KR102261787B1 - 차량용 조향장치 - Google Patents

차량용 조향장치 Download PDF

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KR102261787B1
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홍성종
홍진용
황인선
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남양넥스모 주식회사
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Abstract

내구성을 향상시켜 스티어링 샤프트의 작동 소음을 줄일 수 있는 차량용 조향장치가 제공된다.
이를 위해, 본 발명에 따른 차량용 조향장치는, 이너 튜브와, 상기 이너 튜브를 관통하는 스티어링 샤프트와, 상기 이너 튜브 및 상기 스티어링 샤프트 사이에 배치되어 상기 스티어링 샤프트를 상기 이너 튜브에 대해 회전 가능하게 하는 베어링 유닛을 포함하고, 상기 베어링 유닛은, 상기 이너 튜브(12)의 내주면에 결합되는 아우터 케이지와, 상기 스티어링 샤프트의 외주면에 결합되고 상기 아우터 케이지의 내부에 배치되는 이너 케이지와, 상기 아우터 케이지의 내측에 결합되는 링형의 외륜과, 상기 이너 케이지의 외측에 결합되고 상기 외륜의 내부에 배치되는 링형의 내륜과, 상기 외륜 및 상기 내륜 사이에 배치되어 상기 내륜을 상기 외륜에 대해 회전 가능하게 지지하고 원주방향을 따라 서로 이격된 복수개의 볼을 가지는 볼 조립체를 포함한다.

Description

차량용 조향장치{STEERING APPARATUS FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 조향장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 스티어링 휠을 회전 가능하게 하는 베어링 유닛이 설치된 차량용 조향장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량용 조향장치는 차량의 진행방향을 운전자의 의지대로 변경할 수 있도록 하기 위한 장치로서, 둘레방향으로 회전 가능한 스티어링 샤프트와, 상기 스티어링 샤프트의 상단에 결합되어 운전자가 손으로 잡는 부분인 스티어링 휠과, 상기 스티어링 샤프트의 외주를 감싸는 스티어링 컬럼을 포함하여 구성된다.
운전자가 스티어링 휠을 손으로 잡고 회전시킴에 따라, 상기 스티어링 샤프트가 상기 스티어링 휠의 회전방향으로 회전되며, 이에 따라 상기 스티어링 샤프트와 연동되는 스티어링 기어에 의해, 좌우측 타이로드가 축방향으로 이동되어 좌우측 차륜 휠에 설치된 너클을 회전시킴으로써, 차량의 차륜은 선단이 좌측을 향하거나 우측을 향하게 조향되는 것이다.
한편, 상기 차량의 조향장치는 운전자의 신체조건(예를 들면, 앉은 키, 팔의 길이)에 맞게 상기 스티어링 휠의 위치를 조절할 수 있게 틸트(Tilt) 기능 및 텔레스코프(Telescope) 기능을 가지고 있다.
상기 틸트 기능 및 상기 텔레스코프 기능을 구현하기 위해, 상기 스티어링 컬럼을 스티어링 하우징 및 이너 튜브로 구성하여, 상기 이너 튜브는 상기 스티어링 샤프트의 외주를 감싸서 배치되고, 상기 스티어링 하우징은 상기 이너 튜브의 외주를 감싸서 배치된다. 그리고, 상기 스티어링 하우징의 외측에는 마운팅 브래킷이 설치되고, 상기 마운팅 브래킷은 차체에 마운팅되어서 상기 조향장치를 차체에 설치할 수 있다.
상기 컬럼 하우징은 상기 마운팅 브래킷에 수평축을 회전 중심으로 회전되도록 설치되고, 상기 이너 튜브는 상기 컬럼 하우징에 축방향으로 이동 가능하게 설치된다.
상기 틸트 기능은 상기 컬럼 하우징을 상기 수평축을 회전 중심으로 회전시켜서 상기 스티어링 휠의 위치를 조절하는 기능이다.
또한, 상기 텔레스코프 기능은 상기 이너 튜브를 상기 컬럼 하우징에 대해 축방향으로 이동 시켜서, 상기 이너 튜브가 상기 스티어링 샤프트의 외주를 감싼 채로 상기 스티어링 샤프트와 함께 축방향으로 이동됨으로서, 상기 스티어링 휠을 축방향으로 위치 조절할 수 있는 기능이다. 상기 텔레스코프 기능은 차량의 충돌시 상기 스티어링 휠 및 상기 스티어링 컬럼이 컬랩스(Collapse)되면서 충격 에너지를 흡수하는 기능도 갖는다.
상기 차량용 조향장치에는 운전자가 자신의 신체조건에 맞게 상기 스티어링 휠의 위치를 상기 틸트 또는 상기 텔레스코프 조작하기 위한 조정 레버가 구비되어 있다. 즉, 운전자는 상기 조정 레버를 열림한 후 상기 틸트 기능 또는 상기 텔레스코프 기능을 사용할 수 있고, 상기 틸트 기능 또는 상기 텔레스코프 기능을 사용한 후에는 상기 조정 레버를 잠금하여서, 상기 스티어링 휠의 위치를 고정할 수 있다.
한편, 상기 스티어링 샤프트는 센터 베어링을 통해 상기 이너 튜브에 원주방향으로 회전 가능하게 설치되어서, 운전자가 상기 스티어링 휠을 회전시킬 때 상기 스티어링 휠과 함께 회전되도록 구성되어 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1863608호(2018.06.01. 공고일)(이하, '종래 기술'이라 함)에는 상기 스티어링 샤프트를 상기 이너 튜브에 대해 회전 가능하게 하는 센터 베어링이 설치된 '차량의 스티어링 컬럼'이 개시되어 있다.
그런데, 종래 기술은 베어링 본체 및 볼체결구가 플라스틱 재질로 형성되는데 반해, 복수개의 볼은 스틸 재질로 형성되어 있어서, 상기 볼체결구의 회전 시 상기 복수개의 볼이 상기 베어링 본체의 내주면 및 상기 볼체결구의 외주면에 직접 접촉된 채로 회전되어야 하므로, 상기 베어링 본체 및 상기 볼체결구가 상기 복수개의 볼에 의해 마모가 발생되어서, 센터 베어링의 내구성이 저하되는 문제점이 있었다.
또한, 상기의 문제점을 방지하기 위해, 상기 베어링 본체의 내주면 및 상기 볼체결구의 외주면에 각각 상기 복수개의 볼이 회전되는 스틸 재질의 경로를 구성할 수 있는데, 이 경우 상기 센터 베어링(이하, '베어링 유닛'이라 함)의 제작이 쉽지 않은 문제점도 있었다.
대한민국 등록특허공보 제10-1863608호(2018.06.01. 공고일)
본 발명이 해결하려는 과제는, 내구성을 향상시켜 스티어링 샤프트의 작동 소음을 줄일 수 있는 차량용 조향장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 차량용 조향장치는 이너 튜브, 스티어링 샤프트 및 베어링 유닛으로 구성된다. 상기 스티어링 샤프트는 상기 이너 튜브를 관통한다. 상기 베어링 유닛은 상기 이너 튜브 및 상기 스티어링 샤프트 사이에 배치된다. 상기 베어링 유닛은 상기 스티어링 샤프트를 상기 이너 튜브에 대해 회전 가능하게 한다. 상기 베어링 유닛은 아우터 케이지, 이너 케이지, 외륜, 내륜 및 볼 조립체로 구성된다. 상기 아우터 케이지는 이너 튜브의 내주면에 결합된다. 상기 이너 케이지는 스티어링 샤프트의 외주면에 결합된다. 상기 이너 케이지는 상기 아우터 케이지의 내부에 배치된다. 상기 외륜은 링형으로 형성된다. 상기 외륜은 상기 아우터 케이지의 내측에 결합된다. 상기 내륜은 링형으로 형성된다. 상기 내륜은 상기 이너 케이지의 외측에 결합된다. 상기 내륜은 상기 외륜의 내부에 배치된다. 상기 볼 조립체는 상기 외륜 및 상기 내륜 사이에 배치된다. 상기 볼 조립체는 상기 내륜을 상기 외륜에 대해 회전 가능하게 지지한다. 상기 볼 조립체는 원주방향을 따라 서로 이격된 복수개의 볼을 가진다.
상기 아우터 케이지의 일단에는 복수개의 제1 후크돌기가 형성될 수 있다. 상기 복수개의 제1 후크돌기는 원주방향을 따라 서로 이격될 수 있다. 상기 복수개의 제1 후크돌기에는 상기 외륜의 일단이 걸림될 수 있다. 상기 복수개의 제1 후크돌기는 상기 이너 튜브의 내주면에 접촉되어 내측으로 탄성 변형될 수 있다.
상기 아우터 케이지의 타단에는 복수개의 탄성돌기가 형성될 수 있다. 상기 복수개의 탄성돌기는 원주방향을 따라 서로 이격될 수 있다. 상기 복수개의 탄성돌기는 상기 이너 튜브의 내주면에 접촉되어 내측으로 탄성 변형될 수 있다.
상기 복수개의 탄성돌기 중 적어도 하나의 외측면에는 결합돌기가 형성될 수 있다. 상기 결합돌기는 상기 이너 튜브의 내주면에 형성된 결함홈에 삽입되어 결합될 수 있다.
상기 이너 케이지의 타단에는 복수개의 제2 후크돌기가 형성될 수 있다. 상기 복수개의 제2 후크돌기는 원주방향을 따라 서로 이격될 수 있다. 상기 복수개의 제2 후크돌기에는 상기 내륜의 타단이 걸림될 수 있다.
상기 이너 케이지의 일단의 외주면에는 단차가 돌출 형성될 수 있다. 상기 단차에는 상기 내륜의 일단이 걸림될 수 있다.
상기 아우터 케이지 및 상기 이너 케이지는 플라스틱 재질로 형성될 수 있다. 상기 외륜, 상기 내륜 및 상기 볼 조립체는 스틸 재질로 형성될 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명에 따른 차량용 조향장치는, 아우터 케이지 및 이너 케이지 사이에 배치되는 볼 베어링이 외륜, 내륜 및 볼 조립체로 구성되기 때문에, 상기 이너 케이지의 회전 시 상기 볼 조립체에 포함된 복수개의 볼이 상기 아우터 케이지의 내주면 및 상기 이너 케이지의 외주면에 직접 접촉되지 않으므로, 상기 아우터 케이지 및 상기 이너 케이지의 마모가 방지되어 내구성이 향상되며, 스티어링 휠의 작동 소음을 줄일 수 있고, 상기 베어링 유닛의 제작이 용이한 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 차량용 조향장치의 상단측 사시도,
도 2 본 발명의 실시예에 의한 차량용 조향장치의 하단측 사시도,
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 차량용 조향장치의 주요부를 절개한 측면도,
도 4는 도 3에 도시된 베어링 유닛을 나타내는 사시도,
도 5는 도 4에 도시된 베어링 유닛의 반대측 사시도,
도 6은 도 4에 도시된 베어링 유닛의 측면도,
도 7은 도 4에 도시된 베어링 유닛의 분해사시도,
도 8은 도 7에 도시된 베어링 유닛의 반대측 분해사시도,
도 9는 도 3에 도시된 주요부의 확대도이다.
이하, 본 발명의 실시예에 의한 차량용 조향장치를 도면들을 참고하여 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 차량용 조향장치의 상단측 사시도, 도 2 본 발명의 실시예에 의한 차량용 조향장치의 하단측 사시도, 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 차량용 조향장치의 주요부를 절개한 측면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 차량용 조향장치(100)는 차량에 설치될 수 있다.
조향장치(100)는 스티어링 컬럼(10) 및 스티어링 샤프트(20)를 포함할 수 있다. 스티어링 컬럼(10)은 스티어링 샤프트(20)의 외주면에 설치될 수 있다. 스티어링 샤프트(20)는 스티어링 컬럼(10)을 축방향으로 관통할 수 있다.
스티어링 컬럼(10)은 컬럼 하우징(11) 및 이너 튜브(12)를 포함할 수 있다. 컬럼 하우징(11)은 이너 튜브(12)의 외측에 설치될 수 있고, 이너 튜브(12)는 컬럼 하우징(11)의 내측에 설치될 수 있다. 스티어링 샤프트(20)는 이너 튜브(12)를 축방향으로 관통할 수 있다.
컬럼 하우징(11)의 외측에는 마운팅 브래킷(5)이 설치될 수 있다. 마운팅 브래킷(5)은 차체에 마운팅될 수 있다.
컬럼 하우징(11)은 마운팅 브래킷(5)의 내측에 수평축을 회전 중심으로 회전 가능하게 설치될 수 있다. 여기서, 상기 수평축은 스티어링 샤프트(20)의 축방향에 직교하는 방향의 축일 수 있다.
마운팅 브래킷(5)의 외측에는 조작레버(3)가 배치될 수 있다. 운전자는 조작레버(3)를 회전시켜서 컬럼 하우징(11)을 상기 수평축을 회전 중심으로 회전 가능하도록 할 수 있고, 이 후에 컬럼 하우징(11)을 상기 수평축을 회전 중심으로 회전 시켜서 상기 스티어링 휠이 상기 운전자의 신체조건에 맞도록 틸팅시킬 수 있다. 즉, 컬럼 하우징(11)은 마운팅 브래킷(5)의 내측에 틸팅 가능하게 설치될 수 있다.
이너 튜브(12)는 컬럼 하우징(11)의 내측에 축방향으로 이동 가능하게 설치될 수 있다. 운전자는 상기 조작레버(3)를 회전시켜서 이너 튜브(12)를 축방향으로 이동 가능하도록 할 수 있고, 이 후에 이너 튜브(12)를 축방향으로 이동시켜서 상기 스티어링 휠이 상기 운전자의 신체조건에 맞도록 텔레스코프시킬 수 있다. 즉, 이너 튜브(12)는 컬럼 하우징(11)에 텔레스코프 가능하게 설치될 수 있다.
상기 텔레 및 상기 텔레스코프에 대해서는 발명의 배경이 되는 기술에서 자세히 설명하였으므로, 여기서는 자세한 설명은 생략하기로 한다.
이하, 각 구성의, 일단은 축방향의 일단을 의미할 수 있고, 타단은 축방향의 타단을 의미할 수 있다.
스티어링 샤프트(20)는 이너 샤프트(21) 및 아우터 샤프트(22)를 포함할 수 있다. 이너 샤프트(21)의 일단은 아우터 샤프트(22)의 내부로 삽입될 수 있다. 아우터 샤프트(22)는 이너 샤프트(21)보다 외경이 더 크게 형성될 수 있고, 이너 샤프트(21)는 아우터 샤프트(22)보다 외경이 더 작게 형성될 수 있다.
아우터 샤프트(22)는 스티어링 샤프트(20)의 상부를 구성할 수 있고, 이너 샤프트(21)는 스티어링 샤프트(20)의 하부를 구성할 수 있다.
아우터 샤프트(22)의 상단에는 스티어링 휠(미도시)이 설치될 수 있다. 상기 스티어링 휠은 차량을 조향하기 위해 운전자가 손으로 잡고 우측 또는 우측으로 회전시키는 구성으로서, 차실 내에 배치될 수 있다.
이너 샤프트(21)의 하단에는 댐핑 작용을 하는 디커플링 유닛(7)이 설치될 수 있다. 디커플링 유닛(7)은 인터미디어트 샤프트(미도시)의 상단에 마련된 유니버셜 조인트와 연결될 수 있다.
운전자가 상기 스티어링 휠을 회전시킴에 따라 아우터 샤프트(22)가 회전되면 이에 연동하여 이너 샤프트(21)가 회전될 수 있다.
또한, 상기 텔레스코프 시, 이너 튜브(12)가 축방향으로 이동됨에 따라 이너 샤프트(21)는 아우터 샤프트(22)의 내부로 인입되거나 인출될 수 있다.
한편, 이너 튜브(12)의 내부에는 베어링 유닛(30)이 설치될 수 있다. 베어링 유닛(30)은 스티어링 샤프트(20)를 회전 가능하게 이너 튜브(12)에 설치할 수 있다. 베어링 유닛(30)은 이너 튜브(12) 및 스티어링 샤프트(20) 사이에 설치될 수 있다. 베어링 유닛(30)은 이너 튜브(12) 및 아우터 샤프트(22) 사이에 설치될 수 있다.
아래에서는 베어링 유닛(30)에 자세히 살펴보기로 한다.
도 4는 도 3에 도시된 베어링 유닛을 나타내는 사시도, 도 5는 도 4에 도시된 베어링 유닛의 반대측 사시도, 도 6은 도 4에 도시된 베어링 유닛의 측면도, 도 7은 도 4에 도시된 베어링 유닛의 분해사시도, 도 8은 도 7에 도시된 베어링 유닛의 반대측 분해사시도, 도 9는 도 3에 도시된 주요부의 확대도이다.
도 4 내지 도 9를 참조하면, 베어링 유닛(30)은 아우터 케이지(31), 이너 케이지(32) 및 볼 베어링(33)을 포함할 수 있다.
아우터 케이지(31) 및 이너 케이지(32)는 각각 내부가 빈 중공으로 형성될 수 있다. 아우터 케이지(31)는 양단이 개구된 원통형으로 형성될 수 있다. 이너 케이지(32)는 양단이 개구된 원통형에서 일측이 축방향으로 곧게 절개된 형상일 수 있다. 이너 케이지(32)는 아우터 케이지(31)의 내부에 배치될 수 있다.
아우터 케이지(31)는 이너 튜브(12)의 내주에 결합될 수 있고, 이너 케이지(32)는 스티어링 샤프트(20)의 외주면에 결합될 수 있다.
이너 케이지(32)에는 스티어링 샤프트(20)가 관통하는 관통홀(32A)이 형성될 수 있다. 스티어링 샤프트(20)가 관통홀(32A)을 관통하여 배치되어서, 이너 케이지(32)는 스티어링 샤프트(20)의 외주면에 설치될 수 있고, 구체적으로 이너 케이지(32)는 아우터 샤프트(22)의 외주면에 설치될 수 있다.
이너 케이지(32)의 내주면에는 스티어링 샤프트 결합부(32B)가 축방향으로 길게 형성될 수 있다. 스티어링 샤프트 결합부(32B)는 이너 케지이(32)의 일단에서부터 타단까지 길게 형성될 수 있다. 스티어링 샤프트 결합부(32B)는 돌기 및 홈 중 적어도 하나로 형성될 수 있으며, 스티어링 샤프트(20)의 외주면에는 스티어링 샤프트 결합부(32B)와 맞물리는 홈 및 돌기 중 적어도 하나가 형성될 수 있다.
볼 베어링(33)은 아우터 케이지(31) 및 이너 케이지(32) 사이에 배치되어 이너 케이지(32)가 아우터 케이지(31)에 대해 회전 가능하게 할 수 있다. 따라서, 운전자가 상기 스티어링 휠을 좌측 또는 우측으로 회전시키면, 스티어링 샤프트(20)는 상기 스티어링 휠과 함께 같은 방향으로 회전될 수 있다.
볼 베어링(33)은 외륜(33A), 내륜(33B) 및 볼 조립체(33C)를 포함할 수 있다.
외륜(33A)은 링형으로 형성될 수 있다. 외륜(33A)은 내륜(33B)보다 외경이 크게 형성될 수 있다. 외륜(33A)은 아우터 케이지(31)의 내측에 결합될 수 있다.
내륜(33B)은 링형으로 형성될 수 있다. 내륜(33B)은 외륜(33A)보다 외경이 작게 형성될 수 있다. 내륜(33B)은 이너 케이지(32)의 외측에 결합될 수 있다. 내륜(33B)은 외륜(33A)의 내부에 배치될 수 있다.
볼 조립체(33C)는 외륜(33A) 및 내륜(33B) 사이에 배치될 수 있다. 볼 조립체(33C)는 내륜(33B)을 외륜(33A)에 대해 회전 가능하게 지지할 수 있다. 볼 조립체(33C)는 원주방향을 따라 서로 이격된 복수개의 볼(33D)을 가질 수 있다.
아우터 케이지(31) 및 이너 케이지(32)는 플라스틱 재질로 형성될 수 있다. 그리고, 볼 베어링(33)은 스틸 재질로 형성될 수 있다. 즉, 외륜(33A), 내륜(33B) 및 볼 조립체(33C)는 스틸 재질로 형성될 수 있다.
볼 베어링(33)에 포함되는 스틸 재질로 형성된 복수개의 볼(33D)이 아우터 케이지(31)의 내주면 및 이너 케이지(32)의 외주면에 직접 접촉되지 않기 때문에, 이너 케이지(32)의 회전 시 발생되는 복수개의 볼(33D)의 회전으로 인한 아우터 케이지(31) 및 이너 케이지(32)의 마모를 방지할 수 있다.
또한, 외륜(33A) 및 내륜(33B)을 포함하는 볼 베어링(33)을 아우터 케이지(31) 및 이너 케이지(32) 사이에 설치함으로써, 이너 케이지(32)의 회전 시 복수개의 볼(33D)이 회전되는 스틸 재질의 경로를, 아우터 케이지(31)의 내주면 및 이너 케이지(32)의 외주면에 각각 이중 사출할 필요가 없으므로, 베어링 유닛(30)의 제작이 용이해질 수 있다.
아우터 케이지(31)의 일단에는 복수개의 제1 후크돌기(31A, 31B, 31C, 31D)가 형성될 수 있다. 복수개의 제1 후크돌기(31A, 31B, 31C, 31D)는 아우터 케이지(31)의 일단에서 축방향으로 돌출되게 형성될 수 있다. 복수개의 제1 후크돌기(31A, 31B, 31C, 31D)는 원주방향을 따라 서로 이격될 수 있다.
복수개의 제1 후크돌기(31A, 31B, 31C, 31D)는 제1-1 후크돌기(31A), 제1-2 후크돌기(31B), 제1-3 후크돌기(31C) 및 제1-4 후크돌기(31D)를 포함할 수 있다. 복수개의 제1 후크돌기(31A, 31B, 31C, 31D) 각각은 원주방향을 따라 90도 간격으로 배치될 수 있다. 즉, 제1-1 후크돌기(31A) 및 제1-3 후크돌기(31C)는 서로 마주보며 배치될 수 있고, 제1-2 후크돌기(31B) 및 제1-4 후크돌기(31D)는 서로 마주보며 배치될 수 있다.
복수개의 제1 후크돌기(31A, 31B, 31C, 31D)에는 볼 베어링(33)의 외륜(33A)의 일단이 걸림될 수 있다. 복수개의 제1 후크돌기(31A, 31B, 31C, 31D) 각각의 내측에는 외륜(33A)의 일단이 삽입되는 홈이 형성되어서, 외륜(33A)은 복수개의 제1 후크돌기(31A, 31B, 31C, 31D) 각각의 내측에 걸림될 수 있다.
복수개의 제1 후크돌기(31A, 31B, 31C, 31D)는, 도 9에 도시된 바와 같이 베어링 유닛(30)이 이너 튜브(12)의 내부에 설치된 상태일 때, 이너 튜브(12)의 내주면에 접촉되어 내측으로 탄성 변형될 수 있다. 따라서, 베어링 유닛(30)이 이너 튜브(12)의 내부에 설치된 상태일 때, 복수개의 제1 후크돌기(31A, 31B, 31C, 31D)는, 내측으로 오므라들어서 베어링 유닛(30)의 이탈을 방지할 수 있음과 아울러, 원위치로 복원될려는 탄성력에 의해 이너 튜브(12)의 내주면을 가압하게 되므로, 이너 튜브(12) 내에 견고하게 결합될 수 있다.
아우터 케이지(31)의 타단에는 복수개의 탄성돌기(31E)가 형성될 수 있다. 복수개의 탄성돌기(31E)는 아우터 케이지(31)의 타단에서 축방향으로 돌출되게 형성될 수 있다. 복수개의 탄성돌기(31)는 각각 사각형상으로 형성될 수 있다. 복수개의 탄성돌기(31E)는 원주방향을 따라 서로 이격될 수 있다. 복수개의 탄성돌기(31E)의 개수는 제1 후크돌기(31A, 31B, 31C, 31D)의 개수보다 많게 형성될 수 있다.
복수개의 탄성돌기(31E) 사이에는 절개홈(31F)이 형성될 수 있다. 절개홈(31F)은 원주방향을 따라 서로 이격된 복수개의 절개홈(31F)으로 구성될 수 있다. 복수개의 절개홈(31F)은 각각 사각형상으로 형성될 수 있다. 복수개의 절개홈(31F) 사이에 각각 탄성돌기(31E)가 배치될 수 있다. 절개홈(31F)은 복수개의 탄성돌기(31E)가 탄성력을 가지게 할 수 있고, 베어링 유닛(30)의 무게를 줄일 수도 있다.
복수개의 탄성돌기(31E)는 이너 튜브(12)의 내주면에 접촉되어 내측으로 탄성 변형될 수 있다. 따라서, 베어링 유닛(30)이 이너 튜브(12)의 내부에 설치된 상태일 때, 복수개의 탄성돌기(31E)는, 내측으로 오므라들어서 베어링 유닛(30)을 이너 튜브(12) 내에 쉽게 설치할 수 있고, 원위치로 복원될려는 탄성력에 의해 이너 튜브(12)의 내주면을 가압하게 되므로, 이너 튜브(12) 내에 견고하게 결합될 수 있다.
복수개의 탄성돌기(31E) 중 적어도 하나의 외측면에는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 결합돌기(31G)가 형성될 수 있다. 베어링 유닛(30)이 이너 튜브(12) 내에 설치된 상태일 때, 결합돌기(31G)는 이너 튜브(12)의 내주면에 형성된 결합홈(미도시)에 삽입되어 결합될 수 있다.
결합돌기(31G)의 돌출되는 선단면은 제1 후크돌기(31A)를 향하는 측이 높이가 낮고 반대측이 높이가 높은 경사면으로 형성될 수 있다. 따라서, 베어링 유닛(30)은 이너 튜브(12)의 내부에 삽입될 시, 결합돌기(31G)는 상기 경사면이 이너 튜브(12)의 내주면을 타고 쉽게 삽입될 수 있고, 결합돌기(31G)가 이너 튜브(12) 내의 상기 결합홈에 결합된 상태일 때는 이너 튜브(12) 내에서 쉽게 빠지지 않을 수 있다.
결합돌기(31G)는 상기 복수개의 제1 후크돌기(31A, 31B, 31C, 31D) 중 하나(31A)와 축방향으로 반대편에 위치하는 탄성돌기(31E)에 형성될 수 있다. 즉, 결합돌기(31G)는 아우터 케이지(31) 중 축방향으로 가장 길게 형성되는 부분에 위치되게 되므로, 이너 튜브(12) 내에서 결합력이 향상될 수 있다.
이너 케이지(32)의 타단에는 복수개의 제2 후크돌기(32C, 32D, 32E)가 형성될 수 있다. 복수개의 제2 후크돌기(32C, 32D, 32E)는 각각 이너 케이지(32)의 타단의 외주면에서 반경방향으로 돌출되게 형성될 수 있다. 복수개의 제2 후크돌기(32C, 32D, 32E)는 원주방향을 따라 서로 이격될 수 있다.
복수개의 제2 후크돌기(32C, 32D, 32E)는 제2-1 후크돌기(32C), 제2-2 후크돌기(32D) 및 제2-3 후크돌기(32E)를 포함할 수 있다. 복수개의 제2 후크돌기(32C, 32D, 32E) 각각은 원주방향을 따라 120도 간격으로 배치될 수 있다.
복수개의 제2 후크돌기(32C, 32D, 32E)에는 볼 베어링(33)의 내륜(33B)의 타단이 걸림될 수 있다. 따라서, 볼 베어링(33)이 아우터 케이지(31) 및 이너 케이지(32) 사이에 설치된 상태일 때, 볼 베어링(33)은 복수개의 제1 후크돌기(31A, 31B, 31C, 31D) 및 복수개의 제2 후크돌기(32C, 32D, 32E)에 의해 축방향으로 이동이 제한될 수 있다.
이너 케이지(32)의 일단의 외주면에는 단차(32F)가 돌출 형성될 수 있다. 단차(32F)는 이너 케이지(32)의 일단의 외주면에서 반경방향으로 돌출되게 형성될 수 있다. 단차(32F)는 이너 케이지(32)의 절개된 일측을 제외하고 원주방향으로 연속되게 형성될 수 있다. 단차(32F)에는 내륜(33B)의 일단이 걸림될 수 있다.
베어링 유닛(30)을 도 6에 도시된 바와 같이 측면에 볼 때, 단차(32F)는 외륜(31A)의 일단으로부터 돌출 배치될 수 있다.
상기와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 차량용 조향장치(100)는, 아우터 케이지(31) 및 이너 케이지(32) 사이에 배치되는 볼 베어링(33)이 외륜(33A), 내륜(33B) 및 볼 조립체(33C)로 구성되기 때문에, 이너 케이지(32)의 회전 시 볼 조립체(33C)에 포함된 복수개의 볼(33D)이 아우터 케이지(31)의 내주면 및 이너 케이지(32)의 외주면에 직접 접촉되지 않으므로, 아우터 케이지(31) 및 이너 케이지(32)의 마모가 방지되어 내구성이 향상되며, 상기 스티어링 휠의 작동 소음을 줄일 수 있고, 베어링 유닛(30)의 제작이 용이해질 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
5 : 마운팅 브래킷 11 : 컬럼 하우징
12 : 이너 튜브 20 : 스티어링 샤프트
30 : 베어링 유닛 31 : 아우터 케이지
31A, 31B, 31C, 31D : 제1 후크돌기 31E : 탄성돌기
31G : 결합돌기 32 : 이너 케이지
32C, 32D, 32E : 제2 후크돌기 32F : 단차
33A : 외륜 33B : 내륜
33C : 볼 조립체 33D : 볼
100 : 조향장치

Claims (7)

  1. 이너 튜브(12);
    상기 이너 튜브(12)를 관통하는 스티어링 샤프트(20); 및
    상기 이너 튜브(12) 및 상기 스티어링 샤프트(20) 사이에 배치되어, 상기 스티어링 샤프트(20)를 상기 이너 튜브(12)에 대해 회전 가능하게 하는 베어링 유닛(30);을 포함하고,
    상기 베어링 유닛(30)은,
    상기 이너 튜브(12)의 내주면에 결합되는 아우터 케이지(31);
    상기 스티어링 샤프트(20)의 외주면에 결합되고, 상기 아우터 케이지(31)의 내부에 배치되는 이너 케이지(32);
    상기 아우터 케이지(31)의 내측에 결합되는 링형의 외륜(33A);
    상기 이너 케이지(32)의 외측에 결합되고, 상기 외륜(33A)의 내부에 배치되는 링형의 내륜(33B); 및
    상기 외륜(33A) 및 상기 내륜(33B) 사이에 배치되어 상기 내륜(33B)을 상기 외륜(33A)에 대해 회전 가능하게 지지하고, 원주방향을 따라 서로 이격된 복수개의 볼(33D)을 가지는 볼 조립체(33C);를 포함하고,
    상기 아우터 케이지(31)의 일단에는 원주방향을 따라 서로 이격되고 상기 외륜(33A)의 일단이 걸림되는 복수개의 제1 후크돌기(31A~31D)가 형성되고,
    상기 복수개의 제1 후크돌기(31A~31D)는 상기 이너 튜브(12)의 내주면에 접촉되어 내측으로 탄성 변형되는 차량용 조향장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 아우터 케이지(31)의 타단에는 원주방향을 따라 서로 이격된 복수개의 탄성돌기(31E)가 형성되고,
    상기 복수개의 탄성돌기(31E)는 상기 이너 튜브(12)의 내주면에 접촉되어 내측으로 탄성 변형되는 차량용 조향장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 복수개의 탄성돌기(31E) 중 적어도 하나의 외측면에는 상기 이너 튜브(12)의 내주면에 형성된 결함홈에 삽입되어 결합되는 결합돌기(31G)가 형성되는 차량용 조향장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 이너 케이지(32)의 타단에는 원주방향을 따라 서로 이격되고 상기 내륜(33B)의 타단이 걸림되는 복수개의 제2 후크돌기(32C~32E)가 형성되는 차량용 조향장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 이너 케이지(32)의 일단의 외주면에는 상기 내륜(33B)의 일단이 걸림되는 단차(32F)가 돌출 형성되는 차량용 조향장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 아우터 케이지(31) 및 상기 이너 케이지(32)는 플라스틱 재질로 형성되고,
    상기 외륜(33A), 상기 내륜(33B) 및 상기 볼 조립체(33C)는 스틸 재질로 형성되는 차량용 조향장치.
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