KR102342113B1 - 요크 유격 보상장치 - Google Patents

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Abstract

요크 유격 보상장치에 관한 발명이 개시된다. 개시된 요크 유격 보상장치는, 스티어링 기어박스의 하우징에 설치되어 랙바를 지지하는 요크바디와, 요크바디를 랙바 측으로 가압하는 탄성부재와, 하우징에 고정되어 상기 탄성부재를 지지하는 요크플러그와, 일단부가 요크바디에 삽입되고, 요크플러그에 위치 조절 가능하게 결합되는 유격조절부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

요크 유격 보상장치{CLEARANCE COMPENSATOR OF YOKE}
본 발명은 요크 유격 보상장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기어박스의 소음을 저감하고, 조향감을 유지하기 위한 요크 유격 보상장치에 관한 것이다.
일반적으로 랙 앤드 피니언 방식의 조향 기어박스는 랙바를 지지해 피니언과 랙바의 기어간 유격을 제거하고, 차량의 주행 안정성과 소음 발생 저감을 위해 요크 시스템을 적용한다.
도 1은 일반적인 차량의 스티어링 기어박스의 단면도이고, 도 2는 일반적인 스티어링 기어박스에 적용되는 요크장치의 장착 단면도이며, 도 3은 일반적인 차량의 요크장치의 분해도이다.
도 1 내지 3을 참조하면, 스티어링 기어박스(1)에 적용되는 요크장치는 피니언(4)과 랙바(3)가 기어로 맞물린 구조에서 유격이 발생하므로, 요크장치가 피니언(4)과 랙바(3)사이의 유격을 조정하는 작용을 한다.
일반적인 요크장치는 스티어링 기어박스(1)의 하우징(2)에 요크슬리퍼(21), 요크링(23)이 결합된 요크바디(20), 요크스프링(22) 및 요크플러그(50) 순으로 결합되어 랙바(3)를 지지한다.
종래의 스티어링 기어박스의 요크장치는 내구가 진행됨에 따라 기어의 마모 등에 의하여 요크바디와 요크플러그 사이의 유격이 증가한다. 요크바디와 요크플러그 사이의 유격이 일정 범위를 초과하게 되면, 노면으로부터의 충격이 요크장치에 전달될 때, 요크바디와 요크플러그가 부딪히게 되고, 기계적 충격음이 발생하고, 스티어링 기어박스의 습동력 저하로 인해 차량의 운전성능이 저하된다. 따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-0562579호(2006.3.22. 공고, 발명의 명칭: 차량용 스티어링 시스템의 래틀 방지 구조)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 요크바디와 요크플러그 간의 유격의 발생을 보상하는 요크 유격 보상장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 기계적 충격음의 발생을 방지하고, 스티어링 기어박스의 습동력을 유지하여, 차량의 운전성능을 유지하는 요크 유격 보상장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 장착 이후에도 요크바디의 유격을 용이하게 조절할 수 있는 요크 유격 보상장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 요크 유격 보상장치는: 스티어링 기어박스의 하우징에 설치되어 랙바를 지지하는 요크바디; 상기 요크바디를 상기 랙바 측으로 가압하는 탄성부재; 상기 하우징에 고정되어 상기 탄성부재를 지지하는 요크플러그; 및 일단부가 상기 요크바디에 삽입되고, 상기 요크플러그에 위치 조절 가능하게 결합되는 유격조절부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 요크바디는, 상기 하우징에 삽입되며, 상기 랙바에 접하는 요크부; 및 상기 요크부에 오목하게 형성되며, 상기 유격조절부의 일단부가 내측으로 삽입되는 조절부삽입홈부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 요크플러그는, 외주면이 상기 하우징에 나사 결합되는 요크플러그바디; 및 상기 요크플러그바디를 관통하며, 내주면에 나사산이 형성되어 상기 유격조절부가 나사 결합되는 조절부관통홀부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 유격조절부는, 선단부가 상기 요크바디에 삽입되며, 외주면에 나사산이 형성되어 상기 요크플러그에 나사 결합되는 조절부바디; 및 외경이 상기 조절부바디의 외경보다 크게 형성되며, 상기 조절부바디의 후단부에 결합되어 상기 요크플러그의 외측으로 돌출되는 조절부머리;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 조절부머리는, 상기 조절부바디의 길이 방향에 수직한 단면이 다각형인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 유격조절부는, 상기 요크바디와 상기 조절부바디의 선단부 사이에 개재되며, 외주면이 곡면으로 형성되는 볼부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 조절부바디는, 상기 볼부에 대향되는 면이 상기 볼부의 형상에 대응하여 오목하게 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 요크 유격 보상장치는 외부에서 유격조절부를 조작하는 방식으로 요크바디의 유격을 조절할 수 있다.
이에 따라 본 발명은 랙바와 피니언 기어의 마모 또는 요크라이너의 마모 등에 의하여 요크바디의 유격이 증대되는 경우, 장치의 분해 없이 외부에 돌출되는 유격조절부를 조작하는 간단한 방식으로 요크바디의 유격을 조절할 수 있다.
도 1은 일반적인 차량의 스티어링 기어박스의 단면도이다.
도 2는 일반적인 스티어링 기어박스에 적용되는 요크장치의 장착 단면도이다.
도 3은 일반적인 차량의 요크장치의 분해도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 요크 유격 보상장치의 분해도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 요크 유격 보상장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 요크 유격 보상장치에서 유격조절부의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 요크 유격 보상장치에서 유격조절부의 작동을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 요크 유격 보상장치의 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 일반적인 차량의 스티어링 기어박스의 단면도이고, 도 2는 일반적인 스티어링 기어박스에 적용되는 요크장치의 장착 단면도이며, 도 3은 일반적인 차량의 요크장치의 분해도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 요크 유격 보상장치의 분해도이다.
도 1 내지 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 요크 유격 보상장치(100)는 요크바디(200), 탄성부재(300), 요크플러그(400) 및 유격조절부(500)를 포함한다.
요크바디(200)는 스티어링 기어박스(1)의 하우징(2)에 설치되어 랙바(3)를 지지한다. 본 실시예에서 요크바디(200)는 요크부(210) 및 조절부삽입홈부(230)를 포함한다.
요크부(210)는 스티어링 기어박스(1)의 하우징(2)에 삽입되며, 랙바(3)에 접한다. 본 실시예에서 요크부(210)는 대략 원기둥 형상으로 형성되어 하우징(2)에 인입되며, 랙바(3)를 향하는 면이 오목하게 형성되어 랙바(3)의 측면을 둘러싼다. 본 실시예에서 요크부(210)는 랙바(3)를 향하는 오목부에 요크라이너(211)가 설치되어 요크라이너(211)를 매개로 랙바(3)와 접촉된다.
하우징(2)과 요크부(210)의 간극에는 요크부(210)의 틸팅(tilting)으로 인한 래틀(rattle)을 방지하기 위해 적어도 하나 이상의 요크링(213)이 요크부(210)의 외측면에 끼워질 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 요크 유격 보상장치를 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 요크 유격 보상장치에서 유격조절부의 구성을 나타내는 사시도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 요크 유격 보상장치에서 유격조절부의 작동을 나타내는 도면이다.
도 4 내지 7을 참조하면, 조절부삽입홈부(230)는 요크부(210)에 오목하게 형성되어 유격조절부(500)의 단부가 내측으로 삽입된다. 본 실시예에서 조절부삽입홈부(230)는 유격조절부(500)가 접하는 면이 곡면으로 형성되어, 유격조절부(500)의 회전 시 유격조절부(500)와의 마찰을 줄이며, 장치의 파손을 방지한다.
탄성부재(300)는 요크바디(200)를 랙바(3) 측으로 가압한다. 본 실시예에서 탄성부재(300)는 요크부(210)의 전방에 위치하고, 코일스프링으로 예시된다. 본 실시예에서 탄성부재(300)는 양단부가 각각 요크부(210) 및 요크플러그(400)에 접하여, 요크부(210)를 랙바(3) 측으로 가압한다.
요크플러그(400)는 하우징(2)에 고정되어 탄성부재(300)를 지지한다. 본 실시예에서 요크플러그(400)는 요크플러그바디(410) 및 조절부관통홀부(430)를 포함한다.
요크플러그바디(410)는 대략 원기둥 형상으로 형성되며, 외주면에 나사산이 형성되며 하우징(2)의 내부면에 형성된 나사산에 나사 결합된다. 본 실시예에서 요크 유격 보상장치(100)는 요크플러그바디(410)가 하우징(2)에 대하여 이동되는 것을 방지하기 위하여 락너트(450) 등을 요크플러그바디(410)의 외주면에 결합할 수 있다.
조절부관통홀부(430)는 요크플러그바디(410)를 관통하며, 유격조절부(500)가 내측으로 삽입되어 나사 결합된다.
유격조절부(500)는 일단부가 요크바디(200)에 삽입되고, 요크플러그(400)에 위치 조절 가능하게 결합되며, 요크플러그(400)에 결합되는 위치를 조절하여 요크바디(200)의 유동폭을 조절한다. 본 실시예에서 유격조절부(500)는 조절부바디(510) 및 조절부머리(530)를 포함한다.
조절부바디(510)는 선단부가 요크바디(200)에 삽입되며, 외주면에 나사산이 형성되어 요크플러그(400)에 나사 결합된다. 본 실시예에서 조절부바디(510)는 대략 원기둥 형상으로 형성되며, 선단부가 조절부관통홀부(430)를 관통하여 조절부삽입홈부(230)에 끼워진다.
조절부머리(530)는 외경이 조절부바디(510)의 외경보다 크게 형성되며, 조절부바디(510)의 후단부에 결합되어 요크플러그(400)의 외측(도 6 기준 우측)으로 돌출된다.
본 실시예에서 조절부머리(530)는 조절부바디(510)의 길이 방향에 수직한 단면이 다각형으로 형성되어 스패너 등의 공구에 맞물림으로써 조절부머리(530) 및 조절부바디(510)를 회전시킬 수 있도록 한다. 본 실시예에서 조절부바디(510)와 조절부머리(530)는 일체로서 형성되어 부품의 개수 및 제조 공정 수를 줄이고, 내구성을 향상시키며, 부품의 관리를 용이하게 한다.
본 실시예에서 유격조절부(500)는 볼부(550)를 더 포함한다. 볼부(550)는 조절부바디(510)와 요크바디(200)의 선단부 사이에 개재되며, 외주면이 곡면으로 형성되어 조절부바디(510)의 이동에 따라 발생되는 힘을 분산시켜, 요크바디(200)의 특정부위에 하중이 집중되는 것을 방지하고, 요크바디(200)가 랙바(3) 측으로 이동되도록 한다.
본 실시예에서 볼부(550)는 금속 재질을 포함하여 이루어지고, 대략 구형으로 형성되어 조절부바디(510)의 선단부에 접하여, 조절부바디(510)의 이동에 따라 요크바디(200)를 전방(도 7 기준 좌측)으로 가압한다.
본 실시예에서 조절부바디(510)는 볼부(550)에 대향되는 면이 볼부(550)의 형상에 대응하여 오목하게 형성되어 볼부(550)에 접함으로써, 볼부(550)와의 접촉면적을 증대시킨다. 이로써, 조절부바디(510)가 전방으로 이동될 때, 조절부바디(510)의 이동에 따른 압력이 볼부(550)의 특정 부위에 집중되는 것을 방지할 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 요크 유격 보상장치(100)의 작동원리 및 효과를 설명하면 다음과 같다.
요크 유격 보상장치(100)에서 탄성부재(300)에 의하여 탄성 지지되는 요크바디(200)는 랙바(3)를 좌측(도 6 기준)으로 가압한다.
차량의 운행에 의해 랙바(3)와 피니언(4) 사이의 기어가 마모되면, 랙바(3)는 최초 위치에서 좌측(도 6 기준)으로 이동하게 된다. 이때, 요크바디(200)는 탄성부재(300)에 의해 탄성 지지되므로, 랙바(3)의 좌측 이동에 대응되는 거리만큼 좌측으로 이동하게 된다. 즉, 랙바(3)의 이동에 따른 유격은 탄성부재(300)에 의한 요크바디(200)의 연동 이동으로 보상된다.
다만, 랙바(3)와 피니언(4) 사이의 마모가 진행될수록, 요크바디(200)가 랙바(3) 측으로 더욱 이동되어 요크바디(200)의 유동거리가 증대되며, 이러한 유동거리의 증대는 차량의 운행 중 소음의 발생, 장치의 마모 등을 유발할 수 있다.
본 실시예에서 요크 유격 보상장치(100)는 유격조절부(500)를 조작하여 요크바디(200)의 유동폭을 조절할 수 있다. 작업자가 유격조절부(500)의 조절부머리(530)에 스패너 등의 공구를 결합한 후 공구를 회전시키면, 조절부머리(530)와 함께 조절부바디(510)가 회전된다.
조절부바디(510)는 요크플러그(400)에 나사 결합된 상태이므로, 요크플러그(400)와의 나사 결합이 풀리거나 해제되면서 조절부바디(510)는 전방 또는 후방으로 이동된다.
본 실시예에서 조절부바디(510)는 선단부가 요크바디(200)에 삽입된 상태이므로 조절부바디(510)가 전방으로 이동하면, 요크바디(200)의 유동폭을 줄일 수 있다. 조절부바디(510)가 후방으로 이동하면, 요크바디(200)의 유동폭이 증대된다.
이로써, 본 실시예에 따른 요크 유격 보상장치(100)는 요크플러그(400)를 관통하여 유격조절부(500)가 구비되며, 외부에서 유격조절부(500)를 조작하는 방식으로 요크바디(200)의 유동폭을 조절할 수 있다.
이에 따라 본 실시예에서 요크 유격 보상장치(100)는 랙바(3)와 피니언(4)의 마모 또는 요크라이너(211)의 마모 등을 원인으로 하는 소음 발생시, 외부에 돌출되는 유격조절부(500)를 조작하는 간단한 방식으로 요크바디(200)의 유동폭을 조절하여, 소음의 발생을 저감할 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: 스티어링 기어박스 2: 하우징
3: 랙바 4: 피니언
20: 요크바디 21: 요크슬리퍼
22: 요크스프링 23: 요크링
50: 요크플러그 100: 요크 유격 보상장치
200: 요크바디 210: 요크부
211: 요크라이너 213: 요크링
230: 조절부삽입홈부 300: 탄성부재
400: 요크플러그 410: 요크플러그바디
430: 조절부관통홀부 450: 락너트
500: 유격조절부 510: 조절부바디
530: 조절부머리 550: 볼부

Claims (7)

  1. 스티어링 기어박스의 하우징에 설치되어 랙바를 지지하는 요크바디;
    상기 요크바디를 상기 랙바 측으로 가압하는 탄성부재;
    상기 하우징에 고정되어 상기 탄성부재를 지지하는 요크플러그; 및
    일단부가 상기 요크바디에 삽입되고, 상기 요크플러그에 위치 조절 가능하게 결합되는 유격조절부;를 포함하고,
    상기 유격조절부는,
    선단부가 상기 요크바디에 삽입되며, 외주면에 나사산이 형성되어 상기 요크플러그에 나사 결합되는 조절부바디;
    외경이 상기 조절부바디의 외경보다 크게 형성되며, 상기 조절부바디의 후단부에 결합되어 상기 요크플러그의 외측으로 돌출되는 조절부머리; 및
    상기 요크바디와 상기 조절부바디의 선단부 사이에 개재되며, 외주면이 곡면으로 형성되는 볼부;를 포함하고,
    상기 볼부는 상기 조절부바디의 선단부와 상기 요크바디의 사이에 개재되는 구형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 요크 유격 보상장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 요크바디는,
    상기 하우징에 삽입되며, 상기 랙바에 접하는 요크부; 및
    상기 요크부에 오목하게 형성되며, 상기 유격조절부의 일단부가 내측으로 삽입되는 조절부삽입홈부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 요크 유격 보상장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 요크플러그는,
    외주면이 상기 하우징에 나사 결합되는 요크플러그바디; 및
    상기 요크플러그바디를 관통하며, 내주면에 나사산이 형성되어 상기 유격조절부가 나사 결합되는 조절부관통홀부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 요크 유격 보상장치.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서, 상기 조절부머리는,
    상기 조절부바디의 길이 방향에 수직한 단면이 다각형인 것을 특징으로 하는 요크 유격 보상장치.
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서, 상기 조절부바디는,
    상기 볼부에 대향되는 면이 상기 볼부의 형상에 대응하여 오목하게 형성되는 것을 특징으로 하는 요크 유격 보상장치.
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