KR102075049B1 - 자동차 조향장치의 더스트캡 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 자동차 조향장치의 더스트캡 구조는, 자동차 조향장치의 피니언 샤프트의 하부에 형성된 피니언 기어 및 랙바를 둘러싸는 하우징의 상부에 결합되되 피니언 샤프트의 외주를 감싸며, 더스트캡의 상면은, 차체에 밀착되는 더스트 패킹이 결합되기 위한 안착부가 구비되며, 안착부에는 더스트 패킹에 침투된 수분을 차체의 외부로 배출시키기 위한 배출홀이 형성될 수 있다.

Description

자동차 조향장치의 더스트캡 구조{Dust cap structure of automotive steering system}

본 발명은 자동차 조향장치의 더스트캡 구조에 관한 것이다.

도 1은 종래의 일 실시예에 따른 자동차 조향장치 중 스티어링 장치의 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 파워 스티어링 장치는 유압펌프(도시생략)에 의해 공급되는 작동유가 유압밸브 및 2개의 피드튜브(158)를 통해 랙 하우징(130) 내의 좌, 우 실로 공급되도록 되어 있고, 랙 하우징(130) 내에는 랙바(120)에 설치된 피스톤(160)과 양측에서 랙 하우징(130)의 단부를 밀봉하는 오일씰(도시생략)에 의해 좌,우 실로 나누어져 있으며, 작동유가 좌,우실 어느 한쪽에 선택적으로 공급되는 것에 의해 랙바(120)가 좌측 또는 우측으로 이동하여 조향휠(미도시)의 조작이 용이하도록 된다.

랙 하우징(130)에 교차하는 방향으로 밸브를 구비한 샤프트 하우징(150)은 피니언밸브 어셈블리(도시생략)를 내장하며, 피니언밸브 어셈블리는 조향휠(미도시)의 비틀림 신호를 받아 밸브를 개폐하여 작동유의 유로를 형성하며 그 내부에는 상향 돌출되어 조향휠(미도시)과 연결되는 피니언 샤프트(101)가 마련된다.

샤프트 하우징(150)의 외부에는 랙 하우징(130) 내로 오일을 공급할 수 있도록 밸브포트(157)가 마련되고, 피드튜브(158)는 밸브포트(157)와 실린더포트(159)를 연결하여 작동유를 랙 하우징(130)로 공급한다.

샤프트 하우징(150)의 상부에는 더스트캡(151)이 장착된다. 더스트캡(151)은 주행 또는 정차 중에 외부로부터 먼지 또는 물 등의 이물질이 침투하는 것을 방지한다.

랙바(120)의 양측단에는 볼시트(도시생략)가 삽입되는 소켓(110)이 구비되어 타이로드 구부(球部; 190)와 볼조인트 결합된다.

랙바(120)의 중간측에는 랙 하우징의(130) 내부공간을 양분하여 그 내부로 유입되는 작동유에 의해 랙바(120)가 좌, 우로 이동될 수 있도록 슬라이딩 이동되는 원판형상의 피스톤(160)이 마련된다.

랙바(120)의 양측에 볼조인트로 결합된 타이로드(100)의 끝단에는 차륜축과 연결될 수 있도록 마련된 타이로드 엔드(105)가 타이로드(100)와 나사결합되어 구비된다.

이에, 더스트캡(151)의 상면에는 차체(500)에 밀착되는 더스트 패킹(미도시)이 안착된다.

이에, 세차시, 높은 관로압에 의하여, 더스트캡(151)과 더스트 패킹(미도시) 사이의 간극으로 수분이 침투되어, 침투된 수분은 피니언 샤프트(101)등으로 유입되어, 부품이 손상되는 문제점이 있었다.

따라서, 주변 부품에 손상을 주지 않도록 유입된 수분을 더스트캡 외부로 배출시킬 수 있는 기술 개발이 필요한 실정이다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 더스트캡의 내부로 침투된 수분을 외부로 배출시킴으로써, 주변부품이 손상되는 것을 방지할 수 있는 자동차 조향장치의 더스트캡 구조를 제공한다.

일 예에서, 자동차 조향장치의 피니언 샤프트의 하부에 형성된 피니언 기어 및 랙바를 둘러싸는 하우징의 상부에 결합되는 더스트캡의 구조에 있어서, 상기 피니언 샤프트의 외주를 감싸는 더스트캡의 상면은, 차체에 밀착되는 더스트 패킹이 결합되기 위한 안착부가 구비되며, 상기 안착부에는 상기 더스트 패킹에 침투된 수분을 상기 차체의 외부로 배출시키기 위한 배출홀이 형성되고, 상기 안착부는, 상기 피니언 샤프트의 외주를 감싸는 제1 지지부분, 상기 제1 지지부분에서 수평방향으로 이격되게 배치된 제2 지지부분, 상기 제1 지지부분의 하단 및 상기 제2 지지부분의 하단을 연결하며, 상기 배출홀이 형성된 제3 지지부분, 및 상기 제1 및 제2 지지부분의 사이에 배치되되, 상기 제3 지지부분에서 상기 차체를 향하는 상측으로 연장된 제4 지지부분을 포함하고, 상기 제2 및 제4 지지부분의 사이에는 장착공간이 형성되고, 상기 제4 및 제1 지지부분의 사이에는 수분을 수용 가능하게 이격공간이 형성되고, 상기 장착공간과 상기 이격공간을 구획하는 상기 제4 지지부분에는, 상기 장착공간의 수분을 상기 이격공간으로 안내하거나, 상기 이격공간의 수분을 상기 장착공간으로 안내하기 위해, 상기 장착공간과 상기 이격공간을 연통시키는 유로부가 형성되고, 상기 배출홀은, 상기 장착공간과 연통되게 배치된다.
다른 일 예에서, 조향장치는 상부에 조향휠이 구비된 피니언 샤프트, 상기 피니언 샤프트의 중간부를 감싸는 더스트캡을 포함하며, 상기 더스트캡은, 차체에 밀착되는 더스트 패킹이 장착되는 장착공간이 형성된 안착부를 구비하며, 상기 안착부는 상기 더스트 패킹에 침투된 수분을 상기 차체의 외부로 배출시키기 위한 배출홀이 형성되고, 상기 안착부는, 상기 피니언 샤프트의 외주를 감싸는 제1 지지부분, 상기 제1 지지부분에서 수평방향으로 이격되게 배치된 제2 지지부분, 상기 제1 지지부분의 하단 및 상기 제2 지지부분의 하단을 연결하며, 상기 배출홀이 형성된 제3 지지부분, 및 상기 제1 및 제2 지지부분의 사이에 배치되되, 상기 제3 지지부분에서 상측으로 연장된 제4 지지부분을 포함하고, 상기 제2 및 제4 지지부분의 사이에는 장착공간이 형성되고, 상기 제4 및 제1 지지부분의 사이에는 수분을 수용 가능하게 이격공간이 형성되고, 상기 장착공간과 상기 이격공간을 구획하는 상기 제4 지지부분에는, 상기 장착공간의 수분을 상기 이격공간으로 안내하거나, 상기 이격공간의 수분을 상기 장착공간으로 안내하기 위해, 상기 장착공간과 상기 이격공간을 연통시키는 유로부가 형성되고, 상기 배출홀은, 상기 장착공간과 연통되게 배치된다.

이와 같은 본 발명에 따른 자동차 조향장치의 더스트캡 구조를 이용하면, 더스트캡 내부로 침투된 수분을 바로 외부로 배출할 수 있게 되어, 주변부품이 손상되는 것을 방지할 수 있어, 내구성이 강화될 수 있다.

도 1은 종래의 일 실시예에 따른 자동차 조향장치 중 스티어링 장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 더스트캡의 구조에 따른 종단면도이다.
도 3은 도 2의 더스트캡의 사시도이다.
도 4는 도 2의 더스트캡의 정면도이다.
도 5는 도 4의 A-A'선 평단면도이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해서 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명에 따른 더스트캡의 구조에 따른 종단면도이며, 도 3은 도 2의 더스트캡의 사시도이며, 도 4는 도 2의 더스트캡의 정면도이다. 도 2 내지 도 4를 참고하여 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 피니언 샤프트(201)의 상부에는 조향휠(202)이 직접 혹은 간접적으로 연결될 수 있으며, 피니언 샤프트(201)는 조향휠(202)로부터 회전운동을 입력받는다.

피니언 샤프트(201) 하단의 외면에는 피니언 기어(203)가 구비되며, 피니언 기어(203)와 치합되는 랙바(204)는 랙 기어가 형성된다.

랙바(204)는 조향휠(202)로부터 입력받은 회전운동을 직선운동으로 변환한다.

피니언 샤프트(201)의 하단에 형성된 피니언 기어(203) 및 랙바(204)는 하우징(205) 내부에 수용된다.

하우징(205)의 내부에는 베어링(207)이 장착될 수 있다. 베어링(207)은 피니언 샤프트(201)의 외주면을 감싸도록 형성되어 피니언 샤프트(201)를 안정되게 회전되도록 지지할 수 있다.

하우징(205)의 상부에는 자동차 조향장치의 더스트캡(300)이 결합된다.

더스트캡(300)은 피니언 샤프트(201)의 외주면을 감싸도록 구성된다.

더스트캡(300)의 상면은, 차체(500)에 밀착되는 더스트 패킹(400)이 결합되기 위한 안착부(310)가 구비된다.

안착부(310)에는 더스트 패킹(400)에 침투된 수분을 차체(500)의 외부로 배출시키기 위한 배출홀(320)이 형성된다.

차체(500)에 더스트 패킹(400)이 밀착되게 배치됨으로써, 더스트 패킹(400)은 더스트캡(300) 내부에 수용된 부품으로 수분이 유입되는 것을 방지하도록 구성되나, 수동세차의 경우 관로압은 대략적으로 50~100bar이며, 자동세차의 경우 대략적으로 20~40bar이다.

사용자가 세차를 할 시, 수분은 더스트 패킹(400)이 차체(500)에 밀착되는 힘보다 분사압은 더 크게 되어, 차체(500)와 더스트 패킹(400)의 사이의 간극에 의해 일부 수분이 침투되는 문제가 발생한다.

본 발명은 침투된 수분이 자동차의 구동을 위한 부품 등에 침투되지 못하도록, 더스트캡(300)에 유입된 수분을 배출홀(320)을 통해 바로 배출시키는 것에 특징이 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 안착부(310)는, 제1 지지부분(311), 제2 지지부분(312), 제3 지지부분(313)을 포함할 수 있다.

제1 지지부분(311)은 피니언 샤프트(201)의 외주를 감싸도록 구성될 수 있다.

제2 지지부분(312)은 제1 지지부분(311)에서 수평방향으로 이격되게 배치될 수 있다.

제3 지지부분(313)은 제1 지지부분(311)의 하단 및 제2 지지부분(312)의 하단을 연결하며, 배출홀(320)이 형성될 수 있다.

종래의 경우, 수분이 차체(500)와 더스트 패킹(400)의 사이로 유입되어, 유입된 수분은 더스트캡(300) 내부에 고이게 되면서, 피니언 샤프트(201) 등에 유입되어, 녹발생, 부품 고장을 유발하는 문제점이 있었으나, 본 발명은 배출홀(320)을 통해, 수분을 더스트캡(300) 외부로 배출시킴으로써, 부품이 손상되는 문제점을 방지할 수 있다.

도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 안착부(310)는, 제4 지지부분(314)을 더 포함할 수 있다.

제4 지지부분(314)은, 제1 및 2 지지부분(311,312)의 사이에 배치되며, 제3 지지부분(313)에서 차체(500)를 향하는 상측으로 연장되게 형성될 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 제2 및 제4 지지부분(312,314)의 사이를 장착공간(317)으로 규정하고, 제1 및 제4 지지부분(314) 사이를 이격공간(319)으로 규정할 시, 제4 지지부분(314)은, 장착공간(317)과 이격공간(319)을 연통시키는 유로부(340)가 형성될 수 있다.

일예로, 유로부(340)는, 장착공간(317)과 이격공간(319)을 연통시키도록 제4 지지부분(314)에 홀이 형성될 수 있다.

일예로, 제4 지지부분(314)은 복수 개로 구성되어, 각각의 제4 지지부분(314)은 일정간격 이격된 채, 피니언 샤프트(201)를 감싸는 형태로 구성되어, 이격된 간격을 통해 유로부(340)를 형성할 수 있다.

유로부(340)를 통하여, 장착공간(317)에 유입된 수분은 이격공간(319)으로 유입될 수 있다. 이에, 배출홀(320)은 장착공간(317)과 연통되게 배치될 수 있다.

도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 더스트 패킹(400)은 제2 및 제4 지지부분(312,314)의 사이에 압입되게 장착될 수 있으며, 더스트 패킹(400)의 내부에는 스폰지(미도시)가 수용될 수 있다.

수분이 차체(500)와 더스트 패킹(400)의 사이의 간극으로 침투될 시, 수분을 배출홀(320)로 안내하거나, 이격공간(319)으로 안내하기 위하여, 제3 지지부분(313)에는 요입홈(330)이 형성될 수 있다.

요입홈(330)은 유로부(340)와 인접한 부분으로부터 배출홀(320)까지 하측으로 요입되게 형성될 수 있다.

일예로, 제3 지지부분(313)이 평평한 바닥면으로 형성될 시, 수분은 퍼지게 될 수 있으나, 본 발명은 평평한 바닥면이 아닌, 유로부(340)에서 배출홀(320)까지 요입된 홈에 수분이 고이게 형성됨으로써, 수분은 요입홈(330)을 따라, 배출홀 (320) 또는 이격공간(319)으로 안내될 수 있다.

또한, 배출홀(320)을 통해, 수분이 역유입되더라도, 더스트 패킹(400)의 내부에 스폰지(미도시)가 구비됨으로써, 스폰지가 수분을 일부 막게 됨으로써, 역유입되지 않도록 구성될 수 있다.

또한, 제3 지지부분(313)으로부터 상측으로 연장된 제1,2,4 지지부분(311,312,314) 중에서, 제1 지지부분(311)의 높이는 제일 높게 형성될 수 있다.

유로부(340)를 통해 이격공간(319)으로 안내된 수분은 제1 지지부분(311)의 높이가 높게 형섬됨으로써, 수분이 실내, 피니언 샤프트(201) 측으로 유입되는 것을 방지할 수 있다.

일예로, 제1 지지부분(311)의 높이를 높게 형성된 구조 외에, 제1 지지부분(311)과 피니언 샤프트(201) 사이에 별도의 부재가 결합된 구조 또한 가능하다. 별도의 부재는 제1 지지부분이 상측으로 연장된 높이보다 더 높게 형성되어, 실내, 피니언 샤프트(201) 등에 수분이 침투되는 것을 방지하도록 구성될 수 있다.

또한, 더스트캡(300)을 금형 시, 배출홀(320), 요입홈(330), 유로부(340)를 같이 사출하여 제작할 수 있어, 별도의 재료비가 불필요한 장점이 있다.

도 5는 도 4의 A-A'선 평단면도이다. 도 5를 참고하여 설명한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 차체(500)와 더스트 패킹(400)의 사이의 간극에 의해 침투된 수분은 더스트 패킹(400)의 하측으로 유동하여, 요입홈(330)을 따라 유동하여 배출홀(320)로 배출되거나, 배출되지 못한 수분의 경우, 유로부(340)를 통해, 이격공간(319)으로 안내될 수 있다.

일예로, 차체(500)에 피니언 샤프트(201)는 일정각도 경사되게 배치되며, 더스트캡(300)에 형성된 배출홀(320)이 최저점에 배치되게 구성됨으로써, 침투된 수분은 외부로 배출 가능하도록 구성될 수 있다.

침투된 수분이 이격공간(319)으로 유입되더라도, 이격공간(319)보다 배출홀(320)이 보다 하측에 배치됨으로써, 침투된 수분을 바로 외부로 배출시킴으로써, 주변부품이 손상되는 것을 방지할 수 있어, 차량의 내구성이 강화될 수 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.

201: 피니언 샤프트 203: 피니언 기어
204: 랙바 205: 하우징
300: 더스트캡 311: 제1 지지부분
312: 제2 지지부분 313: 제3 지지부분
314: 제4 지지부분 317: 장착공간
319: 이격공간 320: 배출홀
330: 요입홈 340: 유로부
400: 더스트 패킹 500: 차체

Claims (7)

1. 자동차 조향장치의 피니언 샤프트의 하부에 형성된 피니언 기어 및 랙바를 둘러싸는 하우징의 상부에 결합되는 더스트캡의 구조에 있어서,
   상기 피니언 샤프트의 외주를 감싸는 더스트캡의 상면은, 차체에 밀착되는 더스트 패킹이 결합되기 위한 안착부가 구비되며, 상기 안착부에는 상기 더스트 패킹에 침투된 수분을 상기 차체의 외부로 배출시키기 위한 배출홀이 형성되고,
   상기 안착부는,
   상기 피니언 샤프트의 외주를 감싸는 제1 지지부분;
   상기 제1 지지부분에서 수평방향으로 이격되게 배치된 제2 지지부분;
   상기 제1 지지부분의 하단 및 상기 제2 지지부분의 하단을 연결하며, 상기 배출홀이 형성된 제3 지지부분; 및
   상기 제1 및 제2 지지부분의 사이에 배치되되, 상기 제3 지지부분에서 상기 차체를 향하는 상측으로 연장된 제4 지지부분을 포함하고,
   상기 제2 및 제4 지지부분의 사이에는 장착공간이 형성되고,
   상기 제4 및 제1 지지부분의 사이에는 수분을 수용 가능하게 이격공간이 형성되고,
   상기 장착공간과 상기 이격공간을 구획하는 상기 제4 지지부분에는, 상기 장착공간의 수분을 상기 이격공간으로 안내하거나, 상기 이격공간의 수분을 상기 장착공간으로 안내하기 위해, 상기 장착공간과 상기 이격공간을 연통시키는 유로부가 형성되고,
   상기 배출홀은, 상기 장착공간과 연통되게 배치되는, 자동차 조향장치의 더스트캡 구조.
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 제3 지지부분은, 상기 유로부와 인접한 부분으로부터 상기 배출홀까지 하측으로 요입되게 형성된 요입홈을 형성한 자동차 조향장치의 더스트캡 구조.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 장착공간에는 상기 더스트 패킹이 수용되며, 상기 더스트 패킹에 침투된 수분의 일부는, 상기 장착공간을 통해, 상기 더스트 패킹의 하측에 위치한 상기 배출홀로 배출되거나, 상기 유로부를 통해, 상기 이격공간으로 안내되는 자동차 조향장치의 더스트캡 구조.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 제3 지지부분으로부터 상측으로 연장된 상기 제1,2,4 지지부분 중에서, 상기 상기 제1 지지부분의 높이가 제일 높게 형성된 자동차 조향장치의 더스트캡 구조.
7. 상부에 조향휠이 구비된 피니언 샤프트;
   상기 피니언 샤프트의 중간부를 감싸는 더스트캡;
   을 포함하며,
   상기 더스트캡은, 차체에 밀착되는 더스트 패킹이 장착되는 장착공간이 형성된 안착부를 구비하며, 상기 안착부는 상기 더스트 패킹에 침투된 수분을 상기 차체의 외부로 배출시키기 위한 배출홀이 형성되고,
   상기 안착부는,
   상기 피니언 샤프트의 외주를 감싸는 제1 지지부분;
   상기 제1 지지부분에서 수평방향으로 이격되게 배치된 제2 지지부분;
   상기 제1 지지부분의 하단 및 상기 제2 지지부분의 하단을 연결하며, 상기 배출홀이 형성된 제3 지지부분; 및
   상기 제1 및 제2 지지부분의 사이에 배치되되, 상기 제3 지지부분에서 상측으로 연장된 제4 지지부분을 포함하고,
   상기 제2 및 제4 지지부분의 사이에는 장착공간이 형성되고,
   상기 제4 및 제1 지지부분의 사이에는 수분을 수용 가능하게 이격공간이 형성되고,
   상기 장착공간과 상기 이격공간을 구획하는 상기 제4 지지부분에는, 상기 장착공간의 수분을 상기 이격공간으로 안내하거나, 상기 이격공간의 수분을 상기 장착공간으로 안내하기 위해, 상기 장착공간과 상기 이격공간을 연통시키는 유로부가 형성되고,
   상기 배출홀은, 상기 장착공간과 연통되게 배치되는, 조향장치.
   

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