KR100220427B1 - 자동차의 파워 스티어링 랙부싱 어셈블리 구조 - Google Patents

자동차의 파워 스티어링 랙부싱 어셈블리 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차의 파워 스티어링 랙부싱 어셈블리 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 동력 실린더에 작용하는 작동유압에 대해 다단계에 걸쳐 씰링 작용을하여 오일압의 급상승으로 인한 오일의 누유를 방지하고, 조향장치의 신뢰성을 증대시킬 수 있는 자동차의 파워 스티어링 랙부싱 어셈블리 구조에 관한 것이다.
본 고안의 자동차의 파워 스티어링 랙부싱 어셈블리 구조는 동력 실린더내에 위치하는 랙기어를 형성한 랙바의 원주상에 결합되어 오일의 누유를 차단하는 랙부싱 어셈블리에 있어서, 상기 랙바(2)의 원주상에 끼움 결합되며, 작동유압에 순차적으로 대응하는 제1,2차오일챔버(10),(20)를 형성한 랙부싱(3)과; 상기 랙부싱(3)의 제1,2차오일챔버(10),(20)내에 설치되는 제1,2오일씰(11),(21)과; 상기 제2오일씰(21)의 후방측에 위치하여 소정의 지지력을 발휘하는 백업링(4)으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

자동차의 파워 스티어링 랙부싱 어셈블리 구조
본 발명은 자동차의 파워 스티어링 랙부싱 어셈블리 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 동력 실린더에 작용하는 작동유압에 대해 다단계에 걸쳐 씰링 작용을하여 오일압의 상승으로 인한 오일의 누유를 방지하고, 조향장치의 신뢰성을 증대시킬 수 있는 자동차의 파워 스티어링 랙부싱 어셈블리 구조에 관한 것이다.
일반적으로 파워 스티어링은 엔진에 의해 구동되는 오일펌프의 유압으로 스티어링 휠의 조작력을 쉽게 하는 장치로서, 작동원리는 압력을 높인 오일을 조향장치와 연동하는 실린더에 넣어 피스톤의 운동에 의하여 스티어링 휠의 조작력을 가볍게 하는 장치이다.
여기서 상기 스티어링 휠의 조작시 동력 실린더에 들어가는 오일의 양은 컨트롤 밸브에 의해 조정되며, 스티어링 휠의 조작력을 신속하게 할수록 동력 실린더에 유입되는 오일의 양은 많아지고, 스티어링 휠의 조작을 멈추면 오일의 유입도 멈추는 구조로 되어 있다.
상기 오일펌프는 동력조향장치의 기어박스에 유압을 공급하고 엔진의 크랭크 축에서 나오는 회전력에 의해 구동되어 펌프작용을 한다.
도 1은 종래의 파워 스티어링을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도시된 바와 같이, 상기 파워 스티어링(100)은 차실내에 위치하여 운전자의 조작력을 받는 스티어링 휠(101)과, 상기 스티어링 휠(101)의 조작력을 기어박스(102)에 전달하는 스티어링 샤프트(103)와, 이 스티어링 샤프트(103)의 원주상에 형성되어 축 방향의 탄력성을 갖는 스티어링 칼럼(104)과, 상기 스티어링 샤프트(103)와 기어박스(102)를 연결하는 유니버셜 조인트(105) 등으로 이루어지는 조작기구를 포함한다.
상기 조작기구에 연동하며 기어박스(102)에 연결된 동력 실린더(110)는 원주상에 축방향에 탄력적인 신축성을 갖는 벨로즈(111)가 결합되어 있으며, 내부에는 랙바(112)가 설치된다.
상기 랙바(112)는 소정의 길이를 가지며 일측면에 랙기어를 형성하고 있어 기어박스(102)의 피니언기어와 연동되는 구조로 이루어지며 좌우 양끝단에 타이로드(113) 등을 포함하는 링크기구가 결합된다.
상기와 같이 이루어지는 파워 스티어링(100)은 운전자가 스티어링 휠(101)을 조작하면 이 조작력이 스티어링 샤프트(103)를 경유하여 기어박스(102)에 전달되고, 상기 기어박스(102)에 연결된 동력 실린더(110)에 오일펌프(120)로부터 유압이 공급되어 동력조향을 이루게 된다.
상기 동력 실린더(110)내의 오일이 외부로 누유되는 것을 방지하기 위해 랙바의 원주상에 랙부싱 어셈블리가 설치된다.
도 2는 종래 파워 스티어링의 랙부싱 어셈블리가 장착된 상태를 나타낸 단면도이다.
도시된 바와 같이, 동력 실린더(110)내에 설치된 랙바(112)와, 이 랙바(112)의 원주상에 끼움 결합되는 랙부싱 어셈블리(130)와, 상기 동력 실린더(110)의 일측 원주상에 벨로즈(111) 밴드(114)로 고정된 벨로즈(111)가 연결된 것을 도시하고 있다.
상기 랙부싱 어셈블리(130)는 랙바(112)에 설치되는 랙부싱(131)과, 이 랙부싱(131)의 원주상에 끼움 결합되는 오링(132)과, 상기 랙부싱(131)의 일측에 위치하여 랙바(112)와 밀착력을 갖으며 전후 배치되는 두 개의 오일씰(133)과, 상기 오일씰(133)과 랙부싱(131)을 지지하는 백업링(134)로 구성되어 이루어진다.
여기서 상기 오일씰(133)은 일측이 개방되어 오일챔버(135)를 형성하며, 랙바(112)와 밀착하는 내주면은 요철형상의 요철부(136)를 구비한다. 그리고 오일씰(133)의 내주면에는 오링(137)이 끼워진다.
상기와 같이 이루어지는 랙부싱 어셈블리(130)는 운전자의 조작력에 의해 작동유압이 동력 실린더(110)에 유입될 경우 상기 랙부싱 어셈블리(130)는 오일의 누유를 차단하게 된다.
즉, 작동유압에 1차적으로 랙부싱(131)이 대응하고, 이어서 백업링(134)의 지지력을 받으며 전후 배치된 두 개의 오일씰(133)이 대응한다.
상기 랙부싱(131)을 통과한 오일은 오일씰(133)의 오일챔버(135)에 유입되어 작동유압을 채우게 되며, 이어서 상기 오일챔버(135)는 작동유압으로 인해 확장하게 되는데 이때 상기 랙바(112)의 원주면에 부분 접촉하는 요철부(136)가 변위를 일으키게 된다.
따라서 상기 요철부(136)는 랙바(112)의 원주면에 접촉하는 접촉면적이 증대되어 오일의 누유를 방지하게 되는 것이다.
그러나 상기와 같이 이루어지는 종래 파워 스티어링의 랙부싱 어셈블리 구조는 오일의 작동유압이 급상승하게 되는 경우 오일 릭킹(LEAKING)현상이 일어난다.
즉 상기 랙부싱 어셈블리(130)는 오일의 작동유압이 급상승하게 되면 오일씰(133)의 요철부(136)에 작용하는 오일압이 증가되므로, 이 요철부(136)를 통해 외부로 소량의 오일이 누유된다.
따라서 오일누유로 인한 조향장치의 신뢰성이 저하되는 것은 물론, 오일이 기기에 묻게 되어 정비성 불량과 미관이 저해되는 등 소비자의 불만이 가중되는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 창출된 것으로서, 랙부싱 어셈블리의 씰링성을 향상시켜 조향장치의 신뢰성을 증대시킬 수 있는 자동차의 파워 스티어링 랙부싱 어셈블리 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 자동차의 파워 스티어링 랙부싱 어셈블리 구조는 동력 실린더내에 위치하는 랙기어를 형성한 랙바의 원주상에 결합되어 오일의 누유를 차단하는 랙부싱 어셈블리에 있어서, 상기 랙바의 원주상에 끼움 결합되며, 작동유압에 순차적으로 대응하는 제1,2차오일챔버를 형성한 랙부싱과; 상기 랙부싱의 제1,2차오일챔버내에 설치되는 제1,2오일씰과; 상기 제2오일씰의 후방측에 위치하여 소정의 지지력을 발휘하는 백업링으로; 이루어지는 것을 특징으로 한다.
도 1은 종래의 파워 스티어링을 개략적으로 나타낸 사시도,
도 2는 종래 파워 스티어링의 랙부싱 어셈블리가 장착된 상태를 나타낸 단면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 랙부싱 어셈블리의 장착 상태를 나타낸 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 랙부싱 어셈블리 2 : 랙바
3 : 랙부싱 4 : 백업링
5 : 동력 실린더 10 : 제1차오일챔버
11 : 제1오일씰 12 : 요철부
13 : 오링 20 : 제2차오일챔버
21 : 제2오일씰 22 : 씰오일챔버
23 : 돌출부
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 랙부싱 어셈블리의 장착 상태를 나타낸 단면도이다.
도시된 바와 같이, 랙바(2)의 원주상에 결합되어 있는 제1,2차 오일챔버(10),(20)를 형성한 랙부싱(3)과, 상기 제1,2차 오일챔버(10),(20)내에 설치되는 제1,2오일씰(11),(21) 및 소정의 지지력을 갖는 백업링(4)을 도시하고 있다.
동력 실린더(5)내에 위치하는 랙바(2)는 일측면에 기어박스(미도시)와 연동되는 랙기어(미도시)를 형성하여 운전자의 조작력을 전가받도록 이루어진다.
상기 랙바(2)의 원주상에 설치되는 랙부싱 어셈블리(1)는 동력 실린더(5)에 유입되는 작동유압이 외부로 누유되는 것을 차단한다.
상기 랙부싱 어셈블리(1)는 작동유압에 순차적으로 대응하는 제1차오일챔버(10)와 제2차오일챔버(20)를 구비하며, 이 제1차오일챔버(10)에는 제1오일씰(11)이 제2차오일챔버(20)에는 제2오일씰(21)이 위치하여 오일의 누유를 차단한다.
그리고, 상기 제2오일씰(21)의 후방측에는 상기 제1,2오일씰(11),(21)이 후방으로 밀려나는 것을 방지하기 위해 소정의 지지력을 갖는 백업링(4)이 결합된다.
여기서 상기 제1차오일챔버(10)내에 설치되는 제1오일씰(11)은 랙바(2)의 원주면에 부분 접촉하는 요철형상의 요철부(12)와, 이 요철부(12)의 원주상에 끼워져 소정의 탄성력을 발휘하는 오링(13)을 구비하여 이루어진다.
또한 상기 제2차오일챔버(20)내에 설치되는 제2오일씰(21)은 상기 제1오일씰(11)을 통과한 작동유압이 작용할 수 있도록 축방향으로 소정의 공간으로 이루어진 씰오일챔버(22)와, 원주방향에 랙바(2)의 외주면과 제2차오일챔버(20)의 내주면에 접촉하는 돌출부(23)를 포함하여 이루어진다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 자동차의 파워 스티어링 랙부싱 어셈블리 구조는 다음과 같이 작용한다.
운전자의 조작력이 기어박스(미도시)에 전달되면 이 기어박스(미도시)와 연결된 동력 실린더(5)내에는 오일펌프로(미도시)부터 작동유압이 공급되며, 이때 상기 작동유압에 대응하여 랙부싱 어셈블리(1)는 다단계에 걸쳐 씰링 작용을하여 동력 실린더(5) 외부로 오일이 누유되는 것을 차단한다.
즉, 상기 동력 실린더(5)에 소정의 작동유압이 작용하게 되면 1차적으로 랙부싱(3)이 대응하여 상기 작동유압을 감쇄시킨다.
이어서 상기 랙부싱(3)과 랙바(2) 사이에 형성된 틈새를 통해 소정의 작동유압이 제1차오일챔버(10)에 유입되면, 상기 제1차오일챔버(10)는 팽창하게 되어 제1오일씰(11)을 랙바(2)측으로 가압하게 된다. 그러면 상기 제1오일씰(11)의 요철부(12)는 랙바(2)와의 접촉력이 증대되어 작동유압의 누유를 감소 및 차단시키게 된다.
만약 동력 실린더(5)에 작용하는 오일압이 급상하여 제1오일씰(11)을 통해 제2차오일챔버(20)에 오일이 유입되는 경우에 제2오일씰(21)의 씰오일챔버(22)에 작동유압이 작용하여 이 씰오일챔버(22)를 팽창시키게 된다.
아울러 상기 씰오일챔버(22)의 확장으로 인해 제1오일씰(11)의 원주상에 형성된 돌출부(23)가 랙바(2)측으로 눌리게 되어 접촉면적이 증대되므로 오일의 누유를 차단한다.
그리고 상기 제2오일씰(21)의 후방측에 설치된 백업링(4)이 이 랙부싱(3)이 작동유압으로 인해 밀리는 것을 방지하고 위치고정을 이룬다.
이와 같이 본 발명의 자동차의 파워 스티어링 랙부싱 어셈블리 구조는 동력 실린더에 작용하는 작동유압에 대하여 다단계에 걸쳐 씰링작용을 하므로 오일의 누유를 방지할 수 있는 것은 물론 조향장치 신뢰성을 증대시킬 수 있는 이점이 있다.
본 발명은 기재된 실시예에 한정하는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다.
따라서, 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구의범위에 속한다 해야 할 것이다.

Claims (2)

  1. 동력 실린더내에 위치하는 랙기어를 형성한 랙바의 원주상에 결합되어 오일의 누유를 차단하는 랙부싱 어셈블리에 있어서,
    상기 랙바(2)의 원주상에 끼움 결합되며, 작동유압에 순차적으로 대응하는 제1,2차오일챔버(10),(20)를 형성한 랙부싱(3)과;
    상기 랙부싱(3)의 제1,2차오일챔버(10),(20)내에 설치되는 제1,2오일씰(11),(21)과;
    상기 제2오일씰(21)의 후방측에 위치하여 소정의 지지력을 발휘하는 백업링(4)으로;
    이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차의 파워 스티어링 랙부싱 어셈블리 구조.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제1오일씰(11)은 랙바(2)의 원주면에 부분 접촉하는 요철형상을 갖는 요철부(12)와, 이 요철부(12)의 원주상에 끼워져 소정의 탄성력을 발휘하는 오링(13)을 구비하며, 제2오일씰(21)은 작동유압이 작용할 수 있도록 축방향으로 소정의 공간을 형성한 씰오일챔버(22)와, 원주방향에 형성되어 랙바(2)의 외주면과 제2차오일챔버(20)의 내주면에 접촉하는 돌출부(23)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차의 파워 스티어링 랙부싱 어셈블리 구조.
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