KR200203114Y1 - 자동차의 피트먼 아암 결합구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 스티어링휠의 회전력을 드래그 링크 및 타이로드를 통해 조향휠로 전달하는 섹터 샤프트와 피트먼 아암의 결합구조의 개선에 관한 것이다

본 고안은 하단에 반경방향 외측으로 돌출되는 복수의 걸림돌기(110)를 갖는 섹터 샤프트(100)와; 섹터 샤프트(100)가 관통되는 관통공(220)의 내주면에 바경방향 외측으로 상기 걸림돌기(110)를 수용하는 복수의 결합홈(210)이 형성되는 피트먼 아암(200)과; 걸림돌기(110)를 포함 하도록 섹터 샤프트(100)의 둘레에 도포되어 걸림돌기(110)와 피트먼 아암(200)사이에 형성되는 갭(G)을 보상하는 탄성러버(300)로 이루어진 자동차의 피트먼 아암 결합구조를 제공한다.

이러한 본 고안은 탄성러버의 압축력에 의해 섹터 샤프트와 피트먼 아암이 항시 긴장된 상태를 유지하게 되므로 백래쉬량을 줄이게 되고, 장기간 사용에 다른 마모의 진행을 지연시키게 되고, 특히, 편마모를 방지하여 조향시스템을 안정화를 도모할 수 있는 효과를 갖는다.

Description

자동차의 피트먼 아암 결합구조

본 고안은 자동차의 피트먼 아암 결합구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스티어링휠의 회전력을 드래그 링크 및 타이로드를 통해 조향휠로 전달하는 섹터 샤프트와 피트먼 아암의 결합구조의 개선에 관한 것이다

자동차는 스티어링휠의 회전에 비례하여 조향륜이 회전토록 하여 진행방향을 제어하는 조향장치가 갖추어져 있다. 이러한 조향장치는 차량의 진행방향에 관련되는 것이므로 높은 정밀도를 요하게 되며, 고장이 없어야 한다.

도 1에는 일반적인 조향장치의 요부를 사시도로 도시하고 있는데, 이에 따르면, 스티어링휠에 연결되어 회전을 이루는 조향축(10)이 도시되어 있다. 조향축(10)의 단부에는 워엄(12)이 구성되어 있으며, 이 워엄(12)은 하우징(20)내에 수용된다. 또한, 하우징(20)내로 삽입되어 상기 워엄(12)과 연동하는 것에 의해 일정한 각도범위의 회전운동을 이루는 섹터 샤프트(30)(sector shaft)가 설치되어 있다. 그리고 일단이 섹터 샤프트(30)에 고정되고, 타단이 드래그 링크(50)(drag link)에 연결되어 회전운동을 직선 왕복운동으로 전환하는 피트먼 아암(40)(pitman arm)이 연결되어 있다.

도 2에는 도 1의 A -A 선을 따라 절취한 쌍태의 단면도가 도시되어 있는데, 상기 섹터 샤프트(30)와 피트먼 아암(40)은 세레이션(serration)(S)결합을 이루고 있으며, 피트먼 아암(40)에 삽입되는 섹터 샤프트(30)의 단부에 고정너트(60)가 체결된다.

그러나 이와 같은 종래의 피트먼 아암 결합구조는 세레이션결합에서 발생되는 백래쉬(back-lash)로 인해 치음이 발생하는 것은 물론 편마모의 진행으로 조향시스템이 불안정하게 되는 문제를 갖고 있었다.

즉, 종래의 섹터 샤프트(30)와 피트먼 아암(40)의 결합구조는 축상에 원주방향으로 삼각형상의 돌기를 돌출하고, 구멍에는 그와 대응하도록 홈을 형성하여 결합하는 세레이션결합을 이루고 있으므로 백래쉬가 존재하고, 이러한 것은 기계적인 결합에서 피할 수 없는 문제이다. 또한, 섹터 샤프트(30)의 회전은 어느 일방향이 아닌 양방향으로 반복적으로 동작하게 되므로 장기간 사용시 마모가 진행되어 백래쉬가 점차 증가하게 되므로 유동으로 인한 소음이 발생되는 것은 물론 특히, 치형의 편마모로 인한 회전력 전달특성이 저하되므로 조향시스템 자체의 안정성을 해치는 문제가 수반되고 있는 것이다.

이에, 본 고안은 상기와 같은 제반문제를 감안하여 안출된 것으로서, 그 목적은 섹터 샤프트와 피트먼 아암간의 세레이션결합시 존재하는 백래쉬로 인해 발생하게 되는 유동을 최소화하여 마모의 진행을 지연시키고, 소음을 최소화 함과 동시에 조향시스템을 안정화를 도모할 수 있는 자동차의 피트먼 아암 결합구조를 제공함에 있다.

도 1은 종래 피트먼 아암이 설치된 조향장치의 구성을 보인 사시도

도 2는 종래 피트먼 아암의 결합구조를 보인 도 1의 A - A선 단면도

도 3은 본 고안에 따른 피트먼 아암 결합구조의 구성을 보인 단면도

도 4는 본 고안에 따른 피트먼 아암 결합구조의 구성을 보인 도 3의 B - B선 단면도

♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣

100: 섹터 샤프트 110: 걸림돌기

120: 나사부 130: 너트

200: 피트먼 아암 210: 결합홈

220: 관통공 300: 탄성러버

상기한 바와 같은 본 고안의 목적은 하단에 반경방향 외측으로 돌출되는 복수의 걸림돌기를 갖는 섹터 샤프트와; 섹터 샤프트가 관통되는 관통공의 내주면에 바경방향 외측으로 상기 걸림돌기를 수용하는 복수의 결합홈이 형성되는 피트먼 아암과; 걸림돌기를 포함 하도록 섹터 샤프트의 둘레에 도포되어 걸림돌기와 피트먼 아암사이에 형성되는 갭을 보상하는 탄성러버로 이루어진 자동차의 피트먼 아암 결합구조에 의해 달성될 수 있다.

상기 걸림돌기들이 형성하는 외경은 섹터 샤프트의 단부로 갈수록 점차 작아지도록 테이퍼지도록 구성되고, 상기 결합홈은 상기 걸림돌기와 동일한 테이퍼 형태로 구성된다.

상기 탄성러버의 도포두께는 적어도 섹터 샤프트와 피트먼 아암이 왼전히 결합된 상태에서 그들 사이에 형성되는 갭보다는 두껍게 형성된다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 고안에 따른 자동차의 피트먼 아암 결합구조의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.(종래와 동일한 구성은 부호를 동일하게 부여하여 설명한다.)

도 3에는 본 고안에 따른 섹터 샤프트와 피트먼 아암의 결합구조를 보이기 위해 종래의 도 2와 동일한 부분을 절취하여 도시한 단면도가 도시되어 있는데, 이에 따르면, 섹터샤프트(100)의 의 하단에 복수의 걸림돌기(110)가 형성되어 있다. 걸림돌기(110)는 반경방향으로 외측으로 돌출되는 것으로 등간격을 유지하도록 4개소에 형성된다. 각각의 걸림돌기(110)는 반경방향 외측으로 갈수록 점차 확장되는 부채꼴형태로 형성된다.

한편, 상기 섹터샤프트(100)에 끼워지는 관통공(220)을 갖는 피트먼 아암(200)이 구비된다. 상기 관통공(220)에는 반경방 외측으로 파여져 상기 각각의 걸림돌기(110)를 수용하는 4개의 결합홈(210)이 형성된다. 각각의 결합홈(210)은 걸림돌기(110)와 동일한 형태 즉, 반경방향 외측으로 갈수록 점차 확장되는 부채꼴형태로 된다.

상기 세거샤프트(100)의 하단에는 걸림돌기(110)를 포함한 둘레 전체에 걸쳐 탄성러버(300)가 일정한 두께로 도포되어 있다. 본 고안에 따르면, 걸림돌기(110)와 이 걸림돌기(110)를 수용하는 결합홈(210)은 피트먼 아암(200)이 섹터 샤프트(100)에 충분히 결합된 상태(더 이상 결합되지 끼워지지 않는 상탱)에서 갭(G)을 형성하도록 구성되고, 상기 탄성러버(300)의 도포두께는 적어도 상기 갭보다는 두껍게 형성되어야 한다.

도 4는 도 3의 B - B선을 따라 절취한 단면도로서, 상기 걸림돌기(110)의 하부로는 나사부(120)가 연장되어 너트(130)가 체결되어 있다.

그리고 상기 걸림돌기(110)는 외경이 길이방향 단부로 갈수록 점차 작아지는 일정한 각(α°)을 갖는 테이퍼 형태로 구성되며, 내경의 경우에도 외경과 평행하게 구성된다. 또한, 걸림돌기(110)와 결합되는 결합홈(210)은 상기 걸림돌기(110)와 동일한 테이퍼를 갖도록 구성된다.

이와 같은 구성을 갖는 본 고안은 섹터 샤프트(100)와 피트먼 아암(200)을 결합하게 되면, 걸림돌기(110)가 결합홈(210)으로 진입하게 되고, 이때 각각의 걸림돌기(110)와 결합홈(210)은 테이퍼 형태로 구성되어 있으므로 순조롭게 결합이 진행된다. 또한, 섹터샤프트(100)가 피트먼 아암(200)으로 충분히 삽입하게 되면, 섹터 샤프트(100)와 피트먼 아암(200)이 결합이 완료되는 시점에 형성되는 갭 보다 탄성러버(300)의 도포층이 두꺼우므로 탄성러버(300)가 압축된 상태를 유지하게 된다.

따라서 섹터 샤프트(100)가 회전하게 되면, 탄성러버(300)의 압축력에 의해 섹터 샤프트(100)와 긴밀하게 결합되어 있는 피트먼 아암(200)이 회전을 하게 되므로 섹터 샤프트(100)의 회전에 즉시 반응하며 이동하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 따른 자동차의 피트먼 아암 결합구조는 탄성러버의 압축력에 의해 섹터 샤프트와 피트먼 아암이 항시 긴장된 상태를 유지하게 되므로 백래쉬량을 줄이게 되고, 장기간 사용에 다른 마모의 진행을 지연시키게 되고, 특히, 편마모를 방지하여 조향시스템을 안정화를 도모할 수 있는 효과를 갖는 것이다.

Claims (3)

1. 하단에 반경방향 외측으로 돌출되는 복수의 걸림돌기(110)를 갖는 섹터 샤프트(100)와;

   섹터 샤프트(100)가 관통되는 관통공(220)의 내주면에 바경방향 외측으로 상기 걸림돌기(110)를 수용하는 복수의 결합홈(210)이 형성되는 피트먼 아암(200)과;

   걸림돌기(110)를 포함 하도록 섹터 샤프트(100)의 둘레에 도포되어 걸림돌기(110)와 피트먼 아암(200)사이에 형성되는 갭(G)을 보상하는 탄성러버(300)로 이루어진 자동차의 피트먼 아암 결합구조.
2. 제 1항에 있어서, 상기 걸림돌기(110)들이 형성하는 외경은 섹터 샤프트(100)의 단부로 갈수록 점차 작아지도록 테이퍼지도록 구성되고, 상기 결합홈(210)은 상기 걸림돌기(110)와 동일한 테이퍼 형태로 구성됨을 특징으로 하는 자동차의 피트먼 아암 결합구조.
3. 제 2항에 있어서, 상기 탄성러버(300)의 도포두께는 적어도 섹터 샤프트(100)와 피트먼 아암(200)이 왼전히 결합된 상태에서 그들 사이에 형성되는 갭보다는 두껍게 형성됨을 특징으로 하는 자동차의 피트먼 아암 결합구조.