KR200186751Y1 - Structure for improving stiffness of universal joint - Google Patents

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KR200186751Y1
KR200186751Y1 KR2020000002022U KR20000002022U KR200186751Y1 KR 200186751 Y1 KR200186751 Y1 KR 200186751Y1 KR 2020000002022 U KR2020000002022 U KR 2020000002022U KR 20000002022 U KR20000002022 U KR 20000002022U KR 200186751 Y1 KR200186751 Y1 KR 200186751Y1
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universal joint
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구광모
남상휴
이흥주
남종승
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홍순욱
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Abstract

본 고안은 유니버셜 조인트의 강성 증대 구조에 관한 것으로서, 본 고안은, 2개의 축단 각각에 고착된 복수의 요크와, 이 양 요크를 직각으로 결합하기 위한 십자축과, 상기 십자축의 저어널부가 상기 요크의 결합구에 회전 자유롭게 고정하기 위한 베어링 캡과, 상기 베어링 캡과 저어널부 사이에 개재된 니이들 롤러 베어링을 포함하여 2개의 축이 일정 각도를 이루어 회전될 때, 그 회전력을 전달하는 유니버셜 조인트의 강성 증대 구조에 있어서, 상기 베어링 캡과 상기 저어널부의 단부면 사이에 형성되는 반구형 공간에, 상기 십자축의 축에 대하여 수직 성분을 포함한 진동력에 반응하여 상기 십자축에 수직한 거의 모든 방향으로 탄성적으로 압축변형된 후 재복원 가능한 반고형 자재가 개재된 것을 특징으로 하여, 반복 회전 작동시, 저어널부의 반경방향과 회전방향으로 헐거움이 조기 발생하게 되면서 링부재 고유의 기밀성 유지 기능을 상실함에 다른 베어링 캡 내의 윤활제가 유출되거나 이물질이 침입하게 되는 현상을 저지할 수 있도록 함과 더불어, 비록 링부재가 마모되더라도, 반고형 자재의 탄성 유지 기능에 의해 변형에 탄력적으로 대응할 수 있도록 함으로써, 반고형 자재의 저어널과 캡 사이의 헐거움을 방지할 수 있도록 하였다.The present invention relates to a rigid joint structure of the universal joint, the present invention, a plurality of yokes fixed to each of the two shaft ends, a cross-shaft for coupling the two yoke at a right angle, and the journal portion of the cross-shaft is the yoke The bearing cap for rotatably fixing to the coupler of the needle, and the needle roller bearing interposed between the bearing cap and the journal portion of the universal joint that transmits the rotational force when the two axes are rotated at an angle In the stiffness increasing structure, a hemispherical space formed between the bearing cap and the end face of the journal portion is burned in almost all directions perpendicular to the cross axis in response to a vibration force including a component perpendicular to the axis of the cross axis. Semi-solid material that can be re-restored after sexually compressive deformation is interposed. The looseness in the radial and rotational directions prematurely causes the ring member to retain its inherent airtightness, thereby preventing the lubricant from leaking or infiltrating other bearing caps. Even if it is, the elasticity retaining function of the semi-solid material can be flexibly responded to deformation, thereby preventing the looseness between the journal and the cap of the semi-solid material.

Description

유니버셜 조인트 강성 증대 구조{STRUCTURE FOR IMPROVING STIFFNESS OF UNIVERSAL JOINT}Universal Joint Rigidity Structure {STRUCTURE FOR IMPROVING STIFFNESS OF UNIVERSAL JOINT}

본 고안은 유니버셜 조인트 강성 증대 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유니버셜 유니버셜 조인트(1)에서 별도의 설계변경없이도 강성 증대효과를 얻을 수 있도록 한 유니버셜 조인트(1)의 강성 증대 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a universal joint stiffness increasing structure, and more particularly, to a stiffness increasing structure of the universal joint (1) to obtain a stiffness increasing effect without a separate design change in the universal universal joint (1).

도 1은 2개의 축이 일정 각도를 이루어 교차할 때, 자유로이 회전동력을 전달하기 위한 연결체로서의 기능을 수행하는 일반적인 유니버셜 조인트(1)를 나타낸 것이고, 도 2는 종래예로서 도 1의 A-A선에 따른 단면도를 나타낸 것으로, 유니버셜 조인트(1)는 구동축(10)의 단부에 용접된 제1 자재이음 요크(11, yoke)와, 구동축(10)의 구동력에 의해 연동 회전되는 종동축(20)의 단부에 용접된 제2 자재이음 요크(21)와, 상기 양 요크(11, 21)를 직각으로 결합하기 위한 십자축(30, spider)을 포함한다.FIG. 1 shows a general universal joint 1 which functions as a connecting body for freely transmitting rotational power when two axes intersect at an angle, and FIG. 2 is a line AA of FIG. 1 as a conventional example. As shown in the cross-sectional view, the universal joint (1) is driven by the drive shaft of the drive shaft (10) driven by the driving force of the first material joint yoke (11, yoke) welded to the end of the drive shaft (10) And a second joint yoke 21 welded to the end of each other, and a cross shaft 30 for connecting the yokes 11 and 21 at right angles.

또, 상기한 십자축(30)은 특수강을 단조하여 강도와 내마모성을 갖도록 저어널 부분(31)을 표면 경화처리하고, 이 저어널부(31)에는 베어링 캡(40)이 끼워지고, 이 베어링 캡(40)과 저어널부(31)의 외주부 사이에는 상기 니이들 롤러 베어링(41, …)이 삽입되어 있으며, 상기 저어널부(31)와 베어링 캡(40) 사이에는 이들의 기밀을 유지하는 이형 단면을 갖는 고무재의 링부재(50)가 개재되어 있다.In addition, the cross shaft 30 is forged into a special steel to surface harden the journal portion 31 to have strength and abrasion resistance, and the journal cap 31 has a bearing cap 40 fitted therein, and the bearing cap 40 is fitted. The needle roller bearings 41,... Are inserted between the outer periphery of the journal portion 31 and the release section for maintaining their airtightness between the journal portion 31 and the bearing cap 40. The ring member 50 of the rubber material which has this is interposed.

또한, 상기한 베어링 캡(40)은 상기 제1 및 제2 요크(11, 21)의 결합구에 스냅링(60), 리벳 또는 와셔를 매개로 고정된다.In addition, the bearing cap 40 is fixed to the coupling hole of the first and second yokes 11 and 21 via a snap ring 60, a rivet or a washer.

그러나, 이러한 유니버셜 조인트(1) 구조는, 초기 상태에서는 각 부위가 안정된 위치를 유지하고 있으나, 수많은 횟수로 반복작동될 때에는 이형 단면의 링부재(50)와 베어링 캡(40) 및 저어널부(31)가 서로 마찰되면서 링부재(50)의 손상을 가져오고, 이에 따라 저어널부(31)의 반경방향과 회전방향으로 헐거움이 조기 발생하게 됨으로써, 링부재(50) 고유의 기밀성 유지 기능을 상실하게 되면서 베어링 캡(40) 내의 윤활제가 유출되거나 이물질이 침입하게 되어, 조향축의 회전에 영향을 미쳐, 조향축의 회전시 운전자에게 아주 큰 불안감을 안겨줄 수 있다는 단점을 내포하고 있었다.However, this universal joint (1) structure, each part maintains a stable position in the initial state, but when repeatedly operated a number of times, the ring member 50, the bearing cap 40 and the journal portion 31 of the deformed cross section ) Friction with each other causes damage to the ring member 50, thereby loosening occurs early in the radial and rotational direction of the journal portion 31, thereby losing the inherent airtightness maintaining function of the ring member 50 As the lubricant in the bearing cap 40 is leaked or foreign matter is infiltrated, it affects the rotation of the steering shaft, it has a disadvantage that can give a very great anxiety to the driver during the rotation of the steering shaft.

따라서, 본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 유니버셜 조인트에 별도의 설계변경을 가하지 않고도, 유니버셜 조인트의 강성을 증대시킴과 아울러, 작업 공정에 영향을 미치지 않는 유니버셜 조인트 강성 증대 구조를 제공하는 데 있다.Therefore, the present invention has been devised to solve the conventional problems as described above, the purpose of which is to increase the rigidity of the universal joint without additional design changes to the universal joint, and does not affect the work process It is to provide a universal joint rigidity increasing structure.

또한, 비록 링부재가 마모되더라도, 반고형 자재의 탄성 유지 기능에 의해 변형에 신축적으로 대응할 수 있도록 함으로써, 반고형 자재의 저어널과 캡 사이의 헐거움을 방지할 수 있는 유니버셜 조인트의 강성 증대 구조를 제공함에 있다.In addition, even if the ring member is worn, it is possible to flexibly cope with deformation by the elastic retaining function of the semi-solid material, thereby increasing the rigidity of the universal joint which can prevent the looseness between the journal and the cap of the semi-solid material In providing.

이러한 목적을 달성하기 위해, 본 고안은, 2개의 축단 각각에 고착된 복수의 요크와, 이 양 요크를 직각으로 결합하기 위한 십자축과, 상기 십자축의 저어널부가 상기 요크의 결합구에 회전 자유롭게 고정하기 위한 베어링 캡과, 상기 베어링 캡과 저어널부 사이에 개재된 니이들 롤러 베어링을 포함하여 2개의 축이 일정 각도를 이루어 회전될 때, 그 회전력을 전달하는 유니버셜 조인트의 강성 증대 구조에 있어서, 상기 베어링 캡과 상기 저어널부의 단부면 사이에 형성되는 반구형 공간에, 상기 십자축의 축에 대하여 수직 성분을 포함한 진동력에 반응하여 상기 십자축에 수직한 거의 모든 방향으로 탄성적으로 압축변형된 후 재복원 가능한 반고형 자재가 개재된 것을 특징으로 한다.In order to achieve this object, the present invention provides a plurality of yokes fixed to each of the two shaft ends, a cross shaft for coupling the yokes at right angles, and the journal portion of the cross shaft freely rotates to the coupling hole of the yoke. In the rigid joint structure of the universal joint that transmits the rotational force when the two shafts are rotated at an angle, including a bearing cap for fixing and a needle roller bearing interposed between the bearing cap and the journal portion, In the hemispherical space formed between the bearing cap and the end face of the journal portion, elastically deformed in almost all directions perpendicular to the cross axis in response to a vibration force including a component perpendicular to the axis of the cross axis The semi-solid material that can be restored is interposed.

도 1은 일반적인 유니버셜 조인트(1)를 나타낸 분해 사시도,1 is an exploded perspective view showing a general universal joint (1),

도 2는 도 1의 선A-A에 따른 단면도,2 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.

도 3a 및 도 3b은 유니버셜 조인트(1)의 교차각과 각 속도의 변화를 나타낸 모식도,3A and 3B are schematic views showing changes in the crossing angles and the angular velocities of the universal joint 1,

도 4는 유니버셜 조인트(1)의 회전에 따른 각 속도의 변화를 나타낸 그래프,4 is a graph showing the change in each speed according to the rotation of the universal joint (1),

도 5는 유니버셜 조인트(1)에서 십자축의 설치방식을 나타낸 개략도, 및5 is a schematic view showing the installation method of the cross axis in the universal joint (1), and

도 6은 본 고안에 따른 도 2의 단면도에 상응하는 단면도.6 is a cross-sectional view corresponding to the cross-sectional view of FIG. 2 according to the present invention.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>

1 : 조인트 10 : 구동축1 joint 10 drive shaft

11 : 제1 자재이음 요크 20 : 피동축11: first material joint yoke 20: driven shaft

21 : 제2 자재이음 요크 30 : 십자축21: second joint yoke 30: cross shaft

40 : 베어링 캡 41, … : 니이들 구름 베어링40: bearing cap 41; Needle Roller Bearings

43 : 찍힘 가공부 50 : 링부재43: stamping processing part 50: ring member

70 : 반고형 자재70: semisolid material

이하, 첨부도면들을 참조하여 본 고안에 따른 브레이크 레버에 대해 보다 상세히 설명한다. 또, 도 1 및 도 2와 동일한 부분에는 동일한 부호를 부여하고, 반복되는 설명은 생략한다.Hereinafter, a brake lever according to the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as FIG. 1 and FIG. 2, and the repeated description is abbreviate | omitted.

도 3 내지 도 6에는, 본 고안에 따른 유니버셜 조인트(1)의 강성 증대 구성이 도시되어 있다.3 to 6 show the stiffness increasing configuration of the universal joint 1 according to the present invention.

도면에서 부호 '70'은, 십자축(30)(spider)을 사용하여 양쪽 축의 일단에 고정된 양 요크를 직각으로 결합한 것으로 구동축(10)의 요크로부터 십자축(30)을 통해 피동축(20)의 요크로 회전을 전달하는 유니버셜 유니버셜 조인트(1)의 작동 충격을 일차적으로 완화시킬 수 있도록, 상기 베어링 캡(40)과 상기 저어널부(31)의 단측 사이에 형성되는 반구형 공간에, 상기 십자축의 축에 대하여 수직 성분을 포함한 진동력에 반응하여 상기 십자축에 수직한 거의 모든 방향으로 탄성적으로 압축변형후 재복원 가능하게 개재된 반고형 자재를 나타낸다.In the drawing, reference numeral 70 denotes a right angle coupling of both yokes fixed to one end of both shafts using a cross shaft 30 (spider), and the driven shaft 20 through the cross shaft 30 from the yoke of the drive shaft 10. In the hemispherical space formed between the bearing cap 40 and the short side of the journal portion 31 so as to firstly alleviate the operating impact of the universal universal joint 1 which transmits rotation to the yoke of A semi-solid material interposed resiliently after compression deformation in almost all directions perpendicular to the cross axis in response to a vibration force including a component perpendicular to the axis of the axis.

상기한 반고형 자재(70)는, 반구형상의 우레탄 수지로 이루어짐이 바람직하나, 상기한 반고형 자재(70)를 상기 베어링 캡(40)의 반구형 내측면에 우레탄 수지를 충전하여 이루어지도록 해도 좋다.The semi-solid material 70 is preferably made of a hemispherical urethane resin, but the semi-solid material 70 may be formed by filling a semi-spherical inner surface of the bearing cap 40 with a urethane resin.

또한, 상기 요크(11, 21)의 결합구 상측 내주부는 반경방향으로 코킹작업되어, 상기 결합구의 내주벽에 삽입된 베어링 캡(40)의 상단부면의 외방 변위를 규제하도록 찍힘 가공부(43, …)를 가진다.In addition, the inner peripheral portion on the upper side of the coupler of the yoke (11, 21) is caulked in the radial direction, so that the cutting portion 43 to regulate the outward displacement of the upper end surface of the bearing cap 40 inserted into the inner circumferential wall of the coupler ,…)

도 3에 도시된 바와 같이, 구동축(10)과 피동축(20)이각으로 교차한다고 가정하여 도 3a의 경우에는 구동축(10)이 각속도로 회전한다고 하면 요크의 주속은로 되는 피동축(20)은 회전하는 십자축(30)의 반지름이 외견상로 되어 있으므로 그 각속도는=로 되어 피동축(20)의 각속도가 커진다.As shown in FIG. 3, the driving shaft 10 and the driven shaft 20 In the case of FIG. 3A, the drive shaft 10 has an angular velocity If you rotate the speed of the yoke The driven shaft 20 is the radius of the rotating cross shaft 30 is apparent The angular velocity is = The angular velocity of the driven shaft 20 increases.

또, 도 3b의 경우에는 반대로로 되어 피동축(20)의 각속도는 커진다.In addition, in the case of FIG. The angular velocity of the driven shaft 20 becomes large.

상기한 바와 같이, 조인트(1)는 1회전중에 피동축(20)의 각속도가 도 4에 도시된 바와 같이, 4번 변화하는 성질이 있기 때문에 동력전달장치의 각부분에 무리가 갈 염려가 있으므로, 도 5와 같이, 2개의 조인트(1)를 사용하여 각속도의 변화를 상쇄시키면 원활한 회전동력을 전달할 수 있게 된다.As described above, since the angular velocity of the driven shaft 20 changes four times during one rotation as shown in FIG. , As shown in Figure 5, by using the two joints (1) to cancel the change in the angular velocity it is possible to transfer a smooth rotational power.

이때, 상기한 회전동력 전달작용이 수많은 횟수로 반복수행됨에 따라, 이형 단면의 링부재(50)와 베어링 캡(40) 및 저어널부(31)가 서로 빈번하게 마찰되게 된다.At this time, as the rotational power transmission action is repeatedly performed a number of times, the ring member 50, the bearing cap 40, and the journal portion 31 of the deformed section are frequently rubbed against each other.

이에 따라, 상기 저어널부(31)가 베어링 캡(40)의 내벽을 가압하면서 저어널부(31)가 변위되어, 상기 베어링 캡(40)과 저어널부(31) 사이에 개재된 링부재(50)를 반복적으로 압축변형시킨다.Accordingly, the journal portion 31 is displaced while the journal portion 31 pressurizes the inner wall of the bearing cap 40 so that the ring member 50 interposed between the bearing cap 40 and the journal portion 31. Repeatedly compressive deformation.

이때, 상기 저어널부(31)의 단부면 사이에 형성되는 반구형 공간에 압축변형후 재복원 가능한 반고형 자재가 개재되어, 상기 저어널부(31) 단부면과 상기 베어링 캡(40)의 중앙 내벽 사이의 충돌을 일차적으로 감쇠시킴으로써, 상기한 회전작동 중에, 상기 링부재(50)에 상기한 반복적인 충격력이 직접적으로 영향을 미치는 것을 감소시켜, 상기 링부재(50)의 조기 마멸을 방지할 수 있게 된다.At this time, a semi-solid material capable of restoring after compression deformation is interposed in a hemispherical space formed between the end faces of the journal portion 31, and between the end face of the journal portion 31 and the central inner wall of the bearing cap 40. By primarily attenuating the collision of, it is possible to reduce the direct impact of the repetitive impact force on the ring member 50 during the rotation operation, thereby preventing premature wear of the ring member 50. do.

따라서, 상기한 링부재(50)의 마모 속도를 최대한 늦출 수 있게 됨으로써, 상기한 회전작동이 반복될 때, 저어널부(31)의 헐거움 발생을 방지할 수 있게 되어, 고유의 기밀성 유지 기능을 장기간 확보할 수 있게 됨과 더불어, 링부재(50)가 마모되더라도 저어널(31)과 캡(40) 사이의 헐거움 발생에 따른 신뢰성 저하를 저지할 수 있게 되는 것이다.Therefore, by being able to slow down the wear rate of the ring member 50 as much as possible, it is possible to prevent the generation of the looseness of the journal portion 31 when the above-described rotation operation is repeated, thereby maintaining the inherent airtightness maintaining function for a long time. In addition to being able to ensure, even if the ring member 50 is worn, it is possible to prevent the degradation of the reliability caused by the looseness between the journal 31 and the cap 40.

더욱이, 상기 링부재(50)의 신뢰성 확보에 따라, 상기 저어널부(31)와 상기 베어링 캡(40) 사이로 이물질이 침입하여 조향축의 회전에 영향을 미치는 등의 단점을 해소할 수 있게 되는 것이다.In addition, according to securing the reliability of the ring member 50, it is possible to solve the disadvantages such as foreign matter penetrates between the journal portion 31 and the bearing cap 40 to affect the rotation of the steering shaft.

또한, 상기 베어링 캡(40)과는 별개의 반구형상의 반고형 자재를 제작하여 조립하더라도, 이 반고형 자재는 베어링 캡(40)에 삽입되면서 일정한 압축변형을 받게되어 베어링 캡(40)과 저어널부(31)의 단부면 사이에 자체적으로 고정지지되게 된다.In addition, even if a semi-spherical semi-solid material is manufactured and assembled separate from the bearing cap 40, the semi-solid material is subjected to a constant compression deformation while being inserted into the bearing cap 40, bearing cap 40 and the journal portion It is to be fixed by itself between the end faces of (31).

이상 설명한 바와 같이 본 고안에 따른 유니버셜 조인트의 강성증대구조에 의하면, 반복 회전 작동시, 저어널부의 반경방향과 회전방향으로 헐거움이 조기 발생하게 되면서 링부재 고유의 기밀성 유지 기능을 상실함에 다른 베어링 캡 내의 윤활제가 유출되거나 이물질이 침입하게 되는 현상을 저지할 수 있게 됨으로써, 일예로, 조향축의 회전에 별다른 영향을 미치지 않게 되어, 조향축의 신뢰성을 장기간 유지시킬 수 있다는 뛰어난 효과가 있는 것이다.As described above, according to the stiffness increasing structure of the universal joint according to the present invention, when the repetitive rotation operation, the looseness occurs early in the radial direction and the rotational direction of the journal portion, and loses the inherent airtightness maintaining function of the ring member. By being able to prevent the phenomenon that the lubricant in the lubricant is leaked out or foreign matter invade, for example, there is no effect on the rotation of the steering shaft, there is an excellent effect that can maintain the reliability of the steering shaft for a long time.

또한, 비록 링부재가 마모되더라도, 반고형 자재의 탄성 유지 기능에 의해 변형에 탄력적으로 대응할 수 있도록 함으로써, 반고형 자재의 저어널과 캡 사이의 헐거움을 방지할 수 있는 것이다.In addition, even if the ring member is worn, by being able to elastically respond to deformation by the elastic retaining function of the semi-solid material, it is possible to prevent the looseness between the journal and the cap of the semi-solid material.

이상에서 본 고안의 구체적인 일 실시예를 상세히 설명하였으나, 본 고안은 이에 한정되는 것은 아니며, 이 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 고안의 기술적 사상을 바탕으로 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.Although one specific embodiment of the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited thereto, and those skilled in the art may make various changes and modifications based on the technical idea of the present invention.

Claims (2)

2개의 축단 각각에 고착된 복수의 요크와, 이 양 요크를 직각으로 결합하기 위한 십자축과, 상기 십자축의 저어널부가 상기 요크의 결합구에 회전 자유롭게 고정하기 위한 베어링 캡과, 상기 베어링 캡과 저어널부 사이에 개재된 니이들 롤러 베어링을 포함하여 2개의 축이 일정 각도를 이루어 회전될 때, 그 회전력을 전달하는 유니버셜 조인트의 강성 증대 구조에 있어서, 상기 베어링 캡과 상기 저어널부의 단부면 사이에 형성되는 반구형 공간에, 상기 십자축의 축에 대하여 수직 성분을 포함한 진동력에 반응하여 상기 십자축에 수직한 거의 모든 방향으로 탄성적으로 압축변형된 후 재복원 가능한 반고형 자재가 개재된 것을 특징으로 하는 유니버셜 조인트의 강성 증대 구조.A plurality of yokes fixed to each of the two shaft ends, a cross shaft for coupling the two yokes at right angles, a bearing cap for rotatably fixing the journal portion of the cross shaft to a coupling hole of the yoke, and the bearing cap In the rigid joint structure of the universal joint which transmits the rotational force when two shafts are rotated at an angle including a needle roller bearing interposed between the journal portion, between the bearing cap and the end face of the journal portion. In the hemispherical space is formed in the semi-solid material is resiliently restorable after elastically compressive deformation in almost all directions perpendicular to the cross axis in response to the vibration force including a vertical component with respect to the axis of the cross axis Increased rigidity structure of the universal joint. 제1항에 있어서, 상기한 반고형 자재는, 상기 베어링 캡의 반구형 내측면에 우레탄 수지를 충전하여 이루어진 것을 특징으로 하는 유니버셜 조인트의 강성 증대 구조.The said semisolid material is a rigid joint structure of the universal joint of Claim 1 formed by filling a urethane resin in the hemispherical inner surface of the said bearing cap.
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