KR20130104351A - 자동차용 유니버설 조인트 어셈블리 - Google Patents

자동차용 유니버설 조인트 어셈블리 Download PDF

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Abstract

본 발명은 구조적으로 높은 안전성을 갖도록 이루어진 자동차용 유니버설 조인트 어셈블리에 관한 것이다.
본 발명의 자동차용 유니버설 조인트 어셈블리는 외주면을 따라서 스플라인이 형성된 샤프트부 및 이 샤프트부의 일측단에 형성되는 요크부를 갖는 샤프트조인트; 상기 샤프트조인트의 샤프트부가 내부로 슬라이드 이동 가능 하게 치차 결합되도록 내주면에 세레이션이 형성된 파이프부 및 이 파이프의 일측단에 형성된 다른 요크부를 갖는 파이프조인트를 포함하고,
상기 샤프트조인트의 요크부와 파이프조인트의 요크부는 샤프트부 및 파이프부에 억지끼움 방식으로 결합되는 자동차용 유니버설 조인트 어셈블리를 제공한다.
상기 샤프트부와 파이프부의 일측단에는 결합부가 형성되고, 요크부에는 상기 결합부가 삽입되는 결합홀이 형성된다.
상기 샤프트부와 파이프부의 결합부에는 요크부가 결합된 상태를 더욱 견고하게 유지하기 위한 고정구가 제공되고, 이 고정구의 외측면에는 고정력을 높일 수 있도록 돌기가 형성되고, 내부는 관통홀이 형성된다.

Description

자동차용 유니버설 조인트 어셈블리{UNIVERSAL JOINT ASSEMBLY FOR VEHICLE}
본 발명은 자동차용 유니버설 조인트 어셈블리에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 높은 안전성을 갖도록 이루어진 자동차용 유니버설 조인트 어셈블리에 관한 것이다.
일반적으로 자동차에는 운전자가 차량의 진행방향을 임의로 바꾸기 위하여 조향장치가 제공된다.
조향장치는 운전석 전방에 설치되어 운전자의 조작에 의해 차량의 진행방향을 바꾸기 위한 스티어링 휠과, 상기 스티어링 휠의 하부에 설치되는 스티어링 칼럼과, 상기 스티어링 휠의 회전운동을 직진운동으로 전환시킴과 동시에 조향력을 증대시켜 타이어의 방향을 변경시키는 기어박스와, 상기 스티어링 칼럼에 전달된 회전력을 기어박스로 전달하기 위한 유니버설 조인트 어셈블리를 포함한다.
상기 유니버설 조인트 어셈블리는 샤프트조인트 및 이 샤프트조인트에 슬립 이동 가능하도록 조립되는 파이프조인트로 구성된다.
상기 샤프트조인트의 외주면 길이방향으로는 스플라인이 형성되고, 파이프조인트의 내주면 에는 상기 스플라인과 대응되는 세레이션이 가공되어 샤프트조인트는 파이프조인트에 치차 결합으로 연결된 상태로 슬립 이동할 수 있도록 되어있다.
그리고 상기 샤프트조인트와 파이프조인트의 각 단부에는 요크부가 각각 제공되는데, 하나의 요크부는 스티어링 칼럼에 연결되고, 다른 하나의 요크부는 기어박스에 연결된다.
이러한 자동차의 유니버설 조인트 어셈블리는 샤프트부와 파이프부 및 각각의 요크부를 제작한 후, 샤프트부와 파이프부에 요크부를 각각 용접으로 연결하여 샤프트조인트 및 파이프조인트를 제조한다.
그러나 이와 같은 자동차용 유니버설 조인트 어셈블리 용접 시 발생되는 열에 의하여 소재의 특성이 변하여 강도가 낮아지고, 이로 인하여 제품의 안전성 및 신뢰성이 저하되는 단점이 있다.
이를 해소하기 위하여 근래에는 냉간단조를 이용하여 각 요크부가 샤프트조인트 및 파이프조인트에 일체로 형성된 자동차용 유니버설 조인트 어셈블리가 사용되고 있다.
이와 같이 요크부가 일체로 형성된 자동차용 유니버설 조인트 어셈블리의 선행기술로서 공개특허 10-2006-0116099호가 알려져 있다.
상기 선행기술은 소정의 길이와 외경을 갖는 소재를 금형의 역할을 수행하는 다이스에 삽입하고 펀치로 가압 소성 변형시키는 방법으로 샤프트조인트와 파이프조인트는 요크부가 각각 일체로 성형된 구조를 갖는다.
이렇게 제조된 샤프트조인트와 파이프조인트는 강도 유지를 위하여 필요한 열처리를 할 수 있다.
이때 샤프트부와 파이프부는 치차 결합으로 연결되면서 슬립 이동가능하게 조립되므로 소정의 강도를 갖도록 열처리를 하는 것이 좋지만, 요크부는 다른 부품과 연결되는 부분이 상대적으로 얇게 이루어지면서 고정홀이 형성되어 있으므로 열처리과정에서 변형을 유발하거나 크랙이 발생될 수 있다.
즉, 종래의 샤프트조인트와 파이프조인트는 요크부가 각각 일체로 이루어짐으로 요크부에는 열처리를 하지 않고 샤프트부와 파이프부에만 열처리를 행할 수 없는 단점이 있다.
이에 따라 부재 전체를 열처리를 함으로서 요크부의 연결홀이 변형되거나 크랙이 생기면, 그 주변의 강도가 낮아져 파손되거나 절단 될 수 있으므로, 이러한 샤프트조인트가 제공된 조향장치는 정상적으로 작동시킬 수 없어 운전자 및 탑승자들의 안전성을 보장할 수 없다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 높은 안전성과 제조금형을 간소화 할 수 있는 자동차용 유니버설 조인트 어셈블리를 제공하는데 있다.
본 발명이 제안하는 자동차용 유니버설 조인트 어셈블리는 외주면을 따라서 스플라인이 형성된 샤프트부 및 이 샤프트부의 일측단에 형성되는 요크부를 갖는 샤프트조인트; 상기 샤프트조인트의 샤프트부가 내부로 슬라이드 이동 가능 하게 치차 결합되도록 내주면에 세레이션이 형성된 파이프부 및 이 파이프부의 일측단에 형성된 다른 요크부를 갖는 파이프조인트를 포함하고,
상기 샤프트조인트의 요크부와 파이프조인트의 요크부는 샤프트부 및 파이프부에 억지끼움 방식으로 결합되는 자동차용 유니버설 조인트 어셈블리를 제공한다.
상기 샤프트부와 파이프부의 일측단에는 결합부가 형성되고, 요크부에는 상기 결합부가 삽입되는 결합홀이 형성된다. 상기 결합부 및 결합홀은 곡면과 평면이 반복되는 형상으로 이루어지거나, 또는 다각형의 형상으로 이루어진다.
상기 샤프트부와 파이프부의 결합부에는 요크부가 결합된 상태를 더욱 견고하게 유지하기 위한 고정구가 제공되고, 이 고정구의 외측면에는 고정력을 높일 수 있도록 돌기가 형성되고, 내부는 관통홀이 형성된다.
본 발명에 의한 자동차용 유니버설 조인트 어셈블리는 샤프트부와 파이프부에 각각 고정되는 요크부가 별개의 부재로 이루어지면서 요크부가 억지끼움 방식으로 결합되어 샤프트부와 파이프부의 개별 열처리가 가능하다.
그러한 이유로 종래와 같이 요크부의 연결홀이 변형되거나 크랙의 발생을 방지할 수 있으므로 조향장치에 장착된 유니버설 조인트의 안전성을 높일 수 있다.
또한 샤프트부와 파이프부 및 요크부를 별개로 제조할 수 있으므로 종래와 같이 샤프트부 및 파이프부에 요크부를 일체로 제조할 때에 비하여 금형의 크기를 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 자동차용 유니버설 조인트 어셈블리를 구성하는 샤프트조인트의 분해사시도이다.
도 2는 도 1에 제공된 고정구의 확대사시도이다.
도 3은 도 1의 조립단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 자동차용 유니버설 조인트 어셈블리를 구성하는 파이프조인트의 분해사시도이다.
도 5는 도 4의 조립단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 자동차용 유니버설 조인트 어셈블리를 구성하는 샤프트조인트와 파이프조인트가 조립된 상태의 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 자동차용 유니버설 조인트 어셈블리를 구성하는 샤프트조인트의 분해사시도이고, 도 2 및 도 3은 도 1에 제공된 고정구의 확대사시도 및 도 1의 조립단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 자동차용 유니버설 조인트 어셈블리를 구성하는 파이프조인트의 분해사시도이고, 도 5는 도 4의 조립단면도를 나타낸다.
도시된 바와 같이 본 발명에 따른 자동차용 유니버설 조인트 어셈블리는 샤프트조인트(S)와, 이 샤프트조인트(S)에 슬라이드 이동 가능하도록 삽입되는 파이프조인트(P)로 구성된다.
상기 샤프트조인트(S)는 샤프트부(10)와, 이 샤프트부(10)의 일측에 제공되는 요크부(20)로 이루어진다.
상기 샤프트부(10)와 요크부(20)는 소정의 직경과 길이를 갖는 소재를 냉간단조 공법 등을 이용하여 각각의 부재로 성형할 수 있는데, 이러한 성형은 통상적인 방법을 이용할 수 있으므로 상세한 설명은 생략한다.
이렇게 샤프트부(10)와 요크부(20)가 별도의 부재로 이루어지면 각각의 부재에 필요한 열처리 등을 개별적으로 선택하여 행할 수 있고, 종래에 비하여 제조금형을 간소화 할 수 있다.
또한 샤프트부(10)의 외측에는 단조나 프레스 가공 등을 통하여 샤프트부(10)의 원주 방향으로 다수의 스플라인(12)이 형성된다.
상기 스플라인(12)은 샤프트부(10)의 전체길이에 걸쳐 성형할 수도 있고, 본실시예에서와 같이 샤프트부(10)의 일측단으로부터 일정길이만큼만 성형할 수도 있다.
이러한 샤프트부(10)의 일측단부에는 요크부(20)를 결합하기 위하여 결합부(14)가 형성된다. 이 결합부(14)는 샤프트부(10)를 성형할 때 같이 마련할 수도 있고 샤프트부(10)를 성형한 후 별도의 공정을 통하여 마련할 수도 있다.
상기 결합부(14)는 요크부(20)가 결합된 상태를 견고하게 구속할 수 있도록 곡면(14a)과 평면(14b)이 원주 방향을 따라서 반복되는 형상으로 이루어진다. 본 실시에 에서는 결합부(14)가 곡면과 평면 형상으로 이루어진 것으로 나타내고 있지만 이에 한정되는 것은 아니고, 그 이외에도 예를 들면 다각형의 형상으로 이루어질 수도 있다.
이러한 샤프트부(10)에 결합되는 요크부(20)는 유자(U) 형태로 이루어지고 스파이더와 같은 다른 조인트를 연결하기 위하여 양측 대향되는 부분에는 연결홀(22)이 형성된다. 이 연결홀(22)은 일반적인 프레스공법, 절삭공법 등으로 형성할 수 있다.
그리고 요크부(20)의 일측은 샤프트부(10)의 결합부(14)가 억지끼움방식으로 끼워져 결합 될 수 있도록 결합홀(24)이 형성된다.
상기 결합홀(24)은 샤프트부(10)의 결합부(14)가 삽입되어 견고하게 구속될 수 있도록 곡면(24a)과 평면(24b)이 내주면을 따라서 반복되는 형상으로 이루어진다. 본 실시에 에서는 결합홀(24)이 결합부(14)와 동일한 곡면과 평면 형상으로 이루어진 것으로 나타내고 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 다각형의 형상으로 이루어질 수도 있고, 그 외에도 결합부(14)의 형상에 따라서 다양한 모양으로 이루어질 수 있다.
상기와 같은 샤프트조인트(S)는 샤프트부(10)에 형성된 결합부(14)와 요크부(20)에 형성된 결합홀(24)을 억지끼움방식으로 결합하여 조립할 수 있다.
이렇게 조립된 샤프트조인트(S)의 샤프트부(10)와 요크부(20)의 결합된 상태를 더욱 견고하게 유지하기 위하여 샤프트부(10)의 결합부(14) 내측으로는 고정구(50)가 더욱 끼워진다.
상기 고정구(50)는 결합부(14) 내측에 억지끼움방식으로 삽입되는 몸체부(52)와, 상기 몸체부(52)의 상부에 형성되는 플랜지부(54)로 이루어진다.
상기 몸체부(52) 외측면으로는 간격을 유지하며 다수의 돌기(56)가 형성되는데, 이러한 돌기(56)로 인하여 고정구(50)의 구속력을 더욱 높일 수 있다.
이러한 고정구(50)는 플랜지부(54)로 인하여 몸체부(52)만 결합부(14)에 삽입할 수 있다.
그리고 고정구(50) 중심부 길이방향으로는 관통홀(58)이 형성되어 샤프트조인트(S)와 뒤에서 상세하세 설명되는 파이프조인트(P)를 조립하여 자동차에 장착하고 사용할 때, 외부 충격이나 진동 등에 발생하여도 관통홀(58)을 통하여 이를 흡수 및 분산시킬 수 있도록 구성된다.
이러한 샤프트조인트(S)에 삽입되어 조립되는 파이프조인트(P)는 도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이 파이프부(30)와, 이 파이프부(30)의 일측에 조립되는 요크부(40)로 이루어진다.
상기 파이프부(30)와 요크부(40)는 소정의 직경과 길이를 갖는 소재를 냉간단조 공법 등을 이용하여 각각의 부재로 성형할 수 있는데, 이러한 성형은 통상적인 방법을 이용할 수 있으므로 상세한 설명은 생략한다.
이렇게 파이프부(30)와 요크부(40)가 별도의 부재로 이루어지면 각각의 부재에 필요한 열처리 등을 개별적으로 선택하여 행할 수 있고, 종래에 비하여 제조금형을 간소화 할 수 있다.
또한 파이프부(30)의 외측에는 단조나 프레스 가공 등을 통하여 파이프부(30)의 내주면을 따라서 파이프부(10)의 스플라인(12)과 대응되는 세레이션(32)이 형성된다.
상기 세레이션(32)은 파이프부(30)의 전체길이에 걸쳐 성형할 수도 있고, 본실시예에서와 같이 파이프부(30)의 일측단부에서 일정길이만큼만 성형할 수도 있다.
이러한 파이프부(30)의 일측단부에는 요크부(40)를 결합하기 위하여 결합부(34)가 형성된다. 이 결합부(34)는 파이프부(30)를 성형할 때 같이 마련할 수도 있고 파이프부(30)를 성형한 후 별도의 공정을 통하여 마련할 수도 있다.
상기 결합부(34)는 요크부(40)가 결합된 상태를 견고하게 구속할 수 있도록 곡면(34a)과 평면(34b)이 원주 방향을 따라서 반복되는 형상으로 이루어진다. 본 실시에 에서는 결합부(34)가 곡면과 평면 형상으로 이루어진 것으로 나타내고 있지만 그 이외에도 예를 들면 다각형의 형상으로 이루어질 수도 있다.
이러한 파이프부(30)에 결합되는 요크부(40)는 유자(U) 형태로 이루어지고 스파이더와 같은 다른 조인트를 연결하기 위하여 양측 대향되는 부분에는 연결홀(42)이 형성된다. 이 연결홀(42)은 일반적인 프레스공법, 절삭공법에 의하여 형성할 수 있다.
그리고 요크부(40)의 일측은 파이프부(30)의 결합부(34)가 억지끼움방식으로 끼워져 결합 될 수 있도록 결합홀(44)이 형성된다.
상기 결합홀(44)은 파이프부(30)의 결합부(34)가 삽입되어 견고하게 구속될 수 있도록 곡면(44a)과 평면(44b)이 내주면을 따라서 반복되는 형상으로 이루어진다. 본 실시에 에서는 결합홀(44)이 결합부(34)와 동일한 곡면과 평면 형상으로 이루어진 것으로 나타내고 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 다각형의 형상으로 이루어질 수도 있고, 그 외에도 결합부(34)의 형상에 따라서 다양한 모양으로 이루어질 수 있다.
이렇게 조립된 파이프조인트(P)의 파이프부(30)와 요크부(40)의 결합된 상태를 더욱 견고하게 유지하기 위하여 파이프부(30)의 결합부(34) 내측으로는 고정구(50)가 더욱 끼워진다.
상기 고정구(50)는 샤프트조인트(S)에 제공된 것과 동일한 것을 사용할 수 있고, 그 기능 및 역할도 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
상기와 같은 본 발명에 따른 자동차용 유니버설 조인트 어셈블리는 도 6에서와 같이 샤프트조인트(S)를 파이프조인트(P)의 내측으로 삽입하여 조립하게 되는데, 이렇게 조립된 유니버설 조인트는 샤프트조인트(S)의 스플라인(12)과 파이프조인트(P)의 세레이션(32)이 슬립 이동 가능한 상태로 치차 결합된 구조를 갖는다.
그리고 이렇게 조립된 샤프트조인트(S)와 파이프조인트(P)의 일측에 각각 형성된 요크부(20)(40)의 연결홀(22)(42)을 통하여 스파이더와 같은 다른 조인트를 연결하고, 이를 자동차의 조향장치를 구성하는 스티어링 칼럼과 조향기어박스에 조립하면 된다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예가 예시를 목적으로 설명되어 있으나 이에 제한되지는 않으며, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 내에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것도 가능하다.
S: 샤프트조인트 P: 파이프조인트
10: 샤프트부 12: 스플라인
14, 34: 결합부 20, 40: 요크부
22: 연결홀 24, 44: 결합홀
30: 파이프부 32: 세레이션
50: 고정구 52: 몸체부
54: 플랜지부 56: 돌기
58: 관통홀

Claims (8)

  1. 외주면을 따라서 스플라인이 형성된 샤프트부 및 이 샤프트부의 일측단에 형성되는 요크부를 갖는 샤프트조인트;
    상기 샤프트조인트의 샤프트부가 내부로 슬라이드 이동 가능 하게 치차 결합되도록 내주면에 세레이션이 형성된 파이프부 및 이 파이프의 일측단에 형성된 다른 요크부를 갖는 파이프조인트;
    를 포함하고,
    상기 샤프트조인트의 요크부와 파이프조인트의 요크부는 샤프트부 및 파이프부에 억지끼움 방식으로 결합되는 자동차용 유니버설 조인트 어셈블리.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 샤프트부와 파이프부의 일측단에는 결합부가 형성되고, 각 요크부에는 상기 결합부가 삽입되는 결합홀이 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 유니버설 조인트 어셈블리.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 결합부 및 결합홀은 곡면과 평면이 반복되는 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차용 유니버설 조인트 어셈블리.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 결합부 및 결합홀은 다각형의 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차용 유니버설 조인트 어셈블리.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 샤프트부와 파이프부의 결합부에는 요크부가 결합된 상태를 더욱 견고하게 유지하기 위한 고정구가 제공된 것을 특징으로 하는 자동차용 유니버설 조인트 어셈블리.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 고정구의 외측면에는 고정력을 높일 수 있도록 돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 유니버설 조인트 어셈블리.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 고정구는 내부가 관통홀로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차용 유니버설 조인트 어셈블리.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 샤프트부와 파이프부는 열처리 된 것을 특징으로 하는 자동차용 유니버설 조인트 어셈블리.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101671919B1 (ko) * 2015-05-15 2016-11-03 주식회사 만도 유니버셜 조인트 체결유닛

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