KR101453400B1 - 자동차용 스티어링 기어의 유격 보상 장치 - Google Patents

자동차용 스티어링 기어의 유격 보상 장치 Download PDF

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KR101453400B1
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KR
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rack bar
driving
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김제원
손창욱
이진웅
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한국델파이주식회사
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Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 자동차용 스티어링 기어의 유격 보상 장치는 하우징 내에서 랙 바의 일측에 배치되어 상기 랙 바를 지지하는 랙 베어링, 상기 랙 베어링의 후방에 배치되어 상기 랙 베어링을 탄성적으로 지지하는 탄성부재, 상기 탄성부재의 후방에 배치되어 회전을 통해 상기 탄성부재를 상기 랙 바 측으로 가압하여 상기 탄성부재를 지지하는 유격 보상부, 상기 유격 보상부에 설치되어 상기 랙 바 및 상기 랙 베어링 간에 유격이 형성될 경우 상기 랙 바 측으로 이동하되 미리 설정된 거리만큼 이동될 경우 상기 유격 보상부를 구동시키는 구동 신호를 생성하는 감지부, 상기 유격 보상부의 후방에 배치되어 상기 유격 보상부에 결합되고 상기 감지부로부터 상기 구동 신호를 전달받아 상기 유격 보상부에 회전력을 공급하는 구동부, 그리고 상기 구동부의 후방에 배치되어 상기 구동부를 지지하는 어드저스터 플러그를 포함한다. 본 발명에 의하면, 구동부 및 감지부롤 통하여 자동차의 운행정보 및 랙 바와 랙 베어링 간의 유격을 파악하여 서보모터의 구동을 통해 유격을 보상함으로써, 랙 바 및 랙 베어링 간의 정확한 유격을 보상하여 제품의 성능을 향상시킬 수 있고, 이를 통해 부품 간 발생하는 마찰음의 발생을 개선시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

자동차용 스티어링 기어의 유격 보상 장치{Clearance compensator of steering gear for car}
본 발명은 차량의 자동차용 스티어링 기어의 유격 보상 장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량에는 차량을 조향하기 위해 운전자의 조작력을 차량의 조향 력으로 변환시키는 스티어링 시스템이 설치된다.
이 스티어링 시스템(steering system)은 차량 내부에 설치되어 운전자가 조작하는 스티어링 휠(steering wheel), 스티어링 휠과 연결되어 회전하는 스티어링 컬럼(steering column), 그리고 스티어링 컬럼의 회전력을 차량의 조향력으로 변환하는 스티어링 기어(steering gear)를 포함한다.
이중 스티어링 기어는 운전자의 조작력을 회전력으로 변환 시키는 것으로서, 근래에는 적은 힘으로도 조향할 수 있는 스티어링 기어가 개시된 바 있다.
자세하게는, 스티어링 기어는 스티어링 컬럼으로부터 전달되는 회전력으로 회전하는 피니언(pinion), 피니언과 맞물려 길이 방향으로 이동하는 랙 바, 랙 바를 감싸며 랙 바의 이동을 가이드 하는 랙 바 하우징, 그리고 랙 바와 피니언이 맞물릴 수 있도록 랙 바를 지지하는 유격 보상 장치를 포함할 수 있다.
한편, 상기한 종래의 스티어링 기어의 유격 보상 장치는 하우징에 삽입되어 랙 바를 지지하는 랙 베어링, 랙 베어링을 탄성력으로 지지하는 코일스프링, 코일스프링을 지지하는 지지판, 회전을 통해 지지판을 랙 베어링 측으로 가압하는 캠부재, 캠부재의 회전력을 제공하는 토션 스프링, 그리고 하우징의 입구 측에 결합되어 캠부재를 지지하는 어드저스터 플러그를 포함할 수 있다.
하지만, 종래의 스티어링 기어의 유격 보상 장치는 다수의 부품들로 인하여 형상이 복잡하고 조립 및 교체 시 작업시간이 증가하게 되어 제품의 제작비용이 상승하는 문제점이 있었다.
또한, 부품의 장기간 사용 시 각 부품간의 마찰 및 접촉으로 인하여 각 부품이 마모되거나 인장되어 정확한 유격의 조정이 어려워 유격 조정 시 오차율이 높아지고, 이로 인해 부품간의 마찰음이 발생하게 되는 문제점이 있었다.
등록특허공보 10-1146936
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 본 발명이 해결하려는 과제는 부품의 구성을 단순화 하여 제품의 불량률을 줄이고, 자동차의 운행정보를 파악하고 감지부를 통해 랙 바와 랙 베어링 간의 유격을 판단하여 서보모터의 구동을 통해 정확한 유격 조정이 가능할 수 있는 자동차용 스티어링 기어의 유격 보상 장치를 제공하는 것이다.
상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 자동차용 스티어링 기어의 유격 보상 장치는 하우징 내에서 랙 바의 일측에 배치되어 상기 랙 바를 지지하는 랙 베어링, 상기 랙 베어링의 후방에 배치되어 상기 랙 베어링을 탄성적으로 지지하는 탄성부재, 상기 탄성부재의 후방에 배치되어 회전을 통해 상기 탄성부재를 상기 랙 바 측으로 가압하여 상기 탄성부재를 지지하는 유격 보상부, 상기 유격 보상부에 설치되어 상기 랙 바 및 상기 랙 베어링 간에 유격이 형성될 경우 상기 랙 바 측으로 이동하되 미리 설정된 거리만큼 이동될 경우 상기 유격 보상부를 구동시키는 구동 신호를 생성하는 감지부, 상기 유격 보상부의 후방에 배치되어 상기 유격 보상부에 결합되고 상기 감지부로부터 상기 구동 신호를 전달받아 상기 유격 보상부에 회전력을 공급하는 구동부, 그리고 상기 구동부의 후방에 배치되어 상기 구동부를 지지하는 어드저스터 플러그를 포함한다.
상기 유격 보상부는 상기 하우징 내부에 나사결합되어 상기 구동부로부터 회전력을 공급 받을 경우, 회전하여 상기 하우징 내부에 형성되는 나사산을 통해 상기 랙 베어링 측으로 이동하여 상기 탄성부재를 가압할 수 있다.
상기 유격 보상부의 외면에는 수나사가 형성되고, 상기 유격 보상부와 나사결합되는 상기 하우징의 내부에는 상기 수나사에 대응되는 암나사가 형성될 수 있다.
상기 유격 보상부는 일면에 상기 탄성부재가 지지되고 타면에 원주 방향으로 제1 경사면이 등간격으로 복수개 형성되는 제1 캠, 그리고 일면에 상기 제1 캠의 타면과 치합되도록 상기 제1 경사면에 대응되는 제2 경사면이 형성되고 타면은 상기 구동부와 결합되는 제2 캠을 포함할 수 있다.
상기 감지부는 상기 유격 보상부의 일면으로부터 타면 측으로 함몰된 홈 내측에 삽입되어 상기 랙 바 및 상기 랙 베어링 간에 유격이 형성되지 않을 경우 상기 랙 베어링에 접하고, 상기 랙 바 및 상기 랙 베어링 간에 유격이 형성될 경우 상기 랙 바 측으로 이동되는 상기 랙 베어링으로부터 이격되되, 상기 랙 베어링으로부터 이격 시 상기 홈 내에서 미리 설정된 거리만큼 이동되어 상기 구동부를 구동시키는 상기 구동 신호를 생성하는 센서, 그리고 상기 홈에 삽입되어 상기 센서를 상기 랙 바 측으로 탄성적으로 지지하는 보조 탄성부재를 포함할 수 있다.
상기 센서는 물체의 접촉 유무를 판별하는 접촉센서이고, 상기 감지부의 외측으로 돌출되어 상기 랙 베어링에 접촉되는 지지부, 그리고 상기 지지부로부터 연장되어 상기 홈의 내주면과 대응되는 형상으로 형성되고 상기 랙 바 및 상기 랙 베어링 간에 유격이 형성될 경우 상기 랙 바 측으로 이동하여 전면이 상기 홈의 내측 전면과 접촉되어 상기 구동 신호를 생성하는 접촉부를 포함할 수 있다.
상기 랙 바 및 상기 랙 베어링 간에 유격이 형성되지 않을 경우, 상기 유격 보상부 및 상기 랙 베어링 사이에 형성되는 유격의 크기는 50㎛ 또는 80㎛ 중 어느 하나일 수 있다.
상기 미리 설정된 거리는 30㎛ 또는 50㎛ 중 어느 하나일 수 있다.
상기 구동부는 상기 감지부로부터 상기 구동 신호를 제공받아 상기 구동 신호에 따른 미리 설정된 제어를 수행하는 서보모터일 수 있다.
상기 구동신호는 미리 설정된 거리보다 상기 랙 바와 상기 랙 베어링의 마모에 의한 유격이 더 커질 때 발생될 수 있다.
상기 미리 설정된 제어는 상기 감지부의 상기 구동 신호 입력 시 60°의 각도로 회전되는 제어일 수 있다.
본 발명에 의하면, 구동부 및 감지부롤 통하여 자동차의 운행정보 및 랙 바와 랙 베어링 간의 유격을 파악하여 서보모터의 구동을 통해 유격을 보상함으로써, 랙 바 및 랙 베어링 간의 정확한 유격을 보상하여 제품의 성능을 향상시킬 수 있고, 이를 통해 부품 간 발생하는 마찰음의 발생을 개선시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 부품이 간소화됨으로써, 부품의 조립 및 교체 시 소요되는 작업시간이 현저히 감소하여 제품의 제작비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 스티어링 기어의 유격 보상 장치가 적용되는 자동차용 스티어링 기어를 나타낸 개략도이다.
도 2는 도 1의 II-II선을 따라 절개한 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 스티어링 기어의 유격 보상 장치의 분해사시도이다.
도 4는 도 2의 ‘A’를 확대한 확대도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 스티어링 기어의 유격 보상 장치의 랙 바 및 랙 베어링 간에 마모에 의한 추가 유격이 형성되지 않을 경우를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 스티어링 기어의 유격 보상 장치의 랙 바 및 랙 베어링 간에 마모에 의한 추가 유격이 형성된 경우를 나타내는 개략적인 단면도이다.
이하에서 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 스티어링 기어의 유격 보상 장치가 적용되는 자동차용 스티어링 기어를 나타낸 개략도이고, 도 2는 도 1의 II-II선을 따라 절개한 개략적인 단면도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 스티어링 기어의 유격 보상 장치의 분해사시도이다. 또한, 도 4는 도 2의 ‘A’를 확대한 확대도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 스티어링 기어의 유격 보상 장치의 랙 바 및 랙 베어링 간에 마모에 의한 추가 유격이 형성되지 않을 경우를 나타내는 개략적인 단면도이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 스티어링 기어의 유격 보상 장치의 랙 바 및 랙 베어링 간에 마모에 의한 추가 유격이 형성된 경우를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 자동차용 스티어링 기어의 유격 보상 장치(이하 ‘자동차용 스티어링 기어의 유격 보상 장치’라 함)는 스티어링 기어(200)에 적용된다.
스티어링 기어(200)는 피니언(210), 랙 바(220) 및 랙 바(220)를 수용하는 랙 바 하우징(230)을 포함할 수 있다. 피니언(210)은 스티어링 휠(steering wheel, 도시 되지 않음)과 연결되어 운전자의 조작을 통해 스티어링 휠의 회전력을 전달받아 회전될 수 있다. 한편, 피니언(210)에 치합되는 랙 바(220)를 살펴보면, 랙 바(220)는 막대형상으로 길이방향의 일측 외주면에 피니언(210)과 치합가능한 기어부(221)가 형성될 수 있다. 즉, 랙 바(220)는 기어부(221)를 통해 피니언(210)과 치합되고, 스티어링 휠의 회전력이 전달될 경우 축방향으로 이동 가능할 수 있다. 한편, 랙 바(220)의 외측에는 관통된 관형상의 랙 바 하우징(230)이 랙 바(220)를 감싸듯 설치될 수 있다. 즉, 피니언(210) 및 랙 바(220)는 랙 바 하우징(230)의 내측에서 치합되며, 랙 바(220)는 랙 바 하우징(230) 내에서 축방향으로 이동될 수 있다.
한편, 피니언(210)과 랙 바(220)가 치합되는 랙 바 하우징(230)의 외측에는 본 자동차용 스티어링 기어의 유격 보상 장치가 설치된다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 자동차용 스티어링 기어의 유격 보상 장치는 랙 베어링(10)을 포함한다.
먼저, 랙 베어링(10)을 설명하기에 앞서, 하우징(40)에 대하여 먼저 설명한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 하우징(40)은 랙 바 하우징(230)의 외측으로 연장되어 형성되되, 피니언(210)과 랙 바(220)가 치합되는 랙 바 하우징(230)의 내측 부위와 관통되어 연결되는 관형의 부재로서, 랙 바 하우징(230)과 일체로 형성되거나 랙 바 하우징(230)과는 별도로 제작되어 체결수단을 통해 랙 바 하우징(230)에 체결될 수 있다.
즉, 본 자동차용 스티어링 기어의 유격 보상 장치는 상기한 하우징(40) 내에서 랙 바(220)의 일측에 배치되어 랙 바(220)를 지지하는 랙 베어링(10)을 포함한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 랙 베어링(10)은 하우징(40) 내에서 랙 바(220)의 일측에 배치되어 랙 바(220)를 지지한다. 즉, 랙 베어링(10)은 하우징(40)의 축방향으로 슬라이딩 가능하게 삽입되고, 랙 바(220)의 기어부(221)와 피니언(210)이 밀착되도록 랙 바(220)를 지지한다. 상세하게는, 랙 베어링(10)의 일측에는 랙 바(220)의 외주면과 대응되는 호형상의 랙 바 지지홈(11)이 형성되고, 랙 베어링(10)은 랙 바 지지홈(11)을 통해 랙 바(220)를 지지하되, 랙 바(220)의 축방향에 수직한 방향에서 랙 바(220)에 압력을 가하여 랙 바(220)를 지지하게 된다.
이때, 랙 바 지지홈(11)에는 랙 바(220)의 지지 시, 랙 베어링(10)과 랙 바(220)의 접촉면과의 마찰력을 감소시킬 수 있도록 부싱(111)이 더 설치될 수 있다. 예시적으로, 부싱(111)은 마찰계수가 작은 재질로 형성될 수 있다.
또한, 랙 베어링(10)의 외주면에는 오링 삽입 홈(13)이 형성되어 오링(131)이 삽입될 수 있다. 즉, 하우징(40) 내에 배치된 랙 베어링(10)은 외주면에 오링(131)이 설치됨으로써, 하우징(40) 내경의 크기에 부합되도록 설치되어 랙 베어링(10)과 하우징(40)의 내면 사이에 유격을 발생시키지 않게 된다. 이때, 오링(131)은 댐핑 역할을 수행하게 된다.
한편, 랙 베어링(10)의 타측은 후술할 탄성부재(60)에 의해 지지될 수 있도록 평판 또는 탄성부재(60)의 외형에 대응되는 형상으로 함몰된 홈으로 형성될 수 있다.
다음으로 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 자동차용 스티어링 기어의 유격 보상 장치는 어드저스터 플러그(20)를 포함한다.
어드저스터 플러그(20)는 하우징(40) 내에서 랙 베어링(10)의 후방에 배치된다. 더 자세하게는, 어드저스터 플러그(20)는 하우징(40)의 축방향으로 구동부(70)의 후방에 배치되어 랙 베어링(10), 탄성부재(60), 유격 보상부(30) 및 구동부(70)를 지지하여 이탈을 방지함과 동시에, 하우징(40)의 입구 측에 체결되어 하우징(40)의 내부로 이물질이 침투되는 것을 방지할 수 있다.
예시적으로, 어드저스터 플러그(20)는 원판형의 마개로, 하우징(40)의 내면과 대응되는 크기로 형성되어 하우징(40)의 내측으로 억지 끼워 맞춤을 통해 압입(壓入) 될 수 있으며, 외주면에 나사산(50)을 형성하고 하우징(40)의 입구측 내주면에도 이에 대응되는 나사산(50)을 형성하여 나사 결합될 수 있다. 그러나, 어드저스터 플러그(20)가 하우징(40)과 결합되는 구조는 필요에 따라 다양한 형태로 변경될 수 있다.
다음으로, 본 자동차용 스티어링 기어의 유격 보상 장치는 탄성부재(60), 유격 보상부(30), 감지부(80), 그리고 구동부(70)를 포함한다.
먼저, 유격 보상부(30)에 대해서 알아본다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 유격 보상부(30)는 하우징(40) 내부에 배치되고, 정확하게는 후술할 탄성부재(60)의 후방에 배치되어 회전을 통해 탄성부재(60)를 랙 바(220) 측으로 가압하여 탄성부재(60)를 지지한다.
더 자세하게는, 유격 보상부(30)는 하우징(40) 내부에 배치되되, 일면에 탄성부재(60)가 지지되고 타면에 원주 방향으로 제1 경사면(311)이 등간격으로 복수개 형성되는 제1 캠(31), 그리고 일면이 제1 캠(31)의 타면과 치합되도록 제1 경사면(311)에 대응되는 제2 경사면(331)이 형성되고 타면은 후술할 구동부(70)와 결합되는 제2 캠(33)을 포함할 수 있다.
즉, 유격 보상부(30)는 구동부(70)에 결합된 제2 캠(33)의 회전을 통하여 제2 캠(33)과 맞물린 제1 캠(31)을 랙 베어링(30) 측으로 이동시켜 랙 베어링(10)과 제1 캠(31) 사이에 설치된 탄성부재(60)를 가압하여 랙 베어링(10)과 랙 바(220) 사이의 유격을 보상할 수 있다.
한편, 이와는 다르게 유격 보상부(30)는 하우징(40) 내부에 나사결합되어 랙 바(220)와 랙 베어링(10) 사이에 유격이 발생하였을 때, 구동부(70)로부터 회전력을 공급 받아 회전하여 하우징(40) 내부에 형성되는 나사산을 통해 랙 베어링 측으로 이동하여 탄성부재(60)를 가압할 수 있도록 형성될 수 있다.
예시적으로, 유격 보상부(30)가 상기한 바와 같이 하우징(40)의 내부에 나사결합되는 구조로 형성될 경우, 유격 보상부(30)의 외면에는 수나사가 형성되고, 유격 보상부(30)와 나사결합되는 하우징(40)의 내부에는 수나사에 대응되는 암나사가 형성될 수 있다.
그러나, 유격 보상부(30)는 이에 한정되지 않고, 구동부(70)와 결합되어 구동부(70)로부터 회전력을 전달받아 탄성부재(60)에 힘을 가할 수 있는 다양한 형태로 변경되어 적용될 수 있다.
이와 같은, 유격 보상부(30)의 전방에는 탄성부재(60)가 배치된다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 랙 베어링(10)의 후방에는 랙 베어링(10)을 탄성적으로 지지하는 탄성부재(60) 배치된다.
탄성부재(60)는 압축 복원력을 통해 유격 보상부(30)에 지지되어 랙 베어링(10)을 탄성적으로 지지할 수 있는 압축스프링으로 구비될 수 있다.
그러나, 탄성부재(60)는 이에 한정되지 않고, 유격 보상부(30)의 형태에 따라 비틀림력이 가해지면 탄성변형되어 압축되었다가 비틀림력이 해제되면 탄성력에 의해 회전되어 다시 처음의 상태로 되돌아가는 토션 스프링으로 적용될 수 도 있다.
한편, 탄성부재(60)를 지지하는 유격 보상부(30)의 전면에는 감지부(80)가 설치된다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 유격 보상부(30)에는 랙 바(220) 및 랙 베어링(10) 간에 마모에 의한 추가 유격이 형성될 경우 랙 바(220) 측으로 이동하되, 미리 설정된 거리만큼 이동될 경우 유격 보상부(30)를 구동시키는 구동 신호를 생성하는 감지부(80)가 설치된다.
더 자세하게는, 감지부(80)는 유격 보상부(30)의 일면으로부터 타면 측으로 함몰된 홈(35) 내측에 삽입되어 랙 바(220) 및 랙 베어링(10) 간에 유격이 형성되지 않을 경우 랙 베어링(10)에 접하고, 랙 바(220) 및 랙 베어링(10) 간에 유격이 형성될 경우 랙 바(220) 측으로 이동되는 랙 베어링(10)으로부터 이격되되, 랙 베어링(10)으로부터 이격 시, 홈(35) 내에서 미리 설정된 거리만큼 이동되어 구동부(70)를 구동시키는 구동 신호를 생성하는 센서(81), 그리고 홈(35)에 삽입되어 센서(81)를 랙 바(220) 측으로 탄성적으로 지지하는 보조 탄성부재(83)를 포함하여 구성될 수 있다.
즉, 랙 베어링(10)으로부터 감지부(80)의 센서(81)가 이격되어 접촉이 해제되면, 감지부(80)는 랙 바(220)와 랙 베어링(10) 간의 유격 조정이 필요한 시점이라 판단하여 구동부(70)를 구동시켜 유격을 조정하게 된다.
이때, 감지부(80)의 센서(81)는 물체의 접촉 유무를 판별하는 접촉센서이고, 감지부(80)의 외측으로 돌출되어 랙 베어링(10)에 접촉되는 지지부(811), 그리고 지지부(811)로부터 연장되어 홈(35)의 내주면과 대응되는 형상으로 형성되고, 랙 바(220) 및 랙 베어링(10) 간에 유격이 형성될 경우, 랙 바(220) 측으로 이동하여 전면이 홈(35)의 내측 전면과 접촉되어 구동 신호를 생성하는 접촉부(813)로 구성될 수 있다.
따라서, 감지부(80)는 센서(81)의 지지부(811) 및 접촉부(813)의 접촉유무를 통해 랙 바(220)와 랙 베어링(10) 간의 유격 조정 시점을 판별할 수 있다.
더 자세하게는 도 5 및 도 6을 참조하면, 랙 바(220) 및 랙 베어링(10) 간에 유격이 형성되지 않을 경우, 유격 보상부(30) 및 랙 베어링(10) 사이에는 미리 정해진 간격으로 유격이 형성되되, 유격 보상부(30)의 홈(35)에 설치된 센서(81)의 지지부(811)는 랙 베어링(10)이 접해 있고, 지지부(811)로부터 연장된 접촉부(813)는 홈(35)의 내측 전면으로부터 미리 설정된 거리만큼 이격되어 있다.
반면, 랙 바(220) 및 랙 베어링(10) 간에 마모에 의한 추가 유격이 형성될 경우, 랙 베어링(10)이 탄성부재(60)의 탄성력에 의하여 전방으로 밀려 이동되고, 이에 따라 랙 베어링(10)에 접해 있던 센서(81)의 지지부(811)는 접촉부(813)의 후방에 배치된 보조 탄성부재(83)를 통해 탄성적으로 지지되어 전방으로 이동하게 되는데, 이때, 랙 베어링(10)이 지지부(811)와의 접촉이 해제되는 거리, 즉, 접촉부(813)가 홈(35)의 내측 전면과 접하는 거리이상으로 이동하게 되면, 접촉부(813)는 이를 랙 바(220)와 랙 베어링(10) 간의 유격 조정 시점이라 판단하고, 구동부(70)를 구동시킬 수 있는 구동 신호를 생성하게 된다.
예시적으로, 랙 바(220) 및 랙 베어링(10) 간에 마모에 의한 추가 유격이 형성되지 않을 경우, 유격 보상부(30) 및 랙 베어링(10) 사이에 형성되는 유격의 크기는 50㎛ 또는 80㎛ 중 어느 하나일 수 있고, 상기 센서(81)의 접촉부(813)가 유격 보상부(30)의 홈(35) 내에서 이동되는 미리 설정된 거리는 30㎛ 또는 50㎛ 중 어느 하나일 수 있다.
한편, 유격 보상부(30)와 어드저스터 플러그(20) 사이에는 구동부(70)가 배치된다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 구동부(70)는 유격 보상부(30)의 후방에 배치되어 유격 보상부(30)에 결합되고 감지부(80)로부터 구동 신호를 전달받아 유격 보상부(30)에 회전력을 공급한다.
이때, 구동부(70)는 감지부(80)로부터 구동 신호를 제공받아 구동 신호에 따른 미리 설정된 제어를 수행하는 서보모터일 수 있으며, 여기서 구동 신호는 미리 설정된 거리보다 랙 바(220)와 랙 베어링(10)의 마모에 의한 유격이 더 커질 때 발생될 수 있다.
즉, 구동부(70)는 서보모터로 적용되어 랙 바(220)와 랙 베어링(10)의 마모에 의한 유격이 미리 설정된 거리보다 더 커짐에 따라 발생되는 구동 신호를 전달받아 유격 보상부(30)에 회전력을 부가하여 랙 베어링(10)의 위치를 제어하여 랙 바(220)와 랙 베어링(10)간의 유격을 조정할 수 있다.
이때, 구동부(70)는 감지부(80)의 설정 거리에 비례하여 제어 값이 설정되는 것이 바람직하며, 예시적으로, 구동부(70)는 감지부(80)의 구동 신호 입력 시 60°의 각도(축 방향 이동 거리로 30㎛)로 회전되도록 설정될 수 있다. 이를 통해, 구동부(70)는 유격 보상부(30)를 회전시켜 랙 베어링(10)을 지지하여 랙 바(220)와 랙 베어링(10) 간의 유격을 조절할 수 있다.
이처럼 본 발명에 의하면, 구동부(70) 및 감지부(80)롤 통하여 자동차의 운행정보, 그리고 랙 바(220)와 랙 베어링(10) 간의 유격을 파악하여 서보모터의 구동을 통해 유격을 보상함으로써, 랙 바(220) 및 랙 베어링(10) 간의 정확한 유격을 보상하여 제품의 성능을 향상시킬 수 있고, 이를 통해 부품 간 발생하는 마찰음의 발생을 개선시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 부품이 간소화됨으로써, 부품의 조립 및 교체 시 소요되는 작업시간이 현저히 감소하여 제품의 제작비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
이상에서 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.
10. 랙 베어링(rack bearing)
11. 랙 바 지지홈 111. 부싱(bushing)
13. 오링 삽입 홈 131. 오링(oring)
20. 어드저스터 플러그(adjuster plug)
30. 유격 보상부
31. 제1 캠(cam) 311. 제1 경사면
33. 제2 캠 331. 제2 경사면
35. 홈
40. 하우징(housing)
50. 나사산
60. 탄성부재
70. 구동부
80. 감지부
81. 센서
811. 지지부 813. 접촉부
83. 보조 탄성부재
200. 스티어링 기어
210. 피니언(pinion)
220. 랙 바(rack bar)
221. 기어부
230. 랙 바 하우징(rack bar housing)

Claims (11)

  1. 하우징 내에서 랙 바의 일측에 배치되어 상기 랙 바를 지지하는 랙 베어링,
    상기 랙 베어링의 후방에 배치되어 상기 랙 베어링을 탄성적으로 지지하는 탄성부재,
    상기 탄성부재의 후방에 배치되어 회전을 통해 상기 탄성부재를 상기 랙 바 측으로 가압하여 상기 탄성부재를 지지하는 유격 보상부,
    상기 유격 보상부에 설치되어 상기 랙 바 및 상기 랙 베어링 간에 유격이 형성될 경우 상기 랙 바 측으로 이동하되 미리 설정된 거리만큼 이동될 경우 상기 유격 보상부를 구동시키는 구동 신호를 생성하는 감지부,
    상기 유격 보상부의 후방에 배치되어 상기 유격 보상부에 결합되고 상기 감지부로부터 상기 구동 신호를 전달받아 상기 유격 보상부에 회전력을 공급하는 구동부, 그리고
    상기 구동부의 후방에 배치되어 상기 구동부를 지지하는 어드저스터 플러그를 포함하는 자동차용 스티어링 기어의 유격 보상 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 유격 보상부는 상기 하우징 내부에 나사결합되어 상기 구동부로부터 회전력을 공급 받을 경우, 회전하여 상기 하우징 내부에 형성되는 나사산을 통해 상기 랙 베어링 측으로 이동하여 상기 탄성부재를 가압하는 자동차용 스티어링 기어의 유격 보상 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 유격 보상부의 외면에는 수나사가 형성되고,
    상기 유격 보상부와 나사결합되는 상기 하우징의 내부에는 상기 수나사에 대응되는 암나사가 형성되는 자동차용 스티어링 기어의 유격 보상 장치.
  4. 제1항에서,
    상기 유격 보상부는
    일면에 상기 탄성부재가 지지되고 타면에 원주 방향으로 제1 경사면이 등간격으로 복수개 형성되는 제1 캠, 그리고
    일면에 상기 제1 캠의 타면과 치합되도록 상기 제1 경사면에 대응되는 제2 경사면이 형성되고 타면은 상기 구동부와 결합되는 제2 캠을 포함하는 자동차용 스티어링 기어의 유격 보상 장치.
  5. 제1항에서,
    상기 감지부는 상기 유격 보상부의 일면으로부터 타면 측으로 함몰된 홈 내측에 삽입되어 상기 랙 바 및 상기 랙 베어링 간에 유격이 형성되지 않을 경우 상기 랙 베어링에 접하고, 상기 랙 바 및 상기 랙 베어링 간에 유격이 형성될 경우 상기 랙 바 측으로 이동되는 상기 랙 베어링으로부터 이격되되, 상기 랙 베어링으로부터 이격 시 상기 홈 내에서 미리 설정된 거리만큼 이동되어 상기 구동부를 구동시키는 상기 구동 신호를 생성하는 센서, 그리고
    상기 홈에 삽입되어 상기 센서를 상기 랙 바 측으로 탄성적으로 지지하는 보조 탄성부재를 포함하는 자동차용 스티어링 기어의 유격 보상 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 센서는 물체의 접촉 유무를 판별하는 접촉센서이고,
    상기 감지부의 외측으로 돌출되어 상기 랙 베어링에 접촉되는 지지부, 그리고 상기 지지부로부터 연장되어 상기 홈의 내주면과 대응되는 형상으로 형성되고 상기 랙 바 및 상기 랙 베어링 간에 유격이 형성될 경우 상기 랙 바 측으로 이동하여 전면이 상기 홈의 내측 전면과 접촉되어 상기 구동 신호를 생성하는 접촉부를 포함하는 자동차용 스티어링 기어의 유격 보상 장치.
  7. 제1항에서,
    상기 랙 바 및 상기 랙 베어링 간에 유격이 형성되지 않을 경우,
    상기 유격 보상부 및 상기 랙 베어링 사이에 형성되는 유격의 크기는 50㎛ 또는 80㎛ 중 어느 하나인 자동차용 스티어링 기어의 유격 보상 장치.
  8. 제1항에서,
    상기 미리 설정된 거리는 30㎛ 또는 50㎛ 중 어느 하나인 자동차용 스티어링 기어의 유격 보상 장치.
  9. 제1항에서,
    상기 구동부는 상기 감지부로부터 상기 구동 신호를 제공받아 상기 구동 신호에 따른 미리 설정된 제어를 수행하는 서보모터인 자동차용 스티어링 기어의 유격 보상 장치.
  10. 제9항에서,
    상기 구동 신호는 상기 미리 설정된 거리보다 상기 랙 바와 상기 랙 베어링의 마모에 의한 유격이 더 커질 때 발생되는 자동차용 스티어링 기어의 유격 보상 장치.
  11. 제9항에서,
    상기 미리 설정된 제어는 상기 감지부의 상기 구동 신호 입력 시 60°의 각도로 회전되는 제어인 자동차용 스티어링 기어의 유격 보상 장치.
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CN114060485A (zh) * 2021-11-08 2022-02-18 中汽创智科技有限公司 一种间隙调节装置及齿轮齿条转向器

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