KR101251213B1 - 조향장치의 서포트 요크 어셈블리 - Google Patents

조향장치의 서포트 요크 어셈블리 Download PDF

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Abstract

본 발명은 조향장치의 서포트 요크 어셈블리에 관한 것이다.
본 발명은 조향장치의 서포트 요크 어셈블리에 있어서, 상기 서포트 요크 어셈블리는 일면에 스프링 고정홈이 형성되며, 내측으로 함몰되게 형성되는 장력 조절홈이 형성된 서포트 요크; 상기 서포트 요크와 소정 간격 이격되게 구비되되 랙 하우징에 체결되며 내주면에 삽입홈이 형성된 요크 플러그; 일측이 상기 장력 조절홈에 삽입되는 조절부와, 타측이 상기 삽입홈에 삽입되는 고정부로 이루어진 장력 조절부재; 및 일측 단부가 상기 스프링 고정홈에 고정되며 타측이 상기 스프링 안착홈에 안착되어 상기 서포트 요크에 장력을 제공하는 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 서포트 요크 어셈블리를 제공한다.
본 발명에 의하면, 서포트 요크와 스프링 및 로크 너트가 결합된 상태로 랙 하우징에 결합시킴으로써, 별도의 요크 클리어런스의 조정이 불필요하며, 서포트 요크의 조립 공수가 줄어들게 되어 작업 효율을 증대시킬 수 있음은 물론, 서포트 요크의 품질의 산포를 최소화할 수 있는 효과가 있다.
조향, 서포트 요크, 클리어런스, 스프링, 어셈블리

Description

조향장치의 서포트 요크 어셈블리{Support Yoke Assembly Compensator in Steering Apparatus}
본 발명은 조향장치의 서포트 요크 유격 보상장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 서포트 요크와 스프링 및 로크 너트가 결합된 상태로 랙 하우징에 결합시킴으로써, 별도의 요크 클리어런스의 조정이 불필요하며, 서포트 요크의 조립 공수가 줄어들게 되어 작업 효율을 증대시킬 수 있음은 물론, 서포트 요크의 품질의 산포를 최소화할 수 있는 조향장치의 서포트 요크 유격 보상장치에 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 자동차을 진행시킬 수 있도록 보조하는 장치로서, 운전석에 배치되는 조향휠과 이에 연결된 조향축, 그리고 조향축과 유니버설 조인트(Universal Joint)를 통해 연결되는 기어박스 및 조향축을 차체에 고정시킬 수 있도록 그 외부에 장착하는 조향 컬럼 등을 구비하고 있다.
이와 같은 조향장치는 조향축으로부터 입력받은 회전력을 직선 운동으로 변환하는 랙과 피니언 기어부, 랙 기어부를 포함하고 양단부에 이너 볼 조인트를 구 비한 랙바, 이너 볼 조인트의 볼과 일체로 형성된 타이 로드 및 타이 로드의 끝단에 구비된 아우터 볼 조인트를 포함하여 구성된다.
또한, 랙과 피니언 기어(Rack and Pinion Gear) 방식의 조향장치는 랙 기어가 형성된 랙바의 좌우측 단부에는 이너 볼 조인트가 구비되어 있으며, 이너 볼 조인트는 타이 로드와 연결되어 있다. 또한, 타이 로드는 아우터 볼 조인트와 연결되어 타이어의 너클(Knuckle)과 연결되도록 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 조향장치의 기어 박스를 나타낸 측단면도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 조향장치의 서포트 요크 어셈블리를 나타낸 요부 단면도이다.
도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 자동차용 조향장치의 기어 박스는 조향축으로부터 입력받은 회전력을 직선 운동으로 변환되도록 하는 장치로서, 입력축(102)로부터 회전력을 전달받는 피니언 샤프트(110), 피니언 샤프트(110)와 치합되어 회전 운동을 직선 운동으로 전환하는 랙바(120), 랙바(120)와 피니언 샤프트(110)의 유격을 감소시켜 원활하게 동력이 전달될 수 있도록 하는 서포트 요크 어셈블리(130)를 포함하여 구성된다.
피니언 샤프트(110)는 조향축(미도시)과 연결된 입력축(102)로부터 회전력을 전달받아 랙바(210)에 전달한다. 피니언 샤프트(110)는 입력축(102)와 토션바(104)로 연결되어 있으며, 피니언 샤프트(110)의 종단부에는 랙 기어와 결합되는 피니언 기어가 형성되어 있다.
랙바(120)는 피니언 샤프트(110)와 치합되어 회전 운동을 직선 운동으로 전 환한다. 랙바(120)는 자동차의 전륜 사이를 가로지르는 원형봉으로 양끝단에 볼 조인트를 포함하며, 양측의 볼 조인트 사이에는 피니언 샤프트(110)와 치합되는 랙 기어가 형성되어 있다.
서포트 요크 어셈블리(130)는 랙바(120)와 피니언 샤프트(110)의 유격을 감소시키며 후방에 스프링 삽입홈(132)이 형성된 서포트 요크(140), 랙바(120)와 피니언 샤프트(110)가 밀착하여 동력 전달을 효과적으로 전달할 수 있도록 스프링 삽입홈(132)에 배치되는 스프링(150), 스프링(150)을 지지하여 서포트 요크(140)에 압력을 가하는 요크 플러그(160) 및 요크 플러그(160)의 외주에 체결되는 로크 너트(170)를 포함하여 구성된다.
하지만, 전술한 바와 같이, 종래 기술에 따른 서포트 요크 어셈블리(130)는 각각의 구성 요소인 서포트 요크(140), 스프링(150), 요크 플러그(160) 및 로크 너트(170) 등이 각각 단독 부품으로 제작되어 랙 하우징(180)에 조립되기 때문에 조립 공수가 불필요하게 많은 단점이 있으며, 최종 조립시 별도로 요크 클리어런스(Yoke Clearance)를 조정해야 함으로 서포트 요크 어셈블리(130)에 대한 품질의 산포에 대한 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 서포트 요크와 스프링 및 로크 너트가 결합된 상태로 랙 하우징에 결합시킴으로써, 별도의 요크 클리어런스의 조정이 불필요하며, 서포트 요크의 조립 공수가 줄어들게 되어 작업 효율을 증대시킬 수 있음은 물론, 서포트 요크의 품질의 산포를 최소화하는 데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 서포트 요크와 스프링 및 로크 너트가 결합된 상태로 랙 하우징에 결합시킴으로써, 별도의 요크 클리어런스의 조정이 불필요하며, 서포트 요크의 조립 공수가 줄어들게 되어 작업 효율을 증대시킬 수 있음은 물론, 서포트 요크의 품질의 산포를 최소화할 수 있는 효과가 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 조향장치의 서포트 요크 어셈블리에 있어서, 상기 서포트 요크 어셈블리는 일면에 스프링 고정홈이 형성되며, 내측으로 함몰되게 형성되는 장력 조절홈이 형성된 서포트 요크; 상기 서포트 요크와 소정 간격 이격되게 구비되되 랙 하우징에 체결되며 내주면에 삽입홈이 형성된 요크 플러그; 일측이 상기 장력 조절홈에 삽입되는 조절부와, 타측이 상기 삽입홈에 삽입되고 스프링 안착홈이 형성된 고정부로 이루어진 장력 조절부재; 및 일측 단부가 상기 스프링 고정홈에 고정되며 타측이 상기 스프링 안착홈에 안착되어 상기 서포트 요크에 장력을 제공하는 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 조향장치의 서포트 요크 어셈블리를 제공한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명 한다. 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 서포트 요크 유격 보상 장치를 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 서포트 요크 어셈블리를 나타낸 분해 사시도이다. 그리고, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 서포트 요크 어셈블리를 나타낸 요부 단면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 서포트 요크 어셈블리(300)는 일면에 스프링 고정홈(312)이 형성되며, 장력 조절부재(340)가 삽입되는 장력 조절홈(314)이 형성된 서포트 요크(310), 서포트 요크(310)와 소정 간격 이격되게 구비되어 서포트 요크(310)에 압력을 가하는 요크 플러그(320), 서포트 요크(310)와 요크 플러그(320) 사이에 구비되되 일단이 스프링 고정홈(312)에 고정되는 스프링(330), 일단이 서포트 요크(310)에 삽입되며 타단이 요크 플러그(320)에 고정되되 스프링(330)의 타단이 안착되는 스프링 안착홈(346)이 형성된 장력 조절부재(340)를 포함하여 구성된다.
서포트 요크(310)는 랙바(120)와 피니언 샤프트(110)의 유격을 감소시켜 원활하게 동력이 전달될 수 있도록 구성되는 것으로서, 랙바(120)의 후방면인 랙 치가 형성된 면과 반대측면에 위치하며, 원통형 실린더가 형성된 랙 하우징(180)에 삽입되어 전후로 이동 가능한 구조로 되어 있다.
이러한 서포트 요크(310)는 랙 하우징(180)의 원통형 실린더에서 전후로 스라이딩 가능하도록 원통형이며, 랙바(120)와 접하는 전방부는 랙바(120)의 후방면과 밀착할 수 있도록 반원형의 랙바 수용홀(316)을 형성하고 있다.
또한, 서포트 요크(310)의 후방면에는 스프링(330)의 일측 단부가 고정될 수 있도록 스프링 고정홈(312)이 형성되며, 장력 조절부재(340)가 삽입되는 장력 조절홈(314)이 형성된다.
한편, 스프링 고정홈(312)은 서포트 요크(310)의 외주면을 따라 소정 간격 이격되게 형성되되 서로 대향하는 방향으로 적어도 2개 이상 복수개로 형성되는 것이 바람직하다.
여기서, 장력 조절홈(314)은 서포트 요크(310)의 후방측으로부터 내측(랙바(120) 방향)으로 함몰되게 형성되어 장력 조절부재(340)의 일측에 형성된 조절부(342)가 결합된다. 여기서 장력 조절부재(340)와 서포트 요크(310)는 하나의 어셈블리로 조립하여 서포트 요크 어셈블리(300)를 랙 하우징(180)에 조립시 조립 공수를 줄일 수 있도록 다양한 방법으로 결합될 수 있다. 이러한 장력 조절홈(314)은 장력 조절부재(340)가 스프링(330)의 장력에 의해서 서포트 요크(310)를 가압할 수 있도록 조절부(342)보다 소정의 크기만큼 크게 형성되는 것이 바람직하다.
이와 같은 장력 조절홈(314)은 그 형상이 "T" 자의 형상으로 이루어질 수 있도록 브로치 가공을 하는 것이 바람직하나, 이에 한정하는 것은 아니다.
이와 같은 서포트 요크(310)는 랙바(120)의 후방면과 슬라이딩 마찰을 하게되면, 마찰로 인해 랙바(120)가 마모되거나 소음을 발생하는 것을 방지하기 위해 통상 랙바(120)보다 연성 재질인 플라스틱을 사용하는 것이 바람직하다.
요크 플러그(320)는 스프링(330)을 지지하여 서포트 요크(310)에 압력을 가하도록 한다. 요크 플러그(320)의 외주면에는 통상 수나사형 나사산을 형성하고 있어 암나사형 나사산이 형성된 랙 하우징(180)에 결합 가능하도록 되어 있다.
또한, 요크 플러그(350)의 내측면에는 장력 조절부재(340)의 타측에 형성된 고정부(344)가 삽입되는 삽입홈(322)이 형성되어 있어서 서포트 요크(310)가 랙 하우징(180)에 완전하게 결합된 후에는 요크 플러그(320)가 장력 조절부재(340)를 지지하도록 한다.
아울러, 삽입홈(322)의 내주면에는 장력 조절 부재(340)와 나사 체결이 이루어지도록 나사산이 형성될 수도 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
스프링(330)은 그 일측 단부가 서포트 요크(310)의 스프링 고정홈(312)에 고정되며, 타측 단부가 장력 조절부재(340)에 고정되는 것으로서, 랙바(120)와 피니언 샤프트(110)가 서로 밀착하여 동력을 효과적으로 전달할 수 있도록 일정한 압력으로 서포트 요크(310)를 밀어주어 랙바(120)와 피니언 샤프트(110) 사이에 발생하는 유격을 보상하는 역할을 한다.
이와 같은 스프링(330)은 서포트 요크(310)가 랙바(120)와 밀착되도록 일정한 압력으로 서포트 요크(310)를 밀어주기 위해서 일반적으로 코일 스프링이 사용되는 것이 바람직하나 이에 한정하는 것은 아니다.
또한, 스프링(330)은 스프링 고정홈(312)과 마찬가지로 소정 간격 이격되게 형성되되 서로 대향하는 방향으로 적어도 2개 이상 복수개로 형성되는 것이 바람직하다.
장력 조절부(340)는 일측이 서포트 요크(310)에 형성된 장력 조절홈(314)에 헐겁게 끼워지는 조절부(342)와, 타측이 요크 플러그(320)의 삽입홈(322)에 고정되게 삽입되는 고정부(344)가 일체로 형성되는 것으로서, 그 형상이 "I"의 형상으로 형성된다.
여기서, 장력 조절부(340)의 고정부(344)에는 스프링(330)의 타측 단부가 안착되는 스프링 안착홈(346)이 형성된다. 즉, 스프링(330)의 일측 단부는 서포트 요크(310)의 스프링 고정홈(312)에 고정되며, 타측 단부는 장력 조절부(340)의 고정부(344)에 형성되는 스프링 안착홈(346)에 안착되는 것이다.
또한, 고정부(344)의 외주면에는 요크 플러그(320)의 삽입홈(322)에 나사 체결되는 방식으로 체결된다면 삽입홈(322)에 형성되는 나사산과 대응하는 나사산이 형성되는 것이 바람직하나, 이에 한정하는 것은 아니며, 고정부(344)가 요크 플러그의 삽입홈에 압입되는 방식으로도 결합할 수도 있을 것이다.
한편, 스프링 안착홈(346)은 고정부(344)의 외주면을 따라 소정 간격 이격되게 형성되되 서로 대향하는 방향으로 적어도 2개 이상 복수개로 형성되되, 스프링 고정홈(312)의 중심과 동일선상에 위치하도록 형성되는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 서포트 요크 어셈블리(300)는 서포트 요크(310)에 형성되어 있는 장력 조절홈(314)에 장력 조절부재(340)의 조절부(342)를 삽입하여 결합하고, 서포트 요크(310)와 장력 조절부재(340)에 형성된 스프링(330)을 스프링 고정홈(312)과 스프링 안착홈(346)을 통해 고정시킴으로써, 스프링(330)이 장력 조절부재(340)에 의해 서포트 요크(310)로 장력을 제공하도록 한다.
이때, 장력 조절부재(340)는 스프링(330)이 일정한 압력으로 서포트 요크(310)를 밀어줄 수 있도록 장력을 조절하도록 한다. 즉, 스프링(330)은 압축이 된 상태로 서포트 요크(310)와 장력 조절부재(340) 사이에 고정되는 것이다.
그리고, 랙 하우징(180)에 스프링(330)의 장력이 조절된 서포트 요크 어셈블리(300)를 조립하고 요크 플러그(350)를 체결하면서 장력 조절부재(340)의 고정부(344)를 고정한다.
이처럼 종래 기술에 의한 서포트 요크 어셈블리(130)와 같이, 각각 별도로 구성되는 구성 요소들을 일일이 랙 하우징(180)에 조립한 뒤, 스프링(330)의 장력을 요크 플러그(350)를 통해서 조절하는 것이 아닌, 장력 조절부재(340)를 통해 스프링(330)의 장력이 조절된 서포트 요크 어셈블리(300)를 바로 랙 하우징(180)에 조립함으로써, 서포트 요크(310)의 조립 공수를 줄일 수 있으므로 작업 효율을 증대시킬 수 있음은 물론 별도의 요크 클리어런스를 조절할 필요가 없어 서포트 요크(310)에 대한 품질의 산포를 최소화 할 수 있게 된다.
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 해석 되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 자동차용 조향장치의 기어 박스를 나타낸 측단면도,
도 2는 종래 기술에 따른 조향장치의 서포트 요크 어셈블리는 나타낸 요부 단면도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 서포트 요크 유격 보상 장치를 나타낸 사시도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 서포트 요크 유격 보상 장치의 분해 사시도,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 서포트 요크 유격 보상 장치의 요부 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110: 피니언 샤프트 120: 랙바
180: 랙 하우징 300: 서포트 요크 어셈블리
310: 서포트 요크 312: 스프링 고정홈
314: 장력 조절홈 316: 랙바 수용홀
320: 요크 플러그 322: 삽입홈
330: 스프링 340: 장력 조절부재
342: 조절부 344: 고정부
346: 스프링 안착홈

Claims (6)

  1. 조향장치의 서포트 요크 어셈블리에 있어서,
    상기 서포트 요크 어셈블리는
    일면에 스프링 고정홈이 형성되며, 내측으로 함몰되게 형성되는 장력 조절홈이 형성된 서포트 요크;
    상기 서포트 요크와 소정 간격 이격되게 구비되되 랙 하우징에 체결되며 내주면에 삽입홈이 형성된 요크 플러그;
    일측이 상기 장력 조절홈에 삽입되는 조절부와, 타측이 상기 삽입홈에 삽입되고 스프링 안착홈이 형성된 고정부로 이루어진 장력 조절부재; 및
    일측 단부가 상기 스프링 고정홈에 고정되며 타측이 상기 스프링 안착홈에 안착되어 상기 서포트 요크에 장력을 제공하는 스프링
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 조향장치의 서포트 요크 어셈블리.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스프링 고정홈은 상기 서포트 요크의 후방면에는 적어도 2개 이상 복수개로 형성되는 것을 특징으로 하는 조향장치의 서포트 요크 어셈블리.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 스프링은 상기 서포트 요크의 후방면에는 적어도 2개 이상 복수개로 형성되는 것을 특징으로 하는 조향장치의 서포트 요크 어셈블리.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 스프링 안착홈은 상기 고정부의 외주면을 따라서 적어도 2개 이상 복수개로 형성되되 상기 스프링 고정홈의 중심과 동일선상에 위치하는 것을 특징으로 하는 조향장치의 서포트 요크 어셈블리.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 장력 조절홈은 "T"자 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 조향장치의 서포트 요크 어셈블리.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 장력 조절부재는 "I" 자 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 조향장치의 서포트 요크 어셈블리.
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