KR101145909B1 - Steering apparatus for automobile - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자동차용 조향장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 조향휠의 회전조작에 따라 자동차의 진행방향을 변경하는 자동차용 조향장치에 관한 것이다.The present invention relates to a steering apparatus for automobiles, and more particularly to a steering apparatus for automobiles to change the traveling direction of the vehicle in accordance with the rotation operation of the steering wheel.
조향장치는 자동차의 진행 방향을 운전자의 의지대로 변경하기 위한 장치로서, 자동차의 앞바퀴가 회전하는 회전중심을 임의로 변경하여 운전자가 원하는 방향으로 자동차를 진행시킬 수 있도록 보조한다. The steering device is a device for changing the driving direction of the vehicle at the driver's will, and assists the driver in advancing the vehicle in a desired direction by arbitrarily changing the center of rotation in which the front wheel of the vehicle rotates.
이러한 자동차용 조향장치에 관한 기술은 대한민국 특허 공개번호 제10-2000-0044084호(2000년 7월 15일 공개), 특허 등록번호 제10-1002669호(2010년 12월 20일 공고), 특허 공개번호 제10-2007-0039670호(2007년 4월 13일 공개) 등 다수에 개시되어 있다. The technology related to such a steering device for a vehicle is disclosed in Republic of Korea Patent Publication No. 10-2000-0044084 (published July 15, 2000), Patent Registration No. 10-1002669 (announced December 20, 2010), Patent Publication No. 10-2007-0039670 (published on April 13, 2007) and the like.
도 1은 종래기술에 따른 자동차용 조향장치의 사시도이다.1 is a perspective view of a steering apparatus for a vehicle according to the prior art.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래기술에 따른 자동차용 조향장치는 운전석에 배치되는 조향휠(1), 조향휠(1)에 연결되는 조향축(2), 조향축(2)을 차체에 고정하는 조향컬럼(3), 조향축(2)으로부터 입력받은 회전력을 직선운동으로 변환하는 랙기어(4a)와 피니언 기어(4b)를 포함하는 기어박스(4), 양단부에 이너 볼 조인트(5a)를 구비하는 랙바(5), 이너 볼 조인트(5a)의 볼과 일체로 형성되는 타이로드(6) 및 타이로드(6)의 끝단에 구비된 아우터 볼 조인트(7)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the steering apparatus for a vehicle according to the prior art fixes a
도 2는 종래기술에 따른 자동차용 조향장치에 적용되는 피니언 샤프트와 유니버셜 조인트의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of the pinion shaft and the universal joint applied to the steering apparatus for a vehicle according to the prior art.
일반적으로, 일단부에 피니언 기어(4b)가 형성되는 피니언 샤프트(4c)는 도 2에 도시된 바와 같이, 유니버셜 조인트(8)를 이용하여 조향축(2)과 연결된다.Generally, the
여기서, 유니버셜 조인트(8)는 피니언 샤프트(4c)와 조향축(2)의 중심선이 서로 일치하지 않고 일정 각도를 이루거나, 평행한 거리만큼 떨어져 있는 경우, 조향축(2)의 회전력을 피니언 샤프트(4c)로 전달하는 역할을 한다. Here, the
이러한 종래의 자동차용 조향장치는 유니버셜 조인트(8)를 이용해서 피니언 샤프트(4c)와 조향축(2)을 연결하는 경우, 자동차의 엔진룸 하부에서 피니언 샤프트(4c)의 외주면과 유니버셜 조인트(8)의 내주면에 각각 형성된 스플라인을 서로 치합시켜 결합해야만 한다.Such a conventional steering device for automobiles uses the
여기서, 자동차의 엔진룸 하부 공간은 다른 장치들로 인해 작업 공간이 매우 협소하기 때문에, 피니언 샤프트와 조향축을 장착하는 작업을 수행하기가 매우 어렵다. 특히, 일부 차종에서는 조향장치의 교체작업시 다른 장치들의 간섭으로 인해 피니언 샤프트와 조향축 장착작업을 수행할 수 있는 공간이 거의 없어 작업성이 현저하게 저하되는 문제점이 있었다. Here, the space under the engine room of the vehicle is very difficult to perform the work of mounting the pinion shaft and the steering shaft, because the work space is very narrow due to other devices. In particular, in some models there is a problem that the workability is remarkably deteriorated because there is almost no space to perform the pinion shaft and steering shaft mounting operation due to the interference of other devices during the replacement of the steering device.
또 종래의 자동차용 조향장치는 유니버셜 조인트(8)에 과도한 부하가 걸리는 경우, 유니버셜 조인트(8)의 손상 및 고장이 빈번하게 발생함에 따라, 유니버셜 조인트(8)의 교환으로 인한 유지보수에 소요되는 시간 및 비용이 불필요하게 증가하는 문제점이 있었다.
In addition, the conventional automotive steering device is required for maintenance due to the replacement of the universal joint (8) when the universal joint (8) is excessively loaded, the damage and failure of the universal joint (8) frequently occurs. There was a problem that the time and cost increase unnecessarily.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 피니언 샤프트와 조향축의 연결작업을 용이하게 수행할 수 있는 자동차용 조향장치를 제공하는 것이다.The present invention is to solve the problems as described above, an object of the present invention is to provide a steering device for a vehicle that can easily perform the connection work of the pinion shaft and the steering shaft.
본 발명의 다른 목적은 유니버셜 조인트 대신에 피니언 샤프트와 조향축을 연결함과 동시에 조향축의 회전력을 안정적으로 전달할 수 있는 자동차용 조향장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a steering device for an automobile which can stably transmit the rotational force of the steering shaft while connecting the pinion shaft and the steering shaft instead of the universal joint.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 조향축으로부터 입력받은 회전력을 직선운동으로 변환하는 랙기어와 피니언 기어가 치합되는 기어박스, 양단부에 이너 볼 조인트를 구비하고 일측에 랙기어가 형성되는 랙어셈블리, 상기 이너 볼 조인트의 볼과 일체로 형성되고 끝단에 아우터 볼 조인트를 구비하는 타이로드 및 상기 기어박스의 상부에 결합되고 하단부 외주면에 상기 피니언 기어가 형성되는 피니언 샤프트를 포함하고, 상기 피니언 샤프트는 하부의 외주면에 상기 피니언 기어가 형성되는 제 1샤프트, 상단부에 상대 조인트와 결합되도록 환홈이 형성된 제 2샤프트 및 상기 제 1샤프트와 제 2샤프트를 전후 방향 및 좌후 방향으로 회전운동 가능하게 연결하는 연결조인트를 포함한다.According to a feature of the present invention for achieving the above object, the present invention includes a gear box in which a rack gear and a pinion gear are coupled to convert a rotational force input from a steering shaft into a linear motion, and inner ball joints at both ends thereof. A rack assembly having a rack gear formed at one side, a tie rod formed integrally with the ball of the inner ball joint and having an outer ball joint at an end thereof, and a pinion coupled to an upper portion of the gear box and having the pinion gear formed at an outer peripheral surface of a lower end thereof. The pinion shaft includes: a first shaft having the pinion gear formed on an outer circumferential surface of a lower portion thereof; a second shaft having an annular groove formed to engage with a mating joint at an upper end portion thereof; and the first shaft and the second shaft in front and rear directions. And a connecting joint for rotatably connecting in a direction.
상기 제 1샤프트는 상기 랙기어와 치합되도록 하단부 외주면에 형성되는 피니언 기어 및 상단부에 돌출되어 형성되는 한 쌍의 돌출부재를 포함하고, 상기 한 쌍의 돌출부재는 하나의 원을 이루도록 각각 반원 형상으로 형성되고, 상기 한 쌍의 돌출부재 사이에 상기 연결조인트가 결합되는 결합공간이 형성되도록 이격되어 설치되며, 상기 한 쌍의 돌출부재의 중앙에는 가로 방향으로 삽입공이 관통 형성되는 것을 특징으로 한다.The first shaft includes a pinion gear formed on the outer peripheral surface of the lower end and a pair of protruding members protruding from the upper end so as to be engaged with the rack gear, and the pair of protruding members each have a semicircular shape to form a circle. It is formed, spaced apart so that the coupling space is coupled to form a coupling space between the pair of protruding member, characterized in that the insertion hole is formed in the horizontal direction through the center of the pair of protruding member.
상기 연결조인트는 상기 연결조인트의 중앙부에 상기 돌출부재의 삽입공과 대응되는 위치에 가로 방향으로 형성된 관통공에 결합되는 연결핀 및 상기 연결조인트의 전후면에 형성된 한 쌍의 결합홈에 각각 결합되는 한 쌍의 결합핀을 포함하고, 상기 결합공간에 대응되는 형상으로 상기 결합공간의 높이보다 낮은 높이로 형성되는 것을 특징으로 한다.As long as the connection joint is coupled to a pair of coupling grooves formed on the front and rear surfaces of the connection pin and the connecting pin coupled to the through hole formed in the horizontal direction at a position corresponding to the insertion hole of the protruding member in the center of the connection joint, respectively. It includes a pair of coupling pins, characterized in that formed in a height corresponding to the coupling space lower than the height of the coupling space.
상기 제 2샤프트의 하면에는 상기 돌출부재가 삽입되는 삽입공간이 요입되어 형성되고, 상기 제 2샤프트의 하단에는 상기 한 쌍의 결합핀이 결합되는 한 쌍의 결합공이 대칭되게 형성되는 것을 특징으로 한다.An insertion space into which the protruding member is inserted is formed in a lower surface of the second shaft, and a pair of coupling holes to which the pair of coupling pins are coupled is symmetrically formed at a lower end of the second shaft.
상기 제 1샤프트의 상면과 제 2샤프트의 하면 및 상기 돌출부재의 상단과 삽입공간의 천정면은 제 1 및 제 2샤프트의 회전운동 공간이 형성되도록 일정 간격만큼 이격되어 설치되는 것을 특징으로 한다.The upper surface of the first shaft and the lower surface of the second shaft, the upper end of the protruding member and the ceiling surface of the insertion space are spaced apart by a predetermined interval so as to form the rotational movement space of the first and second shafts.
상기 제 2샤프트의 상부에는 조향축과 연결되는 상대 조인트가 결합되도록 상단에 근접하여 환 형상의 환홈이 형성되고, 상기 상대 조인트의 하부에는 상기 제2샤프트의 상단부가 결합되는 결합구가 형성되며, 상기 결합구와 연결되어 일측 방향으로 슬릿이 형성되고, 상기 상대 조인트의 일측에는 상기 환홈을 가로질서 상기 슬릿의 간격을 조절하는 볼트가 체결되는 것을 특징으로 한다.An upper portion of the second shaft is formed in an annular annular groove close to the upper end so that the mating joint connected to the steering shaft is coupled, and a lower end of the mating joint is formed with a coupling hole to which the upper end of the second shaft is coupled. A slit is formed in one direction by being connected to the coupler, and one side of the mating joint is fastened to a bolt for adjusting the spacing of the slit across the annular groove.
상기 랙어셈블리는 상기 피니언 기어와 치합되는 랙기어가 형성되는 랙바, 상기 랙바의 외주면에 결합되는 랙부쉬 및 상기 랙바의 이동거리를 제한하는 스토퍼를 포함하고, 상기 랙부쉬는 상기 랙바와 접촉되는 부위는 금속재질의 관체로 형성되며, 상기 관체의 내주면에는 공기의 흐름이 이루어져 마찰 및 소음을 방지하도록 길이방향을 따라 다수의 장홈이 형성되고, 상기 관체의 외면에는 피복재가 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.The rack assembly includes a rack bar having a rack gear meshed with the pinion gear, a rack bush coupled to an outer circumferential surface of the rack bar, and a stopper for limiting a moving distance of the rack bar, wherein the rack bush is in contact with the rack bar. Is formed of a metallic tube, the inner circumferential surface of the tube is made of a plurality of long grooves are formed along the longitudinal direction to prevent friction and noise is formed, the outer surface of the tube is characterized in that the coating material is integrally formed do.
상기 관체는 양단이 개구되고 내부에 랙바가 끼워지는 관통공이 형성된 원통형으로 형성되고, 상기 관체의 일단 개구부에는 환턱이 형성되며, 상기 관체의 일측에는 신축 가능하게 형성되어 조립공차를 흡수하도록 일정 간격으로 이격된 절개홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.The tubular body is formed in a cylindrical shape formed with a through hole through which both ends are opened and a rack bar is fitted therein, one end opening of the tubular body is formed with a round jaw, and one side of the tubular body is formed to be stretchable to absorb assembly tolerances at regular intervals. It is characterized in that the spaced incision grooves are formed.
상기 피복재는 고무재질로 인서트 성형에 의해 상기 관체의 외주면에 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.The coating material is a rubber material, characterized in that formed integrally on the outer peripheral surface of the tube by insert molding.
상술한 바와 같이, 본 발명은 피니언 샤프트를 2개의 샤프트와 그를 연결하는 연결조인트를 결합하여 피니언 샤프트 자체를 전후 방향 및 좌우 방향으로 회전운동 가능하게 연결한다.As described above, the present invention couples the pinion shaft to the two shafts and the connection joint connecting them to connect the pinion shaft itself so as to be rotatable in the front-back direction and the left-right direction.
이에 따라, 본 발명은 연결조인트를 중심으로 제 1 및 제 2샤프트를 회전운동시켜 제 1 및 제 2샤프트 사이의 각도를 다양하게 조절함으로써 피니언 샤프트와 조향축에 연결된 상대 조인트와의 연결 작업을 용이하게 수행할 수 있다. Accordingly, the present invention facilitates the connection work between the pinion shaft and the mating joint connected to the steering shaft by variously adjusting the angle between the first and second shafts by rotating the first and second shafts around the connecting joint. Can be done.
결국, 본 발명은 자동차의 엔진룸 하부에서 작업공간이 협소하더라도 피니언 샤프트와 상대 조인트를 연결하는 작업성을 향상시킬 수 있다.As a result, the present invention can improve the workability of connecting the pinion shaft and the mating joint even if the work space is narrow in the lower engine room of the vehicle.
특히, 본 발명은 조향장치의 교체 작업시 간섭으로 인해 불필요하게 다른 장치를 탈거할 필요가 없이 조향장치를 교체할 수 있어 작업시간 및 노력을 절감하는 효과가 있다.In particular, the present invention can replace the steering apparatus without the need to remove other devices unnecessarily due to interference during the replacement operation of the steering apparatus has the effect of reducing the work time and effort.
또한 본 발명은 종래의 플라스틱 랙부쉬의 강성 약화 및 노이즈 발생과 같은 문제점과 충격흡수가 부족했던 점을 보완하여 랙기어와 피니언 기어의 맞물림율을 높이고, 기어박스의 내구성을 향상시키는 효과가 있다.
In addition, the present invention improves the meshing ratio between the rack gear and the pinion gear and improves the durability of the gearbox by compensating for problems such as stiffness weakening and noise absorption of the conventional plastic rack bush.
도 1은 종래기술에 따른 자동차용 조향장치의 사시도.
도 2는 종래기술에 따른 자동차용 조향장치에 적용되는 피니언 샤프트와 유니버셜 조인트의 단면도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자동차용 조향장치의 사시도.
도 4는 도 3에 도시된 피니언 샤프트의 분리사시도.
도 5는 도 3에 도시된 랙어셈블리의 부분단면도.
도 6은 도 5에 도시된 랙부쉬의 사시도.
도 7은 도 5에 도시된 랙부쉬의 단면도. 1 is a perspective view of a steering device for a vehicle according to the prior art.
Figure 2 is a cross-sectional view of the pinion shaft and universal joint applied to the steering apparatus for a vehicle according to the prior art.
3 is a perspective view of a vehicle steering apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
4 is an exploded perspective view of the pinion shaft shown in FIG. 3.
5 is a partial cross-sectional view of the rack assembly shown in FIG.
6 is a perspective view of the rack bush shown in FIG.
7 is a cross-sectional view of the rack bush shown in FIG.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자동차용 조향장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, a steering apparatus for a vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 실시 예에서 자동차용 조향장치의 기본적인 구성은 도 1에 도시된 자동차용 조향장치의 구성을 원용하여 설명한다. The basic configuration of the steering apparatus for automobiles in the present embodiment will be described using the configuration of the steering apparatus for automobiles shown in FIG. 1.
다만, 본 발명의 실시 예에서는 도 2에 도시된 기어박스의 구성 중에서 차이가 있는 피니언 샤프트의 구성을 중심으로 상세하게 설명하기로 한다. However, in the embodiment of the present invention will be described in detail centering on the configuration of the pinion shaft with a difference in the configuration of the gear box shown in FIG.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자동차용 조향장치의 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 피니언 샤프트의 분리사시도이며, 도 5는 도 3에 도시된 랙어셈블리의 부분단면도이고, 도 6 및 도 7은 도 5에 도시된 랙부쉬의 사시도 및 단면도이다. 3 is a perspective view of a steering apparatus for a vehicle according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 4 is an exploded perspective view of the pinion shaft shown in Figure 3, Figure 5 is a partial cross-sectional view of the rack assembly shown in Figure 3, 6 and 7 are a perspective view and a cross-sectional view of the rack bush shown in FIG.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자동차용 조향장치는 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 운전석에 배치되는 조향휠(1), 조향휠(1)에 연결되는 조향축(2), 조향축(2)을 차체에 고정하는 조향컬럼(3), 조향축(2)으로부터 입력받은 회전력을 직선운동으로 변환하는 랙기어(도면 미도시)와 피니언 기어(도면 미도시)가 치합되는 기어박스(10), 양단부에 이너 볼 조인트를 구비하고 일측에 랙기어가 형성되는 랙어셈블리(20), 이너 볼 조인트의 볼과 일체로 형성되고 끝단에 아우터 볼 조인트를 구비하는 타이로드(30) 및 기어박스(10)의 상부에 결합되고 하단부 외주면에 피니언 기어가 형성되는 피니언 샤프트(40)를 포함한다.As shown in FIGS. 1 and 3, a steering apparatus for a vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention includes a
기어박스(10)는 도 3에 도시된 바와 같이, 대략 원통 형상으로 형성되어 가로 방향을 따라 랙어셈블리(20)의 랙바(21)(도 5 참조)가 삽입되고, 기어박스(10)의 상부에는 피니언 샤프트(40)가 결합되며, 기어박스(10)의 일측에는 피니언 기어와 랙기어의 밀착력을 조절하는 요크 플러그 및 서포트 요크가 결합된다. As shown in FIG. 3, the
피니언 샤프트(40)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 하부의 외주면에 피니언 기어(411)가 형성되는 제 1샤프트(41), 상단부에 상대 조인트(50)와 결합되도록 환홈(421)이 형성된 제 2샤프트(42) 및 제 1샤프트(41)와 제 2샤프트(42)를 전후 좌우 방향으로 회전운동 가능하게 연결하는 연결조인트(43)를 포함한다. As shown in FIGS. 4 and 5, the
제 1샤프트(41)는 랙바(21)의 랙기어와 치합되도록 하단부 외주면에 형성되는 피니언 기어(411) 및 상단부에 돌출되어 형성되는 한 쌍의 돌출부재(412)를 포함한다. The
한 쌍의 돌출부재(412)는 하나의 원을 이루도록 각각 반원 형상으로 형성되고, 한 쌍의 돌출부재(412) 사이에 연결조인트(43)가 결합되도록 결합공간(413)만큼 이격되어 설치된다.The pair of protruding
각 돌출부재(412)에는 연결조인트(43)의 연결핀(431)이 삽입되도록 삽입공(414)이 가로 방향으로 관통되어 형성된다. Each protruding
제 2샤프트(42)의 상부에는 조향축(2)과 제 2샤프트(42)를 연결하는 상대 조인트(50)가 결합되도록 상단에 근접하여 환 형상으로 요입되어 환홈(421)이 형성되고, 제 2샤프트(42)의 하면에는 돌출부재(412) 및 연결조인트(43)가 삽입되는 삽입공간(422)이 형성된다.The upper part of the
여기서, 상대 조인트(50)는 조향축(2)이나 조향컬럼(3)의 하단에 결합되어 제 2샤프트(42)와 조향축(2) 또는 조향컬럼(3)을 연결하는 부분으로, 상부에 한 쌍의 플랜지 요크가 형성되도록 대략 'U'자 형상으로 형성된다.Here, the mating joint 50 is coupled to the lower end of the steering shaft (2) or steering column (3) connecting the
그리고 상대 조인트(50)의 하부에는 제 2샤프트(42)의 상단부가 결합되도록 결합구(51)가 형성되며, 하부 일측에 결합구(51)와 연결되어 전후 방향을 따라 슬릿(52)이 형성된다.And the lower portion of the mating joint 50, the
상대 조인트(50)의 일측에는 슬릿(52)의 간격을 조절하는 볼트(53)가 좌우 방향을 따라 관통 결합된다. 여기서, 볼트(53)는 제 2샤프트(42)의 상단부가 걸어지도록 환홈(421)을 가로질러 체결된다. One side of the mating joint 50, the
이와 같이, 제 2샤프트(42)의 상단부가 결합구(51)에 결합된 상태에서 볼트(53)가 체결되면, 제 2샤프트(42)의 상단부가 볼트(53)에 걸리게 되고, 슬릿(52)의 간격이 좁아짐에 따라 제 2샤프트(42)와 상대 조인트(50)가 안정적으로 결합된다.As such, when the
한편, 제 2샤프트(42)의 상단부 외주면과 상대 조인트(50)의 결합구(51) 내주면에는 각각 서로 대응되는 크기 및 형상으로 스플라인(spline)이나 세레이션(serration)이 형성된다. On the other hand, splines or serrations are formed on the outer circumferential surface of the upper end of the
하지만, 상대 조인트(50)는 반드시 도 4에 도시된 형상에 반드시 제한되는 것은 아니며, 플렉시블 조인트(flexible joint)나 유니버셜 조인트(universal joint)와 같이 다양한 형태의 연결수단으로 변경될 수 있다. However, the mating joint 50 is not necessarily limited to the shape shown in FIG. 4, and may be changed to various types of connecting means such as a flexible joint or a universal joint.
제 2샤프트(42)의 하단에는 도 4에서 보았을 때, 연결조인트(43)의 전후면에 결합된 한 쌍의 결합핀(432)이 각각 결합되는 결합공(423)이 형성된다. In the lower end of the
결합공(423)은 결합핀(432)의 직경에 대응되는 크기로 형성되는 원형공(424)과 제 2샤프트(42)의 하단으로부터 원형공(424)을 연결하는 연결공(425)으로 이루어진다.The
여기서 연결공(425)은 결합핀(432)의 직경보다 작은 폭으로 형성된다. The
그래서 결합핀(432)이 연결공(425)을 통해 원형공(424)으로 억지 끼움 결합되어 고정됨에 따라, 결합핀(432)이 원형공(424)으로부터 임의로 분리되는 것이 방지된다. Thus, as the
이에 따라, 본 발명은 제 2샤프트의 하단에 형성된 결합공에 연결조인트의 양측에 결합된 결합핀을 억지 끼움 결합하여 연결조인트와 제 2샤프트를 안정적으로 결합할 수 있다. Accordingly, the present invention can be stably coupled to the connection joint and the second shaft by forcibly fitting the coupling pins coupled to both sides of the connection joint to the coupling hole formed in the lower end of the second shaft.
연결조인트(43)는 한 쌍의 돌출부재(412) 사이의 결합공간(413)에 대응되는 형상, 예컨대 직육면체 형상으로 형성된다.The connecting joint 43 is formed in a shape corresponding to the
연결조인트(43)의 중앙부에는 연결핀(431)이 삽입되도록 돌출부재(412)의 삽입공(414)에 대응되는 위치에 좌우 방향을 따라 관통공(433)이 형성되고, 연결조인트(43)의 전후면에는 각각 결합핀(432)이 결합되는 결합홈이 형성된다. A through
즉, 제 1샤프트(41)는 도 4에서 보았을 때, 연결조인트(43)의 연결핀(431)을 중심으로 전후 방향으로 회전운동 가능하게 되고, 제 2샤프트(42)는 연결조인트(43)의 결합핀(432)을 중심으로 좌우 방향으로 회전운동 가능하게 된다. That is, when the
본 실시 예서는 제 1샤프트(41)와 제 2샤프트(42)는 각각 약 10°씩 회전운동 가능하게 결합된다. In the present embodiment, the
여기서, 연결조인트(43)는 결합공간(413)의 높이보다 낮은 높이로 형성된다.Here, the connection joint 43 is formed to a height lower than the height of the coupling space (413).
그래서 제 1 및 제 2샤프트(42)가 회전운동하는 공간을 형성하도록 제 1샤프트(41)의 상면과 제 2샤프트(42)의 하면 및 돌출부재(412)의 상단과 삽입공간(422)의 천정면은 일정 간격만큼 이격되어 설치된다. Thus, the upper surface of the
이와 같이, 본 발명은 피니언 샤프트를 2개의 샤프트와 그를 연결하는 연결조인트를 결합하여 피니언 샤프트 자체를 전후 방향 및 좌우 방향으로 회전운동 가능하게 연결한다.As described above, the present invention couples the pinion shaft to the two shafts and the connection joint connecting them to connect the pinion shaft itself so as to be rotatable in the front-back direction and the left-right direction.
이에 따라, 본 발명은 자동차의 엔진룸 하부에서 작업공간이 협소하더라도 연결조인트를 중심으로 제 1 및 제 2샤프트를 회전운동시켜 제 1 및 제 2샤프트 사이의 각도를 조절함으로써 피니언 샤프트와 조향축에 연결된 상대 조인트와의 연결 작업을 용이하게 수행할 수 있다. Accordingly, the present invention controls the pinion shaft and the steering shaft by adjusting the angle between the first and second shafts by rotating the first and second shafts around the connection joint even when the working space is narrow in the lower engine room of the automobile. The connection work with the connected mating joint can be performed easily.
한편, 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 랙어셈블리(20)는 피니언 샤프트(40)의 피니언 기어(411)와 치합되는 랙기어(23)가 형성되는 랙바(21), 랙바(21)의 외주면에 결합되는 랙부쉬(24) 및 랙부쉬(24)의 이동거리를 제한하는 스토퍼를 포함한다. Meanwhile, as shown in FIGS. 5 to 7, the
랙부쉬(24)는 랙바(21)와 접촉되는 부위에 금속 재질로 랙바(21)의 외주에 끼워져 설치되는 관체(241)로 형성되며, 관체(241)의 외면에는 피복재(242)가 일체로 형성된다.The
여기서, 피복재(242)는 인서트 성형에 의해 관체(241)의 외주면에 일체로 형성되는데, 바람직하게는 메타크릴레이트-부타디엔-스틸렌(MBR)과 같은 고무재질로 형성된다.Here, the
관체(241)는 양단이 개구되고 내부에 랙바(21)가 끼워지는 관통홀(243)이 형성된 원통형으로 형성되고, 관체(241)의 일단 개구부에는 환턱(244)이 형성된다.The
예를 들어, 관체(241)는 기계구조용 탄소강관(STKM) 11 재질로 형성되고, 관체(241)의 내주면에는 길이방향으로 다수의 장홈(245) 및 일정 간격만큼 이격되도록 하나의 절개홈(246)이 형성된다.For example, the
이와 같이, 랙부쉬(24)에 다수의 장홈(245)이 형성됨에 따라, 랙부쉬(24)가 랙바(21)와 밀착된 채 작동될 때, 장홈(245)을 통해 랙부쉬(24) 내부로 유입되는 공기에 의해 랙부쉬(24)와 랙바(21) 사이의 마찰이 감소되고, 마찰에 의한 마찰소음이 저감된다. As such, since a plurality of
또 관체(241)에 일정 간격만큼 이격된 절개홈(246)이 형성됨에 따라, 랙부쉬(24)는 절개홈(246)의 간격만큼 신축될 수 있어 조립공차를 흡수한다.In addition, as the
즉, 랙바(21)의 직경이 미세하게 크거나 작을 경우, 관체(241)가 절개홈(246)의 폭만큼 늘어나거나 줄어들 수 있어, 본 발명은 조립시 발생하는 조립공차를 수행한다.
That is, when the diameter of the
다음, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자동차용 조향장치의 결합관계 및 동작을 상세하게 설명한다. Next, the coupling relationship and the operation of the steering device for a vehicle according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
먼저, 피니언 샤프트(40)를 조립하기 위해, 연결조인트(43)를 제 1샤프트(41)의 상부에 위치시킨 후, 연결조인트(43)를 하방으로 이동시켜 한 쌍의 돌출부재(412) 사이의 결합공간(413)에 결합한다. First, in order to assemble the
이때, 연결조인트(43)의 전후면에 형성된 결합홈에는 결합핀(432)이 결합된 상태이다.At this time, the
이어서, 돌출부재(412)의 삽입공(414)과 연결조인트(43)의 관통공(433)을 서로 대응되도록 위치시킨 후, 연결핀(431)을 삽입하여 돌출부재(412)와 연결조인트(43)를 결합하여 임의로 분리되지 않도록 고정한다. Subsequently, the
다음, 서로 결합된 돌출부재(412) 및 연결조인트(43)의 상부에 제 2샤프트(42)의 삽입공간(422)이 위치하도록 제 2샤프트(42)를 위치시킨 후, 연결조인트(43)의 결합핀(432)을 제 2샤프트(42)의 하면에 형성된 결합공(423)에 억지 끼움 결합한다.Next, the
이에 따라, 제 1샤프트(41)는 도 4에서 보았을 때, 연결조인트(43)의 연결핀(431)을 중심으로 전후 방향으로 회전운동 가능하게 되고, 제 2샤프트(42)는 연결조인트(43)의 결합핀(432)을 중심으로 좌우 방향으로 회전운동 가능하게 된다. Accordingly, as shown in FIG. 4, the
본 발명은 제 1샤프트와 제 2샤프트를 서로 일정 각도만큼 꺾어서 피니언 샤프트를 다양한 각도로 조절할 수 있어, 자동차의 엔진룸이나 실내의 좁은 작업공간에서 피니언 샤프트를 원하는 각도로 회전시킨 후 상대 조인트를 결합하는 작업을 용이하게 수행할 수 있다.The present invention can adjust the pinion shaft at various angles by bending the first shaft and the second shaft by a predetermined angle, and then rotates the pinion shaft at a desired angle in a narrow working space of the engine room of a car or a mating joint. Can be easily performed.
한편, 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 렉 어셈블리(20)의 조립시에 랙부쉬(24)는 랙바(21)의 외면에 끼워져 고정되고, 랙바(21)의 외주면에는 랙튜브(22)가 결합된다.Meanwhile, as illustrated in FIGS. 5 to 7, the
그리고 랙튜브(22)의 끝단은 랙부쉬(24)의 환턱(244)에 밀착 결합되어 기밀이 유지됨에 따라, 오일의 누설이 방지된다.And the end of the
그래서 조향휠(1)의 조작에 의해 랙바(21)가 좌우로 움직이면서 랙부쉬(24)의 내주면에 마찰 접촉되면서 오일과 함께 미량 포함된 공기가 장홈(245)을 통해 이동함에 따라 랙바(21)가 원활하게 작동된다.Thus, the
또한 랙부쉬(24)는 랙바(21)와 접촉되는 관체(2)가 금속재질로 형성되기 때문에, 내마모성을 갖게 되어 마찰로 인한 손상 및 파손을 방지하여 내구성을 향상시킨다. In addition, since the
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다. As mentioned above, although the invention made by the present inventor was demonstrated concretely according to the said Example, this invention is not limited to the said Example and can be variously changed in the range which does not deviate from the summary.
본 발명은 자동차의 진행 방향을 변경하는 조향장치의 피니언 샤프트와 조향축의 결합작업을 용이하게 수행하도록 이용된다.The present invention is used to easily perform the coupling operation of the pinion shaft and the steering shaft of the steering apparatus for changing the traveling direction of the vehicle.
10: 기어박스 20: 랙어셈블리
21: 랙바 22: 랙튜브
23: 랙기어 24: 랙부쉬
241: 관체 242: 피복재
243: 관통홀 244: 환턱
245: 장홈 246: 절개홈
30: 타이로드 40: 피니언 샤프트
41: 제 1샤프트 411: 피니언 기어
412: 돌출부재 413: 결합공간
414: 삽입공 42: 제 2샤프트
421: 환홈 422: 삽입공간
423: 결합공 424: 원형공
425: 연결공 43: 연결조인트
431: 연결핀 432: 결합핀
433: 관통공 50: 상대조인트
51: 결합구 52: 슬릿
53: 볼트10: gearbox 20: rack assembly
21: rack bar 22: rack tube
23: rack gear 24: rack bush
241: tube 242: coating material
243: through hole 244: round jaw
245: intestinal groove 246: incision groove
30: tie rod 40: pinion shaft
41: first shaft 411: pinion gear
412: projecting member 413: coupling space
414: insertion hole 42: second shaft
421: groove groove 422: insertion space
423: coupling hole 424: circular hole
425: connection hole 43: connection joint
431: connecting pin 432: coupling pin
433: through hole 50: counterpart joint
51: coupler 52: slit
53: bolts
Claims (9)
양단부에 이너 볼 조인트를 구비하고 일측에 랙기어가 형성되는 랙어셈블리,
상기 이너 볼 조인트의 볼과 일체로 형성되고 끝단에 아우터 볼 조인트를 구비하는 타이로드 및
상기 기어박스의 상부에 결합되고 하단부 외주면에 상기 피니언 기어가 형성되는 피니언 샤프트를 포함하고,
상기 피니언 샤프트는
하단부의 외주면에 상기 랙기어와 치합되도록 상기 피니언 기어가 형성되고 상단부에 한 쌍의 돌출부재가 형성되는 제 1샤프트,
상단부에 상대 조인트와 결합되도록 환홈이 형성된 제 2샤프트 및
상기 제 1샤프트와 제 2샤프트를 전후 방향 및 좌우 방향으로 회전운동 가능하게 연결하는 연결조인트를 포함하며,
상기 한 쌍의 돌출부재는 하나의 원을 이루도록 각각 반원 형상으로 형성되고, 상기 한 쌍의 돌출부재 사이에 상기 연결조인트가 결합되는 결합공간이 형성되도록 이격되어 설치되는 것을 특징으로 하는 자동차용 조향장치.Gear box in which rack gear and pinion gear are combined to convert rotational force input from steering shaft into linear motion,
Rack assembly having inner ball joint at both ends and rack gear formed at one side,
A tie rod formed integrally with the ball of the inner ball joint and having an outer ball joint at an end thereof;
A pinion shaft coupled to an upper portion of the gear box and having the pinion gear formed on an outer circumferential surface of a lower end portion;
The pinion shaft
A first shaft in which the pinion gear is formed on the outer circumferential surface of the lower end and a pair of protruding members are formed in the upper end;
A second shaft in which an annular groove is formed to be engaged with the mating joint at the upper end portion;
It includes a connecting joint for rotatably connecting the first shaft and the second shaft in the front and rear and left and right directions,
The pair of protruding members are each formed in a semicircular shape to form a circle, and the steering device for the vehicle, characterized in that spaced apart so as to form a coupling space for coupling the connection joint between the pair of protruding members. .
상기 한 쌍의 돌출부재 중앙에는 가로 방향으로 삽입공이 관통 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 조향장치.The method of claim 1,
Steering device for a vehicle, characterized in that the insertion hole is formed in the horizontal direction in the center of the pair of protruding members.
상기 연결조인트의 중앙부에 상기 돌출부재의 삽입공과 대응되는 위치에 가로 방향으로 형성된 관통공에 결합되는 연결핀 및
상기 연결조인트의 전후면에 형성된 한 쌍의 결합홈에 각각 결합되는 한 쌍의 결합핀을 포함하고,
상기 결합공간에 대응되는 형상으로 상기 결합공간의 높이보다 낮은 높이로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 조향장치.The method of claim 2, wherein the connection joint
A connection pin coupled to a through hole formed in a horizontal direction at a position corresponding to the insertion hole of the protruding member at a central portion of the connection joint;
A pair of coupling pins coupled to the pair of coupling grooves formed on the front and rear surfaces of the connection joint,
Steering device for a vehicle, characterized in that formed in a shape corresponding to the coupling space lower than the height of the coupling space.
상기 제 2샤프트의 하면에는 상기 돌출부재가 삽입되는 삽입공간이 요입되어 형성되고,
상기 제 2샤프트의 하단에는 상기 한 쌍의 결합핀이 결합되는 한 쌍의 결합공이 대칭되게 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 조향장치.In the third,
The lower surface of the second shaft is formed by inserting an insertion space into which the protruding member is inserted,
Automotive steering apparatus, characterized in that the pair of coupling holes to which the pair of coupling pins are symmetrically formed at the lower end of the second shaft.
상기 제 1샤프트의 상면과 제 2샤프트의 하면 및 상기 돌출부재의 상단과 삽입공간의 천정면은 제 1 및 제 2샤프트의 회전운동 공간이 형성되도록 일정 간격만큼 이격되어 설치되는 것을 특징으로 하는 자동차용 조향장치. The method of claim 4, wherein
The upper surface of the first shaft and the lower surface of the second shaft, the upper end of the protruding member and the ceiling surface of the insertion space are installed to be spaced apart by a predetermined interval so as to form the rotational movement space of the first and second shafts Steering system.
상기 제 2샤프트의 상부에는 조향축과 연결되는 상대 조인트가 결합되도록 상단에 근접하여 환 형상의 환홈이 형성되고,
상기 상대 조인트의 하부에는 상기 제2샤프트의 상단부가 결합되는 결합구가 형성되며, 상기 결합구와 연결되어 일측 방향으로 슬릿이 형성되고,
상기 상대 조인트의 일측에는 상기 환홈을 가로질서 상기 슬릿의 간격을 조절하는 볼트가 체결되는 것을 특징으로 하는 자동차용 조향장치. The method according to any one of claims 1 to 5,
The upper portion of the second shaft is formed in an annular annular groove close to the top so that the mating joint is connected to the steering shaft,
The lower portion of the mating joint is formed with a coupler is coupled to the upper end of the second shaft, is connected to the coupler is formed with a slit in one direction,
On one side of the mating joint, the steering device for the vehicle, characterized in that the bolt is fastened across the annular groove to adjust the spacing of the slit.
상기 피니언 기어와 치합되는 랙기어가 형성되는 랙바,
상기 랙바의 외주면에 결합되는 랙부쉬 및
상기 랙바의 이동거리를 제한하는 스토퍼를 포함하고,
상기 랙부쉬는 상기 랙바와 접촉되는 부위는 금속재질의 관체로 형성되며,
상기 관체의 내주면에는 공기의 흐름이 이루어져 마찰 및 소음을 방지하도록 길이방향을 따라 다수의 장홈이 형성되고,
상기 관체의 외면에는 피복재가 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 조향장치.The rack assembly of claim 1, wherein the rack assembly comprises:
A rack bar having a rack gear meshed with the pinion gear;
Rack bushes coupled to the outer circumferential surface of the rack bar and
It includes a stopper for limiting the moving distance of the rack bar,
The rack bush is formed of a metallic tube in contact with the rack bar.
On the inner circumferential surface of the tube is formed a plurality of long grooves along the longitudinal direction to the air flow to prevent friction and noise,
Steering device for a vehicle, characterized in that the outer surface of the tubular body is integrally formed with a coating material.
상기 관체는 양단이 개구되고 내부에 랙바가 끼워지는 관통공이 형성된 원통형으로 형성되고,
상기 관체의 일단 개구부에는 환턱이 형성되며,
상기 관체의 일측에는 신축 가능하게 형성되어 조립공차를 흡수하도록 일정 간격으로 이격된 절개홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 조향장치.The method of claim 7, wherein
The tubular body is formed in a cylindrical shape having a through hole through which both ends are opened and a rack bar is fitted therein.
One end of the tube is formed with a round jaw,
One side of the tubular body is formed to be stretchable, the steering device for automobiles, characterized in that the cut grooves are formed spaced apart at regular intervals to absorb the assembly tolerance.
상기 피복재는 고무재질로 인서트 성형에 의해 상기 관체의 외주면에 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 조향장치.
The method of claim 7, wherein
The covering material is a rubber material, characterized in that the steering device for automobiles, characterized in that formed integrally on the outer peripheral surface of the tube by insert molding.
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---|---|---|---|
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2011
- 2011-09-21 KR KR1020110094950A patent/KR101145909B1/en not_active IP Right Cessation
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