KR100371915B1 - 랙바 및 랙바의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 벤딩강도를 향상시킨 차량용 파워조향장치의 랙바에 관한 것이다. 파워실린더의 실린더부에 조립된 오일시일에 슬라이딩 가능하게 끼워맞춰지는 로드부와, 이 로드부와 접속부를 개재하여 형성되고, 피니언과 맞물리는 랙부를 가진다. 로드부와 랙부에 대하여 다른 조건으로 퀀칭을 실시한다. 퀀칭은 접속부의 적어도 일부에도 실시된다.

Description

랙바 및 랙바의 제조방법{RACK BAR AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 차량용 조향장치, 특히 파워조향장치의 구성부재인 랙바 및 그 제조방법에 관한 것이다.
파워실린더의 실린더부에 조립된 오일시일에 슬라이딩 가능하게 끼워맞춰지는 로드부와, 이 로드부와 접속부를 개재하여 형성되고, 피니언과 맞물리는 랙부를 가지는 랙바(rack bar)가 알려져 있다. 또 랙부의 강도향상을 도모하기 위하여 랙부에 퀀칭(quenching)을 실시하는 기술이 알려져 있다(일본국 특개평6-200320호).
여기서, 랙부뿐만 아니라 로드부에도 퀀칭을 실시하는 경우에는 로드부와 랙형성부의 구조, 두께 등이 다르기 때문에 다른 조건으로 퀀칭을 실시할 필요가 있다. 이 경우에는 로드부에 실시되는 퀀칭의 영역과 랙형성부에 실시되는 퀀칭의 영역 사이에 비퀀칭의 경계영역(퀀칭이 완전히 실시되어 있지 않은 부위로서, 강도향상이 충분히 도모되어 있지 않은 퀀칭경계영역)이 생기는 일이 있다.
그런데 랙바에 있어서는 타이어를 개재하여 외부로부터 벤딩력이 입력되었을 때 벤딩모멘트가 작용한다. 벤딩모멘트는 랙부에 있어서의 피니언과의 맞물림부에서 최대가 되고, 맞물림부로부터 축방향으로 멀어질 수록 작아진다.
따라서, 상기한 비퀀칭의 경계영역(랙바에 있어서의 최약부위)이 랙바의 축방향 이동시(즉, 스티어링의 조타시)에 피니언과의 맞물림부에 가까워지는 부 위(예를 들어, 접속부의 랙부측 끝부)로 설정되어 있는 경우에는 벤딩강도에 문제가 생길 염려가 있다,
본 발명은 상기한 문제에 대처하도록 이루어진 것으로, 외부로부터 벤딩력이 입력되었을 때, 비퀀칭 경계영역에 작용하는 벤딩모멘트를 작게 하여 랙바의 벤딩강도를 향상시켜 내구성을 유지하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 파워조향장치의 랙바의 형태는 파워실린더의 실린더부에 조립된 오일시일에 슬라이딩 가능하게 끼워맞춰지는 로드부와, 로드부의 한쪽 끝에 설치된 접속부와, 접속부를 사이에 두고 상기 로드부와 접속되어 피니언과 맞물리는 랙을 가지는 랙부를 가진다. 또 로드부의 적어도 일부에 형성된 제 1 퀀칭영역과, 랙부의 적어도 일부 영역부터 접속부의 적어도 일부를 포함하는 영역에 걸쳐서 연속적으로 형성된 제 2 퀀칭영역을 가진다.
이에 의하여 외부로부터 벤딩력이 입력되었을 때 비퀀칭 경계영역에 작용하는 벤딩모멘트를 작게 하여 랙바의 벤딩강도를 향상시켜 내구성을 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 랙바를 채용한 파워조향장치의 요부를 개략적으로 나타내는 일부 파단도이다.
이하, 도면에 의거하여 본 발명의 실시형태를 설명한다.
도 1은 차량용 파워조향장치에 적용되는 본 발명의 랙바(10)를 나타낸다. 랙바(10)는 중공형상의 부재(소재가 중공의 둥근막대)로 형성되어 있어 로드부(11)와 랙부(13)가 접속부(12)를 개재하여 형성되어 있다. 또한 도면에 있어서는 로드부(11)의 우측 부분을 생략하고 있다.
로드부(11)는 단면이 대략 원형상으로 형성되어 있고, 그 축방향의 대략 중앙부위에는 피스톤(11a)이 조립되어 있어 축방향으로 슬라이딩가능하게 파워실린더 (50)의 실린더부(51)에 조립된 오일시일(52)에 끼워맞춰져 있다. 오일시일(52)은 실린더부(51)에 조립한 홀더(53)에 의하여 도면에 있어 왼쪽 방향으로의 이동이 규제되고 있다. 또한 도 1에서는 생략하고 있으나, 로드부(11)는 도면에 있어서의 오른쪽에 있어서도 실린더부(51)에 조립되어 홀더에 의해 유지된 오일시일에 축방향으로 슬라이딩 가능하게 끼워맞춰져 있다.
접속부(12)는 축방향길이(A)를 가지고 단면 대략이 원형상으로 형성되고, 로드부(11)[도 1중에 나타내는 오일시일 슬라이딩범위(B)의 좌측]으로부터 연속적으로 형성되어 있다. 또 로드(11)와 반대측에는 랙부(13)가 연속적으로 형성되어 있다.
랙부(13)는 축방향 길이(C)를 가지고 피니언(20)과 맞물리는 랙(13a)이 축의 길이방향에 다수 형성되어 있다. 피니언(20)이 스티어링휠(100)의 회전에 따라 회전함으로써 랙바(10)는 축방향(도면에 있어서 좌우방향)으로 이동한다.
랙바(10)의 축방향 이동량(중립위치로부터의 랙스트로크 : 도면중 D)은 랙바(10)의 양쪽 끝의 타이로드(도시 생략)가 스토퍼(도시 생략)에 접촉함으로써규정되어 있다. 랙바(10)가 축방향 이동끝으로 이동하였을 때에는 로드부(11)의 끝부[오일시일 슬라이딩범위(B)의 끝부]가 오일시일(52)에 끼워맞추어지도록 되어 있다.
본 실시예에 있어서는 로드부(11) 및 랙부(13)에는 강도향상을 도모하기 위한 퀀칭이 실시되어 있다. 이들 퀀칭은 로드부(11) 및 랙부(13)에서는 구조, 두께 등이 다르기 때문에 다른 조건으로 실시되고 있다. 또 퀀칭후의 경도는 로드부(11), 랙부(13)의 각각에 대하여 설정되어 있다.
로드부(11)에는 오일시일 슬라이딩범위(B)에 대략 일치하는 영역(축방향 길이, 도면중 E의 범위)에 대하여 퀀칭을 실시한다. 랙부(13)에 실시되는 퀀칭의 영역(축방향 길이 도면중 F)은 랙부(13)의 축방향 길이(c)보다 길고, 접속부(12)의 중앙보다도 로드부(11)측(도면중 우측)으로 까지 뻗어 있다. 이에 의하여 로드부 (11)에 실시되는 퀀칭영역(E)과 랙부(13)에 실시되는 퀀칭영역(F) 사이에 존재하는 비퀀칭 경계영역(M)(랙바에 있어서의 최약부위)이 접속부(12)의 축방향 길이(A)보다 짧게 설정되고, 접속부(12)에 있어서의 로드부(11)측(도면중 우측)으로 편위되어 있다.
랙바(10)에 있어서는 외부로부터 타이어(도시 생략)를 개재하여 랙바(10)에 벤딩력(예를 들어 경계석을 타고 오르는 하중)이 입력되었을 때, 벤딩모멘트가 작용한다. 이 벤딩모멘트는 랙부(13)에 있어서의 피니언(20)과의 맞물림부에서 최대이고, 맞물림부로부터 축방향으로 멀어질 수록 작아진다.
본 실시형태의 랙바(10)에 있어서는 상기한 바와 같이 비퀀칭의 경계영역(M)을 접속부(12)의 축방향 길이(A)보다 짧게 설정하여 접속부(12)에 있어서의 로드부측(도면중, 우측)으로 편위시켰기 때문에, 비퀀칭의 경계영역(M)을 피니언(20)과의 맞물림부로부터 축방향으로 멀어지게 할 수 있다. 이에 의하여 외부로부터 벤딩력이 입력되었을 때 비퀀칭의 경계영역(M)에 작용하는 벤딩모멘트를 작게 할 수 있다. 따라서 랙바(10)의 벤딩강도를 향상시킬 수 있어 내구성을 유지할 수 있다. 또 랙바(10)를 중공형상 부재로 형성하였기 때문에 경량화를 도모할 수 있음과 더불어 벤딩강도를 향상할 수 있다.
또한 본 발명은 중실(中實)형상의 랙바에 실시하여도 된다. 이 경우에 있어서도 랙바(10)의 벤딩강도를 향상할 수 있어 내구성을 유지할 수 있다.
이상 본 발명의 실시형태에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 다양한 형태로 적용가능하다.

Claims (6)

  1. 파워실린더(51)에 슬라이딩 가능한 제 1 끝을 가지는 로드부(11)와, 상기 로드부(11)의 제 2 끝에 설치된 접속부(12)와, 상기 접속부(12)를 개재하여 상기 로드부(11)와 접속되어 피니언(20)과 맞물리는 랙톱니를 가지는 랙부(13)를 가지는 파워조향장치의 랙바에 있어서,
    상기 로드부(11), 접속부(12), 랙부(13)는 연속적으로 구성되어 있으며,
    상기 로드부(11)의 적어도 일부 영역에 형성된 제 1 퀀칭영역과,
    상기 랙부(13)의 적어도 일부 영역부터 상기 접속부(12)의 적어도 일부를 포함하는 영역에까지 걸쳐서 연속적으로 형성된 제 2 퀀칭영역을 가지는 것을 특징으로 하는 랙바.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 로드부(11), 접속부(12), 랙부(13)는 단면이 중공형상인 것을 특징으로 하는 랙바.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 퀀칭영역의 경도는 각각 다른 것을 특징으로 하는 랙바.
  5. 파워실린더(50)에 슬라이딩 가능한 제 1 끝을 가지는 로드부(11)와, 상기 로드부(11)의 제 2 끝에 설치된 접속부(12)와, 상기 접속부(12)를 개재하여 상기 로드부(11)와 접속되고, 피니언(20)과 맞물리는 랙톱니를 가지는 랙부(13)를 가지는 파워조향장치의 랙바의 제조방법에 있어서,
    상기 로드부(11)의 적어도 일부 영역에 제 1 퀀칭처리를 실시하고,
    상기 랙부(13)의 적어도 일부 영역부터 상기 접속부(12)의 적어도 일부를 포함하는 영역에까지 걸쳐서 연속적으로 제 2 퀀칭처리를 실시하는 것을 특징으로 하는 랙바의 제조방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 퀀칭처리의 조건은 각각 다른 것을 특징으로 하는 랙바의 제조방법.
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