KR19990042000U - 자동차스티어링시스템용 조향기어 랙스트로크 제한장치. - Google Patents

Abstract

본 고안은 광폭타이어를 장착한 상태에서 스노우체인을 장착할 경우 스노우체인과 여타부품간의 간섭발생으로 최대선회가 불가능하고 주위부품의 손상과 마모로 인한 조작불량이 발생하는 문제점을 해결하여, 광폭타이어로 교환한 상태에서 스노우체인을 장착할 경우 랙스트로크를 제한하여 타이어와 여타의 부품과의 간섭이 배제되도록 한 자동차스티어링시스템용 조향기어 랙스트로크 제한장치에 관한 것이다.

이를 위한 구성은 기어하우징(11)의 횡방향으로 삽입되어 양단에 타이로드앤드(12)를 결합하고 중앙에는 랙(13)을 형성하는 랙바(14)와 이의 수직방향으로 결합되어 랙(13)과 맞물린 피니언(15)을 형성하여 상방으로 돌출되는 피니언샤프트(16), 기어하우징(11)의 후방으로는 랙베어링(17)과 랙스프링(18) 및 어져스트플러그(19)로 구성되는 랙가이드(20)가 구비되는 조향기어(10)에 있어서;

상기 랙(13)이 형성된 랙바(14)의 배면에 정상적인 랙스트로크(L)보다 작은 제한스트로크(L1)을 가지도록 형성하는 제한슬로트(30)와 제한슬로트(30)에는 기어하우징(11)의 배면에 착탈자유롭게 고정되는 케이스(35)내에 구비되는 솔레노이드(40)를 포함하는 제한수단(31)의 스토퍼(32)가 삽입, 이탈되어 정상적인 랙스트로크(L)와 제한스트로크(L1)를 선택적으로 사용할 수 있도록 한 것이다.

Description

자동차스티어링시스템용 조향기어 랙스트로크 제한장치.

본 고안은 자동차스티어링시스템용 조향기어 랙스트로크 제한장치에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 광폭타이어로 교환하였거나 스노우체인을 장착하였을 때 랙스트로크를 제한하여 타이어와 여타의 부품과의 간섭이 배제되도록 한 조향기어 랙스트로크 제한장치의 제공에 관한 것이다.

자동차의 스티어링시스템은 자동차의 진행방향을 운전자가 의도하는 방향으로 바꾸기 위한 장치로서, 스티어링휠과 스티어링샤프트, 스티어링컬럼으로 구성되는 조작기구와 상기 조작기구의 운동방향을 변환하는 조향기어 및 조향기어의 움직임을 바퀴로 전달하여 바퀴의 방향전환이 되도록 하는 링크기구로 크게 구성된다.

상기와 같은 스티어링시스템에서 조향기어는 경쾌한 조향조작을 가능하게함과 동시에 운전자의 피로경감과 핸들을 빼엇기는 것을 방지하기 위하여 앞바퀴가 노면으로부터 충격을 받았을 때 그 충격이 핸들에 까지 미치지 않도록 하는 성질을 필요로 하고 있다.

이러한 조향기어는 원과 섹터(부채꼴기어)를 조합하여 사용되는 윔섹터타입과 웜과 너트사이에 마찰저항을 감소시키기 위하여 볼을 개입시킨 볼너트타입 및 랙과 피니언을 조합시킨 랙피니언타입등 여러 종류가 있다.

이중 랙피니언타입의 경우에는 랙의 양단부에 조향링키지의 일부를 구성하고 구성이 간단하여 경량화가 가능하며, 핸들강성이 높고 응답성이 우수한 특성으로 인하여 많이 사용되고 있다.

상기와 같은 랙피니언타입의 조향기어(10)는 도 1에 도시된 바와같이 기어하우징(11)의 횡방향으로는 양단에 타이로드앤드(12)를 결합하고 중앙에는 랙(13)을 형성한 랙바(14)가 삽입되고, 상기 랙바(14)의 수직(약간경사져 있음)방향으로는 랙(13)과 맞물린 피니언(15)을 형성한 피니언샤프트(16)가 돌출되어 스티어링샤프트와 연결된다.

상기 피니언(15)과 랙바(14)의 랙(13)이 맞물린 기어하우징(11)의 후방으로는 랙베어링(17)과 랙스프링(18) 및 어져스트플러그(19)로 구성되는 랙가이드(20)가 구비되고 이의 외방은 캡(21)에 의하여 마감되는 구성이다.

상기와 같은 구성에서 스티어링휠의 회전을 전달받은 스티어링샤프트가 피니언샤프트(16)를 움직여 피니언(15)으로 하여금 랙바(14)를 좌,우방향으로 운동하게 한다.

상기 랙바(14)의 움직임은 양단부의 타이로드로 전달되어 양측의 바퀴를 스티어링휠의 움직임과 동일한 방향으로 조작하여 조향이 이루어지도록 한다.

이러한 조향기어에서 랙스트로크는 랙바에 형성된 랙의 총거리(길이)로 한정된 일정한 범위를 가지고 있고 선회반경 또한 랙스트로크로 고정되어있다.

따라서 동일차종에서는 타이어의 사양이나 바디구조에 따라 랙스트로크가 다른 조향기어를 사용하는 경우가 있으며, 장착되는 표준타이어의 한단계 혹은 두단계까지의 큰 사이즈로만 스노우체인이 장착되는 것을 감안하고 초광폭타이어가 적용될 경우에는 스노우체인의 장착을 고려하지 않고 있다.

그러나, 일반소비자들의 경우에는 표준장착된 타이어보다 큰사이즈의 초광폭타이어로 교환하여 외관을 고려하거나 안정성을 향상시키고 있다.

이 경우에는 스노우체인의 장착이 불가능하기 때문에 동절기 주행에 상당한 불편함을 주고, 초광폭타이어에 스노우체인을 장착하였다 할 경우에도 스티어링휠을 최대선회범위까지 조작한 경우에는 스노우체인과 주위부품상간의 간섭이 발생하여 상당한 문제점을 야기 시킨다.

이는 종래의 조향기어에는 광폭타이어를 장착한 상태에서 스노우체인을 장착하였을 때 록스트로크를 장착된 스노우체인의 폭만큼 제한하여주는 장치가 없기 때문이다.

상기와 같이 초광폭타이어에 장착된 스노우체인과 여타부품간의 간섭발생이 있을 경우에는 최대선회가 불가능하고 주위부품의 손상과 마모로 인한 조작불량과 같은 중대한 사고로 까지 이어질 수 있는 등의 문제점들이 있었다.

이에 본 고안에서는 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 초광폭타이어로 교환한 상태에서 스노우체인을 장착하여 사양 타이어의 폭보다 넓은 폭으로 변화하였을 경우 랙바의 움직임을 제한하여 스노우체인과 여타의 부품간의 간섭발생이 없도록 랙스트로크를 제한할 수 있는 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

이를 위한 구성은 랙이 형성된 랙바의 대향위치에 제한슬로트를 형성하고 이 슬로트에 삽입되어 랙바의 좌,우방향의 움직임폭(스트로크)를 제한하기 위한 제한수단을 구비한 것이 특징이다.

도 1은 본 고안을 설명하기 위한 스티어링시스템의 조향기어를 도시한 일부 단면도.

도 2는 도 1의 A - A선을 따라서 취한 조향기어 단면도.

도 3은 고안의 기술이 적용된 조향기어의 단면도로서 도 1의 B - B방향에서 본 도면.

도 4는 본 고안의 기술이 적용된 조향기어 랙스트로크 제한장치의 요부단면도로서 도 1의 C - C방향에서 본 도면.

도 5는 본 고안의 다른 실시예가 적용된 조향기어 랙스트로크 제한장치의 단면도.

도 6은 본 고안의 작동상태를 개략적으로 도시한 단면도.

*도면의 주요 부분에 사용된 부호의 설명*

10; 조향기어

14; 랙바

30; 제한슬로트

32; 스토퍼

37; 플런져

40; 솔레노이드

42; 작동스위치

이하 첨부되는 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 구성 및 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안을 설명하기 위한 스티어링시스템의 조향기어를 도시한 일부 단면도, 도 2는 도 1의 A - A선을 따라서 취한 조향기어 단면도, 도 3은 고안의 기술이 적용된 조향기어의 단면도로서 도 1의 B - B방향에서 본 도면, 도 4는 본 고안의 기술이 적용된 조향기어 랙스트로크 제한장치의 요부단면도로서 도 1의 C - C방향에서 본 도면, 도 5는 본 고안의 다른 실시예가 적용된 조향기어 랙스트로크 제한장치의 단면도, 도 6은 본 고안의 작동상태를 개략적으로 도시한 단면도로서 함께 설명한다.

본 고안에서는 사양장착되는 타이어보다 큰 사이즈의 초광폭타이어로 교환장착한 상태에서 스노우체인을 장착할 경우 정상적인 랙스트로크보다 작은 랙스트로크를 가지도록하여 스노우체인과 여타부품과의 간섭을 배제하고 조향기어셋트의 변형이나 교환없이도 안전한 눈길운행이 가능하도록 조향기어(10)를 구성한다.

이를 위한 본 고안의 구성은;

랙(13)이 형성된 랙바(14)의 배면에 정상적인 랙스트로크(L)보다 작은 제한스트로크(L1)을 가지는 제한슬로트(30)를 형성한다.

상기 제한슬로트(30)에는 기어하우징(11)의 배면에 착탈자유롭게 고정되는 제한수단(31)의 스토퍼(32)가 삽입, 이탈되어 정상적인 랙스트로크(L)와 제한스트로크(L1)를 선택적으로 사용할 수 있도록 한다.

상기 제한수단(31)은 기어하우징(11)과 결합되는 케이스(35)에는 복원스프링(36)을 가지고 선단에는 제한슬로트(30)에 삽입될 수 있는 스토퍼(32)를 가지는 플런져(37)를 중앙에 구비한다.

상기 플런져(37)의 외측에는 전원을 공급받아 자력에 의하여 플런져(37)를 제한슬로트(30)방향으로 이동시켜주기 위한 풀인 및 홀딩코일(38)이 구비되는 솔레노이드(40)를 내장한다.

상기 솔레노이드(40)는 배터리(41)전원을 인가받도록 하고 운전석주위에 작동스위치(42)를 구비함으로서 운전자에 의하여 정상적인 랙스트로크(L)와 제한스트로크(L1)를 선택할 수 있도록 하여 조향기어 랙스트로크 제한장치(100)를 구성한다.

상기와 같은 본 고안의 작용을 살펴보면;

기본사양의 타이어가 장착된 상태나 초광폭타이어를 장착한 상태에서는 정상적인 주행이 가능하기 때문에 본 고안의 조향기어 랙스트로크 제한장치(100)를 작동시키지 않고 정상적인 랙스트로크(L)범위로 랙바(14)가 작동하도록 한다.

이러한 상태에서 동절기와 같이 노면의 미끄러짐이 심하여 스노우체인을 장착하였을 경우에만 랙바(14)의 정상적인 스트로크(L)를 제한하여 제한스트로크(L1)범위내에서만 작동하도록 함으로서 스노우체인과 여타부품간의 간섭이 배제되도록 한다.

이의 작동을 상세하게 살펴보면;

스노우체인을 장착하여 주행하고자 할 경우에는 운전석 주위에 구비되는 작동스위치(42)를 ON시켜 솔레노이드(40)가 작동되도록 한다.

솔레노이드(40)가 작동하게되면 풀인 및 홀딩코일(38)로 전류가 흘러 이의 중앙에 위치한 플런져(37)를 ←방향으로 움직이게 하고, 이 상태를 계속하여 유지시켜준다.

플런져(37)가 움직임에 따라 플런져(37)의 선단부에 일체로 형성한 스토퍼(32)가 랙바(14)의 배면에 형성한 제한슬로트(30)에 삽입된 상태에 있기 때문에 스티어링휠을 조작하더라도 제한슬로트(30)가 스토퍼(32)에 의하여 더 이상의 좌,우방향으로의 움직임이 제한된다.

그러므로 랙바(14)는 정상 랙스트로크(L)보다 작은 제한스트로크(L1)범위안에서만 움직이게 되므로 최대선회시에도 스노우체인과 여타부품간의 간섭이 배제되는 것이다.

스노우체인을 타이어로부터 이탈시켰을 경우에는 운전석 주위에 구비되는 작동스위치(42)를 OFF시키면 풀인 및 홀딩코일(38)의 전류공급이 중단되고, 플런져(37)는 복원스프링(36)에 의하여 초기상태의 위치로 돌아가 랙바(14)가 정상적인 랙스트로크(L)를 가질 수 있도록 한다.

본 고안의 다른 실시예로서는;

랙바(14)의 배면에 형성되는 제한슬로트(30)에 내측에 스토퍼(50)를 일체로 형성하여 기어하우징(11)과 나사결합되는 플러그(51)를 구비하여 플러그(51)를 정,역회전시켜 스토퍼(50)가 제한슬로트(30)에 삽입 및 이탈되도록 하여도 된다.

이상과 같은 본 고안은 초광폭타이어로 교환한 상태에서 스노우체인을 장착하여 사양 타이어의 폭보다 넓은 폭으로 변화하였을 경우 랙바의 움직임을 제한하여 스노우체인과 여타의 부품간의 간섭발생이 배제되어 안정된 조향성을 유지할 수 있으며, 조향기어셋트의 변형이나 교환없이도 안전한 눈길운행이 가능한등의 효과를 가진다.

Claims (4)

1. 기어하우징(11)의 횡방향으로 삽입되어 양단에 타이로드앤드(12)를 결합하고 중앙에는 랙(13)을 형성하는 랙바(14)와;

   상기 랙바(14)의 수직방향으로 결합되어 랙(13)과 맞물린 피니언(15)을 형성하여 상방으로 돌출되는 피니언샤프트(16);

   상기 기어하우징(11)의 후방으로는 랙베어링(17)과 랙스프링(18) 및 어져스트플러그(19)로 구성되는 랙가이드(20)가 구비되고 캡(21)에 의하여 마감되는 자동차스티어링시스템용 조향기어(10)의 랙스트로크를 제한함에 있어서;

   상기 랙(13)이 형성된 랙바(14)의 배면에 정상적인 랙스트로크(L)보다 작은 제한스트로크(L1)을 가지도록 형성하는 제한슬로트(30);

   상기 제한슬로트(30)에는 기어하우징(11)의 배면에 착탈자유롭게 고정되는 케이스(35)내에 구비되는 솔레노이드(40)를 포함하는 제한수단(31)의 스토퍼(32)가 삽입, 이탈되어 정상적인 랙스트로크(L)와 제한스트로크(L1)를 선택적으로 사용할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 자동차스티어링시스템용 조향기어 랙스트로크 제한장치.
2. 제 1 항에 있어서;

   상기 제한수단(31)은 기어하우징(11)과 결합되는 케이스(35);

   케이스(35)내부 중앙에 위치하여 복원스프링(36)을 가지고 선단에는 제한슬로트(30)에 삽입될 수 있는 스토퍼(32)를 가지는 플런져(37);

   상기 플런져(37)의 외측에 위치하여 전원을 공급받아 자력에 의하여 플런져(37)를 제한슬로트(30)방향으로 이동시키고 유지시켜주기 위한 풀인 및 홀딩코일(38)을 포함하는 솔레노이드(40)로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차스티어링시스템용 조향기어 랙스트로크 제한장치.
3. 제 1 항에 있어서;

   상기 솔레노이드(40)는 운전석주위에 더 구비되는 작동스위치(42)에 의하여 제어되는 것을 특징으로 하는 자동차스티어링시스템용 조향기어 랙스트로크 제한장치.
4. 제 1 항에 있어서;

   상기 제한수단은(31)은 제한슬로트(30)에 삽입될 수 있는 스토퍼(50)를 일체로 형성하여 기어하우징(11)과 나사결합되는 플러그(51)로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차스티어링시스템용 조향기어 랙스트로크 제한장치.