KR101195739B1

KR101195739B1 - 자동차의 조향장치

Info

Publication number: KR101195739B1
Application number: KR1020070019168A
Authority: KR
Inventors: 정진원
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2007-02-26
Filing date: 2007-02-26
Publication date: 2012-10-29
Also published as: KR20080079093A

Abstract

본 발명은 자동차의 조향장치에 관한 것이다.

본 발명은 조향장치를 자동차의 차체에 고정하기 위해 상기 조향장치의 기어박스에 형성되는 마운팅 브라켓 및 상기 마운팅 브라켓에 삽입되는 방향성 부시를 포함하는 자동차의 조향장치에 있어서, 상기 마운팅 브라켓에는 종방향의 분기점 거리와 횡방향의 분기점 거리가 다른 삽입공이 형성되며 상기 삽입공에 삽입되는 마운팅 부시를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향장치를 제공한다.

본 발명에 의하면, 조향장치를 자동차의 차체에 장착하기 위해 형성되는 마운팅 브라켓의 삽입공을 타원형의 형상으로 형성하여 이 삽입공에 원통형의 부시를 삽입함으로써, 방향에 상관없이 부시의 삽입이 가능하고 특정 방향에 대해 다른 값의 탄성력을 제공할 수 있는 효과가 있다.

조향장치, 부시, 마운팅 부시, 슬리브

Description

자동차의 조향장치{Steering Apparatus for Automotive Vehicle}

도 1은 종래 기술에 따른 자동차의 조향장치를 나타낸 도면,

도 2는 종래 기술에 따른 자동차의 조향장치의 마운팅 부시를 나타낸 요부 확대 단면도,

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차의 조향장치를 나타낸 요부 확대도,

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차의 조향장치의 마운팅 부시가 장착되는 상태를 나타낸 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

300: 조향장치 302: 입력축

304: 피니언축 310: 랙-피니언 기구부

312: 피니언 기어 314: 랙 기어

320: 기어박스 330: 랙바

340: 작동 실린더 342: 피스톤

344: 좌측 압력실 346: 우측 압력실

348: 유압 관로 350: 마운팅 브라켓

352: 삽입공 360: 마운팅 부시

362: 관통공

본 발명은 자동차의 조향장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 조향장치를 자동차의 차체에 장착하기 위해 형성되는 마운팅 브라켓의 삽입공을 타원형의 형상으로 형성하여 이 삽입공에 원통형의 부시를 삽입함으로써, 방향에 상관없이 부시의 삽입이 가능하고 특정 방향에 대해 다른 값의 탄성력을 제공하는 자동차의 조향장치에 관한 것이다.

일반적으로, 조향장치는 운전자가 직접 조향 조작을 하여 그 조작력을 각 기구로 전달하는 조향휠과 조향축 및 컬럼 등으로 이루어진 조작 기구, 조향축의 회전을 감속함으로써 조작력을 증대시킴과 동시에 조작 기구의 운동 방향을 바꾸어 링크 기구에 전달하는 기어 기구 및 기어 기구의 움직임을 바퀴에 전달함과 동시에 좌우 바퀴의 관계 위치를 올바르게 유지하기 위해 너클 암과 타이로드 등으로 구성된 링크 기구를 포함하여 구성된다.

이와 같은 조향장치는 자동차의 서브 프레임 또는 메인 프레임에 볼트 등을 이용하여 고정한다.

도 1은 종래 기술에 따른 자동차의 조향장치를 나타낸 도면이고, 도 2는 종래 기술에 따른 자동차의 조향장치의 마운팅 부시를 나타낸 요부 확대 단면도이다.

도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 자동차의 조향장치(100)는 조향휠(미도 시)로부터 회전력을 전달받는 입력축(110), 내부에 입력축(110)이 구비되머 랙-피니언 기어부(미도시)에 의해 회전력 운동을 왕복 운동으로 변환하는 기어박스(120), 기어박스(120)와 결합되며 내부에 랙바가 구비되는 랙 하우징(140), 조향장치(100)를 다수개의 체결공이 형성된 서브 프레임(150)에 장착하기 위해 볼트(160)와 체결되는 마운팅 브라켓(170) 및 마운팅 브라켓(170)에 삽입되는 부시(180)를 포함하여 구성된다.

여기서, 마운팅 브라켓(170)은 자동차의 서브 프레임(150)에 조향장치를 고정하기 위해서 랙 하우징(140)의 일측 외면에 형성되며, 부시(180)가 삽입되도록 삽입공(172)이 관통되게 형성된다.

부시(180)는 자동차의 주행시 조향장치(100)로부터 전해오는 진동 및 충격을 흡수하기 위해 마운팅 브라켓(170)의 삽입공(172)에 삽입되는 것으로 부시(180)는 내부에 관통공(182)이 형성된 원주형상의 구조물이다.

이러한 부시(180)의 외주면에는 다수의 홈이 형성되어 있으며, 이로 인하여 진동시 볼트(160)의 길이방향 충격을 흡수할 수 있게 된다. 또한, 부시(180) 가운데 형성된 관통공(182)에는 금속재질의 슬리브(190)가 삽입되며, 슬리브(190)는 중앙의 중공 원주부와 상부의 외연부로 이루어져, 중공 원주부는 부시의 관통공(182)에 삽입되고, 외연부는 볼트(160)의 하부와 부시(180)의 상면 사이에 끼워져 조립된다.

또한, 부시(180)의 외주면은 자동차의 종류에 따라 외력에 의한 충격 및 진동을 고려하여 형상 및 재질의 경도를 다르게 형성하여 제작한다.

다시말해, 부시(180)는 축을 중심으로 하는 회전체의 형상을 하고 있기 때문에 방향성이 없이 어느 방향으로나 동일한 하중의 특성을 가지고 있지만, 축을 포함한 평면에 대해서만 대칭 형상을 가지도록 형성되어 자동차의 전후 방향(종방향)과 좌우 방향(횡방향)의 두 개의 직교하는 방향의 특성을 서로 다르게 설계된 부시(180)가 마운팅 브라켓(170)의 삽입공(172)에 삽입되는 것이다.

이와 같은 부시는 도 2에 도시된 바와 같이, 자동차의 조향 특성상 방향에 따라 발생하는 진동 및 충격의 크기가 전후 방향과 좌우 방향이 서로 다르게 작용하기 때문에 조향장치(100)를 서브 프레임(150)에 고정할 때, 진동 및 충격을 흡수하는 동시에 방향에 따라 진동 및 충격 흡수량을 다르게 흡수하는 방향성 부시(180)가 제공된다.

즉, 도 1의 확대부와 같이 부시(180)의 평면도를 보면 상하측의 구조물이 좌우측 구조물보다 더 큰 것을 볼 수 있는 바, 이러한 방향성을 고려한 구조로 인하여 상하, 좌우의 진동에 대하여 각각 다른 충격 흡수가 가능해지는 것이다.

하지만, 종래 기술에 따른 방향성 부시(180)는 조립하는 과정에서 정해진 방향에 따라 마운팅 브라켓(170)에 삽입한 후 볼트(160)와 너트(162)로 체결할 때, 볼트(160) 및 너트(162)를 체결하는 체결 공구(미도시)에 의해서 방향성 부시(180)가 마운팅 브라켓(170)의 내부에서 회전하는 문제점이 있었다.

또한, 전술한 바와 같이, 회전된 상태로 조립된 방향성 부시(180)는 자동차의 전후 방향 및 좌우 방향에 따라 달라지는 진동 및 충격을 다르게 흡수하지 못하게 되어 결국, 원하는 조향 특성을 나타낼 수 없는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 조향장치를 자동차의 차체에 장착하기 위해 형성되는 마운팅 브라켓의 삽입공을 타원형의 형상으로 형성하여 이 삽입공에 원통형의 부시를 삽입함으로써, 방향에 상관없이 부시의 삽입이 가능하고 특정 방향에 대해 다른 값의 탄성력을 제공하는 데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 조향장치를 자동차의 차체에 고정하기 위해 상기 조향장치의 기어박스에 형성되는 마운팅 브라켓 및 상기 마운팅 브라켓에 삽입되는 방향성 부시를 포함하는 자동차의 조향장치에 있어서, 상기 마운팅 브라켓에는 종방향의 분기점 거리와 횡방향의 분기점 거리가 다른 삽입공이 형성되며 상기 삽입공에 삽입되는 마운팅 부시를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 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 조향장치를 나타낸 요부 확대도이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차의 조향장치의 마운 팅 부시가 장착되는 상태를 나타낸 도면이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차의 조향장치(300)는 내부에 랙-피니언 기구부(310)가 설치되어 회전력을 직선 운동으로 변환하는 기어박스(320), 기어박스(320)의 양단으로 구비되며 내부에 랙 기어(314)가 형성되는 랙바(330), 랙바(330)를 감싸도록 형성되되 기어박스(320)와 연결되는 작동 실린더(340) 및 조향장치(300)를 자동차의 차체(서브 프레임)에 고정하기 위해 기어박스(320)의 일면에 형성되는 마운팅 브라켓(350) 및 마운팅 브라켓(350)에 삽입되는 마운팅 부시(360)를 포함하여 구성된다.

기어박스(320)는 조향휠로부터 회전력을 전달받는 입력축(302)이 구비되며, 입력축(302)과 연결되고 피니언 기어(312)가 형성된 피니언축(304)이 내부에 설치된다. 또한, 피니언 기어(312)와 이물림되어 입력축(302)의 회전 운동(조향휠로부터 전달받은 회전력)을 직선 운동으로 변환하기 위해 랙 기어(314)가 형성된 랙바(330)가 구비된다.

랙바(330)는 외주 일면에 랙 기어(314)가 형성되어 기어박스(320)의 내부에 설치된 피니언축(304)과 이물림된다. 아울러, 랙바(330)의 양단에는 바퀴(미도시)와 연결되도록 너클암(미도시)과 결합된다. 즉, 입력축(302)의 회전 운동을 랙 기어(314)와 피니언 기어(312)로 이루어진 랙-피니언 기구부(310)를 통해서 직선 운동으로 변환하고 이에 따라 랙바(330)가 좌우로 이동하면 바퀴 역시 랙바(330)의 이동 방향에 따라 이동하는 것이다.

작동 실린더(340)는 내부가 중공의 형상으로 랙바(330)의 외주면을 감싸도록 형성되되 기어박스(320)와 결합되는 것으로서, 내주면에는 랙바(330)의 외주에 설치된 피스톤(342)을 기준으로 좌측에 형성되는 좌측 압력실(344) 및 우측에 형성되는 우측 압력실(346)이 존재하며 좌측 압력실(344) 및 우측 압력실(346)과 연결되는 유압 관로(348)가 구비된다.

여기서, 좌측 압력실(344) 및 우측 압력실(346)은 운전자가 조향휠(미도시)을 회전하였을 때, 이 좌측 압력실(344) 및 우측 압력실(346)로 유압 관로(348)를 통해서 작동유가 유입 또는 유출됨으로써, 랙바(330)의 이동을 보조 해주는 역할을 함으로써, 결국 조향 조작력을 보조하는 것이다.

마운팅 브라켓(350)은 조향장치(300)를 자동차의 차체에 고정하기 위해서 조향장치(300)에 구비되는 기어박스(320)의 외면에 서로 대향되게 형성되며 축 방향의 수직된 방향으로 양측에 삽입공(352)이 형성된다.

여기서, 삽입공(352)은 도 3의 확대된 도면에 도시된 바와 같이, 타원형의 형상으로 형성되되 각 분기점(Q1, Q2, Q3, Q4)들 중에서 상측 및 하측에 형성되는 종방향의 제 1 분기점(Q1) 및 제 3 분기점(Q3) 간의 거리보다 좌측 및 우측에 형성되는 횡방향의 제 2 분기점(Q2) 및 제 4 분기점(Q4) 간의 거리가 적어도 제 1 분기점(Q1)및 제 3 분기점(Q3)의 거리보다 2배 이상 길게 형성되는 것이 바람직할 것이나 이에 한정하는 것은 아니며, 종방향 분기점 사이의 거리(제 1 분기점(Q1) 및 제 3 분기점(Q3) 간의 거리)와 횡방향 분기점 사이의 거리(제 2 분기점(Q2) 및 제 4 분기점(Q4) 간의 거리)가 다른 모든 경우를 조합한다.

본 발명에서 삽입공(352)이 “타원형”으로 형성된다고 설명하고 있으나, 이 때의 “타원형”은 수학적 의미에서의 타원(즉, 두 초점으로부터 거리의 합이 일정한 점들의 집합으로 이루어지는 도형)과 정확하게 일치하는 것은 아니며, 방향에 따라 직경이 상이한 곡선형 도형을 모두 포함하는 개념으로 이해되어야 한다. 즉, 초점으로부터의 거리 합이 일정한 점들이 아니더라도, 결과적으로 장반경과 단반경을 가지게 되는 원형과 유사한 모든 도형을 포함하는 개념이다.

그리고, 본 발명에 있어서, 마운팅 브라켓(350)에 형성되는 삽입공(352)의 형상은 타원형으로 한정하여 설명하였으나 이는 하나의 실시예일 뿐 그 형상은 종방향 분기점 사이의 거리와 횡방향 분기점 사이의 거리가 서로 다른 직사각형 또는, 횡방향으로 형성되는 육각형 등 다각형의 형상으로 형성되어도 무방할 것이다.

마운팅 부시(360)는 마운팅 브라켓(350)에 형성되는 삽입공(352)에 삽입되되 이 삽입공(352)의 내주면에 완전 밀착되게 삽입되어 자동차의 차체에서 전해오는 진동 및 충격을 흡수하는 것으로서, 상측에서 하측으로 관통되게 형성되는 관통공(362)이 형성된 중공의 형상으로 제작된다.

또한, 마운팅 부시(360)는 종래의 축을 포함한 평면에 대해서만 대칭 형상을 가지도록 전후 방향(종방향)과 좌우 방향(횡방향)의 두 개의 직교하는 방향의 특성을 서로 다르게 제작되는 다시 말해, 상하 구조물과 좌우 구조물의 형태를 다르게 제작되는 방향성 부시(180)와는 달리 원통형의 형상으로 제작되어도 무방하나 이에 한정하는 것은 아니다.

즉, 본 발명에 따른 마운팅 브라켓(350)의 삽입공(352)의 내주면에 완전히 밀착되게 삽입되는 것이라면 종래의 방향성 부시(180)를 사용하여도 무방할 것이 다.

이러한 마운팅 부시(360)는 도 4에 도시된 바와 같이, 삽입공(352)의 제 1 분기점(Q1) 및 제 3 분기점(Q3)의 거리보다 큰 직경을 가지도록 형성되어 마운팅 브라켓(350)에 삽입될 때, 압축되게 삽입되면서 제 2 분기점(Q2) 및 제 4 분기점(Q4) 측으로 인장되도록 삽입되어 마운팅 브라켓(350)의 삽입공(352)에 마운팅 부시(360)의 장착을 완료하면 마운팅 부시(360)의 형상 역시 마운팅 브라켓(350)의 삽입공(352)의 형상과 같이 타원형의 형상으로 변하면서 삽입공(352)의 내주면에 완전히 밀착되는 것이다.

이 경우, 제1분기점(Q1)과 제3분기점(Q3) 사이에서 마운팅 부시(360)를 가압하는 힘이, 제2분기점(Q2)과 제4분기점(Q4) 사이의 가압 힘보다 커지게 되므로, 결국 상하 방향(Q1-Q3)과 좌우 방향(Q2-Q4)에서의 마운팅 부시(360)의 탄성력이 달라지게 되고, 따라서 방향에 따라 다른 충격 흡수 특성을 보이게 되는 것이다.

이와 같은 마운팅 부시(360)는 마운팅 브라켓(350)의 삽입공(352)에 압입되거나 억지 끼움 방식으로 삽입되는 것이 바람직하나 전술한 바와 같이, 완전하게 밀착되면서 삽입공(352)의 형상으로 변할 수 있을 정도로 장착할 수 있는 방식이라면 어떠한 방식을 통해서 삽입하여도 무방할 것이다.

아울러 본 발명에 따른 마운팅 부시(360)는 압축 및 인장이 비교적 자유롭고 충격 및 진동의 흡수가 탁월한 탄성 재질이라면 어떠한 재질을 사용하여도 무방할 것이나 고무 재질을 사용함이 바람직하다. 하지만, 이에 한정하는 것은 아니다.

이와 같이 구성된 본 발명은 조향장치(300)를 자동차의 차체에 고정시키기 위해서 타원형의 삽입공(352)이 형성된 마운팅 브라켓(350)을 구비하고 이 마운팅 브라켓(350)에 삽입되는 원통형의 마운팅 부시(360)를 구비함으로써, 조향 특성상 전후 방향과 좌우 방향에 따라 발생하는 서로 다른 진동 및 충격의 크기를 모두 흡수할 수 있음은 물론, 조향장치(300)를 장착할 때, 볼트 등에 의해서 삽입공(352)내에서 회전하는 문제점을 극복할 수 있는 것이다.

즉, 본 발명을 이용하면, 원하는 방향성 충격흡수 요구에 따라 삽입공(352)의 형상을 적절하게 형성하고, 그에 마운팅 부시(360)를 삽입하는 것만으로도 마운팅 부시(360)가 회전하지 않으면서도 항상 원하는 방향성 충격 흡수가 가능하다는 효과가 있는 것이다.

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 아니라 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, 조향장치를 자동차의 차체에 장착하기 위해 형성되는 마운팅 브라켓의 삽입공을 타원형의 형상으로 형성하여 이 삽입공에 원통형의 부시를 삽입함으로써, 방향에 상관없이 부시의 삽입이 가능하고 특정 방향에 대해 다른 값의 탄성력을 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims

조향장치를 자동차의 차체에 고정하기 위해 상기 조향장치의 기어박스에 형성되는 마운팅 브라켓 및 상기 마운팅 브라켓에 삽입되는 마운팅 부시를 포함하는 자동차의 조향장치에 있어서,

상기 마운팅 브라켓에는 종방향의 분기점 거리와 횡방향의 분기점 거리가 다른 삽입공이 형성되고,

상기 마운팅 부시는 상기 삽입공의 종방향의 분기점 거리보다 큰 직경을 가지는 원통형의 중공 형상으로 상기 삽입공에 압입되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향장치.
제 1 항에 있어서,

상기 마운팅 브라켓의 상기 삽입공은 종방향의 분기점 거리와 횡방향의 분기점 거리가 다른 타원형의 형상으로 형성되어 상기 마운팅 부시가 삽입되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향장치.
제 2 항에 있어서,

상기 삽입공은 종방향의 분기점 거리와 횡방향의 분기점 거리가 다른 다각형의 형상으로 형성되어 상기 마운팅 부시가 삽입되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향장치.
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