KR20050005038A - 벨로우즈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 벨로우즈의 개량에 관한 것으로서, 그 목적은 벨로우즈의 조립 및 분리시 벨로우즈의 장착 및 탈착을 위하여 초래되는 반복작업으로 인한 작업자의 불편을 개선하기 위하여, 벨로우즈의 조립 및 분리 작업을 용이하게 하기 위하여 장착 대상에 비하여 상대적으로 벨로우즈의 입구부를 면적을 크게 함과 아울러 벨로우즈의 기밀성 유지를 위하여 벨로우즈의 입구부 및 입구부의 경사부에 주름을 형성함으로써 입구부를 오므려 접을 수 있도록 하고, 그 접혀진 입구부가 밀착 고정될 수 있도록 하는 체결구조가 구비되는 구성을 제공하는 것에 있다.

Description

벨로우즈{Bellows of steering system}

본 발명은 벨로우즈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 벨로우즈의 조립 및 분리시 벨로우즈의 장착 및 탈착을 위하여 초래되는 반복작업으로 인한 작업자의 불편을 개선하기 위하여 벨로우즈의 기밀성을 유지할 뿐만 아니라 벨로우즈의 조립 및 분리 작업을 용이하게 하기 위하여 벨로우즈의 구조를 개선한 벨로우즈에 관한 것이다.

이러한 벨로우즈의 종래의 기술을 차량용 스티어링 시스템에 적용되는 벨로우즈를 통하여 살펴본다.

일반적으로 차량용 스티어링 시스템은 스티어링 휠에서 발생하는 회전력을 조향륜에 전달할 수 있도록 그 사이에 마련되는 것으로서, 운전석에 마련된 스티어링 휠(미 도시)과, 그 하측에 마련되는 스티어링 샤프트(미 도시) 및 이 스티어링 샤프트와 연결되어 스티어링 휠로부터 부여되는 회전력을 감속함과 동시에 동력전달방향을 전환하는 조향기어부(19), 조향기어부로부터 전달되는 조향력을 전달받아 축방향으로 이동가능한 샤프트(18), 상기 샤프트를 둘러싸고 있는 중공의 샤프트 하우징(15), 샤프트의 양단에서 이너볼조인트에 의해 연결 설치되어 상기 샤프트로부터의 조향력을 전달하는 이너볼조인트 어셈블리(11)와, 상기 이너볼조인트 어셈블리의 일단에 연결 설치되어 이너볼조인트 어셈블리로부터 전달되는 조향력을 차륜에 전달하는 타이로드 엔드(16) 등을 구비하여 마련된다.

이때, 샤프트 하우징(15) 및 이너볼조인트(17)를 덮어 기밀성을 유지하기 위하여 샤프트의 축방향으로 신축이 자유로운 동시에 반경방향으로 원활하게 움직일 수 있도록 설치되는 벨로우즈(1)가 마련되는데, 이와같은 벨로우즈는 기밀성이 유지될 수 있도록 장착 대상에 밀착될 수 있도록 제공됨이 바람직하다.

도 1은 이러한 종래의 벨로우즈가 랙&피니언 기어 조합체에 설치된 것을 보인 측면도이다. 제 1도에 있어서, 부호19는 랙(미 도시)과 그에 치합되는 피니언(미 도시)이 배치된 조향기어부를, 부호 15는 샤프트 하우징을 나타낸다. 이 샤프트 하우징(15)내에는, 일측에 랙이 마련되어 있는 샤프트(18)가 배치되어 있고 그 샤프트의 양단에는 이너볼조인트(17)를 개재하여 이너볼조인트 어셈블리(11)가 결합되며, 이들 이너볼조인트 어셈블리의 끝단에는 타이로드 엔드(16)가 결합되고 이들 타이로드 엔드는 적당한 링크(미 도시)가 개재되어 차륜(미 도시)에 연결되어 있다.

이 때, 이너볼조인트(17) 및 샤프트 하우징(15)의 내부로 이물질이 삽입되는 것을 방지하기 위하여 이너볼조인트를 중심으로 샤프트 하우징(15)의 일단에서 이너볼조인트 어셈블리(11)의 벨로우즈 입구부 안착부(12)까지를 둘러싸는 벨로우즈가 마련된다.

도 2는 이러한 벨로우즈의 내부를 자세하게 보인 내부 측면도이다. 샤프트(18)의 양단에 결합하는 이너볼조인트(17)는 샤프트의 끝단에 연결된 볼하우징(미 도시)과 이와 마주하여 결합하는 이너볼조인트 어셈블리(11)의 볼(미 도시)로 구성되어 있어, 이너볼조인트 어셈블리는 샤프트에 대하여 요동이 자유롭다.

또한 이를 둘러싸고 있는 벨로우즈(1)는 샤프트(18)의 축방향에 따라 신축이 자유로운 동시에 반경 방향으로 원할하게 움직일 수 있도록 주름관으로 구성되어 있고, 그 일단은 샤프트 하우징(15)의 일단 외부면에 밀착되며 타단은 이너볼조인트 어셈블리(11)의 일측에 마련된 벨로우즈 입구부 안착부(12)에 밀착된다. 이때 벨로우즈 입구부 안착부(12)는 벨로우즈 입구부(2)의 안착을 용이하게 하기 위하여 전방에 조립턱이 마련되는 것이 일반적이다.

이하에서는 이러한 벨로우즈의 조립과정을 도 2를 참조하여 살펴본다.

샤프트(18)의 일단에 이너볼조인트(17)가 개재되어 결합하는 이너볼조인트 어셈블리(11)를 설치한 후, 벨로우즈의 일단을 이너볼조인트 어셈블리로부터 밀어 넣어 샤프트 하우징(15) 일단의 외부면에 밀착시키고 그 위에 스틸밴드(10)을 장착한다. 또한 벨로우즈의 타단은 이너볼조인트 어셈블리(11)의 벨로우즈 입구부 안착부(12)에 밀착시키고 그 위에 클립을 장착하여 벨로우즈의 기밀성을 증대시킨다.

아울러, 보다 견고한 결합을 위해 벨로우즈(1)의 양단을 스틸밴드(10)과 클립(3)으로 고정하기에 앞서 벨로우즈의 양단 내부면에 접착제를 도포하기도 한다.

그러나, 이러한 종래의 차량용 스티어링 시스템의 벨로우즈는, 벨로우즈의 입구부(2)의 단면적이 이너볼조인트 어셈블리(11)의 단면적과 크게 다르지 않아 벨로우즈 조립시 벨로우즈 입구부를 이너볼조인트 어셈블리에 장착하기 위하여 반복해서 이너볼조인트 어셈블리의 안착부(12)까지 밀어 넣고 클립으로 체결해야 하는 문제로 인해 작업상의 불편함이 있었다.

또한, 이너볼조인트 어셈블리의 교환시 작업 공간을 확보하기 위하여 벨로우즈를 분리하여야 하는데 이때, 종래의 벨로우즈는 기 조립된 벨로우즈의 스틸밴드(10)를 분리하여야 할 뿐만 아니라, 벨로우즈 내부면에 도포되는 접착제로 인해 쉽게 분리되지 않아 벨로우즈를 찢고 다시금 새로운 벨로우즈를 장착시켜야 하는 문제점이 있었다. 나아가, 이너볼조인트 어셈블리 체결시 타이로드 엔드(16)와 벨로우즈 조립턱(13)과의 거리가 짧을 경우에는 벨로우즈를 압축시키고 작업해야하는 문제도 발생하게 된다.

본 발명은 이와같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 벨로우즈의 조립 및 분리 작업을 용이하게 하기 위하여 벨로우즈의 입구부 단면적을 넓히는 것과 아울러 기밀성 유지를 위한 수단을 강구하는 것에 목적이 있다.

도 1은 종래의 차량 스티어링 시스템의 벨로우즈 설치상태를 보인 측면도이다.

도 2는 도 1에 도시된 벨로우즈의 내부를 보인 측면도이다.

도 3은 본 발명에 의한 벨로우즈의 1 실시예를 보인 사시도이다.

도 4는 도 3에 도시된 벨로우즈의 측면도이다.

도 5는 1실시예에 따른 벨로우즈 입구부가 오므려져 접혔을 때의 상태를 도시한 벨로우즈 입구부의 단면도이다.

도 6은 본 발명에 의한 벨로우즈의 2실시예이다.

도 7은 본 발명에 의한 벨로우즈의 3실시예이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1, 21: 벨로우즈 2, 22,32,42: 입구부

3: 클립 10: 스틸밴드

11: 이너볼조인트 어셈블리 12: 벨로우즈 입구부 안착부

13: 조립턱 15: 샤프트 하우징

17: 이너볼조인트 18: 샤프트

23,33,43: 주름 24: 입구부의 경사부

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 벨로우즈는, 벨로우즈의 조립 및 분리 작업을 용이하게 하기 위하여 장착 대상에 비하여 상대적으로 벨로우즈의 입구부 단면적을 크게 할 뿐만아니라, 벨로우즈의 기밀성 유지를 위하여 벨로우즈의 입구부 및 입구부의 경사부에 수 개의 주름을 형성하여 벨로우즈의 입구부를 오므려 접을 수 있도록 하고, 그 접혀진 입구부가 밀착 고정될 수 있도록 하는 체결구조를 제공하는 것을 특징으로 한다. 또한, 입구부가 주름을 따라 오므려져 접힘으로 인해 발생하는 간극부의 기밀성 유지 문제를 해결하기 위하여 상기 주름의 외측주름과 내측주름 사이의 입구부는 그 두께를 다른 입구부에 비하여 보다 얇게하여 구성하거나, 실리콘 혹은 기타의 접착성 물질을 간극부에 삽입하여 기밀성을 유지하도록 하는 구성을 제공하고 있다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 벨로우즈를 랙&피니언 스티어링 기어조합체에 적용한 경우의 실시예를 상세히 설명하며, 이하에서는 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 가리킨다.

도 3은 본 발명에 따른 벨로우즈의 1실시예를 도시한 사시도이다. 이에 도시된 바와 같이, 벨로우즈의 입구부(22)는 장착되는 이너볼조인트 어셈블리(11)의 단면적 보다 크게 형성되어 있다. 따라서 본 발명에 의한 벨로우즈(21) 조립시에는 종래의 벨로우즈 장착시와 같이 벨로우즈를 이너볼조인트 어셈블리(11)로부터 밀어 넣기 위하여 반복되는 힘을 가해주어야 하는 불편이 없어진다.

한편, 본 발명의 벨로우즈(21)는 벨로우즈의 조립 및 분리의 용이함을 위해 벨로우즈 입구부(22)의 단면적을 넓힐 뿐만 아니라, 입구부를 오므려 접을 수 있도록 하는 주름(23)들이 형성되어 있다. 이 주름은 벨로우즈 입구부(22)에서 부터 벨로우즈 입구부의 경사부(24)에 까지 연장 형성되어 있어, 주름(23)을 따라 벨로우즈 입구부를 오므려 접음으로써 벨로우즈의 입구부(22)를 벨로우즈 입구부 안착부(12)에 밀착시킬 수 있게 된다.

또한, 벨로우즈(21)가 완벽히 이너볼 조인트 어셈블리(11)에 밀착 고정되도록 하기 위하여 벨로우즈 입구부(22)를 주름(23)을 따라 오므려 접은 후 그 위에 클립이나 와이어를 장착하여 고정하면 벨로우즈의 입구부 체결이 완성되며, 이 때 벨로우즈(21)의 반대편 일단을 샤프트 하우징(15)의 일단 외부면에 밀착시켜 스틸밴드(10)로 고정시키는 작업은 상기의 벨로우즈 입구부(22) 밀착 고정 작업이 끝난후에 하거나 혹은 그 전에도 할 수도 있다.

한편, 원뿔형의 벨로우즈 입구부(22)와 입구부의 경사부(24)는 주름(23)들을 따라 벨로우즈의 입구부가 포개어지듯이 오므려질 수 있도록 각 주름을 모서리로 하여 일정 정도의 각이 져 있는 형태로 형성된다. 즉, 외측주름(23A)의 바깥 입구부면을 눌러 벨로우즈 입구부(22)에 압력을 가하면 내측주름(23B)도 함께 접혀지면서 포개어지듯이 오므려진다. 이때, 상기의 주름은(23) 내측주름과 외측주름이 쌍으로 형성되어 복수개가 벨로우즈 입구부(22)와 입구부의 경사부(24)에 마련되며, 각 내측주름과 외측주름간의 간격은 입구부(22) 선단으로 갈수록 좁아지는 형태로 된다.

다만, 상기와 같이 접혀진 입구부를 다시 펴고자 하는 경우에 벨로우즈 입구부(22)는 거의 원형에 가깝게 벌려질 수 있다.

도 4는 도 3에서 도시한 벨로우즈의 측면도이다. 이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 벨로오즈(21)는 원통형의 벨로우즈 본체는 둘레벽을 따라 파형부가 형성되고, 벨로우즈 입구부(22)와 벨로우즈 입구부의 경사부(24)에는 벨로우즈의 입구를 오므려 접을 수 있도록 주름(23)이 형성되어 있다. 이 주름(23)에 의하여 상기에서 살펴본 바와 같이 벨로우즈의 입구부는 포개어지듯이 오므려지거나 다시 펴지게 될 수 있는 구조를 갖는다.

도 5는 본 발명에 따른 1 실시예의 벨로우즈 입구부가 이너볼조인트 어셈블리에 대하여 오므려져 접혔을 때의 상태를 도시한 벨로우즈 입구부의 단면도이다. 상기에서 설명한 바와 같이, 접혀진 입구부(22)는 외측주름(23A)의 바깥측이 내측주름(23B) 안쪽으로 포개어 접혀지는 형태로 된다.

한편, 도 6은 본 발명에 따른 벨로우즈의 2실시예에 따른 벨로우즈 입구부(32)의 단면도를 나타낸 것으로, 이에 도시된 바와 같이, 외측주름(33A)와 내측주름(33B)의 쌍이 세개로 마련될 수 있다.

또한, 도7은 3실시예를 나타내는 것으로, 외측주름(43A)와 내측주름(43B)의 쌍이 두개로 마련되어 이너볼조인트에 대하여 오므려져 접혀진 상태를 벨로우즈의 입구부(42) 단면도로 도시하였으며, 도면에는 도시되지 않았지만 본 발명에 의한 주름은 외측주름과 내측주름의 한 쌍으로만 형성되어 벨로우즈 입구부의 기밀성을 보다 높게 할 수 있으며, 나아가서는 보다 용이한 벨로의즈의 장착 및 탈착을 위하여 주름이 5개 이상의 여러개로 형성될 수도 있다.

그리고, 본 발명에 따른 접이식 벨로우즈의 입구부가 주름을 따라 오므려져 접히면서 발생하는 빈 공간인 간극부(20, 30, 40)에 의해 벨로우즈의 기밀성이 떨어질 수 밖에 없는 문제가 있으므로, 이의 해결을 위해서는 주름(22, 32, 42)의 외측주름(23A, 33A, 43A)과 내측주름(23B, 33B, 43B) 사이의 입구부는 그 두께를 다른 입구부에 비하여 보다 얇게하여 구성하거나, 실리콘 혹은 기타의 접착성 물질을 간극부에 삽입하여 기밀성을 유지하도록 함이 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 발명의 벨로우즈(21)는, 벨로우즈 입구부(22)의 구조적 특성으로 인해 최초의 조립시 무리하게 힘을 가하지 않고도 용이하게 이너볼조인트 어셈블리 안쪽으로 밀어넣을 수 있게 되며, 또한 이너볼조인트 어셈블리(11)를 분리해야 할 경우에도 벨로우즈의 일단에 장착된 스틸밴드(10)를 분리할 필요없이 벨로우즈 입구부(22)에 장착된 클립(3)을 분리하여 벨로우즈(21)를 샤프트 하우징(15) 쪽으로 압축시키고 작업할 수 있게 되어 스티어링 기어의 조립 및 이너볼조인트 어셈블리의 교환시 시간과 비용을 절감할 수 있게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 벨로우즈는, 벨로우즈의 입구부를 넓게 함과 아울러 벨로우즈의 입구부를 포개어 접을 수 있는 구조로 마련됨으로써 벨로우즈의 설치 및 장착대상의 교체를 위하여 벨로우즈를 분리해야 하는 경우 등에 있어 시간과 비용의 절감을 시킬 수 있으며, 스티어링 기어 또는 기타의 벨로우즈의 장착 및 탈착작업시에 벨로우즈의 조립 및 탈착순서를 자유롭게 선택할 수 있다.

Claims (2)

1. 기밀성을 유지함과 아울러 장착대상의 축방향으로 신축이 자유로운 동시에 반경방향으로 원활하게 움직일 수 있도록 설치되는 벨로우즈에 있어서,

   장착대상과의 조립 및 분리 작업을 용이하게 하기 위하여 장착되는 장착대상의 단면적보다 넓게 형성된 벨로우즈의 입구부와, 벨로우즈가 장착대상에 장착 되었을 때 기밀성을 유지할 수 있도록 하기 위하여 상기의 입구부 및 입구부의 경사부에 마련되는 수 개의 주름을 구비하여 상기의 입구부 또는 입구부의 경사부에 압력을 가할 경우 그 입구부가 주름을 따라 오므려져 접힐 수 있도록 마련된 것을 특징으로 하는 벨로우즈.
2. 제1항에 있어서, 입구부가 주름을 따라 오므려져 접힘으로 인해 발생하는 간극부의 기밀성 유지를 위하여 상기 주름의 외측주름과 내측주름 사이의 입구부는 그 두께를 입구부의 다른 부분보다 얇게하여 구성한 것을 특징으로 하는 벨로우즈.