KR200203655Y1 - 스티어링 장치용 등속 조인트 - Google Patents

Abstract

링형상의 플랜지부와 회전축에 상호 연결된 연결부를 가지는 한 쌍의 플랜지 요크, 상기 연결부를 통해 상기 플랜지 요크과 회전축을 각각 회전 가능하게 결합하는 2개의 아암부를 각각 가지는 한 쌍의 핀 요크와, 상기 플랜지 요크의 연결부와 핀 요크의 아암부를 회전 가능하게 연결하는 한 쌍의 십자 링크와, 그의 외주부가 한 쌍의 플랜지부에 의해 구획형성된 환형상의 환상구 내에 배치되되, 그의 전체 외주에 걸쳐 플랜지부에 조밀하게 접촉되는 회전판부재를 구비한 스티어링 장치용 등속 조인트에 있어서, 상기 회전판부재의 외주부 양측면에는 상기 플랜지부와의 미끄럼 운동을 항시 유지하도록 윤활작용하는 다수의 그리스 함입공이 형성되고, 상기 회전판부재에는 상기 한 쌍의 구상 돌기를 수용하는 파이프 형상의 소켓부가 편심 위치에 일체로 고정되며, 상기 소켓부에는 요크의 축방향으로 일정 탄성력을 항시 부여하도록, 압축 스프링을 사이에 두고 양 구형상 돌기가 삽입 구성되도록 하여, ２개의 회전축을 큰 굴곡각으로 연결하더라도, 회전축이 덜컹거리거나 회전 토오크의 변동을 저감하고 조타감을 향상시킴과 아울러, 장시간 작동 시 그리스의 고갈 및 이물질 유입에 의해 회전판과 플랜지 요크 간의 작동 소음을 저감킬 수 있도록 하였다.

Description

스티어링 장치용 등속 조인트{Constant velocity joint for steering device}

본 고안은 동력 전달용 유니버설 조인트에 관한 것으로서, 특히, ２개의 회전축을 큰 굴곡각으로 연결하더라도, 회전축이 덜컹거리거나 회전 토오크의 변동을 저감하고 조타감을 향상시킴과 아울러, 장시간 작동 시 그리스의 고갈 및 이물질 유입에 의해 회전판과 플랜지 요크 간의 작동 소음을 저감시킬 수 있는 스티어링 장치용 등속 조인트에 관한 것이다.

일반적인 유니버셜 조인트는, 도1에 도시된 바와 같이, 구동축(14)과 종동축(15)을 포함한 회전축에 고정된 구동 핀요크(10)와 종동 핀요크(11)를 십자링크(8, 9)로 연결하여서 구동축(14)의 회전동력을 그와 임의의 각도로 교차되는 종동축(15)에 전달하도록 한 연결구성을 가진다.

이와 같은 연결(coupling) 구성은, 도2에 도시된 바와 같이, 2개의 회전축(14, 15)을 그의 축선이 일정 교차각으로 교차하도록 연결한 더블 카단(double cardan)식 등속 조인트라 불리워지는 것으로서, 예를 들면, 대한민국 실용신안공보 제 87-18868호에 기재된 바와 같이, 링형상의 플랜지부(16, 17)와 회전축(14, 15)에 상호 연결된 연결부(2, 3)를 가지는 한 쌍의 플랜지 요크(1, 1), 상기 연결부를 통해 상기 플랜지 요크(1, 1)과 회전축(14, 15)을 각각 회전 가능하게 결합하는 2개의 아암부(10a, 10b; 11a, 11b)를 각각 가지는 한 쌍의 핀 요크(10, 11, 여기서 '10'은 구동 핀요크로 하고 '11'은 종동 핀요크로 함)와, 상기 플랜지 요크(1, 1)의 연결부(2, 3)와 핀 요크(10, 11)의 아암부(10a, 10b; 11a, 11b)를 회전 가능하게 연결하는 한 쌍의 십자 링크(8, 9)와, 상기 한 쌍의 구상 돌기를 수용하는 소켓부(5)를 편심 위치에 가지는 회전판부재(7)를 구비하고 있다. 상기 회전판부재(7)의 외주부는 한 쌍의 플랜지부(16, 17)에 의해 구획형성된 환형상의 환상구(17, 18) 내에 배치되되, 그의 전체 외주에 걸쳐 플랜지부(16, 17)에 조밀하게 수용접촉되어 회전 가능하게 지지되어 있다.

상기 종래 공보의 스티어링 장치용 등속 조인트에서는, ２개의 회전축(14, 15)이 소정의 굴곡각으로 소켓부(5)에 구형돌기(12, 13)에 의해 연결되어 일측의 회전축(14, 15)의 회전력을 타측의 회전축(14, 15)으로 회전력을 단순 전달함에는 지장이 없지만, 회전력 전달 와중에 반경방향 및 축방향으로의 마찰 변위가 발생하여, 회전축(14, 15)이 덜컹거리거나 회전 토오크의 변동이 유발됨으로써, 차량 핸들의 조타감이 떨어지게 됨과 더불어, 장시간 조향작동 시, 그리스의 고갈 및 이물질 유입 현상이 발생되어, 조타 시 회전판부재(7)와 플랜지 요크(1, 1) 간의 작동 소음이 초래된다는 등의 문제점을 내포하고 있었다. 이 때문에, 조타감 및 작동 소음의 관점에서 더한층 개선이 요구되고 있었다.

본 고안의 목적은 파이프 상 소켓부에 압축 스프링을 개재시켜, 요크의 축방향 및 반경방향의 유격을 최소화시킬 수 있는 스티어링 장치용 등속 조인트를 제공함에 있다.

본 고안의 다른 목적은, 축 회전에 따라 회전판부재와 플랜지 요크간의 접동 마찰에 의한 회전 마모를 최소화하기 위해 그리스의 고갈을 극력 방지하기 위한 그리스 함입공을 마련하여 조향시 발생되는 이음 또는 소음 발생을 저감시킬 수 있는 등속 조인트를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 고안의 청구항 1은, 회전판부재의 편심 위치에 요크의 꺽임각을 결정하는 파이프상 소켓부를 일체로 고정시키고 이 소켓부 내에 압축 스프링을 사이에 두고 핀 요크 단부의 구형상 돌기 각각을 개재시켜 양 핀 요크의 꺽임각을 탄력적으로 고정시킴으로써, 핀 요크 및 플랜지 요크의 축방향 및 반경방향 유격을 최소화시킬 수 있도록 한 기술적 구성을 가진다.

또, 회전판부재의 외주측에 그리스 함입공이 마련되어 있기 때문에, 회전판부재와 플랜지 요크의 접동부에만 그리스가 도포되어 있는 상술한 종래의 등속 조인트의 경우에 비해 플랜지부에 대한 회전판부재의 마모율을 최대한 저지할 수 있는 등의 특징을 가진다.

도1은 일반적인 스티어링 장치에서 등속 조인트가 적용된 일예를 도시한 도면,

도2는 일반적인 등속 조인트를 일부 절단하여 도시한 분해 사시도,

도3은 도2의 등속 조인트의 종단면도,

도4는 본 고안에 따른 등속 조인트를 절단하여 도시한 도3에 상응한 도면, 및

도5는 본 고안의 등속 조인트에 적용된 회전판부재를 도시한 사시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 플랜지 요크 2, 3 : 연결부

7 : 회전판부재 7a : 그리스 함입공

10 : 구동측 핀요크 11 : 종동측 핀요크

10a, 10b; 11a, 11b : 아암부 12, 13 : 구상 돌기

14 : 구동축 15 : 종동축

16, 17 : 플랜지부 18, 19 : 환상구

40 : 소켓부 41 : 수용부

50 : 탄성부재

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 고안의 일실시예에 대하여 상세히 설명한다.

도1은 일반적인 스티어링 장치에서 등속 조인트가 적용된 일예를 도시한 도면이고, 도2는 일반적인 등속 조인트를 일부 절단하여 도시한 분해 사시도이며, 도3은 도2의 등속 조인트의 종단면도이고, 도4는 본 고안에 따른 등속 조인트를 절단하여 도시한 도3에 상응한 도면이며, 도5는 본 고안의 등속 조인트에 적용된 회전판부재를 도시한 사시도이다.

도1에서, 부호'14'은 일단에 핸들이 지지된 구동축을 나타내고, 이 구동축(14)은 스티어링 포스트(24)에 의해 축선 중심에 회전 가능하게 지지되어 있다. 또, 스티어링 포스트(24)는 이에 고정된 플랜지(28)가 보디부재（인스톨먼트 패널의 보강성부재）에 고정된 브래킷(32)에 의해 지지 설치됨과 더불어, 브래킷(32)이 보디부재에 고정된 것에 의해 보디부재에 의해 고정적으로 지지되어 있다.

또, 도1에서, 부호 '26'은 보디 부재（차체 현가 장치 멤버）에 주지의 방식으로 고정된 스티어링 기어 박스를 나타내고, 이 스티어링 기어 박스(26)의 피니언 기어 회전축(30)은 일반적인 탄성 조인트에 의해 종동축(15)의 일단에 연결되어 있다. 예시된 실시예에 있어서, 종동축(15)는 그 길이를 조절 가능한 슬라이딩 회전축이고, 그 축선은 피니언 기어 회전축의 축선과 실질적으로 정합하도록 배열되어 있다.

구동축(14) 외단 및 종동축(15) 외단은 본 고안에 의한 등속 조인트 의해 회전력 전달 가능하게 서로 연결되어 있다. 등속 조인트는 도２ 및 도3에 나타낸 바와 같이, 한 쌍의 플랜지 요크(1, 1), 한 쌍의 핀 요크(10, 11), 한 쌍의 십자 링크(8, 9) 및, 회전판부재(7)를 구비하고 있다.

상기 플랜지 요크(1, 1)는 각 축선에 수직 연장한 실질적으로 링형 판형태의 플랜지부(16, 17)와, 각 축선에 대해 반경방향으로 서로 간격져 배치되고, 대응한 플랜지부(16, 17)로부터 축선을 따라 연장한 각각의 연결부(2, 3)를 가진다. 플랜지 요크(1, 1)는 축선이 서로 정합하고 또 그의 연결부(2, 3)가 축선의 중심에 서로 소정각으로 간격져 배치된 상태로, 플랜지부(16, 17)에 삽입 체결된 체결부재(20)에 의해 서로 체결 고정되어 있다.

핀 요크(10, 11)는 각 교점을 통과한 축선을 따라 연장한 아암부(10a, 10b; 11a, 11b)와, 각자 축선을 따라 아암부(10a, 10b; 11a, 11b)에서 멀어지는 방향으로 돌출한 구상 돌기(12, 13)를 가지고, 아암부는 축선의 양측에 서로 간격져 배치되어 대응하는 플랜지 요크(1, 1)의 연결부(2, 3) 및 구상 돌기(12, 13)를 일체로 접속시킨다. 각 아암부(10a, 10b; 11a, 11b)에는 각각 서로 정합하는 구멍이 마련되고, 구멍의 공통의 축선은 각 교점에서 회전축의 축선과 교차하고 있다.

연결부(2, 3)는 회전축의 축선과 교차하는 구멍을 가지고, 이 구멍에는 각 십자 링크(8, 9)의 축부가 끼워넣어져　회전 가능하게 지지되고, 이 십자링크(8, 9)에 의해 연결부(2, 3)가 각 구동축(14) 및 종동축(15)의 외단에 견고하게 연결되어 있다.

플랜지 요크(1, 1)의 연결부(2, 3)에 마련된 구멍에는 각각 실질적으로 십자형태로 된 십자 링크(8, 9)의 한 쌍의 축부가 연결부(2, 3)에 대하여 상대회전 가능하게 삽입되고, 이 십자 링크(8, 9)의 다른 방향의 한 쌍의 축부는 각각 대응하는 핀 요크(10, 11)의 아암부(10a, 10b; 11a, 11b)에 마련된 구멍에 회전 가능하게 삽입되어 있다. 이와 같이, 플랜지 요크(1, 1) 및 핀 요크(10, 11)는 십자 링크(8, 9)에 의해 교점을 지점으로 하여 서로 회전 가능하게 연결되고, 플랜지 요크(1, 1) 및 핀 요크(10, 11)는 십자 링크(8, 9)에 의해 교점을 지점으로 하여 서로 회전 가능하게 연결되어 있다.

플랜지 요크(1, 1)의 플랜지부(16, 17)는 서로 공동하여 축선에 수직한 평면을 따라 연장한 환상구(18, 19)를 구획하고, 이 환상구(18, 19)는 반경방향 안쪽을 향해 개구되고 축선의 중심에 링 모양으로 연장하여 있다. 환상구(18, 19) 내에는 회전판부재(7)의 외주변부가 삽입되어 있다.

회전판부재(7)는 실질적으로 원판 형상을 하고, 핀 요크(10, 11)의 구상 돌기(12, 13)를 회전 가능하게 당접 수용하는 소켓부(40)를 가진다. 소켓부(40)는 도4에 나타낸 바와 같이, 등속 조인트가 최소 굴곡각의 상태에 있는 경우에도 축선에서 편심한 위치에 존재하도록 마련되어 있고, 축선에 평행한 축선을 따라 원통 모양을 하고 있으며, 이것에 의해 구상 돌기의 중심을 각 축선에서 등거리의 위치에 위치 결정하도록 되어 있다. 또 소켓은 도4에 도시된 바와 같이 등속 조인트가 최대 굴곡각의 상태에 있는 경우에도 중심이 소켓부(7)의 양단에서 안쪽에 위치하는 길이로 되어 있다.

예시한 실시예에 있어서, 핸들이 조타됨에 의해 구동축(14)이 축선을 중심으로 회전되면, 구동축(14)의 회전은 연결부(2)에 의해 축선 중심의 회전으로써 핀요크(10)에 전달된다. 이 핀요크(10)의 회전은 십자 링크(8)에 의해 축선을 중심으로 한 회전으로써 플랜지 요크(1, 1)에 전달되고, 이에 의해 플랜지 요크(1, 1)가 축선을 중심으로 회전된다. 플랜지 요크(1, 1)의 회전은 십자 링크(9)에 의해 축선을 중심으로 한 회전으로써 대응 핀요크(11)에 전달되고, 핀 요크의 회전은 연결부(3)에 의해 축선 중심의 회전으로서 종동축(15)에 전달되고, 이것에 의해 탄성 조인트(32)를 통해 피니언 기어 회전축(30)이 축선을 중심으로 회전된다. 또 피니언 기어 회전축(30)의 축선을 중심으로 한 회전은 상술한 상태와는 반대의 상태로 핸들에 전달된다.

이 경우, 조인트 굴곡각의 대소에 구애받지 않고 구상 돌기의 중심은 각 축선에서 등거리의 위치에 유지되고, 중심 및 교점은 합치하는 면의 평면에서 등거리의 위치에 유지되기 때문에, 핀 요크와 핀 요크와의 사이에는 등속성이 유지된 상태로 회전 토오크가 전달된다.

또한, 상기 회전판부재(7)는, 그의 외주부가 한 쌍의 플랜지부(16, 17)에 의해 구획형성된 환형상의 환상구(17, 18) 내에 배치되되, 그의 전체 외주에 걸쳐 플랜지부(16, 17)의 환상구(17, 18)에 당접된다.

또, 상기 회전판부재(7)의 외주부 양측면에는 상기 플랜지부(17, 18)와의 미끄럼 운동을 항시 유지하도록 윤활작용하는 다수의 그리스 함입공(7a)이 형성되어 있다.

이때, 상기 환상구(17, 18) 및 함입공(7a)에는 구조에 이음 및 마모 흡수에 강한 실리콘 그리스가 충전된다.

또한, 상기 회전판부재(7)에는 상기 한 쌍의 구상 돌기(12, 13)를 수용하는 파이프 형상의 소켓부(40)가 편심 위치에 일체로 고정되어 있다.

또, 상기 소켓부(40)에는 핀 요크(10, 11)의 축방향으로 일정 탄성력을 항시 부여하도록, 압축 스프링(50)을 사이에 두고 양 구형상 돌기(12, 13)가 삽입 구성되어 있다.

예시된 도면의 실시예에 의하면, 회전판부재(7)의 외주변부는 항시 환상구(18, 19)의 벽면과 실질적으로 당접한 상태에 있고, 상술한 종래의 등속 조인트의 경우와 같이 회전판부재(7)와 플랜지 요크(1, 1) 간의 그리스가 일정량 항시 존재하기 때문에, 종래에 비해 등속 조인트에 의해 서로 연결된 회전축이 덜컹거리거나 회전 토오크의 변동을 저감하는 것이 가능하고, 이것에 의해 조타 필링을 향상시키는 것이 가능하다.

이상에 있어서는 본 고안을 특정한 실시예에 관하여 상세히 설명했지만 , 본 고안은 걸리는 실시예로 한정된 것이 아니고, 본 고안의 범위내에 다른 실시예가 가능한 것은 당업자에 있어 분명한 사항이다.

이상의 설명으로부터 분명히 알 수 있는 바와 같이, 본 고안에 의해, 회전판부재의 외주변부는 한 쌍의 플랜지 요크의 플랜지부에 의하고 구획된 환상구 내에 배치되고 전외주에 걸쳐 플랜지 부에 당접됨과 아울러 회전판부재의 그리스 합입공에 의해 항시 그리스가 일정량 존재하기 때문에, 상술한 종래의 등속 조인트에 적용되는 회전판부재의 마찰 접동에 따른 마모율을 저감시킴과 동시에 마모 등에 기인한 회전축이 덜컹거리나 회전 토오크의 변동을 저감하고 조타 필링을 향상시킬 수 있게 된다.

Claims (1)

1. 링형상의 플랜지부와 회전축에 상호 연결된 연결부를 가지는 한 쌍의 플랜지 요크, 상기 연결부를 통해 상기 플랜지 요크과 회전축을 각각 회전 가능하게 결합하는 2개의 아암부를 각각 가지는 한 쌍의 핀 요크와, 상기 플랜지 요크의 연결부와 핀 요크의 아암부를 회전 가능하게 연결하는 한 쌍의 십자 링크와, 그의 외주부가 한 쌍의 플랜지부에 의해 구획형성된 환형상의 환상구 내에 배치되되, 그의 전체 외주에 걸쳐 플랜지부에 조밀하게 접촉되는 회전판부재를 구비한 스티어링 장치용 등속 조인트에 있어서,

   상기 회전판부재의 외주부 양측면에는 상기 플랜지부와의 미끄럼 운동을 항시 유지하도록 윤활작용하는 다수의 그리스 함입공이 형성되고,

   상기 회전판부재에는 상기 한 쌍의 구상 돌기를 수용하는 파이프 형상의 소켓부가 편심 위치에 일체로 고정되며,

   상기 소켓부에는 요크의 축방향으로 일정 탄성력을 항시 부여하도록, 압축 스프링을 사이에 두고 양 구형상 돌기가 삽입 구성됨을 특징으로 하는 스티어링 장치용 등속 조인트.