KR20150011891A

KR20150011891A - 유니버설 조인트 및 그 조립방법

Info

Publication number: KR20150011891A
Application number: KR1020130087052A
Authority: KR
Inventors: 박배식
Original assignee: 박배식
Priority date: 2013-07-24
Filing date: 2013-07-24
Publication date: 2015-02-03

Abstract

본 발명은 유니버설 조인트 및 그 조립방법에 관한 것으로 상호간의 체결을 위한 부품수를 줄이면서도 체결이 용이하고 회전력 전달이 우수하도록 하기 위하여, 외주면에 직각으로 교차하는 원주홈이 형성되는 연결구체와, 상기 연결구체의 원주홈에 대향 체결되도록 일측에 개방부가 형성되는 한 쌍의 C형 홀더를 포함하여 구성되고, 상기 연결구체의 원주홈이 서로 교차하는 위치에 상기 원주홈의 내경 사이즈가 축소되도록 한 쌍의 가이드면이 형성되고, 상기 C형 홀더의 개방부는 원주홈의 내경 보다 작고, 한 쌍의 가이드면 간격보다는 크게 형성되어, 가이드면에 슬라이딩 삽입되며, 상기 일측 C형 홀더의 개방부와 대향하는 내주면에 타측 C형 홀더의 진입이 용이하도록 조립홈이 형성되어 이루어진다.

Description

유니버설 조인트 및 그 조립방법{Universal joint and assembling method thereof}

본 발명은 유니버설 조인트 및 그 조립방법에 관한 것으로서, 특히 상호간의 체결을 위한 부품수를 줄이면서도 체결이 용이하고 회전력 전달이 우수하도록 한 유니버설 조인트 및 그 조립방법에 관한 것이다.

유니버설 조인트(universal joint)는 두 축이 비교적 떨어진 위치에 있는 경우나 두 축의 각도(편각)가 큰 경우에 이 두 축을 연결하기 위하여 사용되는 축이음(커플링)의 일종으로, 주로 자동차의 프로펠러 샤프트나 드라이브 샤프트 등의 연결부, 자동차의 스터어링 기구 등에 사용된다.

그 일사용예로서 자동차에 사용시 전방측에 엔진이 구비되고 후륜을 구동시키는 차량의 경우 엔진에서 발생한 회전력을 구동바퀴인 후륜에 전달하기 위해 프로펠러 축이 구비된다. 상기 프로펠러 축은 엔진에 연결된 변속기와 구동바퀴인 후륜에 연결된 후륜차축 사이에 장착되어 회전력을 전달한다.

상기 프로펠러 축과 후륜차축의 사이의 각도가 차량의 전,후,좌,우 진동에 의해 변하더라도 회전력이 원활하게 전달될 수 있게 하기 위해 프로펠러 축과 후륜차축 사이에 유니버설 조인트가 연결 사용된다.

종래의 유니버설 조인트 일예로 등록특허 제10-0632580호 및 공개특허 제10-2009-0095065호에서와 같이 두 갈래로 나뉘고 그 갈래들에 홀이 각각 형성된 구조를 갖는 회전축들의 단부에 각각 고정되는 한 쌍의 요크와, 그 요크들이 상호 교차되게 연결하는 십자형 부재로 구성된다.

하지만 상기 구성에서는 구동축과 종동축 사이에 십자축을 연결하기 위해 십자축의 네 갈래에 각각 니들베어링과 베어링캡을 구비해야 하므로 유니버설 조인트를 구성함에 있어서 많은 부품이 사용되고 체결하는데 불편함이 따르며, 특히 십자축을 중심으로 구동축과 종동축이 이격 연결됨으로써 작동시 진동 및 소음이 발생하게 되며 장시간 사용하게 되면 헐거워지게 되므로 인해 구동축에서 종동축으로의 회전력 전달이 떨어지는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 개선하기 위해 이미 본출원인이 출원하여 등록받은 국내특허 제10-0833822호에서 전동롤러 및 작업롤러의 단부에 각각 결합되는 홀더와, 양측 홀더에 의해 동시에 회전 가능하게 수용되는 연결구체를 포함하여 구성된 롤러 레벨라의 연결기구를 개시한 바 있다.

하지만 상기 구성에서는 양측 홀더의 반구몸체 상에 연결구체를 결합한 후, 반구몸체 상에서 연결구체가 이탈되지 않도록 반구몸체의 양단부에 스토퍼를 체결하도록 구성하고 있는 등 상호간의 체결을 위한 부품들이 분할된 상태로 마련되어 조립됨으로 인해 결합과정이 번거로운 문제점이 있었다.

등록특허 제10-0632580호 공개특허 제10-2009-0095065호 등록특허 제10-0833822호

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 상호간의 체결을 위한 부품수를 현격히 줄여 체결이 용이하면서도 체결되는 상호간에 미끄럼마찰 작동되게 함으로써 진동 및 소음이 발생되지 않으면서 회전력의 전달이 우수하도록 하는 유니버설 조인트 및 그 조립방법을 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 실현하기 위하여 본 발명은 외주면에 직각으로 교차하는 원주홈이 형성되는 연결구체와, 상기 연결구체의 원주홈에 대향 체결되도록 일측에 개방부가 형성되는 한 쌍의 C형 홀더를 포함하여 구성되고, 상기 연결구체의 원주홈이 서로 교차하는 위치에 상기 원주홈의 내경 사이즈가 축소되도록 한 쌍의 가이드면이 형성되고, 상기 C형 홀더의 개방부는 원주홈의 내경 보다 작고, 한 쌍의 가이드면 간격보다는 크게 형성되어, 가이드면에 슬라이딩 삽입되며, 상기 일측 C형 홀더의 개방부와 대향하는 내주면에 타측 C형 홀더의 진입이 용이하도록 조립홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 유니버설 조인트를 제공한다.

또한 본 발명은 외주면에 직각으로 교차하는 원주홈이 형성되며, 원주홈이 서로 교차하는 위치에 상기 원주홈의 내경 사이즈가 축소되도록 한 쌍의 가이드면이 형성된 연결구체를 마련하는 단계(S1)와, 상기 연결구체의 원주홈에 대향 체결되며, 상기 원주홈의 내경 보다 작고 한 쌍의 가이드면 간격 보다는 크게 형성되어 가이드면에 슬라이딩 삽입되는 개방부가 일측에 형성된 한 쌍의 C형 홀더를 마련하되, 일측 C형 홀더의 개방부와 대향하는 내주면에는 타측 C형 홀더의 진입이 용이하도록 조립홈이 형성되게 하는 단계(S2)와, 상기 조립홈이 형성된 일측 C형 홀더에 연결구체의 일측 원주홈이 밀착되게 체결하고, 일측 원주홈의 방향을 따라 90°회전시켜 한 쌍의 가이드면이 상,하부측을 향하게 한 다음, 타측 C형 홀더의 하부측이 상기 조립홈을 통해 삽입됨과 아울러 연결구체의 가이드면에 슬라이딩되면서 타측 원주홈에 밀착 체결되게 한 후, 타측 원주홈의 방향을 따라 90°회전시키는 단계(S3)로 이루어짐을 특징으로 하는 유니버설 조인트의 조립방법을 제공한다.

이와 같이 이루어지는 본 발명에 의한 유니버설 조인트 및 그 조립방법은 한 쌍의 C형 홀더가 연결구체의 가이드면을 타고 원주홈에 대향 삽입되어, 무볼팅, 무용접방식으로 견고하게 체결됨에 따라 부품수의 간소화로 제조원가 절감 및 조립공정에 따른 시간단축과 더불어 작업성이 향상되고, 특히 분해조립이 간단하여 부품 마모 및 손상에 따른 유지보수가 용이한 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 유니버설 조인트의 결합상태 사시도,
도 2는 본 발명에 의한 한 쌍의 C형 홀더의 사시도 및 측면도,
도 3은 본 발명에 의한 연결구체의 사시도 및 측면도,
도 4는 본 발명에 의한 유니버설 조인트의 조립방법을 나타낸 순서도,
도 5는 본 발명에 의한 C형 홀더에 연결구체가 체결되는 순서를 나타낸 측단면도,
도 6은 본 발명에 의한 다른실시예의 한 쌍의 C형 홀더의 사시도이다.

이하 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 6을 참조하여 보면 본 발명에 의한 유니버설 조인트는 연결구체(20)와, 그 연결구체(20)를 중심으로 대향 체결되는 한 쌍의 C형 홀더(10,30)로 이루어진다.

본 발명에 의한 유니버설 조인트는 도 1에서와 같이 원동축(1)과 종동축(3) 간에 회전력을 전달하기 위한 것으로 원동축(1)에 C형 홀더(10)가 형성된 원동몸체(12)가 결합되고, 종동축(3)에 C형 홀더(30)가 형성된 종동몸체(32)가 결합되며, 양측 C형 홀더(10,30) 사이에 연결구체(20)가 회전 가능하게 체결되어 구성된다.

상기 연결구체(20)는 도 1 및 도 3에서와 같이 전체가 구(球) 형태로 형성되며, 양측 C형 홀더(10,30)의 내주면에 미끄럼마찰 되면서 회전이 가능하도록 외주면에 직각으로 교차하는 원주홈(21,22)이 형성되고, 원주홈(21,22)이 서로 교차하는 위치에 상기 원주홈(21,22)의 내경(d) 사이즈가 축소되도록 한 쌍의 가이드면(25)이 형성되어 구성된다.

이때 연결구체(20)에 형성된 원주홈(21,22) 중 어느 하나 이상에 작동유가 보관 및 이동되는 작동유저장공(27)이 관통 형성된다.

상기 연결구체(20)는 고하중을 전달하는 과정에서 과열에 의한 소착(seizure)을 방지하기 위해 내열성 재질로 구성되게 함이 바람직하다.

상기 연결구체(20)의 원주홈(21,22)에는 한 쌍의 C형 홀더(10,30)가 체결된다.

상기 한 쌍의 C형 홀더(10,30)는 연결구체(20)의 원주홈(21,22)에 대향 체결되도록 일측에 개방부(13,33)가 형성된 것으로서, 도 2에서와 같이 개방부(13,33)의 입구폭이 직경(d1,d2)보다 작게 형성됨으로써 C형태로 형성되는 것이다.

상기 C형 홀더(10,30)의 개방부(13,33)는 도 3 및 도 5에서와 같이 연결구체(20)의 원주홈(21,22)의 내경(d) 보다 작고, 한 쌍의 가이드면(25) 간격(D) 보다는 크게 형성되어, 연결구체(20)의 가이드면(25)에 슬라이딩 삽입된다.

이때 개방부(13,33)의 양측 상단부에는 연결구체(20)의 가이드면(25)이 슬라이딩되면서 안내되도록 연장부(14,34)가 각각 형성되며, 도 6에서와 같이 한 쌍의 C형 홀더(10,30)의 양측면부에 각각의 양단부가 연통되도록 C형 홀더(10,30)의 양측면부를 따라 작동유저장홈(16,36)이 형성되게 하여 한 쌍의 C형 홀더(10,30)에 체결되어 슬라이딩되는 연결구체(20)와 미끄럼마찰이 용이하도록 하면서, 작동유의 보관 및 이동이 원활하게 이루어지도록 한다.

상기 한 쌍의 C형 홀더(10,30)에 형성되는 작동유저장홈(16,36)과 연결구체(20)에 형성되는 작동유저장공(27)은 한 쌍의 C형 홀더(10,30) 및 연결구체(20)를 감싸도록 형성된 기밀부재(미도시됨) 내에 마련되는 작동유인 구리스 등의 유동이 원활하게 이루어질 정도의 크기로 형성되도록 한다.

그리고 도 2 및 도 5에서와 같이 한 쌍의 C형 홀더(10,30) 중 일측 C형 홀더(10)의 개방부(13)와 대향하는 내주면에는 타측 C형 홀더(30)의 진입이 용이하도록 조립홈(11)이 형성된다.

상기 한 쌍의 C형 홀더(10,30)는 동일한 형태로 구성되나, 상술된 바와 같이 일측 C형 홀더(10)에만 조립홈(11)이 형성되게 하여 그 조립홈(11)에 타측 C형 홀더(30)가 삽입되도록 구현하였다. 하지만 한 쌍의 C형 홀더(10,30) 모두에 조립홈(11)을 형성하여 동일한 한 쌍으로 구성되게 하여도 무방하다.

상술된 바와 같이 구성되는 본 발명에 의한 유니버설 조인트의 조립방법 및 동작설명은 하기와 같다.(도 4 및 도 5 참조)

먼저, 외주면에 직각으로 교차하는 원주홈(21,22)이 형성되며, 원주홈(21,22)이 서로 교차하는 위치에 상기 원주홈(21,22)의 내경(d) 사이즈가 축소되도록 한 쌍의 가이드면(25)이 형성된 연결구체(20)를 마련한다.(제1단계-S1)

그 다음, 상기 연결구체(20)의 원주홈(21,22)에 대향 체결되며, 상기 원주홈(21,22)의 내경(d) 보다 작고 한 쌍의 가이드면(25) 간격(D) 보다는 크게 형성되어 가이드면(25)에 슬라이딩 삽입되는 개방부(13,33)가 일측에 형성된 한 쌍의 C형 홀더(10,30)를 마련한다. 이때 일측 C형 홀더(10)의 개방부(13)와 대향하는 내주면에는 타측 C형 홀더(30)의 진입이 용이하도록 조립홈(11)이 형성된다.(제2단계-S2)

상기와 같이 연결구체(20) 및 한 쌍의 C형 홀더(10,30)가 마련되면, 도 4에서와 같이 조립홈(11)이 형성된 일측 C형 홀더(10)에 연결구체(20)의 일측 원주홈(21)이 밀착되게 체결한다. 이때 한 쌍의 가이드면(25)은 수직상태로 평행하게 되도록 위치시켜 C형 홀더(10) 내로 진입시킨다.

연결구체(20)가 일측 C형 홀더(10) 내에 체결 완료되면, 연결구체(20)의 일측 원주홈(21) 방향을 따라 90°회전시켜 한 쌍의 가이드면(25)이 상,하부측을 향하도록 함으로써 일측 C형 홀더(10) 내에서 연결구체(20)가 이탈되지 않도록 한다. 또한 이와 동시에 도 5의 (c)에서와 같이 조립홈(11)을 완전 개방시킴으로써 타측 C형 홀더(30)와의 체결 준비를 하게 된다.

끝으로, 타측 C형 홀더(30)를 수직으로 위치시킨 다음, C형 홀더(30)의 하부측이 상기 조립홈(11)을 통해 삽입됨과 아울러 연결구체(20)의 가이드면(25)에 슬라이딩되면서 타측 원주홈(22)에 밀착 체결되게 한 후, 타측 원주홈(22) 방향을 따라 90°회전시켜 타측 C형 홀더(30) 내에서 연결구체(20)가 이탈되지 않도록 한다.(제3단계-S3)

상기와 같이 조립되는 본 발명에 의한 유니버설 조인트는 원동축(1)에 결합되는 C형 홀더(10)와, 종동축(3)에 결합되는 C형 홀더(30) 사이에 연결구체(20)가 체결되어 상호간에 이탈되지 않으면서 연결구체(20)를 중심으로 한 쌍의 C형 홀더(10,30)가 연결구체(20)의 가이드면(26)을 타고 원주홈(21,22)에 대향 삽입되어미끄럼마찰 되면서 회전 가능하게 됨으로써 원동축(1)에서 종동축(3)으로 회전력을 원활하게 전달할 수 있게 되며, 상기한 구성 및 조립방법으로 인해 유니버설 조인트는 무볼팅, 무용접 방식으로 견고하게 체결됨에 따라 부품수의 간소화로 제조원가 절감 및 조립공정에 따른 시간단축과 더불어 작업성이 향상된다. 특히 분해조립이 간단하여 부품마모 및 손상에 따른 유지보수가 용이하게 된다.

1 : 원동축 3 : 종동축
10 : C형 홀더 11 : 조립홈
12 : 원동몸체 13,33 : 개방부
14,34 : 연장부 16,36 : 작동유저장홈
20 : 연결구체 21,22 : 원주홈
25 : 가이드면 27 : 작동유저장공
30 : C형 홀더 32 : 종동몸체

Claims

외주면에 직각으로 교차하는 원주홈(21,22)이 형성되는 연결구체(20)와, 상기 연결구체(20)의 원주홈(21,22)에 대향 체결되도록 일측에 개방부(13,33)가 형성되는 한 쌍의 C형 홀더(10,30)를 포함하여 구성되고,
상기 연결구체(20)의 원주홈(21,22)이 서로 교차하는 위치에 상기 원주홈(21,22)의 내경(d) 사이즈가 축소되도록 한 쌍의 가이드면(25)이 형성되고,
상기 C형 홀더(10,30)의 개방부(13,33)는 원주홈(21,22)의 내경(d) 보다 작고, 한 쌍의 가이드면(25) 간격(D)보다는 크게 형성되어, 가이드면(25)에 슬라이딩 삽입되며,
상기 일측 C형 홀더(10)의 개방부(13)와 대향하는 내주면에 타측 C형 홀더(30)의 진입이 용이하도록 조립홈(11)이 형성되는 것을 특징으로 하는 유니버설 조인트.
제1항에 있어서,
상기 개방부(13,33)의 양측 상단부에 연결구체(20)의 가이드면(25)이 슬라이딩되면서 안내되도록 연장부(14,34)가 각각 형성됨을 특징으로 하는 유니버설 조인트.
제1항에 있어서,
상기 한 쌍의 C형 홀더(10,30)의 양측면부에 각각의 양단부가 연통되도록 C형 홀더(10,30)의 양측면부를 따라 작동유저장홈(16,36)이 형성됨을 특징으로 하는 유니버설 조인트.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 연결구체(20)의 원주홈(21,22) 중 하나 이상에 작동유저장공(27)이 관통 형성됨을 특징으로 하는 유니버설 조인트.
외주면에 직각으로 교차하는 원주홈(21,22)이 형성되며, 원주홈(21,22)이 서로 교차하는 위치에 상기 원주홈(21,22)의 내경(d) 사이즈가 축소되도록 한 쌍의 가이드면(25)이 형성된 연결구체(20)를 마련하는 단계(S1);
상기 연결구체(20)의 원주홈(21,22)에 대향 체결되며, 상기 원주홈(21,22)의 내경(d) 보다 작고 한 쌍의 가이드면(25) 간격(D) 보다는 크게 형성되어 가이드면(25)에 슬라이딩 삽입되는 개방부(13,33)가 일측에 형성된 한 쌍의 C형 홀더(10,30)를 마련하되, 일측 C형 홀더(10)의 개방부(13)와 대향하는 내주면에는 타측 C형 홀더(30)의 진입이 용이하도록 조립홈(11)이 형성되게 하는 단계(S2);
상기 조립홈(11)이 형성된 일측 C형 홀더(10)에 연결구체(20)의 일측 원주홈(21)이 밀착되게 체결하고, 일측 원주홈(21)의 방향을 따라 90°회전시켜 한 쌍의 가이드면(25)이 상,하부측을 향하게 한 다음, 타측 C형 홀더(30)의 하부측이 상기 조립홈(11)을 통해 삽입됨과 아울러 연결구체(20)의 가이드면(25)에 슬라이딩되면서 타측 원주홈(22)에 밀착 체결되게 한 후, 타측 원주홈(22)의 방향을 따라 90°회전시키는 단계(S3);로 이루어짐을 특징으로 하는 유니버설 조인트의 조립방법.