KR101220362B1

KR101220362B1 - 스티어링 시스템의 토크 리미터 구조

Info

Publication number: KR101220362B1
Application number: KR1020060100320A
Authority: KR
Inventors: 전재욱; 이후광
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2006-10-16
Filing date: 2006-10-16
Publication date: 2013-01-09
Also published as: KR20080034285A

Abstract

본 발명은 스티어링 시스템의 토크 리미터 구조에 관한 것으로서, 랙 하우징이 베어링에 의하여 지지 되면서 회전하고 이때, 랙 바와의 기어 맞물림에 의하여 랙 바의 선형 운동을 발생시키는 스티어링 시스템에 있어서, 상기 랙 바에 형성되는 기어로 피니언 기어가 하부에 형성되는 로드가 결합되고 상기 로드의 상부로는 인풋로드가 장착되되, 상기 인풋로드와 로드 사이에는 토크 리미터 구조가 장착되어 일반적인 조건에서는 상기 인풋로드와 로드를 같이 작동하여 조향을 하게 하고 상기 랙 바로 과도한 하중의 전달시에는 상기 로드를 통해 전달되는 하중을 자체 회전을 통해서 인풋로드에 하중의 전달을 방지하도록 한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 타이로드를 통한 과도한 하중이 랙 바를 통하여 횡 방향으로 전달되는 경우 과도한 하중에 의한 랙 바의 파손을 방지할 수 있는 효과가 있다.

토크 리미터 구조, 상부하우징, 하부하우징, 압력판, 프리로드 스프링, 스프링 하우징, 베어링, 볼트

Description

스티어링 시스템의 토크 리미터 구조{Torque li meter structure}

도 1 및 2는 일반적인 스티어링 시스템을 나타낸 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 스티어링 시스템의 토크 리미터 구조를 나타낸 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 A - A선 단면도.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 토크 리미터 구조, 10 : 상부하우징,

20 : 하부하우징, 30 : 압력판,

40 : 프리로드 스프링, 50 : 스프링 하우징

60 : 베어링

본 발명은 스티어링 시스템의 토크 리미터 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 타이로드를 통한 과도한 하중이 랙 바를 통하여 횡 방향으로 전달되는 경우 과도한 하중에 의한 랙 바의 파손을 방지하기 위한 스티어링 시스템의 토크 리미터 구조에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 조향장치에는 많은 방식이 알려져 있다. 예를 들면, 웜 섹터형, 웜섹터 롤러형, 볼너트형, 가변기어비형, 랙앤드 피니언형 등이 있다. 최근에는 이중 전륜 구동방식의 소형 승용차의 대부분은 랙 앤드 피니언형 조향 기구가 채용되어 사용되고 있다.

상기 랙 앤드 피니언 방식의 스티어링 시스템은 도시된 도 1 내지 도 2와 같이 형성되는데, 상기 피니언 기어 시스템은 랙 하우징(100)이 베어링(200)에 의하여 지지 되면서 회전하고, 이때 랙 바(300)는 피니언 기어(500)와의 맞물림에 의하여 선형 운동이 발생하게 된다.

즉, 상기 랙 바(300)의 선형 운동은 타이로드(400)를 따라 너클(미도시)에 전달되어 로어암 볼 조인트(미도시)를 중심으로 회전함으로써 조향이 가능하도록 구성되는 것이다.

이러한 스티어링 시스템은 조향 중 미끄러운 노면에서 차량이 미끄러지면서 조향륜이 어딘가에 부딪히는 경우가 발생할 때, 상기 타이로드를 따라서 큰 하중이 랙 바에 전달되어 랙 바가 파손되어 조향이 불가능하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 타이로드를 통한 과도한 하중이 랙 바를 통하여 횡방향으로 전달되는 경우 과도한 하중에 의한 랙 바의 파손을 방지하기 위한 스티어링 시스템의 토크 리미터 구조를 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 랙 하우징이 베어링에 의하여 지지 되면서 회전하고 이때, 랙 바와의 기어 맞물림에 의하여 랙 바의 선형 운동을 발생시키는 스티어링 시스템의 토크 리미터 구조에 있어서, 상기 랙 바에 형성되는 기어로 피니언 기어가 하부에 형성되는 로드가 결합되고 상기 로드의 상부로는 인풋로드가 장착되되, 상기 인풋로드와 로드 사이에는 토크 리미터 구조가 장착되어 일반적인 조건에서는 상기 인풋로드와 로드를 같이 작동하여 조향을 하게 하고 상기 랙 바로 과도한 하중의 전달시에는 상기 로드를 통해 전달되는 하중을 자체 회전을 통해서 인풋로드에 하중의 전달을 방지하도록 하고, 상기 토크 리미터 구조는, 중공형으로 단차지게 형성되고 내측 저면으로 다수개의 베어링이 장착되는 상부하우징과, 상기 상부하우징과 고정결합하고 중앙으로 하부에 피니언 기어가 형성된 로드가 상, 하 이동하는 가이드 공이 형성되며 내측 상부로는 다수개의 베어링 공이 형성되는 하부하우징과, 상기 하부하우징의 내측 상부에 장착되어 상기 로드의 상, 하 이동시 연동하여 작동하고 상기 하부하우징에 형성되는 베어링 공과 대응하는 하부에 베어링 공이 형성되는 압력판과, 상기 압력판을 감싸고 중앙으로 장착공이 형성되는 스프링 하우징과, 상기 압력판의 상부와 스프링 하우징의 하부에 개재되는 프리로드 스프링과, 상기 하부하우징의 베어링 공과 압력판의 베어링 공 사이에 장착되는 베어링을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 구성을 첨부된 도면을 참조로 설명하면, 도 3은 본 발명에 따른 스티어링 시스템의 토크 리미터 구조를 나타낸 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 A - A선 단면도이다.

먼저, 랙 하우징이 베어링에 의하여 지지 되면서 회전하고 이때, 랙 바(300)와의 기어 맞물림에 의하여 랙 바(300)의 선형 운동을 발생시키는 스티어링 시스템에 적용되는 토크 리미터 구조(1)에 관한 것이다.

즉, 상기 토크 리미터 구조(1)를 제외한 구성은 종래와 동일하므로 설명은 생략하기로 하고 여기서는 본 발명의 특징인 토크 리미터 구조(1)를 중심으로 설명한다.

본 발명인 토트 리미터 구조(1)는 상부하우징(10)과, 상기 상부하우징(10)과 고정결합하고 중앙으로 가이드 공(22)이 형성되는 하부하우징(20)과, 상기 하부하우징(20)의 내측 상부에 장착되는 압력판(30)과, 상기 압력판(30)을 감싸고 중앙으로 장착공(42)이 형성되는 스프링 하우징(40)과, 상기 압력판(30)의 상부와 스프링 하우징(40)의 하부에 개재되는 프리로드 스프링(50)으로 대별할 수 있다.

상기 상부하우징(10)은 중공형의 원기둥 형상으로 내측이 단차지게 형성되되, 외측 단차면으로는 볼트공(12)이 관통형성되고 내측 단차면으로는 베어링 공(14)이 소정의 깊이를 가지고 형성된다.

상기 상부하우징(10)과 고정결합을 위해 볼트홈(26)이 상부하우징(10)에 형성되는 볼트공(12)과 대응하는 위치에 형성되는 하부하우징(20)은 원기둥 형상으로 내측이 단차지게 형성되고 하부의 중앙으로 피니언 기어가 형성된 로드(4)가 상, 하 이동하는 가이드 공(22)이 형성되며 내측 상부로는 다수개의 베어링 공(24)이 균등간격으로 형성된다.

상기 하부하우징(20)의 내측 상부에 장착되는 압력판(30)은 소정의 두께를 가지고 상기 로드(4)의 상, 하 이동시 연동하여 작동하고 상기 하부하우징(20)에 형성되는 베어링 공(24)과 대응하는 위치에 베어링 공(32)이 형성된다.

상기 압력판(30)을 감싸는 스프링 하우징(40)은 원기둥 형상으로 내측으로 단차지게 형성되고 중앙으로는 인풋로드(6)가 장착되는 장착공(42)이 형성된다.

상기 압력판(30)의 상부와 스프링 하우징(40)의 하부에 개재되는 프리로드 스프링(50)은 상기 로드(4)와 압력판(30)의 상, 하 이동시 연동하여 작동하고 랙 바(300)으로부터 과도한 하중이 들어오면 이를 흡수하는 역할을 하게 된다.

이때, 상기 상부하우징의 베어링 공(24)과, 상기 하부하우징(20)의 베어링 공(24)과 압력판(30)의 베어링 공(32)으로는 원형 베어링(60)이 장착된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 토크 리미터 구조(1)의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 하부하우징(20)의 가이드 공(22)으로 피니언 기어가 형성된 로드(4)를 장착한 후 상기 하부하우징(20)의 내측 상부에 압력판(30)을 장착한다. 이때, 하부하우징(20)의 베어링 공(24)과 압력판(30)의 베어링 공(32)으로는 원형의 베어링(60)이 장착된다.

다음으로, 상기 압력판(30)을 감싸며 중앙으로 인풋로드(6)가 결합되는 스프링 하우징(40)이 장착되되, 그 내부로는 상기 로드(4)와 압력판(30)의 상, 하 이동시 연동하여 작동하고 랙 바(300)으로부터 과도한 하중이 들어오면 이를 흡수하는 역할을 하는 프리로드 스프링(50)이 개재된다.

다음으로, 상기 스프링 하우징(40)을 감싸며 상기 하부하우징(20)과 볼트(70)를 통해 고정결합하는 상부하우징(10)을 장착되는데 이때도 상기 베어링 공(14)으로는 원형 베어링(60)이 장착된 후 상기 하부하우징(20)과 고정결합하게 되는 것이다.

상기와 같이 조립이 완료된 토크 리미터 구조(1)는 일반적인 조건에서 상기 인풋로드(6)와 피니언 기어가 가공된 로드(4)는 일체로 작동하여 조향이 이루어지고, 과도한 하중이 랙 바(300)에서 입력되어 피니언 기어를 돌리려 할 때 로드(4)가 인풋로드(6)로 하중(토크)를 전달하지 않고 그냥 자체적으로 회전만 이루어지게 되는 것이다.

이때, 상기 로드(4)는 상기 압력판(30)과 프리로드 스프링(50)에 압착력을 초과하게 되면서 압력판(30)과 프리로드 스프링(50)의 회전을 하되, 상기 회전은 무한정 지속되는 것이 아닌 상기 하부하우징(20)의 베어링 공(24)과 압력판(30)의 베어링 공(32) 사이에 장착된 원형 베어링(60)이 다음 베어링 공(24, 32)으로 안착될 때까지 진행되는 것이다.

이를 통해 스티어링 시스템은 타이로드를 통해 과도한 축 방향 하중이 전달될 때 안전하게 대처할 수 있게 되는 것이다.

Claims

랙 하우징이 베어링에 의하여 지지 되면서 회전하고 이때, 랙 바와의 기어 맞물림에 의하여 랙 바의 선형 운동을 발생시키는 스티어링 시스템의 토크 리미터 구조에 있어서,

상기 랙 바(300)에 형성되는 기어로 피니언 기어가 하부에 형성되는 로드(4)가 결합되고 상기 로드(4)의 상부로는 인풋로드(6)가 장착되되, 상기 인풋로드(6)와 로드(4) 사이에는 토크 리미터 구조(1)가 장착되어 일반적인 조건에서는 상기 인풋로드(6)와 로드(4)를 같이 작동하여 조향을 하게 하고 상기 랙 바(300)로 과도한 하중의 전달시에는 상기 로드(4)를 통해 전달되는 하중을 자체 회전을 통해서 인풋로드(6)에 하중의 전달을 방지하도록 하고,

상기 토크 리미터 구조(1)는,

중공형으로 단차지게 형성되고 내측 저면으로 다수개의 베어링(60)이 장착되는 상부하우징(10)과,

상기 상부하우징(10)과 고정결합하고 중앙으로 하부에 피니언 기어가 형성된 로드(4)가 상, 하 이동하는 가이드 공(22)이 형성되며 내측 상부로는 다수개의 베어링 공(24)이 형성되는 하부하우징(20)과,

상기 하부하우징(20)의 내측 상부에 장착되어 상기 로드(4)의 상, 하 이동시 연동하여 작동하고 상기 하부하우징(20)에 형성되는 베어링 공(24)과 대응하는 하부에 베어링 공(32)이 형성되는 압력판(30)과,

상기 압력판(30)을 감싸고 중앙으로 장착공(42)이 형성되는 스프링 하우징(40)과,

상기 압력판(30)의 상부와 스프링 하우징(40)의 하부에 개재되는 프리로드 스프링(50)과,

상기 하부하우징(20)의 베어링 공(24)과 압력판(30)의 베어링 공(32) 사이에 장착되는 베어링(60)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스티어링 시스템의 토크 리미터 구조.
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