KR101882243B1 - 조향 기어박스의 서포트 요크 부시 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조향 기어박스의 서포트 요크 부시에 관한 것으로, 내부가 중공된 원통형상을 가지고 조향 기어박스의 하우징과 서포트 요크 사이에 설치되는 부시본체와 상기 부시본체의 외주면에 결합되며, 상기 하우징의 내주면에 탄성접촉되는 탄성오링을 포함하는 조향 기어박스의 서포트 요크 부시를 제공한다.

Description

조향 기어박스의 서포트 요크 부시{SUPPORT YOKE BUSH OF OF STEERING GEAR BOX}

본 발명은 조향 기어박스의 서포트 요크 부시에 관한 것으로, 보다 상세하게는 서포트 요크와 하우징간의 유격을 저감시킬 수 있는 차량용 조향 장치의 부품에 관한 것이다.

일반적으로 조향장치는 차량의 진행 방향을 운전자의 의지대로 변경할 수 있도록 하기 위한 장치로서, 차량의 앞바퀴가 선회하는 회전 중심을 임의로 변경하여 운전자가 원하는 방향으로 차량을 진행시킬 수 있도록 보조하는 장치이다.

기어박스는 하단측에 마련된 랙 하우징과 이와 결합되도록 상단측에 설치된 밸브하우징으로 외형이 이루어진다.

밸브하우징의 내부에는 운전자가 조향휠을 매개로 발생시킨 회전력을 전달받아 그 내부에서 회전되도록 입력축이 설치되고, 입력축의 하단측에는 이와 연동되도록 연결되며 외주면에 피니언기어가 형성된 피니언축이 랙 하우징의 내부에까지 연장 설치된다.

랙 하우징의 내부에는 축방향으로 길게 마련되는 원봉으로서 그 중간 일측에 피니언기어와 기어연결되어 회전 운동을 직선 운동으로 전환시키는 랙기어가 형성된 랙 바가 설치되고, 랙기어의 반대 측에는 랙 바를 피니언기어 쪽으로 탄발성 있게 지지할 수 있도록 랙 바 지지장치가 설치된다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제754503호(2007년 8월 27일 등록, 발명의 명칭 : 스티어링 장치의 서포트 요크 유격 방지구조)에 개시되어 있다.

일반적으로 랙 바와 피니언과의 물림을 일정하게 유지할 수 있게 랙 바를 피니언측으로 가압하도록 설치되는 서포트 요크는 오링에 의해 조향 기어박스의 하우징 내면에 탄성적으로 접촉된다.

오링의 탄성력이 과다하면 서포트 요크의 섭동성을 저해하게 되며, 탄성력이 부족하면 하우징과의 사이에 형성된 유격으로 인해 래틀 소음을 발생시키게 되므로 차종 개발 시마다 적절한 오링 탄성력을 선정하는 과정이 지루하게 반복되어 왔다.

본 발명은 서포트 요크의 섭동성을 확보하면서도 하우징과의 사이에 발생된 유격으로 인한 소음 문제를 해결할 수 있는 조향 기어박스의 서포트 요크 부시를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 일측면에 따른 조향 기어박스의 서포트 요크 부시는 내부가 중공된 원통형상을 가지고 조향 기어박스의 하우징과 서포트 요크 사이에 설치되는 부시본체; 및 상기 부시본체의 외주면에 결합되며, 상기 하우징의 내주면에 탄성접촉되는 탄성오링;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 부시본체는 상기 부시본체의 일단부에서 축방향으로 연장되는 제1신축슬릿; 및 상기 부시본체의 타단부에서 축방향으로 연장되며, 원주방향을 따라 상기 제1신축슬릿과 교대로 형성되는 제2신축슬릿;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 부시본체는 상기 부시본체의 둘레를 따라 함몰형성되며, 상기 탄성오링의 반경방향 내측단부가 삽입되는 삽입홈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상기 하우징 내주면에 함몰형성된 그루브 내부에 삽입되어 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 부시본체는 상기 서포트 요크의 섭동량이 0.1mm 이내이면, 플라스틱 소재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 탄성오링은 상기 부시본체의 축방향을 따라 복수가 이격설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 의하면 원통형상의 부시본체가 서포트 요크를 축방향으로 섭동가능하게 가이드하고, 부시본체의 외주면에 결합된 탄성오링에 의해 서포트 요크와 하우징 사이의 유격을 상쇄시킬 수 있다.

또한, 다양한 차량의 조향 기어박스에 일괄적으로 적용함으로써 서포트 요크의 섭동성을 확보하고 외부 충격이나 랙 바의 진동으로 인한 소음 방지를 구현할 수 있어, 기존에 서포트 요크의 섭동성과 하우징과의 유격을 고려하여 차종에 따라 적정한 서포트 요크의 오링 탄성력을 선정하던 번거로운 과정을 생략할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조향 기어박스의 서포트 요크 부시가 설치된 조향장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 A 부분을 도시한 조향 기어박스의 부분 절개 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 조향 기어박스의 서포트 요크 부시를 도시한 측면도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 조향 기어박스의 서포트 요크 부시와 하우징간의 접촉부를 도시한 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 조향 기어박스의 서포트 요크 부시의 일 실시예를 설명한다.

이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조향 기어박스의 서포트 요크 부시가 설치된 조향장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 A 부분을 도시한 조향 기어박스의 부분 절개 사시도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 조향 기어박스의 서포트 요크 부시를 도시한 측면도이고, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 조향 기어박스의 서포트 요크 부시와 하우징간의 접촉부를 도시한 단면도이다.

도 1, 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 서포트 요크 부시(400)는, 차륜을 조향하는 타이로드(20)와, 타이로드(20)를 조작하는 랙 바가 구비되는 랙 실린더(10)와, 랙 실린더(20)에 설치되어 조향 휠의 조작에 따른 회전력을 랙 바의 직선 이동으로 변환시키는 조향 기어박스(30)로 이루어진 조향 장치에 적용될 수 있다.

조향 기어박스(30)는 내부 부품이 수용되는 하우징(31)과, 랙 바와 피니언 샤프트 사이에 발생하는 유격을 보상하기 위해 랙 바에 접촉되게 설치되는 서포트 요크(32)와, 서포트 요크(32)를 가압하도록 하우징(31) 외부에서 결합되는 요크 플러그(33)와, 서포트 요크(32)의 축방향 섭동을 안내하는 서포트 요크 부시(400)를 포함한다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 서포트 요크 부시(400)는, 부시본체(410)와 탄성오링(420)을 포함하여, 조향 기어박스의 하우징(31)과 서포트 요크(32) 사이에 설치된다.

부시본체(410)는 내부가 중공된 원통형상을 가지고 조향 기어박스의 하우징(31)의 내주부상에 설치되며, 서로트 요크(32)는 부시본체(410)의 중공부(도면부호 미표기)를 관통하여 설치된다.

부시본체(410)에는 부시본체(410)의 축방향 일단부에서 축방향으로 연장되는 제1신축슬릿(411)과, 축방향 타단부에서 축방향으로 연장되는 제2신축슬릿(412)이 원주방향을 따라 교대로 형성된 구조를 가진다.

부시본체(410)를 지정크기의 가압력에 의해 일부가 변형되고 원래 형태로 복원될 수 있을 정도의 탄성을 가지는 강성 소재(예를 들어, 플라스틱)로 구성하면, 부시본체(410)의 중심방향으로 가압력이 작용 시 제1신축슬릿(411)과 제2신축슬릿(412)의 폭이 좁아지며 부시본체(410)의 직경이 축경될 수 있다.

반대로, 부시본체(410)의 중심방향으로 작용하던 가압력이 해제되면 제1신축슬릿(411)과 제2신축슬릿(412)의 폭이 넓어지며 부시본체(410)의 직경이 초기 사이즈로 확경될 수 있다.

제1신축슬릿(411)과 제2신축슬릿(412)을 상호 교대로 형성함으로써, 부시본체(410) 둘레 전체에 걸쳐 가압력이 균일하게 작용하게 되면, 부시본체(410)가 축방향을 따라 일측에 편중되지 않고 동일한 사이즈로 고르게 축경될 수 있다.

부시본체(410)의 외주부에는 상기 부시본체(410)의 둘레를 따라 삽입홈(415)이 함몰형성되며, 탄성오링(420)은 삽입홈(415)상에 반경방향 내측단부가 삽입되게 부시본체(410) 둘레에 끼워진다.

삽입홈(415)을 탄성오링(420)의 직경보다 얕은 깊이로 형성하고, 탄성오링(420)을 끼움으로써, 탄성오링(420)의 반경방향 외측단부가 부시본체(410)의 외주면보다 반경방향으로 돌출되어 하우징(31)의 내주면에 탄성적으로 접촉하게 된다.

부시본체(410)의 축방향을 따라 복수의 삽입홈(415)을 이격되게 형성하고 탄성오링(420)을 복수의 삽입홈(415) 각각에 삽입하여 설치하면, 부시본체(410)의 축방향을 따라 탄성오링(420)이 복수의 개소에서 균일하게 하우징(31) 내주면에 탄성 접촉될 수 있다.

탄성오링(420)은 적어도 2개가 구비되는 것이 바람직하며, 2개가 구비되는 경우, 부시본체(410)의 축방향 중간부를 기준으로 하여 일측과 타측으로 구분되는 영역에 각각 설치하면, 부시본체(410)의 일부가 반경방향 복원력에 의해 하우징(31) 내주면에 직접 접촉되는 것을 방지할 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 하우징(31) 내주면상에, 서포트 요크 부시(400)의 두께에 대응되는 깊이로 그루브(31a)를 함몰형성하면, 서포트 요크 부시(400)를 그루브(31a) 내부에 삽입하는 것에 의해 서포트 요크 부시(400)를 그루브(31a)가 형성된 지정위치에 설치할 수 있다.

서포트 요크 부시(400) 둘레를 중심방향으로 가압하여 축경시킨 상태로 하우징(31) 내부로 인입시키고, 하우징(31) 내주면에 형성된 그루브(31a)까지 밀어넣으면, 부시본체(410)가 복원력에 의해 확경되고 탄성오링(420)의 반경방향 외측부가 그루브(31a)의 내주면에 접촉하게 된다.

다음으로, 부시본체(410)의 중공부를 관통하게 서포트 요크(32)를 삽입하면 부시본체(410)는 서포트 요크(32)의 외주면과의 접촉에 의해 반경방향으로 가압되어 확경된다.

상기와 같은 과정을 통해 하우징(31)을 탄성가압하는 탄성오링(420)의 탄성 가압력이 결정되며, 서포트 요크(32)는 부시본체(410)의 내주면에 의해 부시본체(410)의 축방향을 따라 섭동가능하게 가이드된다.

한편, 일반적으로 랙 실린더(10)의 랙 바와 랙 하우징 사이에 조립되는 랙 부시 등은 랙 바의 축방향 섭동을 원활하게 구현하기 위해 불소 수지 등이 함유된 EP(Engineering Plastic) 소재로 구성된다.

랙 바는 피니언기어와 기어연결되어 회전 운동을 직선 운동으로 전환시키는 부품으로, 차량 운행 시 상시적으로 섭동(축방향 이동)이 발생하게 되며, 그 섭동량은 피니언기어의 회전량에 비례하여 수 mm에서 수십 cm가 되기도 한다.

이와 비교해, 서포트 요크(32)는 요크 플러그(33) 조립 시 그 설치 위치가 결정되며, 설치 위치를 기준으로 랙 바의 진동에 연동하여 0.1mm 이내의 미세한 섭동량을 가진다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같은 구조로 제작되어 직경의 신축을 구현할 수 있을 정도라면 부시본체(410)의 소재로서 일반적인 플라스틱 소재를 적용할 수 있으며, 이에 따라 저렴한 단가로 제작할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10 : 랙 실린더 20 : 타이로드
30 : 조향 기어박스 31 : 하우징
31a : 그루브 32 : 서포트 요크
33 : 요크 플러그 400 : 서포트 요크 부시
410 : 부시본체 411 : 제1신축슬릿
412 : 제2신축슬릿 415 : 삽입홈
420 : 탄성오링

Claims (6)

1. 내부가 중공된 원통형상을 가지고 조향 기어박스의 하우징과 서포트 요크 사이에 설치되는 부시본체; 및
   상기 부시본체의 외주면에 결합되며, 상기 하우징의 내주면에 탄성접촉되는 탄성오링;을 포함하고,
   상기 부시본체는 상기 부시본체의 일단부에서 축방향으로 연장되는 제1신축슬릿과, 상기 부시본체의 타단부에서 축방향으로 연장되며, 원주방향을 따라 상기 제1신축슬릿과 교대로 형성되는 제2신축슬릿을 포함하고,
   상기 부시본체는 상기 부시본체의 둘레를 따라 함몰형성되며, 상기 탄성오링의 반경방향 내측단부가 삽입되는 삽입홈;을 포함하고,
   상기 삽입홈은 상기 탄성오링의 직경보다 얕은 깊이로 형성되고,
   상기 탄성오링은 반경방향 외측단부가 상기 부시본체의 외주면보다 반경방향으로 돌출되며, 상기 하우징의 내주면을 탄성가압하고,
   상기 하우징 내주면에 함몰형성된 그루브 내부에 삽입되어 설치되고,
   상기 부시본체는 상기 서포트 요크의 섭동량이 0.1mm 이내이면, 플라스틱 소재를 포함하여 구성되고,
   상기 탄성오링은 상기 부시본체의 축방향을 따라 복수가 이격설치되는 것을 특징으로 하는 조향 기어박스의 서포트 요크 부시.
   
   
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