KR20230009557A - 자동차용 드라이브 샤프트 - Google Patents

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KR20230009557A
KR20230009557A KR1020210090092A KR20210090092A KR20230009557A KR 20230009557 A KR20230009557 A KR 20230009557A KR 1020210090092 A KR1020210090092 A KR 1020210090092A KR 20210090092 A KR20210090092 A KR 20210090092A KR 20230009557 A KR20230009557 A KR 20230009557A
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inner shaft
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최형철
김민규
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현대자동차주식회사
기아 주식회사
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Abstract

본 발명은 자동차용 드라이브 샤프트에 관한 것으로, 차량 및 휠의 거동에 의한 길이 변화에 대응 가능한 슬라이딩 구조의 길이 가변형 샤프트를 채택하는 동시에 종래 대비 부품수 감소 및 원가 절감 등이 가능한 자동차용 드라이브 샤프트를 제공하는 것에 목적이 있다.

Description

자동차용 드라이브 샤프트 {DRIVE SHAFT FOR VEHICLE}
본 발명은 자동차용 드라이브 샤프트에 관한 것으로, 상세하게는 종래 대비 부품수 감소 및 원가 절감을 도모하기 위한 자동차용 드라이브 샤프트에 관한 것이다.
차량의 드라이브 샤프트는 파워트레인의 구동력을 휠까지 전달하는 동시에 차량의 선회 및 휠의 거동 시 발생하는 절각 및 길이 변화를 흡수하는 역할을 한다.
종래의 드라이브 샤프트는 상기 기능을 구현하기 위하여, 휠측에 연결되는 등속조인트와 변속기측에 연결되는 등속조인트 및 상기 2개의 등속조인트를 연결하는 샤프트로 구성된다.
일반적으로 휠측 등속조인트는 절각을 흡수하는 기능을 하고, 변속기측 등속조인트는 절각 및 길이 변화를 흡수하는 기능을 한다.
도 12 및 도 13은 종래의 드라이브 샤프트를 도시한 것이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 상기 변속기측 등속조인트(10)는 절각 및 길이 변화를 흡수할 수 있도록 하기 위하여 샤프트(20)에 연결된 다수의 롤러(11)를 적용하는데, 절각이 증가함에 따라 상기 롤러(11)의 위치 및 거동에 따른 슬라이딩 저항이 증가하여 진동소음(NVH) 성능의 편차가 커지는 문제가 있다.
상기와 같은 진동소음의 문제를 개선하기 위하여, 절각을 흡수하는 구성과 길이 변화를 흡수하는 구성을 분리 구성한 드라이브 샤프트가 개발된 바 있다.
도 13에 도시된 바와 같이, 종래의 드라이브 샤프트는 차량 및 휠의 거동에 의한 길이 변화를 흡수하는 샤프트 조립체(30)와, 차량 및 휠의 거동에 의한 절각을 흡수하는 휠측 등속조인트(40) 및 변속기측 등속조인트(50)로 구성된다.
상기 샤프트 조립체(30)는 볼 스플라인 결합구조를 적용한 것으로, 복수의 볼(33)을 통해 슬라이딩 가능하게 연결된 이너 샤프트(31)와 아우터 샤프트(32)로 구성된다.
상기 샤프트 조립체(30)는 이너 샤프트(31)와 아우터 샤프트(32)가 절각에 무관하게 일정한 슬라이딩 저항이 발생하는 구조로 연결됨으로써 절각이 증가함에 따른 진동소음(NVH) 성능 저하를 방지할 수는 있으나, 이너 샤프트(31)와 아우터 샤프트(32)의 트랙 가공 및 이너 샤프트(31)와 아우터 샤프트(32)를 연결하는 볼(33)과 케이지(34) 등의 부품 적용으로 인한 부품수 증가 및 원가 상승이 초래된다.
또한, 종래의 드라이브 샤프트는 이너 샤프트(31)와 아우터 샤프트(32) 사이에 볼(33) 및 케이지(34)의 거동을 위한 물리적 공간을 확보해야 함에 따라 외경이 증대되고 패키지성이 불리해지는 문제가 있다.
대한민국 등록특허 제10-2169726호
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 차량 및 휠의 거동에 의한 길이 변화에 대응 가능한 슬라이딩 구조의 길이 가변형 샤프트를 채택하는 동시에 종래 대비 부품수 감소 및 원가 절감 등이 가능한 자동차용 드라이브 샤프트를 제공하는 것에 목적이 있다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알 수 있다. 또한 본 발명의 목적은 청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 드라이브 샤프트는 변속기에서 공급되는 동력을 휠로 전달하는 자동차용 드라이브 샤프트로서 다음과 같은 구성을 포함한다.
본 발명의 드라이브 샤프트는: 제1등속조인트를 통해 휠에 연결되는 중공형의 아우터 샤프트; 제2등속조인트를 통해 변속기에 연결되고, 상기 아우터 샤프트의 내측에 슬라이딩 가능하게 조립되는, 중실형의 이너 샤프트; 상기 아우터 샤프트와 이너 샤프트를 반경방향으로 동시 관통하여 상기 아우터 샤프트에 고정되고, 상기 이너 샤프트로부터 동력을 전달받을 수 있도록 상기 이너 샤프트의 내벽면에 접촉하는, 연결핀;을 포함한다.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 이너 샤프트는 그 축방향으로 연장되는 핀무빙홀이 구비되며, 상기 연결핀은 상기 핀무빙홀을 관통한 상태로 핀무빙홀을 둘러싼 이너 샤프트의 내벽면에 접촉하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 연결핀은 양쪽 단부만 상기 이너 샤프트의 내벽면에 접촉하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 핀무빙홀의 양쪽 단부는 연결핀과 이너 샤프트의 접촉을 위해 정해진 제1너비를 가지도록 형성되고, 상기 핀무빙홀의 중앙부는 상기 제1너비보다 큰 값의 제2너비를 가지도록 형성된 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 연결핀은 그 축방향으로 동일 너비를 가지도록 연장 형성된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 연결핀의 양쪽 단부는 이너 샤프트의 내벽면에 접촉하도록 정해진 제3너비를 가지도록 형성되고, 상기 연결핀의 중앙부는 상기 제3너비보다 작은 값의 제4너비를 가지도록 형성된 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 핀무빙홀은 이너 샤프트의 반경방향으로 동일 너비를 가지도록 연장 형성된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 실시예에 의하면, 상기 연결핀은 원통형의 외주면을 가지며 상기 이너 샤프트의 내벽면에 선접촉 상태로 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 실시예에 의하면, 상기 핀무빙홀은 이너 샤프트와 아우터 샤프트의 슬라이딩 거리를 제한하도록 정해진 축방향 길이를 가지는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 이너 샤프트의 외주면에는 상기 이너 샤프트의 외주면과 아우터 샤프트의 내주면 사이에 배치되는 연삭돌기가 돌출 형성되고, 상기 연삭돌기는 상기 아우터 샤프트의 내주면에 접촉하여서 상기 이너 샤프트와 아우터 샤프트의 동심을 유지시키는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 아우터 샤프트의 내주면에는 상기 이너 샤프트의 외주면과 아우터 샤프트의 내주면 사이에 배치되는 연삭돌기가 돌출 형성되고, 상기 연삭돌기는 상기 이너 샤프트의 외주면에 접촉하여서 상기 이너 샤프트와 아우터 샤프트의 동심을 유지시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 연삭돌기는 이너 샤프트 또는 아우터 샤프트의 원주방향의 3곳에 등간격으로 배치되도록 돌출 형성되며, 핀무빙홀의 전방과 후방에 배치된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 실시예에 의하면, 상기 연결핀은 그 양쪽 단부가 아우터 샤프트에 구비된 결합홀에 압입 고정되며, 상기 연결핀의 양쪽 단부는 코킹 공정을 통해 아우터 샤프트에 결합되는 것을 특징으로 한다.
상기한 과제의 해결 수단에 의하면 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 제1등속조인트와 제2등속조인트를 연결하는 샤프트 조립체가 핀결합 구조의 길이 가변형 샤프트로 구성됨으로써 차량 및 휠의 거동에 의한 길이 변화를 흡수할 수 있는 동시에 종래 대비 부품수 감소 및 원가 절감 등이 가능하다.
둘째, 볼 스플라인 결합구조를 적용한 종래의 샤프트 조립체 대비 볼 삭제에 따른 외경 축소가 가능함에 따라 패키지성이 개선된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 드라이브 샤프트를 도시한 사시도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 드라이브 샤프트를 도시한 부분 절개 사시도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 드라이브 샤프트의 샤프트 조립체를 도시한 사시도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 샤프트 조립체를 도시한 분해 사시도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 샤프트 조립체를 도시한 단면도
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 샤프트 조립체의 동력 전달 구조를 도시한 도면
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 샤프트 조립체를 도시한 단면도
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 샤프트 조립체를 도시한 단면도
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 샤프트 조립체의 아우터 샤프트에 형성된 연삭돌기를 도시한 단면도
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 샤프트 조립체의 일부 구성을 도시한 도면
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 샤프트 조립체의 조립 순서를 도시한 도면
도 12 및 도 13은 종래의 드라이브 샤프트를 도시한 도면
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시예를 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있다.
본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 본 명세서 전체에서, 별다른 설명이 없는 한 "반경방향"이나 "축방향"은 이너 샤프트와 아우터 샤프트를 기준으로 한다.
본 발명에 따른 드라이브 샤프트는 차량의 파워트레인에서 공급되는 구동력을 휠로 전달하는 것으로, 주행 중 차량 및 휠의 거동에 의해 발생하는 절각 및 길이 변화를 흡수할 수 있도록 하기 위하여, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 휠과 연결되는 제1등속조인트(200), 파워트레인의 변속기와 연결되는 제2등속조인트(300), 및 상기 제1등속조인트(200)와 제2등속조인트(300)를 연결하는 샤프트 조립체(100)를 포함하여 구성된다.
도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 샤프트 조립체(100)는 제1등속조인트(200)를 통해 휠에 연결되는 중공형의 아우터 샤프트(110)와, 제2등속조인트(300)를 통해 변속기에 연결되는 중실형의 이너 샤프트(120), 및 상기 아우터 샤프트(110)와 이너 샤프트(120)를 반경방향으로 동시 관통하여 아우터 샤프트(110)에 고정되는 하나 또는 둘 이상의 연결핀(130)을 포함하여 구성된다.
상기 아우터 샤프트(110)는 연결핀(130)이 압입 고정되는 결합홀(111)이 구비되며, 상기 결합홀(111)은 연결핀(130)의 양쪽 단부에 각각 결합된다.
상기 이너 샤프트(120)는 아우터 샤프트(110)의 내측에 슬라이딩 가능하게 조립되며, 그 축방향으로 연장되는 핀무빙홀(121)이 구비된다.
상기 연결핀(130)은 이너 샤프트(120)의 핀무빙홀(121)을 관통한 상태로 아우터 샤프트(110)의 결합홀(111)에 고정되며, 이너 샤프트(120)로부터 동력을 전달받을 수 있도록 상기 핀무빙홀(121)을 둘러싼 벽면, 즉 이너 샤프트(120)의 내벽면에 접촉한다.
상기 연결핀(130)은 그 양쪽 단부에 핀 씰(131)이 장착된 상태로 상기 결합홀(111)에 압입된다. 상기 핀 씰(131)은 이너 샤프트(120)의 내벽면에 도포된 그리스의 누설(아우터 샤프트(110) 외부로의 누설)을 방지하며, 아우터 샤프트(110) 내부로의 이물 유입을 방지한다. 상기 그리스는 아우터 샤프트(110)와 이너 샤프트(120) 간 원활한 텔레스코픽 운동을 가능하게 한다.
상기 핀무빙홀(121)은 연결핀(130)의 선형 이동을 가능하도록 하기 위하여, 이너 샤프트(120)의 회전중심을 지나도록 이너 샤프트(120)의 외주면을 관통하여 반경방향으로 연장 형성된다.
상기 핀무빙홀(121)은 아우터 샤프트(110)와 이너 샤프트(120) 간 텔레스코픽 운동을 제한하기 위하여 정해진 축방향 길이를 가지도록 형성되며, 그에 따라 이너 샤프트(120)의 내벽면 중 핀무빙홀(121)의 전단 벽면과 후단 벽면이 아우터 샤프트(110) 및 이너 샤프트(120)의 슬라이딩 거리 및 샤프트 조립체(100)의 길이 변화량을 제한하는 스토퍼 역할을 하게 된다.
또한, 상기 연결핀(130)은 이너 샤프트(120)와의 접촉면적을 최소화하기 위하여, 그 양쪽 단부만 이너 샤프트(120)의 내벽면에 동력전달가능하게 접촉한다. 구체적으로, 상기 연결핀(130)은 핀무빙홀(121)에 삽입 배치된 연결핀(130)의 구간 중 양쪽 단부만 이너 샤프트(120)의 내벽면에 접촉하고 중앙부는 이너 샤프트(120)의 내벽면에 접촉하지 않는다.
이러한 접촉구조의 구현을 위하여, 핀무빙홀(121)은 도 6에 도시된 실시예와 같이, 그 양쪽 단부는 연결핀(130)과 이너 샤프트(120)의 내벽면 간 접촉을 위하여 정해진 제1너비를 가지도록 형성되고, 그 중앙부는 연결핀(130)과 이너 샤프트(120)의 내벽면 간 비접촉을 위하여 정해진 제2너비를 가지도록 형성될 수 있다. 이때, 상기 제2너비는 제1너비보다 큰 값으로 정해지고, 연결핀(130)은 그 축방향으로 동일 너비(직경)를 가지도록 연장 형성된다. 또한, 핀무빙홀(121)의 양쪽 단부와 중앙부는 이너 샤프트(120)의 반경방향을 기준으로 한다.
상기 연결핀(130)과 이너 샤프트(120)의 접촉면적을 최소화하기 위하여, 연결핀(130)은 원통형의 외주면을 가지도록 형성되며 그에 따라 이너 샤프트(120)의 내벽면에 선접촉 상태로 연결된다.
또한, 연결핀(130)과 이너 샤프트(120)의 접촉면적을 최소화하기 위한 다른 실시예로서, 도 7을 참조하면, 연결핀(130)의 양쪽 단부는 이너 샤프트(120)의 내벽면에 접촉하도록 정해진 제3너비를 가지도록 형성되고, 연결핀(130)의 중앙부는 이너 샤프트(120)의 내벽면에 접촉하지 않도록 정해진 제4너비를 가지도록 형성될 수 있다. 이때, 상기 제4너비는 제3너비보다 작은 값으로 정해지며, 핀무빙홀(121)은 이너 샤프트(120)의 반경방향으로 동일 너비를 가지도록 연장 형성된다.
또한, 연결핀(130)과 이너 샤프트(120)의 접촉면적을 최소화하기 위한 또 다른 실시예로서, 도 8을 참조하면, 이너 샤프트(120)의 내벽면에 접촉하는 연결핀(130)의 양쪽 단부에 원주방향으로 연장되는 그루브(132)를 추가하는 것도 가능하다.
도 6을 참조하면, 상기와 같이 구성되는 샤프트 조립체(100)는 이너 샤프트(120)가 연결핀(130)의 전단방향으로 연결핀(130)에 파워트레인의 회전 동력을 전달하면, 연결핀(130)이 전단방향으로 아우터 샤프트(110)에 회전 동력을 전달하고, 최종적으로 제1등속조인트(200)를 통해 휠에 파워트레인의 회전 동력이 전달된다.
또한, 상기 샤프트 조립체(100)는 이너 샤프트(120)의 내벽면에 도포된 그리스가 샤프트 조립체(100)의 회전 시 작용하는 원심력에 의해 이너 샤프트(120)의 외주면과 아우터 샤프트(110)의 내주면 사이로 유동되어 이너 샤프트(120)와 아우터 샤프트(110)의 텔레스코픽 운동 시 발생하는 마찰력을 감소시키게 된다.
한편, 이너 샤프트(120)와 아우터 샤프트(110) 간 텔레스코픽 운동 시 이너 샤프트(120)와 아우터 샤프트(110)의 동심도를 유지하기 위하여, 이너 샤프트(120)의 외주면과 아우터 샤프트(110)의 내주면 사이에는 연삭돌기(112 또는 122)가 구비된다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 연삭돌기(122)는 이너 샤프트(120)의 외주면에 돌출 형성되어 이너 샤프트(120)의 외주면과 아우터 샤프트(110)의 내주면 사이에 배치될 수 있으며, 아우터 샤프트(110)의 내주면에 접촉하여서 이너 샤프트(120)와 아우터 샤프트(110)를 동심 상태로 유지시킬 수 있다.
연삭돌기(122)는 아우터 샤프트(110)와의 접촉면적을 최소화하기 위하여, 이너 샤프트(120)의 외주면 전둘레가 아니라 원주방향의 3곳에 동일 간격으로 배치되도록 형성될 수 있다.
이러한 연삭돌기(112 또는 122)는 이너 샤프트(120)의 축방향으로 핀무빙홀(121)의 전방과 후방에 배치될 수 있다.
또한, 도 9를 참조하면, 연삭돌기(112)는 아우터 샤프트(110)의 내주면에 돌출 형성되어 이너 샤프트(120)의 외주면과 아우터 샤프트(110)의 내주면 사이에 배치될 수도 있으며, 이너 샤프트(120)의 외주면에 접촉하여서 이너 샤프트(120)와 아우터 샤프트(110)를 동심 상태로 유지시킬 수도 있다. 이때의 연삭돌기(112) 역시 이너 샤프트(120)와의 접촉면적을 최소화하기 위하여, 아우터 샤프트(110)의 내주면 전둘레가 아니라 원주방향의 3곳에 등간격으로 배치되도록 형성될 수 있다.
상기 연삭돌기(112 또는 122)는 표면을 매끄럽게 가공하는 연삭 공정 및 그리스에 의해 이너 샤프트(120)의 외주면 또는 아우터 샤프트(110)의 내주면에 대한 마찰력이 감소될 수 있다.
상기 연삭돌기(112 또는 122) 외에 연결핀(130)과 이너 샤프트(120)의 내벽면 등과 같이 접촉마찰이 발생하는 구성의 경우 연삭 가공을 통해 마찰력을 저감시킬 수 있다.
또한, 아우터 샤프트(110)의 축방향 양단 중 제1등속조인트(200)가 연결되지 않은 아우터 샤프트(110)의 축방향 일단에는 샤프트 씰(113)이 조립되며, 상기 샤프트 씰(113)은 아우터 샤프트(110) 내부의 그리스를 밀봉하고 외부의 이물 유입을 방지한다. 아우터 샤프트(110)의 내주면에는 상기 샤프트 씰(113)의 장착을 위한 그루브(114)가 구비될 수 있다.
도 10에 도시된 실시예를 참조하면, 샤프트 씰(113)은 아우터 샤프트(110)와 별물의 브라켓(115)에 조립된 상태로 아우터 샤프트(110)에 장착될 수 있다. 상기 브라켓(115)은 아우터 샤프트(110)의 축방향 일단에 압입 고정될 수 있다.
또한, 도면으로 나타내지는 않았으나, 이너 샤프트(120)와 아우터 샤프트(110)의 위치를 변경할 수 있다. 다시 말하면, 이너 샤프트(120) 대신 아우터 샤프트(110)가 제2등속조인트(300)측에 연결될 수 있다. 이 경우 아우터 샤프트(110)는 제2등속조인트(300)의 내륜(320)에 일체로 형성될 수 있으며, 상기 내륜(320)의 일단을 아우터 샤프트(110)의 구조로 연장 형성함으로써 제2등속조인트(300)의 내륜(320)이 아우터 샤프트(110)의 기능을 대체할 수 있다.
한편, 이너 샤프트(120)에 결합되는 제2등속조인트(300)는 차량 및 휠의 거동에 의한 샤프트 조립체(100)의 절각을 흡수할 수 있는 구조로 구성된다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 제2등속조인트(300)는 차량 및 휠의 거동에 의한 샤프트 조립체(100)의 길이 변화는 흡수하지 않고 절각만을 흡수하는 구조로 구성된다.
구체적으로, 제2등속조인트(300)는 변속기에 연결되는 외륜(310)과 이너 샤프트(120)에 연결되는 내륜(320) 및 복수의 볼(330) 그리고 케이지(340)가 조합된 어셈블리 형태로 구성되며, 외륜(310)에 그리스 충진을 위한 부트(350)가 장착된다.
상기 외륜(310)은 복수의 볼(330)을 통해 내륜(320)과 연결되어 내륜(320)에 파워트레인의 회전력을 전달하게 되고, 내륜(320)은 이너 샤프트(120)와 일체로 회전하도록 결합되어 파워트레인의 회전력을 전달하게 된다. 상기 케이지(340)는 외륜(310)과 내륜(320) 사이에서 복수의 볼(330)을 지지하는 역할을 한다.
상기 내륜(320)은 외륜(310)의 내측에서 샤프트 조립체(100)와 일체로 축회전을 하면서 파워트레인의 동력을 이너 샤프트(120)에 전달하는 동시에, 샤프트 조립체(100)가 외륜(310)의 축방향에 대해 휘어지는 방향으로 회전할 때에도 샤프트 조립체(100)와 일체로 거동하게 되며, 그에 따라 제2등속조인트(300)는 차량 및 휠의 거동에 의한 샤프트 조립체(100)의 절각을 흡수하게 된다.
아우터 샤프트(110)에 결합되는 제1등속조인트(200) 역시 차량 및 휠의 거동에 의한 샤프트 조립체(100)의 절각을 흡수할 수 있는 구조로 구성된다. 제1등속조인트(200)는 상기 제2등속조인트(300)와 동일 구조 또는 동등한 기능을 수행하는 구조로 구성될 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 드라이브 샤프트는 제1등속조인트(200)와 제2등속조인트(300)를 연결하는 샤프트 조립체(100)가 핀결합 구조의 길이 가변형 샤프트로 구성됨으로써 차량 및 휠의 거동에 의한 길이 변화를 흡수할 수 있는 동시에 종래 대비 부품수 감소 및 원가 절감 등이 가능한 이점이 있다.
본 발명의 드라이브 샤프트는 종래 변속기측 등속조인트의 길이 변화 흡수 기능을 샤프트 조립체(100)가 구현함으로써 종래 대비 진동소음(NVH) 성능이 개선되는 이점이 있다. 본 발명의 드라이브 샤프트는 제1등속조인트(200)와 제2등속조인트(300)를 통해 절각을 흡수하고 샤프트 조립체(100)를 통해 길이 변화를 흡수하도록 구성된다.
또한, 상기 샤프트 조립체(100)는 볼 스플라인 결합구조를 적용한 종래의 샤프트 조립체 대비 볼 삭제에 따른 외경 축소가 가능함에 따라 패키지성이 개선되고 부트(350)의 사이즈 축소가 가능함에 따라 그리스 필요 체적이 감소된다.
첨부한 도 11을 참조하여 상기 샤프트 조립체(100)의 조립 순서를 설명하면 다음과 같다.
도 11에 도시된 바와 같이, 먼저 아우터 샤프트(110)의 축방향 단부에 샤프트 씰(113)을 조립하고, 이너 샤프트(120)를 아우터 샤프트(110)의 내측에 삽입한다.
다음, 이너 샤프트(120)의 핀무빙홀(121)을 관통하도록 아우터 샤프트(110)의 결합홀(111)에 핀 씰(131)이 조립된 연결핀(130)을 압입 고정한 후, 코킹 공정을 통해 상기 연결핀(130)의 단부를 아우터 샤프트(110)에 기밀하게 결합한다.
상기 코킹 공정을 통해 결합홀(111)을 둘러싼 아우터 샤프트(110)의 벽면과 연결핀(130) 사이에 틈을 메움으로써 연결핀(130)과 아우터 샤프트(110) 간 결합력을 증대하고 상기 연결핀(130)이 아우터 샤프트(110)에서 분리되어 이탈하는 것을 방지할 수 있다.
이상으로 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하였는바, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 또한 본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되지 않으며 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
100 : 샤프트 조립체 110 : 아우터 샤프트
111 : 결합홀 112 : 연삭돌기
113 : 샤프트 씰 114 : 그루브
115 : 브라켓 120 : 이너 샤프트
121 : 핀무빙홀 122 : 연삭돌기
130 : 연결핀 131 : 핀 씰
132 : 그루브 200 : 제1등속조인트
300 : 제2등속조인트 310 : 외륜
320 : 내륜 330 : 볼
340 : 케이지 350 : 부트

Claims (13)

  1. 변속기에서 공급되는 동력을 휠로 전달하는 자동차용 드라이브 샤프트로서,
    제1등속조인트를 통해 휠에 연결되는 중공형의 아우터 샤프트;
    제2등속조인트를 통해 변속기에 연결되고, 상기 아우터 샤프트의 내측에 슬라이딩 가능하게 조립되는, 중실형의 이너 샤프트;
    상기 아우터 샤프트와 이너 샤프트를 반경방향으로 동시 관통하여 상기 아우터 샤프트에 고정되고, 상기 이너 샤프트로부터 동력을 전달받을 수 있도록 상기 이너 샤프트의 내벽면에 접촉하는, 연결핀;
    을 포함하는 자동차용 드라이브 샤프트.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 이너 샤프트는 그 축방향으로 연장되는 핀무빙홀이 구비되며, 상기 연결핀은 상기 핀무빙홀을 관통한 상태로 핀무빙홀을 둘러싼 이너 샤프트의 내벽면에 접촉하는 것을 특징으로 하는 자동차용 드라이브 샤프트.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 연결핀은 양쪽 단부만 상기 이너 샤프트의 내벽면에 접촉하는 것을 특징으로 하는 자동차용 드라이브 샤프트.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 핀무빙홀의 양쪽 단부는 연결핀과 이너 샤프트의 접촉을 위해 정해진 제1너비를 가지도록 형성되고, 상기 핀무빙홀의 중앙부는 상기 제1너비보다 큰 값의 제2너비를 가지도록 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 드라이브 샤프트.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 연결핀은 그 축방향으로 동일 너비를 가지도록 연장 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 드라이브 샤프트.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 연결핀의 양쪽 단부는 이너 샤프트의 내벽면에 접촉하도록 정해진 제3너비를 가지도록 형성되고, 상기 연결핀의 중앙부는 상기 제3너비보다 작은 값의 제4너비를 가지도록 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 드라이브 샤프트.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 핀무빙홀은 이너 샤프트의 반경방향으로 동일 너비를 가지도록 연장 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 드라이브 샤프트.
  8. 청구항 4에 있어서,
    상기 연결핀은 원통형의 외주면을 가지며 상기 이너 샤프트의 내벽면에 선접촉 상태로 연결되는 것을 특징으로 하는 자동차용 드라이브 샤프트.
  9. 청구항 2에 있어서,
    상기 핀무빙홀은 이너 샤프트와 아우터 샤프트의 슬라이딩 거리를 제한하도록 정해진 축방향 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 자동차용 드라이브 샤프트.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 이너 샤프트의 외주면에는 상기 이너 샤프트의 외주면과 아우터 샤프트의 내주면 사이에 배치되는 연삭돌기가 돌출 형성되고, 상기 연삭돌기는 상기 아우터 샤프트의 내주면에 접촉하여서 상기 이너 샤프트와 아우터 샤프트의 동심을 유지시키는 것을 특징으로 하는 자동차용 드라이브 샤프트.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 아우터 샤프트의 내주면에는 상기 이너 샤프트의 외주면과 아우터 샤프트의 내주면 사이에 배치되는 연삭돌기가 돌출 형성되고, 상기 연삭돌기는 상기 이너 샤프트의 외주면에 접촉하여서 상기 이너 샤프트와 아우터 샤프트의 동심을 유지시키는 것을 특징으로 하는 자동차용 드라이브 샤프트.
  12. 청구항 10 또는 11에 있어서,
    상기 연삭돌기는 이너 샤프트 또는 아우터 샤프트의 원주방향의 3곳에 등간격으로 배치되도록 돌출 형성되며, 핀무빙홀의 전방과 후방에 배치된 것을 특징으로 하는 자동차용 드라이브 샤프트.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 연결핀은 그 양쪽 단부가 아우터 샤프트에 구비된 결합홀에 압입 고정되며, 상기 연결핀의 양쪽 단부는 코킹 공정을 통해 아우터 샤프트에 결합되는 것을 특징으로 하는 자동차용 드라이브 샤프트.
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