KR101500442B1 - 슬립부시 - Google Patents

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KR101500442B1
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홍성종
우종학
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남양공업주식회사
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Abstract

본 발명은 슬립부시에 관한 것으로, 중공이 형성되며, 제1 수용홀(102) 및 제2 수용홀(103)이 형성되는 리테이너(100); 상기 제1 수용홀(102) 내에 설치되는 회전볼(110); 및 상기 제2 수용홀(103) 내에 설치되는 회전롤러(120)를 포함하여 구성된다.
이에 따라, 본 발명에 따른 슬립부시는 내외측 샤프트에 압흔이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

Description

슬립부시 {SLIP BUSH}
본 발명은 슬립부시에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회전롤러가 구비되는 슬립부시에 관한 것이다.
일반적으로 차량은 운전자가 스티어링 휠을 조작함에 따라 바퀴가 좌우로 움직임으로써 주행 방향이 결정된다. 이때, 스티어링 휠과 바퀴 사이에는 조향장치(STEERING DEVICE)가 구비되어 스티어링 휠의 움직임이 조향장치를 통해 바퀴로 전달된다. 이러한 조향장치는 운전자의 신체조건에 따라 운전자가 스티어링 휠의 위치를 조절할 수 있도록 틸트 장치 및 텔레스코픽 장치가 구비되는 스티어링 컬럼, 스티어링 컬럼의 회전을 바퀴 축에 전달하는 중간 샤프트(INTERMEDIATE SHAFT)를 포함한다.
이 중에서도 중간 샤프트에는 텔레스코픽 샤프트(TELESCOPIC SHAFT)가 적용되어 축 방향으로 신축 가능한데, 이러한 텔레스코픽 샤프트에는 중공이 형성되는 외측 샤프트 및 상기 외측 샤프트의 중공으로 결합되어 슬라이딩되는 내측 샤프트가 구비된다. 이때, 외측 샤프트 및 내측 샤프트 사이에는 슬립부시가 구비되어 상기 샤프트의 원활한 슬라이딩을 유도한다.
종래의 슬립부시가 '특허문헌 1'에 게재되어 있다. 도 1은 종래의 슬립부시를 도시한 단면도로, 종래의 슬립부시는 리테이너(1); 상기 리테이너(1)의 외주연에 형성되는 수용부(2); 상기 수용부(2)에 수용되는 회전볼(3)로 구성된다.
그러나 종래의 슬립부시가 내측 샤프트 및 외측 샤프트(이하 '내외측 샤프트'라 한다) 사이에 결합되면 상기 회전볼(3)과 상기 내외측 샤프트는 점접촉을 하게 되는데, 이때 상기 내외측 샤프트가 서로 간에 슬라이딩함에 따라 상기 회전볼(3)의 점접촉으로 인하여 상기 내외측 샤프트에 압흔이 발생하는 문제점이 있다. 즉, 회전볼(3)과 상기 내외측 샤프트가 점접촉됨으로 인해 압력이 집중되어 상기 내측 샤프트의 외측 및 상기 외측 샤프트의 내측에 손상이 발생하고, 이에 따라 소음 및 진동이 발생하는 문제점이 있다.
KR 10-0972759 B1 2010. 8. 30.
본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 회전롤러가 구비되는 슬립부시를 제공하는 것이다.
위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 슬립부시는 중공이 형성되며, 외주연에 축방향을 따라 형성되는 제1 수용홀 및 제2 수용홀을 포함하는 리테이너; 상기 제1 수용홀 내에 회전가능하게 설치되는 회전볼; 및 상기 제2 수용홀 내에 회전가능하게 설치되는 회전롤러를 포함하여 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.
본 발명에 따른 슬립부시는 회전롤러를 적용하여 내외측 샤프트에 압흔이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 종래의 슬립부시를 도시한 단면도
도 2는 본 발명에 따른 슬립부시가 포함되는 텔레스코픽 샤프트를 도시한 분해사시도
도 3은 본 발명에 따른 슬립부시를 도시한 사시도
도 4는 본 발명에 따른 슬립부시를 도시한 단면도
도 5는 회전볼이 리테이너에 수용되는 순서를 도시한 부분 단면도
도 6(a)는 회전롤러를 도시한 사시도
도 6(b)는 도 6(a)의 정면도
도 7(a)는 회전롤러의 다른 실시예를 도시한 사시도
도 7(b)는 도 7(a)의 정면도
도 7(c)는 도 7(a)의 회전롤러가 적용된 슬립부시를 도시한 단면도
도 7(d)는 유입홈을 도시한 부분 사시도
도 8(a)는 회전롤러의 또 다른 실시예를 도시한 사시도
도 8(b)는 도 8(a)의 정면도
도 8(c)는 도 8(a)의 회전롤러가 적용된 슬립부시를 도시한 단면도
아래에서는 본 발명에 따른 슬립부시를 첨부된 도면을 통해 더욱 상세히 설명한다.
본 발명은 슬립부시에 관한 것으로, 도 2는 본 발명에 따른 슬립부시가 포함되는 텔레스코픽 샤프트를 도시한 분해사시도이다.
이해를 돕기 위해, 먼저 본 발명에 따른 슬립부시가 적용되는 텔레스코픽 샤프트에 대해 설명한다. 일반적으로 텔레스코픽 샤프트는 중공이 형성되는 외측 샤프트(10); 및 상기 중공으로 인입 및 인출되는 내측 샤프트(20)로 구성된다.
외측 샤프트(10)는 도 2에 도시된 바와 같이 중공이 형성되고, 내주연에 제1 그루브(12)가 축 방향을 따라 형성된다. 또한 제1 그루브(12)는 복수 개의 열로 일정한 간격을 유지하며 형성된다.
내측 샤프트(20)는 도 2에 도시된 바와 같이 원기둥 형상으로 형성되고, 외측 샤프트(10)의 중공에 인입, 인출될 수 있도록 지름이 외측 샤프트(10) 중공의 지름보다는 작게 형성된다. 이때, 외측 샤프트(10)와 내측 샤프트(20) 사이에는 틈이 형성되는데, 만약 틈이 지나치게 크게 형성된다면 내측 샤프트(20)의 입출에 따라 진동과 소음이 발생할 수 있고, 틈이 지나치게 작게 형성되면 마찰로 인해 마모가 발생할 수 있다. 따라서 상기 틈은 적당한 크기로 형성되어야 하는데, 바람직하게는 외측 샤프트(10) 및 내측 샤프트(20) 사이에 볼과 같이 접촉면적을 최소화시킬 수 있는 개재물을 끼워놓는다. 본 발명에서는 슬립부시(S)를 개재시켜 외측 샤프트(10) 및 내측 샤프트(20)의 원활한 슬라이딩을 구현한다.
그리고 내측 샤프트(20)의 외주연에는 제2 그루브(22)가 축 방향을 따라 형성되며, 제2 그루브(22)는 제1 그루브(12)의 위치에 대응된다.
아래에서는 본 발명에 따른 슬립부시를 도면을 참조하여 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 슬립부시를 도시한 사시도, 도 4는 본 발명에 따른 슬립부시를 도시한 단면도, 도 5는 회전볼이 리테이너에 수용되는 순서를 도시한 부분 단면도, 도 6(a)는 본 발명에 따른 회전롤러를 도시한 사시도 및 도 6(b)는 도 6(a)의 정면도이다.
본 발명에 따른 슬립부시는 중공이 형성되며, 외주연에 축방향을 따라 형성되는 제1 수용홀(102) 및 제2 수용홀(103)을 포함하는 리테이너(100); 제1 수용홀(102) 내에 회전가능하게 설치되는 회전볼(110); 및 제2 수용홀(103) 내에 회전가능하게 설치되는 회전롤러(120)를 포함하여 구성된다.
리테이너(100)는 도 3에 도시된 바와 같이 중공이 있는 원통 형상이고, 리테이너(100)에는 수용부(101)가 형성된다. 그리고 리테이너(100)는 외측 샤프트(10) 및 내측 샤프트(20) 사이에 개재되어 회전을 전달하는 역할을 한다. 리테이너(100)는 탄성이 있는 합성수지 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
수용부(101)는 복수 개가 리테이너(100)의 테두리 상에서 축방향을 따라 일정한 간격을 두면서 형성되며, 리테이너(100)의 일단에서 타단까지 이어진다. 그리고 수용부(101) 상에는 복수 개의 코킹부(104)가 형성되며, 코킹부(104) 사이에는 제1 수용홀(102) 및 제2 수용홀(103)이 형성된다.
제1 수용홀(102)은 후술할 회전볼(110)이 설치되는 곳이고, 제2 수용홀(103)은 후술할 회전롤러(120)가 설치되는 곳이다.
코킹부(104)는 복수 개가 수용부(101) 상에 일렬로 형성되고, 도 4(a)에 도시된 바와 같이 코킹부(104) 사이에는 제1 수용홀(102) 또는 제2 수용홀(103)이 형성된다. 코킹부(104)는 후술할 회전볼(110) 및 회전롤러(120)를 지지하는 구성요소로서, 중앙 상부에 V자로 형성되는 코킹홈(104a)과 양측 상부에 형성되는 안내홈(104b)을 포함한다. 그리고 코킹부(104)는 그 사이에 제1 수용홀(102) 및 제2 수용홀(103) 중 어느 것이 형성되는지에 따라 양측의 형상이 다르다.
먼저 코킹부(104) 사이에 제1 수용홀(102)이 형성될 경우, 도 4(a)에 도시된 바와 같이 코킹부(104)의 측면이 곡선형으로 오목하게 형성되어 후술할 회전볼(110)이 코킹부(104) 사이에 수용된다. 이에 따라 코킹부(104)는 도 4(b)에 도시된 바와 같이 구 형상인 회전볼(110)을 빈틈없이 지지함과 동시에 회전볼(110)이 제1 수용홀(102) 내부에서 원활하게 회전되게 한다.
그리고 코킹부(104) 사이에 제2 수용홀(103)이 형성될 경우, 도 4(a)에 도시된 바와 같이 코킹부(104)의 측면에 연결돌기부(105)가 형성되어 후술할 회전롤러(120)가 연결돌기부(105)에 끼워짐으로써 코킹부(104) 사이에 설치된다.
코킹홈(104a) 및 안내홈(104b)은 회전볼(110) 및 회전롤러(120)의 진입을 용이하게 하는 구성요소로서, 코킹홈(104a)은 코킹부(104) 중앙 상부에 V자로 형성되어 코킹부(104)가 유연하게 오므라들 수 있게 하고, 안내홈(104b)은 코킹부(104) 양측 상부에 경사지게 형성되어 회전볼(110) 및 회전롤러(120)를 각 수용홀로 가이드한다. 아래에서는 회전볼(110)이 제1 수용홀(102)에 수용되는 과정을 도면을 참조하여 설명한다.
회전볼(110)이 도 5(a)에 도시된 바와 같이 안내홈(104b)을 따라 제1 수용홀(102) 입구로 진입하면, 도 5(b)에 도시된 바와 같이 코킹홈(104a)으로 인해 코킹부(104)의 일측 상부가 각각 화살표 방향으로 휘어지게 된다. 그리고 도 5(c)에 도시된 바와 같이 회전볼(110)이 제1 수용홀(102)에 완전히 수용되면, 휘어졌던 코킹부(104)의 일측 상부는 탄성에 의해 원위치로 복귀하여 회전볼(110)을 지지한다.
회전볼(110)은 제1 수용홀(102) 내에 배치되며, 코킹부(104)에 의해 지지되어 리테이너(100)에 연결된다. 회전볼(110)은 도 4(b)에 도시된 바와 같이 리테이너(100)의 외측 및 내측으로 돌출되도록 설치되어 각각이 외측 샤프트(10)의 제1 그루브(12) 및 내측 샤프트(20)의 제2 그루브(22)에 접하게 된다. 이에 따라 외측 샤프트(10)와 내측 샤프트(20)는 서로에 대해 슬라이딩이 가능함과 동시에 둘 중 어느 하나의 회전이 리테이너(100)를 통해 다른 샤프트에 전달된다. 또한, 회전볼(110)은 효율적인 습동의 발생을 위해 복수 개가 리테이너(100)의 축방향을 따라 형성된다.
특히, 회전볼(110)은 습동(STICK-SLIP)에 의해 회전을 전달하는 것뿐만 아니라 외측 샤프트(10) 및 내측 샤프트(20)를 슬라이딩시켜야 하므로, 바람직하게는 완전한 구 형태로 형성되며, 내측면이 반구형으로 형성되는 코킹부(104)를 통해 지지되어 모든 방향으로 회전할 수 있다.
회전롤러(120)는 원통형으로 형성되고, 제2 수용홀(103) 내측면에 형성되는 연결돌기부(105)를 통해 제2 수용홀(103) 내에 설치된다. 구체적으로 회전롤러(120)는 도 6(a, b)에 도시된 바와 같이 원기둥 형상의 몸체부(122); 및 몸체부(122) 양측면 중앙에 형성되는 회전홈부(123)로 구성된다. 그리고 연결돌기부(105)는 제2 수용홀(103) 내측면에 돌출 되도록 형성되어 회전롤러(120)가 제2 수용홀(103)에 수용될 시 연결돌기부(105)가 회전홈부(123)에 삽입되도록 한다. 이에 따라 회전롤러(120)는 제1 그루브(12) 및 제2 그루브(22)에 압흔이 발생하는 것을 방지한다. 리테이너(100)가 외측 샤프트(10) 및 내측 샤프트(20) 사이에서 슬라이딩됨에 따라 회전볼(110)이 제1 그루브(12) 및 제2 그루브(22) 상에서 회전하게 되는데, 이때 회전볼(110)은 제1 그루브(12) 및 제2 그루브(22)와 점접촉하며 회전되므로 제1 그루브(12) 및 제2 그루브(22)에는 상기 점접촉으로 인한 압력 집중으로 압흔이 발생될 수 있다. 따라서 몸체부(122)가 원기둥 형상으로 형성된 회전롤러(120)는 제1 그루브(12) 및 제2 그루브(22)와 선접촉을 하여 압력이 집중되는 것을 분산시킴으로써 상기 압흔의 발생을 방지한다.
아래에서는 회전롤러(120)의 다른 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.
도 7(a)는 회전롤러의 다른 실시예를 도시한 사시도, 도 7(b)는 도 7(a)의 정면도, 도 7(c)는 도 7(a)의 회전롤러가 적용된 슬립부시를 도시한 단면도, 도 7(d)는 유입홈을 도시한 부분 사시도, 도 8(a)는 회전롤러의 또 다른 실시예를 도시한 사시도, 도 8(b)는 도 8(a)의 정면도 및 도 8(c)는 도 8(a)의 회전롤러가 적용된 슬립부시를 도시한 단면도이다.
회전롤러(120)의 다른 실시예는 도 7(a, b)에 도시된 바와 같이 원기둥 형상인 몸체부(122); 및 원뿔 형상으로 몸체부(122) 양측에 형성되는 측단부(124)로 구성된다. 즉, 몸체부(122)는 원기둥 형상으로 제1 그루브(12) 및 제2 그루브(22)와 선접촉되어 압흔을 방지하고, 측단부(124)는 몸체부(122) 양측에 형성되며 축 중심 방향으로 수렴되는 원뿔 형상으로 형성된다. 그리고 코킹부(104)의 제2 수용홀(103)측 면에는 도 7(c)에 도시된 바와 같이 상기 측단부(124)의 첨단이 수용될 수 있도록 연결돌기부(105) 대신 원뿔 형상으로 파인 연결홈부(106)가 형성된다. 이때, 코킹부(104)에는 도 7(d)에 도시된 바와 같이 유입홈(104c)이 더 형성될 수 있는데, 이는 회전롤러(120)가 제2 수용홀(103)에 수용될 시 코킹부(104)로부터 저항을 덜 받도록 하기 위함이다. 구체적으로 유입홈(104c)은 연결홈부(106)의 상측으로 연장되게 형성되어 회전롤러(120)의 측단부(124)가 유입홈(104c)을 통해 연결홈부(104)로 용이하게 수용될 수 있다.
앞에서 설명한 회전롤러(120)의 기본형태 및 다른 실시예는 회전롤러(120)가 뾰족하게 돌출되고, 연결홈부(106)가 함몰되는 구조로 인해 회전롤러(120)가 리테이너(100)에 용이하게 결합되고, 수직으로 돌출되는 형상보다 전단응력이 상대적으로 낮게 발생하는 장점이 있다.
회전롤러(120)의 또 다른 실시예는 도 8(a, b)에 도시된 바와 같이 다른 실시예의 회전롤러(120)에서 양 끝단이 절삭(C)된 형상이다. 그리고 연결홈부(106)는 도 8(c)에 도시된 바와 같이 절삭된 측단부(124)의 끝단이 수용될 수 있도록 단면이 등변 사다리꼴 형상으로 함몰되게 형성된다.
10: 외측 샤프트 12: 제1 그루브
20: 내측 샤프트 22: 제2 그루브
100: 리테이너 101: 수용부
102: 제1 수용홀 103: 제2 수용홀
104: 코킹부 104a: 코킹홈
104b: 안내홈 104c: 유입홈
105: 연결돌기부 106: 연결홈부
110: 회전볼 120: 회전롤러
122: 몸체부 123: 회전홈부
124: 측단부

Claims (6)

  1. 중공이 형성되며, 외주연에 축방향을 따라 형성되는 제1 수용홀(102) 및 제2 수용홀(103)을 포함하는 리테이너(100);
    중앙 상부에 V자로 형성되는 코킹홈(104a)과, 양측 상부에 형성되는 안내홈(104b)을 포함하고, 상기 제1 수용홀(102) 및 상기 제2 수용홀(103) 양측에 각각 형성되는 코킹부(104) 및
    원기둥 형상인 몸체부(122)와, 원뿔 형상으로 상기 몸체부(122) 양측에 형성되는 측단부(124)로 이루어지며, 상기 제2 수용홀(103) 내에 회전가능하게 설치되어 상기 코킹부(104) 사이에서 탄성적으로 지지되는 회전롤러(120)를 포함하여 구성되고,
    상기 회전롤러(120)와 맞닿는 코킹부(104) 측면에는 상기 측단부(124)의 첨단이 수용되도록 함몰되어 형성되는 연결홈부(106)와, 상기 안내홈(104b)에서 상기 연결홈부(106)로 이어지게 형성되는 유입홈(104c)이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 슬립부시.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 회전롤러(120)는 상기 측단부(124)가 원뿔대 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 슬립부시.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 수용홀(102) 내에 회전가능하게 설치되어 상기 코킹부(104) 사이에서 탄성적으로 지지되는 회전볼(110)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슬립부시.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
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