KR101583696B1 - 자동 유격 보상이 가능한 랙바 지지 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 랙바와 요크서포트 간의 유격 보상을 위한 랙바 지지 장치의 구성부품 및 조립공정을 단순화하여 조립성과 양산성을 향상시킨 랙바 지지 장치를 제공하는 것이다. 이를 구현하기 위한 본 발명은, 랙바(2)의 일측면에 형성된 랙기어(2a)와 입력축(4)에 형성된 피니언기어(4a) 간의 치합 상태가 유지되도록 상기 랙바(2)의 타측면에 접촉되어 상기 랙바(2)를 상기 입력축(4)을 향하는 방향으로 지지하는 요크서포트(110); 상기 요크서포트(110)를 상기 랙바(2)에 밀착되도록 지지하고, 외주면에는 수나사부(141)가 형성된 지지부재(140); 상기 지지부재(140)의 내측면에 일측단이 고정되고, 상기 지지부재(140)가 회전되도록 탄성력을 작용하는 토션 스프링(150); 상기 지지부재(140)의 수나사부(141)의 치형에 대응되는 형상의 암나사부(161)가 내주면에 형성되어 상기 지지부재(140)와 나사방식으로 연결되고, 랙하우징(1)에 결합되는 요크플러그(160); 상기 토션 스프링(150)의 타측단이 고정되고, 일방향으로 회전시 상기 토션 스프링(150)에 토션을 인가하는 조정부재(170); 상기 요크플러그(160)를 관통하여 상기 지지부재(140)에 삽입되어 상기 지지부재(140)의 회전을 단속하는 고정핀(180); 및 상기 요크플러그(160)의 일측면을 관통하여 상기 조정부재(170)의 외주 일측면에 압입되어 상기 조정부재(170)의 풀림을 방지하는 홀딩핀(190)을 포함하여 구성된다.

Description

자동 유격 보상이 가능한 랙바 지지 장치{Rack bar supporting device capable of compensating clearance automatically}

본 발명은 랙-피니언 방식의 차량용 조향 장치에 구비되는 랙바와 요크서포트 간의 마찰에 의한 마모량 만큼의 유격을 자동으로 보상할 수 있는 랙바 지지 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 구성부품 및 조립공정을 단순화하여 조립성과 양산성을 향상시킨 자동 유격 보상이 가능한 랙바 지지 장치에 관한 것이다.

일반적으로 조향장치는 차량의 진행 방향을 운전자가 임의로 바꾸기 위한 장치로서, 운전석에 마련된 조향휠과, 조향휠의 하측에 연결되는 조향축, 및 조향축과 연결되어 조향력의 방향을 바꾸어 줌과 동시에 회전력을 증대시켜 링크 기구에 전달하는 기어박스를 포함하여 구성된다.

도 1은 등록특허 제10-0562579호에서 종래기술로 소개된 조향 장치에 구비되는 랙바 지지 장치의 일례를 나타낸 도면이다.

상기 기어박스는, 조향축으로부터 동력을 전달받는 입력축(4)이 내부에 설치되는 밸브하우징(3)과, 상기 밸브하우징(3)의 하부에 결합되며 랙바(2)가 내부에 설치되는 랙하우징(1)을 포함한다.

상기 입력축(4)의 하부 외주면에는 피니언기어(4a)가 형성되고, 상기 랙바(2)의 일측면에는 상기 피니언기어(4a)에 치합되는 랙기어(2a)가 형성된다. 상기 입력축(4)을 통하여 전달되는 회전력은 상기 피니언기어(4a)와 랙기어(2a)를 통해 전달되어 랙바(2)가 축방향(도면상 지면방향)으로 직선이동하게 된다. 즉, 상기 피니언기어(4a)와 랙기어(2a)는 입력축(4)의 회전운동을 랙바(2)의 직선운동으로 변환하며 동력을 전달하는 기능을 한다. 상기 랙바(2)의 직선이동방향에 따라 랙바(2)의 양측단에 연결된 링크 기구가 연동되어 차량의 양측 앞바퀴를 조향휠의 회전 방향을 따르도록 조향하게 된다.

상기 랙바(2)의 타측면에는 랙바(2)를 입력축(4)을 향하는 방향으로 탄성지지함과 동시에 랙바(2)의 이동을 안내하여 랙기어(2a)와 피니언기어(4a)가 원활히 치합될 수 있도록 하는 랙바 지지 장치가 구비된다.

상기 랙바 지지 장치는, 랙하우징(1)의 랙기어(2a) 후방측에 연통 형성되는 요크실린더(5)와, 랙바(2)의 랙기어(2a)가 형성된 반대측면에 접촉되어 랙바(2)를 지지하는 요크서포트(6)와, 상기 요크서포트(6)를 랙바(2) 측으로 탄성지지하는 스프링(7)과, 상기 스프링(7)의 후단을 지지하며 요크실린더(5)의 이탈을 방지하는 요크플러그(8)를 포함한다.

상기 요크실린더(5)는 그 내부에서 요크서포트(6)가 좌우방향으로 원활하게 슬라이딩 가능하도록 요크서포트(6)와의 사이에 소정의 반경방향 클리어런스(radial clearance)를 갖도록 형성되어 있다.

상기 요크서포트(6)의 전방면에는 원형단면을 갖는 랙바(2)의 후방면을 감쌀 수 있도록 이에 대응되는 대략 반원형상으로 함몰된 안내홈(6a)이 형성되어, 그 내부에 안착되는 랙바(2)의 이동을 안내함과 동시에 처짐을 방지한다. 상기 요크서포트(6)는 랙바(2)의 이동에 따라 랙바(2)의 후방면과 슬라이딩 마찰하게 되며, 마찰로 인해 랙바(2)가 마모되거나 소음을 발생하는 것을 방지하기 위해, 통상 요크서포트(6)는 랙바(2)보다 연성 재질인 플라스틱 소재로 구성된다.

상기 스프링(7)은 요크서포트(6)를 랙바(2) 측으로 밀착되도록 탄성지지함으로써, 랙기어(2a)와 피니언기어(4a)가 치합된 상태를 유지하도록 한다.

이와 같이 구성된 랙바 지지 장치의 구성에 의하면, 랙바(2)와 요크서포트(6) 간의 접촉면에서 마찰에 의한 마모량 만큼의 유격이 발생하는 경우, 상기 스프링(7)의 탄성력에 의해 요크서포트(6)를 랙바(2) 측으로 밀착되도록 이동시켜 유격을 보상할 수 있다.

그러나, 이와 같은 종래의 랙바 지지 장치는, 일정 기간 주행 후에는 랙바(2)를 지지하는 요크서포트(6)의 마모에 의한 유격으로 인하여 래틀 노이즈(rattle noise)를 발생시키고, 랙바(2)를 제대로 지지하지 못하여 조향 안정성이 떨어지는 문제점이 있다.

또한, 요크서포트(6)의 마모가 진행되어 유격이 커질 경우에는 스프링(7)의 변위 또한 그 유격만큼 커지게 되므로, 스프링(7)의 장력이 떨어져 노면으로부터 충격이 전달될 경우 래틀 노이즈가 더욱 심해지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 랙바와 요크서포트 간의 유격 보상을 위한 랙바 지지 장치의 구성부품 및 조립공정을 단순화하여 조립성과 양산성을 향상시킨 랙바 지지 장치를 제공하는 것이다.

상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 자동 유격 보상이 가능한 랙바 지지 장치는, 랙바(2)의 일측면에 형성된 랙기어(2a)와 입력축(4)에 형성된 피니언기어(4a) 간의 치합 상태가 유지되도록 상기 랙바(2)의 타측면에 접촉되어 상기 랙바(2)를 상기 입력축(4)을 향하는 방향으로 지지하는 요크서포트(110); 상기 요크서포트(110)를 상기 랙바(2)에 밀착되도록 지지하고, 외주면에는 수나사부(141)가 형성된 지지부재(140); 상기 지지부재(140)의 내측면에 일측단이 고정되고, 상기 지지부재(140)가 회전되도록 탄성력을 작용하는 토션 스프링(150); 상기 지지부재(140)의 수나사부(141)의 치형에 대응되는 형상의 암나사부(161)가 내주면에 형성되어 상기 지지부재(140)와 나사방식으로 연결되고, 랙하우징(1)에 결합되는 요크플러그(160); 상기 토션 스프링(150)의 타측단이 고정되고, 일방향으로 회전시 상기 토션 스프링(150)에 토션을 인가하는 조정부재(170); 상기 요크플러그(160)를 관통하여 상기 지지부재(140)에 삽입되어 상기 지지부재(140)의 회전을 단속하는 고정핀(180); 및 상기 요크플러그(160)의 일측면을 관통하여 상기 조정부재(170)의 외주 일측면에 압입되어 상기 조정부재(170)의 풀림을 방지하는 홀딩핀(190)을 포함하여 구성된다.

상기 요크플러그(160)의 후단부에는, 상기 랙하우징(1)과의 결합시 상기 랙하우징(1)의 외측으로 돌출되며 상기 조정부재(170)가 내측에 삽입되는 머리부(163)가 형성되고, 상기 홀딩핀(190)은, 상기 머리부(163)의 일측면에 형성된 홀딩핀 삽입홀(165)에 삽입되어 상기 조정부재(170)의 외주면에 형성된 홀딩핀 끼움홈(172)의 일측면에 압입될 수 있다.

상기 홀딩핀(190)은 삽입되는 방향을 기준으로 선단부(191)에서 후단부(192)를 향하여 직경이 점차 커지는 테이퍼진 형상으로 형성되고, 상기 홀딩핀 삽입홀(165)은 상기 홀딩핀(190)과 대응되는 형상으로 형성되되, 상기 홀딩핀 삽입홀(165)의 일측부는 상기 조정부재(170)가 삽입되는 조정부재 삽입구(163a)와 연통되도록 구성될 수 있다.

상기 홀딩핀(190)은 상기 토션 스프링(150)의 회전 복원력이 작용하는 방향과 반대방향으로 압입되는 것으로 구성될 수 있다.

상기 홀딩핀(190)은 단수로 구비될 수 있다.

본 발명에 따른 자동 유격 보상이 가능한 랙바 지지 장치에 의하면, 랙바와 요크서포트 간의 마찰에 의해 발생하는 마모량 만큼의 유격, 및 구성부품의 조립 공차의 누적에 의한 유격을 토션 스프링의 회전 복원력을 이용하여 자동으로 보상함으로써, 차량의 조향 동작을 위한 동력전달의 신뢰도를 향상시킴과 아울러 랙바와 요크서포트 간의 유격 증대시 발생하는 래틀 노이즈를 방지할 수 있다.

또한, 토션 스프링의 양단이 고정되는 지지부재와 조정부재의 회전을 단속하기 위한 고정핀과 홀딩핀을 구비함으로써, 랙바 지지 장치의 장착 단계에서 토션 스프링에 인가되는 토션량의 조정 작업을 간편하게 수행할 수 있다.

또한, 조정부재의 회전에 의해 토션 스프링에 토션이 인가된 후에 조정부재의 회전을 방지하기 위한 홀딩핀이 하나의 부품으로 이루어져 조정부재의 외주 일측면에 조정부재가 회전되려는 방향의 반대방향으로 압입되도록 구성함으로써, 랙바 지지 장치의 구성부품 및 조립공정을 단순화하여 조립성과 양산성을 향상시킬 수 있으며, 홀딩핀의 장착 여부를 외부에서 용이하게 확인할 수 있어 조립작업의 오류를 예방할 수 있다.

또한, 유격 보상을 위한 구성으로, 토션 스프링의 회전 복원력과 탄성부재의 인장 복원력이 함께 작용하도록 구성함으로써, 보다 정밀하고 확실한 유격 보상이 가능하다.

도 1은 등록특허 제10-0562579호에서 종래기술로 소개된 조향 장치에 구비되는 랙바 지지 장치의 일례를 나타낸 도면,
도 2는 본 발명에 따른 랙바 지지 장치의 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 랙바 지지 장치의 분해 사시도,
도 4는 홀딩핀이 압입되는 모습을 나타낸 사시도,
도 5는 요크플러그를 랙하우징에 나사결합시켜 랙바 지지 장치를 랙하우징의 내측에 결합한 모습을 나타낸 단면도,
도 6은 조정부재를 회전시켜 토션 스프링에 소정의 토션을 인가한 후에 홀딩핀을 압입하여 조정부재를 풀림이 방지되도록 고정한 모습을 나타낸 단면도,
도 7은 고정핀을 인출함에 따라 토션 스프링의 회전 복원력에 의해 요크서포트가 랙바 측으로 밀착된 모습을 나타낸 단면도,
도 8은 랙바와 요크서포트 간의 유격이 자동으로 보상된 모습을 나타낸 단면도.

첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 종래기술과 동일한 구성요소에 대해서는 도 1에서와 동일한 도면부호를 부여하여 설명하기로 한다. 명세서 상에서의 방향 표기는, 요크서포트(110)가 위치하는 도 2의 좌측 방향을 '전방'으로 표기하고, 요크플러그(160)가 위치하는 도 2의 우측 방향을 '후방'으로 표기하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 랙바 지지 장치(100)의 단면도, 도 3은 본 발명에 따른 랙바 지지 장치(100)의 분해 사시도, 도 4는 홀딩핀(190)이 압입되는 모습을 나타낸 사시도이다.

본 발명에 따른 자동 유격 보상이 가능한 랙바 지지 장치(100)는, 랙바(2)를 지지하는 요크서포트(110); 상기 요크서포트(110)의 후단면을 랙바(2) 측을 향하여 탄성지지하는 탄성부재(120); 상기 탄성부재(120)를 요크서포트(110) 측으로 가압되도록 지지하는 탄성부재 지지수단(130); 상기 탄성부재 지지수단(130)이 결합되고, 상기 요크서포트(110)를 랙바(2)에 밀착되도록 지지하는 지지부재(140); 상기 지지부재(140)의 내측면에 일측단(151)이 고정되고, 상기 지지부재(140)가 회전되도록 탄성력을 작용하는 토션 스프링(150); 상기 지지부재(140)의 외주면에 나사방식으로 연결되고, 랙하우징(1)에 체결되는 요크플러그(160); 상기 토션 스프링(150)의 타측단(152)이 고정되고, 일방향으로 회전시 상기 토션 스프링(150)에 토션을 인가하는 조정부재(170); 상기 요크플러그(160)를 관통하여 지지부재(140)에 삽입되어 지지부재(140)의 회전을 단속하는 고정핀(180); 및 상기 요크플러그(160)의 일측면을 관통하여 조정부재(170)의 외주 일측면에 압입되어 조정부재(170)의 풀림을 방지하는 홀딩핀(190)으로 구성된다.

상기 요크서포트(110)는, 랙바(2)의 일측면에 형성된 랙기어(2a)와 입력축(4)에 형성된 피니언기어(4a) 간의 치합 상태가 유지되도록 랙바(2)의 타측면에 접촉되어 랙바(2)를 입력축(4)을 향하는 방향으로 지지하는 기능을 한다. 상기 요크서포트(110)는 요크실린더(5)의 내측에서 전후방향으로 슬라이딩 가능하도록 원통형으로 구성되고, 요크서포트(110)의 전방면(111)은 랙바(2)의 후방면과 밀착될 수 있도록 반원형의 홈이 형성되고, 후단면(112)의 중앙에는 후술되는 지지부재(140)의 보스부(144)가 전방측으로 이동될 수 있는 통로를 제공하기 위한 소정깊이의 중공부(113)가 마련되어 있다.

상기 탄성부재(120)는, 그 후방에 위치하는 토션 스프링(150)의 회전 복원력에 의해 지지부재(140)가 회전되면서 전방측으로 이동할 때, 요크서포트(110)와 랙바(2) 간의 유격을 추가적으로 보상하는 기능을 한다. 본 실시예에서, 상기 탄성부재(120)는, 그 선단(121)이 요크서포트(110)의 후단면(112)에 지지되고, 그 후단(122)은 리프 스프링(131, leaf spring)의 전단면에 지지되는 코일 스프링(coil spring)으로 구성되어 있다. 다만, 상기 탄성부재(120)는 코일 스프링에 한정되지 않고, 요크서포트(110)가 랙바(2)를 향하는 방향으로 가압되도록 탄성력을 제공하기 위한 다양한 형태의 탄성체가 사용될 수 있다.

상기 탄성부재 지지수단(130)은, 후방에 위치하는 지지부재(140)의 전면에서 전방으로 돌출형성된 보스부(144)의 둘레에 끼움결합되어 상기 탄성부재(120)의 후단(122)이 지지되는 판상의 리프 스프링(131)과, 상기 보스부(144)에 끼워진 리프 스프링(131)의 위치가 고정되도록 보스부(144)에 체결되는 너트(132)로 구성된다.

상기 탄성부재(120)는 보스부(144)와 이에 체결되는 너트(132)의 둘레에 구비되어 이탈이 방지된다. 상기 리프 스프링(131)은 그 중앙부에 보스부(144)가 관통되는 관통홀(131a)이 형성된 판상의 스프링으로서, 상기 탄성부재(120)의 후단(122)을 전방을 향하여 탄성적으로 지지함으로써 탄성부재(120)에 의한 유격 보상 작용이 보다 안정적으로 이루어질 수 있도록 하는 기능을 한다. 상기 너트(132)는 보스부(144)에 나사방식 또는 압입방식으로 체결될 수 있다.

상기 지지부재(140)는, 그 전면(142)의 중앙부에 상기 보스부(144)가 돌출형성되고, 상기 보스부(144)의 후단 둘레에는 상기 전면(142)에서 전방으로 소정길이 돌출되어 리프 스프링(131)의 후면 중 관통홀(131a)의 주변부에 밀착되는 리프 스프링 안착부(143)가 형성되어 있다. 상기 리프 스프링 안착부(143)의 전면에 리프 스프링(131)이 안착되면, 리프 스프링(131)의 후면과 지지부재(140)의 전면 사이에는 상기 리프 스프링 안착부(143)의 돌출된 두께 만큼의 간극이 마련되어 리프 스프링(131)이 탄성 변형될 수 있는 여유공간을 확보할 수 있다.

상기 지지부재(140)의 외주면에는 후술되는 요크플러그(160)와 나사방식으로 연결되는 수나사부(141)가 형성되고, 지지부재(140)의 내측에는 토션 스프링(150)을 수용하기 위한 원통형의 홈이 후방측으로 개방되도록 형성되며, 그 내측 선단면에는 토션 스프링(150)의 선단(151)이 끼워져 고정되는 스프링 고정부(145)가 구비되어 있다.

상기 토션 스프링(150)은, 일방향으로의 비틀림에 의해 발생하는 회전 복원력에 의해 상기 지지부재(140)가 회전되도록 하기 위한 구성으로, 그 선단(151)은 지지부재(140)에 고정되고, 그 후단(152)은 후술되는 조정부재(170)에 고정된다. 따라서, 토션 스프링(150)의 선단(151)이 고정된 상태에서 조정부재(170)가 일측으로 회전하게 되면 토션 스프링(150)이 일방향으로 비틀어지면서 그 회전방향의 반대방향으로 회전되려는 복원력이 작용하게 된다.

상기 요크플러그(160)는, 그 내주면에 지지부재(140)의 수나사부(141)의 형상과 대응되는 암나사부(161)가 형성되어 지지부재(140)와 나사방식으로 연결되고, 그 외주면에는 랙하우징(1)과의 나사결합을 위한 수나사부(162)가 형성되어 있다. 이 경우 상기 지지부재(140)의 수나사부(141)와 요크플러그(160)의 암나사부(161)는 상대회전이 가능한 정도의 공차를 가지며 연결되어, 요크플러그(160)가 랙하우징(1)에 고정된 상태에서 토션 스프링(150)의 회전 복원력이 지지부재(140)에 작용하는 경우에, 지지부재(140)의 수나사부(141)는 요크플러그(160)의 암나사부(161)를 타고 슬라이딩되어 지지부재(140)가 원주방향으로 회전되는 동시에 축방향으로 전진이동하게 된다.

상기 요크플러그(160)의 후단면에는, 후방측으로 돌출된 머리부(163)가 형성된다. 상기 머리부(163)는 요크플러그(160)를 랙하우징(1)에 나사결합할 때 스패너 등의 공구조작이 용이하도록 다각 형상으로 구성될 수 있다. 또한, 상기 머리부(163)의 후단부 중앙에는 조정부재(170)의 외주면에 대응되는 형상의 조정부재 삽입구(163a, 도 4 참조)가 형성되어 있으며, 상기 조정부재 삽입구(163a)에는 조정부재(170)가 전방측으로는 이동되지 않고 제자리에서 회전 가능하도록 조정부재(170)의 몸체(171)의 전단부를 지지하는 단턱이 형성될 수 있다.

상기 요크플러그(160)가 랙하우징(1)에 결합되면, 상기 머리부(163)는 랙하우징(1)의 외측으로 돌출되어 위치하게 된다. 상기 머리부(163)의 일측면에는 그 내부로 관통되어 상기 조정부재 삽입구(163a)에 일측이 연통되는 홀딩핀 삽입홀(165)이 형성되어 있다.

상기 조정부재(170)는, 일방향으로 회전시 토션 스프링(150)에 토션을 인가하기 위한 구성으로, 상기 조정부재 삽입구(163a)에 삽입되어 회전될 수 있도록 몸체(171)는 원통형으로 구성되고, 상기 몸체(171)의 전방부에는 토션 스프링(150)의 후단(152)이 끼워져 고정되는 스프링 고정부(174)가 형성되어 있다. 상기 몸체(171)의 외주면에는 홀딩핀(190)이 삽입될 수 있는 공간을 형성하면서 홀딩핀(190)이 접촉되어 압입될 수 있도록 홀딩핀 끼움홈(172)이 형성되어 있다. 또한, 상기 몸체(171)의 후단면에는 렌치 등의 공구 삽입을 위한 다각형상의 공구삽입홈(173)이 형성될 수 있다.

상기 고정핀(180)은, 지지부재(140)와 요크플러그(160)가 나사방식으로 연결된 상태에서 지지부재(140)의 회전을 단속하기 위한 것으로, 직선형의 봉 형상으로 이루어진 삽입부(181)와, 그 후단부에서 절곡 형성된 손잡이부(182)로 구성되어 있다. 상기 고정핀(180)의 삽입부(181)가 삽입되기 위한 구성으로, 요크플러그(160)에는 조정부재 삽입홀(163a)의 일측에서 전후방으로 관통된 고정핀 삽입홀(164)이 형성되고, 지지부재(140)에는 고정핀(180)의 삽입부(181)의 끝단이 삽입되는 고정핀 삽입홀(146)이 형성되어 있다.

상기 지지부재(140)의 고정핀 삽입홀(146)은 1개소에 형성될 수도 있으나, 본 실시예에서와 같이 180°간격으로 대칭된 위치의 2개소에 형성될 수도 있다. 그리고, 상기 지지부재(140)의 전면(142) 가장자리부에는 지지부재(140)의 고정핀 삽입홀(146)과 동일한 연장선상에 형성되어, 상기 요크플러그(160)의 고정핀 삽입홀(164)과 지지부재(140)의 고정핀 삽입홀(146)이 전후방향으로 대응된 위치에 있는지 여부를 확인할 수 있도록 하는 방향표시홈(147)이 형성되어 있다. 따라서, 상기 방향표시홈(147)이 형성된 위치와 동일 선상에 요크플러그(160)의 고정핀 삽입홀(164)을 위치시키게 되면, 지지부재(140)의 고정핀 삽입홀(146)과 요크플러그(160)의 고정핀 삽입홀(164)은 전후방으로 동일선상에 위치하게 되어 고정핀(180)을 용이하게 삽입할 수 있게 된다.

상기 홀딩핀(190)은, 토션 스프링(150)에 토션을 인가하기 위해 조정부재(170)를 일방향으로 회전시킨 상태에서 조정부재(170)의 풀림이 방지되도록 조정부재(170)를 요크플러그(160)의 내부에 고정시키기 위한 구성으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 홀딩핀(190)은 요크플러그(160)의 머리부(163)에 형성된 홀딩핀 삽입홀(165)의 내측으로 삽입되어 조정부재(170)의 외주에 형성된 홀딩핀 끼움홈(172)의 일측면에 압입된다.

상기 홀딩핀(190)은 삽입되는 방향을 기준으로 선단부(191)에서 후단부(192)를 향하여 직경이 점차 커져 그 외주면이 테이퍼진 형상으로 형성되고, 이와 대응하여 상기 홀딩핀 삽입홀(165)은 홀딩핀(190)과 대응되는 형상으로 형성되되, 홀딩핀 삽입홀(165)의 일측부는 조정부재 삽입구(163a)와 연통되도록 개방된 형상으로 형성되어 있다. 또한, 상기 조정부재(170)의 풀림을 보다 확실하게 방지하기 위하여, 홀딩핀(190)은 토션 스프링(150)의 회전 복원력이 작용하는 방향(도 4에서 화살표 방향)과 반대방향을 향하여 압입되도록 삽입 방향을 설정함이 바람직하다.

상기 홀딩핀(190)은 조정부재(170)가 토션스프링(150)의 회전 복원력의 작용에 의해 풀림되려는 회전방향과 반대방향을 향하여 압입되고, 홀딩핀(190)의 외주면이 테이퍼진 형상으로 구성되므로, 조정부재(170)가 회전되려는 힘이 홀딩핀(190)의 외측면 전체에 축방향으로 작용하게 되므로, 하나의 홀딩핀(190)만을 사용하더라도 조정부재(170)의 회전력을 충분히 억제할 수 있다.

상기 홀딩핀(190)은 복수로 구비될 수도 있으나, 본 실시예에서와 같이 홀딩핀(190)을 하나의 부품으로 구성하고, 랙하우징(1)의 후방측으로 돌출되어 위치하는 요크플러그(160)의 머리부(163)의 일측면을 관통하여 조정부재(170)의 외주 일측면에 압입되도록 구성함으로써, 조정부재(170)의 풀림 방지를 위한 부품수를 줄이고, 홀딩핀(190)의 압입 공정을 단순화할 수 있으며, 홀딩핀(190)의 장착 여부를 용이하게 확인할 수 있게 된다.

이하, 도 5 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 랙바 지지 장치(100)를 랙하우징(1)에 장착하는 과정을 설명한다.

도 5는 요크플러그(160)를 랙하우징(1)에 나사결합시켜 랙바 지지 장치(100)를 랙하우징(1)의 내측에 결합한 모습을 나타낸 단면도이다.

먼저, 전술한 바와 같이 구성된 랙바 지지 장치(100)를 랙하우징(1)의 요크실린더(5)의 내측에 삽입하고, 요크플러그(160)를 랙하우징(1)에 나사방식으로 결합한다. 이 경우, 요크플러그(160)는 랙하우징(1)에 결합되어 고정되고, 고정핀(180)은 요크플러그(160)의 고정핀 삽입홀(164)을 관통하여 지지부재(140)의 고정핀 삽입홀(146)에 삽입된 상태에 있으므로, 상기 고정핀(180)에 의해 지지부재(140)의 회전이 방지된다.

도 6은 조정부재(170)를 회전시켜 토션 스프링(150)에 소정의 토션을 인가한 후에 홀딩핀(190)을 압입하여 조정부재(170)를 풀림이 방지되도록 고정한 모습을 나타낸 단면도이다.

다음 단계로, 홀딩핀(190)이 인출되어 있는 상태에서, 조정부재(170)를 설정된 방향 및 회전각도 만큼 회전시킨다. 상기 조정부재(170)는 요크플러그(160)의 머리부(163)에 형성된 조정부재 삽입구(163a) 내에서 전후방으로는 이동되지 않으며 제자리에서 회전하게 된다. 이 경우, 상기 고정핀(180)에 의해 지지부재(170)의 회전이 억제되고, 토션 스프링(150)의 선단(151)과 후단(152)은 각각 지지부재(140)와 조정부재(170)에 고정된 상태에 있으므로, 조정부재(170)의 회전량에 비례하여 토션 스프링(150)에는 토션이 인가되어 원래의 상태로 복귀하려는 회전 복원력이 작용하게 된다.

상기 조정부재(170)를 설정된 회전수로 회전시킨 후에는, 요크플러그(160)의 머리부(163)에 형성된 홀딩핀 삽입홀(165)에 홀딩핀(190)을 삽입시켜 홀딩핀(190)의 외측면이 조정부재(170)의 외주에 형성된 홀딩핀 끼움홈(172)의 일측면에 압입되도록 한다. 이와 같이 홀딩핀(190)을 압입한 후에는 조정부재(170)의 회전이 억제되며, 토션 스프링(150)은 토션이 인가된 상태로 고정된다.

도 7은 고정핀(180)을 인출함에 따라 토션 스프링(150)의 회전 복원력에 의해 요크서포트(110)가 랙바(2) 측으로 밀착된 모습을 나타낸 단면도이다.

다음 단계로, 고정핀 삽입홀(146,164)에 삽입되어 있던 고정핀(180)을 후방측으로 빼내어 인출한다. 이 경우, 토션 스프링(150)의 회전 복원력은 그 양단(151,152)이 고정된 지지부재(140)와 조정부재(170)에 함께 작용하고 있으나, 조정부재(170)는 홀딩핀(190)에 의해 회전이 억제되고, 지지부재(140)는 고정핀(140)에 의한 회전 억제력이 제거된 상태가 되므로, 지지부재(140)는 토션 스프링(150)의 회전 복원력의 작용에 의해 지지부재(140)는 그 외주에 형성된 수나사부(141)가 요크플러그(160)의 암나사부(161)를 타고 슬라이딩되면서 회전 및 전진 이동하게 된다. 이 경우, 상기 지지부재(140)는 요크서포트(110)가 랙바(2)에 밀착되는 거리까지만 전진이동한 후에 멈추게 되므로, 토션 스프링(150)은 조정부재(170)의 회전에 의해 인가되었던 전체 회전 복원량 중 일부만이 복원된다.

상기 지지부재(140)의 전진 이동시, 지지부재(140)의 보스부(144)에 결합되어 있는 리프 스프링(131)에 후단(122)이 지지된 탄성부재(120) 또한 전방의 요크서포트(110) 측으로 압축되므로 요크서포트(110)와 랙바(2) 간의 밀착력을 더욱 증대시킬 수 있다.

도 8은 랙바(2)와 요크서포트(110) 간의 유격이 자동으로 보상된 모습을 나타낸 단면도이다.

차량의 주행 기간이 경과됨에 따라, 랙바(2)와 요크서포트(110) 간에는 마찰에 의해 마모가 발생하게 되며, 발생된 마모량 만큼의 유격은 토션 스프링(150)에 인가되었던 회전 복원량이 모두 복원될 때까지 지지부재(140)가 회전 및 전진 이동되어 보상되며, 이와 더불어 탄성부재(120)의 인장 복원력에 의해서도 보상된다.

상기와 같이 본 발명에 의하면, 유격 보상을 위한 랙바 지지 장치(100)의 조립 및 장착 공정을 단순화할 수 있는 동시에 토션 스프링(150)에 토션을 인가하는 작업이 용이해지며, 토션 스프링(150)의 회전 복원력과 탄성부재(120)의 인장 복원력을 함께 이용하여 부품의 제작 공차 및 조립 공차 뿐만 아니라 마모에 따른 유격을 확실하게 보상할 수 있는 이점이 있다.

1 : 랙하우징 2 : 랙바
2a : 랙기어 3 : 밸브하우징
4 : 입력축 4a : 피니언기어
5 : 요크실린더 6 : 요크서포트
7 : 스프링 8 : 요크플러그
100 : 랙바 지지 장치 110 : 요크서포트
120 : 탄성부재 130 : 탄성부재 지지수단
131 : 리프 스프링 132 : 너트
140 : 지지부재 141 : 수나사부
142 : 전면 143 : 리프 스프링 안착부
144 : 보스부 145 : 스프링 고정부
146 : 고정핀 삽입홀 147 : 방향표시홈
150 : 토션 스프링 160 : 요크플러그
161 : 암나사부 162 : 수나사부
163 : 머리부 164 : 고정핀 삽입홀
165 : 홀딩핀 삽입홀 170 : 조정부재
171 : 몸체 172 : 홀딩핀 끼움홈
173 : 공구삽입홈 174 : 스프링 고정부
180 : 고정핀 181 : 삽입부
182 : 손잡이부 190 : 홀딩핀

Claims (5)

1. 차량용 조향장치에 구비되는 랙바를 지지하며, 랙바와 요크서포트 사이에 발생하는 유격을 자동으로 보상하기 위한 랙바 지지 장치에 있어서,
   랙바(2)의 일측면에 형성된 랙기어(2a)와 입력축(4)에 형성된 피니언기어(4a) 간의 치합 상태가 유지되도록 상기 랙바(2)의 타측면에 접촉되어 상기 랙바(2)를 상기 입력축(4)을 향하는 방향으로 지지하는 요크서포트(110);
   상기 요크서포트(110)를 상기 랙바(2)에 밀착되도록 지지하고, 외주면에는 수나사부(141)가 형성된 지지부재(140);
   상기 지지부재(140)의 내측면에 일측단이 고정되고, 상기 지지부재(140)가 회전되도록 탄성력을 작용하는 토션 스프링(150);
   상기 지지부재(140)의 수나사부(141)의 치형에 대응되는 형상의 암나사부(161)가 내주면에 형성되어 상기 지지부재(140)와 나사방식으로 연결되고, 랙하우징(1)에 결합되는 요크플러그(160);
   상기 토션 스프링(150)의 타측단이 고정되고, 일방향으로 회전시 상기 토션 스프링(150)에 토션을 인가하는 조정부재(170);
   상기 요크플러그(160)를 관통하여 상기 지지부재(140)에 삽입되어 상기 지지부재(140)의 회전을 단속하는 고정핀(180); 및
   상기 요크플러그(160)의 일측면을 관통하여 상기 조정부재(170)의 외주 일측면에 압입되어 상기 조정부재(170)의 풀림을 방지하는 홀딩핀(190);을 포함하되,
   상기 요크플러그(160)의 후단부에는, 상기 랙하우징(1)과의 결합시 상기 랙하우징(1)의 외측으로 돌출되며 상기 조정부재(170)가 내측에 삽입되는 머리부(163)가 형성되고,
   상기 홀딩핀(190)은, 상기 머리부(163)의 일측면에 형성된 홀딩핀 삽입홀(165)에 삽입되어 상기 조정부재(170)의 외주면에 형성된 홀딩핀 끼움홈(172)의 일측면에 압입되는 것을 특징으로 하는 자동 유격 보상이 가능한 랙바 지지 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 홀딩핀(190)은 삽입되는 방향을 기준으로 선단부(191)에서 후단부(192)를 향하여 직경이 점차 커지는 테이퍼진 형상으로 형성되고,
   상기 홀딩핀 삽입홀(165)은 상기 홀딩핀(190)과 대응되는 형상으로 형성되되, 상기 홀딩핀 삽입홀(165)의 일측부는 상기 조정부재(170)가 삽입되는 조정부재 삽입구(163a)와 연통된 것을 특징으로 하는 자동 유격 보상이 가능한 랙바 지지 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 홀딩핀(190)은 상기 토션 스프링(150)의 회전 복원력이 작용하는 방향과 반대방향으로 압입되는 것을 특징으로 하는 자동 유격 보상이 가능한 랙바 지지 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 홀딩핀(190)은 단수로 구비되는 것을 특징으로 하는 자동 유격 보상이 가능한 랙바 지지 장치.
   

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