이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량의 조향장치의 텔레스코픽샤프트의 토오크 전달장치는,
공통의 축의 방향을 따라 서로에 대하여 상호 미끄럼 이동하는 내측 샤프트와 이 내측 샤프트가 삽입되는 중공의 외측 샤프트를 구비한 차량의 조향장치의 텔레스코픽샤프트의 토오크 전달장치에 있어서, 상기 외측 샤프트와 내측 샤프트에 각각 대응하여 샤프트의 길이방향을 따라 연속적으로 오목형성된 제1 축방향 그루브와 제2 축방향 그루브 사이에 배치되는 다수의 전동볼과, 상기 전동볼을 파지하도록 다수개의 파지요홈과 종단면이 원기둥 형상의 지지턱 들이 축방향을 따라 다수열로 형성된 슬리브를 구비한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 지지턱들의 사이에 형성되는 파지요홈의 간격이 일정하게 위치설정되되, 평면상에서 볼 때, 이웃하는 지지턱들에 형성되는 다수의 파지요홈들이, 정면 상에서 볼 때, 지그재그 형태로 배열되도록 간격에 맞춰 형성되는 구성으로 됨이 바람직하다.
이하에서는 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 차량의 조향장치의 텔레스코픽샤프트를 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 텔레스코픽샤프트의 각 구성요소를 분해하여 도시한 분해 조립사시도이며, 도 3은 도 1에서 내측샤프트와 전동볼 및 전동롤러가 안착된 슬리브와의 결합상태를 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명이 일실시예에 따른, 도 3에서 슬리브만을 발췌하여 확대도시한 확대 사시 구조도이며, 도 5는 본 발명이 일실시예에 따른, 슬리브의 정면에서 바라보아 도시한 정면 구조도이고, 도 6은 도 1의 선 A-A에 따른 텔레스코픽샤프트의 종단면 구조도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 것과 같이, 본원에 따른 차량의 조향장치의 텔레스코픽샤프트(100)의 토오크 전달장치(200)는, 텔레스코픽 동작을 위해 그 내부로 슬라이딩 가능하도록 중공으로 형성된 외측 샤프트(110)와, 이 외측 샤프트(110)의 내부에 삽입되는 내측 샤프트(120)를 구비하고 있으며, 스티어링 컬럼과 회전력 전달을 위한 동력전달 및 축방향 슬라이딩의 동시 조작을 위한 텔레스코픽 샤프트에 적용된다.
다시 말해서, 차량의 조향장치의 텔레스코픽샤프트(100)의 토오크 전달장치(200)는, 공통의 축의 방향을 따라 서로에 대하여 상호 미끄럼 이동하는 내측 샤 프트(120)와 이 내측 샤프트(120)가 삽입되는 중공의 외측 샤프트(110)를 구비하고 있는 것이다.
또한, 상기 텔레스코픽샤프트의 토오크 전달장치(200)는, 상기 외측 샤프트(110)와 내측 샤프트(120)에 각각 대응하여 샤프트(100)의 길이방향을 따라 연속적으로 오목형성된 제1 축방향 그루브(111)와 제2 축방향 그루브(121) 사이에 배치되는 다수의 전동볼(211, …)과, 상기 전동볼(211, …)을 파지하도록 다수개의 파지파지요홈(223, …)과 종단면이 원기둥 형상의 지지턱(221,…) 들이 축방향을 따라 다수열로 형성된 슬리브를 포함하는 구성으로 되어 있다.
또, 상기 지지턱(221,…)들의 사이에 형성되는 파지파지요홈(223, …)의 간격이 일정하게 위치설정되되, 평면상에서 볼 때, 이웃하는 지지턱(221,…)들에 형성되는 다수의 파지요홈(223, …)들이, 정면 상에서 볼 때, 지그재그 형태로 배열되도록 간격에 맞춰 형성되어 있다.
이는, 상기 내외측 샤프트(110) 사이의 회전 전동 및 신축 이동에 따라 상기 내외측 샤프트(110)에 걸리는 비틀림 토오크가 급격히 높게 걸릴 경우라 할지라도 전동볼(211, …)들의 지그재그 배열 및 원기둥 형상의 지지턱(221,…)들의 지지력 분배에 기인한 상기 제1 및 제2 축방향 그루브와 전동볼(211, …)들 사이에 압흔이 깊게 형성되는 현상을 저지하기 위함이다.
또한, 상기 슬리브의 지지턱(221,…)들 사이의 슬리브(220) 외주면 부위에 형성된 지지턱(221,…)들 사이의 내주면 부위에는 상기 슬리브(220)를 전체적으로 고르게 상기 내측 샤프트(120)와 최대한 비접촉되도록 플로팅시키는 플로팅용 줄돌 부(225)가 돌출형성되어 있다.
또, 상기 슬리브(220)의 지지턱(221)들 사이의 슬리브(220) 외주면 부위에는 토오크 전달을 위한 다수의 지지턱들(221, …)이 축방향으로 따라 사이사이의 파지요홈(223, …)과 함께 연속적으로 다수열로 방사 형성되고, 이 지지턱들(221, …)이 삽입되어 상기 슬리브(220) 외주 상의 제1 축방향 그루브(111)와 함께 상기 슬리브(220)의 내주면과의 전동결합을 위한 제2 축방향 그루브(121, …)가 다수열로 축방향으로 연속 형성되어 있는 구성을 취하고 있는 것이다.
또한, 상기 슬리브(220)의 지지턱(221, ‥)들 양단에는 상기 제1 및 제2 축방향 그루브(111, 121)를 따르는 길이방향 습동력을 향상시키도록, 경사부(221a, …)가 형성되어 있다.
또, 상기 슬리브(220)의 지지턱들(221, ‥) 사이의 슬리브(220) 외주면 부위에 형성된 지지턱들(221, ‥) 사이의 내주면 부위에는 상기 슬리브(220)를 전체적으로 고르게 상기 내측 샤프트(121)와 최대한 비접촉되도록 플로팅시키는 플로팅용 줄돌부(225)가 돌출형성되어 있다.
또한, 상기 파지요홈(223, …)들 사이의 양측 지지턱(221, ‥)들에는 상기 전동볼(211, …)의 개별 파지력을 향상시킴과 동시에 개별 전동볼(211)의 탄력적인 지지를 위해 경사 형성된 탄지부(227)가 개별 파지요홈(223)을 향해 상향 경사형성되어 있다.
한편, 상기 파지요홈(223, …)들 사이의 양측 지지턱들에는 상기 전동볼(211, …)의 파지력을 향상시킴과 동시에 전동볼(211, …)의 탄력적인 지지를 위 해, 일예로, 슬리브의 사출성형 최종단계에서 공지의 쐐기형 코어의 경사 형상으로 인해 상기 강성의 개별 지지턱(221) 부위에 있어, 상기 개별 전동볼(211)을 향해, 개별 지지턱(221)이 탄력적으로 경사 지지되는 탄지부(227)가 각각 형성되도록 함으로써, 상기 전동볼의 탄력적 지지력을 배가시키는 구성으로 되어도 좋다.
다음에, 본원 발명에 따른 차량의 조향장치의 텔레스코픽샤프트(100)의 토오크 전달장치(200)의 작동을 설명한다.
먼저, 상기 내측 샤프트(120)가 축방향으로 슬라이딩 되어 스티어링 컬럼의 변위가 조절될 때, 이를 원활히 하기위해 중공의 외측 샤프트(110)와 내측 샤프트(120) 사이의 반경방향 틈새가 존재함에 있어, 반경방향 틈새가 너무 작은 경우 슬라이딩 동작이 제대로 이루어지질 않고, 틈새가 너무 크면 슬라이딩 동작 중에 유동이 생겨 진동 및 소음을 발생시키게 되므로, 외측 샤프트(110)와 내측 샤프트(120) 사이에 자유-회전운동형 전동볼(211, …)을 구비한 금속재 또는 엔지니어링 플라스틱 성형품인 본 발명의 슬리브(220)가 삽입되어 설치되어 있기 때문에, 틈새의 크기는 슬라이딩에 장애가 되지 않는 한도 내에서 최소화되어 슬라이딩이 원만하게 이루어지도록 설정되기만 하면 회전 전동력 및 습동 하중이 일정하게 유지되게끔 되게 된다.
여기에서, 상기 텔레스코픽샤프트(100)는 소정 두께의 파이프형 슬리브(220) 외주면에 방사상으로 일정 간격으로 돌출되어 상기 전동볼(211, …)이 자유 회동 가능하게 걸림 결합되도록 구성된 걸림부로서의 기능을 수행하는 양측의 지지턱(221, 221)에 의해 내측 샤프트(120) 및 외측 샤프트(110)의 축방향으로 상기 전 동볼(211, …)이 이동하는 것을 방지하게 된다.
상기의 구성과 같이, 서로 이웃하는 지지턱(221, 211)들의 사이의 파지요홈(223, 223)들 사이에 감합 안착된 전동볼(211, …)이, 단면상에서 볼 때, 상기 지지턱(221) 보다 더 큰 반경으로 일정높이 돌출된 전동볼(211, …)이 상기 외측 샤프트(110)의 제1 축방향 그루브(111)에 접촉하여 회전 이동됨으로써, 습동 하중이 일정하게 유지되면서도 회전 전동 토오크력은 일정 레벨 이상 확보되는 구성을 이루게 되는 것이다.
여기서 도면에 도시된 것과 같이, 상기 텔레스코픽샤프트(100)의 외측 샤프트(110)의 내경이 내측 샤프트(120)의 외경보다 소정치 크고, 상기 텔레스코픽샤프트(100)의 슬리브(220)의 지지턱(221, …)의 최외곽부인 지지턱(221)이 상기 외측 샤프트(110)의 내경보다는 크고, 상기 외측 샤프트(110)의 제1 축방향 그루브(111)와 밀착되면서 외측 샤프트(110)와 상기 전동볼(211, …)들은 분산되는 선접촉의 개념으로 상기 내외측 샤프트(110, 120)을 지지하면서 동시에 텔레스코픽 작동을 수행하게 된다.
다시 말해서, 상기 제1 축방향 그루브(111)들 사이에 형성된 파지요홈(223, …)을 이웃하는 제1 축방향 그루브(111)에 대응하는 지지턱(221)에 형성되는 파지요홈(223, …)을 정면상에서 볼 때 지그재그로 배열되는 형태로 설계하여, 이 제1 축방향 그루브(111)와 최대한의 선마찰되는 개념으로 상기 지지턱(221)의 파지요홈(223, …)에 수용되는 전동볼(211, …)에 의해 축방향과 직교하는 방향으로 마찰접촉력을 분산 분배하는 구조로 원주방향으로의 변위량을 흡수하여 보강하는 역할 을 하게 됨으로써 회전 전동 토오크력을 일정 레벨 이상으로 보완하게 되는 것이다.
더욱이, 상기 내외측 샤프트(110, 120) 사이의 회전 전동 및 신축 이동에 따라 상기 내외측 샤프트(110, 120)에 걸리는 비틀림 토오크가 높게 걸릴 경우에 전동볼(211, …) 만에 의한 점접촉에 기인한 상기 제1 및 제2 축방향 그루브(111, 121)에 압흔이 생기는 것을 방지하도록 선마찰되는 개념의 상기 전동볼(211, …)을 지그재그 방식으로 분산 배열함으로써, 상기 내외측 샤프트(110, 120)의 습동 하중이 일정하게 유지되도록 하여, 항시 조향장치의 안정된 조작감을 유지할 수 있도록 개선되게 되는 것이다.
따라서, 텔레스코픽 작동력 즉, 습동 하중을 일정하게 유지할 수 있는 등의 장점을 구가할 수 있게 되는 것이다. 따라서, 항시 적절한 텔레스코픽 및 스티어링의 작동이 가능하게 되고, 또 이때 적정한 상하 조절 및 틸팅조절이 가능하게 되는 것이다.
다시 말해서, 상기 슬리브(220)의 외주면에 다수의 전동볼(211, …)이 감입되되, 지그재그 방식으로 다음 열의 전동볼(211, …)과의 배열관계을 유지하도록 형성되어 있으므로, 상기 전동볼(211, …)에 의해 탄력성 회전 토오크를 도모함과 동시에, 원주방향으로 추가 지지하는 엇갈림 파지 수용된 전동볼(211) 들에 의해 추가적인 분산 지지력이 작용함에 따라, 상기 내측 샤프트(120)의 제2 축방향 그루브(121)와 상기 외측 샤프트(110)의 제1 축방향 그루브(111)와 그 사이의 전동볼(211, …)이 지그재그로 반복 접촉하면서 항시 일정한 압력으로 접촉되게 됨으로 써, 회전 전동 토오크를 일정하게 유지할 수 있음과 더불어, 내외측 샤프트의 제1 및 제2 축방향 그루브(111, 121)에 압흔이 발생하는 것을 극력 규제함으로 인해, 조향 시, 조작감이 저해되지 않게 되는 등의, 기술적인 성과를 극대화할 수 있는 등의 매우 뛰어난 효과를 도모할 수 있다.
또한, 상기 슬리브(220)의 지지턱(221, ‥)들 양단에는 면취형성된 경사부(221a, …)로 인해 상기 제1 및 제2 축방향 그루브(111, 121)를 따르는 길이방향 습동력을 향상시킬 수 있게 됨과 더불어, 상기 슬리브(220)의 지지턱들(221, ‥) 사이의 내주상의 줄돌부(225)들로 인해 상기 슬리브(220)를 전체적으로 고르게 상기 내측 샤프트(121)와 최대한 비접촉되도록 플로팅시킴으로서, 상기한 길이방향 습동력을 배가시킬 수 있는 등의 매우 뛰어난 효과가 있는 것이다.
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 아래 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.