KR20140076445A

KR20140076445A - 프로펠러 샤프트

Info

Publication number: KR20140076445A
Application number: KR1020120144945A
Authority: KR
Inventors: 최원준; 김태열; 강문모
Original assignee: 현대자동차주식회사; (주) 대승
Priority date: 2012-12-12
Filing date: 2012-12-12
Publication date: 2014-06-20
Also published as: KR101428284B1; US20140161509A1; CN103867555A

Abstract

단부의 외주면을 따라 스플라인 결합을 위한 걸림돌기가 복수개 형성된 제1회전축; 상기 제1회전축이 삽입되는 내주면에 걸림돌기와 치합되어 스플라인 결합을 이루는 걸림홈이 복수개 형성된 제2회전축; 및 상기 제1회전축의 외주면 또는 제2회전축의 내주면에 대응되도록 형성되어 끼움결합되는 고정돌기 또는 고정홈;을 포함하고, 평상시에는 고정돌기와 고정홈의 결합에 의해 제1회전축과 제2회전축의 슬라이딩이 저지되고, 차량 충돌하중의 작용시 고정돌기가 부러지며 제1회전축과 제2회전축의 슬라이딩이 허용되는 것을 특징으로 하는 프로펠러 샤프트가 소개된다.

Description

프로펠러 샤프트 {PROPELLER SHAFT}

본 발명은 차량 충돌시 축 방향으로 쉽게 변형되어 충격을 흡수하는 프로펠러 샤프트에 관한 것이다.

일반적으로 프로펠러 샤프트는 전륜구동차량이나 리어엔진 후륜구동차량의 경우 엔진과 바퀴가 가까이 위치되어 있기 때문에 사용되지 않고 후륜구동차량이나 사륜구동차량의 경우 사용되며, 엔진에서 발생된 동력을 차량의 전방 또는 후방의 종감속장치까지 전달하는 동력전달장치이다.

이러한 프로펠러 샤프트는 차량의 전후방의 상대위치가 변화되어도 구동력을 원활하게 전달할 수 있도록 유니버셜 조인트 외 센터베어링, 요크부 등 다양한 구성품으로 구성되어 있으며, 토크 전달을 위해 강한 회전력에도 비틀림을 견딜 수 있는 비틀림 강도와 축방향으로 길이가 길기 때문에 충분한 굽힘 강성이 확보되도록 설계되어야 한다.

최근의 프로펠러 샤프트는 위와 같은 기본적인 성능 외에 충돌에 대한 안전규제가 중요시됨에 따라 차량충돌시 탑승자의 안전을 위한 설계가 중요하게 부각되고 있다. 즉, 차량의 전후방충돌시에는 엔진 및 변속기 등을 포함하는 파워트레인이 후방으로 이동되는데, 그때 발생되는 과도한 운동량과 충격에너지가 프로펠러 샤프트를 통해 차체에 그대로 전달됨으로써 차체에 큰 충격이 가해지는 문제가 있었다.

도 1은 종래의 프로펠러 샤프트를 나타낸 도면으로서, 상기의 문제를 해결하기 위해 튜브(10)의 일부 구간을 축관하여 충돌시 축관부(20)가 변형이 되는 구조를 적용하였지만, 프로펠러 샤프트에 적용되는 튜브(10)의 재질 특성 및 성형공법의 한계로 축관부(20)의 성형이 제한적이였다. 또한, 이러한 구조의 프로펠러 샤프트는 충돌 발생시 튜브의 충분한 변형이 진행되지 못하는 한계가 있기 때문에 차체에 큰 충격이 전달되는 문제가 발생되었다.

이를 개선하기 위해서는, 튜브의 직경 증대가 필요하나, 중량이 증가되고 구조적인 문제가 발생되기 때문에 튜브의 직경 증대는 개선에 한계가 있으며, 튜브의 재료 물성을 충격에 의해 쉽게 변형되는 구조로 구성하면 기본적인 강도가 저하되어 동력전달 기능을 수행하지 못하는 문제가 발생되었다.

따라서, 평상시에는 프로펠러샤프트의 기본적인 기능인 비틀림 강도 및 굽힘 강성을 충분히 확보하되, 충돌발생시에는 축 방향의 변화가 원활히 이루어져 차체에 충격이 크게 전달되지 않도록 함으로써 탑승자에게 전달되는 상해치를 저감할 수 있는 기술이 필요하였다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 차량 충돌발생시 축 방향으로 길이가 충분히 변화됨으로써 충돌에 의해 발생된 충격을 충분히 흡수하여 차체에 전달되는 충격을 줄이고, 이를 통하여 탑승자에게 전달되는 충격력을 저감할 수 있는 프로펠러 샤프트를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 프로펠러 샤프트는, 단부의 외주면을 따라 스플라인 결합을 위한 걸림돌기가 복수개 형성된 제1회전축; 상기 제1회전축이 삽입되는 내주면에 걸림돌기와 치합되어 스플라인 결합을 이루는 걸림홈이 복수개 형성된 제2회전축; 및 상기 제1회전축의 외주면 또는 제2회전축의 내주면에 대응되도록 형성되어 끼움결합되는 고정돌기 또는 고정홈;을 포함하고, 평상시에는 고정돌기와 고정홈의 결합에 의해 제1회전축과 제2회전축의 슬라이딩이 저지되고, 차량 충돌하중의 작용시 고정돌기가 부러지며 제1회전축과 제2회전축의 슬라이딩이 허용될 수 있다.

상기 고정돌기는 제1회전축의 외주면에 형성되고 고정홈은 제2회전축의 내주면에 형성될 수 있다.

상기 고정홈은 외부로 연통되고, 고정돌기는 고정홈을 통해 합성수지가 주입되어 형성될 수 있다.

상기 고정돌기는 제1회전축의 외주면 또는 제2회전축의 내주면을 두르는 링 형상의 베이스부 및 베이스부에서 돌출되어 고정홈에 삽입된 삽입부로 구성될 수 있다.

상기 제1회전축의 외주면과 제2회전축의 내주면에는 서로 마주하는 지지홈과 설치홈이 형성되고, 상기 베이스부는 지지홈과 설치홈에 위치될 수 있다.

상기 베이스부는 제1회전축의 외주면을 두르고, 고정홈은 제2회전축의 내주면에 형성될 수 있다.

상기 고정홈은 외부와 연통되어 고정돌기가 고정홈을 통해 합성수지가 주입되어 형성될 수 있다.

상기 고정홈은 제1회전축의 외주면에 형성되고, 상기 고정돌기는 제2회전축을 관통하여 고정홈에 삽입될 수 있다.

상기 고정돌기와 고정홈은 일정 간격 이격되며 연속되는 복수의 쌍으로 마련될 수 있다.

상기 고정돌기는 경질의 합성수지로 구성되고, 차량 충돌하중의 작용시 부러질 수 있다.

상기 제1회전축의 걸림돌기와 제2회전축의 걸림홈은 서로 대응되는 인벌류트 기어형상으로 형성될 수 있다.

상기 제2회전축은 봉 형상의 축바디와 축바디의 단부에 마련되어 내주면에 걸림돌기와 치합되는 걸림홈이 복수개 형성된 허브로 구성될 수 있다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 프로펠러 샤프트는 제1회전축과 제2회전축으로 구성되어 프로펠러샤프트의 기본적인 기능인 비틀림 강도 및 굽힘 강성을 기본적으로 확보하되 충돌발생시 제1회전축이 제2회전축으로 삽입됨에 따라 축 방향의 길이변화가 충분히 이루어져 차체에 전달되는 충격을 줄이고, 그로 인해 탑승자에게 전달되는 상해치를 대폭 저감할 수 있다.

도 1은 종래의 프로펠러 샤프트를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 프로펠러 샤프트를 나타낸 도면.
도 3은 도 2에 도시된 프로펠러 샤프트의 사시도.
도 4는 본 발명의 프로펠러 샤프트의 충돌 전/후 압축량을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 프로펠러 샤프트를 나타낸 도면.
도 6은 도 5에 도시된 프로펠러 샤프트의 제1회전축을 나타낸 도면.
도 7은 도 5에 도시된 프로펠러 샤프트의 제2회전축을 나타낸 도면.
도 8은 도 5에 도시된 프로펠러 샤프트의 고정돌기를 나타낸 도면.
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 프로펠러 샤프트를 나타낸 도면.
도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 프로펠러 샤프트를 나타낸 도면.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 프로펠러 샤프트에 대하여 살펴본다.

도 2는 본 발명의 프로펠러 샤프트를 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 프로펠러 샤프트의 사시도이며, 도 4는 본 발명의 프로펠러 샤프트의 충돌 전/후 압축량을 나타낸 도면이다.

또한, 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 프로펠러 샤프트를 나타낸 도면이고, 도 6은 도 5에 도시된 프로펠러 샤프트의 제1회전축을 나타낸 도면이며, 도 7은 도 5에 도시된 프로펠러 샤프트의 제2회전축을 나타낸 도면이다.

본 발명의 프로펠러 샤프트는 단부의 외주면을 따라 스플라인 결합을 위한 걸림돌기(110)가 복수개 형성된 제1회전축(100); 상기 제1회전축(100)이 삽입되는 내주면에 걸림돌기(110)와 치합되어 스플라인 결합을 이루는 걸림홈(210)이 복수개 형성된 제2회전축(200); 및 상기 제1회전축(100)의 외주면 또는 제2회전축(200)의 내주면에 대응되도록 형성되어 끼움결합되는 고정돌기(300) 또는 고정홈(400);을 포함하고, 평상시에는 고정돌기(300)와 고정홈(400)의 결합에 의해 제1회전축(100)과 제2회전축(200)의 슬라이딩이 저지되고, 차량 충돌하중의 작용시 고정돌기(300)가 부러지며 제1회전축(100)과 제2회전축(200)의 슬라이딩이 허용될 수 있다.

본 발명에서는 동력을 전달하는 축을 제1회전축(100)과 제2회전축(200)으로 분할하여 구성하고, 제1회전축(100)과 제2회전축(200)은 스플라인 결합됨으로써 엔진 및 트랜스미션으로부터 전달되는 동력에 의해 동시회전된다. 또한, 제1회전축(100) 또는 제2회전축(200)에는 각각 대응되는 고정돌기(300) 또는 고정홈(400)이 형성되고 상호 고정결합되어 제1회전축(100)과 제2회전축(200)의 이동을 저지하되 차량충돌에 의한 일정량의 충격이 가해지면 고정돌기(300)가 파단되어 제1회전축(100)과 제2회전축(200)의 축방향으로의 이동이 허용되도록 한다.

상기의 본 발명에 대해서 구체적으로 설명하면, 제1회전축(100)에는 외주면에 복수개의 걸림돌기(110)가 형성되고, 제2회전축(200)에는 내주면에 복수개의 걸림홈(210)이 형성됨으로써 제1회전축(100)과 제2회전축(200)은 서로 치합되어 스플라인 결합을 이루도록 형성된다. 즉, 제1회전축(100)과 제2회전축(200)은 걸림돌기(110)와 걸림홈(210)이 치합되어 스플라인 결합을 이룸으로써 엔진에서 발생된 회전력이 전달됨에 따라 제1회전축(100)과 제2회전축(200)은 동시에 회전되도록 하는 것이다. 즉, 본 발명은 제1회전축(100)과 제2회전축(200)으로 분할하되 스플라인 결합을 통해 제1회전축(100)과 제2회전축(200)이 동시에 회전되도록 함으로써 엔진에서 발생되는 회전력을 손실없이 전달할 수 있는 것이다.

상기의 제1회전축(100)과 제2회전축(200)은 상호 동시회전되도록 구성되어 엔진의 회전력을 전달함과 동시에 충돌 발생시 차체에 전달되는 충격을 줄일 수 있도록 축 방향으로 슬라이딩 되게끔 구성된다. 단, 제1회전축(100)과 제2회전축(200)은 일반적인 주행시 슬라이딩을 제한하여 동력전달의 손실 및 마찰발생을 방지해야 하는바, 제1회전축(100)과 제2회전축(200)에는 고정돌기(300)와 고정홈(400)을 형성하고 상호 고정결합되어 슬라이딩을 억제하도록 구성된다.

이러한 고정돌기(300)와 고정홈(400)의 구조는 제1회전축(100)과 제2회전축(200)의 어느 측에도 상호 적용이 가능할 것이다. 즉, 고정돌기(300)를 제1회전축(100)에 형성하고 고정홈(400)을 제2회전축(200)에 형성하는 것도 가능하고, 반대로 고정돌기(300)를 제2회전축(200)에 형성하고 고정홈(400)을 제1회전축(100)에 형성하는 것도 가능한 것이다.

더 상세하게는, 제1회전축(100)과 제2회전축(200)에 형성된 고정돌기(300)와 고정홈(400)은 상호 끼움결합되어 제1회전축(100)과 제2회전축(200)이 축 방향으로 이동되지 않도록 고정한다. 단, 차량의 전후방 충돌발생시 발생되는 파워트래인의 과도한 운동량과 충격에너지를 충분히 흡수하도록 제1회전축(100)과 제2회전축(200)은 축 방향향으로 길이가 변형되어야 한다.

따라서, 고정돌기(300)와 고정홈(400)은 차량 충돌에 의해 큰 충격이 전달되면, 고정돌기(300)가 부러져 고정홈(400)에서 이탈됨에 따라 제1회전축(100)과 제2회전축(200)의 이동을 허용하여 축방향으로의 길이가 변화되도록 하는 것이다.

본 발명의 작동됨에 대해서 보면, 도 4는 본 발명의 프로펠러 샤프트의 충돌 전/후 압축량을 나타낸 도면으로서, 충돌 전에는 제1회전축(100)과 제2회전축(200)이 결합된 상태에서 고정돌기(300) 및 고정홈(400)에 의해 축방향으로의 이동이 제한되고, 충돌 후에는 제1회전축(100)과 제2회전축(200)을 고정하는 고정돌기(300)가 파단되면서 제1회전축(100)이 제2회전축(200)의 내부로 삽입되는 것이다. 이렇게, 본 발명의 프로펠러 샤프트는 차량 충돌시 제1회전축(100)이 제2회전축(200) 내부로 삽입되어 축 방향의 길이를 충분히 변형시킴으로써 충돌발생에 따른 충격을 샤프트 자체적으로 충분히 흡수하도록 할 수 있는 것이다. 이러한 프로펠러 샤프트는 제2회전축(200) 내부로 삽입되는 제1회전축(100)의 길이를 조절하면 프로펠러 샤프트의 축 방향 변형량을 조절할 수 있기 때문에 다양한 차종에도 쉽게 적용이 가능한 장점이 있다.

즉, 본 발명은 제1회전축(100)과 제2회전축(200)이 스플라인 결합을 통해 동시에 회전되도록 함으로써 엔진에서 발생되는 회전력을 손실없이 전달할 수 있고, 차량 충돌 발생시 제1회전축(100)과 제2회전축(200)의 이동을 고정하는 고정돌기(300)와 고정홈(400)이 서로 이탈됨에 따라 제1회전축(100)과 제2회전축(200)이 축 방향으로 이동되어 충격을 흡수하기 유리한 조건이 만족되도록 할 수 있다.

한편, 상기의 고정돌기(300)는 제1회전축(100)의 외주면에 형성되고 고정홈(400)은 제2회전축(200)의 내주면에 형성될 수 있다. 또한, 상기 고정홈(400)은 외부로 연통되고, 고정돌기(300)는 고정홈(400)을 통해 합성수지가 주입되어 형성될 수 있다.

이처럼, 고정돌기(300)는 제1회전축(100)에 외주면에 형성하고, 고정홈(400)은 제2회전축(200)의 내주면에 형성하며, 고정홈(400)은 외부와 연통되도록 함으로써 본 발명의 제작을 용이하게 할 수 있다. 만약, 고정돌기(300)가 제1회전축(100)의 외주면에 형성되어 있는 상태에서 제2회전축(200)의 고정홈(400)에 결합시 단순히 끼우거나 삽입하는 방법으로는 제작에 한계가 있다. 따라서, 제2회전축(200)에 고정홈(400)을 형성하되 고정홈(400)은 외부로 연통되도록 형성함으로써 고정홈(400)을 통해 합성수지를 고압으로 주입하여 고정돌기(300)를 제작하는 것이 바람직할 것이다.

한편, 도 5 내지 8은 본 발명의 제1실시예로서, 이 경우의 상기 고정돌기(300)는 제1회전축(100)의 외주면 또는 제2회전축(200)의 내주면을 두르는 링 형상의 베이스부(320) 및 베이스부(320)에서 돌출되어 고정홈(400)에 삽입된 삽입부(340)로 구성될 수 있다.

또한, 상기 제1회전축(100)의 외주면과 제2회전축(200)의 내주면에는 서로 마주하는 지지홈(120)과 설치홈(250)이 형성되고, 상기 베이스부(320)는 지지홈(120)과 설치홈(250)에 위치될 수 있다.

이렇게, 제1회전축(100)의 외주면에는 지지홈(120)을 형성하고 제2회전축(200)의 내주면에는 지지홈(120)과 마주하는 위치에 설치홈(250)을 형성하며, 지지홈(120)과 설치홈(250) 사이에 링 형상의 베이스부(320)로 이루어진 고정돌기(300)를 삽입함으로써 제1회전축(100)과 제2회전축(200)의 슬라이딩을 저지하는 것이다.

이러한, 고정돌기(300)에 대해서 더 상세하게 설명하면, 상기 베이스부(320)는 제1회전축(100)의 외주면을 두르고, 고정홈(400)은 제2회전축(200)의 내주면에 형성되록 할 수 있다. 또한, 상기 고정홈(400)은 외부와 연통되어 고정돌기(300)가 고정홈(400)을 통해 합성수지가 주입되어 형성될 수 있다.

상기의 고정돌기(300)는 베이스부(320)가 지지홈(120)과 설치홈(250) 사이의 공간에 채워짐으로써 제1회전축(100)의 걸림돌기(110)와 제2회전축(200)의 걸림홈0)에 걸리어 각 회전축이 축방향으로 슬라이딩되는 것을 제한한다. 이렇게, 지지홈(120)과 설치홈 (250)사이의 공간에 고정돌기(300)를 결합시키기 위해서는 제2회전축(200)의 내주면에 고정홈(400)을 형성하되 외부와 연통되도록 형성함으로써 고정홈(400)을 통해 합성수지를 주입하여 고정돌기(300)를 형성하도록 한다.

즉, 이러한 공정을 통해 지지홈(120)과 설치홈(250) 사이의 공간으로 고정돌기(300)의 베이스부(320)가 형성됨으로써 제1회전축(100)이 제2회전축(200)으로 슬라이딩되는 것을 저지할 수 있고, 베이스로부터 연장되어 고정홈(400)으로 삽입되는 삽입부(340)를 형성함으로써 지지홈(120)과 설치홈(250) 사이에서 고정돌기(300)가 회전되지 않도록 완전히 고정하여 원심력에 의해 고정돌기(300)가 파손되는 것을 방지할 수 있다.

여기서, 고정돌기(300)는 제1회전축(100)의 지지홈(120)과 제2회전축(200)의 설치홈(250) 사이로 합성수지가 완전히 충진되도록 함으로써 지지홈(120)과 설치홈(250) 사이에 틈새가 제거되도록 한다. 이렇게, 고정돌기(300)가 제1회전축(100)과 제2회전축(200) 사이에 완전히 충진됨으로써 걸림돌기(110)와 걸림홈(210)으로 유입될 수 있는 수분 및 이물질의 유입을 차단하여 각 회전축의 결합부분이 부식되는 것을 방지할 수 있고, 제1회전축(100)과 제2회전축(200)의 결합력을 더욱 증대할 수 있을 것이다.

한편, 도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 프로펠러 샤프트를 나타낸 도면으로서, 상기 고정홈(400)은 제1회전축(100)의 외주면에 형성되고, 상기 고정돌기(300)는 제2회전축(200)을 관통하여 고정홈(400)에 삽입될 수 있다.

이는, 본 발명의 프로펠러 샤프트를 구현하는 다른 형태로서, 고정돌기(300)를 핀 형상으로 구성하여 제2회전축(200)을 관통하여 제1회전축(100)의 외주면에 형성된 고정홈(400)에 결합되도록 하는 것이다.

이러한 구성에 대해서 더 상세하게 설명하면, 제1회전축(100)의 외주면에는 고정홈(400)이 형성되고, 제2회전축(200)에는 외주면에서 고정홈(400) 측으로 연통되는 설치홀(240)을 형성하도록 한다. 이렇게, 제1회전축(100)에서 제2회전축(200)까지 연통된 고정홈(400)과 설치홀(240)을 통해 고정돌기(300)를 삽입하여 결합함으로써 제1회전축(100)과 제2회전축(200)을 고정함으로써 제1회전축(100)과 제2회전축(200)이 축 방향으로의 슬라이딩이 저지되는 것이다.

여기서, 고정돌기(300)는 서로 연통되는 설치홀(240) 및 고정홈(400)에 레진을 주입하여 결합할 수 있고, 별도의 핀 부재로 구성하여 끼움 결합되도록 할 수 있다. 이렇게, 본 발명의 제조공정을 다양화함으로써 제작방법에 따라 선택적으로 프로펠러 샤프트를 제작할 수 있을 것이다.

한편, 도 10은 본 발 발명의 제3실시예로서, 상기 고정돌기(300)와 고정홈(400)은 일정 간격 이격되며 연속되는 복수의 쌍으로 마련되는 경우이다.

즉, 위에서 설명된 제1실시예 또는 제2실시예를 복합적으로 적용할 수 있으며, 제1실시예를 한 쌍으로 설치하거나 제2실시예를 한 쌍으로 설치하는 등 다양하게 적용할 수 있다.

구체적으로, 도 10은 제1실시예와 제2실시예를 둘 다 적용한 것으로서, 제1회전축(100)의 외주면과 제2회전축(200)의 내주면에는 서로 마주하는 지지홈(120)과 설치홈(250)을 형성하고, 지지홈(120)과 설치홈(250) 사이에 링 형상의 고정돌기(300)를 삽입하며, 제1회전축(100)의 외주면에 다른 고정홈(400')을 형성하고 다른 고정돌기(300')를 제2회전축(200)을 관통하여 고정홈(400)에 삽입되도록 할 수 있다.

이렇게, 본 발명의 프로펠러 샤프트를 다양하게 적용할 수 있게 함으로써, 프로펠러 샤프트의 축방향 강성이 더 요구되는 경우 각 실시예를 추가적으로 적용하여 프로펠러 샤프트의 강성을 보강할 수 있으며, 다양한 차량에 따라 강성을 알맞게 조절함으로써 탑승자의 안정성을 향상시킬 수 있을 것이다.

상기 고정돌기(300)는 경질의 합성수지로 구성되고, 차량 충돌하중의 작용시 부러지도록 할 수 있다.

본 발명의 제1회전축(100)과 제2회전축(200)은 상호 결합된 상태에서 동시회전되고, 차량충돌시 축 방향으로 슬라이딩되도록 함으로써 충격이 충분히 흡수되도록 해야 하는바, 고정돌기(300)가 평상시에는 제1회전축(100)과 제2회전축(200)의 슬라이딩을 저지하되 충돌 발생시 파단되면서 제1회전축(100)과 제2회전축(200)의 슬라이딩을 허용하도록 구성되어야 한다.

만약, 고정돌기(300)가 연질의 재질로 구성되면 작은 충격량에도 너무 쉽게 파단되거나 파단 후 슬라이딩되는 각 회전축과 마찰되어 저항을 발생할 수 있으며, 고정돌기(300)의 강성이 너무 크면 충돌 발생시에도 부러지지 않아 제1회전축(100)과 제2회전축(200)의 슬라이딩이 저지될 수 있다. 따라서, 본 발명의 고정돌기(300)는 충돌발생시 일정충돌량에 의해 부러져 제1회전축(100)과 제2회전축(200)의 슬라이딩을 허용할 수 있는 경질의 합성수지로 구성하는 것이 바람직할 것이다.

한편, 상기 제1회전축(100)의 걸림돌기(110)와 제2회전축(200)의 걸림홈(210)은 서로 대응되는 인벌류트 기어형상으로 형성될 수 있다.

본 발명의 제1회전축(100) 및 제2회전축(200)은 걸림돌기(110)와 걸림홈(210)을 통해 서로 치합되어 회전력을 원활히 전달해야 하는바, 인벌류트 기어형상으로 형성하도록 한다. 일반적으로 인벌류트 기어는 이의 강도가 크고 호환성이 좋으며 오차가 있어도 물림에 영향이 적기 때문에 회전력을 전달하는데 유리한 구조로서, 걸림돌기(110)와 걸림홈(210)의 구조를 인벌류트 기어 형상으로 형성함으로써 원활한 회전력 전달 및 비틀림 강도를 확보하여 제1회전축(100)과 제2회전축(200)의 회전력전달에 유리한 조건을 만족시킬 수 있는 것이다.

한편, 상기 제2회전축(200)은 봉 형상의 축바디(220)와 축바디(220)의 단부에 마련되어 내주면에 걸림돌기(110)와 치합되는 걸림홈(210)이 복수개 형성된 허브(230)로 구성될 수 있다..

본 발명의 제2회전축(200)은 봉 형상의 축바디(220)와 허브(230)로 구성되도록 한다. 물론, 제2회전축(200)의 축바디(220)에 걸림돌기(110)와 치합되는 걸림홈(210)을 형성하여 제1회전축(100)과 상호 결합되도록 할 수 있지만, 제2회전축(200)의 재질 및 구조적 특성상 내주면에 걸림돌기(110)에 대응되는 걸림홈(210)을 성형함에 있어서, 제조공법이 제한적이고 비용도 증가되며 정교한 성형에 어려움이 있었다. 따라서, 제2회전축(200)은 내주면에 걸림돌기(110)에 대응되는 걸림홈(210)이 형성된 허브(230)를 별도로 구성하고, 축바디(220)의 단부에 완전히 고정되도록 연결함으로써 비용절감 및 제조공정을 단순화할 수 있는 것이다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

100:제1회전축 110:걸림돌기
120:지지홈 200:제2회전축
210:걸림홈 220:축바디
230:허브 240:설치홀
250:설치홈 300:고정돌기
320:베이스부 340:삽입부
400:고정홈

Claims

단부의 외주면을 따라 스플라인 결합을 위한 걸림돌기(110)가 복수개 형성된 제1회전축(100);
상기 제1회전축(100)이 삽입되는 내주면에 걸림돌기(110)와 치합되어 스플라인 결합을 이루는 걸림홈(210)이 복수개 형성된 제2회전축(200); 및
상기 제1회전축(100)의 외주면 또는 제2회전축(200)의 내주면에 대응되도록 형성되어 끼움결합되는 고정돌기(300) 또는 고정홈(400);을 포함하고,
평상시에는 고정돌기(300)와 고정홈(400)의 결합에 의해 제1회전축(100)과 제2회전축(200)의 슬라이딩이 저지되고, 차량 충돌하중의 작용시 고정돌기(300)가 부러지며 제1회전축(100)과 제2회전축(200)의 슬라이딩이 허용되는 것을 특징으로 하는 프로펠러 샤프트.
청구항 1에 있어서,
상기 고정돌기(300)는 제1회전축(100)의 외주면에 형성되고 고정홈(400)은 제2회전축(200)의 내주면에 형성된 것을 특징으로 하는 프로펠러 샤프트.
청구항 2에 있어서,
상기 고정홈(400)은 외부로 연통되고, 고정돌기(300)는 고정홈(400)을 통해 합성수지가 주입되어 형성된 것을 특징으로 하는 프로펠러 샤프트.
청구항 1에 있어서,
상기 고정돌기(300)는 제1회전축(100)의 외주면 또는 제2회전축(200)의 내주면을 두르는 링 형상의 베이스부(320) 및 베이스부(320)에서 돌출되어 고정홈(400)에 삽입된 삽입부(340)로 구성된 것을 특징으로 하는 프로펠러 샤프트.
청구항 4에 있어서,
상기 제1회전축(100)의 외주면과 제2회전축(200)의 내주면에는 서로 마주하는 지지홈(120)과 설치홈(250)이 형성되고, 상기 베이스부(320)는 지지홈(120)과 설치홈(250)에 위치된 것을 특징으로 하는 프로펠러 샤프트.
청구항 4에 있어서,
상기 베이스부(320)는 제1회전축(100)의 외주면을 두르고, 고정홈(400)은 제2회전축(200)의 내주면에 형성된 것을 특징으로 하는 프로펠러 샤프트.
청구항 6에 있어서,
상기 고정홈(400)은 외부와 연통되어 고정돌기(300)가 고정홈(400)을 통해 합성수지가 주입되어 형성된 것을 특징으로 하는 프로펠러 샤프트.
청구항 1에 있어서,
상기 고정홈(400)은 제1회전축(100)의 외주면에 형성되고, 상기 고정돌기(300)는 제2회전축(200)을 관통하여 고정홈(400)에 삽입된 것을 특징으로 하는 프로펠러 샤프트.
청구항 1에 있어서,
상기 고정돌기(300)와 고정홈(400)은 일정 간격 이격되며 연속되는 복수의 쌍으로 마련된 것을 특징으로 하는 프로펠러 샤프트.
청구항 1에 있어서,
상기 고정돌기(300)는 경질의 합성수지로 구성되고, 차량 충돌하중의 작용시 부러지는 것을 특징으로 하는 프로펠러 샤프트.
청구항 1에 있어서,
상기 제1회전축(100)의 걸림돌기(110)와 제2회전축(200)의 걸림홈(210)은 서로 대응되는 인벌류트 기어형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 프로펠러 샤프트.
청구항 1에 있어서,
상기 제2회전축(200)은 봉 형상의 축바디(220)와 축바디(220)의 단부에 마련되어 내주면에 걸림돌기(110)와 치합되는 걸림홈(210)이 복수개 형성된 허브(230)로 구성된 것을 특징으로 하는 프로펠러 샤프트.