KR20030041515A - 종감속 차동장치의 드라이브 샤프트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 구동시 특히, 선회구동시 차동기어측 조인트에서 발생되는 축력을 흡수 및 감쇄시키고, 그 축력이 휠측으로 이동되는 것을 방지하여 차량의 정숙성 및 승차감이 향상되는 종감속차동장치의 드라이브샤프트를 제공한다. 그 드라이브샤프트는 일측에 차동기어측 조인트가 구비된 제1몸체와, 일측에 휠측 조인트가 구비된 제2몸체로 분리된 본체, 및 제1몸체와 제2몸체를 상호 연결하도록 상기 각각의 몸체의 타측단에 동시에 고정 배치되며, 차동기어측 조인트에서 발생되는 축력을 흡수하여 감쇄시키기 위한 축력 감쇠장치로 구성된다. 감쇠장치는 제1몸체의 타측단에 고정되는 제1마운트와, 상기 제2몸체의 타측단에 고정되는 제2마운트와, 상기 제1마운트와 제2마운트가 양측에 고정되어 상호 연결되는 감쇠부재와, 상기 제1마운트, 제2마운트 및 감쇠부재를 일체로 체결시키기 위한 체결수단으로 구성된다.

Description

종감속 차동장치의 드라이브 샤프트{A drive shaft of differential gear}

본 발명은 자동차의 종감속 차동장치용 드라이브 샤프트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차동기어측 조인트에서 발생되는 축력이 휠측으로 전달되는 것을 방지하여 차량의 횡방향 요동을 방지하고 승차감을 향상시킬 수 있는 종감속 차동장치의 드라이브 샤프트에 관한 것이다.

일반적으로, 승용자동차와 같은 대부분의 자동차에는 종감속 차동장치가 설치되어 있으며, 이 종감속 차동장치는 변속기로부터의 회전동력을 프로펠러샤프트를 통해 전달받아 직각 또는 대체로 직각으로 전환함은 물론 회전력의 증대를 위해 최종적인 감속을 행하고 있다. 또한, 종감속 차동장치는 차량의 주행 중 선회, 또는 노면조건에 따라 좌우측 차륜의 회전차를 발생시키는 역할을 하며, 이를 위해 종감속기어와 함께 일체로 되어 액슬하우징에 설치되어 있다.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 액슬하우징(1)에 내장된 차동기어(2)에는 드라이브 샤프트(3)가 양측으로 연결되어 있으며, 이들 각각의 드라이브 샤프트(3)의 단부에는 휠(4)이 연결되어 결과적으로 종감속된 회전동력에 의해 차륜이 구동되는 것이다. 드라이브 샤프트(3)는 도 2에서와 같이, 트리포트조인트와 같은 조인트(4)를 통해 차동기어(2)에 연결되며, 그 맞은편 단부에는 볼조인트와 같은 조인트(5)를 통해 휠(4)의 액슬에 연결되어 있다.

그러나, 이와 같은 구성을 갖는 종감속 차동장치 및 드라이브 샤프트가 구동되는 경우 차동기어측 조인트에서 발생되는 축력이 휠측 조인트로 감쇠없이 전달됨으로 인해 다소의 문제점이 초래되는 것으로 나타났다. 즉, 차동장치측의 트리포드 조인트와 같은 조인트는 구동력과 조인트 각이 클수록 축방향의 축력(axial force)이 증가되어 차량의 저단 급가속시 차체의 횡방향 고유진동수와 함께 공진을 발생시켜 차량의 좌우방향의 진동 및 요동을 일으켜, 이에 따라 승차감 저하 및 불안전성을 초래하는 문제점이 있다.

한편, 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 트리포이드 조인트를 최근 떨림이 없거나 방지할 수 있는 서더리스 조인트(shudderless joint) 구조를 채택하는 방식이 제안되어 있으나, 이 경우에는 축력의 마찰력 성분은 축소 내지 감소가 가능하지만 근본적인 구동력에 의한 축력의 성분 저감에는 한계가 있으므로, 역시 작동각이 크거나 입력 토크가 큰 경우에는 마찬가지로 횡진동이 초래하여 승차감 및 소음방지 성능이 저하되는 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상술된 문제점들을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 차량의 구동시 발생되는 진동을 흡수 및 감쇠시켜 승차감 및 소음방지성능을 향상시킬 수 있는 종감속 차동장치의 드라이브 샤프트를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 차동기어측 조인트에서 발생되는 축력이 휠측 조인트로 전달되는 것을 방지할 수 있는 종감속 차동장치의 드라이브샤프트를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 차동기어측에서 발생되는 축력의 모든 성분을 저감하고, 회전방향 유격에 의한 소음의 발생을 방지하며, 변속기 자체에서 발생되는 소음을 방지할 수 있는 종감속 차동장치용 드라이브샤프트를 제공하는데 있다.

도 1은 일반적인 자동차의 종감속 차동장치의 드라이브 샤프트의 설치상태를 개략적으로 보여주는 사시도.

도 2는 도1의 드라이브 샤프트를 보여주는 정면도.

도 3은 본 발명에 따른 종감속 차동장치의 드라이브 샤프트를 보여주는 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 드라이브 샤프트에 설치된 축력 감쇠장치의 분해사시도.

도 5는 도 3읜 선Ⅴ-Ⅴ에 따른 단면도.

♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣

10: 본체12,14: 조인트

16: 제1몸체18: 제2몸체

20: 감쇠장치22: 제1마운트

24,34: 삽입부26,36: 플랜지

28,38: 고정공30,40: 고정부

42: 감쇠부재44: 관통구

50: 볼트52: 너트

이 같은 목적들은, 자동차의 종감속차동장치의 드라이브 샤프트에 있어서, 일측에 차동기어측 조인트가 구비된 제1몸체와, 일측에 휠측 조인트가 구비된 제2몸체로 분리된 본체; 및 그 제1몸체와 제2몸체를 상호 연결하도록 각각의 몸체의 타측단에 동시에 고정 배치되며, 차동기어측 조인트에서 발생되는 축력을 흡수하여 감쇄시키기 위한 축력 감쇠장치를 포함하는 종감속차동장치의 드라이브 샤프트에 의해 달성될 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

먼저, 도 3 및 4를 참조하면, 본 발명에 따른 종감속 차동장치의 드라이브 샤프트는 원형 단면을 갖는 본체(10)를 구비한다. 기본적으로, 본체(10)의 일측에는, 예컨대 도시되지 않은 차동기어에 연결되는 차동기어측 조인트(12)가 구비된다. 또한, 본체(10)의 타측에는 도시되지 않은 휠에 연결되는 휠측 조인트(14)가 구비된다. 물론, 이와 같은 각각의 조인트들은 트리포드 조인트 또는 볼조인트로 구성되는 바, 이 같은 조인트 방식은 널리 공지되어 있으므로, 본원에서는 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

특히, 본체(10)는 적정위치에서 절단되어 제1몸체(16)와 제2몸체(18)로 분리된다. 이와 같이, 본체(10)가 2개의 부분으로 분리되는 이유는 상세히 후술되는 진동 감쇠장치를 본체에 일체화시키기 위함이다. 물론, 본체(10)의 절단위치는 차동기어측 조인트에서 발생되는 축력을 가장 효과적으로 흡수하여 감쇠시킬 수 있는 위치가 바람직하다.

본체(10)에는 드라이브 샤프트의 차동기어측 조인트에서 발생되는 축력을 흡수하여 감쇠시키기 위한 축력 감쇠장치(20)가 설치된다. 축력 감쇠장치(20)는 본체(10)의 제1몸체(16)의 단부에 고정되는 제1마운트(22)를 포함한다.

제1마운트(22)는 실제로 제1몸체(16)의 단부에 외삽 고정되는 삽입부(24)를 포함한다. 삽입부(24)의 주변에는 플랜지(26)가 일체로 형성되며, 플랜지(26)는 동일 각도 및 간격으로 상호 외측으로 연장 형성되며 각각 고정공(28)이 형성되는 복수개의 분기 고정부(30)를 구비하는 것이 바람직하다. 또한, 각각의 고정부(30)에는 각각의 고정공과 연통하는 구멍이 형성되는 지지부(30a)가 일체로 형성된다. 각각의 지지부(30a)는 상세히 후술되는 축력 흡수부재의 일측면에 지지되는 역할을 한다. 본 실시예에서, 고정부(30)의 개수는 3개로 설정되어 있으나, 드라이브 샤프트의 사이즈에 따라 2개, 3개 또는 그 이상으로 설정될 수 있다.

이에 대응하게, 본체(10)의 제2몸체(18)의 단부에는 제2마운트(32)가 고정된다. 제2마운트(32)는 실제로 제2몸체(18)의 단부에 외삽 고정되는 삽입부(34)를 포함한다. 삽입부(34)의 주변에는 플랜지(36)가 일체로 형성되며, 플랜지(36)는 동일 각도 및 간격으로 상호 외측으로 연장 형성되며 각각 고정공(38)이 형성되는 복수개의 분기 고정부(40)를 구비하는 것이 바람직하다. 또한, 각각의 고정부(40)에는 각각의 고정공과 연통하는 구멍이 형성되는 지지부(40a)가 일체로 형성된다. 각각의 지지부(40a)는 상세히 후술되는 축력 감쇠부재의 일측면에 지지되는 역할을 한다. 물론, 제2마운트(32)의 고정부(40)의 개수는 제1마운트(22)의 개수와 동일해야 함은 자명하다 할 것이다.

전술된 각각의 마운트(22,32)는 실제로 축력을 흡수하여 감쇠시킬 수 있는 감쇠부재(42)의 양측에 고정된다. 감쇠부재(42)는 축력의 성분을 용이하고 효과적으로 흡수하여 감쇠시킬 수 있도록 고무, 또는 고무와 나일론의 합성물로 형성되는 것이 바람직하다. 그리고, 감쇠부재(42)의 중앙에는 관통구(44)가 형성된다. 또한, 관통구(44)의 주변 일정간격으로, 보다 정확하게는 각각의 마운트에 형성된 고정공의 합에 상응한 개수만큼 다수의 관통공(46)이 형성되는 것이 바람직하다. 각각의 관통공(46)에는 후술되는 볼트의 견고하고 안정적인 삽입을 위해 부싱(48)이 삽입되는 것이 바람직하다.

한편, 각각의 마운트(22,32)를 감쇠부재(42)에 고정시키는데는 다수의 볼트(50) 및 너트(52)와 같은 고정수단이 이용된다.

이하, 전술된 바와 같이 구성된 본 발명의 드라이브 샤프트의 조립방법 및 그 작용모드에 대해 상세히 설명한다.

먼저, 작업자는 드라이브 샤프트의 본체(10)의 적정위치가 절단된 2개의 몸체중 제1몸체(16)의 절단부를 제1마운트(22)의 삽입부(24)에 압입하거나 또는 용접한다. 동일 방식으로, 제2몸체(18)의 절단부를 제2마운트(32)의 삽입부(34)에 압입하거나 용접한다.

이후, 제1마운트(22)에 형성된 각각의 고정공(28)과, 제2마운트(32)에 형성된 각각의 고정공(38)이 감쇠부재(42)에 형성된 각각의 관통공(46)에 일치하도록 삽입되는 것이 바람직하다. 보다 상세하게는, 본 실시예에서, 제1마운트(22)에 형성된 각각의 3개의 고정공(28)과 제2마운트(32)에 형성된 3개의 고정공(38)이 일치하지 않도록, 즉, 감쇠부재(42)의 각각의 관통공(46)에는 2개의 마운트(22,32)의 각각의 고정공(28,38)중 단지 하나의 관통공만이 연통하도록 배치한다.

이 상태에서, 작업자는 감쇠부재(42)위 관통공(46)과 2개의 마운트의 고정공중 하나와 연통하는 각각의 연통공에 각각 볼트(50)를 삽입시킨 상태에서, 너트(52)를 볼트(50)에 체결함으로써, 본체(10)에 대한 축력 감쇠장치(20)의 설치가 완료되는 것이다.

감쇠장치(20)가 드라이브 샤프트의 본체(10)에 장착된 상태에서는, 자동차가 주행 중, 특히 차량의 선회 중, 차동기어측 조인트(12)에서 발생되는 축력 및 축방향 진동은 그 조인트에 상대적으로 가깝게 위치한 축력 감쇠장치(20)에 의해 흡수되어 감쇠된다. 즉, 조인트에서 발생된 축력은 감쇠장치(20)의 예컨대 제1마운트(22)를 통해 감쇠부재(42)에 전달되어 그 감쇠부재(42)에 흡수되어 감쇠된다.

이와 같이, 차동기어측 조인트(12)에서 발생된 축력의 모든 방향의 성분이 감쇠장치(20)에 의해 흡수되어 감쇠되며, 그 축력이 휠측 조인트(14) 및 휠로 전달되는 것이 방지됨으로써 차량의 구동 중, 특히 선회 중에 차량이 횡방향으로 요동하거나 진동하는 것이 방지되는 것이다. 이에 따라, 운전자 및 승용자는 안정적인 승차감 및 정숙성을 제공받을 수 있는 것이다.

결과적으로, 본 발명에 따른 종감속 차동장치의 드라이브 샤프트에 의하면, 차량의 구동시 특히, 선회구동시 차동기어측 조인트에서 발생되는 축력을 흡수 및 감쇠시키는 효과가 있다.

또한, 차동기어측에서 발생되는 축력이 휠측으로 이동되는 것을 방지하고 축력의 모든 성분을 흡수하여 저감시키고, 회전방향 유격에 의한 소음의 발생을 방지하고, 변속기 자체에서 발생되는 소음을 방지할 수 있어 승차감 및 소음방지성능이 향상되는 장점이 있다.

이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 본 기술분야의 당업자라면 첨부된 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형예 및 수정예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.

Claims (6)

1. 자동차의 종감속차동장치의 드라이브 샤프트에 있어서,

   일측에 차동기어측 조인트가 구비된 제1몸체와, 일측에 휠측 조인트가 구비된 제2몸체로 분리된 본체; 및

   상기 제1몸체와 제2몸체를 상호 연결하도록 상기 각각의 몸체의 타측단에 동시에 고정 배치되며, 차동기어측 조인트에서 발생되는 축력을 흡수하여 감쇄시키기 위한 축력 감쇠장치를 포함하는 종감속차동장치의 드라이브 샤프트.
2. 제1항에 있어서, 상기 축력 감쇠장치는 제1몸체의 타측단에 고정되는 제1마운트와, 상기 제2몸체의 타측단에 고정되는 제2마운트와, 상기 제1마운트와 제2마운트가 양측에 고정되어 상호 연결되는 감쇠부재와, 상기 제1마운트, 제2마운트 및 감쇠부재를 일체로 체결시키기 위한 체결수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 종감속차동장치의 드라이브 샤프트.
3. 제2항에 있어서, 상기 제1마운트는 상기 제1몸체의 단부에 외삽 고정되도록 중앙에 형성되는 삽입부와, 상기 삽입부의 주변에 일체로 형성되는 플랜지와, 상기 플랜지의 주변에 일정간격으로 형성되고 고정공이 천공되는 복수개의 고정부를 일체로 포함하는 것을 특징으로 하는 종감속차동장치의 드라이브 샤프트.
4. 제2항에 있어서, 상기 제2마운트는 상기 제1몸체의 단부에 외삽 고정되도록 중앙에 형성되는 삽입부와, 상기 삽입부의 주변에 일체로 형성되는 플랜지와, 상기 플랜지의 주변에 일정간격으로 형성되고 고정공이 천공되는 복수개의 고정부를 일체로 포함하는 것을 특징으로 하는 종감속차동장치의 드라이브 샤프트.
5. 제2항에 있어서, 상기 감쇠부재의 중앙에는 관통구가 형성되고, 상기 관통구의 주변에는 상기 각각의 마운트에 형성된 고정공에 교대로 연통하며 상기 체결수단이 관통하는 다수의 관통공이 형성되는 것을 특징으로 종감속차동장치의 드라이브 샤프트.
6. 제2항에 있어서, 상기 체결수단은 볼트 및 너트를 포함하는 것을 특징으로 하는 종감속차동장치의 드라이브 샤프트.