KR100816431B1

KR100816431B1 - 조향장치의 래틀 노이즈 방지용 랙

Info

Publication number: KR100816431B1
Application number: KR1020020083025A
Authority: KR
Inventors: 이권호
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2002-12-24
Filing date: 2002-12-24
Publication date: 2008-03-26
Also published as: KR20040056524A

Abstract

본 발명은, 좌우방향으로 길게 형성된 튜브인 랙하우징과, 이 랙하우징에 수용되는 피니언샤프트의 외주면에 형성된 피니언기어와, 이 피니언기어에 치합되며 랙바의 일측에 형성된 랙기어와, 상기 피니언기어에 상기 랙기어를 밀착시킬 수 있도록 상기 랙바의 배면에 마련되는 서포트요크와, 이 서포트요크를 탄성지지하는 스프링과, 상기 서포트요크와 스프링을 수용하는 요크시트를 포함하여 이루어진 차량용 조향장치에 있어서, 상기 랙바에 형성되는 랙기어는 그 중심을 기준으로 폭방향 양측으로 소정거리 직선구간을 유지하다가 랙기어의 끝단으로 경사면을 이루는 것을 특징으로 하는 조향장치의 래틀 노이즈 방지용 랙에 관한 것이다.

랙과 피니언, 랙바, 피니언, 치형상, 래틀 노이즈

Description

조향장치의 래틀 노이즈 방지용 랙{RACK FOR RATTLE NOISE PREVENTION OF STEERING SYSTEM}

도 1은 종래의 랙기어와 피니언기어 및 서포트요크를 보인 단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 랙기어와 피니언기어 및 서포트요크를 보인 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

200 : 랙하우징 205 : 랙바

210 : 랙기어 212 : 경사면

215 : 피니언샤프트 220 : 피니언기어

225 : 서포트요크 230 : 스프링

235 : 플러그 240 : 요크시트

245 : 고정너트

본 발명은 조향장치에 관한 것으로, 특히 조향핸들의 회전력을 조향칼럼과 유니버설조인트를 거쳐 피니언기어의 치합에 의해 바퀴에 전달하는 래틀 노이즈 방지용 랙에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 조향장치는 운전자의 조작에 따라 차량의 진행방향을 바꿀 수 있도록 마련되며, 조향핸들의 회전력이 조향칼럼의 조향주축을 통하여 유니버설조인트에 전달되고, 이 유니버설조인트에 전달된 조향핸들의 회전력은 랙기어와 피니언기어를 통하여 바퀴로 전달되어 차량을 조향할 수 있게 된다.

도 1은 종래의 랙기어와 피니언기어 및 서포트요크를 보인 단면도이다. 도시된 바와 같이, 랙하우징(100)은 좌우방향으로 길게 형성된 튜브로서 그 내부에는 피니언샤프트(115)의 하측에 형성된 피니언기어(120)와, 이에 치합될 수 있는 랙기어(110)가 형성된 랙바(105)를 수용한다.

그리고, 이 랙바(105)는 금속재 원형봉으로 일부에 랙기어(110)가 형성되어 있고, 이 랙기어(110)의 배면에는 상기 랙기어(110)와 피니언기어(120)가 치합될 수 있도록 밀어주는 서포트요크(125)가 형성되어 있다.

또한, 이 서포트요크(125)는 원형봉의 상기 랙바(105)를 수용할 수 있는 반원형의 함몰부가 전면에 형성되어 있고, 이 서포트요크(125)의 배면은 스프링(130)에 의해서 탄성지지된다.

한편, 이 서포트요크(125)는 중공원통의 일단에 플랜지가 형성된 요크시트(140)의 내부에 수용되고, 이 요크시트(140)의 타단에는 고정너트(145)가 부착된다.

그리고 이 고정너트(145)의 중앙에는 나사산이 형성된 구멍이 형성되고, 이 구멍에 수용되며 외주면에 나사산이 형성되고 밑면에 스프링을 삽입하기 위한 돌출부가 중앙에 형성된 플러그(135)가 치합되어 스프링(130)을 지지하면서 요크시트(140)를 밀폐시켜준다.

이로써 스프링(130)에 의해 서포트요크(125)를 랙기어(110)의 배면에 밀착시켜 줌으로써 랙기어(110)가 피니언기어(120)에 치합된다. 그러므로 운전자가 조향핸들을 회전시킬 때 발생되는 회전력이 조향축을 통하여 피니언샤프트(115)에 전달되고, 이 피니언샤프트(115)에 전달된 회전력은 피니언기어(120)를 통하여 랙기어(110)에 전달되며, 랙기어(110)에 전달된 회전력이 랙바(105)를 이송시킴으로써, 이 랙바(105)에 연결된 타이로드를 통하여 바퀴가 동작된다.

상기에서, 동력 전달시 타이어로부터 받는 진동과 외력이 랙바(105)에 전달되거나 조향핸들의 조타시, 랙바(105)와 피니언샤프트(115) 사이의 치 접촉부에서 랙바(105)와 피니언샤프트(115)의 치간 벌어지려는 힘이 랙바(105)를 배면에서 누르는 스프링(130)의 힘보다 크게 되면 랙바(105)가 회전하게 되고, 벌어지려는 힘이 스프링(130)보다 작게 되면 원위치로 돌아오게 된다. 이때 랙바(105)가 원위치로 돌아올 때 피니언샤프트(115)와 랙바(105)의 치들이 충돌하면서 충격음이 발생하고 이런 동작이 계속 반복되거나 간헐적으로 발생하면 래틀노이즈가 발생한다. 래틀노이즈가 차량 주행중 발생하면 운전자에게 불쾌감을 주고 품질의 신뢰성도 떨어진다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 랙과 피니언 간의 치간 분력에 의해 랙바가 소정량 회전했다가 원위치로 돌아올 때 피니언과 랙의 충돌을 부드럽게 유도하기 위해서 일직선으로 되어 있는 랙의 치단면에다 소정의 경사를 주어 둥글게 형성함으로써 랙바와 피니언샤프트 간의 래틀 소음을 줄일 수 있는 래틀 노이즈 방지용 랙을 구비한 차량용 조향장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 좌우방향으로 길게 형성되어 조향기어 전체를 지지하는 구조물인 랙하우징과, 이 랙하우징에 수용되는 피니언샤프트의 외주면에 형성된 피니언기어와, 이 피니언기어에 치합되며 랙바의 일측에 형성된 랙기어와, 상기 피니언기어에 상기 랙기어를 밀착시킬 수 있도록 상기 랙바의 배면에 마련되는 서포트요크와, 이 서포트요크를 탄성지지하는 스프링과, 상기 서포트요크와 스프링을 수용하는 요크시트를 포함하여 이루어진 차량용 조향장치에 있어서, 상기 랙바에 형성되는 랙기어는 그 중심을 기준으로 폭방향 양측으로 소정거리 직선구간을 유지하다가 랙기어의 끝단으로 소정의 경사면을 이루는 것을 특징으로 하는 래틀 노이즈 방지용 랙을 구비한다.

그리고 상기 경사면의 경사각은 5 ~ 10°인 것을 특징으로 하고, 경사면이 일정한 곡률을 갖고서 둥글게 형성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2에 도시된 바와 같이, 랙하우징(200)은 좌우방향으로 길게 형성되어 조향기어 전체를 지지하는 구조물로서, 그 내부에는 피니언샤프트(215)의 외주면에 형성된 피니언기어(220)와, 이에 치합될 수 있으며 랙바(205)의 일측에 형성된 랙기어(210)를 수용한다.

랙바(205)는 금속재 원형봉으로서, 일부에 랙기어(210)가 형성되어 있고, 이 랙기어(210)의 배면에는 랙기어(210)와 피니언기어(220)가 치합될 수 있도록 밀어주는 서포트요크(225)가 형성되어 있다. 상기 랙바(205)에 형성되는 랙기어(210)의 전체는 종래에는 랙바(205)의 평평한 단면을 따라 가공하여 직선적으로 형성하였으나, 본 발명에서는 직선구간(A)을 줄이고, 랙기어(210)의 중앙에서 양측으로 소정거리 떨어진 지점부터 랙기어(210)의 끝단까지 소정의 경사면(212)을 갖도록 한다. 이 경사면(212)의 경사각이 너무 크면 피니언기어(220)와의 이물림율이 낮아지므로 경사각(B)은 5 ~ 10°이하가 바람직하다.

또한, 서포트요크(225)는 원형봉의 상기 랙바(205)를 수용할 수 있는 반원형의 함몰부가 전면에 형성되어 있고, 이 서포트요크(225)의 배면에는 스프링(230)에 의해서 탄성지지된다.

한편, 이 서포트요크(225)는 중공 원통의 일단에 플랜지가 형성된 요크시트(240)의 내부에 수용되고, 이 요크시트(240)의 타단에는 고정너트(245)가 설치된다.

그리고, 이 고정너트(245)의 중앙에는 나사산이 형성된 구멍이 형성되고, 이 구멍에 수용되며 외주면에 나사산이 형성되고 밑면에 스프링을 삽입하기 위한 돌출부가 중앙에 형성된 플러그(235)가 치합되어 스프링(230)을 지지하면서 요크시트(240)를 밀폐시켜준다.

이로써 스프링(230)에 의해 서포트요크(225)를 랙기어(210)의 배면에 밀착시켜줌으로써, 랙기어(210)가 피니언기어(220)에 치합된다. 그러므로 운전자가 조향핸들을 회전시킬 때 발생되는 회전력이 조향축을 통하여 피니언샤프트(215)에 전달되고, 이 피니언샤프트(215)에 전달된 회전력은 피니언기어(220)를 통하여 랙기어(210)에 전달되며, 랙기어(210)에 전달된 회전력이 랙바(205)를 이송시킴으로써 이 랙바(205)에 연결된 타이로드를 통하여 바퀴가 동작된다.

전술한 바와 같이, 동력 전달시 타이어로부터 받는 진동과 외력이 랙바에 전달되거나 핸들 조타시, 랙기어와 피니언기어 사이의 접촉부에서 랙기어와 피니언기거 간 벌어지려는 분력이 랙바를 배면에서 누르는 스프링의 힘보다 크게 되면 랙바가 회전하게 되고, 벌어지려는 힘이 스프링보다 작게 되면 원위치로 돌아오게 되는데, 랙바가 원위치로 돌아올 때 피니언기어와 랙기어가 충돌하면서 충격음이 발생하지만, 본 발명에서는 피니언기어와 접촉되는 랙기어의 치단면에 소정의 경사면을 주고 이 경사면을 둥글게 형성하여 랙기어와 피니언기어가 충돌시 둥글게 형성된 면부터 순차적으로 접촉하도록 함으로써 그 충격을 감소시킬 수 있다. 따라서 조향시 래틀 노이즈를 제거할 수 있다.

Claims

좌,우방향으로 길게 형성되어 조향기어 전체를 지지하는 구조물인 랙하우징과, 이 랙하우징에 수용되는 피니언샤프트의 외주면에 형성된 피니언기어와, 이 피니언기어에 치합되며 랙바의 일측에 형성된 랙기어와, 상기 피니언기어에 상기 랙기어를 밀착시킬 수 있도록 상기 랙바의 배면에 마련되는 서포트요크와, 이 서포트요크를 탄성지지하는 스프링과, 상기 서포트요크와 스프링을 수용하는 요크시트를 포함하여 이루어진 차량용 조향장치에 있어서,

상기 랙바에 형성되는 랙기어는, 그 중심을 기준으로 폭방향 양측으로 직선구간을 유지하다가 랙기어의 끝단으로 경사면을 이루는 것을 특징으로 하는 조향장치의 래틀 노이즈 방지용 랙.
제1항에 있어서,

상기 랙기어에 형성되는 경사면의 경사각은 5 ~ 10°인 것을 특징으로 하는 조향장치의 래틀 노이즈 방지용 랙.
제1항에 있어서,

상기 경사면은 곡률을 갖고서 둥글게 형성된 것을 특징으로 하는 조향장치의 래틀 노이즈 방지용 랙.