KR20140083683A

KR20140083683A - 차량용 인너샤프트의 조립장치

Info

Publication number: KR20140083683A
Application number: KR1020120153731A
Authority: KR
Inventors: 이성우
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2012-12-26
Filing date: 2012-12-26
Publication date: 2014-07-04
Also published as: KR101417513B1

Abstract

본 발명은 차량용 인너샤프트의 조립장치 및 방법에 관한 것으로, 베어링브라켓(20)이 복수개의 체결부(22)를 매개로 엔진(1)에 조립되어 설치되고, 인너샤프트(5)가 복수개의 체결부(22)를 구비한 베어링브라켓(20)에 베어링(10)을 매개로 지지된 상태로 설치된 것이다.

Description

차량용 인너샤프트의 조립장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR ASSEMBLING OF INNER SHAFT IN VEHICLE}

본 발명은 차량용 인너샤프트의 조립장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인너샤프트를 지지하는 베어링브라켓이 엔진에 조립되어 설치될 때 엔진과의 체결부가 복수개가 되도록 하고, 인너샤프트가 베어링브라켓에 끼워질 때 인너샤프트와 베어링브라켓의 결합을 도모할 수 있는 차량용 인너샤프트의 조립장치 및 방법에 관한 기술이다.

일반적으로 FF(front engine front drive) 차량은 도 1에 도시된 바와 같이 앞쪽에 엔진(1)이 탑재되고 앞바퀴를 구동하는 방식으로, 트랜스액슬(2)에서 양쪽의 차륜(3)까지의 거리가 서로 다르기 때문에 좌우측의 드라이브샤프트의 길이가 서로 다를 수 있으나, 이럴 경우 급발진 및 급제동시 차체가 한쪽으로 쏠리는 토크스티어(torque steer) 현상이 발생하게 된다.

따라서, 토크스티어의 발생을 최소화시키기 위해 양쪽의 차륜(3)과 연결된 좌우측 드라이브샤프트(4)의 길이를 서로 같게 하고, 트랜스액슬(2)과 한쪽의 드라이브샤프트(4)사이를 인너샤프트(5)로 연결한 구조를 채택하고 있다.

상기 인너샤프트(5)의 일단에는 도 2에 도시된 바와 같이 베어링(6)이 결합되고, 상기 베어링(6)에 베어링브라켓(7)이 일체로 결합된 구조이며, 상기 베어링브라켓(7)에는 엔진(1)과의 조립을 위한 체결부(7a)가 구비되어 있다.

따라서, 인너샤프트(5)와 베어링(6) 및 베어링브라켓(7)이 서로 조립되어서 일체화된 모듈이 조립라인으로 공급되면, 작업자는 인너샤프트(5)를 도 2 (A)의 화살표와 같이 이동시켜서 트랜스액슬(2)에 먼저 끼워서 조립하고, 이 상태에서 베어링브라켓(7)을 도 2 (B)의 화살표와 같이 회전시키고, 최종적으로 도 2 (C)와 같이 베어링브라켓(7)의 체결부(7a)를 볼트와 같은 결합부재를 사용해서 엔진(1)에 조립시키게 된다.

그러나, 상기와 같은 종래 구조는 베어링브라켓(7)의 체결부(7a)가 한 개로 이루어진 구성으로 엔진(1)과의 조립강성이 충분하지 않은 단점이 있고, 또한 엔진(1)쪽으로 충분히 지지되지 못함에 따라 고속 주행시 빠르게 회전하는 인너샤프트(5)에 의해 심한 진동 및 소음 등이 발생함에 따라 NVH(Noise Vibration, Harshness) 성능에 불리한 단점이 있다.

그리고, 베어링브라켓에 체결부를 다수개 형성하면 상기의 단점을 해결할 수 있다고 판단할 수 있으나, 다수개의 체결부를 구비한 베어링브라켓은 조립라인에서 도 2의 (B)와 같은 방식으로 베어링브라켓을 회전시킬 때에 체결부가 엔진(1)의 외곽부와 접촉해서 회전이 되지 않으며, 이로 인해 베어링브라켓을 엔진(1)에 조립할 수 없음에 따라 인너샤프트(5)의 조립자체가 불가한 새로운 문제가 발생한다.

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

대한민국공개특허공보 10-2006-0061988호.

이에 본 발명은 상기한 바의 단점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 엔진과의 조립을 위한 베어링브라켓의 체결부를 복수개로 구성해서 엔진과의 조립강성 향상 및 NVH 성능의 향상을 도모할 수 있도록 하고, 엔진과 베어링브라켓 및 인너샤프트와 베어링브라켓의 조립방법을 개선해서 모두 원활하게 조립이 이루어질 수 있도록 함은 물론, 인너샤프트와 베어링브라켓이 조립될 때 서로 결합이 이루어지도록 함으로써 인너샤프트의 분리현상을 없앨 수 있는 차량용 인너샤프트의 조립장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량용 인너샤프트의 조립장치는, 인너샤프트의 일단부에 끼워져서 결합되고 외주면을 따라 설치홈이 형성된 베어링; 상기 베어링이 끼워지는 원통부와 상기 원통부로부터 일체로 돌출 형성되어서 엔진에 조립되는 복수개의 체결부를 구비하고, 상기 원통부의 내주면을 따라 끼움홈이 형성된 베어링브라켓; 및 상기 설치홈에 끼워져서 설치되고 상기 베어링이 원통부속으로 삽입될 때 상기 끼움홈으로 삽입되어서 상기 베어링과 베어링브라켓을 결합시키는 체결링;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 원통부에서 상기 베어링이 끼워지는 입구의 안쪽에 상기 끼움홈이 형성되고; 상기 끼움홈은 상기 입구보다 직경이 작게 형성되며; 상기 입구와 끼움홈사이에 경사부가 형성되고; 상기 경사부는 입구에서 끼움홈방향으로 직경이 점차 작아지는 모양으로 경사지게 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 체결링은 외력작용시 탄력적인 직경변화가 가능하도록 일부구간이 절개구간으로 형성된 원형고리인 것을 특징으로 한다.

상기 체결링은 외곽 테두리에는 상기 체결링이 원통부의 입구에서 끼움홈쪽으로 이동할 때에 상기 경사부와 면접촉을 이루는 경사면이 일체로 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 베어링의 외주면에는 다수개의 외측가이드돌기가 원주방향을 따라 이격되어 형성되고; 상기 원통부의 내주면에는 다수개의 내측가이드돌기가 원주방향을 따라 이격되어 형성되며; 상기 베어링이 원통부속으로 삽입되면 상기 외측가이드돌기사이에 상기 내측가이드돌기가 한 개씩 위치하도록 조립되는 것을 특징으로 한다.

상기 베어링이 원통부속으로 삽입될 때 서로 마주 대하는 외측가이드돌기의 단부와 내측가이드돌기의 단부는 조립성 향상을 위해 각각 마주보는 경사구조로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 차량용 인너샤프트의 조립방법은, 인너샤프트의 일단부에 베어링을 끼워서 조립하는 베어링조립단계; 베어링브라켓에 구비된 한 개 이상의 체결부를 엔진에 결합시켜서 조립하는 브라켓조립단계; 상기 베어링이 결합되지 않는 인너샤프트의 일단부터 상기 베어링브라켓의 원통부를 관통시키는 샤프트관통단계; 상기 원통부를 관통한 인너샤프트의 일단을 트랜스액슬과 조립시키고 동시에 상기 베어링을 원통부속으로 삽입시켜서 상기 베어링과 베어링브라켓을 조립시키는 샤프트조립단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 베어링의 외주면에 체결링을 끼워서 조립하는 체결링조립단계를 더 포함하고; 상기 베어링과 베어링브라켓은 상기 체결링을 매개로 서로 결합되어서 조립되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 베어링브라켓이 복수개의 체결부를 매개로 엔진에 조립되어 설치되고, 인너샤프트가 복수개의 체결부를 구비한 베어링브라켓에 의해 지지된 상태로 설치됨으로써, 엔진과 베어링브라켓의 조립강성을 크게 향상시킬 수 있게 되고, 이를 통해 인너샤프트의 안전적인 설치가 가능하게 되며, 특히 인너샤프트의 고속 회전시에도 진동과 소음을 줄일 수 있게 됨으로써 NVH 성능을 개선할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 FF차량의 구조를 설명하기 위한 도면,
도 2는 종래 인너샤프트의 조립구조를 설명하기 위한 도면,
도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 차량용 인너샤프트의 조립과정을 설명하기 위한 도면,
도 6 내지 도 8은 본 발명에 따른 조립장치에서 베어링과 베어링브라켓의 조립과정을 보여주기 위한 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 인너샤프트의 조립장치 및 방법에 대해 살펴보기로 한다.

본 발명에 따른 차량용 인너샤프트(5)는 도 3 내지 도 9에 도시된 바와 같이 FF 차량에서 트랜스액슬(2)과 드라이브샤프트(4; 도 1 참조)를 연결하기 위해 설치되는 것으로 베어링브라켓(20)을 매개로 엔진(1)에 조립되어 설치된다.

즉, 인너샤프트(5)의 일단부에는 베어링(10)이 끼워져서 인너샤프트(5)와 일체가 되게 조립된다.

그리고, 엔진(1)에 베어링브라켓(20)이 조립되어 설치되는데, 상기 베어링브라켓(20)은 원통부(21)와 복수개의 체결부(22)를 구비한 구조이다.

상기 원통부(21)속에는 베어링(10)이 삽입되어서 조립되고, 상기 체결부(22)는 볼트와 같은 결합부재를 매개로 엔진(1)에 조립되어서 설치된다.

상기 체결부(22)는 원통부(21)를 중심으로 서로 벌어지게 형성된 구조이며, 도 5와 같이 엔진(1)에 조립된 상태를 보면 하나는 인너샤프트(5)의 상측에 위치하고 나머지 하나는 인너샤프트(5)의 아래쪽에 위치하도록 조립되는 바, 상기와 같은 결합구조에 의해 엔진(1)과의 조립강성을 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 베어링브라켓(20)이 복수개의 체결부(22)를 매개로 엔진(1)에 조립되어 설치됨에 따라 엔진(1)과 베어링브라켓(20)의 조립강성을 크게 향상시킬 수 있게 되고, 이를 통해 인너샤프트(5)의 고속 회전시에도 진동과 소음을 줄일 수 있게 됨으로써 NVH 성능을 개선할 수 있는 장점이 있다.

상기 엔진(1)이 조립된 베어링브라켓(20)은 원통부(21)가 트랜스액슬(2)과 마주 대하도록 설치된 구조가 된다.

상기와 같이 베어링브라켓(20)의 조립이 완료되고 나면, 베어링(10)이 결합되지 않는 인너샤프트(5)의 일단부터 상기 베어링브라켓(20)의 원통부(21)를 관통시키게 되고, 상기 원통부(21)를 관통한 인너샤프트(5)의 일단을 트랜스액슬(2)과 조립시키고, 동시에 상기 베어링(10)을 원통부(21)속으로 삽입시켜서 상기 베어링(10)과 베어링브라켓(20)을 조립시키게 되는 바, 이를 통해 인너샤프트(5)는 도 5와 같이 베어링브라켓(20)에 의해 지지된 상태로 상기 베어링브라켓(20)이 엔진(1)에 조립되어서 설치 완료된 상태가 된다.

따라서, 본 발명에 따른 실시예는 체결부(22)가 복수개로 구비된 베어링브라켓(20)을 엔진(1)에 먼저 조립해서 설치하고, 그 후에 베어링(10)이 조립된 인너샤프트(5)를 베어링브라켓(20)의 원통부(21)로 끼워서 조립을 완료하는 구성으로, 엔진(1)과 베어링브라켓(20) 및 인너샤프트(5)와 베어링브라켓(20)이 모두 원활하게 조립이 되는 장점이 있다.

한편, 인너샤프트(5)에 끼워진 베어링(10)이 베어링브라켓(20)의 원통부(21)속으로 삽입되면, 상기 베어링(10)과 원통부(21)는 체결링(30)에 의해 조립이 이루어지게 된다.

즉, 베어링(10)의 외주면에는 체결링(30)이 끼워져 설치되는 설치홈(11)이 형성되고, 상기 베어링브라켓(20)의 원통부(21)의 내주면에는 끼움홈(21a)이 형성된다.

따라서, 외주면에 체결링(30)이 조립된 베어링(10)이 원통부(21)의 입구(21b)를 통해 삽입되면, 상기 체결링(30)은 최종적으로 원통부(21)의 끼움홈(21a)속으로 삽입되며, 이로 인해 베어링(10)과 베어링브라켓(20)의 원통부(21)는 체결링(30)을 매개로 서로 조립이 이루어지는 구조가 되는 것이다.

그리고, 상기 원통부(21)에서 상기 베어링(10)이 끼워지는 입구(21b)의 안쪽에 상기 끼움홈(21a)이 형성되고, 상기 끼움홈(21a)은 상기 입구(21b)보다 직경이 작게 형성되며, 상기 입구(21b)와 끼움홈(21a)사이에 경사부(21c)가 형성되고, 상기 경사부(21c)는 입구(21b)에서 끼움홈(21a)방향으로 직경이 점차 작아지는 모양으로 경사지게 형성된 구조이다.

그리고, 상기 체결링(30)은 외력작용시 탄력적인 직경변화가 가능하도록 일부구간이 절개구간(31)으로 형성된 원형고리인 것이 바람직하며, 또한 상기 체결링(30)은 외곽 테두리에는 상기 체결링(30)이 원통부(21)의 입구(21b)에서 끼움홈(21a)쪽으로 이동할 때에 상기 경사부(21c)와 면접촉을 이루는 경사면(32)이 일체로 형성된 것이 바람직하다.

따라서, 도 7에 도시된 바와 같이 인너샤프트(5)에 결합된 베어링(10)이 베어링브라켓(20)의 원통부(21)속으로 삽입될 때, 체결링(30)의 경사면(32)은 도 7 (A)와 같이 경사부(21c)와 접촉하게 된다.

그리고, 계속된 베어링(10)의 삽입 이동에 따라 체결링(30)의 경사면(32)은 도 7 (B)와 같이 원통부(21)의 경사부(21c)를 따라 면접촉하면서 이동하게 되고, 이때 체결링(30)은 절개구간(31)의 간격이 줄어들면서 직경이 축소하는 탄력적 변형이 이루어지게 된다.

그리고, 베어링(10)이 계속 삽입 이동해서 체결링(30)의 경사면(32)이 원통부(21)의 경사부(21c)를 벗어나게 되면, 도 7 (C)와 같이 체결링(30)은 원통부(21)의 끼움홈(21a)속으로 삽입되고 동시에 직경이 다시 복귀되면서 끼움홈(21a)속에 끼워져서 설치된 상태가 되는 바, 이로 인해 인너샤프트(5)에 결합된 베어링(10)과 베어링브라켓(20)의 원통부(21)는 체결링(30)을 매개로 서로 조립이 완료된 상태가 되는 것이다.

상기와 같이 베어링(10)과 베어링브라켓(20)의 조립이 완료되면 인너샤프트(5)가 베어링브라켓(20)으로부터 빠지는 현상을 방지할 수 있게 되고, 이를 통해 보다 안정적으로 변속기의 동력을 드라이브샤프트로 전달할 수 있게 된다.

한편, 상기 베어링(10)의 외주면에는 다수개의 외측가이드돌기(12)가 원주방향을 따라 이격되어 형성되고, 상기 원통부(21)의 내주면에는 다수개의 내측가이드돌기(21d)가 원주방향을 따라 이격되어 형성된다.

그리고, 상기 베어링(10)이 베어링브라켓(20)의 원통부(21)속으로 삽입될 때 서로 마주 대하는 외측가이드돌기(12)의 단부와 내측가이드돌기(21d)의 단부는 조립성 향상을 위해 각각 마주보는 경사구조(또는 경사구조 또는 삼각형 모양)로 형성된 것이 바람직하다.

따라서, 상기 베어링(10)이 원통부(21)속으로 삽입되면 도 8과 같이 상기 외측가이드돌기(12)사이에 상기 내측가이드돌기(21d)가 한 개씩 위치하도록 조립된다.

상기 외측가이드돌기(12)와 내측가이드돌기(21d)에 의해 베어링(10)이 원통부(21)속으로 삽입될 때 베어링(10)과 베어링브라켓(20)은 서로 미끌림에 의한 상대회전이 발생하지 않게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 실시예는 베어링브라켓(20)이 복수개의 체결부(22)를 매개로 엔진(1)에 조립되어 설치되고, 인너샤프트(5)가 복수개의 체결부(22)를 구비한 베어링브라켓(20)에 의해 지지된 상태로 설치가 됨에 따라, 엔진(1)과 베어링브라켓(20)의 조립강성을 크게 향상시킬 수 있게 되고, 이를 통해 인너샤프트(5)의 안전적인 설치가 가능하게 되며, 특히 인너샤프트(5)의 고속 회전시에도 진동과 소음을 줄일 수 있게 됨으로써 NVH 성능을 개선할 수 있게 된다.

또한, 인너샤프트(5)에 결합된 베어링(10)이 베어링브라켓(20)의 원통부(21)속으로 삽입될 때 체결링(30)을 매개로 베어링(10)과 베어링브라켓(20)이 서로 결합되어서 조립됨에 따라, 조립이 완료된 인너샤프트(5)가 베어링브라켓(20)으로부터 빠지는 현상을 방지할 수 있게 되고, 이를 통해 보다 안정적으로 변속기의 동력을 드라이브샤프트로 전달할 수 있는 장점도 있다.

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 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

1 - 엔진 5 - 인너샤프트
10 - 베어링 11 - 설치홈
20 - 베어링브라켓 21 - 원통부
21a - 끼움홈 22 - 체결부
30 - 체결링

Claims

인너샤프트(5)의 일단부에 끼워져서 결합되고 외주면을 따라 설치홈(11)이 형성된 베어링(10);
상기 베어링(10)이 끼워지는 원통부(21)와 상기 원통부(21)로부터 일체로 돌출 형성되어서 엔진(1)에 조립되는 복수개의 체결부(22)를 구비하고, 상기 원통부(21)의 내주면을 따라 끼움홈(21a)이 형성된 베어링브라켓(20); 및
상기 설치홈(11)에 끼워져서 설치되고 상기 베어링(10)이 원통부(21)속으로 삽입될 때 상기 끼움홈(21a)으로 삽입되어서 상기 베어링(10)과 베어링브라켓(20)을 결합시키는 체결링(30);을 포함하는 차량용 인너샤프트의 조립장치.
청구항 1에 있어서,
상기 원통부(21)에서 상기 베어링(10)이 끼워지는 입구(21b)의 안쪽에 상기 끼움홈(21a)이 형성되고;
상기 끼움홈(21a)은 상기 입구(21b)보다 직경이 작게 형성되며;
상기 입구(21b)와 끼움홈(21a)사이에 경사부(21c)가 형성되고;
상기 경사부(21c)는 입구(21b)에서 끼움홈(21a)방향으로 직경이 점차 작아지는 모양으로 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 인너샤프트의 조립장치.
청구항 1에 있어서,
상기 체결링(30)은 외력작용시 탄력적인 직경변화가 가능하도록 일부구간이 절개구간(31)으로 형성된 원형고리인 것을 특징으로 하는 차량용 인너샤프트의 조립장치.
청구항 2에 있어서,
상기 체결링(30)은 외곽 테두리에는 상기 체결링(30)이 원통부(21)의 입구(21b)에서 끼움홈(21a)쪽으로 이동할 때에 상기 경사부(21c)와 면접촉을 이루는 경사면(32)이 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 인너샤프트의 조립장치.
청구항 1에 있어서,
상기 베어링(10)의 외주면에는 다수개의 외측가이드돌기(12)가 원주방향을 따라 이격되어 형성되고;
상기 원통부(21)의 내주면에는 다수개의 내측가이드돌기(21d)가 원주방향을 따라 이격되어 형성되며;
상기 베어링(10)이 원통부(21)속으로 삽입되면 상기 외측가이드돌기(12)사이에 상기 내측가이드돌기(21d)가 한 개씩 위치하도록 조립되는 것을 특징으로 하는 차량용 인너샤프트의 조립장치.
청구항 5에 있어서,
상기 베어링(10)이 원통부(21)속으로 삽입될 때 서로 마주 대하는 외측가이드돌기(12)의 단부와 내측가이드돌기(21d)의 단부는 조립성 향상을 위해 각각 마주보는 경사구조로 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 인너샤프트의 조립장치.
인너샤프트(5)의 일단부에 베어링(10)을 끼워서 조립하는 베어링조립단계;
베어링브라켓(20)에 구비된 한 개 이상의 체결부(22)를 엔진(1)에 결합시켜서 조립하는 브라켓조립단계;
상기 베어링(10)이 결합되지 않는 인너샤프트(5)의 일단부터 상기 베어링브라켓(20)의 원통부(21)를 관통시키는 샤프트관통단계;
상기 원통부(21)를 관통한 인너샤프트(5)의 일단을 트랜스액슬(2)과 조립시키고 동시에 상기 베어링(10)을 원통부(21)속으로 삽입시켜서 상기 베어링(10)과 베어링브라켓(20)을 조립시키는 샤프트조립단계;를 포함하는 차량용 인너샤프트의 조립방법.
청구항 7에 있어서,
상기 베어링(10)의 외주면에 체결링(30)을 끼워서 조립하는 체결링조립단계를 더 포함하고;
상기 베어링(10)과 베어링브라켓(20)은 상기 체결링(30)을 매개로 서로 결합되어서 조립되는 것을 특징으로 하는 차량용 인너샤프트의 조립방법.