KR102216191B1 - 차량용 조향장치 - Google Patents

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Abstract

차량용 조향장치에 관한 발명이 개시된다. 개시된 차량용 조향장치는, 스티어링휠에 연동하여 회전되는 피니언기어와, 피니언기어와 맞물려 회전되는 랙바가 수용되는 랙하우징과, 랙하우징에 결합되며, 서브 프레임의 위치 또는 형상에 따라 형상이 변경되어 서브 프레임에 결합되는 마운팅부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 조향장치{STEERING APPARATUS FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 조향장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 서브 프레임에 결합되어 운전자의 스티어링휠 조작을 차륜으로 전달하는 차량용 조향장치에 관한 것이다.
스티어링휠을 통한 차량의 조향(操向)력은 랙-피니언 구조로 이루어진 조향 장치를 거쳐 차륜으로 전달되어 차륜을 회전시킨다. 특히, 전동식 차량용 조향장치는 모터부를 통해 조향력을 보조함으로써, 운전자가 보다 쉽게 스티어링휠을 조작할 수 있게 한다.
종래의 차량용 조향장치에서 랙하우징은 차량의 서브 프레임에 결합되는데, 서브 프레임의 경우 제작 과정 등의 특징 상 마운팅 부위의 높이 및 각도 등을 정밀하게 관리하기 어렵기 때문에, 서브 프레임에 결합되는 랙하우징이 휘거나, 파손되어 소음 및 조향 불량 등이 발생되는 문제점이 있다. 따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0040104호(2013.04.23 공개, 발명의 명칭: 차량용 조향 장치의 랙부시)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로, 랙하우징을 서브 프레임에 안정적으로 결합할 수 있으며, 랙하우징의 변형 및 파손을 방지함으로써, 소음, 진동 및 조향감 불량을 해소할 수 있는 차량용 조향장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 차량용 조향장치는: 스티어링휠에 연동하여 회전되는 피니언기어; 상기 피니언기어와 맞물려 회전되는 랙바가 수용되는 랙하우징; 및 상기 랙하우징에 결합되며, 서브 프레임의 위치 또는 형상에 따라 형상이 변경되어 상기 서브 프레임에 결합되는 마운팅부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 마운팅부재는, 상기 랙하우징에 결합되는 마운팅부; 상기 마운팅부와 상기 서브 프레임 사이에 개재되며, 상기 마운팅부에 회전 가능하게 결합되는 서브마운팅부; 및 상기 마운팅부와 상기 서브마운팅부를 관통하여 상기 서브 프레임에 결합되는 체결부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 마운팅부는, 상기 랙하우징에서 돌출 형성되며, 상기 체결부가 관통하는 마운팅홀부가 구비되고, 하측면에는 상기 서브마운팅부의 형상에 대응하여 오목하게 형성되는 서브마운팅안착부가 구비되어, 상기 서브마운팅부가 안착되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 서브마운팅부는, 상기 마운팅부와 상기 서브 프레임 사이에 개재되며, 상기 체결부가 관통하도록 서브마운팅홀부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 서브마운팅홀부는, 내경이 상기 마운팅홀부의 직경 및 상기 체결부의 직경보다 큰 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 서브마운팅부는, 상기 서브 프레임에 접하는 면이 평평한 반구 형상으로 형성되어, 볼록면이 상기 서브마운팅안착부에 접하는 것을 특징으로 하는 차량용 조향장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 차량용 조향장치는 서브마운팅부가 마운팅부에 회전 가능하게 결합되어 서브 프레임에 접하므로, 서브 프레임과의 접촉을 유지하여 랙하우징을 서브 프레임에 안정적으로 결합할 수 있다.
이에 따라 본 발명은, 서브마운팅부가 서브 프레임의 형상 등에 따라 회전됨으로써, 랙하우징의 휨을 방지하여, 장치의 파손 및 소음의 발생을 방지하고 조향감을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 서브마운팅부에 형성된 관통홀부의 직경이 마운팅부에 형성된 마운팅홀부 및 체결부의 직경보다 크게 형성되므로, 서브마운팅부의 회전 정도를 증대시킴으로써 서브 프레임과의 접촉 상태를 원활하게 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 조향장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 조향장치에서 마운팅부재 및 서브 프레임을 개략적으로 나타내는 구성 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 조향장치에서 마운팅부재 및 서브 프레임의 결합을 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 조향장치에서 기울어진 서브 프레임을 따라 서브마운팅부가 회전된 상태를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 조향장치에서 복수의 마운팅부재가 서브 프레임에 결합된 상태를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 5의 'A', 'B' 부분을 각각 확대한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 차량용 조향장치의 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 차량용 조향장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다. 도 1을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 조향장치(1)는 피니언기어(100), 랙하우징(200) 및 마운팅부재(300)를 포함한다.
피니언기어(100)는 스티어링휠(미도시)에 연동하여 회전되어, 랙하우징(200)에 수용된 랙바(미도시)를 좌우 방향(도 1 기준 좌우 방향)으로 이동시킨다. 랙바의 양단에는 타이로드앤드(Tie Rod end)(20)가 마련된다. 타이로드앤드(20)는 랙바와 차륜(미도시)을 연결시켜, 랙바의 이동에 따라 차륜이 회전되도록 함으로써 차량의 조향을 가능하게 한다.
본 실시예에서 차량용 조향장치(1)는 피니언기어(100)의 조작력을 보조하기 위하여 모터부(30)가 더 구비될 수 있다. 모터부(30)는 랙하우징(200)에 볼팅, 용접 등의 방식으로 결합되며, 외부에서 인가되는 전력을 회전력으로 변환시켜, 랙바를 회전시킨다.
랙하우징(200)에는 피니언기어(100)와 맞물려 회전되는 랙바가 내측으로 수용된다. 본 실시예에서 랙하우징(200)은 금속 재질을 포함하여 이루어지며, 길이 방향(도 1 기준 좌우 방향)으로 길게 형성되는 원통 형상으로 형성된다
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 조향장치에서 마운팅부재 및 서브 프레임을 개략적으로 나타내는 구성 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 조향장치에서 마운팅부재 및 서브 프레임의 결합을 나타내는 단면도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 조향장치에서 기울어진 서브 프레임을 따라 서브마운팅부가 회전된 상태를 나타내는 도면이다.
도 2 내지 4를 참조하면, 마운팅부재(300)는 랙하우징(200)에 결합되며, 차량의 서브 프레임(10)의 위치에 따라 형상이 가변되어 서브 프레임(10)과의 접촉 상태를 유지하면서 서브 프레임(10)에 결합된다. 본 실시예에서 마운팅부재(300)는 마운팅부(310), 서브마운팅부(330) 및 체결부(350)를 포함한다.
마운팅부(310)는 랙하우징(200)에 결합된다. 본 실시예에서 마운팅부(310)는 랙하우징(200)에서 돌출 형성되며, 체결부(350)가 관통하는 마운팅홀부(311)가 구비된다. 본 실시예에서 마운팅부(310)의 하측면에는 서브마운팅부(330)의 형상에 대응하여 오목하게 형성되는 서브마운팅안착부(313)가 형성되어, 서브마운팅부(330)가 서브마운팅안착부(313)에 접한 상태에서 회전 가능하게 안착된다.
서브마운팅부(330)는 마운팅부(310)와 서브 프레임(10) 사이에 개재되며, 마운팅부(310)에 회전 가능하게 결합된다. 본 실시예에서 서브마운팅부(330)는 마운팅부(310)와 서브 프레임(10) 사이에 개재되며, 체결부(350)가 관통하도록 서브마운팅홀부(331)가 형성된다.
본 실시예에서 서브마운팅홀부(331)는 직경이 마운팅홀부(311)의 직경 및 체결부(350)의 직경보다 크게 구비되어 서브마운팅홀부(331)에 체결부(350)가 삽입된 상태에서도 체결부(350)와 간섭 없이 회전될 수 있도록 한다.
본 실시예에서 서브마운팅부(330)는 서브 프레임(10)에 접하는 면인 서브마운팅하측면(333)이 평평한 대략 반구 형상으로 형성되어, 볼록면(355)이 서브마운팅안착부(313)에 접한다.
체결부(350)는 마운팅부(310)와 서브마운팅부(330)를 관통하여 서브 프레임(10)에 결합되는 방식으로 마운팅부(310)와 서브마운팅부(330)를 서브 프레임(10)에 결합한다. 본 실시예에서 체결부(350)는 체결부바디(351) 및 체결부머리(353)를 포함한다.
체결부바디(351)는 체결부(350), 마운팅홀부(311), 서브마운팅홀부(331) 및 서브 프레임(10)를 관통하며, 외주면에 나사산이 형성되어 서브 프레임(10)에 결합된다. 체결부머리(353)는 체결부바디(351)보다 직경이 크게 형성되며, 체결부바디(351)의 일단부에 구비되어, 체결부바디(351)가 마운팅부(310) 및 서브마운팅부(330)를 관통하여 서브 프레임(10)에 결합될 때, 마운팅부(310)를 서브마운팅부(330)와 함께 서브 프레임(10)으로 가압하여 고정시킨다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 조향장치에서 복수의 마운팅부재가 서브 프레임에 결합된 상태를 나타내는 도면이고, 도 6은 도 5의 'A', 'B' 부분을 각각 확대한 도면이다.
도 1, 5 및 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 조향장치(1)의 작동원리 및 효과를 설명하면 다음과 같다.
랙하우징(200)은 마운팅부재(300)에 의하여 서브 프레임(10)에 결합된다. 즉, 서브마운팅하측면(333)이 서브 프레임(10)에 접하도록 서브마운팅부(330)를 마운팅부(310)와 서브 프레임(10) 사이에 위치한 상태에서 체결부(350)를 이용하여 마운팅부(310) 및 서브마운팅부(330)를 서브 프레임(10)에 결합한다.
다만, 서브 프레임(10)의 경우 프레스 공정 및 용접 등의 공정에 의하여 제작되는 과정에서 마운팅부(310)의 위치 및 형상이 변경되는 경우가 발생될 수 있다.
본 실시예에서 차량용 조향장치(1)는 서브마운팅부(330)가 서브 프레임(10)에 접한 상태에서 마운팅부(310)에 대하여 회전 가능하게 결합되므로, 서브 프레임(10)이 기울거나, 단차 등이 발생하는 경우에도 랙하우징(200)의 위치 이동 및 서브마운팅부(330)의 회전 등을 이용하여 서브 프레임(10)에 안정적으로 결합될 수 있다.
이에 따라 본 실시예에서 차량용 조향장치(1)는 랙하우징(200)이 마운팅부재(300) 및 서브 프레임(10)에 의하여 안정적으로 지지되며, 랙하우징(200)을 서브 프레임(10)에 결합하는 과정에서 마운팅부(310) 및 랙하우징(200)에 과도한 하중이 걸리는 것을 방지하여 장치의 파손 및 소음의 발생을 줄일 수 있다.
이로써 본 실시예에 따른 차량용 조향장치(1)는 서브마운팅부(330)가 마운팅부(310)에 회전 가능하게 결합되어 서브 프레임(10)에 접하므로, 서브 프레임(10)과의 접촉을 유지하여 랙하우징(200)을 서브 프레임(10)에 안정적으로 결합할 수 있다.
또한, 본 실시예에서 차량용 조향장치(1)는 서브 프레임(10)의 형상 등에 따라 서브마운팅부(330)가 회전되어, 랙하우징(200)의 휨을 방지하고, 장치의 파손 및 소음의 발생을 방지하며, 조향감을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시예에서 차량용 조향장치(1)는 서브마운팅부(330)에 형성된 서브마운팅홀부(331)의 직경이 마운팅홀부(311) 및 체결부(350)의 직경보다 크게 형성되므로, 서브마운팅부(330)의 회전 정도를 증대시킴으로써 서브 프레임(10)과의 접촉 상태를 원활하게 유지할 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.
1: 차량용 조향장치 10: 서브 프레임
20: 타이로드앤드 30: 모터부
100: 피니언기어 200: 랙하우징
300: 마운팅부재 310: 마운팅부
311: 마운팅홀부 313: 서브마운팅안착부
330: 서브마운팅부 331: 서브마운팅홀부
333: 서브마운팅하측면 335: 볼록면
350: 체결부 351: 체결부바디
353: 체결부머리

Claims (6)

  1. 스티어링휠에 연동하여 회전되는 피니언기어;
    상기 피니언기어와 맞물려 회전되는 랙바가 수용되는 랙하우징; 및
    상기 랙하우징에 결합되며, 서브 프레임의 위치 또는 형상에 따라 형상이 변경되어 상기 서브 프레임에 결합되는 마운팅부재;를 포함하고,
    상기 마운팅부재는,
    상기 랙하우징에 결합되는 마운팅부;
    상기 마운팅부와 상기 서브 프레임 사이에 개재되며, 상기 마운팅부에 회전 가능하게 결합되는 서브마운팅부; 및
    상기 마운팅부와 상기 서브마운팅부를 관통하여 상기 서브 프레임에 결합되는 체결부;를 포함하고,
    상기 마운팅부는,
    상기 랙하우징에서 돌출 형성되며, 상기 체결부가 관통하는 마운팅홀부가 구비되고,
    상기 서브마운팅부는,
    상기 마운팅부와 상기 서브 프레임 사이에 개재되며, 상기 체결부가 관통하도록 서브마운팅홀부가 형성되고,
    상기 서브마운팅홀부는,
    내경이 상기 마운팅홀부의 직경 및 상기 체결부의 직경보다 크게 구비되어 상기 서브 프레임에 기울기 또는 단차가 발생하는 경우, 상기 서브마운팅부를 상기 체결부와 간섭 없이 회전된 상태로 유지시키는 것을 특징으로 하는 차량용 조향장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 상기 마운팅부는,
    하측면에는 상기 서브마운팅부의 형상에 대응하여 오목하게 형성되는 서브마운팅안착부가 구비되어, 상기 서브마운팅부가 안착되는 것을 특징으로 하는 차량용 조향장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 3항에 있어서, 상기 서브마운팅부는,
    상기 서브 프레임에 접하는 면이 평평한 반구 형상으로 형성되어, 볼록면이 상기 서브마운팅안착부에 접하는 것을 특징으로 하는 차량용 조향장치.
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