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WO2024038993A1 - 차량의 인터미디에이트 샤프트 어셈블리 - Google Patents

차량의 인터미디에이트 샤프트 어셈블리 Download PDF

Info

Publication number
WO2024038993A1
WO2024038993A1 PCT/KR2023/004617 KR2023004617W WO2024038993A1 WO 2024038993 A1 WO2024038993 A1 WO 2024038993A1 KR 2023004617 W KR2023004617 W KR 2023004617W WO 2024038993 A1 WO2024038993 A1 WO 2024038993A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pin
coupler
hole
slip
shaft
Prior art date
Application number
PCT/KR2023/004617
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
홍진용
윤진경
김병준
Original Assignee
남양넥스모 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020220103242A external-priority patent/KR20240025243A/ko
Priority claimed from KR1020230042591A external-priority patent/KR20240147100A/ko
Application filed by 남양넥스모 주식회사 filed Critical 남양넥스모 주식회사
Publication of WO2024038993A1 publication Critical patent/WO2024038993A1/ko

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D1/00—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/02—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
    • B62D1/16—Steering columns
    • B62D1/20—Connecting steering column to steering gear
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C3/00—Shafts; Axles; Cranks; Eccentrics
    • F16C3/02—Shafts; Axles

Definitions

  • the present invention relates to an intermediate shaft assembly (INTERMEDIATE SHAFT ASSEMBLY FOR VEHICLE) for a vehicle, and more specifically, to prevent slip due to impact between one and the other coupler yoke and the shaft and tube by increasing resistance to impact. It relates to an intermediate shaft assembly of a vehicle that can
  • a steering device for a vehicle is installed so that the driver controls the driving direction by manipulating the steering wheel, including a steering wheel that the driver rotates, a steering wheel that is connected to the handle and rotates together to control the driving direction of the vehicle,
  • a steering column installed below the steering wheel, a gearbox that converts the rotational movement of the steering wheel into straight movement and at the same time increases steering force to change the direction of the tires, and the rotational force transmitted to the steering column is transferred to the gearbox.
  • a universal joint is a general term for an assembly rotatable to transmit the rotational force transmitted to the steering column to the gearbox, and is also called an INTERMEDIATE SHAFT ASSEMBLY.
  • Figure 1 is a perspective view showing a yoke assembly installed in a typical steering device.
  • the intermediate shaft assembly 1 includes a shaft 2 and a tube 3 having a sliding hole into which the shaft 2 is inserted so that the shaft 2 can slide.
  • a splined external gear (4) is formed long in the longitudinal direction of the outer peripheral surface, and a splined internal gear (not shown) corresponding to the splined external gear (4) is machined on the hollow inner peripheral surface formed by the sliding hole of the tube (3),
  • the shaft (2) and the tube (3) are gear-coupled and can slide.
  • the intermediate shaft assembly (1) is coupled to the outer end of the shaft (2) and the tube (3), and includes one coupler yoke (12a) each having a pair of bifurcated coupling yoke ends, and A pair of coupling yokes are coupled to the other coupler yoke (12b), one side coupler yoke (12a), and the other coupler yoke (12b), respectively, via a cross-shaped spider (13), and the pair of coupling yoke ends are formed to cross each other. It includes one side pinch yoke (11a) and the other side pinch yoke (11a) having a pinch yoke end.
  • a retainer bearing portion (not shown) is installed between the spline external gear 4 and the spline internal gear between the shaft 2 and the tube 3, so that the axial length varies due to sliding movement between the two. In addition to enabling this, the driving force in the rotational direction according to shaft rotation can be transmitted.
  • the intermediate shaft assembly 1 has interference fitting holes 16a and 16b formed in one coupler yoke 12a and the other coupler yoke 12b, respectively, and one coupler yoke ( The end of one (2) of the shaft (2) and the tube (3) is press-fitted into the interference fitting hole (16a) of 12a), and the interference fitting hole (16b) of the other coupler yoke (12b) is fitted with the shaft. (2) and the end of the other one (3) of the tube (3) may be combined by interference fitting.
  • the amsertion portion may be formed in a concave-convex shape
  • the susereration portion may be formed in a concavo-convex shape at each outer end of the shaft 2 and the tube 3.
  • the intermediate shaft assembly 1 has a problem in that slip occurs when a torque load due to an impact transmitted from the outside is input. Slip occurrence in the interference fitting holes (16a, 16b) weakens the bonding force between the two, resulting in arbitrary separation between one coupler yoke (12a) or the other coupler yoke (12b) and the shaft (2) or tube (3). There is an inherent risk that
  • the present invention was developed to solve the above-described technical problem, and is designed to improve the stability of a vehicle by increasing resistance to external shock and preventing slip due to impact between one coupler yoke and the other coupler yoke and the shaft and tube.
  • the purpose is to provide an intermediate shaft assembly.
  • Another object of the present invention is to provide an intermediate shaft assembly for a vehicle capable of securing the required strength and durability of ultra-high output C-EPS, which is relatively subject to external shocks.
  • the intermediate shaft assembly of a vehicle is made by combining two members, wherein the two members overlap each other in the axial direction and are engaged and rotated interlocked with each other in the axial rotation direction.
  • a shaft coupler a pair of coupler yokes having interference fitting holes for interference fitting the outer ends of each of the two members forming the shaft coupler, and a slip for preventing slip between the shaft coupler and the pair of coupler yokes. It includes an anti-slip pin, and when the anti-slip pin is inserted and coupled to the shaft coupler and the pair of coupler yokes, at least a portion of the anti-slip pin is elastically deformed to prevent flow in the insertion or separation direction.
  • the anti-slip pin is a coil whose outer circumferential surface is elastically adhered to the inner peripheral surface of the pin through hole and the locking groove or locking hole after being inserted into the pin through hole formed in the pair of coupler yokes and the locking groove or locking hole formed in the shaft coupler. It may be provided with a spring pin.
  • the anti-slip pin is rolled so that the pin body, which is provided in the form of a panel of a predetermined thickness, has a spiral cut cross section, and one end and the other end including one end and the other end of the pin body are of the pin body. It can be formed to have a diameter that is gradually smaller than the diameter.
  • the anti-slip pin has at least one of one end and the other end having an outer diameter smaller than the inner diameter of the pin through hole and the locking groove or locking hole, and the pin body, which is the remaining portion excluding one of the one end and the other end, is the pin. It may be rolled to have an outer diameter larger than the through hole and the inner diameter of the locking groove or locking hole.
  • the pin body may be elastically deformed when inserted into the pin through-hole and the locking groove or locking hole.
  • the anti-slip pin is provided on the pin body and a pin body that is inserted into a pin through hole formed in the pair of coupler yokes and a locking groove or locking hole formed in the shaft coupler, and after insertion and coupling of the pin body It may be elastically deformed and include a separation prevention elastic portion that is caught on the inner peripheral surface of the shaft coupler or the inner peripheral surface of the coupler yoke.
  • the separation prevention elastic portion is elastically compressed and accommodated in a recessed receiving portion on the outer surface of the pin body when its tip is inserted into the pin through hole and the locking groove or locking hole, and then is accommodated in the pin through hole and the locking groove. When fully inserted into the locking groove or locking hole, it is elastically relaxed and may be caught on the inner peripheral surface of the shaft coupler or the inner peripheral surface of the coupler yoke.
  • the two members constituting the shaft coupler include a tube that is hollow inside in the longitudinal direction and has suserions formed in a concavo-convex shape at an outer end inserted into the interference fitting hole, and a portion of the member is in the hollow of the tube. It may include a shaft that is inserted and has suserions formed in a concavo-convex shape on an outer end inserted into the interference fitting hole.
  • the pair of coupler yokes are formed with an interference fitting hole for interference fitting the outer end of the tube on which the suserration is formed, and an arm serration corresponding to the suserration is formed in the interference fitting hole.
  • the coupler yoke and the outer end of the shaft on which the suserration is formed are formed with an interference fitting hole for interference fitting, and the other coupler yoke is formed with an arm serration corresponding to the suserration in the interference fitting hole.
  • the anti-slip pin may pass through a pin through hole formed in the one coupler yoke and the other coupler yoke and be engaged with a locking groove or a locking hole formed on the tube and shaft that is force-fitted inside the interference fitting hole. there is.
  • the anti-slip pin may be inserted and coupled through at least a portion where the suceration and amceration are in contact.
  • the inner end of the anti-slip pin may be inserted into a locking groove formed on the tube and shaft and locked in the longitudinal and circumferential directions of the tube and shaft.
  • the inner end of the anti-slip pin may penetrate the outer peripheral surface of one side of the tube, pass through the hollow, and be engaged with a locking groove formed on the inner peripheral surface of the hollow.
  • a pin penetration hole communicating with the interference fitting hole may be formed in a portion of the one coupler yoke and the other coupler yoke where the amceration is formed so that the slip prevention pin is penetrated and fastened.
  • a hole-clogging prevention groove in which part of the amceration is removed may be formed in a portion of the interference fitting hole where the pin through hole is formed.
  • slip is prevented by increasing resistance to impact between one coupler yoke and the other coupler yoke and the shaft and tube, thereby preventing arbitrary separation between parts. , it can achieve the effect of improving the stability of the vehicle.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a yoke assembly installed in a typical steering device
  • Figure 2 is a perspective view showing an intermediate shaft assembly of a vehicle according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is an exploded perspective view of Figure 2
  • Figure 4a is a partial cross-sectional view showing the coupling of the tube and one coupler yoke in the configuration of Figure 2;
  • Figure 4b is a partial cross-sectional view showing the coupling of the shaft and the other coupler yoke in the configuration of Figure 2;
  • Figures 5a and 5b are partially cut-away perspective views of Figures 4a and 4b, respectively;
  • Figure 6 is a partially cut perspective view and cross-sectional view showing another embodiment (second embodiment) of the anti-slip pin of the structure of Figure 2;
  • Figure 7 is a perspective view and cross-sectional view for explaining the hole blocking prevention groove in the structure of Figure 2;
  • Figure 8 is a perspective view and a horizontal cross-sectional view before (a) and after (b) combination of another embodiment (third embodiment) of the anti-slip pin of the structure of Figure 2;
  • Figure 9 is a vertical cross-sectional view of Figure 8.
  • Figure 10 is a perspective view showing another embodiment (fourth embodiment) of the anti-slip pin in the structure of Figure 2;
  • Figure 11 is a cross-sectional view showing the connection between a tube and a shaft using an anti-slip pin according to the fourth embodiment of Figure 10;
  • Figure 12 is a perspective view showing an in-position slit groove that guides the coupling position when the coupler yoke is press-fitted to the shaft coupler.
  • suceration 119 outer retainer slot
  • 200A One side joint assembly 200B: Other side joint assembly
  • Figure 2 is a perspective view showing an intermediate shaft assembly of a vehicle according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is an exploded perspective view of Figure 2.
  • the intermediate shaft assembly 1A of a vehicle includes a tube 110 that is long on one side and has a hollow interior, and a tube ( It includes a shaft coupler 100 made of one of the shafts 120, a portion of which is inserted into the hollow formed in 110.
  • the shaft coupler 100 is made by combining two members (tube 110 and shaft 120), but the two members overlap each other in the axial direction and are interlocked with each other in the shaft rotation direction. It may be a power transmission configuration that transmits rotational force while rotating.
  • the shaft 120 of the shaft coupler 100 is connected to transmit power to a steering column extending from a steering wheel (not shown), and the tube 110 of the shaft coupler 100 is connected to a gearbox (not shown). It can be connected to the rotation axis of the city).
  • the installation positions of the shaft 120 and the tube 110 are not necessarily determined, and it is not excluded that they may be installed in the opposite direction depending on the detailed structure of the vehicle to which they are applied.
  • the tube 110 of the shaft coupler 100 may be formed in the shape of a pipe including a hollow interior in the longitudinal direction.
  • a suserion 117A may be formed at the outer end of the tube 110 for interference fit with one side coupler yoke 210A, which will be described later.
  • one end of the tube 110 on which the suserration 117A is formed is formed in a shape in which the overall diameter gradually becomes smaller toward the outer end, but the suserration 117A may be formed in a shape in which a plurality of irregularities are repeated. .
  • the shaft 120 of the shaft coupler 100 may be formed in a rod shape.
  • the inner end of this shaft 120 may be inserted through a hollow formed in the tube 110.
  • a suserion 127B may be formed on the outer end of the shaft 110 for interference fit with the other coupler yoke 210B, which will be described later.
  • one end of the shaft 120 on which the suserration (127B) is formed is similarly formed in a shape in which the overall diameter gradually becomes smaller as it goes toward the outer end, but the suserration (127B) may be formed in a shape in which a plurality of irregularities are repeated. there is.
  • the hollow inner peripheral surface of the tube 110 is formed with a long groove in the longitudinal direction, and a plurality of outer retainer slots 119 (see FIG. 4A), into which the outer portion of the retainer bearing portion (not shown) described later, is inserted, are continuous in the circumferential direction. can be formed.
  • the outer peripheral surface of the shaft 120 is formed with a long groove in the longitudinal direction, and a plurality of inner retainer slots 129 into which the inner portion of the retainer bearing portion (not shown) described later is inserted can be formed continuously in the circumferential direction. there is.
  • the retainer bearing part although not shown, is a structure inserted between the inner peripheral surface of the tube 110 and the outer peripheral surface of the shaft 120, and a plurality of bearings are inserted into the outer retainer slot 119 and the inner retainer slot 129 described above, respectively. It may be formed to be exposed to the outside and inside of the ring-shaped retainer ring as much as possible.
  • the intermediate shaft assembly 1 of a vehicle has a suserion formed on the outer end of the tube 110 of the shaft coupler 100, as shown in FIGS. 1 and 2.
  • One side coupler yoke (210A) formed with an interference fitting hole (210Ah) into which (117A) is press-fitted, and an interference fitting hole into which the suseration (127B) formed on the outer end of the shaft 120 of the shaft coupler 100 is press-fitted.
  • (210Bh) may include the other coupler yoke (210B) formed.
  • the interference fitting hole 210Ah of one coupler yoke 210A, into which the outer end of the tube 110 and the shaft 120 is inserted, and the interference fitting hole 210Bh of the other coupler yoke 210B, have the above-mentioned suserration.
  • Amserations (217A, 217B) corresponding to (117A, 127B) may be formed, respectively.
  • the suserations (127A, 127B) formed on the shaft coupler 100 and the amsertions (217A, 217B) formed on the coupler yokes (210A, 210B) have their names including 'serration'. However, it does not mean meshing between 'gears', but rather causes shape deformation such as being crushed by the fitting force applied when the outer end of the shaft coupler 100 is press-fitted to the interference fitting hole (210Ah, 210Bh). It will be noted that this has the meaning of a structure that increases the fixing force by interference fitting.
  • One coupler yoke (210A) and the other coupler yoke (210B) may each have a pair of coupling yoke ends (211Aa, 211Ab, 211Ba, 211Bb) extending outward to branch into two branches.
  • a pair of coupling yoke ends (211Aa, 211Ab, 211Ba, 211Bb) of one coupler yoke (210A) and the other coupler yoke (210B) have spider coupling holes (213Aa, 213Ab) penetrating in a direction perpendicular to the extending direction. ,213Ba,213Bb) can be formed.
  • the intermediate shaft assembly 1 of a vehicle is connected to the above-described one side coupler yoke 210A and the other coupler yoke 210B, as shown in FIGS. 1 and 2. It may further include one side pinch yoke (220A) and the other side pinch yoke (220B) coupled via spider assemblies (230A, 230B) formed in a (+) shape.
  • Yoke ends (221Aa, 221Ab, 221Ba, 221Bb) are formed, and each pinch yoke end (reference symbols omitted) has spider coupling holes (223Aa, 223Ab, 223Ba, 223Bb) may be formed.
  • one side coupler yoke 210A, spider assembly 230A, and one side pinch yoke 220A is defined as “one side joint assembly 200A”
  • the other side coupler yoke 210B and spider are defined as “one side joint assembly 200A”.
  • the assembly 230B and the other side pinch yoke 220B are defined as the “other side joint assembly 200B,” and the combination of the one side joint assembly 200A and the other side joint assembly 200B is collectively referred to as the “universal joint assembly 200.”
  • the spider assemblies (230A, 230B), as described above, are coupling media formed in an approximately cross (+) shape, and wheel bearings (231A, 231B) are provided at the ends of the cross, and one side coupler yoke (210A) and It may serve to support relative rotation with respect to the spider coupling hole (reference numeral omitted) formed in the other coupler yoke (210B), one side pinch yoke (220A), and the other pinch yoke (220B).
  • the one side pinch yoke 220A and the other pinch yoke 220B located at the outermost ends of the intermediate shaft assembly 1 of the vehicle according to an embodiment of the present invention each have a steering Transmission components for transmitting the rotational force of the column may be combined.
  • Figure 4a is a partial cross-sectional view showing the coupling of the tube and one coupler yoke in the configuration of Figure 1
  • Figure 4b is a partial cross-sectional view showing the coupling of the shaft and the other coupler yoke in the configuration of Figure 1
  • Figures 5a and 5b are These are partially cut-away perspective views of FIGS. 4A and 4B, respectively.
  • the intermediate shaft assembly 1 of a vehicle penetrates one side of the one coupler yoke 210A and the other coupler yoke 210B, as shown in FIGS. 3A to 4B. It may further include anti-slip pins 300A and 300B engaged with the outer peripheral surface of the tube 110 and the shaft 120 press-fitted inside the fitting holes 210Ah and 210Bh.
  • the anti-slip pins (300A, 300B) bind one side of the coupler yoke (210A) or the other side of the coupler yoke (210B) to either the tube 110 or the shaft 120 to prevent slippage due to external shock exceeding the interference force. It is configured to prevent mutual slippage when inputting torque.
  • the electric power steering device is a column-type electric power steering system (C-EPS) that is coupled to the top of the steering column close to the driver's seat.
  • C-EPS column-type electric power steering system
  • R-EPS rack-driven electric steering system
  • C-EPS has a simple structure, so the number of vehicle models to which it is applied is increasing.
  • ultra-high output types are being released for application to large vehicles.
  • the anti-slip pins (300A, 300B) prevent the slip phenomenon described above, thereby maintaining the required strength and strength of ultra-high output type C-EPS. It provides the advantage of ensuring durability.
  • the anti-slip pins 300A and 300B may be inserted and coupled through the areas where the sucerations 117A and 127B and the amcerations 217A and 217B are formed, as shown in FIGS. 4A and 5B.
  • the anti-slip pins (300A, 300B) are inserted and coupled through at least the area where the suserions (117A, 127B) and the amsertions (217A, 217B) are in contact within the interference fitting holes (210Ah, 210Bh). desirable.
  • pin through-holes 215A and 215B through which the anti-slip pins 300A and 300B are fastened are formed in the portions of the one side coupler yoke (210A) and the other coupler yoke (210B) where the amcerations (217A, 217B) are formed, respectively. It can be.
  • one of the anti-slip pins 300A and 300B (see reference numeral '300A'), as shown in FIGS. 4A and 5A, has a suserion 117A formed on the outer end of the tube 110. After being press-fitted into the amsertion (217A) of the press-fitting hole (210Ah) of the one-side coupler yoke (210A), it is press-fitted at a position corresponding to the area where the amceration (217A) is formed on the outer peripheral surface of the one-side coupler yoke (210A).
  • the pin is inserted through the through-hole (215A) formed to penetrate into the hole (210Ah), and then its inner end is inserted into the locking groove (115A) recessed in the suserion (117A) of the tube (110) and joined in such a way that it is caught. It can be.
  • the suceration 127B formed on the outer end of the shaft 120 is connected to the other coupler.
  • the interference fitting hole (210Bh) of the yoke (210B) is press-fitted to the amsertion (217B), an interference fitting hole ( 210Bh), the pin is inserted through the through hole 215B formed to penetrate into the side, and then its inner end is inserted into the locking groove 125B recessed in the suserion 127B of the shaft 120, so that it is engaged. there is.
  • the anti-slip pin 300A is implemented in an embodiment in which the inner end is inserted into and caught in the locking grooves 115A and 125B formed on each of the outer peripheral surfaces of the tube 110 and the shaft 120, but is not penetrated.
  • 300B is defined as the 'first embodiment' to distinguish it from other embodiments described later.
  • FIG. 6 is a partially cut perspective view and cross-sectional view showing another embodiment (second embodiment) of the anti-slip pin in the configuration of FIG. 2
  • FIG. 7 is a perspective view and cross-sectional view for explaining the hole-clogging prevention groove in the configuration of FIG. 2. .
  • the anti-slip pin (300A-1) when the anti-slip pin (300A-1) is applied and coupled to one coupler yoke (210A) to which the tube 110 is connected, the anti-slip pin (300A-1) according to the second embodiment
  • the inner end of the tube 110 is provided to be caught on the closest outer peripheral surface of the tube 110, and further penetrates the through hole 115A-1 formed on one outer peripheral surface of the tube 110, passes through the hollow, and is on the inner peripheral surface of the hollow. It is also possible to be provided to be engaged with the opposing engaging groove 116 formed.
  • the length of the anti-slip pin 300A-1 is preferably formed to be caught in the opposing locking groove 116 formed on the inner peripheral surface of the tube 110.
  • the anti-slip pin (300A-1) implemented in the second embodiment is for the hollow tube 110, and therefore the anti-slip pin (300A-1) is used to connect the shaft 120 and the other side. Application is not necessary when binding or locking the coupler yoke (210B).
  • the anti-slip pin (300A-1) implemented in the second embodiment is applied to the shaft 120, the length of the anti-slip pin (300A-1) is formed to penetrate the entire shaft 120. You can.
  • the intermediate shaft assembly 1 of a vehicle has an inner peripheral surface where pin through holes 215A and 215B are formed among the interference fitting holes 210Ah and 210Bh.
  • a hole-clogging prevention groove 126 in a form in which part of the amceration 217A and 217B has been removed may be further formed in the area.
  • the hole blocking prevention groove 126 prevents interference with the pin through hole 215B by providing a space where the deformed portion can be naturally accommodated when the susereration 127B and the amsertion 217B are deformed. performs its role.
  • Figure 8 is a perspective view and a horizontal cross-sectional view before (a) and after coupling (b) showing another embodiment (third embodiment) of the anti-slip pin of the structure of Figure 2, and Figure 9 is a vertical cross-sectional view of Figure 8.
  • 10 is a perspective view showing another embodiment (fourth embodiment) of the anti-slip pin in the configuration of FIG. 2
  • FIG. 11 is a perspective view showing a tube and shaft using an anti-slip pin according to the fourth embodiment of FIG. 10. This is a cross-sectional view showing the connection.
  • the anti-slip pins 300A and 300B according to the first and second embodiments previously described with reference to FIGS. 2 to 7 include a pin body 301 having the same outer diameter or the same horizontal cross-sectional area and a pin through hole 215A. , 215B) and the insertion operation into the locking grooves 115A and 125A or the locking hole 115A-2.
  • the anti-slip pins 300A and 300B may move due to external shock transmitted by the road surface or the driver's steering force while the vehicle is running. There is a risk that it may escape to the outside.
  • At least a portion of the intermediate shaft assembly 1A of a vehicle according to an embodiment of the present invention is elastically deformed when inserted and coupled to the shaft coupler 100 and the pair of coupler yoke 200. It can be implemented as slip prevention pins 300C and 300D according to the third and fourth embodiments described later, which prevent flow in the insertion or separation direction.
  • the anti-slip pin 300C is, as shown in FIGS. 8 and 9, the pin through holes 215A and 215B formed in the pair of coupler yokes 200 and the shaft coupler 100. ) After inserting into the locking groove (115A, 125A) or locking groove (115A-2) formed in the It is equipped with a coil spring pin that adheres elastically.
  • the anti-slip pin 300C may include a pin body 301 provided in the form of a panel with a predetermined thickness, as shown in FIG. 8 .
  • the pin body 301 may be formed by rolling the metal panel so that it has a spiral cut cross section.
  • one end and the other end including one end and the other end of the pin body 301 may be formed to have a gradually smaller diameter than the diameter 300C-D2 of the pin body 301, and the pin body 301
  • the diameters (300C-D1) of one end and the other end are the parts with the smallest diameter, and this is to facilitate insertion and coupling into the pin through holes (215A, 215B) of the coupler yoke (200), which is the object of insertion.
  • the anti-slip pin (300C) has at least one of one end and the other end having a pin through hole (215A, 215B) and a locking groove (115A, 125A) or a locking groove (115A-2).
  • the pin body (301) has an outer diameter (300C-D1) smaller than the inner diameter, and the remaining part except for one of the one end and the other end is (215A, 215B) and a locking groove (115A, 125A) or a locking hole (115A-2). ) can be rolled to have an outer diameter (300C-D2) larger than the inner diameter.
  • one end or the other end of the pin body 301 is partially inserted and mounted into the pin through holes 215A and 215B of the coupler yoke 200.
  • the diameter of one end (300C-D1) of the pin body 301 is smaller than the inner diameter of the pin through hole (215A, 215B), so temporary insertion and mounting is possible without insertion jam. do.
  • the worker inserts the pin body 301 into the pin through hole (215A, 215B), the locking groove (115A, 125A), or the locking hole (115A-2) by striking the pin body (301) using a striking tool (not shown).
  • the inner end of the spiral end is elastically deformed in the direction of the center of the spiral (counterclockwise in the drawing), and the outer end of the spiral end is elastically deformed in the direction outside the spiral (clockwise in the drawing). direction) and elastically compressed overall, the outer peripheral surface of the pin body 301 is elastic to the through holes 215A, 215B and the locking grooves 115A, 125A or the locking hole 115A-2 due to continuous elastic restoring force. As it adheres closely, flow due to external impact force can be prevented.
  • the tip of the anti-slip pin 300D is attached to the tube 110. It may include a separation prevention elastic portion 305 caught on the inner peripheral surface or the inner peripheral surface of the interference fitting holes 210Ah and 210Bh of one coupler yoke 210A and the other coupler yoke 210B.
  • the anti-slip pin 300D includes a pin body 301 and a receiving groove 303 formed on the outer peripheral surface of the pin body 301, as shown in FIGS. 10 and 11. ) and may include a separation prevention elastic portion 305 provided to be accommodated in and protrude to the outside of the outer peripheral surface of the pin body 301.
  • the separation prevention elastic portion 305 is formed on the outer peripheral surface of the pin body 301 of the anti-slip pin 300D due to insertion interference when inserted into the locking grooves 115A, 125A or the locking hole 115A-2.
  • the tip 305 After being elastically compressed and accommodated in the receiving groove 303, when the insertion interference is released, the tip 305 is elastically released from the receiving groove 303 to form the inner peripheral surface of the tube 110 or one coupler yoke 210A and the other coupler yoke 210B. ) may be caught on the inner peripheral surface of the interference fitting hole (210Ah, 210Bh).
  • the anti-slip pin 300D has the tip of the anti-separation elastic portion 305 connected to the locking grooves 115A and 125A of the tube 110 or the shaft 120 or the locking hole 115A. By being caught in -2), it can be prevented from being separated from the interference fitting holes (210Ah, 210Bh) to the outside.
  • Figure 12 is a perspective view showing an in-position slit groove that guides the coupling position when the coupler yoke is press-fitted to the shaft coupler.
  • the intermediate shaft assembly 1A of a vehicle includes locking grooves 115A and 125A formed on the tube 110 or the shaft 120, respectively, as shown in FIGS. 2 to 11.
  • the shaft coupler 100 and the coupler yoke 200 may be coupled to each other by inserting an anti-slip pin (300, etc.) into the locking groove (115A-2).
  • the shaft coupler 100 and the coupler yoke 200 are coupled by interference fitting through the interference fitting holes 210Ah and 210Bh.
  • the pin through holes 215A and 215B formed in the coupler yoke 200 and the locking grooves 115A and 125A or the locking hole 115A-2 formed in the tube 110 or shaft 120 must be aligned in the correct position.
  • the outer peripheral surface of the tube 110 or the shaft 120 is provided with the tube 110 or A chisel is cut to a predetermined depth from the inner end of the shaft 120 (meaning the end inserted into the interference fitting hole (210Ah, 210Bh)) to the locking groove (115A, 125A) or locking hole (115A-2).
  • a position slit groove 128B may be further formed.
  • the positioning slit groove (128B) may have a width that accommodates the inner end of the anti-slip pin (300, etc.).
  • the 'inner end' refers to the end of the portion close to the interference fitting hole (210Ah, 210Bh) among the longitudinal end and the other end of the anti-slip pin (300, etc.).
  • the worker Before force fitting the tube 110 or shaft 120 into the interference fitting holes 210Ah and 210Bh of the coupler yoke 200, the worker inserts an anti-slip pin (300, etc.) into the pin through holes (215A and 215B). After inserting and coupling the inner end of the anti-slip pin (300, etc.) to the extent that it is accommodated at least into the inside of the position slit groove (128B), the shaft coupler (100) is press-fitted to the coupler yoke (200). A more smooth joining operation can be performed by performing interference fit through the fastening position of the correcting position slit groove (128B).
  • the present invention improves stability by increasing resistance to external shock and preventing slip due to impact between one coupler yoke and the other coupler yoke and the shaft and tube, and ultra-high output C-EPS, which is relatively affected by external shock.

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Abstract

본 발명은 차량의 인터미디에이트 샤프트 어셈블리에 관한 것으로서, 특히, 2개의 부재가 결합되어 이루어지되, 축 방향으로는 상기 2개의 부재가 상호 오버랩되고, 축 회전 방향으로는 상호 걸림되어 연동 회전되는 축 커플러, 상기 축 커플러를 이루는 2개의 부재 각각의 외측 단부가 억지 끼움 결합되기 위한 억지 끼움홀이 형성된 한 쌍의 커플러 요크 및 축 커플러와 상기 한 쌍의 커플러 요크 사이의 슬립을 방지하기 위한 슬립 방지핀을 포함하고, 상기 슬립 방지핀은, 상기 축 커플러 및 상기 한 쌍의 커플러 요크에 대한 삽입 결합 시, 적어도 일부가 탄성 변형되어 삽입 방향 또는 이탈 방향으로의 유동이 방지됨으로써, 양 부품 간 슬립을 방지할 수 있는 이점을 제공한다.

Description

차량의 인터미디에이트 샤프트 어셈블리
본 발명은 차량의 인터미디에이트 샤프트 어셈블리(INTERMEDIATE SHAFT ASSEMBLY FOR VEHICLE)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 충격에 대한 저항력을 높여 일측 및 타측 커플러 요크와 샤프트 및 튜브 사이의 충격에 의한 슬립을 방지할 수 있는 차량의 인터미디에이트 샤프트 어셈블리에 관한 것이다.
일반적으로, 차량용 조향장치는 운전자가 핸들의 조작에 의해 주행방향을 제어하도록 설치되는 것으로, 운전자가 회전 작동하는 핸들과, 상기 핸들에 연결되어 함께 회전되면서 차량의 주행 방향을 제어하는 스티어링 휠과, 상기 스티어링 휠의 하부에 설치되는 스티어링 컬럼과, 상기 스티어링 휠의 회전운동을 직진운동으로 전환시킴과 동시에 조향력을 증대시켜 타이어의 방향을 변경시키는 기어박스와, 상기 스티어링 컬럼에 전달된 회전력을 기어박스로 전달하기 위한 유니버셜조인트를 포함한다.
유니버셜조인트는, 스티어링 컬럼에 전달된 회전력을 기어박스로 전달하도록 회전 가능하게 구비된 어셈블리를 통칭하며 인터미디에이트 샤프트 어셈블리(INTERMEDIATE SHAFT ASSEMBLY)라고도 부른다.
도 1은 통상적인 조향장치에 요크 어셈블리가 설치된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 1을 참조하면, 인터미디에이트 샤프트 어셈블리(1)는, 샤프트(2)와, 샤프트(2)가 슬라이딩 이동 가능하도록 축 삽입되는 슬라이딩 홀이 형성된 튜브(3)를 포함하고, 샤프트(2)의 외주면 길이방향으로는 스플라인 외부기어(4)가 길게 형성되며, 튜브(3)의 슬라이딩 홀이 형성하는 중공 내주면에는 스플라인 외부기어(4)와 대응되는 스플라인 내부기어(미도시)가 가공되어, 샤프트(2)와 튜브(3)는 치차 결합된 상태로 슬라이딩 이동할 수 있도록 되어 있다.
또한, 인터미디에이트 샤프트 어셈블리(1)는, 샤프트(2) 및 튜브(3)의 외측 단부에 결합되되, 각각 두 갈래로 분기된 한 쌍의 커플링 요크단이 형성된 일측 커플러 요크(12a) 및 타측 커플러 요크(12b)와, 일측 커플러 요크(12a) 및 타측 커플러 요크(12b)에 각각 십자형 스파이더(13)를 매개로 커플링되되, 한 쌍의 커플링 요크단이 상호 엇갈리도록 형성된 한 쌍의 핀치 요크단을 구비한 일측 핀치 요크(11a) 및 타측 핀치 요크(11a)를 포함한다.
여기서, 샤프트(2)와 튜브(3) 사이의 스플라인 외부기어(4)와 스플라인 내부기어 사이에는, 리테이너 베어링부(미도시)가 축설되어, 양자 사이의 슬라이딩 무빙에 따른 축 방향 길이의 가변이 가능하게 함과 아울러, 축 회전에 따른 회전 방향의 구동력이 전달되도록 할 수 있다.
이와 같은 구성으로 이루어진 종래 기술에 따른 인터미디에이트 샤프트 어셈블리(1)는, 일측 커플러 요크(12a) 및 타측 커플러 요크(12b)에 각각 억지 끼움홀(16a,16b)을 형성하고, 일측 커플러 요크(12a)의 억지 끼움홀(16a)에는 샤프트(2) 및 튜브(3) 중 어느 하나(2)의 단부가 억지 끼움되어 결합됨과 아울러, 타측 커플러 요크(12b)의 억지 끼움홀(16b)에는 샤프트(2) 및 튜브(3) 중 다른 하나(3)의 단부가 억지 끼움되어 결합될 수 있다.
여기서, 일측 커플러 요크(12a)와 타측 커플러 요크(12b)의 억지 끼움홀(16a,16b)의 내주면에는, 일측 커플러 요크와 타측 커플러 요크 및 샤프트 또는 튜브가 일단 억지 끼움되어 결합되면 임의로 탈거되지 않도록 암세레이션부(미도시)가 요철 형태로 형성되고, 샤프트(2)와 튜브(3)의 각 외측 단부에는 수세레이션부(미도시)가 요철 형태로 형성될 수 있다.
그러나, 종래 기술에 따른 인터미디에이트 샤프트 어셈블리(1)는, 외부로부터 전달되는 충격에 따른 토크 부하의 입력 시 슬립(slip)이 발생하는 문제점이 있다. 억지 끼움홀(16a,16b)에서의 슬립 발생은, 양자 간의 결합력을 약화시키고, 이에 따라 일측 커플러 요크(12a) 또는 타측 커플러 요크(12b)와 샤프트(2) 또는 튜브(3) 사이가 임의로 분리되는 위험성이 내재된다.
본 발명은 상기한 기술적 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 외부 충격에 대한 저항력을 높여 일측 커플러 요크 및 타측 커플러 요크와 샤프트 및 튜브 사이의 충격에 의한 슬립을 방지하여 안정성을 향상시킬 수 있는 차량의 인터미디에이트 샤프트 어셈블리를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
아울러, 본 발명은 외부 충격에 의한 영향이 상대적으로 큰 초고출력 C-EPS의 요구 강도 및 내구성 확보가 가능한 차량의 인터미디에이트 샤프트 어셈블리를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 이하의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 인터미디에이트 샤프트 어셈블리는, 2개의 부재가 결합되어 이루어지되, 축 방향으로는 상기 2개의 부재가 상호 오버랩되고, 축 회전 방향으로는 상호 걸림되어 연동 회전되는 축 커플러, 상기 축 커플러를 이루는 2개의 부재 각각의 외측 단부가 억지 끼움 결합되기 위한 억지 끼움홀이 형성된 한 쌍의 커플러 요크 및 상기 축 커플러와 상기 한 쌍의 커플러 요크 사이의 슬립을 방지하기 위한 슬립 방지핀을 포함하고, 상기 슬립 방지핀은, 상기 축 커플러 및 상기 한 쌍의 커플러 요크에 대한 삽입 결합 시, 적어도 일부가 탄성 변형되어 삽입 방향 또는 이탈 방향으로의 유동이 방지된다.
여기서, 슬립 방지핀은, 상기 한 쌍의 커플러 요크에 형성된 핀 관통홀 및 상기 축 커플러에 형성된 걸림홈 또는 걸림홀에 삽입 후 상기 핀 관통홀 및 걸림홈 또는 걸림홀의 내주면에 외주면이 탄성 밀착되는 코일스프링 핀으로 구비될 수 있다.
또한, 상기 슬립 방지핀은, 소정 두께의 판넬 형태로 구비된 핀 바디가 나선형의 절개 단면을 가지도록 롤링 형성되되, 상기 핀 바디의 일단 및 타단을 포함하는 일단부와 타단부는 상기 핀 바디의 직경보다 점점 작아지는 직경을 가지도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 슬립 방지핀은, 일단 및 타단 중 적어도 하나가 상기 핀 관통홀 및 상기 걸림홈 또는 걸림홀의 내경보다 작은 외경을 가지고, 상기 일단 및 타단 중 어느 하나를 제외한 나머지 부위인 핀 바디는 상기 핀 관통홀 및 상기 걸림홈 또는 걸림홀의 내경보다 큰 외경을 가지도록 롤링 형성될 수 있다.
또한, 상기 핀 바디는, 상기 핀 관통홀 및 상기 걸림홈 또는 걸림홀에 삽입될 때 탄성 변형될 수 있다.
또한, 상기 슬립 방지핀은, 상기 한 쌍의 커플러 요크에 형성된 핀 관통홀 및 상기 축 커플러에 형성된 걸림홈 또는 걸림홀에 삽입되는 핀 바디 및 상기 핀 바디에 구비되고, 상기 핀 바디의 삽입 결합 후 탄성 변형되어 상기 축 커플러의 내주면 또는 상기 커플러 요크의 내주면에 걸림되는 이탈 방지 탄성부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 이탈 방지 탄성부는, 그 선단이 상기 핀 관통홀 및 상기 걸림홈 또는 걸림홀에 삽입될 때 상기 핀 바디의 외측면에 요홈지게 형성된 수용부에 탄성 압축되어 수용되었다가 상기 핀 관통홀 및 상기 걸림홈 또는 걸림홀에 삽입될 때 완전히 삽입되면 탄성 이완되어 상기 축 커플러의 내주면 또는 상기 커플러 요크의 내주면에 걸림될 수 있다.
또한, 상기 축 커플러를 이루는 2개의 부재는, 내부에 길이 방향으로 속이 빈 중공을 포함하고, 상기 억지 끼움홀에 삽입되는 외측 단부에 수세레이션이 요철 형상으로 형성된 튜브 및 일부가 상기 튜브의 중공에 삽입되고, 상기 억지 끼움홀에 삽입되는 외측 단부에 수세레이션이 요철 형상으로 형성된 샤프트를 포함할 수 있다.
또한, 상기 한 쌍의 커플러 요크는, 상기 수세레이션이 형성된 상기 튜브의 외측 단부가 억지 끼움 결합되기 위한 상기 억지 끼움홀이 형성되고, 상기 억지 끼움홀에 상기 수세레이션에 대응되는 암세레이션이 형성된 일측 커플러 요크 및 상기 수세레이션이 형성된 상기 샤프트의 외측 단부가 억지 끼움 결합되기 위한 상기 억지 끼움홀이 형성되고, 상기 억지 끼움홀에 상기 수세레이션에 대응되는 암세레이션이 형성된 타측 커플러 요크를 포함한다.
또한, 상기 슬립 방지핀은, 상기 일측 커플러 요크 및 타측 커플러 요크에 형성된 핀 관통홀을 관통하여 상기 억지 끼움홀 내부에 억지 끼움 결합된 상기 튜브 및 샤프트에 형성된 걸림홈 또는 걸림홀에 걸림 결합될 수 있다.
또한, 상기 슬립 방지핀은, 적어도 상기 수세레이션과 암세레이션이 접촉되는 부위를 관통하여 삽입 결합될 수 있다.
또한, 상기 슬립 방지핀의 내측단은, 상기 튜브 및 샤프트에 형성된 걸림홈에 삽입되어 상기 튜브 및 샤프트의 길이 방향 및 원주 방향으로 걸림될 수 있다.
또한, 상기 슬립 방지핀의 내측단은, 상기 튜브의 일측 외주면을 관통하여 상기 중공을 거쳐 상기 중공의 내주면에 형성된 걸림홈에 걸림 결합될 수 있다.
또한, 상기 일측 커플러 요크 및 타측 커플러 요크 중 상기 암세레이션이 형성된 부위에는 상기 슬립 방지핀이 관통 체결되도록 상기 억지 끼움홀과 연통되는 핀 관통홀이 형성될 수 있다.
또한, 상기 억지 끼움홀 중 상기 핀 관통홀이 형성된 부위에는 상기 암세레이션 일부가 삭제된 형태의 홀막힘 방지홈이 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 인터미디에이트 샤프트 어셈블리에 따르면, 일측 커플러 요크 및 타측 커플러 요크와 샤프트 및 튜브 사이의 충격에 대한 저항력을 높여 슬립을 방지함으로써, 부품 상호 간 임의 분리를 방지하고, 차량의 안정성을 향상시키는 효과를 달성할 수 있다.
도 1은 통상적인 조향장치에 요크 어셈블리가 설치된 상태를 나타내는 사시도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 인터미디에이트 샤프트 어셈블리를 나타낸 사시도이며,
도 3은 도 2의 분해 사시도이고,
도 4a는 도 2의 구성 중 튜브와 일측 커플러 요크의 결합 모습을 나타낸 부분 단면도이며,
도 4b는 도 2의 구성 중 샤프트와 타측 커플러 요크의 결합 모습을 나타낸 부분 단면도이고,
도 5a 및 도 5b는 각각 도 4a 및 도 4b의 부분 절개 사시도이며,
도 6은 도 2의 구성 중 슬립 방지핀의 다른 실시예(제2 실시예)를 나타낸 부분 절개 사시도 및 단면도이고,
도 7은 도 2의 구성 중 홀막힘 방지홈을 설명하기 위한 사시도 및 단면도이며,
도 8은 도 2의 구성 중 슬립 방지핀의 또 다른 실시예(제3 실시예)를 나타낸 사시도 및 결합 전(a) 및 결합 후(b)의 수평 단면도이고,
도 9는 도 8의 수직 단면도이며,
도 10은 도 2의 구성 중 슬립 방지핀의 또 다른 실시예(제4 실시예)를 나타낸 사시도이고,
도 11은 도 10의 제4 실시예에 따른 슬립 방지핀을 이용한 튜브 및 샤프트에 대한 결합 모습을 나타낸 단면도이며,
도 12는 축 커플러에 대한 커플러 요크의 억지 끼움 결합 시 결합 위치를 안내하는 정위치 슬릿홈을 나타낸 사시도이다.
<부호의 설명>
100: 축 커플러 110: 튜브
115A: 걸림홈 116: 걸림홈
117A: 수세레이션 119: 외측 리테이너 슬롯
120: 샤프트 125B: 걸림홈
126: 홀막힘 방지홈 127B: 수세레이션
129: 내측 리테이너 슬롯 200: 유조인트 어셈블리
200A: 일측 조인트 어셈블리 200B: 타측 조인트 어셈블리
210A: 일측 커플러 요크 211Aa,211Ab: 커플러 요크단
213Aa,213Ab: 스파이더 결합홀 215A: 핀 관통홀
300A,300B,300A': 슬립 방지핀
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 인터미디에이트 샤프트 어셈블리를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 인터미디에이트 샤프트 어셈블리를 나타낸 사시도이고, 도 3은 도 2의 분해 사시도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 인터미디에이트 샤프트 어셈블리(1A)는, 도 2 및 도 3에 참조된 바와 같이, 어느 일측으로 길게 형성되고 내부에 중공이 형성된 튜브(110)와, 튜브(110)에 형성된 중공에 일부가 삽입되는 샤프트(120) 중 어느 하나로 이루어진 축 커플러(100)를 포함한다.
즉, 축 커플러(100)는, 2개의 부재(튜브(110) 및 샤프트(120))가 결합되어 이루어지되, 축 방향으로는 2개의 부재가 상호 오버랩되고, 축 회전 방향으로는 상호 걸림되어 연동 회전되면서 회전력을 전달하는 동력 전달 구성일 수 있다.
일반적으로, 축 커플러(100) 중 샤프트(120)는, 스티어링 휠(미도시)로부터 연장된 스티어링 컬럼에 동력 전달이 이루어지도록 연결되고, 축 커플러(100) 중 튜브(110)는 기어박스(미도시)의 회전축에 연결될 수 있다. 그러나, 반드시 샤프트(120) 및 튜브(110)의 설치 위치가 정해진 것은 아니고, 적용되는 차량의 세부 구조에 따라 반대로 설치될 수 있는 것을 배제하는 것은 아니다.
보다 상세하게는, 축 커플러(100) 중 튜브(110)는, 대략 내부에 길이 방향으로 속이 빈 중공을 포함하는 파이프 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 튜브(110)의 외측 단부에는 후술하는 일측 커플러 요크(210A)와의 억지 끼움 결합을 위한 수세레이션(117A)이 형성될 수 있다.
여기서, 수세레이션(117A)이 형성된 튜브(110)의 일단부는, 외측단으로 갈수록 전체 지름이 점점 작아지는 형태로 형성되되, 수세레이션(117A)은 복수개의 요철이 반복되는 형상으로 형성될 수 있다.
한편, 축 커플러(100) 중 샤프트(120)는, 봉 형상으로 형성될 수 있다. 이와 같은 샤프트(120)는, 내측 단부가 튜브(110)에 형성된 중공을 통해 삽입될 수 있다. 또한, 샤프트(110)의 외측 단부에는 후술하는 타측 커플러 요크(210B)와의 억지 끼움 결합을 위한 수세레이션(127B)이 형성될 수 있다.
여기서의 수세레이션(127B)이 형성된 샤프트(120)의 일단부도 마찬가지로, 외측단으로 갈수록 전체 지름이 점점 작아지는 형태로 형성되되, 수세레이션(127B)은 복수개의 요철이 반복되는 형상으로 형성될 수 있다.
튜브(110)의 중공 내주면에는 길이 방향으로 길게 요홈지게 형성되고, 후술하는 리테이너 베어링부(미도시)의 외측 부위가 삽설되는 다수의 외측 리테이너 슬롯(119, 도 4a 참조)이 원주 방향으로 연속되게 형성될 수 있다.
아울러, 샤프트(120)의 외주면에는 길이 방향으로 길게 요홈지게 형성되고, 후술하는 리테이너 베어링부(미도시)의 내측 부위가 삽설되는 다수의 내측 리테이너 슬롯(129)이 원주 방향으로 연속되게 형성될 수 있다.
리테이너 베어링부는, 미도시 되었으나, 튜브(110)의 내주면과 샤프트(120)의 외주면 사이에 삽설되는 구조물로써, 다수의 베어링이 상술한 외측 리테이너 슬롯(119)과 내측 리테이너 슬롯(129)에 각각 삽설되도록 고리 형태의 리테이너 링의 외측과 내측으로 노출되게 형성될 수 있다.
이와 같은 리테이너 베어링부를 통해, 튜브(110)의 중공에 대하여 샤프트(120)가 길이 방향으로 이동(슬라이딩)되면서 축 커플러(100)의 전체 길이가 신장되거나 신축될 때 이의 상대 슬라이딩 무빙을 원활히 안내하게 되며, 튜브(110) 또는 샤프트(120)의 축 회전 시 다수의 베어링이 각각 외측 리테이너 슬롯(119)과 내측 리테이너 슬롯(129)에 축 회전 방향으로 걸림됨으로써 운전자의 스티어링 휠의 조향 방향에 따른 회전력을 상호 전달하게 되는 것이다.
아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 인터미디에이트 샤프트 어셈블리(1)는, 도 1 및 도 2에 참조된 바와 같이, 축 커플러(100) 중 튜브(110)의 외측 단부에 형성된 수세레이션(117A)이 억지 끼움되는 억지 끼움홀(210Ah)이 형성된 일측 커플러 요크(210A)와, 축 커플러(100) 중 샤프트(120)의 외측 단부에 형성된 수세레이션(127B)이 억지 끼움되는 억지 끼움홀(210Bh)이 형성된 타측 커플러 요크(210B)를 포함할 수 있다.
여기서, 튜브(110)와 샤프트(120)의 외측 단부가 끼움되는 일측 커플러 요크(210A)의 억지 끼움홀(210Ah) 및 타측 커플러 요크(210B)의 억지 끼움홀(210Bh)에는, 상술한 수세레이션(117A,127B)에 대응하는 암세레이션(217A,217B)이 각각 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 축 커플러(100)에 형성된 수세레이션(127A,127B) 및 커플러 요크(210A,210B)에 형성된 암세레이션(217A,217B)은 그 명칭이 '세레이션'을 포함하도록 부여하였으나, '기어' 간 치합을 의미하는 것은 아니고, 축 커플러(100)의 외측 단부를 억지 끼움홀(210Ah,210Bh)에 억지 끼움 결합될 때 작용되는 끼움력에 의해 뭉개지는 등의 형상 변형에 의하여 억지 끼움에 의한 고정력을 상승시키는 구조로서의 의미를 가짐에 유의할 것이다.
일측 커플러 요크(210A)와 타측 커플러 요크(210B)에는 각각 외측으로 한 쌍의 커플링 요크단(211Aa,211Ab,211Ba,211Bb)이 두 갈래로 분기되게 연장될 수 있다.
일측 커플러 요크(210A)와 타측 커플러 요크(210B)의 각 한 쌍의 커플링 요크단(211Aa,211Ab,211Ba,211Bb)에는 연장되는 방향에 대하여 직교되는 방향으로 관통되게 스파이더 결합홀(213Aa,213Ab,213Ba,213Bb)이 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 인터미디에이트 샤프트 어셈블리(1)는, 도 1 및 도 2에 참조된 바와 같이, 상술한 일측 커플러 요크(210A) 및 타측 커플러 요크(210B)에 십(+)자 형상으로 이루어진 스파이더 조립체(230A,230B)를 매개로 결합되는 일측 핀치 요크(220A) 및 타측 핀치 요크(220B)를 더 포함할 수 있다.
일측 핀치 요크(220A)와 타측 핀치 요크(220B) 또한 상술한 일측 커플러 요크(210A)와 타측 커플러 요크(210B)에 형성된 한 쌍의 커플링 요크단(도면부호 기재 생략)과 같은 한 쌍의 핀치 요크단(221Aa,221Ab,221Ba,221Bb)이 형성되며, 각 핀치 요크단(도면부호 생략)에는, 스파이더 조립체(230A,230B)의 십자 단부가 삽입되기 위한 스파이더 결합홀(223Aa,223Ab,223Ba,223Bb)이 형성될 수 있다.
이하, 설명의 편의를 위하여, 일측 커플러 요크(210A)와 스파이더 조립체(230A) 및 일측 핀치 요크(220A)의 조합을 "일측 조인트 어셈블리(200A)"라 정의하고, 타측 커플러 요크(210B)와 스파이더 조립체(230B) 및 타측 핀치 요크(220B)를 "타측 조인트 어셈블리(200B)"라 정의하며, 일측 조인트 어셈블리(200A) 및 타측 조인트 어셈블리(200B)의 조합을 "유니버셜 조인트 어셈블리(200)"라 통칭하여 설명하기로 한다.
한편, 스파이더 조립체(230A,230B)는, 상술한 바와 같이, 대략 십(+)자 형상으로 형성된 결합 매개체로써, 십자 단부에는 휠 베어링(231A,231B)이 구비되어, 일측 커플러 요크(210A) 및 타측 커플러 요크(210B)와 일측 핀치 요크(220A) 및 타측 핀치 요크(220B)에 각 형성된 스파이더 결합홀(도면부호 기재 생략)에 대한 상대 회전을 지지하는 역할을 수행할 수 있다.
여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 인터미디에이트 샤프트 어셈블리(1)의 구성 중 양단의 최외곽에 위치한 일측 핀치 요크(220A) 및 타측 핀치 요크(220B)에는, 미도시 되었으나, 각각 스티어링 컬럼의 회전력 전달을 위한 전달 구성품이 결합될 수 있다.
도 4a는 도 1의 구성 중 튜브와 일측 커플러 요크의 결합 모습을 나타낸 부분 단면도이고, 도 4b는 도 1의 구성 중 샤프트와 타측 커플러 요크의 결합 모습을 나타낸 부분 단면도이며, 도 5a 및 도 5b는 각각 도 4a 및 도 4b의 부분 절개 사시도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 인터미디에이트 샤프트 어셈블리(1)는, 도 3a 내지 도 4b에 참조된 바와 같이, 일측 커플러 요크(210A) 및 타측 커플러 요크(210B)의 일측을 관통하여 억지 끼움홀(210Ah,210Bh) 내부에 억지 끼움 결합된 튜브(110) 및 샤프트(120)의 외주면에 걸림 결합되는 슬립 방지핀(300A,300B)을 더 포함할 수 있다.
슬립 방지핀(300A,300B)은, 일측 커플러 요크(210A) 또는 타측 커플러 요크(210B)와 튜브(110) 및 샤프트(120) 중 어느 하나를 결속시켜, 억지 끼움력을 초과하는 외부 충격으로 인한 토크 입력 시 상호 간의 슬립을 방지하기 위한 구성이다.
일반적으로, 최근 차량에는 운전자의 스티어링 조작을 보조하기 위하여 위한 전동식 파워스티어링 장치가 설치되는 데, 전동식 파워스티어링 장치는, 운전석에 가까운 스티어링 컬럼 상단에 결합되는 컬럼식 전동식 파워 스티어링 장치(C-EPS)와, 차량의 바퀴 측에 가까운 스티어링 컬럼 하단에 결합되는 랙 구동 전동 스티어링 장치(R-EPS)로 분류될 수 있다.
그런데, 상술한 2 종류의 스티어링 장치 중 C-EPS는 구조가 간단하여 그 적용 차종이 증가하는 추세이고, 특히 대형차에의 적용을 위해 초고출력 타입이 출시되고 있다.
그러나, C-EPS는 노면으로부터 순차적으로 바퀴와, 타이 로드, 기어박스를 경유하여 외부 충격 토크가 본 발명의 일 실시예에 따른 인터미디에이트 샤프트 어셈블리(1A)로 전달되거나, C-EPS로부터 초고출력의 회전력이 외부 충격 토크와 비슷한 양상으로 본 발명의 일 실시예에 따른 인터미디에이트 샤프트 어셈블리(1A)로 전달될 경우, 상술한 일측 커플러 요크(210A)와 튜브(110) 및 타측 커플러 요크(210B)와 샤프트(120) 사이의 억지 끼움 결합력을 초과하여 슬립 현상을 일으킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 인터미디에이트 샤프트 어셈블리(1A)에 있어서, 슬립 방지핀(300A,300B)은, 상술한 슬립 현상을 방지함으로써, 초고출력 타입의 C-EPS의 요구 강도 및 내구성을 확보할 수 있는 이점을 제공한다.
여기서, 슬립 방지핀(300A,300B)은, 도 4a 내지 도 5b에 참조된 바와 같이, 수세레이션(117A,127B)과 암세레이션(217A,217B)이 형성된 부위를 관통하여 삽입 결합될 수 있다.
이 경우, 슬립 방지핀(300A,300B)은, 적어도 수세레이션(117A,127B)과 암세레이션(217A,217B)이 억지 끼움홀(210Ah,210Bh) 내에서 접촉되는 부위를 관통하여 삽입 결합됨이 바람직하다. 이는, 적어도 슬립 방지핀(300A,300B)의 내측단이 후술하는 일측 커플러 요크(210A) 및 타측 커플러 요크(210B)의 핀 관통홀(215A,215B)을 관통하여 억지 끼움홀(210Ah,210Bh) 내부로 돌출되는 길이로 형성됨을 의미한다.
한편, 일측 커플러 요크(210A) 및 타측 커플러 요크(210B) 중 암세레이션(217A,217B)이 형성된 부위에는 슬립 방지핀(300A,300B)이 관통 체결되는 핀 관통홀(215A,215B)이 각각 형성될 수 있다.
보다 상세하게는, 슬립 방지핀(300A,300B) 중 하나(도면부호 '300A' 참고), 도 4a 및 도 5a에 참조된 바와 같이, 튜브(110)의 외측 단부에 형성된 수세레이션(117A)이 일측 커플러 요크(210A)의 억지 끼움홀(210Ah)의 암세레이션(217A)에 억지 끼움 결합된 후, 일측 커플러 요크(210A)의 외주면 중 암세레이션(217A)이 형성된 부위에 대응하는 위치에 억지 끼움홀(210Ah) 측으로 관통되게 형성된 핀 관통홀(215A)을 통해 삽입된 다음 그 내측단이 튜브(110)의 수세레이션(117A)에 요홈지게 형성된 걸림홈(115A)에 삽입되어 걸림되는 형태로 결합될 수 있다.
또한, 슬립 방지핀(300A,300B) 중 다른 하나(도면부호 '300B' 참고), 도 4b 및 도 5b에 참조된 바와 같이, 샤프트(120)의 외측 단부에 형성된 수세레이션(127B)이 타측 커플러 요크(210B)의 억지 끼움홀(210Bh)의 암세레이션(217B)에 억지 끼움 결합된 후, 타측 커플러 요크(210B)의 외주면 중 암세레이션(217B)이 형성된 부위에 대응하는 위치에 억지 끼움홀(210Bh) 측으로 관통되게 형성된 핀 관통홀(215B)을 통해 삽입된 다음 그 내측단이 샤프트(120)의 수세레이션(127B)에 요홈지게 형성된 걸림홈(125B)에 삽입되어 걸림되는 형태로 결합될 수 있다.
이와 같은 슬립 방지핀(300A,300B)의 내측단은, 튜브(110) 및 샤프트(120)에 형성된 걸림홈(115A,125B)에 삽입되어 튜브(110) 및 샤프트(120)의 길이 방향 및 원주 방향으로 걸림되게 된다.
따라서, 일측 핀치 요크(220A) 및 타측 핀치 요크(220B)를 매개체로 하여 외부로부터 전달되는 충격 토크가 수세레이션(117A,127B) 및 암세레이션(217A,217B) 사이의 억지 끼움력을 초과하는 경우에도 양자(일측 커플러 요크(210A) 및 튜브(110)와 타측 커플러 요크(210B) 및 샤프트(120)) 사이의 슬립을 방지할 수 있는 효과를 창출할 수 있다.
상기와 같이, 튜브(110) 및 샤프트(120)를 관통하지 않고, 가장 인접하는 각 외주면에 형성된 걸림홈(115A,125B)에 내측단이 삽입되어 걸림되는 실시예로 구현된 슬립 방지핀(300A,300B)은 후술하는 다른 실시예들과 구분하기 위하여 '제1 실시예'로 정의한다.
도 6은 도 2의 구성 중 슬립 방지핀의 다른 실시예(제2 실시예)를 나타낸 부분 절개 사시도 및 단면도이고, 도 7은 도 2의 구성 중 홀막힘 방지홈을 설명하기 위한 사시도 및 단면도이다.
도 6에 참조된 바와 같이, 슬립 방지핀(300A-1)이 튜브(110)가 연결되는 일측 커플러 요크(210A)에 적용 결합되는 경우, 제2 실시예에 따른 슬립 방지핀(300A-1)의 내측단은, 튜브(110)의 가장 근접된 외주면에 걸림되도록 구비되는 것에서 더 나아가, 튜브(110)의 일측 외주면에 형성된 관통홀(115A-1)을 관통하여 중공을 거쳐 상기 중공의 내주면에 형성된 대향 걸림홈(116)에 걸림 결합되도록 구비되는 것도 가능하다.
이 경우, 슬립 방지핀(300A-1)의 길이는, 튜브(110)의 내주면에 형성된 대향 걸림홈(116)에 걸림되는 길이로 형성됨이 바람직하다.
다만, 제2 실시예로 구현되는 슬립 방지핀(300A-1)이 적용되는 경우는, 중공이 형성된 튜브(110)에 대한 것이므로, 슬립 방지핀(300A-1)에 의하여 샤프트(120)와 타측 커플러 요크(210B)를 결속 또는 걸림시키는 경우에는 적용이 불필요하다. 여기서, 샤프트(120)에도 제2 실시예로 구현되는 슬립 방지핀(300A-1)이 적용되는 경우, 슬립 방지핀(300A-1)의 길이는 샤프트(120) 전부를 관통하는 크기로 형성될 수 있다.
한편, 도 7에 참조된 바와 같이, 타측 커플러 요크(210B)의 억지 끼움홀(210Bh)에 샤프트(120)의 외측 단부를 억지 끼움 결합할 때에는, 억지 끼움력에 의하여 샤프트(110)의 수세레이션(127B)과 억지 끼움홀(210Bh)의 암세레이션(217B)이 상호 뭉개지면서 형상 변형되어 억지 끼움 결합된다. 이는, 일측 커플러 요크(210A)의 억지 끼움홀(210Ah)에 튜브(110)의 외측 단부를 억지 끼움 결합할 때에도 동일하다.
이와 같이, 축 커플러(100)와 커플러 요크(200)를 억지 끼움 결합시킬 때 수세레이션(127A,127B)과 암세레이션(217A,217B)이 상호 뭉개지도록 형상 변형되어 고정 위치에서의 슬립 등을 방지하는 결합력을 증대시킬 수 있다.
여기서, 일측 커플러 요크(210A)에 대한 튜브(110) 및 타측 커플러 요크(210B)에 대한 샤프트(120)의 억지 끼움 결합 시, 상술한 억지 끼움홀(210Ah,210Bh)의 내주면에 형성된 암세레이션(217A,217B)이 형상 변형되어 뭉개질 경우, 슬립 방지핀(300B)의 삽입 결합을 방해할 정도로 핀 관통홀(215A,215B)을 막을 우려가 생길 수 있다.
그러므로, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 인터미디에이트 샤프트 어셈블리(1)는, 도 7에 참조된 바와 같이, 억지 끼움홀(210Ah,210Bh) 중 핀 관통홀(215A,215B)이 형성된 내주면 부위에는 암세레이션(217A,217B) 일부가 삭제된 형태의 홀막힘 방지홈(126)이 더 형성될 수 있다.
홀막힘 방지홈(126)은, 수세레이션(127B)과 암세레이션(217B)이 형상 변형될 때, 변형된 부위가 자연스럽게 수용될 수 있는 공간을 부여함으로써, 핀 관통홀(215B)과 간섭되지 않도록 하는 역할을 수행한다.
중복 설명을 회피하기 위하여, 타측 커플러 요크(210B)에 대한 샤프트(120)의 억지 끼움 결합을 도 6b를 통하여 설명하였으나, 이는 일측 커플러 요크(210A)에 대한 튜브(110)의 억지 끼움 결합 시에도 그대로 적용될 수 있음은 당연하다고 할 것이다.
도 8은 도 2의 구성 중 슬립 방지핀의 또 다른 실시예(제3 실시예)를 나타낸 사시도 및 결합 전(a) 및 결합 후(b)의 수평 단면도이고, 도 9는 도 8의 수직 단면도이며, 도 10은 도 2의 구성 중 슬립 방지핀의 또 다른 실시예(제4 실시예)를 나타낸 사시도이고, 도 11은 도 10의 제4 실시예에 따른 슬립 방지핀을 이용한 튜브 및 샤프트에 대한 결합 모습을 나타낸 단면도이다.
도 2 내지 도 7을 참조하여 기 설명한 제1 실시예 및 제2 실시예에 따른 슬립 방지핀(300A,300B)은, 동일한 외경 또는 동일한 수평 단면적을 가진 핀 바디(301)가 핀 관통홀(215A,215B) 및 걸림홈(115A,125A) 또는 걸림홀(115A-2)에 삽입되는 동작으로 결합된다. 그러나, 이와 같이 핀 바디(301)의 전부가 동일한 외경 또는 동일한 수평 단면적을 가질 경우, 차량의 주행 중 노면 또는 운전자의 스티어링 조작력에 의하여 전달되는 외부 충격에 의해 슬립 방지핀(300A,300B)이 유동되어 외부로 이탈될 우려가 있다.
이를 방지하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 인터미디에이트 샤프트 어셈블리(1A)는, 축 커플러(100) 및 한 쌍의 커플러 요크(200)에 대한 삽입 결합 시, 적어도 일부가 탄성 변형되어 삽입 방향 또는 이탈 방향으로의 유동이 방지되는 후술하는 제3 실시예 및 제4 실시예에 따른 슬립 방지핀(300C,300D)으로 구현될 수 있다.
먼저, 제3 실시예에 따른 슬립 방지핀(300C)은, 도 8 및 도 9에 참조된 바와 같이, 한 쌍의 커플러 요크(200)에 형성된 핀 관통홀(215A,215B) 및 축 커플러(100)에 형성된 걸림홈(115A,125A) 또는 걸림홈(115A-2)에 삽입 후 핀 관통홀(215A,215B) 및 걸림홈(115A,125A) 또는 걸림홀(115A-2)의 내주면에 외주면이 탄성 밀착되는 코일스프링 핀으로 구비된다.
여기서, 슬립 방지핀(300C)은, 도 8에 참조된 바와 같이, 소정 두께의 판넬 형태로 구비된 핀 바디(301)를 포함할 수 있다. 핀 바디(301)는, 금속 판넬이 나선형의 절개 단면을 가지도록 롤링 형성될 수 있다.
특히, 핀 바디(301)의 일단 및 타단을 포함하는 일단부와 타단부는 핀 바디(301)의 직경(300C-D2)보다 점점 작아지는 직경을 가지도록 형성될 수 있고, 핀 바디(301)의 일단 및 타단의 직경(300C-D1)은 가장 작은 직경을 가진 부위로써 이는 상술한 삽입 대상인 커플러 요크(200)의 핀 관통홀(215A,215B)에 대하여 용이하게 삽입 결합되도록 하기 위함이다.
보다 상세하게는, 제3 실시예에 따른 슬립 방지핀(300C)은, 일단 및 타단 중 적어도 하나가 핀 관통홀(215A,215B) 및 걸림홈(115A,125A) 또는 걸림홈(115A-2)의 내경보다 작은 외경(300C-D1)을 가지고, 일단 및 타단 중 어느 하나를 제외한 나머지 부위인 핀 바디(301)는 (215A,215B) 및 걸림홈(115A,125A) 또는 걸림홀(115A-2)의 내경보다 큰 외경(300C-D2)을 가지도록 롤링 형성될 수 있다.
이와 같이 형성된 제3 실시예에 따른 슬립 방지핀(300C)는, 핀 바디(301)의 일단 또는 타단을 커플러 요크(200)의 핀 관통홀(215A,215B)에 일부 삽입 거치한다.
이때, 도 8의 (a)에 참조된 바와 같이, 핀 바디(301)의 일단의 직경(300C-D1)은 핀 관통홀(215A,215B)의 내경보다 작으므로 삽입 걸림없이 임시 삽입 거치가 가능하다.
이후, 작업자가 미도시의 타격 공구를 이용하여 핀 바디(301)를 타격하는 동작으로 핀 관통홀(215A,215B) 및 걸림홈(115A,125A) 또는 걸림홀(115A-2)에 삽입할 경우, 도 8의 (b)에 참조된 바와 같이, 나선형의 단부 중 내측 단부는 나선 중심 방향(도면상 반시계방향)으로 탄성 변형됨과 동시에, 나선형의 단부 중 외측 단부는 나선 외측 방향(도면상 시계방향)으로 탄성 변형되어 전체적으로 탄성 압축된 상태에서 핀 바디(301)의 외주면이 지속적인 탄성 복원력에 의해 관통홀(215A,215B) 및 걸림홈(115A,125A) 또는 걸림홀(115A-2)에 탄성 밀착되면서 외부 충격력에 의한 유동이 방지될 수 있다.
다음으로 제4 실시예에 따른 슬립 방지핀(300D)은, 도 10 및 도 11에 참조된 바와 같이, 억지 끼움홀(210Ah,210Bh) 내부에 억지 끼움 결합될 때, 선단이 튜브(110)의 내주면 또는 일측 커플러 요크(210A) 및 타측 커플러 요크(210B)의 억지 끼움홀(210Ah,210Bh)의 내주면에 걸림되는 이탈 방지 탄성부(305)를 포함할 수 있다.
보다 상세하게는, 제4 실시예에 따른 슬립 방지핀(300D)은, 도 10 및 도 11에 참조된 바와 같이, 핀 바디(301)와, 핀 바디(301)의 외주면에 형성된 수용홈(303)에 수용되었다가 핀 바디(301)의 외주면 외측으로 돌출 가능하게 구비된 이탈 방지 탄성부(305)를 포함할 수 있다.
여기서, 이탈 방지 탄성부(305)는, 걸림홈(115A,125A) 또는 상기 걸림홀(115A-2)에 대한 삽입 시 삽입 간섭에 의해 슬립 방지핀(300D)의 핀 바디(301) 외주면에 형성된 수용홈(303)에 탄성 압축되어 수용되었다가 삽입 간섭이 해제되면 선단(305)이 수용홈(303)으로부터 탄성 이완되어 튜브(110)의 내주면 또는 일측 커플러 요크(210A) 및 타측 커플러 요크(210B)의 억지 끼움홀(210Ah,210Bh)의 내주면에 걸림될 수 있다.
이와 같이, 제4 실시예에 따른 슬립 방지핀(300D)은, 이탈 방지 탄성부(305)의 선단이 튜브(110) 또는 샤프트(120)의 걸림홈(115A,125A) 또는 상기 걸림홀(115A-2)에 걸림됨으로써, 억지 끼움홀(210Ah,210Bh) 측으로부터 외부로 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
도 12는 축 커플러에 대한 커플러 요크의 억지 끼움 결합 시 결합 위치를 안내하는 정위치 슬릿홈을 나타낸 사시도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 인터미디에이트 샤프트 어셈블리(1A)는, 도 2 내지 도 11에 참조된 바와 같이, 각각 튜브(110) 또는 샤프트(120)에 형성된 걸림홈(115A,125A) 또는 걸림홈(115A-2)에 슬립 방지핀(300 등)이 삽입되는 동작으로 축 커플러(100)와 커플러 요크(200)가 상호 결합될 수 있다.
이 경우, 축 커플러(100)와 커플러 요크(200)는, 억지 끼움홀(210Ah,210Bh)을 통해 억지 끼움 결합 방식으로 결합되는 데, 슬립 방지핀(300 등)이 정확한 위치에서 결합되기 위해서는, 커플러 요크(200)에 형성된 핀 관통홀(215A,215B)과 튜브(110) 또는 샤프트(120)에 형성된 걸림홈(115A,125A) 또는 걸림홀(115A-2)이 정위치에서 정렬되어야 한다.
이를 위해, 도 12에 참조된 바와 같이, 튜브(110) 또는 샤프트(120)의 외주면에는 걸림홈(115A,125A) 또는 상기 걸림홀(115A-2)의 위치를 확인하도록 상기 튜브(110) 또는 상기 샤프트(120)의 내측단(억지 끼움홀(210Ah,210Bh) 측에 삽입된 단부를 의미함)에서 걸림홈(115A,125A) 또는 걸림홀(115A-2)까지 소정 깊이로 절개 가공된 정위치 슬릿홈(128B)이 더 형성될 수 있다.
여기서, 정위치 슬릿홈(128B)은, 슬립 방지핀(300 등)의 내측단이 수용되는 폭을 가질 수 있다. 여기서의 '내측단'은 슬립 방지핀(300 등)의 길이방향 일단 및 타단 중 억지 끼움홀(210Ah,210Bh) 측에 가까운 부위의 끝 부분을 의미한다.
작업자는, 커플러 요크(200)의 억지 끼움홀(210Ah,210Bh)에 튜브(110) 또는 샤프트(120)을 억지 끼움 결합시키기 전에 미리 슬립 방지핀(300 등)을 핀 관통홀(215A,215B)을 통해 관통시켜 슬립 방지핀(300 등)의 내측단이 적어도 정위치 슬릿홈(128B)의 내부로 수용될 정도로 삽입 결합시킨 후, 커플러 요크(200)에 대한 축 커플러(100)의 억지 끼움 결합 시 정위치 슬릿홈(128B)의 체결 위치를 통해 억지 끼움 결합시킴으로써 보다 원활한 결합 작업을 수행할 수 있는 것이다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 인터미디에이트 샤프트 어셈블리(1)를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하였다. 그러나, 본 발명의 실시예가 반드시 상술한 일 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 기술을 가진 자에 의한 다양한 변형 및 균등한 범위에서의 실시가 가능함은 당연하다고 할 것이다. 그러므로, 본 발명의 진정한 권리범위는 후술하는 청구범위에 의해 정해진다고 할 것이다.
본 발명은, 외부 충격에 대한 저항력을 높여 일측 커플러 요크 및 타측 커플러 요크와 샤프트 및 튜브 사이의 충격에 의한 슬립을 방지하여 안정성을 향상시키고, 외부 충격에 의한 영향이 상대적으로 큰 초고출력 C-EPS의 요구 강도 및 내구성 확보가 가능한 차량의 인터미디에이트 샤프트 어셈블리를 제공한다.

Claims (15)

  1. 2개의 부재가 결합되어 이루어지되, 축 방향으로는 상기 2개의 부재가 상호 오버랩되고, 축 회전 방향으로는 상호 걸림되어 연동 회전되는 축 커플러;
    상기 축 커플러를 이루는 2개의 부재 각각의 외측 단부가 억지 끼움 결합되기 위한 억지 끼움홀이 형성된 한 쌍의 커플러 요크; 및
    상기 축 커플러와 상기 한 쌍의 커플러 요크 사이의 슬립을 방지하기 위한 슬립 방지핀; 을 포함하고,
    상기 슬립 방지핀은, 상기 축 커플러 및 상기 한 쌍의 커플러 요크에 대한 삽입 결합 시, 적어도 일부가 탄성 변형되어 삽입 방향 또는 이탈 방향으로의 유동이 방지되는, 차량의 인터미디에이트 샤프트 어셈블리.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 슬립 방지핀은, 상기 한 쌍의 커플러 요크에 형성된 핀 관통홀 및 상기 축 커플러에 형성된 걸림홈 또는 걸림홀에 삽입 후 상기 핀 관통홀 및 걸림홈 또는 걸림홀의 내주면에 외주면이 탄성 밀착되는 코일스프링 핀으로 구비된, 차량의 인터미디에이트 샤프트 어셈블리.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 슬립 방지핀은,
    소정 두께의 판넬 형태로 구비된 핀 바디가 나선형의 절개 단면을 가지도록 롤링 형성되되,
    상기 핀 바디의 일단 및 타단을 포함하는 일단부와 타단부는 상기 핀 바디의 직경보다 점점 작아지는 직경을 가지도록 형성된, 차량의 인터미디에이트 샤프트 어셈블리.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 슬립 방지핀은, 일단 및 타단 중 적어도 하나가 상기 핀 관통홀 및 상기 걸림홈 또는 걸림홀의 내경보다 작은 외경을 가지고, 상기 일단 및 타단 중 어느 하나를 제외한 나머지 부위인 핀 바디는 상기 핀 관통홀 및 상기 걸림홈 또는 걸림홀의 내경보다 큰 외경을 가지도록 롤링 형성된, 차량의 인터미디에이트 샤프트 어셈블리.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 핀 바디는, 상기 핀 관통홀 및 상기 걸림홈 또는 걸림홀에 삽입될 때 탄성 변형되는, 차량의 인터미디에이트 샤프트 어셈블리.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 슬립 방지핀은, 상기 한 쌍의 커플러 요크에 형성된 핀 관통홀 및 상기 축 커플러에 형성된 걸림홈 또는 걸림홀에 삽입되는 핀 바디; 및
    상기 핀 바디에 구비되고, 상기 핀 바디의 삽입 결합 후 탄성 변형되어 상기 축 커플러의 내주면 또는 상기 커플러 요크의 내주면에 걸림되는 이탈 방지 탄성부; 를 포함하는, 차량의 인터미디에이트 샤프트 어셈블리.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 이탈 방지 탄성부는, 그 선단이 상기 핀 관통홀 및 상기 걸림홈 또는 걸림홀에 삽입될 때 상기 핀 바디의 외측면에 요홈지게 형성된 수용부에 탄성 압축되어 수용되었다가 상기 핀 관통홀 및 상기 걸림홈 또는 걸림홀에 삽입될 때 완전히 삽입되면 탄성 이완되어 상기 축 커플러의 내주면 또는 상기 커플러 요크의 내주면에 걸림되는, 차량의 인터미디에이트 샤프트 어셈블리.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 축 커플러를 이루는 2개의 부재는,
    내부에 길이 방향으로 속이 빈 중공을 포함하고, 상기 억지 끼움홀에 삽입되는 외측 단부에 수세레이션이 요철 형상으로 형성된 튜브; 및
    일부가 상기 튜브의 중공에 삽입되고, 상기 억지 끼움홀에 삽입되는 외측 단부에 수세레이션이 요철 형상으로 형성된 샤프트; 를 포함하는, 차량의 인터미디에이트 샤프트 어셈블리.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 한 쌍의 커플러 요크는,
    상기 수세레이션이 형성된 상기 튜브의 외측 단부가 억지 끼움 결합되기 위한 상기 억지 끼움홀이 형성되고, 상기 억지 끼움홀에 상기 수세레이션에 대응되는 암세레이션이 형성된 일측 커플러 요크; 및
    상기 수세레이션이 형성된 상기 샤프트의 외측 단부가 억지 끼움 결합되기 위한 상기 억지 끼움홀이 형성되고, 상기 억지 끼움홀에 상기 수세레이션에 대응되는 암세레이션이 형성된 타측 커플러 요크; 를 포함하는, 차량의 인터미디에이트 샤프트 어셈블리.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 슬립 방지핀은, 상기 일측 커플러 요크 및 타측 커플러 요크에 형성된 핀 관통홀을 관통하여 상기 억지 끼움홀 내부에 억지 끼움 결합된 상기 튜브 및 샤프트에 형성된 걸림홈 또는 걸림홀에 걸림 결합되는, 차량의 인터미디에이트 샤프트 어셈블리.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 슬립 방지핀은, 적어도 상기 수세레이션과 암세레이션이 접촉되는 부위를 관통하여 삽입 결합된, 차량의 인터미디에이트 샤프트 어셈블리.
  12. 청구항 8에 있어서,
    상기 슬립 방지핀의 내측단은, 상기 튜브 및 샤프트에 형성된 걸림홈에 삽입되어 상기 튜브 및 샤프트의 길이 방향 및 원주 방향으로 걸림되는, 차량의 인터미디에이트 샤프트 어셈블리.
  13. 청구항 8에 있어서,
    상기 슬립 방지핀의 내측단은, 상기 튜브의 일측 외주면을 관통하여 상기 중공을 거쳐 상기 중공의 내주면에 형성된 걸림홈에 걸림 결합된, 차량의 인터미디에이트 샤프트 어셈블리.
  14. 청구항 10에 있어서,
    상기 일측 커플러 요크 및 타측 커플러 요크 중 상기 암세레이션이 형성된 부위에는 상기 슬립 방지핀이 관통 체결되도록 상기 억지 끼움홀과 연통되는 핀 관통홀이 형성된, 차량의 인터미디에이트 샤프트 어셈블리.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 억지 끼움홀 중 상기 핀 관통홀이 형성된 부위에는 상기 암세레이션 일부가 삭제된 형태의 홀막힘 방지홈이 형성된, 차량의 인터미디에이트 샤프트 어셈블리.
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