KR20170065402A - 차량용 드라이브 샤프트의 체결 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에서는 허브를 관통하여 단부가 노출되고, 노출된 단부의 외측 둘레에는 중심점을 가로지르는 가상선상의 양측방향으로 중심점을 향해 함몰되되 서로 다른 형상으로 함몰되는 홈부가 형성된 드라이브 샤프트; 및 상기 드라이브 샤프트의 노출된 단부에 결합되어 드라이브 샤프트의 중심점과 동일한 중심점을 가지고, 내측 둘레에는 상기 가상선상의 양측방향으로 중심점을 향해 돌출되어 상기 홈부에 삽입되는 돌기부가 형성된 허브 너트;를 포함하는 차량용 드라이브 샤프트의 체결 장치가 소개된다.

Description

차량용 드라이브 샤프트의 체결 장치 {CONNECTING APPARATUS OF DRIVE SHAFT FOR A VEHICLE}

본 발명은 허브 너트의 체결성이 증대되도록 하는 차량용 드라이브 샤프트의 체결 장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차용 허브는 엔진의 동력을 드라이드 샤프트를 통해 휠측으로 전달하는 역할을 수행한다.

여기서, 드라이브 샤프트의 단부에는 허브로부터 이탈이 방지되도록 별도의 와셔와 너트 또는 결합핀을 통해 드라이브 샤프트의 체결성이 향상되도록 한다. 이러한 드라이브 샤프트의 체결은 드라이브 샤프트를 허브측에 삽입한 상태에서 별도로 구비된 체결 공구에 의해 와셔와 너트를 체결한다.

하지만, 드라이브 샤프트에 너트 체결시 차량 주행에 따른 충격으로 인해 너트 풀림이 발생되고, 너트 풀림시 허브에 구비된 허브 베어링의 연결 상태에 이음이 발생된다. 이렇게, 너트가 풀린 상태에서 지속적인 차량 주행시, 축력이 저하됨에 따라 허브 베어링의 이음에 의한 틈새량이 증가되어 허브 베어링의 수명이 저하되고, 소음이 발생된다.

이러한 문제를 해소하기 위한 방법으로는, 너트의 체결 토크를 증대시킴에 따라 풀림토크가 증대되도록 할 수 있지만, 너트의 체결 토크를 증대시킬 경우 휠베어링에 작용되는 예압이 증가되어 오히려 허브 베어링의 내구성능이 저하되는 문제가 발생될 수 있다.

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.

KR 10-2008-0038530 A (2008. 05. 07)

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 너트의 풀림 토크를 증대시켜 너트 풀림이 방지되도록 함으로써 허브 베어링의 예압이 유지되도록 함과 동시에 이음 및 진동발생을 억제하여 허브 베어링의 내구성이 확보되도록 하는 차량용 드라이브 샤프트의 체결 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 드라이브 샤프트의 체결 장치는 허브를 관통하여 단부가 노출되고, 노출된 단부의 외측 둘레에는 중심점을 가로지르는 가상선상의 양측방향으로 중심점을 향해 함몰되되 서로 다른 형상으로 함몰되는 홈부가 형성된 드라이브 샤프트; 및 상기 드라이브 샤프트의 노출된 단부에 결합되어 드라이브 샤프트의 중심점과 동일한 중심점을 가지고, 내측 둘레에는 상기 가상선상의 양측방향으로 중심점을 향해 돌출되어 상기 홈부에 삽입되는 돌기부가 형성된 허브 너트;를 포함한다.

상기 드라이브 샤프트의 홈부는 가상선상을 중심으로 시계방향 측에는 가상선상을 향해 사선으로 경사지게 함몰된 제1홈과, 시계반대방향 측에는 가상선상을 향해 경사지게 함몰된 후 함몰된 부분이 제1홈에 연결되는 제2홈으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 제1홈의 경사진 부분과 제2홈의 경사진 부분의 각도는 서로 다른 각도를 이루도록 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 제2홈의 경사진 부분의 각도는 제1홈의 경사진 부분의 각도보다 급격한 경사를 이루도록 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 홈부는 사다리꼴 형상으로 함몰 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 허브 너트의 돌기부는 가상선상을 중심으로 시계방향 측에서 가상선상을 향해 사선으로 경사지게 돌출되어 제1홈에 삽입되는 제1돌기와, 시계반대방향 측에서 가상선상을 향해 사선으로 경사지게 돌출된 후 돌출된 부분이 제1돌기에 연결되도록 형성되어 제2홈에 삽입되는 제2돌기로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 돌기부는 제2돌기의 경사진 부분의 각도가 제1돌기의 경사진 부분의 각도보다 급격한 경사를 이루도록 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 돌기부는 홈부의 사다리꼴 형상에 대응되는 사다리꼴 형상으로 돌출 형성됨으로써 홈부에 면접촉되는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량용 드라이브 샤프트의 체결 장치에 따르면, 허브 너트의 풀림 토크를 증대시켜 허브 너트의 풀림이 방지되도록 함으로써 휠베어링의 예압이 유지되도록 함과 동시에 이음 및 진동발생을 억제하여 휠베어링의 내구성이 확보되도록 한다.

도 1은 허브 어셈블리를 나타낸 도면.
도 2는 도 1에 도시된 허브 어셈블리의 조립도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 드라이브 샤프트의 체결 장치를 나타낸 도면.
도 4는 도 3에 도시된 차량용 드라이브 샤프트의 체결 장치를 설명하기 위한 도면.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 드라이브 샤프트의 체결 장치에 대하여 살펴본다.

도 1은 허브 어셈블리를 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 허브 어셈블리의 조립도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 드라이브 샤프트의 체결 장치를 나타낸 도면이고, 도 4는 도 3에 도시된 차량용 드라이브 샤프트의 체결 장치를 설명하기 위한 도면이다.

본 발명은 허브를 관통하여 외부로 노출되는 드라이브 샤프트(100)에 체결되는 허브 너트에 관한 것으로, 특히 허브 너트의 풀림 토크 효과를 증대시키기 위한 것이다.

도 1 내지 2에 도시된 바와 같이, 허브 어셈블리는 차체 프레임에 설치 고정되는 너클(10)과, 너클(10)의 삽입홀(12)에 안착되는 휠베어링(20)과, 너클(10)의 일측 및 타측에서 허브(30)와 드라이브 샤프트(100)가 휠베어링(20) 측을 관통하여 장착된다.

이렇게, 드라이브 샤프트(100)가 장착되면, 드라이브 샤프트(100)의 단부(120)가 허브(30)의 일측으로 노출되는데, 드라이브 샤프트(100)의 노출된 단부(120)에는 허브 너트(200)가 체결되어 최종적으로 각 구성들이 고정된 상태가 이루어지도록 한다.

본 발명에서는 드라이브 샤프트(100)의 단부(120)와 허브 너트(200)의 체결에 있어서, 허브 너트(200)의 풀림을 방지하고, 허브 너트(200)가 체결된 상태에서 휠베어링(20)에 가해지는 예압을 내구 후에도 일정하게 유지함과 동시에 허브 너트(200)가 풀리지 않도록 한다.

이를 위한 본 발명의 차량용 드라이브 샤프트(100)의 체결 장치는 도 3에 도시된 바와 같이, 허브(30)를 관통하여 단부(120)가 노출되고, 노출된 단부(120)의 외측 둘레에는 중심점(O)을 가로지르는 가상선상(a)의 양측방향으로 중심점(O)을 향해 함몰되되 서로 다른 형상으로 함몰되는 홈부(140)가 형성된 드라이브 샤프트(100); 및 상기 드라이브 샤프트(100)의 노출된 단부(120)에 결합되어 드라이브 샤프트(100)의 중심점(O)과 동일한 중심점(O)을 가지고, 내측 둘레에는 상기 가상선상(a)의 양측방향으로 중심점(O)을 향해 돌출되어 상기 홈부(140)에 삽입되는 돌기부(240)가 형성된 허브 너트(200);를 포함한다.

즉, 본 발명에서는 드라이브 샤프트(100)와 허브 너트(200)는 간의 체결시 풀림 토크를 향상시키기 위한 것으로, 드라이브 샤프트(100)의 외주 둘레에는 특정 형상의 홈부(140)를 형성하고, 허브 너트(200)의 내주 둘레에는 홈부(140)에 대응되는 특정 형상의 돌기부(240)를 형성해줌으로써 드라이브 샤프트(100)의 단부(120)에 허브 너트(200)를 장착시 홈부(140)에 돌기부(240)가 삽입된 후 면접촉됨에 따라 허브 너트(200)의 풀림이 강건하게 유지되도록 한다.

이를 위해, 드라이브 샤프트(100)의 단부(120)와 허브 너트(200)는 동일한 중심점(O)을 가지며, 중심점(O)을 가로지르는 가상선상(a)을 중심으로 양측에 특정 형상을 이루는 홈부(140)와 돌기부(240)가 형성된다. 본 발명에 대해서 설명시, 시계방향 측 및 시계반대방향 측의 기재는 도 3에서 볼 수 있듯이, 가상선상(a)의 상측에서 우측을 시계방향 측으로 하고, 좌측을 시계반대방향 측으로 정의할 수 있으며, 가상선상(a)의 하측에서 좌측을 시계방향 측으로 하고, 우측을 시계반대방향 측으로 정의하도록 한다.

이러한 본 발명에 대해서 구체적으로 설명하면, 도 3 내지 4에 도시된 바와 같이, 상기 드라이브 샤프트(100)의 홈부(140)는 가상선상(a)을 중심으로 시계방향 측에는 가상선상(a)을 향해 사선으로 경사지게 함몰된 제1홈(142)과, 시계반대방향 측에는 가상선상(a)을 향해 경사지게 함몰된 후 함몰된 부분이 연장되어 제1홈(142)에 연결되는 제2홈(144)으로 이루어질 수 있다.

이에 대응되는 상기 허브 너트(200)의 돌기부(240)는 가상선상(a)을 중심으로 시계방향 측에서 가상선상(a)을 향해 사선으로 경사지게 돌출되어 제1홈(142)에 삽입되는 제1돌기(242)와, 시계반대방향 측에서 가상선상(a)을 향해 사선으로 경사지게 돌출된 후 돌출된 부분이 연장되어 제1돌기(242)에 연결되도록 형성됨으로써 제2홈(144)에 삽입되는 제2돌기(244)로 이루어질 수 있다.

도 3에서 볼 수 있듯이, 드라이브 샤프트(100)의 홈부(140)와 허브 너트(200)의 돌기부(240)는 가상선상(a)을 중심으로 시계방향 측과 시계반대방향 측에 대해 서로 다른 형상을 가지도록 형성된다.

즉, 드라이브 샤프트(100)의 홈부(140)는 가상선상(a)을 중심으로 시계방향 측에서 가상선상(a)을 향해 사선으로 경사지게 함몰되는 제1홈(142)과 시계반대방향 측에서 가상선상(a)을 향해 경사지게 함몰된 후 연장되어 제1홈(142)에 연결되는 제2홈(144)으로 이루어지고, 허브 너트(200)의 돌기부(240)는 제1홈(142)에 대응되는 제1돌기(242)와 제2홈(144)에 대응되는 제2돌기(244)로 이루어져 홈부(140)에 삽입되도록 구성된다. 이처럼, 상기 제1홈(142)의 경사진 부분과 제2홈(144)의 경사진 부분의 각도는 서로 다른 각도를 이루도록 형성될 수 있다. 물론, 제1돌기(242)의 경사진 부분과 제2돌기(244)의 경사진 부분의 각도도 제1홈부(142) 및 제2홈(144)에 대응되도록 서로 다른 각도를 이루도록 형성해줌으로써 홈부(140)와 돌기부(240)의 상호 체결시 강건한 체결 구조가 유지되도록 할 수 있다.

상세하게, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제2홈(144)의 경사진 부분의 각도는 제1홈(142)의 경사진 부분의 각도보다 급격한 경사를 이루도록 형성되도록 할 수 있다. 또한, 상기 돌기부(240)는 제2돌기(244)의 경사진 부분의 각도가 제1돌기(242)의 경사진 부분의 각도보다 급격한 경사를 이루도록 형성될 수 있다.

즉, 제1홈(142)의 경사진 부분의 각도가 제2홈(144)의 경사진 부분의 각도보다 완만한 경사를 이루고, 제1돌기(242)의 경사진 부분의 각도가 제2돌기(244)의 경사진 부분의 각도보다 완만한 경사를 이루도록 형성됨으로써 드라이브 샤프트(100)에 허브 너트(200) 체결시 제1돌기(242)의 경사진 부분이 제1홈(142)의 경사진 부분을 타고 원활한 체결이 유지되도록 한다.

한편, 제2홈(144)의 경사진 부분의 각도가 제1홈(142)의 경사진 부분의 각도보다 급격한 경사를 이루고, 제2돌기(244)의 경사진 부분의 각도가 제1돌기(242)의 경사진 부분의 각도보다 급격한 경사를 이루도록 형성됨으로써 드라이브 샤프트(100)에 허브 너트(200) 체결시 제2돌기(244)가 제2홈(144)에 접촉되어 걸림 상태가 유지되도록 한다. 특히, 도 3에 도시된 바와 같이, 드라이브 샤프트(100)에 형성되는 홈부(140)와 허브 너트(200)에 형성되는 돌기부(240)는 동일한 중심점(O)을 가로지르는 가상선상(a)에서 상측과 하측에 각기 형성되며, 가상선상(a)을 중심으로 상측과 하측에 대해 시계방향으로는 제1홈(142) 및 제1돌기(242)가 형성되고, 시계반대방향으로는 제2홈(144) 및 제2돌기(244)가 형성된다. 이로 인해, 허브 너트(200)의 돌출량이 더 많이 확보된 제2돌기(244)의 편심량이 가상선상(a)의 상측과 하측에 대해 각각 좌측과 우측으로 편심됨에 따라 허브 너트(200)의 체결 상태가 강건히 유지되록 할 수 있다.

한편, 상기 홈부(140)는 가상선상(a)을 중심으로 시계방향 측에는 가상선상(a)을 향해 사선으로 경사지게 함몰된 제1홈(142)과, 시계반대방향 측에는 가상선상(a)을 향해 경사지게 함몰된 후 함몰된 부분이 제1홈(142)에 연결되는 제2홈(144)으로 이루어짐에 따라 사다리꼴 형상으로 함몰 형성될 수 있다.

상기 돌기부(240)는 홈부(140)의 사다리꼴 형상에 대응되는 사다리꼴 형상으로 돌출 형성됨으로써 홈부(140)에 면접촉될 수 있다.

이렇게, 도 4에 도시된 바와 같이, 홈부(140)는 사다리꼴 형상으로 함몰되고, 돌기부(240)는 홈부(140)에 대응되도록 사다리꼴 형상으로 돌출됨으로써 홈부(140)의 경사진 부분과 돌기부(240)의 경사진 부분이 면접촉함에 따라 간극이 발생되지 않도록 할 수 있다.

이로 인해, 허브 너트(200)를 드라이브 샤프트(100)의 단부(120)에 체결시 체결토크를 증대시키지 않고도 허브 너트(200)의 풀림토크가 증대되어 베어링 예압을 유지한 상태에서, 허브 너트(200)의 풀림이 방지되도록 할 수 있다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량용 드라이브 샤프트(100)의 체결 장치에 따르면, 허브 너트(200)의 풀림 토크를 증대시켜 허브 너트(200)의 풀림이 방지되도록 함으로써 휠베어링(20)의 예압이 유지되도록 함과 동시에 이음 및 진동발생을 억제하여 휠베어링의 내구성이 확보되도록 한다.

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:드라이브 샤프트 120:단부
140:홈부 142:제1홈
144:제2홈 200:허브 너트
240:돌기부 242:제1돌기
244:제2돌기 O:중심점
a:가상선상

Claims (8)

1. 허브를 관통하여 단부가 노출되고, 노출된 단부의 외측 둘레에는 중심점을 가로지르는 가상선상의 양측방향으로 중심점을 향해 함몰되되 서로 다른 형상으로 함몰되는 홈부가 형성된 드라이브 샤프트; 및
   상기 드라이브 샤프트의 노출된 단부에 결합되어 드라이브 샤프트의 중심점과 동일한 중심점을 가지고, 내측 둘레에는 상기 가상선상의 양측방향으로 중심점을 향해 돌출되어 상기 홈부에 삽입되는 돌기부가 형성된 허브 너트;를 포함하는 차량용 드라이브 샤프트의 체결 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 드라이브 샤프트의 홈부는 가상선상을 중심으로 시계방향 측에는 가상선상을 향해 사선으로 경사지게 함몰된 제1홈과, 시계반대방향 측에는 가상선상을 향해 경사지게 함몰된 후 함몰된 부분이 제1홈에 연결되는 제2홈으로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 드라이브 샤프트의 체결 장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 제1홈의 경사진 부분과 제2홈의 경사진 부분의 각도는 서로 다른 각도를 이루도록 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 드라이브 샤프트의 체결 장치.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 제2홈의 경사진 부분의 각도는 제1홈의 경사진 부분의 각도보다 급격한 경사를 이루도록 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 드라이브 샤프트의 체결 장치.
5. 청구항 2에 있어서,
   상기 홈부는 사다리꼴 형상으로 함몰 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 드라이브 샤프트의 체결 장치.
6. 청구항 2에 있어서,
   상기 허브 너트의 돌기부는 가상선상을 중심으로 시계방향 측에서 가상선상을 향해 사선으로 경사지게 돌출되어 제1홈에 삽입되는 제1돌기와, 시계반대방향 측에서 가상선상을 향해 사선으로 경사지게 돌출된 후 돌출된 부분이 제1돌기에 연결되도록 형성되어 제2홈에 삽입되는 제2돌기로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 드라이브 샤프트의 체결 장치.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 돌기부는 제2돌기의 경사진 부분의 각도가 제1돌기의 경사진 부분의 각도보다 급격한 경사를 이루도록 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 드라이브 샤프트의 체결 장치.
8. 청구항 5에 있어서,
   상기 돌기부는 홈부의 사다리꼴 형상에 대응되는 사다리꼴 형상으로 돌출 형성됨으로써 홈부에 면접촉되는 것을 특징으로 하는 차량용 드라이브 샤프트의 체결 장치.

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