KR20070063893A

KR20070063893A - 가변 충격에너지 흡수장치를 구비한 슬립조인트

Info

Publication number: KR20070063893A
Application number: KR1020050124197A
Authority: KR
Inventors: 홍호석
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2005-12-15
Filing date: 2005-12-15
Publication date: 2007-06-20
Also published as: KR100738386B1

Abstract

본 발명은 가변 충격에너지 흡수장치를 구비한 슬립조인트에 관한 것이다.

본 발명은 파이프 및 샤프트를 포함하는 슬립조인트에 있어서, 일면은 상기 파이프의 내면과 접하고, 타면은 상기 샤프트의 외면과 접하되 테이퍼가 형성된 테이퍼부재; 및 상기 테이퍼부재를 전후로 움직이게 하여 상기 파이프와 상기 테이퍼부재 혹은 상기 샤프트와 상기 테이퍼부재의 밀착력을 변화시키는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬립조인트를 제공한다.

본 발명에 의하면, 슬립조인트의 샤프트와 파이프에 테이퍼부재를 설치하여 테이퍼부재의 위치를 조절함으로써 충격에너지 흡수량을 용이하게 조절하는 효과가 있다.

슬립, 조인트, 조향, 테이퍼부재

Description

가변 충격에너지 흡수장치를 구비한 슬립조인트{Slip Joint Equipped with Adaptive Collision Energy Absorptive Apparatus}

도 1은 종래의 유니버설 조인트를 도시한 평면도,

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 테이퍼부재를 구비한 충격에너지 가변 흡수구조 유니버설 조인트의 평면도,

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 테이퍼부재를 도시한 사시도,

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 테이퍼부재를 구비한 충격에너지 가변 흡수구조 유니버설 조인트의 측면도,

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 테이퍼부재를 구비한 충격에너지 가변 흡수구조 유니버설 조인트의 분해 사시도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

100: 입력축 105: 요크 조인트

110: 요크 115: 스파이더

120: 샤프트 125: 슬립 조인트

130: 파이프 135: 출력축

140: 유니버설 조인트 200: 테이퍼부재

305: 테이퍼상면 310: 테이퍼저면

315: 구동부 300: 테이퍼 홈

500: 구동볼트 홀 505: 구동볼트

510: 구동모터

본 발명은 가변 충격에너지 흡수장치를 구비한 슬립조인트에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 테이퍼부재를 이용하여 충격에너지 흡수량을 용이하게 조절하는 가변 충격에너지 흡수장치를 구비한 슬립조인트에 관한 것이다.

자동차의 안전성을 향상시키고 운전자의 조작 편의성을 위해서 자동차에는 다양한 장치가 설치되는데, 그 중에서 조향장치는 운전자가 조향 핸들을 돌려 자동차의 진행 방향을 자유로이 바꿀 수 있게 하는 장치로서, 자동차의 앞 바퀴가 선회하는 회전 중심을 임의로 변경하여 운전자가 의도한 방향으로 자동차를 진행시킬 수 있도록 보조하는 장치다.

이와 같은 조향장치는 일반적으로 운전자로부터 회전력을 받은 조향휠(미도시), 조향휠(미도시)로부터 회전력을 전달받은 조향축, 이 조향축이 삽입된 상부/하부 튜브로 이루어지는데, 이러한 상부/하부 튜브는 각각 상부/하부 브라켓에 의해 차체에 고정되게 된다.

이러한 조향장치에는 자동차의 전방 충돌 시 충돌 관성으로 인해 운전자가 조향휠(미도시)에 부딪쳤을 때 그 충격에너지를 흡수 및 완화하여 충격량을 감소시 켜서 결국, 운전자의 상해를 최소화하도록 하기 위한 충격에너지 흡수장치가 다양하게 개발되어 설치되고 있다.

조향장치의 충격에너지 흡수장치는 일반적으로 상부 및 하부 튜브의 수축에 의해서 충격을 흡수하는 구조와, 조향축의 수축에 의한 것이 병행되어 왔다.

한편, 운전자의 상태와 자동차의 상태에 따라서 운전자가 조향휠(미도시)에 가하는 충격은 다르다. 예를 들어, 자동차의 속도가 빠른 경우에는 충격이 크고, 자동차의 속도가 느린 경우에는 충격이 미약할 수도 있다. 또한, 운전자가 안전 벨트를 착용하였는지 여부와 에어백의 작동 여부 등 여러 가지 상황에 따라서도 조향휠(미도시)에 가하는 충격에너지는 다를 것이다. 이와 같은 현실에 대처하기 위해서 가변 충격에너지 흡수장치를 구비한 슬립조인트가 개발되고 있다.

도 1은 종래의 유니버설 조인트를 도시한 평면도이다.

슬립 조인트는 입력축(100), 요크(110), 스파이더(115), 샤프트(120), 파이프(130) 및 출력축(135)을 포함하여 구성된다.

유니버설 조인트(140)의 양단에는 요크 조인트(105)가 구성되는데, 요크 조인트(105)의 내부에는 두 개의 요크(110)가 서로 교합되도록 배치되고, 그 사이에 십자형의 스파이더(115)를 설치하여 소정의 각도로 굴절된 상태에서도 회전력을 전달할 수 있도록 구성된다.

또한, 일단과 타단에 구성된 각각의 요크 조인트(105) 사이에 설치되는 슬립 조인트(125)는 일측의 요크 조인트(105)에서 전달되는 회전력을 타측의 요크 조인트에 전달함과 동시에 축 방향으로 슬립 가능하도록 하기 위해서 일측의 요크 조인 트(105)에 연결되는 샤프트(120) 및 타측의 요크 조인트(105)에 연결되는 파이프(130)로 구성된다.

파이프(130)는 내부가 중공인 형상을 가지고 있고, 파이프(130)의 내부로 환봉 형상을 가진 샤프트(120)가 삽입되어 연결되며, 샤프트(120)가 파이프(130)에 인입되거나 인출되어 입력축(100)과 출력축(135) 사이의 길이 방향의 힘을 흡수하게 된다.

조향축은 슬립 조인트(125)에 의해서 수축되는 반면, 조향력을 전달하기 위해서 파이프(130)의 내주면과 샤프트(120)의 외주면 사이에는 회전력을 용이하게 전달해야 하는데, 파이프(130)와 샤프트(120) 사이에 유격이 크면 조향 정밀도가 저하되는 문제점이 있어 유격 보상구조가 구비되기도 하나 그 구조가 복잡하고 유격을 용이하게 보상하지 못한다.

또한, 자동차의 전방 충돌 시 상부 튜브(101)와 하부 튜브(102)가 수축될 경우 슬립 조인트(125)도 수축하게 되는데, 이때 파이프(130)와 샤프트(120) 사이에 마찰력이 조절되지 않아 충격에너지를 흡수하지 못하는 문제점이 있다.

상기한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 테이퍼부재를 이용하여 충격에너지 흡수량을 용이하게 조절하는 가변 충격에너지 흡수장치를 구비한 슬립조인트를 제공하는 것이 그 목적이다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 파이프 및 샤프트를 포함하는 슬립 조인트에 있어서, 일면은 상기 파이프의 내면과 접하고, 타면은 상기 샤프트의 외면과 접하되 테이퍼가 형성된 테이퍼부재; 및 상기 테이퍼부재를 전후로 움직이게 하여 상기 파이프와 상기 테이퍼부재 혹은 상기 샤프트와 상기 테이퍼부재의 밀착력을 변화시키는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬립조인트를 제공한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 테이퍼부재를 구비한 충격에너지 가변 흡수구조 유니버설 조인트의 평면도이다.

도시한 것과 같이 도 2는 샤프트(120), 샤프트(120)가 삽입되는 중공의 파이프(130), 샤프트(120)의 일단과 파이프(130)의 일단에 연결된 요크 조인트(105), 파이프(130) 및 샤프트(120)가 중첩되는 부위에 테이퍼부재(200)가 설치되고, 테이퍼부재(200)에는 구동부(315)가 연결된 모습을 도시한다. 또한, 구동부(315)와 데이터를 주고받는 전자 제어유닛(250)을 포함하여 도시한다.

테이퍼부재(200)는 구동부(315)에 의해서 전후진 되어 샤프트(120)와 파이프(130) 사이에 마찰력을 증대 혹은 감소시킬 뿐만 아니라 파이프(130)와 샤프트(120) 사이의 유격을 조절하게 된다.

특히 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자 제어유닛(250)은 자동차의 운전 상태 즉, 차속, 안전벨트 장착 유무 및 충돌 강도 등의 상태를 파악하여 구동부(315)에 신호를 보내어 테이퍼부재(200)의 위치를 연속적으로 조절한다.

본 발명의 실시예에서는 전자 제어유닛(250)을 이용하여 구동부(315)를 작동하였지만, 다른 실시예에서는 유압 실린더, 에어 실린더 등과 같이 기계식으로 작동되는 장치를 사용할 수도 있을 것이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 테이퍼부재를 도시한 사시도이다.

도시한 것과 같이 도 3은 테이퍼부재(200)에 형성된 테이퍼상면(305)을 도시하는데, 도시된 것과 같이 테이퍼부재(200)는 길이 방향으로 점차 두꺼워지는 구조를 가진다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 테이퍼부재를 구비한 충격에너지 가변 흡수구조 유니버설 조인트의 측면도이다.

도시한 것과 같이 테이퍼부재(200)가 안착되는 테이퍼 홈(300) 포함하여 도시한다.

테이퍼 홈(300)은 파이프(130)의 내주면에 형성된 홈으로서, 테이퍼부재(200)가 안착되는 공간으로서, 테이퍼상면(305)은 테이퍼 홈(300)의 안쪽면과 밀착되고, 테이퍼저면(310)은 샤프트의 외주면과 밀착되게 된다.

샤프트(120)와 파이프(130)가 슬라이딩될 경우 테이퍼부재(200)의 인입 정도에 따라 테이퍼상면(305)과 테이퍼 홈(300)의 내면과의 마찰력 및 테이퍼저면(310)과 샤프트(120)의 외주면과의 마찰력은 변하게 된다.

도시한 것과 같이 도 5는 테이퍼부재(200)를 이동시키는 데 있어서, 테이퍼부재(200)의 타단에는 내주면에 나사산을 가지는 구동볼트 홀(500), 구동볼트 홀(500)에 나사 대우 식으로 결합되는 구동볼트(505) 및 구동볼트(505)와 연결되어 구동볼트(505)를 회전시키는 구동모터(510)를 포함하여 도시한다.

구동모터(510)에 의해 구동볼트(505)가 회전하는데, 이때 구동볼트(505)의 회전 방향에 따라 테이퍼부재(200)는 앞 뒤로 이동하게 된다. 따라서, 테이퍼부재(200)의 이동량을 연속적으로 조절하여 상부 튜브(101)와 하부 튜브(102) 사이에 마찰력을 실시간으로 용이하게 변화시킬 수 있으며, 샤프트(120)와 파이프(130) 사이에 마찰력을 실시간으로 용이하게 변화시킬 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 슬립조인트의 샤프트와 파이프에 테이퍼부재를 설치하여 테이퍼부재의 위치를 조절함으로써 충격에너지 흡수량을 용이하게 조절하는 효과가 있다.

Claims

파이프 및 샤프트를 포함하는 슬립조인트에 있어서,

일면은 상기 파이프의 내면과 접하고, 타면은 상기 샤프트의 외면과 접하되 테이퍼가 형성된 테이퍼부재; 및

상기 테이퍼부재를 전후로 움직이게 하여 상기 파이프와 상기 테이퍼부재 혹은 상기 샤프트와 상기 테이퍼부재의 밀착력을 변화시키는 구동부

를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬립조인트.
제 1 항에 있어서,

상기 파이프의 내면 혹은 상기 샤프트의 외면에는 상기 테이퍼부재가 안착되는 테이퍼 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 슬립조인트.
제 1 항에 있어서,

상기 구동부는,

상기 테이퍼부재의 일면에는 나사산이 형성된 구동볼트 홀에 삽입되고 상기 나사산과 치합하는 구동볼트; 및

상기 구동 볼트를 회전시키는 구동모터

를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬립조인트.