KR102383470B1

KR102383470B1 - 프로펠러샤프트와 리어 디퍼렌셜의 연결구조 및 조립방법

Info

Publication number: KR102383470B1
Application number: KR1020170170092A
Authority: KR
Inventors: 한기석
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2017-12-12
Filing date: 2017-12-12
Publication date: 2022-04-06
Also published as: KR20190069810A

Abstract

본 발명은 변속기와 연결되는 프로펠러샤프트와 구동축과 연결되는 리어 디퍼렌셜의 연결구조에 있어서, 프로펠러샤프트의 요크를 디퍼렌셜 피니언에 고정시키는 리스트릭터, 상기 리스트릭터를 상기 프로펠러샤프트의 요크에 고정시키는 리테이너링을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로펠러샤프트와 리어 디퍼렌셜의 연결구조와 그 조립방법에 관한 것이다.

Description

프로펠러샤프트와 리어 디퍼렌셜의 연결구조 및 조립방법{CONNECTING STRUCTURE OF BETWEEN PROPELLER SHAFT AND REAR DIFFERENTIAL AND METHOD THEREOF}

본 발명은 프로펠러샤프트와 리어 디퍼렌셜의 연결구조 및 그 조립방법에 관한 발명이다.

종래의 프로펠러샤프트와 리어 디퍼렌셜의 체결 시 복수의 볼트와 너트를 사용하고 있어 조립공정이 길고 복잡하며, 상기 볼트-너트 체결을 위한 플랜지의 크기가 커서 중량이 과다하다.(도 7, 8 참조)

일 예로 타사의 경우, 프로펠러샤프트와 리어 디퍼렌셜을 너트만으로 체결하는 구조를 적용함으로써 중량을 감소시키는 효과를 보았으나 상기 너트가 자동조립이 불가능한 형태로 완전 자동화 공정에서는 적용이 불가능하다.

따라서, 조립공정 및 구성이 간단하여 차량의 중량을 감소시키고 작업 효율성을 향상시킬 수 있는 프로펠러샤프트와 리어 디퍼렌셜의 연결구조의 개발이 필요한 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 발명된 것으로서, 프로펠러샤프트와 리어 디퍼렌셜의 연결구조를 변경하여 체결부품 및 조립공수를 줄임으로써 차량의 중량감소와 작업 효율성을 향상시킬 수 있는 프로펠러샤프트와 리어 디퍼렌셜의 연결구조 및 그 조립방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 변속기와 연결되는 프로펠러샤프트와 구동축과 연결되는 리어 디퍼렌셜의 연결구조에 있어서, 프로펠러샤프트의 요크를 디퍼렌셜 피니언에 고정시키는 리스트릭터, 리스트릭터를 프로펠러샤프트의 요크에 고정시키는 리테이너링을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로펠러샤프트와 리어 디퍼렌셜의 연결구조이다.

본 발명에 따른 프로펠러샤프트와 리어 디퍼렌셜의 연결구조는 간단한 구성으로 작업공수를 줄일 수 있고, 완전 자동화에 적용할 수 있으며, 그로 인해 작업 효율성을 증대시킬 수 있다.

또한, 변경된 연결 구조는 종래 대비 체결부품이 감소되어 차량의 중량을 줄이는 효과를 기대할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 프로펠러샤프트와 리어 디퍼렌셜의 연결구조의 사시도이다.
도 2는 도 1의 A부분의 단면 확대도이다.
도 3은 본 발명에 따른 프로펠러샤프트와 리어 디퍼렌셜의 연결구조의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 프로펠러샤프트와 리어 디퍼렌셜의 연결구조의 조립상태의 측면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 리스트릭터의 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 프로펠러샤프트와 리어 디퍼렌셜의 연결구조의 조립방법의 작업 순서도이다.
도 7은 종래의 프로펠러샤프트와 리어 디퍼렌셜의 연결구조의 사시도이다.
도 8은 도 7의 B부분의 단면 확대도이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시 예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 구성은 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

본 발명은 변속기와 연결되는 프로펠러샤프트(100)와 구동축과 연결되는 리어 디퍼렌셜(200)의 연결구조에 있어서, 프로펠러샤프트의 요크(10)를 디퍼렌셜 피니언(60)에 고정시키는 리스트릭터(20)와 상기 리스트릭터를 상기 프로펠러샤프트의 요크에 고정시키는 리테이너링(30)을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로펠러샤프트와 리어 디퍼렌셜의 연결구조에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 프로펠러샤프트와 리어 디퍼렌셜의 연결구조의 사시도이고, 도 2는 도 1의 A부분의 단면 확대도이다.

도 3은 본 발명에 따른 프로펠러샤프트와 리어 디퍼렌셜의 연결구조의 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 프로펠러샤프트와 리어 디퍼렌셜의 연결구조의 조립상태의 측면도이다.

도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 구성품의 형상 및 체결구조를 이해하는데 도움이 되며, 이를 참조하여 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

상기 디퍼렌셜 피니언(60)은 상기 리스트릭터(20)가 체결되는 체결홈(61), 로크너트(50)가 나사 결합하는 로크너트 체결부(62), 상기 프로펠러샤프트의 요크(10)와 스플라인 결합하는 요크 체결부를 포함하며 상기 체결홈은 상기 디퍼렌셜 피니언의 둘레방향으로 형성된다.

상기 로크너트(50)는 상기 프로펠러샤프트의 요크(10)와 체결 시 기밀확보를 위해 오링(40)이 체결되는 오링 체결홈(51)을 포함한다.

상기 프로펠러샤프트의 요크(10)는 일측이 관통된 형태의 축중공을 포함하고, 상기 축중공은 상기 리스트릭터가 체결되는 리스트릭터 체결부(11)를 포함한다.

도 5는 본 발명에 따른 리스트릭터의 사시도로, 상기 리스트릭터(20)는 상기 디퍼렌셜 피니언(60)과 체결 시에 상기 체결홈(61)과 접촉하도록 내측으로 돌출된 형태의 돌출부(21)와 상기 돌출부를 상기 프로펠러샤프트의 요크(10)에 고정시키는 고정부를 포함하며, 상기 고정부는 상기 리스트릭터 체결부(11)에 접촉한다.

상기 돌출부(21)는 상기 고정부의 둘레방향으로 등거리 이격되어 위치하고, 상기 고정부는 차량의 전방으로 체결되는 전방고정부(22)와 상기 차량의 후방으로 체결되는 후방고정부(23)를 포함하며, 상기 리테이너링(30)은 상기 전방고정부의 전방에 압입되어 상기 리스트릭터(20)의 상기 프로펠러샤프트의 길이방향으로의 위치를 고정시킨다.

상기 돌출부(21)의 직경은 상기 디퍼렌셜 피니언(60)의 선단의 직경보다 작고 상기 체결홈(61)의 직경과 같거나 미세하게 작을 수 있다. 상기 체결홈(61)의 직경이 상기 돌출부(21)의 직경보다 클 경우에도, 상기 돌출부와 상기 체결홈의 접촉면적이 미세하게 증가하여 체결력을 높이는 정도이며, 증가된 접촉면적으로 인해 조립성에 영향을 줄 정도를 의미하지 않는다. 결국, 상기 프로펠러샤프트의 요크(10)가 상기 디퍼렌셜 피니언(60)의 선단을 통과할 때 상기 돌출부(21)는 압축된 상태지만 상기 체결홈에서는 탄성에 의해 원래의 형태로 돌출되어 상기 체결홈에 걸림으로써 상기 프로펠러샤프트(100)와 상기 리어 디퍼렌셜(200)이 연결되게 된다.

다음은, 상기 프로펠러샤프트와 리어 디퍼렌셜의 연결구조의 조립방법으로, 상기 프로펠러샤프트의 요크(10)에 상기 리스트릭터(20)를 체결하는 세팅단계, 상기 디퍼렌셜 피니언(60)과 상기 프로펠러샤프트의 요크를 체결하는 체결단계를 포함하며, 상기 체결단계는 상기 리스트릭터가 상기 디퍼렌셜 피니언의 체결홈(61)에 삽입되어 상기 프로펠러샤프트와 리어 디퍼렌셜이 연결되는 단계인 것을 특징으로 하며, 도 6은 상기 조립방법의 작업 순서도이다.

상기 세팅단계(도 6 상,좌)는 상기 리스트릭터(20)를 상기 리스트릭터 체결부(11)에 삽입하는 리스트릭터 삽입단계와 상기 리테이너링(30)을 이용하여 상기 리스트릭터를 상기 프로펠러샤프트의 요크(10)에 고정시키는 리스트릭터 고정단계를 포함한다.

상기 리스트릭터 고정단계는 상기 리테이너링(30)을 상기 리스트릭터(20)의 전방에 압입하여 고정시키는 단계로, 압입된 상기 리테이너링에 의해 축방향으로 고정된 상기 리스트릭터에 의해 상기 프로펠러샤프트와 상기 리어 디퍼렌셜은 체결상태를 유지할 수 있다.

상기 체결단계는 상기 리스트릭터가 상기 디퍼렌셜 피니언(60)의 선단을 통과하는 리스트릭터 압축단계(도 6 하,우), 상기 디퍼렌셜 피니언의 체결홈(61)에 상기 리스트릭터의 돌출부(21)가 삽입되는 리스트릭터 회복단계(도 6 하,좌)를 포함하며, 상기 리스트릭터 회복단계는 상기 리스트릭터 압축단계에서 압축되어 있던 상기 리스트릭터의 돌출부가 탄성에 의해 돌출되어 상기 체결홈에 삽입 및 접촉되는 단계이다.

이상에서 설명된 본 발명의 실시 예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

100 : 프로펠러샤프트
200 : 리어 디퍼렌셜
300 : 리어 드라이브샤프트
10 : 프로펠러샤프트의 요크
20 : 리스트릭터
30 : 리테이너링
40 : 오링
50 : 로크너트
60 : 디퍼렌셜 피니언
70 : 프리로더
80 : 베어링
110 : 프로펠러샤프트의 요크
120 : 로크너트
130 : 디퍼렌셜 피니언
140 : 베어링
150 : 볼트
160 : 너트
11 : 리스트릭터 체결부
21 : 돌출부
22 : 전방고정부
23 : 후방고정부
51 : 오링 체결홈
61 : 체결홈
62 : 로크너트 체결부

Claims

변속기와 연결되는 프로펠러샤프트와 구동축과 연결되는 리어 디퍼렌셜의 연결구조에 있어서,
프로펠러샤프트의 요크를 디퍼렌셜 피니언에 고정시키는 리스트릭터;
상기 리스트릭터를 상기 프로펠러샤프트의 요크에 고정시키는 리테이너링; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로펠러샤프트와 리어 디퍼렌셜의 연결구조.
제1항에 있어서,
상기 디퍼렌셜 피니언은
상기 리스트릭터가 체결되는 체결홈; 을 포함하며
상기 체결홈은 상기 디퍼렌셜 피니언의 둘레방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 프로펠러샤프트와 리어 디퍼렌셜의 연결구조.
제2항에 있어서,
상기 디퍼렌셜 피니언은
로크너트가 나사 결합하는 로크너트 체결부;
상기 프로펠러샤프트의 요크와 스플라인 결합하는 요크 체결부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로펠러샤프트와 리어 디퍼렌셜의 연결구조.
제3항에 있어서,
상기 로크너트는
상기 프로펠러샤프트의 요크와 체결 시 기밀확보를 위해 오링이 체결되는 오링 체결홈; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로펠러샤프트와 리어 디퍼렌셜의 연결구조.
제3항에 있어서,
상기 프로펠러샤프트의 요크는
상기 리스트릭터가 체결되는 리스트릭터 체결부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로펠러샤프트와 리어 디퍼렌셜의 연결구조.
제5항에 있어서,
상기 리스트릭터는
상기 디퍼렌셜 피니언과 체결 시에 상기 체결홈과 접촉하도록 내측으로 돌출된 형태의 돌출부;
상기 돌출부를 상기 프로펠러샤프트의 요크에 고정시키는 고정부; 를 포함하며
상기 고정부는 상기 리스트릭터 체결부에 접촉하는 것을 특징으로 하는 프로펠러샤프트와 리어 디퍼렌셜의 연결구조.
제6항에 있어서,
상기 고정부는
차량의 전방으로 체결되는 전방고정부;
상기 차량의 후방으로 체결되는 후방고정부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로펠러샤프트와 리어 디퍼렌셜의 연결구조.
제7항에 있어서,
상기 돌출부는
상기 고정부의 둘레방향으로 등거리 이격되어 위치하는 것을 특징으로 하는 프로펠러샤프트와 리어 디퍼렌셜의 연결구조.
제8항에 있어서,
상기 돌출부의 직경은 상기 디퍼렌셜 피니언의 선단의 직경보다 작고 상기 체결홈의 직경과 같은 것을 특징으로 하는 프로펠러샤프트와 리어 디퍼렌셜의 연결구조.
제9항에 있어서,
상기 리테이너링은
상기 전방고정부의 전방에 압입되어 상기 리스트릭터의 상기 프로펠러샤프트의 길이방향으로의 위치를 고정시키는 것을 특징으로 하는 프로펠러샤프트와 리어 디퍼렌셜의 연결구조.
변속기와 연결되는 프로펠러샤프트와 구동축과 연결되는 리어 디퍼렌셜의 연결구조의 조립방법에 있어서,
프로펠러샤프트의 요크에 리스트릭터를 체결하는 세팅단계;
디퍼렌셜 피니언과 상기 프로펠러샤프트의 요크를 체결하는 체결단계; 를 포함하며
상기 체결단계는
상기 리스트릭터가 상기 디퍼렌셜 피니언의 체결홈에 삽입되어 상기 프로펠러샤프트와 리어 디퍼렌셜이 연결되는 단계인 것을 특징으로 하는 조립방법.
제11항에 있어서,
상기 리스트릭터는
상기 디퍼렌셜 피니언과 체결 시에 상기 체결홈과 접촉하도록 내측으로 돌출된 형상의 돌출부;
상기 돌출부를 상기 프로펠러샤프트의 요크에 고정시키는 고정부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 조립방법.
제12항에 있어서,
성기 프로펠러샤프트의 요크는
일측이 관통된 중공축에 상기 리스트릭터가 체결되는 리스트릭터 체결부; 를 포함하며
상기 고정부는 상기 리스트릭터 체결부와 접촉하는 것을 특징으로 하는 조립방법.
제13항에 있어서,
상기 리스트릭터는
리테이너링에 의해 상기 프로펠러샤프트의 요크에 고정되는 것을 특징으로 하는 조립방법.
제14항에 있어서,
상기 세팅단계는
상기 리스트릭터를 상기 리스트릭터 체결부에 삽입하는 리스트릭터 삽입단계;
상기 리스트릭터의 전방에 상기 리테이너링을 압입하여 상기 리스트릭터를 상기 프로펠러샤프트의 요크에 고정시키는 리스트릭터 고정단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 조립방법.
제14항에 있어서,
상기 체결단계는
상기 리스트릭터가 상기 디퍼렌셜 피니언의 선단을 통과하는 리스트릭터 압축단계;
상기 디퍼렌셜 피니언의 체결홈에 상기 리스트릭터의 돌출부가 삽입되는 리스트릭터 회복단계; 를 포함하고
상기 리스트릭터 회복단계는 상기 리스트릭터 압축단계에서 압축되어 있던 상기 리스트릭터의 돌출부가 탄성에 의해 돌출되어 상기 체결홈과 접촉하는 단계인 것을 특징으로 하는 조립방법.