KR20180040847A - 차량용 드라이브 샤프트 - Google Patents

차량용 드라이브 샤프트 Download PDF

Info

Publication number
KR20180040847A
KR20180040847A KR1020160132656A KR20160132656A KR20180040847A KR 20180040847 A KR20180040847 A KR 20180040847A KR 1020160132656 A KR1020160132656 A KR 1020160132656A KR 20160132656 A KR20160132656 A KR 20160132656A KR 20180040847 A KR20180040847 A KR 20180040847A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
shaft
mail
groove
axial direction
constant velocity
Prior art date
Application number
KR1020160132656A
Other languages
English (en)
Inventor
노경택
장달수
변성태
조승혁
Original Assignee
이래에이엠에스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 이래에이엠에스 주식회사 filed Critical 이래에이엠에스 주식회사
Priority to KR1020160132656A priority Critical patent/KR20180040847A/ko
Publication of KR20180040847A publication Critical patent/KR20180040847A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B35/00—Axle units; Parts thereof ; Arrangements for lubrication of axles
    • B60B35/12—Torque-transmitting axles
    • B60B35/14—Torque-transmitting axles composite or split, e.g. half- axles; Couplings between axle parts or sections
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C3/00—Shafts; Axles; Cranks; Eccentrics
    • F16C3/02—Shafts; Axles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/18—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts the coupling parts (1) having slidably-interengaging teeth
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/86—Optimisation of rolling resistance, e.g. weight reduction 

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 차량용 드라이브 샤프트는 차량의 엔진 구동력을 휠에 전달하는 드라이브 샤프트로서, 엔진 측 및 휠 측에 각각 배치되는 고정형 등속 조인트 및 상기 고정형 등속 조인트를 서로 연결하여 회전동력을 전달하는 중간 샤프트(intermediate shaft)를 포함하고, 상기 중간 샤프트는 휠 측에 배치된 고정형 등속 조인트에 결합되고, 단부에는 축 방향을 따라 미리 설정된 깊이로 함몰된 홈 부가 형성되는 피메일(female) 샤프트, 상기 피메일 샤프트와 동(同)축으로 배치되어, 엔진 측에 배치된 고정형 등속 조인트에 결합되고, 단부에는 상기 축 방향을 따라 미리 설정된 길이로 돌출되어 상기 축 방향을 따라 상대 이동이 가능하도록 상기 홈 부에 삽입되는 돌출부가 형성되는 메일(male) 샤프트, 그리고 상기 홈 부 와 상기 돌출부 사이에 설치되어 상기 피메일 샤프트와 상기 메일 샤프트를 연결하고, 상기 피메일 샤프트와 상기 메일 샤프트가 상기 축 방향을 따라 상대 이동이 가능하도록 상기 피메일 샤프트와 상기 메일 샤프트 사이에서 구름운동을 수행하는 복수의 니들롤러를 포함한다.

Description

차량용 드라이브 샤프트{Drive shaft for vehicle}
본 발명은 차량용 드라이브 샤프트의 중간 샤프트에 관한 것이다.
일반적으로, 차량의 구동 라인에 사용되는 드라이브 샤프트는 자동차의 엔진 동력을 휠로 전달하기 위한 장치로서, 중간 샤프트(intermediate shaft)와 중간 샤프트의 양측에 각각 결합되는 등속 조인트를 포함한다.
상기 등속 조인트 중 엔진 측에 배치되는 등속조인트는 플런징(plunging) 기능을 갖는 구조로 형성되어, 드라이브 샤프트의 구동 시 슬라이딩 운동을 통하여 샤프트의 축방향 스트로크를 보상하는 역할을 수행한다.
더 자세하게는, 플런징 기능을 갖는 등속 조인트는 엔진 측과 연결된 트랜스미션에 결합되어 회전동력을 발생시키고, 내부에 축방향을 따라 트랙(track)홈을 형성하는 하우징과 샤프트의 일 측에 결합되어 트랙홈에 설치되고 구동 시 트랙홈을 따라 슬라이딩 운동을 수행하여 샤프트의 길이를 조절하고 샤프트의 축방향 스트로크를 보상하는 롤러부로 구성된다.
그러나, 상기한 플런징 기능을 갖는 등속 조인트는 샤프트의 축방향 스트로크를 보상하는 대신, 휠 측에 배치된 고정형 등속 조인트에 비하여 토크 전달 효율이 떨어지고, 이로 인하여 차량의 연비가 저하되는 문제점이 있었다.
한편, 종래에는 플런징 기능을 갖는 등속 조인트로 인한 문제점을 해결하기 위하여 플런징 기능을 갖는 등속 조인트를 고정형 등속 조인트로 대체시키고, 중간 샤프트에 플런징 기능을 적용하는 기술이 개발된 바 있다.
플런징 기능을 갖는 중간 샤프트는 아웃터 하우징(outer housing), 인너 샤프트(inner shaft), 그리고 이들 사이에 개재되는 볼 스플라인 구조를 포함한다.
볼 스플라인 구조는 아웃터 하우징의 내면에 형성되는 아웃터 볼 그루브, 인너 샤프트의 외면에 형성되는 인너 볼 그루브, 이들 볼 그루브에 배치되는 복수의 볼, 그리고 복수의 볼을 수용하는 볼 케이지로 구성된다.
따라서, 볼 스플라인 구조를 갖는 중간 샤프트는 아웃터 볼 그루브와 인너 볼 그루브 사이에서 구름 운동하는 복수의 볼을 통하여 아웃터 하우징과 인너 샤프트 사이의 토크 전달을 수행한다.
그러나, 이와 같은 볼 스플라인 구조는 중간 샤프트에 토크가 걸렸을 때, 아웃터 하우징 또는 인너 샤프트의 변형이 일어나면서 볼의 원활한 롤링(rolling) 동작이 이루어지지 못하고, 볼의 이동 시 슬라이딩(sliding)이 발생하면서 마찰이 발생되어 동력 전달 효율이 저하되는 문제점이 있었다.
미국 등록특허공보 US6,793,583
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 높은 토크 전달 효율을 가지며 안정적인 작동이 담보되는 롤러형 스플라인 구조를 가지는 차량용 드라이브 샤프트를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 차량용 드라이브 샤프트는 차량의 엔진 구동력을 휠에 전달하는 드라이브 샤프트로서, 엔진 측 및 휠 측에 각각 배치되는 고정형 등속 조인트 및 상기 고정형 등속 조인트를 서로 연결하여 회전동력을 전달하는 중간 샤프트(intermediate shaft)를 포함하고, 상기 중간 샤프트는 휠 측에 배치된 고정형 등속 조인트에 결합되고, 단부에는 축 방향을 따라 미리 설정된 깊이로 함몰된 홈 부가 형성되는 피메일(female) 샤프트, 상기 피메일 샤프트와 동(同)축으로 배치되어, 엔진 측에 배치된 고정형 등속 조인트에 결합되고, 단부에는 상기 축 방향을 따라 미리 설정된 길이로 돌출되어 상기 축 방향을 따라 상대 이동이 가능하도록 상기 홈 부에 삽입되는 돌출부가 형성되는 메일(male) 샤프트, 그리고 상기 홈 부 와 상기 돌출부 사이에 설치되어 상기 피메일 샤프트와 상기 메일 샤프트를 연결하고, 상기 피메일 샤프트와 상기 메일 샤프트가 상기 축 방향을 따라 상대 이동이 가능하도록 상기 피메일 샤프트와 상기 메일 샤프트 사이에서 구름운동을 수행하는 복수의 니들롤러를 포함한다.
상기 피메일 샤프트 및 상기 메일 샤프트는 내부가 중공된 파이프 형상으로 형성되고, 상기 피메일 샤프트는 상기 휠 측에 배치된 고정형 등속 조인트와 결합되는 일 측으로부터 상기 메일 샤프트가 결합되는 타 측을 향할수록 직경의 크기가 점차 커지도록 형성되며, 상기 메일 샤프트는 상기 피메일 샤프트와 결합되는 일 측으로부터 상기 엔진 측에 배치된 고정형 등속 조인트에 결합되는 타 측을 향할수록 직경의 크기가 점차 작아지도록 형성될 수 있다.
상기 돌출부는 다각 기둥 구조로 형성될 수 있다.
상기 돌출부의 외면에는 상기 복수의 니들롤러가 설치되는 그루브(groove)가 형성될 수 있다.
상기 복수의 니들롤러는 상기 메일 샤프트에 대하여 교차되도록 상기 축 방향을 따라 상기 그루브에 일렬로 이동 가능하게 배치될 수 있다.
상기 복수의 니들롤러는 서로 다른 직경의 크기로 형성되고, 상기 축 방향을 따라 상기 그루브의 최외측에서 상기 그루브의 중앙을 향하여 직경의 크기가 작은 니들롤러부터 순차적으로 배치될 수 있다.
상기 복수의 니들롤러는 일 측 및 타 측 단부에서 중앙을 향할수록 직경의 크기가 점차 커지도록 형성될 수 있다.
본 발명에 의하면, 엔진 측 및 휠 측에 각각 배치되는 등속 조인트를 고정형 방식으로 적용하고, 등속 조인트를 서로 연결하는 중간 샤프트에 플런징 기능을 적용함으로써, 종래의 일체형 샤프트에 발생되는 스트로크 보상을 등속 조인트가 아닌 플런징 기능을 가지는 중간 샤프트에서 담당하고, 이를 통해 종래의 일체형 샤프트에 비해 토크 전달 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 메일 샤프트의 단부에 형성된 돌출부의 외면에 케이지 역할을 수행하는 그루브를 형성하고, 그루브에 복수의 니들롤러가 설치됨으로써, 종래의 볼 스플라인 구조가 적용된 중간 샤프트에 비하여 부품 및 구조를 단순화하고, 이를 통해 제조비용을 절감할 수 있다.
또한, 돌출부와 홈 부 사이에 원기둥 형상의 니들롤러를 복수 개 설치함으로써, 종래의 볼 스플라인 구조에 적용되는 구 형상의 볼에 비하여 내마모성이 크고, 이를 통해 볼보다 더 작은 직경의 크기로 형성될 수 있으며, 나아가 중간 샤프트의 직경을 종래의 중간 샤프트에 비해 보다 작은 직경으로 형성하여 차량의 전체적인 무게를 감소시킬 수 있다.
또한, 복수의 니들롤러를 서로 다른 직경의 크기로 형성하여 그루브에 미리 설정된 순서대로 배치시키거나, 각 니들롤러를 양 단부에서 중앙을 향할수록 직경을 크기가 점차 커지는 구조로 형성함으로써, 토크 전달 시에 피메일 샤프트 및 메일 샤프트 사이에 유격이 발생되는 경우에도 유격을 보상하여 토크 손실 및 마찰 증가를 예방할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 드라이브 샤프트를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 도 1의 "A" 부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 드라이브 샤프트의 피메일 샤프트 및 메일 샤프트의 각 단부를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 4는 서로 다른 직경의 크기로 형성된 복수의 니들롤러를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 5는 양 단부에서 중앙을 향할수록 직경의 크기가 점차 커지도록 형성되는 니들롤러를 개략적으로 나타낸 도면이다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 드라이브 샤프트를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 2는 도 1의 "A" 부분을 확대하여 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 드라이브 샤프트의 피메일 샤프트 및 메일 샤프트의 각 단부를 개략적으로 나타낸 사시도이다. 또한, 도 4는 서로 다른 직경의 크기로 형성된 복수의 니들롤러를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 5는 양 단부에서 중앙을 향할수록 직경의 크기가 점차 커지도록 형성되는 니들롤러를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 드라이브 샤프트(100)(이하 '드라이브 샤프트(100)'라 함)는 차량의 엔진 구동력을 트랜스미션(미도시)을 거쳐 휠에 전달하는 장치로서, 엔진 측(인보드 측) 및 휠 측(아웃보드 측)에 각각 배치되어 등속운동을 수행하고, 후술할 중간 샤프트의 일 측 및 타 측에 각각 결합되는 복수의 등속 조인트(2, 3)를 포함한다.
복수의 등속 조인트(2, 3)는 엔진 측 및 휠 측에 고정되어 내측에 구비된 복수 개의 볼을 이용하여 회전 동력을 전달하거나, 절각을 수행하는 고정형(fixed-type) 등속 조인트이며, 예를 들어 제파(Rzeppa) 조인트일 수 있다.
더 자세하게는, 복수의 등속 조인트(2, 3)는 엔진 측(인보드 측)에 배치되는 인보드 조인트(2) 및 휠 측(아웃보드 측)에 배치되는 아웃보드 조인트(3)를 포함할 수 있다.
인보드 조인트(2)는 아웃터 조인트 멤버(21)와 인너 조인트 멤버(22)를 포함한다. 아웃터 조인트 멤버(21)는 인너 조인트 멤버(22)를 수용하는 공간을 형성하도록 일 측이 개방되도록 형성된다. 아웃터 조인트 멤버(21)의 내면에는 복수의 아웃터 볼 그루브(211)가 형성되고, 인너 조인트 멤버(22)의 외면에는 아웃터 볼 그루브(211)에 대응하는 인너 볼 그루브(221)가 형성된다. 아웃터 볼 그루브(211)와 인너 볼 그루브(221)의 조합에 의해 볼 트랙(ball track)이 형성되며, 볼 트랙에 토크 전달 기능을 하는 볼(24)이 배치된다. 그리고, 아웃터 조인트 멤버(21)와 인너 조인트 멤버(22) 사이에는 볼(24)을 수용하는 볼 케이지(ball cage)(23)가 개재된다. 예컨대, 볼 트랙의 개수는 여섯 개, 여덟 개 등일 수 있다.
마찬가지로, 아웃보드 조인트(3)는 아웃터 볼 그루브(311)를 가지는 아웃터 조인트 멤버(31), 인너 볼 그루브(321)를 가지는 인너 조인트 멤버(32), 볼(34), 그리고 볼 케이지(33)를 포함한다.
또한, 본 드라이브 샤프트(100)는 복수의 고정형 등속 조인트(2, 3)를 서로 연결하여 회전동력을 전달하는 중간 샤프트(1)(intermediate shaft)를 포함한다.
중간 샤프트(1)는 인보드 조인트(2)와 아웃보드 조인트(3)를 서로 연결하여 토크 전달이 가능하도록 작용하며, 축 방향(중심축(CA) 방향)으로 길이가 가변될 수 있는 플런징(plunging) 기능을 갖도록 형성된다. 여기서, 중간 샤프트(1)의 양 단부에는 인보드 조인트(2) 및 아웃보드 조인트(3)의 개방 측을 각각 둘러싸는 부트(4)가 설치될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 중간 샤프트(1)는 피메일 샤프트(11)(female shaft), 메일 샤프트(13)(male shaft), 그리고 복수의 니들롤러(15)를 포함한다.
피메일 샤프트(11)는 중간 샤프트(1)의 일 측에 배치되어 휠 측에 배치된 고정형 등속 조인트(3)(아웃보드 조인트(3))와 결합된다. 예컨대, 피메일 샤프트(11)는 내부가 중공된 파이프 형상으로 형성되고, 상기 아웃보드 조인트(3)와 결합되는 일 측으로부터 후술할 메일 샤프트(13)가 결합되는 타 측을 향할수록 직경의 크기가 점차 커지도록 형성될 수 있다. 예컨대, 피메일 샤프트(11)와 메일 샤프트(13)의 결합부위는 인보드 조인트(2) 측에 설치된 부트(4)의 내측에 위치할 수 있다. 따라서, 외부로부터 이물질 등이 결합부위로 유입되는 것을 차단할 수 있다. 그러나, 피메일 샤프트(11)와 메일 샤프트(13)의 결합부위는 이에 한정되지 않고, 필요 시 부트(4)의 외측에 배치될 수 있다.
더 자세하게는. 피메일 샤프트(11)는 중간 샤프트(1)의 일 측에 배치되어, 일 측은 휠 측에 배치된 고정형 등속 조인트(3), 즉 아웃보드 조인트(3)의 인너 조인트 멤버(32)에 결합되고, 타 측은 후술할 메일 샤프트(13)에 결합되어 엔진 측으로부터 발생된 회전동력을 휠 측으로 전달할 수 있다. 여기서, 메일 샤프트(13)가 결합되는 피메일 샤프트(11)의 단부에는 도 3에 도시된 바와 같이, 축 방향(중심축(CA) 방향)을 따라 미리 설정된 깊이로 함몰된 홈 부(111)가 형성된다. 따라서, 후술할 메일 샤프트(13)의 단부에 형성된 돌출부(131)가 홈 부에 삽입될 수 있다.
메일 샤프트(13)는 중간 샤프트(1)의 타 측에 배치되어 피메일 샤프트(11)와 동(同)축(동일한 중심축)으로 배치되고, 엔진 측에 배치된 고정형 등속 조인트(2)(인보드 조인트(2))와 결합된다. 예컨대, 메일 샤프트(13)는 내부가 중공된 파이프 형상으로 형성되고, 피메일 샤프트(11)와 결합되는 일 측으로부터 인보드 조인트(2)에 결합되는 타 측을 향할수록 직경의 크기가 점차 작아지도록 형성될 수 있다.
더 자세하게는. 메일 샤프트(13)는 중간 샤프트(1)의 타 측에 배치되어, 일 측은 피메일 샤프트(11)에 결합되고, 타 측은 엔진 측에 배치된 고정형 등속 조인트(2), 즉 인보드 조인트(2)의 인너 조인트 멤버(22)에 결합되어 엔진 측으로부터 발생된 회전동력을 피메일 샤프트(11)로 전달할 수 있다. 여기서, 홈 부(111)가 형성된 피메일 샤프트(11)의 단부와 마주하는 메일 샤프트(13)의 단부에는 도 3에 도시된 바와 같이, 축 방향(중심축 방향)을 따라 미리 설정된 길이로 돌출되어 축 방향을 따라 상대 이동이 가능하도록 피메일 샤프트(11)의 홈 부(111)에 삽입되는 돌출부(131)가 형성된다.
여기서, 피메일 샤프트(11)에 형성된 홈 부(111)와 메일 샤프트(13)에 형성된 돌출부(131)는 서로 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 이때, 돌출부(131)는 메일 샤프트(13)의 회전 시 홈 부(111)를 통해 피메일 샤프트(11)에 토크 전달이 가능할 수 있도록 다각 기둥 구조로 형성될 수 있다. 예컨대, 본 실시예에서는 사각 기둥 형상을 기준으로 돌출부를 설명하였으나, 돌출부는 둘레에 복수 개의 결합면을 가지는 모든 다각 기둥 형태로 적용될 수 있다.
복수의 니들롤러(15)는 홈 부(111) 와 돌출부(131) 사이에 축 방향을 따라 구름운동이 가능하도록 설치되어 피메일 샤프트(11)와 메일 샤프트(13)를 서로 연결하고, 피메일 샤프트(11)와 메일 샤프트(13)의 상대 이동을 가능하게 한다.
이때, 홈 부(111)가 형성된 피메일 샤프트(11)의 내면과 마주하는 돌출부(131)의 외면에는 복수의 니들롤러(15)가 설치되는 그루브(131a)(groove)가 형성될 수 있다.
그루브(131a)는 돌출부(131)의 외면으로부터 메일 샤프트(13)의 반경 방향 내측으로 함몰되어, 피메일 샤프트(11)와 메일 샤프트(13) 사이에 복수의 니들롤러(15)가 축 방향을 따라 구름 운동할 수 있는 트랙(track)을 형성할 수 있다. 이때, 복수의 니들롤러(!5)가 안착되는 면은 수평, 경사, 원호 형상 등의 단면 형상을 가질 수 있다. 또한, 그루브(131a)는 그루브(131a)에 설치될 복수의 니들롤러(15)의 크기, 형상, 수량 등을 고려하여 축 방향으로 미리 설정된 길이로 형성될 수 있다. 그리고, 그루브(131a)는 다면으로 이루어진 돌출부(131)의 외면에 각각 형성될 수 있다.
따라서, 복수의 니들롤러(15)는 피메일 샤프트(11)와 메일 샤프트(13)가 축 방향을 따라 상대 이동이 가능하도록, 축 방향을 따라 그루브(131a)에 일렬로 이동 가능하게 배치될 수 있다. 여기서, 복수의 니들롤러(15)는 메일 샤프트(13)에 대하여 교차되도록 배치될 수 있다.
한편, 복수의 니들롤러(15)는 피메일 샤프트(11)와 메일 샤프트(13) 사이에서 회전방향으로 비틀림이 발생될 경우, 비틀림으로 인하여 피메일 샤프트(11)와 메일 샤프트(13) 사이에 발생된 유격을 보상하여 메일 샤프트(13)의 토크가 피메일 샤프트(11)에 안정적으로 전달될 수 있는 구조로 형성될 수 있다.
도 4를 참조하면, 복수의 니들롤러(15)는 서로 다른 직경의 크기로 형성될 수 있다. 즉, 복수의 니들롤러(15)는 서로 다른 직경의 크기로 형성되고, 축 방향을 따라 그루브(131a)의 최외측에서 그루브(131a)의 중앙을 향하여 직경의 크기가 작은 니들롤러(15)부터 순차적으로 배치될 수 있다. 예컨대, 그루브(131a)의 최 외측에 배치된 니들롤러(15)의 직경은 D1이고, 그루브(131a)의 중앙에 배치된 니들롤러(15)의 직경은 D5이다.
또한, 복수의 니들롤러(15)를 구성하는 각 니들롤러(15)는 도 5에 도시된 바와 같이, 일 측 및 타 측 단부에서 중앙을 향할수록 직경의 크기가 점차 커지도록 형성될 수 있다. 예컨대, 그루브(131a)의 일 측 및 타 측 단부에 배치된 니들롤러(15)의 양 단부의 직경은 D"이고, 그루브(131a)의 중앙에 배치된 니들롤러(15)의 직경은 D'이다.
이에 따라, 토크 전달 시에 피메일 샤프트(11)와 메일 샤프트(13) 사이에 유격이 발생되더라도 상기 구조로 배치된 복수의 니들롤러(15)가 피메일 샤프트(11)와 메일 샤프트(13) 사이의 유격을 보상하므로 토크 손실, 마찰 증가, 소음 현상 등을 방지할 수 있다.
이처럼 본 발명에 의하면, 엔진 측 및 휠 측에 각각 배치되는 등속 조인트(2, 3)를 고정형 방식으로 적용하고, 등속 조인트(2, 3)를 서로 연결하는 중간 샤프트(1)에 플런징 기능을 적용함으로써, 종래의 일체형 샤프트에 발생되는 스트로크 보상을 등속 조인트가 아닌 플런징 기능을 가지는 중간 샤프트(1)에서 담당하고, 이를 통해 종래의 일체형 샤프트에 비해 토크 전달 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 메일 샤프트(13)의 단부에 형성된 돌출부(131)의 외면에 케이지 역할을 수행하는 그루브(131a)를 형성하고, 그루브(131a)에 복수의 니들롤러(15)가 설치됨으로써, 종래의 볼 스플라인 구조가 적용된 중간 샤프트에 비하여 부품 및 구조를 단순화하고, 이를 통해 제조비용을 절감할 수 있다.
또한, 돌출부(131)와 홈 부(111) 사이에 원기둥 형상의 니들롤러(15)를 복수 개 설치함으로써, 종래의 볼 스플라인 구조에 적용되는 구 형상의 볼에 비하여 내마모성이 크고, 이를 통해 볼보다 더 작은 직경의 크기로 형성될 수 있으며, 나아가 중간 샤프트(1)의 직경을 종래의 중간 샤프트에 비해 보다 작은 직경으로 형성하여 차량의 전체적인 무게를 감소시킬 수 있다.
또한, 복수의 니들롤러(15)를 서로 다른 직경의 크기로 형성하여 그루브(131a)에 미리 설정된 순서대로 배치시키거나, 각 니들롤러(15)를 양 단부에서 중앙을 향할수록 직경을 크기가 점차 커지는 구조로 형성함으로써, 토크 전달 시에 피메일 샤프트(11) 및 메일 샤프트(13) 사이에 유격이 발생되는 경우에도 유격을 보상하여 토크 손실 및 마찰 증가를 예방할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.
100. 드라이브 샤프트
1. 중간 샤프트
11. 피메일 샤프트
111. 홈 부
13. 메일 샤프트
131. 돌출부 131a. 그루브
15. 니들롤러
2. 인보드 조인트
21. 아웃터 조인트 멤버
211. 아웃터 볼 그루브
22. 인너 조인트 멤버
221. 인너 볼 그루브
23. 볼 케이지
24. 볼
3. 아웃보드 조인트
31. 아웃터 조인트 멤버
311. 아웃터 볼 그루브
32. 인너 조인트 멤버
321. 인너 볼 그루브
33. 볼 케이지
34. 볼
4. 부트
CA. 중심축

Claims (7)

  1. 차량의 엔진 구동력을 휠에 전달하는 드라이브 샤프트로서,
    엔진 측 및 휠 측에 각각 배치되는 고정형 등속 조인트 및 상기 고정형 등속 조인트를 서로 연결하여 회전동력을 전달하는 중간 샤프트(intermediate shaft)를 포함하고,
    상기 중간 샤프트는
    휠 측에 배치된 고정형 등속 조인트에 결합되고, 단부에는 축 방향을 따라 미리 설정된 깊이로 함몰된 홈 부가 형성되는 피메일(female) 샤프트,
    상기 피메일 샤프트와 동(同)축으로 배치되어, 엔진 측에 배치된 고정형 등속 조인트에 결합되고, 단부에는 상기 축 방향을 따라 미리 설정된 길이로 돌출되어 상기 축 방향을 따라 상대 이동이 가능하도록 상기 홈 부에 삽입되는 돌출부가 형성되는 메일(male) 샤프트, 그리고
    상기 홈 부 와 상기 돌출부 사이에 설치되어 상기 피메일 샤프트와 상기 메일 샤프트를 연결하고, 상기 피메일 샤프트와 상기 메일 샤프트가 상기 축 방향을 따라 상대 이동이 가능하도록 상기 피메일 샤프트와 상기 메일 샤프트 사이에서 구름운동을 수행하는 복수의 니들롤러
    를 포함하는 차량용 드라이브 샤프트.
  2. 제1항에서,
    상기 피메일 샤프트 및 상기 메일 샤프트는 내부가 중공된 파이프 형상으로 형성되고,
    상기 피메일 샤프트는 상기 휠 측에 배치된 고정형 등속 조인트와 결합되는 일 측으로부터 상기 메일 샤프트가 결합되는 타 측을 향할수록 직경의 크기가 점차 커지도록 형성되며,
    상기 메일 샤프트는 상기 피메일 샤프트와 결합되는 일 측으로부터 상기 엔진 측에 배치된 고정형 등속 조인트에 결합되는 타 측을 향할수록 직경의 크기가 점차 작아지도록 형성되는 차량용 드라이브 샤프트.
  3. 제1항에서,
    상기 돌출부는 다각 기둥 구조로 형성되는 차량용 드라이브 샤프트.
  4. 제1항에서,
    상기 돌출부의 외면에는 상기 복수의 니들롤러가 설치되는 그루브(groove)가 형성되는 차량용 드라이브 샤프트.
  5. 제4항에서,
    상기 복수의 니들롤러는
    상기 메일 샤프트에 대하여 교차되도록 상기 축 방향을 따라 상기 그루브에 일렬로 이동 가능하게 배치되는 차량용 드라이브 샤프트.
  6. 제4항에서,
    상기 복수의 니들롤러는 서로 다른 직경의 크기로 형성되고, 상기 축 방향을 따라 상기 그루브의 최외측에서 상기 그루브의 중앙을 향하여 직경의 크기가 작은 니들롤러부터 순차적으로 배치되는 차량용 드라이브 샤프트.
  7. 제1항에서,
    상기 복수의 니들롤러는
    일 측 및 타 측 단부에서 중앙을 향할수록 직경의 크기가 점차 커지도록 형성되는 차량용 드라이브 샤프트.
KR1020160132656A 2016-10-13 2016-10-13 차량용 드라이브 샤프트 KR20180040847A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160132656A KR20180040847A (ko) 2016-10-13 2016-10-13 차량용 드라이브 샤프트

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160132656A KR20180040847A (ko) 2016-10-13 2016-10-13 차량용 드라이브 샤프트

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20180040847A true KR20180040847A (ko) 2018-04-23

Family

ID=62089110

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160132656A KR20180040847A (ko) 2016-10-13 2016-10-13 차량용 드라이브 샤프트

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20180040847A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101964394B1 (ko) * 2018-05-29 2019-07-31 주식회사 드림텍 자동차용 드라이브 샤프트

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101964394B1 (ko) * 2018-05-29 2019-07-31 주식회사 드림텍 자동차용 드라이브 샤프트

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5101430B2 (ja) 固定式等速自在継手
EP2530346B1 (en) Sliding ball type constant velocity joint for vehicle
JP2008232303A (ja) 摺動式等速ジョイント
US8925204B2 (en) Constant velocity joint and method of making
US20120149478A1 (en) Constant Velocity Joint of Tripod Type
CN101421528B (zh) 无间隙的等速万向节
KR20180040847A (ko) 차량용 드라이브 샤프트
JP2006214540A (ja) 摺動式等速自在継手
WO2017178051A1 (en) A telescopic shaft for a parallel kinematics robot
WO2019111903A1 (ja) トリポード型等速自在継手
KR101891134B1 (ko) 차량의 드라이브 샤프트
JP2009074594A (ja) 摺動型等速自在継手
KR100816433B1 (ko) 유니버셜 조인트의 슬립장치
CN218266870U (zh) 滑动式等速万向联轴器
JP6899663B2 (ja) 摺動式等速自在継手及びその製造方法
JP2009127637A (ja) 等速自在継手
JP2009127762A (ja) 等速自在継手
JP2006266330A (ja) 摺動型等速ボールジョイント
KR101615937B1 (ko) 등속조인트
JP6791674B2 (ja) 等速自在継手
JP2008232300A (ja) 等速自在継手のシャフト抜け止め構造、等速自在継手及びその製造方法
JP4959848B2 (ja) 摺動式等速自在継手
JP2021143716A (ja) 回転伝達用スライドスプラインシャフト、及び等速自在継手ユニット
JP2020148283A (ja) 等速自在継手用外側継手部材
JP2010031910A (ja) 等速自在継手の外側継手部材および等速自在継手

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application