KR101450329B1 - 랙 피니언 방식 조향장치의 타이로드 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 랙 피니언 방식 조향장치의 타이로드에 관한 것으로, 본 발명에 의하면, 종래에 자동차의 충돌시 타이로드와 타이로드 엔드가 결합되는 부위가 변형 또는 파손되어 충돌 성능이 낮아지고 너클과 결합된 바퀴의 회전이 어려워지는 것을 방지하게 되는 효과가 있다.
또한, 타이로드의 연결부만 길이를 다르게 별도 생산하면 자동차의 차종에 따라 길이가 서로 다른 수많은 사양의 타이로드를 제작하지 않아도 되어 제조 공정과 단가를 낮출 수 있게 되는 효과가 있게 된다.

Description

랙 피니언 방식 조향장치의 타이로드{Tie Rod of Rack and Pinion Type Steering Apparatus}
본 발명은 랙 피니언 방식 조향장치의 타이로드에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 종래에 자동차의 충돌시 타이로드와 타이로드 엔드가 결합되는 부위가 변형 또는 파손되어 충돌 성능이 낮아지고 너클과 결합된 바퀴의 회전이 어려워지는 것을 방지하게 되고 또한, 타이로드의 연결부만 길이를 다르게 별도 생산하면 자동차의 차종에 따라 길이가 서로 다른 수많은 사양의 타이로드를 제작하지 않아도 되어 제조 공정과 단가를 낮출 수 있게 되는 랙 피니언 방식 조향장치의 타이로드에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 조향장치는 차량의 진행 방향을 운전자의 의지대로 변경할 수 있도록 하기 위한 장치로서 차량의 앞바퀴가 선회하는 회전 중심을 임의로 변경하여 운전자가 원하는 방향으로 차량을 진행시킬 수 있도록 보조하는 장치이다.
이러한 차량의 조향장치에는 운전석에 배치되는 조향휠과 이에 연결된 조향축, 그리고 조향축과 유니버셜 조인트(Universal Joint)를 통해 연결되는 기어박스 및 조향축을 차체에 고정시킬 수 있도록 그 외부에 장착되는 조향컬럼 등이 구비된다.
도 1은 종래의 랙 피니언 방식 조향장치의 일부 사시도이고, 도 2는 종래 랙 피니언 방식 조향장치의 일부를 도시한 단면도이다.
도 1과 도 2에서 도시된 바와 같이 종래의 랙 피니언 방식 조향장치(100)는 조향축(105)으로부터 입력받은 회전력을 직선 운동으로 변환하는 랙-피니언 기구부(130), 랙(미도시)이 형성되어 있고 양단부에 이너 볼 조인트(Inner Ball Joint, 210)를 구비하며 랙하우징(220)의 내측에서 직선운동하는 랙바(230), 이너 볼 조인트(210)의 볼과 일체로 형성된 타이로드(110), 타이로드(110)와 연결된 타이로드 엔드(120), 타이로드 엔드(120)의 끝단에 구비된 아우터 볼 조인트(Outer Ball Joint, 125) 및 랙하우징의 단부에 결합되며 이너 볼 조인트(210)를 감싸는 벨로우즈(140)를 포함하여 구성된다.
이와 같은 구성의 랙 피니언 방식 조향장치는 랙바(230)에 형성된 랙 기어부와 접하여 동력을 전달하는 피니언 기어를 포함하고 있어, 운전자가 조향휠을 회전시키면 회전력이 조향축(105)과 유니버셜 조인트(미도시)를 통하여 피니언 기어로 전달되며, 전달된 회전력은 랙과 피니언 기어에 의해 직선 방향의 힘으로 변화하여 랙바(230)를 직선운동시킨다.
또한, 랙 피니언 방식 조향장치는 랙 기어가 형성된 랙바(230)의 좌우측 단부에 이너 볼 조인트(210)가 구비되는데, 이너 볼 조인트(210)는 타이로드(110)와 연결되며, 타이로드(110)는 록너트(150)로 타이로드 엔드(120) 및 아우터 볼 조인트(125)와 연결되어 타이어의 너클(Knuckle)과 연결된다.
이너 볼 조인트(210)는 구 형상의 볼부위(270)를 구비한 타이로드(110), 타이로드의 볼부위(270)를 감싸며 타이로드(110)와 랙바(230)를 연결시키는 볼하우징(240), 타이로드의 볼부위(270)와 볼하우징(240) 사이에 삽입되는 플라스틱 재질의 볼시트(250) 등이 서로 조립되어 연결되는 구조를 갖는다.
즉, 볼하우징(240)의 내부면에 플라스틱 재질의 볼시트(250)를 삽입하고 여기에 타이로드의 볼부위(270)를 조립한 후 볼하우징의 플렌지 끝단을 코킹(260)하여 고정시키는 구조로 되어 있다.
이와 같은 종래의 랙 피니언 방식 조향장치에 있어서, 자동차의 충돌시 타이로드와 타이로드 엔드가 결합되는 부위가 변형 또는 파손되어 충돌 성능이 낮아지고 너클과 결합된 바퀴의 회전이 어려워지는 문제점이 있었다.
또한, 자동차의 차종에 따라 길이가 서로 다른 수많은 사양의 타이로드를 제작해야만 하여서 제조 공정과 제조 단가가 높아지는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 전술한 배경에서 안출된 것으로, 자동차의 충돌시 타이로드와 타이로드 엔드가 결합되는 부위가 변형 또는 파손되어 충돌 성능이 낮아지고 너클과 결합된 바퀴의 회전이 어려워지는 것을 방지하는데 그 목적이 있다.
또한, 자동차의 차종에 따라 길이가 서로 다른 수많은 사양의 타이로드를 제작하지 않아도 되어 제조 공정과 단가를 낮출 수 있게 되는 랙 피니언 방식 조향장치의 타이로드를 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예는 일측은 랙하우징의 내부에서 직선운동하는 랙바와 볼하우징을 매개로 볼 조인트 결합되고 타측은 타이로드 엔드와 결합되는 것으로, 상기 볼하우징과 결합되는 볼스터드부, 상기 타이로드 엔드와 결합되는 엔드결합부, 상기 볼스터드부와 엔드결합부를 연결하는 연결부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 랙 피니언 방식 조향장치의 타이로드를 제공한다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 종래에 자동차의 충돌시 타이로드와 타이로드 엔드가 결합되는 부위가 변형 또는 파손되어 충돌 성능이 낮아지고 너클과 결합된 바퀴의 회전이 어려워지는 것을 방지하게 되는 효과가 있다.
또한, 타이로드의 연결부만 길이를 다르게 별도 생산하면 자동차의 차종에 따라 길이가 서로 다른 수많은 사양의 타이로드를 제작하지 않아도 되어 제조 공정과 단가를 낮출 수 있게 되는 효과가 있게 된다.
도 1은 종래의 랙 피니언 방식 조향장치의 일부 사시도;
도 2는 종래의 랙 피니언 방식 조향장치의 일부를 도시한 단면도;
도 3과 도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 랙 피니언 방식 조향장치의 타이로드를 나타내는 분해사시도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 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 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 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 3과 도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 랙 피니언 방식 조향장치의 타이로드를 나타내는 분해사시도이다.
이들 도면과 함께 도 2를 함께 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 랙 피니언 방식 조향장치의 타이로드(300)는, 일측은 랙하우징(도 2의 220 참조)의 내부에서 직선운동하는 랙바(도 2의 230 참조)와 볼하우징(도 2의 240 참조)을 매개로 볼 조인트 결합되고 타측은 타이로드 엔드(도 2의 120 참조)와 결합되는 것으로, 상기 볼하우징과 결합되는 볼스터드부(310), 상기 타이로드 엔드(도 2의 120 참조)와 결합되는 엔드결합부(330), 상기 볼스터드부(310)와 엔드결합부(330)를 연결하는 연결부(320)를 포함하여 구성된다.
랙하우징(도 2의 220 참조)은 내측에 조향축(도 1의 105 참조)의 피니언과 치결합되어 직선운동하는 랙바(도 2의 230 참조)를 수용하며 양단부에는 중심부쪽으로 직경이 축소되는 단턱부(도 2의 225)가 형성되어 있다.
이너 볼 조인트(도 2의 210 참조)는 랙바(220)와 타이로드(300)를 연결해 주는 역할을 하는 것으로, 타이로드(300)의 일측 끝단에 형성되어 있는 볼부위(313)와 볼 조인트 결합하여 구성된다.
볼하우징(도 2의 240 참조)의 일측은 랙이 형성된 랙바(220)의 단부와 결합되고 타측은 타이로드(300)와 결합되며, 볼하우징(240)의 타측은 타이로드(300)의 볼부위(313)를 감싸며 결합될 수 있도록 일방향으로 개구된 요홈 형상을 구비하고 있다.
볼하우징(240)은 그 개략적인 단면 형상이 "ㄷ" 형상과 "반원" 형상이 결합된 형상으로 형성되며, 이 볼하우징(240)에는 볼시트(250)가 삽입되어 타이로드(300)의 볼부위(313)와 결합된다.
랙바(220)는 조향휠의 조작시 랙하우징(220)의 내부에서 직선운동하면서 타이로드(300)와 너클암으로 연결된 양쪽 바퀴를 조작시켜 조향각을 만들어 자동차의 조향을 이루게 한다.
이렇게 랙바(220)와 결합된 타이로드(300)는 운전자의 조향휠 조작시 랙바(220)와 연동되어 랙하우징(220) 쪽으로 왕복 직선운동하게 되는데, 종래에는 자동차의 주행중 충돌이 발생되면 타이로드(300)와 타이로드 엔드(도 2의 120 참조)가 결합되는 부위가 변형이 발생되거나 파손되어 충돌 성능이 낮아지고 너클과 결합된 바퀴의 회전이 어려워지는 문제점이 있었다.
본 발명에 의한 타이로드(300)는 일측이 랙하우징의 내부에서 직선운동하는 랙바와 볼하우징을 매개로 볼 조인트 결합되고 타측은 타이로드 엔드(도 2의 120 참조)와 결합되는 것으로 볼스터드부(310), 연결부(320), 엔드결합부(330) 등이 각각 별개로 형성되어 결합되는 특징을 갖는다.
볼스터드부(310)는 랙바와 이너 볼 조인트 결합이 가능하도록 볼하우징과 결합되는 볼부위(313)가 형성되어 있고, 엔드결합부(330)는 타이로드 엔드(도 2의 120 참조)와 나사결합되는 나사부(339)가 형성되어 있으며, 연결부(320)는 중간에서 볼스터드부(310)와 엔드결합부(330)를 연결하며 결합된다.
볼스터드부(310)와 엔드결합부(330)를 연결하는 연결부(320)는 볼스터드부(310) 및 엔드결합부(330)보다 강성이 낮은 재질로 형성되어 있어서, 자동차의 충돌시 연결부(320)가 먼저 벤딩되며 충격을 흡수하게 되어 있다.
또한, 자동차의 충돌 발생시 경미한 경우에는 변형되거나 파손된 연결부(320)만 교체하면 되므로 상대적으로 교체 작업이 어려운 이너 볼 조인트 부위를 교체하지 않아도 되는 잇점이 있게 된다.
연결부(320)는 중공의 파이프 형상으로 형성되며 도 3에 도시된 본 발명의 일실시예에서는 연결부(320)의 양단이 각각 볼스터드부(310) 및 엔드결합부(330)와 나사결합되게 되어 있다.
즉, 볼스터드부(310)의 일측단에 수나사(315)를 형성하고, 연결부(320)의 양측단에는 암나사(325)를 형성하며, 엔드결합부(330)의 일측단에도 수나사(335)를 형성하여 이들을 서로 나사결합하게 된다.
먼저 볼스터드부(310)와 연결부(320)를 나사결합하고 이에 엔드결합부(330)를 나사결합하여 타이로드(300) 전체가 결합되면, 엔드결합부(330)의 공구체결부(337)에 공구를 결합한 상태에서 타이로드 엔드(도 2의 120 참조)를 엔드결합부(330)의 나사부(339)와 결합시키게 된다.
또한, 연결부(320)는 도 4에 도시된 것처럼 중공의 파이프 형상으로 형성되며 양단에 각각 볼스터드부(310) 및 엔드결합부(330)가 압입 결합될 수 있는데, 연결부(320)의 양단에 축방향으로 절개된 체결홈(325a)이 형성되고 볼스터드부(310) 및 엔드결합부(330)는 각각의 외주면에 돌출 형성되는 체결돌기(315a, 335a)가 구비되어 있어서, 볼스터드부(310) 및 엔드결합부(330)의 압입시 이들 체결돌기(315a, 335a)가 체결홈(325a)을 따라 가이드되며 정위치에서 결합이 가능하게 되어 있다.
즉, 볼스터드부(310)의 일측단과 엔드결합부(330)의 일측단에는 외주면에서 돌출되며 소정의 폭을 갖는 체결돌기(315a, 335a)를 축방향으로 형성하고, 연결부(320)의 양단에는 체결돌기(315a, 335a)의 폭과 동일한 폭을 갖는 체결홈(325a)을 축방향으로 형성한다.
그리고, 연결부(320)의 내주면 직경과 동일하거나 소정의 유격만큼 작은 직경을 갖는 볼스터드부(310)의 일측단과 엔드결합부(330)의 일측단을 연결부(320)의 양단에 압입하게 되는데, 이때 체결돌기(315a, 335a)를 체결홈(325a)에 끼우면서 압입하게 되어 압입시 비틀리거나 중심이 어긋나며 압입되는 것을 방지하게 되어 있다.
이와 같은 구조와 형상을 갖는 본 발명에 의하면, 종래에 자동차의 충돌시 타이로드와 타이로드 엔드가 결합되는 부위가 변형 또는 파손되어 충돌 성능이 낮아지고 너클과 결합된 바퀴의 회전이 어려워지는 것을 방지하게 되는 효과가 있다.
또한, 타이로드의 연결부만 길이를 다르게 별도 생산하면 자동차의 차종에 따라 길이가 서로 다른 수많은 사양의 타이로드를 제작하지 않아도 되어 제조 공정과 단가를 낮출 수 있게 되는 효과가 있게 된다.
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. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
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 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
210: 이너 볼 조인트 220: 랙하우징
230: 랙바 240: 볼하우징
300: 본 발명의 타이로드
310: 볼스터드부 313: 볼부위
315,335: 수나사 315a, 335a: 체결돌기
320: 연결부 325: 암나사
325a: 체결홈

Claims (5)

  1. 일측은 랙하우징의 내부에서 직선운동하는 랙바와 볼하우징을 매개로 볼 조인트 결합되고 타측은 타이로드 엔드와 결합되는 것으로,
    상기 볼하우징과 결합되는 볼스터드부, 상기 타이로드 엔드와 결합되는 엔드결합부, 상기 볼스터드부와 엔드결합부를 연결하는 연결부를 포함하여 구성되며, 상기 연결부는 상기 볼스터드부 및 엔드결합부보다 강성이 낮은 재질로 형성되어 자동차의 충돌시 벤딩되며 충격을 흡수하는 것을 특징으로 하는 랙 피니언 방식 조향장치의 타이로드.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결부는 중공으로 형성되며 양단이 각각 상기 볼스터드부 및 엔드결합부와 나사결합되는 것을 특징으로 하는 랙 피니언 방식 조향장치의 타이로드.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결부는 중공으로 형성되며 양단에 각각 상기 볼스터드부 및 엔드결합부가 압입 결합되는 것을 특징으로 하는 랙 피니언 방식 조향장치의 타이로드.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 연결부는 양단에 축방향으로 절개된 체결홈이 형성되고 상기 볼스터드부 및 엔드결합부는 외주면에 돌출 형성되는 체결돌기가 구비되어 상기 볼스터드부 및 엔드결합부의 압입시 상기 체결돌기가 체결홈을 따라 가이드되는 것을 특징으로 하는 랙 피니언 방식 조향장치의 타이로드.
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