KR20030005032A

KR20030005032A - 자동차용 조향 기구

Info

Publication number: KR20030005032A
Application number: KR1020020038776A
Authority: KR
Inventors: 발레스터아드리안호세
Original assignee: 비스테온 글로벌 테크놀로지스, 인크.
Priority date: 2001-07-06
Filing date: 2002-07-05
Publication date: 2003-01-15
Also published as: JP2003034259A; US20030006086A1; FR2826922A1; DE10227909B4; GB0214048D0; US6722465B2; GB2378163B; DE10227909A1; GB2378163A

Abstract

본 발명은 통상 자동차용 조향 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 자동차용 동력 및 수동 랙 앤 피니언 조향 시스템에 관한 것이다. 조향 시스템(10)은 제1 튜브(14)로 형성된 랙 하우징(12)과 제2 튜브(18)로 형성된 피니언 하우징(16)을 갖는다. 제1 개구는 제1 튜브(14)에 제공되고, 제2 개구는 제2 튜브(18)에 형성된다. 제1 개구와 제2 개구는 튜브가 결합되는 각각의 필릿을 노출시킨다. 제1 개구와 제2 개구의 상대적인 위치는 제2 튜브(18)에 대한 제1 튜브(14)의 위치를 결정한다. 제1 부싱(40)과 제2 부싱(42)은 제1 튜브(14) 내의 랙(36)을 지지하는데 사용된다. 제2 튜브(18) 내에 위치된 피니언 샤프트(60)는 랙(36)과 결합하기 위한 피니언 기어(62)를 갖는다. 양호하게는 제1 브래킷(26)과 제2 브래킷(28)은 제1 부싱(40)과 제2 부싱(42)에 각각 인접하여 제1 튜브(14) 상에 위치된다.

Description

자동차용 조향 기구 {Steering Mechanism for an Automotive Vehicle}

본 발명은 통상 자동차용 조향 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 자동차용 동력 및 수동 랙 앤 피니언 조향 시스템에 관한 것이다.

랙 앤 피니언 동력 조향 시스템은 통상 자동차에 사용된다. 조향 장치의 작동 중에 과도한 소음을 방지하기 위해, 피니언의 회전시 랙이 원하는 방식으로 이동하도록 피니언은 원하는 방향으로 지향되어야 한다. 작동 중에 그 위치는 유지되어야 한다. 적절한 위치 설정이 유지되지 않는다면, 바람직하지 못한 소음이 발생된다.

통상적으로, 랙 앤 피니언 하우징들은 단일 주물을 함께 형성된다. 주물은 전형적으로 주물 공장에서 제조된다. 조향 시스템이 전형적으로 다양한 차량에서 사용되기 위해 제조된다는 것은 이러한 시스템의 한가지 단점이다. 그러나, 각각의 차량은 피니언에 대한 랙의 위치에 약간의 다른 변동을 요구한다. 따라서, 새로운 주형 및 새로운 주물이 형성되어야 한다. 이러한 공정의 또 다른 단점은 하우징을 형성하기 위한 추가 주형을 제공하는 것이 매우 비싸다는 것이다.

또한 종래의 동력 조향 시스템에서, 피니언은 랙의 일단부에 위치되는 반면, 랙의 타단부는 부싱에 의해 지지된다. 이러한 형상의 문제점은 지지되지 않은 단부는 랙의 지지부가 없어서 기계 소음을 야기할 수 있다는 것이다.

따라서, 고비용의 공정 없이 피니언에 대한 랙의 다른 위치를 허용하여 제조의 융통성을 주는 동력 조향 시스템을 제공하는 것이 바람직하다.

그러므로, 본 발명의 목적은 용이하게 제조 가능하고 피니언에 대한 랙의 손쉬운 기계적 정렬을 허용하는 동력 조향 시스템을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 작동 중에 소음을 감소시키는 조향 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 태양에 있어서, 조향 시스템은 제1 단부와 제2 단부와 상기 제1 단부와 제2 단부 사이에 위치된 제1 개구를 갖는 제1 튜브와, 상기 제1 개구와 정렬된 제2 개구를 갖는 제2 튜브와, 상기 제1 튜브 내에 위치된 랙과, 상기 제2 튜브와 같이 위치된 피니언 샤프트와, 상기 제1 단부 근방에서 제1 튜브 내에 위치된 제1 부싱과, 상기 제2 단부에 인접하여 제1 튜브 내에 위치된 제2 부싱을 포함하고, 상기 제1 튜브는 제1 개구와 제2 개구에서 함께 견고히 결합되고, 상기 제1 및 제2 부싱은 제1 튜브 내에서 상기 랙을 지지하여 상기 랙은 피니언과 결합한다.

본 발명은 또한 지지 부재 및 조향 시스템을 갖는 자동차를 제공하는데, 상기 자동차는 제1 단부와 제2 단부를 갖는 랙 하우징과, 상기 랙 하우징과 정렬된 피니언 하우징과, 상기 랙 하우징 내에 위치된 랙과, 상기 피니언 하우징과 함께 위치된 피니언과, 상기 제1 단부 근방에서 랙 하우징 내에 위치된 제1 부싱과, 상기 제2 단부에 인접하여 상기 랙 하우징 내에 위치된 제2 부싱을 포함하고, 상기 제1 및 제2 부싱은 제1 튜브 내에서 랙을 지지한다.

본 발명의 또 다른 태양에 있어서, 조향 시스템을 형성하는 방법은 제1 필릿을 노출하기 위해 제1 단부와 제2 단부 사이에서 제1 튜브에 제1 개구를 절삭하는 단계와, 제2 필릿을 노출하기 위해 제2 튜브에서 제2 개구를 절삭하는 단계와, 제1 튜브가 제2 튜브에 관해 소정의 방향으로 위치되도록 제1 필릿을 제2 필릿에 대해 위치시키는 단계와, 제1 필릿과 제2 필릿을 견고히 체결시키는 단계와, 제1 튜브 내에 랙을 위치시키는 단계와, 제2 튜브 내에 피니언을 위치시키는 단계와, 피니언을 랙과 정렬시키는 단계를 포함한다.

본 발명의 장점은 양호한 복귀력(return force)이 본 발명에 의해 제공된다는 것이다. 본 발명의 다른 장점은 수동 및 동력 보조 조향 시스템 모두를 위한 구성으로 제작된다는 것이다. 본 발명의 또 다른 장점은 복잡한 주물 주형을 형성하지 않고 랙과 피니언 사이에 다른 각도를 제공하기 위해 시스템이 용이하게 개조된다는 것이다.

본 발명의 다른 목적 및 특징은 첨부 도면 및 청구항을 함께 고려하여 양호한 실시예의 상세한 설명의 관점에서 볼 때 명백해질 것이다.

도1은 조향 시스템의 사시도.

도2는 조향 시스템의 제1 튜브 및 제2 튜브의 사시도.

도3은 본 발명에 따른 조향 시스템의 종단면도.

도4는 본 발명에 따른 조향 시스템의 측단면도.

도5는 본 발명에 따른 제1 대체 지지부의 종단면도.

도6은 본 발명에 따른 제1 대체 지지부의 제2 실시예의 종단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 조향 시스템

14: 제1 튜브

16: 피니언 하우징

18: 제2 튜브

26: 제1 브래킷

28: 제2 브래킷

36: 랙

40: 제1 부싱

42: 제2 부싱

60: 피니언 샤프트

62: 피니언 기어

본 발명은 이제 예시적인 방법만으로 첨부 도면을 참조하여 기술될 것이다.

후속하는 도면에서 동일한 참조 번호는 서로 다른 도면에서 동일한 부품을 확인하는데 사용된다. 본 발명은 동력 조향 시스템 및 수동 조향 시스템 모두에서 적용 가능하다. 부품들의 다양한 외형 및 방향은 설명된 목적을 위한 것이고 본 발명의 범주를 제한하려는 것은 아니다.

이제 도1을 참조하면, 제1 튜브(14)로 형성된 랙 하우징(12)을 갖는 조향 시스템(10)의 사시도가 도시되어 있다. 조향 시스템(10)은 또한 제2 튜브(18)로 형성된 피니언 하우징(16)을 갖는다. 양호하게는, 제1 튜브(14)와 제2 튜브(18)는 조인트(20)에서 함께 용접된 강철 또는 내구성 플라스틱 재료로 형성된다. 튜브들(14, 18)은 양호하게는 단면이 원형이다. 그러나, 다른 모양의 튜브가 사용될 수 있고 정사각형, 타원형 또는 직사각형을 포함하지만 거기에 제한되지는 않는다.

제1 튜브(14)는 제1 단부(22)와 제2 단부(24)를 갖는다. 제2 튜브(18)는 제1 단부(22)와 제2 단부(24) 사이에 위치한다. 제1 브래킷(26)이 자동차(그 일부가 30으로 도시되어 있음) 상에서 조향 시스템(10)을 지지하기 위해 1 단부(22)에 고정된다. 제2 브래킷(28)이 제2 단부(24)에 위치되고 자동차의 일부(30)에 제2 브래킷(28)을 결합시키기 위해 사용된다.

동력 보조 조향 구조의 제2 튜브(18)는 또한 유압 밸브를 그 안에 내장한다. 도시된 바와 같이, 유압 포트(29)는 밸브 내부에 유체 연통을 제공하기 위해 제2 튜브(18)를 통해 제공된다. 수동 조향 시스템에 있어서, 유압 포트(29)는 밀봉되거나 전혀 제공되지 않는다. 유압 포트(29)는 분리된 플러그이거나 제2 튜브(18) 안쪽으로 일체로 성형될 수 있다.

이제 도2를 참조하면, 제1 튜브(14)는 제2 튜브(18)와 분리되어 도시되어 있다. 각각의 튜브는 각각의 필릿(32, 34)을 노출시키는 각각의 개구(31, 33)를 갖는다. 필릿(32, 34)은 조립전에 그들 각각의 튜브에서 절삭된다. 필릿(34)에 대한 필릿(32)의 위치는 제2 튜브(18)에 대한 제1 튜브(14) 조립체의 각도를 지시한다. 따라서, 필릿(32, 34)의 방향을 변화시켜서, 제1 튜브와 제2 튜브의 상대적인 위치는 변화된다. 유리하게는, 절삭 위치의 변동은 다른 자동차에 대해 사용될 수 있다. 필릿(32, 34)은 튜브(14, 18) 안쪽으로 연장하는 반원형 프로파일인 노치를 갖는 외형부이다. 도시된 바와 같이, 제2 튜브(18)는 제1 튜브(14)보다 작은 직경을 갖는다. 이것은 제1 튜브(14)의 필릿(32) 내에서 필릿(34)에 대한 지지부를 제공한다.

이제 도3 및 도4를 참조하면, 랙(36)은 제1 튜브(14) 내에 위치되어 도시된다. 랙(36)은 종래의 방법으로 형성되고, 그 위에 형성된 복수개의 랙 치형부(38)를 갖는다. 랙(36)은 궁극적으로 차량의 이동을 위해 차량의 휠에 결합된다. 랙(36)은 양호하게는 통상 원형의 단면을 갖는다. 랙(36)은 제1 부싱(40)과 제2 부싱(42)에 의해 지지된다. 부싱(40, 42)은 양호하게는 유연한 재료로 형성되므로 랙에 가해진 힘은 부싱에 의해 흡수된다. 각각의 부싱(40, 42)은 각각의 개구(44, 46)를 갖는데, 랙(36)은 그 개구를 통해 연장한다. 양호하게는, 부싱(42, 44)은 제1 튜브(14)의 제1 브래킷(26)과 제2 브래킷(28) 각각에 인접하여 위치된다. 제1 지지부(48)와 제2 지지부(50)는 제1 튜브(14) 내의 부싱(42, 44) 각각의 위치를 유지시키기 위해 각각의 부싱(42, 44)에 인접하여 위치된다.

이러한 실시예에서, 지지부(48)와 지지부(50)는 노치(52)와 노치(54)를 각각 포함한다. 부싱(42, 44)은 하나의 핀 또는 복수개의 핀(56, 58)을 각각 갖는다. 핀(56, 58)은 부싱(42, 44)을 정위치에 유지시키기 위해 노치(52, 54)와 결합한다.

피니언 하우징(16)은 그 안에 위치된 피니언 샤프트(60)를 갖는다. 피니언 샤프트(60)는 랙 치형부(38)와 결합하는 데 사용되는 피니언 기어(62)를 갖는다. 동력 보조 조향 구조에서 피니언 샤프트(60)는 그에 회전 가능하게 결합된 밸브 부재(64)를 또한 갖는다. 피니언 샤프트(60)는 궁극적으로 자동차의 (도시되지 않은) 핸드 휠에 결합된다. 따라서, 핸드 휠이 회전함에 따라, 피니언 샤프트(60)가 회전하여, 랙(36)이 제1 튜브(14)의 종방향 축을 따라 이동하도록 한다.

제2 튜브(18)는 피니언 샤프트(60)의 단부를 수납하는 단부 캡(66)을 갖는다. 피니언 샤프트(60)는 회전 운동을 위해 그 안에 베어링을 갖는 단부 캡(66)과 결합한다. 작동시에, 피니언에 대한 랙의 원하는 방향은 조향 시스템(10)이 사용될 특정 차량에 대해 결정된다. 제1 필릿과 제2 필릿을 노출시키기 위한 제1 개구와 제2 개구의 절삭은 용이하게 자동화된 공정일 수 있다. 제1 튜브의 제1 필릿은 제2 튜브의 제2 필릿에 대해 소정의 방향으로 위치된다. 제1 필릿과 제2 필릿은 제1 튜브(14)와 제2 튜브(18)를 구성하는 재료에 적절한 납땜 또는 다른 고정 수단에 의해 함께 견고히 부착된다. 피니언 샤프트(60)는 제2 튜브(18) 내에 위치되고, 랙(36)은 피니언 기어(62)와 결합하기 위해 제1 튜브 내에 위치된다. 부싱(40, 42)은 작동시에 랙 치형부(38)를 피니언 기어(62)에 가압하고 유지하기 위해 사용된다. 제1 지지부(48)와 제2 지지부(60)는 부싱(40, 42)을 정위치에 유지시키기 위해 사용된다.

조향 시스템(10)을 차량에 체결하기 위해, 제1 브래킷(26)과 제2 브래킷(28)은 제1 튜브(14)의 대향 단부에 위치된다. 양호하게는, 제1 브래킷(26)과 제2 브래킷(28)은 제1 부싱과 제2 부싱에 인접하여 제1 튜브(14)의 외측 상에 위치된다.

이제 도5를 참조하면, 다른 지지부(48')가 도시되어 있다. 이러한 실시예에서, 채널(70)은 튜브(14) 내에 형성된다. 부싱(40)은 삽입시 가압되고 채널(70)과 정렬될 때 연장한다.

이제 도6을 참조하면, 다른 지지부(48")가 도시되어 있다. 이러한 실시예에서, 계단부(72)가 튜브(14) 내에 형성된다. 부싱(40)은 튜브(14) 안쪽으로 삽입되고 클립(74)에 의해 정위치에 보유된다. 예컨대, 클립(74)은 시거(seeger) 형식의 클립일 수 있다.

본 발명의 특정 실시예가 도시되고 기술되었지만, 본 기술분야의 숙련자는 다양한 변형예 및 대체 실시예를 착안할 수 있다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구항에 대해서만 한정되는 것으로 의도된 것이다.

본 발명은 용이하게 제조 가능하고 피니언에 대한 랙의 손쉬운 기계적 정렬을 허용하며, 작동중에 소음을 감소시키는 조향 시스템을 제공한다.

Claims

제1 단부와 제2 단부와 상기 제1 단부와 제2 단부 사이에 위치된 제1 개구를 갖는 제1 튜브와,

상기 제1 개구와 정렬된 제2 개구를 갖는 제2 튜브와,

상기 제1 튜브 내에 위치된 랙과,

상기 제2 튜브와 함께 위치된 피니언 샤프트와,

상기 제1 단부 근처에서 제1 튜브 내에 위치된 제1 부싱과,

상기 제2 단부에 인접하여 제1 튜브 내에 위치된 제2 부싱을 포함하고,

상기 제1 튜브는 제1 개구와 제2 개구에서 함께 견고히 결합되고, 상기 제1 및 제2 부싱은 제1 튜브 내에서 상기 랙을 지지하여 상기 랙은 피니언과 결합하는 것을 특징으로 하는 조향 시스템.
제1항에 있어서, 제2 튜브는 제1 부싱과 제2 부싱 사이에 위치된 것을 특징으로 하는 조향 시스템.
조향 시스템을 형성하는 방법에 있어서,

제1 필릿을 노출하기 위해 제1 단부와 제2 단부 사이에서 제1 튜브에 제1 개구를 절삭하는 단계와,

제2 필릿을 노출하기 위해 제2 튜브에 제2 개구를 절삭하는 단계와,

제1 튜브가 제2 튜브에 관해 소정의 방향으로 위치되도록 제1 필릿을 제2 필릿에 대해 위치시키는 단계와,

제1 필릿과 제2 필릿을 견고히 체결시키는 단계와,

제1 튜브 내에 랙을 위치시키는 단계와,

제2 튜브 내에 피니언을 위치시키는 단계와,

피니언을 랙과 정렬시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제3항에 있어서, 제1 부싱을 제1 튜브의 제1 단부 내에 위치시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.