KR101135854B1 - 강도보완 피니언 하우징이 장착된 조향장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 강도보완 피니언 하우징이 장착된 조향장치에 관한 것이다.
본 발명은 조향휠의 회전력을 랙바로 전달하는 피니언밸브 어셈블리와 상기 피니언밸브 어셈블리가 내장되는 밸브바디 하우징을 포함하는 피니언 하우징이 장착된 조향장치에 있어서, 상기 피니언 하우징의 내주면에는 파이프 형상의 강도보완부재가 압입되는 것을 특징으로 하는 조향장치를 제공한다.
본 발명에 의하면, 피니언 하우징의 내부에 강도보완부재를 압입함으로써 피니언 하우징이 외력에 의해 파손되는 것을 방지하여 안전율을 높이는 효과가 있다.
조향, 피니언 하우징, 강도보완부재

Description

강도보완 피니언 하우징이 장착된 조향장치{Steering Apparatus Equipped with Pinion Housing having Reinforcing Member}
도 1은 종래의 자동차 조향장치 중 파워스티어링장치의 단면도
도 2는 종래의 피니언 하우징의 단면도
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 피니언 하우징의 일부 결합사시도
도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 피니언 하우징의 단면도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 타이로드 105: 타이로드 엔드
110: 소켓 115: 나사부
120: 랙바 125: 랙 하우징
130: 실린더 140: 피니언 하우징
150: 밸브바디 하우징 153: 입력축
157: 밸브포트 158: 피드튜브
159: 실린더포트 160: 피스톤
170: 마운팅 부쉬 175: 마운팅 클램프
180: 벨로우즈 190: 타이로드 구부(球部)
200: 밸브바디 하우징 하부 210: 랙스토퍼 요크 장착부
300: 강도보완부재 310: 밸브바디 하우징 상부
320: 피니언밸브 어셈블리 330: 피니언 기어
본 발명은 강도보완 피니언 하우징이 장착된 조향장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 피니언 하우징의 내경을 가공한 후 강도보완부재를 압입함으로써 외력에 의한 파손을 방지하는 피니언 하우징이 장착된 조향장치에 관한 것이다.
자동차의 조향장치(Steering System)란 자동차의 진행 방향을 변경하기 위해 사용되는 장치로 조향휠, 스티어링 샤프트 및 칼럼 등으로 이루어진 조작기구, 웜 섹터형, 웜 섹터롤로형, 볼너트형, 가변기어비형, 랙 앤 피니언형 등의 조향 기어기구 및 피트먼암, 조향링크, 조향너클 등으로 이루어진 링크기구로 구성되어 조향휠의 회전을 조향기어를 통하여 구동휠로 전달하는 기계식의 조향장치와, 조작력 경감을 위하여 동력실린더를 사용하는 파워스티어링(Power Steering)방식이 사용되고 있다.
도 1은 종래의 자동차 조향장치 중 파워스티어링장치의 단면도로서, 도 1에서 도시된 바와 같이 종래의 파워스티어링장치는 유압펌프(미도시)에 의해 공급되는 작동유가 유압밸브 및 2개의 피드튜브(158)를 통해 실린더(130) 내의 좌, 우 실로 공급되도록 되어 있고, 실린더(130) 내에는 랙바(120)에 설치된 피스톤(160)과 양측에서 실린더(130)의 단부를 밀봉하는 오일씰(미도시)에 의해 좌, 우 실로 나뉘 어져 있으며, 작동유가 좌, 우실 어느 한 쪽으로 선택적으로 공급되는 것에 의해 랙바(120)가 좌측 또는 우측으로 이동하여 조향휠(미도시)의 조작이 용이하도록 된다.
밸브바디 하우징(150)은 밸브바디 하우징 상부(310)와 밸브바디 하우징 하부(200)가 결합되어 형성되는데 피니언밸브 어셈블리(320; 도 3a 참조)를 내장하며 피니언밸브 어셈블리(320)는 조향휠의 비틀림신호를 받아 밸브를 개폐하여 작동유의 유로를 형성하며 그 내부에는 상향 돌출되어 조향휠과 연결되는 입력축(153)이 마련된다.
밸브바디 하우징(150)의 외부에는 실린더(130) 내로 오일을 공급할 수 있도록 밸브포트(157)가 마련되고 피드튜브(158)는 밸브포트(157)와 실린더포트(159)를 연결하여 작동유를 실린더로 공급한다.
실린더(130) 내부에는 실린더(130) 양측 단부를 관통하여 좌우로 연장되도록 봉상의 랙바(120)가 설치되고 이 랙바(120)의 양측단에는 볼시트(미도시)가 삽입되는 소켓(110)이 구비되어 타이로드 구부(球部; 190)와 볼조인트 결합된다.
랙바(120)의 중간측에는 실린더(130) 내부공간을 양분하여 그 내부로 유입되는 작동유에 의해 랙바(120)가 좌, 우로 이동될 수 있도록 슬라이딩 이동되는 원판형상의 피스톤(160)이 마련된다.
랙바(120)와 실린더(130)를 포함하는 피니언 하우징(140)은 랙 하우징(125)의 일단과 볼트로 결합하고 피니언 하우징(140)에 구비된 마운팅 부쉬(170)와 랙 하우징(125)에 구비된 마운팅 클램프(175)에 의해 차량에 장착된다.
랙 하우징(125) 끝단에 구비된 벨로우즈(180)는 볼시트가 삽입된 소켓(110)과 타이로드 구부(球部; 190)의 볼조인트 결합부를 감싸게 되어 소켓(110)과 랙하우징(125) 내부로 수분이 침투하는 것을 방지한다.
랙바(120)의 양측에 볼조인트로 결합된 타이로드(100)의 끝단에는 차륜축과 연결될 수 있도록 마련된 타이로드 엔드(105)가 타이로드(100)와 나사결합되어 구비된다.
도 2는 종래의 피니언 하우징의 단면도로서, 도 2에서 도시된 바와 같이 피니언 하우징(140)은 마운팅 부쉬(170), 밸브바디 하우징 하부(200), 랙스토퍼 요크 장착부(210)를 포함하여 구성된다.
랙스토퍼 요크 장착부(210)에는 랙스토퍼 요크(미도시)가 삽입되고 밸브바디 하우징 하부(200)는 밸브바디 하우징 상부(310; 도 3a 참조)와 결합되는데 그 내부에는 피니언밸브 어셈블리(320)가 내장된다.
마운팅 부쉬(170)는 피니언 하우징(140)을 차량에 고정시켜 진동을 흡수하는 역할을 한다.
종래의 피니언 하우징은 개발단계에서 외력에 의해 파손되는 이력이 많이 발생하여 개발시 강도면에서의 보완이 필요하였다.
상기한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 피니언 하우징의 내경을 가공한 후 강도보완부재를 삽입함으로써 외력에 대한 내구성을 증진시켜 파손에 대한 안전율을 높이는 조향장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 조향휠의 회전력을 랙바로 전달하는 피니언밸브 어셈블리와 상기 피니언밸브 어셈블리가 내장되는 밸브바디 하우징을 포함하는 피니언 하우징이 장착된 조향장치에 있어서, 상기 피니언 하우징의 내주면에는 파이프 형상의 강도보완부재가 압입되는 것을 특징으로 하는 조향장치를 제공한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 피니언 하우징의 일부 결합사시도로서, 도 3a에서 도시된 바와 같이 밸브바디 하우징은 밸브바디 하우징 상부(310)와 밸브바디 하우징 하부(200)가 결합되어 형성되는데 그 내부에는 피니언밸브 어셈블리(320)가 장착된다.
피니언밸브 어셈블리(320)는 상부에는 조향휠(미도시)의 회전력을 전달받는 입력축(153)이 구비되고 하부에는 입력축(153)을 통해 전달된 회전력을 랙바의 직선운동으로 전환해 주는 피니언 기어(330)가 마련되어 있다.
밸브바디 하우징 상부(310)에는 실린더 내로 오일을 공급할 수 있도록 밸브 포트(157)가 마련되고 피드튜브는 밸브포트와 실린더포트를 연결하여 작동유를 실린더로 공급한다.
피니언 하우징(140)을 관통하여 마련되는 랙바는 환봉 형상이고 일면에는 피니언밸브 어셈블리(320)의 피니언 기어(330)와 치물림되도록 랙기어가 형성되어 있어서 조향휠의 회전력을 랙바의 직선운동으로 바꿔 차륜의 방향을 조절하게 된다.
강도보완부재(300; 도 3b 참조)는 피니언 하우징(140)을 관통하는 환봉 형상의 랙바가 내주할 수 있도록 파이프 형상으로 마련되어 피니언 하우징(140)의 내주면을 따라 압입된다.
본 발명에 의한 강도보완부재 내부에 삽입되는 랙바의 양측에는 타이로드가 결합되는데 볼조인트로 랙바에 결합된 타이로드의 끝단에는 차륜축과 연결될 수 있도록 마련된 타이로드 엔드가 타이로드와 나사결합되어 구비된다.
피니언 하우징(140)의 외주면에 형성된 마운팅 부쉬(170)는 피니언 하우징(140)을 차량에 고정시켜 진동을 흡수하는 역할을 한다.
도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 피니언 하우징의 단면도로서, 도 3b에서 도시된 바와 같이 밸브바디 하우징 상부와 밸브바디 하우징 하부(200)로 구성된 밸브바디 하우징(도 3a 참조)은 피니언 하우징(140)의 일측에 일정한 각도를 유지하여 구비된다.
밸브바디 하우징의 내부에는 조향휠의 회전력을 랙바의 직선운동으로 변환해 주는 피니언밸브 어셈블리가 장착되며, 랙스토퍼 요크 장착부(210)가 밸브바디 하우징 하부(200)의 맞은편에 구비된다.
랙 스토퍼 요크 장착부(210)에 장착되는 랙 스토퍼 요크(미도시)는 피니언 하우징(140)을 관통하여 마련되는 랙바와 피니언밸브 어셈블리에 구비된 피니언 기어와의 치합을 견고하게 하여 효과적인 동력 전달을 할 수 있게 하고, 동시에 랙바(120)를 지지하는 지지 수단으로서의 역할을 수행하기 위해 랙바(120)를 피니언 기어 방향으로 밀어주는 역할을 한다.
피니언 하우징(140)은 알루미늄 합금 등으로 주물성형되는데 피니언 하우징(140)의 강도를 보강하기 위해 피니언 하우징(140)의 내경을 적절히 가공한 후 강도보완부재(300)를 삽입한다.
강도보완부재(300)는 파이프 형상으로서 그 직경은 종래의 피니언 하우징(140)에 형성되어 있던 내경과 동일한 크기로 형성되는 것이 바람직하고, 그 두께는 개발단계에서 피니언 하우징(140)이 외력에 의해 파손되는 경우를 방지할 수 있도록 적절한 강도를 제공하기에 충분한 다양한 범위의 두께로 선택될 수 있을 것이다.
강도보완부재(300)의 재질은 적절한 강도를 보충해주기 위해 스틸 등으로 구성되는 것이 바람직할 것이나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
강도보완부재(300)는 피니언 하우징(140)의 내주면에 길이방향 전체로 밀착되도록 삽입될 수도 있으나 이에 한정할 것이 아니고 피니언 하우징(140)의 길이방향 중에서 특히 다른 부분에 비해 강도가 약한 부분에 선택적으로 삽입될 수도 있을 것이다.
즉, 마운팅 부쉬(170)와 랙 스토퍼 요크 장착부(210) 사이 부분은 양 옆으로 하중이 많이 부과되는 부분이기에 특히 피니언 하우징(140)의 다른 부분에 비해 강도가 약하므로 강도보완부재(300)를 마운팅 부쉬(170)와 랙 스토퍼 요크 장착부(210) 사이 부분에만 선택적으로 압입한다면 요구되는 피니언 하우징(140)의 강도를 만족시키면서도 제조 단가를 낮출 수 있을 것이다.
강도보완부재(300)가 피니언 하우징(140)의 내주면을 따라 삽입된 후에도 랙바(120)가 피니언 기어와 랙스토퍼 요크(미도시)에 맞닿아 작동하도록 종래의 피니언 하우징(140)의 내부 형상에 맞게 강도보완부재(300)의 일면에 적절한 중공이 형성되어 있어서 강도보완부재(300)가 삽입된 후에도 랙스토퍼 요크(미도시)와 피니언 밸브 어셈블리에 구비된 피니언 기어가 랙바(120)와 맞닿아 작동할 수 있게 된다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 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 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 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 하우징의 내경을 가공 한 후 강도보완부재를 압입함으로써 외력에 대한 내구성을 증진시켜 파손에 대한 안전율을 높이는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 조향휠의 회전력을 랙바로 전달하는 피니언밸브 어셈블리와 상기 피니언밸브 어셈블리가 내장되는 밸브바디 하우징을 포함하는 피니언 하우징이 장착된 조향장치에 있어서,
    상기 피니언 하우징에는 외력에 대한 내구성을 증진시켜 상기 피니언 하우징의 파손을 방지하는 강도보완부재가 결합되되,
    상기 강도보완부재는 스틸 재질로 형성되며 상기 피니언 하우징의 내경과 동일한 파이프 형상으로 형성되어 마운팅 부쉬와 랙 스토퍼 요크 장착부 사이의 상기 피니언 하우징의 내주면에 압입되는 것을 특징으로 하는 조향장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 강도보완부재의 일면에는 피니언 기어와 랙스토퍼 요크가 작동하도록 중공이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 조향장치.
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