KR20030003860A - 자동차용 스티어링시스템 기어박스의 랙 지지구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 스티어링시스템 기어박스의 랙 지지구조에 관한 것으로, 요크스프링(5)에 의해 지지되어 랙(3)을 피니언(2)쪽으로 밀어주는 요크플러그(4)의 내측에 볼서포트스프링(8)에 의해 지지되는 볼서포트(7)가 구비되고, 상기 랙(3)의 중앙에 외측부가 완만한 경사로 이루어진 홈(3a)이 형성되며, 이 홈(3a)에 스틸볼(9)이 구비되어 상기 볼서포트(7)가 이 스틸볼(9)을 밀어주는 구조로 이루어진다.

따라서, 상기 스틸볼(9)이 홈(3a)에 안착되려는 힘에 의해 랙(3)이 중립위치를 안정적으로 유지하게 되므로 스티어링휠의 중립감이 향상되어 주행안정성이 향상되고, 또한 조향조작후 스티어링휠의 원위치 정립상태가 우수해지는 효과가 있다.

Description

자동차용 스티어링시스템 기어박스의 랙 지지구조{a lack support structure of a gearbox of steering system for vehicles}

본 발명은 자동차용 스티어링시스템 기어박스의 랙 지지구조에 관한 것으로,특히 랙을 중심위치에 안정적으로 유지시킬 수 있도록 된 자동차용 스티어링시스템 기어박스의 랙 지지구조에 관한 것이다.

일반적으로 스티어링시스템의 기어박스는 피니언과 랙의 작용에 의해 스티어링샤프트의 수직상태 회전운동을 수평상태의 좌우 직선운동으로 전환해 주는 역할을 하게 되며, 이 직선운동은 타이로드를 통해 차륜으로 전달되어 조향작용이 이루어지도록 되어 있다.

한편, 상기 기어박스의 종래 구조는 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 하우징(1)의 내부 한쪽 측부의 중앙에 스티어링샤프트의 유니버설조인트 어셈블리에 연결된 피니언(2)이 구비되고, 이 피니언(2)에 치합되는 랙(3)이 하우징(1)의 중앙부를 가로지르며, 상기 피니언(2)의 위치 반대쪽의 하우징(1) 부분에 개구부가 형성되어 이 개구부로 요크플러그(4)가 삽입되고, 이 요크플러그(4)를 탄성지지하는 요크스프링(5)이 구비되며, 상기 개구부의 입구에 록크너트(6)가 체결된 구조로 이루어진다.

따라서, 상기 록크너트(6)에 지지되는 요크스프링(5)이 요크플러그(4)를 랙(3)쪽으로 밀어 줌으로써 랙(3)과 피니언(2) 사이의 갭(gap)이 줄어들게 되어 랙(3)과 피니언(2)의 기어작용이 원활하게 일어나도록 되어 있다.

그러나, 상기와 같은 종래 구조에서는 단순히 요크플러그(4)에 의한 밀림작용으로써 랙(3)과 피니언(2)의 치합상태를 좋게 하는 것 이외에는 어떤 장점도 없으며, 이와 같은 상태에서는 상기 랙(3)의 중립위치가 피니언(2)에 의해서만 유지되므로 직진상태로 주행시 스티어링휠의 중립감이 약하여 스티어링휠이 좌우로 움직이는 현상이 발생하게 되고, 조작력이 미약한 상태에서도 조향작용이 이루어짐으로써 의도하지 않은 조향작용이 이루어져 주행안정성이 떨어질 뿐만 아니라, 작은 회전시 스티어링휠의 복원력이 약하고, 급격한 회전조작후 스티어링휠이 원위치로 복귀될 때 정확히 중립위치에 정지하지 않고 좌우로 흔들리는 현상이 발생하는 등의 여러 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 랙의 중립위치를 보다 안정적으로 잡아 줄 수 있으며, 약간의 중립이탈위치에서는 강한 복원력이 작용토록 하여 스티어링휠의 중립감을 향상시킴으로써 스티어링휠의 조작안정감과 주행안정성이 향상될 수 있도록 된 자동차의 스티어링시스템 기어박스의 랙 지지구조를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 랙 지지구조가 적용된 스티어링시스템의 기어박스 단면도,

도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 랙 지지구조가 적용된 스티어링시스템의 기어박스 단면도,

도 4는 도 3의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 하우징,2 : 피니언,

3 : 랙,3a : 홈,

4 : 요크플러그,5 : 요크스프링,

6 : 록크너트,7 : 볼서포트,

8 : 볼서포트스프링,9 : 스틸볼.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 하우징의 내부에 스티어링샤프트측에 연결된 피니언과 타이로드측에 연결된 랙이 상호 치합되어 있고, 상기 하우징의 일측에 요크스프링에 의해 지지되어 상기 랙을 피니언쪽으로 밀어주는 요크플러그가 구비되며, 이 요크플러그와 상기 요크스프링의 이탈을 방지하는 록크너트가 구비된 기어박스에 있어서, 상기 요크플러그의 내측에 볼서포트스프링에 의해 지지되는 볼서포트가 구비되고, 상기 랙의 중앙에 홈이 형성되며, 이 홈에 스틸볼이 구비되어 상기 볼서포트가 이 스틸볼을 밀어주는 구조로 이루어진다.

따라서, 상기 스틸볼이 홈에 안착되려는 힘에 의해 랙이 중립위치를 안정적으로 유지하게 되므로 스티어링휠의 중립감이 향상되도록 된 것이다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 자동차용 스티어링시스템 기어박스의 랙 지지구조가 적용된 기어박스의 단면도이고, 도 4는 도 3의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도로서, 본 발명은 하우징(1)의 내부 한쪽 측부 중앙에 스티어링샤프트의 유니버설조인트 어셈블리에 연결된 피니언(2)이 구비되고, 이 피니언(2)에 치합되며 양단에 타이로드가 연결되는 랙(3)이 하우징(1)의 중앙부를 가로지르며, 상기 피니언(2)의 위치 반대쪽의 하우징(1) 부분에 개구부가 형성되어 이 개구부로 요크플러그(4)가 삽입되고, 이 요크플러그(4)를 탄성지지하는 요크스프링(5)이 구비되며, 상기 개구부의 입구에 록크너트(6)가 체결되는 한편, 상기 요크플러그(4)의 내측에 이 요크플러그(4)의 중앙 개구부를 통하여 전후이동할 수 있는 볼서포트(7)가 구비되고, 이 볼서포트(7)를 랙(3)쪽으로 밀어주는 볼서포트스프링(8)이 상기 록크너트(6)에 지지되며, 상기 랙(3)의 중앙위치에 홈(3a)이 형성되고, 이 홈(3a)과 상기 볼서포트(7)의 단부 사이에 스틸볼(9)이 삽입되는 구조로 이루어진다.

여기서, 상기 홈(3a)의 외측부는 랙(3)의 좌우이동방향으로 완만하게 경사진 곡면으로 형성된다.

또한, 상기 요크플러그(4)를 탄발지지하는 요크스프링(5)은 요크플러그(4)의 외주부에 설치되며, 전술한 바와 같이 요크플러그(4)의 내측공간에 위치한 볼서포트(7)를 탄발지지하는 볼서포트스프링(8)도 볼서포트(7)의 외주부에 설치된다.

따라서, 상기 요크플러그(4)는 종래와 마찬가지로 요크스프링(5)의 반력에의해 랙(3)을 피니언(2)쪽으로 밀어주어 양자간의 치합상태를 견고하게 하는 역할을 하게 된다.

한편, 상기 볼서포트(7)는 볼서포트스프링(8)의 반력에 의해 역시 랙(3) 쪽으로 밀려지게 되는데, 이때 볼서포트(7)는 상기 스틸볼(9)을 랙(3)의 홈(3a)에 밀어주게 된다.

따라서, 도시된 상태와 같이 홈(3a)에 스틸볼(9)이 삽입된 상태에서는 이 스틸볼(9)의 안착력에 의해 랙(3)의 중립위치가 보다 견고하게 유지되므로 피니언(2)의 고정상태도 안정적으로 유지되며, 이에 따라 스티어링휠의 중립감이 향상된다.

이와 같이 스티어링휠의 중립감이 향상됨으로써 직진상태로 주행시 주행안정성이 우수해지고, 미약한 힘에 의해 조향조작이 이루어지지 않게 됨으로써 의도하지 않은 조향작용에 의한 위험이 감소하게 된다.

한편, 일단 조향작용이 이루어진후 상기 랙(3)이 중립위치로 복귀될 때는 스틸볼(9)이 홈(3a)에 재안착되는 순간 랙(3)의 이동이 멈추어짐으로써 스티어링휠이 조향조작후 복귀될 때 중립위치를 지나 좌우로 유동하는 현상이 해소되며, 스틸볼(9)이 홈(3a)의 외측부를 완전히 이탈하지 않는 작은 조향조작시에는 볼서포트(7)에 의해 밀려지는 스틸볼(9)이 홈(3a)으로 안착되려는 힘이 발생하게 되므로 스티어링휠의 복원력이 향상된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 직진상태로 주행시 스티어링휠 중립감이 뚜렷해지고 스티어링휠이 좌우로 요동하는 현상이 해소되며, 작은 회전시일정크기 이상의 조작력으로 스티어링휠을 확실히 조작해야만 조향조작이 이루어짐으로써 안정적인 조향조작을 행할 수 있을 뿐만 아니라 조향조작후의 스티어링휠 복원력이 우수하며, 또한 의도하지 않은 조향작용이 발생하지 않게 되므로 주행안전성이 향상되며, 급격한 조향조작후 원위치로 복귀하는 스티어링휠이 중립위치를 지나 좌우로 흔들리는 현상이 해소되는 여러 가지 효과가 있다.

Claims (4)

1. 하우징(1)의 내부에 스티어링샤프트측에 연결된 피니언(2)과 타이로드측에 연결된 랙(3)이 상호 치합되어 있고, 상기 하우징(1)의 일측에 요크스프링(5)에 의해 지지되어 상기 랙(3)을 피니언(2)쪽으로 밀어주는 요크플러그(4)가 구비되며, 이 요크플러그(4)와 상기 요크스프링(5)의 이탈을 방지하는 록크너트(6)가 구비된 자동차용 스티어링시스템 기어박스의 랙 지지구조에 있어서,

   상기 요크플러그(4)의 내측에 볼서포트스프링(8)에 의해 지지되는 볼서포트(7)가 구비되고, 상기 랙(3)의 중앙에 홈(3a)이 형성되며, 이 홈(3a)에 스틸볼(9)이 삽입되어 상기 볼서포트(7)가 스틸볼(9)을 밀어주는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차용 스티어링시스템 기어박스의 랙 지지구조.
2. 제 1항에 있어서, 상기 볼서포트(7)는 요크플러그(4)의 중앙 개구부를 따라 전후이동할 수 있고, 이 볼서포트(7)의 외주부에 상기 볼서포트스프링(8)이 설치되는 것을 특징으로 하는 자동차용 스티어링시스템 기어박스의 랙 지지구조.
3. 제 1항에 있어서, 상기 요크스프링(5)은 요크플러그(4)의 외주부에 설치되는 것을 특징으로 하는 자동차용 스티어링시스템 기어박스의 랙 지지구조.
4. 제 1항에 있어서, 상기 홈(3a)의 외측부는 랙(3) 이동방향을 따라 완만하게경사진 곡면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 스티어링시스템 기어박스의 랙 지지구조.