KR100738474B1 - 유니버셜 조인트의 슬립조인트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유니버셜 조인트의 슬립조인트에 관한 것으로서, 그 목적은 간단하고 견고하게 파이프와 샤프트 사이의 회전방향 유격과 축방향 마찰을 감소시킬 수 있도록 그 사이에 밀착 설치되는 탄성부재와 이를 보강해주는 보강부재를 구비하는 유니버셜 조인트의 슬립조인트를 제공하는 것이며, 중공으로 마련된 내부에 축방향으로 길게 파이프홈(31)이 형성된 파이프(30)와, 상기 파이프(30)의 내부에 삽입되되 외부에는 상기 파이프홈(31)과 대응되도록 샤프트홈(41)이 형성된 샤프트(40)와, 상기 파이프홈(31)과 샤프트홈(41)의 사이로 삽입되어 외측으로 탄성력을 발생시킬 수 있도록 외주 일측이 축방향으로 절개 형성된 탄성부재(50)를 구비하는 유니버셜 조인트의 슬립조인트에 있어서, 상기 탄성부재(50)의 강성을 보완해줄 수 있도록 그 내부에는 자체적인 탄성력을 가지는 보강부재(60)가 삽입 설치되는 구성이다.

파이프홈, 샤프트홈, 결합홈, 결합돌기, 탄성부재, 보강부재, 고무스프링

Description

유니버셜 조인트의 슬립조인트{SLIP JOINT OF UNIVERSAL JOINT}

도 1은 종래의 유니버셜 조인트를 보인 측면도이다.

도 2는 도 1의 A-A선을 보인 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 유니버셜 조인트를 보인 측면도이다.

도 4는 도 3의 B-B선을 보인 단면도이다.

도 5는 본 발명에 따른 유니버셜 조인트를 보인 분해사시도이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

10:요크조인트 20:슬립조인트

30:파이프 31:파이프홈

32:결합홈 33:더스트캡

40:샤프트 41:샤프트홈

42:결합돌기 50:탄성부재

60:보강부재

본 발명은 유니버셜 조인트의 슬립조인트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 간단하고 견고하게 파이프와 샤프트 사이의 회전방향 유격과 축방향 마찰을 감소시킬 수 있도록 그 사이에 탄성부재를 설치하고 이 탄성부재의 내부에 보강부재를 설치하는 유니버셜 조인트의 슬립조인트에 관한 것이다.

일반적으로 유니버셜 조인트는 임의의 각도로 기울어진 채 설치되어 그 사이에서 회전력을 전달할 수 있도록 마련되는 것으로서, 회전력을 전달하는 측과 전달받는 측에 각각 설치되는 두 개의 요크조인트(Yoke Joint)와, 이 요크조인트의 사이에 연결 설치되어 회전력을 전달함과 동시에 축방향으로 슬립 가능하도록 파이프(Pipe)와 샤프트(Shaft)로 분할 형성되는 슬립조인트(Slip Joint)를 구비하여 마련된다.

도 1과 도 2는 이러한 종래의 유니버셜 조인트를 보인 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 유니버셜 조인트의 양측단에 설치되는 요크조인트(1)는 일측단의 내부에 반경방향으로 핀이 설치될 수 있도록 마련된 두 개의 요크를 서로 교합되도록 배치하고, 그 사이에 십자형의 스파이더(2)를 설치하여 소정의 각도 이하로 굴절된 상태에서도 일측의 요크에서 타측의 요크로 회전력을 전달할 수 있도록 마련된다.

그리고, 요크조인트(1)의 사이에 설치되는 슬립조인트(3)는 일측의 요크조인트(1)에서 전달되는 회전력을 타측의 요크조인트(1)로 전달함과 동시에 축방향으로 슬립 가능하도록 일측의 요크조인트(1)에 연결되는 파이프(4)와, 타측의 요크조인트(1)에 연결되는 샤프트(6)로 분할 형성되고, 이 파이프(4)와 샤프트(6)의 사이에는 세레이션(7)(또는 스플라인)이 형성된다.

즉, 파이프(4)의 내부와 샤프트(6)의 외부에 서로 치합되는 한 쌍의 세레이 션(7)을 형성함으로써, 축방향으로는 이동이 자유로워 슬립이 가능해지고, 회전방향으로는 고정되어 회전력을 전달하게 되는 것이다.

한편, 파이프(4)의 개구된 선단측에는 축방향으로 소정치 절개 형성된 절개부(5)가 마련되고, 이 절개부(5)의 선단에는 그 내부로 이물질이 유입되는 것을 방지하는 더스트캡(8)이 설치된다.

또한, 절개부(5)의 외주측에는 파이프(4)를 중심측으로 수축하여 그 내부에 설치되는 샤프트(6)와 밀착시킴으로써, 파이프(4)와 샤프트(6)가 헐거워지는 것을 방지함과 동시에 파이프(4)와 샤프트(6)의 축방향 이동을 제한하는 클립(9)이 설치된다.

즉, 클립(9)은 양단이 겹쳐지도록 말아놓은 강철링으로서, 양단을 벌려 확장시킨 상태로 절개부(5) 외측에 설치되어, 그 중심측으로 탄성력을 발생시킬 수 있도록 마련되는 것이다.

이로써, 클립(9)의 설치로 인해 파이프(4)와 샤프트(6) 사이의 회전방향 유격이 최소화되고, 파이프(4)와 샤프트(6)가 축방향으로 서로 밀착 고정되며, 적당한 하중이 파이프(4)와 샤프트(6)의 축방향으로 전달될 때는 슬립조인트(3)의 길이가 가변되는 것이다.

이때, 슬립조인트(3)의 길이를 조절하기 위해서, 파이프(4)와 샤프트(6)의 축방향으로 가하게 되는 하중은 일반적으로 8~15kgf 정도가 필요하며, 이는 사람의 손으로 발생시키기에는 어려운 하중이다.

그러나, 이와 같이 구성된 종래의 유니버셜 조인트의 슬립조인트는, 클립으 로서 파이프와 샤프트를 고정함으로 인해 그 사이의 슬립이 원활하지 못하고, 슬립조인트의 길이 가변 시에 심한 밀착으로 인해 소음 및 진동이 발생되는 문제점이 있었다.

또한, 파이프와 샤프트의 회전을 방지할 수 있도록 그 내부에 정밀가공으로 세레이션을 성형해야하므로, 그 제작 공정이 까다롭게되어 결국 제조원가가 상승되는 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 간단하고 견고하게 파이프와 샤프트 사이의 회전방향 유격과 축방향 마찰을 감소시킬 수 있도록 그 사이에 밀착 설치되는 탄성부재와 이를 보강해주는 보강부재를 구비하는 유니버셜 조인트의 슬립조인트를 제공하는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 유니버셜 조인트의 슬립조인트는, 중공으로 마련된 내부에 축방향으로 길게 파이프홈이 형성된 파이프와, 상기 파이프의 내부에 삽입되되 외부에는 상기 파이프홈과 대응되도록 샤프트홈이 형성된 샤프트와, 상기 파이프홈과 샤프트홈의 사이로 삽입되어 외측으로 탄성력을 발생시킬 수 있도록 외주 일측이 축방향으로 절개 형성된 탄성부재를 구비하는 유니버셜 조인트의 슬립조인트에 있어서, 상기 탄성부재의 강성을 보완해줄 수 있도록 그 내부에는 자체적인 탄성력을 가지는 보강부재가 삽입 설치되는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 유니버셜 조인트는 일측단에서 타측단으로 회전력을 전달할 수 있도록 슬립조인트(20)와 그 양단에 설치되는 요크조인트(10)로 구분된다.

먼저, 요크조인트(10)는 두 개의 요크를 서로 교합되도록 배치하고, 그 사이에 십자형의 스파이더(11)를 설치하여 소정의 각도 이하로 굴절된 상태에서도 회전력을 전달한다.

다음, 요크조인트(10)의 사이에 설치되는 슬립조인트(20)는 회전력을 전달함과 동시에 축방향으로 슬립 가능하도록 중공의 파이프(30)와, 이의 내부에 삽입되는 샤프트(40)로 분할 형성된다.

이때, 파이프의 선단에는 먼지 및 이물질이 삽입되는 것을 방지하되, 그 내부측은 샤프트의 외부면과 대응되도록 개구형성된 더스트캡(33)이 설치된다.

한편, 본 발명에서는 간단한 구조로 파이프(30)와 샤프트(40) 사이의 회전방향 유격과 축방향 마찰을 감소시킬 수 있도록 그 사이에 탄성부재(50)가 설치되고, 이 탄성부재(50)의 강성을 보완해줄 수 있도록 그 내부에는 보강부재(60)가 설치되며, 파이프(30)와 샤프트(40)에는 보강부재(60)가 내설된 탄성부재(50)의 설치구조가 마련된다.

도 4와 도 5에 도시된 바와 같이, 탄성부재(50)는 외부측으로 확장 가능하도록 금속재질의 판상을 말아 일측면이 절개된 중공관의 형상으로 마련되는 스프링 핀(Spring Pin)으로서, 일측 외부면의 이격 형성된 양단의 간격이 좁아지도록 중심측으로 수축된 상태로 설치되고, 설치 후에는 외부측으로 탄성력을 발생시키게 된다.

즉, 탄성부재(50)는 파이프(30)의 내부면과 샤프트(40)의 외부면 사이에 수축되어 설치되고, 반경방향 외측으로 탄성력을 발생시켜 그 외측에 배치되는 파이프(30)의 내부면과 샤프트(40)의 외부면와 밀착되어 그 사이로 회전력을 전달하게 된다.

한편, 이러한 탄성부재(50)가 설치될 수 있도록 파이프(30)의 내부면과 샤프트(40)의 외부면에는 서로 마주하여 원형의 홈을 이룰 수 있도록 반원형의 홈이 각각 한쌍으로 마련된다.

즉, 파이프(30)의 내부면에는 외주측으로 함몰형성되는 파이프홈(31)이 형성되고, 샤프트(40)의 외부면에는 중심측으로 함몰형성되며 파이프홈(31)에 대응되는 샤프트홈(41)이 형성되는데, 파이프홈(31)과 샤프트홈(41)의 지름은 탄성부재(50)의 외경이 수축되어 조립될 때 탄성부재(50)의 외경과 밀착될 수 있도록 마련된다.

이때, 파이프(30)와 샤프트(40)의 사이에는 다수개의 탄성부재(50)가 설치되고, 파이프홈(31)과 샤프트홈(41)은 이에 대응되는 갯수로 마련되는데, 본 실시예에서는 서로 대칭되는 위치에 세 개의 탄성부재(50)와 이에 대응되는 파이프홈(31)과 샤프트홈(41)이 마련된 것이다.

또한, 보다 견고한 회전력의 전달을 위해 샤프트(40)의 외부에 형성된 샤프트홈(41)의 사이에는 결합돌기(42)가 외부측으로 돌출 형성되고, 파이프(30)의 내 부에는 이 결합돌기(42)가 삽입될 수 있도록 결합홈(32)이 마련된다.

즉, 샤프트(40)의 외부에는 세 개의 샤프트홈(41)과 결합돌기(42)가 각각 등각도로 마련되고, 파이프(30)의 내부에는 이에 대응되도록 파이프홈(31)과 결합홈(32)이 마련된다.

이때, 파이프홈(31)과 결합홈(32)은 그 형상이 동일하고, 결합돌기(42)는 탄성부재(50)와 거의 유사한 형태로 돌출됨으로 인해 결합돌기(42)와 탄성부재(50)는 이 파이프홈(31)과 결합홈(32)에 선택적으로 삽입된다.

아울러, 본 발명에서는 서로 대응되도록 마련된 파이프홈(31)과 샤프트홈(41)의 내부에 삽입되는 탄성부재(50)가 회전력 전달시 그 내부에서 변형되어 탄성력이 저하되고, 파이프홈(31)과 샤프트홈(41)과의 접촉률이 저하되며, 하중분포가 불균일해지는 것을 방지할 수 있도록 보강부재(60)를 더 구비하게 된다.

즉, 보강부재(60)는 중공으로 마련된 탄성부재(50)의 내부에 삽입될 수 있도록 그 내부면과 대응되는 형상의 원봉으로서, 탄성부재(50)가 그 중심측으로 수축되는 것을 방지하여 강성을 보강해줌과 동시에 자체적인 탄성력으로 탄성부재(50)의 복원력을 향상시킬 수 있는 탄성체로 마련된다.

특히, 보강부재(60)는 탄성부재(50) 내부에 채워져 설치되므로, 탄성부재(50)의 외주 일측에 절개된 부분이 파이프(30)와 샤프트(40)의 틈새에 위치된 상태로 회전력을 전달할 때 이 회전력에 의해 탄성부재(50)의 양단이 변형되는 것을 방지할수있게 된다.

이때, 보강부재(60)는 탄성력이 좋은 고무재질로 마련되는 고무스프링으로 서, 압착된 상태로 탄성부재(50)의 내부에 삽입되어 외부측으로 탄성력을 발생시키고, 이로 인해 탄성부재(50)는 그 내부측으로의 변형공간이 제거되므로, 변형에 대한 강성이 향상됨과 동시에 복원력이 향상되는 것이다.

또, 보강부재(60)로 인해 탄성부재(50)는 파이프홈(31)과 샤프트홈(41)에 보다 견고히 밀착되어 그 접촉률이 향상되므로, 탄성부재(50)를 통해 파이프(30)에서 샤프트(40) 또는 샤프트(40)에서 파이프(30)로의 회전력 전달이 원활해지게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 유니버셜 조인트의 슬립조인트는, 파이프(30)의 내부에 형성된 결합홈(32)에 샤프트(40)의 결합돌기(42)를 축방향으로 삽입하여 파이프(30)와 샤프트(40)를 회전방향으로 고정하게 된다.

이때 결합돌기(42)를 결합홈(32) 및 파이프홈(31)에 선택적으로 설치할 수 있게되므로, 결합돌기(42)가 삽입되지 않는 결합홈(32) 내지 파이프홈(31)은 샤프트(40)에 마련된 샤프트홈(41)과 마주하여 그 내부에 탄성부재(50)가 삽입될 수 있는 공간을 형성하게 된다.

그리고, 탄성부재(50)의 내부에 보강부재(60)를 압착하여 삽입한 후 파이프(30)와 샤프트(40)가 회전방향으로 임시 고정된 상태에서 서로 마주하도록 마련되는 결합홈(32) 내지 파이프홈(31)과 마주하는 샤프트홈(41)의 내부로 보강부재(60)가 내설된 탄성부재(50)를 반경방향으로 수축시켜 삽입한다.

이로써, 탄성부재(50)가 외부측으로 탄성력을 발생시켜 파이프(30)와 샤프트(40)에 밀착됨과 동시에 이들을 회전방향 및 축방향으로 고정시키고, 더 나아가 그 사이의 유격을 보상해줄 수 있도록 설치되는 것이다.

즉, 탄성부재(50) 및 보강부재(60)의 확장력에 의해 일측에서 입력된 회전력이 보강부재(60)가 내설된 탄성부재(50)를 매개로 하여 타측으로 전달되며, 축방향 하중이 작용할 때 탄성부재(50)와 보강부재(60)의 확장력이 슬립조인트(20)의 마찰력을 발생시키는 원인이 되는 수직항력으로 작용하는 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 유니버셜 조인트의 슬립조인트는, 파이프와 샤프트 사이에 이들을 부분적으로 연결하는 탄성부재 및 보강부재가 마련되어 슬립조인트의 슬립이 원활해지고, 이로 인해 슬립조인트의 길이 가변 시에 소음 및 진동을 저감시킬 수 있는 이점이 있다.

아울러, 보강부재로 인해 탄성부재 내측의 변형공간이 제거되어 탄성부재의 강성이 보강되므로, 탄성부재의 변형이 방지됨과 더불어 파이프홈과 샤프트홈과의 접촉률이 향상되고, 하중분포가 균일해져 파이프와 샤프트 사이를 보다 견고히 하는 이점이 있다.

또한, 파이프와 샤프트의 사이에 회전력을 전달하는 구조가 단순해져, 이를 제작하거나, 조립하는 공정이 용이해지고, 회전방향 유격과 축방향 마찰을 저감시킬 수 있어, 제조원가의 절감과 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (4)

1. 중공으로 마련된 내부에 축방향으로 길게 파이프홈(31)이 형성된 파이프(30)와, 상기 파이프(30)의 내부에 삽입되되 외부에는 상기 파이프홈(31)과 대응되도록 샤프트홈(41)이 형성된 샤프트(40)와, 상기 파이프홈(31)과 샤프트홈(41)의 사이로 삽입되어 외측으로 탄성력을 발생시킬 수 있도록 외주 일측이 축방향으로 절개 형성된 탄성부재(50)를 구비하는 유니버셜 조인트의 슬립조인트에 있어서,

   상기 탄성부재(50)의 강성을 보완해줄 수 있도록 그 내부에는 자체적인 탄성력을 가지는 보강부재(60)가 삽입 설치되는 것을 특징으로 하는 유니버셜 조인트의 슬립조인트.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 파이프홈(31)과 샤프트홈(41)은 서로 대칭되는 위치에 등각으로 세 개가 배치되는 것을 특징으로 하는 유니버셜 조인트의 슬립조인트.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 샤프트(40)의 외부 일측에는 돌출 형성되는 결합돌기(42)가 마련되고, 상기 파이프(30)에는 상기 결합돌기(42)가 삽입될 수 있도록 결합홈(32)이 마련된 것을 특징으로 하는 유니버셜 조인트의 슬립조인트.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 결합홈(32)은 파이프홈(31)과 동일하게 마련되어 상기 탄성부재(50) 및 보강부재(60)와 결합돌기(42)가 선택적으로 삽입되는 것을 특징으로 하는 유니버셜 조인트의 슬립조인트.

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