KR101139998B1 - 자동차의 동력 보조 조향장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 동력 보조 조향장치에 관한 것이다.

본 발명은 중공의 형상으로 내부에 랙바가 구비되며 일측 단부에 오일실이 구비되는 작동 실린더와 상기 작동 실린더와 결합하는 피니언 하우징을 포함하는 자동차의 동력 보조 조향장치에 있어서, 상기 작동 실린더의 일단에는 일체로 연장되게 형성되는 연장부가 형성되며 상기 연장부의 외주면에는 가공부가 형성되어 상기 피니언 하우징과 결합되는 것을 특징으로 하는 자동차의 동력 보조 조향장치를 제공한다.

본 발명에 의하면, 작동 실린더의 일단을 연장하고, 이 연장된 연장부에 널링 가공을 하여 피니언 하우징과 결합함으로써, 작동 살린더와 피니언 하우징의 결합부의 강도를 향상시켜 작동 실린더와 피니언 하우징의 결합부가 파손되는 것을 방지하는 효과가 있다.

조향장치, 작동 실린더, 피니언 하우징, 실린더 튜브

Description

자동차의 동력 보조 조향장치{Power Steering Apparatus for Automotive Vehicle}

도 1은 종래 기술에 따른 자동차의 동력 보조 조향장치를 개략적으로 나타낸 요부 단면도,

도 2는 종래 기술에 따른 자동차의 동력 보조 조향장치의 작동 실린더를 나타낸 도면,

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차의 동력 보조 조향장치의 작동 실린더를 나타낸 도면,

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차의 동력 보조 조향장치의 작동 실린더를 나타낸 요부 확대 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

300: 작동 실린더 302: 오일실

304: 결합홈 310: 연장부

312: 가공부 320: 고정 부재

330: 피니언 하우징

본 발명은 자동차의 동력 보조 조향장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 작동 실린더의 일단을 연장하고, 이 연장된 연장부에 널링 가공을 하여 피니언 하우징과 결합함으로써, 작동 살린더와 피니언 하우징의 결합부의 강도를 향상시켜 작동 실린더와 피니언 하우징의 결합부가 파손되는 것을 방지하는 자동차의 동력 보조 조향장치에 관한 것이다.

일반적으로 조향장치는 자동차의 진행 방향을 운전자가 의도하는 바에 따라 임의로 바꿀 때 조작되는 장치로, 조향 휠(Steering Wheel)을 회전시켜 조향 기어에 그 회전력을 전달함으로써 바퀴의 각도를 조정하여 차량의 진행 방향을 제어한다.

이와 같은 조향장치는 조향 상태의 안정성 및 부드럽고 편안한 조향감 등 안전과 함께 운전자의 편리성을 추구하는 방향으로 연구개발이 이루어지고 있다. 이러한 개발 추세에 따라 운전자의 조향감을 향상시키기 위한 방법으로 유압식 또는 전동식 등의 다양한 동력 보조 조향장치들이 개발되고 있는데, 유압식 동력 보조 조향장치(HPS: Hydraulic Power Steering System)는 엔진으로부터 회전력을 받아 유압 펌프를 작동시키고 유압 펌프에서 만들어진 유압을 조향 휠 혹은 조향 축의 회전에 따라 적절한 양을 적시에 구동식 피스톤에 보내어 조향장치를 움직이게 하는 방식이고, 전동식 동력 보조 조향장치(EPS: Electrical Power Steering System)는 핸들 조타에 따른 조향 토크 및 차속을 감지하여 차량의 운행조건에 따라 ECU(Electronic Control Unit)에서 모터를 작동시켜 핸들 조타시 조향축의 회전력 에 조력을 배가시킬 수 있도록 한 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 자동차의 동력 보조 조향장치를 개략적으로 나타낸 요부 단면도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 자동차의 동력 보조 조향장치의 작동 실린더를 나타낸 도면이다.

도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 자동차의 동력 보조 조향장치는 조향 휠(미도시)이 장착되어 있는 조향 축(미도시)의 하단부에 설치되어 조향시 작동유의 유동 방향을 제어하는 유압제어 밸브(110), 내부에 랙-피니언 기어부(120)가 구비되고 작동 실린더(150)가 압입된 피니언 하우징(130), 유압제어 밸브(110)를 통해 공급되는 작동유로 인해 내부의 랙바(140)가 축 방향으로 이동되어 바퀴를 조절하는 타이로드(102)에 작용력을 인가하는 작동 실린더(150)를 포함하여 구성된다.

피니언 하우징(130)은 피니언축(132)에 형성되어 있는 피니언 기어부(134)와 랙바(140)의 외주면 일측에 형성되어 있는 랙 기어부(142)가 서로 맞물려서 형성되는 랙-피니언 기어부(120)가 내부에 구비된다.

또한, 피니언 하우징(130)의 일단에는 유압 관로(104)를 통해 공급되는 작동유에 따라 압력실(152)에서 좌우로 이동하는 피스톤(154)이 설치되는 작동 실린더(150)가 압입되어 결합되고 피니언 하우징(150)에 구비된 마운팅 부쉬(170)와 작동 실린더에 구비된 마운팅 클램프(미도시)에 의해 자동차의 차체에 장착된다.

작동 실린더(150)는 강도의 보강을 위해 스틸(Steel)의 재질로서 내부에 랙바(140)가 구비되어 좌우로 이동할 수 있도록 중공의 형상으로 제작되며, 일측 단부에는 오일실(202)이 구비된다. 이러한 작동 실린더(150)는 일측 단부의 내경으로 피니언 하우징(130)의 단부 외경이 압입되어 결합되고, 압입된 피니언 하우징(130)의 단부가 작동 실린더(150)의 내부에 구비되는 오일실(202)을 지지하고 있다.

여기서, 피니언 하우징(130)과 작동 실린더(150)에는 각각 그 단부에 압입 결합을 하기 위해서 압입부(200)를 형성한다. 즉, 피니언 하우징(130)의 단부에는 피니언 하우징(130)의 직경보다 작은 직경을 가지는 돌출부(210)를 형성하고 작동 실린더(150)의 내경에는 이 피니언 하우징(130)의 돌출부(210)가 압입되도록 수용부(220)를 형성하여 압입되게 결합을 하는 것이다.

하지만, 전술한 바와 같이, 작동 실린더(150)와 피니언 하우징(130)의 압입부(200)에 외력(바퀴를 통해서 가해지는 역 입력 고하중 등)에 의한 응력이 집중적으로 작용하면서 압입부(200)에 크랙이 발생하여 작동 실린더(150)와 피니언 하우징(130)의 압입부(200)의 강도가 저하되어 파손되거나 절손되는 등의 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 작동 실린더의 일단을 연장하고, 이 연장된 연장부에 널링 가공을 하여 피니언 하우징과 결합함으로써, 작동 살린더와 피니언 하우징의 결합부의 강도를 향상시켜 작동 실린더와 피니언 하우징의 결합부가 파손되는 것을 방지하는 데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 중공의 형상으로 내부에 랙바가 구비되며 일측 단부에 오일실이 구비되는 작동 실린더와 상기 작동 실린더와 결합 하는 피니언 하우징을 포함하는 자동차의 동력 보조 조향장치에 있어서, 상기 작동 실린더의 일단에는 일체로 연장되게 형성되는 연장부가 형성되며 상기 연장부의 외주면에는 가공부가 형성되어 상기 피니언 하우징과 결합되는 것을 특징으로 하는 자동차의 동력 보조 조향장치를 제공한다.

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 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차의 동력 보조 조향장치의 작동 실린더를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차의 동력 보조 조향장치의 작동 실린더를 나타낸 요부 확대 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차의 동력 보조 조향장치의 작동 실린더(300)는 중공의 형상으로 내부에는 랙바(140)가 구비되며 이 랙바(140)가 좌우로 이동할 수 있도록 랙바(140)의 외주면을 감싸고 슬라이딩 이동하는 피스톤(미도시)이 구비된다.

이러한 작동 실린더(300)의 일측에는 작동 실린더(300)의 직경보다 소정의 크기만큼 작은 직경을 가지는 연장부(310)가 형성되고 이 연장부(310)의 단부와 작동 실린더(300)의 내경 단부 사이에는 오일실(302)이 구비된다.

여기서, 작동 실린더(300)의 일측 단부에 작동 실린더(300)의 직경보다 소정의 크기만큼 작은 직경을 가지도록 형성되는 연장부(310)는 작동 실린더(300)와 일체로 연장되게 제작되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 작동 실린더(300)의 제작시 함께 제작되는 것이 바람직할 것이다.

또한, 작동 실린더(300)의 내주면에는 오일실(302)을 고정하기 위해 결합홈(304)이 형성되고 이 결합홈(302)에는 오일실(302)을 고정하기 위한 고정 부재(320)가 설치되지만, 이에 한정하는 것은 아니다.

다시 말해, 작동 실린더(300)에 형성되는 결합홈(304)과 오일실(302)을 끼움 결합 등의 방법을 통해서 결합하여도 무방할 것이다. 그러나 바람직하게는 오일실(302)이 랙바(140)의 이동에 따라 순환하는 작동유에 의해서 작동 실린더(300)의 내경에서 이탈하는 것을 방지하기 위해 오일실(302)을 고정하는 고정 부재(320)가 결합홈(304)에 설치되는 것이 바람직할 것이다.

여기서, 고정 부재(320)로는 스톱링을 사용함이 바람직할 것이나 이에 한정하는 것은 아니며 오일실(302)이 랙바(140)의 이동 및 작동유의 순환에 의해 작동 실린더(300)의 내경에서 이탈하지만 않는다면 어떠한 고정 부재(320)를 사용하여도 무방하다.

이와 같은 작동 실린더(320)는 피니언 하우징(330)과 견고한 결합을 통해서 강도를 향상시킬 수 있도록 연장부(310)의 외주면에 널링 가공을 한 가공부(312)를 형성하고, 피니언 하우징(330)의 주조시 피니언 하우징(330)의 내경으로 널링 가공된 연장부(310)의 외경이 삽입되어 결합된다.

여기서, 널링(knurling)이란 미끄럼을 방지할 목적으로 원통 형상의 재료 표면에 규칙적인 무늬를 새기는 작업을 의미하는데 주로 선반을 이용하여 절삭가공에 의해 작업하며, 이러한 널링에 사용되는 널링 공구에는 룰렛을 주로 사용하는데, 룰렛이란 표면에 다수개의 작은 돌기를 깔죽깔죽하게 형성시키는 공구로써, 바깥 둘레에 예리한 새김 자국이 있는 담금질한 강제의 롤러이며, 이것을 회전하는 공작물에 밀어붙여서 새김 자국을 만들게 된다.

즉, 종래의 작동 실린더(300)의 내경으로 피니언 하우징(330)의 외경이 압입되는 방법을 탈피하여 작동 실린더(300)의 일측 단부에 작동 실린더(300)의 직경보다 작은 직경을 가지는 연장부(310)를 형성하고, 이 연장부(310)에 널링 가공을 한 가공부(312)를 형성하여 피니언 하우징(330)을 제작할 때 피니언 하우징(330)에 결합함으로써, 종래의 압입된 작동 실린더(300)와 피니언 하우징(330)의 결합력보다 더욱 큰 결합력 및 강도를 유지할 수 있기 때문에 바퀴 등을 통해서 가해지는 역입력 고하중 등의 외력에 의해 작동 실린더(300)와 피니언 하우징(330)이 결합되는 부분(작동 실린더(300)의 연장부(310)와 피니언 하우징(330)이 결합되는 부분)에 크랙이 발생하는 것을 차단하여 작동 실린더(300)와 피니언 하우징(330)이 결합되는 부분의 강도가 저하되어 파손되거나 절손되는 등의 문제점이 있었다.

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, 작동 실린더의 일단을 연장하고, 이 연장된 연장부에 널링 가공을 하여 피니언 하우징과 결합함으로써, 작동 살린더와 피니언 하우징의 결합부의 강도를 향상시켜 작동 실린더와 피니언 하우징의 결합부가 파손되는 것을 방지하는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 중공의 형상으로 내부에 랙바가 구비되며 일측 단부에 오일실이 구비되는 작동 실린더와 상기 작동 실린더와 결합하는 피니언 하우징을 포함하는 자동차의 동력 보조 조향장치에 있어서,

   상기 작동 실린더의 일측 단부에 직경이 점차 감소하는 연장부와, 상기 연장부의 단부로부터 직경이 일정하게 형성되며 상기 피니언 하우징에 삽입되는 외주면이 널링 가공된 가공부가 구비되되,

   상기 연장부와 가공부는 상기 작동 실린더의 일측 단부로부터 일체로 연장되어 형성되고, 상기 작동 실린더의 일측 단부 내주면에는 결합홈이 형성되어 상기 오일실을 지지하는 고정부재가 결합되며,

   상기 가공부는 상기 피니언 하우징의 주조시 피니언 하우징의 내경으로 삽입되어 결합되는 것을 특징으로 하는 자동차의 동력 보조 조향장치.
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