KR20000016341U - 차량용 조향장치의 유니버설 조인트 - Google Patents

Abstract

본 고안은 차량용 조향장치의 입력축을 굴절 가능하게 연결해주는 유니버설 조인트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 두 요크부 사이를 연결해 주는 중간축의 연결구조에 관한 것이다.

본 고안에 따른 조향장치의 유니버설 조인트는 중간축의 외면에 결합되어 세레이션 축이음부의 밀착성을 높여주는 조임링이 중공축의 외면을 감싸는 띠 형상으로 마련되고, 서로 만나는 양단부에 조임링을 조여줄 수 있도록 조임나사 끼워져 체결되는 나사공이 형성되었다. 따라서, 유니버설 조인트를 장기간 사용하여 세레이션 축이음부의 유격이 발생되더라도 조임링을 조여주어 유격을 줄일 수 있게 된다.

Description

차량용 조향장치의 유니버설 조인트{Universal joint of steering apparatus for vehicle}

본 고안은 차량용 조향장치의 입력축을 굴절 가능하게 연결해주는 유니버설 조인트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 두 요크부 사이를 연결해 주는 중간축의 연결구조에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 조향장치에는 핸들의 회전력을 바퀴측과 연결되는 출력축으로 전달하여 조향조작이 이루어질 수 있도록 출력축과 핸들 사이를 연결하는 입력축이 구비되는데, 이 입력축은 굴절이 가능한 유니버설 조인트로 구성되어 있다.

이러한 종래 조향장치의 유니버설 조인트는 입력축의 중도에 굴절이 가능한 복수의 요크부가 마련되고, 이들 요크부 사이에는 요크부와 요크부를 연결해주는 중간축이 구비되어 있다.

그리고, 이 중간축은 축방향으로 신축이 가능하여 축방향의 진동이나 충격을 흡수할 수 있도록 세레이션(serration) 축이음으로 구성되어 있다. 즉, 일측 요크부에는 내면에 세레이션홈이 형성된 중공축이 연결되고, 타측 요크부에는 외면에 세레이션 홈이 형성된 봉상의 중실축이 연결되어, 두 축이 상호 끼워져 결합되는 구조로 되어 있다.

또한, 상기 중공축의 단부에는 내경의 축소와 확대를 가능하게 하여 두 축의 결합성을 향상시킬 수 있도록 축방향으로 형성된 다수의 슬롯이 마련되어 있다. 그리고, 상기 중공축의 슬롯이 형성된 부분에는 슬롯이 형성된 부분을 감싸 지지해 줄 수 있도록 중공축의 외면에 끼워지는 원통상의 조임링이 구비되어 있다. 즉, 조임링은 슬롯이 형성된 중공축의 단부를 세레이션이 가공된 중실축의 외면에 밀착시킴으로써, 중공축과 중실축간의 유격을 감소시키게 되는 것이다.

이를 도면을 참조하여 좀더 상세히 설명한다. 도 1과 도 2는 종래 유니버설 조인트의 중공축과 중실축의 연결부 구조를 보인 단면도로, 서로 다른 조임링의 유형을 각각 도시한 것이다.

먼저, 도 1에 도시된 종래의 조임링(4)은 일측이 개구된 "C"형클립의 형태로 제작되어, 클립의 탄성에 의해 슬롯(3)이 형성된 중공축(1)의 단부를 조여줌으로써 중공축(1)과 중실축(2)의 결합부를 상호 밀착시키는 구성으로 되어 있다.

또한 도 2에 도시된 종래의 조임링(5)은 원통상의 환형링으로 구성되어, 중공축(1)과 중실축(2)의 결합시에 중공축(1)의 외면에 강제 압입됨으로써 이들의 결합부를 상호 밀착시키는 구성으로 되어 있다.

그러나, 이와 같이 구성된 종래의 조임링이 채용된 유니버설 조인트는 차량에 장착되어 장기간 사용되게 되면, 조임링의 탄성이 약화되어 조임력이 떨어지게 될 뿐만 아니라, 중공축(1)의 내면과 중실축(2)의 외면에 형성된 세레이션부가 마모되게 되어 중공축(1)과 중실축(2)의 결합부에 유격이 커지게 되었다.

이처럼 유격이 커지게 되면 조향장치의 핸들조작 대한 응답성이 떨어질 뿐만 아니라, 차량에 진동이 발생될 때 세레이션 축이음부에서 소음이 발생되는 문제가 있었다.

본 고안은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 고안의 목적은 유니버설조인트를 장기간 사용하여 중간축의 연결부에 유격이 발생되더라도 조임링을 조여주어 유격을 보상해 줄 수 있게 함으로써, 소음발생의 방지 및 핸들의 응답성을 높여줄 수 있게 하는 차량용 조향장치의 유니버설 조인트를 제공하는 것이다.

도 1과 도 2는 종래 유니버설 조인트의 중공축과 중실축의 연결부 구조를 보인 단면도이다.

도 3은 본 고안에 따른 조향장치의 유니버설 조인트 구조를 보인 도면이다.

도 4는 본 고안에 따른 유니버설 조인트의 중간축 연결부의 구조를 보인 분해 사시도이다.

도 5는 도 3의 Ⅴ-Ⅴ'부 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10: 구동축부,11: 제 1요크부,

20: 피동축부,21: 제 2요크부,

30: 중간축,31: 중공축,

31a: 슬롯,32: 중실축,

40: 조임링,41: 벤딩부,

42: 나사체결부,43: 나사공,

44: 고정나사,45: 너트.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 핸들과 연결되는 입력축의 굴절이 가능하도록 상기 입력축의 중도에 설치되는 두 요크부와, 상기 두 요크부 사이를 연결하는 동시에 축방향의 신축이 가능하도록 세레이션 축이음으로 연결되는 중공축 및 중실축과, 상기 중공축에 상기 중실축이 용이하게 끼워지도록 상기 중공축의 단부에 형성되는 다수의 슬롯과, 상기 슬롯이 형성되는 상기 중공축의 외면을 조여주는 조임링을 구비하는 차량용 조향장치의 유니버설 조인트에 있어서,

상기 조임링은 상기 중공축의 외면을 조여주어 상기 중공축과 상기 중실축의 유격을 줄일 수 있도록 상기 중공축의 외면을 감싸는 환형 띠 형상으로 마련되고 서로 만나는 양단부에 조임나사가 체결되는 나사공이 형성된 나사체결부가 구비된 것을 특징으로 하는 구성이다.

이하에서는 본 고안에 따른 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 3은 본 고안에 따른 조향장치의 유니버설 조인트 구조를 보인 도면이고, 도 4는 본 고안에 따른 유니버설 조인트의 중간축 연결부의 구조를 보인 분해 사시도이며, 도 5는 도 3의 Ⅴ-Ⅴ'부 단면도이다.

본 고안에 따른 차량용 조향장치의 유니버설 조인트는 이에 도시된 바와 같이, 구동축부(10)과 피동축부(20)의 단부에 각각 굴절이 가능한 제 1요크부(11)와 제 2요크부(21)가 마련되고, 두 요크부(11,21) 사이에는 두 요크부(11,21)를 연결해주는 중간축(30)으로 구성된다.

이때, 중간축(30)은 상호 결합되어 회전동력을 전달할 수 있게 하고, 이러한 과정에서 발생되는 축방향의 진동이나 충격 등을 흡수할 수 있게 할뿐만 아니라 차량의 사고시 축방향으로 접힐 수 있게 하여 운전자를 보호하도록 축방향의 신축이 가능한 세레이션 축이음으로 연결된다.

이러한 중간축(30)은 상기 제 1요크부(11)에서 연장되는 중공축(31)과, 상기 제 2요크부(21)에서 길게 연장되는 중실축(32)으로 구성되는데, 중실축(32)이 중공축(31)의 내측으로 끼워져 결합된다.

그리고, 상호 끼워져 결합되는 중공축(31)의 내면과 중실축(32)의 외면에는 상호 이물림이 되는 세레이션홈이 형성되며, 중공축(31)의 단부에는 중공축(31)의 축경이 확대 또는 축소되어 조립성을 용이하게 함과 동시에, 세레이션 홈부의 밀착성이 높아지도록 축방향으로 절개된 다수의 슬롯(31a)이 형성된다.

또한 중공축(31)의 슬롯(31a)이 형성된 부분에는 중공축(31)과 중실축(32)을 밀착시키도록 중공축(31)의 외면에 끼워지는 원통상의 조임링(40)이 구비되는데, 이 조임링(40)은 본 고안의 특징적인 구성으로, 중공축(31)과 중실축(32)의 결합부에 유격이 발생될 때 이를 조여주어 중공축(31)과 중실축(32)의 밀착성을 높여주도록 마련된다.

도 4와 도5를 참조하면, 조임링(40)은 탄성을 구비한 얇은 띠 형상의 부재가 중공축(31)의 외면을 감싸도록 둥근 원통상으로 성형된 것이다. 그리고 서로 만나게 되는 조임링(40)의 양단부에는 절곡된 나사체결부(42)가 마련되고, 이 나사체결부(42)에는 조임링(40)을 조여주는 조임나사(44)와 너트(45)가 끼워져 체결될 수 있도록 관통된 나사공(43)이 형성된다.

한편, 이러한 조임링(40)을 구성함에 있어서, 환형으로 구부러진 벤딩부(41)의 내경은 슬롯(31a)이 형성된 중공부(31)의 외경과 되도록 일치되게 형성하는 것이 바람직하지만, 벤딩부(41)의 내주면 둘레는 슬롯(31a)이 형성된 중공축(31)의 외주면 둘레보다 크지 않게 하여 양측 나사체결부(42) 사이에 틈(t)이 형성되게 함으로써, 추후 조임나사(44)를 통해 조임링(40)을 조여줄 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성된 유니버설 조인트의 중간축(30)을 조립할 때는 중공축(31)에 중실축(32)을 끼운후 슬롯(31a)이 형성된 중공축(31)의 외면에 조임링(40)을 끼워 조임나사(44)를 체결시키면, 중공축(31)과 중실축(32)의 결합부가 밀착된 상태로 결합되게 된다.

다음은 이러한 차량용 조향장치의 유니버설 조인트의 동작을 설명한다.

차량의 핸들(미도시)을 회전시키게 되면 핸들과 연결된 입력축이 회전되게 되는데, 입력축을 구성하는 유니버설 조인트는 요크부(11,21)가 굴절이 된 상태로 회전을 하여 조향력을 바퀴측으로 전달하게 된다.

이때 유니버설 조인트는 구동축부(10)으로 전달된 회전력이 제 1요크부(11) → 중공축(31) → 중실축(32) → 제 2요크부(21) → 피동축부(20) 순으로 전달이 되게 되는데, 제 1요크부(11)와 제 2요크부(21)를 연결하는 중간축(30)이 세레이션 축이음으로 구성된 중공축(31)과 중실축(32)으로 마련되기 때문에 회전동력이 전달되는 과정에서 발생되는 축방향의 변위 및 진동 등을 중간축(30)이 흡수할 수 있게 된다.

한편, 회전력을 전달하는 유니버설 조인트의 중간축(30)은 삼각형의 홈과 산으로 구성된 세레이션 홈부가 상호 맞물린 상태로 회전력이 전달되게 된다. 따라서, 경사면이 상호 맞물리는 세레이션 홈부의 산과 산사이 접촉면에 토오크가 전달되기 때문에 중공축(31)의 단부는 외측으로 확장되려하지만, 외면에 결합되는 조임링(40)에 의해 슬롯(31a)이 형성된 중공축(31)의 외면이 조여지게 되므로, 중공축(31)과 중실축(32)의 결합부는 밀착된 상태가 유지된다.

그런데 이러한 유니버설 조인트를 장기간 사용을 하게 되면, 상술한 축방향의 진동 및 회전토오크에 의해 세레이션부의 마모가 발생되고, 이러한 마모로 인해 중공축(31)과 중실축(32)의 결합부에는 유격이 발생되게 된다.

그러나, 본 고안에 따른 유니버설 조인트는 조임링(40)이 조임나사(44)를 통해 조여질 수 있게 됨으로써, 장기간 사용을 한 후라 하더라도 중공축(31)과 중실축(32)의 유격을 줄여 핸들의 응답성을 높이고, 유니버설 조인트의 소음을 방지할 수 있게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 조향장치의 유니버설 조인트는 중간축의 외면에 결합되어 세레이션 축이음부의 밀착성을 높여주는 조임링이 중공축의 외면을 감싸는 띠 형상으로 마련되고, 서로 만나는 양단부에 조임링을 조여줄 수 있도록 조임나사 끼워져 체결되는 나사공이 형성되었다. 따라서, 유니버설 조인트를 장기간 사용하여 세레이션 축이음부의 유격이 발생되더라도 조임링을 조여주어 유격을 줄일 수 있게 되므로, 핸들의 응답성을 높이고 소음을 방지할 수 있게 되는 이점이 있다.

Claims (1)

1. 핸들과 연결되는 입력축의 굴절이 가능하도록 상기 입력축의 중도에 설치되는 두 요크부와, 상기 두 요크부 사이를 연결하는 동시에 축방향의 신축이 가능하도록 세레이션 축이음으로 연결되는 중공축 및 중실축과, 상기 중공축에 상기 중실축이 용이하게 끼워지도록 상기 중공축의 단부에 형성되는 다수의 슬롯과, 상기 슬롯이 형성되는 상기 중공축의 외면을 조여주는 조임링을 구비하는 차량용 조향장치의 유니버설 조인트에 있어서,

   상기 조임링(40)은 상기 중공축(31)의 외면을 조여주어 상기 중공축과 상기 중실축(32)의 유격을 줄일 수 있도록 상기 중공축의 외면을 감싸는 환형 띠 형상으로 마련되고 서로 만나는 양단부에 조임나사(44)가 체결되는 나사공(43)이 형성된 나사체결부(42)가 구비된 것을 특징으로 하는 차량용 조향장치의 유니버설 조인트.