KR102367496B1 - 내연 자동차 및 전기 자동차 겸용 드라이브 샤프트 어셈블리 - Google Patents

내연 자동차 및 전기 자동차 겸용 드라이브 샤프트 어셈블리 Download PDF

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Abstract

내연 자동차 및 전기 자동차 겸용 드라이브 샤프트 어셈블리는 내연기관의 엔진의 출력축 또는 전기차의 모터의 출력축으로부터 취출된 회전력이 전달되는 전동축; 전동축에 결합되어 상기 회전력을 전달받는 이너보드 조인트; 상기 이너보드 조인트에 일측단이 결합되어 상기 회전력을 전달받는 드라이브 샤프트; 상기 이너보드 조인트가 결합된 상기 드라이브 샤프트 몸체의 일측단과 대향하는 타측단에 결합되어 상기 드라이브 샤프트로 전달된 상기 회전력이 전달되는 아웃보드 조인트; 일측은 상기 이너보드 조인트에 결합되고 타측은 상기 드라이브 샤프트 몸체에 결합된 주름관 형태의 고무 부트; 상기 아웃보드 조인트에 결합되어 상기 회전력이 전달되는 차축; 상기 드라이브 샤프트에 결합되어 진동을 저감시키는 드라이브 샤프트 댐핑 유닛; 및 상기 드라이브 샤프트 내부 및 상기 고무 부트 내부로 윤활유를 공급하는 윤활유 순환 유닛을 포함한다.

Description

내연 자동차 및 전기 자동차 겸용 드라이브 샤프트 어셈블리{DRIVE SHAFT ASSEMBLY FOR INTERNAL COMBUSTION AND ELECTRIC VEHICLES}
본 발명은 내연 자동차 및 전기 자동차에 겸용으로 사용할 수 있는 드라이브 샤프트 어셈블리에 관한 것으로, 특히 내연 자동차의 엔진에서 드라이브 샤프트로 인가되는 진동 및 전기 자동차의 모터에서 드라이브 샤프트로 인가되는 진동을 댐핑할 수 있고, 윤활유를 교환 및 순환시킬 수 있는 내연 자동차 및 전기 자동차 겸용 드라이브 샤프트 어셈블리에 관한 것이다.
일반적으로 내연기관 자동차에는 엔진에서 발생된 동력을 변속기로 부터 변속하고 변속기로부터 출력된 회전력은 드라이브 샤프트를 통해 휠로 전달된다.
대한민국 공개특허 특1998-027114호, 자동차용 드라이브 샤프트, (공개일 : 1998년 07월 15일)에는 등속조인트, 트랜스액슬, 드라이브 샤프트를 포함하는 일반적인 자동차용 드라이브 샤프트가 개시되어 있다.
한편, 최근에는 내연기관 자동차로부터 진보되어 배터리에 저장된 전기에너지를 회전력으로 변경시켜 주행하는 전기자동차가 보급되고 있다.
전기자동차는 내연기관 자동차와 다르게 휠 내부에 모터를 장착하는 인-휠 방식 모터가 사용되고 있다.
대한민국 등록특허 제10-1060081호, 전기 자동차용 인휠 모터가 설치된 휠어셈블리 장치, (등록일자 : 2011년 08월 22일)에는 전기 자동차의 휠 내부에 설치되는 기술이 개시되어 있다.
그러나, 휠 내부에 장착된 인 휠 모터는 노면으로부터 발생되는 다양한 충격을 효율적으로 완충하기 어려워 파손이 빈번하게 발생되고 주행 도중 다량의 열이 인 휠 모터로부터 발생되어 에너지 효율이 크게 저감되거나 화재가 발생될 수 있다.
이와 같은 이유로 최근에는 내연기관 자동차의 엔진 및 변속기를 대신하여 모터를 장착하고 모터에서 발생된 동력을 기존 내연기관 자동차의 드라이브 샤프트를 통해 휠로 전달하는 방식도 개발되고 있다.
그러나, 이와 같이 내연기관 자동차의 차체 플랫폼을 전기 자동차에 적용할 경우 엔진 및 변속기로부터 발생되는 고유 진동 패턴 및 모터로부터 발생되는 고유 진동 패턴이 서로 달라 드라이브 샤프트의 진동 댐핑이 적절히 이루어지지 못하여 차체에 진동이 발생될 수 있기 때문에 이를 극복하기 위한 새로운 댐핑 기술이 요구되고 있다.
또한 드라이브 샤프트를 내연기관 자동차 또는 전기 자동차 겸용으로 사용할 경우 드라이브 샤프트 및 조인트 적용되는 윤활유가 서로 다르고 일정 거리 주행 후 윤활유를 교환해야 하는데, 윤활유를 교환하기 위해서는 차체로부터 드라이브 샤프트를 분해해야 하기 때문에 윤활유 교체에 많은 시간이 소요되고 윤활유 교체 비용이 비싼 문제점을 갖는다.
공개특허 특1998-027114호, 자동차용 드라이브 샤프트, (공개일 : 1998년 07월 15일) 등록특허 제10-1060081호, 전기 자동차용 인휠 모터가 설치된 휠어셈블리 장치, (등록일자 : 2011년 08월 22일)
본 발명은 내연기관 자동차 및 전기 자동차에 겸용으로 사용할 수 있는 내연 자동차 및 전기 자동차 겸용 드라이브 샤프트 어셈블리를 제공한다.
본 발명은 내연기관 자동차 및 전기 자동차에 겸용으로 사용될 수 있으며, 특히 내연기관 자동차 또는 전기 자동차에 적합하게 드라이브 샤프트의 진동을 가변 댐핑 할 수 있는 내연 자동차 및 전기 자동차 겸용 드라이브 샤프트 어셈블리를 제공한다.
본 발명은 내연기관 자동차 및 전기 자동차에 겸용으로 사용될 수 있으며, 특히 내연기관 자동차에 적합한 윤활유, 전기 자동차에 적합한 윤활유, 윤활유의 보충 및 교체가 용이하며, 고무 부트의 파손을 감지하여 경보할 수 있는 내연 자동차 및 전기 자동차 겸용 드라이브 샤프트 어셈블리를 제공한다.
일실시예로서, 내연 자동차 및 전기 자동차 겸용 드라이브 샤프트 어셈블리는 내연기관의 엔진의 출력축 또는 전기차의 모터의 출력축으로부터 취출된 회전력이 전달되는 전동축; 전동축에 결합되어 상기 회전력을 전달받는 이너보드 조인트; 상기 이너보드 조인트에 일측단이 결합되어 상기 회전력을 전달받는 드라이브 샤프트; 상기 이너보드 조인트가 결합된 상기 드라이브 샤프트 몸체의 일측단과 대향하는 타측단에 결합되어 상기 드라이브 샤프트로 전달된 상기 회전력이 전달되는 아웃보드 조인트; 일측은 상기 이너보드 조인트에 결합되고 타측은 상기 드라이브 샤프트 몸체에 결합된 주름관 형태의 고무 부트; 상기 아웃보드 조인트에 결합되어 상기 회전력이 전달되는 차축; 상기 드라이브 샤프트에 결합되어 진동을 저감시키는 드라이브 샤프트 댐핑 유닛; 및 상기 드라이브 샤프트 내부 및 상기 고무 부트 내부로 윤활유를 공급하는 윤활유 순환 유닛을 포함한다.
내연 자동차 및 전기 자동차 겸용 드라이브 샤프트 어셈블리는 내연기관의 변속기의 출력축 또는 전기차의 모터의 출력축으로부터 취출된 회전력이 전달되는 전동축; 전동축에 결합되어 상기 회전력을 전달받는 이너보드 조인트; 상기 이너보드 조인트에 일측단이 결합되어 상기 회전력을 전달받고 내부에 중공이 형성되며 양단이 개구된 드라이브 샤프트 몸체, 상기 드라이브 샤프트 몸체의 내부에 삽입되어 상기 드라이브 샤프트 몸체의 일측단을 막는 폐쇄 블럭, 플레이트 형상으로 상기 폐쇄 블럭과 접촉되도록 상기 드라이브 샤프트 몸체의 내부에 삽입되어 상기 중공을 제1 중공부 및 제2 중공부로 분리하는 격벽, 상기 제1 중공부에 대응하는 상기 드라이브 샤프트 몸체에 형성된 제1 개구, 상기 제1 개구와 이격된 제2 개구, 상기 제2 중공부에 대응하는 상기 드라이브 샤프트 몸체에 형성되며 상기 제1 개구와 어긋나게 배치된 제3 개구 및 상기 제3 개구와 이격되며 상기 제2 개구와 대응하는 위치에 형성된 제4 개구를 포함하는 드라이브 샤프트; 상기 이너보드 조인트가 결합된 상기 드라이브 샤프트 몸체의 일측단과 대향하는 타측단에 결합되어 상기 드라이브 샤프트로 전달된 상기 회전력이 전달되는 아웃보드 조인트; 일측은 상기 아웃보드 조인트에 결합되고 타측은 상기 제2 및 제4 개구들을 덮도록 상기 드라이브 샤프트 몸체에 결합된 주름관 형태의 고무 부트; 상기 아웃보드 조인트에 결합되어 상기 회전력이 전달되는 차축; 상기 드라이브 샤프트 몸체의 외주면 중 제1 부분에 접촉되며 내부에 유체가 채워지는 수납공간이 형성된 제1 댐핑 백, 상기 드라이브 샤프트 몸체의 상기 외주면 중 상기 제1 부분과 인접한 제2 부분에 접촉되며 내부에 유체가 채워지는 수납공간이 형성된 제2 댐핑 백, 상기 드라이브 샤프트 몸체의 상기 외주면 중 상기 제2 부분과 인접한 제3 부분에 접촉되며 내부에 유체가 채워지는 수납공간이 형성된 제3 댐핑 백, 상기 드라이브 샤프트 몸체의 상기 외주면 중 상기 제1 부분 및 상기 제3 부분과 인접한 제4 부분에 접촉되며 내부에 유체가 채워지는 수납공간이 형성된 제4 댐핑 백, 상기 제1 내지 제4 댐핑 백들을 감싸 상기 제1 내지 제4 댐핑 백들을 고정하며 차체에 고정되는 고정 프레임, 상기 제1 댐핑 백에 연결된 제1 공급관, 상기 제2 댐핑 백에 연결된 제2 공급관, 상기 제3 댐핑 백에 연결된 제3 공급관, 상기 제4 댐핑 백에 연결된 제4 공급관, 상기 제1 내지 제4 공급관에 연결되어 상기 제1 내지 제4 공급관에 상기 유체를 공급하는 유체 공급 유닛 및 상기 전동축에 상기 변속기가 결합될 경우 상기 제1 내지 제4 댐핑 백에 제1 압력으로 상기 유체를 공급하기 위해 상기 유체 공급 유닛에 제1 제어 신호를 인가하고 상기 전동축에 상기 모터가 결합될 경우 상기 제1 내지 제4 댐핑 백에 상기 제1 압력과 다른 제2 압력으로 상기 유체를 공급하기 위해 상기 유체 공급 유닛에 제2 제어 신호를 인가하는 댐핑 제어부를 포함하는 드라이브 샤프트 댐핑 유닛; 상기 드라이브 샤프트 몸체에 삽입되며 상기 제1 개구와 대응하는 부분에 제1 분기관이 형성된 제1 슬리브, 상기 드라이브 샤프트 몸체에 삽입되며 상기 제3 개구와 대응하는 부분에 제2 분기관이 형성된 제2 슬리브, 상기 제1 슬리브의 상기 제1 분기관에 일측 단부가 연결되고 상기 제2 슬리브의 상기 제2 분기관에 타측 단부가 연결된 윤활유 순환 배관, 상기 드라이브 샤프트 몸체의 상기 아웃보드 조인트 및 상기 고무 부트 내부로 제공되는 윤활유를 수납하는 윤활유 공급부, 상기 윤활유 순환 배관에 연통되어 상기 윤활유 공급부를 통해 제공된 윤활유를 순환시키는 윤활유 순환 펌프, 상기 윤활유 순환 배관에 연통되어 상기 윤활유에 포함된 불순물을 필터링하는 필터 및 상기 윤활유 순환 배관 내부의 상기 윤활유의 압력을 측정하는 윤활유 압력 측정 센서, 상기 윤활유 순환 펌프가 작동되지 않는 상태에서 상기 윤활유의 압력이 변동될 경우 상기 고무 부트의 파손을 경고하는 경보 유닛 및 상기 윤활유 순환 펌프, 상기 압력 측정 센서 및 상기 경보 유닛을 제어하는 윤활유 제어부를 포함하는 윤활유 순환 유닛; 상기 제1 및 제2 슬리브와 상기 드라이브 샤프트 몸체의 외측면 사이에 형성된 갭으로 상기 윤활유가 누설되는 것을 방지하는 밀봉 부재; 및 상기 제1 및 제2 슬리브 및 상기 드라이브 샤프트 몸체의 마찰을 저감시키기 위해 상기 제1 및 제2 슬리브와 대응하는 상기 드라이브 샤프트 몸체의 외주면을 따라 헤링본 형상을 갖는 복수개의 마찰 저감부가 형성된다.
내연 자동차 및 전기 자동차 겸용 드라이브 샤프트 어셈블리는 댐핑 성능을 조절하기 위해 드라이브 샤프트 댐핑 유닛의 상기 고정 프레임을 상기 드라이브 샤프트 몸체에 대하여 좌측 또는 우측으로 이동시키는 이동 유닛을 더 포함한다.
내연 자동차 및 전기 자동차 겸용 드라이브 샤프트 어셈블리는 상기 제1 내지 제4 부분과 접촉되는 상기 제1 내지 제4 댐핑 백에 각각 설치된 제1 내지 제4 플레이트 및 상기 제1 내지 제4 플레이트에 각각 장착되어 상기 드라이브 샤프트 몸체에 대한 마찰력을 저감시키는 마찰 저감 돌기를 포함하는 마찰 저감 유닛을 더 포함한다.
내연 자동차 및 전기 자동차 겸용 드라이브 샤프트 어셈블리는 상기 윤활유 순환 배관으로부터 상기 윤활유를 배출하기 위해 상기 윤활유 순환 배관으로부터 분기된 드레인 배관, 상기 드레인 배관을 개폐하는 드레인 밸브 및 드레인 밸브가 개방되었을 때 윤활유 순환 배관을 폐쇄하는 개폐 밸브를 포함하는 드레인 유닛을 더 포함한다.
본 발명에 따른 내연 자동차 및 전기 자동차 겸용 드라이브 샤프트 어셈블리는 내연기관 자동차 및 전기 자동차에 겸용으로 사용될 수 있으며, 내연기관 자동차 또는 전기 자동차에 적합하게 드라이브 샤프트의 진동을 가변 댐핑 할 수 있으며, 내연기관 자동차에 적합한 윤활유 및 전기 자동차에 적합한 윤활유를 선택하여 사용하 수 있으며, 윤활유의 보충 및 교체가 용이하며 고무 부트의 파손을 감지하여 경보할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 내연 자동차 및 전기 자동차 겸용 드라이브 샤프트 어셈블리를 도시한 블럭도이다.
도 2는 도 1에 도시된 드라이브 샤프트의 종단면도이다.
도 3은 도 2의 I-I' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 4는 도 2의 II-II' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 드라이브 샤프트 댐핑 유닛을 도시한 측면도이다.
도 6은 도 5에 도시된 제1 내지 제4 댐핑 백을 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 윤활유 순환 유닛을 도시한 단면도이다.
도 8은 도 7에 도시된 제1 및 제2 슬리브를 도시한 사시도이다.
도 9는 드라이브 샤프트 몸체에 형성된 마찰 저감부를 도시한 단면도이다.
이하 설명되는 본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 특허에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 특허에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 구분하여 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
또한 본 특허에서 적어도 2개의 상이한 실시예들이 각각 기재되어 있을 경우, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 별다른 기재가 없더라도 각 실시예들은 구성요소의 전부 또는 일부를 상호 병합 및 혼용하여 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 내연 자동차 및 전기 자동차 겸용 드라이브 샤프트 어셈블리를 도시한 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 내연 자동차 및 전기 자동차 겸용 드라이브 샤프트 어셈블리(800)는 전동축(100), 이너보드 조인트(150), 드라이브 샤프트(200), 아웃보드 조인트(250), 고무 부트(300), 차축(350), 드라이브 샤프트 댐핑 유닛(400), 윤활유 순환 유닛(500), 밀봉 부재(550, 도 7 참조) 및 마찰 저감부(600, 도 8 참조)를 포함한다.
전동축(100)은 내연기관의 엔진과 연결된 변속기의 출력축(10) 또는 전기차의 모터의 출력축(20)과 연결되어, 출력축(10,20)으로부터 취출된 회전력이 전달되어 회전된다.
이너보드 조인트(150)는 전동축(100)에 결합되어 상기 회전력이 전달되며 이너보드 조이트(150)에는 드라이브 샤프트(200)가 결합된다.
이너보드 조인트(150)는 드라이브 샤프트(200)가 수평에 대하여 기울어진 상태에서도 회전력이 전달되도록 한다. 이너보드 조인트(150)는, 예를 들어, 유니버셜 조인트를 포함할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 드라이브 샤프트의 종단면도이다. 도 3은 도 2의 I-I' 선을 따라 절단한 단면도이다. 도 4는 도 2의 II-II' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 드라이브 샤프트(200)는 드라이브 샤프트 몸체(205)를 포함한다.
드라이브 샤프트 몸체(205)는 일측단이 이너보드 조인트(150)와 결합되어 이너보드 조이트(150)에 의하여 전달된 회전력에 의하여 회전된다.
드라이브 샤프트 몸체(205)는 내부에 중공이 형성되며 양단이 개구된 중공을 갖는 파이프 형상을 갖는다.
드라이브 샤프트 몸체(205)의 중공에는 드라이브 샤프트 몸체(205)의 일측 단부를 막는 폐쇄 블럭(210)이 삽입 및 결합된다.
폐쇄 블럭(210)에 의하여 드라이브 샤프트 몸체(205)의 일측 단부가 막힌 상태에서 드라이브 샤프트 몸체(205)의 개방된 타측 단부로부터 드라이브 샤프트 몸체(205)의 중공으로는 격벽(220)이 삽입 및 결합된다.
격벽(220)은 중공의 내부에 삽입되는 사이즈를 갖는 직사각형 플레이트 형상으로 형성되며, 격벽(220)의 일측 단부는 페쇄 블럭(210)의 측면과 접촉된다.
격벽(220)은 접착제 또는 억지 끼워맞춤 등에 의하여 드라이브 샤프트 몸체(205)의 내측면에 견고하게 결합된다.
본 발명의 일실시예에서, 드라이브 샤프트 몸체(205)의 내부에 배치된 격벽(220)에 의하여 드라이브 샤프트 몸체(205)의 중공은 격벽(220)을 기준으로 제1 중공부(201) 및 제2 중공부(202)로 구분된다.
드라이브 샤프트 몸체(205)에는 제1 개구(232), 제2 개구(234), 제3 개구(236) 및 제4 개구(238)가 형성된다.
제1 개구(232) 및 제2 개구(234)는 제1 중공부(201)에 대응하는 드라이브 샤프트 몸체(205)에 형성된다.
제1 개구(232)로는 외부로부터 윤활유가 유입되는 유입구이다. 제1 개구(232)는 폐쇄 블럭(210)에 인접한 드라이브 샤프트 몸체(205)에 형성되며, 제2 개구(234)는 제1 개구(232)에 대하여 이격되며 아웃보드 조인트(250)와 인접한 드라이브 샤프트 몸체(205)의 단부에 형성된다.
제2 개구(234)는 제1 개구(232)를 통해 제1 중공부(201)로 유입된 윤활유가 드라이브 샤프트 몸체(205)의 외부로 토출되는 유출구이다. 제2 개구(234)는 후술될 고무 부트(300)에 의하여 덮인다.
제3 개구(236) 및 제4 개구(238)는 제2 중공부(202)에 대응하는 드라이브 샤프트 몸체(205)에 형성된다.
제3 개구(236)는 제1 개구(232)로부터 유입된 윤활유가 배출된다. 제3 개구(236)는 폐쇄 블럭(210)에 인접한 드라이브 샤프트 몸체(205)에 형성되며, 제3 개구(236)는 제1 개구(232)와는 마주하지 않게 어긋나게 배치된다.
제4 개구(238)는 제1 개구(232)로부터 유입된 윤활유를 제2 중공부(202)로 유입되도록 하며, 제4 개구(238)은 제2 개구(234)와 마주하게 배치되며, 제4 개구(238)는 고무 부트(300)에 의하여 덮인다.
도 1을 다시 참조하면, 이너보드 조인트(150)에 일측단이 결합된 드라이브 샤프트 몸체(205)의 타측단에는 드라이브 샤프트 몸체(205)로 전달된 회전력이 전달되어 드라이브 샤프트 몸체(205)와 함께 회전되는 아웃보드 조인트(250)가 배치된다.
아웃보드 조인트(250)의 내부에는 윤활유가 제공되는데 윤활유가 외부로 누설되는 것을 방지 및 외부 오염 물질이 윤활유로 유입되는 것을 방지하기 위한 고무 부트(300)가 결합된다.
고무 부트(300)는 드라이브 샤프트(200)가 수평에 대하여 기울어짐에 대응하여 형상이 변경되도록 주름 형태로 형성된다.
고무 부트(300)의 일측단은 아웃보드 조인트(250)의 표면에 클램프 등에 의하여 견고하게 결합되고, 고무 부트(300)의 타측단은 드라이브 샤프트 몸체(205)에 견고하게 결합된다.
도 1을 다시 참조하면, 차축(350)은 아웃보드 조인트(250)에 결합되어 드라이브 샤프트(200)로부터 전달된 회전력에 의하여 회전되고, 차측(350)은 휠 베어링 등을 매개로 휠에 결합된다.
도 5는 도 1에 도시된 드라이브 샤프트 댐핑 유닛을 도시한 측면도이다. 도 6은 도 5에 도시된 제1 내지 제4 댐핑 백을 도시한 사시도이다.
도 1, 도 5 및 도 6을 참조하면, 드라이브 샤프트 댐핑 유닛(400)은 제1 댐핑 백(410), 제2 댐핑 백(415), 제3 댐핑 백(420), 제4 댐핑 백(430), 고정 프레임(440), 제1 공급관(445), 제2 공급관(450), 제3 공급관(455), 제4 공급관(460), 유체 공급 유닛(465) 및 댐핑 제어부(470)를 포함한다.
제1 댐핑 백(410)은 내부에 유체가 수납되는 공간이 형성되며, 제1 댐핑 백(410)은 수납된 유체의 누설이 발생되지 않도록 합성수지가 내측면에 코팅된 천으로 제작될 수 있으며, 제1 댐핑 백(410)은, 예를 들어, 사다리꼴 형상을 갖는 백(bag) 형상을 가질 수 있다.
제1 댐핑 백(410)에 수납되는 유체는, 예를 들어, 공기, 물, 또는 점성이 낮은 오일을 포함할 수 있다.
제1 댐핑 백(410) 중 드라이브 샤프트 몸체(205)의 외주면과 접촉되는 제1 부분에는 드라이브 샤프트 몸체(205)와의 마찰 및 소음을 저감시키기 위해 제1 플레이트(412)가 결합된다. 본 발명의 일실시예에서, 제1 플레이트(412)는, 예를 들어, 내마모성 및 윤활성이 우수한 테프론 소재로 제작될 수 있다.
제1 플레이트(412)의 상면에는 드라이브 샤프트 몸체(205)와 점 접촉되어 드라이브 샤프트 몸체(205)에 대하여 마찰 및 소음을 저감시키는 복수개의 마찰 저감 돌기(414)가 일체로 형성된다.
제1 플레이트(412)의 상면에 일체로 형성되는 마찰 저감 돌기(414)는 반구 또는 볼 형상을 가질 수 있으며, 마찰 저감 돌기(414)는 제1 플레이트(412)와 마찬가지로 내마모성 및 윤활성이 우수한 테프론 소재를 포함할 수 있다.
제2 댐핑 백(415)은 제1 댐핑 백(410)과 인접하게 배치되며, 제2 댐핑 백(415)은 제1 댐핑 백(410)에 대하여 수직하게 배치된다.
제2 댐핑 백(415)은 내부에 유체가 수납되는 공간이 형성되며, 제2 댐핑 백(415)은 수납된 유체의 누설이 발생되지 않도록 합성수지가 내측면에 코팅된 천으로 제작될 수 있으며, 제2 댐핑 백(415)은, 예를 들어, 사다리꼴 형상을 갖는 백(bag) 형상을 가질 수 있다.
제2 댐핑 백(415)에 수납되는 유체는, 예를 들어, 공기, 물, 또는 점성이 낮은 오일을 포함할 수 있다.
제2 댐핑 백(415) 중 드라이브 샤프트 몸체(205)의 외주면과 접촉되는 제2 부분에는 드라이브 샤프트 몸체(205)와의 마찰 및 소음을 저감시키기 위해 제2 플레이트(417)가 결합된다. 본 발명의 일실시예에서, 제2 플레이트(417)는, 예를 들어, 내마모성 및 윤활성이 우수한 테프론 소재로 제작될 수 있다.
제2 플레이트(417)의 상면에는 드라이브 샤프트 몸체(205)와 점 접촉되어 드라이브 샤프트 몸체(205)에 대하여 마찰 및 소음을 저감시키는 복수개의 마찰 저감 돌기(419)가 일체로 형성된다.
제2 플레이트(417)의 상면에 일체로 형성되는 마찰 저감 돌기(419)는 반구 또는 볼 형상을 가질 수 있으며, 마찰 저감 돌기(419)는 제2 플레이트(417)와 마찬가지로 내마모성 및 윤활성이 우수한 테프론 소재를 포함할 수 있다.
제3 댐핑 백(420)은 제2 댐핑 백(415)과 인접하게 배치되며, 제3 댐핑 백(420)은 제2 댐핑 백(415)에 대하여 수직하게 배치되며, 제3 댐핑 백(420)은 제1 댐핑 백(410)과 마주하게 배치될 수 있다.
제3 댐핑 백(420)은 내부에 유체가 수납되는 공간이 형성되며, 제3 댐핑 백(420)은 수납된 유체의 누설이 발생되지 않도록 합성수지가 내측면에 코팅된 천으로 제작될 수 있으며, 제3 댐핑 백(420)은, 예를 들어, 사다리꼴 형상을 갖는 백(bag) 형상을 가질 수 있다.
제3 댐핑 백(420)에 수납되는 유체는, 예를 들어, 공기, 물, 또는 점성이 낮은 오일을 포함할 수 있다.
제3 댐핑 백(420) 중 드라이브 샤프트 몸체(205)의 외주면과 접촉되는 제3 부분에는 드라이브 샤프트 몸체(205)와의 마찰 및 소음을 저감시키기 위해 제3 플레이트(422)가 결합된다. 본 발명의 일실시예에서, 제3 플레이트(422)는, 예를 들어, 내마모성 및 윤활성이 우수한 테프론 소재로 제작될 수 있다.
제3 플레이트(422)의 상면에는 드라이브 샤프트 몸체(205)와 점 접촉되어 드라이브 샤프트 몸체(205)에 대하여 마찰 및 소음을 저감시키는 복수개의 마찰 저감 돌기(424)가 일체로 형성된다.
제3 플레이트(422)의 상면에 일체로 형성되는 마찰 저감 돌기(424)는 반구 또는 볼 형상을 가질 수 있으며, 마찰 저감 돌기(424)는 제3 플레이트(422)와 마찬가지로 내마모성 및 윤활성이 우수한 테프론 소재를 포함할 수 있다.
제4 댐핑 백(425)은 제3 댐핑 백(420)과 인접하게 배치되며, 제4 댐핑 백(425)은 제3 댐핑 백(420)에 대하여 수직하게 배치되며, 제4 댐핑 백(425)은 제2 댐핑 백(415)과 마주하게 배치될 수 있다.
제4 댐핑 백(425)은 내부에 유체가 수납되는 공간이 형성되며, 제4 댐핑 백(425)은 수납된 유체의 누설이 발생되지 않도록 합성수지가 내측면에 코팅된 천으로 제작될 수 있으며, 제4 댐핑 백(425)은, 예를 들어, 사다리꼴 형상을 갖는 백(bag) 형상을 가질 수 있다.
제4 댐핑 백(425)에 수납되는 유체는, 예를 들어, 공기, 물, 또는 점성이 낮은 오일을 포함할 수 있다.
제4 댐핑 백(425) 중 드라이브 샤프트 몸체(205)의 외주면과 접촉되는 제4 부분에는 드라이브 샤프트 몸체(205)와의 마찰 및 소음을 저감시키기 위해 제4 플레이트(427)가 결합된다. 본 발명의 일실시예에서, 제4 플레이트(427)는, 예를 들어, 내마모성 및 윤활성이 우수한 테프론 소재로 제작될 수 있다.
제4 플레이트(427)의 상면에는 드라이브 샤프트 몸체(205)와 점 접촉되어 드라이브 샤프트 몸체(205)에 대하여 마찰 및 소음을 저감시키는 복수개의 마찰 저감 돌기(429)가 일체로 형성된다.
제4 플레이트(427)의 상면에 일체로 형성되는 마찰 저감 돌기(429)는 반구 또는 볼 형상을 가질 수 있으며, 마찰 저감 돌기(429)는 제4 플레이트(427)와 마찬가지로 내마모성 및 윤활성이 우수한 테프론 소재를 포함할 수 있다.
도 5를 다시 참조하면, 고정 프레임(440)은 사각 틀 형태로 형성되며, 고정 프레임(440)의 내부에는 제1 내지 제4 댐핑 백(410,415,420,425)들이 배치되고, 제1 내지 제4 댐핑 백(410,415,420,425)들의 사이에는 드라이브 샤프트 몸체(205)가 배치된다.
외부로부터 회전되는 드라이브 샤프트 몸체(205)에 가해지는 진동은 제1 내지 제4 댐핑 백(410,415,420,425)들에 수납된 유체의 압력에 따라서 저감된다.
특히 전기 자동차의 모터에서 발생되는 진동 및 내연 자동차의 엔진 및 변속기에서 발생되는 고유 진동은 상이하며 본 발명의 일실시예에서는 제1 내지 제4 댐핑 백(410,415,420,425)에 제공되는 유체의 압력을 조절하여 드라이브 샤프트 몸체(205)에 가해지는 진동을 저감시킨다.
이를 구현하기 위해서, 제1 댐핑 백(410)에는 유체가 제공되는 제1 공급관(445)이 연결되며, 제2 댐핑 백(415)에는 유체가 제공되는 제2 공급관(450)이 연결되며, 제3 댐핑 백(420)에는 유체가 제공되는 제3 공급관(455)이 연결되며, 제4 댐핑 백(425)에는 유체가 제공되는 제4 공급관(460)이 연결된다.
유체 공급 유닛(465)는 제1 내지 제4 공급관(445,450,455,460)에 각각 연결되며, 유체 공급 유닛(465)은 제1 내지 제4 공급관(445,450,455,460)들에 유체를 제공한다. 유체 공급 유닛(465)는, 예를 들어, 유체를 제공하는 유체 펌프를 포함할 수 있다.
댐핑 제어부(470)는 제1 내지 제4 댐핑 백(410,415,420,425)에 제공되는 유체의 압력을 제어한다.
구체적으로 댐핑 제어부(470)는 도 1에 도시된 전동축(100)에 내연 기관의 엔진이 결합될 경우, 제1 내지 제4 댐핑 백(410,415,420,425)에 제1 압력으로 유체를 공급하기 위해 유체 공급 유닛(465)에 제1 제어 신호를 인가하여 엔진에 결합된 드라이브 샤프트 몸체(205)에 인가되는 진동을 최적으로 댐핑한다.
이와 다르게 도 1에 도시된 전동축(100)에 모터가 결합될 경우, 제1 내지 제4 댐핑 백(410,415,420,425)에 제1 압력과 다른 제2 압력으로 유체를 공급하기 위해 유체 공급 유닛(465)에 제2 제어 신호를 인가한다.
본 발명의 일실시예에서 전동축(100)에 내연 기관의 엔진이 결합될 경우 댐핑 제어부(470)는 제1 내지 제4 댐핑 백(410,415,420,425)에 제1 유체를 제공하고, 전동축(100)에 모터가 결합될 경우 댐핑 제어부(470)는 제1 내지 제4 댐핑 백(410,415,420,425)에 제1 유체와 다른 제2 유체를 제공할 수 있다. 본 발명의 일실시예에서, 제1 유체는 공기이고, 제2 유체는 점성이 낮은 오일일 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 드라이브 샤프트(200)의 댐핑 성능을 조절하기 위하여 드라이브 샤프트 댐핑 유닛(400)의 고정 프레임(440)을 드라이브 샤프트 몸체(205)에 대하여 좌측 또는 우측으로 이동시키는 이동 유닛(미도시)를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 일실시예에서, 이동 유닛은 직선 왕복 운동을 하는 다양한 직선 왕복 유닛을 포함할 수 있으며, 이동 유닛은 댐핑 제어부(470)로부터 발생된 제어 신호에 의하여 이동된다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 윤활유 순환 유닛을 도시한 단면도이다. 도 8은 도 7에 도시된 제1 및 제2 슬리브를 도시한 사시도이다. 도 9는 드라이브 샤프트 몸체에 형성된 마찰 저감부를 도시한 단면도이다.
도 1, 도 7 및 도 8을 참조하면, 윤활유 순환 유닛(500)은 고무 부트(300) 및 드라이브 샤프트(200)를 차체로부터 분해하지 않고 윤활유를 교체 또는 순환시킬수 있다.
윤활유 순환 유닛(500)은 제1 슬리브(sleeve, 510), 제2 슬리브(515), 윤활유 순환 배관(520), 윤활유 공급부(525), 윤활유 순환 펌프(530), 필터(535), 윤활유 압력 측정 센서(540), 경보 유닛(545) 및 윤활유 제어부(548)를 포함한다. 이에 더하여 윤활유 순환 유닛(500)은 윤활유 순환 배관(520)에 연결된 드레인 유닛(523)을 더 포함할 수 있다.
제1 슬리브(510)는 T형 관 형상으로 형성되며, 제1 슬리브(510)에는 드라이브 샤프트 몸체(205)가 삽입된다. 본 발명의 일실시예에서, 제1 슬리브(510)는 회전되지 않는다.
본 발명의 일실시예에서, 제1 슬리브(510)에 형성된 제1 분기관은 도 2에 도시된 드라이브 샤프트 몸체(205)에 형성된 제1 개구(232)와 대응하는 위치에 형성된다.
제2 슬리브(515)는 T형 관 형상으로 형성되며, 제2 슬리브(515)에는 드라이브 샤프트 몸체(205)가 삽입된다. 본 발명의 일실시예에서, 제2 슬리브(515)는 회전되지 않는다.
제2 슬리브(515)에 형성된 제2 분기관은 도 2에 도시된 드라이브 샤프트 몸체(205)에 형성된 제3 개구(236)와 대응하는 위치에 형성된다.
본 발명의 일실시예에서, 제1 슬리브(510) 및 드라이브 샤프트 몸체(205)의 사이에 형성된 갭 및 제2 슬리브(520) 및 드라이브 샤프트 몸체(205)의 사이에 형성된 갭으로 윤활유가 누설되지 않도록 상기 갭은 도 7에 도시된 밀봉 부재(550)에 의하여 밀봉된다.
밀봉 부재(550)는 작은 마찰력을 갖고 내마모성이 우수한 고무 소재 또는 테프론 소재로 제작될 수 있다.
도 9를 참조하면, 드라이브 샤프트 몸체(205)는 회전되고, 제1 및 제2 슬리브(510,520)는 회전되지 않기 때문에 드라이브 샤프트 몸체(205) 및 제1 및 제2 슬리브(510,520)가 접촉되면서 과도한 마찰이 발생될 수 있다.
본 발명의 일실시예에서는 드라이브 샤프트 몸체(205) 및 제1 및 제2 슬리브(510,520)가 접촉되면서 발생되는 마찰을 저감시키기 위해 제1 및 제2 슬리브(510,520)와 접촉되는 드라이브 샤프트 몸체(205)의 외주면에는, 평면상에서 보았을 때, 헤링본 형상을 갖는 복수개의 마찰 저감부(600)가 등 간격으로 형성된다.
본 발명의 일실시예에서, 헤링본 형상을 갖는 마찰 저감부(600)는 드라이브 샤프트 몸체(205)의 표면으로부터 양각되거나 음각될 수 있다.
헤링본 형상을 갖는 마찰 저감부(600)가 고속 회전됨에 따라 제1 및 제2 슬리브(510,520) 및 드라이브 샤프트 몸체(205)의 사이에 배치된 윤활유는 마찰 저감부(600)의 꼭지점 부분으로 모이게 되고 이로 인해 꼭지점 부분에서는 높은 동압(P)이 발생되고, 이 동압(P)에 의하여 드라이브 샤프트 몸체(205) 및 제1 및 제2 슬리브(510,520) 사이에는 미세한 갭이 형성되고 이로 인해 제1 및 제2 슬리브(510,520) 및 드라이브 샤프트 몸체(205) 사이의 마찰이 크게 감소된다.
윤활유 순환 배관(520)은 연성을 갖는 파이프 형상으로 형성되며, 윤활유 순환 배괸(520)의 일측 단부는 제1 슬리브(510)의 제1 분기관에 결합되고 윤활유 순환배관(520)의 일측 단부와 대향하는 타측 단부는 제2 슬리브(515)의 제2 분기관에 결합된다.
윤활유 공급부(525)는 윤활유 순환 배관(520)으로 제공되는 윤활유를 수납한다. 예를 들어, 전동축(100)에 엔진과 연결된 변속기가 결합되었을 때 윤활유 공급부(525)에는 제1 윤활유가 수납되고, 전동축(100)에 모터가 연결되었을 때 윤활유 공급부(525)에는 제2 윤활유가 수납된다.
윤활유 순환 펌프(530)는 윤활유 공급부(525)로부터 윤활유를 공급받으며, 윤활유 순환 펌프(530)는 윤활유 순환 배관(520)에 연결된다. 윤활유 순환 펌프(530)는 윤활유 순환 배관(520)에 수납된 윤활유에 압력을 가해 윤활유가 윤활유 순환 배관(520)을 따라 순환될 수 있도록 한다.
윤활유 순환 펌프(530)는 드라이브 샤프트(200)의 상하 이동과 함께 이동될 수 있도록 플랙시블한 소재 또는 윤활유 순환 펌프(530)의 일부에 주름관 등이 형성될 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 윤활유 순환 펌프(530)는 지정된 시간 간격 또는 단속적으로 작동될 수 있다.
도 2 및 도 7을 참조하면, 윤활유 순환 펌프(530)에 의하여 윤활유는 제1 슬리브(210) 및 드라이브 샤프트 몸체(205)의 제1 개구(232)를 통해 제1 중공부(201)로 삽입된 후 드라이브 샤프트 몸체(205)의 제2 개구(234)를 통해 고무 부트(300) 및 아웃보드 조인트(250)의 내부로 제공된다.
윤활유는 다시 제4 개구(238)을 통해 드라이브 샤프트 몸체(205)의 제2 중공부(202)로 유입된 후 제3 개구(236) 및 제2 슬리브(515)를 통해 윤활유 순환 배관(520)으로 배출되는 과정을 반복하면서 윤활유는 순환된다.
한편, 윤활유에는 금속 파티클과 같은 이물질이 수납될 수 있는데, 윤활유에 포함된 불순물을 필터링하기 위해서 윤활유 순환 배관(520)의 일부에는 필터(535)가 장착된다.
일반적으로 아웃보드 조인트(250) 및 드라이브 샤프트 몸체(205)를 감싸는 고무 부트(300)는 고무 재질로 사용 환경에 의하여 일부가 파손되거나 찢어져 윤활유가 누출될 수 있고, 고무 부트(300)의 파손에 의하여 윤활유의 누출이 발생될 경우 드라이브 샤프트(200) 또는 아웃보드 조인트(250)의 파손이 발생될 수 있다.
본 발명의 일실시예에서는 고무 부트(300)의 파손에 따른 윤활유의 누출을 감지하기 위해서 윤활유 순환 배관(520)에는 윤활유 압력 측정 센서(540)가 결합되는데, 윤활유 압력 측정 센서(540)는 윤활유 순환 펌프(530)가 작동되지 않을 때 윤활유 순환 배관(520) 내부의 압력을 측정하여 압력 데이터를 생성하고, 압력 데이터는 윤활유 제어부(548)로 입력된다.
윤활유 제어부(548)는 윤활유 순환 펌프(530), 윤활유 압력 측정 센서(540) 및 후술될 경보 유닛(545)을 제어하는 제어 신호를 발생시킨다.
윤활유 제어부(548)는 주기적 또는 단속적으로 윤활유 순환 펌프(530)를 작동시키는 제어 신호를 발생시킨다.
또한, 윤활유 제어부(548)는 윤활유 순환 펌프(530)가 작동되지 않은 상태에서 윤활유 압력 측정 센서(540)를 통해 입력된 압력 데이터를 통해 고무 부트(300)의 파손 여부를 확인한다.
예를 들어, 윤활유 제어부(548)은 윤활유 순환 펌프(530)가 작동하지 않은 상태에서 윤활유 압력 측정 센서(540)로부터 측정된 압력 데이터가 변동되거나, 지정된 범위를 벗어나거나 지속적으로 감소될 경우 경보 유닛(545)을 통해 운전자에게 고무 부트(300) 또는 드라이브 샤프트(200)의 파손 또는 손상을 경고한다.
도 7을 다시 참조하면, 드레인 유닛(521)은 드레인 배관(523) 및 드레인 밸브(522)를 포함한다.
드레인 배관(523)은 윤활유 순환 배관(520)으로부터 윤활유를 배출하여 윤활유를 교체하기 위해 윤활유 순환 배관(520)으로부터 분기된다.
드레인 밸브(522)는 드레인 배관(523)을 개폐하여 윤활유 순환 배관(520)으로부터 윤활유가 드레인 배관(523)으로 배출되도록 한다.
한편, 드레인 배관(523)으로부터 윤활유가 배출되도록 하기 위해서 윤활유 순환 배관(520)에는 개폐 밸브(524)가 배치된다.
드레인 배관(523)으로부터 윤활유를 배출시켜 윤활유를 교환하기 위해서 드레인 밸브(522)가 개방되고 개폐 밸브(524)는 폐쇄된 상태에서 윤활유 순환 펌프(530)가 작동됨으로써 윤활유는 드레인 배관(523)을 통해 배출된다.
이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 내연 자동차 및 전기 자동차 겸용 드라이브 샤프트 어셈블리는 내연기관 자동차 및 전기 자동차에 겸용으로 사용될 수 있으며, 내연기관 자동차 또는 전기 자동차에 적합하게 드라이브 샤프트의 진동을 가변 댐핑 할 수 있으며, 내연기관 자동차에 적합한 윤활유 및 전기 자동차에 적합한 윤활유를 선택하여 사용하 수 있으며, 윤활유의 보충 및 교체가 용이하며 고무 부트의 파손을 감지하여 경보할 수 있는 효과를 갖는다.
한편, 본 도면에 개시된 실시예는 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.
100 ... 전동축 150 ... 이너보드 조인트
200 ... 드라이브 샤프트 250 ... 아웃보드 조인트
300 ... 고무 부트 350 ... 차축
400 ... 드라이브 샤프트 댐핑 유닛 500 ... 윤활유 수납 유닛 550 ... 밀봉 부재 600 ... 마찰 저감부

Claims (5)

  1. 내연기관의 변속기의 출력축 또는 전기차의 모터의 출력축으로부터 취출된 회전력이 전달되는 전동축;
    전동축에 결합되어 상기 회전력을 전달받는 이너보드 조인트;
    상기 이너보드 조인트에 일측단이 결합되어 상기 회전력을 전달받고 내부에 중공이 형성되며 양단이 개구된 드라이브 샤프트 몸체, 상기 드라이브 샤프트 몸체의 내부에 삽입되어 상기 드라이브 샤프트 몸체의 일측단을 막는 폐쇄 블럭, 플레이트 형상으로 상기 폐쇄 블럭과 접촉되도록 상기 드라이브 샤프트 몸체의 내부에 삽입되어 상기 중공을 제1 중공부 및 제2 중공부로 분리하는 격벽, 상기 제1 중공부에 대응하는 상기 드라이브 샤프트 몸체에 형성된 제1 개구, 상기 제1 개구와 이격된 제2 개구, 상기 제2 중공부에 대응하는 상기 드라이브 샤프트 몸체에 형성되며 상기 제1 개구와 어긋나게 배치된 제3 개구 및 상기 제3 개구와 이격되며 상기 제2 개구와 대응하는 위치에 형성된 제4 개구를 포함하는 드라이브 샤프트;
    상기 이너보드 조인트가 결합된 상기 드라이브 샤프트 몸체의 일측단과 대향하는 타측단에 결합되어 상기 드라이브 샤프트로 전달된 상기 회전력이 전달되는 아웃보드 조인트;
    일측은 상기 아웃보드 조인트에 결합되고 타측은 상기 제2 및 제4 개구들을 덮도록 상기 드라이브 샤프트 몸체에 결합된 주름관 형태의 고무 부트;
    상기 아웃보드 조인트에 결합되어 상기 회전력이 전달되는 차축;
    상기 드라이브 샤프트 몸체의 외주면 중 제1 부분에 접촉되며 내부에 유체가 채워지는 수납공간이 형성된 제1 댐핑 백, 상기 드라이브 샤프트 몸체의 상기 외주면 중 상기 제1 부분과 인접한 제2 부분에 접촉되며 내부에 유체가 채워지는 수납공간이 형성된 제2 댐핑 백, 상기 드라이브 샤프트 몸체의 상기 외주면 중 상기 제2 부분과 인접한 제3 부분에 접촉되며 내부에 유체가 채워지는 수납공간이 형성된 제3 댐핑 백, 상기 드라이브 샤프트 몸체의 상기 외주면 중 상기 제1 부분 및 상기 제3 부분과 인접한 제4 부분에 접촉되며 내부에 유체가 채워지는 수납공간이 형성된 제4 댐핑 백, 상기 제1 내지 제4 댐핑 백들을 감싸 상기 제1 내지 제4 댐핑 백들을 고정하며 차체에 고정되는 고정 프레임, 상기 제1 댐핑 백에 연결된 제1 공급관, 상기 제2 댐핑 백에 연결된 제2 공급관, 상기 제3 댐핑 백에 연결된 제3 공급관, 상기 제4 댐핑 백에 연결된 제4 공급관, 상기 제1 내지 제4 공급관에 연결되어 상기 제1 내지 제4 공급관에 상기 유체를 공급하는 유체 공급 유닛 및 상기 전동축에 상기 변속기가 결합될 경우 상기 제1 내지 제4 댐핑 백에 제1 압력으로 상기 유체를 공급하기 위해 상기 유체 공급 유닛에 제1 제어 신호를 인가하고 상기 전동축에 상기 모터가 결합될 경우 상기 제1 내지 제4 댐핑 백에 상기 제1 압력과 다른 제2 압력으로 상기 유체를 공급하기 위해 상기 유체 공급 유닛에 제2 제어 신호를 인가하는 댐핑 제어부를 포함하는 드라이브 샤프트 댐핑 유닛;
    상기 드라이브 샤프트 몸체에 삽입되며 상기 제1 개구와 대응하는 부분에 제1 분기관이 형성된 제1 슬리브, 상기 드라이브 샤프트 몸체에 삽입되며 상기 제3 개구와 대응하는 부분에 제2 분기관이 형성된 제2 슬리브, 상기 제1 슬리브의 상기 제1 분기관에 일측 단부가 연결되고 상기 제2 슬리브의 상기 제2 분기관에 타측 단부가 연결된 윤활유 순환 배관, 상기 드라이브 샤프트 몸체의 상기 아웃보드 조인트 및 상기 고무 부트 내부로 제공되는 윤활유를 수납하는 윤활유 공급부, 상기 윤활유 순환 배관에 연통되어 상기 윤활유 공급부를 통해 제공된 윤활유를 순환시키는 윤활유 순환 펌프, 상기 윤활유 순환 배관에 연통되어 상기 윤활유에 포함된 불순물을 필터링하는 필터 및 상기 윤활유 순환 배관 내부의 상기 윤활유의 압력을 측정하는 윤활유 압력 측정 센서, 상기 윤활유 순환 펌프가 작동되지 않는 상태에서 상기 윤활유의 압력이 변동될 경우 상기 고무 부트의 파손을 경고하는 경보 유닛 및 상기 윤활유 순환 펌프, 상기 압력 측정 센서 및 상기 경보 유닛을 제어하는 윤활유 제어부를 포함하는 윤활유 순환 유닛;
    상기 제1 및 제2 슬리브와 상기 드라이브 샤프트 몸체의 외측면 사이에 형성된 갭으로 상기 윤활유가 누설되는 것을 방지하는 밀봉 부재; 및
    상기 제1 및 제2 슬리브 및 상기 드라이브 샤프트 몸체의 마찰을 저감시키기 위해 상기 제1 및 제2 슬리브와 대응하는 상기 드라이브 샤프트 몸체의 외주면을 따라 헤링본 형상을 갖는 복수개의 마찰 저감부가 형성되며,
    복수개의 상기 마찰 저감부는 등 간격으로 형성되는 내연 자동차 및 전기 자동차 겸용 드라이브 샤프트 어셈블리.
  2. 내연기관의 변속기의 출력축 또는 전기차의 모터의 출력축으로부터 취출된 회전력이 전달되는 전동축;
    전동축에 결합되어 상기 회전력을 전달받는 이너보드 조인트;
    상기 이너보드 조인트에 일측단이 결합되어 상기 회전력을 전달받고 내부에 중공이 형성되며 양단이 개구된 드라이브 샤프트 몸체, 상기 드라이브 샤프트 몸체의 내부에 삽입되어 상기 드라이브 샤프트 몸체의 일측단을 막는 폐쇄 블럭, 플레이트 형상으로 상기 폐쇄 블럭과 접촉되도록 상기 드라이브 샤프트 몸체의 내부에 삽입되어 상기 중공을 제1 중공부 및 제2 중공부로 분리하는 격벽, 상기 제1 중공부에 대응하는 상기 드라이브 샤프트 몸체에 형성된 제1 개구, 상기 제1 개구와 이격된 제2 개구, 상기 제2 중공부에 대응하는 상기 드라이브 샤프트 몸체에 형성되며 상기 제1 개구와 어긋나게 배치된 제3 개구 및 상기 제3 개구와 이격되며 상기 제2 개구와 대응하는 위치에 형성된 제4 개구를 포함하는 드라이브 샤프트;
    상기 이너보드 조인트가 결합된 상기 드라이브 샤프트 몸체의 일측단과 대향하는 타측단에 결합되어 상기 드라이브 샤프트로 전달된 상기 회전력이 전달되는 아웃보드 조인트;
    일측은 상기 아웃보드 조인트에 결합되고 타측은 상기 제2 및 제4 개구들을 덮도록 상기 드라이브 샤프트 몸체에 결합된 주름관 형태의 고무 부트;
    상기 아웃보드 조인트에 결합되어 상기 회전력이 전달되는 차축;
    상기 드라이브 샤프트 몸체의 외주면 중 제1 부분에 접촉되며 내부에 유체가 채워지는 수납공간이 형성된 제1 댐핑 백, 상기 드라이브 샤프트 몸체의 상기 외주면 중 상기 제1 부분과 인접한 제2 부분에 접촉되며 내부에 유체가 채워지는 수납공간이 형성된 제2 댐핑 백, 상기 드라이브 샤프트 몸체의 상기 외주면 중 상기 제2 부분과 인접한 제3 부분에 접촉되며 내부에 유체가 채워지는 수납공간이 형성된 제3 댐핑 백, 상기 드라이브 샤프트 몸체의 상기 외주면 중 상기 제1 부분 및 상기 제3 부분과 인접한 제4 부분에 접촉되며 내부에 유체가 채워지는 수납공간이 형성된 제4 댐핑 백, 상기 제1 내지 제4 댐핑 백들을 감싸 상기 제1 내지 제4 댐핑 백들을 고정하며 차체에 고정되는 고정 프레임, 상기 제1 댐핑 백에 연결된 제1 공급관, 상기 제2 댐핑 백에 연결된 제2 공급관, 상기 제3 댐핑 백에 연결된 제3 공급관, 상기 제4 댐핑 백에 연결된 제4 공급관, 상기 제1 내지 제4 공급관에 연결되어 상기 제1 내지 제4 공급관에 상기 유체를 공급하는 유체 공급 유닛 및 상기 전동축에 상기 변속기가 결합될 경우 상기 제1 내지 제4 댐핑 백에 제1 압력으로 상기 유체를 공급하기 위해 상기 유체 공급 유닛에 제1 제어 신호를 인가하고 상기 전동축에 상기 모터가 결합될 경우 상기 제1 내지 제4 댐핑 백에 상기 제1 압력과 다른 제2 압력으로 상기 유체를 공급하기 위해 상기 유체 공급 유닛에 제2 제어 신호를 인가하는 댐핑 제어부를 포함하는 드라이브 샤프트 댐핑 유닛;
    상기 드라이브 샤프트 몸체에 삽입되며 상기 제1 개구와 대응하는 부분에 제1 분기관이 형성된 제1 슬리브, 상기 드라이브 샤프트 몸체에 삽입되며 상기 제3 개구와 대응하는 부분에 제2 분기관이 형성된 제2 슬리브, 상기 제1 슬리브의 상기 제1 분기관에 일측 단부가 연결되고 상기 제2 슬리브의 상기 제2 분기관에 타측 단부가 연결된 윤활유 순환 배관, 상기 드라이브 샤프트 몸체의 상기 아웃보드 조인트 및 상기 고무 부트 내부로 제공되는 윤활유를 수납하는 윤활유 공급부, 상기 윤활유 순환 배관에 연통되어 상기 윤활유 공급부를 통해 제공된 윤활유를 순환시키는 윤활유 순환 펌프, 상기 윤활유 순환 배관에 연통되어 상기 윤활유에 포함된 불순물을 필터링하는 필터 및 상기 윤활유 순환 배관 내부의 상기 윤활유의 압력을 측정하는 윤활유 압력 측정 센서, 상기 윤활유 순환 펌프가 작동되지 않는 상태에서 상기 윤활유의 압력이 변동될 경우 상기 고무 부트의 파손을 경고하는 경보 유닛 및 상기 윤활유 순환 펌프, 상기 압력 측정 센서 및 상기 경보 유닛을 제어하는 윤활유 제어부를 포함하는 윤활유 순환 유닛;
    상기 제1 및 제2 슬리브와 상기 드라이브 샤프트 몸체의 외측면 사이에 형성된 갭으로 상기 윤활유가 누설되는 것을 방지하는 밀봉 부재; 및
    상기 제1 및 제2 슬리브 및 상기 드라이브 샤프트 몸체의 마찰을 저감시키기 위해 상기 제1 및 제2 슬리브와 대응하는 상기 드라이브 샤프트 몸체의 외주면을 따라 헤링본 형상을 갖는 복수개의 마찰 저감부가 형성되는 내연 자동차 및 전기 자동차 겸용 드라이브 샤프트 어셈블리.
  3. 제2항에 있어서,
    댐핑 성능을 조절하기 위해 드라이브 샤프트 댐핑 유닛의 상기 고정 프레임을 상기 드라이브 샤프트 몸체에 대하여 좌측 또는 우측으로 이동시키는 이동 유닛을 더 포함하는 내연 자동차 및 전기 자동차 겸용 드라이브 샤프트 어셈블리.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 부분과 접촉되는 상기 제1 내지 제4 댐핑 백에 각각 설치된 제1 내지 제4 플레이트 및 상기 제1 내지 제4 플레이트에 각각 장착되어 상기 드라이브 샤프트 몸체에 대한 마찰력을 저감시키는 마찰 저감 돌기를 포함하는 마찰 저감 유닛을 더 포함하는 내연 자동차 및 전기 자동차 겸용 드라이브 샤프트 어셈블리.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 윤활유 순환 배관으로부터 상기 윤활유를 배출하기 위해 상기 윤활유 순환 배관으로부터 분기된 드레인 배관, 상기 드레인 배관을 개폐하는 드레인 밸브 및 드레인 밸브가 개방되었을 때 윤활유 순환 배관을 폐쇄하는 개폐 밸브를 포함하는 드레인 유닛을 더 포함하는 내연 자동차 및 전기 자동차 겸용 드라이브 샤프트 어셈블리.
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980027114A (ko) 1996-10-14 1998-07-15 김영귀 자동차용 드라이브샤프트
KR101060081B1 (ko) 2010-04-20 2011-08-29 현대위아 주식회사 전기 자동차용 인휠 모터가 설치된 휠어셈블리 장치
JP2014031804A (ja) * 2012-08-01 2014-02-20 Nippon Soken Inc 車両用ドライブシャフト
CN206870853U (zh) * 2017-01-22 2018-01-12 浙江宏利汽车零部件有限公司 一种橡塑合金防尘套
JP2019011786A (ja) * 2017-06-29 2019-01-24 ダイハツ工業株式会社 車両用ドライブシャフト構造
KR102169353B1 (ko) * 2014-03-12 2020-10-23 현대자동차주식회사 다이나믹댐퍼
KR20210079067A (ko) * 2019-12-19 2021-06-29 현대위아 주식회사 다이나믹 댐퍼 장치

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980027114A (ko) 1996-10-14 1998-07-15 김영귀 자동차용 드라이브샤프트
KR101060081B1 (ko) 2010-04-20 2011-08-29 현대위아 주식회사 전기 자동차용 인휠 모터가 설치된 휠어셈블리 장치
JP2014031804A (ja) * 2012-08-01 2014-02-20 Nippon Soken Inc 車両用ドライブシャフト
KR102169353B1 (ko) * 2014-03-12 2020-10-23 현대자동차주식회사 다이나믹댐퍼
CN206870853U (zh) * 2017-01-22 2018-01-12 浙江宏利汽车零部件有限公司 一种橡塑合金防尘套
JP2019011786A (ja) * 2017-06-29 2019-01-24 ダイハツ工業株式会社 車両用ドライブシャフト構造
KR20210079067A (ko) * 2019-12-19 2021-06-29 현대위아 주식회사 다이나믹 댐퍼 장치

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