KR101216862B1 - 입력축 회전 방지 장치 및 이를 사용하는 조향장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 입력축 회전 방지 장치 및 이를 사용하는 자동차 조향장치에 관한 것이다.

본 발명은 조향장치의 입력축 회전을 방지하도록 입력축과 기어 하우징의 경방향 일측으로 착탈되는 것으로, 입력축의 외주면에 결합되는 제1결합부와; 기어 하우징의 외주면에 결합되는 제2결합부; 및 제1결합부와 제2결합부를 중심축 방향의 일체로 연결 형성하는 몸체부;를 포함하여 구성되되, 제1결합부는, 입력축의 외주면 양측에서 서로 마주보며 결합되는 평면부가 형성된 한쌍의 지지리브가 구비되어 있고, 제2결합부는, 기어 하우징의 외주면을 감싸며 결합되는 형상으로 내주면에는 결합홈이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 입력축 회전 방지 장치 및 이를 장착하는 조향장치를 제공한다.

본 발명에 의하면 자동차 조향장치의 부품 운반 과정이나 물류 취급 과정에서 임의로 회전될 수 있는 입력축의 회전을 방지할 수 있게 되어 조립 공정에서 다시 작업자가 중립 위치를 맞추어야 하는 불필요한 작업 공정을 줄이고 작업 효율을 높일 수 있게 되는 효과가 있다.

조향장치, 랙바, 랙부시, 작동 실린더, 랙 스토퍼

Description

입력축 회전 방지 장치 및 이를 사용하는 조향장치{Device of Preventing Input Shaft Rotation and Steering Apparatus using The Same}

본 발명은 입력축 회전 방지 장치 및 이를 사용하는 자동차 조향장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 자동차 조향장치의 부품 운반 과정이나 물류 취급 과정에서 임의로 회전될 수 있는 입력축의 회전을 방지할 수 있게 되어 조립 공정에서 다시 작업자가 중립 위치를 맞추어야 하는 불필요한 작업 공정을 줄이고 작업 효율을 높일 수 있게 되는 입력축 회전 방지 장치 및 이를 사용하는 자동차 조향장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 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.

한편, 동력 보조 조향장치는 운전자가 자동차의 조향 휠(Steering Wheel)을 조작할 경우에 배력 장치를 이용하여 운전자의 조향 휠 조작력을 보조하여 줌으로써 보다 작은 힘으로 용이하게 차량의 진행 방향을 변경할 수 있도록 하는 장치이 다.

이와 같은 동력 보조 조향장치는 유압식 동력 보조 조향장치(HPS: Hydraulic Power Steering Apparatus)와 전기식 동력 보조 조향장치(EPS: Electric Power Steering Apparatus)로 크게 구분된다.

유압식 동력 보조 조향장치는 엔진의 회전축에 연결된 유압 펌프가 작동유를 랙 바(Rack Bar)와 연결되어 있는 작동 실린더로 공급하면, 작동유를 공급받은 작동 실린더의 피스톤이 움직임으로써 조향 조작력을 보조하게 되어 운전자로 하여금 작은 힘으로 조향 조작을 할 수 있도록 하는 장치이다.

반면, 전기식 동력 보조 조향장치는 유압 펌프와 작동 실린더 대신에 랙 바 또는 컬럼에 모터 및 전자 제어 장치(ECU: Electronic Control Unit)를 포함하고 있어 모터의 힘으로 조작력을 보조해 주는 장치이다. 최근에는 전기식 동력 보조 조향장치를 탑재한 자동차가 늘어나고 있는 실정이기는 하나 아직 대부분의 자동차에는 유압식 동력 보조 조향장치가 사용되고 있다.

도 1은 일반적인 자동차의 유압식 동력 보조 조향장치를 나타내는 사시도이고, 도 2는 일반적인 자동차의 전기식 조향장치를 나타내는 부분 단면도이다.

일반적인 자동차의 유압식 동력 보조 조향장치(100)는 도 1에서 도시하는 바와 같이, 조향휠(미도시)과 조향 컬럼이 장착되는 중간축에 입력축(105)이 결합되어 조향시 작동유의 유동 방향을 제어하는 기어 하우징(120)과, 기어 하우징(120)의 하측에 결합되어 입력축(105)의 회전시 직선운동으로 바꾸어 주는 랙과 피니언이 설치된 기어 박스(140)와, 입력축(105)의 작동에 따라 조향 차륜을 조향시키는 타이로드(115)에 작용력을 인가하는 작동 실린더(145)를 포함하여 구성된다.

유압 펌프(130)로부터 공급되는 작동유가 공급 유로(135)를 통하여 기어 하우징(120)에 공급되고, 조향시 입력축(105)의 회전 방향에 따라 작동유를 좌측 피드튜브(110)와 우측 피드튜브(117)를 통해 작동 실린더(145)의 좌,우측 압력실에 선택적으로 공급하면, 랙바와 결합되어 있는 피스톤이 유압에 의해 좌,우로 슬라이딩되면서 조향력을 보조하여 주고, 기어 하우징(120)에서 동작을 완료한 작동유는 회수 유로(125)를 통해 오일 저장 탱크(131)로 돌아와 다시 흡입 호스(132)를 통해 유압 펌프(130)로 공급되는 유압 계통을 갖는다.

한편, 도 2에서 도시하는 바와 같이 일반적인 자동차의 전기식 조향장치는, 자동차의 횡 방향으로 연장되어 외주면 일측에 랙 기어를 구비하는 랙바(170), 랙 기어와 맞물리는 피니언 기어를 구비하는 입력축(105), 입력축(105)과 피니언 기어가 내장되는 기어 하우징(120), 기어 하우징(120)의 하측에 결합되어 입력축(105)의 회전시 직선운동으로 바꾸어 주는 랙과 피니언이 설치된 기어 박스(140), 볼을 매개로 스크류홈(175)과 맞물리는 볼너트(180), 볼너트(180)와 모터축(155)을 연결하는 벨트식 전동장치(160) 및 모터(150)를 포함하여 구성된다.

입력축(105)은 조향축을 통해 조향휠에 연결되고, 외주면 일측에 일정 길이의 스크류홈(175)이 형성되어 있는 랙바(170)는 랙하우징(145)에 내장된다.

벨트식 전동장치(160)는 모터축(155) 및 볼너트(180)를 연결하는 벨트를 포함하여 형성되며, 조향휠에 가해진 조향 토크에 비례하여 모터(150)에서 발생하는 조향 보조 동력을 볼너트(180)를 통해 랙바(170)에 전달한다.

그러나, 이러한 일반적인 자동차의 조향장치는 기어 하우징과 기어 박스 등에 결합되는 조향장치의 입력축을 중간축과 조립할 때 바퀴가 정면으로 정렬되는 위치에 입력축이 셋팅되도록 중립 위치에 놓고 조립하여야 하므로, 중립 위치에 맞추어 조립 공정에 공급되어야만 한다.

따라서, 부품 운반 과정이나 물류 취급 과정에서 취급 부주의로 입력축이 회전하게 되면 조립 공정에서 다시 작업자가 중립 위치를 맞추어야 하는 문제점이 있었다.

특히, 조향장치의 조립 공정 중에 중립 위치를 맞추다 보면 작업 공정이 순차적으로 밀리게 되어 작업 공정이 늘어나고 작업 효율이 떨어지는 문제점이 많이 발생되었다.

이에 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 자동차 조향장치의 부품 운반 과정이나 물류 취급 과정에서 임의로 회전될 수 있는 입력축의 회전을 방지할 수 있게 되어 조립 공정에서 다시 작업자가 중립 위치를 맞추어야 하는 불필요한 작업 공정을 줄이고 작업 효율을 높일 수 있게 되는 입력축 회전 방지 장치 및 이를 사용하는 자동차 조향장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 조향장치의 입력축 회전을 방지하도록 상기 입력축과 기어 하우징의 경방향 일측으로 착탈되는 것으로, 입력축의 외주면에 결합되는 제1결합부와; 상기 기어 하우징의 외주면에 결합되는 제2결합부; 및 상기 제1결합부와 제2결합부를 중심축 방향의 일체로 연결 형성하는 몸체부;를 포함하여 구성되되, 상기 제1결합부는, 상기 입력축의 외주면 양측에서 서로 마주보며 결합되는 평면부가 형성된 한쌍의 지지리브가 구비되어 있고, 상기 제2결합부는, 상기 기어 하우징의 외주면을 감싸며 결합되는 형상으로 내주면에는 결합홈이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 입력축 회전 방지 장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 입력축의 외주면 양측에 서로 마주보며 결합되는 평면부가 형성된 한쌍의 지지리브가 구비된 제1결합부와, 기어 하우징의 외주면을 감싸며 결합되는 형상으로 내주면에는 결합홈이 구비되어 있는 제2결합부, 및 상기 제1결합부와 제2결합부를 중심축 방향의 일체로 연결 형성하는 몸체부를 포함하여 구성되는 입력축 회전 방지 장치가 장착되도록, 상기 입력축에는 상기 제1결합부가 결합되는 체결면이 구비되고, 상기 기어 하우징에는 상기 제2결합부가 결합되는 체결 보스가 구비되되, 상기 체결면은 상기 입력축의 외주면 양측에 경방향으로 평행하게 형성되고, 상기 체결 보스는 상기 기어 하우징의 외주면에서 경방향으로 돌출되어 형성되는 것을 특징으로 하는 조향장치를 제공한다.

본 발명에 의하면 자동차 조향장치의 부품 운반 과정이나 물류 취급 과정에서 임의로 회전될 수 있는 입력축의 회전을 방지할 수 있게 되어 조립 공정에서 다시 작업자가 중립 위치를 맞추어야 하는 불필요한 작업 공정을 줄이고 작업 효율을 높일 수 있게 되는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 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 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 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.

도 3은 본 발명의 실시예에 의한 입력축 회전 방지 장치를 나타내는 사시도 이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 의한 입력축 회전 방지 장치를 장착하는 조향장치를 나타내는 사시도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 의한 입력축 회전 방지 장치가 조향장치에 장착된 상태를 나타내는 측면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 의한 자동차 조향장치의 입력축 회전 방지 장치(300)는, 조향장치의 입력축(105) 회전을 방지하도록 상기 입력축(105)과 기어 하우징(120)의 경방향 일측으로 착탈되는 것으로, 입력축(105)의 외주면에 결합되는 제1결합부(310)와; 상기 기어 하우징(120)의 외주면에 결합되는 제2결합부(320); 및 상기 제1결합부(310)와 제2결합부(320)를 중심축 방향의 일체로 연결 형성하는 몸체부(330);를 포함하여 구성되되, 상기 제1결합부(310)는, 상기 입력축(105)의 외주면 양측에서 서로 마주보며 결합되는 평면부가 형성된 한쌍의 지지리브(315)가 구비되어 있고, 상기 제2결합부(320)는, 상기 기어 하우징(120)의 외주면을 감싸며 결합되는 형상으로 내주면에는 결합홈(325)이 구비되어 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의한 입력축 회전 방지 장치(300)가 장착되는 조향장치는, 입력축(105)의 외주면 양측에 서로 마주보며 결합되는 평면부가 형성된 한쌍의 지지리브(315)가 구비된 제1결합부(310)와, 기어 하우징(120)의 외주면을 감싸며 결합되는 형상으로 내주면에는 결합홈(325)이 구비되어 있는 제2결합부(320), 및 상기 제1결합부(310)와 제2결합부(320)를 중심축 방향의 일체로 연결 형성하는 몸체부(330)를 포함하여 구성되는 입력축 회전 방지 장치(300)가 장착되도록, 상기 입력축(105)에는 상기 제1결합부(310)가 결합되는 체결면(410)이 구비 되고, 상기 기어 하우징(120)에는 상기 제2결합부(320)가 결합되는 체결 보스(420)가 구비되되, 상기 체결면(410)은 상기 입력축(105)의 외주면 양측에 경방향으로 평행하게 형성되고, 상기 체결 보스(420)는 상기 기어 하우징(120)의 외주면에서 경방향으로 돌출되어 형성되어 있다.

입력축(105)은 유니버설 조인트를 매개로 조향축과 연결되는 중간축에 결합되어 운전자가 조향휠을 조작하면 이에 연동되어 회전하게 되는데, 자동차 조립 라인에서 조립시 항상 중립 위치에서 조립되어야 한다.

따라서, 본 발명에 의한 입력축 회전 방지 장치(300)는 조향장치에 결합되어 입력축(105)의 회전을 방지하도록, 일측은 임의로 회전이 가능한 입력축(105)에 결합되고 타측은 차체에 고정되는 기어 하우징(120)에 결합된다.

또한, 중간축과의 조립이 완료되면 분리가 용이하도록, 입력축(105)과 기어 하우징(120)의 경방향 일측으로 착탈될 수 있게 되어 있는 특징이 있다.

입력축 회전 방지 장치(300)는, 입력축(105)의 외주면에 결합되는 제1결합부(310)와, 상기 기어 하우징(120)의 외주면에 결합되는 제2결합부(320) 및 상기 제1결합부(310)와 제2결합부(320)를 중심축 방향의 일체로 연결 형성하는 몸체부(330)를 포함하여 구성된다.

여기서 제1결합부(310)는, 입력축(105)의 외주면 양측에서 서로 마주보며 결합되는 평면부가 형성된 한쌍의 지지리브(315)가 구비되어 있어서, 집게처럼 지지리브(315)가 입력축(105)에 결합되게 된다.

지지리브(315)는 입력축(105)에 장착 후 이탈을 방지할 수 있도록, 단부의 내측에 돌기부(335)가 형성되어 있다.

제2결합부(320)는, 기어 하우징(120)의 외주면을 감싸며 결합되는 원호 형상으로 내주면에는 요홈 형상의 결합홈(325)이 구비되어 있는데, 기어 하우징(120)의 경방향으로 벌어지는 탄성력으로 착탈 결합되며 지지될 수 있도록, 원호 형상의 양단부가 기어 하우징(120)의 최외곽부를 감싸는 위치까지 형성된다.

또한, 제2결합부(320)는 기어 하우징(120)에 장착 후 이탈을 방지할 수 있도록, 양단부의 내측에 돌기부(335)가 형성된다.

이러한 제1결합부(310)와 제2결합부(320)는 몸체부(330)에 의해 중심축 방향으로 일체로 연결 형성된다.

한편, 조향장치에는 상술한 입력축 회전 방지 장치(300)가 장착되도록, 입력축(105)에는 입력축 회전 방지 장치(300)의 제1결합부(310)가 결합되는 체결면(410)이 구비되어 있고, 기어 하우징(120)에는 입력축 회전 방지 장치(300)의 제2결합부(320)가 결합되는 체결 보스(420)가 구비되어 있다.

입력축(105)에 구비되는 체결면(410)은, 입력축(105)의 외주면 양측에 경방향으로 평행한 평면으로 형성되어 있어서, 지지리브(315)의 평면부와 결합되어 입력축(105)의 회전시 미끄러지며 헛돌지 않도록 견고하게 결합된다.

기어 하우징(120)에 구비되는 체결 보스(420)는, 기어 하우징(120)의 외주면에서 경방향으로 돌출 형성되어 있어서, 요홈 형상의 결합홈(325)에 안착되며 결합되어 기어 하우징(120)의 원주면 상에서 미끄러지며 헛돌지 않도록 견고하게 결합된다.

따라서, 자동차의 차체에 고정되는 기어 하우징(120)에 제2결합부(320)가 고정 지지되고, 제2결합부(320)와 일체로 형성되는 제1결합부(310)가 임의로 회전가능한 입력축(105)과 결합되어 입력축(105)의 회전을 방지하게 된다.

이와 같은 구조와 형상을 갖는 본 발명에 의하면, 자동차 조향장치의 부품 운반 과정이나 물류 취급 과정에서 임의로 회전될 수 있는 입력축의 회전을 방지할 수 있게 되어 조립 공정에서 다시 작업자가 중립 위치를 맞추어야 하는 불필요한 작업 공정을 줄이고 작업 효율을 높일 수 있게 되는 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.

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 범위 가 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 자동차의 유압식 동력 보조 조향장치를 나타내는 사시도;

도 2는 일반적인 자동차의 전기식 조향장치를 나타내는 부분 단면도;

도 3은 본 발명의 실시예에 의한 입력축 회전 방지 장치를 나타내는 사시도;

도 4는 본 발명의 실시예에 의한 입력축 회전 방지 장치를 장착하는 조향장치를 나타내는 사시도;

도 5는 본 발명의 실시예에 의한 입력축 회전 방지 장치가 조향장치에 장착된 상태를 나타내는 측면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

105: 입력축 120: 기어 하우징

300: 본발명에 의한 입력축 회전 방지 장치

310: 제1결합부 315: 지지리브

320: 제2결합부 325: 결합홈

330: 몸체부 335: 돌기부

410: 체결면 420: 체결 보스

Claims (5)

1. 조향장치의 입력축 회전을 방지하도록 상기 입력축과 기어 하우징의 경방향 일측으로 착탈되는 것으로,

   입력축의 외주면에 결합되는 제1결합부와; 상기 기어 하우징의 외주면에 결합되는 제2결합부; 및 상기 제1결합부와 제2결합부를 중심축 방향의 일체로 연결 형성하는 몸체부;를 포함하여 구성되되,

   상기 제1결합부는, 상기 입력축의 외주면 양측에서 서로 마주보며 결합되는 평면부가 형성된 한쌍의 지지리브가 구비되어 있고,

   상기 제2결합부는, 상기 기어 하우징의 외주면을 감싸며 결합되는 형상으로 내주면에는 결합홈이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 입력축 회전 방지 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1결합부의 지지리브는, 단부의 내측에 상기 입력축과의 이탈을 방지하는 돌기부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 입력축 회전 방지 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 제2결합부는 원호 형상으로 양단부가 상기 기어 하우징의 외주면 최외곽부를 감싸는 위치까지 형성되어, 상기 기어 하우징의 경방향으로 벌어지는 탄성력으로 착탈 결합되는 것을 특징으로 하는 입력축 회전 방지 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 제2결합부는, 양단부의 내측에 상기 기어 하우징과의 이탈을 방지하는 돌기부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 입력축 회전 방지 장치.
5. 입력축의 외주면 양측에 서로 마주보며 결합되는 평면부가 형성된 한쌍의 지지리브가 구비된 제1결합부와, 기어 하우징의 외주면을 감싸며 결합되는 형상으로 내주면에는 결합홈이 구비되어 있는 제2결합부, 및 상기 제1결합부와 제2결합부를 중심축 방향의 일체로 연결 형성하는 몸체부를 포함하여 구성되는 입력축 회전 방지 장치가 장착되도록,

   상기 입력축에는 상기 제1결합부가 결합되는 체결면이 구비되고, 상기 기어 하우징에는 상기 제2결합부가 결합되는 체결 보스가 구비되되,

   상기 체결면은 상기 입력축의 외주면 양측에 경방향으로 평행하게 형성되고, 상기 체결 보스는 상기 기어 하우징의 외주면에서 경방향으로 돌출되어 형성되는 것을 특징으로 하는 조향장치.

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