KR20180092722A - 자동차용 유니버설 조인트의 파이프조인트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 안전성을 향상시킬 수 있는 자동차용 유니버설 조인트의 파이프조인트에 관한 것이다.
본 발명의 자동차용 유니버설 조인트의 파이프조인트는 자동차의 조향장치를 구성하는 스티어링 칼럼과 연결되도록 이루어진 요크부와, 샤프트조인트에 구동토크를 전달하면서 슬립이동 가능하게 조립되는 스플라인이 형성된 파이프부를 포함하는 자동차용 유니버설 조인트의 파이프조인트에 있어서,
상기 파이프부는 요크부와 인접된 부분이 파이프조인트의 진입을 제한하는 스토퍼로 이루어진 자동차용 유니버설 조인트의 파이프조인트를 제공한다.

Description

자동차용 유니버설 조인트의 파이프조인트{PIPE JOINT OF UNIVERSAL JOINT FOR VEHICLE}

본 발명은 자동차용 유니버설 조인트의 파이프조인트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 안전성을 향상시킬 수 있는 자동차용 유니버설 조인트의 파이프조인트에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에는 운전자가 자동차의 진행방향을 조절하기 위하여 조향장치가 제공된다.

자동차의 조향장치는 운전석 전방에 설치되어 운전자의 조작에 의해 자동차의 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 조인트를 포함한다.

상기 유니버설 조인트는 샤프트조인트 및 샤프트조인트와 슬립 이동 가능하면서 회전토크를 전달할 수 있도록 조립되는 파이프조인트로 구성된다.

상기 샤프트조인트의 외주면 길이방향으로는 세레이션이 형성되고, 파이프조인트의 내측 길이방향으로는 상기 세레이션과 대응되는 스플라인이 형성되어 파이프조인트와 샤프트조인트는 치차 결합된 상태로 축 방향으로 슬립이동 가능하면서 회전 토크를 전달할 수 있도록 조립된다.

그리고 상기 샤프트조인트와 파이프조인트의 각 단부에는 요크부가 각각 형성되어 샤프트조인트의 요크부는 스티어링 칼럼에 연결되고 파이프조인트의 요크부는 기어박스에 연결된다.

이러한 자동차용 유니버설 조인트는 근래에는 냉간단조를 이용하여 샤프트조인트 및 파이프조인트는 각각의 요크부가 일체형으로 이루어진 구조로 제조하고 있다.

이와 같은 자동차용 유니버설 조인트의 선행기술로서 공개특허 제10-2011-0045311호가 알려져 있다.

상기 선행기술은 소정의 길이와 외경을 갖는 소재를 금형의 역할을 수행하는 다이스에 삽입하고 펀치로 세레이션과 스플라인 및 요크부를 각각 소성 변형시키는 방식으로 샤프트조인트 및 파이프조인트를 각각 성형한다.

그러나 상기 선행기술로 제조된 파이프조인트는 파이프부의 전체 굵기가 동일하게 이루어지므로 자동차 주행 중 노면 불량으로 인한 충격이나 충돌 등이 발생헐 경우, 파이프조인트에 내부에 조립된 샤프트조인트가 슬립이동하면서 그 끝단부가 파이프조인트의 요크부 부근까지 진입하면 그 충격이 파이프조인트의 요크부에 직접 전달되므로 그러한 충격이 누적되면 파이프조인트의 안전성이 저하될 수 있다.

한국공개특허 제10-2011-0045311호

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 파이프조인트의 끝단부 외경을 다른 부분보다 작게 형성하여 샤프트조인트가 일정길이 이상 슬립이동 할 수 없도록 제한하여 안전성을 향상시킬 수 있는 자동차용 유니버설 조인트의 파이프조인트를 제공하는데 있다.

본 발명이 제안하는 자동차용 유니버설 조인트의 파이프조인트는 자동차의 조향장치를 구성하는 스티어링 칼럼과 연결되도록 이루어진 요크부와, 샤프트조인트에 구동토크를 전달하면서 슬립이동 가능하게 조립되는 스플라인이 형성된 파이프부를 포함하는 자동차용 유니버설 조인트의 파이프조인트에 있어서,

상기 파이프부는 요크부와 인접된 부분이 파이프조인트의 진입을 제한하는 스토퍼로 이루어진 자동차용 유니버설 조인트의 파이프조인트를 제공한다.

상기 스토퍼는 파이프부의 외경보다 작은 외경으로 이루어지고, 상기 스토퍼와 스플라인의 경계면은 경사면으로 형성된다.

본 발명에 의한 자동차용 유니버설 조인트의 파이프조인트는 파이프조인트의 끝단부 외경이 다른 부분보다 작게 이루어져 이 부분이 스토퍼 역할을 수행하여 샤프트조인트가 일정길이 이상 슬립이동 할 수 없도록 제한하여 유니버설조인트의 안전성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 자동차용 유니버설 조인트의 파이프조인트를 정면에서 바라본 도면이다.
도 2는 도 1을 측면에서 바라본 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 자동차용 유니버설 조인트의 파이프조인트가 샤프트조인트와 조립되는 것을 설명하게 위한 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 자동차용 유니버설 조인트의 파이프조인트를 정면 및 측면에서 바라본 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 자동차용 유니버설 조인트의 파이프조인트가 샤프트조인트와 조립되는 것을 설명하게 위한 도면을 나타낸다.

도시된 바와 같이 본 발명에 따른 자동차용 유니버설 조인트의 파이프조인트는 예를 들면 냉간단조 기술 등을 이용하여 제조할 수 있다.

즉, 소정의 길이로 절단되어 자동차용 유니버설 조인트의 파이프조인트를 제조하기 위한 소재를 이송장치 등에 의하여 순차적으로 설치된 다이스를 차례로 이동하면서 이들 각각의 다이스와 대응되는 방향으로 설치된 다수개의 펀치(맨드릴)로 소재를 가압 소성 변형시켜 파이프부(100)와 요크부(200)로 이루어진 파이프조인트(P)를 성형할 수 있다.

이때 파이프부(100)의 내부는 공간으로 성형하면서 파이프부(100) 자체를 스플라인(110)으로 성형할 수 있다.

스플라인(110)의 성형은 먼저 파이프부(100)를 다이스에 고정시킨 상태에서 단조를 이용하여 파이프부(100)를 1차로 확관시켜 최종 제품의 치수에 근접시킨 모양으로 성형한다.

그 다음 파이프부(100)의 일측 끝단부인 요크부(200)와 근접된 부분의 파이프부(100)를 구속한 상태에서 상기보다 조금 더 크게 파이프부(100)를 2차로 확관한 후, 계속하여 확관된 파이프부(100) 내부로 스플라인의 형상을 갖는 펀치를 강제로 압입하여 스플라인(110)을 성형하면 된다.

이때 스플라인(110)은 파이프부(100)의 선단부로부터 일정길이 만큼만 성형되고, 구속된 부분인 요크부(200)와 인접된 부분에는 성형되지 않는다.

따라서 스플라인이 형성되지 않은 파이프부(100) 끝단부는 스플라인(110)의 외경보다 작은 외경으로 이루어진 스토퍼(120)가 형성된다.

즉, 본 발명에 따른 자동차용 유니버설 조인트의 파이프조인트는 파이프부(100)에 형성된 스플라인(110)은 요크부(200)와 인접된 부분을 제외한 부분에 형성되고, 스플라인이 형성되지 않는 요크부(200)에 인접된 파이프부(100)는 스플라인(110)의 외경보다 작은 외경으로 이루어진 스토퍼(120)로 형성된다.

이와 같이 파이프부(110)의 끝단부가 스토퍼(120)로 이루어지면, 파이프조인트(P) 내부에 삽입된 상태로 장착되는 샤프트조인트(S)가 슬립이동 할 때 일정거리 이상 슬립 이동할 수 없도록 제한하여 안전성을 향상시킬 수 있다,

그리고 스토퍼(120)가 시작되는 부분은 경사면(130)으로 형성되어 파이프조인트(P)의 기계적인 강도가 저하되지 않도록 이루어진다. 또한 경사면(130)으로 인하여 샤프트조인트(S)의 샤프트부(300) 단부가 면접촉되면서 이동을 제한하도록 되어있다.

이러한 파이프조인트(P)의 요크부(200)에는 스파이더와 같은 다른 조인트를 연결하기 위하여 연결홀(210)을 가공하게 된다.

한편, 파이프조인트(P)의 상대부품인 샤프트조인트(S)는 샤프트부(300)와 요크부(400)로 이루어지고, 샤프트부(300) 외측 면에는 원주 방향으로 파이프조인트(P)에 형성된 스플라인(110)과 대응되는 형상의 세레이션(310)이 형성되고, 요크부(400)에는 스파이더와 같은 다른 조인트를 연결하기 위하여 연결홀(410)이 형성된다.

상기와 같은 파이프조인트(P)는 파이프(100) 내측에 샤프트조인트(S)의 샤프트부(300)를 삽입하여 조립한다.

그리고 파이프조인트(P)의 요크부(200) 및 샤프트조인트(S))의 요크부(400)에 스파이더와 같은 다른 조인트를 연결하고, 이를 자동차의 조향장치를 구성하는 스티어링 칼럼과 기어박스에 조립하여 사용하면 된다.

이렇게 조립된 유니버설조인트는 파이프조인트(P)의 스플라인(110)과 샤프트조인트(S)의 세레이션(310)은 치차 결합되면서 샤프트조인트(S)에 회전토크를 전달할 수 있으면서 축 방향으로 슬립이동 가능한 상태가 된다.

이때 자동차 주행 중 노면 불량 등으로 인한 큰 충격이 발생하거나, 또는 사고 등으로 인하여 강한 충돌 등이 발생했을 때, 파이프조인트(P)와 샤프트조인트(S)가 슬립이동하면서 샤프트조인트(S)의 끝단부가 스토퍼(130)에 걸려 슬립이동을 제한하므로 샤프트조인트(S)가 파이프조인트(P)의 요크부(200) 부근까지 진입하여 그 충격이 파이프조인트(P)의 요크부(200)에 전달되는 것을 방지하여 파이프조인트(P)의 안전성을 확보할 수 있다.

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.

P: 파이프조인트
S: 샤프트조인트
100: 파이프부
110: 스플라인
120: 스토퍼
130: 경사면
200, 400: 요크부
210, 410: 연결홀
300: 샤프트부
310: 세레이션

Claims (3)

1. 자동차의 조향장치를 구성하는 스티어링 칼럼과 연결되도록 이루어진 요크부와, 샤프트조인트에 구동토크를 전달하면서 슬립이동 가능하게 조립되는 스플라인이 형성된 파이프부를 포함하는 자동차용 유니버설 조인트의 파이프조인트에 있어서,
   상기 파이프부는 요크부와 인접된 부분이 파이프조인트의 진입을 제한하는 스토퍼로 이루어진 자동차용 유니버설 조인트의 파이프조인트.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 스토퍼는 파이프부의 외경보다 작은 외경으로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차용 유니버설 조인트의 파이프조인트.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 스토퍼는 시작되는 부분이 경사면으로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차용 유니버설 조인트의 파이프조인트.

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