KR20200122775A

KR20200122775A - 변형방지 기능을 갖는 차량용 드라이브 액슬

Info

Publication number: KR20200122775A
Application number: KR1020190045911A
Authority: KR
Inventors: 이은창; 최홍규; 서중규; 이범재; 정창희; 이수경; 이상민; 김희준; 조영욱
Original assignee: 현대위아 주식회사
Priority date: 2019-04-19
Filing date: 2019-04-19
Publication date: 2020-10-28
Also published as: KR102199528B1

Abstract

본 발명은 변형방지 기능을 갖는 차량용 드라이브 액슬에 관한 것으로서, 특히 액슬 허브의 일측에 변형방지 홈을 형성하여 등속조인트 그루부의 변형을 방지하도록 하는 차량용 드라이브 액슬에 관한 것이다. 구성은 액슬 하우징과 드라이브 샤프트와 휠베어링을 포함하는 차량용 드라이브 액슬에 있어서, 상기 액슬 하우징의 내부에 결합되는 드라이브 샤프트의 볼을 수용하도록 형성된 그루부의 일측에는 변형방지 홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

변형방지 기능을 갖는 차량용 드라이브 액슬{Vehicle drive axle with anti-strain capability}

본 발명은 변형방지 기능을 갖는 차량용 드라이브 액슬에 관한 것으로서, 특히 액슬 하우징의 내부에 위치하는 그루부의 일측에 변형방지 홈을 형성하여 등속조인트를 구성하는 드라이브 샤프트의 볼이 수용되는 그루부가 변형되는 것을 방지하도록 하는 차량용 드라이브 액슬에 관한 것이다.

일반적으로 차량에는 바퀴를 통해 차량의 무게를 지지하고 바퀴에 동력을 전달하는 장치인 액슬(axle)이 설치된다.

이러한 액슬은 중소형 차량에는 2개, 대형차량에는 용도에 따라 3~4개 장착되며, 보통 프런트액슬(Front Axle)과 리어액슬(Rear Axle)로 나뉘며, 프런트액슬은 차량 무게 분담, 방향 조절, 구동력 전달 따위의 역할을 하고, 리어액슬은 다시 드라이브 액슬과 데드 액슬로 나뉘는데, 드라이브 액슬은 차량의 무게를 분담하고 구동력을 차바퀴에 전달하는 역할을 하며 데드 액슬은 차량의 무게를 지탱하는 역할만 한다.

도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 상기 드라이브 액슬(100)은 액슬 하우징(110)과, 상기 액슬 하우징(110)의 내부 중앙에 결합되어 회전력을 전달하는 등속조인트를 구성하는 드라이브 샤프트(미도시)와, 상기 액슬 하우징(110)의 외측으로 결합되는 휠베어링(120)을 포함하여 이루어진다.

또, 상기 휠베어링(120)은 베어링 아우터링(121)과 베어링 이너링(122) 및 볼(123)을 포함한다.

이러한 종래의 상기 드라이브 액슬(100)은 액슬 하우징(110)에 압입된 휠베어링(120)의 이너링(122)을 로크너트(124)로 체결하여 예압을 가하는 체결방식과, 상기 액슬 하우징(110)의 일단 부분에 형성되는 오비탈 포밍부(112)를 변형시켜 직접 휠베어링(120)의 이너링(122)을 지지하여 예압을 가하는 오비탈 포밍 방식이 주로 사용되고 있다.

그러나, 종래 오비탈 포밍 방식의 차량용 드라이브 액슬(100)은 휠베어링(120)의 품질과 내구성 및 수명 증대를 위해 액슬 하우징(110)의 일단 부분에 형성되는 오비탈 포밍부(112)를 상방향으로 꺾어 변형시켜 휠베어링(120)의 이너링(122)을 지지하고 고정하기 때문에 포밍에 의해 주변부인 그루부(111)의 형상 및 치수가 변형되는 문제점이 있었다.

또, 종래의 오비탈 포밍 방식의 차량용 드라이브 액슬(100)은 액슬 하우징(110)의 내면에 형성되는 등속조인트를 구성하는 드라이브 샤프트(미도시)의 볼(미도시)과 결합을 위한 그루브(111)의 끝부분과 오비탈 포밍부(112)를 많이 이격시켜 그루부(111)의 변형을 최소화 하고자할 경우 등속조인트를 구성하는 드라이브 샤프트의 조향각이 좁아져 원활한 조향동작을 이루지 못하고, 컴팩트한 구조를 이룰 수 없는 문제점이 있었다.

특허 제10-1938553호

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 액슬 하우징에 형성되는 오비탈 포밍부를 변형시켜 휠베어링의 이너링을 고정시 그루부의 변형을 방지하여 품질향상과 성능 향상을 이루도록 하는 변형방지 기능을 갖는 차량용 드라이브 액슬을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 액슬 하우징과 드라이브 샤프트와 휠베어링을 포함하는 차량용 드라이브 액슬에 있어서, 상기 액슬 하우징의 내부에 결합되는 드라이브 샤프트의 볼을 수용하도록 형성된 그루부의 일측에는 변형방지 홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 변형방지 홈은 그루부의 일측 끝부분과 오비탈 포밍부 사이에 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 변형방지 홈은 액슬 하우징의 내경 전체로 연속적(連續的)으로 형성되거나 또는 복수 개가 상호 간격을 두고 단속적(斷續的)으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 그루부의 일측 끝부분과 오비탈 포밍부는 상호 최대한 가깝게 형성되는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명은 상기 변형방지 기능을 갖는 드라이브 액슬을 장착한 차량을 더 제공한다.

이상에서와 같이 본 발명은 오비탈 포밍으로 휠베어링의 이너링 고정시 액슬 하우징 내부에 형성된 그루부의 변형을 방지하여 품질향상과 성능향상을 이루는 효과가 있다.

또, 본 발명은 등속조인트를 구성하는 드라이브 샤프트의 볼과 결합을 위한 그루브의 끝부분과 오비탈 포밍부의 간격을 많이 이격시키지 않도록 함으로써, 등속조인트를 구성하는 드라이브 샤프트의 회전반경(조향각)을 넓혀 원활한 조향동작을 이루고, 중량을 줄여 연비향상과 원가절감을 이루는 효과가 있다.

도 1a는 종래 로크너트를 이용하여 휠베어링의 이너링을 고정하여 예압을 가하는 차량용 드라이브 액슬을 개략적으로 나타낸 요부 단면도이다.
도 1b는 종래 오비탈 포밍부를 이용하여 휠베어링의 이너링을 고정하여 예압을 가하는 차량용 드라이브 액슬을 개략적으로 나타낸 요부 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 차량용 드라이브 액슬로서 변형방지 홈을 단속적으로 형성한 상태를 개략적으로 나타낸 요부 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 차량용 드라이브 액슬로서 변형방지 홈을 연속적으로 형성한 상태를 개략적으로 나타낸 요부 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 차량용 드라이브 액슬로서 드라이브 샤프트를 결합한 상태를 개략적으로 나타낸 요부 단면도이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 구체적으로 설명한다.

여기서, 하기의 모든 도면에서 동일한 기능을 갖는 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 반복적인 설명은 생략하며, 아울러 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이것은 고유의 통용되는 의미로 해석되어야 함을 명시한다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 변형방지 기능을 갖는 차량용 드라이브 액슬(200)은 액슬 하우징(210)의 내부에 결합되는 드라이브 샤프트(220)의 볼(221)을 수용하도록 형성된 그루부(211)의 일 측에 변형방지 홈(212)이 형성된다.

여기서, 상기 액슬 하우징(210)은 일단에 휠베어링(230)의 고정을 위한 오비탈 포밍부(213)가 형성된다.

또, 본 발명에 따른 상기 액슬 하우징(210)은 외면으로 휠베어링(230)을 장착하고, 상기 액슬 하우징(210)의 내부로는 드라이브 샤프트(220)의 볼(221)을 수용할 수 있는 일체형 구조를 이루고 있다.

즉, 상기 액슬 하우징(210)은 외측으로는 휠베어링(230)을 결합하고, 내측으로는 등속조인트를 구성하는 드라이브 샤프트(220)를 수용하도록 일체화 시킴에 따라 종래에 비해 휠측 조인트 센터가 외측으로 이동하게 되고, 드라이브 샤프트(220)의 길이가 증가하여 최대 절각이 개선된다.

따라서, 휠측의 조인트 강도가 향상됨과 동시에 토크 스티어 성능을 향상시킬 수 있다.

그리고, 상기 휠베어링(230)은 아우터링(231)과 이너링(232) 및 볼(233)을 포함한다.

이러한 구성의 상기 액슬 하우징(210)의 일단에 형성된 오비탈 포밍부(213)는 오비탈 포밍 공법에 의해 상방향으로 꺾여지게 변형되어 직접 휠베어링(230)의 이너링(232)에 예압을 가하도록 고정된다.

이때, 상기 오비탈 포밍부(213)를 변형시켜 휠베어링(230)의 이너링(232)을 고정하기 때문에 포밍에 의해 주변부인 그루부(211)의 형상 및 치수가 일부 변형되어 드라이브 액슬(200)의 품질과 성능을 저하시키는 것을 방지하기 위해 상기 변형방지 홈(212)을 형성한다.

그리고, 상기 변형방지 홈(212)은 액슬 하우징(210)의 내부에 형성되는 상기 그루부(211)의 일측 끝부분과 이웃하도록 형성된다.

좀 더 구체적으로는, 상기 변형방지 홈(212)은 그루부(211)의 일측 끝부분과 오비탈 포밍부(213) 사이에 형성된다.

여기서, 상기 그루부(211)의 일측 끝부분과 오비탈 포밍부(213)는 상호 최대한 가깝게 형성되는 것이 바람직하다.

즉, 상기 그루부(211)의 일측 끝부분과 오비탈 포밍부(213)가 많이 이격 형성된다면 오비탈 포밍에 의한 주변부 변형 영향이 없으나 등속조인트를 구성하는 드라이브 샤프트(220)의 조향각이 좁아져 원활한 조향동작을 이루지 못하고, 컴팩트한 구조를 이룰 수 없고 중량을 증가시키게 된다.

이에 따라, 차량의 컴팩트한 패키지를 이루고 성능 향상을 위해서 상기 그루부(211)와 오비탈 포밍부(213)는 최대한 가깝게 위치하도록 설계, 형성되는 것이 바람직하다.

또, 상기 변형방지 홈(212)은 상기 그루부(211)의 일측 끝부분과 오비탈 포밍부(213) 사이에 형성시 액슬 하우징(210)의 내경 전체로 연속적(連續的)으로 형성되거나 또는 복수 개가 상호 간격을 두고 단속적(斷續的)으로 형성될 수 있다.

여기서, 상기 변형방지 홈(212)이 액슬 하우징(210)의 내경 전체에 연속적(連續的)으로 형성할 경우 가공이 편리하여 작업성 향상을 이룸과 동시에 단속적(斷續的) 변형방지 홈(212)에 비해 중량을 줄일 수 있다.

뿐만 아니라, 상기 오비탈 포밍부(213)를 휠베어링(230)의 이너링(232) 고정을 위해 상방향으로 꺾여지게 변형시킬 경우 이에 연동하는 주변부의 변형은 상기 변형방지 홈(212)에 의해 흡수되어 더 이상 확산되지 않게 된다.

따라서, 상기 액슬 하우징(210)의 내면에 형성된 그루부(211)의 형상 및 치수의 변형을 방지하게 되어 드라이브 액슬(200)의 품질과 성능저하를 방지할 수 있다.

또, 상기 변형방지 홈(212)이 액슬 하우징(210)의 내경에 단속적(斷續的)으로 형성할 경우 정밀한 치수 제어가 가능하여 더욱더 품질 향상을 이룰 수 있다.

여기서, 상기 단속적(斷續的)으로 형성되는 변형방지 홈(212)은 상기 액슬 하우징(210)의 내면에 형성된 각 그루부(211)와 대응되는 위치에만 형성되는 것이 바람직하다.

즉, 상기 단속적(斷續的)인 변형방지 홈(212)은 각 그루부(211)가 형성된 부분의 일측에만 형성된다.

이때, 상기 단속적(斷續的)인 변형방지 홈(212)의 길이는 각 그루부(211)의 폭에 대응하도록 형성된다.

따라서, 상기 오비탈 포밍부(213)를 휠베어링(230)의 이너링(232) 고정을 위해 상방향으로 꺾여지게 변형시킬 경우 상기 변형방지 홈(212)이 연신 변형을 흡수하게 되므로, 상기 액슬 하우징(210)의 내면에 형성된 그루부(211)의 형상 및 치수의 변형을 방지하게 되어 드라이브 액슬(200)의 품질과 성능저하를 방지할 수 있다.

또, 본 발명은 상기 변형방지 기능을 갖는 드라이브 액슬(200)을 장착한 차량(미도시)을 더 제공한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 드라이브 액슬의 조립관계를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 그루부(211)와 오비탈 포밍부(213) 사이에 형성된 변형방지 홈(212)을 갖는 액슬 하우징(210)에 휠베어링(230)의 아우터링(231)과 볼(233) 및 케이지(미도시)를 조립한다.

다음, 상기 휠베어링(230)의 아우터링(231)과 볼(233) 및 케이지가 조립된 액슬 하우징(210)에 이너링(232)을 조립한다.

그리고, 상기 액슬 하우징(210)의 일단에 형성된 오비탈 포밍부(213)를 상방향으로 꺾어 변형시켜 상기 휠베어링(230)의 이너링(232)을 고정시킨다.

이때, 상기 오비탈 포밍부(213)를 상방향으로 꺾어 변형시, 이에 연동하는 주변부의 변형은 상기 변형방지 홈(212)에 의해 흡수되어 더 이상 확산되지 않게 된다.

이후, 상기 액슬 하우징(210)의 내부로 드라이브 샤프트(220)를 결합한다. 즉, 상기 액슬 하우징(210)의 내부에 형성된 그루부(211)에 드라이브 샤프트(220)의 볼(221)이 수용되도록 결합한다.

이외, 상기 액슬 하우징(210)의 바깥측으로는 휠과 바퀴(미도시)를 조립할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 드라이브 액슬은 오비탈 포밍시 그루부의 변형을 방지하여 품질향상과 성능향상을 이루고, 등속조인트를 구성하는 드라이브 샤프트의 회전반경(조향각)을 넓혀 원활한 조향동작을 이루고, 중량을 줄여 연비향상과 원가절감을 이룰 수 있는 것이다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 균등한 타 실시예로의 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

200 : 차량용 드라이브 액슬 210 : 액슬 하우징
211 : 그루부 212 : 변형방지 홈
213 : 오비탈 포밍부 220 : 드라이브 샤프트
221 : 볼 230 : 휠베어링
231 : 아우터링 232 : 이너링
233 : 볼

Claims

액슬 하우징과 드라이브 샤프트와 휠베어링을 포함하는 차량용 드라이브 액슬에 있어서,
상기 액슬 하우징의 내부에 결합되는 드라이브 샤프트의 볼을 수용하도록 형성된 그루부의 일측에는 변형방지 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 변형방지 기능을 갖는 차량용 드라이브 액슬.
제1항에 있어서,
상기 변형방지 홈은 그루부의 일측 끝부분과 오비탈 포밍부 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 변형방지 기능을 갖는 차량용 드라이브 액슬.
제1항에 있어서,
상기 변형방지 홈은 액슬 하우징의 내경 전체로 연속적(連續的)으로 형성되거나 또는 복수 개가 상호 간격을 두고 단속적(斷續的)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 변형방지 기능을 갖는 차량용 드라이브 액슬.
제2항에 있어서,
상기 그루부의 일측 끝부분과 오비탈 포밍부는 상호 최대한 가깝게 형성되는 것을 특징으로 하는 변형방지 기능을 갖는 차량용 드라이브 액슬.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 변형방지 기능을 갖는 드라이브 액슬을 장착한 차량.