KR20060035373A - 유니버셜 조인트의 슬립조인트 - Google Patents

Abstract

개시된 본 발명은 유니버셜 조인트의 슬립조인트에 관한 것으로서 이는 특히, 그 기술적인 구성은, 회전력을 전달하는 측과 전달받는 측에 각각 설치되는 두 개의 요크조인트(10,20)와, 이 요크조인트(10,20)의 사이에 연결 설치되어 회전력을 전달함과 동시에 축방향으로 슬립되도록 신축구조를 갖는 슬립조인트(30)를 포함하여 이루어진 유니버셜 조인트에 있어서, 상기 슬립조인트(30)는, 복수개의 샤프트(40,50)가 구비되어 이 샤프트들의 일측은 각각 요크 조인트(10,20)의 요크에 연결되며 타측은 일정각 경사지게 형성되어 그 단부에 플랜지 요크(42,52)가 일체로 형성되되, 상기 플랜지 요크(42,52)가 샤프트(40,50)를 기준으로 상,하방향으로 서로 대향되게 위치하도록 배치하며, 상기 플랜지 요크(42,52)의 아암부에는 베어링(70)이 코킹을 통해 고정되어 이 베어링(70)에 상기 플랜지 요크(42,52)를 연결하는 스파이더(80)가 베어링 축 중심을 기준으로 회동가능토록 링키지 되어 상기 복수개의 샤프트(40,50)가 상기 스파이더(80)를 통해 축 방향으로 신축되면서 상대운동을 할 수 있도록 구성되는 것을 요지로 한다.

유니버셜 조인트, 슬립조인트, 스파이더, 니들 베어링, 상대운동

Description

유니버셜 조인트의 슬립조인트{A Vibration Absorbing structure of universial joint}

도 1은 종래 유니버셜 조인트를 도시한 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 유니버셜 조인트를 도시한 사시도.

도 3은 본 발명인 유니버셜 조인트의 슬립조인트의 작동상태를 도시한 작동상태 측면도.

<도면의 주요부위에 대한 부호설명>

10,20...요크 조인트

30...슬립조인트

40,50...샤프트

42,52...플랜지 요크

70...베어링

80..."I"형 스파이더

본 발명은 유니버셜 조인트의 슬립조인트에 관한 것으로서 이는 특히, 유니버셜 조인트의 요크와 요크사이에서 회전력을 전달함과 동시에 축방향으로 신장 및 수축 가능토록 구성된 슬립조인트부가 스파이더 및 니들 베어링에 의해 조인트되어 상대운동할 수 있도록 구성하므로서, 차륜으로 부터의 역입력 하중에 의한 스틱 슬립(Stick Slip)을 방지하여 소음발생을 저감시키며, 제품의 품질을 가일층 향상 시킬 수 있도록 한 유니버셜 조인트의 슬립조인트에 관한 것이다.

일반적으로 유니버셜 조인트는 임의의 각도로 기울어진 채 설치되어 그 사이에서 회전력을 전달할 수 있도록 마련되는 것으로서, 회전력을 전달하는 측과 전달받는 측에 각각 설치되는 두 개의 요크조인트(Yoke Joint)와, 이 요크조인트의 사이에 연결 설치되어 회전력을 전달함과 동시에 축방향으로 슬립되도록 두 개의 축을 분할 형성하여 일측의 내부에 타측이 삽입되는 슬립조인트(Slip Joint)를 구비한다.

도 1은 종래의 유니버셜 조인트를 보인 단면도이다. 이에 도시된 바와 같이, 요크조인트(1,2)는 두 개의 요크가 서로 교합되도록 배치하고, 그 사이에 십자형의 스파이더(6)를 설치하여 소정의 각도 이하로 굴절된 상태에서도 일측의 요크에서 타측의 요크로 회전력을 전달한다.

그리고, 슬립조인트(3)는 회전력을 전달함과 동시에 축방향으로 슬립 가능하도록 일측의 요크조인트(1)에 연결되는 아우터 튜브(4)와, 타측의 요크조인트(2)에 연결되는 이너 샤프트(5)의 사이에 세레이션(4a,5a, 또는 스플라인)을 통해 연결된 다.

즉, 아우터 튜브(4)의 내부와 이너 샤프트(5)의 외부에 서로 치합되는 한 쌍의 세레이션(4a,5a)을 형성함으로써, 축방향으로는 슬립이 가능해 유니버셜 조인트의 설치각도 변화에 따른 길이변화를 보상하거나 차륜으로 부터 전달되는 역입력 하중(Kick back)에 의한 진동을 흡수하고, 회전방향으로는 고정되어 회전토크를 전달하게 된다.

그러나, 상기한 유니버셜 조인트의 슬립조인트는, 전술한 바와 같이 차륜으로 부터의 역입력 하중(Kick Back) 흡수를 위한 슬립시 아우터 튜브(4)와 이너 샤프트(5)에 형성된 스플라인의 조도나 그리스의 문제등이 상호연관되어 급작스런 힘의 전달에 따른 순간 마찰저항에 의해 순간적으로 멈췄다가 슬라이딩이 이루어 지는 걸림현상(Stick Slip)이 발생하게 되고, 이와 같은 현상으로 인해 슬립조인트의 슬라이딩시 순각적으로 "뚝" 하는 소음발생과 함께 핸들에 까지 충격을 전달시켜 조향감을 저하시키는 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선시키기 위해 안출한 것으로서, 그 목적은, 유니버셜 조인트의 요크와 요크사이에서 회전력을 전달함과 동시에 축방향으로 신장 및 수축 가능토록 구성된 슬립조인트부가 스파이더 및 니들 베어링에 의해 조인트되어 축방향으로 상대운동을 할 수 있도록 구성하므로서, 차륜으로 부터의 역 입력 하중에 의한 스틱 슬립(Stick Slip) 발생을 미연에 방지하여 소음발생을 조기 차단하며, 제품의 품질을 가일층 향상 시킬 수 있는 유니버셜 조인트의 슬립조인트를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로서 본 발명은, 회전력을 전달하는 측과 전달받는 측에 각각 설치되는 두 개의 요크조인트와, 이 요크조인트의 사이에 연결 설치되어 회전력을 전달함과 동시에 축방향으로 슬립되도록 신축구조를 갖는 슬립조인트를 포함하여 이루어진 유니버셜 조인트에 있어서,

상기 슬립조인트는, 복수개의 샤프트가 구비되어 이 샤프트들의 일측은 각각 상기 요크조인트의 요크에 연결되며 타측은 일정각 경사지게 형성되어 그 단부에 플랜지 요크가 일체로 형성되되, 상기 플랜지 요크가 샤프트를 기준으로 상,하방향으로 대향되게 배치하며, 상기 플랜지 요크의 아암부에는 베어링이 코킹을 통해 고정되어 이 베어링에 상기 플랜지 요크를 연결하는 스파이더가 베어링 축 중심을 기준으로 회동가능토록 링키지 되어 복수개의 샤프트가 상기 스파이더를 통해 축 방향으로 신축되면서 상대운동을 할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 유니버셜 조인트의 슬립조인트를 마련함에 의한다.

본 발명의 상기 베어링은 회전방향 비틀림 토크에 견딜 수 있도록 니들 베어링인 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면에 의거하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 유니버셜 조인트를 보인 사시도 로서, 이에 도시된 바와 같이 유니버셜 조인트는, 일정각 경사진 상태에서 회전력을 전달할 수 있도록 마련되는 요크조인트(10,20)와, 이 요크조인트(10,20) 사이에 연결 설치되어 회전력을 전달함과 동시에 축방향으로 슬립되도록 신축구조를 갖는 슬립조인트(30)로 구분된다.

먼저, 요크조인트(10,20)는 두 개의 요크(12,22)가 십자형 스파이더(60)를 통해 상호 교합토록 설치되어 소정의 각도 이하로 굴절된 상태에서도 일측의 요크(10)에서 타측의 요크(20)로 회전력을 전달할 수 있도록 마련된다.

다음, 상기와 같은 요크조인트(10,20)의 사이에 설치되는 슬립조인트(30)는, 요크조인트(10,20)의 요크(12)와 요크(22) 사이에 회전력을 전달하는 복수개의 샤프트(40,50)와, 상기 복수개의 샤프트(40,50) 단부에 일체형성되는 플랜지 요크(42,52)와, 상기 플랜지 요크(42,52) 사이에서 이들의 연결을 위해 마련되는 스파이더(80) 및 상기 플랜지 요크(42,52)에 설치되는 베어링(80)을 이용해 링키지 되어 상기 스파이더(80)를 기준으로 복수개의 샤프트(40,50)가 상대운동할 수 있도록 이루어 진다.

여기서, 상기 샤프트(40,50)는 축 동력전달을 위해 마련된 기다란 봉 형상으로서 일측은 요크(12,22)와 각각 연결되며 타측은 일정각 절곡되어 경사지게 형성되어 이 단부에 플랜지 요크(42,52)가 일체로 형성된다.

상기 플랜지 요크(42,52)는, 복수개의 샤프트(40,50)를 교합토록 하기 위해 마련된 것으로서, 설치시에는 복수개의 플랜지 요크(42,52)가 상,하방향으로 위치한 상태에서 후술하는 스파이더(80)를 통해 연결토록되어 축 방향으로는 신축가능하며 회전방향으로는 축동력을 전달 수 있도록 구성된다.

계속해서, 상기 플랜지 요크(42,52)의 아암부에는 마주보도록 한쌍의 베어링(70)이 코킹을통해 각각 설치되고, 이 베어링(70)에는 상,하방향으로 상호 대향되게 배치된 상기 플랜지 요크(42,52)를 서로 교합되도록 하는 스파이더(80)가 설치되어 이 스파이더(80)를 기준으로 상기 복수개의 샤프트(40,50)가 상대운동하면서 신축이 가능한 구조로 이루어 진다.

여기서, 상기 베어링(70)은 샤프트 간에 회전토크 전달시 회전방향 비틀림 토크전달에 유리한 니들 베어링을 사용함이 바람직 하다.

이에 더하여, 상기 스파이더(80)는 이 스파이더가 복수개의 플랜지 요크(42,52)를 연결한 상태에서 복수개의 샤프트(40,50)가 그 축방향으로 신축가능토록 "I"형 단면을 갖도록 구성된다.

따라서, 이와 같이 구성된 본 발명인 유니버셜 조인트의 슬립조인트의 작동 및 효과에 대해 살펴보면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 유니버셜 조인트의 슬립조인트의 작동상태를 도시한 측면도 로서, 차량 주행시 차륜으로 부터의 역입력 하중(Kick back)이 기어박스(미도시)를 거쳐 이 기어박스와 연결되는 일측의 요크조인트(10)에 전달되면, 복수개 의 요크조인트(10,20) 사이에 마련된 슬립조인트(30)가 신축되면서 충격하중에 따른 샤프트의 길이보상 및 그 충격하중을 흡수 또는 완화 시키게 된다.

특히 상기 슬립조인트(30)는, 요크(12)와 요크(22)사이에서 회전력을 전달하는 복수개의 샤프트(40,50)가 스파이더(80) 및 플랜지 요크(42,52)와 이 플랜지 요크 아암에 설치되는 베어링(70)을 통해 회동 가능토록 링키지 되어 축방향으로 신축가능하게 상호 교합되므로서, 일측 샤프트(40)에 하중 작용시 도 3에서 보이는 바와 같이 "I"형 스파이더(80)의 상, 하 베어링 연결부를 기준으로 샤프트(40,50)들이 상대운동 하면서 축방향으로 신장 또는 축소(파선으로 도시됨)되어 충격하중을 흡수 또는 완화할 수 있게 되는 것이다.

여기서, 전술한 바와같이 상기 플랜지 요크(42,52)의 아암에 코킹되어 설치되는 베어링(70)은 니들 베어링을 사용하므로서, 스파이더와의 접촉면적을 충분히 확보한 상태에서 회전방향의 비틀림 토크를 전달할 수 있어 동력전달에 유리하며 동시에, 기존과 같은 컬랩싱 구조에서 샤프트 신축시 발생되는 스틱 슬립(Stick slip)을 없앨 수 있게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명인 유니버셜 조인트의 슬립조인트에 의하면, 요크와 요크 사이에서 복수개의 샤프트가 스파이더 및 니들 베어링에 의해 링키지되어 축방향으로 신축 가능하게 상대운동을 할 수 있도록 구성되므로서, 회전 방향으로는 축동력을 전달하며 동시에, 축방향으로는 차륜으로 부터의 역입력 하중 에 의한 충격의 완화 및 스틱 슬립(Stick Slip) 발생을 미연에 방지하여 장치의 소음발생 요인을 조기 차단하고, 이에 따라 제품의 품질을 가일층 향상 시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구의 범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알수 있음을 밝혀두고자 한다.

Claims (4)

1. 회전력을 전달하는 측과 전달받는 측에 각각 설치되는 두 개의 요크조인트(10,20)와, 이 요크조인트(10,20)의 사이에 연결 설치되어 회전력을 전달함과 동시에 축방향으로 신축구조를 갖는 슬립조인트(30)를 포함하여 이루어진 유니버셜 조인트에 있어서,

   상기 슬립조인트(30)는, 외측단에 요크(12,22)가 각각 연설된 복수개의 샤프트(40,50)로 이루어 지되, 이 샤프트들의 내측단은 일정각 상,하향으로 경사지게 형성되어 그 단부에 플랜지 요크(42,52)가 일체로 구비되며, 이 플랜지 요크들(42,52)은 스파이더(80)를 매개로 상호 링키지되어 이 스파이더(80)에 의해 상기 한쌍의 샤프트(40,50)가 축 방향으로 상대운동하면서 신축될 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 유니버셜 조인트의 슬립조인트.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 스파이더가 연결되는 플랜지 요크(42,52)의 아암부에는 베어링(70)이 코킹을 통해 고정되는 것을 특징으로 하는 유니버셜 조인트의 슬립조인트.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 베어링(70)은 니들 베어링인 것을 특징으로 하는 유니버셜 조인트의 슬립조인트.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 스파이더(80)는 "I"형 스파이더인 것을 특징으로 하는 유니버셜 조인트의 슬립조인트.

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