KR20030087307A - Method for manufacturing propeller shaft in automobile - Google Patents

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김효식
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Abstract

PURPOSE: A method for manufacturing a propeller shaft of a vehicle is provided to simplify manufacturing processes for the propeller shaft by simultaneously manufacturing the propeller shaft when installing a damper. CONSTITUTION: A damper is inserted between a pair of frames in such a manner that the frames are arranged in line with the damper(S10). A composite material is wound around outer peripheral portions of the frames and the damper, thereby forming a propeller shaft(S20). After curing the propeller shaft(S30), the frames are pulled from both sides thereof so as to separate the frames from the propeller shaft(S40). The composite material is one selected from the group consisting of carbon fiber, fiber glass and resin. When fabricating the propeller shaft, heat is applied to the propeller shaft so as to cure the propeller shaft.

Description

자동차의 프로펠러 샤프트 제조방법 {Method for manufacturing propeller shaft in automobile}Method for manufacturing propeller shaft in automobile

본 발명은 자동차의 프로펠러 샤프트 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 프로펠러 샤프트에 댐퍼를 설치하는 제조과정을 단순화시킬 수 있는 자동차의 프로펠러 샤프트 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a propeller shaft manufacturing method of a vehicle, and more particularly to a propeller shaft manufacturing method of a vehicle that can simplify the manufacturing process of installing a damper on the propeller shaft.

일반적으로, 엔진과 변속기를 통해 발생되는 동력을 차륜으로 전달하여 차량을 주행시키는 프로펠러 샤프트(Propeller Shaft)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 복수개의 샤프트(1, 2)가 유니버설 조인트와 같은 연결부재(3)를 매개로 서로 결합되어 구성된다.In general, a propeller shaft for driving a vehicle by transmitting power generated through an engine and a transmission to a wheel is connected to a plurality of shafts 1 and 2 such as a universal joint as shown in FIG. 1. The member 3 is configured to be coupled to each other.

이러한 프로펠러 샤프트는 그 구조상 특정영역에서 공진 주파수를 갖게되고, 이러한 공진 주파수에 의해 심한 굽힘 진동이 발생되는 바, 이러한 굽힘 진동을 방지하기 위해, 도 2를 참조하면 알 수 있듯이, 복수의 샤프트(1, 2) 중 굽힘 진동이 가장 크게 발생되는 샤프트(1)의 특정영역에 진동을 흡수하는 댐퍼(10)를 설치한다.The propeller shaft has a resonant frequency in a specific region due to its structure, and severe bending vibration is generated by the resonant frequency. In order to prevent the bending vibration, as can be seen with reference to FIG. 2, a plurality of shafts 1 , 2) install a damper 10 for absorbing vibration in a specific region of the shaft 1 in which bending vibration is greatest.

이와 같은 댐퍼(10)는 통상, 다이나믹 댐퍼(Dynamic Damper)라 불리며 특정한 영역의 공진 주파수를 흡수하도록 설계되어 차량의 주행 중 특정 속도영역에서 발생되는 주파수를 흡수하여 상쇄시키게 되고 이에 따라, 프로펠러 샤프트(1, 2)에서 발생되는 굽힘 진동이 차량 내부나 기타 부품들에 전달되지 않도록 한다.Such a damper 10 is generally called a dynamic damper and is designed to absorb a resonant frequency in a specific region, thereby absorbing and offsetting a frequency generated in a specific speed region during driving of the vehicle. The bending vibrations generated in 1 and 2 should not be transmitted to the vehicle interior or other parts.

상기한 댐퍼(10)는 대개, 도 3에 도시된 바와 같이, 프로펠러 샤프트(1)의 내주면에 면착되는 아우터 링(Outer Ring)(11)과, 이 아우터링(11)의 내주에 설치되는 중량체(Mass)(12)와, 일단이 아우터 링(11)의 내주면에 고정되고 타단이 중량체(12)의 외주면에 고정 설치되는 복수개의 탄성체(13)로 이루어진 것이 일반적이다.The damper 10 is, as shown in Figure 3, the outer ring (Outer ring 11) that is usually attached to the inner circumferential surface of the propeller shaft (1), and the weight installed on the inner circumference of the outer ring (11) The body 12 is generally composed of a plurality of elastic bodies 13, one end of which is fixed to the inner circumferential surface of the outer ring 11 and the other end of which is fixed to the outer circumferential surface of the weight body 12.

이러한 댐퍼(10)는 프로펠러 샤프트(1)의 내부에 설치되는데, 도 4에 도시된 바와 같이, 제조시에 작업자가 삽입용 지그(20)를 이용해 프로펠러 샤프트(1)의 내주로 댐퍼(10)를 밀어 넣은 다음, 본딩용 공구(30)를 프로펠러 샤프트(1)의 내부로 삽입하여 댐퍼(10)의 외주면과 프로펠러 샤프트(1)의 내주면 사이에 본딩작업을 수행함으로써, 댐퍼(10)를 굽힘 진동이 크게 발생되는 프로펠러 샤프트(1)의 특정영역에 고정한다.The damper 10 is installed inside the propeller shaft 1, and as shown in FIG. 4, a damper 10 is formed around the propeller shaft 1 by the worker using the inserting jig 20 during manufacturing. Press and insert the bonding tool 30 into the propeller shaft 1 to perform a bonding operation between the outer circumferential surface of the damper 10 and the inner circumferential surface of the propeller shaft 1, thereby bending the damper 10. It is fixed to a specific area of the propeller shaft 1 in which vibration is largely generated.

참고적으로, 도 4의 (a)는 프로펠러 샤프트(1)의 단면, 도 4의 (b) 및 (c)는 삽입용 지그(20)를 이용해 댐퍼(10)를 샤프트(1)의 내주로 밀어 넣는 상태를 나타낸 도면, 도 4의 (d)는 본딩용 공구(30)를 이용해 댐퍼(10)를 고정하도록 본딩작업을 수행하는 작업 상태를 나타낸 도면, 도 4의 (e)는 프로펠러 샤프트(1)에 댐퍼(10)가 설치된 상태를 나타낸 도면이다.For reference, FIG. 4A illustrates a cross section of the propeller shaft 1, and FIGS. 4B and 4C show the damper 10 as the inner circumference of the shaft 1 using the insertion jig 20. Figure 4 (d) is a view showing the pushed state showing a working state to perform a bonding operation to fix the damper 10 using the bonding tool 30, Figure 4 (e) is a propeller shaft ( 1 is a view showing a state in which the damper 10 is installed.

그러나, 상기한 바와 같이 종래의 프로펠러 샤프트 제조방법에 따르면, 샤프트를 제조한 다음 댐퍼를 설치해야하는 2중 작업이 필요하여 제조가 번거롭고 복잡한 문제점이 있었다.However, according to the conventional propeller shaft manufacturing method as described above, there is a problem that the manufacturing is cumbersome and complicated because a double operation is required to install the damper after the shaft is manufactured.

또한, 상기한 바와 같이 종래의 프로펠러 샤프트 제조방법에서는, 댐퍼를 샤프트에 강제로 끼워 맞추는 방식이므로, 끼워 맞춤 시에 강성확보를 위해 댐퍼의 아우터 링 두께가 필요 이상으로 두꺼워져 제조단가가 상승하고 프로펠러 샤프트의 하중을 증가시키는 문제점이 있었다.In addition, in the conventional propeller shaft manufacturing method as described above, the damper is forcibly fitted to the shaft, so that the outer ring thickness of the damper becomes thicker than necessary to secure rigidity during the fitting, thereby increasing the manufacturing cost and increasing the propeller. There was a problem of increasing the load on the shaft.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위해 안출한 것으로, 프로펠러 샤프트의 제조와 댐퍼의 설치를 동시에 수행할 수 있는 자동차의 프로펠러 샤프트 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, an object of the present invention is to provide a propeller shaft manufacturing method of a vehicle that can perform the production of the propeller shaft and the installation of the damper at the same time.

도 1은 종래의 일반적인 자동차의 프로펠러 샤프트를 도시한 도면,1 is a view showing a propeller shaft of a conventional general vehicle,

도 2는 도 1에 점선으로 표시한 "A" 부분의 확대 단면도,FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a portion “A” indicated by a dotted line in FIG. 1;

도 3의 (a) 및 (b)는 도 2에 도시된 댐퍼의 구조를 도시한 도면,3 (a) and 3 (b) show the structure of the damper shown in FIG. 2,

도 4의 (a) 내지 (e)는 종래의 제조방법에 따라 프로펠러 샤프트에 댐퍼를 설치하는 작업과정을 순차적으로 나타낸 도면,Figure 4 (a) to (e) is a view sequentially showing a work process for installing a damper on the propeller shaft according to the conventional manufacturing method,

도 5는 본 발명을 수행하기 위한 하드웨어의 개략적인 블록 구성도,5 is a schematic block diagram of hardware for carrying out the present invention;

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차의 프로펠러 샤프트 제조방법을 설명하기 위한 플로우챠트,6 is a flowchart illustrating a method for manufacturing a propeller shaft of a vehicle according to an embodiment of the present invention;

도 7의 (a) 내지 (f)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 프로펠러 샤프트를 제조하는 작업과정을 순차적으로 나타낸 도면,Figure 7 (a) to (f) is a view showing a sequence of operations for manufacturing a propeller shaft in accordance with a preferred embodiment of the present invention,

도 8의 (a) 및 (b)는 도 7에 도시된 댐퍼의 구조를 도시한 도면.8 (a) and 8 (b) show the structure of the damper shown in FIG.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

100: 와인딩장치 110: 경화장치100: winding device 110: curing device

120: 탈형장치 130: 선반가공장치120: demolding device 130: lathe processing device

200, 201: 파이프형 틀 210: 댐퍼200, 201: pipe mold 210: damper

220: 프로펠러 샤프트220: propeller shaft

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차의 프로펠려 샤프트 제조방법은, 파이프형태로 이루어진 한쌍의 틀과 이 한쌍의 틀 사이에 댐퍼를 끼워 상기 한쌍의 틀 및 댐퍼가 일직선이 되게 맞대는 단계와, 상기 맞대어진 한쌍의 틀 및 댐퍼의 외주에 복합재료를 와인딩하여 프로펠러 샤프트를 성형하는 성형단계와, 상기 성형된 프로펠러 샤프트가 경화된 후 상기 한쌍의 틀을 양측에서 끌어당겨 상기 샤프트로부터 이탈시키는 탈형단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.In the propeller shaft manufacturing method of a vehicle according to a preferred embodiment of the present invention for achieving the above object, the pair of the frame and the damper in a straight line by inserting a damper between the pair of the frame and the pair of frame. The butting step, and the forming step of forming a propeller shaft by winding a composite material on the outer periphery of the butted pair of frames and dampers, and after the molded propeller shaft is cured, the pair of frames are pulled from both sides Characterized in that the demolding step to be separated from the shaft.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 5는 본 발명을 수행하기 위한 하드웨어의 개략적인 블록 구성도로서, 동도면을 참조하면 알 수 있듯이, 본 발명을 수행하기 위한 하드웨어는, 파이프형태의 틀에 복합재료를 와인딩(Winding)하여 프로펠러 샤프트를 성형하는와인딩장치(100)와, 성형된 프로펠러 샤프트에 열을 가하여 이를 경화시키는 경화장치(110)와, 경화된 프로펠러 샤프트의 내주로부터 파이프형태의 틀을 잡아 당겨 이탈시키는 탈형장치(120)와, 성형된 프로펠러 샤프트에 마감을 위한 선반가공을 하는 선반가공장치(130)를 포함하여 구성된다.FIG. 5 is a schematic block diagram of hardware for carrying out the present invention. As can be seen with reference to the drawings, the hardware for carrying out the present invention includes a propeller by winding a composite material in a pipe-shaped mold. Winding device 100 for shaping the shaft, a curing device 110 for applying heat to the molded propeller shaft to cure it, and the demolding device 120 for pulling out the frame of the pipe form from the inner circumference of the hardened propeller shaft And, it is configured to include a lathe machining device 130 for lathe to finish the molded propeller shaft.

상기와 같이 구성된 하드웨어를 통한 본 발명에 따른 자동차의 프로펠러 샤프트 제조방법에 대해 상세히 설명하기로 한다.The propeller shaft manufacturing method of the vehicle according to the present invention through the hardware configured as described above will be described in detail.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차의 프로펠러 샤프트 제조방법을 설명하기 위한 플로우챠트이고, 도 7의 (a) 내지 (f)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 프로펠러 샤프트를 제조하는 작업과정을 순차적으로 나타낸 도면으로서, 이하에서는 도 6 및 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 자동차의 프로펠러 샤프트 제조방법에 대해 설명한다.6 is a flowchart illustrating a method for manufacturing a propeller shaft of a vehicle according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 7 (a) to (f) is a task for producing a propeller shaft according to a preferred embodiment of the present invention As a diagram illustrating the process sequentially, a method for manufacturing a propeller shaft of a vehicle according to the present invention will be described below with reference to FIGS. 6 and 7.

먼저, 도 7의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 파이프형태로 이루어진 한쌍의 틀(200, 201)의 사이에 댐퍼(210)를 끼워 상기 한쌍의 틀(200, 201) 및 댐퍼(210)가 일직선이 되게 맞댐으로써, 성형틀을 조립한다(S10).First, as shown in (a) and (b) of FIG. 7, the pair of molds 200 and 201 and the dampers are sandwiched by a damper 210 between the pair of molds 200 and 201 having a pipe shape. By joining 210 in a straight line, the mold is assembled (S10).

다음, 도 7의 (c) 및 (d)에 도시된 바와 같이, 와인딩장치(100)에 의해 상기 조립된 성형틀 즉, 일직선으로 맞대어진 한쌍의 파이프형 틀(200, 201) 및 댐퍼(210)의 외주면에 복합재료를 와인딩하여 프로펠러 샤프트(220)를 성형한다(S20).Next, as shown in (c) and (d) of FIG. 7, a pair of pipe-shaped molds 200 and 201 and dampers 210 which are assembled in a straight line, that is, in a straight line, are assembled by the winding device 100. Winding the composite material on the outer peripheral surface of) to form a propeller shaft 220 (S20).

여기서, 상기 복합재료는, 카본화이버(Carbon Fiber)나, 합성수지류, 유리섬유류 등이 사용될 수 있으며, 이중 가볍고 경도가 강하며 상대적으로 가격대 성능비가 좋은 카본화이버가 가장 바람직하다.Here, the composite material, carbon fiber (carbon fiber), synthetic resins, glass fibers, etc. may be used, and among them, carbon fiber, which is light in weight, strong in hardness, and relatively good in price performance, is most preferred.

그리고, 경화장치(110)를 이용해 성형된 프로펠러 샤프트(220)에 열을 가함으로써, 프로펠러 샤프트(220)를 경화시킨다(S30).Then, the propeller shaft 220 is cured by applying heat to the propeller shaft 220 molded using the curing apparatus 110 (S30).

여기서, 열에 의한 경화과정은, 프로펠러 샤프트(220)의 재질을 수축시켜 경도를 더욱 증강함으로써 강성을 높이기 위한 것으로, 바람직하게 권장되는 과정이기는 하나 필수적인 과정은 아니다.Here, the curing process by heat is to increase the rigidity by further increasing the hardness by shrinking the material of the propeller shaft 220, preferably a recommended process, but is not an essential process.

참고적으로, 프로펠러 샤프트(220)를 경화시키면, 수축에 의해 구경이 다소 작아지게 되는바, 성형된 프로펠러 샤프트(220)의 양단에 유니버설 조인트 등의 연결부를 끼우고 상기 스텝(S30)의 경화작업을 수행하면, 프로펠러 샤프트(220)의 양단에 끼워진 연결부가 조여져 고정되므로 별도의 체결작업 없이 연결부를 결합할 수 있다.For reference, when the propeller shaft 220 is hardened, the diameter decreases slightly due to shrinkage, and thus, the connecting work of the universal joint or the like is inserted at both ends of the molded propeller shaft 220 and the hardening operation of the step S30 is performed. When performed, the connection parts inserted into both ends of the propeller shaft 220 are tightened and fixed, so that the connection parts can be combined without a separate fastening operation.

다음, 도 7의 (e)에 도시된 바와 같이, 탈형장치(120)에 의해 한쌍의 파이프형 틀(200, 201)을 각각 잡아당겨 프로펠러 샤프트(220)로부터 이탈시켜 탈형을 한다(S40).Next, as shown in (e) of FIG. 7, the pair of pipe-shaped molds 200 and 201 are pulled out by the demolding apparatus 120 to separate from the propeller shaft 220 to demold (S40).

상기 스텝(S40)에서 프로펠러 샤프트(220)로부터 파이프형 틀(200, 201)을 이탈시키면, 도 7의 (f)에 도시된 바와 같이, 프로펠러 샤프트(220) 내부에는 댐퍼(210)만이 남게 된다.When the pipe-shaped frame (200, 201) is separated from the propeller shaft 220 in the step (S40), as shown in Figure 7 (f), only the damper 210 remains inside the propeller shaft 220. .

여기서, 댐퍼(210)는 상기 스텝(S20)에서의 성형작업에 의해 프로펠러 샤프트(220)의 내주면에 고착되고, 상기 스텝(S30)에서의 경화작업에 의한 프로펠러 샤프트(220)의 수축에 의해 조여지므로, 별도의 본딩작업이 없이도 고정상태를 유지하게 된다.Here, the damper 210 is fixed to the inner peripheral surface of the propeller shaft 220 by the molding operation in the step (S20), tightened by shrinkage of the propeller shaft 220 by the hardening operation in the step (S30). As a result, the fixing state is maintained even without a separate bonding operation.

다음, 제작된 프로펠러 샤프트(220)를 선반가공장치(130)에 의한 선반가공으로 마감 처리를 함으로써, 완성한다(S50).Next, the finished propeller shaft 220 is finished by lathe processing by the lathe processing apparatus 130, thereby completing (S50).

상기한 바와 같이 본 발명에 따르면, 댐퍼(210)를 프로펠러 샤프트(220)의 내부로 강제로 끼워맞추지 않기 때문에, 도 8의 (a) 및 (b)를 참조하면 알 수 있듯이, 댐퍼(210)의 아우터 링(211)을 얇게 만들 수 있다.As described above, according to the present invention, since the damper 210 is not forcibly fitted into the propeller shaft 220, as shown in FIGS. 8A and 8B, the damper 210 is shown. The outer ring 211 can be made thin.

상기에서 본 발명은 특정 실시예를 예시하여 설명하지만 본 발명이 상기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 당업자는 본 발명에 대한 다양한 변형, 수정을 용이하게 만들 수 있으며, 이러한 변형 또는 수정이 본 발명의 특징을 이용하는 한 본 발명의 범위에 포함된다는 것을 명심해야 한다.The present invention is described above by illustrating specific embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments. Those skilled in the art can easily make various changes and modifications to the present invention, and it should be noted that such variations or modifications are included within the scope of the present invention as long as the features of the present invention are used.

상기한 바와 같이 본 발명은, 프로펠러 샤프트의 제조와 댐퍼의 설치가 동시에 수행되기 때문에, 제조과정이 단순해지는 효과가 있다.As described above, the present invention has the effect of simplifying the manufacturing process because the production of the propeller shaft and the installation of the damper are performed at the same time.

또한, 본 발명은, 댐퍼가 설치된 상태로 프로펠러 샤프트를 성형하므로, 댐퍼의 외측 몸체 두께를 얇게 할 수 있고 이를 통해 원가절감과 프로펠러 샤프트의 전체 무게를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, since the present invention, the propeller shaft is molded in the state where the damper is installed, the outer body thickness of the damper can be made thin, thereby reducing the cost and reducing the overall weight of the propeller shaft.

Claims (3)

내주에 진동을 흡수하는 댐퍼가 설치되어 있는 자동차의 프로펠러 샤프트 제조방법에 있어서,In the method of manufacturing a propeller shaft of a vehicle provided with a damper for absorbing vibration in the inner circumference, 파이프형태로 이루어진 한쌍의 틀과 이 한쌍의 틀 사이에 댐퍼를 끼워 상기 한쌍의 틀 및 댐퍼가 일직선이 되게 맞대는 단계와,Putting a pair of molds in the form of a pipe and a damper between the pair of molds so that the pair of molds and the dampers are aligned in a straight line, 상기 맞대어진 한쌍의 틀 및 댐퍼의 외주에 복합재료를 와인딩하여 프로펠러 샤프트를 성형하는 성형단계와,A molding step of forming a propeller shaft by winding a composite material on the outer circumference of the butted pair of frames and dampers; 상기 성형된 프로펠러 샤프트가 경화된 후 상기 한쌍의 틀을 양측에서 끌어당겨 상기 샤프트로부터 이탈시키는 탈형단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 프로펠러 샤프트 제조방법.After the molded propeller shaft is cured, the propeller shaft manufacturing method of the vehicle, characterized in that made of a demolding step of pulling the pair of frames from both sides to separate from the shaft. 제 1 항에 있어서, 상기 복합재료는, 카본 화이버와 유리섬유류 및 수지류 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 자동차의 프로펠러 샤프트 제조방법.2. The method of claim 1, wherein the composite material is any one of carbon fiber, glass fibers, and resins. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 성형단계에서는, 성형된 샤프트에 열을 가하여 경화시키는 경화단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 프로펠러 샤프트 제조방법.The propeller shaft manufacturing method of claim 1, wherein the forming step further comprises a curing step of applying heat to the molded shaft to harden it.
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