a thermosetting resin is applied to the outer surface of the press-fit fixing part, is press-fitted to the connection stub, and bonded to the connection stub through thermal curing.
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2019
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