KR20030006571A - 스티어링 시스템의 입력축과 피니언축 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스티어링 시스템의 입력축과 피니언축에 관한 것으로서, 그 목적은 회전력을 전달할 수 있도록 연결되는 구동스토퍼와 종동스토퍼의 접촉부위를 확대하여 강도를 향상시킴으로서 원활한 회전력 전달을 이룰 수 있는 스티어링 시스템의 입력축과 피니언축을 제공하는 것이며, 운전자가 발생시킨 회전력을 전달받아 회전하되 하단에는 회전력을 전달할 수 있도록 구동스토퍼(80)가 마련된 입력축(10)과, 상기 구동스토퍼(80)가 삽입되어 회전력을 전달할 수 있도록 상기 구동스토퍼(80)의 외부와 대응되는 내부를 가진 종동스토퍼(90)가 상단에 마련된 피니언축(20)과, 상기 구동스토퍼(80)의 외부에 외주방향으로 반복적으로 돌출 형성되는 다수개의 돌기(81)와, 상기 종동스토퍼(90)의 내부에 상기 돌기(81)가 삽입될 수 있도록 다수개의 홈(91)이 구비되는 구성이다.

Description

스티어링 시스템의 입력축과 피니언축 {INPUT SHAFT AND PINION SHAFT OF STEERING SYSTEM}

본 발명은 스티어링 시스템의 입력축과 피니언축에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피니언축과 입력축의 연결 강도가 증대되도록 그 사이의 연결 구조를 개선한 스티어링 시스템의 입력축과 피니언축에 관한 것이다.

일반적으로 스티어링 시스템은 운전자로부터 발생된 회전력으로 차량의 바퀴를 동작시켜 차량의 진행방향으로 조정할 수 있도록 마련되는 것으로서, 운전석에 설치된 스티어링휠과, 이 스티어링휠 하측에 연결된 스티어링컬럼과, 이 스티어링컬럼에 연결되는 기어박스를 구비하여 마련된다.

한편, 스티어링컬럼의 내부에는 회전 가능하도록 조향축이 설치되고, 기어박스의 내부에는 이 조향축으로부터 동력을 전달받아 축방향으로 이동 가능하도록 랙바가 설치된다.

또한, 조향축과 랙바의 사이에는 동력을 전달할 수 있도록 분할 형성된 입력축과 피니언축이 상,하측으로 연결 설치되어, 입력축으로 전달된 회전력이 피니언축으로 전달된다.

도 1은 종래의 입력축과 피니언축의 결합상태를 보인 반단면도이다. 이에 도시된 바와 같이, 중공으로 마련된 입력축(1)과 피니언축(2)의 내부에는 토션바(4)가 설치된다.

이 토션바(4)는 그 상단측이 입력축(1)에 고정되고, 하단측이 피니언축(2)에 고정되어 운전자가 스티어링휠(미도시)을 통해 입력축(1)을 회전시킬 때, 피니언축(2)과의 사이에서 비틀리도록 설치된다.

즉, 차량의 바퀴는 지면과의 마찰로 인해 저항력을 발생시키고, 피니언축(2)은 이 바퀴와 연결되므로, 입력축(1)에서 전달되는 회전력이 피니언축(2)으로 전달되기 전에 토션바(4)가 비틀리게되고, 이 비틀림은 스티어링휠을 복원시키는 반력으로 작용하게 된다.

그리고, 입력축(1)과 피니언축(2)의 외부에는 이러한 비틀림으로 인해 그 사이에서 발생되는 회전각의 차이를 검출할 수 있도록 3개의 검출링(5,6,7)이 이격 설치되고, 피니언축(2)의 하부 외주면에는 미도시된 랙기어와 맞물려 회전력을 전달할 수 있도록 피니언기어(3)가 형성된다.

한편, 입력축(1)의 하단은 피니언축(2)의 상단 내부로 삽입되어 유격이 발생되도록 이보다 작은 지름으로 마련되는데, 이때 입력축(1)의 하단 외부와 피니언축(2)의 상단 내부는 회전력을 전달할 수 있도록 서로 대응되는 형상으로 마련된다.

즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 입력축(1)의 하단에 마련되는 구동스토퍼(8)는 내부는 토션바(4)가 삽입될 수 있도록 중공으로 마련되며 외주면은 원형 단면의 양측면을 평평하게 가공한 형상으로 마련된다.

또, 이에 대응되도록 피니언축(2)의 상단 내부에 형성되는 종동스토퍼(9)는 구동스토퍼(8)의 외주면과 대응되는 내주면을 가지도록 마련되어 회전력을 전달하게 된다.

그러나, 이와 같이 구성된 종래의 스티어링 시스템의 입력축과 피니언축은 회전력의 전달시 구동스토퍼와, 종동스토퍼의 서로 마주하는 2개의 포인트에서 접촉하게되는데, 스티어링휠측에서 과부하가 걸릴 경우에는 접촉하는 포인트가 손상되어 회전력 전달이 원활하지않게되는 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 회전력을 전달할 수 있도록 연결되는 구동스토퍼와 종동스토퍼의 접촉부위를 확대하여 강도를 향상시킴으로서 원활한 회전력 전달을 이룰 수 있는 스티어링 시스템의 입력축과 피니언축을 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 입력축과 피니언축의 연결상태를 보인 반단면도이다.

도 2는 종래의 입력축과 피니언축의 횡방향 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 입력축과 피니언축의 연결상태를 보인 반단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 입력축과 피니언축의 횡방향 단면도이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

10:입력축 20:피니언축

80:구동스토퍼 81:돌기

90:종동스토퍼 91:홈

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 스티어링 시스템의 입력축과 피니언축은, 운전자가 발생시킨 회전력을 전달받아 회전하되 하단에는 회전력을 전달할 수 있도록 구동스토퍼가 마련된 입력축과, 상기 구동스토퍼가 삽입되어 회전력을 전달할 수 있도록 상기 구동스토퍼의 외부와 대응되는 내부를 가진 종동스토퍼가 상단에 마련된 피니언축을 구비하는 스티어링 시스템에 있어서, 상기 구동스토퍼의 외부에는 외주방향으로 반복적으로 돌출 형성되는 다수개의 돌기가 마련되고, 상기 종동스토퍼의 내부에는 상기 돌기가 삽입될 수 있도록 다수개의 홈이 마련된 것을 특징으로 한다.

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

도 3은 본 발명에 따른 입력축과 피니언축의 연결상태를 보인 반단면도이다. 이에 도시된 바와 같이, 중공으로 마련된 입력축(10)과 피니언축(20)의 내부에는 토션바(40)가 설치되고, 이 토션바(40)는 그 상단측이 입력축(10)에 고정되고, 하단측이 피니언축(20)에 고정된다.

그리고, 입력축(10)과 피니언축(20)의 외부에는 스티어링휠(미도시)을 통해 입력축(10)과 피니언축(20)을 회전시킬 때 토션바(40)에 의해 발생되는 회전각의 차이를 검출할 수 있도록 3개의 검출링(50,60,70)이 이격 설치되고, 피니언축(20)의 하부 외주면에는 미도시된 랙기어와 맞물려 회전력을 전달할 수 있도록 피니언기어(30)가 형성된다.

아울러, 입력축(10)의 하단은 피니언축(20)의 상단 내부로 삽입되어 유격이 발생되도록 이보다 작은 지름으로 마련되는데, 이때 입력축(10)의 하단에 형성된 구동스토퍼(80)와, 피니언축(20)의 상단에 형성된 종동스토퍼(90)는 그 외부와 내부가 회전력을 전달할 수 있도록 서로 대응되는 형상으로 마련된다.

한편, 본 발명에서는, 입력축(10)과 피니언축(20)의 원활한 회전력 전달을 이룰 수 있도록 서로 연결되는 구동스토퍼(80)와 종동스토퍼(90)의 접촉부위를 확대하여 강도를 향상시키게 된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 구동스토퍼(80)와 종동스토퍼(90)의 연결 상태를 보인 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 구동스토퍼(80)는 내부에 토션바(40)가 삽입될 수 있도록 내부가 원통형으로 마련되고, 그 외부에는 외주방향으로 반복적으로 돌출 형성되는 다수개의 돌기(81)가 마련된다.

특히, 본 실시예에서의 돌기(81)는 구동스토퍼(80)의 외부에 서로 대칭되도록 4방향으로 돌출 형성되는 사각단면형상으로 마련된다.

한편, 이 구동스토퍼(80)가 내부에 삽입될 수 있도록 마련되는 종동스토퍼(90)는 외부가 원통형으로 마련되며 중공의 내부는 구동스토퍼(80)와 대응되는 형상으로 마련된다.

즉, 내부에 형성되는 홈(91)은 반경방향 단면으로 볼 때 돌기(81)에 대응되도록 4방향으로 함몰 형성되는 사각단면형상으로 마련되는 것이다.

이로써, 돌기(81)와 홈(91)은 스플라인과 같이 축방향으로는 슬립 가능하고 회전방향으로는 서로 맞물리게되어 회전력을 전달할 수 있는 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명 스티어링 시스템의 입력축과 피니언축은, 운전자가 스티어링휠을 회전시키면 이와 연결된 조향축을 통해 입력축(10)으로 회전력이 전달된다.

이때, 입력축(10)과 연결된 피니언축(20)은 그 하단 외주면에 형성된 피니언기어(30)가 미도시된 랙기어와 맞물리는데, 이로 인해 노면과 마찰력을 발생시키고 있는 바퀴에 연결되어 소정치 이상의 회전력이 전달되기 전에는 회전되지않는다.

이로써, 입력축(10)이 회전되면 구동스토퍼(80)와 종동스토퍼(90) 사이의 유격으로 인해 토션바(40)가 먼저 비틀리고, 이후에 구동스토퍼(80)와 종동스토퍼(90)가 접촉되어 회전력을 전달이 이루어지게되는 것이다.

한편, 본 발명에서는 구동스토퍼(80)의 돌기(81)와 종동스토퍼(90)의 홈(91)이 4곳에 서로 마주하도록 마련되어 4개의 포인트에서 접촉이 일어나게 된다.

즉, 접촉되는 포인트가 많아지므로 인해 회전방향으로의 강성이 향상되고, 스티어링휠로부터 전달되는 과부하로 인한 손상이 방지되어 원활한 회전력 전달을 이룰 수 있는 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 스티어링 시스템의 입력축과 피니언축은, 입력축과 피니언축의 회전력 전달시 구동스토퍼와 종동스토퍼의접촉 포인트가 확대되어 회전방향으로의 강성이 향상됨은 물론, 이로 인해 과부하시 발생되는 접촉 포인트의 손상을 방지할 수 있다.

이로써, 입력축과 피니언축의 원활한 회전력을 유지할 수 있어 제품의 신뢰성과 안전성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (2)

1. 운전자가 발생시킨 회전력을 전달받아 회전하되 하단에는 회전력을 전달할 수 있도록 구동스토퍼가 마련된 입력축과, 상기 구동스토퍼가 삽입되어 회전력을 전달할 수 있도록 상기 구동스토퍼의 외부와 대응되는 내부를 가진 종동스토퍼가 상단에 마련된 피니언축을 구비하는 스티어링 시스템에 있어서,

   상기 구동스토퍼(80)의 외부에는 외주방향으로 반복적으로 돌출 형성되는 다수개의 돌기(81)가 마련되고, 상기 종동스토퍼(90)의 내부에는 상기 돌기(81)가 삽입될 수 있도록 다수개의 홈(91)이 마련된 것을 특징으로 하는 스티어링 시스템의 입력축과 피니언축.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 돌기(81)는 서로 대칭되도록 4방향으로 돌출 형성되는 사각단면형상으로 마련되며, 상기 홈(91)은 상기 돌기(81)에 대응되도록 4방향으로 함몰 형성되는 사각단면형상으로 마련되는 것을 특징으로 하는 스티어링 시스템의 입력축과 피니언축.