KR101415434B1 - 자동차 조향장치의 랙바 지지장치 및 이를 구비한 자동차 조향장치 - Google Patents

자동차 조향장치의 랙바 지지장치 및 이를 구비한 자동차 조향장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차 조향장치의 랙바 지지장치 및 이를 구비한 자동차 조향장치에 관한 것으로, 본 발명의 일실시예에 의하면 자동차의 운행 시간이 증가함에 따라 상대적으로 랙바에 형성된 랙기어의 가장자리 부분보다 랙기어의 중앙 부분(조향휠의 중립 상태)의 치마모량이 더 많아짐으로 인하여, 랙기어의 중앙 부분에서 로어캠이 서포트요크를 랙바에 밀착시켜 유격 보상이 이루어진 후, 조향휠이 회전함에 따라 랙바가 좌측 또는 우측으로 이동한 경우에도, 서포트요크와 결합된 로어캠이 서포트요크 반대방향으로 원활히 밀리게 되어서, 랙바에 형성된 랙기어와 피니언기어 사이의 끼임 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

자동차 조향장치의 랙바 지지장치 및 이를 구비한 자동차 조향장치{Rack Bar Supporting Device of Steering Apparatus for Vehicle and Steering Apparatus for Vehicle having the Same}
본 발명은 자동차 조향장치의 랙바 지지장치 및 이를 구비한 자동차 조향장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 종래 랙바의 유격을 보상하는 서포트요크 구조에서 랙바의 편마모에 의해 발생되는 랙기어와 피니언기어 사이의 끼임 현상을 방지할 수 있고, 로어캠이 안정적으로 축방향으로 직선이동하며 서포트요크를 지지할 수 있으며, 랙바를 통해 서포트요크로 전달되는 역입력 하중을 완충할 수 있는 자동차 조향장치의 랙바 지지장치 및 이를 구비한 자동차 조향장치에 관한 것이다.
도 1은 종래 자동차의 랙 피니언 방식 조향장치의 개략 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 자동차의 랙 피니언 방식 조향장치는 운전석에 배치되는 조향휠(100)과 이에 연결된 조향축(105), 조향축(105)을 차체에 고정할 수 있도록 하는 조향 컬럼(103), 조향축(105)으로부터 입력받은 회전력을 직선 운동으로 변환하기 위한 피니언기어(120)을 포함하는 기어박스(130), 외주면 일정 부분에 피니언기어(120)과 치합되는 랙기어(110)이 형성되어 있고 양단부에 이너 볼 조인트(135)를 구비한 랙바(140), 그리고 이너 볼 조인트(135)의 볼과 일체로 형성된 타이로드(150)를 포함하여 구성되고, 타이로드(150)는 아우터 볼 조인트(155)와 연결되고 너클(Knuckle, 159)로 힘을 전달하여 바퀴(158)를 조향한다.
도 2는 종래 랙바 지지장치의 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 종래 랙바 지지장치는 서포트요크(260), 스프링(263) 및 요크플러그(265)를 포함하여 구성된다. 랙 피니언 방식의 기어박스(130)는 전술한 바와 같이 조향축(105)으로부터 입력받은 회전력을 직선 운동으로 변환되도록 한다.
랙바(140)는 피니언기어(120)과 치합하여 회전 운동을 직선 운동으로 전환하는데, 랙바(140)의 후면에는 랙바(140)와 피니언기어(120)의 치합이 잘 이루어지도록 랙바(140)를 피니언기어(120) 측으로 지지하는 장치를 구비하고 있다.
랙바(140)를 지지하는 장치는 서포트요크(260), 스프링(263) 그리고 요크플러그(265)를 포함하여 구성되고, 서포트요크(260)은 랙바(140)의 후방면인 랙기어(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.
서포트요크(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 피니언기어(120)이 밀착하여 효과적으로 힘을 전달할 수 있도록 서포트요크(260)의 후방에 스프링(263)을 배치하여 일정한 힘으로 서포트요크(260)을 밀어주어 랙바(140)와 피니언기어(120) 사이에 발생하는 유격을 보상해 줄 수 있다.
이와 같은 서포트요크(260)은 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 서포트요크(260)을 사용한다.
스프링 홈(220)에 수용되는 스프링(263)은 서포트요크(260)이 랙바(140)와 밀착되도록 힘을 가하는 기능을 하는데, 일반적으로 코일 스프링이 사용되며, 스프링(263)의 후면에는 요크플러그(265)가 위치하여 스프링(263)을 지지한다.
요크플러그(265)는 스프링(263)을 지지하여 서포트요크(260)에 힘을 가하도록 한다. 요크플러그(265)에는 통상 나사산과 골이 형성되어 있어서, 이와 치합하는 나사산과 골이 형성된 기어박스(130)와 록 너트(240)로 결합하도록 되어 있으며, 요크플러그(265)의 후면에는 렌치가 삽입될 수 있는 공구홈(230)이 형성되어 있다.
그러나, 이와 같은 종래의 랙바 지지장치는 서포트요크가 어느 정도 내구가 진행되면 유격이 증대되어 랙바를 제대로 지지하지 못하게 되어 조향 안정성이 떨어지고, 서포트요크의 유격 증대로 서포트요크와 요크플러그 사이에서 부딪힘에 의해 래틀 노이즈가 발생되는 문제점이 있었다.
또한, 랙바의 랙기어와 치결합되는 피니언기어 사이의 치 마모량은 랙기어의 가장자리보다는 랙기어의 중앙 부분(조향휠의 중립 상태)에서 더 많아지는데, 종래 랙바의 유격을 보상하는 서포트요크 구조에서는, 서포트요크에 의해 랙기어의 중앙 부분에서 랙기어와 피니언기어 사이의 유격이 보상된 후, 조향휠이 회전함에 따라 랙바가 좌측 또는 우측으로 이동한 경우, 서포트요크의 뒤로 밀림이 원활히 이뤄지지 않아서 랙기어와 피니언기어의 끼임 현상이 발생되는 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 배경에서 안출된 것으로, 종래 랙바의 유격을 보상하는 서포트요크 구조에서 랙바의 편마모에 의해 발생되는 랙기어와 피니언기어 사이의 끼임 현상을 방지할 수 있고, 로어캠이 안정적으로 축방향으로 직선이동하며 서포트요크를 지지할 수 있으며, 랙바를 통해 서포트요크로 전달되는 역입력 하중을 완충할 수 있는 자동차 조향장치의 랙바 지지장치 및 이를 구비한 자동차 조향장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 기어박스의 실린더에 삽입되어 전방면에서 랙바의 후방면을 밀착 지지하는 서포트요크; 전방면이 서포트요크의 후방면을 지지하며, 후방면에 서포트요크의 반대방향으로 돌출되되 원주방향으로 제1경사면과, 이 제1경사면보다 완만하게 형성된 제2경사면을 가지는 제1돌출부가 수개 형성된 로어캠; 전방면에 제1돌출부와 대응되도록 제1경사면과 대응되는 제3경사면 및 제2경사면과 대응되는 제4경사면을 가지는 제2돌출부가 서포트요크 방향으로 돌출되어 수개 형성된 캠가이드; 일단이 캠가이드의 후방면에 결합되어서, 캠가이드에 탄성회전력을 제공하는 제1탄성부재; 및 실린더에 결합되고, 내측에 제1탄성부재의 타단이 고정되며, 로어캠의 축방향 이동을 안내하는 요크플러그;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 조향장치의 랙바 지지장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 조향휠에 연결된 조향축으로부터 입력받은 회전력을 직선 운동으로 변환하는 랙기어와 피니언기어를 구비한 기어박스; 및 기어박스에 결합되어 랙바를 지지하는 전술한 자동차 조향장치의 랙바 지지장치;를 포함하는 자동차 조향장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 자동차의 운행 시간이 증가함에 따라 상대적으로 랙바에 형성된 랙기어의 가장자리 부분보다 랙기어의 중앙 부분(조향휠의 중립 상태)의 치마모량이 더 많아짐으로 인하여, 랙기어의 중앙 부분에서 로어캠이 서포트요크를 랙바에 밀착시켜 유격 보상이 이루어진 후, 조향휠이 회전함에 따라 랙바가 좌측 또는 우측으로 이동한 경우에도, 서포트요크와 결합된 로어캠이 서포트요크 반대방향으로 원활히 밀리게 되어서, 랙바에 형성된 랙기어와 피니언기어 사이의 끼임 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 로어캠의 외주면에 가이드홈을 형성하고, 요크플러그의 내주면에 가이드돌기를 형성함으로써, 로어캠이 안정적으로 축방향으로 직선이동하며 서포트요크를 지지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 서포트요크와 로어캠 사이에 탄성부재가 구비됨으로써, 랙바를 통해 서포트요크로 전달되는 역입력 하중이 완충되는 효과가 있다.
도 1은 종래 자동차의 랙 피니언 방식 조향장치의 개략 구성도이다.
도 2는 종래의 랙바 지지장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시에에 따른 자동차 조향장치의 랙바 지지장치의 결합 사시도이다.
도 4와 도 5는 도 3의 랙바 지지장치의 분해 사시도이다.
도 6은 도 3의 랙바 지지장치가 기어박스의 실린더에 결합된 상태의 단면도이다.
도 7은 도 3의 랙바 지지장치의 작동예를 보여주는 도면이다.
도 8은 로어캠의 제1돌출부와 캠가이드의 제2돌출부 사이에 작용되는 힘을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시에에 따른 자동차 조향장치의 랙바 지지장치의 결합 사시도이다. 도 4와 도 5는 도 3의 랙바 지지장치의 분해 사시도이다. 도 6은 도 3의 랙바 지지장치가 기어박스의 실린더에 결합된 상태의 단면도이다. 도 7은 도 3의 랙바 지지장치의 작동예를 보여주는 도면이다. 도 8은 로어캠의 제1돌출부와 캠가이드의 제2돌출부 사이에 작용되는 힘을 나타낸 도면이다.
이하에서는 설명의 편의를 위해 서포트요크에서 랙바를 바라본 방향을 전방으로, 그 반대방향을 후방으로 지정하여 설명한다.
이들 도면들과 도 1을 함께 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 자동차 조향장치의 랙바 지지장치(300)는, 기어박스(130)의 실린더(250)에 삽입되어 전방면에서 랙바(140)의 후방면을 밀착 지지하는 서포트요크(310); 전방면이 서포트요크(310)의 후방면을 지지하며, 후방면에 서포트요크(310)의 반대방향으로 돌출되되 원주방향으로 제1경사면(451)과, 이 제1경사면(451)보다 완만하게 형성된 제2경사면(452)을 가지는 제1돌출부(453)가 수개 형성된 로어캠(330); 전방면에 제1돌출부(453)와 대응되도록 제1경사면(451)과 대응되는 제3경사면(511) 및 제2경사면(452)과 대응되는 제4경사면(512)을 가지는 제2돌출부(513)가 서포트요크(310) 방향으로 돌출되어 수개 형성된 캠가이드(410); 일단(431)이 캠가이드(410)의 후방면에 결합되어서, 캠가이드(410)에 탄성회전력을 제공하는 제1탄성부재(430); 및 실린더(250)에 결합되고, 내측에 제1탄성부재(430)의 타단(433)이 고정되며, 로어캠(330)의 축방향 이동을 안내하는 요크플러그(350);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
서포트요크(310)는 기어박스(130)의 실린더(250)에 삽입되어 결합되는데, 서포트요크(310)는 피니언기어(120)와 치합되도록 전방면에 랙기어(110)가 형성된 랙바(140)의 후방면에 밀착되어 랙바(140)의 랙기어(110)와 피니언기어(120)의 치합이 잘 이루어지도록 랙바(140)를 전방으로 지지하게 된다.
이러한 서포트요크(310)는 실린더(250) 내에서 전후로 슬라이딩 가능하도록 원통형으로 형성되며, 서포트요크(310)는 랙바(140)의 후방면과 슬라이딩 마찰을 하게되는 구조로서, 마찰로 인해 랙바(140)가 마모되거나 소음이 발생되는 것을 방지하도록 랙바(140)보다 연성 재질인 플라스틱 재질로 이뤄지고, 랙바(140)와 접하는 전방부는 랙바(140)의 후방면과 밀착될 수 있도록 반원형의 홈이 형성된 구조로 이뤄진다.
또한, 서포트요크(310)의 외주면에는, 실린더(250)의 내주면과 서포트요크(310)의 외주면 사이의 충격을 완충하도록 탄성링(390)이 더 결합될 수 있는데, 비록 도면에 도시하진 않았으나 이러한 탄성링(390)은 축방향으로 이격되며 둘 이상 형성될 수도 있다.
여기서 '축방향'이란 서포트요크(310), 로어캠(330), 캠가이드(410) 등의 중심을 지나는 중심축 방향을 의미하며, 이하 동일한 방향을 지시한다.
또한, 서포트요크(310)의 외주면에는, 축방향으로 요홈 형상의 툴삽입홈(493)이 형성되는데, 이러한 툴삽입홈(493)은 서포트요크(310)와 로어캠(330) 사이에 후술할 제2탄성부재(370)를 놓고, 이들을 결합부재(450)로 결합할 때 서포트요크(310)를 잡아주기 위한 툴이 끼워지는 위치로 마련되며, 이와 같이 서포트요크(310)에 툴삽입홈(493)을 형성함으로써 서포트요크(310), 제2탄성부재(370) 그리고 로어캠(330)의 조립이 간편해진다.
또한, 서포트요크(310)의 후방면 중앙에는, 후술할 제2탄성부재(370)가 끼워져 지지되도록 돌출지지턱(495)이 형성되어 있다.
이어서, 로어캠(330)은 전방면이 서포트요크(310)의 후방면을 지지하며, 후방면에 서포트요크(310)의 반대방향으로 돌출되되 원주방향으로 제1경사면(451)과, 이 제1경사면(451)보다 완만하게 형성된 제2경사면(452)을 가지는 제1돌출부(453)가 수개 형성된 구조로 이뤄진다.
여기서, 도 8에 도시된 바와 같이, 제1경사면(451)의 경사각(θ)은 일 예로, 10°~15°로 이뤄질 수 있고, 제2경사면(452)의 경사각(θ')은 일 예로, 2°~5°로 이뤄질 수 있으며, 설명의 편의를 위해 도 8에서는 로어캠(330)과 캠가이드(410)가 분리되어 있는 상태에서 경사면들에 작용하는 힘들을 표시하였다.
이 때, 상술한 제1경사면(451)의 경사각(θ)은 다음과 같은 수식으로부터 계산된다.
Figure 112013062689054-pat00001
여기서, F는 랙바로부터 역입력되는 하중을 의미하고, T는 제1탄성부재(430)의 회전토크를 의미하며, μ는 제1경사면(451)과 제3경사면(511)의 마찰계수를 의미하는데, 이러한 F, T, μ 등은 설계데이터이며, 적절한 데이터값이 설정되면 위의 수학식 1에 의해 로어캠(330)과 캠가이드(410) 등이 후방으로 밀릴 수 있는 제1경사면(451)의 경사각(θ)(이는 제3경사면(511)의 경사각과 동일함)이 결정된다.
이와 같이 로어캠(330)의 제1돌출부(453)에 제1경사면(451)과 제2경사면(452)을 형성하고, 캠가이드(410)의 제2돌출부(513)에 제3경사면(511)과 제4경사면(512)을 형성하게 되면, 소정의 유격 보상 범위까지는 로어캠(330)의 제2경사면(452)과 캠가이드(410)의 제4경사면(512)이 접촉하면서 역입력 하중에 의해 로어캠(330)과 캠가이드(410) 등이 후방으로 밀리지 않게 되고, 상술한 소정의 유격 보상 범위를 벗어나면 로어캠(330)의 제1경사면(451)과 캠가이드(410)의 제3경사면(511)이 접촉하면서 역입력 하중에 의해 로어캠(330)과 캠가이드(410) 등이 후방으로 밀릴 수 있게 된다.
따라서, 자동차의 운행시간이 증가함에 따라 상대적으로 랙바(140)에 형성된 랙기어(110)의 가장자리 부분보다 랙기어(110)의 중앙 부분(조향휠의 중립 상태)의 마모량이 더 많아짐으로 인하여, 랙기어(110)의 중앙 부분에서 로어캠(330)이 서포트요크(310)를 랙바(140)에 밀착시켜 유격 보상이 이루어진 후, 조향휠이 회전함에 따라 랙바(140)가 좌측 또는 우측으로 이동한 경우에도, 로어캠(330)이 서포트요크(310) 반대방향으로 원활히 밀리게 되어서, 랙기어(110)와 피니언기어(120) 사이의 끼임 현상이 발생되지 않게 된다.
즉, 도 7을 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 랙바 지지장치(300)가 장착된 후(도 7 (a) 참조), 랙바(140)의 랙기어(110)과 피니언기어(120) 사이에 치마모가 발생되면, 제1탄성부재(430)의 탄성회전력에 의해 캠가이드(410)가 일방향으로 회전하면서 로어캠(330)을 서포트요크(310) 쪽으로 밀어주게 되므로 랙기어(110)와 피니언기어(120) 사이의 유격이 보상되게 된다(도 7 (b) 참조).
그리고 자동차의 운행시간이 증가함에 따라 상대적으로 랙기어(110)의 가장자리 부분보다 중앙 부분의 마모량이 더 많아진 경우, 랙기어(110)의 중앙 부분에서 로어캠(330)이 서포트요크(310)를 랙바(140)에 밀착시켜 유격 보상이 이루어진 후, 조향휠이 회전함에 따라 랙바(140)가 좌측 또는 우측으로 이동하는 경우에는, 로어캠(330)의 제1경사면(451)과 캠가이드(410)의 제3경사면(511)으로 인해 로어캠(330)이 서포트요크(310) 반대방향으로 밀리게 되어서(도 7 (c) 참조), 랙기어(110)와 피니언기어(120)의 끼임 현상이 발생되지 않게 되는 것이다.
물론, 로어캠(330)이 서포트요크(310) 반대방향으로 밀릴 때에는 캠가이드(410) 역시 타방향으로 회전하게 된다.
또한, 로어캠(330)의 외주면에는 축방향으로 요홈 형상의 가이드홈(455)이 하나 이상 형성될 수 있는데, 이러한 가이드홈(455)에는 후술할 요크플러그(350)의 내주면에 형성된 가이드돌기(551)가 삽입된다.
이와 같이 로어캠(330)의 외주면에 가이드홈(455)을 형성하고, 요크플러그(350)의 내주면에 가이드돌기(551)를 형성함으로써, 로어캠(330)이 안정적으로 축방향으로 직선이동하며 서포트요크(310)를 지지할 수 있게 된다.
물론, 전술한 바와 달리 가이드홈이 요크플러그(350)의 내주면에 형성되고, 가이드돌기가 로어캠(330)의 외주면에 형성될 수도 있을 것이다.
또한, 제2탄성부재(370)는 서포트요크(310)와 로어캠(330) 사이에 구비되는데, 이러한 제2탄성부재(370)는 일 예로, 리프스프링으로 제공될 수 있다.
이처럼 서포트요크(310)와 로어캠(330) 사이에 제2탄성부재(370)가 구비됨으로써, 랙바(140)를 통해 서포트요크(310)로 전달되는 역입력 하중이 효과적으로 완충된다.
더불어, 로어캠(330)과 서포트요크(310)는 결합부재(450)로 결합될 수 있는데, 이러한 결합부재(450)는 로어캠(330)의 중심부를 관통하여 서포트요크(310)의 후방면에 결합되게 되며, 결합부재(450)는 서포트요크(310)와 로어캠(330) 사이에 소정의 간격이 확보된 상태에서 이 둘을 결합하게 된다.
이러한 결합부재(450)는 헤드부(471)와 몸체부(473)로 이뤄질 수 있으며, 로어캠(330)의 중심부에는 관통홀(457)이 형성되어 있어서 결합부재(450)의 몸체부(473)가 관통홀(457)을 관통하여 서포트요크(310)의 후방면에 형성된 체결홀(491)에 삽입되어 결합되며, 결합부재(450)의 헤드부(471)는 로어캠(330)의 관통홀(457) 가장자리 부분(459)에 지지되게 된다.
이어서, 캠가이드(410)는 전방면에 로어캠(330)의 제1돌출부(453)와 대응되도록 제2경사면(511)을 가지는 제2돌출부(513)가 서포트요크(310) 방향으로 돌출되어 수개 형성된 구조로 이뤄진다.
한편, 캠가이드(410)의 후방면 중앙에는, 제1탄성부재(430)의 일측이 안착되는 요홈 형상의 안착홈(415)이 형성되어 있으며, 고정부재(320)가 결합되는 고정홀(417)이 형성되어 있다.
또한, 캠가이드(410)의 후방면 가장자리에는, 축방향으로 돌출된 돌출턱(411)이 형성되어 있고, 이러한 돌출턱(411)의 고정홀(417) 반대편에는 제1탄성부재(430)의 일단(431)이 삽입되어 고정되는 고정홈(413)이 요홈 형상으로 형성되어 있다.
또한, 캠가이드(410) 전방면의 제2돌출부(513) 측면에는 툴삽입홈(419)이 형성되어 있는데, 이러한 툴삽입홈(419)은, 타단(433)이 요크플러그(350)의 고정홈(553)에 삽입된 제1탄성부재(430)의 일단(431)이 캠가이드(410)의 고정홈(413)에 삽입되어 고정된 상태에서, 캠가이드(410)를 회전시킨 후, 결합부재(320)로 요크플러그(350)와 캠가이드(410)를 결합할 때, 캠가이드(410)를 잡아주기 위한 툴이 끼워지는 위치로 마련되며, 이와 같이 캠가이드(410)에 툴삽입홈(419)을 형성함으로써 탄성회전력이 가해진 캠가이드(410)와 요크플러그(350)의 조립이 간편해진다.
이어서, 제1탄성부재(430)는 캠가이드(410)의 후방면에 결합되어서, 캠가이드(410)에 탄성회전력을 제공하는데, 이러한 제1탄성부재(430)는 일 예로, 토션스프링으로 제공될 수 있다.
이러한 제1탄성부재(430)는 일단(431)이 캠가이드(410)의 후방면에 형성된 고정홈(413)에 삽입되고, 타단(433)이 요크플러그(350)의 캠가이드(410) 후방면과 마주하는 내주면에 축방향으로 형성된 고정홈(553)에 삽입된다.
이어서, 요크플러그(350)는 기어박스(130)의 실린더(250)에 결합되고, 내측에 제1탄성부재(430)의 타측이 고정되며, 로어캠(330)의 축방향 이동을 안내하는데, 일 예로, 요크플러그(350)는 원통 형상으로 이뤄지고 외주면에는 나사산이 형성되어서 실린더(250)의 내주면에 나사결합될 수 있다.
또한, 요크플러그(350)의 내주면에는 경방향 내측으로 돌출된 가이드돌기(551)가 형성되어 있어서, 전술한 바와 같이 가이드돌기(551)가 로어캠(330)의 외주면에 축방향으로 형성된 가이드홈(455)에 삽입되게 된다.
한편, 요크플러그(350)의 캠가이드(410) 후방면과 마주하는 내주면에는, 캠가이드(410)의 돌출턱(411)의 이동을 가이드하는 가이드홈(555)이 원주방향으로 소정구간 형성되는데, 이러한 가이드홈(555)의 일측은 돌출턱(411)의 이동을 제한하는 스토퍼 기능도 하게 된다.
이어서, 고정부재(320)는 요크플러그(350)의 후방면에서, 요크플러그(350)의 중심부를 관통하여 결합되는데, 이러한 고정부재(320)는 캠가이드(410)와 요크플러그(350)의 조립시 캠가이드(410)를 고정하는 기능을 한다.
즉, 탄성회전력이 가해지도록 제1탄성부재(430)를 캠가이드(410)와 요크플러그(350)에 결합하고, 결합부재(450)로 서포트요크(310)에 결합된 로어캠(330)을 요크플러그(350)에 조립한 후, 고정부재(320)를 제거하면, 캠가이드(410)가 탄성회전력에 의해 회전하게 되어서, 결국 로어캠(330)과 결합된 서포트요크(310)가 랙바(140) 쪽으로 밀리며 랙바(140)를 지지하게 되는 것이다.
한편, 이상에서 설명한 자동차 조향장치의 랙바 지지장치는, 도 1을 함께 참조할 때, 조향휠(100)에 연결된 조향축(105)으로부터 입력받은 회전력을 직선 운동으로 변환하는 랙기어(110)과 피니언기어(120)을 구비한 기어박스(130); 및 기어박스(130)에 결합되어 랙바(140)를 지지하는 전술한 자동차 조향장치의 랙바 지지장치를 포함하는 자동차 조향장치로 구성될 수도 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 자동차의 운행 시간이 증가함에 따라 상대적으로 랙바에 형성된 랙기어의 가장자리 부분보다 랙기어의 중앙 부분(조향휠의 중립 상태)의 치마모량이 더 많아짐으로 인하여, 랙기어의 중앙 부분에서 로어캠이 서포트요크를 랙바에 밀착시켜 유격 보상이 이루어진 후, 조향휠이 회전함에 따라 랙바가 좌측 또는 우측으로 이동한 경우에도, 서포트요크와 결합된 로어캠이 서포트요크 반대방향으로 원활히 밀리게 되어서, 랙바에 형성된 랙기어와 피니언기어 사이의 끼임 현상을 방지할 수 있는 효과가 있게 된다.
또한, 로어캠의 외주면에 가이드홈을 형성하고, 요크플러그의 내주면에 가이드돌기를 형성함으로써, 로어캠이 안정적으로 축방향으로 직선이동하며 서포트요크를 지지할 수 있는 효과가 있게 된다.
또한, 서포트요크와 로어캠 사이에 탄성부재가 구비됨으로써, 랙바를 통해 서포트요크로 전달되는 역입력 하중이 완충되는 효과가 있게 된다.
130 : 기어박스
140 : 랙바
250 : 실린더
300 : 본 발명의 일실시예에 따른 자동차 조향장치의 랙바 지지장치
310 : 서포트요크
330 : 로어캠
350 : 요크플러그
370 : 제2탄성부재
410 : 캠가이드
430 : 제1탄성부재

Claims (10)

  1. 기어박스의 실린더에 삽입되어 전방면에서 랙바의 후방면을 밀착 지지하는 서포트요크;
    전방면이 상기 서포트요크의 후방면을 지지하며, 후방면에 상기 서포트요크의 반대방향으로 돌출되되 원주방향으로 제1경사면과, 상기 제1경사면보다 완만하게 형성된 제2경사면을 가지는 제1돌출부가 수개 형성된 로어캠;
    전방면에 상기 제1돌출부와 대응되도록 상기 제1경사면과 대응되는 제3경사면 및 상기 제2경사면과 대응되는 제4경사면을 가지는 제2돌출부가 상기 서포트요크 방향으로 돌출되어 수개 형성된 캠가이드;
    일단이 상기 캠가이드의 후방면에 결합되어서, 상기 캠가이드에 탄성회전력을 제공하는 제1탄성부재; 및
    상기 실린더에 결합되고, 내측에 상기 제1탄성부재의 타단이 고정되며, 상기 로어캠의 축방향 이동을 안내하는 요크플러그;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 조향장치의 랙바 지지장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 로어캠의 외주면 또는 상기 요크플러그의 내주면 중 어느 한쪽에는 축방향으로 요홈 형상의 가이드홈이 형성되고, 나머지에는 상기 가이드홈에 삽입되는 가이드돌기가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차 조향장치의 랙바 지지장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 서포트요크와 로어캠 사이에, 상기 서포트요크로 전달되는 역입력 하중을 완충하도록 제2탄성부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차 조향장치의 랙바 지지장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 로어캠의 중심부를 관통하여 상기 서포트요크의 후방면에 결합되어서 상기 로어캠과 서포트요크를 결합하는 결합부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 조향장치의 랙바 지지장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 서포트요크의 외주면에 결합되되, 상기 실린더의 내주면과 상기 서포트요크의 외주면 사이의 충격을 완충하는 탄성링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 조향장치의 랙바 지지장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 캠가이드의 후방면 중앙에는, 상기 제1탄성부재의 일측이 안착되는 안착홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차 조향장치의 랙바 지지장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 캠가이드의 후방면 가장자리에는, 축방향으로 돌출된 돌출턱이 형성되고,
    상기 요크플러그의 상기 캠가이드 후방면과 마주하는 내주면에는, 상기 돌출턱의 이동을 가이드하는 가이드홈이 원주방향으로 소정구간 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차 조향장치의 랙바 지지장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 요크플러그의 후방면에는, 상기 캠가이드와 요크플러그의 조립시 캠가이드를 고정하는 고정부재가 요크플러그의 중심부를 관통하여 결합되는 것을 특징으로 하는 자동차 조향장치의 랙바 지지장치.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 서포트요크의 외주면에는, 상기 서포트요크와 로어캠 사이에 상기 제2탄성부재를 놓고, 상기 서포트요크와 로어캠을 상기 결합부재로 결합시, 상기 서포트요크를 잡아주기 위한 툴이 끼워지는 툴삽입홈이 축방향으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차 조향장치의 랙바 지지장치.
  10. 조향휠에 연결된 조향축으로부터 입력받은 회전력을 직선 운동으로 변환하는 랙기어와 피니언기어를 구비한 기어박스; 및
    상기 기어박스에 결합되어 랙바를 지지하는 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항의 자동차 조향장치의 랙바 지지장치;를 포함하는 자동차 조향장치.
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