KR20170002485U - 유니버셜 조인트 어셈블리 - Google Patents

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Abstract

본 고안은 유니버셜 조인트 어셈블리에 관한 것으로서, 특히, 제1내경의 제1수용홀이 형성된 볼 요크 튜브와, 상기 볼 요크 튜브의 제1수용홀 단부에 인접되게 수용 결합되고 제2내경의 제2수용홀이 형성된 리테이너 조립체와, 상기 리테이너 조립체의 제2수용홀에 수용 결합되는 볼 요크 샤프트와, 상기 볼 요크 튜브의 단부 외주에 형성된 링 홈에 개재되되, 일부가 상기 링 홈을 관통하여 상기 제1수용홀에 수용된 상기 리테이너 조립체의 단부면과 오버랩되게 연장되는 걸림부가 형성된 이탈방지 링을 포함함으로써, 리테이너 조립체의 외측으로의 이탈이 방지하여 제품의 신뢰성을 향상시키는 이점을 제공한다.

Description

유니버셜 조인트 어셈블리{Universal Joint Assembly}
본 발명은 유니버셜 조인트 어셈블리에 관한 것으로서, 볼 요크 튜브의 내측 단부에 인접되게 수용된 리테이너 조립체의 이탈을 방지함으로써 제품의 내구성을 향상시킬 수 있는 유니버셜 조인트 어셈블리에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차 조향장치는 운전자가 조향휠을 원하는 방향으로 회전시키면 조향휠에 연결된 조향축이 회전하며, 조향축은 유니버셜 조인트(Universal Joint)와 슬립 조인트(Slip Joint)를 통하여 랙과 피니언 기어(Rack and Pinion Gear)로 구성되는 기어박스에 회전력을 전달한다.
이때, 기어박스는 랙과 피니언 기어에 의해 조향축의 회전운동을 직선운동으로 바꾸어 랙바(Rack Bar)로 전달하며, 랙바는 타이어의 너클(Knuckle)과 연결된 타이로드에 힘을 전달하여 자동차의 진행방향을 변경할 수 있도록 한다.
도 1은 종래의 자동차 조향장치의 유니버셜 조인트 어셈블리 중 슬립 조인트의 일부를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A 부위를 절개한 절부분 절개 사시도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 슬립 조인트(1)는, 축의 회전력을 전달하며 축 방향으로 작용하는 힘에 의해 축이 신축되는 것으로서, 중공의 형상을 가진 볼 요크 튜브(10)와, 볼 요크 튜브(10)의 중공으로 삽입되어 축 방향으로 슬립되면서 입력축과 출력축 사이의 길이 방향 하중을 흡수하는 볼 요크 샤프트(20)와, 볼 요크 튜브(10) 및 볼 요크 샤프트(20) 사이에 구비되어 상호 슬립 운동을 안내하는 리테이너 조립체(30)와, 볼 요크 튜브(10)의 단부에 결합되되, 볼 요크 튜브(10)와 볼 요크 샤프트(20) 사이의 간극을 차단하여 먼지 등의 이물질이 유입되는 것을 방지하는 더스트 캡(40)을 포함한다.
여기서, 리테이너 조립체(30)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 볼 요크 튜브(10)의 내주와 볼 요크 사프트(20)의 외주 사이에 배치되고, 다수의 베어링(35)이 슬립방향으로 개재되도록 복수의 베어링설치 리브(33)가 형성된 리테이너(31)와, 리테이너(31)에 개재된 상기 다수의 베어링(35)으로 구성된다.
볼 요크 튜브(10)의 내주에는 다수의 베어링(35)의 외측부가 삽입되어 슬립시 마찰에 따른 마모를 방지하기 위한 튜브 베어링홈(11)이 슬립방향으로 길게 형성되고, 볼 요크 샤프트(20)의 외주에도 다수의 베어링(35)의 내측부가 삽입되어 슬립시 마찰에 따른 마모를 방지하기 위한 샤프트 베어링홈(21)이 슬립방향으로 길게 형성된다.
한편, 더스트 캡(40)은, 볼 요크 튜브(10)의 단부에 형성된 후크홈(13)에 후크 돌기(41)가 체결되는 방식으로 결합되고, 상술한 바와 같이 먼지 등의 이물질이 볼 요크 튜브(10)와 볼 요크 샤프트(20) 사이의 간극으로 침투하는 것을 방지함과 아울러, 리테이너 조립체(30)의 리테이너(31)가 외부로 이탈되는 것을 방지하는 역할을 한다.
그러나, 상기와 같이 구성되는 종래 기술에 따른 슬립 조인트(1)는, 예기치 않은 외력에 의하여 더스트 캡(40)이 파손되면 더 이상 리테이너 조립체(30)의 이탈을 방지할 수 없는 문제점이 있다. 특히, 더스트 캡(40)은 중량 증가를 방지하기 위하여 비금속 재질로 형성되는 바, 예기치 않는 상황에서 손상될 우려가 있는 문제점이 있다.
이와 같은 더스트 캡(40)의 손상 및 리테이너 조립체(30)의 외부로의 이탈은 제품의 신뢰성을 크게 손상시키는 문제점으로 이어지는 것은 당연하다.
본 고안은 상기한 기술적 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 볼 요크 튜브의 단부에 리테이너 조립체의 외부 이탈을 방지할 수 있는 이탈방지 링이 설치되어 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 유니버셜 조인트 어셈블리를 제공하는 데 있다.
본 고안에 따른 유니버셜 조인트 어셈블리의 바람직한 일실시예는, 제1내경의 제1수용홀이 형성된 볼 요크 튜브와, 상기 볼 요크 튜브의 제1수용홀 단부에 인접되게 수용 결합되고 제2내경의 제2수용홀이 형성된 리테이너 조립체와, 상기 리테이너 조립체의 제2수용홀에 수용 결합되는 볼 요크 샤프트와, 상기 볼 요크 튜브의 단부 외주에 형성된 링 홈에 개재되되, 일부가 상기 링 홈을 관통하여 상기 제1수용홀에 수용된 상기 리테이너 조립체의 단부면과 오버랩되게 연장되는 걸림부가 형성된 이탈방지 링을 포함한다.
여기서, 상기 이탈방지 링은, 일측이 개구된 ‘C’자 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 이탈방지 링은, 2개의 상기 걸림부가 대향되게 형성될 수 있다.
또한, 상기 걸림부는, 상기 이탈방지 링의 내측으로 돌출되게 밴딩 형성될 수 있다.
또한, 상기 링 홈에는, 상기 걸림부가 관통하는 관통홀이 형성될 수 있다.
또한, 상기 리테이너 조립체에는, 상기 볼 요크 튜브의 내주면과 상기 볼 요크 샤프트의 외주면 사이의 상호 마모를 방지하는 마모방지 베어링이 환형으로 배치되고, 상기 볼 요크 샤프트의 외주에는 길이방향으로 상기 마모방지 베어링이 수용되는 베어링 홈부가 길게 형성되며, 상기 걸림부는, 상기 볼 요크 샤프트와는 걸림되지 않게 상기 베어링 홈부 내로 일부가 돌출 배치될 수 있다.
또한, 상기 이탈방지 링과 상기 리테이너 조립체 사이에는 소음을 방지하는 댐퍼링이 배치될 수 있다.
또한, 상기 볼 요크 튜브의 단부와 상기 볼 요크 샤프트 사이의 간극을 차단하는 더스트 캡을 더 포함할 수 있다.
본 고안에 따른 유니버셜 조인트 어셈블리의 바람직한 일실시예에 따르면, 예기치 않은 외력에도 파손되지 않는 이탈방지 링에 의하여 리테이너 조립체의 외부 이탈이 방지되므로 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.
도 1은 종래의 자동차 조향장치의 유니버셜 조인트 어셈블리 중 슬립 조인트의 일부를 나타낸 사시도이고,
도 2는 도 1의 A-A 부위를 절개한 절부분 절개 사시도이며,
도 3은 본 고안에 따른 유니버셜 조인트 어셈블리의 외관을 나타낸 사시도이고,
도 4는 도 3의 "A" 부위를 절개한 부분 절개 사시도이며,
도 5는 도 3의 구성 중 볼 요크 튜브 및 이탈방지 링의 결합 관계를 나타낸 분해 사시도이고,
도 6은 도 5의 결합 사시도이며,
도 7은 도 3의 B-B선을 따라 취한 단면도이다.
이하, 본 고안에 따른 유니버셜 조인트 어셈블리의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 3은 본 고안에 따른 유니버셜 조인트 어셈블리의 외관을 나타낸 사시도이고, 도 4는 도 3의 "A" 부위를 절개한 부분 절개 사시도이며, 도 5는 도 3의 구성 중 볼 요크 튜브 및 이탈방지 링의 결합 관계를 나타낸 분해 사시도이고, 도 6은 도 5의 결합 사시도이며, 도 7은 도 3의 B-B선을 따라 취한 단면도이다.
본 고안에 따른 유니버셜 조인트 어셈블리(100)의 바람직한 일실시예는, 도 3 및 도 4에 참조된 바와 같이, 제1내경(L1)의 제1수용홀이 형성된 볼 요크 튜브(110)와, 볼 요크 튜브(110)의 제1수용홀 단부에 인접되게 수용 결합되고 제2내경(L2)의 제2수용홀이 형성된 리테이너 조립체(130)와, 리테이너 조립체(130)의 제2수용홀에 수용 결합되는 볼 요크 샤프트(120)와, 볼 요크 튜브(110)의 외주에 형성된 링 홈에 개재되되, 일부가 링 홈을 관통하여 제1수용홀에 수용된 리테이너 조립체(130)의 단부면과 오버랩되게 연장되는 걸림부(151)가 형성된 이탈방지 링(150)을 포함한다.
보다 상세하게는, 볼 요크 튜브(110)는, 도 3 및 도 4에 참조된 바와 같이, 소정의 각도로 굴절된 상태에서도 회전력을 전달하는 조향축측 요크 조인트가 일단에 형성된 제1요크 결합부(110A)에 결합되고, 제1내경(L1)의 제1수용홀이 축 방향으로 길게 형성된다.
한편, 볼 요크 샤프트(120)는, 일단부가 볼 요크 튜브(110)의 제1수용홀의 내측으로 수용 결합되고, 타단에는 기어박스측 요크 조인트가 제2요크 결합부(120A)에 결합된다.
리테이너 조립체(130)는, 도 4에 참조된 바와 같이, 볼 요크 튜브(110)의 제1수용홀 단부에 수용되되, 볼 요크 튜브(110)의 내주면과 볼 요크 샤프트(120)의 외주면 사이에 위치된다.
보다 상세하게는, 리테이너 조립체(130)는, 도 7에 참조된 바와 같이, 볼 요크 튜브(110)의 제1수용홀보다 작은 제2내경(L2)의 제2수용홀이 형성된 리테이너(131)와, 리테이너(131)의 내외주로 관통되게 배치된 다수의 마모방지 베어링(135)과, 다수의 마모방지 베어링(135)이 열을 지어 배열되되 볼 요크 샤프트(120)의 슬립방향으로 길게 형성됨과 아울러 리테이너(131)의 원주방향으로 소정거리 이격 배치된 복수의 베어링설치 리브(133)를 포함한다.
다수의 마모방지 베어링(135)은 복수의 베어링설치 리브(133)에 구비된 볼 수용부에 각각 개재되어 볼 요크 튜브(110)와 볼 요크 샤프트(120) 사이의 직접적인 슬립 마찰을 방지함과 아울러, 슬립방향의 슬립 이동을 안내하는 역할을 한다.
여기서, 볼 수용부에 개재된 마모방지 베어링(135)은, 외측이 제1내경(L1)의 제1수용홀이 구비된 볼 요크 튜브(110)의 내주면에 오버랩되게 배치되고, 내측이 제2내경(L2)으로 구비된 리테이너(131)의 내측으로 오버랩되되 바람직하게는 제2수용홀에 수용된 볼 요크 샤프트(120)의 외주면에 오버랩되게 배치된다.
따라서, 볼 요크 튜브(110)의 내주면에는 볼 요크 샤프트(120)의 슬립 이동시 마모방지 베어링(135)의 외측부를 수용하여 안내하는 튜브측 베어링 홈부(111)가 슬립방향으로 길게 형성되고, 볼 요크 샤프트(120)의 외주면에도 마모방지 베어링(135)의 내측부를 수용하여 안내하는 샤프트측 베어링 홈부(121)가 슬립방향으로 길게 형성될 수 있다.
한편, 이탈방지 링(150)은, 도 4 및 도 5에 참조된 바와 같이, 볼 요크 튜브(110)의 단부 외주에 형성된 링 홈에 개재된다.
보다 상세하게는, 볼 요크 튜브(110)의 단부의 외주에는 원주면을 따라 소정 깊이로 원형 가공된 링 홈이 형성되고, 링 홈의 내부에는 제1수용홀의 내부와 연통되는 적어도 하나의 관통홀(115a)이 형성될 수 있고, 바람직하게는, 한 쌍의 관통홀(115a)이 링 홈에서 180ㅀ를 이루는 위치에 형성될 수 있다.
여기서, 이탈방지 링(150)은 도 5에 참조된 바와 같이, 일측이 개구된 'C'자 형상으로 형성될 수 있다. 이는, 볼 요크 튜브(110)의 외부에서 조립자가 개구된 부위를 강제로 벌린 후 링 홈에 안착시키기 위함이다. 이탈방지 링(150)은 조립자에 의하여 외력이 제공되면 개구된 부위가 벌어졌다가 외력이 제거되면 탄성 복원되는 탄성 재질로 구비됨이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 이탈방지 링(150)은, 강철 재질로 형성될 수 있다.
한편, 이탈방지 링(150)은, 링 홈에 개재되면 상술한 관통홀(115a)을 관통하여 볼 요크 튜브(110)의 제1수용홀에 수용된 리테이너 조립체(130)의 단부면과 오버랩되게 연장되는 걸림부(151)가 형성될 수 있다.
여기서, 걸림부(151)는 관통홀(115a)의 개수에 대응되는 개수로 형성될 수 있다. 따라서, 걸림부(151)는, 관통홀(115a)이 한 쌍으로 180ㅀ를 이루도록 형성된 경우, 2개의 걸림부(151) 또한 이탈방지 링(150)에 180ㅀ를 이루도록 대향되게 형성됨이 바람직하다.
걸림부(151)는, 도 5에 참조된 바와 같이, 이탈방지 링(150)의 내측으로 돌출되게 밴딩 형성될 수 있다.
이와 같은 걸림부(151)는, 도 7에 참조된 바와 같이, 볼 요크 튜브(110)의 제1수용홀 내부로 돌출되되, 볼 요크 샤프트(120)와는 걸림되지 않게 볼 요크 샤프트(120)의 외주에 형성된 샤프트측 베어링 홈부(121) 내로 일부가 돌출 배치될 수 있다. 따라서, 이탈방지 링(150)은, 안정적으로 리테이너 조립체(130) 중 리테이너(131)의 단부를 지지함으로써 볼 요크 튜브(110) 내에서의 볼 요크 샤프트(120)의 슬립 이동시 외측으로 리테이너 조립체(130)가 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 도 4에 참조된 바와 같이, 리테이너(131)의 단부와 이탈방지 링(150) 사이에는 댐퍼링(160)이 구비될 수 있다.
댐퍼링(160)은, 리테이너(131)의 단부와 이탈방지 링(150)의 직접적인 접촉을 차단함으로써 볼 요크 샤프트(120)의 슬립 이동시 소음이 발생되는 것을 방지하는 역할을 한다. 댐퍼링(160)은, 이탈방지 링(150)과 이종 재질로 형성되되, 바람직하게는 고무 재질로 형성될 수 있다.
댐퍼링(160)은, 리테이너(131)의 단부에 다양한 접착 방식으로 결합될 수 있다.
한편, 본 고안에 따른 유니버셜 조인트 어셈블리(100)의 바람직한 일실시예는, 볼 요크 튜브(110)와 볼 요크 샤프트(120) 사이의 간극을 차단하여 먼지 등의 이물질이 유입되는 것을 방지하는 더스트 캡(140)을 더 포함한다.
보다 상세하게는, 도 3 및 도 4에 참조된 바와 같이, 볼 요크 튜브(110)의 외주에는 상술한 링 홈의 일측에 캡 설치홈(113)이 구비되고, 더스트 캡(140)의 선단에는 캡 설치홈(113)에 삽입되어 후크 고정되는 후크 리브(141)가 형성된다.
상기와 같이 구성되는 본 고안에 따른 유니버셜 조인트 어셈블리(100)의 작동모습을 첨부된 도면을 참조하여 간략하게 설명하면 다음과 같다.
조향축으로부터 조향력이 전달되면, 조향축측 요크 조인트를 통하여 슬립 조인트가 회전되고, 슬립 조인트의 회전력은 기어박스측 요크 조인트를 통하여 기어박스로 전달되게 된다.
이때, 슬립 조인트의 볼 요크 튜브(110)의 제1수용홀 내부에 수용된 볼 요크 샤프트(120)가 축 방향으로 슬립되면서 슬립 조인트의 길이방향 신축이 일어나는데, 볼 요크 튜브(110)의 제1수용홀 단부에 인접되게 수용 결합된 리테이너 조립체(130)는, 이탈방지 링(150)의 걸림부(151)가 링홈(115)의 관통홀(115a)을 통하여 리테이너(131)의 단부면과 오버랩되게 연장되도록 구비되는 바, 이탈방지 링(150)에 의하여 외측으로의 이탈이 방지된다.
또한, 이탈방지 링(150)과 리테이너 조립체(130)의 단부 사이에는 댐퍼링(160)이 구비됨으로써 슬립 조인트의 신축시 소음의 발생이 방지될 수 있다.
이상, 본 고안에 따른 유니버셜 조인트 어셈블리의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하였다. 그러나, 본 고안의 실시예가 반드시 상술한 바람직한 일실시예에 의하여 한정되는 것은 아니고, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 변형 및 균등한 범위에서의 실시가 가능함은 당연하다고 할 것이다. 그러므로, 본 고안의 진정한 권리범위는 후술하는 실용신안등록청구범위에 의하여 정해진다고 할 것이다.
100: 유니버셜 조인트 어셈블리 110: 볼 요크 튜브
110A: 제1요크 결합부 111: 튜브측 베어링 홈부
113: 캡 설치홈 115: 링홈
115a: 관통홀 120: 볼 요크 샤프트
120A: 제2요크 결합부 121: 샤프트측 베어링 홈부
130: 리테이너 조립체 131: 리테이너
133: 베어링설치 리브 135: 마모방지 베어링
140: 더스트 캡 141: 후크 리브
150: 이탈방지 링 151: 걸림부
160: 댐퍼링

Claims (8)

  1. 제1내경의 제1수용홀이 형성된 볼 요크 튜브와;
    상기 볼 요크 튜브의 제1수용홀 단부에 인접되게 수용 결합되고 제2내경의 제2수용홀이 형성된 리테이너 조립체와;
    상기 리테이너 조립체의 제2수용홀에 수용 결합되는 볼 요크 샤프트와;
    상기 볼 요크 튜브의 단부에 상기 리테이너 조립체의 외부 이탈을 방지하도록, 상기 볼 요크 튜브의 단부 외주에 형성된 링 홈에 개재되되, 일부가 상기 링 홈을 관통하여 상기 제1수용홀에 수용된 상기 리테이너 조립체의 단부면과 오버랩되게 연장되는 걸림부가 형성된 이탈방지 링을 포함하는 유니버셜 조인트 어셈블리.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 이탈방지 링은, 일측이 개구된 ‘C’자 형상으로 형성된 유니버셜 조인트 어셈블리.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 이탈방지 링은, 2개의 상기 걸림부가 대향되게 형성된 유니버셜 조인트 어셈블리.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 걸림부는, 상기 이탈방지 링의 내측으로 돌출되게 밴딩 형성된 유니버셜 조인트 어셈블리.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 링 홈에는, 상기 걸림부가 관통하는 관통홀이 형성된 유니버셜 조인트 어셈블리.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 리테이너 조립체에는, 상기 볼 요크 튜브의 내주면과 상기 볼 요크 샤프트의 외주면 사이의 상호 마모를 방지하는 마모방지 베어링이 환형으로 배치되고,
    상기 볼 요크 샤프트의 외주에는 길이방향으로 상기 마모방지 베어링이 수용되는 베어링 홈부가 길게 형성되며,
    상기 걸림부는, 상기 볼 요크 샤프트와는 걸림되지 않게 상기 베어링 홈부 내로 일부가 돌출 배치된 유니버셜 조인트 어셈블리.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 이탈방지 링과 상기 리테이너 조립체 사이에는 소음을 방지하는 댐퍼링이 배치된 유니버셜 조인트 어셈블리.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 볼 요크 튜브의 단부와 상기 볼 요크 샤프트 사이의 간극을 차단하는 더스트 캡을 더 포함하는 유니버셜 조인트 어셈블리.
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KR20130061216A (ko) * 2011-12-01 2013-06-11 주식회사 만도 자동차 조향장치의 중간축

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