KR101806582B1 - 자동차의 조향장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동차의 조향장치에 관한 것이다.
본 발명은 기어하우징에 내재되어 일측은 조향축을 통해 조향휠과 연결되고, 타측은 피니언 기어가 형성되어 랙바의 랙 기어와 치결합되며, 상기 피니언 기어의 단부에 축방향 요홈부가 형성된 피니언 축과 상기 요홈부와 대응되는 위치에 돌기부가 형성되어 상기 돌기부가 상기 요홈부에 삽입되며, 상기 피니언 축이 지지되도록 상기 기어하우징에 내재되는 지지부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향장치를 제공한다.
본 발명에 의하면 피니언 축에 압입되어 기어하우징에 조립되는 피니언 축의 베어링이 생략되고, 피니언 축의 단부를 지지하는 돌기부가 형성된 기어하우징에 피니언 축이 조립됨으로써, 조립 공정이 간소화되고 제조 원가가 절감될 뿐만 아니라 생산성이 향상되는 효과가 있게 된다.

Description

자동차의 조향장치{The Steering Apparatus for Vehicle}
본 발명은 자동차의 조향장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 피니언 축에 압입되어 기어하우징에 조립되는 피니언 축의 베어링이 생략되고, 피니언 축의 단부를 지지하는 돌기부가 형성된 기어하우징에 요홈부가 형성된 피니언 축이 조립됨으로써, 조립 공정이 간소화되고 제조 원가가 절감될 뿐만 아니라 생산성이 향상되는 자동차의 조향장치에 관한 것이다.
일반적으로, 조향장치는 자동차의 진행 방향을 운전자가 의도하는 바에 따라 임의로 바꿀 때 조작되는 장치로, 조향휠(Steering Wheel)을 회전시켜 조향기어에 그 회전력을 전달함으로써 바퀴의 각도를 조정하여 차량의 진행 방향을 제어한다.
이와 같은 조향장치는 조향 상태의 안정성 및 부드럽고 편안한 조향감 등 안전과 함께 운전자의 편리성을 추구하는 방향으로 연구개발이 이루어지고 있다. 이러한 개발 추세에 따라 운전자의 조향감을 향상시키기 위한 방법으로 유압식 또는 전동식 등의 다양한 동력 보조 조향장치들이 개발되고 있는데, 유압식 동력 보조 조향장치(HPS: Hydraulic Power Steering System)는 엔진으로부터 회전력을 받아 유압 펌프를 작동시키고 유압 펌프에서 만들어진 유압을 조향 휠 혹은 조향 축의 회전에 따라 적절한 양을 적시에 구동식 피스톤에 보내어 조향장치를 움직이게 하는 방식을 말한다.
도 1은 종래 기술에 따른 자동차용 조향장치의 개략 구성도이다. 도시된 바와 같이 종래의 조향장치(100)는 운전석에 배치되는 조향휠(102)과 이에 연결된 조향축(104), 그리고 조향축(104)이 차체에 고정될 수 있도록 하는 조향 컬럼(106), 조향축(104)으로부터 입력받은 회전력을 직선 운동으로 변환하는 랙 기어(108)와 피니언 기어(110)를 포함하는 기어하우징(120), 양단부에 이너 볼 조인트(130)를 구비한 랙바(140), 기어하우징(120)의 양측으로 연장되게 형성되되 랙바(140)의 외주면을 감싸도록 형성되는 작동 실린더(150), 이너 볼 조인트(130)의 볼과 일체로 형성된 타이로드(160) 및 타이로드(160)의 끝단에 구비된 아우터 볼 조인트(170), 아우터 볼 조인트(170)와 연결되어 타이어(180)의 너클(Knuckle, 190)과 연결되도록 한다.
도 2는 종래 기술에 따른 기어하우징의 단면도이다. 도시된 바와 같이, 종래의 랙 피니언 방식의 기어하우징(120)은 조향 축(104)과 연결된 입력축으로부터 회전력을 전달받아 피니언 기어(110)를 통해서 랙바(140)에 전달하는 피니언 축(210), 피니언 기어(110)와 이물림되는 랙 기어(108)가 형성되어 피니언 기어(110)를 통해 전달받은 회전력을 직선 운동으로 변환하는 랙바(140), 랙바(140)와 피니언 축(210)의 유격을 감소시켜 원활하게 동력이 전달될 수 있도록 한 서포트 요크(220), 서포트 요크(220)의 후방에 구비되는 스프링(230) 및 스프링(230)을 지지하여 서포트 요크(220)에 압력을 가하는 요크 플러그(240)를 포함하여 구성된다.
피니언 축(210)은 하부에 회전력을 전달하는 피니언 기어(110)의 하단부에 소정의 길이만큼 돌출된 지지축(260)이 형성되며, 지지축(260)에 베어링(270)이 압입되어 결합된다.
이 때 랙하우징(120)의 저부에 베어링 안착홈(280)이 형성되는데, 베어링(270)이 피니언 기어(110)의 지지축(260)에 압입되어 베어링 안착홈(280)에 설치되며, 지지축(260)의 끝단부는 기어하우징(120)과 소정 거리를 두고 이격되어 있다.
계속하여 종래의 기술을 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.
먼저 조향휠(102)이 회전하면 조향축(104)와 피니언 축(210)의 피니언 기어(110)가 동시에 회전하면서 맞물림되는 랙 기어(108)를 이동시켜 바퀴측으로 작용력을 전달하게 되는데, 이때 피니언 기어(110) 하단의 지지축(260)에 압입 결합된 베어링(270)을 지지점으로하여 회전하게 된다.
이와 같이 종래의 기술은 베어링(270) 등 개별적으로 된 부품을 피니언 기어(110)와 기어하우징(120)에 결합해야 하므로, 다량의 부품 사용에 따른 원가상승과, 작업공정 증가로 인한 생산성 저하 등이 그 문제점으로 작용하고 있다.
이에 본 발명은 전술한 배경에서 안출된 것으로, 피니언 축에 압입되어 기어하우징에 조립되는 피니언 축의 베어링이 생략되고, 피니언 축의 단부를 지지하는 돌기부가 형성된 기어하우징에 요홈부가 형성된 피니언 축이 조립됨으로써, 조립 공정이 간소화되고 제조 원가가 절감될 뿐만 아니라 생산성이 향상되는 자동차의 조향장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 기어하우징에 내재되어 일측은 조향축을 통해 조향휠과 연결되고, 타측은 피니언 기어가 형성되어 랙바의 랙 기어와 치결합되며, 상기 피니언 기어의 단부에 축방향 요홈부가 형성된 피니언 축과 상기 요홈부와 대응되는 위치에 돌기부가 형성되어 상기 돌기부가 상기 요홈부에 삽입되며, 상기 피니언 축이 지지되도록 상기 기어하우징에 내재되는 지지부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향장치를 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 피니언 축에 압입되어 기어하우징에 조립되는 피니언 축의 베어링이 생략되고, 피니언 축의 단부를 지지하는 돌기부가 형성된 기어하우징에 요홈부가 형성된 피니언 축이 조립됨으로써, 조립 공정이 간소화되고 제조 원가가 절감될 뿐만 아니라 생산성이 향상되는 효과가 있게 된다.
도 1은 종래 기술에 따른 자동차용 조향장치의 개략 구성도;
도 2는 종래 기술에 따른 기어하우징의 단면도;
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 기어하우징의 단면도;
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기어하우징의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 기어하우징의 단면도이다.
도 3을 도 1과 함께 참조하여 특징적인 구조를 상세하게 설명하면, 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차의 조향장치는, 기어하우징(300)에 내재되어 일측은 조향축(104)을 통해 조향휠(102)과 연결되고, 타측은 피니언 기어(320)가 형성되어 랙바(340)의 랙 기어(380)와 치결합되며, 상기 피니언 기어(320)의 단부에 축방향 요홈부(390)가 형성된 피니언 축(310);과 상기 요홈부(390)와 대응되는 위치에 돌기부(360)가 형성되어 상기 돌기부(360)가 상기 요홈부(390)에 삽입되며, 상기 피니언 축(310)이 지지되도록 상기 기어하우징(300)에 내재되는 지지부재(350);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
조향장치는 조향 축(104)과 연결된 입력축으로부터 회전력을 전달받아 피니언 기어(320)를 통해서 랙바(340)에 전달하는 피니언 축(310), 피니언 기어(320)와 이물림되는 랙 기어(380)가 형성되어 피니언 기어(320)를 통해 전달받은 회전력을 직선 운동으로 변환하는 랙바(340), 랙바(340)와 피니언 축(310)의 유격을 감소시켜 원활하게 동력이 전달될 수 있도록 한 서포트 요크(220), 서포트 요크(220)의 후방에 구비되는 스프링(230) 및 스프링(230)을 지지하며 서포트 요크(220)에 압력을 가하는 요크 플러그(240)를 포함하여 구성된다.
피니언 축(310)은 기어하우징(300)에 내재되어 일측은 조향축(104)을 통해 조향휠(102)과 연결되고, 타측은 피니언 기어(320)가 형성되어 랙바(340)의 랙 기어(380)와 치결합되며, 피니언 기어(320)의 단부에 피니언 축(310)의 축방향 요홈부(390)가 형성된다.
지지부재(350)는 피니언 축(310)의 요홈부(390)와 대응되는 위치에 돌기부(360)가 형성되어 돌기부(360)가 요홈부(390)에 삽입되며, 피니언 축(310)이 지지되도록 기어하우징(300)에 내재된다.
지지부재(350)의 돌기부(360)는 접촉 면적을 줄여 마찰력이 최소가 되도록 원뿔 형상으로 형성되며, 피니언 축(310)의 요홈부(390)에 돌기부(360)의 단부가 점 접촉되어 피니언 축(310)이 지지되는 것이다.
즉, 피니언 축(310)의 단부에 요홈부(390)가 형성되어 기어하우징(300)의 돌기부(360)에 지지됨으로써, 기어하우징(300)에 조립된 피니언 축(310)이 이탈되거나 파손되는 것을 방지하여 주행시 안정된 조향을 유지할 수 있다.
또한, 돌기부(360)는 원기둥의 형상으로 형성되어 피니언 축(310)의 요홈부(390)에 돌기부(360)의 단부가 접촉되어 피니언 축(310)이 지지될 수도 있다.
반면, 이와는 반대로 피니언 축(310)에 돌기부(360)가 형성되고 기어하우징(300)에 돌기부(360)와 대응되는 요홈부(390)가 형성되어 피니언 축(310)이 지지될 수도 있다.
이러한 본 발명의 피니언 축(310)의 요홈부(390)에 원뿔 형상의 돌기부(360)가 점 접촉되어 피니언 축(310)이 지지된 예를 기준으로 작동을 설명하면 다음과 같다.
조향휠(102)이 회전하면 조향축(104)으로 연결된 피니언 축(310)이 동시에 회전하면서 맞물림되는 랙바(340)를 이동시켜 바퀴측으로 작용력을 전달하게 되는데, 이때 피니언 축(310)의 요홈부(390)가 돌기부(360)에 지지되어 회전하게 된다.
즉, 피니언 축(310)이 회전될 때 기어하우징(300)에 내재된 지지부재(350)의 돌기부(360)에 의해 지지됨으로써, 기어하우징(300)에 조립된 피니언 축(310)이 이탈되거나 파손되는 것을 방지하여 주행시 안정된 조향을 유지할 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기어하우징의 단면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 지지부재(350)는 상기 기어하우징(300)과 일체로 형성될 수도 있으며, 피니언 축(410)의 피니언 기어(420) 단부에 돌출되도록 지지축(470)이 형성되어 지지축(470)의 단부에 요홈부(490)가 형성되고 요홈부(490)에 돌기부(460)의 단부가 접촉되어 피니언 축(410)이 지지될 수도 있다.
이와 같이 피니언 축에 압입되어 기어하우징에 조립되는 피니언 축의 베어링이 생략되고, 피니언 축의 단부를 지지하는 돌기부가 형성된 기어하우징에 요홈부가 형성된 피니언 축이 조립됨으로써, 조립 공정이 간소화되고 제조 원가가 절감될 뿐만 아니라 생산성이 향상되는 효과가 있게 된다.
또한, 피니언 축의 단부에 요홈부가 형성되어 기어하우징의 돌기에 지지됨으로써, 기어하우징에 조립된 피니언 축이 이탈되거나 파손되는 것을 방지하여 주행시 안정된 조향을 유지할 수 있는 효과가 있게 된다.
300 : 기어하우징 310 : 피니언 축
320 : 피니언 기어 340 : 랙바
350 : 지지부재 360 : 돌기부
370 : 지지축 380 : 랙 기어
390 : 요홈부

Claims (3)

  1. 기어하우징에 내재되어 일측은 조향축을 통해 조향휠과 연결되고, 타측은 피니언 기어가 형성되어 랙바의 랙 기어와 치결합되며, 상기 피니언 기어의 단부에 축방향 요홈부가 형성된 피니언 축;
    상기 요홈부와 대응되는 위치에 돌기부가 형성되어 상기 돌기부가 상기 요홈부에 삽입되며, 상기 피니언 축이 지지되도록 상기 기어하우징에 내재되는 지지부재를 포함하되,
    상기 돌기부는 원뿔 또는 원기둥 중 어느 하나로 형성되어, 상기 요홈부에 상기 돌기부의 단부가 점 접촉되어 지지되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지부재는 상기 기어하우징과 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향장치.
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