KR20040088214A - 자동차의 축 및 조향휠의 결합구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 축 및 조향휠의 결합구조에 관한 것으로서 특히, 축과 축 사이 또는 조향휠과 조향축과의 밀착성을 향상시키기 위한 것으로, 조향축(10)의 단부로 갈수록 직경이 좁아지도록 형성되는 세레이션부(20)와; 조향휠(30)의 상기 조향축(10)과의 결합측에 형성되며, 상기 세레이션부(20)와 맞물리도록 형성되는 결합부(40)를 포함하여 구성되어, 조립시 완벽한 접촉을 확보하고 기본 주파수(Fundamental Frequency)를 증가시켜 진동에 대한 결합강성을 향상시키도록 하는 것이다.

Description

자동차의 축 및 조향휠의 결합구조 {Structure for connecting axles and a steering wheel for automobiles}

본 발명은 자동차의 축 및 조향휠의 결합구조에 관한 것으로서 특히, 축과 축 사이 또는 조향휠과 조향축과의 밀착성을 향상시킴으로써, 조립시 완벽한 접촉을 확보하고 기본 주파수(Fundamental Frequency)를 증가시켜 진동에 대한 결합강성을 향상시키도록 하는 자동차의 조향휠의 결합구조에 관한 것이다.

차량의 조향 시스템은 차량의 진행방향을 운전자 임의대로 변경하기 위해 조향하는 장치이며, 이 장치는 크게 조작기구, 기어장치 및 링크기구로 구성되어 있다. 이중에서 조작기구는 조향휠(스티어링 휠), 조향축 및 컬럼(column) 등으로 구성되어 있다.

도 1은 종래의 조향 시스템의 조작기구를 나타내는 사시도로서, 조향 시스템의 조작기구는, 운전자가 직접 조작하는 조향휠(1)과, 이 조향휠(1)에 연결되는 조향축(2)과, 이 축을 감싸며 유니버설 조인트(4)로 연결되는 컬럼(3)으로 구성된다.

또한 상기 유니버설 조인트(4)에 의하여 연결되는 조향축(2)은 조향축(2)의 회전을 약 20:1로 감속하여 조작력을 크게 함과 동시에 조작기구의 운동방향을 바꾸어 링크기구에 전달하는 기어장치로 연결이 된다.

조향 기어장치는 볼 너트형(Ball nut type)과 랙 피니언형(Rack Pinion type)으로 크게 대별되며, 소형 자동차에는 주로 랙 피니언형이 사용되고 있는데, 이는 도 1에서와 같이, 랙 피니언부(5)는 유니버설 조인트(4)에 연결되는 연장축(6) 끝에 피니언을 설치하여 랙과 물리도록 한 구조로 되어 있으며, 피니언이 회전하면 랙은 옆 방향으로 움직이고 랙 양쪽 끝에 연결된 타이로드(tie rod:7)를 통해 조향바퀴(미도시)가 움직이도록 되어 있다.

도 2는 종래의 자동차의 조향휠의 결합구조의 세레이션을 나타내는 분해 사시도로서, 조향휠(1)과 조향축(2)의 결합부는 축방향으로 평행하게 형성된 세레이션(serration: 8)을 이용하여 결합되는데, 이 결합부에서 조향휠(1)과 조향축(2) 간의 접촉면이 부분적으로 형성된다.

그리하여 상기와 같은 종래의 조향휠의 결합구조는 조향휠과 조향축 간의 밀착성이 떨어지게 되고, 따라서 결합구조의 기본 주파수를 감소시키게 되어 엔진 공회전시 공진 현상이 흔히 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 결점을 해소하기 위한 것으로, 축과 축 또는 조향휠과 컬럼의 조립시 완벽한 접촉을 확보하고 기본 주파수(Fundamental Frequency)를 증가시켜 진동에 대한 결합강성을 향상시키도록 하는 자동차의 축 및 조향휠의 결합구조를 제공하고자 한다.

이러한 본 발명은 조향축의 단부로 갈수록 직경이 좁아지도록 형성되는 세레이션부와; 조향휠의 상기 조향축과의 결합측에 형성되며, 상기 세레이션부와 맞물리도록 형성되는 결합부를 포함하여 구성함으로써 달성된다.

도 1은 종래의 조향 시스템의 조작기구를 나타내는 사시도,

도 2는 종래의 자동차의 조향휠의 결합구조의 세레이션을 나타내는 분해

사시도,

도 3은 본 발명의 자동차의 조향휠의 결합구조의 일 실시예를 나타내는 분해

사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 조향축 20 : 세레이션부

30 : 조향휠 40 : 결합부

본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 자동차의 조향휠의 결합구조의 일 실시예를 나타내는 분해 사시도로서, 본 발명은, 조향축(10)의 단부로 갈수록 직경이 좁아지도록 형성되는 세레이션부(20)와; 조향휠(30)의 상기 조향축(10)과의 결합측에 형성되며, 상기 세레이션부(20)와 맞물리도록 형성되는 결합부(40)를 포함하여 구성되는 것을 그 기술상의 특징으로 한다.

도 3의 경우는 조향축(10)과 조향휠(30)을 결합하는 실시예를 들고 있으나, 일반적인 움직이는 축과 축의 결합에도 적용될 수 있다.

상기 결합부(40)는 상기와 같이 경사지게 형성된 세레이션부(20)를 감싸며 맞물리도록 형성된다. 즉, 세레이션부(20)의 경사진 하나 하나의 톱니가 맞물리는 다른 세레이션으로서, 함께 세레이션 결합을 이루도록 형성되어 있는 것이다.

상기와 같이, 경사진 세레이션부(20)는 일반적인 테이퍼 형상으로 형성할 수도 있다.

이하, 상기 도 3을 참고하여 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 조향휠(30)과 조향축(10)의 결합은 상기한 바와 같이, 조향축(10)에 형성되며 테이퍼(taper)지게 형성된 세레이션부(20)와, 이에 맞물려 결합되도록 조향휠(30)에 형성되는 결합부(40)의 결합으로 이루어진다.

상기와 같이 세레이션에 경사를 두어 결합하게 되면 조립시 경사면을 따라 조임 토크(torque)가 전달되므로 우수한 접촉효과를 얻을 수 있고, 결과적으로 기본 주파수(Fundamental Frequency)를 증가시켜 결합강성을 향상시키게 된다.

주기 파형에 포함된 주파수 성분 중 가장 낮은 주파수 성분을 기본파라 하는데, 이와 같은 기본파의 주파수를 기본 주파수라 한다.

상기와 같이, 기본 주파수가 증가하게 되면 엔진이나 기타 자동차에서 발생하는 진동과 공명이 일어나지 않게 되어, 그 진동과 함께 떨리는 현상이 발생하지 않으므로 결합강성이 증대되는 것이다.

상기 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구체적으로 설명하기 위한 일례로서, 본 발명의 범위는 상기의 도면이나 실시예에 한정되지 않는다.

이상과 같은 본 발명은 축과 축 및 조향휠과 조향축의 조립시 완벽한 접촉을 확보하고 기본 주파수(Fundamental Frequency)를 증가시켜 진동에 대한 결합강성을 향상시키도록 하는 효과가 있는 발명인 것이다.

Claims (3)

1. 회전 운동하는 축과 축의 결합에 있어서,

   일측의 축의 단부로 갈수록 직경이 좁아지도록 형성되는 세레이션부와;

   상기 세레이션부와 맞물리도록 형성되는 결합부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 축의 결합구조.
2. 조향축의 단부로 갈수록 직경이 좁아지도록 형성되는 세레이션부와;

   조향휠의 상기 조향축과의 결합측에 형성되며, 상기 세레이션부와 맞물리도록 형성되는 결합부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향휠의 결합구조.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 세레이션부는 테이퍼 형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향휠의 결합구조.