KR20090118621A - 자동차용 인터미디에이트 샤프트 - Google Patents

자동차용 인터미디에이트 샤프트 Download PDF

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KR20090118621A
KR20090118621A KR1020080044519A KR20080044519A KR20090118621A KR 20090118621 A KR20090118621 A KR 20090118621A KR 1020080044519 A KR1020080044519 A KR 1020080044519A KR 20080044519 A KR20080044519 A KR 20080044519A KR 20090118621 A KR20090118621 A KR 20090118621A
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KR
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yoke shaft
shaft
sliding
yoke
tube
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KR1020080044519A
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김영주
손호철
이진웅
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한국델파이주식회사
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Abstract

개시된 자동차용 인터미디에이트 샤프트는 중공이 형성되며, 내면에 복수의 가이드 홈이 형성된 튜브와, 일측부가 상기 튜브의 중공 내에 삽입되어 슬라이딩되고, 상기 일측부 중 상기 가이드 홈에 대응하는 외면에 복수의 수용홈이 형성된 요크 샤프트와, 상기 튜브와 상기 요크 샤프트 사이에 개재되며, 복수의 삽입홀이 형성된 볼 지지체와, 상기 복수의 삽입홀 각각 및 상기 복수의 슬릿 각각에 수용되어 상기 볼 지지체 및 상기 요크 샤프트에 의해 지지되며, 상기 복수의 가이드 홈을 따라 상기 요크 샤프트의 슬라이딩을 가이드하는 복수의 슬라이딩 볼 및 상기 요크 샤프트와 상기 볼 지지체 사이에 개재되어 상기 복수의 슬라이딩 볼을 탄성 지지하는 스프링 플레이트를 포함할 수 있다. 이에 의하면, 상기 튜브와 상기 요크 샤프트 사이의 마찰력이 감소됨으로써, 상기 튜브와 상기 요크 샤프트의 조립 편의성을 향상시킬 수 있고, 튜브 내에서 상기 요크 샤프트의 슬라이딩 시 요구되는 슬라이딩 포스를 줄여주며, 비틀림 강성의 저하를 방지하고 차량의 응답성을 향상시킬 수 있다.
자동차, 스티어링 시스템, 인터미디에이트 샤프트

Description

자동차용 인터미디에이트 샤프트{Intermediate shaft for vehicle}
본 발명은 자동차용 인터미디에이트 샤프트에 관한 것으로서, 특히 자동차 조향 장치에서 스티어링 컬럼 샤프트와 스티어링 기어 사이를 연결하는 인터미디에이트 샤프트에 관한 것이다.
일반적으로 자동차에는 자동차의 진행 방향을 조절하기 위하여 스티어링 시스템(steering system)이 장착되어 있는데, 상기 스티어링 시스템에는 운전자의 힘으로 조향력을 얻는 수동식 스티어링 시스템과 운전자의 조향력을 보조하는 별도의 동력장치가 마련된 동력식 스티어링 시스템이 있다.
도 1은 일반적인 스티어링 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 스티어링 시스템(10)은 스티어링 휠(steering wheel;11)의 조작에 의하여 회전력이 바퀴에 전달되어 상기 바퀴를 회전시킴으로써 차량의 진행 방향을 결정하게 하는 것이다.
상기 스티어링 시스템(10)은 스티어링 휠(11)과, 상기 스티어링 휠(11)에 연 결된 스티어링 샤프트(steering shaft;12)와, 상기 스티어링 샤프트(12)에 연결된 인터미디에이트 샤프트(intermediate shaft;20)와, 상기 인터미디에이트 샤프트(20)에 연결된 스티어링 기어(steering gear;13) 및 상기 스티어링 기어(13)에 연결된 타이 로드(tie rod;14)를 포함한다.
상기와 같은 구조에서 상기 스티어링 휠(11)을 회전시키면, 이와 연결된 스티어링 샤프트(12)가 회전된다.
상기 회전력은 상기 인터미디에이트 샤프트(20)를 통해 스티어링 기어(13)에 전달된다.
상기 전달된 회전력에 의해 상기 스티어링 기어(13)가 작동되어 상기 타이 로드(14)를 이동시키게 됨으로써 타이 로드(14))에 연결된 너클(knuckle;미도시)을 회전시켜 타이어를 회전시키게 된다.
도 2는 도 1의 스티어링 시스템 중 인터미디에이트 샤프트를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ′선에 따라 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 인터미디에이트 샤프트(20)는 하부 조인트(lower joint;22)에 의하여 상기 스티어링 기어(13)와 연결되는 튜브(tube;21) 및 상부 조인트(upper joint;24)에 의하여 상기 스티어링 샤프트(12)와 연결되는 요크 샤프트(yoke shaft;23)를 포함한다.
상기 튜브(21)는 내부에 중공이 형성된다.
상기 요크 샤프트(23)는 상기 스티어링 샤프트(12)로부터 전달된 회전력을 상기 튜브(21)로 전달하기 위하여 상기 튜브(21)의 중공에 일부분이 삽입되어 상기 튜브(21) 내에서 슬라이딩(sliding)한다.
상기 요크 샤프트(23)와 상기 튜브(21)의 접촉면에는 스플라인(spline)이 형성되어 칩합되거나, 스플라인이 형성된 상기 요크 샤프트(23) 및 상기 튜브(21) 사이에 플라스틱 삽입물(25)을 개재시켜 치합된다.
상기와 같은 구조의 인터미디에이트 샤프트(20)는 요크 샤프트(23)와 튜브(21)가 치합되어 있으므로, 그 접촉 면적이 넓게 된다.
따라서, 조립 시 마찰력이 증가하여 상기 튜브(21) 내로 상기 요크 샤프트(23)의 삽입이 어려워 조립의 편의성이 떨어지는 문제가 있다.
또한, 상기 튜브(21)의 내주면과 상기 요크 샤프트(23)의 외주면 사이의 마찰력에 의하여 상기 튜브(21) 내에서 상기 요크 샤프트(23)가 슬라이딩하는 경우, 상기 슬라이딩에 필요한 힘, 즉 슬라이딩 포스(sliding force)가 증가하는 문제점이 있다.
또한, 상기 튜브(21)와 상기 요크 샤프트(23)의 치합에 의해 상기 요크 샤프트(23)의 슬라이딩 시 상기 튜브(21) 및 상기 요크 샤프트(23)의 접촉면에서 소음이 많이 생기고, 마모가 생겨 상기 튜브(21)와 상기 요크 샤프트(23) 사이에 유격이나 틈새가 발생하는 문제점이 있다.
또한, 상기 튜브(21)와 상기 요크 샤프트(23) 사이의 강한 마찰력에 의해 상기 요크 샤프트(23)의 슬라이딩이 용이하지 않아 상기 인터미디에이트 샤프트(20)에 가해지는 진동의 흡수가 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 튜브와 요크 샤프트 사이의 마찰력을 줄여 조립의 편의성을 증가시키고, 슬라이딩 포스를 줄이며, 소음을 방지할 수 있는 개선된 자동차용 인터미디에이트 샤프트를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 튜브와 요크 샤프트 사이의 마찰력을 줄여 진동 및 소음의 흡수 성능을 향상시키고, 회전 방향의 유격이나 틈새를 축소하며, 적정한 비틀림 강성을 제공할 수 있도록 개선된 자동차용 인터미디에이트 샤프트를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명에 따른 자동차용 인터미디에이트 샤프트는 중공이 형성되며, 내면에 복수의 가이드 홈이 형성된 튜브와, 일측부가 상기 튜브의 중공 내에 삽입되어 슬라이딩되고, 상기 일측부 중 상기 가이드 홈에 대응하는 외면에 복수의 수용홈이 형성된 요크 샤프트와, 상기 튜브와 상기 요크 샤프트 사이에 개재되며, 복수의 삽입홀이 형성된 볼 지지체와, 상기 복수의 삽입홀 각각 및 상기 복수의 슬릿 각각에 수용되어 상기 볼 지지체 및 상기 요크 샤프트에 의해 지지되며, 상기 복수의 가이드 홈을 따라 상기 요크 샤프트의 슬라이딩을 가이드하는 복수의 슬라이딩 볼 및 상기 요크 샤프트와 상기 볼 지지체 사이에 개재되어 상기 복수의 슬라이딩 볼을 탄성 지지하는 스프링 플레이트를 포함할 수 있다.
상기 스프링 플레이트의 양측단부 각각은 상기 요크 샤프트에 형성된 고정홈에 끼워진 고정 링에 의하여 상기 요크 샤프트에 고정될 수 있다.
상기 스프링 플레이트는 상기 요크 샤프트의 수용홈에 대응되는 부분이 절개 및 절곡되어 상기 수용홈의 면에 접촉할 수 있다.
상기 수용홈 중 상기 스프링 플레이트가 접촉되는 면에는 탄성홈이 형성될 수 있다.
상기 스프링 플레이트와 상기 슬라이딩 볼은 2 지점에서 점접촉을 할 수 있다.
상기 점접촉 지점은 상기 슬라이딩 볼의 중점에 대해 45도인 지점일 수 있다.
상기 수용홈의 벽면은 상부가 경사면으로 형성되고, 상기 상부에 연결되는 하부는 상기 요크 샤프트의 장축에 수직인 면으로 형성되며, 상기 스프링 플레이트의 절곡된 부분은 상기 경사면에 의해 지지된 상태로 단부가 상기 수용홈의 공간 상에 떠 있을 수 있다.
상기 스프링 플레이트와 상기 슬라이딩 볼은 2 지점에서 점접촉을 할 수 있다.
상기 점접촉 지점은 상기 슬라이딩 볼의 중점에 대해 45도인 지점일 수 있다.
상기 요크 샤프트는 내부에 장축 방향으로 중공이 형성될 수 있다.
상기 수용홈은 상기 요크 샤프트의 외면을 상기 중공인 내부로 가압하여 형성할 수 있다.
상기 요크 샤프트의 내부에는 상기 요크 샤프트를 탄성 지지하기 위한 탄성체가 삽입될 수 있다.
상기 복수의 가이드 홈 각각은 라운드지되, 상기 복수의 가이드 홈 각각의 중점은 상기 슬라이딩 볼의 중점에 대해 편향될 수 있다.
상기 복수의 슬라이딩 볼 각각은 상기 복수의 가이드 홈 각각에 2점에서 점접촉될 수 있다.
상기 슬라이딩 볼들과 상기 가이드 홈들의 점접촉 지점은 상기 슬라이딩 볼의 중점에 대해 45도의 각도를 가질 수 있다.
상기 스프링 플레이트의 양측단부에는 돌기가 돌출되며, 상기 돌기는 상기 요크 샤프트에 형성된 결합홈에 삽입되어 상기 스프링 플레이트를 상기 요크 샤프트에 고정할 수 있다.
상기 튜브와, 상기 볼 지지체 및 상기 요크 샤프트는 동일한 형상을 가진 다각형일 수 있다.
상기 튜브 및 상기 요크 샤프트 중 상기 슬라이딩 볼과 접촉되는 부분에는 마찰 감소재가 코팅될 수 있다.
상기 마찰 감소재는 테프론 또는 이황화 몰리브덴 중 어느 하나일 수 있다.
상기 볼 지지체는 상기 요크 샤프트에 고정되어 상기 요크 샤프트의 동작에 종속할 수 있다.
본 발명에 따른 자동차용 인터미디에이트 샤프트에 의하면, 상기 튜브의 내면과 상기 요크 샤프트의 외면 사이에 복수의 슬라이딩 볼을 개재시켜 상기 복수의 슬라이딩 볼을 매개로 상기 튜브 내를 상기 요크 샤프트가 슬라이딩할 수 있다.
따라서, 상기 튜브와 상기 요크 샤프트 사이의 마찰력이 감소됨으로써, 상기 튜브와 상기 요크 샤프트의 조립 편의성을 향상시킬 수 있다.
또한, 튜브 내에서 상기 요크 샤프트의 슬라이딩 시 요구되는 슬라이딩 포스를 줄일 수 있다.
또한, 상기 튜브와 상기 요크 샤프트 사이의 감소된 마찰력에 의하여 소음과 진동의 흡수력을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 튜브와 상기 요크 샤프트 사이의 마찰력 감소로 인해 상기 튜브와 상기 요크 샤프트의 접촉면에서 발생되던 마모를 줄임으로써 회전 방향의 유격이나 틈새를 축소할 수 있으며, 적정한 비틀림 강성을 제공할 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 자동차용 인터미디에이트 샤프트에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 인터미디에이트 샤프트를 개략적으로 나타낸 부분 단면도이다. 도 5는 도 4의 인터미디에이트 샤프트 중 튜브를 개략적으로 나타낸 부분 단면도이다. 도 6은 도 5의 Ⅲ-Ⅲ′선에 따라 튜브를 개략 적으로 나타낸 단면도이다. 도 7은 도 4의 인터미디에이트 샤프트 중 요크 샤프트를 개략적으로 나타낸 부분 단면도이다. 도 8은 도 7의 Ⅳ-Ⅳ′선에 따라 요크 샤프트를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 9는 도 4의 인터미디에이트 샤프트 중 요크 샤프트에 볼 지지체가 결합된 모습을 개략적으로 나타낸 부분 단면도이다. 도 10은 도 9의 Ⅴ-Ⅴ′선에 따라 요크 샤프트에 볼 지지체가 결합된 모습을 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 11은 도 4의 요크 샤프트 중 수용홈이 형성된 부분에 스프링 플레이트가 결합된 모습을 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 12는 도 11의 Ⅵ-Ⅵ′선에 따라 요크 샤프트에 스프링 플레이트가 결합된 모습을 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 13 내지 도 17은 도 4의 Ⅱ-Ⅱ′선에 따라 인터미디에이트 샤프트의 다양한 실시예를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 4를 참조하면, 자동차용 인터미디에이트 샤프트(100)는 튜브(110)와, 요크 샤프트(120)와, 볼 지지체(140)와, 복수의 슬라이딩 볼(sliding ball;130) 및 스프링 플레이트(spring plate;150)를 포함할 수 있다.
이하 도 4는 각각의 참조 도면의 대표 도면으로서, 각 참조 도면과 함께 참조될 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 튜브(110)는 하부 조인트(111)를 통해 스티어링 기어(미도시)와 연결되고, 내부에 중공이 형성될 수 있으며, 내면에는 복수의 가이드 홈(guide groove;112)이 형성될 수 있다.
상기 복수의 가이드 홈(112)은 상기 튜브(110)의 장축 방향에 평행하게 복수의 열로 형성될 수 있다.
즉, 상기 튜브(110)의 내면이 4개의 면으로 이루어진다면, 각 면에는 하나 또는 그 이상의 가이드 홈(112)이 형성될 수 있다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 요크 샤프트(120)는 일측부가 상기 튜브(110)의 중공 내에 삽입되어 상기 튜브(110) 내에서 슬라이딩되고, 타측이 상부 조인트(121)를 통해 스티어링 컬럼 샤프트(미도시)와 연결되며, 상기 튜브(110)의 가이드 홈(112)들에 대응하는 부분에는 복수의 수용홈(121)이 형성될 수 있다.
상기 복수의 수용홈(121) 역시 복수의 열로 형성될 수 있다.
상기 요크 샤프트(120)에는 복수의 고정홈(123)이 형성될 수 있는데, 상기 복수의 고정홈(123)은 상기 수용홈(121)들 각각의 양측에 형성될 수 있다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 상기 볼 지지체(140)는 상기 튜브(110)와 상기 요크 샤프트(120) 사이에 개재되며, 상기 요크 샤프트(120)에 고정될 수 있다.
상기 볼 지지체(140)에는 상기 요크 샤프트(120)의 수용홈(121)들에 대응되게 복수의 삽입홀(141)이 형성될 수 있으며, 또한 복수의 열로 형성될 수 있다.
상기 요크 샤프트(120)에 상기 볼 지지체(140)가 결합되는 방식은 상기 볼 지지체(140)의 단부 하면이 볼록하게 돌출되고, 이에 대응되는 부분의 요크 샤프트(120)에는 오목하게 만입되어, 상기 양자가 끼워 맞춤식으로 결합될 수 있다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 상기 스프링 플레이트(150)는 상기 요크 샤프트(120)와 상기 볼 지지체(140) 사이에 개재되어 상기 요크 샤프트(120)에 고정될 수 있다.
상기 스프링 플레이트(150) 중 상기 수용홈(121)에 대응되는 부분은 일부가 절개되어 상기 수용홈(121) 측으로 절곡될 수 있다.
따라서, 상기 스프링 플레이트(150) 중 절곡된 부분은 서로 마주보게 한 쌍이 상기 수용홈(121)들에 수용될 수 있다.
상기 요크 샤프트(120)에 상기 스프링 플레이트(150)의 고정은 상기 요크 샤프트(120)에 형성된 고정홈(123)에 끼워진 고정 링(ring;160)에 의해 상기 스프링 플레이트(150)를 압박하여 상기 요크 샤프트(120)에 상기 스프링 플레이트(150)를 고정시킬 수 있다.
상기 복수의 슬라이딩 볼(130)은 상기 볼 지지체(140)의 삽입홀(141)들에 삽입되어 상기 슬라이딩 볼(130)들의 하부는 상기 요크 샤프트(120)의 수용홈(121)에 위치된 스프링 플레이트(150)의 절곡된 부분에 의해 탄성 지지되고, 상기 슬라이딩 볼(130)들의 상부는 상기 튜브(110)의 가이드 홈(112)들 각각에 접촉될 수 있다.
상기와 같은 구조에서 상기 복수의 슬라이딩 볼(130)은 상기 튜브(110) 내에서 상기 가이드 홈(112)을 따라 상기 요크 샤프트(120)의 슬라이딩을 가이드할 수 있다.
도 13을 참조하면, 상기 인터미디에이트 샤프트(100)는 사각형 형상일 수 있으며, 상기 요크 샤프트(120)는 내부에 공간이 없이 수용홈(121)이 파여진 형태일 수 있다.
상기 스프링 플레이트(150)의 절곡된 부분은 "V"자 형태로 형성된 상기 수용홈(121)의 경사면에 접촉할 수 있으며, 상기 경사면 중 상기 스프링 플레이트(150)가 접촉되는 부분에는 탄성홈(122)이 형성될 수 있다.
상기 탄성홈(122)은 상기 스프링 플레이트(150)가 상기 슬라이딩 볼(130)을 탄성 지지할 시 상기 스프링 플레이트(150)의 팽창 공간(형태 변위 공간)을 제공할 수 있다.
상기 스프링 플레이트(150)와 상기 슬라이딩 볼(130)은 전후(도면에서는 좌우) 2 지점에서 점접촉을 할 수 있는데, 상기 점접촉 지점은 상기 슬라이딩 볼의 중점(O)에 대해 전방 및 후방 각각 45도로 각도진 지점일 수 있다.
즉, 전방을 (+) 영역, 후방을 (-) 영역이라 하면 상기 45도는 (±)45도일 수 있다.
한편, 상기 튜브(110)의 가이드 홈(112)과 상기 슬라이딩 볼(130) 사이에도 상기 스프링 플레이트(150)에서와 같이 2 지점에서 점접촉을 할 수 있으며, 그 점접촉 지점 역시 상기와 같이 (±)45도일 수 있다.
다만, 상기 가이드 홈(112)은 반원 형상일 수 있는데, 상기 반원의 중점은 상기 슬라이딩 볼(130)의 중점(O)에서 일측으로 편향될 수 있다.
상기와 같이 슬라이딩 볼(130)이 2점 점접촉을 하면, 상기 요크 샤프트(120)의 슬라이딩을 가이드할 시 마찰력을 줄여 상기 튜브(110)에서 상기 요크 샤프트(120)의 슬라이딩 포스(sliding force)를 줄일 수 있다.
상기 마찰력을 감소시키기 위하여 상기 슬라이딩 볼(130)과 접촉되는 부분에는 테프론(teflon)이나 이황화 몰리브덴(MoS2) 등과 같은 마찰 감소재가 코팅될 수 있다.
도 14를 참조하면, 상기 요크 샤프트(120)는 내부에 중공이 형성된 형상일 수 있는데, 상기 요크 샤프트(120)의 수용홈(121)들은 상기 요크 샤프트(120)의 외면에서 내면 측으로 가압하여 형성될 수 있다.
도 15를 참조하면, 상기 요크 샤프트(120)는 내부에 중공이 형성된 형상으로 상기 수용홈(121)들은 도 14와 달리 파여진 형태일 수 있다.
상기 수용홈(121)들의 벽면은 상부가 경사면(121a)을 형성하고, 상기 경사면(121a)에 연결된 하부는 상기 요크 샤프트(120)의 장축에 수직인 면(121b)으로 형성될 수 있다.
상기 스프링 플레이트(150)의 절곡된 부분은 상기 경사면(121a)에 일부분이 접촉 지지되며, 단부가 상기 수용홈(121)의 공간에 떠 있는 상태일 수 있다.
상기와 같은 구조에서는 상기 슬라이딩 볼(130)이 상기 수용홈(121)의 공간에 떠 있는 단부에 접촉되어 탄성 지지될 수 있다.
상기와 같은 구조에 의하면, 상기 슬라이딩 볼(130)의 탄성 지지 시 요구되던 상기 스프링 플레이트(150)의 팽창 공간이 상기 수용홈(121)의 공간에 의해 제공되므로, 상기 도 13에서의 탄성홈(123)을 형성할 필요가 없게 된다.
상기 도 15에서의 수용홈(121)의 형상은 상기 도 13과 같이 내부에 중공이 형성되지 않은 요크 샤프트(120)에도 적용될 수 있으며, 상기 도 14와 같은 구조의 요크 샤프트(120)에서도 적용될 수 있다.
도 16은 인터미디에이트 샤프트(100)의 형태가 삼각형인 경우를 나타낸 것으로, 이는 상기 인터미디에이트 샤프트(100)의 형태를 다양한 형태로 구현할 수 있 음을 예로 든 것이다.
즉, 상기 인터미디에이트 샤프트(100)는 다양한 형태의 다각형일 수 있다.
도 17을 참조하면, 내부에 중공이 형성된 요크 샤프트(120)의 경우, 상기 요크 샤프트(120)를 탄성 지지하기 위한 탄성체(170)가 더 삽입될 수 있다.
상기 도 14 내지 도 17을 참조한 설명 중 도 13을 참조한 설명과 동일한 내용은 그 설명을 생략했다.
한편, 상기 도 8과, 도 10 및 도 12의 단면도의 경우 구성요소의 표현을 명확히 하기 위하여 해칭(hatching)을 생략했다.
상기와 같은 구조의 자동차용 인터미디에이트 샤프트(100)는 상기 튜브(110) 내를 상기 복수개의 슬라이딩 볼(130)을 통해 상기 요크 샤프트(120)가 슬라이딩할 수 있다.
따라서, 종래와 같은 상기 튜브(110)와 상기 요크 샤프트(120)의 접촉에 의한 마찰력은 발생하지 않고, 단지 2 지점에서 상기 복수의 슬라이딩 볼(130)과 상기 튜브(110)가 접촉하므로 종래보다 요크 샤프트(120)의 슬라이딩 시 마찰력을 감소시킬 수 있다.
이에 따라 슬라이딩 포스를 줄일 수 있어 상기 튜브(110) 내에 상기 요크 샤프트(120)의 삽입이 용이할 수 있다.
또한, 상기 마찰력의 감소에 의하여 종래 튜브(110)와 요크 샤프트(120)의 접촉면에서 발생하던 마모 현상을 줄이거나 방지할 수 있으므로, 상기 튜브(110)와 상기 요크 샤프트(120) 사이의 유격이나 틈새가 생기는 것을 방지할 수 있고 소음 도 줄일 수 있다.
한편, 상기 요크 샤프트(120)와 상기 볼 지지체(140) 사이에 스프링 플레이트(150)를 삽입하여 상기 슬라이딩 볼(130)을 탄성 지지하므로, 종래 요크 샤프트(120)의 슬라이딩 시 발생하는 유격이나 제작 시의 제작 공차, 차량의 운행 중에 발생하는 진동을 상기 스프링 플레이트(150)에 의하여 흡수할 수 있다.
한편, 상기와 같은 구조의 경우 차량이 주/정차 등 바퀴와 지면 사이의 마찰력이 큰 상태에 있어 과도한 스티어링 터닝 토크(steering turning torque)가 입력될 경우, 상기 인터미디에이트 샤프트(100)의 비틀림 강성의 저하를 방지하며, 동시에 차량의 주행 중 급박하게 스티어링 휠(미도시)을 조작할 시 차량의 응답성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 일반적인 스티어링 시스템을 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 도 1의 스티어링 시스템 중 인터미디에이트 샤프트를 개략적으로 나타낸 부분 단면도.
도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ′선에 따라 인터미디에이트 샤프트를 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인터미디에이트 샤프트를 개략적으로 나타낸 부분 단면도.
도 5는 도 4의 인터미디에이트 샤프트 중 튜브를 개략적으로 나타낸 부분 단면도.
도 6은 도 5의 Ⅲ-Ⅲ′선에 따라 튜브를 개략적으로 나타낸 단면도.
도 7은 도 4의 인터미디에이트 샤프트 중 요크 샤프트를 개략적으로 나타낸 부분 단면도.
도 8은 도 7의 Ⅳ-Ⅳ′선에 따라 요크 샤프트를 개략적으로 나타낸 단면도.
도 9는 도 4의 인터미디에이트 샤프트 중 요크 샤프트에 볼 지지체가 결합된 모습을 개략적으로 나타낸 부분 단면도.
도 10은 도 9의 Ⅴ-Ⅴ′선에 따라 요크 샤프트에 볼 지지체가 결합된 모습을 개략적으로 나타낸 단면도.
도 11은 도 4의 요크 샤프트 중 수용홈이 형성된 부분에 스프링 플레이트가 결합된 모습을 개략적으로 나타낸 단면도.
도 12는 도 11의 Ⅵ-Ⅵ′선에 따라 요크 샤프트에 스프링 플레이트가 결합된 모습을 개략적으로 나타낸 단면도.
도 13 내지 도 17은 도 4의 Ⅱ-Ⅱ′선에 따라 인터미디에이트 샤프트의 다양한 실시예를 개략적으로 나타낸 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100... 인터미디에이트 샤프트 110... 튜브
112... 가이드 홈 120... 요크 샤프트
121... 수용홈 122... 탄성홈
123... 고정홈 130... 슬라이딩 볼
140... 볼 지지체 141... 삽입홀
150... 스프링 플레이트

Claims (20)

  1. 중공이 형성되며, 내면에 복수의 가이드 홈이 형성된 튜브;
    일측부가 상기 튜브의 중공 내에 삽입되어 슬라이딩되고, 상기 일측부 중 상기 가이드 홈에 대응하는 외면에 복수의 수용홈이 형성된 요크 샤프트;
    상기 튜브와 상기 요크 샤프트 사이에 개재되며, 복수의 삽입홀이 형성된 볼 지지체;
    상기 복수의 삽입홀 각각 및 상기 복수의 슬릿 각각에 수용되어 상기 볼 지지체 및 상기 요크 샤프트에 의해 지지되며, 상기 복수의 가이드 홈을 따라 상기 요크 샤프트의 슬라이딩을 가이드하는 복수의 슬라이딩 볼; 및
    상기 요크 샤프트와 상기 볼 지지체 사이에 개재되어 상기 복수의 슬라이딩 볼을 탄성 지지하는 스프링 플레이트를 포함하는 인터미디에이트 샤프트.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 스프링 플레이트의 양측단부 각각은 상기 요크 샤프트에 형성된 고정홈에 끼워진 고정 링에 의하여 상기 요크 샤프트에 고정되는 것을 특징으로 하는 인터미디에이트 샤프트.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 스프링 플레이트는 상기 요크 샤프트의 수용홈에 대응되는 부분이 절개 및 절곡되어 상기 수용홈의 면에 접촉하는 것을 특징으로 하는 인터미디에이트 샤프트.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 수용홈 중 상기 스프링 플레이트가 접촉되는 면에는 탄성홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 인터미디에이트 샤프트.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 스프링 플레이트와 상기 슬라이딩 볼은 2 지점에서 점접촉을 하는 것을 특징으로 하는 인터미디에이트 샤프트.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 점접촉 지점은 상기 슬라이딩 볼의 중점에 대해 45도인 지점인 것을 특징으로 하는 인터미디에이트 샤프트.
  7. 청구항 3에 있어서,
    상기 수용홈의 벽면은 상부가 경사면으로 형성되고, 상기 상부에 연결되는 하부는 상기 요크 샤프트의 장축에 수직인 면으로 형성되며,
    상기 스프링 플레이트의 절곡된 부분은 상기 경사면에 의해 지지된 상태로 단부가 상기 수용홈의 공간 상에 떠 있는 것을 특징으로 하는 인터미디에이트 샤프트.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 스프링 플레이트와 상기 슬라이딩 볼은 2 지점에서 점접촉을 하는 것을 특징으로 하는 인터미디에이트 샤프트.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 점접촉 지점은 상기 슬라이딩 볼의 중점에 대해 45도인 지점인 것을 특징으로 하는 인터미디에이트 샤프트.
  10. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 요크 샤프트는 내부에 장축 방향으로 중공이 형성된 것을 특징으로 하는 인터미디에이트 샤프트.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 수용홈은 상기 요크 샤프트의 외면을 상기 중공인 내부로 가압하여 형성하는 것을 특징으로 하는 인터미디에이트 샤프트.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 요크 샤프트의 내부에는 상기 요크 샤프트를 탄성 지지하기 위한 탄성체가 삽입된 것을 특징으로 하는 인터미디에이트 샤프트.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 가이드 홈 각각은 라운드지되, 상기 복수의 가이드 홈 각각의 중점은 상기 슬라이딩 볼의 중점에 대해 편향된 것을 특징으로 하는 인터미디에이트 샤프트.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 복수의 슬라이딩 볼 각각은 상기 복수의 가이드 홈 각각에 2점에서 점접촉되는 것을 특징으로 하는 인터미디에이트 샤프트.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 슬라이딩 볼들과 상기 가이드 홈들의 점접촉 지점은 상기 슬라이딩 볼의 중점에 대해 45도의 각도를 가지는 것을 특징으로 하는 인터미디에이트 샤프트.
  16. 청구항 1에 있어서,
    상기 스프링 플레이트의 양측단부에는 돌기가 돌출되며, 상기 돌기는 상기 요크 샤프트에 형성된 결합홈에 삽입되어 상기 스프링 플레이트를 상기 요크 샤프트에 고정하는 것을 특징으로 하는 인터미디에이트 샤프트.
  17. 청구항 1에 있어서,
    상기 튜브와, 상기 볼 지지체 및 상기 요크 샤프트는 동일한 형상을 가진 다각형인 것을 특징으로 하는 인터미디에이트 샤프트.
  18. 청구항 1에 있어서,
    상기 튜브 및 상기 요크 샤프트 중 상기 슬라이딩 볼과 접촉되는 부분에는 마찰 감소재가 코팅된 것을 특징으로 하는 인터미디에이트 샤프트.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 마찰 감소재는 테프론 또는 이황화 몰리브덴 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 인터미디에이트 샤프트.
  20. 청구항 1에 있어서,
    상기 볼 지지체는 상기 요크 샤프트에 고정되어 상기 요크 샤프트의 동작에 종속하는 것을 특징으로 하는 인터미디에이트 샤프트.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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