KR100792952B1

KR100792952B1 - 자동차의 랙 스트로크 가변장치

Info

Publication number: KR100792952B1
Application number: KR1020060108194A
Authority: KR
Inventors: 김종성
Original assignee: 기아자동차주식회사
Priority date: 2006-11-03
Filing date: 2006-11-03
Publication date: 2008-01-08
Also published as: JP2008114829A; CN101172487B; US7743873B2; US20080106048A1; CN101172487A; DE102006057336A1

Abstract

본 발명은 타이어에 장착되는 스노우 체인의 사양에 따라 랙 스트로크의 제한을 다단계로 조절할 수 있도록 하여, 다양한 사양의 체인의 장착시 랙 스트로크의 변화를 최적의 상태로 조절할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 랙 바아를 이동가능하게 수용하는 랙 하우징과; 상기 랙 하우징에 고정된 케이싱; 상기 케이싱의 내부에서 모터의 구동에 따라 회전 위상이 조절되고, 직경방향으로 대향된 내주면의 일정 구간에 걸쳐 형성된 절개홈과, 두께방향으로 상이한 길이로 일정 구간에 걸쳐 돌출된 제1 돌출부를 갖춘 환형상의 회전부재; 상기 랙 바아와 결합되는 볼 조인트에 결합되고, 직경방향으로 대향된 외주면의 일정 구간에 걸쳐 상기 절개홈에 삽입되는 되도록 형성된 돌기부와, 상기 제1 돌출부와 대면하도록 두께방향으로 상이한 길이로 일정 구간에 걸쳐 돌출된 제2 돌출부를 갖춘 환형상의 고정부재 및; 상기 모터의 회전 위상을 다단계로 조절하는 조작 스위치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

자동차의 랙 스트로크 가변장치{variable rack stroke device of vehicle}

도 1은 본 발명에 따른 자동차의 랙 스트로크 가변장치의 구성을 도시한 도면.

도 2는 도 1에 도시된 회전부재와 고정부재만을 도시한 도면.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 회전부재와 고정부재를 도시한 도면.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 회전부재와 고정부재를 도시한 도면.

도 5와 도 6은 각각 랙 스트로크를 다단계로 조절시 제1 돌출부와 제2 돌출부 사이의 대면부위를 설명하기 위한 개략도.

도 7은 본 발명에 따른 랙 스트로크 가변장치의 동작시 타이어의 최대 선회 각도를 비교하여 나타낸 도면.

본 발명은 사용자의 선택에 따라 다단계로 랙 스트로크를 변화시킬 수 있도록 하는 자동차의 랙 스트로크 가변장치에 관한 것이다.

일반적으로 랙 스트로크 가변장치(VRS; variable rack stroke)는 조향시 자 동차의 선회 반경을 가변적으로 조절하여 운전자의 편의를 도모할 수 있도록 하는 것인 바, 특히 U-턴과 같이 스티어링 휠의 풀턴(full turn)이 요구되는 상황에서 보다 작은 곡률(선회 반경)을 이루며 자동차를 선회시킬 수 있어 매우 유용한 장치이다.

상기와 같은 랙 스트로크 가변장치는 조향시 랙 바아에 대한 스트로크를 가변적으로 제어함으로써, 타이어의 최대 조향각을 적절하게 변화시키게 된다.

즉, 랙 스트로크 가변장치는 랙 바아에 대한 조향 스트로크를 스노우 체인의 장착 유무에 따라 가변시키도록 하는 장치로서, 차체의 휠 하우스 부분과 타이어 사이에 형성되는 공간에서 스노우 체인의 설치 부분 만큼의 여유 공간을 스노우 체인의 장착 유무에 따라 활용 내지 비활용할 수 있도록 하는 것이다.

그런데, 종래 랙 스트로크 가변장치는 한 종류의 스노우 체인에 대한 여유 공간만을 고려할 수 있기 때문에 다양한 종류의 스노우 체인, 즉 두께와 같은 사양이 상이한 스노우 체인의 장착시 랙 스트로크에 대한 최대 활용이 불가능하다는 단점이 있었다.

즉, 랙 스트로크 가변장치의 설계시 특정 두께의 스노우 체인을 기준으로 랙 스트로크를 한정하기 때문에, 설계의 기준으로 채택된 스노우 체인의 두께 보다 얇은 스노우 체인의 적용시 휠 하우스와 타이어 사이의 여유 공간이 존재함에도 불구하고 랙 스트로크가 한정될 수 밖에 없다는 단점이 있는 것이다.

또한, 랙 스트로크의 제한이 한 종류로 제한됨에 따라, 스노우 체인의 선택시 설계단계에서 기준으로 채택한 스노우 체인에 국한될 수 밖에 없으므로, 구매의 범위가 제한될 수 밖에 없었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 사안들을 해소하기 위해 안출된 것으로, 타이어에 장착되는 스노우 체인의 사양에 따라 랙 스트로크의 제한을 다단계로 조절할 수 있도록 하여, 다양한 사양의 스노우 체인의 장착시 랙 스트로크의 변화를 최적의 상태로 조절함과 더불어, 스노우 체인의 선택에 있어 자유도를 증진시킬 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 랙 바아를 이동가능하게 수용하는 랙 하우징과;

상기 랙 하우징에 고정된 케이싱;

상기 케이싱의 내부에서 모터의 구동에 따라 회전 위상이 조절되고, 직경방향으로 대향된 내주면의 일정 구간에 걸쳐 오목하게 형성된 절개홈과, 두께방향으로 상이한 길이로 일정 구간에 걸쳐 한정되게 돌출된 제1 돌출부를 일체로 갖춘 환형상의 회전부재;

상기 랙 바아와 결합되는 볼 조인트에 결합되고, 직경방향으로 대향된 외주면의 일정 구간에 걸쳐에 상기 절개홈에 삽입되는 되도록 볼록하게 형성된 돌기부와, 상기 제1 돌출부와 대면하도록 두께방향으로 상이한 길이로 일정 구간에 걸쳐 한정되게 돌출된 제2 돌출부를 일체로 갖춘 환형상의 고정부재 및;

상기 모터의 회전 위상을 다단계로 조절하는 조작 스위치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1과 도 2에 각각 도시된 바와 같이, 조타시 스티어링 휠의 조작에 따라 직선방향으로 이동하여 조향을 실시하는 랙 바아(10)와, 상기 랙 바아(10)를 내부에 이동가능하게 수용하는 랙 하우징(12), 상기 랙 하우징(12)의 양단부에 각각 고정된 케이싱(14), 상기 케이싱(14)의 내부에 설치된 모터(16), 상기 모터(16)의 구동에 따라 회전 위상이 조절되고 직경방향으로 대향된 내주면에 오목하게 형성된 절개홈(18)이 일정 구간에 걸쳐 한정되게 구비되며 두께방향으로 상이한 길이로 돌출된 제1 돌출부(20)가 일정 구간에 걸쳐 한정되게 구비된 환형상의 회전부재(22), 상기 랙 바아(10)에 결합되는 볼 조인트(24)에 결합되고 직경방향으로 대향된 외주면에 상기 절개홈(18)에 삽입되는 크기를 가지는 돌기부(26)가 일정 구간에 걸쳐 한정되게 구비되며 상기 제1 돌출부(20)와 대면하도록 두께방향으로 상이한 길이로 돌출된 제2 돌출부(28)가 일정 구간에 걸쳐 한정되게 구비된 환형상의 고정부재(30) 및, 상기 모터(16)의 회전 위상을 다수의 단계로 조절하는 조작 스위치(32)로 구성된다.

이 경우, 상기 모터(16)는 회전축에 구동기어(16a)를 갖추고, 상기 구동기어(16a)는 종동기어(16b)와 외접하며, 상기 종동기어(16b)는 상기 회전부재(22)와 외접하게 된다.

또한, 상기 회전부재(22)의 내주면에 형성된 절개홈(18)으로 상기 고정부재(30)의 외주면에 형성된 돌기부(26)가 삽입될 수 있도록 상기 절개홈(18)의 크기와 상기 돌기부(26)의 크기가 각각 동일하게 설정되고, 상기 회전부재(22)의 내부로 상기 고정부재(30)가 끼워질 수 있도록 되어 있다.

그리고, 상기 제1 돌출부(20)와 상기 제2 돌출부(28)의 형성 구간은 상기 절개홈(18)과 상기 돌기부(26) 사이의 결합 구간을 기준으로 상호 어긋난 위치로 설정된다.

예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 상기 제1 돌출부(20)는 상기 절개홈(18)의 형성 구간으로부터 벗어난 위치에 형성되고, 상기 제2 돌출부(28)는 상기 돌기부(26)의 형성 구간에 형성될 수 있다.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 상기 제1 돌출부(20)는 상기 절개홈(18)의 형성 구간에 형성되고, 상기 제2 돌출부(28)는 상기 돌기부(26)의 형성 구간으로부터 벗어난 위치에 형성될 수 있다.

한편, 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 있어, 상기 제1 돌출부(20)는 상기 회전부재(22)에 대해 두께방향으로 돌출거리를 다단계로 달리하는 다수의 돌출면으로 이루어진다.

즉, 상기 제1 돌출부(20)는 상기 회전부재(22)에 대해 두께방향으로 돌출거리를 각각 달리하는 제1 대돌출면(20a)과 제1 소돌출면(20b)으로 이루어진다.

이 경우, 상기 제1 대돌출면(20a)과 상기 제1 소돌출면(20b)은 상기 제1 돌출부(20)의 직경방향에 대해 대향된 위상각을 두고 상호 이격된 위치로 배치된다.

또한, 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 있어, 상기 제2 돌출부(28)는 상기 고정부재(30)에 대해 두께방향으로 돌출거리를 다단계로 달리하는 다수의 돌출면으로 이루어진다.

즉, 상기 제2 돌출부(28)는 상기 고정부재(30)에 대해 두께방향으로 돌출거리를 각각 달리하는 제2 소돌출면(28b)과 제2 대돌출면(28a)으로 이루어진다.

이 경우, 상기 제2 대돌출면(28a)과 상기 제2 소돌출면(28b)은 상기 제2 돌출부(28)의 직경방향에 대해 대향된 위상각을 두고 상호 이격된 위치로 배치된다.

이하, 본 발명에 따른 자동차의 랙 스트로크 가변장치의 작동을 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 랙 스트로크 가변장치의 비작동시에는 상기 회전부재(22)의 절개홈(18)에 상기 고정부재(30)의 돌기부(26)가 삽입되는 위치가 되어, 조타시 상기 랙 바아(10)의 스트로크는 최대가 될 수 있게 되고, 이로 인해 선회시 반경이 최소화될 수 있게 된다.

그리고, 랙 스트로크 가변장치의 작동시에는 다음의 2 단계로 동작되어 상기 랙 바아(10)의 스트로크는 각각 가변적으로 조절된다.

먼저 1 단계로의 작동시에는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 조작 스위치(32)의 1단 조작에 의해 상기 모터(16)가 구동되고, 상기 모터(16)의 구동에 따라 상기 회전부재(22)가 회전하여, 상기 제1 돌출부(20)의 제1 대돌출면(20a)과 상기 제2 돌출부(28)의 제2 소돌출면(28b)이 각각 대면하는 위치가 된다.

이때, 상기 제1 돌출부(20)의 제1 소돌출면(20b)과 상기 제2 돌출부(28)의 제2 대돌출면(28a)도 각각 대면하는 위치가 된다.

이에 따라, 상기 랙 바아(10)의 스트로크는 랙 스트로크 가변장치의 비작동시에 비해 작게 설정되어, 선회시 반경이 랙 스트로크 가변장치의 비작동시에 비해 증가하게 된다.

또한, 2 단계로의 작동시에는 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 조작 스위치(32)의 2단 조작에 의해 상기 모터(16)가 구동되고, 상기 모터(16)의 구동에 따라 상기 회전부재(22)가 회전하여, 상기 제1 돌출부(20)의 제1 대돌출면(20a)과 상기 제2 돌출부(28)의 제2 대돌출면(28a)이 각각 대면하는 위치가 된다.

이때, 상기 제1 돌출부(20)의 제1 소돌출면(20b)과 상기 제2 돌출부(28)의 제2 소돌출면(28b)도 각각 대면하는 위치가 되지만, 상기 제1 소돌출면(20b)과 제2 소돌출면(28b) 사이에는 소정의 이격거리를 두게 된다.

이에 따라, 상기 랙 바아(10)의 스트로크는 랙 스트로크 가변장치의 1단 작동시에 비해 더 작게 설정되어, 선회시 반경이 랙 스트로크 가변장치의 1단 작동시에 비해 더 증가하게 된다.

즉, 본 발명에 따른 랙 스트로크 가변장치는 비작동시와, 1 단계 및, 2 단계로의 작동시 각각 랙 바아(10)의 스트로크를 각각 달리하게 된다.

이 결과, 도 7에 도시된 바와 같이, 선회시 차체(B)에 대한 타이어(T)의 최대 선회각도는 랙 스트로크가변장치의 비작동시(실선으로 도시됨)와, 1 단계로의 작동시(점선으로 도시됨) 및, 2 단계로의 작동시(일점쇄선으로 도시됨) 각각 상이하게 설정될 수 있으므로, 차량의 선회반경이 각각의 경우에 가변적으로 조절될 수 있게 되는 것이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 자동차의 랙 스트로크 가변장치에 의하면, 타이어에 장착되는 스노우 체인의 사양에 따라 조타시 랙 스트로크의 제한을 다단계로 조절할 수 있도록 하여 다양한 사양의 스노우 체인의 장착시 랙 스트로크의 변화를 최적의 상태로 적절하게 조절할 수 있게 되고, 이 결과, 휠 하우스와 타이어 사이의 여유 공간에 부합되게 설정되는 랙 스트로크에 대한 활용을 극대화시킬 수 있게 된다.

즉, 랙 스트로크의 제한을 다단계로 조절할 수 있음에 따라, 스노우 체인의 구입시 스노우 체인의 사양을 선택할 수 있는 소비자의 구매 자유도를 높일 수 있게 된다.

Claims

랙 바아를 이동가능하게 수용하는 랙 하우징과;

상기 랙 하우징에 고정된 케이싱;

상기 케이싱의 내부에서 모터의 구동에 따라 회전 위상이 조절되고, 직경방향으로 대향된 내주면의 일정 구간에 걸쳐 형성된 절개홈과, 두께방향으로 상이한 길이로 일정 구간에 걸쳐 돌출된 제1 돌출부를 갖춘 환형상의 회전부재;

상기 랙 바아와 결합되는 볼 조인트에 결합되고, 직경방향으로 대향된 외주면의 일정 구간에 걸쳐 상기 절개홈에 삽입되는 되도록 형성된 돌기부와, 상기 제1 돌출부와 대면하도록 두께방향으로 상이한 길이로 일정 구간에 걸쳐 돌출된 제2 돌출부를 갖춘 환형상의 고정부재 및;

상기 모터의 회전 위상을 다단계로 조절하는 조작 스위치를 포함하여 구성된 자동차의 랙 스트로크 가변장치.
청구항 1에 있어서,

상기 제1 돌출부와 상기 제2 돌출부의 형성 구간은 상기 절개홈과 상기 돌기부 사이의 결합 구간을 기준으로 상호 어긋난 위치로 설정된 것을 특징으로 하는 자동차의 랙 스트로크 가변장치.
청구항 2에 있어서,

상기 제1 돌출부는 상기 절개홈의 형성 구간으로부터 벗어난 위치에 형성되고, 상기 제2 돌출부는 상기 돌기부의 형성 구간에 형성된 것을 특징으로 하는 자동차의 랙 스트로크 가변장치.
청구항 2에 있어서,

상기 제1 돌출부는 상기 절개홈의 형성 구간에 형성되고, 상기 제2 돌출부는 상기 돌기부의 형성 구간으로부터 벗어난 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 자동차의 랙 스트로크 가변장치.
청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,

상기 제1 돌출부는 상기 회전부재에 대해 두께방향으로 돌출거리를 다단계로 달리하는 다수의 돌출면으로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 랙 스트로크 가변장치.
청구항 5에 있어서,

상기 제1 돌출부는 제1 대돌출면과, 상기 제1 대돌출면에 비해 두께방향으로 돌출거리가 작은 제1 소돌출면으로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 랙 스트로크 가변장치.
청구항 6에 있어서,

상기 제1 대돌출면과 상기 제1 소돌출면은 상기 제1 돌출부의 직경방향에 대해 대향된 위상각을 두고 이격되게 배치된 것을 특징으로 하는 자동차의 랙 스트로크 가변장치.
청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,

상기 제2 돌출부는 상기 고정부재에 대해 두께방향으로 돌출거리를 다단계로 달리하는 다수의 돌출면으로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 랙 스트로크 가변장치.
청구항 8에 있어서,

상기 제2 돌출부는 제2 대돌출면과, 상기 제2 대돌출면에 비해 두께방향으로 돌출거리가 작은 제2 소돌출면으로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 랙 스트로크 가변장치.
청구항 9에 있어서,

상기 제2 대돌출면과 상기 제2 소돌출면은 상기 제2 돌출부의 직경방향에 대해 대향된 위상각을 두고 이격되게 배치된 것을 특징으로 하는 자동차의 랙 스트로크 가변장치.