KR100804618B1 - 스티어링 장치의 서포트 요크 - Google Patents

Abstract

개시된 본 발명은 차량용 스티어링 장치의 서포트 요크에 관한 것으로, 이는 특히, 랙 앤 피니언 타입 스티어링 장치의 랙 하우징내에서 랙이 형성된 랙바를 피니언측에 밀착토록 지지하는 서포트 요크의 접촉부에 니들핀을 설치하여 랙바와의 구름마찰을 유도토록 하므로서, 랙바 슬라이딩에 따른 서포트 요크와의 마찰저항을 저감시킬 수 있도록 한 스티어링 장치의 서포트 요크(Support-Yoke)에 관한 것이다.

그 기술적인 구성은, 스티어링 장치의 요크부에 있어서, 서포트 요크(60)의 접촉부(60a)에 적어도 한개 이상의 설치홈(62)이 형성되고, 상기 설치홈(62)에는 랙바(20)와의 구름마찰을 유도토록 하는 니들핀(64)이 회전 가능토록 설치되어 구성된 것을 요지로 한다.

스티어링 장치, 기어박스, 서포트 요크, 니들핀

Description

스티어링 장치의 서포트 요크{Support-Yoke of Steering system}

도 1은 종래의 랙 앤 피니언 타입의 기어박스를 보인 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 랙 앤 피니언 타입 스티어링장치의 기어박스를 도시한 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 스티어링 장치의 서포트 요크를 보인 확대 사시도

*도면의 주요부위에 대한 부호설명*

10...랙 하우징 20...랙바

30...밸브 하우징 40...피니언 축

40a...피니언 기어 50...요크 실린더

60...서포트 요크 60a...접촉부

62...설치홈 64...니들핀

70...스프링 80...요크 플러그

본 발명은 차량용 스티어링 장치의 서포트 요크에 관한 것으로, 이는 특히, 랙 앤 피니언 타입 스티어링 장치의 랙 하우징내에서 랙이 형성된 랙바를 피니언측에 밀착토록 지지하는 서포트 요크의 접촉부에 니들핀을 설치하여 랙바와의 구름마찰을 유도토록 하므로서, 랙바 슬라이딩에 따른 서포트 요크와의 마찰저항을 저감시킬 수 있도록 한 스티어링 장치의 서포트 요크(Support-Yoke)에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 스티어링 장치는 운전자의 조작에 따라 차량의 진행방향을 변경할 수 있도록 마련되는 것으로서, 운전석에 마련된 스티어링 휠과, 그 하측에 마련되는 스티어링 샤프트, 그리고 이 스티어링 샤프트와 연결되어 동력전달 방향을 전환하는 기억박스 등을 구비하여 마련된다.

이와 같은 기억박스에는 워엄 섹터 타입, 워엄 섹터 롤러 타입, 볼 앤 너트 타입, 랙 앤 피니언 타입 등이 있으며, 이 중 랙 앤 피니언 타입(Rack & Pinion Type)의 기어박스는, 스티어링 샤프트로 부터 운전자가 발생시킨 조작력을 전달받아 회전되는 피니언과, 상기 피니언과 치합되어 좌·우 슬라이딩 되는 랙바로 이루어 진다.

도 1은 이와 같은 종래의 랙 앤 피니언 타입의 기어박스를 보인 단면도 로서, 이에 도시된 바와같이 기어박스는, 중공의 랙 하우징(1)과 이와 결합되도록 상단측에 설치된 밸브 하우징(3)으로서 외형이 이루어 진다.

먼저, 밸브하우징(3) 내부에는 스티어링 샤프트(미도시)로 부터 회전력을 전달받는 입력축(9)이 설치되고, 이 입력축(9)의 하단에는 피니언 기어(4a)가 형성된 피니언 축(4)이 이와 연동되도록 설치되되, 상기 피니언 기어(4a)는 랙 하우징(1) 내부에 까지 연장 설치된다.

다음, 상기 랙 하우징(1)의 내부에는 축방향으로 길게 마련되는 원봉으로서 피니언 축으로 부터의 회전력을 수평운동으로 전환하는 랙바(2)가 설치된다.

상기 랙바(2)의 일측 외주부에는 상기 피니언 기어(4a)와 이물림토록 되는 랙기어(2a)가 형성되고, 이 랙바(2)의 후방측에는 이를 피니언 기어(4a)측으로 밀착되게 지지하는 요크부가 마련된다.

이와 같은 요크부는, 랙기어(2a) 후방측에 랙하우징(1)과 일체 형성되는 중공의 요크 실린더(5)와, 이 요크 실린더(5) 내부에 슬라이딩 가능하도록 삽입 설치되며 그 일측에는 랙바(2)의 배면과 밀착 지지할 수 있도록 반원형의 접촉부(6a)가 형성된 서포트 요크(6)를 구비한다.

그리고, 상기 서포트 요크(6) 후방 내측에는 이를 랙바(2)에 탄력있게 밀착토록 하기 위한 코일형의 스프링(7)이 설치되고, 상기 스프링(7) 후방에는 이 스프링(7)을 지지하는 요크 플러그(8)가 요크 실린더(5) 선단에 나사 결합되어 고정된다.

따라서, 상기와 같은 구성으로 이루어진 요크부는, 서포트 요크(6)가 스프링(7)의 탄성을 받은 상태에서 랙바(2)를 피니언축 방향으로 밀착지지토록 하므로서, 랙기어(2a)와 피니언 기어(4a)간의 이물림률을 증대시켜 효과적인 동력전달을 할 수 있도록 하고, 동시에 랙바를 지지하는 지지 수단으로서 역할을 수행하게 된다.

그러나, 종래에는 랙바가 서포트 요크(6)의 접촉부(6a)에 면접촉된 상태에서 탄성지지되었기 때문에, 조향축 조작에 따른 랙바의 좌,우방향 슬라이딩시 랙바와 서포트 요크간에 마찰저항이 발생되어 출력저하의 원인이 되었으며 동시에, 상기 접촉부(6a)에는 마모가 진행되어 제품의 내구성이 저하되었음은 물론, 이 마찰저항과 함께 마찰소음이 발생되어 제품의 신뢰도를 저하시켰다.

본 발명은 상기와 같은 종래 서포트 요크의 문제점을 개선하기 위해 안출한 것으로 그 목적은, 랙바를 피니언 방향으로 밀착토록 탄성지지하는 서포트 요크의 접촉부에 니들핀을 설치하여 랙바와의 구름마찰을 일으킬 수 있도록 구성 시키므로서, 랙바 슬라이딩에 따른 서포트 요크와의 마찰저항 저감 및 접촉부의 마모를 방지할 수 있으며 동시에, 접촉소음의 발생을 미연에 방지할 수 있는 스티어링 장치의 서포트 요크를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로서 본 발명은, 랙 기어 후방측에 랙 하우징과 일체 형성되는 중공의 요크 실린더와, 상기 요크 실린더 내부에 슬라이딩 가능하도록 삽입 설치되며 그 일단이 랙바의 배면과 밀착되도록 반원형의 접촉부가 형성된 서포트 요크와, 상기 서포트 요크가 랙바에 탄성을 가지며 밀착될 수 있도록 서포트 요크 후방에 설치된 코일 스프링과, 상기 스프링 일단을 지지토록 하기 위해 요크 실린더 선단에 나사결합되는 요크 플러그를 포함하여 구성되는 스티어링 장치의 요크부에 있어서, 상기 서포트 요크의 접촉부에는 적어도 한개 이상의 설치홈이 형성되고, 상기 설치홈에는 랙바와의 구름마찰을 유도토록 하는 니들핀이 랙바의 슬라이딩 방향으로 회전되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 스티어링 장치의 서포트 요크를 마련함에 의한다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도면 도 2는 본 발명에 따른 랙 앤 피니언 타입 스티어링장치의 기어박스를 도시한 단면도 이며, 도 3은 본 발명에 따른 스티어링 장치의 서포트 요크를 보인 확대 사시도 이다.

도 2에 도시된 바와같이 본 발명에 적용된 랙 앤 피니언 타입의 기어박스는, 중공의 랙 하우징(10)과 이와 결합되도록 상단측에 설치된 밸브 하우징(30)으로서 외형을 이룬다.

여기서, 상기 밸브하우징(30) 내부에는 스티어링 샤프트(미도시)와 유니버셜 조인트되어 회전력을 전달받는 입력축(90)이 설치되고, 이 입력축(90)의 하단에는 피니언 기어(40a)가 형성된 피니언 축(40)이 이와 연동되도록 설치되되, 상기 피니언 기어(40a)는 랙 하우징(10) 내부에 까지 연장 설치된다.

그리고, 상기 랙 하우징(10) 내부에는 축 방향으로 길게 마련된 원봉으로서 피니언 축(40)으로 부터의 회전력을 수평운동으로 전환하는 랙바(20)가 설치된다.

상기 랙바(20)의 일측 외주부에는 상기 피니언 기어(40a)와 치합되는 랙기어(20a)가 형성되고, 이와 같이 랙기어(20a)가 형성된 랙바(20)의 후방측에는 이 랙바(20)를 피니언 기어(40a)측으로 밀착토록 지지하는 요크부가 마련된다.

이와 같은 요크부는, 랙기어(2a) 후방측에 랙하우징(10)과 일체 형성되는 중공의 요크 실린더(50)가 마련되고, 이 요크 실린더(5) 내부에는 랙바(20)의 배면을 밀착 지지할 수 있도록 반원형의 접촉부(60a)가 형성된 서포트 요크(60)가 축방향으로 슬라이딩 가능하도록 삽입된다.

그리고, 상기 서포트 요크(60) 후방에는 스프링(70)이 설치되어 랙바(20)를 피니언 축(40) 방향으로 밀착시켜 탄성지지할 수 있도록 구성되며, 상기 스프링(70) 후방에는 요크 플러그(80)가 요크 실린더(5) 선단에 나사 결합되어 상기 스프링(70)을 지지토록 구성된다.

본 발명은 특히, 상기 서포트 요크(60)의 반원형의 접촉부(60a)에 적어도 한개 이상의 설치홈(62)이 형성되고, 이 설치홈(62)에는 랙바(20)와의 마찰저항을 줄이기 위한 니들핀(64)이 랙바(20)의 슬라이딩 방향으로 회전가능토록 설치되는 구성으로 이루어 진다.

따라서, 상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 작용 및 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.

도 2를 참조하여 설명하면, 차륜 가변을 위해 운전석에 마련된 스티어링 휠을 회전 시키게 되면, 이 회전력은 조향축과 유니버설 조인트를 거쳐 본 발명에 적용된 기어박스내의 입력축(90)에 전달되어 이를 회전시키게 된다.

동시에, 상기 입력축 (90)하단부에 연동토록 설치된 피니언 축(40) 역시 상기 입력축(90)과 동방향으로 회전하면서 이와 교축토록 치합된 랙바(20)를 그 길이 방향으로 슬라이딩시켜 차륜을 가변시키게 된다.

이때, 랙기어(20a) 형성된 상기 랙바(20) 후방에는 스프링(70)에 의해 탄성지지되는 서포트 요크(60)가 마련되므로서, 랙바(20)를 피니언 측으로 계속적으로 밀착되도록 하여 기어간의 치합률을 향상시키며 동시에, 기어전동에 의한 기어치 마모에 따른 유격을 보상할 수 있게 된다. 또한, 랙바 일측을 지지하여 랙바의 이탈 및 불규칙한 습동을 방지한다.

특히 본 발명은 도 2내지 도 3에서와 같이, 전술한 서포트 요크(60)의 반원형의 접촉부(60a)에 다수개의 니들핀(64)이 랙바(20)의 슬라이딩 방향으로 회전가능토록 설치되므로서, 피니언 축 (40)회전에 의한 랙바(20) 습동시 랙바(20)와의 구름마찰을 유도하여 면접촉으로 인해 발생되는 마찰저항을 최소화 시킬 수 있게 되고, 원활한 랙바의 슬라이딩을 가이드 할 수 있게 된다.

즉, 랙바(20) 슬라이딩시 상기 서포트 요크(60)의 니들핀(64)이 랙바(20)의 슬라이딩 방향으로 회전되면서 랙바의 좌,우 슬라이딩을 지지하게 되므로서, 마찰저항으로 인한 랙바(20)의 출력 손실을 줄일 수 있게 된다.

또한, 랙바와 서포트 요크의 면과 면의 접촉시 발생되는 접촉부의 소음 및 마모를 최소화 시킬 수 있어 장치의 신뢰도 및 내구성 향상은 물론 수명을 가일 층 연장시킬 수 있게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명인 스티어링 장치의 서포트 요크에 의하면, 랙바를 피니언 방향으로 밀착토록 탄성지지하는 서포트 요크의 접촉부에 니들핀이 설치되어 랙바와의 구름마찰을 일으킬 수 있도록 구성되므로서, 랙바의 출력 손실을 줄일 수 있으며, 랙바 슬라이딩에 따른 서포트 요크와의 마찰저항 저감 및 접촉부의 마모를 방지하여 장치의 수명 및 내구성을 향상 시킬 수 있고, 동시에 기계적인 접촉소음을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 랙 기어(20a) 후방측에 랙 하우징(10)과 일체 형성되는 중공의 요크 실린더(50)와, 상기 요크 실린더(50) 내부에 슬라이딩 가능하도록 삽입 설치되며 그 일단이 랙바(20)의 배면과 밀착되도록 반원형의 접촉부(60a)가 형성된 서포트 요크(60)와, 상기 서포트 요크(60)가 랙바(20)에 탄성을 가지며 밀착될 수 있도록 서포트 요크(60) 후방에 설치된 코일 스프링(70)과, 상기 스프링(70) 일단을 지지토록 하기 위해 요크 실린더(50) 선단에 나사결합되는 요크 플러그(80)를 포함하여 구성되는 스티어링 장치의 요크부에 있어서;

   상기 서포트 요크(60)의 접촉부(60a)에는 적어도 한개 이상의 설치홈(62)이 형성되고, 상기 설치홈(62)에는 랙바(20)와의 구름마찰을 유도토록 하는 니들핀(64)이 랙바(20)의 슬라이딩 방향으로 회전가능토록 설치되는 것을 특징으로 하는 스티어링 장치의 서포트 요크.

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