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KR102067649B1 - 드라이브 샤프트의 플런징 어셈블리 - Google Patents

드라이브 샤프트의 플런징 어셈블리 Download PDF

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KR102067649B1
KR102067649B1 KR1020180007503A KR20180007503A KR102067649B1 KR 102067649 B1 KR102067649 B1 KR 102067649B1 KR 1020180007503 A KR1020180007503 A KR 1020180007503A KR 20180007503 A KR20180007503 A KR 20180007503A KR 102067649 B1 KR102067649 B1 KR 102067649B1
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KR
South Korea
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inner shaft
bore
outer housing
mounting hole
plug member
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장달수
김도현
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이래에이엠에스 주식회사
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Abstract

드라이브 샤프트의 플런징 어셈블리는 길이 방향으로 연장되는 복수의 아웃터 볼 그루브를 가지는 보어(bore)를 구비하는 아웃터 하우징, 상기 아웃터 하우징의 보어에 길이 방향으로 상대 이동이 가능하도록 배치되며 상기 복수의 아웃터 볼 그루브와 각각 짝을 이루어 복수의 볼 트랙을 형성하는 복수의 인너 볼 그루브를 구비하는 인너 샤프트, 상기 아웃터 하우징과 상기 인너 샤프트 사이의 플런징 모션 및 회전 동력 전달이 가능하도록 상기 아웃터 하우징과 상기 인너 샤프트를 연결하는 플런징 유닛, 그리고 상기 인너 샤프트가 상기 보어 내로 삽입되는 방향으로의 상기 아웃터 하우징과 상기 인너 샤프트의 상대 이동을 제한하도록 상기 아웃터 하우징의 보어에 구비되는 스톱퍼를 포함한다. 상기 아웃터 하우징은 상기 보어에 연통되는 장착 홀을 구비하며, 상기 스톱퍼는 선단부가 상기 보어로 노출되는 상태로 상기 장착 홀에 삽입되는 플러그 부재이다.

Description

드라이브 샤프트의 플런징 어셈블리{Plunging assembly for driveshaft}
본 발명은 차량의 구동 계통에 사용되는 드라이브 샤프트의 플런징 어셈블리 및 이를 포함하는 드라이브 샤프트에 관한 것이다.
차량의 구동 라인에 사용되는 드라이브 샤프트는 중간 샤프트(intermediate shaft)와 그 양측에 각각 설치되는 등속 조인트를 포함한다.
이러한 드라이브 샤프트는 중간 샤프트가 플런징(plunging) 가능한 플런징 어셈블리로 이루어지는 드라이브 샤프트를 포함한다.
플런징 어셈블리는 볼 스플라인(ball spline) 구조를 이용한 플런징 샤프트의 형태로 구현되는 것이 일반적이다. 이러한 플런징 어셈블리는 관 형태의 아웃터 하우징(outer housing), 인너 샤프트(inner shaft), 그리고 플런징 유닛(plunging unit)을 포함한다. 플런징 유닛은 아웃터 하우징과 인너 샤프트 사이에 개재되어 플런징 동작이 가능하도록 한다. 아웃터 하우징과 인너 샤프트에서 서로 짝을 이루는 볼 그루브가 각각 구비되고, 플런징 유닛은 이들 볼 그루브에 배치되는 볼과 이를 수용하는 볼 케이지를 포함한다.
이러한 플런징 유닛을 가지는 플런징 어셈블리에서 플런징 유닛의 거동 및 인너 샤프트의 거동을 제한하는 것이 필요하며, 예를 들어 미국 등록특허 US6,595,602에는 이와 같은 플런징 어셈블리를 개시하고 있다. 종래의 드라이브 샤프트의 플런징 어셈블리는 플런징 유닛 및 인너 샤프트의 거동을 제한하기 위해 여러 개의 스톱 링(stop ring)을 구비하고 특히 인너 샤프트의 양 단에 각각 스톱 링이 구비되는 구조를 가진다. 이러한 경우 구조가 복잡하고 인너 샤프트의 양 단에 스톱 링의 안착을 위한 홈이 각각 가공되어야 하기 때문에 가공이 어려운 문제가 있다.
특히 인너 샤프트의 내부 측의 스톱 링을 장착하기 위해 가공되는 홈은 작은 비틀림 토크에서도 파손될 수 있는 문제를 야기한다.
미국 등록특허 US6,585,602 (등록일: 2003년07월01일) 일본 등록특허 제3464460호 (등록일: 2003년08월22일) 일본 등록특허 제2863114호 (등록일: 1998년12월11일)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 인너 샤프트의 강도를 손상하지 않으면서 인너 샤프트의 스톱 기능을 구현할 수 있는 플런징 어셈블리를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 드라이브 샤프트의 플런징 어셈블리는 길이 방향으로 연장되는 복수의 아웃터 볼 그루브를 가지는 보어(bore)를 구비하는 아웃터 하우징, 상기 아웃터 하우징의 보어에 길이 방향으로 상대 이동이 가능하도록 배치되며 상기 복수의 아웃터 볼 그루브와 각각 짝을 이루어 복수의 볼 트랙을 형성하는 복수의 인너 볼 그루브를 구비하는 인너 샤프트, 상기 아웃터 하우징과 상기 인너 샤프트 사이의 플런징 모션 및 회전 동력 전달이 가능하도록 상기 아웃터 하우징과 상기 인너 샤프트를 연결하는 플런징 유닛, 그리고 상기 인너 샤프트가 상기 보어 내로 삽입되는 방향으로의 상기 아웃터 하우징과 상기 인너 샤프트의 상대 이동을 제한하도록 상기 아웃터 하우징의 보어에 구비되는 스톱퍼를 포함한다. 상기 아웃터 하우징은 상기 보어에 연통되는 장착 홀을 구비하며, 상기 스톱퍼는 선단부가 상기 보어로 노출되는 상태로 상기 장착 홀에 삽입되는 플러그 부재이다.
상기 아웃터 하우징은 상기 보어에 연통되는 관통 홀을 구비할 수 있으며, 상기 장착 홀은 상기 관통 홀을 추가로 가공하여 형성될 수 있다. 상기 플러그 부재는 상기 장착 홀을 형성하는 측면에 접촉하는 상태로 끼워질 수 있다.
상기 플러그 부재는 상기 장착 홀에 억지끼움 방식으로 조립될 수 있다.
상기 플러그 부재는 외주면에 형성되는 홈에 삽입되는 오링을 포함할 수 있으며, 상기 오링은 상기 장착 홀의 측면에 밀착될 수 있다.
상기 오링은 복수로 구비될 수 있다.
상기 플러그 부재는 외주면에서 돌출되는 환형 돌기를 포함할 수 있으며, 상기 환형 돌기는 상기 장착 홀의 측면에 밀착될 수 있다.
상기 환형 돌기는 복수로 구비될 수 있다.
상기 플러그 부재는 상기 인너 샤프트를 마주하는 선단에서 길이 방향으로 함몰되는 함몰 공간을 구비할 수 있다.
상기 플러그 부재는 상기 인너 샤프트의 선단부와 마주하는 부분에 체결되는 탄성 댐퍼를 포함할 수 있다.
상기 탄성 댐퍼는 상기 인너 샤프트의 선단부를 마주하며 상기 인너 샤프트와의 충돌 시 충격을 흡수하는 충격 흡수부, 상기 충격 흡수부의 외측 단에서 상기 플러그 부재의 측면을 따라 연장되는 연장부, 그리고 상기 연장부의 단부에서 내측 방향으로 연장되며 상기 플러그 부재의 외주면에 형성되는 체결 홈에 삽입되는 체결 돌기를 포함할 수 있다.
상기 아웃터 하우징은 상기 보어와 상기 장착 홀을 연결하는 경사면을 구비할 수 있다. 상기 플러그 부재는 상기 보어에 위치하는 충격 흡수부, 상기 장착 홀에 삽입되는 고정부, 그리고 상기 충격 흡수부와 상기 고정부를 연결하는 연결부를 포함할 수 있다. 상기 연결부의 외주면은 상기 경사면에 밀착되도록 경사지게 형성될 수 있다.
상기 아웃터 하우징은 상기 보어에 연통되는 관통 홀을 구비할 수 있으며, 상기 장착 홀은 상기 관통 홀을 추가로 가공하여 형성될 수 있다. 상기 고정부는 상기 장착 홀을 형성하는 측면에 접촉하는 상태로 끼워질 수 있다.
상기 고정부는 상기 안착 면에 의해 형성되는 공간에 억지끼움 방식으로 조립될 수 있다.
상기 고정부는 외주면에서 돌출되는 환형 돌기를 포함할 수 있으며, 상기 환형 돌기는 상기 안착 면에 밀착될 수 있다.
상기 환형 돌기는 복수로 구비될 수 있다.
상기 플러그 부재는 상기 인너 샤프트를 마주하는 선단에서 길이 방향으로 함몰되는 함몰 공간을 구비할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 드라이브 샤프트의 플런징 어셈블리는 길이 방향으로 연장되는 복수의 아웃터 볼 그루브를 가지는 보어(bore)를 구비하는 아웃터 하우징, 상기 아웃터 하우징의 보어에 길이 방향으로 상대 이동이 가능하도록 배치되며 상기 복수의 아웃터 볼 그루브와 각각 짝을 이루어 복수의 볼 트랙을 형성하는 복수의 인너 볼 그루브를 구비하는 인너 샤프트, 상기 아웃터 하우징과 상기 인너 샤프트 사이의 플런징 모션 및 회전 동력 전달이 가능하도록 상기 아웃터 하우징과 상기 인너 샤프트를 연결하는 플런징 유닛, 그리고 상기 플런징 유닛의 길이 방향 이동 및 상기 아웃터 하우징과 상기 인너 샤프트의 길이 방향의 상대 이동을 제한하도록 작동하는 이동 제한 유닛을 포함한다. 상기 플런징 유닛은 상기 길이 방향으로 이동 가능하게 상기 복수의 볼 트랙에 배치되는 복수의 볼, 그리고 상기 복수의 볼을 수용하며 상기 길이 방향으로 이동 가능하게 상기 인너 샤프트와 상기 아웃터 하우징 사이에 개재되는 볼 케이지를 포함한다. 상기 이동 제한 유닛은 상기 플런징 유닛의 상기 보어 내로 삽입되는 방향으로의 상대 이동을 제한하는 제1 무빙-인 스톱퍼, 상기 인너 샤프트가 상기 보어 내로 삽입되는 방향으로의 상기 아웃터 하우징과 상기 인너 샤프트의 상대 이동을 제한하는 제2 무빙-인 스톱퍼, 상기 플런징 유닛의 상기 보어 밖으로 배출되는 방향으로의 상대 이동을 제한하는 제1 무빙-아웃 스톱퍼, 그리고 상기 인너 샤프트가 상기 보어 밖으로 배출되는 방향으로의 상기 아웃터 하우징과 상기 인너 샤프트의 상대 이동을 제한하는 제2 무빙-아웃 스톱퍼를 포함한다. 상기 아웃터 하우징은 상기 보어에 연통되는 장착 홀을 구비하며, 상기 제2 무빙-인 스톱퍼는 선단부가 상기 보어로 노출되는 상태로 상기 장착 홀에 삽입되는 플러그 부재이다.
본 발명에 의하면, 아웃터 하우징의 보어에 연결되는 장착 홀을 형성하고 여기에 삽입되는 플러그 부재를 통해 인너 샤프트의 스톱 기능을 구현함으로써, 인너 샤프트의 강도 손상 없이 인너 샤프트의 스톱 기능이 구현된다. 또한 플러그 부재의 외주면에 구비되는 오링 또는 환형 돌기에 의해 그리스의 누출을 방지할 수 있다.
또한 본 발명에 의하면, 플러그 부재의 선단에 탄성 댐퍼를 체결함으로써, 인너 샤프트와의 충돌 시에 발생할 수 있는 충격을 저감할 수 있다.
또한 본 발명에 의하면, 아웃터 하우징의 보어와 장착 홀을 연결하는 경사면이 형성되고 플러그 부재가 이 경사면에 접촉하도록 경사지게 형성되는 연결부를 구비함으로써, 플러그 부재가 인너 샤프트에 의해 밀리는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 드라이브 샤프트의 플런징 어셈블리의 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 절개한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 플런징 어셈블리에서 아웃터 하우징과 인너 샤프트의 무빙-아웃(moving-out) 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 플런징 어셈블리에서 아웃터 하우징과 인너 샤프트의 무빙-인(moving-in) 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 플런징 어셈블리의 아웃터 하우징에 플러그 부재를 설치하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 플런징 어셈블리의 플러그 부재를 보여주는 도면이다.
도 7은 도 6의 Ⅶ-Ⅶ선을 따라 절개한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 플러그 부재를 보여주는 도면이다.
도 9는 도 8의 Ⅸ-Ⅸ선을 따라 절개한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플러그 부재를 보여주는 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 플런징 어셈블리를 보여주는 도면이다.
도 12는 도 11의 플런징 어셈블리의 플러그 부재를 보여주는 도면이다.
도 13은 도 12의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 절개한 단면도이다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 플런징 어셈블리(10)는 아웃터 하우징(outer housing)(11), 인너 샤프트(inner shaft)(13) 그리고 플런징 유닛(plunging unit)(15)을 포함한다. 아웃터 하우징(11)은 길이 방향의 관통공을 구비하는 튜브 형태를 가질 수 있으며, 인너 샤프트(13)는 아웃터 하우징(11)에 부분적으로 삽입될 수 있다. 플런징 유닛(15)은 아웃터 하우징(11)과 인너 샤프트(13) 사이에 개재되어 플런징 동작이 일어날 수 있도록 한다. 아웃터 하우징(11)과 인너 샤프트(13)이 조립된 상태에서 양측으로 노출되는 단에는 토크 전달을 위한 등속 조인트가 구비될 수 있다. 예를 들어, 등속 조인트는 회전 동력 전달 및 절각이 가능한 제파(Rzeppa) 조인트일 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 아웃터 하우징(11)과 인너 샤프트(13), 그리고 그 양측에 결합되는 한 쌍의 등속 조인트가 차량의 구동 계통에 사용되는 드라이브 샤프트를 구성하게 된다.
아웃터 하우징(11)은 길이 방향(도 3에서 가로 방향)으로 연장되는 보어(bore)(111)를 구비하며, 보어(111)는 길이 방향으로 연장되는 복수의 아웃터 볼 그루브(outer ball groove)(113)를 가진다. 아웃터 볼 그루브(113)는 보어(111)를 형성하는 면에서 반경 방향 외측으로 함몰되어 형성될 수 있으며, 반원 형태의 단면 형상을 가질 수 있다. 아웃터 볼 그루브(113)는 아웃터 하우징(11)의 개방 측의 끝단에서부터 미리 정해진 길이만큼 연장될 수 있다. 복수의 아웃터 볼 그루브(113)는 원주 방향을 따라 등간격으로 배열될 수 있다.
인너 샤프트(13)는 아웃터 하우징(11)의 보어(111)에 길이 방향으로 상대 이동이 가능하도록 삽입된다. 즉, 아웃터 하우징(11)과 인너 샤프트(13)는 서로에 대한 길이 방향의 상대 위치가 가변될 수 있도록 배열된다. 예를 들어, 인너 샤프트(13)가 차량의 드라이브 샤프트의 인보드(in-board) 조인트의 내측 조인트 부재에 연결되는 경우, 아웃터 하우징(11)의 길이 방향 위치가 바뀌면서 아웃터 하우징(11)과 인너 샤프트(13)의 길이 방향의 상대 위치가 바뀔 수 있다.
인너 샤프트(13)는 아웃터 하우징(11)의 복수의 아웃터 볼 그루브(113)와 각각 짝을 이루어 복수의 볼 트랙(ball track)(120)을 형성하는 복수의 인너 볼 그루브(inner ball groove)(133)를 구비한다. 인너 볼 그루브(133)는 인너 샤프트(13)의 표면에서 반경 방향 내측으로 함몰되어 형성될 수 있으며, 반원 형태의 단면 형상을 가질 수 있다. 인너 볼 그루브(133)는 관 형태의 볼 트랙(120)을 형성하도록 아웃터 볼 그루브(113)의 위치에 대응하는 위치에 형성될 수 있다. 이때, 인너 볼 그루브(133)는 아웃터 하우징(11)의 보어(111)에 삽입되는 인너 샤프트(13)의 선단에서부터 미리 정해진 길이만큼 연장될 수 있다.
플런징 유닛(15)은 아웃터 하우징(11)과 인너 샤프트(13) 사이의 플런징 모션 및 회전 동력 전달이 가능하도록 아웃터 하우징(11)과 인너 샤프트(13)를 연결한다. 즉, 플런징 유닛(15)에 의해 아웃터 하우징(11)과 인너 샤프트(13)의 길이 방향의 상대 이동이 가능해지고 또한 인너 샤프트(13)와 아웃터 하우징(11) 사이의 회전 동력, 즉 토크의 전달이 가능해진다.
플런징 유닛(15)은 복수의 볼(151)과 이를 수용하는 볼 케이지(153)를 포함한다. 복수의 볼(151)이 각 볼 트랙(120)에 일렬로 배열될 수 있으며, 예를 들어 도 2에 예시적으로 도시된 바와 같이 네 개의 볼(151)이 각 볼 트랙(120)에 배치될 수 있다. 플런징 유닛(15)과 볼 트랙(120)의 조합에 의해 볼 스플라인 구조가 형성된다.
볼 케이지(153)는 볼(151)을 수용하며 길이 방향으로 이동 가능하게 인너 샤프트(13)와 아웃터 하우징(11) 사이에 개재된다. 예를 들어, 볼 케이지(153)는 복수의 볼을 각각 수용하기 위한 복수의 볼 포켓(ball pocket)(154)을 구비할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 볼(151)은 중심 부분이 볼 포켓(154)에 위치하는 상태로 외측 부분은 아웃터 볼 그루브(113)에 배치되고 내측 부분은 인너 볼 그루브(133)에 배치된다. 이때, 볼 케이지(153)는 실린더 형상의 슬리브(sleeve) 형태를 가질 수 있다.
예를 들어, 인너 샤프트(13)가 회전하는 경우, 회전 동력이 인너 샤프트(13)의 인너 볼 그루브(133)의 측면과 아웃터 하우징(11)의 아웃터 볼 그루브(113)의 측면에 밀착된 볼(151)을 통해서 인너 샤프트(13)로부터 아웃터 하우징(11)으로 전달된다. 또한, 아웃터 하우징(11)과 인너 샤프트(13)의 길이 방향의 상대 이동이 있는 경우, 볼(151)은 롤링(rolling) 또는 슬라이딩(sliding) 하면서 아웃터 하우징(11) 및/또는 인너 샤프트(13)와의 상대 위치가 변하게 된다.
플런징 유닛(15)의 길이 방향 이동 및 아웃터 하우징(11)과 인너 샤프트(13)의 길이 방향의 상대 이동을 제한하도록 작동하는 이동 제한 유닛(17)이 구비된다. 이동 제한 유닛(17)은 제1 무빙-인 스톱퍼(moving-in stopper)(171), 제2 무빙-인 스톱퍼(173), 제1 무빙-아웃 스톱퍼(moving-out stopper)(175), 그리고 제2 무빙-아웃 스톱퍼(177)를 포함할 수 있다.
제1 무빙-아웃 스톱퍼(175)는 플런징 유닛(15)의 보어(111) 밖으로 배출되는 방향으로의 상대 이동을 제한한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 무빙-아웃 스톱퍼(175)는 인너 샤프트(13)가 삽입되는 아웃터 하우징(11)의 개방측의 단부의 내주면에 형성된 홈에 삽입되는 스톱 링(stop ring)일 수 있다. 플런징 유닛(15)의 볼 케이지(153) 또는 볼(151)이 스톱 링(175)에 걸리게 형성될 수 있다. 볼 케이지(153)가 보어(111)에서 배출되는 방향으로 아웃터 하우징(11)에 대해 상대 이동할 때 볼 케이지(153)가 스톱 링(175)에 부딪히면 플런징 유닛(15)이 더 이상 상대 이동하지 못하게 된다. 플런징 유닛(15)의 보어(111)에서 배출되는 방향으로 상대 이동은 아웃터 하우징(11)의 도 2에서의 좌측 방향으로의 이동에 의해 야기될 수 있다.
제2 무빙-아웃 스톱퍼(177)는 인너 샤프트(13)의 보어(111) 밖으로 배출되는 방향으로의 상대 이동을 제한한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제2 무빙-아웃 스톱퍼(177)는 인너 샤프트(13)의 선단부에 형성되는 홈에 설치되는 스톱 링일 수 있다. 플런징 유닛(15)의 볼 케이지(153) 또는 볼(151)이 스톱 링(177)에 걸리게 형성될 수 있다. 인너 샤프트(13)가 보어(111) 밖으로 배출되는 방향으로 아웃터 하우징(11)과 인너 샤프트(13)가 서로에 대해 상대 이동할 때 스톱 링(177)이 스톱 링(175)에 걸려 있는 플런징 유닛(15)에 막히게 되며, 그에 의해 인너 샤프트(13)가 더 이상 상대 이동하지 못하게 된다. 인너 샤프트(13)의 보어(111)에서 배출되는 방향으로 상대 이동은 아웃터 하우징(11)의 도 3에서의 좌측 방향으로의 이동에 의해 야기될 수 있다.
도 3은 인너 샤프트(13)가 아웃터 하우징(11)에서 최대한 빠져 나간 상태를 보여주며, 이 상태에서 볼 게이지(153)는 제1 무빙-아웃 스톱퍼(175)에 의해 가로 막히게 되고 제2 무빙-아웃 스톱퍼(177)는 볼 케이지(153)에 의해 가로 막히게 된다. 따라서 추가적인 무빙-아웃이 차단된다.
제1 무빙-인 스톱퍼(171)는 플런징 유닛(15)의 보어(111) 내로 삽입되는 방향으로의 상대 이동을 제한한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 무빙-인 스톱퍼(171)는 아웃터 하우징(11)의 아웃터 볼 그루브(113)의 내측 끝단에서 반경 방향 내측으로 돌출되는 걸림 턱일 수 있다. 플런징 유닛(15)의 볼 케이지(153) 또는 볼(151)이 걸림 턱(171)에 걸리게 형성될 수 있다. 플런징 유닛(15)이 보어(111) 내로 삽입되는 방향으로 상대 이동할 때 플런징 유닛(15)이 걸림 턱(171)에 부딪히면 더 이상 상대 이동하지 못하게 된다. 플런징 유닛(15)의 보어(111) 내로 삽입되는 방향으로의 상대 이동은 아웃터 하우징(11)의 도 2에서의 우측 방향으로의 이동에 의해 야기될 수 있다.
제2 무빙-인 스톱퍼(173)는 인너 샤프트(13)의 보어(111) 내로 삽입되는 방향으로의 상대 이동을 제한한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 무빙-인 스톱퍼(173)는 아웃터 하우징(11)에 설치되는 플러그 부재일 수 있다. 이때, 아웃터 하우징(11)은 보어(111)에 연통되는 장착 홀(115)을 포함할 수 있고, 플러그 부재(173)는 선단부(도 2에서 우측 단부)가 보어(111)로 노출되는 상태로 장착 홀(115)에 삽입될 수 있다. 이에 의해, 도 4에 도시된 바와 같이, 인너 샤프트(13)로 보어(111) 내에서 삽입 방향으로 상대 이동하면서 플러그 부재(173)에 접촉하게 되면, 인너 샤프트(13)의 추가 이동이 제한된다.
아웃터 하우징(11)은 보어(111)에 연통되는 관통 홀(117)을 구비할 수 있고, 장착 홀(115)은 관통 홀(117)의 측면을 추가로 가공하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 5의 (a)에 나타난 바와 같이, 아웃터 하우징(11)의 관통 홀(117)의 측면 중 플러그 부재(173)가 삽입될 위치를 추가로 절삭 가공하여 장착 홀(115)를 형성할 수 있다. 이에 의해 장착 홀(115)의 단에는 걸림 턱(118)이 형성된다. 그리고 나서 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 플러그 부재(173)가 장착 홀(115)에 삽입되고, 인너 샤프트(13)가 보어(111)에 삽입될 수 있다.
이때, 플러그 부재(173)는 장착 홀(115)에서 이탈되지 않도록 억지끼움 방식으로 장착 홀(115)에 조립될 수 있다. 예를 들어, 플러그 부재(173)는 알루미늄과 같은 내충격 금속 재질로 형성될 수 있다. 플러그 부재(173)가 구비됨으로써, 인너 샤프트(13)가 무빙-인 거동 시에 아웃터 하우징(11)의 내면에 직접 충돌하는 것이 방지될 수 있다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 플러그 부재(173)는 대략 실린더 형태를 가질 수 있으며, 플러그 부재(173)의 외주면에 형성되는 홈(1731)에 오링(O-ring)(1732)가 설치될 수 있다. 플런징 유닛(15)을 구성하는 볼(151)의 원활한 움직임을 위해 그리스가 도포되는 것이 바람직한데, 오링(1732)이 도포된 그리스가 아웃터 하우징(11)의 관통 홀(117)을 통해 외부로 누출되는 것이 방지할 수 있다. 이때, 오링(1732)은 복수로 구비될 수 있으며, 예를 들어 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 두 개의 오링(1732)이 구비될 수 있다. 오링(1732)이 복수로 구비됨으로써 조립된 플러그 부재(173)가 정해진 배열 상태를 유지할 수 있다.
한편, 도 7에 도시된 바와 같이, 플러그 부재(73)는 인너 샤프트(13)를 마주하는 선단에서 길이 방향으로 함몰되는 함몰 공간(1733)을 구비할 수 있다. 함몰 공간(1733)에 의해 플러그 부재(73)의 무게가 감소될 수 있다.
이하에서 도 8 및 도 9를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 플러그 부재에 대해 설명한다. 위에서 설명한 것과 동일한 부분에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하고 중복되는 설명은 생략한다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 플러그 부재(273)는 인너 샤프트(13)의 선단부와 마주하는 부분에 체결되는 탄성 댐퍼(274)를 포함한다. 도 9를 참조하면, 탄성 댐퍼(274)는 인너 샤프트(13)의 선단부를 마주하는 충격 흡수부(2741), 충격 흡수부(2741)의 외측 단에서 플러그 부재(273)의 측면을 따라 연장되는 연장부(2743), 그리고 연장부(2743)의 단부에서 내측 방향으로 연장되여 플러그 부재(273)의 외주면에 형성된 체결 홈(275)에 삽입되는 체결 돌기(2745)를 포함한다. 충격 흡수부(2741)는 인너 샤프트(13)의 선단이 부딪히는 부분이며 인너 샤프트(13)와의 충돌 시 충격을 흡수하는 기능을 한다. 탄성 댐퍼(274)는 억지끼움 방식으로 플러그 부재(273)에 조립될 수 있다.
이하에서 도 10을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플러그 부재에 대해 설명한다. 위에서 설명한 것과 동일한 부분에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하고 중복되는 설명은 생략한다.
도 10에 도시된 바와 같이, 플러그 부재(373)는 외주면에서 돌출되는 환형 돌기(374)를 구비한다. 환형 돌기(374)는 복수로 구비될 수 있으며, 위에서 설명한 오링과 마찬가지로 장착 홀(115)의 측면(116)에 밀착되며 그리스 누출 방지 기능을 수행한다.
이하에서 도 11 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 플런징 어셈블리에 대해 설명한다.
도 11을 참조하면, 아웃터 하우징(11)은 보어(111)와 장착 홀(15)을 연결하는 경사면(19)을 포함하며, 플러그 부재(473)는 경사면(19)에 지지되어 인너 샤프트(13)와의 충돌에 의해 뒤로 밀리는 것을 더 효과적으로 방지할 수 있도록 구성된다. 이때, 장착 홀(15)의 직경은 보어(111)의 직경 보다 작도록 형성되며, 경사면(19)은 보어(11)의 단부에서 장착 홀(15)의 입구 쪽으로 점차 좁아지는 콘(cone) 형태로 형성될 수 있다.
도 11 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 플러그 부재(473)는 보어에 위치하는 충격 흡수부(4731), 장착 홀(15)에 삽입되는 고정부(4732), 그리고 충격 흡수부(4731)와 고정부(4732)를 연결하는 연결부(4733)를 포함한다. 이때, 도 11에 도시된 바와 같이, 연결부(4733)는 아웃터 하우징(11)의 경사면(19)에 밀착되도록 경사지게 형성된다. 즉, 연결부(4733)는 경사면(19)과 마찬가지로 충격 흡수부(4731)의 단부에서 고정부(4732)로 갈수록 점차로 좁아지는 콘 형태로 형성될 수 있다. 이러한 구조에 의해 연결부(4733)가 고정부(4732)를 보조하여 플러그 부재(473)의 밀림을 방지한다. 플러그 부재(473)는 고무와 같이 탄성 및 내식성을 가지는 재질로 형성될 수 있다.
한편, 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 플러그 부재(473)는 외주면에서 돌출되는 환형 돌기(4734)를 구비할 수 있다. 환형 돌기(4734)는 복수로 구비될 수 있으며, 위에서 설명한 오링과 마찬가지로 장착 홀(115)의 측면(116)에 밀착되며 그리스 누출 방지 기능을 수행한다.
또한 도 13에 도시된 바와 같이, 플러그 부재(473)는 인너 샤프트(13)를 마주하는 선단에서 길이 방향으로 함몰되는 함몰 공간(4735)을 구비할 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.
1: 드라이브 샤프트
10: 플런징 어셈블리
11: 아웃터 하우징
13: 인너 샤프트
15: 플런징 유닛
111: 보어
113: 아웃터 볼 그루브
133: 인너 볼 그루브
120: 볼 트랙
151: 볼
153: 볼 케이지
154: 볼 포켓
171: 제1 무빙-인 스톱퍼
173: 제2 무빙-인 스톱퍼
175: 제1 무빙-아웃 스톱퍼
177: 제2 무빙-아웃 스톱퍼

Claims (23)

  1. 길이 방향으로 연장되는 복수의 아웃터 볼 그루브를 가지는 보어(bore)를 구비하는 아웃터 하우징,
    상기 아웃터 하우징의 보어에 길이 방향으로 상대 이동이 가능하도록 배치되며 상기 복수의 아웃터 볼 그루브와 각각 짝을 이루어 복수의 볼 트랙을 형성하는 복수의 인너 볼 그루브를 구비하는 인너 샤프트,
    상기 아웃터 하우징과 상기 인너 샤프트 사이의 플런징 모션 및 회전 동력 전달이 가능하도록 상기 아웃터 하우징과 상기 인너 샤프트를 연결하는 플런징 유닛, 그리고
    상기 인너 샤프트가 상기 보어 내로 삽입되는 방향으로의 상기 아웃터 하우징과 상기 인너 샤프트의 상대 이동을 제한하도록 상기 아웃터 하우징의 보어에 구비되는 스톱퍼를 포함하고,
    상기 아웃터 하우징은 상기 보어에 연통되는 장착 홀을 구비하며,
    상기 스톱퍼는 선단부가 상기 보어로 노출되는 상태로 상기 장착 홀에 삽입되는 플러그 부재이며,
    상기 플러그 부재는 상기 인너 샤프트의 선단부와 마주하는 부분에 체결되는 탄성 댐퍼를 포함하는
    드라이브 샤프트의 플런징 어셈블리.
  2. 제1항에서,
    상기 아웃터 하우징은 상기 보어에 연통되는 관통 홀을 구비하며,
    상기 장착 홀은 상기 관통 홀을 추가로 가공하여 형성되고,
    상기 플러그 부재는 상기 장착 홀을 형성하는 측면에 접촉하는 상태로 끼워지는 드라이브 샤프트의 플런징 어셈블리.
  3. 제2항에서,
    상기 플러그 부재는 상기 장착 홀에 억지끼움 방식으로 조립되는 드라이브 샤프트의 플런징 어셈블리.
  4. 제2항에서,
    상기 플러그 부재는 외주면에 형성되는 홈에 삽입되는 오링을 포함하며,
    상기 오링은 상기 장착 홀의 측면에 밀착되는 드라이브 샤프트의 플런징 어셈블리.
  5. 제4항에서,
    상기 오링은 복수로 구비되는 드라이브 샤프트의 플런징 어셈블리.
  6. 제2항에서,
    상기 플러그 부재는 외주면에서 돌출되는 환형 돌기를 포함하며,
    상기 환형 돌기는 상기 장착 홀의 측면에 밀착되는 드라이브 샤프트의 플런징 어셈블리.
  7. 제6항에서,
    상기 환형 돌기는 복수로 구비되는 드라이브 샤프트의 플런징 어셈블리.
  8. 제1항에서,
    상기 플러그 부재는 상기 인너 샤프트를 마주하는 선단에서 길이 방향으로 함몰되는 함몰 공간을 구비하는 드라이브 샤프트의 플런징 어셈블리.
  9. 삭제
  10. 제1항에서,
    상기 탄성 댐퍼는
    상기 인너 샤프트의 선단부를 마주하며 상기 인너 샤프트와의 충돌 시 충격을 흡수하는 충격 흡수부,
    상기 충격 흡수부의 외측 단에서 상기 플러그 부재의 측면을 따라 연장되는 연장부, 그리고
    상기 연장부의 단부에서 내측 방향으로 연장되며 상기 플러그 부재의 외주면에 형성되는 체결 홈에 삽입되는 체결 돌기를 포함하는 드라이브 샤프트의 플런징 어셈블리.
  11. 제1항에서,
    상기 아웃터 하우징은 상기 보어와 상기 장착 홀을 연결하는 경사면을 구비하고,
    상기 플러그 부재는
    상기 보어에 위치하는 충격 흡수부,
    상기 장착 홀에 삽입되는 고정부, 그리고
    상기 충격 흡수부와 상기 고정부를 연결하는 연결부를 포함하며,
    상기 연결부의 외주면은 상기 경사면에 밀착되도록 경사지게 형성되는 드라이브 샤프트의 플런징 어셈블리.
  12. 제11항에서,
    상기 아웃터 하우징은 상기 보어에 연통되는 관통 홀을 구비하며,
    상기 장착 홀은 상기 관통 홀을 추가로 가공하여 형성되고,
    상기 고정부는 상기 장착 홀을 형성하는 측면에 접촉하는 상태로 끼워지는 드라이브 샤프트의 플런징 어셈블리.
  13. 제12항에서,
    상기 고정부는 상기 장착 홀에 억지끼움 방식으로 조립되는 드라이브 샤프트의 플런징 어셈블리.
  14. 제12항에서,
    상기 고정부는 외주면에서 돌출되는 환형 돌기를 포함하며,
    상기 환형 돌기는 상기 장착 홀을 형성하는 면에 밀착되는 드라이브 샤프트의 플런징 어셈블리.
  15. 제14항에서,
    상기 환형 돌기는 복수로 구비되는 드라이브 샤프트의 플런징 어셈블리.
  16. 제11항에서,
    상기 플러그 부재는 상기 인너 샤프트를 마주하는 선단에서 길이 방향으로 함몰되는 함몰 공간을 구비하는 드라이브 샤프트의 플런징 어셈블리.
  17. 길이 방향으로 연장되는 복수의 아웃터 볼 그루브를 가지는 보어(bore)를 구비하는 아웃터 하우징,
    상기 아웃터 하우징의 보어에 길이 방향으로 상대 이동이 가능하도록 배치되며 상기 복수의 아웃터 볼 그루브와 각각 짝을 이루어 복수의 볼 트랙을 형성하는 복수의 인너 볼 그루브를 구비하는 인너 샤프트,
    상기 아웃터 하우징과 상기 인너 샤프트 사이의 플런징 모션 및 회전 동력 전달이 가능하도록 상기 아웃터 하우징과 상기 인너 샤프트를 연결하는 플런징 유닛, 그리고
    상기 플런징 유닛의 길이 방향 이동 및 상기 아웃터 하우징과 상기 인너 샤프트의 길이 방향의 상대 이동을 제한하도록 작동하는 이동 제한 유닛을 포함하고,
    상기 플런징 유닛은
    상기 길이 방향으로 이동 가능하게 상기 복수의 볼 트랙에 배치되는 복수의 볼, 그리고
    상기 복수의 볼을 수용하며 상기 길이 방향으로 이동 가능하게 상기 인너 샤프트와 상기 아웃터 하우징 사이에 개재되는 볼 케이지를 포함하고,
    상기 이동 제한 유닛은
    상기 플런징 유닛의 상기 보어 내로 삽입되는 방향으로의 상대 이동을 제한하는 제1 무빙-인 스톱퍼,
    상기 인너 샤프트가 상기 보어 내로 삽입되는 방향으로의 상기 아웃터 하우징과 상기 인너 샤프트의 상대 이동을 제한하는 제2 무빙-인 스톱퍼,
    상기 플런징 유닛의 상기 보어 밖으로 배출되는 방향으로의 상대 이동을 제한하는 제1 무빙-아웃 스톱퍼, 그리고
    상기 인너 샤프트가 상기 보어 밖으로 배출되는 방향으로의 상기 아웃터 하우징과 상기 인너 샤프트의 상대 이동을 제한하는 제2 무빙-아웃 스톱퍼를 포함하고,
    상기 아웃터 하우징은 상기 보어에 연통되는 장착 홀을 구비하며,
    상기 제2 무빙-인 스톱퍼는 선단부가 상기 보어로 노출되는 상태로 상기 장착 홀에 삽입되는 플러그 부재이고,
    상기 플러그 부재는 상기 인너 샤프트의 선단부와 마주하는 부분에 체결되는 탄성 댐퍼를 포함하는
    드라이브 샤프트의 플런징 어셈블리.
  18. 제17항에서,
    상기 아웃터 하우징은 상기 보어에 연통되는 관통 홀을 구비하며,
    상기 장착 홀은 상기 관통 홀을 추가로 가공하여 형성되고,
    상기 플러그 부재는 상기 장착 홀을 형성하는 측면에 접촉하는 상태로 끼워지는 드라이브 샤프트의 플런징 어셈블리.
  19. 제18항에서,
    상기 플러그 부재는 외주면에 형성되는 홈에 삽입되는 오링을 포함하며,
    상기 오링은 상기 장착 홀의 측면에 밀착되는 드라이브 샤프트의 플런징 어셈블리.
  20. 제18항에서,
    상기 플러그 부재는 외주면에서 돌출되는 환형 돌기를 포함하며,
    상기 환형 돌기는 상기 장착 홀의 측면에 밀착되는 드라이브 샤프트의 플런징 어셈블리.
  21. 삭제
  22. 제17항에서,
    상기 탄성 댐퍼는
    상기 인너 샤프트의 선단부를 마주하며 상기 인너 샤프트와의 충돌 시 충격을 흡수하는 충격 흡수부,
    상기 충격 흡수부의 외측 단에서 상기 플러그 부재의 측면을 따라 연장되는 연장부, 그리고
    상기 연장부의 단부에서 내측 방향으로 연장되며 상기 플러그 부재의 외주면에 형성되는 체결 홈에 삽입되는 체결 돌기를 포함하는 드라이브 샤프트의 플런징 어셈블리.
  23. 제17항에서,
    상기 아웃터 하우징은 상기 보어와 상기 장착 홀을 연결하는 경사면을 구비하고,
    상기 플러그 부재는
    상기 보어에 위치하는 충격 흡수부,
    상기 장착 홀에 삽입되는 고정부, 그리고
    상기 충격 흡수부와 상기 고정부를 연결하는 연결부를 포함하며,
    상기 연결부의 외주면은 상기 경사면에 밀착되도록 경사지게 형성되는 드라이브 샤프트의 플런징 어셈블리.
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