KR200172612Y1 - 조향 중간축 조립체 - Google Patents

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KR200172612Y1
KR200172612Y1 KR2019990021204U KR19990021204U KR200172612Y1 KR 200172612 Y1 KR200172612 Y1 KR 200172612Y1 KR 2019990021204 U KR2019990021204 U KR 2019990021204U KR 19990021204 U KR19990021204 U KR 19990021204U KR 200172612 Y1 KR200172612 Y1 KR 200172612Y1
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김영주
왕점근
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대우기전공업주식회사
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    • B21K1/00—Making machine elements
    • B21K1/76—Making machine elements elements not mentioned in one of the preceding groups
    • B21K1/762—Coupling members for conveying mechanical motion, e.g. universal joints
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • F16D3/38—Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected with a single intermediate member with trunnions or bearings arranged on two axes perpendicular to one another
    • F16D3/382—Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected with a single intermediate member with trunnions or bearings arranged on two axes perpendicular to one another constructional details of other than the intermediate member
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Abstract

본 고안은 자동차의 조향장치에서 조향축와 조향기어를 연결하는 조향 중간축 조립체에 관한 것으로서, 유니버설 조인트(universal joint)를 구성하는 요크(yoke)와 중실축에 세레이션(serration) 구조로 결합되는 중공축(tubular shaft)을 냉간단조 공법으로 일체형으로 형성하는 특징이 있다.
따라서, 본 고안은 요크와 중공축의 조립에 따른 연결부위 기계가공 및 용접작업이 필요없게 되므로 제조공정을 간소화시킬 수 있게 되고, 가공 및 용접작업에 따른 중공축과 요크의 조립공차를 없앰으로써 토크변화에 따른 운전조향감을 향상시킬 수 있게 되며, 용접 연결부위의 파손에 따른 조향력 상실을 방지할 수 있게 되는 것이다.

Description

조향 중간축 조립체{steering intermediate shaft assembly}
본 고안은 자동차의 조향장치에서 조향축와 조향기어를 연결하는 조향 중간축 조립체(steering intermediate shaft assembly)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유니버설 조인트(universal joint)를 구성하는 요크(yoke)와 중실축에 세레이션(serration)구조로 결합되는 중공축(tubular shaft)을 냉간단조 공법으로 일체형으로 형성함으로써 요크와 중공축의 조립에 따른 연결부의 기계가공 및 용접작업이 필요없도록 하여 제조공정이 간소화될 수 있도록 하고, 가공 및 용접작업에 따른 중공축과 요크의 조립공차를 없앰으로써 토크변화에 따른 운전조향감을 향상시킬 수 있도록 하며, 용접부위의 파손에 따른 조향력 상실을 방지할 수 있도록 하는 중공축과 요크 일체형 조향 중간축 조립체에 관한 것이다.
일반적으로 자동차 조향장치는 수동식이나 동력식이나 모두 운전자의 조작력을 조향장치에 전달하기 위한 구성부품으로서 조향휠과 조향축이 사용되는 바, 상기 조향축은 운전자가 위치한 운전석과 실질적인 조향작용이 이루어지는 운전석 하부의 구성부품을 연결하여 운전자가 제공하는 조향력을 전달하는 역할을 한다.
따라서, 상기한 바와 같은 조향축은 운전석에 설치되는 조향휠의 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 1은 상술한 바와 같은 조향축에서 조향컬럼의 하단에 위치되어 조향기어와 연결되는 부위인 조향 중간축 조립체(116)를 도시한 것으로서, 그 조향 중간축 조립체(116)는 충돌사고시 충격을 흡수할 수 있도록 중실축부(121a)와 중공축부(121b)의 2단구조로 이루어져 플라스틱 몰딩되는 세레이션 슬립이음(131a)을 갖는 조향 중간축(121)과, 조향축 및 조향기어에 연결되기 위해 그 조향 중간축(121)의 상하단부에 각각 결합된 유니버설 조인트(124)(127)로 구성되어 있다.
또한, 유니버설 조인트(124)(127)는 각각 두개의 요크(125)(126)(128)(129)가 십자이음되는 구조로 이루어져 있으며, 조향축 및 조향기어와 연결되는 외측의 요크(126)(129)에는 체결부(126a)(129a)가 볼트(130)에 의해 가압 체결될 수 있도록 절개 형성되어 있고, 두 조인트(124)(127)중 한 조인트(124)는 조향 중간축(121)의 중실축부(121a)에서 착탈될 수 있도록 내측에 위치되는 요크(125)에는 중실축부(121a)와 체결되는 체결부(125a)가 볼트(130)에 의해 가압 체결될 수 있도록 절개 형성되어 있으며, 다른 조인트(127)는 도 2a 및 도 2b에 도시되는 바와 같이 조향 중간축부(121)의 중공축부(121b)와 일체로 고정될 수 있도록 내측에 위치되는 요크(128)에는 중공축부(121b)가 체결 고정되기 위한 체결공(128a)이 관통 형성되어 있다.
이에 따라, 조향 중간축 조립체(116)는 조향 중간축(121)의 양측단에 결합된 조인트(124)(127)의 굴곡변위에 의해 전체적으로 조향 조작라인이 굴곡된 상태에서도 조향휠의 조작력을 조향기어에 원활히 전달할 수 있게 된다.
또한, 장착시에는 조향축 및 조향기어가 조립 장착된 상태에서, 조향 중간축(121)의 중공축부(121b)에 고정된 상태인 조인트(127)의 외측 요크(129)를 체결부(129a)로 축방향으로 슬라이딩 체결시키고, 중실축부(121a)에 분리된 상태인 조인트(124)의 외측 요크(126)를 체결부(126a)로 축방향으로 슬라이딩 체결시킨 다음, 분리된 조인트(124)의 내측 요크(125)에 형성된 체결부(125a)의 축방향 슬라이딩을 통해 조향 중간축(121)의 중실축부(121a)와 조인트(124)를 서로 체결하게 된다.
그런데, 상술한 바와 같은 종래 조향 중간축 조립체(116)는 조향 중간축(121)의 중공축부(121b)와 조인트(127)의 요크(128)를 조립할 때 연결부위를 기계 가공한 다음 용접작업을 통해 연결하야 함에 따른 몇가지 문제점을 가지게 되었다.
즉, 중공축부(121b)와 요크(128)의 용접부위는 작업자의 실수나 불완전 용접으로 인해 쉽게 파손될 수 있는데, 이렇게 하여 중공축부(121b)와 요크(128)가 서로 분리될 경우 조향기능 상실 등으로 인해 운전자의 생명에 심각한 영향을 줄 수 있게 되는 문제점이 있다.
또한, 중공축부(121b)와 요크(128)의 연결부위 가공 및 용접으로 인해 서로 축이 어긋나 동축도를 저하시키게 됨은 물론 위상각이 뒤틀려 위상각공차를 크게 함으로써 조향시 조향축로부터 전달되는 토크의 변화를 초래하여 조향성능을 저하시키게 됨은 물론 조향 중간축의 수명을 저하시키게 되는 문제점이 있다.
더욱이, 중공축부(121b)와 요크(128)의 기계적인 가공작업 및 용접작업은 조향 중간축 조립체의 제작공정수를 증가시켜 생산원가를 증가시키게 되는 문제점이 있다.
따라서, 본 고안은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 요크와 중공축의 연결부위 기계가공 및 용접작업이 필요없도록 함으로써 제조공정을 간소화시킴은 물론 생산원가를 절감할 수 있도록 하고, 용접작업에 따른 중공축과 요크의 조립공차를 없앰으로써 토크변화에 따른 운전조향감을 향상시킬 수 있도록 하며, 용접부위의 파손에 따른 조향력 상실을 방지할 수 있도록 하는 중공축과 요크 일체형 조향 중간축 조립체를 제공하는 데 그 목적이 있다.
도 1은 종래 조향 중간축 조립체를 보인 부분 절개 단면도.
도 2는 도 1에 도시된 조향 중간축 조립체에서 조향 중간축의 중공축과 요크의 조립구조를 보인 것으로,
도 2a는 조향 중간축의 중공축과 요크의 결합전 상태를 보인 분해도.
도 2b는 조향 중간축의 중공축과 요크의 용접 상태를 보인 측면도.
도 3은 본 고안의 실시예에 따른 중공축과 요크 일체형 조향 중간축 조립체를 보인 부분 절개 단면도.
도 4는 도 3에 도시된 조향 중간축 조립체에서 조향 중간축의 중공축과 요크의 일체 성형구조를 보인 단면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 조향 중간축 조립체 21 : 조향 중간축
21a : 중실축 21b : 중공축
24, 27 : 유니버설 조인트 25, 26, 28, 29 : 요크
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 조향 중간축의 중실축부 일단부에 세레이션 슬립이음되는 중공축부와 유니버설 조인트의 요크가 일체형으로 형성되는 조향 중간축 조립체를 제공하는 특징이 있다.
또한, 중공축부와 요크는 냉간단조에 의해 일체형으로 성형되고, 중공축부는 냉간 단조시 세레이션이 같이 형성되는 특징이 있다.
이하, 본 고안의 실시예를 첨부도면에 의거 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 고안의 실시예에 따른 중공축과 요크 일체형 조향 중간축 조립체(1)를 도시한 것이다. 이 조향 중간축(1)은 조향컬럼의 하단에 위치되어 조향휠의 조작력을 조향기어에 전달하기 위한 것으로, 충돌사고시 충격을 흡수할 수 있도록 중실축부(21a)와 중공축부(21b)의 2단구조로 이루어져 플라스틱 몰딩되는 세레이션 슬립이음(22)을 갖는 조향 중간축(21)과, 조향축 및 조향기어에 연결되기 위해 그 조향 중간축(21)의 상하단부에 각각 구비된 유니버설 조인트(24)(27)로 구성된다.
또한, 유니버설 조인트(24)(27)는 각각 두개의 요크(25)(26)(28)(29)가 십자이음되는 구조로 이루어진다. 조향축 및 조향기어와 연결되는 외측의 요크(26)(29)에는 체결부(26a)(29a)가 볼트(30)에 의해 가압 체결될 수 있도록 절개 형성되고, 두 조인트(24)(27)중 한 조인트(24)는 조향 중간축(21)의 중실축부(21a)에서 착탈될 수 있도록 내측에 위치되는 요크(25)에는 중실축부(21a)와 체결되는 체결부(25a)가 볼트(30)에 의해 가압 체결될 수 있도록 절개 형성된다.
그리고, 다른 조인트(27)는 조향 중간축부(21)와 일체구조를 갖도록 요크(28)가 중공축부(21b)에 일체로 형성된다. 즉, 도 4에 도시되는 바와 같이 중공축부(21b)와 요크(28)는 각각의 부품으로 성형되어 조립되지 않고 냉간단조(cold forging) 공법을 통해 서로 일체화된 하나부품으로 형성된다. 소재의 재결정 이하의 온도 또는 실온 이하에서 중공축과 요크의 외형과 대응하는 구조를 갖는 다이 또는 금형 등의 단조공구를 이용하여 소재에 압력을 가하여 일체형 중공축 및 요크를 성형하게 된다.
이와 같이 구성되는 본 고안의 실시예에 따른 조향 중간축 조립체(1)는 냉간단조 공법을 이용하여 유니버설 조인트(27)를 구성하는 요크(28)와 중실축부(21a)에 세레이션구조로 결합되는 중공축(21b)이 일체형으로 형성됨으로써, 종래 조향 중간축 조립체에서와 같은 중공축부와 요크의 조립에 따른 연결부위 가공작업 및 용접작업이 필요없게 된다.
이에 따라, 하나의 다이 또는 하나의 금형을 통해 중공축부(21b) 및 요크(28)가 일체형으로 성형되므로, 종래 중공축부와 요크를 가공작업 및 용접작업을 통해 조립되는 구조에 비하여 높은 견고성을 기대할 수 있게 되며, 우수한 동축도를 기대할 수 있게 됨은 물론 위상각공차를 줄일 수 있게 된다.
또한, 슬립이음(22)을 형성하는 중공축부(21a)에서 세레이션 구조는 냉간 단조시 같이 성형하게 되므로, 별도로 세레이션 구조를 기계 가공할 필요가 없게 된다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 고안은 유니버설 조인트를 구성하는 요크와 중실축에 세레이션구조로 결합되는 중공축을 냉간단조 공법으로 일체형으로 형성하여 가공 및 용접작업에 따른 중공축과 요크의 조립공차를 없앰으로써, 조향 토크변화를 줄여 운전조향감을 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 본 고안은 조향 중간축의 중공축부와 요크의 연결부위 가공작업, 용접작업 및 세레이션의 가공작업이 필요없게 되므로, 제조공정을 간소화시켜 생산성을 향상시게 됨은 물론 생산원가를 절감할 수 있게 된다.
그리고, 본 고안은 냉간단조에 의해 성형되므로 외관이 우수하며 단조시 표면이 경화됨에 따라 높은 강도를 가지게 되므로, 종래와 같은 중공축부와 요크의 용접부위 파손에 따른 조향력 상실을 방지할 수 있게 된다.
본 고안은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부 실용신안등록청구범위에 의해 나타난 고안의 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 (3)

  1. 조향 중간축(21)의 중실축부(21a) 일단부에 슬립이음되는 중공축부(21b)와 조인트(27)의 요크(28)가 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 조향 중간축 조립체.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 중공축부(21b)와 상기 요크(28)는 냉간단조에 의해 일체형으로 성형되는 것을 특징으로 하는 조향 중간축 조립체.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 중공축부(21b)는 냉간 단조시 세레이션이 같이 형성되는 것을 특징으로 하는 조향 중간축 조립체.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20010103499A (ko) * 2000-05-10 2001-11-23 배길훈 방진형 슬라이딩 중간 조향축 조립체
KR20170105818A (ko) 2016-03-10 2017-09-20 김민응 차량의 스티어링 요크 가공용 드릴 머신
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KR102020055B1 (ko) 2018-04-02 2019-09-09 김민응 차량의 스티어링 요크 복합 후가공 장치

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