KR200267894Y1 - 자동차용 파워 스티어링 장치의 스터브 샤프트의 동심도유지장치 - Google Patents

Abstract

스티어링휠의 회전동력을 전달하기 위한 스터브 샤프트(3)와, 상기한 스터브 샤프트(3)와 연결되어 회전되는 토오션바(4)와, 상기한 토오션바(4)와 연결되어 회전되는 워엄 샤프트(1)와, 상기한 스터브 샤프트(3)의 외주에 설치되어 있는 슬리브(6)와, 고압유에 의해 직선운동을 하면서 워엄 샤프트(1)의 회전을 도와주는 피스톤(7)과, 상기한 피스톤(7)의 직선운동을 회전운동으로 변환시킴으로써 바퀴의 조향을 변환시키는 섹터(8)를 포함하여 이루어지는 파워 스티어링 장치에 있어서,

상기한 스터브 샤프트(3)의 하단에 상기한 스터브 샤프트(3)의 동심도를 유지하기 위하여 테프론 부시(9)가 설치되어 있는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하며,

니이들 베어링 대신에 상대적으로 가격이 저렴한 테프론 부시를 사용함과 동시에 스터브 샤프트의 하단에 베어링을 설치하기 위한 연마 가공공정을 제거함으로써 제작비용을 줄일 수 있는, 자동차용 파워 스티어링 장치의 스터브 샤프트의 동심도 유지장치를 제공한다.

Description

자동차용 파워 스티어링 장치의 스터브 샤프트의 동심도 유지장치{a stub-shaft for a power steering of the car}

이 고안은 자동차용 파워 스티어링 장치의 스터브 샤프트의 동심도 유지장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 말하자면 니이들 베어링 대신에 상대적으로 가격이 저렴한 테프론 부시를 사용함과 동시에 스터브 샤프트의 하단에 베어링을 설치하기 위한 연마 가공공정을 제거함으로써 제작비용을 줄일 수 있는, 자동차용 파워 스티어링 장치의 스터브 샤프트의 동심도 유지장치에 관한 것이다.

일반적으로 스티어링(steering) 장치는 자동차의 진행방향을 임의로 바꾸기 위한 장치를 말하며, 조작기구, 기어기구, 링크기구의 3가지 구조로 구성되어 있다.

파워 스팅어링(power steering) 장치는, 운전자가 스티어링 장치를 조작하는데 있어서, 유압을 이용하여 한층 더욱 수월하게 조향이 이루어지도록 하기 위한 것으로서, 그 주요 구조는 도 1에 도시되어 있는 바와 같다.

도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 종래의 자동차용 파워 스티어링 장치의 스터브 샤프트의 동심도 유지장치의 구성은, 스티어링휠(steering wheel)의 회전동력을 전달하기 위한 스터브 샤프트(stub shaft) (3)와, 상기한 스터브 샤프트(3)와 연결되어 회전되는 토오션바(torsion bar) (4)와, 상기한 토오션바(4)와 연결되어 회전되는 워엄 샤프트(worm shaft) (1)와, 상기한 스터브 샤프트(3)의 외주에 설치되어 있는 슬리브(sleeve) (6)와, 고압유에 의해 직선운동을 하면서 워엄 샤프트(1)의 회전을 도와주는 피스톤(piston) (7)과, 상기한 피스톤(7)의 직선운동을 회전운동으로 변환시킴으로써 바퀴의 조향을 변환시키는 섹터(sector) (8)를 포함하여 이루어지는 파워 스티어링 장치에 있어서, 상기한 스터브 샤프트(3)의 하단에 상기한 스터브 샤프트(3)의 동심도를 유지하기 위하여 니이들 베어링(needle bearing) (5)이 설치되어 있는 구조로 이루어진다.

상기한 구성에 의한 종래의 자동차용 파워 스티어링 장치의 스터브 샤프트의 동심도 유지장치의 동작은 다음과 같이 이루어진다.

운전자가 스티어링휠(도시되지 않음)을 돌리면 스티어링휠의 회전력이 스터브 샤프트(3)로 전달되면서 스터브 샤프트(3)가 회전하게 된다.

이와 같이 스터브 샤프트(3)가 회전되면, 스터브 샤프트(3)와 연결되어 있는 토오션바(4)가 회전력으로 인해 비틀어지게 되면서, 토오션바(4)에 하부에 고정결합되어 설치되어 있는 워엄 샤프트(1)가 회전하게 된다.

상기한 워엄 샤프트(1)는 피스톤(7)에 연결되어 있고, 상기한 피스톤(7)은 섹터(8)에 연결되어 있으며, 상기한 섹터(8)는 바퀴(도시되지 않음)에 연결되어 있으므로, 결과적으로 워엄 샤프트(1)의 회전은 바퀴를 회전시키게 된다.

그러나, 상기한 바퀴는 지면 접촉력에 의한 저항력을 받기 때문에 스티어링휠이 잘 회전되지 않게 된다.

이 경우에 운전자가 스티어링휠을 계속 돌려줌으로써 스터브 샤프트(3)를 계속 비틀면 토오션바(4)가 비틀리게 되면서, 상기한 스터브 샤프트(3)와 슬리브(6)의 상대 변위차에 의해 고압유가 A실 또는 B실로 흘러 들어가 피스톤(7)의 측면을 밀게 되고, 이에따라 피스톤(7)이 섹터(8)를 회전시켜 바퀴를 돌려주게 된다. 또한, 이와 함께 워엄 샤프트(1)도 회전시켜 토오션바(4)를 거쳐 스터브 샤프트(3)로 회전력이 전달되도록 함으로써 스티어링휠이 큰 힘을 들이지 않고 가볍게 돌아가도록 한다.

이와 같은 동작을 계속적으로 반복하면서 차량의 좌우회전이 가능하게 된다.

상기한 스터브 샤프트(3)는 토오션바(4)에 의한 회전각도가 3도 이내이고 회전속도도 아주 느린 상태에서 회전운동을 원할하게 하며 하중을 지지하게 되는데, 이때 상기한 스터브 샤프트(3)의 하단에 설치되어 있는 니이들 베어링(5)은 상기한 스터브 샤프트(3)의 회전시 동심도를 유지시키는 역할을 한다.

그러나, 이와 같은 종래의 자동차용 파워 스티어링 장치의 스터브 샤프트의 동심도 유지장치는, 상대적으로 가격이 비싼 니이들 베어링(5)을 사용할 뿐만 아니라, 스터브 샤프트(3)의 하단에 니이들 베어링(5)을 설치하기 위한 자리를 연마 가공해주어야 함으로써 제적비용이 높아지게 되는 문제점이 있다.

이 고안의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 니이들 베어링 대신에 상대적으로 가격이 저렴한 테프론 부시를 사용함과 동시에 스터브 샤프트의 하단에 베어링을 설치하기 위한 연마 가공공정을 제거함으로써 제작비용을 줄일 수 있는, 자동차용 파워 스티어링 장치의 스터브 샤프트의 동심도 유지장치를 제공하는 데 있다.

도 1은 종래의 자동차용 파워 스티어링 장치의 스터브 샤프트의 동심도 유지장치의 설치 단면 구성도이다.

도 2는 이 고안의 실시예에 따른 자동차용 파워 스티어링 장치의 스터브 샤프트의 동심도 유지장치의 설치 단면 구성도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 워엄샤프트 2 : 페일세이프 영역

3 : 스터브 샤프트 4 : 토오션바

5 : 니이들 베어링 6 : 슬리브

7 : 피스톤 8 : 섹터

9 : 테프론 부시

이하, 이 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 고안을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 고안의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 고안의 목적, 작용, 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.

참고로, 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 고안의 기술적 사상이 반드시 이 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다.

도 2는 이 고안의 실시예에 따른 자동차용 파워 스티어링 장치의 스터브 샤프트의 동심도 유지장치의 단면 구성도이다. 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 이 고안의 실시예에 따른 자동차용 파워 스티어링 장치의 스터브 샤프트의 동심도 유지장치의 구성은, 스티어링휠의 회전동력을 전달하기 위한 스터브 샤프트(3)와, 상기한 스터브 샤프트(3)와 연결되어 회전되는 토오션바(4)와, 상기한 토오션바(4)와 연결되어 회전되는 워엄 샤프트(1)와, 상기한 스터브 샤프트(3)의 외주에 설치되어 있는 슬리브(6)와, 고압유에 의해 직선운동을 하면서 워엄 샤프트(1)의 회전을 도와주는 피스톤(7)과, 상기한 피스톤(7)의 직선운동을 회전운동으로 변환시킴으로써 바퀴의 조향을 변환시키는 섹터(8)를 포함하여 이루어지는 파워 스티어링 장치에 있어서, 상기한 스터브 샤프트(3)의 하단에 상기한 스터브 샤프트(3)의 동심도를 유지하기 위하여 테프론 부시(teflon bush) (9)가 설치되어 있는 구조로 이루어진다.

이 고안의 실시예에서는 도 1에 도시되어 있는 종래의 자동차용 파워 스티어링 장치와 기능 및 작용이 동일한 구성요소는 동일한 부호를 사용하여 표현하였다.

상기한 구성에 의한, 이 고안의 실시예에 따른 자동차용 파워 스티어링 장치의 스터브 샤프트의 동심도 유지장치의 작용은 다음과 같다.

운전자가 스티어링휠(도시되지 않음)을 돌리면 스티어링휠의 회전력이 스터브 샤프트(3)로 전달되면서 스터브 샤프트(3)가 회전하게 된다.

이와 같이 스터브 샤프트(3)가 회전되면, 스터브 샤프트(3)와 연결되어 있는 토오션바(4)가 회전력으로 인해 비틀어지게 되면서, 토오션바(4)에 하부에 고정결합되어 설치되어 있는 워엄 샤프트(1)가 회전하게 된다.

상기한 워엄 샤프트(1)는 피스톤(7)에 연결되어 있고, 상기한 피스톤(7)은 섹터(8)에 연결되어 있으며, 상기한 섹터(8)는 바퀴(도시되지 않음)에 연결되어 있으므로, 결과적으로 워엄 샤프트(1)의 회전은 바퀴를 회전시키게 된다.

그러나, 상기한 바퀴는 지면 접촉력에 의한 저항력을 받기 때문에 스티어링휠이 잘 회전되지 않게 된다.

이 경우에 운전자가 스티어링휠을 계속 돌려줌으로써 스터브 샤프트(3)를 계속 비틀면 토오션바(4)가 비틀리게 되면서, 상기한 스터브 샤프트(3)와 슬리브(6)의 상대 변위차에 의해 고압유가 A실 또는 B실로 흘러 들어가 피스톤(7)의 측면을 밀게 되고, 이에따라 피스톤(7)이 섹터(8)를 회전시켜 바퀴를 돌려주게 된다. 또한, 이와 함께 워엄 샤프트(1)도 회전시켜 토오션바(4)를 거쳐 스터브 샤프트(3)로 회전력이 전달되도록 함으로써 스티어링휠이 큰 힘을 들이지 않고 가볍게 돌아가도록 한다.

이와 같은 동작을 계속적으로 반복하면서 차량의 좌우회전이 가능하게 된다.

상기한 스터브 샤프트(3)는 토오션바(4)에 의한 회전각도가 3도 이내이고 회전속도도 아주 느린 상태에서 회전운동을 원할하게 하며 하중을 지지하게 되는데, 이때 상기한 스터브 샤프트(3)의 하단에 설치되어 있는 테프론 부시(9)는 상기한 스터브 샤프트(3)의 회전시 동심도를 유지시키는 역할을 한다.

상기한 테프론 부시(9)는 금속성 물질이 아닌 불소수지와 같은 비금속성 물질을 채택함으로써 원가를 절감할 수가 있으며, 스터브 샤프트(9)의 하단에 별다른 자리를 연마가공하지 않아도 설치가 가능하기 때문에 제작공정이 쉬워지게 되는 이점이 있다.

이상의 설명에서와 같이 이 고안의 실시예에서, 니이들 베어링 대신에 상대적으로 가격이 저렴한 테프론 부시를 사용함과 동시에 스터브 샤프트의 하단에 베어링을 설치하기 위한 연마 가공공정을 제거함으로써 제작비용을 줄일 수 있는 효과를 가진 자동차용 파워 스티어링 장치의 스터브 샤프트의 동심도 유지장치를 제공할 수가 있다. 이 고안의 이와 같은 효과는 조향장치 분야에서 이 고안의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 응용되어 이용될 수가 있다.

Claims (1)

1. 스티어링휠의 회전동력을 전달하기 위한 스터브 샤프트(3)와, 상기한 스터브 샤프트(3)와 연결되어 회전되는 토오션바(4)와, 상기한 토오션바(4)와 연결되어 회전되는 워엄 샤프트(1)와, 상기한 스터브 샤프트(3)의 외주에 설치되어 있는 슬리브(6)와, 고압유에 의해 직선운동을 하면서 워엄 샤프트(1)의 회전을 도와주는 피스톤(7)과, 상기한 피스톤(7)의 직선운동을 회전운동으로 변환시킴으로써 바퀴의 조향을 변환시키는 섹터(8)를 포함하여 이루어지는 파워 스티어링 장치에 있어서,

   상기한 스터브 샤프트(3)의 하단에 상기한 스터브 샤프트(3)의 동심도를 유지하기 위하여 테프론 부시(9)가 설치되어 있는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차용 파워 스티어링 장치의 스터브 샤프트의 동심도 유지장치.