KR20020080079A - 차량용 조향장치의 이너볼조인트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 조향장치의 이너볼조인트에 관한 것으로서, 그 목적은 볼하우징과 연결볼이 결합되는 이너볼조인트의 조립시 연결볼과 연결된 타이로드측이 자중에 의해 처지는 것을 방지하여 조립이 용이해짐과 동시에 원활한 회전토크을 유지할 수 있도록 처짐방지구조를 마련한 차량용 조향장치의 이너볼조인트를 제공하는 것이며, 차량의 휠과 연결되는 타이로드(50)의 일단에 마련된 연결볼(40)과, 상기 연결볼(40)을 감쌀 수 있도록 그 외부측에 마련되는 볼시트(30)와, 상기 볼시트(30)가 내부에 삽입될 수 있도록 일측이 개구형성된 볼하우징(20)과, 상기 연결볼(40)의 구심을 기준으로 이에 연결된 상기 타이로드(50)의 처짐을 방지할 수 있도록 상기 볼시트(30)의 내부 일측에는 돌출 형성되는 돌기(31)가 마련되고, 상기 연결볼(40)에는 상기 돌기(31)에 대응되도록 홈(41)이 형성되는 구성이다.

Description

차량용 조향장치의 이너볼조인트{INNER BALL JOINT OF STEERING DEVICE FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 조향장치의 이너볼조인트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 볼하우징과 연결볼이 결합되는 이너볼조인트의 조립시 연결볼과 연결된 타이로드측이 자중에 의해 처지는 것을 방지하여 조립이 용이해지도록 그 사이에 처짐방지구조를 마련한 차량용 조향장치의 이너볼조인트에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 조향장치는 조향휠에서 발생되는 회전력을 조향륜에 전달할 수 있도록 그 사이에 마련되는 것으로서, 조향휠에 연결되는 조향축과, 이 조향축에 연결된 기어박스, 그리고 기어박스의 양측에 이너볼조인트로서 연결된 타이로드 등을 구비하여 마련된다.

도 1은 이러한 종래의 이너볼조인트를 보인 부분단면도이다. 이에 도시된 바와 같이, 이너볼조인트(1)는 볼하우징(2)과 그 내부에 마련되는 볼시트(3) 그리고 연결볼(4)을 구비하여 마련된다.

먼저, 볼하우징(2)은 단조용 강으로 마련되는 것으로서, 일측에는 미도시된 기어박스의 랙바와 연결될 수 있도록 원봉의 외주면에 나사가 형성된 나사부(2a)가 마련되고, 타측에는 이 나사부(2a)와 일체로 마련되며 일방이 개구형성되어 연결볼(4)이 삽입될 수 있도록 대략 구형상의 공간이 형성된 하우징부(2b)로서 이루어진다.

다음, 하우징부(2b)의 내부에 설치되는 볼시트(3)는 단조용 강으로 마련된 볼하우징(2)이 연결볼(4)과 마찰되어 소음 및 진동을 발생시키는 것을 방지할 수 있도록 설치되는 플라스틱 사출물로서, 하우징부(2b)의 내부면에 밀착 설치될 수 있도록 외부면은 이에 대응되는 형상으로 마련되고, 내부면은 연결볼(4)의 외부면과 대응되도록 마련된다.

아울러, 연결볼(4)은 랙바와 함께 연동될 수 있도록 마련된 타이로드(5)의 일단에 구형상으로 일체 형성되는 것으로서 강 소재를 사용하여 마련된다.

이와 같이 구성된 종래의 이너볼조인트는 하우징부(2b)의 내부에 볼시트(3)를 삽입하고, 볼시트(3)의 내부에는 연결볼(4)을 삽입하여 조립한 후 개구형성된 볼하우징(2)의 입구를 중심측으로 프레스가공하여 소성변형시킴으로써 그 내부에 설치된 연결볼(4)과 볼시트(3)를 고정시키게 된다.

그리고, 이와 같이 연결된 이너볼조인트(1)는, 연결볼(4)을 기준으로 타이로드(5)가 상대운동을 하게되는데, 연결볼(4)의 구중심으로 일정각도내에서 회전하는 것을 요동운동이라하고, 타이로드(5)의 축중심으로 360°회전하는 것을 회전운동이라고 한다.

이때, 이러한 요동운동과 회전운동시 발생되는 회전토크와 요동토크를 일정한 범위의 규격내에서 각각 규제함으로써 이를 사용자의 요구에 맞추게 되는 것이다.

그러나, 이러한 종래의 차량용 조향장치의 이너볼조인트는, 이를 차량에 조립하고 타이로드를 회전시켜 토-인(toe-in) 조정작업을 할 때, 회전토크가 큰 경우에는 조정작업이 어렵게 된다.

또, 이와는 반대로 회전토크가 작을 때는 토-인 조정작업은 용이하게 수행할 수 있으나, 요동토크도 따라서 작아지므로 타이로드가 자중에 의해 처치게되어 운반 및 조립이 어렵게 된다.

따라서, 회전토크와 요동토크를 동시에 만족시키려면 관리규격의 범위가 좁아지게 되어 제조시 조건관리가 까다로운 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 볼하우징과 연결볼이 결합되는 이너볼조인트의 조립시 연결볼과 연결된 타이로드측이 자중에 의해 처지는 것을 방지하여 조립이 용이해짐과 동시에 원활한 회전토크을 유지할 수 있도록 처짐방지구조를 마련한 차량용 조향장치의 이너볼조인트를 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 이너볼조인트를 보인 부분단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 이너볼조인트를 보인 부분단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 이너볼조인트를 보인 동작상태도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10:이너볼조인트 20:볼하우징

21:나사부 22:하우징부

30:볼시트 31:돌기

40:연결볼 41홈

50:타이로드

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량용 조향장치의 이너볼조인트는, 차량의 휠과 연결되는 타이로드의 일단에 마련된 연결볼과, 상기 연결볼을 감쌀 수 있도록 그 외부측에 마련되는 볼시트와, 상기 볼시트가 내부에 삽입될 수 있도록 일측이 개구형성된 볼하우징을 구비한 차량용 조향장치의 이너볼조인트에 있어서, 상기 연결볼의 구심을 기준으로 이에 연결된 상기 타이로드의 처짐을 방지할 수 있도록 상기 볼시트의 내부 일측에는 돌출 형성되는 돌기가 마련되고, 상기 연결볼에는 상기 돌기에 대응되도록 홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 차량용 조향장치의 이너볼조인트의 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 이너볼조인트를 보인 부분단면도이다. 이에 도시된 바와 같이, 이너볼조인트(10)는 두 개의 축을 절곡가능하게 연결 설치하는 것으로서, 일측에는 볼하우징(20)이 마련되고 타측에는 연결볼(40)이 마련된다.

이 볼하우징(20)은 단조용 강으로 마련되는 것으로서, 일측에는 미도시된 기어박스의 랙바와 연결될 수 있도록 원봉의 외주면에 나사가 형성된 나사부(21)가마련되고, 타측에는 이 나사부(21)와 일체로 마련되며 일방이 개구형성되어 연결볼(40)이 삽입될 수 있도록 대략 구형상의 공간이 형성된 하우징부(22)로서 이루어진다.

그리고, 하우징부(22)의 내부에 설치되는 볼시트(30)는 단조용 강으로 마련된 볼하우징(20)이 연결볼(40)과 마찰되어 소음 및 진동을 발생시키는 것을 방지할 수 있도록 설치되는 플라스틱 사출물로서, 하우징부(22)의 내부면에 밀착 설치될 수 있도록 외부면은 이에 대응되는 형상으로 마련되고, 내부면은 연결볼(40)의 외부면과 대응되도록 마련된다.

또, 연결볼(40)은 랙바와 함께 연동될 수 있도록 마련된 타이로드(50)의 일단에 구형상으로 마련되는 것으로서, 강 소재를 사용한 랙바와 일체로 형성된다.

이러한 이너볼조인트(10)는, 연결볼(40)의 구중심으로 일정각도내에서 회전하는 요동운동과 타이로드(50)의 축중심으로 360°회전하는 회전운동을 하게되는데, 이때 요동운동과 회전운동시 발생되는 회전토크와 요동토크를 일정한 범위의 규격내에서 각각 규제하게 된다.

한편, 본 발명에서는 연결볼(40)이 형성된 타이로드(50) 측이 자중에 의해 처지는 것을 방지할 수 있도록 처짐방지구조가 마련된다.

즉, 처짐방지구조는 볼시트(30)의 내부에 구형상으로 마련된 연결볼(40)의 가공정도에 따라 요동토크와 회전토크가 함께 변동되는 이너볼조인트(10)에서 회전토크가 작아질 때 이와 함께 요동토크도 작아져 타이로드(50) 측이 처지는 것을 방지하는 것이다.

이를 위해 볼시트(30)의 내부에는 돌출 형성된 돌기(31)가 마련되고 연결볼(40)의 외부에는 돌기(31)가 삽입되는 홈(41)이 마련된다.

먼저, 돌기(31)는 연결볼(40)이 삽입되는 입구측과 마주하는 볼시트(30)의 내부면에 돌출 형성되는 것으로서, 배면측은 연결볼(40)측으로 탄성력을 발생시킬 수 있도록 볼하우징(20)의 내부면과 이격 형성되는데, 이때 돌기(31)의 배치위치는 볼하우징(20)과 볼시트(30)의 축중심과 같은 선상에 마련된다.

다음, 홈(41)은 돌기(31)가 삽입되어 안착될 수 있도록 돌기(31)에 대응되도록 연결볼(40)의 외부면에 함몰형성되는 것으로서, 이때 홈(41)의 배치위치는 타이로드(50)의 축중심과 같은 선상에 마련된다.

즉, 홈(41)과 돌기(31)는 이너볼조인트(10)가 직선상으로 연결되었을 때 볼하우징(20)과 볼시트(30)와 타이로드(50)의 축중심상에 설치됨으로써 타이로드(50)측의 회전운동시 이를 지지해줌과 동시에 타이로드(50)측이 자중에 의해 처지는 것을 방지할 수 있도록 서로 결합되는 것이다.

이때 볼시트(30)에 형성된 홈(41)과 돌기(31)의 두께 및 강성은 요동토오크에 따라 설계해야한다.

그리고 본 발명에서는 홈(41)과 돌기(31)는 부드럽게 삽입되고 분리가능하도록 라운딩형상으로 서로 대응된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 차량용 조향장치의 이너볼조인트는, 볼하우징(20)의 하우징부(22) 내부에 볼시트(30)를 삽입하고, 볼시트(30)의 내부에는 연결볼(40)을 삽입하여 조립한다.

이때 볼시트(30)와 연결볼(40) 사이의 유격은 원활한 회전토크를 얻을 수 있는 정도로 마련하고, 연결볼(40)에 형성된 홈(41)의 내부로 볼시트(30)의 돌기(31)가 삽입되어 요동토크가 커지게 된다.

즉, 이너볼조인트(10)는 차량에 장착된 후 주행시에는 일정한 토크내에서 타이로드(50)가 요동해야하므로 사용자의 요구에 맞는 요동토크를 가질 수 있도록 홈(41)과 돌기(31)의 크기를 설정하게 된다.

그리고, 이러한 상태에서 개구형성된 볼하우징(20)의 입구를 중심측으로 프레스가공하여 소성변형시킴으로써 그 내부에 설치된 연결볼(40)과 볼시트(30)를 고정시키게 된다.

이로써, 이너볼조인트(10)는 원활한 회전토크를 얻을 수 있음과 동시에 홈(41)과 돌기(31)로 인해 요동토크가 커져 타이로드(50) 측이 자중에 의해 처지는 것이 방지되고, 차량에 설치후 주행시에는 설정해놓은 요동토크 이상으로 힘이 작용될 때 돌기(31)가 홈(41)에서 이탈되어 요동운동이 발생하게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 조향장치의 이너볼조인트는, 회전토크를 줄임과 동시에 요동토크를 증대시킴으로써, 원활한 회전운동과 견고한 요동운동을 동시에 이룰 수 있게 된다.

이로써, 토-인 조정작업시 타이로드의 회전이 용이해지고, 이러한 작업 및 운반시 타이로드측이 처지는 것을 방지하여 작업성을 향상시킬 수 있으며, 조립시 관리규격의 범위를 넓힐 수 있어 조건관리가 용이한 이점이 있다.

Claims (2)

1. 차량의 휠과 연결되는 타이로드의 일단에 마련된 연결볼과, 상기 연결볼을 감쌀 수 있도록 그 외부측에 마련되는 볼시트와, 상기 볼시트가 내부에 삽입될 수 있도록 일측이 개구형성된 볼하우징을 구비한 차량용 조향장치의 이너볼조인트에 있어서,

   상기 연결볼(40)의 구심을 기준으로 이에 연결된 상기 타이로드(50)의 처짐을 방지할 수 있도록 상기 볼시트(30)의 내부 일측에는 돌출 형성되는 돌기(31)가 마련되고, 상기 연결볼(40)에는 상기 돌기(31)에 대응되도록 홈(41)이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 조향장치의 이너볼 조인트.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 돌기(31)는 상기 볼하우징(20)의 축중심과 같은 선상에 마련되고, 상기 홈(41)은 상기 타이로드(50)의 축중심과 같은 선상에 마련된 것을 특징으로 하는 차량용 조향장치의 이너볼 조인트.