KR101523617B1 - Drive Shaft Assembly adopting CFRP - Google Patents

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KR101523617B1
KR101523617B1 KR1020140178402A KR20140178402A KR101523617B1 KR 101523617 B1 KR101523617 B1 KR 101523617B1 KR 1020140178402 A KR1020140178402 A KR 1020140178402A KR 20140178402 A KR20140178402 A KR 20140178402A KR 101523617 B1 KR101523617 B1 KR 101523617B1
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shaft
coupling
core
outer circumferential
circumferential surface
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KR1020140178402A
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Inventor
이동근
백병철
박강춘
조의선
차현봉
김원태
송범근
기웅
강정석
안현수
김선직
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원광이엔텍 주식회사
재단법인 한국탄소융합기술원
쌍용자동차 주식회사
한국델파이주식회사
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    • B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
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Abstract

A drive shaft assembly adopting CFRP according to the present invention includes a hollow core shaft (10), a coupling shaft (20) which is connected to both sides of the core shaft (10), and a shaft cover (30) which is coupled with the core shaft (10) and the coupling shaft (20) in the form of surrounding outer circumferential surfaces of the two shafts. The shaft cover (30) are bound to the fastening protrusion (24) formed on the outer circumferential surface of the coupling shaft (20). The present invention can increase the bonding strength between the coupling shaft and a core shaft by being simultaneously coupled to the fastening protrusions in the process of deploying a carbon fiber by a braiding method on the outer circumferential surface of the coupling shaft and a core shaft after forming fastening protrusion on the outer circumferential surface of both sides of the coupling shaft.

Description

탄소섬유 강화 플라스틱을 적용한 드라이브 샤프트 어셈블리{Drive Shaft Assembly adopting CFRP}{Drive Shaft Assembly adopting CFRP} with carbon fiber reinforced plastic

본 발명은 드라이브 샤프트 어셈블리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 중공의 코어 샤프트 및 상기 코어 샤프트의 양측에 체결되는 한쌍의 결합 샤프트 구조를 통하여 가볍고 강한 특성을 갖게 하도록 탄소섬유 강화 플라스틱을 적용한 드라이브 샤프트 어셈블리 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a drive shaft assembly and, more particularly, to a drive shaft assembly using a carbon fiber-reinforced plastic so as to have lightweight and strong characteristics through a hollow core shaft and a pair of coupling shaft structures fastened to both sides of the core shaft. And a method for producing the same.

일반적으로, 자동차에는 엔진의 동력을 변속기로부터 변속시켜 구동되는 트랜스액슬로부터 차량의 좌우 양측 휠로 동력을 전달하기 위한 드라이브 샤프트가 설치된다. 이러한 드라이브 샤프트는 좌우 휠 측에 결합되는 슬라이딩식 등속 조인트와 트랜스액슬 측에 결합되는 등속 조인트와의 사이에 샤프트가 연결된 상태로 구성되어 트랜스액슬로부터 동력을 차량의 좌우 휠들에 전달하여 차량의 구동을 가능하게 한다.Generally, a vehicle is provided with a drive shaft for transmitting power from a transaxle driven by shifting the power of an engine from a transmission to both left and right wheels of the vehicle. The drive shaft is configured such that a shaft is connected between a sliding constant-velocity joint that is coupled to the left and right wheels and a constant-velocity joint that is coupled to the transaxle, and transmits power from the transaxle to the left and right wheels of the vehicle, .

상기한 드라이브 샤프트는 변속기에서 전달되는 회전력을 받으면서 고속으로 회전하기 때문에 강한 비틈림을 견디도록 충분한 내구성을 갖추기 위해서 환봉 형상으로 가공되어진다.Since the drive shaft rotates at a high speed while receiving a rotational force transmitted from the transmission, the drive shaft is processed into a round bar shape so as to have sufficient durability to withstand strong unevenness.

종래의 드라이브 샤프트는 중실축으로 구성되고 양 끝단에 스플라인 홈을 구비할 수 있으며, 이러한 드라이브 샤프트는 한국공개특허 공개번호 10-2005-0006343호 및 한국등록특허 등록번호 10-0705535호 등에 개시되어 있다. 구체적으로, 기존의 드라이브 샤프트는 내부가 꽉 찬 솔리드형 바에 성형을 가하여 사용하기 때문에 드라이브 샤프트의 중량이 무겁다. 또한, 솔리드형 바의 양 끝단은 변속기의 출력 측과 구동휠로 연결될 수 있도록 스플라인 홈을 구비한다. 이러한 스플라인 홈은 기계적 가공으로 형성한다.The conventional drive shaft is constituted by a solid shaft and may have spline grooves at both ends. Such drive shafts are disclosed in Korean Patent Laid-Open Nos. 10-2005-0006343 and Korean Registered Patent No. 10-0705535 . Specifically, since the conventional drive shaft is used by applying a molding to a solid bar filled with the inside, the weight of the drive shaft is heavy. Both ends of the solid bar are provided with spline grooves so that the output side of the transmission and the drive wheel can be connected. These spline grooves are formed by mechanical machining.

상기 내용과 같이, 기존의 드라이브 샤프트는 제조 공정 및 동력을 전달하는데 필요한 강한 강성을 얻기 위해서 중실의 원형축 형상으로 샤프트를 가공하는 경향이 있었으나, 이에 대해서는 샤프트 제조에 소요되는 재료의 과다한 중량 및 이로 인한 제조 비용의 문제가 있다는 한계가 있다.
As noted above, conventional drive shafts have tended to process the shaft in a solid circular shaft shape in order to obtain the strong rigidity required to transfer the manufacturing process and power, but this is due to the excessive weight of the material required to manufacture the shaft, There is a problem in that there is a problem of manufacturing cost due to the manufacturing cost.

본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하고자 하는 것으로서, 휠과 트랜스액슬에 배치되는 등속 조인트에 결합되는 복수의 결합 샤프트, 상기 결합 샤프트 사이를 연결하는 중공의 코어 샤프트, 및 상기 샤프트들의 외주면을 덮은 상태로 배치되는 샤프트 커버를 통하여 가볍고 강한 특성을 갖는 드라이브 샤프트를 제공하는 것이 목적이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a vehicle including a plurality of coupling shafts coupled to a constant velocity joint disposed in a wheel and a transaxle, a hollow core shaft connecting the coupling shafts, To provide a drive shaft having a lightweight and strong characteristic through a shaft cover which is disposed in the center.

또한, 본 발명은 경량화를 이루기 위해 샤프트들의 금속소재 일부를 탄소복합소재로 대체하는 방식이며, 탄소복합소재와 금속소재를 결합하기 위하여 핀 형상의 체결돌기를 이용하여 금속소재의 결합샤프트와 탄소복합소재의 샤프트 커버를 결합하는 드라이브 샤프트를 제공한다.
In order to achieve weight reduction, the present invention is a method of replacing a part of a metallic material of a shaft with a carbon composite material. In order to combine a carbon composite material and a metal material, a pin- Provides a drive shaft that engages the shaft cover of the material.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 드라이브 샤프트 어셈블리는 중공 형상의 코어 샤프트(10); 상기 코어 샤프트(10)의 양측에 연결되는 결합 샤프트(20); 및 상기 코어 샤프트(10)와 상기 결합 샤프트(20)의 외주면을 둘러싸는 형태로 결합되는 샤프트 커버(30);를 포함하며, 상기 샤프트 커버(30)는 상기 결합 샤프트(20)의 외주면 상에 형성된 체결 돌기(24)에 결속된다.In order to achieve the above object, a drive shaft assembly according to the present invention includes a hollow core shaft 10; A coupling shaft 20 connected to both sides of the core shaft 10; And a shaft cover (30) coupled to the core shaft (10) so as to surround the outer circumferential surface of the coupling shaft (20), wherein the shaft cover (30) And is fastened to the formed fastening protrusion 24.

상기 결합 샤프트(20)는, 샤프트 세레이션부(21), 상기 샤프트 세레이션부(21)로부터 축방향을 따라 연장되는 샤프트 헤드(22), 상기 샤프트 헤드(22)에 축방향을 따라 연장되는 코어 결합체(25), 및 상기 샤프트 헤드(22)의 외주면 상에 결합되는 체결 돌기(24)를 포함한다.The engagement shaft 20 includes a shaft serration portion 21, a shaft head 22 extending along the axial direction from the shaft serration portion 21, A core joint 25, and a fastening protrusion 24 coupled to the outer circumferential surface of the shaft head 22.

상기 체결 돌기(24)는 상기 샤프트 헤드(22)의 외주면 상에 그 축방향을 따라 형성되는 스플라인 홈(23) 상에 배치되며, 상기 스플라인 홈(23)의 개수는 상기 결합 샤프트(20)에 가해지는 비틀림 토크에 따라 가변적이다.The coupling protrusions 24 are disposed on the outer circumferential surface of the shaft head 22 on a spline groove 23 formed along the axial direction thereof and the number of the spline grooves 23 is larger than that of the coupling shaft 20 And is variable depending on the torsional torque applied.

상기 체결 돌기(24)의 형상은 상부로 갈수록 점점 그 폭 내지 단면적이 작아지는 형상이다.
The shape of the fastening protrusions 24 is a shape in which the width and the cross-sectional area gradually decrease toward the upper portion.

상술한 바와 같은 본 발명인 탄소섬유 강화 플라스틱을 적용한 드라이브 샤프트 어셈블리는 휠과 트랜스액슬에 배치되는 등속 조인트에 결합되는 복수의 결합 샤프트, 상기 결합 샤프트 사이를 연결하는 중공의 코어 샤프트, 및 상기 샤프트들의 외주면을 덮은 상태로 배치되는 샤프트 커버를 통하여 가볍고 강한 특성을 갖게 한다.The drive shaft assembly to which the carbon fiber-reinforced plastic of the present invention as described above is applied includes a plurality of coupling shafts coupled to a constant velocity joint disposed in a wheel and a transaxle, a hollow core shaft connecting the coupling shafts, So that a lightweight and strong characteristic can be obtained through a shaft cover which is disposed in a state of being covered.

본 발명은 양측 결합 샤프트의 외주면 상에 체결 돌기를 형성한 후에, 샤프트 커버가 결합 샤프트 및 코어 샤프트의 외주면 상에 탄소 섬유가 브레이딩 공법으로 전개되는 과정에서 상기 체결 돌기에도 동시에 결합하는 구조를 갖게 함으로써 결합 샤프트 및 코어 샤프트 간의 결합 강도를 높일 수 있다.The present invention has a structure in which a shaft cover simultaneously engages with the engaging projections in the course of development of the carbon fibers on the outer circumferential surface of the engaging shaft and the core shaft by the braiding method after the engaging projections are formed on the outer circumferential surfaces of the engaging shafts of both sides The coupling strength between the coupling shaft and the core shaft can be increased.

본 발명은 샤프트 커버의 재질을 탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP, carbon fiber reinforced plastics)으로 채택함으로써 일반적인 철강에 대비하여 비강도, 비탄성률, 정적 강도, 피로특성, 내마찰 및 내마모성의 측면에서 뛰어난 성능을 발휘하게 한다.
The present invention adopts carbon fiber reinforced plastics (CFRP) as the material of the shaft cover, and provides excellent performance in terms of non-rigidity, non-elasticity, static strength, fatigue characteristics, friction resistance and abrasion resistance Let it exert.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유 강화 플라스틱을 적용한 드라이브 샤프트 어셈블리의 개념도이다.
도 2는 도 1의 드라이브 샤프트 어셈블리에서 결합 샤프트 및 코어 샤프트의 외주면을 둘러싸는 샤프트 커버가 제거된 상태의 개념도이다.
도 3은 본 발명을 구성하는 코어 샤프트에 대한 도면이다.
도 4는 본 발명을 구성하는 결합 샤프트에 대한 도면이다.
도 5는 도 4에서 체결 돌기가 제거된 상태의 도면이다.1 is a conceptual view of a drive shaft assembly using carbon fiber-reinforced plastic according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a conceptual diagram of a state in which the shaft cover surrounding the outer circumferential surface of the coupling shaft and the core shaft in the drive shaft assembly of Fig. 1 is removed.
3 is a view of a core shaft constituting the present invention.
4 is a view of a coupling shaft constituting the present invention.
5 is a view of the state in which the fastening protrusions are removed in Fig.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면 상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of other various forms of implementation, and that these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to let you know completely. Wherein like reference numerals refer to like elements throughout.

본 발명은 엔진의 동력을 변속기로부터 변속시켜 구동되는 트랜스액슬로부터 차량의 좌우 양측 휠로 동력을 전달하기 위한 드라이브 샤프트 어셈블리를 제공하고자 하는 것이지만, 이에 한정되는 것은 아니고 동력을 전달하기 위해 사용되는 일반적인 기계 장치에 널리 사용 가능하다. 즉, 선박, 항공기, 건설기계 등을 포함하여 엔진으로부터 발생하는 동력을 전달해야 하는 장치에 널리 응용할 수 있다. 본 발명은 드라이브 샤프트 어셈블리의 경량화를 위해 기존의 금속 소재를 CFRP 소재로 대체하는 것을 특징으로 하는 것으로서, 본 명세서 상에서 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic)는 탄소섬유 강화 플라스틱 내지 탄소섬유복합재를 지칭하는 것으로 한다.
The present invention is intended to provide a drive shaft assembly for transmitting power from a transaxle driven by shifting the power of an engine from a transmission to both left and right wheels of a vehicle. However, the present invention is not limited to this, Can be widely used. That is, it can be widely applied to an apparatus that needs to transmit power generated from an engine including a ship, an aircraft, a construction machine, and the like. The present invention is characterized by replacing a conventional metal material with a CFRP material in order to reduce the weight of the drive shaft assembly. In the present invention, carbon fiber reinforced plastic (CFRP) refers to carbon fiber reinforced plastic to carbon fiber composite material .

이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 CFRP를 적용한 드라이브 샤프트 어셈블리를 설명한다.Hereinafter, a drive shaft assembly to which CFRP according to the present invention is applied will be described with reference to FIGS. 1 to 5. FIG.

본 발명의 실시예에 따른 CFRP 드라이브 샤프트 어셈블리는 중공 원통 형상의 코어 샤프트(10), 코어 샤프트(10)의 양측에 연결되는 결합 샤프트(20), 및 코어 샤프트(10)와 결합 샤프트(20)의 외주면을 둘러싸는 형태로 결합되는 샤프트 커버(30)를 포함한다.
A CFRP drive shaft assembly according to an embodiment of the present invention includes a hollow cylindrical cylindrical core shaft 10, a coupling shaft 20 connected to both sides of the core shaft 10, and a core shaft 10 and a coupling shaft 20, And a shaft cover 30 which is coupled in the form of surrounding the outer circumferential surface of the shaft cover 30.

코어 샤프트(10)는 그 양단에 체결되는 결합 샤프트(20) 사이에서 동력을 전달하는 기능을 수행하는데, 내외주면 간의 두께는 전체적인 중량 및 길이를 고려하여 조절 가능할 수 있다. 재질은 기계구조용 탄소강 강관(STKM)을 사용할 수 있는데, 구체적인 사용예로서 STKM17C를 채택할 수 있다. 한편, 상기의 STKM17C 소재 외에도 경량화를 위해 알루미늄 소재 또는 플라스틱 류의 경량화 소재로 대체할 수 있다.The core shaft 10 functions to transmit power between the engaging shafts 20 fastened at both ends thereof. The thickness between the inner and outer circumferential surfaces may be adjustable in consideration of the overall weight and length. STKM17C can be adopted as a concrete use example. In addition to the above-mentioned STKM17C material, a lightweight material such as an aluminum material or a plastic material can be substituted for lightweight.

코어 샤프트(10)는 그 양단에 결속되는 결합 샤프트(20)의 중심축을 잡아주는 역할을 수행하며, 코어 샤프트(10)와 결합 샤프트(20)의 외주면을 둘러싸는 형태로 결합되는 CFRP 재질의 샤프트 커버(30)의 형상을 잡아주는 역할을 수행한다. 여기에서, 동력 전달은 코어 샤프트(10)가 아닌 체결 샤프트(20)와 CFRP 재질의 샤프트 커버(30)의 연결에 의해 기능을 수행한다.The core shaft 10 serves to hold the center shaft of the engaging shaft 20 engaged with both ends of the core shaft 10. The core shaft 10 has a shaft of CFRP which is coupled to the outer circumferential surface of the engaging shaft 20, And serves to hold the shape of the cover 30. Here, the power transmission is performed by connecting the coupling shaft 20 and the shaft cover 30 made of CFRP, not the core shaft 10.

코어 샤프트(10)의 제조 공정은 냉간압출 방식으로 제작될 수 있다. 즉, 코어 샤프트(10)는 중심부가 비어있는 파이프 형태로 냉간압출 된다. 코어 샤프트(10)는 냉간 압출 방식의 소성가공을 통해 제조되기 때문에, 다양한 크기와 형상으로 제작할 수 있다. 또한, 중심부가 비어있는 형태로 제작되어 중실축을 사용하는 것에 비해 중량이 가볍고, 차체의 중량을 줄이게 되어 연료 효율을 향상시킬 수 있다. 코어 샤프트(10)는 중공을 포함하므로, 중공의 부피만큼 재료비를 절감할 수 있고, 냉간압출 방식으로 제작될 수 있고, 드릴링을 통해 중공을 형성하는 것에 비해 작업 공수가 적게 들어 효율적으로 제작할 수 있고, 가공비를 절감할 수 있다.
The manufacturing process of the core shaft 10 can be manufactured by the cold extrusion method. That is, the core shaft 10 is cold extruded in the form of a pipe having an empty central portion. Since the core shaft 10 is manufactured through the plastic forming process of the cold extrusion method, it can be manufactured in various sizes and shapes. In addition, since the center portion is formed in an empty shape, the weight is light and the weight of the vehicle body is reduced as compared with the case where the solid shaft is used, so that the fuel efficiency can be improved. Since the core shaft 10 includes the hollow, the material cost can be reduced by the hollow volume, and the core shaft 10 can be manufactured by the cold extrusion method, and the hollow shaft can be formed through the drilling, , The processing cost can be reduced.

결합 샤프트(20)는 변속기로부터 동력을 변속시켜 구동되는 트랜스액슬이나차량의 좌우 양측 휠 상에 직접적으로 결합된 상태를 유지하는 것으로서, 코어 샤프트(10)의 양끝단에 각각 결합하고 중실축으로 형성되며, 금형을 이용해 냉간압출 방식으로 제작될 수 있다.The coupling shaft 20 maintains a state of being directly coupled to both the left and right wheels of the vehicle and a transaxle driven by a power transmission from the transmission. The coupling shaft 20 is coupled to both ends of the core shaft 10, And can be manufactured by a cold extrusion method using a mold.

구체적으로 결합 샤프트(20)는 CV 조인트와 결합되는 샤프트 세레이션부(21), 샤프트 세레이션부(21)의 일측으로부터 축방향을 따라 연장되는 샤프트 헤드(22), 샤프트 헤드(22)에 축방향을 따라 연장되는 코어 결합체(25), 샤프트 헤드(22)의 외주면 상에 그 축방향을 따라 형성되는 스플라인 홈(23), 및 스플라인 홈(23) 상에 결합되는 체결 돌기(24)를 포함한다. 여기에서, 스플라인 홈(23)은 샤프트 헤드(22)의 외주면을 따라 복수개가 방사상으로 형성되는데, 스플라인 홈(23)의 개수는 결합 샤프트(20)에 가해지는 비틀림 토크 조건에 따라 변경 가능하다. Specifically, the engaging shaft 20 includes a shaft serration portion 21 coupled with a CV joint, a shaft head 22 extending in the axial direction from one side of the shaft serration portion 21, A spline groove 23 formed along the axial direction on the outer circumferential surface of the shaft head 22 and a coupling protrusion 24 joined on the spline groove 23 do. Here, the plurality of spline grooves 23 are formed radially along the outer circumferential surface of the shaft head 22, and the number of the spline grooves 23 can be changed according to the torsional torque condition applied to the engagement shaft 20. [

체결 돌기(24)는 샤프트 헤드(22)의 중심축을 기준으로 방사상으로 배열되는 스플라인 홈(23) 상에 고정된다. 체결 돌기(24)의 배열은 일 예로서 그 형성 높이가 지그재그 형태로 이루어질 수 있는데, 구체적으로는 하나의 스플라인 홈(23)을 따라 그 높이가 교대로 단차지게 배치되거나, 또는 샤프트 헤드(22)의 일 원주를 따라 배치되는 체결 돌기(24)의 높이가 교대로 단차지게 배치되는 것일 수 있다.The fastening protrusions 24 are fixed on the spline grooves 23 arranged radially with respect to the central axis of the shaft head 22. [ The height of the fastening protrusions 24 may be set to a zigzag shape. Specifically, the height of the fastening protrusions 24 may be alternately arranged along one of the spline grooves 23, And the height of the fastening protrusions 24 disposed along the circumference of the outer circumferential surface of the outer circumferential surface of the outer circumferential surface of the outer circumferential surface of the outer circumferential surface.

체결 돌기(24)의 형상은 상부로 갈수록 점점 그 폭 내지 단면적이 작아지는 형상일 수 있는데, 구체적으로는 'A' 타입 형상일 수 있다. 상기와 같이 끝 부분의 단면적이 작아지는 체결 돌기(24)의 형상은 브레이딩 공정시에 탄소 섬유 재질의 샤프트 커버(30)가 직조되는 과정에서 탄소 섬유가 절단되는 현상을 최소화시키기 위한 것이다.The shape of the fastening protrusions 24 may be a shape in which the width and the cross-sectional area of the fastening protrusions 24 gradually decrease toward the upper portion, and may be an 'A' type shape. As described above, the shape of the fastening protrusion 24, which has a smaller sectional area of the end portion, is to minimize the cutting of the carbon fiber during the weaving of the shaft cover 30 of the carbon fiber material during the braiding process.

체결 돌기(24)의 재질은 스테인레스 스틸일 수 있고, 외부면은 무전해 니켈 도금 처리가 가능하다. 한편, 체결 돌기(24)의 재질은 비틀림 토크에 견딜수 있는 SK-5 열처리 강판을 적용할 수 있으며, 용도에 따라 재질 변경이 가능하다.
The material of the fastening protrusion 24 may be stainless steel, and the outer surface may be electroless nickel plated. On the other hand, the material of the fastening protrusion 24 can be SK-5 heat-treated steel sheet which can withstand a torsional torque, and the material can be changed according to the use.

한쌍의 결합 샤프트(20)는 한쌍의 코어 결합체(25)가 코어 샤프트(10)의 양끝단에 마찰용접 방식으로 결합되는 방식으로 결합할 수 있다. 마찰용접은 마찰에 의한 발열을 이용하여 금속과 금속, 금속과 플라스틱 등을 접착하는 방법으로 접착하고자 하는 곳만 고온으로 하면 되므로 나머지 부분을 가열할 필요가 없어 동력이 적게 들며 능률적이다. The pair of coupling shafts 20 can be coupled in such a way that a pair of core assemblies 25 are coupled to both ends of the core shaft 10 by friction welding. Friction welding is a method of bonding metal to metal, metal, and plastic using heat generated by friction, so that only the place to be bonded is heated, so there is no need to heat the remainder and the power is less and efficient.

마찰용접은 복수의 결합 샤프트(20) 중 하나를 전동기와 같은 것으로 고속 회전시키고, 용접하고자 하는 고정된 코어 샤프트(10)를 접근시켜 2개의 부품이 접촉하면 마찰열이 발생한다. 이렇게 마찰열에 의해 온도가 상승하고, 적당한 온도가 되었을 때 회전을 멈추고, 2개의 부품을 눌러 용접시킨다. 이러한 마찰용접은 연강과 연강을 마찰용접한 것은 인장강도가 원래의 연강과 같거나 그보다 강할 수 있다. Friction welding rotates one of the plurality of engaging shafts 20 at the same high speed as an electric motor, and friction heat is generated when the two parts come into contact with the fixed core shaft 10 to be welded. When the temperature rises due to the frictional heat, and when the temperature becomes appropriate, the rotation is stopped and the two parts are pressed by welding. Such friction welding can be performed by friction welding of mild steel and mild steel with tensile strength equal to or greater than the original mild steel.

한편, 결합 샤프트(20)와 코어 샤프트(10)의 결합은 일 실시예로서 공차에 따른 압입 방식을 적용할 수 있는데, 이는 코어 샤프트(10)의 경우 샤프트 커버(30)의 형상 유지 및 양측에 배치되는 결합 샤프트(20)의 중심축을 연결해주는 역할만 수행하기 때문에 가능하다.The engagement of the coupling shaft 20 and the core shaft 10 can be achieved by the indentation according to the tolerance in the embodiment of the present invention. In the case of the core shaft 10, the shape of the shaft cover 30 is maintained, And only the role of connecting the center shaft of the coupling shaft 20 to be disposed is possible.

결합 샤프트(20)와 코어 샤프트(10)의 결합은 다른 실시예로서 코어 결합체(25)의 외면과 코어 샤프트(10)의 내주면 상에 형성된 나사산에 의해 스크류 결합이 가능할 수 있다. 또한, 복수의 결합 샤프트(20)는 코어 샤프트(10)와 결합하는 위치에 별도의 베어링이 조립될 수 있다.
The engagement of the coupling shaft 20 and the core shaft 10 may be screw-coupled by an external surface of the core assembly 25 and a thread formed on the inner circumferential surface of the core shaft 10 as another embodiment. Further, a plurality of engagement shafts 20 can be assembled with separate bearings at positions where they engage with the core shaft 10.

샤프트 커버(30)는 코어 샤프트(10)와 결합 샤프트(20)의 외주면을 동시에 둘러싸는 형태로 구비됨으로써 코어 샤프트(10)와 결합 샤프트(20) 사이의 결합지점이 노출되는 것을 방지함과 동시에 코어 샤프트(10)와 결합 샤프트(20) 간의 결합력을 강화함으로써 드라이브 샤프트 어셈블리를 통하여 동력이 안정적으로 전달되게 한다. The shaft cover 30 is configured to simultaneously surround the core shaft 10 and the outer circumferential surface of the coupling shaft 20 to prevent the coupling point between the core shaft 10 and the coupling shaft 20 from being exposed The coupling force between the core shaft 10 and the coupling shaft 20 is strengthened so that the power can be stably transmitted through the drive shaft assembly.

구체적으로, 샤프트 커버(30)는 브레이딩(braiding) 방식을 통해 한 쌍의 결합 샤프트(20)에 형성된 체결 돌기(24) 및 코어 샤프트(10)를 전체적으로 덮는 형태로 구성된다. 브레이딩 방식은 복수의 납작하거나 원통형인 끈 섬유 재질을 이용하여 서로 교차하는 대각선 구조를 갖게 하는 것일 수 있다. Specifically, the shaft cover 30 is configured to cover the coupling shaft 24 formed on the pair of coupling shafts 20 and the core shaft 10 through a braiding method. The braiding method may be to have a diagonal structure intersecting each other using a plurality of flat or cylindrical cord fabric materials.

샤프트 커버(30)의 재질은 탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP, carbon fiber reinforced plastics)으로 채택할 수 있는데, 이는 일반적인 철강에 대비하여 비강도, 비탄성률, 정적 강도, 피로특성, 내마찰 및 내마모성의 측면에서 뛰어난 성능을 발휘하게 한다.
The shaft cover 30 may be made of carbon fiber reinforced plastics (CFRP), which is a non-rigid, non-elastic, static, fatigue, anti-friction and anti- In order to achieve superior performance.

이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여 드라이브 샤프트 어셈블리의 제조 방법을 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing the drive shaft assembly will be described with reference to FIGS. 1 to 5. FIG.

먼저, 냉간압출 방식 등으로 코어 샤프트(10) 및 결합 샤프트(20)를 제조한다. First, a core shaft 10 and a coupling shaft 20 are manufactured by a cold extrusion method or the like.

코어 샤프트(10)의 양끝단에 한쌍의 결합 샤프트(20)가 배치된 상태에서, 마찰용접 방식으로 결합되는 방식으로 결합할 수 있다. 즉, 한쌍의 결합 샤프트(20)의 끝단에 형성된 코어 결합체(25)가 코어 샤프트(10)의 양끝단에 마찰용접 방식으로 결합된다. 한편, 결합 샤프트(20)와 코어 샤프트(10)의 결합은 공차에 따른 압입 방식을 적용하거나, 스크류 체결 방식으로 결합 가능하다.A pair of coupling shafts 20 are disposed at both ends of the core shaft 10, and can be coupled in a friction welding manner. That is, the core assemblies 25 formed at the ends of the pair of coupling shafts 20 are joined to both ends of the core shaft 10 by friction welding. Meanwhile, the coupling shaft 20 and the core shaft 10 can be coupled by a press-fitting method according to the tolerance or by a screw fastening method.

상기와 같이, 한쌍의 결합 샤프트(20) 및 코어 샤프트(10)가 일직선 상에서 일렬로 결합된 상태에서 샤프트 커버(30)가 결합 샤프트(20)에 형성된 체결 돌기(24) 및 코어 샤프트(10)를 전체적으로 덮는 형태로 브레이딩 가공된다. 이와 같은 샤프트 커버(30) 구조를 통해 결합 샤프트(20) 및 코어 샤프트(10)는 일체적으로 결합된 상태를 유지함으로써 동력이 전달되는 과정에서 강성을 안정적으로 유지한다.
As described above, in the state where the pair of coupling shafts 20 and the core shaft 10 are coupled in a line on a straight line, the shaft cover 30 is engaged with the coupling projections 24 formed on the coupling shaft 20 and the core shaft 10, As shown in FIG. Through the structure of the shaft cover 30, the coupling shaft 20 and the core shaft 10 are integrally coupled to each other, thereby stably maintaining rigidity in the process of transmitting power.

상술한 바와 같은 본 발명인 드라이브 샤프트 어셈블리는 양측 결합 샤프트의 외주면 상에 체결 돌기를 형성한 후에, 샤프트 커버가 결합 샤프트 및 코어 샤프트의 외주면 상에 브레이딩 공법으로 전개되는 과정에서 상기 체결 돌기에도 동시에 결합하는 구조를 갖게 함으로써 결합 샤프트 및 코어 샤프트 간의 결합 강도를 높일 수 있다.In the drive shaft assembly of the present invention as described above, after the fastening protrusion is formed on the outer circumferential surface of the coupling shafts on both sides, the shaft cover is simultaneously coupled to the fastening protrusion in the process of being developed on the outer circumferential surface of the coupling shaft and the core shaft by the braiding method. The coupling strength between the coupling shaft and the core shaft can be increased.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 실용신안등록청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It is clear that the present invention can be suitably modified and applied in the same manner. Therefore, the above description does not limit the scope of the present invention, which is determined by the limitations of the utility model registration claims.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함을 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the present invention.

10 : 샤프트
20 : 결합 샤프트
30 : 샤프트 커버10: Shaft
20: Coupling shaft
30: Shaft cover

Claims (4)

중공 형상의 코어 샤프트(10);
상기 코어 샤프트(10)의 양측에 연결되는 결합 샤프트(20); 및
상기 코어 샤프트(10)와 상기 결합 샤프트(20)의 외주면을 둘러싸는 형태로 결합되는 샤프트 커버(30);를 포함하며,
상기 샤프트 커버(30)는 상기 결합 샤프트(20)의 외주면 상에 형성된 체결 돌기(24)에 결속되며,
상기 결합 샤프트(20)는,
샤프트 세레이션부(21), 상기 샤프트 세레이션부(21)의 일측으로부터 축방향을 따라 연장되는 샤프트 헤드(22), 상기 샤프트 헤드(22)에 축방향을 따라 연장되는 코어 결합체(25), 및 상기 샤프트 헤드(22)의 외주면 상에 결합되는 체결 돌기(24)를 포함하는,
CFRP 드라이브 샤프트 어셈블리.
A hollow core shaft 10;
A coupling shaft 20 connected to both sides of the core shaft 10; And
And a shaft cover (30) coupled to surround the outer circumferential surface of the core shaft (10) and the engagement shaft (20)
The shaft cover 30 is engaged with a fastening protrusion 24 formed on the outer circumferential surface of the engaging shaft 20,
The coupling shaft (20)
A shaft aligning part 21, a shaft head 22 extending in the axial direction from one side of the shaft serration part 21, a core combination 25 extending in the axial direction along the shaft head 22, And a fastening protrusion (24) coupled to an outer circumferential surface of the shaft head (22).
CFRP drive shaft assembly.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 체결 돌기(24)는 상기 샤프트 헤드(22)의 외주면 상에 그 축방향을 따라 형성되는 스플라인 홈(23) 상에 배치되며,
상기 스플라인 홈(23)의 개수는 상기 결합 샤프트(20)에 가해지는 비틀림 토크에 따라 가변적인,
CFRP 드라이브 샤프트 어셈블리.
The method according to claim 1,
The fastening protrusion 24 is disposed on a spline groove 23 formed along the axial direction on the outer peripheral surface of the shaft head 22,
The number of the spline grooves (23) is variable depending on a torsional torque applied to the coupling shaft (20)
CFRP drive shaft assembly.
제 3 항에 있어서,
상기 체결 돌기(24)의 형상은 상부로 갈수록 점점 그 폭 내지 단면적이 작아지는 형상인,
CFRP 드라이브 샤프트 어셈블리. The method of claim 3,
The shape of the fastening protrusion (24) is a shape in which the width or sectional area gradually decreases toward the upper portion,
CFRP drive shaft assembly.
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