KR100848488B1 - 자동차의 동력 보조 조향장치 - Google Patents

자동차의 동력 보조 조향장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차의 동력 보조 조향장치에 관한 것으로, 이는 상부가 토션바 및 입력축과 결합되며, 하부에는 나사산이 형성되어 있는 고정홈이 길이방향으로 형성된 피니언 샤프트; 상기 피니언 샤프트가 설치되며 하부에 개구부가 형성되고, 상기 피니언 샤프트를 감싸는 베어링이 구비되는 피니언 하우징; 상기 고정홈에 체결되며 상기 베어링을 지지하는 고정 볼트로 된 체결 수단 및; 상기 개구부에 끼워지며, 상기 베어링을 지지하는 엔드 플러그;를 포함하는 것을 특징으로 하여서, 피니언 기어의 하부에 나사산이 형성된 고정홈을 형성하고 이 고정홈에 체결 수단으로 체결함으로써, 엔드 플러그가 피니언 하우징의 외부로 노출되지 않음으로써, 자동차의 지상고 확보에 용이함은 물론, 엔드 플러그와 피니언 하우징이 한 번의 작업으로 결합할 수 있어 생산성의 향상 및 원가를 절감시키는 효과가 있다.
조향장치, 피니언 기어, 엔드 플러그

Description

자동차의 동력 보조 조향장치{Steering Apparatus of Vehicle}
도 1은 종래 기술에 따른 자동차의 동력 보조 조향장치의 기어박스를 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차의 동력 보조 조향장치의 기어박스를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차의 동력 보조 조향장치의 엔드 플러그를 나타낸 요부 확대도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
200: 기어박스 202: 밸브 하우징
204: 베어링 210: 입력축
215: 토션바 220: 밸브 몸체
230: 피니언 샤프트 232: 피니언 기어
234: 고정홈 240: 체결 수단
250: 랙바 252: 랙 기어
260: 피니언 하우징 262: 개구부
270: 엔드 플러그 272: 공간부
302: 접착제 304: 돌기
본 발명은 자동차의 동력 보조 조향장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 피니언 기어의 하부에 나사산이 형성된 고정홈을 형성하여 이 고정홈에 체결 수단으로 체결함으로써, 엔드 플러그가 피니언 하우징의 외부로 노출되지 않음으로써, 자동차의 지상고 확보에 용이함은 물론, 엔드 플러그와 피니언 하우징이 한 번의 작업으로 결합할 수 있어 생산성의 향상 및 원가를 절감시키는 자동차의 동력 보조 조향장치에 관한 것이다.
일반적으로 자동차용 조향장치는 자동차의 진행 방향으로 변경하기 위해 자동차의 구동휠 회전각을 조절할 수 있도록 마련된 것으로서, 운전석에 마련된 조향휠과, 그 하측에 마련되는 조향축, 그리고 이 조향축과 연결되어 회전력을 감속함과 동시에 동력 전달 방향으로 전환하는 기어박스 등을 구비하여 이루어진다.
도 1은 종래 기술에 따른 자동차의 동력 보조 조향장치의 기어박스를 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 동력 보조 조향장치의 기어박스(100)는 조향축(미도시)으로부터 회전운동을 입력받는 중공 형상의 입력축(110), 하단부가 피니언 샤프트(120)와 압입 방식으로 결합되며 입력축(110)에 삽입되는 토션바(130), 입력축(110)의 외주면에 끼워지는 밸브 몸체(140), 입력축(110)과 밸브 몸체(140)가 내부에 설치되는 밸브 하우징(150), 피니언 샤프트(120)와 치합하는 랙바(160), 랙바(160)와 피니언 샤프트(120)의 유격을 감소시켜 원활하게 동력이 전달될 수 있도록 랙바(160)의 후면부에 구비되는 서포트 요크(170) 및 입력축(110)의 하단이 회전 지지되는 피니언 하우징(180)을 포함하여 구성된다.
여기서, 밸브 몸체(140)는 그 중심축에 회전 가능하도록 입력축(110)이 설치되고, 이 입력축(110)의 외주에는 외부의 유압펌프와 연결되는 다수개의 유로가 형성된다.
그리고, 입력축(110)의 하부에는 피니언 기어(122)가 형성된 피니언 샤프트(120)가 구비되는데, 피니언 기어(122)의 측면에 치합되어 동력을 전달받을 수 있도록 랙 기어가 형성된 랙바(160)가 설치된다.
또한, 피니언 기어(122)의 하측에는 피니언 하우징(180)의 내부에서 입력축(110) 및 피니언 샤프트(120)가 원활하게 회전할 수 있도록 베어링(104)이 설치된다.
여기서, 피니언 하우징(180)의 내부에 설치되는 베어링(104)에는 피니언 샤프트(120)가 소정의 길이만큼 연장되게 형성되어 삽입 관통되는데, 이 연장된 피니언 샤프트(120)에는 나사부가 형성된다.
또한, 연장된 피니언 샤프트(120)에 형성된 나사부에 고정 너트(102)를 체결시켜 피니언 샤프트(120)를 고정시킨 후, 기어박스(100)의 내부로 이물질의 침투 방지, 수밀성의 유지 및 베어링(104)이 피니언 하우징(180)의 외측으로 이탈하는 것을 방지하는 엔드 플러그(190)가 결합된다.
이와 같은 엔드 플러그(190)는 피니언 하우징(180)과 결합하기 위해 외주면 에 나사산을 형성하고, 이물질 침투방지 및 수밀성을 유지하기 위하여 본딩한 후 엔드 플러그(190)를 피니언 하우징(180)에 토크 렌치 등과 같은 공구를 이용하여 체결하여 엔드 플러그(190)와 베어링(104)이 접하게 한다. 그리고 엔드 플러그(190)가 체결된 후에는 최소한 2군데에 코킹 작업을 한다.
하지만, 전술한 바와 같이 베어링(104)의 이탈을 방지하고, 이물질 침투방지 및 수밀을 유지하기 위하여 체결되는 엔드 플러그(190)는 외주에 형성된 나사와 같이 구조가 복잡하고 체결과정이 복잡하여 가공 공정 및 조립 공정이 복잡해져 원가가 상승하고 이에 따라 생산성이 현저하게 떨어지는 문제점이 있다.
또한, 피니언 샤프트(120)를 연장하여 나사산을 가공한 뒤, 이 연장된 피니언 샤프트(120)에 고정 너트(102)를 통해 고정함으로써, 엔드 플러그(190)가 고정 너트(102)와 피니언 샤프트(120)의 연장되는 부분의 높이에 의해 피니언 하우징(180)의 외부로 노출되게 결합될 수밖에 없어 자동차의 지상고 확보에 어려운 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 피니언 기어의 하부에 나사산이 형성된 고정홈을 형성하여 이 고정홈에 체결 수단으로 체결함으로써, 엔드 플러그가 피니언 하우징의 외부로 노출되지 않음으로써, 자동차의 지상고 확보에 용이함은 물론, 엔드 플러그와 피니언 하우징이 한 번의 작업으로 결합할 수 있어 생산성의 향상 및 원가를 절감시키는 데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 자동차의 동력 보조 조향장치에 있어서, 상부가 토션바 및 입력축과 결합되며, 하부에는 나사산이 형성되어 있는 고정홈이 길이방향으로 형성된 피니언 샤프트; 상기 피니언 샤프트가 설치되며 하부에 개구부가 형성되고, 상기 피니언 샤프트를 감싸는 베어링이 구비되는 피니언 하우징; 상기 고정홈에 체결되며 상기 베어링을 지지하는 고정 볼트로 된 체결 수단 및; 상기 개구부에 끼워지며, 상기 베어링을 지지하는 엔드 플러그;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차의 동력 보조 조향장치의 기어박스를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차의 동력 보조 조향장치의 엔드 플러그를 나타낸 요부 확대도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 동력 보조 조향장치의 기어박스(200)는 중공의 형상으로 조향축의 유니버설 조인트와 연결되는 입력축(210), 입력축(210)의 내부에 삽입되는 토션바(215), 작동유를 제어하는 밸브 몸체(220), 입력축(210) 및 밸브 몸체(220)가 내부에 설치되는 밸브 하우징(202), 입력축(210)의 하부에 형성되며 하부에 나사산이 형성된 고정홈(234)이 형성되는 피니언 샤프트(230), 피니언 샤프트(230)에 형성된 고정홈(234)에 체결되는 체결 수단(240), 피니언 샤프트(230)와 치합되는 랙바(250), 피니언 샤프트(230) 및 랙바(250)가 설치되는 피니언 하우징(260) 및 기어박스(200)의 내부로 이물질의 침투 방지, 수밀성의 유지를 위해서 피니언 하우징(260)의 하단부에 형성되는 개구부(262)와 결합되는 엔드 플러그(270)를 포함하여 구성된다.
입력축(210)은 조향축과 연결되어 있으며 내부에는 토션바(215)가 삽입될 수 있도록 중공의 형상을 가지고 입력축(210)의 상단부에는 조향축의 유니버설 조인트와 연결 가능하도록 세레이션이 형성되며 입력축(210)의 하단부는 피니언 샤프트(230)의 상단부에 결합된다.
밸브 몸체(220)는 토션바(215)가 삽입되는 입력축(210)이 그 내부로 설치될 수 있도록 중공의 형상으로 형성되어 있으며 실린더로 공급되는 작동유를 제어하는 역할을 한다.
피니언 샤프트(230)는 토션바(215)의 하단부와 압입하는 방식으로 결합함과 동시에, 피니언 샤프트(230)의 상부에 입력축(210)이 설치된다. 이러한 피니언 샤프트(230)의 하부에는 랙바(250)에 형성된 랙 기어(252)와 치합되는 피니언 기어(232)가 형성되어 있어서, 입력축(210)과 피니언 샤프트(230)의 회전 운동을 랙바(250)의 직선 운동으로 변환시킨다.
또한, 피니언 샤프트(230)의 하단에는 피니언 샤프트(230)가 원활하게 회전할 수 있도록 베어링(204)이 구비된다. 이러한 피니언 샤프트(230)의 하부에는 외 주를 따라 나사산이 형성되어 있는 고정홈(234)이 형성되는데, 이때 고정홈(234)에 형성되는 나사산은 체결 수단(240)이 체결되도록 암나사산이 형성됨이 바람직하다.
이와 같은 피니언 샤프트(230)는 하부에 나사산이 형성된 고정홈(234)을 형성하여 이 고정홈(234)에 체결 수단(240)을 체결하면 엔드 플러그(270)가 피니언 하우징(260)의 외부로 노출되지 않게 결합될 수 있으므로, 종래의 피니언 샤프트(120)를 연장하고, 이 연장된 피니언 샤프트(120)에 나사산을 가공한 뒤 고정 너트(102)를 통해서 고정했던 종래의 결합 방식에 의해 엔드 플러그(190)가 피니언 하우징(180)의 외부로 노출되게 결합될 수밖에 없어 자동차의 지상고 확보에 어려움이 있었던 종래의 문제점을 극복할 수 있는 것이다.
다시 말해, 종래에는 고정 너트(102)를 통해서 조립하기 위해 피니언 샤프트(120)의 하부에 연장되는 연장부를 형성해야하고, 이 연장되는 연장부에 나사산을 가공한 뒤 고정 너트(102)와 이 연장부에 의해 피니언 샤프트(120)가 고정되는 것이었다. 이러한 종래의 피니언 샤프트(120) 결합 방식은 피니언 샤프트(120)의 하부에 연장되는 연장부와 고정 너트(102)의 높이에 의해 엔드 플러그(190)가 피니언 하우징(180)의 외부로 노출되게 결합할 수밖에 없었다.
그러나, 본원 발명은 피니언 샤프트(230)의 하부에 고정홈(234)을 형성한 뒤 이 고정홈(234)에 나사산을 가공하여 고정 너트(102)가 아닌 체결 수단(240)을 통해서 피니언 샤프트(230)를 고정함으로써, 체결 수단(240)의 높이에 따라 엔드 플러그(270) 역시 피니언 하우징(260)의 외부로 노출되지 않도록 결합이 가능하기 때문에 결국, 자동차의 지상고 확보에 용이한 것이다.
체결 수단(240)은 피니언 샤프트(230)에 형성되는 고정홈(234)에 체결되어 피니언 샤프트(230)의 중심을 고정시키며, 피니언 샤프트(230)의 하단에 구비되는 베어링(204)의 하측 내경을 지지한다.
이와 같은 체결 수단(240)은 본 발명에서는 고정 볼트로 이루어지고서 피니언 샤프트(230)에 형성된 고정홈(234)과 체결되는 것으로 도시하였으나 이에 한정하는 것은 아니며, 고정 볼트와 동일한 목적 및 효과를 얻을 수 있다면 핀 결합 등 다양한 결합 방식을 사용할 수 있을 것이다.
피니언 하우징(260)은 내부에 피니언 기어(232)가 형성된 피니언 샤프트(230)가 설치되며, 피니언 기어(232)와 치합되는 랙 기어(252)가 형성된 랙바(250)가 조향축에 직각의 방향으로 설치된다.
이와 같은 피니언 하우징(260)의 내부에는 피니언 샤프트(230)가 원활하게 회전할 수 있도록 피니언 샤프트(230)의 하단 외주면을 감싸는 베어링(204)이 구비되며, 피니언 샤프트(230)가 체결 수단(240)에 의해 체결되도록 하부가 개방되는 개구부(262)가 형성된다. 다시 말해, 피니언 샤프트(230)에 체결 수단(240)을 체결하기 위해서는 피니언 하우징(260)의 외부에서 작업을 진행해야 하므로 피니언 하우징(260)의 하부가 개방되는 개구부(262)가 형성되는 것이다.
엔드 플러그(270)는 외부로부터 이물질이 침투하는 것을 방지함은 물론 수밀성을 유지하기 위해 피니언 하우징(260)의 개구부(262)를 폐쇄하는 것으로, 피니언 하우징(260)의 개구부(262)에 삽입되되 체결 수단(240)과 접촉하지 않도록 공간부(272)가 형성되며, 상부 둘레면이 베어링(204)의 하단 외경을 지지한다.
이러한 엔드 플러그(270)는 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 피니언 하우징(260)의 개구부(262)에 한번의 작업으로 결합이 완료될 수 있도록 개구부(262)의 직경보다 소정의 직경만큼 크게 형성되되 억지 끼움, 또는 압입 방식으로 결합될 수 있을 정도의 크기로 형성됨이 바람직하나 이에 한정하는 것은 아니며, 엔드 플러그(270)와 피니언 하우징(260)의 개구부(262) 간에 한번의 작업으로 그 결합이 완료될 수 있다면 어떠한 방식으로 결합하여도 무방하다.
즉, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 엔드 플러그(270)의 외측 둘레면에 접착제(302)를 도포한 뒤 피니언 하우징(260)의 개구부(262)와 접착력에 의해 결합하는 방식, 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이, 엔드 플러그(270)에 소정의 크기로 형성되는 환형의 돌기(304)를 형성하여 피니언 하우징(260)의 개구부(262)에 삽입하는 방식 등 다양한 방식을 통해서 결합이 가능하다.
이와 같은 본 발명에 따른 엔드 플러그(270)는 피니언 하우징(260)의 개구부(262)와 한번의 작업으로 결합을 완료함으로써, 종래의 외주면에 나사산을 형성하고 피니언 하우징(180)에 토크 렌치 등과 같은 공구를 이용하여 체결한 뒤, 코킹 작업까지 해야 하는 복잡한 가공 공정 및 조립 공정으로 인해서 원가 상승 및 생산성 떨어지는 종래의 문제점을 극복할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아 니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 피니언 기어의 하부에 나사산이 형성된 고정홈을 형성하여 이 고정홈에 체결 수단으로 체결함으로써, 엔드 플러그가 피니언 하우징의 외부로 노출되지 않음으로써, 자동차의 지상고 확보에 용이함은 물론, 엔드 플러그와 피니언 하우징이 한 번의 작업으로 결합할 수 있어 생산성의 향상 및 원가를 절감시키는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 자동차의 동력 보조 조향장치에 있어서,
    상부가 토션바 및 입력축과 결합되며, 하부에는 나사산이 형성되어 있는 고정홈이 길이방향으로 형성된 피니언 샤프트;
    상기 피니언 샤프트가 설치되며 하부에 개구부가 형성되고, 상기 피니언 샤프트를 감싸는 베어링이 구비되는 피니언 하우징;
    상기 고정홈에 체결되며 상기 베어링을 지지하는 고정 볼트로 된 체결 수단 및;
    상기 개구부에 끼워지며, 상기 베어링을 지지하는 엔드 플러그;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 동력 보조 조향장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 엔드 플러그는 상기 개구부의 직경보다 크게 형성되어 억지 끼움이나 압입 중 어느 하나의 방식으로 상기 개구부에 끼워지는 것을 특징으로 하는 자동차의 동력 보조 조향장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 엔드 플러그의 외측 둘레면에는 접착제를 도포하여 상기 개구부에 접착력에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 자동차의 동력 보조 조향장치.
  4. 제 1 항에 이어서,
    상기 엔드 플러그의 둘레면에는 돌기가 형성되어 상기 개구부에 삽입되는 것을 특징으로 하는 자동차의 동력 보조 조향장치.
  5. 삭제
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