KR101619647B1 - 자동차용 파워 스티어링 장치의 랙 서포트 장치 - Google Patents

자동차용 파워 스티어링 장치의 랙 서포트 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량의 조향시 스티어링 기어에 의하여 랙바가 좌우 이송될 때, 랙바를 지지해주는 서포트 요크에서의 래틀 소음을 방지할 수 있도록 한 자동차용 파워 스티어링 장치의 랙 서포트 장치에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 서포트 요크의 배면에 유격흡수용 보이드를 갖는 서포트 요크 오버몰딩체를 일체형 또는 분리형 구조로 형성함으로써, 랙바에 대한 서포트 요크의 마찰력 및 랙바와 스티어링 기어 간의 마찰력을 감소시켜 핸들링 성능을 향상시킬 수 있고, 외력에 의한 충격이 서포트 요크에 전달되더라도 서포트 요크 오버몰딩체가 변형되면서 충격을 완충킬 수 있도록 한 자동차용 파워 스티어링 장치의 랙 서포트 장치를 제공하고자 한 것이다.

Description

자동차용 파워 스티어링 장치의 랙 서포트 장치{DEVICE FOR SUPPORTING RACK FOR STEERING OF VEHICLE}
본 발명은 자동차용 파워 스티어링 장치의 랙 서포트 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 조향시 스티어링 기어에 의하여 랙바가 좌우 이송될 때, 랙바를 지지해주는 서포트 요크에서의 래틀 소음을 방지할 수 있도록 한 자동차용 파워 스티어링 장치의 랙 서포트 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 차량의 파워스티어링 장치는 스티어링 휠의 각회전 조작력 경감을 위한 장치로서, 유압을 이용한 파워스티어링(Power Steering) 방식이 지속적으로 사용되고 있고, 최근에는 주행속도에 따른 조타력을 변화시키기 위해 전동식 파워스티어링 장치(MDPS: motor driven power steering)가 탑재되고 있다.
첨부한 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 파워스티어링 장치는 스티어링 휠과 연결되는 스티어링 기어(10)와, 스티어링 기어와 치합되어 조향시 좌우로 이동하는 랙바(12)와, 스티어링 기어(10)와 랙바(12) 간의 치합 상태를 유지시키기 위하여 랙바(12)의 이면에 서포트 가능하게 장착되는 서포트 요크(14)를 포함한다.
이때, 상기 스티어링 기어(10)는 스티어링 하우징(20)내에 베어링을 매개로 회전 가능하게 장착되고, 상기 서포트 요크(14)는 스티어링 하우징(20)의 하부에 형성된 요크 장착구(22)내에 장착된다.
또한, 상기 서포트 요크(14)의 외경면에는 2개 이상의 제1오링(15)이 장착되고, 그 배면에는 1개 이상의 제2오링(16)이 장착된다.
따라서, 상기 스티어링 하우징(20)의 요크 장착구(22)내에 제1 및 제2오링(15,16)이 장착된 서포트 요크(14)가 삽입되고, 뒤따라서 서포트 요크(14)를 스티어링 기어(10)쪽으로 가압해주는 스프링(17)을 사이에 두고 요크 플러그(18)가 체결됨으로써, 서포트 요크(14)의 조립이 완료된다.
이러한 종래의 서포트 요크 조립 구성 중, 상기 제1오링(15) 및 제2오링(16)은 서포트 요크(14)의 반경방향 래틀(rattle) 소음을 완충시키는 역할을 하고, 상기 스프링(17)은 서포트 요크(14)를 랙바(12)에 대하여 가압하는 동시에 길이방향 충격을 완충시키는 역할을 한다.
그러나, 종래의 서포트 요크 조립 구조는 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 서포트 요크에 장착된 제1오링 및 제2오링이 스티어링 하우징의 요크 장착구 내경에 밀착되고, 스프링이 서포트 요크를 항시 가압하게 되므로, 랙바에 대한 서포트 요크의 마찰력 및 랙바와 스티어링 기어 간의 마찰력이 증가하여 랙바의 조향 이동 후 복원성능이 저하되는 문제점이 있다.
둘째, 랙바에 대한 서포트 요크의 마찰력 및 랙바와 스티어링 기어 간의 마찰력이 증가함에 따라, 부드러운 핸들링감(steering feel)을 제공하지 못하는 문제점이 따르게 된다.
셋째, 타이어로부터의 입력하중과 같은 외력이 직접적으로 랙바에 전달되어, 랙바와 접한 서포트 요크가 길이방향을 따라 움직일 때, 스프링이 그 움직임을 완충시키게 되지만, 랙바와 서포트 요크의 움직임에 따른 충격음이 발생하는 문제점이 있고, 또한 랙바의 변위 발생시 지오메트리 좌우차로 인하여 핸들링 성능이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 서포트 요크의 배면에 유격흡수용 보이드를 갖는 서포트 요크 오버몰딩체를 일체형 또는 분리형 구조로 형성함으로써, 랙바에 대한 서포트 요크의 마찰력 및 랙바와 스티어링 기어 간의 마찰력을 감소시켜 핸들링 성능을 향상시킬 수 있고, 외력에 의한 충격이 서포트 요크에 전달되더라도 서포트 요크 오버몰딩체가 변형되면서 충격을 완충킬 수 있도록 한 자동차용 파워 스티어링 장치의 랙 서포트 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은: 스티어링 기어와, 스티어링 기어와 치합되어 조향시 좌우로 이동하는 랙바와, 스티어링 하우징의 요크 장착구내에 삽입되어 랙바의 이면에 서포트 가능하게 밀착되는 서포트 요크를 포함하는 자동차용 파워 스티어링 장치의 랙 서포트 장치에 있어서, 상기 서포트 요크의 배면에 유격흡수용 보이드를 갖는 서포트 요크 오버몰딩체를 밀착 배치시키고, 요크 장착구의 입구에 서포트 요크 오버몰딩체를 서포트 요크쪽으로 밀어주는 요크 플러그를 체결하여서 된 것을 특징으로 하는 자동차용 파워 스티어링 장치의 랙 서포트 장치를 제공한다.
바람직하게는, 상기 서포트 요크 오버몰딩체는 서포트 요크의 배면에 일체로 성형되거나, 서포트 요크의 배면에 연접하는 분리형 타입으로 성형된 것임을 특징으로 한다.
특히, 상기 유격흡수용 보이드는 서포트 요크 오버몰딩체내의 중심부에서 반경방향으로 연장되는 중공 구조로 형성된 것임을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 유격흡수용 보이드는 서포트 요크 오버몰딩체내의 중심부를 기준으로 1개 또는 2개 이상이 대칭형 구조로 형성된 것임을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 유격흡수용 보이드의 외끝단부는 서포트 요크 오버몰딩체의 외경면이 볼록하게 변형되는 것을 유도하기 위하여 구 형상의 변형유도구로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 서포트 요크 오버몰딩체는 탄성복원력을 갖는 러버 또는 플라스틱 재질로 성형된 것임을 특징으로 한다.
상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 서포트 요크의 배면에 유격흡수용 보이드를 갖는 서포트 요크 오버몰딩체를 일체형 또는 분리형 구조로 형성함으로써, 랙바에 대한 서포트 요크의 마찰력 및 랙바와 스티어링 기어 간의 마찰력을 감소시켜 핸들링 성능을 향상시킬 수 있다.
둘째, 외력에 의한 충격이 서포트 요크에 전달되더라도 서포트 요크 오버몰딩체가 반경방향으로 변형되면서 서포트 요크의 움직임 가능한 유격을 흡수하는 동시에 충격을 흡수하여 래들 소음을 용이하게 방지할 수 있다.
셋째, 기존의 다수의 오링 및 스프링 등을 제거하여 원가절감을 도모할 수 있다.
넷째, 기존 대비 스프링 작동 구간이 필요없으므로, 서포트 요크 길이를 줄일 수 있는 등 패키지 조립성에 유리한 장점을 제공한다.
도 1 및 도 2는 종래의 스티어링 장치의 랙 서포트 장치를 도시한 단면도 및 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 스티어링 장치의 랙 서포트 장치를 도시한 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 스티어링 장치의 랙 서포트 장치로서, 일반 조타 조건에서의 작동 상태를 도시한 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 스티어링 장치의 랙 서포트 장치로서, 래틀 발생 조건에서의 작동 상태를 도시한 단면도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명은 스티어링 기어와 랙바 간의 치합 상태를 유지시키기 위하여 랙바의 이면에 서포트 가능하게 장착되는 서포트 요크 장치를 제공하고자 한 것으로서, 서포트 요크의 배면에 유격흡수용 보이드를 갖는 서포트 요크 오버몰딩체를 일체형 또는 분리형 구조로 형성한 점에 특징이 있다..
이를 위한 본 발명의 랙 서포트 요크 장치는 첨부한 도 3에 도시된 바와 같다.
도 3에서, 도면부호 14는 서포트 요크를 지시한다.
상기 서포트 요크(14)는 스티어링 하우징의 요크 장착구내에 삽입되어, 스티어링 기어와 랙바 간의 치합 상태를 유지시키기 위하여 랙바의 이면에 밀착되는 것으로, 전면은 랙바에 밀착되는 아치형상으로 형성되고, 배면은 직선면으로 형성된다.
특히, 상기 서포트 요크(14)의 배면에 유격흡수용 보이드(32)를 갖는 서포트 요크 오버몰딩체(30)가 일체형 또는 분리형 구조를 이루며 밀착 배치된다.
보다 상세하게는, 상기 서포트 요크 오버몰딩체(30)는 탄성복원력의 특성을 갖는 러버 또는 플라스틱 재질을 이용하여 서포트 요크(14)의 배면에 일체로 사출 성형되거나, 분리형 타입으로 별도 성형되어 서포트 요크의 배면에 연접된다.
이때, 상기 서포트 요크 오버몰딩체(30)내에는 중공의 유격흡수용 보이드(32)가 형성되는데, 이 유격흡수용 보이드(32)는 서포트 요크 오버몰딩체(30)의 중심부에서 반경방향으로 연장되는 중공 공간으로 형성된다.
바람직하게는, 상기 유격흡수용 보이드(32)는 서포트 요크 오버몰딩체(30)내의 중심부를 기준으로 전체 반경방향을 따라 연장되어 1개의 중공공간을 이루거나, 또는 서포트 요크 오버몰딩체(30)내의 중심부를 기준으로 2개 또는 3개 이상이 대칭을 이루면서 반경방향을 따라 연장되어 2개 또는 3개의 중공공간으로 형성된다.
더욱 바람직하게는, 상기 유격흡수용 보이드(32)의 외끝단부는 충격에 의하여 서포트 요크 오버몰딩체(30)의 외경면이 볼록하게 변형되는 것을 유도하기 위하여 구 형상의 중공공간을 이루는 변형유도구(34)로 형성된다.
따라서, 첨부한 도 4 및 도 5에서 보듯이, 스티어링 하우징(20)의 요크 장착구(22)내에 서포트 요크(14) 및 서포트 요크 오버몰딩체(30)를 삽입하여, 서포트 요크(14)의 전면이 랙바(12)의 이면에 밀착되도록 한 후, 서포트 요크 오버몰딩체(30)의 배면에 밀착되는 요크 플러그(18)를 요크 장착구(22)의 입구에 체결함으로써, 본 발명의 랙 서포트 장치에 대한 조립이 완료된다.
여기서, 상기와 같이 조립된 본 발명의 랙 서포트 장치에 대한 작동 상태를 설명하면 다음과 같다.
첨부한 도 4는 본 발명에 따른 스티어링 장치의 랙 서포트 장치로서, 일반 조타 조건에서의 작동 상태를 도시한 단면도이다.
정상적인 조향시 스티어링 휠과 연결된 스티어링 기어(10)가 조향 방향으로 회전하는 동시에 조향력이 랙바(12)로 전달되고, 랙바(12)가 좌우로 이동하며 차량의 조향이 이루어진다.
이때, 상기 랙바(12)는 서포트 요크(14)에 의하여 지지되고, 서포트 요크(14)는 탄성력을 갖는 서포트 요크 오버몰딩체(30)에 의하여 지지되는 상태가 된다.
이렇게 상기 서포트 요크 오버몰딩체(30)의 탄성력에 의하여 서포트 요크(14)가 랙바(12)를 단순히 가압하며 지지하는 상태가 되므로, 랙바에 대한 서포트 요크의 마찰력 및 랙바와 스티어링 기어 간의 마찰력이 증가하는 것을 방지할 수 있다.
즉, 기존에 제1오링 및 제2오링이 스티어링 하우징의 요크 장착구 내경에 밀착되는 힘에 의하여 서포트 요크가 랙바쪽 또는 랙바의 반대쪽으로 움직이지 못하는 현상이 배제되고, 단순히 서포트 요크 오버몰딩체(30)의 탄성력에 의하여 서포트 요크(14)가 랙바(12)를 가압하며 지지하는 상태가 되므로, 결국 랙바에 대한 서포트 요크의 마찰력 및 랙바와 스티어링 기어 간의 마찰력이 증가하는 것을 방지하여, 조향 성능을 향상시킬 수 있다.
첨부한 도 5는 본 발명에 따른 스티어링 장치의 랙 서포트 장치로서, 래틀 발생 조건에서의 작동 상태를 도시한 단면도이다.
타이어로부터의 입력하중과 같은 외력이 직접적으로 랙바(12)에 전달되어, 랙바(12)와 접한 서포트 요크(14)가 길이방향을 따라 움직일 때, 서포트 요크 오버몰딩체(30)가 서포트 요크(14)의 움직임 충격을 완충시키게 된다.
즉, 상기 랙바(12)로부터 서포트 요크(14)에 외력이 전달되면, 서포트 요크(14)와 일체로 형성되거나 또는 분리형으로 접해 있던 서포트 요크 오버몰딩체(30)의 유격흡수용 보이드(32)가 수축하면서 서포트 요크(14)에 전달되는 외력을 완충시키게 된다.
이때, 상기 유격흡수용 보이드(32)가 수축하는 동시에 유격흡수용 보이드(32)의 외끝단에 구획된 변형유도구(34)도 수축하여, 변형유도구(34)와 접한 서포트 요크 오버몰딩체(30)의 외경부가 볼록하게 돌출되는 동시에 스티어링 하우징(20)의 요크 장착구(22) 내벽면에 밀착되는 상태가 된다.
이렇게 상기 변형유도구(34)가 수축하는 동시에 서포트 요크 오버몰딩체(30)의 외경부가 볼록하게 돌출되어 요크 장착구(22) 내벽면에 밀착됨으로써, 서포트 요크(14)와 요크 장착구(22) 간의 틈새 유격을 흡수하게 되므로, 서포트 요크의 움직임을 잡아주게 되고, 결국 서포트 요크의 움직임에 따른 요크장착구(22) 내벽과의 부딪침 소음 즉, 래틀 소음을 용이하게 방지할 수 있다.
10 : 스티어링 기어
12 : 랙바
14 : 서포트 요크
15 : 제1오링
16 : 제2오일
17 : 스프링
18 : 요크 플러그
20 : 스티어링 하우징
22 : 요크 장착구
30 : 서포트 요크 오버몰딩체
32 : 유격흡수용 보이드
34 : 변형유도구

Claims (6)

  1. 스티어링 기어와, 스티어링 기어와 치합되어 조향시 좌우로 이동하는 랙바와, 스티어링 하우징의 요크 장착구내에 삽입되어 랙바의 이면에 서포트 가능하게 밀착되는 서포트 요크를 포함하는 자동차용 파워 스티어링 장치의 랙 서포트 장치에 있어서,
    상기 서포트 요크의 배면에 유격흡수용 보이드를 갖는 서포트 요크 오버몰딩체를 밀착 배치시키고, 요크 장착구의 입구에 서포트 요크 오버몰딩체를 서포트 요크쪽으로 밀어주는 요크 플러그를 체결하여서 된 것을 특징으로 하는 자동차용 파워 스티어링 장치의 랙 서포트 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 서포트 요크 오버몰딩체는 서포트 요크의 배면에 일체로 성형되거나, 서포트 요크의 배면에 연접하는 분리형 타입으로 성형된 것임을 특징으로 하는 자동차용 파워 스티어링 장치의 랙 서포트 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 유격흡수용 보이드는 서포트 요크 오버몰딩체내의 중심부에서 반경방향으로 연장되는 중공 구조로 형성된 것임을 특징으로 하는 자동차용 파워 스티어링 장치의 랙 서포트 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 유격흡수용 보이드는 서포트 요크 오버몰딩체내의 중심부를 기준으로 1개 또는 2개 이상이 대칭형 구조로 형성된 것임을 특징으로 하는 자동차용 파워 스티어링 장치의 랙 서포트 장치.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 유격흡수용 보이드의 외끝단부는 서포트 요크 오버몰딩체의 외경면이 볼록하게 변형되는 것을 유도하기 위하여 구 형상의 변형유도구로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 파워 스티어링 장치의 랙 서포트 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 서포트 요크 오버몰딩체는 탄성복원력을 갖는 러버 또는 플라스틱 재질로 성형된 것임을 특징으로 하는 자동차용 파워 스티어링 장치의 랙 서포트 장치.
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