KR100695448B1 - 유격 보상 구조를 구비한 슬립 조인트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유격 보상 구조를 구비한 슬립 조인트에 관한 것이다.

본 발명은 조향축의 회전력을 기어박스로 전달하는 유니버설 조인트에 있어서, 내부가 중공인 파이프; 상기 파이프에 결합되어 슬라이딩되는 샤프트; 및 상기 샤프트에 결합되어 일면과 타면에 구 형상으로 엠보싱이 돌출 형성된 엠보싱 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 유니버설 조인트를 제공한다.

본 발명에 의하면, 볼을 이용한 슬립 조인트에 있어서 파이프와 샤프트 사이에 엠보싱 및 슬릿 홈이 형성된 엠보싱 플레이트를 설치하여 파이프와 샤프트 사이에 유격을 제거하여 진동과 소음을 감소시킬 뿐만 아니라 조향 정밀도를 높이는 효과가 있다.

조향, 슬립 조인트, 유니버설 조인트

Description

유격 보상 구조를 구비한 슬립 조인트{Slip Joint of Universal Joint Having Clearance Compensation Mechanism}

도 1은 종래의 유니버설 조인트를 도시한 평면도,

도 2는 종래의 유니버설 조인트에 구비된 슬립 조인트의 A-A' 단면도,

도 3은 종래의 유니버설 조인트에 구비된 슬립 조인트의 B-B' 단면도,

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 슬립 조인트에 구비된 유격 보상 구조를 도시한 단면도,

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 슬립 조인트에 구비된 유격 보상 구조를 도시한 일부 사시도,

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 유격 보상 구조의 엠보싱 플레이트를 도시한 일부 사시도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

100: 유니버설 조인트 101: 요크 조인트

102: 스파이더 103: 요크

104: 슬립 조인트 105: 샤프트

106: 파이프 200: 샤프트 홈

201: 파이프 홈 202: 볼

400: 엠보싱 플레이트 401: 엠보싱

402: 슬릿 홈 403: 고정 볼트

본 발명은 유니버설 조인트의 슬립 조인트에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 볼을 이용한 슬립 조인트에 있어서 파이프와 샤프트 사이에 유격을 제거하여 진동과 소음을 감소시키는 유니버설 조인트의 슬립 조인트에 관한 것이다.

자동차의 안전성을 증대하고 운전자의 조작 편의성을 향상하기 위해서 자동차에는 다양한 장치가 설치되는데, 그 중에서 조향장치는 운전자가 조향 핸들을 돌려 자동차의 진행 방향을 자유로이 바꿀 수 있게 하는 장치로서, 자동차의 앞 바퀴가 선회하는 회전 중심을 임의로 변경하여 원하는 방향으로 자동차를 진행시킬 수 있도록 보조하는 장치다.

조향장치는 운전자가 조향 휠을 원하는 방향으로 회전시키면 조향 휠에 연결된 조향 축이 회전하며 조향 축은 유니버설 조인트를 통하여 랙과 피니언 기어로 구성되는 기어박스에 회전력을 전달한다.

운전자가 조작하는 조향 휠의 회전 중심에 연결되는 조향 축은 일반적으로 양단에 두 개의 요크 조인트와 하나의 슬립 조인트를 포함하여 구성된다. 요크 조인트는 두 축이 일정한 각도를 가지고 교차하고 있을 때 흔히 사용되는 이음 수단이며, 일정한 각도로 교차한 두 축의 각도가 운전 중에 변하여도 무방하도록 설계 되는데, 대략 30도 이내에서 조향 축의 굴절이 가능하다. 한편, 슬립 조인트는 조향 축의 회전력을 전달하되 조향 축 방향으로 작용하는 일정 강도 이상의 힘에 의해 축이 신축될 수 있도록 하는 기능을 가진다.

일반적으로 요크 조인트와 연결되는 슬립 조인트는 회전력을 전달함과 동시에 축 방향으로 슬립 가능하도록 파이프와 샤프트로 분할 형성되는데, 파이프가 샤프트를 수용하는 구조로 되어 있다.

도 1은 종래의 유니버설 조인트를 도시한 평면도이다. 도시한 것과 같이 유니버설 조인트(100)는 스파이더(102), 요크(103), 샤프트(105) 및 파이프(106)를 포함하여 구성된다.

도시한 것과 같이 유니버설 조인트(100)는 일단에서 타단으로 회전력을 전달할 수 있도록 슬립 조인트(104)와 그 양단의 요크 조인트(101)로 구분된다.

먼저, 요크 조인트(101)는 두 개의 요크(103)를 서로 교합되도록 배치하고, 그 사이에 십자형의 스파이더(102)를 설치하여 소정의 각도로 굴절된 상태에서도 회전력을 전달한다.

또한, 유니버설 조인트(100)의 일단과 타단에 구비된 요크 조인트(101) 사이에는 슬립 조인트(104)가 설치되는데, 슬립 조인트(104)는 일단에서 타단으로 회전력을 전달함과 동시에 슬립 조인트(104)의 축 방향으로 슬립 가능하도록 중공의 파이프(106)와 이의 내부에 삽입되는 샤프트(105)로 분할 형성된다.

슬립 조인트(104)는 구동 축(108)의 회전력을 피동 축(109)으로 전달할 뿐만 아니라 샤프트(105)가 파이프(104)로 인입 혹은 인출되면서 구동 축(108)과 피동 축(109) 사이의 축 방향 힘을 흡수한다.

도 2는 종래의 유니버설 조인트에 구비된 슬립 조인트의 A-A' 단면도이다.

도시한 것과 같이 샤프트(105)의 외주면에는 샤프트 홈(200)이 구성되며, 파이프(106)의 내주면에는 파이프 홈(201)이 구성된다. 샤프트 홈(200)과 파이프 홈(201)은 서로 대향하도록 구성되어 한 쌍의 샤프트 홈(200)과 파이프 홈(201)이 볼 공간을 형성한다.

볼(202)은 파이프 홈(201)과 샤프트 홈(200)이 형성한 볼 공간에 삽입되어 파이프 홈(201)과 샤프트 홈(200)에 밀착되어 있으며 샤프트(105)가 회전하면 파이프(106)가 회전하여 결국 구동축의 회전력을 피동축으로 전달한다.

도 3은 종래의 유니버설 조인트에 구비된 슬립 조인트의 B-B' 단면도이다.

볼(202)의 일면은 샤프트 홈(200)에 물려 있고, 타면은 파이프 홈(201)에 물려 있는데, 도시한 것과 같이 파이프 홈(201)은 파이프(106)의 슬립 방향(X)으로 형성되어 있다. 따라서, 샤프트(105)가 슬립 방향(X)으로 파이프(106)에 인입되거나 인출된다.

볼(202)의 재질은 일반적으로 금속재질을 사용하는데, 처음에는 파이프 홈(201)과 샤프트 홈(200)에 밀착되어 있으나 시간이 지남에 따라 마찰과 마모로 인하여 파이프 홈(201)과 볼(202) 사이 및 샤프트 홈(200)과 볼(202) 사이에는 유격이 발생한다.

이 유격은 파이프(106)와 샤프트(105) 사이에 진동과 소음을 발생시킬 뿐만 아니라 조향 정밀도를 떨어뜨리는 문제점이 있다.

상기한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 볼을 이용한 슬립 조인트에 있어서 파이프와 샤프트 사이에 유격을 제거하여 진동과 소음을 감소시키는 유니버설 조인트의 슬립 조인트를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 조향축의 회전력을 기어박스로 전달하는 유니버설 조인트에 있어서, 내부가 중공인 파이프; 상기 파이프에 결합되어 슬라이딩되는 샤프트; 및 상기 샤프트에 결합되어 일면과 타면에 구 형상으로 엠보싱이 돌출 형성된 엠보싱 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 유니버설 조인트를 제공한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 슬립 조인트에 구비된 유격 보상 구조를 도시한 단면도이다. 도시한 것과 같이 슬립 조인트(104)는 샤프트(105), 파이프(106), 파이프 홈(201), 샤프트 홈(200), 엠보싱 플레이트(400) 및 엠보싱(401) 등을 포함하여 구성된다.

엠보싱 플레이트(400)의 일면에 형성된 엠보싱(401)은 샤프트 홈(200)에 안착되어 있고, 타면에 형성된 엠보싱(401)은 파이프 홈(201)에 안착되어 있다.

엠보싱 플레이트(400)는 파이프의 내주면과 샤프트의 외주면 사이에 플레이트 형상으로 삽입되는데, 엠보싱 플레이트(400)의 일면과 저면은 각각 샤프트 홈(200)과 파이프 홈(201)과 마주보고 있다.

또한, 엠보싱 플레이트(400)의 일면과 저면에는 반구 형상으로 돌출된 구조를 가지는 엠보싱(401)이 형성된다. 엠보싱(401)은 샤프트 홈(200) 혹은 파이프 홈(201)의 내면으로 각각 밀착되는 구조를 가진다.

한편, 엠보싱(401)과 엠보싱(401) 사이에는 슬릿 홈(402)이 엠보싱 플레이트(400)에 천공 형성되어 있다. 슬릿 홈(402)은 샤프트 홈(200)과 파이프 홈(201)의 슬라이딩 구조에 있어서 엠보싱(401)이 엠보싱 플레이트(400)에서 용이하게 움직이도록 하여 샤프트(105)와 파이프(106) 사이에 유격을 용이하게 보상하도록 한다.

본 발명의 실시예에서는 슬릿 홈(402)을 엠보싱(401)과 엠보싱(401) 사이에 구성하였다. 그러나 구성 위치는 특별히 제한은 없다.

한편, 엠보싱 플레이트(400)를 샤프트(105)에 고정하기 위하여 고정 볼트(403)가 사용되는데, 고정 볼트(403)가 엠보싱 플레이트(400)를 샤프트(105)에 고정한다.

엠보싱 플레이트(400)는 'ㄷ' 자 형태로 설치되며, 가운데 부분에 설치되는 고정 볼트(403)에 의하여 샤프트(105)에 고정된다.

엠보싱 플레이트(400)에는 엠보싱(401)이 적절하게 분배되어 샤프트(105)의 회전력을 파이프(106)에 적절하게 전달한다. 또한 슬릿 홈(402)으로 인하여 유격을 용이하게 보상하고 진동과 소음을 줄여주며 조향 정밀도를 향상시킨다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 유격 보상 구조의 엠보싱 플레이트를 도시한 일부 사시도이다.

엠보싱 플레이트(400)의 일면과 타면에는 엠보싱(401)이 형성된다. 엠보싱(401)은 도시한 것과 같이 일면은 움푹 파인 구조로 되어 있으며 타면은 구형의 돌출부를 갖는다. 엠보싱(402)은 엠보싱 플레이트(400)의 일면과 타면으로 교대로 돌출 형성된다. 또한, 엠보싱(401)과 엠보싱(401) 사이에는 엠보싱 플레이트(400)의 일면에서 타면으로 관통하도록 형성된 슬릿 홈(402)이 형성된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 볼을 이용한 슬립 조인트에 있어서 파이프와 샤프트 사이에 엠보싱 및 슬릿 홈이 형성된 엠보싱 플레이트를 설 치하여 파이프와 샤프트 사이에 유격을 제거하여 진동과 소음을 감소시킬 뿐만 아니라 조향 정밀도를 높이는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 조향축의 회전력을 기어박스로 전달하는 유니버설 조인트에 있어서,

   내부가 중공인 파이프;

   상기 파이프에 결합되어 슬라이딩되는 샤프트; 및

   상기 샤프트에 결합되어 일면과 타면으로 엠보싱이 구 형상으로 돌출 형성된 엠보싱 플레이트

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 유니버설 조인트.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 엠보싱 사이에 슬릿 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 유니버설 조인트.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 엠보싱은 상기 엠보싱 플레이트의 길이 방향으로 상기 일면으로 돌출된 상기 엠보싱과 상기 저면으로 돌출된 상기 엠보싱이 교대로 형성된 것을 특징으로 하는 유니버설 조인트.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 엠보싱 플레이트는 상기 샤프트에 고정 볼트로 결합되는 것을 특징으로 하는 유니버설 조인트.

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