KR101214278B1 - 자동차 조향장치의 랙바 지지장치 - Google Patents

자동차 조향장치의 랙바 지지장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차 조향장치의 랙바 지지장치에 관한 것이다.
본 발명은 기어박스의 실린더에 삽입되어 전방면은 랙바의 후방면을 밀착 지지하며 후방면은 요홈 형상의 삽입홈이 구비되어 있는 서포트 요크와; 서포트 요크의 후방면과 이격되어 기어박스의 실린더 내측에 삽입되며 중심부에 관통홀이 구비되어 있는 서포트 플레이트와; 일측은 서포트 요크의 삽입홈에 삽입 결합되고 타측은 서포트 플레이트의 전방면에 지지되어 결합되는 제1탄성지지체와; 서포트 플레이트의 후방면과 이격되어 기어박스의 실린더에 결합되며 서프트 플레이트의 관통홀에 삽입되는 지지부가 구비되어 있는 요크 플러그; 및 서포트 플레이트와 요크 플러그 사이에 결합되는 제2탄성지지체;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차 조향장치의 랙바 지지장치를 제공한다.
본 발명에 의하면 자동차의 주행 내구 진행 후 서포트 요크의 마모가 발생되어도 자동으로 일정한 유격을 조정함으로써 유격이 증대되는 것을 방지할 수 있고, 불규칙한 노면 등으로부터 역입력 되는 충격에 서포트 요크가 요크 플러그를 가격하여 발생되는 노이즈를 방지할 수 있는 효과가 있다.
조향장치, 서포트 요크, 요크 플러그, 기어박스, 랙바

Description

자동차 조향장치의 랙바 지지장치{Rack Bar Supporting Device of Steering Apparatus for Vehicle}
본 발명은 자동차 조향장치의 랙바 지지장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 자동차의 랙 피니언 방식 조향장치의 랙바 지지장치에 있어서 자동차의 주행 내구 진행 후 서포트 요크의 마모가 발생되어도 자동으로 일정한 유격을 조정함으로써 유격이 증대되는 것을 방지할 수 있고, 불규칙한 노면 등으로부터 역입력 되는 충격에 서포트 요크가 요크 플러그를 가격하여 발생되는 노이즈를 방지할 수 있는자동차 조향장치의 랙바 지지장치에 관한 것이다.
일반적으로 조향장치는 자동차의 진행 방향을 운전자의 의지대로 변경할 수 있도록 하기 위한 장치로서 자동차의 앞바퀴가 선회하는 회전 중심을 임의로 변경하여 운전자가 원하는 방향으로 자동차를 진행시킬 수 있도록 보조하는 장치이다.
도 1은 일반적인 자동차용 랙 피니언 방식 조향장치의 개략 구성도이다.
도시된 바와 같이 종래의 랙 피니언 방식 조향장치는 운전석에 배치되는 조향휠(100)과 이에 연결된 조향축(105), 그리고 조향축을 차체에 고정할 수 있도록 하는 조향 컬럼(103), 조향축(105)으로부터 입력받은 회전력을 직선 운동으로 변환 하는 랙 기어(110)와 피니언 기어(120)를 포함하는 기어박스(130), 양단부에 이너 볼 조인트(135)를 구비한 랙바(140), 이너 볼 조인트(135)의 볼과 일체로 형성된 타이로드(150)를 포함하여 구성된다.
또한, 타이로드(150)는 아우터 볼 조인트(155)와 연결되고 너클(Knuckle, 159)로 힘을 전달하여 타이어(158)를 조향한다.
도 2는 종래의 랙바 지지장치의 단면도이다.
도시된 바와 같이 종래의 랙바 지지장치는 피니언 기어(120), 랙바(140), 서포트 요크(260), 스프링(263) 및 요크 플러그(265)를 포함하여 구성된다. 랙 피니언 방식의 기어박스(130)는 전술한 바와 같이 조향축(미도시)으로부터 입력받은 회전력을 직선 운동으로 변환되도록 한다.
랙바(140)는 피니언 기어(120)와 치합하여 회전 운동을 직선 운동으로 전환하는데, 랙바(140)의 후면에는 랙바(140)와 피니언 기어(120)의 치합이 잘 이루어지도록 랙바(140)를 피니언 기어(120)측으로 지지하는 장치를 구비하고 있다.
랙바(140)를 지지하는 장치는 서포트 요크(260), 스프링(263), 요크 플러그(265)를 포함하여 구성되며, 서포트 요크(260)는 랙바(140)의 후방면인 랙 기어(110; 도 1 참조)가 형성된 면의 반대 측에 위치하며, 기어박스(130)의 실린더(250)에 삽입되어 랙바(140)와 수직한 전후 방향으로 이동 가능한 구조이다.
서포트 요크(260)의 형상은 실린더(250)에서 전후로 슬라이딩 가능하도록 원통형이며, 랙바(140)와 접하는 전방부는 랙바(140)의 후방면과 밀착할 수 있도록 반원형의 홈을 형성하고 있다.
또한, 랙바(140)와 피니언 기어(120)가 밀착하여 효과적으로 힘을 전달할 수 있도록 서포트 요크(260)의 후방에 스프링(263)을 배치하여 일정한 압력으로 서포트 요크(260)를 밀어주어 랙바(140)와 피니언 기어(120) 사이에 발생하는 유격을 보상해 줄 수 있다.
이와 같은 서포트 요크(260)는 랙바(140)의 후방면과 슬라이딩 마찰을 하게되며, 마찰로 인해 랙바(140)가 마모되거나 소음을 발생하는 것을 방지하기 위해 통상 랙바(140)보다 연성 재질인 플라스틱으로 된 서포트 요크(260)를 사용한다.
스프링 홈(220)에 수용되는 스프링(263)은 서포트 요크(260)가 랙바(140)와 밀착되도록 압력을 가하는 기능을 하는데, 일반적으로 코일 스프링이 사용되며, 스프링(263)의 후면에는 요크 플러그(265)가 위치하여 스프링(263)을 지지한다.
요크 플러그(265)는 스프링(263)을 지지하여 서포트 요크(260)에 압력을 가하도록 한다. 요크 플러그(265)에는 통상 나사산과 골을 형성하고 있어 이와 치합하는 나사산과 골이 형성된 기어박스(130)와 록 너트(240)에 결합하도록 되어 있으며, 요크 플러그(265)의 후면에는 렌치가 삽입될 수 있는 공구홈(230)을 형성하고 있다.
그러나, 이와 같은 종래의 랙바 지지장치는 서포트 요크가 어느 정도 내구가 진행되면 유격이 증대되어 랙바를 제대로 지지하지 못하게 되는 문제점이 있었고, 불규칙한 노면 등으로부터 역입력 되는 충격에 서포트 요크와 요크 플러그에서 래틀 노이즈가 발생되는 문제점이 있었다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 자동차의 주행 내구 진행 후 서포트 요크의 마모가 발생되어도 자동으로 일정한 유격을 조정함으로써 유격이 증대되는 것을 방지할 수 있고, 불규칙한 노면 등으로부터 역입력 되는 충격에 서포트 요크가 요크 플러그를 가격하여 발생되는 노이즈를 방지할 수 있는 자동차 조향장치의 랙바 지지장치를 제공하는데에 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 기어박스의 실린더에 삽입되어 전방면은 랙바의 후방면을 밀착 지지하며 후방면은 요홈 형상의 삽입홈이 구비되어 있는 서포트 요크와; 상기 서포트 요크의 후방면과 이격되어 상기 기어박스의 실린더 내측에 삽입되며 중심부에 관통홀이 구비되어 있는 서포트 플레이트와; 일측은 상기 서포트 요크의 삽입홈에 삽입 결합되고 타측은 상기 서포트 플레이트의 전방면에 지지되어 결합되는 제1탄성지지체와; 상기 서포트 플레이트의 후방면과 이격되어 상기 기어박스의 실린더에 결합되며 상기 서포트 플레이트의 관통홀에 삽입되는 지지부가 구비되어 있는 요크 플러그; 및 상기 서포트 플레이트와 상기 요크 플러그 사이에 결합되는 제2탄성지지체;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차 조향장치의 랙바 지지장치를 제공한다.
본 발명에 의하면 자동차의 주행 내구 진행 후 서포트 요크의 마모가 발생되어도 자동으로 일정한 유격을 조정함으로써 유격이 증대되는 것을 방지할 수 있고, 불규칙한 노면 등으로부터 역입력 되는 충격에 서포트 요크가 요크 플러그를 가격하여 발생되는 노이즈를 방지할 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 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 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
본 발명의 상세한 설명에 있어서, 특별한 언급이 없는 한 방향은 설명의 편의를 위하여 도면상 서포트 요크의 우측은 전방으로, 도면상 서포트 요크의 좌측은 후방으로 지정하여 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 랙바 지지장치의 단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 의한 랙바 지지장치는 기어박스(130)의 실린더(250)에 삽입되어 전방면은 랙바(140)의 후방면을 밀착 지지하며 후방면은 요홈 형상의 삽입홈(315)이 구비되어 있는 서포트 요크(310)와; 상기 서포트 요크(310)의 후방면과 이격되어 상기 기어박스(130)의 실린더(250) 내측에 삽입되며 중심부에 관통홀이 구비되어 있는 서포트 플레이트(320)와; 일측은 상기 서포트 요크(310)의 삽입홈(315)에 삽입 결합되고 타측은 상기 서포트 플레이트(320)의 전방면에 지지되어 결합되는 제1탄성지지체(340)와; 상기 서포트 플레이트(320)의 후방면과 이격되어 상기 기어박스(130)의 실린더(250)에 결합되며 상기 서포트 플레이트(320)의 관통홀에 삽입되는 지지부(335)가 구비되어 있는 요크 플러그(330); 및 상기 서포트 플레이트(320)와 상기 요크 플러그(330) 사이에 결합되는 제2탄성지지체(350);를 포함하여 구성된다.
서포트 요크(310)는 기어박스(130)의 실린더(250)에 삽입되는데, 전방면은 피니언 기어(120)와 치합되는 랙바(140)의 후방면에 밀착되어 랙바(140)와 피니언 기어(120)의 치합이 잘 이루어지도록 랙바(140)를 전방으로 지지하게 되며, 후방면은 제1탄성지지체(340)가 삽입되도록 요홈으로 형성되는 삽입홈(315)이 형성되어 있다.
이러한 서포트 요크(310)는 랙바(140)와 피니언 기어(120)가 밀착하여 효과적으로 힘을 전달할 수 있도록 서포트 요크(310)와 요크 플러그(330)의 사이에 서포트 플레이트(320)가 결합되어 있고, 이의 앞뒤로 배치된 제1탄성지지체(340)와 제2탄성지지체(350)에 의해 랙바(140)와 서포트 요크(310) 및 피니언 기어(120)가 일정한 유격을 유지하도록 서포트 요크(310)를 전방으로 밀어주어 유격을 보상하게 되어 있다.
한편, 서포트 플레이트(320)는 서포트 요크(310)의 후방면과 이격되어 기어박스(130)의 실린더(250) 내측에 삽입되는데 중심부에는 관통홀이 구비되어 있어서 후술할 요크 플러그(330)의 지지부(335)가 관통 결합된다.
제1탄성지지체(340)는 일측이 서포트 요크(310) 후방면의 삽입홈(315)에 삽입 결합되고 타측은 서포트 플레이트(320)의 전방면에 지지되어 결합되는데, 서포트 플레이트(320)와 서포트 요크(310)가 직접 닿지 않게 하여 노면으로부터 역입력되는 충격이 전달되어도 접촉에 의한 래틀 노이즈를 방지하면서 서포트 요크(310)를 전방으로 밀어 지지하게 된다.
요크 플러그(330)는 서포트 플레이트(320)의 후방면과 이격되어 기어박스(130)의 실린더(250)에 나사 결합되는데, 서포트 플레이트(320)의 관통홀에 삽입되는 지지부(335)가 구비되어 있다.
제2탄성지지체(350)는 서포트 플레이트(320)와 요크 플러그(330) 사이에 결합되는데, 이렇게 서포트 플레이트(320)의 양측 즉, 전방에는 제1탄성지지체(340), 후방에는 제2탄성지지체(350)가 서로 반대 방향으로 탄성력의 평형을 이루면서 서포트 플레이트(320)를 지지하며 결합되어 있어서, 순간적인 충격이 가해지거나 마모로 인한 유격이 발생되면 서포트 플레이트(320)가 요크 플러그(330)의 지지부(335)를 따라 이동이 가능하게 되어 있다.
즉, 자동차의 내구가 진행되어 서포트 요크(310)의 전방면이 랙바(140)에 의해 마모되면 제1탄성지지체(340)의 탄성 지지력이 줄어들게 되고, 이때 제2탄성지지체(350)가 서포트 플레이트(320)를 밀면서 전방으로 이동시켜 제1탄성지지 체(340)의 지지력을 증가시켜 서포트 요크(310)의 유격을 보상할 수 있게 된다.
또한, 이에 추가적으로 서포트 플레이트(320)의 관통홀에는 나사산과 골이 가공된 제1나사부(327)가 구비되고 요크 플러그(330)의 지지부(335) 외주면에는 제1나사부(327)와 치합되는 제2나사부(337)가 구비되어 서포트 플레이트(320)와 요크 플러그(330)가 나사결합될 수 있다.
따라서, 서포트 플레이트(320)가 제1탄성지지체(340) 및 제2탄성지지체(350)의 탄성 지지력에 따라 요크 플러그(330) 지지부(335)의 제2나사부(337)를 따라 조여지거나 풀리면서 전방과 후방으로 이동하게 된다.
또한, 제1나사부(327)와 제2나사부(337) 사이에는 서포트 요크(310)로부터 노면의 충격이 역입력될 때 서포트 플레이트(320)가 후방의 요크 플러그(330) 쪽으로 밀리는 것을 흡수하도록 피치유격(d)이 구비될 수 있다.
이렇게 서포트 플레이트(320)와 요크 플러그(330)가 나사결합되고 이들 사이에 피치유격(d)이 구비됨으로써 노면의 충격이 역입력되어도 순간적으로 서포트 요크(310)와 랙바(140)와의 유격이 급격히 증대되는 것을 방지할 수 있다.
즉, 서포트 플레이트(320)가 제1탄성지지체(340)와 제2탄성지지체(350)의 탄성 지지력 만으로 요크 플러그(330)의 지지부(335)를 이동하게 되면 노면의 충격이 역입력되는 순간에는 서포트 플레이트(320)가 후방으로 과도하게 이동하게 되어 서포트 요크(310)를 지지하는 힘이 낮아지게 되므로, 제1나사부(327)와 제2나사부(337)의 피치유격(d)에서 1차적으로 충격에 의한 이동을 흡수하게 되고 이후에는 나사 결합력에 의해 과도한 이동을 방지하게 되는 것이다.
한편, 평상시에는 제2탄성지지체(350)의 탄성력 보다 큰 탄성력을 구비한 제1탄성지지체(340)에 의해 서포트 플레이트(320)가 제1나사부(327)와 제2나사부(337)에서 전방으로 이동하려는 힘을 제2탄성지지체(350)에 전가하게 되어 내구 진행으로 인한 서포트 요크(310)의 마모가 발생되어도 그만큼 유격을 보상할 수 있게 된다.
이와 같은 구조와 형상을 갖는 본 발명에 의하면 자동차의 주행 내구 진행 후 서포트 요크의 마모가 발생되어도 자동으로 일정한 유격을 조정함으로써 유격이 증대되는 것을 방지할 수 있고, 불규칙한 노면 등으로부터 역입력 되는 충격에 서포트 요크가 요크 플러그를 가격하여 발생되는 노이즈를 방지할 수 있는 효과가 있다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용 어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
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.
도 1은 일반적인 자동차용 랙 피니언 방식 조향장치의 개략 구성도;
도 2는 종래의 랙바 지지장치의 단면도;
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 랙바 지지장치의 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
120: 피니언 기어 140: 랙바
310: 서포트 요크 320: 서포트 플레이트
327: 제1나사부 330: 요크 플러그
335: 지지부 337: 제2나사부
340: 제1탄성지지체 350: 제2탄성지지체

Claims (3)

  1. 기어박스의 실린더에 삽입되어 전방면은 랙바의 후방면을 밀착 지지하며 후방면은 요홈 형상의 삽입홈이 구비되어 있는 서포트 요크;
    상기 서포트 요크의 후방면과 이격되어 상기 기어박스의 실린더 내측에 삽입되며 중심부에 관통홀이 구비되어 있는 서포트 플레이트;
    일측은 상기 서포트 요크의 삽입홈에 삽입 결합되고 타측은 상기 서포트 플레이트의 전방면에 지지되어 결합되는 제1탄성지지체;
    상기 서포트 플레이트의 후방면과 이격되어 상기 기어박스의 실린더에 결합되며 상기 서포트 플레이트의 관통홀에 삽입되는 지지부가 구비되어 있는 요크 플러그; 및
    상기 서포트 플레이트와 상기 요크 플러그 사이에 결합되는 제2탄성지지체;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차 조향장치의 랙바 지지장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 서포트 플레이트의 관통홀에는 나사산과 골이 가공된 제1나사부가 구비되어 있고 상기 요크 플러그의 지지부 외주면에는 상기 제1나사부와 치합되는 제2나사부가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차 조향장치의 랙바 지지장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1나사부와 제2나사부 사이에는 상기 서포트 요크로부터 노면의 충격이 역입력될 때 상기 서포트 플레이트가 후방의 요크 플러그 쪽으로 밀리는 것을 흡수하도록 피치유격이 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차 조향장치의 랙바 지지장치.
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