KR19980049150A

KR19980049150A - 충격흡수식 스티어링 샤프트

Info

Publication number: KR19980049150A
Application number: KR1019960067823A
Authority: KR
Inventors: 성현
Original assignee: 박병재; 현대자동차 주식회사
Priority date: 1996-12-19
Filing date: 1996-12-19
Publication date: 1998-09-15

Abstract

본 발명은 자동차의 조향장치에 관한 것이며, 특히는 충격흡수식 유니버설 조인트의 구조에 관한 것이다. 본 발명에 따른 중간 스티어링 샤프트(10)는 종래의 단일의 샤프트를 분할 샤프트(11, 21)로 형성하고 양자의 사이에 스프링수단과 쇼크업소버를 설치한 것이다. 또한, 본 발명에 따른 상부샤프트(11)는 외각에 스플라인 기어(12)가 형성되어 있으며, 하부샤프트(21)의 상단에는 상부샤프트(11)의 스플라인 기어(12)와 결합할 스플라인홈(22)이 형성되어 있다. 한편, 하부샤프트(21)는 일종의 쇼크업소버로서 상단의 스플라인홈(22)에 이어 형성된 단턱(27)에 피스톤로드(23)의 종단부(23a)가 설치되고 피스톤로드(23)의 주위에는 압축코일스프링(25)이 설치되어 있으며, 피스톤로드(23)의 하단에는 피스톤(24)이 형성되어 하부샤프트(21)의 하단에 형성된 쇼크업소버용 실린더(26)에 삽입되어 있다.

이에 따라, 스티어링휠로 전달되는 자동차의 진동이 저감되어 스티어링휠의 조작감을 향상시킬 수 있게 된다.

Description

충격흡수용 스티어링 샤프트

본 발명은 자동차의 조향장치에 관한 것이며, 특히는 충격흡수식 유니버설조인트의 구조에 관한 것이다.

조향장치(steering system)란 자동차의 진행 방향을 변경하기 위해 사용되는 장치로 스티어링 휠, 스티어링 샤프트 및 컬럼 등으로 이루어진 조작기구, 워엄섹터형, 웜섹터롤러형, 볼너트형, 가변기어비형, 래크 피니언형 등의 조향 기어기구 및 피트먼아암, 조향링크, 조향 너클 등으로 이루어진 링크기구로 구성되어 스티어링 휠의 회전을 조향기어를 통하여 구동휠로 전달하는 기계식의 조향장치와, 조작력경감을 위하여 동력실린더를 사용하는 파워스티어링(Power Steering)방식이 사용되고 있다.

한편, 기계식 조향장치나 동력조향장치의 어느 것이든 스티어링 휠의 회전력을 조향기어기구나 동력실린더에 전달하기 위해 스티어링 샤프트가 사용되고 있다. 스티어링 샤프트는 차량의 구조에 따라 선형축식으로 제조하거나 혹은 유니버설 조인트를 사용하여 조향기어기구와의 사이에 일정한 각을 갖도록 구성한다.

도 1 에 종래의 스티어링 샤프트용 유니버설조인트의 구성이 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 종래의 유니버설조인트는 중간축(4)의 상, 하단에 각기 유니버설 조인트(2, 3)을 구비하여 일단의 유니버설 조인트(2)는 상부 스티어링 샤프트(1)와 타단의 유니버설 조인트(3)는 하부 스티어링 조인트(5)와 연결되며 스티어링 휠(도시하지 않음)의 회전에 따라 회전하는 상부 스티어링 샤프트(3)의 회전력을 하부 스티어링 조인트(5)로 전달하여 조향기어기구나 동력실린더를 작동시키게 된다. 이러한 유니버설 조인트(2, 3)는 중간축(4)으로 연결되어 있으며, 종래의 중간축(4)은 바아형태로 제조되고 있다.

한편, 자동차는 주행중 차량의 상, 하로의 진동인 바운싱, 차량의 좌우로의 진동인 러칭, 길이방향으로 중심축을 기준으로 좌우로 진동하는 롤링 등의 다양한 진동을 받게 되며, 이러한 진동들은 대개 차량의 스프링시스템에 의해 흡수되지만 일부는 스티어링 샤프트(1, 4, 5)를 통하여 스티어링 휠에 전달되어 스티어링 휠을 진동시키므로 운전자는 주행중 스티어링휠이 떨리는 것을 느끼게 되며 이러한 진동은 조향감을 나쁘게 하는 것은 물론 운전자를 피곤하게 하는 한 요인이 되고 있다.

본 발명의 목적은 스티어링휠의 진동을 방지하기 위한 스티어링 샤프트의 구조를 제공하는 것이다.

도 1 은 종래의 유니버설 조인트 방식의 조향장치에 사용되는 스티어링 샤프트의 유니버설조인트의 구성을 도시하는 평면도이다.

도 2 는 본 발명에 따른 충격흡수수단을 채용한 스티어링샤프트의 유니버설조인트부의 단면도이다.

도 3 은 상부샤프트와 하부샤프트의 결합부의 단면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 스티어링 샤프트11 : 상부샤프트

12 : 스플라인기어21 : 하부샤프트

22 : 스플라인홈23 : 피스톤로드

23a : 종단부24 : 피스톤

25 : 스프링26 : 실린더

이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 하단에 스플라인이 형성된 상부 스티어링 샤프트, 상단에 상기 스플라인에 맞물릴 스플라인이 형성되고 내부에 방진수단이 설치된 하부 스티어링 샤프트로 구성되는 충격흡수용 스티어링 샤프트를 제공한다.

또한, 본 발명은 방진수단이 하부스티어링 샤프트의 상단부에 스플라인에 이어 형성된 단턱과 하부에 형성된 실린더를 구비하여 단턱에 지지되는 확대부와 상기 실린더에 삽입된 피스톤을 구비한 피스톤로드 및 피스톤로드의 주위에 설치되는 탄성수단으로 구성되는 충격흡수용 스티어링 샤프트를 제공한다.

또한, 본 발명은 탄성수단으로 스프링을 사용하며, 실린더는 작동유체로서 기체를 사용하도록 구성한 충격흡수용 스티어링 샤프트를 제공한다.

또한, 본 발명은 유니버설 조인트에 의해 설치되는 중간샤프트를 분할하여 형성되는 방진수단을 설치하여 구성되는 충격흡수용 스티어링 샤프트를 제공한다.

이에 따라, 스티어링 휠로 전달되는 자동차의 진동이 저감되어 스티어링 휠의 조작감을 향상시킬 수 있게 된다.

이하, 첨부도면들을 참조하여 본 발명에 따른 충격흡수용 스티어링 샤프트의 구성에 대해 보다 상세히 설명한다.

도 2 에 본 발명에 따른 스티어링 샤프트의 구성이 도시되어 있다.

도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 중간 스티어링 샤프트(10)는 종래의 단일의 샤프트를 분할축(11, 21)으로 형성하고 양자의 사이에 스프링수단과 쇼크 업소버를 설치한 것이다.

또한, 도 3 에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 상부샤프트(11)는 외각에 스플라인 기어(12)가 형성되어 있으며, 하부샤프트(21)의 상단에는 상부샤프트(11)의 스플라인 기어(12)와 결합할 스플라인홈(22)이 형성되어 있다. 이에 따라, 상부샤프트(11)의 회전은 스플라인(12, 22)을 통해 하부샤프트(21)로 전달되게 된다.

한편, 하부샤프트(21)는 일종의 스프링을 포함하는 쇼크업소버로서 상단의 스플라인홈(22)에 이어 형성된 단턱(26)에 피스톤로드(23)의 종단부(23a)가 설치되고 피스톤로드(23)의 주위에는 압축코일스프링(25)이 설치되어 있으며, 피스톤로드(23)의 하단에는 피스톤(24)이 형성되어 하부샤프트(21)의 하단에 형성된 쇼크업소버용 실린더(26)에 삽입되어 있다. 실린더(26)는, 도 2 에 예시한 바와 같이, 공기 등의 기체를 이용한 공기압식으로 제조하거나, 오일식의 쇼크업소버를 설치할 수 있을 것이다. 따라서, 실린더(26)의 구성은 도시된 것에 한정되는 것은 아니며 현가장치의 쇼크업소버에 사용되는 다양한 형식을 그대로 혹은 본 발명에 적합하도록 부분적으로 변경하여 사용할 수 있을 것이다.

이에 따라, 자동차의 주행에 따라 바운싱 등의 진동이 하부 스티어링 샤프트(5)를 통하여 중간샤프트(11, 21)로 전달될 때, 현가장치에서와 같이, 스프링(23)이 탄성변형을 하게 되고, 쇼크업소버(23, 26)에 의해 스프링(25)의 진동이 감쇄되는 작용에 의해, 분할된 중간샤프트(11, 21)의 스프링(250과 쇼크업소버(23, 26)를 통해 진동이 흡수되어 상부 스티어링 샤프트(1)를 통한 진동의 전달이 극소화되게 된다.

이에 따라, 스티어링휠로 전달되는 자동차의 진동이 저감되어 스티어링 휠의 조작감을 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 진동저감장치는 구성이 컴팩트하므로 종래의 스티어링 시스템의 구성을 변경하지 않고도 유니버설조인트용의 중간샤프트만을 대체하여 적용될 수 있다는 적용상의 장점도 가진 것이다.

이상에서 본 발명의 구체적인 일 실시예를 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 이 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 바탕으로 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

본 발명은 유니버설 조인트를 사용하는 스티어링 샤프트를 예로 들어 설명하였으나 단일축 타입의 스티어링샤프트에도 적용할 수 있다.

Claims

하단에 스플라인이 형성된 상부 스티어링 샤프트, 상단에 상기 스플라인에 맞물릴 스플라인이 형성되고 내부에 방진수단이 설치된 하부 스티어링샤프트로 구성되는 충격흡수용 스티어링 샤프트.
제 1 항에 있어서, 상기 탄성수단이 하부스티어링 샤프트의 하부에 형성된 실린더와 스플라인에 이어 단턱이 형성되고 여기에 지지되는 확대부와 상기 실린더에 삽입된 피스톤을 구비한 피스톤로드 및 피스톤로드의 주위에 설치되는 탄성수단으로 구성되는 충격흡수용 스티어링 샤프트.
제 2 항에 있어서, 상기 탄성수단이 스프링이며, 상기 실린더는 기체를 사용하는 것을 특징으로 하는 충격흡수용 스티어링 샤프트.
제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 상부 스티어링 샤프트 및 하부 스티어링 샤프트가 유니버설 조인트에 의해 설치되는 중간샤프트를 분할하여 형성되는 상부샤프트와 하부샤프트인 것을 특징으로 하는 충격흡수용 스티어링 샤프트.