KR100569467B1 - 분리형 랙바 및 피스톤 부재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 랙바를 차종에 따라 다른 직경을 갖는 기어부와 차종에 관계없이 일정규격의 이송부로 분리되도록 하고, 상기 이송부에 설치되는 피스톤 부재를 상,하측 피스톤 링으로 나누어 설치함으로써 중량의 감소 및 부품 공용화를 이룰 수 있는 분리형 랙바 및 피스톤 부재에 관한 것으로서, 일단부에 일정길이의 암나사가 형성되고, 타단부에는 타이로드에 연결되는 원통형 연결부가 형성되며, 중간부의 원주단에는 길이방향으로 랙기어가 형성된 기어부와; 상기 기어부에 결합 연결될 수 있도록 일단부에 상기 암나사에 대응하는 숫나사가 형성되고 타단부에는 타이로드에 연결되는 원통형 연결부가 형성되며, 중앙부에 피스톤부재가 삽입되어져 있는 이송부로 이루어지고, 상기 피스톤부재는 반원 고리형상의 상, 하측 2개의 피스톤 링과 오링으로 구성된 것이다.

본 발명에 의하면, 중량감소효과를 갖고 부품의 공용화에 따른 원가절감효과를 가지며, 이송부의 직경을 작게 함으로써 상기 피스톤 부재의 유압발생면적을 최대화시킬 수 있으므로 동일한 조향실린더의 내경에 대하여 조향력을 크게 증가시킬 수 있다.

조향장치, 분리형, 랙바, 피스톤 부재

Description

분리형 랙바 및 피스톤 부재{Separatable rack bar and piston part}

도 1은 종래 랙바의 구조를 나타내는 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 분리형 랙바의 구조를 나타내는 분해 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 분리형 랙바의 결합구조를 나타내는 단면도,

도 4a는 본 발명에 따른 분리형 피스톤 부재의 분해상태를 나타내는 분해 사시도,

도 4b는 본 발명에 따른 분리형 피스톤 부재의 결합상태를 나타내는 사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10:랙바 20: 기어부

22: 랙기어 24: 원통형 연결부

30: 이송부 40: 피스톤 부재

42: 피스톤 링 43: 오링

52: 암나사 54: 숫나사

56: 러버 58: 풀림방지용 와셔

61: 상측 피스톤링 62: 하측 피스톤링

본 발명은 분리형 랙바 및 피스톤 부재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 랙바를 차종에 따라 다른 직경을 갖는 기어부와 차종에 관계없이 일정규격의 이송부로 분리되도록 하고, 상기 이송부에 설치되는 피스톤 부재를 상,하측 피스톤 링으로 나누어 설치함으로써 중량의 감소 및 부품 공용화를 이룰 수 있는 분리형 랙바 및 피스톤 부재에 관한 것이다.

일반적으로, 조향장치는 조향축의 회전력을 전륜에 전달하여 자동차의 진행방향을 바꾸도록 작동하는 장치이다.

그 구성은 조향 휠과, 이에 연결되는 조향샤프트와, 이 샤프트를 외부에서 커버하면서 지지하는 칼럼 튜브와, 상기 조향 샤프트에 연결되어 비틀림 회전력을 전달하는 유니버셜 조인트와, 이 유니버셜 조인트에 의하여 전달되는 회전력을 전달하여 주는 피니언 기어축과, 상기 피니언 기어축에 연결되어 좌, 우측 조향력을 전달받는 랙바로 이루어져 상기 랙바와 연결된 타이로드 등의 연결수단을 통해 바퀴를 움직여 자동차를 조향하게 된다.

여기에서, 랙바는 상기 피니언 기어로부터 회전력을 전달받아 좌, 우 차륜의 조향각을 변화시키는 기구로서, 수평상태에서 좌, 우측으로 이동되는 이동수단이다.

종래의 랙바는 도 1에 도시된 바와 같이, 조향 실린더의 내부에서 유압에 따라 이동되도록 실린더 내측에서 피스톤 부재(40)와 함께 관설되어 있는 이송부(30) 와 조향기어부의 피니언 기어(도시 않음)와 맞물리는 랙기어(22)가 형성되어 있는 기어부(20)가 일체로 이루어져 있다.

한편, 상기 이송부(20)에 설치되는 피스톤 부재(40)는 일체형인 고리모양의 피스톤 링(42)과 상기 피스톤 링(42)의 외주면의 홈에 끼워지는 오링(43)으로 이루어져 있고, 그 설치 방법은 상기 이송부(30)의 끝단으로부터 원하는 위치까지 피스톤 링(42)을 밀어 넣은 후 그 피스톤 링(42)의 외주면 홈 안에 오링(43)을 삽입시키는 것이다.

상기한 종래의 랙바는 차종에 따라 랙바의 지름이 달라지는데, 이는 차량의 중량이 클수록 랙바에 걸리는 힘도 커지기 때문에 강도확보를 위해 랙바의 지름을 크게 해야 하기 때문이다.

따라서, 대형차종일수록 랙바의 직경이 커지므로 랙바 및 실린더의 중량이 커지게 되고, 차량의 구조상 실린더의 크기를 일정하게 하는 경우 상기 랙바의 이송부에 설치되는 피스톤부재의 유압발생면적이 작아지는 문제가 발생하였다.

또한, 실제로 랙바가 파손되는 부분은 주로 기어부인데도 불구하고 랙바 전체의 직경을 증가시킴으로써 차량의 중량 및 제조비용이 상승되는 문제점이 있었다.

한편, 종래의 피스톤 부재의 경우 일체형의 고리형태로 이루어져 있기 때문에 상기 랙바의 끝단으로부터 삽입시켜야 하는 조립상의 어려움이 있어서, 조립시간 및 비용상승의 원인 되었다.

이에, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 랙바의 구조를 차종에 따라 각각 직경이 다른 기어부와 동일한 직경의 이송부로 분리되도록 하고, 피스톤 부재를 상,하측 2개의 반원 고리형태의 분리형 피스톤링으로 형성함로써, 기어부의 강성을 증대시키는 동시에 이송부의 유압발생면적을 최대화 시킬수 있을 뿐 아니라, 조립성의 향상 및 부품 공용화에 의한 제조비용 절감을 이룰 수 있는 분리형 랙바를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 일단부에 일정길이의 암나사가 형성되고 타단부에는 타이로드에 연결되는 원통형 연결부가 형성되며 중간부의 원주단에는 길이방향으로 랙기어가 형성된 기어부와, 상기 기어부에 결합 연결될 수 있도록 일단부에 상기 암나사에 대응하는 숫나사가 형성되고 타단부에는 타이로드에 연결되는 원통형 연결부가 형성되며 중앙부에 피스톤부재가 삽입되어져 있는 이송부로 구성되는 한편; 상기 기어부와 상기 이송부의 결합면에는 차륜에서 전달되어오는 진동을 차폐하기 위해 러버가 삽입되고; 상기 기어부와 상기 이송부의 결합부 외주면에는 그 결합이 풀리는 것을 방지할 수 있도록 풀림방지용 와셔가 체결됨과 더불어; 상기 피스톤부재는 반원 고리형상의 상, 하측 2개의 피스톤 링 및 오링으로 이루어지고; 상기 상, 하측 피스톤 링의 외주면에는 상기 오링이 안착될 수 있도록 홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

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이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 분리형 랙바의 구조를 나타내는 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 분리형 랙바의 결합구조를 나타내는 단면도이며, 도 4a는 본 발명에 따른 분리형 피스톤 부재의 분해상태를 나타내는 분해 사시도이고, 도 4b는 본 발명에 따른 분리형 피스톤 부재의 결합상태를 나타내는 사시도이다.

본 발명에 따른 분리형 랙바 및 피스톤 부재는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 랙기어(22)가 형성되고 차종에 따라 직경이 달라지는 기어부(20)와 차종에 관계없이 항상 동일 직경의 이송부(30)로 구성되는 분리형 랙바(20)와, 상기 이송부(30)의 외주면에 끼워지고 실린더 내부에 장착되는 것으로서 상, 하측 피스톤 링(61,62)과 오링(43)으로 구성되는 분리형 피스톤 부재(40)로 구성된 것이다.

더욱 상세히 설명하면, 상기 기어부(20)는 일단부가 일정길이의 나선 홈이 형성된 암나사(52)로 이루어지고, 타단부는 타이로드에 연결되기 위한 원통형 연결부(24)가 형성되며, 중간부분의 원주단에는 길이방향으로 랙기어(22)가 형성되어 있다.

상기 기어부(20)의 직경은 차종에 따라 다르게 만들어지는데, 이는 차량의 중량이 큰 대형차로 갈수록 랙기어(22)에 걸리는 하중이 커지므로 이에 대응하여 랙기어(22)의 크기를 크게 만들기 위함이다.

즉, 상기 기어부(20)의 직경은 대형차에서는 크고, 소형차에서는 작게 만들어진다.

그러나 이송부(30)와의 호환성을 위해 상기 암나사(52)의 내경은 차종에 관계없이 항상 일정하게 만든다.

상기 이송부(30)는 상기 기어부(20)에 결합 연결될 수 있도록 일단부에 상기 기어부(20)의 암나사(52)에 대응하는 숫나사(54)가 형성되고 타단부에는 타이로드에 연결되는 원통형 연결부(24)가 형성되며, 중앙부에는 피스톤부재(40)가 삽입되 어진다.

상기 이송부(30)는 모든 차종에 동일한 직경과 동일한 형상으로 만듬으로써 차종간의 부품공용화를 도모할 수 있고, 상기 기어부(20)에 비하여 비교적 작은 직경의 봉상으로 만듬으로써 차량의 경량화에 도움을 주게된다.

일반적으로 랙바는 조향장치 전체무게의 40%를 차지하는 바, 상기와 같이 이송부의 직경을 작게 하는 경우 랙바의 중량을 최대 절반까지 감소시킴으로써 차량전체의 경량화를 도모할 수 있다.

또한, 상기 랙바(10)에서 파손이 일어나는 부분은 대부분 기어부(20)의 랙기어(22)에서 발생하므로 큰 하중을 받지 않는 이송부(30)의 직경을 작게 하더라도 랙바(10)의 강성에 영향을 주지 않는다.

상기 피스톤 부재(40)는 상,하측 피스톤 링(61,62)과 오링(43)으로 구성되는데, 상기 상,하측 피스톤 링(61,62)은 반원형의 고리형태로서 그 내경은 상기 이송부(30)의 직경과 동일한 직경으로 하고, 그 외경은 실린더(도시 않음)의 내경과 동일한 직경으로 만든다.

또한, 상기 상,하측 피스톤 링(61,62)의 외주면에는 오링(43)이 안착될 수 있는 홈(63)이 형성되어 있다.

여기서, 상기 오링(43)은 상기 피스톤 부재(40)가 조향 실린더내의 유압에 의해 힘을 받아 수평이동 하면서 상기 랙바(10)를 좌,우측으로 이송할 수 있도록 오일을 밀폐시키는 기능을 한다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 작용을 도 3 및 도 4를 참조하여 설명하 면 다음과 같다.

대형 차종일수록 더 큰 랙기어의 강성을 요구하므로 차종에 따라 직경 및 기어의 사이즈가 각각 다른 기어부를 채용하여야 하지만, 피스톤 부재가 설치되는 이송부는 여러 차종간의 부품공용화 및 경량화를 위하여 모든 차종에서 동일한 직경을 사용하는 것이 바람직하다.

이에, 본 발명에 따른 랙바(10)는 차종에 따라 결정되는 기어부(20)와 일정 규격의 이송부(30)를 결합시켜 완성되는데, 그 결합방법은 상기 기어부(20)와 상기 이송부(30)의 사이에 러버(56)를 삽입한 후, 상기 기어부(20)의 암나사(52)에 상기 이송부(30)의 숫나사(54)를 회전시켜 체결하고, 상기 기어부(20)와 상기 이송부(30)의 결합부 외측부에 풀림방지용 와셔(58)를 압착시킴으로써 랙바(10)를 완성시킨다.

이와 같이 상기 기어부(20)와 상기 이송부(30)가 결합된 상태는 도 3에 도시된 바와 같다.

또한, 상기 피스톤 부재(40)의 결합방법은 상기 이송부(30)의 중간위치에서 상기 상측 피스톤 링(61)과 상기 하측 피스톤 링(62)을 맞대어 놓은 후 용접하여 결합시킨다.

그리고, 상기 각각 피스톤 링(61,62)의 외주면에 형성된 홈(63)에 오링(43)을 끼운 후, 조향 실린더(도시 않음)에 삽입하여 상기 랙바(10)의 설치를 완성한다.

이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로 서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형실시가 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술사상은 상기한 실시예에 한정되지 아니한다.

상술한 본 발명에 따른 분리형 랙바 및 피스톤 부재에 의하면, 차종에 따라 크기가 다른 랙기어가 형성된 기어부만을 다르게 채용할 뿐 이송부는 차종에 관계없이 비교적 작은 직경으로 동일규격으로 제작함으로써 조향장치의 중량감소효과를 갖고 부품의 공용화에 따른 원가절감효과를 가지며, 이송부의 직경을 작게 함으로써 상기 피스톤 부재의 유압발생면적을 최대화시킬 수 있으므로 동일한 조향실린더의 내경에 대하여 조향력을 크게 증가시킬 수 있다.

아울러, 기어부와 이송부 사이에 러버를 삽입시킴으로써 차륜으로부터 전해오는 진동 및 소음을 차단시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 상기 이송부에 설치되는 피스톤 부재를 상,하측 피스톤링으로 분리하여 설치함으로써 조립성이 향상되는 효과를 갖는다.

Claims (6)

1. 일단부에 일정길이의 암나사(52)가 형성되고 타단부에는 타이로드에 연결되는 원통형 연결부(24)가 형성되며 중간부의 원주단에는 길이방향으로 랙기어(22)가 형성된 기어부(20)와, 상기 기어부(20)에 결합 연결될 수 있도록 일단부에 상기 암나사(52)에 대응하는 숫나사(54)가 형성되고 타단부에는 타이로드에 연결되는 원통형 연결부(24)가 형성되며 중앙부에 피스톤부재(40)가 삽입되어져 있는 이송부(30)로 구성되는 한편;

   상기 기어부(20)와 상기 이송부(30)의 결합면에는 차륜에서 전달되어오는 진동을 차폐하기 위해 러버(56)가 삽입되고;

   상기 기어부(20)와 상기 이송부(30)의 결합부 외주면에는 그 결합이 풀리는 것을 방지할 수 있도록 풀림방지용 와셔(58)가 체결됨과 더불어;

   상기 피스톤부재(40)는 반원 고리형상의 상, 하측 2개의 피스톤 링(61,62) 및 오링(43)으로 이루어지고;

   상기 상, 하측 피스톤 링(61,62)의 외주면에는 상기 오링(43)이 안착될 수 있도록 홈(63)이 형성된 것을 특징으로 하는 분리형 랙바 및 피스톤 부재.
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