KR101964774B1 - 요크 - Google Patents

Abstract

일단에서 타단으로 관통 형성된 세레이션홀을 가지는 요크 몸체 및, 요크 몸체에서 서로 나란하며 서로 이격되게 연장되는 한 쌍의 날개부를 포함하며, 요크 몸체에는 세레이션홀부터 한 쌍의 날개부 중 어느 한쪽으로 연장되게 형성되는 절개부와, 절개부를 통과하도록 요크 몸체의 일측면에서 타측면으로 관통되게 볼트 결합홀이 형성되며, 요크 몸체의 일측면에는 볼트 결합홀의 주변으로 돌출부가 돌출 형성되고, 돌출부가 형성된 일측면의 반대측 타측면에는 볼트 결합홀의 주변에 홈부가 인입 형성되는 것을 특징으로 하는 요크가 개시된다.

Description

요크{A YOKE}

본 발명은 요크에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유니버셜 조인트를 이루어 동력전달을 할 수 있도록 샤프트 또는 파이프에 결합되는 요크에 관한 것이다.

자동차 전동조향시스템(MDPS)의 주요 부품 중 칼럼 및 인텀샤프트 등은 길이가 길고 복잡하며, 정밀도가 높아 성형이 매우 곤란하나, 사고시 인명의 안전과 직결되는 바 제조시 정밀성과 강성 등이 요구된다.

이에, 상기 조향칼럼의 주요 부품 가운데 하나인 토션 조인트 요크에 대해 살펴보면 먼저, 요크는 열연 강판을 밴딩한 후 용접하여 제조하고, 상기 요크의 회전력을 샤프트에 전달하도록 내부의 형상이 사각으로 형성된 링을 요크 내부에 결합한다. 이때, 상기 요크를 밴딩하면, 정확한 진원도가 나오지 않으므로, 샤프트와 요크 사이의 공간에 레진을 채워 면압을 높여줌으로써 샤프트와 요크가 헛돌지 않도록 구성한다.

그러나 상기한 바와 같이 요크는 판재를 밴딩하여 용접하기 때문에, 한 사이클에서 한 개의 제품만을 가공할 수밖에 없어 생산성이 크게 저하되는 문제점이 있고, 또한, 요크의 비틀림 운동시 용접부가 취약하여 용접부의 결함이 발생할 소지가 큰 문제도 있다.

더욱이, 상기한 용접작업과 함께 여러 번의 부품 결합작업을 통해 제품을 생산하게 됨으로써, 생산력 저하는 물론 제품의 단가가 상승하는 문제가 있고, 또한 중량의 열연 강판을 사용하여 요크를 제조하므로, 연비 불충분으로 인해 제품의 경쟁력이 떨어지는 문제도 있다.

도 1은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 단조 가공을 통해 제조되는 스티어링 요크(10; Steering Yoke)를 나타낸 것으로, 그 구성을 살펴보면 요크 몸체(11)와, 요크 몸체(11)에서 양 갈래로 분리되어 서로 대칭되게 형성되는 한 쌍의 날개부(12,13)를 가진다.

요크 몸체(11)에는 축부(23)의 세레이션부(27)에 접속하기 위한 세레이션홀(14)이 관통 형성되고, 축부(23)의 양단부에는 세레이션부(25,27)가 각각 형성된다. 세레이션홀(14)에서 어느 한쪽 날개부(12) 쪽으로 절개되어 절개부(15)가 형성되고, 그 절개부(15)를 기준으로 요크 몸체(11)의 양단으로 관통되도록 볼트 결합홀(16)이 형성된다. 상기 볼트 결합홀(16)은 나사선이 형성되지 않은 드릴공(h1)과, 나사선이 형성된 나사홀(h2)로 구분될 수 있으며, 드릴공(h1)과 나사홀(h2)은 절개부(15)에 의해 경계가 구분되고, 절개부(15)로 체결볼트(28)가 노출될 수 있게 형성된다.

또한, 요크 몸체(11)의 양단 중에서 볼트 결합홀(16)에 결합되는 체결볼트(28)의 헤드(28a)가 접촉되는 부분에는 그 일측면(s1)으로부터 돌출되게 돌출부(17)가 형성된다.

또한, 상기 날개부(12,13) 각각에는 서로 동축적으로 이어홀(12a,13a)이 형성된다.

상기 구성을 가지는 요크(10)를 가공하기 위해서는 단조 가공된 피 가공물(가공전이 요크 구조물)을 여러 단계의 가공공정을 거쳐서 정밀 가공하게 된다.

이 중에서 상기 볼트 결합홀(16)은 가공툴을 이용하여 복수 단계에 걸쳐서 드릴링 가공하여 형성하게 되는데, 가공 공정에서 상기 돌출부(17)가 형성된 일측면(s1)의 반대측 타측면(s2) 쪽으로 볼트 결합홀(16)의 경계부분에서 버(18;bur)가 생성될 수 있다. 이러한 버(18; burr)는 돌출부(17)의 외측으로 미세하게 돌출 형성된다.

그런데 상기와 같이 생성된 버(18)는 요크(10)의 다음 가공공정 또는 조립 공정을 위해 이동시에 주변이 구조물과 충돌하여 뭉개지면서 볼트 결합홀(16) 내부로 들어갈 수 있다. 이와 같이 버(18)가 변형되어 볼트 결합홀(16) 내부로 들어가게 되면, 체결볼트(28)의 체결이 원활하게 이루어지지 않아 불량의 요인이 될 수 있다. 또한, 가공된 볼트 결합홀(16)을 검사하기 위해 볼트 결합홀(16) 내부로 측정센서나 측정기구를 삽입할 때, 버(18)에 의해 방해를 받아 정상적인 측정공정이 이루어지지 못하는 문제가 있다.

따라서 정상적인 품질검사가 이루어지지 못하여 요크의 불량률이 증가하고, 제품의 신뢰성이 저하되는 문제가 있다.

대한민국 공개특허 제10-2011-0037624호

본 발명은 상술한 바와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 볼트 결합홀의 가공시 발생되는 버에 의한 제품의 불량을 해소할 수 있도록 구조가 개선된 요크를 제공하는데 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 요크는, 일단에서 타단으로 관통 형성된 세레이션홀을 가지는 요크 몸체; 및 상기 요크 몸체에서 서로 나란하며, 서로 이격되게 연장되는 한 쌍의 날개부;를 포함하며, 상기 요크 몸체에는 상기 세레이션홀부터 상기 한 쌍의 날개부 중 어느 한쪽으로 연장되게 형성되는 절개부와, 상기 절개부를 통과하도록 상기 요크 몸체의 일측면에서 타측면으로 관통되게 볼트 결합홀이 형성되며, 상기 요크 몸체의 일측면에는 상기 볼트 결합홀의 주변으로 돌출부가 돌출 형성되고, 타측면에는 면취면이 평평하게 가공 형성되고, 상기 면취면에는 상기 볼트 결합홀의 주변에 홈부가 인입 형성되는 것을 특징으로 한다.

이로써, 볼트 결합홀 가공시 생성되는 버가 돌출부 외측으로 돌출되는 것을 최소화할 수 있다.

여기서, 상기 홈부는 상기 볼트 결합홀과 동축적으로 형성되는 것이 바람직하다.

이로써, 홈부에 의해 볼트 결합홀과 평평한 타측면 사이를 이격시켜서 볼트 결합홀 테두리에 형성되는 버가 홈부에 수용되도록 하여 변형을 최소화하여 볼트 결합홀 내부로 버가 삽입되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 볼트 결합홀은 상기 절개부를 기준으로 나사선이 형성되지 않은 드릴공과, 나사선이 형성된 나사홀을 가지며, 상기 홈부는 상기 드릴공이 형성된 쪽에 형성되는 것이 좋다.

따라서 나사홀 가공시 생성되는 버로 인한 문제를 해결할 수 있다.

본 발명의 요크에 따르면, 요크 몸체의 외측면으로부터 인입되게 홈부를 형성하되, 돌출부의 반대측 외측면의 면취면으로부터 인입되고 볼트 결합홀의 주변에 위치되도록 가공함으로써, 볼트 결합홀의 가공시 평평한 면취면 쪽으로 돌출되게 생성되는 버가 면취면의 외부로 돌출되는 것을 억제할 수 있다.

즉, 생성된 버가 면취면으로 돌출시 변형되어 볼트 결합홀로 삽입되는 문제를 해결할 수 있으며, 버가 홈부에 의해 형성된 공간에 위치하게 되므로, 외부 물체와 충돌하는 것을 방지하여 변형을 방지함으로써 버가 볼트 결합홀로 삽입되어 체결 볼트와의 체결을 방해하던 문제를 해결할 수 있다.

따라서 볼트 결합홀 내부로 버가 삽입되는 것을 방지하여 체결볼트를 체결하거나, 그에 앞서 볼트 결합홀 내부로 측정기구나 센서 등을 삽입할 때 발생되는 문제를 해결하여 불량률을 현저하게 낮출 수 있게 된다.

도 1은 단조 가공을 통해 제조되는 일반적인 스티어링 요크를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 요크를 발췌하여 보인 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 요크의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 요크를 나타내 보인 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 요크를 나타내 보인 평면도이다.
도 6은 도 5의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도이다.
도 7은 도 6의 요부를 확대하여 보인 요부 확대도이다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 요크를 첨부된 도면을 참조하여 자세히 설명하기로 한다.

도 4 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 요크(100)는 요크몸체(110)와, 요크 몸체(110)에서 동일 방향으로 연장된 제1 및 제2날개부(120,130)를 가진다.

상기 날개부(120,130)는 서로 이격되어 나란하게 형성되며, 그 각각에는 서로 동축적으로 이어홀(121,131)이 형성된다.

상기 요크 몸체(110)에는 세레이션홀(140)이 일단에서 타단으로 관통 형성된다. 또한, 요크 몸체(110)에는 세레이션홀(140)에서 어느 한쪽 날개부(120) 쪽으로 절개된 절개부(150)가 형성된다.

또한, 요크 몸체(110)에는 절개부(150)를 기준으로 일측면(S1)에서 타측면(S2)으로 관통되도록 볼트 결합홀(160)이 형성된다. 상기 볼트 결합홀(160)은 나사선이 형성되지 않은 드릴공(161)과, 나사선이 형성된 나사홀(163)로 구분될 수 있으며, 드릴공(161)과 나사홀(163)은 절개부(150)에 의해 경계가 구분되고, 절개부(150)로 체결볼트(미도시)가 노출될 수 있게 형성된다.

또한, 요크 몸체(110)의 일측면(S1)과 타측면(S2) 중에서 볼트 결합홀(160)에 결합되는 체결볼트의 헤드가 접촉되는 일측면(S1)으로부터 돌출되게 돌출부(170)가 형성된다. 그리고 돌출부(170)가 형성되지 않은 반대측의 타측면(S2)에는 체결볼트와 체결될 너트가 밀착되도록 평평하게 면취 가공된 면취면(S3)이 형성된다.

상기 평평한 구조를 갖는 면취면(S2)의 볼트 결합홀(160) 주변에는 홈부(173)가 형성된다.

홈부(173)는 볼트 결합홀(160)의 주변으로 형성되며, 볼트 결합홀(160)과 동축적으로 원호 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같이, 볼트 결합홀(160)을 가공하기 전에 볼트 결합홀(160)이 가공될 부분에 홈부(173)를 형성한 상태에서 홈부(173)의 중앙 부분에 볼트 결합홀(160)을 가공하게 되면, 볼트 결합홀(160)의 가공시 면취면(S3)과의 경계 부분에서 버(bur)(180)가 생성되더라도, 면취면(S3)의 외측으로 돌출되지 않고 홈부(173)의 내부에 위치하게 된다.

즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 볼트 결합홀(160)의 테두리 부분에 생성된 버(180)는 요크 몸체(110)의 평평한 면취면(S3)으로 돌출되지 않으므로, 체결볼트의 체결시 또는 측정기구를 삽입시 방해를 하지 않게 되어 체결볼트를 정상적으로 체결할 수 있게 된다.

또한, 홈부(173) 내측에 위치한 버(180)는 요크 몸체(110)의 면취면(S3)의 외부로 돌출되지 않으므로 외부의 대상물과 충돌하여 변형되면서 볼트 결합홀(160) 내부로 진입되거나, 볼트 결합홀(160)을 차단하는 등의 문제를 근본적으로 해결할 수 있게 된다.

또한, 보다 과장되게 가정을 하여 볼트 결합홀(160)의 가공시 발생되는 버가 면취면(S3)의 외측으로 돌출되게 형성된다고 하더라고, 이와 같이 형성된 버는 외부의 물체와 접촉되어 눌려서 변형되더라도 홈부(173) 내부로 진입되어 수용되므로, 볼트 결합홀(160) 내부로 직접 진입되어 차단하는 것을 방지할 수 있게 된다. 이와 같이, 홈부(173)는 버(180)가 수용될 수 있는 공간을 제공함으로써, 버(180)가 볼트 결합홀(160) 내부로 진입되어 차단하는 것을 방지할 수 있다.

따라서 가공중이나 가공 완료된 요크(100)를 이동시 버(180)가 변형되어 볼트 결합홀(160)을 차단하는 것을 방지함으로써, 체결볼트를 볼트 결합홀(160)에 정확하게 체결할 수 있게 되어 불량률을 현저하게 낮출 수 있고, 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 볼트 결합홀(160)의 가공 상태를 검사하기 위한 측정기구를 볼트 결합홀(160)에 삽입시, 버에 의해 방해되는 것을 방지하여 가공된 요크의 검사의 정확도를 향상시킬 수 있고, 측정 오류를 방지하여 불량률을 낮출 수 있게 된다.

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 청구범위의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

100..요크 110..요크 몸체
120,130..날개부 140..세레이션홀
150..절개부 160..볼트 체결공
170..돌출부 173..홈부
180..버

Claims (3)

1. 일단에서 타단으로 관통 형성된 세레이션홀을 가지는 요크 몸체; 및
   상기 요크 몸체에서 서로 나란하며, 서로 이격되게 연장되는 한 쌍의 날개부;를 포함하며,
   상기 요크 몸체에는 상기 세레이션홀부터 상기 한 쌍의 날개부 중 어느 한쪽으로 연장되게 형성되는 절개부와, 상기 절개부를 통과하도록 상기 요크 몸체의 일측면에서 타측면으로 관통되게 볼트 결합홀이 형성되며,
   상기 요크 몸체의 일측면에는 상기 볼트 결합홀의 주변으로 돌출부가 돌출 형성되고, 타측면에는 면취면이 평평하게 가공 형성되고,
   상기 면취면에는 상기 볼트 결합홀의 주변에 상기 볼트 결합홀과 동축적으로 홈부가 인입 형성되며,
   상기 볼트 결합홀은 상기 절개부를 기준으로 나사선이 형성되지 않은 드릴공과, 나사선이 형성된 나사홀을 가지며,
   상기 홈부는 상기 드릴공이 형성된 쪽에 형성되어 상기 드릴공의 가공시 발생되는 버가 상기 면취면 외측으로 돌출되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 요크.
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