KR20030054495A

KR20030054495A - 차량용 스티어링 시스템의 랙바 지지장치

Info

Publication number: KR20030054495A
Application number: KR1020010084661A
Authority: KR
Inventors: 박선홍; 김경래
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2001-12-26
Filing date: 2001-12-26
Publication date: 2003-07-02
Also published as: KR100794967B1

Abstract

본 발명은 차량용 스티어링 시스템의 랙바 지지장치에 관한 것으로서, 그 목적은 요크실린더와 서포트요크 사이의 반경방향 클리어런스를 저감시키도록, 반경방향으로 탄성지지되게 서포트요크를 양측으로 분할 형성한 차량용 스티어링 시스템의 랙바 지지장치를 제공하는 것이며, 피니언기어(41)와 치합될 수 있도록 중간 일측에 랙기어(21)가 형성되어 랙하우징(10)의 내부에 설치되는 랙바(20)와, 상기 랙바(20)의 후방을 감싸 상기 피니언기어(41)측으로 지지할 수 있도록 전방에 안내홈(61)이 형성된 서포트요크(60)와, 상기 서포트요크(60)가 슬라이딩될 수 있도록 상기 랙하우징(10)의 내부 일측에 마련되는 요크실린더(50)와, 상기 요크실린더(50)를 폐쇄하며 상기 서포트요크(60)의 후방과의 사이에 스프링(70)을 개재한 요크플러그(80)가 구비된 차량용 스티어링 시스템의 랙바 지지장치에 있어서, 상기 서포트요크(60)는 원주측으로 이동되어 상기 요크실린더(50)의 내부면과 밀착 가능하도록 반경방향으로 둘 이상 분할 형성되고, 상기 스프링(70)은 상기 서포트요크(60)를 축방향 및 반경방향으로 탄성지지할 수 있도록 일부가 상기 서포트요크(60)의 분할된 사이에 삽입되는 구성이다.

Description

차량용 스티어링 시스템의 랙바 지지장치{RACK BAR SUPPORT DEVICE OF STEERING SYSTEM FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 스티어링 시스템의 랙바 지지장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 요크실린더의 내부에 삽입되는 서포트요크의 반경방향 클리어런스를 줄일 수 있도록 이를 양측으로 분할 형성하여 반경방향으로 탄성지지하는 차량용 스티어링 시스템의 랙바 지지장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 스티어링 시스템은 차량의 진행 방향을 변경하기 위해 마련되는 것으로서, 운전석에 마련된 스티어링 휠과, 그 하측에 마련되는 스티어링 샤프트 및 이 스티어링 샤프트와 연결되어 회전력을 감속함과 동시에 동력전달방향을 전환하는 기어박스 등을 구비하여 마련된다.

한편, 기어박스는 길게 형성된 랙바가 내부에 설치될 수 있도록 중공으로 마련된 랙하우징과, 이의 중간에 교차 형성되어 내부에 입력축이 설치되는 밸브하우징으로 구분된다.

도 1은 이러한 종래의 랙하우징과 밸브하우징의 결합된 상태를 보인 측단면도이다. 이에 도시된 바와 같이, 하단측에는 원형단면의 장봉으로서 중간 일측에 랙기어(2a)가 형성된 랙바(2)와, 이 랙바(2)가 삽입 설치되어 축방향으로 이동될 수 있도록 형성된 랙하우징(1)이 마련된다.

그리고, 상단측에는 외부의 유압펌프와 연결되어 랙하우징(1)의 내부로 유압을 공급할 수 있도록 랙하우징(1)과 연결 설치된 밸브하우징(3)과, 스티어링 휠로부터 회전력을 전달받아 회전 가능하도록 밸브하우징(3)의 내부에 설치된 입력축(4)이 마련된다.

한편, 입력축(4)의 하부 선단은 랙하우징(1)에 의해 회전 지지되도록 설치되고, 이 입력축(4)의 하부 외부면에는 랙기어(2a)와 치합되어 동력을 전달할 수 있도록 피니언기어(4a)가 형성된다.

또한, 랙바(2)의 후방측에는 랙바(2)를 입력축(4) 방향으로 탄성 지지함과 동시에 랙바(2)의 이동을 안내하여 랙기어(2a)와 피니언기어(4a)가 원활히 치합될 수 있도록 랙바 지지장치가 마련된다.

이 랙바 지지장치는 랙하우징(1)의 랙기어(2a) 후방측에 연통 형성되는 요크실린더(5)와, 이 요크실린더(5)의 외부측을 폐쇄할 수 있도록 마련된 요크플러그(8)와, 랙바(2)의 후방과 직접 밀착될 수 있도록 마련된 서포트요크(6)와, 요크플러그(8)와 서포트요크(6) 사이에 설치되는 스프링(7)으로 구비된다.

그리고, 도 2에 도시된 바와 같이, 서포트요크(6)의 일단측에는 안내홈(6a)이 형성되는데, 이 안내홈(6a)은 원형단면으로 마련된 랙바(2)의 후방을 감쌀 수 있도록 이에 대응되는 대략 반원형의 단면형상으로 함몰되어 그 내부에 안착되는 랙바(2)의 이동을 안내함과 동시에 처짐을 방지한다.

아울러, 요크실린더(5)는 그 내부에서 서포트요크(6)가 슬라이딩 가능하도록 서포트요크(6)와의 사이에 소정의 반경방향 클리어런스(Radial Clearance)를 가지게되는데, 이로 인해 요크실린더(5)의 내부에서 서포트요크(6)가 원활히 동작하게 된다.

이로써, 요크플러그(8)에 의해 일단이 지지되는 스프링(7)이 서포트요크(6)를 밀게됨으로써, 요크실린더(5)를 따라 슬라이딩되는 서포트요크(6)가 안내홈(6a)의 내부에 안착된 랙바(2)를 피니언기어(4a)측으로 탄성지지하고, 이에 따라 랙기어(2a)와 피니언기어(4a)가 원활한 동력전달을 이룰 수 있도록 치합되는 것이다.

그러나 이와 같이 구성된 종래의 차량용 스티어링 시스템의 랙바 지지장치는, 요크실린더와 서포트요크와 사이의 클리어런스로 인해 그 사이에서 뒤틀림 및 래틀노이즈(Rattle Noise)가 발생되어 제품의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 요크실린더와 서포트요크 사이의 반경방향 클리어런스를 저감시키도록, 반경방향으로 탄성지지되게 서포트요크를 양측으로 분할 형성한 차량용 스티어링 시스템의 랙바 지지장치를 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 랙바 지지장치를 보인 측단면도이다.

도 2는 종래의 랙바 지지장치를 보인 분해 사시도이다.

도 3은 본 발명에 따른 랙바 지지장치를 보인 측단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 랙바 지지장치를 보인 분해 사시도이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

10:랙하우징 20:랙바

21:랙기어 30:밸브하우징

40:입력축 41:피니언기어

50:요크실린더 60:서포트요크

61:안내홈 62:확장홈

63:입구 70:스프링

80:요크플러그

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량용 스티어링 시스템의 랙바 지지장치는, 피니언기어와 치합될 수 있도록 중간 일측에 랙기어가 형성되어 랙하우징의 내부에 설치되는 랙바와, 상기 랙바의 후방을 감싸 상기 피니언기어측으로 지지할 수 있도록 전방에 안내홈이 형성된 서포트요크와, 상기 서포트요크가 슬라이딩될 수 있도록 상기 랙하우징의 내부 일측에 마련되는 요크실린더와, 상기 요크실린더를 폐쇄하며 상기 서포트요크의 후방과의 사이에 스프링을 개재한 요크플러그가 구비된 차량용 스티어링 시스템의 랙바 지지장치에 있어서, 상기 서포트요크는 원주측으로 이동되어 상기 요크실린더의 내부면과 밀착 가능하도록 반경방향으로 둘 이상 분할 형성되고, 상기 스프링은 상기 서포트요크를 축방향 및 반경방향으로 탄성지지할 수 있도록 일부가 상기 서포트요크의 분할된 사이에 삽입된 것을 특징으로 한다.

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

도 3은 본 발명에 따른 랙바 지지장치를 보인 측단면도이다. 이에 도시된 바와 같이, 스티어링 시스템의 기어박스는 입력축(40)이 내설된 밸브하우징(30)과, 랙바(20)가 내설된 랙하우징(10)이 상,하측으로 결합되어 마련된다.

그리고, 입력축(40)의 하부 외부면에는 피니언기어(41)가 마련되고, 랙바(20)의 중간 일측에는 피니언기어(41)와 치합되어 동력을 전달받을 수 있도록 랙기어(21)가 마련된다.

또, 랙바(20)의 후방측에는 랙바(20)를 입력축(40) 방향으로 탄성지지함과 동시에 랙바(20)의 이동을 안내하여 랙기어(21)와 피니언기어(41)가 원활히 치합될 수 있도록 랙바 지지장치가 마련된다.

이 랙바 지지장치는 랙하우징(10)의 랙기어(21) 후방측에 연통 형성되는 요크실린더(50)와, 이 요크실린더(50)의 외부측을 폐쇄할 수 있도록 마련된 요크플러그(80)와, 랙바(20)의 후방과 직접 밀착될 수 있도록 마련된 서포트요크(60)와, 요크플러그(80)와 서포트요크(60) 사이에 설치되는 스프링(70)으로 구비된다.

이때, 서포트요크(60)의 일단측에는 안내홈(61)이 형성되는데, 이 안내홈(61)은 원형단면으로 마련된 랙바(20)의 후방을 감쌀 수 있도록 이에 대응되는 대략 반원형의 단면형상으로 함몰되어 그 내부에 안착되는 랙바(20)의 이동을 안내함과 동시에 처짐을 방지하게 된다.

한편, 본 발명의 랙바 지지장치는, 요크실린더와 그 내부에 설치되는 서포트요크의 반경방향 클리어런스를 저감시킬 수 있도록, 요크실린더의 내부에 서포트요크가 탄력적으로 밀착 가능하게 마련된다.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 스티어링 시스템의 랙바 지지장치는, 요크실린더(50)의 내부에 삽입되는 서포트요크(60)가 원주측으로 유동 가능하도록 두 개 이상으로 분할 형성되는데, 본 실시예에서는 양측으로 분할 형성된 것을 예로 들어 설명한다.

먼저, 서포트요크(60)는 요크실린더(50)의 내부에 삽입된 후 원주측과 중심측으로 유동 가능하도록 분할된 사이에 소정의 이격 공간이 형성되는 것으로서, 스프링(70)과 인접하게 배치되는 그 후방측으로는 원주형의 확장홈(62)이 형성되고, 이 확장홈(62)의 입구(63)는 후방측으로 점차 확대되는 지름을 가질 수 있도록 경사지게 마련된다.

즉, 확장홈(62)의 입구(63)는 축방향 및 반경방향으로의 힘을 모두 전달받을 수 있도록 대략 45도 정도의 각도로 경사지게 마련되는 것이다.

다음, 스프링(70)은 이 확장홈(62)에 삽입되어 서포트요크(60)를 축방향 및 반경방향으로 밀어줄 수 있도록 마련되는 것으로서, 축방향으로 미는 힘은 서포트요크(60)를 통해 랙기어(21)와 피니언기어(41)의 원활한 치합을 돕게되고, 반경방향으로 미는 힘은 서포트요크(60)의 외부면이 요크실린더(50)의 내부면에 탄력적으로 밀착시키게 된다.

즉, 스프링(70)은 일부가 확장홈(62)의 내부에 삽입되어 이를 축방향 및 반경방향으로 탄성지지할 수 있도록 마련되는 것으로서, 일단이 확장홈(62)의 내부에 삽입 가능하도록 이의 지름보다 작게 마련되고, 타단은 확장홈(62)의 외부에 설치되도록 이의 지름보다 크게 형성되는 대략 축방향 단면이 마름모형인 디스크 스프링(70)이다.

이때, 축방향 탄성력을 발생시키는 스프링(70)과 반경방향 탄성력을 발생시키는 스프링(70)을 조합하여 사용할 수도 있으나, 스프링(70)의 단순화 내지 부품의 간소화를 위해 디스크 스프링(70)을 사용하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 발명의 차량용 스티어링 시스템의 랙바 지지장치는, 입력축(40)이 내설된 밸브하우징(30)을 랙바(20)가 내설된 랙하우징(10)과 결합시켜, 입력축(40)에 형성된 피니언기어(41)의 후방측으로 랙기어(21)의 랙바(20)를 배치한다.

그리고, 랙바(20) 후방측의 요크실린더(50) 내부로 분할 형성된 서포트요크(60)를 삽입하고, 이의 후방측으로는 스프링(70)을 삽입하며, 이 스프링(70)의 후방측으로는 요크플러그(80)를 요크실린더(50)에 결합시켜, 요크실린더(50)의 내부에 스프링(70)과 서포트요크(60)를 설치하게 된다.

이때, 스프링(70)은 반경방향 외측으로 확장 가능하도록 압착된 상태로서, 그 전방 일단을 서포트요크(60)의 확장홈(62)에 삽입하여 설치하고, 이의 후방을 요크플러그(80)로서 지지하게 된다.

이로써, 후방측이 요크플러그(80)에 지지를 받는 스프링(70)은 외주측으로 탄성력을 발생시키고, 이로 인해 전방의 일단이 삽입된 서포트요크(60)의확장홈(62)을 반경방향으로 확장시킴과 동시에 서포트요크(60) 전체를 축방향으로 밀어 탄성지지하게 된다.

즉, 서포트요크(60)의 외부면이 요크실린더(50)의 내부와 밀착된 상태에서 랙바(20)를 원활히 지지하게 되고, 요크실린더(50)의 내부에서 서포트요크(60)가 슬라이딩하게 될 때는 서포트요크(60)가 중심측으로 유동되어 원활한 슬라이딩이 가능해지는 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 스티어링 시스템의 랙바 지지장치는, 서포트요크와 실린더요크와 사이의 반경방향 클리어런스를 저감시킬 수 있음과 동시에 원활한 슬라이딩이 가능하고, 랙바의 급격한 동작으로 인한 서포트요크의 뒤틀림 발생시에도 이에 탄력적으로 대처할 수 있어 래틀노이즈 방지 및 제품을 신뢰성을 향상시키는 이점이 있다.

Claims

피니언기어와 치합될 수 있도록 중간 일측에 랙기어가 형성되어 랙하우징의 내부에 설치되는 랙바와, 상기 랙바의 후방을 감싸 상기 피니언기어측으로 지지할 수 있도록 전방에 안내홈이 형성된 서포트요크와, 상기 서포트요크가 슬라이딩될 수 있도록 상기 랙하우징의 내부 일측에 마련되는 요크실린더와, 상기 요크실린더를 폐쇄하며 상기 서포트요크의 후방과의 사이에 스프링을 개재한 요크플러그가 구비된 차량용 스티어링 시스템의 랙바 지지장치에 있어서,

상기 서포트요크(60)는 원주측으로 이동되어 상기 요크실린더(50)의 내부면과 밀착 가능하도록 반경방향으로 둘 이상 분할 형성되고, 상기 스프링(70)은 상기 서포트요크(60)를 축방향 및 반경방향으로 탄성지지할 수 있도록 일부가 상기 서포트요크(60)의 분할된 사이에 삽입된 것을 특징으로 하는 차량용 스티어링 시스템의 랙바 지지장치.
제 1항에 있어서,

상기 서포트요크(60)의 후방에는 입구(63)가 경사진 확장홈(62)이 형성되고, 상기 스프링(70)은 일단이 상기 확장홈(62)에 삽입되고 그 외부면이 입구(63)와 밀착되어 상기 서포트요크(60)를 축방향 및 반경방향으로 탄성지지하도록 디스크 스프링(70)으로 마련된 것을 특징으로 하는 차량용 스티어링 시스템의 랙바 지지장치.