KR20010105496A - 방진형 슬라이딩 중간 조향축 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 조향장치의 방진형 슬라이딩 중간 조향축 조립체에 관한 것으로서, 자동차 조향장치에서 조향휠의 조작력을 조향기어에 전달하도록 2개의 제 1, 2 중실축과 그 양측 끝단에 각각 결합되는 요크 조인트로 이루어지는 방진형 슬라이딩 중간 조향축 조립체에 있어서, 제 1 단부가 상기 제 1 중실축에 길이방향으로 슬라이딩 가능하게 세레이션으로 결합되고 제 2단부가 상기 제 2 중실축에 소정 틈새를 가지고 원주상 요철 결합되며 상기 제 2단부와 상기 중실축의 중심에는 길이방향으로 토션바가 결합되는 구성을 갖는 중공축을 포함하는 특징이 있다.

따라서, 본 발명은 원주상의 요철결합구조 및 토션바의 연결구조를 통해 커플링을 구성함으로써 커플링의 내구성과 충격흡수력을 증대시켜 노면측으로부터 전달되는 과대한 충격에 따른 커프링의 파손을 방지할 수 있게 되며, 또한 중실축에 가까운 직경으로 커플링을 구성함으로써 커플링의 부피를 줄여 주변과의 간섭을 최소화할 수 있게 됨은 물론 부품수를 줄여 조립성을 향상시킬 수 있게 된다.

Description

방진형 슬라이딩 중간 조향축 조립체{vibroisolating type sliding intermediate steering shaft assembly}

본 발명은 자동차 조향장치에서 조향휠의 조작력을 조향기어에 전달하는 중간 조향축 조립체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 조향축의 일단부에 방진 및 슬라이딩 구조를 구비함으로써 노면 및 차체측으로부터 전달되는 진동 및 충격을 흡수할 수 있도록 하는 방진형 슬라이딩 중간 조향축 조립체에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에는 자동차의 진행방향을 조절하기 위하여 바퀴의 방향을 조절할 수 있는 조향장치가 장착되어 있는 바, 상기한 바와 같은 조향장치에는 순수히 운전자의 힘으로 조향력을 얻는 수동식 조향장치와 운전자의 조향력을 보조하는 별도의 동력장치가 마련된 동력식 조향장치가 있다.

상기한 바와 같은 조향장치의 가장 기본적인 작동개념은 도 1에 도시된 바와 같이 차량의 조향휠(111)을 조작함에 따라 타이어가 연결되어 있는 너클을 회전시킴으로써 바퀴의 회전으로 차량의 진행방향이 결정되도록 하는 것이다.

즉, 상기한 조향휠(111)을 회전시키게 되면 이와 연결되어 외곽에조향컬럼(113)이 씌워진 조향축(115)이 회전되고, 상기한 조향축(115)에 연결된 조향기어(117)가 작동하여 타이로드(119)를 이동시키게 됨으로써 타이로드(119)에 연결된 너클을 회전시켜 타이어를 회전시키게 되는 것이다.

여기서, 동력식 조향장치는 상기한 바와 같은 기본적인 구성에 별도의 유압장치를 연결하여 운전자가 조향휠(111) 및 조향축(115)을 통해 제공하는 조향력을 배가시켜 상기 너클에 전달하도록 이루어진다.

상기와 같이 조향장치는 수동식이나 동력식이나 모두 운전자의 조작력을 조향장치에 전달하기 위한 구성부품으로서 조향휠(111)과 조향축(115)이 사용되는 바, 상기 조향축(115)은 운전자가 위치한 운전석과 실질적인 조향작용이 이루어지는 운전석 하부의 구성부품을 연결하여 운전자가 제공하는 조향력을 전달하는 역할을 한다.

따라서, 상기한 바와 같은 조향축(115)은 운전석에 설치되는 조향휠(111)의 상태가 운전자에게 가장 적합한 상태 즉, 설치각도 및 돌출정도 등이 운전에 용이한 상태로 되도록 된 상태에서 운전석 이외의 위치에 설치되는 그 밖의 조향장치 구성부품 사이의 적절한 회전토크 전달상태를 유지하도록 하기 위해 일체로 제작되지 않고 분할된 구조를 하여 굴절된 회전력 전달이 가능하도록 되어 있다.

도 2는 조향축(115)에서 조향컬럼(113)의 하단에 위치되어 조향기어(117)와 연결되는 부위인 중간 조향축 조립체(116)를 도시한 것으로서, 이 중간 조향축 조립체(116)는 중공축(121)과 중실축(125)이 슬라이딩 가능하게 결합되고, 그 중공축(121)과 중실축(125)의 외측단에는 조향컬럼(113) 및 조향기어(117)와 결합되기 위한 요크 조인트(131)(135)가 형성되며, 중실축(125)과 요크 조인트(135)의 사이에는 진동 흡수를 위한 러버 커플링(rubber coupling; 140)이 설치되는 구조로 이루어져 있다.

이에 따라, 중간 조향축 조립체(116)는 중공축(121)과 중실축(125)의 양측단에 결합된 요크 조인트(131)(135)의 굴곡변위에 의해 전체적으로 조향 조작라인이 굴곡된 상태에서도 조향휠(111)의 조작력을 조향기어(117)에 원활히 전달하고, 또한 중공축(121)과 중실축(125)의 슬라이딩 구조 및 러버 커플링(140)을 통해 차체의 하부 즉, 노면으로부터 전달되는 진동을 흡수하여 조향휠(111)쪽으로의 진동전달을 억제하게 된다.

그런데, 상술한 바와 같은 종래 방진형 슬라이딩 중간 조향축 조립체(116)는 러버 커플링(140)이 원판형 러버(141)와 플랜지(143) 및 리벳(145) 등을 통해 결합되는 구조로 이루어져 있으므로 차체 하부로부터 과도한 충격력이 전달될 경우 쉽게 파손될 우려가 있으며, 이렇게 러버 커플링(140)이 파손될 경우 중공축(121)과 요크 조인트(135)의 플랜지 요크(136) 간의 회전각이 너무큼으로써 조향의 안전성을 저하시키게 되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 커플링의 내구성과 충격흡수력을 증대시킴으로써 노면측으로부터 전달되는 과대한 충격에 따른 커프링의 파손을 방지할 수 있도록 하는 방진형 슬라이딩 중간 조향축 조립체를 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 커플링의 부피를 줄여 주변과의 간섭을 최소화함은 물론 부품수를 줄여 조립성을 향상시킬 수 있도록 하는 방진형 슬라이딩 중간 조향축 조립체를 제공하는 데 다른 목적이 있다.

도 1은 일반적인 조향장치를 보인 개략도.

도 2는 종래 방진형 슬라이딩 중간 조향축 조립체를 보인 사시도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 방진형 슬라이딩 중간 조향축 조립체를 보인 부분 단면도.

도 4 및 도 5는 도 3의 A-A선 단면을 보인 것으로서,

도 4는 제 2 중실축과 중공축이 스플라인 타입으로 결합된 상태도.

도 5는 제 2 중실축과 중공축이 크로스 타입으로 결합된 상태도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 중간 조향축 조립체 10 : 제 1 중실축

11, 32 : 세레이션 19, 29 : 요크 조인트

20 : 제 2 중실축 21, 36 : 스플라인

24 : 결합돌기 25 : 아이솔레이터 러버

30 : 중공축 31 : 제 1 단부

35 : 제 2 단부 38 : 결합홈부

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 자동차 조향장치에서 조향휠의 조작력을 조향기어에 전달하도록 2개의 제 1, 2 중실축과 그 양측 끝단에 각각 결합되는 요크 조인트로 이루어지는 방진형 슬라이딩 중간 조향축 조립체에 있어서, 제 1 단부가 상기 제 1 중실축에 길이방향으로 슬라이딩 가능하게 세레이션으로 결합되고 제 2단부가 상기 제 2 중실축에 소정 틈새를 가지고 원주상 요철 결합되며 상기 제 2단부와 상기 중실축의 중심에는 길이방향으로 토션바가 결합되는 구성을 갖는 중공축을 포함하는 중간 조향축 조립체를 제공한다.

이때, 본 발명의 부가적인 특징에 따르면, 상기 제 2 중실축과 상기 중공축은 스플라인 타입으로 결합되거나 크로스 타입으로 결합되는 것이 바람직하며, 상기 제 2 중실축과 상기 중공축의 틈새에는 아이솔레이터 러버가 끼워지는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면에 의거 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 중간 조향축 조립체(1)를 도시한 것이다. 이 중간 조향축 조립체(1)는 도 1에 도시된 종래와 같이 조향컬럼(113)의 하단에 위치되어 조향휠(111)의 조작력을 조향기어(117)에 전달하기 위한 것으로, 2개의 제 1, 2 중실축(10)과, 그 양측 끝단에 각각 형성되어 조향컬럼(113)과 조향기어(117)와 굴곡 가능하게 결합되는 요크 조인트(19)(29) 및, 제 1 중실축(10)과 제 2 중실축(20)을 상하, 회전 진동 흡수가능하도록 연결하여 커플링(40)을 구성하는 중공축(30)으로 이루어진다.

여기서, 중공축(30)은 제 1 단부(31)가 제 1 중실축(10)에 길이방향으로 슬라이딩 가능하게 결합된다. 즉, 중공축(30)의 제 1 단부(31)에는 홈형 세레이션(32)이 내주상에 형성되고, 제 1 중실축(10)에는 그 홈형 세레이션(32)과 길이방향으로 슬라이딩 가능하게 결합되기 위한 축형 세레이션(11)이 형성된다. 이때, 중공축(30)의 제 1 단부(31)에는 제 1 중실축(10) 사이의 세레이션부위의 그리스(grease)의 누유 및 이물질 침투를 방지하기 위한 러버(33)가 결합된다.

그리고, 중공축(30)의 제 2 단부(35)는 제 2 중실축(20)에 소정 틈새를 가지고 원주상 요철 결합되며, 그 제 2 단부(35)와 제 2 중실축(20)의 중심에는 길이방향으로 토션바(41)가 결합된다. 이때, 제 2 중실축(20)과 중공축(30)은 스플라인 타입과 크로스 타입 등의 다양한 구조로 결합될 수 있는 바, 먼저 스플라인 타입의 경우 도 4에 도시되는 바와 같이 제 2 중실축(20)에는 축형 스플라인(21)이 형성되고, 중공축(30)의 제 2 단부(35)에는 축형 스플라인(21)과 소정 틈새를 갖고 결합되는 홈형 스플라인(36)이 형성된다.

또한, 크로스 타입의 경우 도 5에 도시되는 바와 같이 제 2 중실축(20)에는 결합돌부(24)가 방사상으로 돌출되고, 중공축(30)의 제 2 단부(35)에는 결합돌부(24)와 소정 틈새를 가지고 결합되는 결합홈부(38)가 형성된다.

그리고, 제 2 중실축(20)과 중공축(30)의 틈새 즉, 축형 스플라인(21)과 홈형 스플라인(36) 또는 결합돌부(24)와 결합홈부(38)의 사이에는 직접적인 접촉으로 인한 소음발생을 억제하기 위한 아이솔레이터 러버(25)가 끼워진다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 중간 조향축 조립체(1)는 조향시 요크 조인트(19)(29)를 통해 전체 조향 조작라인이 굴곡된 상태에서도 조향휠(111)의 조작력을 조향기어(117)에 원활히 전달할 수 있게 된다.

이러한 과정에서, 노면측의 조향기어(117)로부터 제 1 중실축(10)으로 상하 진동이 전달될 경우 제 1 중실축(10)은 세레이션(11)(32)을 통해 상하 슬라이딩 운동하면서 상하 진동을 흡수하여 조향휠(111)쪽으로의 전달을 차단하게 된다.

또한, 노면측의 조향기어(117)로부터 제 1 중실축(10) 및 중공축(30)으로 회전 진동이 전달될 경우 중공축(30)과 제 2 중실축(20)을 연결하는 토션바(41)는 탄력적인 비틀림 변형을 통해 회전 진동을 흡수함으로써 노면측의 회전진동이 제 2 중실축(20)쪽으로 그대로 전달되는 것을 방지하게 된다. 이때, 아이솔레이터 러버(25)는 제 2 중실축(20)의 축형 스플라인(21) 또는 결합돌부(24)와 중공축(30)의 홈형 스플라인(36) 또는 결합홈부(38)의 직접적인 접촉에 따른 소음 및 진동을 흡수하게 된다. 그리고, 과도한 회전 충격력이 전달될 경우 커플링(40)은 원주상 요철구조로 결합되어 있으므로 충격력에 의한 파손을 방지할 수 있게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 원주상의 요철결합구조 및 토션바의 연결구조를 통해 커플링을 구성함으로써 커플링의 내구성과 충격흡수력을 증대시켜 노면측으로부터 전달되는 과대한 충격에 따른 커프링의 파손을 방지할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 중실축에 가까운 직경으로 커플링을 구성함으로써 커플링의 부피를 줄여 주변과의 간섭을 최소화할 수 있게 됨은 물론 부품수를 줄여 조립성을 향상시킬 수 있게 된다.

본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

Claims (4)

1. 자동차 조향장치에서 조향휠의 조작력을 조향기어에 전달하도록 2개의 제 1, 2 중실축과 그 양측 끝단에 각각 결합되는 요크 조인트로 이루어지는 방진형 슬라이딩 중간 조향축 조립체에 있어서,

   제 1 단부가 상기 제 1 중실축에 길이방향으로 슬라이딩 가능하게 세레이션으로 결합되고 제 2단부가 상기 제 2 중실축에 소정 틈새를 가지고 원주상 요철 결합되며 상기 제 2단부와 상기 중실축의 중심에는 길이방향으로 토션바가 결합되어 커플링을 구성하는 중공축을 포함하는 것을 특징으로 하는 중간 조향축 조립체.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 제 2 중실축에는 축형 스플라인이 형성되고, 상기 중공축의 제 2단부에는 상기 축형 스플라인과 소정 틈새를 갖고 결합되는 홈형 스플라인이 형성되는 것을 특징으로 하는 중간 조향축 조립체.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 제 2 중실축에는 결합돌부가 방사상으로 돌출되고, 상기 중공축의 제 2단부에는 상기 결합돌부와 소정 틈새를 가지고 결합되는 결합홈부가 형성되는 것을특징으로 하는 중간 조향축 조립체.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 제 2 중실축과 상기 중공축의 틈새에는 아이솔레이터 러버가 끼워지는 것을 특징으로 하는 중간 조향축 조립체.