KR101312375B1 - 차량 조향장치용 인텀샤프트 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 벨로우즈와, 단부 영역이 상기 벨로우즈의 길이 방향 양측에 삽입 고정되는 한 쌍의 솔리드샤프트를 갖는 차량 조향장치용 인텀샤프트에 관한 것으로서, 상기 양 솔리드샤프트의 단부 영역 외주면에는 원주방향으로 복수의 결합홈이 형성되어 있으며, 상기 벨로우즈의 길이방향 양측에는 상기 결합홈들에 결합되는 결합돌기들이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
이에 의해, 솔리드샤프트와 벨로우즈 간의 용접부위 파손 및 용접 불량 상태에서 차량의 조향이 가능함과 동시에, 운전자가 차량 조향 장치의 문제를 인지할 수 있는 차량 조향장치용 인텀샤프트가 제공된다.
이에 의해, 솔리드샤프트와 벨로우즈 간의 용접부위 파손 및 용접 불량 상태에서 차량의 조향이 가능함과 동시에, 운전자가 차량 조향 장치의 문제를 인지할 수 있는 차량 조향장치용 인텀샤프트가 제공된다.
Description
본 발명은 차량 조향장치용 인텀샤프트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 벨로우즈의 결합구조가 개선된 차량 조향장치용 인텀샤프트에 관한 것이다.
일반적인 차량 조향장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 운전자의 회전 조작에 의해 조향력을 발생시키는 스티어링 휠(103)과, 스티어링 휠(103)의 스티어링 샤프트(105)를 둘러싸면서 스티어링 휠(103)의 각도를 조절하는 스티어링 컬럼(107)과, 스티어링 휠(103)의 조향력을 스티어링 기어(108)로 전달하는 인텀샤프트(101)(인터미디어트 샤프트 : Intermediate shaft)를 포함한다.
이 중 인텀샤프트(101)는 스티어링 기어(108) 측에 유니버셜 조인트로 연결되는 솔리드샤프트(110)와, 스티어링 컬럼(107) 측의 스티어링 샤프트(105)에 유니버셜 조인트로 연결되는 중공샤프트(120)가 상호 축선 방향으로 상대 이동 가능하게 결합되어 있는 구조로 마련되어 있다. 물론, 중공샤프트(120)와 솔리드샤프트(110)의 설치 위치는 전술한 것과 반대의 위치일 수 있다. 즉, 솔리드샤프트(110)가 스티어링 컬럼(107) 측의 스티어링 샤프트(105)와 연결될 수 있고, 중공샤프트(120)가 스티어링 기어(108) 측에 연결될 수도 있다.
이러한 중공샤프트(120)와 솔리드샤프트(110)는 회전력 전달 및 충격 흡수를 위해서 상호 축선 방향으로 상대 이동 가능한 스플라인 결합구조로 결합될 수 있다.
한편, 종래 차량 조향장치용 인텀샤프트(101)는 도 2에 도시된 바와 같이, 추가적인 충격흡수 구조로서 솔리드샤프트(110a,110b)가 축선 방향으로 상호 이격된 한 쌍으로 마련되고, 양 솔리드샤프트(110a,110b) 사이에 주름관 형태로 개재되는 벨로우즈(130)를 포함하고 있다.
이 벨로우즈(130)는 그 길이 방향 양 단부에 양 솔리드샤프트(110a,110b)의 대향 단부가 삽입된 상태에서 벨로우즈(130)와 양 솔리드샤프트(110a,110b)의 결합부위를 원주방향을 따라 용접(a)시키는 형태의 결합구조를 가지고 있다.
그런데, 이러한 종래 차량 조향장치용 인텀샤프트는 양 솔리드샤프트 중 적어도 어느 일 측의 솔리드샤프트와 벨로우즈 간의 용접부위가 파손되거나 용접 불량 상태일 때, 솔리드샤프트가 헛돌게 되어 차량의 조향이 불가능해지는 문제점이 발생한다.
특히, 이러한 문제점이 차량의 운행 중 발생하게 되면 대형 사고를 초래하므로 차량의 안정성을 보장할 수 없게 된다.
또한, 차량의 운행을 시작하거나 운행 중에 솔리드샤프트와 벨로우즈 간의 용접부위가 파손되거나 용접 불량 상태인 상황을 운전자가 전혀 인지할 수 없기 때문에, 대형 사고의 예방이 불가능하고, 운행 중 신속한 상황 판단에 의한 감속 등의 사고 피해를 최소화하는 운전 조작이 불가능한 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 솔리드샤프트와 벨로우즈 간의 용접부위 파손 및 용접 불량 상태에서 차량의 조향이 가능함과 동시에, 운전자가 차량 조향 장치의 문제를 인지할 수 있는 차량 조향장치용 인텀샤프트를 제공하는 것이다.
상기 목적은 본 발명에 따라, 벨로우즈와, 단부 영역이 상기 벨로우즈의 길이 방향 양측에 삽입 고정되는 한 쌍의 솔리드샤프트를 갖는 차량 조향장치용 인텀샤프트에 있어서, 상기 양 솔리드샤프트의 단부 영역 외주면에는 원주방향으로 복수의 결합홈이 형성되어 있고, 상기 벨로우즈의 길이방향 양측에는 상기 결합홈들에 결합되는 결합돌기들이 형성되어 있으며, 상기 결합홈과 상기 결합돌기의 결합부분을 종단면에서 볼 때, 상기 결합돌기들은 상기 결합홈들의 길이에 대해 유격을 갖는 짧은 길이로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량 조향장치용 인텀샤프트에 의해 달성된다.
여기서, 상기 벨로우즈는 길이방향 양측에 축삽입부가 형성되며, 상기 결합돌기들은 상기 양 축삽입부에 상기 양 솔리드샤프트를 삽입한 상태에서 상기 결합홈들 대응 영역의 상기 양 축삽입부를 코킹 가공하여 형성되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 결합홈들은 원주 방향을 따라 부분 원호 형상을 가지며, 상기 결합돌기들은 상기 결합홈들의 원호 길이에 비해 짧은 원호 길이로 형성되며, 상기 결합홈은 원주 방향 양단 내부가 각진 각형 홈으로 형성되고, 상기 결합돌기는 원주 방향 양단이 상기 결합홈의 양단에 대응하게 각진 돌기 형상을 갖는 것이 효과적이다.
이때, 상기 결합홈들은 원주방향을 따라 상호 등간격으로 형성되는 것이 보다 바람직하다.
또한, 상기 벨로우즈의 길이방향 양 단부 영역에는 내향 절곡된 복수의 걸림편이 형성되어 있으며, 상기 걸림편들에 대응하는 상기 양 솔리드샤프트의 외주면에는 상기 걸림편들이 걸림 유지되는 걸림홈들이 형성되어 있는 것이 보다 효과적이다.
이때, 상기 걸림홈들은 원주 방향을 따라 부분 원호 형상을 가지며, 상기 걸림편들은 상기 걸림홈들의 원호 길이에 대해 유격을 갖는 짧은 원호 길이로 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 벨로우즈의 길이방향 양 단부 영역과 상기 양 솔리드샤프트는 용접되는 것이 효과적이다.
본 발명에 따르면, 솔리드샤프트와 벨로우즈 간의 용접부위 파손 및 용접 불량 상태에서 차량의 조향이 가능함과 동시에, 운전자가 차량 조향 장치의 문제를 인지할 수 있는 차량 조향장치용 인텀샤프트가 제공된다.
도 1은 차량 조향장치의 일예를 나타낸 사시도,
도 2는 종래 차량 조향장치용 인텀샤프트의 정면도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 차량 조향장치용 인텀샤프트의 주요부 조립상태 사시도,
도 4는 도 3의 차량 조향장치용 인텀샤프트의 주요부 조립상태 정단면도,
도 5a 및 도 5b는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ선에 따른 차량 조향장치용 인텀샤프트의 주요부 측단면도,
도 6은 도 4의 Ⅴ-Ⅴ선에 따른 차량 조향장치용 인텀샤프트의 주요부 다른 형태의 측단면도,
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량 조향장치용 인텀샤프트의 주요부 조립상태 정단면도.
도 2는 종래 차량 조향장치용 인텀샤프트의 정면도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 차량 조향장치용 인텀샤프트의 주요부 조립상태 사시도,
도 4는 도 3의 차량 조향장치용 인텀샤프트의 주요부 조립상태 정단면도,
도 5a 및 도 5b는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ선에 따른 차량 조향장치용 인텀샤프트의 주요부 측단면도,
도 6은 도 4의 Ⅴ-Ⅴ선에 따른 차량 조향장치용 인텀샤프트의 주요부 다른 형태의 측단면도,
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량 조향장치용 인텀샤프트의 주요부 조립상태 정단면도.
이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 대해 상세하게 설명한다. 이때, 본 발명에 따른 차량 조향장치용 인텀샤프트는 벨로우즈와 솔리드샤프트를 제외한 나머지 구성이 전술한 종래 차량 조향장치용 인텀샤프트와 동일할 수 있다. 따라서, 이하에서는 벨로우즈와 솔리드샤프트에 대해서만 설명하고 이를 제외한 차량 조향장치용 인텀샤프트의 나머지 구성에 대한 설명은 생략한다.
도 3 내지 도 5b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량 조향장치용 인텀샤프트(1)의 솔리드샤프트(10a,10b)는 축선 방향으로 이격된 한 쌍으로 마련되며, 양 솔리드샤프트(10a,10b)의 대향 측 단부 영역 외주면에는 원주방향으로 복수의 결합홈(15)이 형성되어 있는 구조를 가지고 있다. 이 결합홈(15)들은 솔리드샤프트(10a,10b)의 원주방향을 따라 등간격을 두고 소정의 길이를 갖는 부분 원호 형상으로 형성되어 있다.
양 솔리드샤프트(10a,10b) 중 어느 일 측의 솔리드샤프트의 길이방향 일부 구간은 도시하지 않았지만, 전술한 종래 차량 조향장치용 인텀샤프트(101)와 마찬가지로 중공샤프트(도 2의 120 참고)에 삽입되어 스플라인 결합구조로 맞물림 결합된다.
그리고, 벨로우즈(20)는 길이 방향 양측에 양 솔리드샤프트(10a,10b)의 대향 측 단부 영역이 각각 삽입 고정되는 축삽입부(21)가 형성되어 있으며, 양측의 축삽입부(21) 사이에 주름관부(23)가 형성되어 있는 구조를 가지고 있다. 벨로우즈(20)의 축삽입부(21)의 단부영역은 솔리드샤프트(10a,10b)와 용접(A) 결합된다.
한편, 축삽입부(21)에는 솔리드샤프트(10a,10b)의 결합홈(15)에 맞물리는 결합돌기(25)들이 형성되는데, 이 결합돌기(25)들은 축삽입부(21)에 솔리드샤프트(10a,10b)를 삽입한 상태에서 솔리드샤프트(10a,10b)의 결합홈(15)에 대응하는 축삽입부(21) 원주면을 코킹 가공함으로써 형성될 수 있다.
이때, 결합돌기(25)는 도 5a 및 도 5b와 같이, 솔리드샤프트(10a,10b)에 형성된 결합홈(15)의 원호 길이에 대해 유격(C)을 갖는 짧은 원호 길이로 형성되는 것이 바람직하다. 이는 벨로우즈(20)의 축결합부와 솔리드샤프트(10a,10b)의 용접(A) 부위가 파손되거나 용접불량 등이 발생하여 벨로우즈(20)와 솔리드샤프트(10a,10b)가 상호 헛도는 형태로 임의 회전할 때, 결합돌기(25)가 결합홈(15) 내에서 유격(C) 간격에 대응하는 만큼 헛돌다가 결합홈(15)에 걸리도록 하여 회전력 전달이 이루어질 수 있도록 하기 위함이다. 또한, 결합홈(15)은 원주 방향 양단 내부가 각진 각형 홈으로 형성되고, 상기 결합돌기(25)는 원주 방향 양단이 상기 결합홈(15)의 양단에 대응하게 각진 돌기 형상을 갖는 것이 바람직하다. 이는 솔리드샤프트(10a,10b)와 벨로우즈(20)의 결합 이상 발생 시, 회전력 전달이 보다 효과적으로 이루어지도록 하기 위함이다.
물론, 결합돌기(25)는 도 6과 같이, 결합홈(15)의 내측 전체에 유격없이 맞물리는 구조로 형성될 수도 있다. 이 경우에도 벨로우즈(20)의 축결합부와 솔리드샤프트(10a,10b)의 용접(A) 부위 파손 또는 용접불량 등이 발생하더라도 회전력 전달이 가능하다.
여기서, 결합돌기(25)와 결합홈(15)의 결합구조는 벨로우즈(20)의 축결합부와 솔리드샤프트(10a,10b)의 용접(A) 부위 파손 또는 용접불량 등이 발생했을 때, 회전력 전달을 가능하게 함과 동시에, 벨로우즈(20)와 솔리드샤프트(10a,10b)가 축선 방향으로 상호 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 차량 조향장치용 인텀샤프트(1)는 벨로우즈(20)와 솔리드샤프트(10a,10b)의 용접(A) 부위 파손 또는 용접불량 발생시, 운전자가 스티어링 휠을 회전시키면, 도 5a 및 도 5b와 같이, 벨로우즈(20)의 결합돌기(25)가 솔리드샤프트(10a,10b)의 결합홈(15) 내에서 유격(C) 간격에 대응하는 만큼 헛돌다가 걸리는 느낌이 운전자에게 전달된다. 이에 의해, 운전자는 조향장치의 문제 발생을 신속하게 인지할 수 있다.
또한, 벨로우즈(20)의 결합돌기(25)가 솔리드샤프트(10a,10b)의 결합홈(15) 내에서 유격(C) 간격에 대응하는 만큼 헛돌다가 걸림으로써, 스티어링 휠의 회전력이 인텀샤프트(1)를 통해 스티어링 기어로 전달될 수 있다. 이에 의해, 차량의 조향이 가능해진다.
한편, 본 발명에 따른 차량 조향장치용 인텀샤프트(1)는 도 7에 도시된 바와 같이, 벨로우즈(20)의 길이방향 양 단부 영역, 즉, 양측 축결합부의 단부 영역에 내향 절곡된 복수의 걸림편(27)과, 이 걸림편(27)에 대응하는 솔리드샤프트(10a,10b)의 외주면에 형성되어 걸림편(27)이 걸림 유지되는 걸림홈(17)의 구조를 더 포함할 수 있다. 이때, 벨로우즈(20)의 축삽입부(21)의 단부영역은 솔리드샤프트(10a,10b)와 용접(A) 결합된다.
이들 걸림편(27)과 걸림홈(17)의 결합구조 역시, 도시하지는 않았지만, 걸림홈(17)이 솔리드샤프트(10a,10b)의 원주방향을 따라 등간격을 두고 소정의 길이를 갖는 부분 원호 형상으로 형성되고, 걸림편(27)이 걸림홈(17) 원호 길이에 대해 유격을 갖는 짧은 원호 길이로 형성되는 것이 바람직하다.
이러한 걸림편(27)과 걸림홈(17)의 결합구조는 벨로우즈(20)와 솔리드샤프트(10a,10b)의 용접(A) 부위 파손 또는 용접불량 등이 발생했을 때, 전술한 결합홈(15)과 결합돌기(25)의 작용과 마찬가지로 운전자에게 조향장치의 문제 발생을 인지시키고, 스티어링 휠의 회전력이 인텀샤프트(1)를 통해 스티어링 기어로 전달될 수 있도록 함과 동시에, 벨로우즈(20)와 솔리드샤프트(10a,10b)가 축선 방향으로 상호 이탈을 추가적으로 방지한다.
이와 같이, 본 발명에 따른 차량 조향장치용 인텀샤프트는 벨로우즈와 솔리드샤프트 간의 용접부위가 파손되거나 용접 불량 상태일 때, 운전자가 조향 장치의 문제 발생을 신속하게 인지할 수 있도록 하면서 차량의 조향이 가능하도록 함으로써, 대형 사고를 미연에 방지할 수 있으며, 차량 운행 중에도 신속한 상황 판단에 의한 감속과 차량의 조향으로 사고 피해를 최소화할 수 있다.
10a,10b : 솔리드샤프트 15 : 결합홈
20 : 벨로우즈 21 : 축삽입부
25 : 결합돌기 23 : 주름관부
20 : 벨로우즈 21 : 축삽입부
25 : 결합돌기 23 : 주름관부
Claims (7)
- 벨로우즈와, 단부 영역이 상기 벨로우즈의 길이 방향 양측에 삽입 고정되는 한 쌍의 솔리드샤프트를 갖는 차량 조향장치용 인텀샤프트에 있어서,
상기 양 솔리드샤프트의 단부 영역 외주면에는 원주방향으로 복수의 결합홈이 형성되어 있고,
상기 벨로우즈의 길이방향 양측에는 상기 결합홈들에 결합되는 결합돌기들이 형성되어 있으며,
상기 결합홈과 상기 결합돌기의 결합부분을 종단면에서 볼 때, 상기 결합돌기들은 상기 결합홈들의 길이에 대해 유격을 갖는 짧은 길이로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량 조향장치용 인텀샤프트. - 청구항 제1항에 있어서,
상기 벨로우즈는 길이방향 양측에 축삽입부가 형성되며, 상기 결합돌기들은 상기 양 축삽입부에 상기 양 솔리드샤프트를 삽입한 상태에서 상기 결합홈들 대응 영역의 상기 양 축삽입부를 코킹 가공하여 형성되는 것을 특징으로 하는 차량 조향장치용 인텀샤프트. - 청구항 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 결합홈들은 원주 방향을 따라 부분 원호 형상을 가지며, 상기 결합돌기들은 상기 결합홈들의 원호 길이에 비해 짧은 원호 길이로 형성되며,
상기 결합홈은 원주 방향 양단 내부가 각진 각형 홈으로 형성되고, 상기 결합돌기는 원주 방향 양단이 상기 결합홈의 양단에 대응하게 각진 돌기 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 차량 조향장치용 인텀샤프트. - 청구항 제3항에 있어서,
상기 결합홈들은 원주방향을 따라 상호 등간격으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량 조향장치용 인텀샤프트. - 청구항 제3항에 있어서,
상기 벨로우즈의 길이방향 양 단부 영역에는 내향 절곡된 복수의 걸림편이 형성되어 있으며, 상기 걸림편들에 대응하는 상기 솔리드샤프트의 외주면에는 상기 걸림편들이 걸림 유지되는 걸림홈들이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 차량 조향장치용 인텀샤프트. - 청구항 제5항에 있어서,
상기 걸림홈들은 원주 방향을 따라 부분 원호 형상을 가지며, 걸림편들은 상기 걸림홈들의 원호 길이에 대해 유격을 갖는 짧은 원호 길이로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량 조향장치용 인텀샤프트. - 청구항 제3항에 있어서,
상기 벨로우즈의 길이방향 양 단부 영역과 상기 양 솔리드샤프트는 용접되는 것을 특징으로 하는 차량 조향장치용 인텀샤프트.
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