KR102105339B1 - 스티어링 장치의 인터미디에이트 샤프트 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스티어링 장치의 인터미디에이트 샤프트에 관한 것으로, 내부에 중공이 형성되고, 내측면에 제1 그루브가 축방향을 따라 형성되되 방사상으로 다수 개가 형성되며, 일단이 개방되는 튜브; 외측면에 제2 그루브가 축방향을 따라 형성되되 방사상으로 다수 개가 형성되고, 선단이 상기 튜브의 개방된 단부로 삽입되어 상기 제2 그루브가 상기 제1 그루브에 대응되는 샤프트; 상기 튜브 및 상기 샤프트 사이에 개재되어 상기 제1 그루브 및 상기 제2 그루브에 맞물리는 슬라이딩부재; 및 상기 샤프트 선단에 결합되어 상기 제1 그루브 및 상기 제2 그루브에 맞물리는 토크전달부시를 포함하여 구성된다.
이에 따라 슬라이딩부재가 파손되거나 제 위에서 이탈되더라도 토크전달부시를 통해 튜브의 회전력을 샤프트로 전달할 수 있어 안정적인 조향 기능을 제공할 수 있다.

Description

스티어링 장치의 인터미디에이트 샤프트 {INTERMEDIATE SHAFT OF STEERING APPARATUS}
본 발명은 스티어링 장치의 인터미디에이트 샤프트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 슬라이딩부재 이외에 토크전달부시가 구비되어 슬라이딩부재가 이탈했을 시 보조적으로 회전력을 전달할 수 있는 스티어링 장치의 인터미디에이트 샤프트에 관한 것이다.
일반적으로 차량은 운전자가 스티어링 휠을 조작함에 따라 바퀴가 좌우로 움직임으로써 주행 방향이 결정된다. 이때, 스티어링 휠과 바퀴 사이에는 조향장치(Steering device)가 구비되어 스티어링 휠의 움직임이 조향장치를 통해 바퀴로 전달되다. 이러한 조향장치는 운전자의 신체조건에 따라 운전자가 스티어링 휠의 위치를 조절할 수 있도록 틸트 장치 및 텔레스코픽 장치가 구비되는 스티어링 컬럼, 스티어링 컬럼의 회전을 바퀴 축에 전달하는 인터미디에이트 샤프트를 포함한다.
종래의 인터미디에이트 샤프트가 ‘특허문헌 1’에 게재되어 있다. ‘특허문헌 1’은 차량용 스티어링 샤프트에 관한 것으로, 압형축(10), 상기 압형축(10)에 삽입되는 수형축(20) 및 상기 압형축(10)과 상기 수형축(20) 사이에 설치되어 압형축(10)으로부터 전달된 회전력을 수형축(20)으로 전달하는 니들핀 리테이너(30)로 이루어지는 구성이 개시되어 있다.
그러나 종래의 인터미디에이트 샤프트는 스티어링 조작 과정에서 니들핀 리테이너(30)가 파손되거나, 제 위치에서 이탈될 경우 압형축(10)에서 수형축(20)으로 회전력이 전달되지 않는 문제점이 있다. 특히, 니들핀 리테이너(30)는 사고로 인한 1차 충돌에 의해 파손되거나 이탈될 수 있는데, 이 경우 조향장치 고장으로 인해 2차 사고가 일어날 수 있다.
KR 10-2011-0124914 A1 (2011. 11. 18.)
본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 슬라이딩부재 이외에 토크전달부시가 구비되어 슬라이딩부재가 이탈했을 시 보조적으로 회전력을 전달할 수 있는 스티어링 장치의 인터미디에이트 샤프트를 제공하는 것이다.
위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 스티어링 장치의 인터미디에이트 샤프트는 내부에 중공이 형성되고, 내측면에 제1 그루브가 축방향을 따라 형성되되 방사상으로 다수 개가 형성되며, 일단이 개방되는 튜브; 외측면에 제2 그루브가 축방향을 따라 형성되되 방사상으로 다수 개가 형성되고, 선단이 상기 튜브의 개방된 단부로 삽입되어 상기 제2 그루브가 상기 제1 그루브에 대응되는 샤프트; 상기 튜브 및 상기 샤프트 사이에 개재되어 상기 제1 그루브 및 상기 제2 그루브에 맞물리는 슬라이딩부재; 및 상기 샤프트 선단에 결합되어 상기 제1 그루브 및 상기 제2 그루브에 맞물리는 토크전달부시를 포함하여 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.
본 발명에 따른 스티어링 장치의 인터미디에이트 샤프트는 슬라이딩부재가 파손되거나 제 위에서 이탈되더라도 토크전달부시를 통해 튜브의 회전력을 샤프트로 전달할 수 있어 안정적인 조향 기능을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 스티어링 장치의 인터미디에이트 샤프트의 사시도
도 2는 튜브의 일부를 절개하여 도시한 도 1의 사시도
도 3은 샤프트를 도시한 사시도
도 4는 도 3의 일부 분해사시도
도 5는 튜브의 일부를 절개하여 도시한 사시도
도 6은 도 5의 일부 분해사시도
도 7 내지 도 9는 토크전달부시의 실시예를 도시한 사시도
아래에서는 본 발명에 따른 스티어링 장치의 인터미디에이트 샤프트를 첨부된 도면을 통해 더욱 상세히 설명한다.
본 발명은 스티어링 장치의 인터미디에이트 샤프트에 관한 것으로, 도 1은 본 발명에 따른 스티어링 장치의 인터미디에이트 샤프트의 사시도, 도 2는 튜브의 일부를 절개하여 도시한 도 1의 사시도, 도 3은 샤프트를 도시한 사시도, 도 4는 도 3의 일부 분해사시도, 도 5는 튜브의 일부를 절개하여 도시한 사시도 및 도 6은 도 5의 일부 분해사시도이다.
본 발명에 따른 스티어링 장치의 인터미디에이트 샤프트는 내부에 중공이 형성되고, 내측면에 제1 그루브가 축방향을 따라 형성되되 방사상으로 다수 개가 형성되며, 일단이 개방되는 튜브; 외측면에 제2 그루브가 축방향을 따라 형성되되 방사상으로 다수 개가 형성되고, 선단이 튜브의 개방된 단부로 삽입되어 제2 그루브가 제1 그루브에 대응되는 샤프트; 튜브 및 샤프트 사이에 개재되어 제1 그루브 및 제2 그루브에 맞물리는 슬라이딩부재; 및 샤프트 선단에 결합되어 제1 그루브 및 제2 그루브에 맞물리는 토크전달부시를 포함하여 구성된다.
아래에서는 각 구성요소에 대하여 상세히 설명한다.
튜브(10)는 스티어링 컬럼(미도시)으로부터 전달된 회전을 전달받는 구성이다. 튜브(10)는 일단에 제1 유니버설 조인트(11)가 형성되어 스티어링 컬럼과 연결되고, 내부에 중공이 형성되되 타단이 개방된 형태로 이루어져 중공이 외부로 노출된다. 이때 튜브(10)의 중공 내측면에는 튜브(10)의 축방향{또는 튜브(10)의 길이방향}을 따라 제1 그루브(12)가 형성되고, 제1 그루브(12)는 방사상으로 다수 개가 형성된다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이 튜브(10) 내주연의 원 둘레방향을 따라 다수 개가 나란하게 형성된다.
샤프트(20)는 튜브(10)에 인입 및 인출되고, 튜브(10)로부터 전달된 회전력을 랙앤피니언(미도시)으로 전달하는 구성이다. 샤프트(20)는 일단에 제2 유니버설 조인트(21)가 형성되어 랙앤피니언(미도시)과 연결되고, 타단은 튜브(10)의 개방된 단부로 삽입되어 튜브(10)의 중공 내에 위치된다. 샤프트(20) 중 튜브(10)로 삽입되는 부분의 외주연에는 샤프트(20)의 축방향{또는 샤프트(20)의 길이방향}을 따라 제2 그루브(22)가 형성되고, 제2 그루브(22)는 방사상으로 다수 개가 형성된다. 즉, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 샤프트(20) 외주연의 원 둘레방향을 따라 다수 개가 나란하게 형성되어 샤프트(20)가 튜브(10)에 삽입됐을 시 튜브(10)의 제1 샤프트(20)와 마주하도록 위치된다.
한편, 샤프트(20) 중 튜브(10)로 삽입되는 선단에는 체결홀(24) 또는 결합돌기(26)가 더 형성될 수 있는데, 이와 관련해서는 후술한다.
슬라이딩부재(30)는 튜브(10) 및 샤프트(20) 사이에 개재되어 맞물림으로써 튜브(10)로부터 전달된 회전력이 샤프트(20)로 전달되도록 하고, 샤프트(20)가 튜브(10)에 대해 인입되거나 인출될 수 있도록 하는 구성이다. 슬라이딩부재(30)는 도 2에 도시된 바와 같이 리테이너(32); 및 리테이너(32)상에 돌출 형성되는 회전볼(34)로 이루어진다.
리테이너(32)는 중공이 형성되는 원통 형상으로 이루어지고, 별도로 표기는 되지 않았으나 수용공이 둘레를 따라 형성된다.
회전볼(34)은 리테이너(32)의 수용공에 설치되어 리테이너(32) 외주연 및 내주연으로 돌출된다. 돌출된 회전볼(34)은 튜브(10)의 제1 그루브(12) 및 샤프트(20)의 제2 그루브(22)에 동시에 삽입된다. 이에 따라 튜브(10)가 회전될 시 회전볼(34)을 통해 샤프트(20)로 회전력이 전달된다. 또한, 회전볼(34)은 리테이너(32)에 대해 자유롭게 회전이 가능하므로 샤프트(20)가 튜브(10)에 대해 인입 또는 인출될 시 제1 그루브(12) 및 제2 그루브(22)를 따라 롤링(Rolling)됨으로써 각 그루브(12, 22)와의 마찰을 최소화시킨다.
토크전달부시(40)는 튜브(10)로부터 전달된 회전력을 샤프트(20)로 전달하되, 보조적으로 전달하는 역할을 하는 구성이다. 즉, 기본적으로는 슬라이딩부재(30)가 회전력을 전달하는 역할을 하나, 슬라이딩부재(30)가 제 위치에서 이탈되거나 파손되어 튜브(10)의 회전력이 샤프트(20)로 전달되지 않는 경우에 대비하여 상기 회전력 전달을 보완하는 구성이다. 이러한 토크전달부시(40)는 샤프트(20) 선단에 위치되는 본체부(42); 본체부(42)의 측면 둘레를 따라 다수 개가 돌출 형성되어 제1 그루브(12)와 제2 그루브(22)에 삽입되는 돌기부(44); 및 본체부(42)와 샤프트(20) 선단에 체결되어 본체부(42)를 고정시키는 체결부(46)를 포함하여 구성된다.
본체부(42)는 도 4에 도시된 바와 같이 중공(43)이 형성되는 원판 형상으로 이루어진다.
돌기부(44)는 도 4에 도시된 바와 같이 본체부(42)의 측면 둘레를 따라 돌출 형성되어 바깥쪽면은 튜브(10)의 제1 그루브(12)에 삽입되고, 안쪽면은 샤프트(20)의 제2 그루브(22)에 삽입된다.
체결부(46)는 헤드가 형성되는 볼트 형상으로 이루어져 샤프트(20) 선단에 형성된 체결홀(24)에 체결됨으로써 본체부(42)를 샤프트(20)에 고정시킨다.
이에 따라 슬라이딩부재(30)가 이탈되거나 파손되어 튜브(10)와 샤프트(20) 사이에 회전력을 전달하는 구성이 없더라도 토크전달부시(40)의 돌기부(44)로 인해 보조적으로 회전력을 전달할 수 있다.
이탈방지링(50)은 슬라이딩부재(30)가 튜브(10) 내에서 외부로 이탈되는 것을 방지하는 부가적인 구성으로, 도 6에 도시된 바와 같이 링 형상으로 이루어지되 일부에 절개부(52)가 형성되어 ‘C’자 형상과 같이 형성된다. 이탈방지링(50)이 설치되기 위해 튜브(10)의 개방된 단부 내측면에는 안착홈(14)이 형성된다. 이에 따라 이탈방지링(50)이 설치될 시 절개부(52)로 인해 굽힌 다음 안착홈(14)에 설치되면 탄성에 의해 원래 형태로 복원됨으로써 이탈방지링(50)이 설치된다.
또한, 이탈방지링(50)이 용이하게 설치되기 위해 튜브(10)의 개방부측 단부와 안착홈(14) 사이에 경사면(15)이 형성될 수 있는데, 경사면(15)은 상기 단부에서 안착홈(14)으로 갈수록 폭이 좁아지도록 경사지게 형성됨으로써 이탈방지링(50)이 안착홈(14)으로 이동될 시 자연스럽게 굽히도록하여 설치가 용이하도록 한다.
이에 따라 이탈방지링(50)은 튜브(10) 내에 돌출 형성됨으로써 삽입된 슬라이딩부재(30)의 이탈을 방지할 수 있고, 튜브(10)의 외부로 노출되지 않아 충격에 의해 파손되기 어려워 안정적으로 슬라이딩부재(30)의 이탈을 방지할 수 있는 장점이 있다.
도 7 내지 도 9는 토크전달부시의 실시예를 도시한 사시도이다.
한편, 위에서 설명한 바와 같이 토크전달부시(40)는 체결부(46)를 통해 샤프트(20)에 설치될 수도 있지만, 필요에 따라 샤프트(20)에 형성된 결합돌기(26)에 고정됨으로써 설치될 수도 있다. 이때 토크전달부시(40)에는 체결부(46)가 별도로 필요하지 않다. 아래에서는 결합돌기(26)의 형상에 따른 토크전달부시(40)의 결합 구조의 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.
제1 실시예로, 결합돌기(26)는 도 7에 도시된 바와 같이 샤프트(20) 중 튜브(10)에 삽입되는 측 단부에 돌출 형성된다. 그리고 토크전달부시(40)의 본체부(42)가 결합돌기(26)에 삽입됨으로써 고정되는데, 결합돌기(26)의 외주연에 고정쐐기(27)가 형성됨으로써 토크전달부시(40)의 본체부(42)가 결합돌기(26)에 단단히 고정될 수 있으며, 아울러 토크전달부시(40)의 강도 보강을 위하여 본체부(42)의 측면 둘레를 따라 돌출 형성되는 다수 개의 돌기부(44) 사이에는 본체부(42)로부터 연장된 보강라운드부(45)가 일체로 형성된다. 이때 고정쐐기(27)는 두 가지 형태로 형성될 수 있는데, 본체부(42)가 결합돌기(26)에 삽입된 다음 결합돌기(26) 주변이 코킹(Caulking)됨으로써 본체부(42)와 결합돌기(26) 사이의 빈공간에 고정쐐기(27)가 형성될 수 있다. 그리고 도 8에 도시된 바와 같이 결합돌기(26)의 둘레방향을 따라 다수 개의 고정쐐기(27)가 형성될 수 있다. 이 경우, 본체부(42)는 결합돌기(26)에 압입됨으로써 설치되며, 본체부(42)에는 결합돌기(26)의 외부 돌출을 방지하기 위한 수용홈부(42a)가 형성된다.
제2 실시예로, 결합돌기(26)는 도 9에 도시된 바와 같이 샤프트(20) 중 튜브(10)에 삽입되는 측 단부에 돌출 형성되되 선단에 고정플랜지(28)가 형성되고, 고정플랜지(28)가 토크전달부시(40)의 본체부(42)를 구속함으로써 토크전달부시(40)가 샤프트(20)에 고정될 수 있다. 제2 실시예는 본체부(42)가 삽입될 수 있는 크기로 결합돌기(26)가 형성되어 본체부(42)가 삽입된 다음, 결합돌기(26)의 선단이 리베팅(Rivetting)됨으로써 고정플랜지(28)가 형성된다.
10: 튜브 11: 제1 유니버설 조인트
12: 제1 그루브 14: 안착홈
15: 경사면 20: 샤프트
21: 제2 유니버설조인트 22: 제2 그루브
24: 체결홀 26: 결합돌기
27: 고정쐐기 28: 고정플랜지
30: 슬라이딩부재 32: 리테이너
34: 회전볼 40: 토크전달부시
42: 본체부 43: 중공
44: 돌기부 46: 체결부
50: 이탈방지링 52: 절개부

Claims (8)

  1. 내부에 중공이 형성되고, 내측면에 제1 그루브가 축방향을 따라 형성되되 방사상으로 다수 개가 형성되며, 일단이 개방되는 튜브;
    외측면에 제2 그루브가 축방향을 따라 형성되되 방사상으로 다수 개가 형성되고, 선단이 상기 튜브의 개방된 단부로 삽입되어 상기 제2 그루브가 상기 제1 그루브에 대응되는 샤프트;
    상기 튜브 및 상기 샤프트 사이에 개재되어 상기 제1 그루브 및 상기 제2 그루브에 맞물리는 슬라이딩부재 및
    상기 샤프트 선단에 결합되어 상기 제1 그루브 및 상기 제2 그루브에 맞물리는 토크전달부시를 포함하며,
    상기 샤프트 선단에 결합돌기가 돌출 형성되고,
    상기 토크전달부시는,
    내부로 상기 결합돌기가 끼워져 상기 샤프트 선단에 고정되는 본체부; 상기 본체부의 측면 둘레를 따라 다수 개가 돌출 형성되어 상기 제1 그루브와 상기 제2 그루브에 삽입되는 돌기부; 상기 본체부로부터 연장되어 상기 다수 개의 돌기부 사이에 일체로 형성되는 보강라운드부로 구성되며,
    상기 본체부 및 상기 결합돌기 사이에 코킹에 의한 고정쐐기가 형성되는 것을 특징으로 하는 스티어링 장치의 인터미디에이트 샤프트.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 본체부에 수용홈부가 함몰 형성되는 것을 특징으로 하는 스티어링 장치의 인터미디에이트 샤프트.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 튜브의 개방된 단부 내측면에 이탈방지링이 설치되어 상기 슬라이딩부재의 이탈을 방지하는 것을 특징으로 하는 스티어링 장치의 인터미디에이트 샤프트.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 이탈방지링은 탄성 변형 가능하게 링의 일부에 절개부가 형성되는 것을 특징으로 하는 스티어링 장치의 인터미디에이트 샤프트.
  8. 청구항 6 또는 청구항 7에 있어서,
    상기 튜브 내주연에는, 상기 이탈방지링이 설치되는 안착홈 및 상기 안착홈을 향해 경사진 경사면이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 스티어링 장치의 인터미디에이트 샤프트.
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