KR20200138882A - 자동차의 스티어링 시스템의 스티어링 인텀샤프트 - Google Patents

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KR20200138882A
KR20200138882A KR1020190065173A KR20190065173A KR20200138882A KR 20200138882 A KR20200138882 A KR 20200138882A KR 1020190065173 A KR1020190065173 A KR 1020190065173A KR 20190065173 A KR20190065173 A KR 20190065173A KR 20200138882 A KR20200138882 A KR 20200138882A
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문환공
정덕무
정재원
최민영
정세훈
박무영
손호철
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이래에이엠에스 주식회사
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Abstract

스티어링 인텀샤프트는 관형 외측 샤프트, 상기 관형 외측 샤프트에 축방향으로 상대 이동 가능하게 삽입되는 내측 샤프트, 상기 관형 외측 샤프트와 상기 내측 샤프트의 축방향으로의 상대 이동 시에 롤링이 이루어지도록 상기 관형 외측 샤프트와 상기 내측 샤프트 사이에 배치되는 복수의 롤링 요소, 그리고 상기 축방향과 나란한 방향으로 연장되며 상기 관형 외측 샤프트와 상기 롤링 요소 사이 및 상기 내측 샤프트와 상기 롤링 요소 사이 중 하나 이상에 개재되어 상기 롤링 요소를 지지하는 복수의 지지 핀을 포함한다.

Description

자동차의 스티어링 시스템의 스티어링 인텀샤프트{Steering intermediate shaft of steering system of automotive vehicles}
본 발명은 스티어링 시스템의 인텀샤프트에 관한 것이다.
자동차의 스티어링 시스템의 스티어링 인텀샤프트는 스티어링 칼럼과 스티어링 기어를 연결하며 스티어링 휠의 회전 운동을 스티어링 기어로 전달할 수 있도록 구성된다.
기존에는 강도 확보를 위해 철과 같은 재질로 스티어링 인텀샤프트를 주로 제조하였으나 최근에는 연비 향상을 위한 중량 저감을 위해 알루미늄 소재로 제조하는 기술이 도입되고 있다.
스티어링 인텀샤프트는 길이방향으로의 연장 및 축소가 가능하도록 볼 스플라인 구조를 가지는데 샤프트가 알루미늄 소재로 제조되면 볼과 같은 롤링 요소를 지지하기에 충분한 강도가 확보되지 못해 압흔이 생길 수 있는 문제를 가진다.
미국 공개특허공보 US2014/0349772 (공개일자: 2014년11월27일)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 스티어링 인텀샤프트의 롤링 요소를 안정적으로 지지하여 충분한 강도를 확보할 수 있는 스티어링 인텀샤프트를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 스티어링 인텀샤프트는 관형 외측 샤프트, 상기 관형 외측 샤프트에 축방향으로 상대 이동 가능하게 삽입되는 내측 샤프트, 상기 관형 외측 샤프트와 상기 내측 샤프트의 축방향으로의 상대 이동 시에 롤링이 이루어지도록 상기 관형 외측 샤프트와 상기 내측 샤프트 사이에 배치되는 복수의 롤링 요소, 그리고 상기 축방향과 나란한 방향으로 연장되며 상기 관형 외측 샤프트와 상기 롤링 요소 사이 및 상기 내측 샤프트와 상기 롤링 요소 사이 중 하나 이상에 개재되어 상기 롤링 요소를 지지하는 복수의 지지 핀을 포함한다.
상기 관형 외측 샤프트의 내주면 및 상기 내측 샤프트의 외주면 중 하나 이상에는 상기 지지 핀을 부분적으로 수용하는 수용 홈이 형성될 수 있다.
상기 지지 핀은 상기 롤링 요소 각각의 양측을 지지하도록 배치될 수 있다.
상기 롤링 요소는 볼일 수 있다. 상기 관형 외측 샤프트의 내주면에는 축방향으로 연장되는 복수의 외측 그루브가 형성될 수 있으며, 상기 내측 샤프트의 외주면에는 상기 각 외측 그루브와 짝을 이루는 복수의 내측 그루브가 형성될 수 있다. 스티어링 인텀샤프트는 상기 롤링 요소가 상기 짝을 이루는 외측 그루브와 내측 그루브에 의해 형성되는 공간에 롤링 가능하게 배치되는 상태로 상기 볼을 수용하는 볼 케이지를 더 포함할 수 있다.
상기 지지 핀은 원형 또는 축방향으로 적어도 하나의 직선을 형성하는 형상을 가질 수 있다.
상기 관형 외측 샤프트와 상기 내측 샤프트 중 하나 이상은 알루미늄 재질로 형성될 수 있고, 상기 지지 핀은 스틸 재질로 형성되며 상기 관형 샤프트와 상기 내측 샤프트 중 상기 알루미늄으로 형성된 것과 상기 롤링 요소 사이에 개재될 수 있다.
본 발명에 의하면, 롤링 요소를 지지하는 지지 핀이 구비됨으로써 롤링 요소와 관형 외측 샤프트 또는 내측 샤프트의 직접 접촉에 의해 야기될 수 있는 손상이 방지될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스티어링 인텀샤프트의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스티어링 인텀샤프트의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 절개한 단면 사시도이다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 스티어링 인텀샤프트는 관형(tubular) 외측 샤프트(10)와 내측 샤프트(20)를 포함한다. 관형 외측 샤프트(10)는 일단이 개방되며 축방향으로 연장되는 삽입홀(11)을 형성하고, 내측 샤프트(20)는 일부가 관형 외측 샤프트(10)의 삽입홀(11)에 삽입된다. 외측 샤프트(10)의 일단 및 내측 샤프트(20)의 일단에는 유니버셜 조인트(101, 103)가 각각 연결될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 스티어링 인텀샤프트의 관형 외측 샤프트(10)와 내측 샤프트(20)는 축방향(XL)을 따라 상대 이동이 가능하도록 서로 체결되며 조향력의 전달을 위해 축방향(XL)을 중심으로 함께 회전하도록 서로 체결된다. 예를 들어, 외측 샤프트(10)와 내측 샤프트(20)는 볼 스플라인 구조(30)를 통해 축방향(XL)을 따라 상대 이동이 가능하면서 함께 회전하도록 체결될 수 있다.
볼 스플라인 구조(30)는 관형 외측 샤프트(10)와 내측 샤프트(20) 사이에 배치되는 복수의 롤링 요소(31)를 포함할 수 있다. 복수의 롤링 요소(31)는 관형 외측 샤프트(10)와 내측 샤프트(20)의 축방향으로의 상대 이동 시에 롤링이 이루어지도록 구성될 수 있다. 롤링 요소(31)는 볼(ball)일 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 롤링 요소(31)는 원주방향을 따라 배열되는 복수의 열로 이루어질 수 있으며, 각 열은 축방향(XL)과 나란한 방향으로 배열되는 복수의 롤링 요소(31)를 포함할 수 있다. 롤링 요소(31)의 열의 개수 및 각 열의 롤링 요소의 개수는 도 2 및 도 3에 도시된 것에 한정되지 않는다.
복수의 외측 그루브(13)가 관형 외측 샤프트(10)의 내주면에 형성될 수 있으며, 이에 대응하여 복수의 내측 그루브(23)가 내측 샤프트(20)의 외주면에 형성될 수 있다. 외측 그루브(13)와 내측 그루브(23)는 축방향(XL)과 나란한 방향으로 연장되며 서로 마주하도록 배열되어 롤링 요소(31)가 배치되는 공간을 형성한다.
볼 케이지(32)는 롤링 요소(31)를 수용하는 볼 포켓(321)을 형성할 수 있으며, 롤링 요소(31)는 외측 그루브(13)와 내측 그루브(23)에 형성되는 공간에 배치되는 상태로 볼 포켓(321)에 수용될 수 있다. 볼 케이지(32)는 내측 샤프트(20)가 삽입될 수 있도록 축방향으로 관통되는 실린더 형상을 가질 수 있으며, 관형 외측 샤프트(10)의 내주면에는 볼 케이지(32)의 내측 방향으로의 이동을 제한하기 위한 스톱퍼(35)가 체결될 수 있다.
롤링 요소(31)를 지지하기 위한 지지 핀(37)이 구비될 수 있다. 지지 핀(37)은 축방향(XL)과 나란한 방향으로 연장될 수 있으며, 각 롤링 요소(31)를 지지할 수 있도록 형성된다. 지지 핀(37)은 관형 외측 샤프트(10)와 롤링 요소(31) 사이 및 롤링 요소(31)와 내측 샤프트(20) 사이 중 하나 이상에 개재될 수 있다. 도 3에는 지지 핀(37)이 관형 외측 샤프트(10)의 내주면과 롤링 요소(31) 사이에 개재되는 경우가 예시적으로 도시되어 있으며, 이 경우 롤링 요소(31)는 관형 외측 샤프트(10)의 외측 그루브(13)의 면에 직접 접촉되지 않으며 지지 핀(37)에 접촉된다. 이에 의해 관형 외측 그루브(10)가 알루미늄 재질로 형성되는 경우에도 스틸 재질의 볼(31)에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다. 이때 지지 핀(37)은 스틸 재질로 형성될 수 있다. 한편, 내측 샤프트(20)가 알루미늄 재질로 형성되는 경우 스틸 재질의 지지 핀이 내측 샤프트(20)와 롤링 요소(31) 사이에 개재될 수 있다.
지지 핀(37)은 축방향(XL)과 나란하게 형성되는 수용 홈(15)에 수용될 수 있다. 예를 들어, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 수용 홈(15)은 외측 그루브(13)를 형성하는 면에 각 볼(31)을 두 지점에서 지지할 수 있도록 각 외측 그루브(13) 별로 한 쌍으로 구비될 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.
10: 외측 샤프트
20: 내측 샤프트
11: 삽입홀
101, 103: 유니버셜 조인트
30: 볼 스플라인 구조
31: 롤링 요소
23: 내측 그루브
32: 볼 케이지
321: 볼 포켓
37: 지지 핀

Claims (6)

  1. 관형 외측 샤프트,
    상기 관형 외측 샤프트에 축방향으로 상대 이동 가능하게 삽입되는 내측 샤프트,
    상기 관형 외측 샤프트와 상기 내측 샤프트의 축방향으로의 상대 이동 시에 롤링이 이루어지도록 상기 관형 외측 샤프트와 상기 내측 샤프트 사이에 배치되는 복수의 롤링 요소, 그리고
    상기 축방향과 나란한 방향으로 연장되며 상기 관형 외측 샤프트와 상기 롤링 요소 사이 및 상기 내측 샤프트와 상기 롤링 요소 사이 중 하나 이상에 개재되어 상기 롤링 요소를 지지하는 복수의 지지 핀
    을 포함하는
    스티어링 인텀샤프트.
  2. 제1항에서,
    상기 관형 외측 샤프트의 내주면 및 상기 내측 샤프트의 외주면 중 하나 이상에는 상기 지지 핀을 부분적으로 수용하는 수용 홈이 형성되는 스티어링 인텀샤프트.
  3. 제1항에서,
    상기 지지 핀은 상기 롤링 요소 각각의 양측을 지지하도록 배치되는 스티어링 인텀샤프트.
  4. 제1항에서,
    상기 롤링 요소는 볼이고,
    상기 관형 외측 샤프트의 내주면에는 축방향으로 연장되는 복수의 외측 그루브가 형성되며,
    상기 내측 샤프트의 외주면에는 상기 각 외측 그루브와 짝을 이루는 복수의 내측 그루브가 형성되고,
    상기 롤링 요소가 상기 짝을 이루는 외측 그루브와 내측 그루브에 의해 형성되는 공간에 롤링 가능하게 배치되는 상태로 상기 볼을 수용하는 볼 케이지를 더 포함하는
    스티어링 인텀샤프트.
  5. 제1항에서,
    상기 지지 핀은 원형 또는 축방향으로 적어도 하나의 직선을 형성하는 형상을 갖는 스티어링 인텀샤프트.
  6. 제1항에서,
    상기 관형 외측 샤프트와 상기 내측 샤프트 중 하나 이상은 알루미늄 재질로 형성되고,
    상기 지지 핀은 스틸 재질로 형성되며 상기 관형 샤프트와 상기 내측 샤프트 중 상기 알루미늄으로 형성된 것과 상기 롤링 요소 사이에 개재되는
    스티어링 인텀샤프트.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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