KR20020078865A

KR20020078865A - Yoke for Supporting Rack bar Steering shaft of Steering Device

Info

Publication number: KR20020078865A
Application number: KR1020010019029A
Authority: KR
Inventors: 유영선
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2001-04-10
Filing date: 2001-04-10
Publication date: 2002-10-19

Abstract

PURPOSE: A rack bar support yoke for a steering system is provided to reduce noise between the yoke and a housing or a yoke plug, and to prevent friction in sliding by tapering the end of the yoke. CONSTITUTION: A power steering gearbox is composed of a pinion gear turning; a rack gear engaged with the pinion gear; a rack bar(40) sliding right and left by the pinion gear; a yoke(20) and a yoke plug(50) inserted to a rack housing(10), and supported by a spring(30) to elastically contact to the rack bar; and the rack housing having a supporter or the yoke contacted to the rack bar in the upper part of the yoke. Tolerance from thermal expansion is compensated by inclining the diameter little at the contact portion of the yoke and the rack bar, and the rack bar is slid actively in the rack housing.

Description

Yoke for Supporting Rack bar Steering shaft of Steering Device}

본 발명은 스티어링장치의 피니언 및 랙기어형 기어박스내의 랙바(Rack bar)지지용 요크(Yoke)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 요크가 랙하우징내에서 랙바를 탄력적으로 피니언기어와 맞물리도록 지지하고 열변형에 의한 랙하우징내면에 요크가 끼이지 않도록 테이퍼면을 구비한 스티어링장치의 랙바지지용 요크에 관한 것이다.The present invention relates to a yoke for supporting a rack bar in a pinion and a rack gear type gearbox of a steering apparatus, and more particularly, to support the yoke for elastically engaging the rack bar with the pinion gear in the rack housing. The present invention relates to a rack bar support yoke of a steering apparatus having a tapered surface such that the yoke is not caught in the inner surface of the rack housing due to heat deformation.

일반적으로 스티어링장치는 운전자의 조작에 의해 차량의 진행방향을 변경시킬 수 있도록 운전석과 차량의 휠 사이에 마련되는 것으로서, 운전석에 배치되는 스티어링휠과 이에 연결된 조향축(틸트컬럼), 그리고 조향축과의 사이에 유니버셜 조인트를 통해 연결되는 기어박스 및 조향축을 차체에 고정시킬 수 있도록 그 외부측에 장착되는 스티어링컬럼 등으로 구비된다.In general, the steering device is provided between the driver's seat and the wheel of the vehicle so that the driving direction of the vehicle can be changed by the driver's operation, and the steering wheel disposed in the driver's seat, the steering shaft (tilt column) connected thereto, and the steering shaft Between the gear box and the steering shaft connected through the universal joint is provided with a steering column and the like mounted on its outer side to be fixed to the vehicle body.

그러나 일반적으로 피니언 및 밸브 어셈블리에 상기 랙바가 체결되는데 랙바는 그 단부 즉 피니언 하우징내에 피니언기어가 위치되어져 랙바의 랙기어와 맞물려져 있다. 따라서, 스티어링휠의 조작으로 인한 회전력이 유니버셜조인트를 통해 피니언 및 밸브 어샘블리에 전달되어 밸브 어샘블리는 피니언과 맞물린 랙기어에 전달되어 조향동작을 수행하게 되는 것이다. 하지만 그러나 빈번한 스티어링휠의 조작으로 피니언과 랙기어는 마모가 발생되어 유격이 발생되어지기 때문에 그 유격에 따른 조향유격이 발생되게 된다. 이러한 유격은 주행하는 자동차의 경우 덜거덕거리는 소음을 발생시키는 문제를 야기하고 있다.In general, however, the rack bar is fastened to the pinion and valve assembly, where the rack bar is engaged with the rack gear of the rack bar by placing the pinion gear at its end, that is, the pinion housing. Accordingly, the rotational force due to the operation of the steering wheel is transmitted to the pinion and the valve assembly through the universal joint, and the valve assembly is transmitted to the rack gear engaged with the pinion to perform the steering operation. However, due to frequent operation of the steering wheel, the pinion and the rack gear are worn and the play is generated, so a steering play occurs according to the play. This play causes a problem of rattling noise in a driving car.

이러한 문제를 해소하기 위한 일환으로 랙바를 피니언에 탄력적으로 밀착되도록 서포트요크가 사용되고 있다. 이와 같은 서포트요크는 도 1에 예시되어 있는데 도면을 참조하여 세부적으로 설명하면 다음과 같다.In order to solve this problem, the support yoke is used to elastically close the rack bar to the pinion. Such a support yoke is illustrated in FIG. 1, which will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도1에 도시된 바와 같이 랙하우징(10)의 일측에 요크(20)가 삽입되어진다. 상기 요크(20)는 그 후방에서 스프링(30)에 의해 가압되어져 랙바(40)의 표면으로 밀착되도록 결합되어져 있다. 상기 요크(20)는 랙하우징(10)내에서 상하로 슬라이드가능하도록 결합된다.As shown in FIG. 1, the yoke 20 is inserted into one side of the rack housing 10. The yoke 20 is coupled to the surface of the rack bar 40 is pressed by the spring 30 at the rear thereof. The yoke 20 is coupled to slide up and down in the rack housing 10.

하지만, 전술한 바와 같이 랙바(40)의 슬라이드 동작을 위한 공차와, 피니언과 랙기어간의 마모로 인한 유격으로 인해 소음발생을 억제하기 위해 서포트요크(20)가 부설되어 있다. 통상적인 요크(20)는 피니언기어로부터 랙에 전달되는 하중을 견디는 강성감과 랙바의 슬라이드 마찰력을 최소화하는 특성을 지녀야 한다. 이러한 특성을 만족시키기 위해 요크의 몸체는 주로 소결재로 사용되고 있다. 그리고 랙바의 마찰부위에는 도 2에 도시된 바와 같이 드라이부쉬(21, dry bush)를 압입하여 사용중이다.However, as described above, the support yoke 20 is installed to suppress the noise caused by the tolerance for the slide operation of the rack bar 40 and the play caused by the wear between the pinion and the rack gear. Conventional yoke 20 should have a stiffness to withstand the load transmitted from the pinion gear to the rack and minimize the slide friction of the rack bar. In order to satisfy these characteristics, the body of the yoke is mainly used as a sintered material. In addition, the friction portion of the rack bar is in use by pressing a dry bush 21, as shown in FIG.

그러나 소결요크는 랙바와 피니언기어 사이에는 전술한 바와 같이 치합(齒合)에 따른 마모에 의한 유격 발생시 소결요크와 하우징 또는 소결요크와 강재질의 요크플러그(Yoke Plug)사이에서 발생되는 덜거럭거리는 잡음을 저하시킬 수 있는 방안이 마련되지 않고 있다. 이에 잡음을 저감시키기 위하여 일부 제작사에서는 소결몸체의 요크에 프라스틱재질의 시트(Seat)를 압입하여 사용중이다.However, the sintered yoke is a noisy noise generated between the rack bar and the pinion gear as described above when the play caused by the wear due to the engagement occurs between the sintered yoke and the housing or between the sintered yoke and the steel yoke plug. There is no way to lower the risk. In order to reduce the noise, some manufacturers are using a plastic seat (Seat) is pressed into the yoke of the sintered body.

또한 일부차종에는 서포트요크 전체를 프라스틱재질로 사용한 채용예가 있으나 이 경우 프라스틱 외주면의 이상변형발생(열변형)으로 랙하우징(10)에 끼이는 문제가 발생되어 랙바(40)와의 슬라이드 마찰저하 방안이 없어 임시방편으로 랙하우징(10)과 요크(20)의 반경방향의 공차를 크게 하여 사용중이다. 이런 경우에는 기어의 마모에 의한 유격으로 잡음저감의 효과는 거의 없으며 단지 원가절감이나 경량화의 효과만이 나타나게 되는 것이다. 특히 요크(20)는 상술한 바와 같이 피니언과 랙기어간의 마모로 인한 공차로 인하여 랙하우징(10)내에서 슬라이드되는 스트록크의 길이가 점점 더 늘어나게 된다. 물론 랙바의 표면에 밀착되어지는 서포터(20a, 도 1참조)의 직경이 요크(20)의 직경보다 작게 설계하여 요크의 슬라이드시 랙하우징(10)의 표면에 접촉하지 않지만 요크(20)는 랙하우징(10)의 내벽에 맞닿는 상태에서 슬라이드되어지게 된다. 따라서, 요크(20)는 잦은 슬라이드로 인해 마찰열에 의해 열변형이 발생되어 그 직경이 확장되어져 상술한 바와 같이 랙하우징(10)속에서 원활하게 슬라이드되지 못하고 끼이는 문제를 발생시키는 것이다.In addition, some models use the entire support yoke as a plastic material, but in this case, a problem of being caught in the rack housing 10 due to abnormal deformation (heat deformation) of the outer peripheral surface of the plastic occurs, thereby reducing the slide friction with the rack bar 40. As a temporary measure, radial tolerances between the rack housing 10 and the yoke 20 are increased. In this case, there is little effect of noise reduction due to the play caused by the wear of the gear, and only the effect of cost reduction or weight reduction is shown. In particular, as described above, the yoke 20 increases in length of the stroke that slides in the rack housing 10 due to a tolerance caused by wear between the pinion and the rack gear. Of course, the diameter of the supporter 20a (see FIG. 1), which is in close contact with the surface of the rack bar, is smaller than the diameter of the yoke 20 so that the yoke 20 does not touch the surface of the rack housing 10 when the yoke slides. It slides in contact with the inner wall of the housing 10. Therefore, the yoke 20 is a thermal deformation is caused by the frictional heat due to the frequent slides and the diameter thereof is expanded to cause a problem that the yoke 20 does not slide smoothly in the rack housing 10 as described above.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 창안하게 되었다.The present invention has been made to solve such a conventional problem.

본 발명의 목적은 종래에 요크가 지니고 있는 장점을 취합하여 원가절감 및 경량화를 만족시키면서 미끄럼마찰을 원활하게 향상시키고 서포트 요크의 강성 및 미끄럼 마찰을 저감시킬 수 있는 스티어링장치의 랙바 지지용 요크를 제공하는데 있다.Summary of the Invention An object of the present invention is to provide a yoke for supporting a rack bar of a steering apparatus, which combines the advantages of the yoke in the related art and satisfies cost reduction and light weight while smoothly improving sliding friction and reducing the rigidity and sliding friction of the support yoke. It is.

도 1은 종래 스티어링장치중 피니언과 랙타입의 기어박스의 요부를 보여주는 요부 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing main parts of a gear box of a pinion and a rack type of a conventional steering apparatus.

도 2는 종래의 스티어링 기어박스에 랙바를 지지하기 위한 드라이부쉬(dry bush)를 이용한 요크 구조를 도시하는 요부 단면도이다.FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating main parts of a yoke structure using a dry bush for supporting a rack bar in a conventional steering gear box. FIG.

도 3은 종래의 소결요크를 보여주는 요부 단면도이다.3 is a sectional view showing the main parts of a conventional sintered yoke.

도 4는 본 발명에 따른 요크를 보여주는 요부 단면도이다.4 is a cross-sectional view of the main portion showing a yoke according to the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

본 발명에 따른 스티어링장치의 랙바지지용 요크는The rack bar support yoke of the steering apparatus according to the present invention

스티어링에 의해 회동되어지는 피니언기어와 상기 피니언기어와 맞물리는 랙기어를 구비하고 상기 피니언기어에 의해 좌우로 슬라이드되는 랙바와; 상기 피니언어와 랙바를 둘러싸는 랙하우징과; 상기 랙바를 탄력적으로 가압하도록 랙하우징의 일측에 스프링으로 탄력적으로 지지되는 요크와 상기 요크의 상측에 위치되어 상기 랙바에 탄력적으로 밀착되는 랙서포터를 구비하는 랙과 피니언 타입의 파워스티어링 기어박스에 있어서,A rack bar having a pinion gear that is rotated by steering and a rack gear that meshes with the pinion gear, the rack bar being slid left and right by the pinion gear; A rack housing surrounding the pinion language and the rack bar; In the rack and pinion type power steering gear box having a yoke that is elastically supported by a spring on one side of the rack housing and a rack supporter which is located on the upper side of the yoke to elastically press the rack bar elastically close to the rack bar ,

상기 랙에 밀착되어지는 쪽의 직경이 상대적으로 작은 직경으로 형성하고 열변형에 의해 열팽창되어 지더라도 원활하게 슬라이드 되어지도록 테이퍼진 형상을 갖는 요크로 구성함으로서 달성되어질 수 있다.It can be achieved by forming a yoke having a tapered shape so that the diameter of the side to be in close contact with the rack is formed into a relatively small diameter and slides smoothly even if thermally expanded by thermal deformation.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 참고로 종래의 구성요소와 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 인용부호를 표기하였다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment according to the present invention. For reference, the same reference numerals are used for the same components as the conventional components.

도 4는 본 발명에 따른 스티어링장치의 랙바지지용 요크를 예시하는 요부 단면도가 도시되어 있는데 도면에서 알 수 있는 바와 같이 요크(20)는 랙하우징(10)상에 슬라이드가능하게 결합되어 있다.Figure 4 is a cross-sectional view showing the main portion of the rack bar support yoke of the steering apparatus according to the present invention, as can be seen in the figure, the yoke 20 is slidably coupled on the rack housing (10).

상기 요크(20)는 스프링(30)에 의해 탄력적으로 랙바(50)상에 밀착되어지도록 결합되어진다. 스프링(30)은 랙하우징(20)에 나선결합되는 요크 플러그(50)에 의해 지지되어진다.The yoke 20 is coupled to be elastically in close contact with the rack bar 50 by the spring (30). The spring 30 is supported by a yoke plug 50 that is spirally coupled to the rack housing 20.

상기 요크(20)는 그 상단이 랙바(40)가 안착되는 반원형홈이 형성되어 있고 랙하우징(10)내면에 슬라이드가능하게 결합되어진다. 그리고 요크(20)의 선단 즉, 랙바(40)에 밀착되어지는 부분이 그 타측에 비해 작은 직경으로 구성되어 경사진(Taper)형상으로 구성되어 있다.The yoke 20 has a semicircular groove on which the rack bar 40 is seated at an upper end thereof, and is slidably coupled to the inner surface of the rack housing 10. And the tip of the yoke 20, that is, the portion that is in close contact with the rack bar 40 is configured in a tapered shape with a smaller diameter than the other side.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 작용예를 보면 스티어링에 의해 조향되어 그 동력이 틸트컬럼과 유니버샬 조인트를 통해 피니언기어에 전달되면 피니언기어와 맞물린 랙기어가 이동하면서 랙바(40)를 좌우로 슬라이딩시키게 된다. 이와 같이 랙바가 슬라이드될 때 요크(20)는 랙바(40)을 탄력적으로 지지하지만 랙바의 슬라이딩시 요크(20)가 랙하우징(10)의 내면을 따라 슬라이드되어질 때 그 외주면이 테이퍼형상으로 구성되어 슬라이딩이 원할하게 이루어진다. 또한 프라스틱재의 열변형에 의해 팽창되더라도 그 팽창계수를 감안하여 테이퍼형상의 각도를 부여함으로서 열변형되더라도 충분히 공차를 보상해 줌으로서 요크(20)가 랙하우징(10)내에 끼이는 문제가 발생되지 않는다.When the operation according to the present invention configured as described above is steered by steering and the power is transmitted to the pinion gear through the tilt column and the universal joint, the rack bar engaged with the pinion gear moves the rack bar 40 to the left and right. . When the rack bar slides as described above, the yoke 20 elastically supports the rack bar 40, but when the yoke 20 slides along the inner surface of the rack housing 10 when the rack bar slides, its outer circumferential surface is tapered. Sliding is done smoothly. In addition, even if the plastic material is expanded due to thermal deformation, the taper-shaped angle is given in consideration of the expansion coefficient to compensate the tolerance even when thermally deformed so that the yoke 20 is not caught in the rack housing 10. .

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 스티어링장치의 랙바지지용 요크는 소결요크와 하우징 또는 소결요크와 스틸재의 요크 플러그사이에서 발생되는 잡음을 감소시킬 수 있으며, 서포트 요크의 강성 및 슬라이딩 마찰을 저감시킬 수 있는 효과가 있다.As described in detail above, the rack bar support yoke of the steering apparatus according to the present invention can reduce the noise generated between the sintered yoke and the housing or the yoke plug of the sintered yoke and the steel material, and the rigidity and sliding friction of the support yoke There is an effect that can be reduced.

Claims

The rack bar includes a pinion gear that is rotated by a steering gear and a rack gear that meshes with the pinion gear, and is slidably inserted into the rack housing 10 and slidably inserted into the rack housing 10 by the pinion gear. The yoke 20 and the yoke plug 50 supported by the spring 30 to be elastically in close contact with the 40, and the supporter or the yoke which is positioned above the yoke and is elastically in close contact with the rack bar 40 In the rack and pinion-type power steering gearbox composed of a rack housing 10 having a 20), the yoke 20 is inclined to have a relatively small inclined diameter on the side of the rack bar 40 in close contact with the rack bar 40. Steer characterized in that the tolerance compensation according to the thermal expansion is made even if the thermal expansion by thermal deformation, and smoothly slides in the rack housing 10 Rack pants terrain of the device York.