KR100804445B1 - 차량용 조향장치의 기어박스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 조향장치의 기어박스에 관한 것으로서, 그 목적은 섹터축에 형성된 섹터기어와 랙피스톤에 형성된 랙기어 사이의 치합 상태를 자동으로 조절할 수 있도록 섹터축의 일단측에 자동조절수단을 구비하여 안정적인 동력전달과 조향감 및 각 제품간의 균일한 성능을 얻을 수 있는 것이며, 하우징(10)의 내부에 회전 가능하도록 마련되며 외부 일측에는 랙기어(31)가 형성된 랙피스톤(30)과, 상기 랙피스톤(30)과 교차하도록 배치되며 외부 일측에는 상기 랙기어(31)와 경사지게 이물림되도록 섹터기어(41)가 형성된 섹터축(40)을 구비한 차량용 조향장치의 기어박스에 있어서, 상기 섹터축(40)을 축방향으로 지속적으로 가압하여 상기 랙기어(31)와 섹터기어(41) 사이의 치합상태를 유지시킴으로써 그 사이의 간극이 자동조절되도록 상기 섹터축(40)의 일단에는 자동조절수단(50)이 구비되는 구성이다.

랙기어, 섹터기어, 간극, 유격, 치합상태, 자동조절

Description

차량용 조향장치의 기어박스{GEAR BOX OF STEERING SYSTEM FOR VEHICLE}

도 1은 종래 조향장치의 기어박스를 보인 단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 조향장치의 기어박스를 보인 단면도이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

10:하우징 20:볼스크류

30:랙피스톤 31:랙기어

40:섹터축 41:섹터기어

50:자동조절수단 51:고정홈

52:스프링 53:지지부재

54:고정링

본 발명은 차량용 조향장치의 기어박스에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 섹터축에 형성된 섹터기어와 랙피스톤에 형성된 랙기어 사이의 치합 상태를 자동으로 조절할 수 있도록 자동조절수단이 구비된 차량용 조향장치의 기어박스에 관한 것이다.

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

도 1은 이러한 기어박스를 보인 단면도이다. 이에 도시된 바와 같이, 하우징(1)의 내부 일측에는 회전 가능하도록 볼스크류(2)가 마련되고, 이 볼스크류(2)의 외측으로는 그 사이에 볼을 개재하여 축방향으로 슬라이딩 동작되도록 랙피스톤(3)이 마련되고, 이 랙피스톤(3)의 일측 외부면에는 랙기어(3a)가 형성된다.

그리고, 랙기어(3a)는 랙피스톤(3)과 교차되도록 하우징(1)의 내부에 설치되는 섹터축(4)의 섹터기어(4a)와 치합되어 섹터축(4)을 회동시키게 되는데, 섹터기어(4a)와 랙기어(3a)는 소정의 각도로 기울어진 상태로 설치된다.

또, 랙기어(3a)와 섹터기어(4a)의 이물림을 조정할 수 있도록 섹터축(4)의 선단에는 조절나사(5)가 마련되는데, 이 조절나사(5)는 머리측이 섹터축(4)을 가압할 수 있도록 설치되고, 섹터축(4)에는 이 머리측이 삽입되어 가압되는 반대측으로 걸쳐질 수 있도록 고정부(4b)가 마련된다.

아울러, 하우징(1)에는 이 조절나사(5)가 관통되는 조절공(1b)이 마련되고, 이 조절공(1b)의 외측으로는 조절나사(5)와 체결됨과 동시에 하우징(1)에 밀착 고정될 수 있도록 조절너트(6)가 설치된다.

이로써, 종래의 기어박스는, 장기간 사용으로 인해 랙기어(3a)와 섹터기어(4a)가 마모되어 그 사이에 유격이 발생될 때, 조절나사(5)를 회전시켜 섹터축(4)을 축방향 이동시킴으로써, 섹터기어(4a)와 랙기어(3a) 사이의 간극을 조정하게 된다.

그러나, 이와 같이 구성된 종래의 차량용 조향장치의 기어박스는, 조절나사를 통해 간극조정을 하기 위해서는 수작업이 필요하게 되므로, 조절시간이 많이 소요되고, 각 제품간의 치합상태가 다르게 형성되어 균일한 성능을 얻기가 어려운 문제점이 있었다.

또, 랙기어와 섹터기어 사이에 간극이 발생된 후 부터 간극조정 이전 까지는 그 사이에 유격이 발생되므로, 이 기간동안에는 동력전달이 불안정해지고, 조향감이 저하되며, 소음 및 진동이 발생되어 제품의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 섹터축에 형성된 섹터기어와 랙피스톤에 형성된 랙기어 사이의 치합 상태를 자동으로 조절할 수 있도록 섹터축의 일단측에 자동조절수단을 구비하여 안정적인 동력전달과 조향감 및 각 제품간의 균일한 성능을 얻을 수 있는 차량용 조향장치의 기어박스를 제공하는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량용 조향장치의 기어박스는, 하우징의 내부에 회전 가능하도록 마련되며 외부 일측에는 랙기어가 형성된 랙피스톤 과, 상기 랙피스톤과 교차하도록 배치되며 외부 일측에는 상기 랙기어와 경사지게 이물림되도록 섹터기어가 형성된 섹터축을 구비한 차량용 조향장치의 기어박스에 있어서, 상기 섹터축을 축방향으로 지속적으로 가압하여 상기 랙기어와 섹터기어 사이의 치합상태를 유지시킴으로써 그 사이의 간극이 자동조절되도록 상기 섹터축의 일단에는 자동조절수단이 마련된 것을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명에 따른 차량용 조향장치의 기어박스에 대한 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 차량용 조향장치의 기어박스를 보인 단면도이다. 이에 도시된 바와 같이, 기어박스의 외형을 이루며 내부에는 각종 부품의 설치공간과 실린더 및 유로가 형성된 하우징(10)이 마련된다.

그리고, 하우징(10)의 내부 일측에는 운전자가 발생시킨 조향력을 전달받아 회전 가능하도록 볼스크류(20)가 설치되고, 이 볼스크류(20)의 외측으로는 그 사이에 볼을 개재하여 축방향으로 슬라이딩 동작되도록 랙피스톤(30)이 마련되며, 이 랙피스톤(30)의 일측 외부면에는 랙기어(31)가 형성된다.

아울러, 하우징(10)의 내부 타측에는 랙피스톤(30)과 교축되도록 배치되며 중간단에 랙기어(31)와 이물림될 수 있도록 섹터기어(41)가 형성된 섹터축(40)이 설치되어, 랙기어(31)로부터 전달받은 회전력으로 인해 회동되는데, 이때, 랙기어(31)와 섹터기어(41)는 소정의 각도로 기울어진 상태로 설치된다.

즉, 섹터기어(41)는 섹터축(40)의 축중심을 기준으로 일측으로 소정각도 기울어져 형성되고, 랙기어(31)는 기울어지지 않은 상태로 형성되므로, 랙피스톤(30) 은 기울어진 섹터기어(41)와 치합되는 랙기어(31)에 의해 반경방향으로 회전된 상태에서 설치되어, 섹터축(40)이 축방향으로 이동될 때 랙기어(31)와 섹터기어(41)의 밀착정도가 조절되는 것이다.

한편, 본 발명에서는 섹터기어(41)와 랙기어(31) 사이의 치합 상태를 자동으로 조절하여 안정적인 동력전달과 조향감 및 각 제품간의 균일한 성능을 얻을 수 있도록 섹터축(40)의 일단측에 자동조절수단(50)을 구비하게 된다.

즉, 자동조절수단(50)은 서로 이물림되는 랙기어(31) 및 섹터기어(41)가 마모된 경우 섹터축(40)을 축방향으로 이동시켜 랙기어(31)와 섹터기어(41) 사이의 간극을 자동으로 조절함으로서, 중립감이 좋은 초기상태를 지속적으로 유지할 수 있도록 마련되는 것으로서, 자체적인 탄성력으로 인해 섹터축(40)을 축방향으로 이동시켜 랙기어(31)와 섹터기어(41)를 밀착시키게 된다.

이러한, 자동조절수단(50)은, 섹터축(40)의 일단에 형성되는 고정홈(51)과, 이 고정홈(51)에 삽입되는 스프링(52)과, 이 스프링(52)의 일단을 지지함과 동시에 고정홈(51)을 폐쇄하는 지지부재(53) 및 지지부재(53)를 지지할 수 있도록 하우징(10)의 내부에 고정 설치되는 고정링(54)으로 구비된다.

이때, 하우징(10)은 자동조절수단(50)의 지지부재(53)가 삽입될 수 있도록 개구형성되고, 이 지지부재(53)는 섹터기어(41)와 랙기어(31)가 이격되는 방향으로 섹터축(40)이 이동되는 것을 방지할 수 있도록 고정홈(51)이 형성된 섹터축(40)의 일단측을 감쌀 수 있도록 마련된다.

이와 같이 구성된 본 발명 차량용 조향장치의 기어박스는, 섹터축(40) 일측 선단에 형성된 고정홈(51)의 내부에 스프링(52)을 삽입하고 고정홈(51)의 외측으로는 이를 감쌀 수 있도록 지지부재(53)를 설치한다.

또, 지지부재(53)가 삽입될 수 있도록 개구형성된 하우징(10)의 일단측 내부에는 지지부재(53)의 배면측을 지지할 수 있도록 고정링(54)을 설치한다.

이로써, 기어박스의 장기간 사용으로 인해 랙기어(31)와 섹터기어(41)가 마모되어 그 사이에 유격이 발생될 때, 지지부재(53)의 지지를 받는 스프링(52)이 발생된 유격만큼 섹터축(40)을 밀게되고, 이로 인해 경사지게 서로 배치된 섹터기어(41)와 랙기어(31)의 치합상태가 자동으로 보상 및 조절된다.

또, 외부의 충격 및 동력전달에 의해 섹터기어(41)와 랙기어(31)가 이격되는 방향으로 섹터축(40)이 이동될 때는 이 섹터축(40)을 지지하는 지지부재(53)에 의해 섹터축(40)의 이동이 제한된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 조향장치의 기어박스는, 자동조절수단으로 인해, 랙기어와 섹터기어 사이에서 원활한 동력전달이 지속적으로 이루어지고, 이로 인해 안정적인 중립감 및 조향감을 얻을 수 있음은 물론, 유격으로 인한 소음 및 진동을 방지할 수 있는 이점이 있다.

또, 간극조정을 위한 수작업이 필요치않고, 조절시간에 소요되는 시간을 절약할 수 있으며, 각 제품간의 치합상태 및 성능을 균일하게할 수 있어 제품의 생산비용 절감 및 신뢰성을 향상시키는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 하우징의 내부에 회전 가능하도록 마련되며 외부 일측에는 랙기어가 형성된 랙피스톤과, 상기 랙피스톤과 교차하도록 배치되며 외부 일측에는 상기 랙기어와 경사지게 이물림되도록 섹터기어가 형성된 섹터축을 구비한 차량용 조향장치의 기어박스에 있어서,

   상기 섹터축(40)을 축방향으로 지속적으로 가압하여 상기 랙기어(31)와 섹터기어(41) 사이의 치합상태를 유지시킴으로써 그 사이의 간극이 자동조절되도록 상기 섹터축(40)의 일단에는 자동조절수단(50)이 마련된 것을 특징으로 하는 차량용 조향장치의 기어박스.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 자동조절수단(50)은, 상기 섹터축(40)의 일단에 형성되는 고정홈(51)과, 상기 고정홈(51)에 삽입되는 스프링(52)과, 상기 스프링(52)의 일단을 지지함과 동시에 상기 고정홈(51)을 폐쇄하는 지지부재(53)와, 상기 지지부재(53)를 지지할 수 있도록 하우징(10)의 내부에 고정 설치되는 고정링(54)으로 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 조향장치의 기어박스.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 지지부재(53)는 상기 섹터기어(41)와 랙기어(31)가 이격되는 방향으로 상기 섹터축(40)이 이동되는 것을 방지할 수 있도록 상기 고정홈(51)이 형성된 상기 섹터축(40)의 일단측을 감싸는 것을 특징으로 하는 차량용 조향장치의 기어박스.

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