KR100456539B1 - 유니버설 조인트 연결장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유니버설 조인트의 연결장치에 관한 것으로서, 양단부가 상호 중첩되게 결합되는 외부관 및 내부관과, 상기 외부관과 내부관의 사이에 밀착되게 설치되는 주름관을 포함하는 유니버설 조인트의 연결장치에 있어서, 상기 주름관은 그 내측면에 축방향으로 길게 이어지는 횡경막이 형성되고, 상기 횡경막에는 주름관 내의 반고체성 유체가 압력차에 의해 통과하도록 오리피스가 형성됨으로써, 외부 충격에 의한 진동 및 소음을 흡수함과 아울러 과도하게 변형되는 것을 방지하여 내구 성능이 향상되게 하는 효과를 제공하게 된다.

Description

유니버설 조인트 연결장치{APPARATUS FOR CONNECTING UNIVERSAL JOINT}

본 발명은 유니버설 조인트의 연결장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 외부관과 내부관의 사이에 진동흡수 및 유격보상이 가능하도록 주름관을 설치한 유니버설 조인트의 연결장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 조향장치에서는 조향축의 하단을 기어박스와 연결하되, 임의의 각도로 기울어진 채 연결하도록 되어있기 때문에 유니버설 조인트를 사용하게 된다. 이 유니버설 조인트는 일측이 조향핸들과 컬럼측에 연결되고, 타측이 기어박스측에 연결되어 조향핸들과 컬럼측에서 발생하는 회전력을 기어박스와 조인트 샤프트를 통해 차륜에 전달하는 것이다. 또, 그 내부에 설치되는 연결장치는 차륜으로부터 전달되어오는 충격을 흡수할 수 있도록 마련되어 차량의 충돌시 운전자를 보호하도록 구성된다.

도 1은 선출원 기술(출원번호;10-2000-56392)에 개시된 유니버설 조인트의 연결장치를 보인 구성도이다.

이에 도시된 바와 같이, 유니버설 조인트 연결장치는 조향핸들과 칼럼의 회전력을 기어박스와 조인트(30,40) 샤프트를 통해 차륜에 전달할 수 있도록 마련되는데, 그 사이가 임의의 각도로 기울어져 있으므로 이를 연결할 수 있도록 양측에는 조인트(30,40)가 구성된다. 그리고 조인트(30,40)의 사이에는 차륜으로부터 전달되어오는 충격을 흡수함과 동시에 회전력을 전달할 수 있도록 연결장치가 구성된다.

여기서 조인트(30,40)는 칼럼과 연결되는 컬럼측 조인트(30)와 기어박스와 연결되는 기어박스측 조인트(40)로 나뉘어진다.

한편, 상기 연결장치는 컬럼측 조인트(30)를 통해 전달되는 회전력을 기어박스측 조인트(40)에 전달함과 동시에 진동흡수 및 유격보상이 가능하도록 마련되는 것으로서 이를 위해 양측에는 외부관(10)과 내부관(20)이 구성된다.

먼저, 외부관(10)은 중공관이며, 칼럼과 연결되는 컬럼측 조인트(30)와 결합되는 것으로서, 칼럼의 회전력에 의해 회전될 수 있도록 구성된다.

다음, 외부관(10)의 내부에서 삽입될 수 있도록 마련되는 내부관(20)은 외부관(10)과는 반대방향측에 기어박스측 조인트(40)가 설치되고, 이 기어박스측 조인트(40)에는 기어박스가 설치된다.

한편, 외부관(10)과 내부관(20)의 사이에는 그 사이를 밀착시켜 회전력을 발생시킬 수 있도록 주름관(50)이 설치된다. 상기 주름관(50)은 외부관(10)과 내부관(20)에서 발생되는 충격을 흡수함과 동시에 외부관(10)과 내부관(20) 사이에 발생되는 유격을 보상시켜줄 수 있도록 구성된다.

즉, 상기 주름관(50)은 일단이 내측으로 플랜지 형상으로 마련되며 타단이 외측으로 확장되는 플랜지 형상으로 마련되는 것으로서, 내측으로 플랜지 형상화된 내측 플랜지(53)와 외측으로 플랜지 형상화된 외측 플랜지(52)의 사이는 중공으로 구성된다. 그리고 이 중공으로 마련된 부분은 주름관의 형상과 같이 반경방향 내,외측으로 요철지게 형성되는 주름부(51)로서 구성된다. 또, 이 주름부(51)의 외부에는 외부관(10)과의 마찰력을 높일 수 있도록 고무관(60)이 몰딩 형성되어 일체로 구성된다.

이와 같이 구성된 선출원 기술의 유니버설 조인트의 연결장치는, 외부에 고무관(60)이 몰딩된 주름관(50)의 내측플랜지(53)가 형성된 일단이 외부관(10)의 내부에 삽입되는데, 이때 타단에 형성된 외측플랜지(52)는 외부관(10)의 끝단에 걸쳐지게 된다. 그리고 이 주름관(50)의 내부로 내부관(20)을 삽입하는데, 내부관(20)의 끝단은 내측플랜지(53)에 밀착될 때까지 삽입되는 것이다.

이와 같이 기어박스와 칼럼 사이에 설치된 유니버설 조인트는 기어박스와 칼럼의 사이에서 발생된 충격을 주름부(51)에서 흡수하게 된다. 또, 이 주름부(51)는 반경방향으로의 탄성력을 발생시킴으로써 내부관(20)과 외부관(10)의 사이에서 유격이 발생될 때 이를 보상해주게 된다.

그러나 상기한 바와 같은 선출원 기술에 의한 유니버설 조인트 연결장치는 외부관(10)과 내부관(20)의 사이에 주름관(50) 및 고무관(60)이 설치되나, 상기 주름관(50)과 고무관(60)은 자체 강성이 약하므로 진동, 소음이 유발할 가능성이 있고, 잦은 운동 부위에 설치되는 관계로 내구 측면에서 불리한 문제점이 발생된다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 주름관의 내측에 횡경막과 반고체성 유체가 통과하는 오리피스를 형성함으로써 외부 충격에 의한 진동 및 소음을 흡수함과 아울러 과도하게 변형되는 것을 방지하여 내구 성능이향상되도록 하는 유니버설 조인트 연결장치를 제공하는 데 있다.

도 1은 선출원 기술의 유니버설 조인트 연결장치가 도시된 구성도 및 주요부 확대도,

도 2는 본 발명에 따른 유니버설 조인트 연결장치가 도시된 구성도 및 주요부 확대도,

도 3은 본 발명의 요부 구성인 주름관의 정상상태 단면도,

도 4는 도 3의 A-A선 방향의 단면도,

도 5는 본 발명의 요부 구성인 주름관의 형상 변형시 단면도,

도 6은 도 5의 B-B선 방향의 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 외부관 20 : 내부관

30, 40 : 조인트 60 : 고무관

70 : 주름관 71 : 주름부

72 : 외측 플랜지 73 : 내측 플랜지

75 : 횡경막 76 : 오리피스

77 : 오리피스 파이프

상기한 기술적 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 유니버설 조인트 연결장치는, 양단부가 상호 중첩되게 결합되는 외부관 및 내부관과, 상기 외부관과 내부관의 사이에 밀착되게 설치되는 주름관을 포함하는 유니버설 조인트의 연결장치에 있어서, 상기 주름관은 그 내측면에 축방향으로 길게 이어지는 횡경막이 형성되고, 상기 횡경막에는 주름관 내의 반고체성 유체가 압력차에 의해 통과하도록 오리피스가 형성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 유니버설 조인트 연결장치가 도시된 구성도 및 주요부 확대도이고, 도 3은 본 발명에 따른 주름관이 도시된 단면도이며, 도 4는 도 3의 A-A선 방향의 단면도이다. 그리고, 도 5는 본 발명에 따른 주름관이 도시된 개략적인 단면도로서, 형상 변형시의 도면이고, 도 6은 도 5의 B-B선 방향의 단면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 유니버설 조인트 연결장치는 주름관 부분을 제외하고는 전술한 종래 기술의 구성과 동일하므로 동일 구성 부분에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용하고 그에 대한 자세한 설명은 생략한다.

본 발명의 유니버설 조인트 연결장치는 조향 핸들 및 칼럼과 기어박스 사이에 조인트(30,40)를 통해 연결되고, 상기 조인트(30,40)의 사이에는 진동흡수 및 유격보상이 가능하도록 양단부가 상호 중첩되게 결합되는 외부관(10)과 내부관(20)이 구성된다.

상기 외부관(10)과 내부관(20)의 사이에는 그 사이를 밀착시켜 회전력을 발생시킬 수 있도록 본 발명의 주요부인 주름관(70) 및 고무관(60)이 구비된다.

여기서 상기 주름관(70)은 외부관(10)과 내부관(20)에서 발생되는 충격을 흡수함과 동시에 외부관(10)과 내부관(20) 사이에 발생되는 유격을 보상시켜줄 수 있도록 구성된다.

이와 같은 상기 주름관(70)은 도 3에 도시된 바와 같이 일단이 내측으로 플랜지 형상화된 내측 플랜지(73)와, 외측으로 플랜지 형상화된 외측 플랜지(72)와, 상기 내측 플랜지(73)와 외측 플랜지(72) 사이에 연결되는 부분으로 진동흡수 및 반경방향으로의 탄성력을 발생시킬 수 있도록 주름 구조를 갖는 주름부(71)와, 상기 주름부(71)의 내측면에 축방향으로 길게 이어지는 횡경막(75)으로 구성된다.

여기서, 상기 횡경막(75)은 상기 주름부(71)의 형상 변화에 따라 변화될 수 있도록 신축성을 갖는 재질로 형성된다. 이때, 상기 횡경막(75)은 상기 주름관(70)의 재질과 동일하게 일체로 구성되는 것이 바람직하고, 고무 수지재 등으로 형성될 수 있다.

이와 같은 상기 횡경막(75)은 상기 주름관(70) 내에 4 개가 구비되고, 90도 간격마다 일정하게 형성되는 것이 바람직하다. 물론, 상기 횡경막(75)의 개수는 3개 또는 5개 등 실시 조건에 그 개수를 다양하게 하여 구성할 수 있다.

특히, 상기 횡경막(75)에는 도 4에서와 같이 주름관(70) 내의 그리스 등과 같은 반고체성 유체(G)가 압력차에 의해 통과하도록 오리피스(76)가 형성된다. 그리고, 상기 오리피스(76)는 일정한 유량 단면적 및 형상이 유지될 수 있도록 오리피스 파이프(77)가 구비된다.

상기 오리피스 파이프(77)는 금속재인 원통형 철재 파이프로 구성될 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 유니버설 조인트 연결장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

고무관(60)이 몰딩된 주름관(70)의 내측면에 반고체형 유체를 제공하고, 이와 같은 주름관(70)을 내부관(20)과 외부관(10) 사이에 밀착시켜 조립한다.

이와 같이 내부관(20)과 외부관(10) 사이에 구비된 주름관(70)은 기어박스와 조향 칼럼의 사이에서 발생된 충격을 주름부(71)를 통해 흡수하게 되고, 내부관(20)과 외부관(10)의 사이에서 유격이 발생될 때 보상해주게 된다.

특히, 상기 내부관(20)과 외부관(10)의 위상 변화에 따라 도 5와 도 6에 도시된 바와 같이 주름관(70)이 변형되면, 주름관(70) 내의 각각의 횡경막(75) 사이에 압력차가 발생되고, 이때 고압측 공간에 존재하는 반고체성 유체가 오리피스(76)를 통해 저압측 공간으로 유동하게 된다.

여기서, 상기 오리피스(76)는 유체의 흐름을 방해해서 주름관(70)의 형상 변화를 유발시키는 외부 힘에 대해 일종의 흡수 장치 즉, 댐퍼 역할을 하게 된다.

따라서, 내부관(20)과 외부관(10) 등을 통해 외부충격이 상기 주름관(70)이설치된 부분에 전달될 때에 상기 주름관(70) 내의 오리피스(76)의 유체 저항을 통해 그 에너지를 흡수하기 때문에 유니버설 조인트 연결장치에서 발생하는 진동 및 소음을 흡수할 수 있게 되고, 또한 심한 진동에 의해 과도하게 연결 부분이 변형되는 것을 억제할 수 있게 된다.

상기한 바와 같은 본 발명의 유니버설 조인트 연결장치는 주름관의 내측에 횡경막과 반고체성 유체가 통과하는 오리피스가 형성되어 있기 때문에 외부 충격에 의한 진동 및 소음을 흡수함과 아울러 과도하게 변형되는 것을 방지하여 내구 성능이 향상되게 하는 이점을 제공하게 된다.

Claims (6)

1. 양단부가 상호 중첩되게 결합되는 외부관 및 내부관과, 상기 외부관과 내부관의 사이에 밀착되게 설치되는 주름관을 포함하는 유니버설 조인트의 연결장치에 있어서,

   상기 주름관은 그 내측면에 축방향으로 길게 이어지는 횡경막이 형성되고, 상기 횡경막에는 주름관 내의 반고체성 유체가 압력차에 의해 통과하도록 오리피스가 형성된 것을 특징으로 하는 유니버설 조인트 연결장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 횡경막은 신축성을 갖는 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 유니버설 조인트 연결장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 횡경막은 고무 수지재로 형성된 것을 특징으로 하는 유니버설 조인트 연결장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 주름관은 4 개의 횡경막이 일정한 간격을 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 유니버설 조인트 연결장치.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 횡경막에는 상기 오리피스의 형상이 유지되도록 오리피스 파이프가 구비된 것을 특징으로 하는 유니버설 조인트 연결장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 오리피스 파이프는 금속재로 이루어진 것을 특징으로 하는 유니버설 조인트 연결장치.