KR102651814B1 - 스티어링 컬럼용 알루미늄 유조인트 - Google Patents

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KR102651814B1 KR1020170003545A KR20170003545A KR102651814B1 KR 102651814 B1 KR102651814 B1 KR 102651814B1 KR 1020170003545 A KR1020170003545 A KR 1020170003545A KR 20170003545 A KR20170003545 A KR 20170003545A KR 102651814 B1 KR102651814 B1 KR 102651814B1
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Abstract

본 발명의 스티어링 컬럼용 알루미늄 유조인트는, 차량 운전자의 조향각을 파워 스티어링 기어 박스(POWER STEERING GEAR BOX)에 정확하게 전달하기 위한 스티어링 컬럼용 알루미늄 유조인트에 있어서, 스티어링 컬럼과 연결되는 슬라이드 튜브와, 상기 슬라이드 튜브 내측을 길이 방향으로 이동하며 상기 슬라이드 튜브와 세레이션 결합되는 슬라이드 샤프트로 구성된 구동 샤프트 어셈블리; 상기 구동 샤프트 어셈블리가 가로질러 설치되며 차체에 고정된 더스트 커버; 상기 구동 샤프트 어셈블리의 슬라이드 샤프트와 십자 조인트를 통해 연결되는 종동 샤프트; 및 상기 종동 샤프트와 상기 파워 스티어링 기어 박스를 연결하는 더블 카단 조인트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

스티어링 컬럼용 알루미늄 유조인트{Aluminum u-joint for steering column}
본 발명은 스티어링 컬럼용 알루미늄 유조인트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 알루미늄을 적용하여 전체 중량을 줄여주는 스티어링 컬럼용 알루미늄 유조인트에 관한 것이다.
일반적으로 차량 운전자의 조향각을 파워 스티어링 기어 박스(POWER STEERING GEAR BOX)에 정확하게 전달하기 위하여 유 조인트(U-JOINT)가 사용된다.
이러한 유 조인트는 스티어링 칼럼과 스티어링 기어 박스 사이에 장착되며, 스티어링 칼럼은 차량 실내에 위치되며, 스티어링 기어 박스는 엔진룸에 위치되는 것으로서, 이러한 두가지 부품은 통상 유조인트로 연결되게 된다.
그러나, 종래의 유조인트의 더블 카단 조인트는 스틸 소재가 적용되어 중량 및 전체 패키지가 증가되어 사용에 많은 제약이 따르게 된다.
또한, 유조인트의 실외측 요크에 더블 카단 적용에 따라 조인트 커버의 조립에 어려움이 발생한다.
뿐만 아니라, 입구 내경 및 내측 내경의 편차 과다로 인해 제품형상 구현이 어려웠다. 특히 금형 코어 추출시 찢어짐이 발생하게 된다.
그리고, 종래의 유조인트의 샤프트와 튜브는 습동이 되어야 조립이 가능한 구조이다. 그러나 물류 이동 중 샤프트가 습동되어 빠져나오게 되어 실차 공정에서 오류가 발생하게 된다.
또한, 더스트 커버의 내측에 오일리스 베어링과 튜브 사이에 마찰이 발생하게 된다.
*또한, 타이어부터 올라오는 진동이 유조인트를 통해 사용자의 핸들로 직접전달된다.
따라서, 전체적으로 개선된 형태의 스티어링 컬럼용 알루미늄 유조인트의 개발이 요구되고 있는 실정이다.
한국등록특허 제0569128호(2006.04.03. 등록)
본 발명은 전술한 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 알루미늄을 적용하여 전체 중량을 줄여주는 스티어링 컬럼용 알루미늄 유조인트에 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 스티어링 컬럼용 알루미늄 유조인트는, 차량 운전자의 조향각을 파워 스티어링 기어 박스(POWER STEERING GEAR BOX)에 정확하게 전달하기 위한 스티어링 컬럼용 알루미늄 유조인트에 있어서, 스티어링 컬럼과 연결되는 슬라이드 튜브와, 상기 슬라이드 튜브 내측을 길이 방향으로 이동하며 상기 슬라이드 튜브와 세레이션 결합되는 슬라이드 샤프트로 구성된 구동 샤프트 어셈블리; 상기 구동 샤프트 어셈블리가 가로질러 설치되며 차체에 고정된 더스트 커버; 상기 구동 샤프트 어셈블리의 슬라이드 샤프트와 십자 조인트를 통해 연결되는 종동 샤프트; 및 상기 종동 샤프트와 상기 파워 스티어링 기어 박스를 연결하는 더블 카단 조인트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 더블 카단 조인트는, 요크 바디와, 상기 요크 바디와 스파이더에 의해 회전 가능하게 결합되며 상기 종동 샤프트와 결합되는 요크 이너와, 상기 요크 이너의 요크 바디 측 단부에 결합되는 이너 핀 슬라이드와, 상기 요크 바디와 스파이더에 의해 회전 가능하게 결합되며 상기 파워 스티어링 기어 박스와 연결하는 요크 아웃터와, 상기 요크 아웃터의 요크 바디 측 단부에 결합되어 상기 이너 핀 슬라이드와 대면하는 아웃터 베어링 커버 및 상기 이너 핀 슬라이드와 아웃터 베어링 커버 사이에 개재되는 스페리컬 베어링으로 구성되되, 상기 요크바디와 요크 이너 및 요크 아웃터는 알루미늄으로 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 더블 카단 조인트를 감싸는 조인트 커버가 더 구비되되, 상기 조인트 커버는 어퍼 커버와 로어 커버로 분할 형성되어 있어 상기 어퍼 커버가 로어 커버를 덮으며 훅(hook)에 의해 체결된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 더스트 커버는 상기 구동 샤프트 어셈블리가 가로지르도록 각각 관통공이 형성된 어퍼 커버와 로어 커버로 구분 형성되며, 상기 어퍼 커버와 로어 커버의 관통공 둘레를 따라 'ㄹ'자 단면의 변형부가 각각 형성되고, 상기 관통공과 구동 샤트프 어셈블리의 사이에는 오일리스 베어링이 개재된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 슬라이드 튜브의 개방 부위를 마감하며 그 중앙으로 상기 슬라이드 샤프트가 가로지르는 더스트 캡이 더 구비되며, 상기 슬라이드 튜브와 더스트 캡에는 각각 걸림턱이 형성되어 상호 걸림되고, 상기 슬라이드 샤프트는 대경부와 소경부로 구분된 부위에 단차부가 형성되며, 상기 더스트 캡에는 상기 단차부에 대응되는 스토퍼가 형성되고, 상기 스토퍼는 소경부의 외주면과 단차부의 모서리가 모두 닿도록 경사지게 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 오일리스 베어링과 슬라이드 튜브의 사이에는 플라스틱 부시가 구비되며, 상기 플라스틱 부시와 슬라이드 튜브의 사이에는 러버(rubber)가 개재된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 슬라이드 튜브의 단부에 결합되는 이너 샤프트와, 상기 이너 샤프트를 감싸는 러버 부시와, 상기 러버 부시를 감싸는 아웃터 튜브와, 상기 아웃터 튜브를 감싸는 디커플링 커버가 더 구비되며, 상기 이너 샤프트, 러버 부시, 아웃터 튜브 및 디커플링 커버의 내주면은 세레이션 결합된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 스티어링 컬럼용 알루미늄 유조인트에 따르면, 더블 카단 조인트의 형상 최적화 및 알루미늄 재질을 적용하여 중량 절감과 전체 패키지를 축소하는 효과를 제공한다.
또한, 조인트 커버의 구조 단순화로 원가 제작 용이하다.
또한, 더스트 캡에 미세 훅인 스토퍼를 적용하여 물류 이동시의 흔들림에도 슬라이드 샤프트의 흘러 내림을 방지하며, 유조인트를 조립시에는 일정 이상 부하시에만 슬라이드 샤프트의 단차부가 더스트 캡의 스토퍼를 타고 넘어가 이탈이 된다.
즉, 물류 이동중에는 샤트프가 이탈되지 않음, 조립시에 잡아 당기면 이탈이 되도록 구성된다.
또한, 플라스틱 부시와 슬라이드 튜브의 사이에 러버를 개재하여 조향 계통 진동 감쇄 및 차음성능이 향상된다.
또한, 러버 부시로 인해 타이어로부터 올라오는 진동을 감쇄하는 효과가 있다
도 1은 본 발명에 따른 스티어링 컬럼용 알루미늄 유조인트를 분해 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 결합상태를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 더블 카단 조인트를 분해 도시한 사시도이다.
도 4는 더블 카단 조인트를 도시한 단면도이다.
도 5는 도 2의 분리형 조인트 커버를 분해 도시한 사시도이다.
도 6은 도 2의 더스트 커버를 도시한 단면도이다.
도 7은 도 2의 구동 샤프트 어셈블리와 더스트 캡의 결합상태를 도시한 단면도이다.
도 8은 도 2의 구동 샤프트 어셈블리와 플라스틱 부스의 결합상태를 도시한 단면도이다.
도 9는 도 2의 디커플링 커버의 진동감쇄 구조를 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 스티어링 컬럼용 알루미늄 유조인트를 분해 도시한 사시도이며, 도 2는 도 1의 결합상태를 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2의 더블 카단 조인트를 분해 도시한 사시도이며, 도 4는 더블 카단 조인트를 도시한 단면도이고, 도 5는 도 2의 분리형 조인트 커버를 분해 도시한 사시도이며, 도 6은 도 2의 더스트 커버를 도시한 단면도이고, 도 7은 도 2의 구동 샤프트 어셈블리와 더스트 캡의 결합상태를 도시한 단면도이며, 도 8은 도 2의 구동 샤프트 어셈블리와 플라스틱 부스의 결합상태를 도시한 단면도이고, 도 9는 도 2의 디커플링 커버의 진동감쇄 구조를 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 9에 도시한 바와 같이, 차량 운전자의 조향각을 파워 스티어링 기어 박스(POWER STEERING GEAR BOX)에 정확하게 전달하기 위한 본 발명의 스티어링 컬럼용 알루미늄 유조인트(A)는, 스티어링 컬럼과 연결되는 슬라이드 튜브(110)와, 상기 슬라이드 튜브(110)의 내측을 길이 방향으로 이동하며 상기 슬라이드 튜브(110)와 세레이션 결합되는 슬라이드 샤프트(120)로 구성된 구동 샤프트 어셈블리(100)와, 상기 구동 샤프트 어셈블리(100)가 가로질러 설치되며 차체에 고정된 더스트 커버(200)와, 상기 구동 샤프트 어셈블리(100)의 슬라이드 샤프트(120)와 십자 조인트(310)를 통해 연결되는 종동 샤프트(300) 및 상기 종동 샤프트(300)와 상기 파워 스티어링 기어 박스를 연결하는 더블 카단 조인트(400)로 구성된다.
도 3 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 더블 카단 조인트(400)는 요크 바디(410)와, 상기 요크 바디(410)와 스파이더(421)에 의해 회전 가능하게 결합되며 상기 종동 샤프트(300)와 결합되는 요크 이너(420)와, 상기 요크 이너(420)의 요크 바디(410) 측 단부에 결합되는 이너 핀 슬라이드(430)와, 상기 요크 바디(410)와 스파이더(441)에 의해 회전 가능하게 결합되며 상기 파워 스티어링 기어 박스와 연결하는 요크 아웃터(440)와, 상기 요크 아웃터(440)의 요크 바디(410) 측 단부에 결합되어 상기 이너 핀 슬라이드(430)와 대면하는 아웃터 베어링 커버(450) 및 상기 이너 핀 슬라이드(430)와 아웃터 베어링 커버(450)의 사이에 개재되는 스페리컬 베어링(460)으로 구성된다.
또한, 상기 요크 바디(410)와 요크 이너(420) 및 요크 아웃터(440)는 알루미늄으로 형성된다.
이에 따라, 카단 조인트(400)에 알루미늄을 적용하여 본 발명의 유조인트의 전체 중량을 줄여주게 된다. 다만 그외 부분은 스틸 재질을 적용하여 강도 취약부를 보강하게 된다.
도 5에 도시한 바와 같이, 상기 더블 카단 조인트(400)를 감싸는 조인트 커버(500)가 더 구비되되, 상기 조인트 커버(500)는 어퍼 커버(510)와 로어 커버(520)로 분할 형성되어 있어 상기 어퍼 커버(510)가 로어 커버(520)를 덮으며 훅(hook)에 의해 체결된다.
이에 따라, 2피스 분리형 조인트 커버(500)를 적용하여 조립성을 개선하게 된다. 또한, 훅과 덮는 조립구조에 의해 수밀성을 확보하게 된다.
도 6에 도시한 바와 같이, 상기 더스트 커버(200)는 상기 구동 샤프트 어셈블리(100)가 가로지르도록 각각 관통공(211,221)이 형성된 어퍼 커버(210)와 로어 커버(220)로 구분 형성된다.
또한, 상기 어퍼 커버(210)와 로어 커버(220)의 관통공(211,221) 둘레를 따라 'ㄹ'자 단면의 변형부(212,222)가 각각 형성되어 스티어링 컬럼과 구동 샤프트 어셈블리의 상하 변위에 대응할 수 있게 된다.
이에 따라, 상기 어퍼 커버(210)와 로어 커버(220)로 구분 형성된 더스트 커버(200)에 의해 2중 구조를 적용하여 차음 성능이 향상된다. 더욱이 상하 분리형 구조에 따라 생산성이 확보된다.
그리고, 상기 관통공(211,221)과 구동 샤트프 어셈블리(100)의 사이에는 오일리스 베어링(230)이 개재된다.
도 7에 도시한 바와 같이, 상기 슬라이드 튜브(110)의 개방 부위를 마감하며 그 중앙으로 상기 슬라이드 샤프트(120)가 가로지르는 더스트 캡(600)이 더 구비된다.
또한, 상기 슬라이드 튜브(110)와 더스트 캡(600)에는 각각 걸림턱(111,601)이 형성되어 상호 걸림되고, 상기 슬라이드 샤프트(120)는 대경부(120a)와 소경부(120b)로 구분된 부위에 단차부(121)가 형성되며, 상기 더스트 캡(600)에는 상기 단차부(121)에 대응되는 스토퍼(602)가 형성된다.
그리고, 상기 스토퍼(602)는 소경부(120b)의 외주면과 단차부(121)의 모서리가 모두 닿도록 경사지게 형성된다.
이에 따라, 상기 슬라이드 튜브(110)의 단부에 더스트 캡(600)을 적용하여 물류 이동시에도 스토퍼(602)와 단차부(121)에 의해 슬라이드 샤프트(120)의 흘러내림을 방지하게 된다.
다만, 상기 슬라이드 샤프트(120)에 일정 이하 부하가 걸리게 되면 슬라이드 샤프트(120)의 단차부(121)는 스토퍼(602)를 타고 넘어가 이탈된다.
도 8에 도시한 바와 같이, 도 6에 도시된 상기 오일리스 베어링(230)과 슬라이드 튜브(110)의 사이에는 플라스틱 부시(700)가 구비되며, 상기 플라스틱 부시(700)와 슬라이드 튜브(110)의 사이에는 러버(710, rubber)가 개재된다.
이에 따라, 슬라이드 튜브(110)와 플라스틱 부시(700)의 사이에 러버(710)를 사출하여 그 틈새로 이음이 투과되는 것을 방지한다.
또한, 플라스틱 부시(700)에 의해 오일리스 베어링(230)과 슬라이드 튜브(110)가 직접 닿지 않아 슬라이드 튜브(110)의 내구성이 향상된다.
도 9에 도시한 바와 같이, 상기 슬라이드 튜브(110)의 단부에 결합되는 이너 샤프트(810)와, 상기 이너 샤프트(810)를 감싸는 러버 부시(820)와, 상기 러버 부시(820)를 감싸는 아웃터 튜브(830)와, 상기 아웃터 튜브(830)를 감싸는 디커플링 커버(840)가 더 구비되며, 상기 이너 샤프트(810), 러버 부시(820), 아웃터 튜브(830) 및 디커플링 커버(840)의 내주면은 세레이션 결합된다.
이에 따라, 상기 러버 부시에 의해 타이어로부터 올라오는 진동을 감쇄하여 사용자 핸들에 직접전달되는 것을 방지하게 된다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 기술적 범위는 전술한 실시 예에 한정되지 않고 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 이때, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 고려해야 할 것이다.
A - 스티어링 컬럼용 알루미늄 유조인트
100 - 구동 샤프트 어셈블리
200 - 더스트 커버
300 - 종동 샤프트
400 - 더블 카단 조인트
500 - 조인트 커버
600 - 더스트 캡
700 - 플라스틱 부시

Claims (7)

  1. 차량 운전자의 조향각을 파워 스티어링 기어 박스(POWER STEERING GEAR BOX)에 정확하게 전달하기 위한 스티어링 컬럼용 알루미늄 유조인트에 있어서,
    스티어링 컬럼과 연결되는 슬라이드 튜브와, 상기 슬라이드 튜브 내측을 길이 방향으로 이동하며 상기 슬라이드 튜브와 세레이션 결합되는 슬라이드 샤프트로 구성된 구동 샤프트 어셈블리;
    상기 구동 샤프트 어셈블리가 가로질러 설치되며 차체에 고정된 더스트 커버;
    상기 구동 샤프트 어셈블리의 슬라이드 샤프트와 십자 조인트를 통해 연결되는 종동 샤프트; 및
    상기 종동 샤프트와 상기 파워 스티어링 기어 박스를 연결하는 더블 카단 조인트;를 포함하여 구성되고,
    상기 더블 카단 조인트는,
    요크 바디와,
    상기 요크 바디와 스파이더에 의해 회전 가능하게 결합되며 상기 종동 샤프트와 결합되는 요크 이너와,
    상기 요크 이너의 요크 바디 측 단부에 결합되는 이너 핀 슬라이드와,
    상기 요크 바디와 스파이더에 의해 회전 가능하게 결합되며 상기 파워 스티어링 기어 박스와 연결하는 요크 아웃터와,
    상기 요크 아웃터의 요크 바디 측 단부에 결합되어 상기 이너 핀 슬라이드와 대면하는 아웃터 베어링 커버 및
    상기 이너 핀 슬라이드와 아웃터 베어링 커버 사이에 개재되는 스페리컬 베어링으로 구성되되,
    상기 요크바디와 요크 이너 및 요크 아웃터는 알루미늄으로 형성된 것을 특징으로 하는 스티어링 컬럼용 알루미늄 유조인트.
  2. 차량 운전자의 조향각을 파워 스티어링 기어 박스(POWER STEERING GEAR BOX)에 정확하게 전달하기 위한 스티어링 컬럼용 알루미늄 유조인트에 있어서,
    스티어링 컬럼과 연결되는 슬라이드 튜브와, 상기 슬라이드 튜브 내측을 길이 방향으로 이동하며 상기 슬라이드 튜브와 세레이션 결합되는 슬라이드 샤프트로 구성된 구동 샤프트 어셈블리;
    상기 구동 샤프트 어셈블리가 가로질러 설치되며 차체에 고정된 더스트 커버;
    상기 구동 샤프트 어셈블리의 슬라이드 샤프트와 십자 조인트를 통해 연결되는 종동 샤프트; 및
    상기 종동 샤프트와 상기 파워 스티어링 기어 박스를 연결하는 더블 카단 조인트;를 포함하여 구성되고,
    상기 슬라이드 튜브의 단부에 결합되는 이너 샤프트와, 상기 이너 샤프트를 감싸는 러버 부시와, 상기 러버 부시를 감싸는 아웃터 튜브와, 상기 아웃터 튜브를 감싸는 디커플링 커버가 더 구비되며,
    상기 이너 샤프트, 러버 부시, 아웃터 튜브 및 디커플링 커버의 내주면은 세레이션 결합된 것을 특징으로 하는 스티어링 컬럼용 알루미늄 유조인트.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 더블 카단 조인트를 감싸는 조인트 커버가 더 구비되되, 상기 조인트 커버는 어퍼 커버와 로어 커버로 분할 형성되어 있어 상기 어퍼 커버가 로어 커버를 덮으며 훅(hook)에 의해 체결된 것을 특징으로 하는 스티어링 컬럼용 알루미늄 유조인트
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 더스트 커버는 상기 구동 샤프트 어셈블리가 가로지르도록 각각 관통공이 형성된 어퍼 커버와 로어 커버로 구분 형성되며,
    상기 어퍼 커버와 로어 커버의 관통공 둘레를 따라 'ㄹ'자 단면의 변형부가 각각 형성되고,
    상기 관통공과 구동 샤트프 어셈블리의 사이에는 오일리스 베어링이 개재된 것을 특징으로 하는 스티어링 컬럼용 알루미늄 유조인트.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 슬라이드 튜브의 개방 부위를 마감하며 그 중앙으로 상기 슬라이드 샤프트가 가로지르는 더스트 캡이 더 구비되며,
    상기 슬라이드 튜브와 더스트 캡에는 각각 걸림턱이 형성되어 상호 걸림되고,
    상기 슬라이드 샤프트는 대경부와 소경부로 구분된 부위에 단차부가 형성되며, 상기 더스트 캡에는 상기 단차부에 대응되는 스토퍼가 형성되고,
    상기 스토퍼는 소경부의 외주면과 단차부의 모서리가 모두 닿도록 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 스티어링 컬럼용 알루미늄 유조인트.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 오일리스 베어링과 슬라이드 튜브의 사이에는 플라스틱 부시가 구비되며, 상기 플라스틱 부시와 슬라이드 튜브의 사이에는 러버(rubber)가 개재된 것을 특징으로 하는 스티어링 컬럼용 알루미늄 유조인트.
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