KR101388811B1 - 공기 순환형 스티어링 기어용 벨로우즈 - Google Patents

공기 순환형 스티어링 기어용 벨로우즈 Download PDF

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KR101388811B1
KR101388811B1 KR1020120052480A KR20120052480A KR101388811B1 KR 101388811 B1 KR101388811 B1 KR 101388811B1 KR 1020120052480 A KR1020120052480 A KR 1020120052480A KR 20120052480 A KR20120052480 A KR 20120052480A KR 101388811 B1 KR101388811 B1 KR 101388811B1
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Abstract

본 발명은 조향장치의 실린더 튜브과 타이로드 엔드 사이에 위치하며 내부에 충전된 윤활유의 누설을 방지하는 스티어링 기어용 벨로우즈에 있어서, 상기 스티어링 기어용 벨로우즈는 조향장치의 실린더 튜브와 접지되는 대경부와, 상기 타이로드 엔드와 접지되는 소경부 및 상기 대경부와 상기 소경부 사이에 구비되는 복수개의 주름부로 이루어지고, 상기 대경부에는 상기 스티어링 기어용 벨로우즈 내부의 공기와 외부의 공기를 순환시키기 위한 에어배출구가 형성되며, 상기 에어배출구으로 수분 및 이물질의 유입을 차단시키며, 내측에 에어유로가 형성되는 에어캡이 구비되며, 상기 에어캡은 상기 에어배출구 내측으로 삽입되는 삽입부와, 상기 에어배출구를 외측에서 감싸는 캡부로 이루어지고, 상기 캡부의 내측 둘레면에 나사산식으로 에어유로가 형성되거나 또는 상기 캡부를 순환하도록 절곡되게 상기 에어유로가 형성되어 상기 에어캡의 에어유로를 통해 벨로우즈의 내부로 에어는 유동시키나 수분 및 이물질이 유입되는 것을 차단하여 벨로우즈 내부의 공기와 외부의 공기를 순환시켜 하절기 또는 차량 자체에서 발생되는 열에 의해 벨로우즈 내부 온도가 상승하는 것과 벨로우즈 내부 공기 체적 증가로 압력이 상승하는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 공기 순환형 스티어링 기어용 벨로우즈를 제공한다.
따라서, 외부공기와 스티어링 기어용 벨로우즈 내부의 공기를 순환시킴으로 인하여 하절기 또는 차량 자체에서 발생되는 열에 의해 내부 온도가 상승되는 것과, 내부 공기 체적 증가로 압력이 상승하는 것을 방지하여 스티어링 기어용 벨로우즈가 변형되는 것을 방지할 수 있고, 스티어링 기어용 벨로우즈가 변형되지 않음으로써, 스티어링 기어용 벨로우즈가 변형되어 랙 엔드 등과 같은 유니트와 간섭으로 발생되는 노이즈를 방지할 수 있고, 스티어링 기어용 벨로우즈의 변형으로 인하여 인장과 압축을 수행하지 못하는 것을 방지할 수 있다.

Description

공기 순환형 스티어링 기어용 벨로우즈{Steering gear for air recycling type}
본 발명은 공기 순환형 스티어링 기어용 벨로우즈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 조향장치의 실린더 튜브와 타이로드 엔드의 외륜에 밴드를 매개로 고정되어, 열원과 외부 충격으로부터 벨로우즈의 체결부위를 보호하도록 하는 공기 순환형 스티어링 기어용 벨로우즈에 관한 것이다.
차량의 진행방향을 바꾸기 위한 조향장치는, 운전석에 설치되는 조향 휠과, 그 하측에 구비되는 조향축, 그리고 이 조향축과 연결되어 동력전달방향을 전환하는 기어박스 등으로 이루어져 있다.
특히, 상기 기어박스는 조향축측으로부터 조향 휠의 회전력을 전달받게 되는 피니언과 이 피니언에 치합되어 피니언의 회전운동을 직선운동으로 변환하게 되는 랙 샤프트를 요체로 하고 있다.
국내등록특허 제0764165호의 도 1에는 이러한 기어박스 어셈블리의 통상적인 예가 도시되어 있다. 상기 피니언(10)은 피니언 하우징(11)에 수용되고, 랙 샤프트(20)는 중공의 실린더 튜브(21)에 수용된 상태에서 피니언 하우징(11)과 실린더 튜브(21)가 서로 결합되어 있음을 알 수 있다.
또한, 실린더 튜브(21)에 수용된 랙 샤프트(20)의 말단부 즉, 랙 엔드(20a)는 벨로우즈 구조로 된 부트(30)에 수용되면서 타이로드 엔드(40)와 연결되어 있다. 상기 실린더 튜브(21)의 내부에는 랙 샤프트(20)가 구비되고, 상기 랙 샤프트(20)은 랙 엔드(20a)와 연결되며, 상기 랙 샤프트(20)과 연결된 랙 엔드(20a)는 벨로우즈 구조로 된 부트(30)의 내부에 위치한다.
상기 실린더 튜브(21)의 외주면과 타이로드 엔드(40)의 외주면 사이의 전둘레를 따라 벨로우즈 구조로 된 부트(30)가 장착되어 있고, 이 부트(30)의 내부에는 섭동부의 윤활을 위해 그리스가 충전되어 있다.
또한, 상기 부트(30)의 대경부와 소경부의 양측 선단부위는 금속재의 밴드부재(미도시)를 매개로 각각 실린더 튜브(21)의 외주면과 타이로드 엔드(40)의 외주면에 대해 견고하게 고정되어 있어, 상기 부트(30)의 내부로 먼지나 이물질의 침입을 막음과 더불어 내부에 봉입된 그리스의 누설을 방지하여 실린더 튜브(21)와 타이로드 엔드(40)의 섭동부위에 대한 기밀성과 윤활성의 유지를 도모할 수 있도록 되어 있다.
이를 위해, 상기 부트(30)의 대경부와 소경부의 양측 선단부위에는 상기 밴드부재(미도시)의 체결 시 이탈 저지를 위한 돌출부(미도시)가 일체로 형성되고, 상기 실린더 튜브(21)의 외주면과 타이로드 엔드(40)의 외주면에도 각각 상기 밴드부재(미도시)의 체결 시 이탈 저지를 위한 오목한 형태의 안착홈(미도시)이 일체로 형성되어 있다.
그리고, 상기 밴드부재(미도시)는 외부로 직접적으로 노출됨에 따라 부식에 강한 스테인레스 재질(SUS 계열)로 제작된다.
상기와 같은 구성의 종래 벨로우즈 구조의 부트(30)는 외부공기와 부트 내부의 공기를 순환시키지 못하는 구조로, 하절기 또는 차량 자체에서 방출되는 열에 의해 내부 온도가 상승하고, 내부 공기 체적 증가로 압력이 상승하여 상대적으로 취약한 벨로우즈형 부트의 변형이 발생하는 문제점이 있었다.
또한, 부트의 변형으로 인하여 부트 내부의 랙 엔드 등과 같은 유니트와의 간섭으로 인하여 노이즈가 발생하고, 부트의 변형으로 인하여 인장과 압축을 수행할 수 없는 문제점이 있었다.
본 발명은 스티어링 기어용 벨로우즈의 대경부에 에어배출구가 형성되고, 에어배출구로 공기를 유동시킴과 동시에 유입되는 수분 및 이물질을 차단시키는 에어캡을 구비하여, 에어배출구를 통해 외부 공기와 스티어링 기어용 벨로우즈 내부의 공기를 순환시켜 스티어링 기어용 벨로우즈의 변형을 방지하도록 하는 공기 순환형 스티어링 기어용 벨로우즈를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 조향장치의 실린더 튜브과 타이로드 엔드 사이에 위치하며 내부에 충전된 윤활유의 누설을 방지하는 스티어링 기어용 벨로우즈에 있어서, 상기 스티어링 기어용 벨로우즈는 조향장치의 실린더 튜브와 접지되는 대경부와, 상기 타이로드 엔드와 접지되는 소경부 및 상기 대경부와 상기 소경부 사이에 구비되는 복수개의 주름부로 이루어지고, 상기 대경부에는 상기 스티어링 기어용 벨로우즈 내부의 공기와 외부의 공기를 순환시키기 위한 에어배출구가 형성되며, 상기 에어배출구으로 수분 및 이물질의 유입을 차단시키며, 내측에 에어유로가 형성되는 에어캡이 구비되며, 상기 에어캡은 상기 에어배출구 내측으로 삽입되는 삽입부와, 상기 에어배출구를 외측에서 감싸는 캡부로 이루어지고, 상기 캡부의 내측 둘레면에 나사산식으로 에어유로가 형성되거나 또는 상기 캡부를 순환하도록 절곡되게 상기 에어유로가 형성되어 상기 에어캡의 에어유로를 통해 벨로우즈의 내부로 에어는 유동시키나 수분 및 이물질이 유입되는 것을 차단하여 벨로우즈 내부의 공기와 외부의 공기를 순환시켜 하절기 또는 차량 자체에서 발생되는 열에 의해 벨로우즈 내부 온도가 상승하는 것과 벨로우즈 내부 공기 체적 증가로 압력이 상승하는 것을 방지는 것을 특징으로 하는 공기 순환형 스티어링 기어용 벨로우즈를 제공한다.
삭제
본 발명에 따른 공기 순환형 스티어링 기어용 벨로우즈의 상기 소경부와 대경부의 각 둘레면에는 벨트부재가 안착되는 안착홈이 형성될 수 있고, 상기 에어배출구는 상기 대경부에 형성된 안착홈과 상기 주름부 사이에 형성될 수 있으며, 상기 스티어링 기어용 벨로우즈와 상기 에어캡은 열가소성 탄성체로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 공기 순환형 스티어링 기어용 벨로우즈는 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 외부공기와 스티어링 기어용 벨로우즈 내부의 공기를 순환시킴으로 인하여 하절기 또는 차량 자체에서 발생되는 열에 의해 내부 온도가 상승되는 것과, 내부 공기 체적 증가로 압력이 상승하는 것을 방지하여 스티어링 기어용 벨로우즈가 변형되는 것을 방지할 수 있다.
둘째, 스티어링 기어용 벨로우즈가 변형되지 않음으로써, 스티어링 기어용 벨로우즈가 변형되어 랙 엔드 등과 같은 유니트와 간섭으로 발생되는 노이즈를 방지할 수 있고, 스티어링 기어용 벨로우즈의 변형으로 인하여 인장과 압축을 수행하지 못하는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 종래 스티어링 기어용 부트가 설치 상태를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 순환형 스티어링 기어용 벨로우즈가 설치된 상태를 도시한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 공기 순환형 스티어링 기어용 벨로우즈의 단면도이다.
도 4는 도 2와 도 3에 도시된 에어캡의 캡부를 도시한 저면 사시도이다.
도 5는 다른 실시 예에 따른 에어캡이 구비된 공기 순환형 스티어링 기어용 벨로우즈의 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 균등한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 순환형 스티어링 기어용 벨로우즈가 설치된 상태를 도시한 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 공기 순환형 스티어링 기어용 벨로우즈의 단면도이며, 도 4는 도 2와 도 3에 도시된 에어캡의 캡부를 도시한 저면 사시도이고, 도 5는 다른 실시 예에 따른 에어캡이 구비된 공기 순환형 스티어링 기어용 벨로우즈의 단면도이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 공기 순환형 스티어링 기어용 벨로우즈(100)는 스티어링 기어용 벨로우즈(110)와, 에어배출구(120)와, 에어캡(130)과, 벨트부재(140)를 포함한다.
상기 스티어링 기어용 벨로우즈(110)는 조향장치의 실린더 튜브(210)와 타이로드 엔드(220) 사이에 구비되고, 상기 스티어링 기어용 벨로우즈(110)는 브로우(Brow) 공법에 의해 원통형상으로 제작되며, 내부에 충전된 윤활유의 누설을 방지하는 역할을 한다.
상기 스티어링 기어용 벨로우즈(110)의 양단에는 대경부(112)와 소경부(114)가 형성되며, 상기 대경부(112)와 상기 소경부(114)에는 복수개의 주름부(116)가 구비된다. 상기 대경부(112)는 상기 조향장치의 실린더 튜브(210)와 접지되고, 상기 소경부(114)는 상기 타이로드 엔드(220)와 접지되며, 상기 스티어링 기어용 벨로우즈(110)의 내부에는 랙 엔드(230)이 구비된다.
상기 대경부(112)와 상기 소경부(114)의 각 둘레면에는 안착홈(112a,114a)이 형성되며, 상기 안착홈(112a,114a)에는 벨트부재(140)가 안착된다. 상기 벨트부재(140)는 상기 조향장치의 실린더 튜브(210) 및 상기 타이로드 엔드(220)와 상기 대경부(112) 및 상기 소경부(114)의 접지부위의 기밀성을 향상시켜 상기 스티어링 기어용 벨로우즈(110)의 내부에 충전된 윤활유가 누유되는 것을 방지하며, 상기 벨트부재(140)는 외부로 직접적으로 노출됨에 따라 부식에 강한 스테인레스 재질(SUS 계열)로 제작되는 것이 바람직하다.
상기 대경부(112)에는 상기 스티어링 기어용 벨로우즈(110) 내부의 공기와 외부의 공기를 순환시키기 위한 에어배출구(120)가 형성되고, 상기 에어배출구(120)는 상기 대경부(112)에 형성된 안착홈(112a)과 상기 주름부(116) 사이에 위치되며, 상기 에어배출구(120)는 상기 스티어링 기어용 벨로우즈(110)와 일체로 형성된다.
상기 에어캡(130)은 상기 에어배출구(120)의 상부에 구비되며, 상기 에어배출구(120)로 수분 및 이물질이 유입되는 것을 차단시키는 역할을 한다. 상기 에어캡(130)은 삽입부(132)와 캡부(134)로 이루어지며, 상기 삽입부(132)는 상기 에어배출구(120) 내측으로 삽입되며, 상기 캡부(134)는 상기 에어배출구(120)를 외측에서 감싼다.
상기 에어캡(130)의 캡부(134)에는 에어유로(136)이 형성된다. 상기 에어유로(136)는 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 캡부(134)의 내측 둘레면에 나사산식으로 형성되거나, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 캡부(134)를 순환하도록 절곡되게 형성될 수 있다.
상기 에어캡(130)의 캡부(134)에 에어유로(136)를 나사산식 및 절곡되게 하부에서 상부로 형성함으로 인하여, 상기 에어유로(136)로 에어는 유동시키나 수분 및 이물질이 상기 에어유로(136)를 통해 상기 에어배출구(120)로 유입되는 것을 방지하게 된다.
상기 에어유로(136)가 형성된 상기 에어캡(130)이 상기 에어배출구(120)의 상부에 구비됨으로 인하여 상기 에어배출구(120)로 수분 및 이물질이 유입되는 것을 차단시키면서 상기 에어배출구(120)를 통해 상기 스티어링 기어용 벨로우즈(110) 내부의 공기와 외부의 공기를 순환시켜 하절기 또는 차량 자체에서 발생되는 열에 의해 내부 온도가 상승되는 것과, 내부 공기 체적 증가로 압력이 상승하는 것을 방지하게 된다.
상기 스티어링 기어용 벨로우즈(110)와 상기 에어캡(130)은 열가소성 탄성체(TPE;Thermoplastic Elastomer)로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 열가소성 탄성체는 일반적인 것으로 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
즉, 조향장치의 실린더 튜브(210)와 타이로드 엔드(220) 사이에 스티어링 기어용 벨로우즈(110)가 구비되고, 상기 조향장치의 실린더 튜브(210) 및 타이로드 엔드(220)와 상기 스티어링 기어용 벨로우즈(110)의 양단인 대경부(112)와 소경부(114)를 벨트부재(140)를 이용하여 접지시킨 후 밀폐시킴으로 인하여 상기 스티어링 기어용 벨로우즈(110)의 내부 공기는 외부 공기와 차단되게 된다.
상기 스티어링 기어용 벨로우즈(110)은 하절기 또는 차량 자체에서 발생되는 열에 의해 내부 온도가 상승하고, 내부 공기 체적 증가로 압력이 상승하여 상기 스티어링 기어용 벨로우즈(110)가 변형이 일어나나, 이를 방지하기 위해 상기 스티어링 기어용 벨로우즈(110)의 대경부(112)에 에어배출구(120)가 구비되고, 상기 에어배출구(120)의 상부에는 에어캡(130)이 구비되어, 수분 및 이물질이 상기 에어배출구(120)를 통해 상기 스티어링 기어용 벨로우즈(110)의 내부로 유입되는 것은 방지하며, 외부공기와 스티어링 기어용 벨로우즈(110) 내부의 공기를 순환시킨다.
상기 스티어링 기어용 벨로우즈(110)의 내부 공기와 외부공기를 순환시킴으로 인하여 하절기 또는 차량 자체에서 발생되는 열에 의해 내부 온도가 상승되는 것과, 내부 공기 체적 증가로 압력이 상승하는 것을 방지하여 스티어링 기어용 벨로우즈(110)가 변형되는 것을 방지할 수 있고, 스티어링 기어용 벨로우즈(110)가 변형되지 않음으로써, 스티어링 기어용 벨로우즈(110)가 변형되어 랙 엔드(230) 등과 같은 유니트와 간섭으로 발생되는 노이즈를 방지할 수 있고, 스티어링 기어용 벨로우즈(110)의 변형됨으로 인하여 인장과 압축을 수행하지 못하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100 : 공기 순환형 스티어링 기어용 벨로우즈
110 : 스티어링 기어용 벨로우즈 112 : 대경부
114 : 소경부 116 : 주름부
120 : 에어배출구 130 : 에어캡
132 : 삽입부 134 : 캡부
136 : 에어유로 140 : 벨트부재
210 : 실런더 튜브 220 : 타이로드 엔드
230 : 랙 엔드

Claims (6)

  1. 조향장치의 실린더 튜브과 타이로드 엔드 사이에 위치하며 내부에 충전된 윤활유의 누설을 방지하는 스티어링 기어용 벨로우즈에 있어서,
    상기 스티어링 기어용 벨로우즈는 조향장치의 실린더 튜브와 접지되는 대경부와, 상기 타이로드 엔드와 접지되는 소경부 및 상기 대경부와 상기 소경부 사이에 구비되는 복수개의 주름부로 이루어지고,
    상기 대경부에는 상기 스티어링 기어용 벨로우즈 내부의 공기와 외부의 공기를 순환시키기 위한 에어배출구가 형성되며, 상기 에어배출구으로 수분 및 이물질의 유입을 차단시키며, 내측에 에어유로가 형성되는 에어캡이 구비되며,
    상기 에어캡은 상기 에어배출구 내측으로 삽입되는 삽입부와, 상기 에어배출구를 외측에서 감싸는 캡부로 이루어지고,
    상기 캡부의 내측 둘레면에 나사산식으로 에어유로가 형성되거나 또는 상기 캡부를 순환하도록 절곡되게 상기 에어유로가 형성되어 상기 에어캡의 에어유로를 통해 벨로우즈의 내부로 에어는 유동시키나 수분 및 이물질이 유입되는 것을 차단하여 벨로우즈 내부의 공기와 외부의 공기를 순환시켜 하절기 또는 차량 자체에서 발생되는 열에 의해 벨로우즈 내부 온도가 상승하는 것과 벨로우즈 내부 공기 체적 증가로 압력이 상승하는 것을 특징으로 하는 공기 순환형 스티어링 기어용 벨로우즈.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 소경부와 대경부의 각 둘레면에는 벨트부재가 안착되는 안착홈이 형성되는 공기 순환형 스티어링 기어용 벨로우즈.
  5. 청구항 1 또는 청구항 4에 있어서,
    상기 에어배출구는 상기 대경부에 형성된 안착홈과 상기 주름부 사이에 형성되는 공기 순환형 스티어링 기어용 벨로우즈.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 스티어링 기어용 벨로우즈와 상기 에어캡은 열가소성 탄성체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 공기 순환형 스티어링 기어용 벨로우즈.
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