KR100562579B1 - 차량용 스티어링 시스템의 래틀 방지 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 스티어링 시스템의 래틀 방지 구조에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 랙하우징의 외측에 체결홀 및 가압홀이 형성되고, 상기 체결홀과 나사 결합을 통해 고정되면서 일단이 가압홀에 삽입되어 랙하우징의 내부에서 작동하는 요크서포트의 일측을 가압하는 가압부재를 통해, 스티어링 시스템에서 랙과 피니언의 작동으로 요크서포트를 상하 방향으로 지지해주어, 궁극적으로 랙과 피니언의 유격방지를 통해 래틀노이즈를 방지하는 것을 특징으로 한다,

랙하우징, 랙과 피니언, 굴곡, 요크서포트, 탄성

Description

차량용 스티어링 시스템의 래틀 방지 구조{A STRUCTURE FOR PROTECTING RATTLE NOISE OF AN AUTO STEERING SYSTEM}

도 1은 이러한 종래의 랙하우징과 밸브하우징의 결합된 상태를 보인 측단면도.

도 2는 도 1의 외부 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 가압부재의 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 랙 하우징의 사시도.

도 5는 도 3과 도 4의 결합 사시도.

도 6은 본 발명에 따른 가압부재와 랙 하우징의 결합 단면도.

도 7은 본 발명에 따른 가압부재의 일실시예.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

31 : 랙하우징 33 : 가압홀

40 : 가압부재 41 : 가압판

43 : 가압돌기

본 발명은 랙하우징의 외측에 체결홀 및 가압홀이 형성되고, 상기 체결홀과 나사 결합을 통해 고정되면서 일단이 가압홀에 삽입되어 랙하우징의 내부에서 작동하는 요크서포트의 일측을 가압하는 가압부재를 통해, 스티어링 시스템에서 랙과 피니언의 작동으로 요크서포트를 상하 방향으로 지지해주어, 궁극적으로 랙과 피니언의 유격방지를 통해 래틀노이즈를 방지하는 것을 특징으로 하는 차량용 스티어링 시스템의 래틀 방지 구조에 관한 것이다,

일반적으로 차량용 스티어링 시스템은 차량의 진행 방향을 변경하기 위해 마련되는 것으로서, 운전석에 마련된 스티어링 휠과, 그 하측에 마련되는 스티어링 샤프트 및 이 스티어링 샤프트와 연결되어 회전력을 감속함과 동시에 동력전달방향을 전환하는 기어박스 등을 구비하여 마련된다.

한편, 기어박스는 길게 형성된 랙바가 내부에 설치될 수 있도록 중공으로 마련된 랙하우징과, 이의 중간에 교차 형성되어 내부에 입력축이 설치되는 밸브하우징으로 구분된다.

도 1은 이러한 종래의 랙하우징과 밸브하우징의 결합된 상태를 보인 측단면도이고, 도 2는 도 1의 외부 사시도이다.

도시된 바와 같이, 하단측에는 원형단면의 장봉으로서 중간 일측에 랙기어(2a)가 형성된 랙바(2)와, 이 랙바(2)가 삽입 설치되어 축방향으로 이동될 수 있도록 형성된 랙하우징(1)이 마련된다.

그리고, 상단측에는 외부의 유압펌프와 연결되어 랙하우징(1)의 내부로 유압을 공급할 수 있도록 랙하우징(1)과 연결 설치된 밸브하우징(3)과, 스티어링 휠로부터 회전력을 전달받아 회전 가능하도록 밸브하우징(3)의 내부에 설치된 입력축(4)이 마련된다.

한편, 상기 입력축(4)의 하부 선단은 랙하우징(1)에 의해 회전 지지되도록 설치되고, 이 입력축(4)의 하부 외부면에는 랙기어(2a)와 치합되어 동력을 전달할 수 있도록 피니언기어(4a)가 형성된다.

또한, 랙바(2)의 후방측에는 랙바(2)를 입력축(4) 방향으로 탄성 지지함과 동시에 랙바(2)의 이동을 안내하여 랙기어(2a)와 피니언기어(4a)가 원활히 치합될 수 있도록 랙바 지지장치가 마련된다.

이 랙바 지지장치는 랙하우징(1)의 랙기어(2a) 후방측에 연통 형성되는 요크실린더(5)와, 이 요크실린더(5)의 외부측을 폐쇄할 수 있도록 마련된 요크플러그(8)와, 랙바(2)의 후방과 직접 밀착될 수 있도록 마련된 요크서포트(6)와, 요크플러그(8)와 요크서포트(6) 사이에 설치되는 스프링(7)으로 구비된다.

그리고, 상기 요크서포트(6)의 일단측에는 안내홈(6a)이 형성되는데, 이 안내홈(6a)은 원형단면으로 마련된 랙바(2)의 후방을 감쌀 수 있도록 이에 대응되는 대략 반원형의 단면형상으로 함몰되어 그 내부에 안착되는 랙바(2)의 이동을 안내함과 동시에 처짐을 방지한다.

아울러, 요크실린더(5)는 그 내부에서 요크서포트(6)가 슬라이딩 가능하도록 요크서포트(6)와의 사이에 소정의 반경방향 클리어런스(Radial Clearance)를 가지게되는데, 이로 인해 요크실린더(5)의 내부에서 요크서포트(6)가 원활히 동작하게 된다.

이로써, 요크플러그(8)에 의해 일단이 지지되는 스프링(7)이 요크서포트(6)를 밀게됨으로써, 요크실린더(5)를 따라 슬라이딩되는 요크서포트(6)가 안내홈(6a)의 내부에 안착된 랙바(2)를 피니언기어(4a)측으로 탄성지지하고, 이에 따라 랙기어(2a)와 피니언기어(4a)가 원활한 동력전달을 이룰 수 있도록 치합되는 것이다.

그러나, 이와 같이 구성된 종래의 차량용 스티어링 시스템의 랙바 지지장치는, 요크실린더와 요크서포트 사이의 클리어런스로 인해 그 사이에서 요크서포트의 뒤틀림 및 래틀노이즈(Rattle Noise)가 발생된다.

즉, 상기 요크서포트는 요크실린더 내부에서 좌우 슬라이딩을 하는 구조인데, 노면 충격시 요크서포트가 뒤틀리게 되고 이에 따라 요크서포트가 지지하는 랙과 이에 대응하는 피니언 사이에서도 래틀이 발생하게 된다.

이를 해소하고자, 요크서포트의 좌우 유동시 스프링이 랙과 피니언의 틈새 조절을 담당하게 되지만, 이것만으로는 노면 충격에 의해 랙과 피니언의 치형 사이에서 발생하는 래틀을 원천적으로 제거해주기 부족하다.

따라서, 이러한 래틀노이즈로 인해 제품의 신뢰성이 저하되고 요크서포트가 비틀림으로 인해 이의 강성이 저하되어 장기간 사용시 원활한 동작을 기대할 수 없는 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해소하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명은 서포트요크의 상하 이동을 적절하게 제한하여 서포트요크와 요크실린더 사이에서 발생하는 소음을 저감시키는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 스티어링 휠의 운동이 전달되어 회전하는 입력축과; 상기 입력축의 하단에 형성되어 입력축과 연동되는 피니언기어와; 상기 피니언기어와 맞물리도록 일측에 형성되는 랙기어와; 상기 랙기어가 일측에 형성되는 랙바와; 상기 랙바의 후측에 형성되어 상기 랙바를 피니언 기어측으로 지지하는 요크서포트와; 상기 요크서포트를 피니런 기어 측으로 가압하는 스프링과; 상기 요크서포트가 슬라이드 운동하기 위해 상기 요크서포트를 감싸도록 형성된 요크실린더와; 상기 피니언기어와 랙기어와 랙바와 요크실린더 및 요크서포트를 내장하되, 요크실린더의 내외측면을 관통하는 가압홀이 형성되어 있는 랙하우징과; 상기 랙하우징에 일단이 결합되며 타단은 상기 가압홀을 통하여 삽입되어 상기 요크서포트를 가압하는 가압부재를 포함하는 차량용 스티어링 시스템의 래틀 방지 구조를 제공한다.

상기한 래틀 방지 구조는 가압부재가 요크서포트의 상단부분을 지지하여 결과적으로 요크서포트가 랙을 강력하게 지지하게 함으로서, 랙과 피니언간의 유격발생을 막아주게 된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

또한, 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 단지 예시로 제시된 것이며, 종래 구성과 동일한 부분은 동일한 부호 또는 명칭을 사용한다.

도 3은 본 발명에 따른 가압부재의 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 랙 하우징의 사시도이며, 도 5는 도 3과 도 4의 결합 사시도이다.

그리고, 도 6은 본 발명에 따른 가압부재와 랙 하우징의 결합 단면도이고, 도 7은 본 발명에 따른 가압부재의 일실시예이다.

도시한 바와 같이, 스티어링 휠의 운동이 전달되어 회전하는 입력축(4)이 형성되고, 상기 입력축(4)의 하단에 형성되어 입력축과 연동되는 피니언기어(4a)가 구비된다.

그리고, 상기 피니언기어(4a)와 맞물리도록 일측에 랙기어(2a)가 형성되고, 상기 랙기어(2a)가 일측에 형성되는 랙바(2)가 구비된다.

또한, 상기 랙바(2)의 후측에 형성되어 상기 랙바(2)를 피니언 기어(4a)측으로 지지하는 요크서포트(6)가 구비되고, 상기 요크서포트(6)를 피니언 기어 측으로 가압하는 스프링(7)이 장착되며, 상기 요크서포트(6)가 슬라이드 운동하기 위해 상기 요크서포트를 감싸도록 요크실린더(5)가 구비된다.

이때, 랙하우징(31)은 상기 피니언기어(4a)와 랙기어(2a)와 랙바(2)와 요크실린더(5) 및 요크서포트(6)를 내장하되, 요크실린더(5)의 내외측면을 관통하는 가압홀(33)이 형성된다.

즉, 본 발명에 따른 랙 하우징(31)의 외주면 상에는 체결공(32) 및 가압홀(33)이 형성되는데, 상기 체결공(32)은 랙하우징(31)의 두께를 관통하지 않는 깊이로 하나 이상 형성되고, 상기 가압홀(33)은 랙하우징(또는 요크실린더)을 관통하도록 한다.

그리고, 상기 체결공(32)에 나사(48) 결합하고 가압홀(33)에 삽입되어 요크서포트(6)를 가압하는 가압부재(40)가 형성된다.

상기 가압부재(40)는 체결공(32)과 일치하는 결합홀(42)을 구비한 가압판(41) 및 상기 가압판(41)의 일끝단부 하측에 돌출 형성되는 가압돌기(43)로 이루어진다.

이때, 상기 가압돌기(43)는 가압홀(33)을 관통하여 요크서포트(6)를 가압할 수 있기 위한 길이를 가지는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 가압부재(40)는 가압돌기(43)가 지속적으로 요크서포트(6)를 가압하기 위해 자체 탄성을 가지는 것이 바람직한바, 상기 가압부재(40)는 탄성재질을 사용하도록 하고, 결합홀(42)과 가압돌기(43) 사이는 탄성이 작용하기 위해 충분히 이격되도록 설계한다.

또한, 상기 가압판(41)의 상측, 보다 구체적으로는 결합홀(42)과 가압돌기(43) 사이에는 상방향으로 굴곡(49)을 형성하도록 한다.

상기와 같은 구조로 이루어진 본 실시예의 작용 및 효과는 다음과 같다.

랙하우징(31)에 형성된 체결공(32)과 가압부재(40)의 결합홀(42)을 수직선상에 일치시킨 다음 나사(48) 결합시키고, 가압부재(40)의 가압돌기(43)가 랙하우징(31)의 가압홀(33)을 관통하여 요크서포트(6)의 일측을 가압하게 한다.

이에 따라 랙(2)과 피니언기어(4a)가 서로 치합되어 작동될 때, 요크서포트(8)의 좌우방향 충격은 스프링(7)에 의해 완화되고, 요크서포트(8)의 상하방향 충격은 가압부재(40)에 의해 완화된다.

즉, 요크서포트(8)가 상하 방향으로 유동을 일으킬 때, 상기 가압부재(40)의 가압돌기(43)가 지속적으로 요크서포트(8)를 상측에서 지지하는 것이다.

이때, 상기 가압부재(40)는 완충효과를 극대화하기 위해, 탄성재질로 성형되거나 구조적인 설계를 통해 탄성력을 보유하도록 할 수 있다.

상기한 구조적인 설계의 예로서, 도 3과 같이 랙하우징(31)에 나사(48) 결합하는 가압부재(40)의 결합홀(42)과 가압돌기(43)가 일정거리 이격되어 가압부재(40)가 자체 탄성을 보유할 수 있다.

또한, 도 6과 같이 결합홀(42)과 가압돌기(43) 사이에 위치하는 가압판(41)이 상방향으로 굴곡(49)을 갖도록 함으로서, 가압돌기(43)의 가압력 향상을 도출할 수 있다.

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 차량용 스티어링 시스템의 래틀 방지 구조는 랙기어와 랙바의 충격에 의한 요크서포트의 좌우 충격을 스프링이 완화시키고, 요크서포트의 상하충격을 가압부재가 완화시켜줌으로서, 랙과 피니언기어의 유격발생을 억제하게 되는 효과가 있다.

특히, 이러한 유격억제로 인해 요크서포트의 비틀림 및 이로인한 래틀노이즈 를 저감시켜, 요크서포트의 강성 향상 및 제품의 신뢰성을 향상 시키는 이점이 있다.

Claims (4)

1. 스티어링 휠의 운동이 전달되어 회전하는 입력축과;

   상기 입력축의 하단에 형성되어 입력축과 연동되는 피니언기어와;

   상기 피니언기어와 맞물리도록 일측에 형성되는 랙기어와;

   상기 랙기어가 일측에 형성되는 랙바와;

   상기 랙바의 후측에 형성되어 상기 랙바를 피니언 기어측으로 지지하는 요크서포트와;

   상기 요크서포트를 피니런 기어 측으로 가압하는 스프링과;

   상기 요크서포트가 슬라이드 운동하기 위해 상기 요크서포트를 감싸도록 형성된 요크실린더와;

   상기 피니언기어와 랙기어와 랙바와 요크실린더 및 요크서포트를 내장하되, 요크실린더의 내외측면을 관통하는 가압홀이 형성되어 있는 랙하우징과;

   상기 랙하우징에 일단이 결합되며 타단은 상기 가압홀을 통하여 삽입되어 상기 요크서포트를 가압하는 가압부재를 포함하는 차량용 스티어링 시스템의 래틀 방지 구조.
2. 제 1항에 있어서, 상기 가압부재는 랙하우징의 외주면에 형성된 체결공에 일치하는 결합홀이 형성되어 나사 결합하는 가압판과;

   상기 가압판의 일끝단부 하측에 돌출 형성되고 가압홀을 관통하여 요크서포트를 가압하는 가압돌기로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 스티어링 시스템의 래틀 방지 구조.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 가압부재는 탄성재질을 사용하는 것을 특징으로 하는 차량용 스티어링 시스템의 래틀 방지 구조.
4. 제 2항에 있어서, 상기 가압판의 상측은 굴곡을 형성하는 것을 특징으로 하는 차량용 스티어링 시스템의 래틀 방지 구조.

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