KR101706467B1

KR101706467B1 - 자동차 조향장치

Info

Publication number: KR101706467B1
Application number: KR1020150123467A
Authority: KR
Inventors: 권태근
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2015-09-01
Filing date: 2015-09-01
Publication date: 2017-02-15

Abstract

본 발명은 자동차 조향장치에 관한 것으로, 상측단에 피니언샤프트가 삽입되는 샤프트 결합부가 구비되어 있는 랙하우징, 샤프트 결합부의 상단부에 결합되며 하단부에 샤프트 결합부의 외주면에 압입되는 인서트링이 일체로 형성되어 있는 더스트캡을 포함하는 자동차 조향장치를 제공한다.

Description

자동차 조향장치{Steering System Of Vehicle}

본 발명은 자동차 조향장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 랙하우징에 더스트캡을 압입 조립한 후에 제조 공정에서 운반 중 또는 자동차의 차체에 조립중에 충격을 받아 더스트캡이 이탈하거나 정위치에서 벗어난 상태가 되는 것을 방지하고, 더스트캡과 랙하우징을 안정적으로 지지해주어 랙하우징 내부에 수분이나 이물질의 유입이 방지됨으로써 피니언샤프트가 랙바와 안정적으로 작동될 수 있어서 조향력을 효과적으로 전달하며 운전자에게 안정감을 제공해주는 자동차 조향장치에 관한 것이다.

도 1은 종래 자동차 조향장치를 나타내는 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래 자동차 조향장치(100)는 랙하우징(150), 조향축(미도시)으로부터 회전운동을 입력받으며 하부 외주면에 피니언기어(107)가 형성되는 피니언샤프트(101), 피니언기어(107)와 치합되는 랙기어(122)가 형성되어 조향축(미도시)으로부터 입력받은 회전운동을 직선운동으로 변환하는 랙바(120), 랙하우징(150)의 내부에 구비되며 피니언샤프트(101)의 외주면을 감싸도록 형성되어 피니언샤프트(101)를 지지하는 베어링(103), 상측이 피니언샤프트(101)의 외주면에 안착되고 타측이 베어링(103)의 상측면에 안착되어 압입됨으로써, 베어링(103)을 지지하는 스톱링(102), 랙하우징(150)의 상측 내주면에 결합되되 베어링(103)의 상부에 구비되며 피니언샤프트(101)가 관통되는 플러그(130), 피니언샤프트(101)의 외주면을 감싸도록 플러그(130)의 상부 내주면에 구비되는 더스트씰(104), 플러그(130)와 랙하우징(150) 사이에 구비되어 누유를 방지하는 오링(109) 및 외부로부터 랙하우징(150) 내부로 먼지 또는 물 등의 이물질이 침투하는 것을 방지하기 위해 랙하우징(150)의 상부에 결합되는 더스트캡(110)을 포함하여 구성된다.

특히 플러그(130)는 베어링(103)의 외륜의 상측을 지지함으로써 베어링(103)이 외부로 이탈하지 않게 랙하우징(150)과 나사 결합하는데 내구 및 진동이 지속됨에 따라 나사결합이 풀려 베어링(103)이 이탈될 수 있어 풀림을 방지하도록 플러그(130)에 수밀마감재를 도포한 후 조립하는 본딩공정을 적용하거나 랙하우징(150)에 플러그(130)를 나사조립한 후 공구를 이용해 추가로 조여주는 확인공정을 적용한다.

그러나, 이와같은 종래의 랙하우징에 더스트캡을 압입 조립한 후에 제조 공정에서 운반 중 또는 자동차의 차체에 조립중에 충격을 받아 더스트캡이 이탈하거나 정위치에서 벗어나는 문제점이 있었다.

또한, 더스트캡과 랙하우징이 안정적으로 지지되지 못해서 랙하우징 내부에 수분이나 이물질의 유입됨으로써 피니언샤프트가 랙바와 안정적으로 작동되지 못하게 되어, 조향력이 정확히 전달되지 않으며 조향감이 떨어지는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 랙하우징에 더스트캡을 압입 조립한 후에 제조 공정에서 운반 중 또는 자동차의 차체에 조립중에 충격을 받아 더스트캡이 이탈하거나 정위치에서 벗어난 상태가 되는 것을 방지하는 것을 목적으로 한다.

또한, 더스트캡과 랙하우징을 안정적으로 지지해주어 랙하우징 내부에 수분이나 이물질의 유입을 방지함으로써 피니언샤프트가 랙바와 안정적으로 작동될 수 있게하여 조향력을 효과적으로 전달하며 운전자에게 안정감을 제공해주는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상측단에 피니언샤프트가 삽입되는 샤프트 결합부가 구비되어 있는 랙하우징, 샤프트 결합부의 상단부에 결합되며 하단부에 샤프트 결합부의 외주면에 압입되는 인서트링이 일체로 형성되어 있는 더스트캡을 포함하는 자동차 조향장치가 제공될 수 있다.

이러한 형상과 구조를 갖는 본 발명의 실시예에 의하면, 종래의 랙하우징에 더스트캡을 압입 조립한 후에 제조 공정에서 운반 중 또는 자동차의 차체에 조립중에 충격을 받아 더스트캡이 이탈하거나 정위치에서 벗어난 상태가 되는 것을 방지할 수 있게 되는 효과가 있다.

또한, 인서트링이 더스트캡과 랙하우징을 안정적으로 지지해주어 랙하우징 내부에 수분이나 이물질의 유입이 방지됨으로써 피니언샤프트가 랙바와 안정적으로 작동될 수 있어서 조향력을 효과적으로 전달하며 운전자에게 안정감을 제공해주는 효과가 있다.

도 1은 종래 자동차 조향장치를 나타내는 단면도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 자동차 조향장치를 나타내는 분해사시도,
도 3은 도 2의 일부에 대한 사시도,
도 4는 도 3의 단면도,
도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 자동차 조향장치를 나타내는 단면도이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세히 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 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 설명하는데 있어서, 제1, 제2, 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 구성 요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 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 2는 본 발명의 일실시예에 의한 자동차 조향장치를 나타내는 분해사시도, 도 3은 도 2의 일부에 대한 사시도, 도 4는 도 3의 단면도, 도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 자동차 조향장치를 나타내는 단면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 자동차 조향장치는 상측단에 피니언샤프트(240)가 삽입되는 샤프트 결합부(233)가 구비되어 있는 랙하우징(230), 샤프트 결합부(233)의 상단부에 결합되며 하단부에 샤프트 결합부(233)의 외주면에 압입 결합되는 인서트링(220)이 일체로 형성되어 있는 더스트캡(210)을 포함한다.

랙하우징(230)의 상측단에는 피니언샤프트(240)가 삽입되도록 개구된 샤프트 결합부(233)가 구비되어 있고, 랙하우징(230)의 하측단은 피니언샤프트(240)의 하측 외주면에 형성되는 피니언기어(245)와, 피니언기어(245)와 치합되는 랙기어(247a)가 형성되며 조향축으로부터 입력받은 회전운동을 직선운동으로 변환하는 랙바(247)를 둘러싼다.

또한, 랙하우징(230)에는 상측이 개구되어 피니언샤프트(240)의 외주면을 감싸는 베어링(250)이 결합되도록 베어링(250)이 안착되는 결합홈(250a)이 형성되며, 베어링(250)의 내륜을 지지하는 스톱링(251)과 베어링(250)의 외륜을 지지하는 플러그(253)가 구비되고 외주면에 더스트캡(210)이 결합된다.

랙하우징(230)에 형성된 샤프트 결합부(233)의 상단부에 결합되는 더스트캡(210)은 엔진룸으로부터의 소음 및 이물질이 내측으로 유입되는 것을 방지하도록 피니언샤프트(240)의 외주면을 감싸며 상측은 대시패널(미도시)에 지지되고 하측은 랙하우징(230)의 상측 외주면에 결합된다.

피니언샤프트(240)는 외주측에 베어링(250)이 결합되어 회전 지지되고, 베어링(250)은 랙하우징(230)의 내주면에 형성된 결합홈(250a)에 결합되어 고정된다.

스톱링(251)은 일측이 피니언샤프트(240)의 외주면에 안착되고 타측이 베어링(250)의 상측면에 안착되어 압입됨으로써, 베어링(250)의 내륜을 지지한다.

그리고, 더스트캡(210)의 내주면과 샤프트 결합부(233)의 외주면 사이에는 더스트캡(210)에 일체로 몰딩되어 형성되는 인서트링(220)이 압입 결합되어 제조 공정에서 운반 중 또는 조립중에 충격을 받아 더스트캡(210)이 이탈하거나 정위치에서 벗어난 상태가 되는 것을 방지할 수 있게 되어 있다.

또한, 랙하우징(230)은 샤프트 결합부(233)의 상단부에 직경이 축소되어 형성되는 소경부(235)가 구비되어 소경부(235)의 외주면에 인서트링(220)이 결합되도록 되어 있어서, 랙하우징(230)의 샤프트 결합부(233)에 더스트캡(210)의 조립시 인서트링(220)을 감싸면서 샤프트 결합부(233)의 소경부(235)에 압입이 가능하게 되어 있다.

이와 같은 인서트링(220)은 축방향으로 원통형을 형성하는 지지부(221)와, 지지부(221)에서 내측 경방향으로 돌출 형성되는 걸림부(223)가 구비되어 있는데, 더스트캡(210)의 압입 조립시 걸림부(223)의 소성변형이 이루어지면서 샤프트 결합부(233)와 더스트캡(210)의 사이에 압착되며 결합되게 되어 있다.

또한, 인서트링(220)은 더스트캡(210)의 조립시 원주방향으로 균일한 결합력이 유지되도록 걸림부(223)가 원주방향으로 이격되며 수개가 구비되어 있으며, 인서트링(220)의 걸림부(223)가 원통형의 지지부(221)에서 상측 방향으로 경사지게 형성되어 있다.

여기서, 상측 경방향으로 경사지게 형성되어 있는 걸림부(223)의 끝단에서의 직경은 샤프트 결합부(233)의 소경부(235) 외경보다 작게 형성되어 있어서, 더스트캡(210)의 조립시 인서트링(220)이 압입될 때 걸림부(223)가 경방향의 외측으로 소성변형되면서 하측 방향으로 압입되고, 조립이 된 후에 외부의 충격으로 반대 방향으로 힘이 전가되면 걸림부(223)가 소경부(235)에 지지되면서 이탈이 방지되도록 되어 있다.

즉, 더스트캡(210)의 조립시 인서트링(220)을 샤프트 결합부(233)의 소경부(235)에 걸친 상태에서 더스트캡(210)을 하측으로 압입하게 되면, 걸림부(223)의 단부가 소경부(235)의 외주면에 압흔을 남기면서 소성변형되고, 지지부(221)는 더스트캡(210)의 하단부 내주면에 홈을 형성하면서 압입된다.

따라서, 더스트캡(210)과 인서트링(220)의 압입 조립후에는 인서트링(220)의 걸림부(223)는 소경부(235)에 압착되고 지지부(221)는 더스트캡(210)에 압착되며 견고하게 고정되어, 조립이 된 후 외부의 충격으로 반대 방향으로 힘이 전가되는 경우 걸림부(223)와 지지부(221)에 의해 지지되면서 이탈이 방지되도록 되어 있다.

한편, 더스트캡(210)은 폴리 아세탈(POM), 폴리 아미드(PA), 폴리 카보네이트(PC), 폴리 이미드(PI), 폴리 부틸렌 테레프 탈레이트(PBT) 등과 같은 엔지니어링 플라스틱계열 재질로 형성되고 랙하우징(230)은 알루미늄이나 아연 다이캐스팅으로 형성되는데, 인서트링(220)은 랙하우징(230)보다 강도가 높은 스틸 재질로 형성되어 압입시 인서트링(220)이 랙하우징(230)에 압흔을 남기면서 압입될 수 있게 형성된다.

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.

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: 더스트캡 220: 인서트링
221: 지지부 223: 걸림부
230: 랙하우징 233: 샤프트 결합부
235: 소경부

Claims

상측단에 피니언샤프트가 삽입되는 샤프트 결합부가 구비되어 있으며, 상기 샤프트 결합부의 상단부에 직경이 축소되어 형성되는 소경부가 구비되는 랙하우징;
상기 샤프트 결합부의 상단부에 결합되되 내주면이 상기 소경부의 외주면과 맞닿게 결합되며, 하단부에 상기 소경부의 외주면에 압입되는 인서트링이 일체로 몰딩되어 형성되어 있는 더스트캡;을 포함하며,
상기 인서트링은 축방향으로 원통형을 형성하는 지지부와 상기 지지부에서 내측 경방향으로 돌출 형성되는 걸림부가 구비되어 상기 더스트캡의 상기 랙하우징에 조립시 상기 소경부와 더스트캡 사이에 압착되며 결합되고,
상기 더스트캡과 랙하우징의 조립되면서 상기 더스트캡에 상기 지지부가 압입홈을 형성하며, 상기 소경부의 외주면에 상기 걸림부의 단부가 압흔을 형성하는 것을 특징으로 하는 자동차 조향장치.
삭제
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제 1 항에 있어서,
상기 인서트링은 상기 걸림부가 원주방향으로 이격되며 수개가 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차 조향장치.
제 4 항에 있어서,
상기 인서트링은 상기 걸림부가 상기 지지부에서 상측 방향으로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차 조향장치.