KR101453401B1 - 랙 바 지지 구조 - Google Patents

Abstract

스티어링 기어의 랙 바를 지지하는 랙 바 지지 구조는, 상기 랙 바의 일측에 배치되어 상기 랙 바를 지지하는 랙 베어링, 상기 랙 베어링의 일측에 배치되는 어드저스트 플러그, 상기 랙 베어링과 상기 어드저스트 플러그 사이에 개재되는 실린더, 상기 실린더 내에 이동 가능하게 삽입되는 피스톤, 그리고 상기 어드저스트 플러그에 대해 상기 상기 피스톤을 탄성적으로 지지하는 코일 스프링을 포함한다. 상기 랙 베어링과 상기 실린더 사이에는 제1 오일 챔버가 형성되고, 상기 실린더와 상기 피스톤 사이에는 제2 오일 챔버가 형성되며, 상기 실린더에는 상기 제1 오일 챔버와 상기 제2 오일 챔버를 연결하는 오리피스가 형성된다. 랙 베어링과 어드저스트 플러그 사이에 배치되는 실린더 및 피스톤에 의해 2 개의 오일 챔버가 형성되고 또한 코일 스프링이 구비됨으로써 코일 스프링 및 유압에 의한 이중 댐핑 구조가 형성되어 래틀 노이즈를 크게 저감시키고 랙 베어링 마모에 따른 유격 증가를 보상해 중 수 있다.

Description

랙 바 지지 구조{Structure for supporting rack bar}

본 발명은 차량용 스티어링 기어의 랙 바(rack bar) 지지 구조에 관한 것이다.

차량의 조향 장치를 구성하는 스티어링 기어는 조향 휠에 연결된 스티어링 칼럼의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 장치이다.

스티어링 기어는 통상적으로 랙 피니언 방식으로 구성되며 차량의 좌우 방향으로 연장되어 형성되는 랙 하우징(rack housing)과 그 내부에 배치되는 랙 바를 포함한다.

랙 바에는 랙 기어(rack gear)가 형성되고, 랙 기어는 피니언 샤프트(pinion shaft)에 형성된 피니언 기어(pinion gear)에 치합된다.

한편, 랙 바를 피니언 샤프트 방향으로 지지하여 랙 기어와 피니언 기어 사이의 유격을 감소시키도록 작용하는 랙 바 지지 구조가 구비된다.

랙 바 지지 구조는 랙 하우징(rack housing)에 설치되며, 통상 랙 바에 접촉하여 랙 바를 지지하는 랙 베어링(rack bearing), 랙 베어링의 일측에 이동 가능하게 배치되는 어드저스트 플러그(adjust plug), 그리고 랙 베어링과 어드저스트 플러그 사이에 탄성적으로 지지되는 상태로 배치되는 코일 스프링을 포함한다.

이러한 구조의 랙 바 지지 구조에서는 어드저스트 플러그가 랙 베어링과 접촉하게 되어 래틀 노이즈(rattle noise)를 유발하거나 내구 진행에 따른 랙 베어링의 마모로 래틀 노이즈가 커지는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 본 발명이 해결하려는 과제는 래틀 노이즈 저감 및 랙 베어링 마모를 보상할 수 있는 랙 바 지지 구조를 제공하는 것이다.

상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 스티어링 기어의 랙 바를 지지하는 랙 바 지지 구조는, 상기 랙 바의 일측에 배치되어 상기 랙 바를 지지하는 랙 베어링, 상기 랙 베어링의 일측에 배치되는 어드저스트 플러그, 상기 랙 베어링과 상기 어드저스트 플러그 사이에 개재되는 실린더, 상기 실린더 내에 이동 가능하게 삽입되는 피스톤, 그리고 상기 어드저스트 플러그에 대해 상기 상기 피스톤을 탄성적으로 지지하는 코일 스프링을 포함한다. 상기 랙 베어링과 상기 실린더 사이에는 제1 오일 챔버가 형성되고, 상기 실린더와 상기 피스톤 사이에는 제2 오일 챔버가 형성되며, 상기 실린더에는 상기 제1 오일 챔버와 상기 제2 오일 챔버를 연결하는 오리피스가 형성된다. 상기 제1 오일 챔버와 상기 제2 오일 챔버에 채워진 오일은 상기 오리피스를 통해 이동 가능하며, 상기 오일이 상기 제1 챔버로 이동하면서 오일 유압이 상기 랙 베어링에 직접 작용한다.

상기 랙 베어링과 상기 실린더 사이에는 상기 상기 제1 오일 챔버의 오일이 외부로 누출되는 것을 방지하기 위한 오 링이 배치될 수 있다.

상기 실린더와 상기 피스톤 사이에는 상기 상기 제 2 오일 챔버의 오일이 외부로 누출되는 것을 방지하기 위한 오 링이 배치될 수 있다.

상기 어드저스트 플러그에는 상기 실린더의 일단이 안착되는 그루브(groove)가 형성될 수 있다.

본 발명에 의하면, 랙 베어링과 어드저스트 플러그 사이에 배치되는 실린더 및 피스톤에 의해 2 개의 오일 챔버가 형성되고 또한 코일 스프링이 구비됨으로써 코일 스프링 및 유압에 의한 이중 댐핑 구조가 형성되어 래틀 노이즈를 크게 줄일 수 있으며, 랙 베어링 마모에 따른 유격 또한 보상할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 랙 바 지지 구조가 적용될 수 있는 스티어링 기어의 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1의 부분 확대 사시도이다.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 절개한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 랙 바 지지 구조의 분해 사시도이다.

이하에서 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명의 실시예에 따른 랙 바 지지 구조는 차량의 스티어링 기어의 랙 바를 지지한다.

도 1 및 도 2는 스티어링 기어(steering gear) 장치의 개략도이며, 본 발명의 실시예에 따른 랙 바 지지 구조는 스티어링 기어에 장착된다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 스티어링 기어(10)는 기어 하우징(11)을 포함하며, 랙 바(13)가 기어 하우징(11)의 내부에 배치된다. 기어 하우징(11)은 대략 차량의 좌우 방향으로 연장되어 형성되며 관 형상을 가질 수 있으며, 랙 바(13)는 좌우로 이동 가능하도록 기어 하우징(11)의 내부에 배치된다.

도면에서 랙 바(13)의 전방에 해당하는 부분에 랙 기어가 형성될 수 있으며, 랙 기어는 도면에서 피니언 샤프트(15)의 전방 부분에 형성되어 있는 피니언 기어에 치합된다.

본 발명의 실시예에 따른 랙 바 지지 구조는 랙 하우징(20) 내에 배치될 수 있다. 랙 바 지지 구조는 랙 바(13)의 랙 기어가 피니언 기어에 밀착되도록 랙 바(13)를 지지한다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 랙 바 지지 구조는 랙 바(13)의 일측에 배치되어 랙 바(13)를 지지하는 랙 베어링(30)를 포함한다. 랙 베어링(30)은 랙 바(13)에 접촉하는 접촉부(31)를 구비하며, 접촉부(31)가 형성되어 있는 쪽의 반대 쪽에는 함몰부(33)를 구비한다. 그리고 랙 바(13)에 접촉하는 부분에는 랙 부싱(rack bushing)(35)이 구비될 수 있다.

어드저스트 플러그(adjust plug)(40)는 랙 베어링(30)의 일측에 배치된다. 이때, 어드저스트 플러그(40)는 랙 베어링(30)에 가까워지거나 멀어지는 방향으로 이동할 수 있도록 형성될 수 있다.

랙 베어링(30)과 어드저스트 플러그(40) 사이에는 실린더(50)가 개재된다.

실린더(50)의 일단은 랙 베어링(30)의 함몰부(33)에 삽입되며 다른 일단은 랙 베어링(30)의 함몰부(33)에서 노출되어 어드저스트 플러그(40)에 지지된다. 이때, 어드저스트 플러그(40)에는 실린더(50)의 일단이 안착되는 그루브(groove)(41)가 형성될 수 있다. 그루브(41)가 형성됨으로써 실린더(50)가 보다 용이하고 안정적으로 안착될 수 있다.

이때, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 랙 베어링(30)과 실린더(50) 사이에는 제1 오일 챔버(81)가 형성된다. 즉, 실린더(50)의 선단이 랙 베어링(30)의 함몰부(33)의 바닥면에서 약간 이격된 상태로 배치됨으로써 실린더(50)와 랙 베어링(30) 사이에 공간이 형성되며 여기에 오일이 채워져 제1 오일 챔버(81)가 형성될 수 있다.

한편, 피스톤(60)이 실린더(50) 내에 이동 가능하게 배치된다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 실린더(50)의 내부 공간에 피스톤(60)이 배치된다. 이때, 실린더(50)와 피스톤(60) 사이에 제2 오일 챔버(83)가 형성된다. 즉, 실린더(50)의 내측 바닥면과 피스톤(60)이 약간 이격된 상태가 되어 공간이 형성되며 여기에 오일이 채워져 제2 오일 챔버(83)가 형성된다.

한편, 도 4를 참조하면, 피스톤(60)의 외면에는 그루브(61)가 형성되고, 이 그루브(63)에 오 링(O-ring)(63)이 배치될 수 있다. 즉, 오 링(63)은 실린더(50)와 피스톤(60) 사이에 배치되어 제2 오일 챔버(83)의 오일이 외부로 누출되는 것을 방지한다.

그리고 실린더(50)에는 제1 오일 챔버(81)와 제2 오일 챔버(83)를 연결하는 오리피스(51)가 형성된다.

한편, 어드저스트 플러그(40)에 대해 피스톤(60)을 탄성적으로 지지하는 코일 스프링(70)이 구비된다. 코일 스프링(70)은 피스톤(60)과 어드저스트 플러그(40) 에 각각 접촉되는 상태로 배치되어 피스톤(60)과 어드저스트 플러그(40) 에 의해 탄성적으로 지지되는 상태가 된다. 이때, 코일 스프링(70)은 피스톤(60)을 랙 바(13)가 위치하는 쪽으로 탄성적으로 지지하도록 배치된다. 이에 따라 외부 충격이 가해지는 경우 코일 스프링(70)에 의한 댐핑 효과에 더하여, 피스톤(60)이 제2 오일 챔버(83)의 오일을 가압하여 오리피스(51)를 통해 제1 유압 챔버(81)로 이동하도록 함으로써 유압 댐핑 효과도 얻을 수 있으며, 결과적으로 래틀 노이즈를 크게 줄일 수 있고 내구 진행에 따른 랙 베어링 마모도 보상해 줄 수 있다.

한편, 실린더(50)과 랙 베어링(30) 사이에 제1 오일 챔버(81)의 오일이 외부로 누출되는 것을 방지하기 위한 오 링(O-ring)(90)이 배치될 수 있다. 이때 실린더(50)의 외주면에는 오 링(90)이 삽입되기 위한 그루브(55)가 형성될 수 있다. 한편, 도면에는 오 링(90)이 하나인 경우가 도시되어 있으나 오 링(90)이 2개 이상으로 구비됨으로써 밀봉력 향상을 도모함과 동시에 랙 베어링(30)을 보다 안정적으로 지지할 수 있도록 할 수 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: 스티어링 기어 11: 기어 하우징
13: 랙 바 15: 피니언 샤프트
20: 랙 하우징 30: 랙 베어링
31: 접촉부 33: 함몰부
40: 어드저스트 플러그 41: 그루브
50: 실린더 51: 오리피스
55: 그루브 60: 피스톤
61: 그루브 63: 오 링
70: 코일 스프링
81: 제1 오일 챔버 83: 제2 오일 챔버
90: 오 링

Claims (4)

1. 스티어링 기어의 랙 바를 지지하는 랙 바 지지 구조로서,
   상기 랙 바의 일측에 배치되어 상기 랙 바를 지지하는 랙 베어링,
   상기 랙 베어링의 일측에 배치되는 어드저스트 플러그,
   상기 랙 베어링과 상기 어드저스트 플러그 사이에 개재되는 실린더,
   상기 실린더 내에 이동 가능하게 삽입되는 피스톤, 그리고
   상기 어드저스트 플러그에 대해 상기 상기 피스톤을 탄성적으로 지지하는 코일 스프링을 포함하며,
   상기 랙 베어링과 상기 실린더 사이에는 제1 오일 챔버가 형성되고,
   상기 실린더와 상기 피스톤 사이에는 제2 오일 챔버가 형성되며,
   상기 실린더에는 상기 제1 오일 챔버와 상기 제2 오일 챔버를 연결하는 오리피스가 형성되며,
   상기 제1 오일 챔버와 상기 제2 오일 챔버에 채워진 오일은 상기 오리피스를 통해 이동 가능하며,
   상기 오일이 상기 제1 챔버로 이동하면서 오일 유압이 상기 랙 베어링에 직접 작용하는 랙 바 지지 구조.
2. 제1항에서,
   상기 랙 베어링과 상기 실린더 사이에는 상기 제1 오일 챔버의 오일이 외부로 누출되는 것을 방지하기 위한 오 링이 배치되는 랙 바 지지 구조.
3. 제1항에서,
   상기 실린더와 상기 피스톤 사이에는 상기 제2 오일 챔버의 오일이 외부로 누출되는 것을 방지하기 위한 오 링이 배치되는 랙 바 지지 구조.
4. 제1항에서,
   상기 어드저스트 플러그에는 상기 실린더의 일단이 안착되는 그루브(groove)가 형성되는 랙 바 지지 구조.

Images