KR20060129447A

KR20060129447A - 랙 가이드 및 이것을 사용한 랙 피니언식 스티어링 장치

Info

Publication number: KR20060129447A
Application number: KR1020067018295A
Authority: KR
Inventors: 슈이치 구보타; 요시로 구즈미; 히데토시 가이다
Original assignee: 오일레스고교 가부시키가이샤
Priority date: 2004-03-09
Filing date: 2005-03-04
Publication date: 2006-12-15
Also published as: EP1724180A4; KR101129429B1; ES2336463T3; RU2006132295A; EP1724180B1; KR101159291B1; US8079280B2; RU2397095C2; US20070205572A1; CA2557183A1; EP1724180A1; KR20110112482A; CA2557183C; WO2005085039A1; DE602005017587D1

Abstract

랙 피니언식 스티어링 장치(1)는 중공부(2)를 가진 알루미늄 또는 알루미늄 합금제의 기어 케이스(3)와, 기어 케이스(3)에 구름베어링(4 및 5)을 통해 회전 가능하게 지지된 스티어링 축(6)과, 스티어링 축(6)을 통해 기어 케이스(3)에 회전 가능하게 지지된 피니언(7)과, 피니언(7)에 맞물림되는 랙 톱니(8)가 형성된 랙바(9)와, 기어 케이스(3) 내의 중공부(2)에 배치되어 있는 동시에 랙바(9)를 그 이동방향(A)에 대해서 슬라이딩 가능하게 지지하는 랙 가이드(10)를 구비하고 있다.

Description

랙 가이드 및 이것을 사용한 랙 피니언식 스티어링 장치{Rack guide and rack and pinion steering device using the rack guide}

본 발명은 핸들의 회전 동작에 연동하여 피니언을 회전시키고 이 피니언과 맞물리는 랙 톱니(齒)를 가진 랙바를 왕복 이동시켜서 조타를 행하도록 한 자동차 등의 차량에 사용할 수 있는 랙 가이드 및 이 랙 가이드를 구비한 랙 피니언식 스티어링 장치에 관한 것이다.

특허문헌 1: 일본국 실용신안공개 소58-19873호 공보

랙 피니언식 스티어링 장치는, 보통 기어 케이스와, 이 기어 케이스에 피니언 축을 통하여 회전 가능하게 지지된 피니언과, 이 피니언에 맞물림되는 랙 톱니가 형성된 랙바(rack bar)와, 기어 케이스 내에 배치되어 있는 동시에 랙바를 슬라이딩 가능하게 지지하는 랙 가이드와, 이 랙 가이드를 랙바쪽으로 압압하는 코일스프링을 구비하고 있다.

이러한 랙 피니언식 스티어링 장치에 있어서는, 랙바의 랙 톱니와 피니언의 맞물림부에서 피니언 축의 회전에 따라 서로 이반되는 방향의 힘이 작용하여 랙바에 휨이 발생하고, 랙 톱니의 치열방향으로의 덜걱거림이 커지는 결과, 랙 톱니와 피니언의 톱니부 사이에 부딪치는 소리 즉, 타음(打音)이 생기므로, 피니언 축과 반대측에 마찰저항이 작은 오목면, 대부분은 반원통 형상의 오목면을 가진 랙 가이드를 설치하고, 이 랙 가이드의 오목면을 코일스프링의 탄성압압력에 의해 랙바에 압압하고, 랙 가이드의 오목면을 랙바에 슬라이딩접촉시켜서 랙바의 슬라이딩마찰저항을 저감하면서 랙 톱니의 배열 방향의 덜걱거림을 억제하고, 랙 톱니와 피니언의 맞물림부에서의 타음을 저감시키도록 되어있다.

랙 가이드로서는 소결 금속을 사용한 것 또는 알루미늄 혹은 알루미늄 합금으로 형성된 것 등이 제안되어 있는데, 어떤 랙 가이드도 기어 케이스 내에서의 랙 가이드의 이동기능을 확보해야만 하므로, 랙 가이드와 기어 케이스의 내면 사이에는 대략 20μm정도의 간극(클리어런스)이 마련되어 있는데 이러한 간극이 마련되는 경우에도 피니언과 랙 톱니의 맞물림에 의해 생기는 톱니의 비틀림이나 랙바 양단의 차륜으로부터의 작용에 의해 랙 가이드에 반경방향의 부하가 작용하면, 랙 가이드가 기어 케이스의 내면에 강하게 눌러붙여질 우려가 있고, 이 상태에서는 코일스프링에 의한 압압력의 작용과 더불어 랙 가이드와 기어 케이스 양자간은 소위 「공금(共金)」이 되어 마찰저항이 증대하며, 나아가서는 응착(凝着) 마모를 야기하고 랙 가이드의 랙바 방향으로의 이동을 방해하는 문제가 생긴다.

상술한 문제를 해결하기 위해 랙 가이드에 O링(O-ring) 등의 완충 부재를 부착한 것이 제안되어 있지만, 이러한 O링 등의 완충 부재를 부착하면 완충 부재와 기어 케이스의 내면의 슬라이딩시에 슬라이딩저항에 의해 코일스프링의 부하가 커지고, 코일스프링에 변형(열화)이 생기기 쉬워지고, 이 변형에 의해 코일스프링의 탄성압압력이 부족해지면 랙 가이드의 흔들림이 생겨서 랙 가이드가 기어 케이스에 충돌하고 이에 의해서도 이음(異音)(타음)을 유발하게 된다.

또한 랙 가이드의 오목면으로의 탄성압압력이 크면, 랙 톱니와 피니언의 맞물림부에서의 타음을 저감시킬 수 있지만 핸들의 회전 동작에 큰 힘을 필요로 하여 조타성이 나빠지는 한편, 랙 가이드의 오목면에의 탄성압압력이 작으면, 조타성은 향상되지만 타음을 저감시키기 어렵기 때문에 탄성압압력의 최적인 설정에는 번거로운 작업을 필요로 한다.

본 발명은, 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 코일스프링을 생략할 수 있어서, 코일스프링의 변형에 기인하는 이음의 발생을 없앨 수 있는 랙 가이드 및 이것을 사용한 랙 피니언식 스티어링 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 항상 최적인 탄성압압력으로 용이하게 설정할 수 있는 랙 피니언식 스티어링 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명에 의한 랙 피니언식 스티어링 장치용 랙 가이드는, 랙바에 슬라이딩 가능하게 접촉하는 오목면을 가지는 동시에 랙바로 향하는 압압력을 받는 수압면(受壓面)을 가진 랙 가이드 본체와, 이 랙 가이드 본체의 수압면측에 배치된 탄성변형가능부재와, 이 탄성변형가능부재에 랙바로 향하는 압압력을 부여하는 압압부재를 구비하고 있으며, 여기서 탄성변형가능부재는 압압부재로부터의 랙바로 향하는 압압력에 의해 탄성변형되어 압압력의 방향에 대하여 직교하는 방향으로 팽출(膨出)되도록 랙 가이드 본체와 압압부재 사이에 배치되어 있다.

본 발명에 의한 랙 가이드에 의하면, 압압부재로부터의 랙바로 향하는 압압력에 의해 탄성변형되어 압압력의 방향에 대하여 직교하는 방향으로 팽출되도록, 랙 가이드 본체와 압압부재 사이에 배치되어 있는 탄성변형가능부재를 구비하기 때문에 탄성변형가능부재가 O링 등의 완충 부재와 동등한 기능을 수행하며 또한 압압력에 대한 반력의 크기에 따라 탄성변형가능부재의 팽출량 또는 딱딱한 정도를 변화시킬 수 있고, 더욱이 코일스프링 대신에 탄성변형가능부재에 의해 랙바쪽으로의 탄성압압력을 발생시킬 수 있어, 랙 가이드 본체의 기어 케이스 내면에의 직접적인 접촉을 확실하게 피할 수 있고, 또한 코일스프링을 생략할 수 있어서 코일스프링의 변형에 의한 이음의 발생을 없앨 수 있다.

바람직한 예에서는, 수압면은 압압력의 방향에 대하여 직교하는 직교수압면을 가지고 있으며, 탄성변형가능부재는 직교수압면에 대면하는 동시에 직교수압면에 대응하는 형상을 가진 직교압압면을 가지고 있으며, 랙 가이드 본체의 직교수압면과 압압부재 사이에 배치되어 있고, 이 경우, 바람직하게는 직교수압면과 직교압압면은 서로 접촉하고 있다.

다른 바람직한 예에서는, 수압면은 압압력의 방향에 대하여 경사지고 또 압압력의 방향에 있어서 서서히 이격되는 한 쌍의 경사수압면과, 이 한 쌍의 경사수압면의 압압력의 방향에 있어서의 끝단 가장자리에 연접(連接)하는 동시에 압압력의 방향에 대하여 직교하는 한 쌍의 직교수압면을 구비하고 있으며, 탄성변형가능부재는 한 쌍의 경사수압면에 대면하는 동시에 한 쌍의 경사수압면에 대응하는 형상을 가진 경사 압압면과, 한 쌍의 직교수압면에 대면하는 동시에 직교수압면에 대응하는 형상을 가진 한 쌍의 직교압압면을 구비하고 있으며, 압압력의 방향에 대해서 경사수압면 및 직교수압면과 압압부재 사이에 배치되어 있고, 이 경우, 한 쌍의 경사수압면의 압압력의 방향에 있어서의 각 끝단 가장자리는 랙바의 이동방향과 평행하여도 되고, 경사수압면 및 경사 압압면의 각각은 직평면(直平面) 또는 곡면이어도 되고, 경사수압면과 경사 압압면은 서로 접촉하고 있어도 되며, 직교수압면과 직교압압면은 서로 접촉하고 있어도 된다.

본 발명에 있어서는, 한 쌍의 경사수압면의 각각은 서로 연접되어서, 한 쌍의 경사 압압면의 각각은 서로 연접되어 있어도 한 쌍의 경사수압면의 각각은 랙바의 이동방향과 평행하여 서로의 간격이 압압력의 방향에 있어서의 한 쌍의 끝단 가장자리의 서로의 간격보다 좁은 압압력의 방향과 반대 방향에서의 다른 끝단 가장자리를 갖고, 수압면은 다른 끝단 가장자리의 각각에 연접하는 동시에 압압력의 방향에 대하여 직교하는 다른 직교수압면을 구비하고, 탄성변형가능부재는 다른 직교수압면에 대면하는 동시에 다른 직교수압면에 대응하는 형상을 가진 다른 직교압압면을 구비하고, 압압력의 방향에 대해서 다른 직교수압면과 압압부재 사이에 배치되어서 있어도 되며, 이 경우, 다른 직교수압면과 다른 직교압압면은 서로 접촉하고 있어도 된다.

이들 예의 랙 가이드에서는, 랙 가이드 본체는 경사수압면을 통해 랙바로 향하는 압압력을 받기 때문에, 랙 가이드 본체가 다소의 탄성변형성을 갖고 있을 경우에는 랙바는 이러한 랙 가이드 본체를 통해 경사 양측으로부터 지지되므로, 랙바는 보다 안정되게 슬라이딩 가능하게 지지되게 된다.

본 발명의 랙 가이드에 있어서, 압압부재는 압압력의 방향에 대하여 직교하는 직교압압면을 갖고, 탄성변형가능부재는 압압부재의 직교압압면에 대면하는 동시에 압압부재의 직교압압면에 대응하는 형상을 가진 직교수압면을 가지며, 랙 가이드 본체와 압압부재의 직교압압면의 사이에 배치되어서 있어도 되며, 이 경우, 탄성변형가능부재의 직교수압면과 압압부재의 직교압압면은 서로 접촉하고 있어도 된다.

본 발명의 바람직한 예에서는, 랙 가이드 본체는 오목면에 배치되어 있는 동시에 랙바의 이동방향에 대하여 직교하여 연장되는 직교장홈 및/또는 오목면의 바닥부에 배치되어 있는 동시에 랙바의 이동방향과 평행하게 연장되는 바닥부장홈을 구비하고 있으며, 또한 랙 가이드 본체는 오목면에 배치되어 있는 동시에 랙바의 이동방향에 대하여 직교하여 연장되는 직교장홈과, 오목면의 바닥부에 배치되어 있는 동시에 랙바의 이동방향과 평행하게 연장되는 바닥부장홈을 구비하고 있어도 되며, 이 경우, 바닥부장홈은 직교장홈보다도 폭이 넓고 깊은 홈이다.

랙 가이드가 이러한 바닥부장홈 및 직교장홈의 적어도 하나를 구비함으로써, 이들에 그리스 등의 윤활유를 모을 수 있고 랙바와 오목면의 사이에 윤활유을 공급할 수 있어서 랙바를 보다 낮은 마찰저항으로 슬라이딩 가능하게 지지할 수 있으며, 또 랙 가이드 본체가 경사수압면을 가질 경우에는 바닥부장홈에 의해 오목면의 용이한 변형이 가능해 지는 결과, 오목면의 랙바의 경사 양측으로부터의 지지를 더 효과적으로 수행할 수 있고, 랙바를 보다 안정되게 이동 가능하게 지지할 수 있게 된다.

탄성변형가능부재 및 압압부재의 각각은 바람직하게는 관통공을 가지고 있으며, 이 경우, 랙 가이드 본체는 오목면 및 수압면을 가진 본체부와, 이 본체부에 일단에서 일체적으로 마련되어 있는 동시에 탄성변형가능부재 및 압압부재의 각각의 관통공을 관통하는 지지부를 구비하고 있으면 좋으며, 또한 랙 가이드 본체는 관통공으로의 지지부의 삽입을 용이하게 하는 슬릿과 압압부재의 관통공으로부터의 지지부의 분리를 저지하는 팽출부를 지지부의 타단에 갖고 있으면 좋다.

이러한 예의 랙 가이드에 의하면, 랙 가이드 본체, 탄성변형가능부재 및 압압부재를 일체화할 수 있어서 기어 케이스의 중공부에의 장착을 간단하게 수행할 수 있으며, 더욱이, 탄성변형가능부재에 대해서 랙 가이드 본체 및 압압부재를 확실히 고정할 수 있다.

랙 가이드 본체 또는 압압부재는 금속제 또는 합성수지제이어도 되고, 랙 가이드 본체를 형성하는 금속재로서는 소결 금속, 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 바람직한 예로서 들 수 있으며, 랙 가이드 본체를 형성하는 합성수지재의 바람직한 예로서 폴리아세탈을 들 수 있으며, 또 압압부재를 형성하는 금속재로서는 소결 금속, 알루미늄 또는 알루미늄 합금을, 합성수지재로서 폴리아세탈을 각각 들 수 있다.

탄성변형가능부재는 그 탄성변형에 의한 팽출에 있어서 기어 케이스의 내면에 접촉하여 랙 가이드 본체의 기어 케이스의 내면에의 직접적인 충돌을 회피할 수 있다면 여러가지 형상의 외주면을 갖고 있어도 되는데, 바람직하게는 원통 형상의 외주면을 갖고 있다.

탄성변형가능부재는 천연 혹은 합성 고무 또는 폴리우레탄 엘라스토머 등의 수지제인 것이 바람직하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고 우레탄고무 등의 탄성변형가능성을 나타내는 다른 천연 또는 합성수지여도 된다.

본 발명의 랙 가이드에 있어서는, 랙 가이드 본체와 탄성변형가능부재 사이 및 탄성변형가능부재와 압압부재 사이 중 적어도 한쪽에 다른 부재, 예를 들면 스페이서부재를 개재 시켜도 되고, 또한 탄성변형가능부재를 복수의 탄성변형가능판, 예를 들면 고무판을 적층한 것으로 구성해도 되며, 또한 수압면으로서는 직평면(평탄면) 또는 반원통 형상 또는 구면형상 등의 곡면에 한정되지 않으며 다각형면이어도 된다.

본 발명에 의한 랙 피니언식 스티어링 장치는, 기어 케이스와, 이 기어 케이스에 회전 가능하게 지지된 피니언과, 이 피니언에 맞물림되는 랙 톱니가 형성된 랙바와, 이 랙바를 슬라이딩 가능하게 지지하는 상술한 어느 하나의 태양의 랙 가이드를 구비하고 있으며, 여기서, 랙 가이드 본체 및 압압부재는 기어 케이스에 대하여 간극을 두고 기어 케이스 내에 배치되어 있고, 탄성변형가능부재는 부여된 랙바로 향하는 압압력에 의한 팽출에 의해 기어 케이스의 내면에 접촉하도록 되어 있다.

본 발명의 랙 피니언식 스티어링 장치에 의하면, 기어 케이스의 내면에 접촉하는 탄성변형가능부재에 의해, 또한, 압압력에 대한 반력의 크기에 따라 랙 가이드 본체를 유지할 수 있고, 탄성변형가능부재에 의해 랙바 방향으로 탄성압압력을 발생시킬 수 있기 때문에, 랙 가이드 본체의 기어 케이스의 내면에의 직접적인 접촉을 확실하게 회피할 수 있고, 더욱이, 코일스프링을 생략할 수 있어서 코일스프링의 변형에 의한 이음의 발생을 없앨 수 있다.

본 발명에 의한 랙 피니언식 스티어링 장치는, 기어 케이스의 내면에 나사 결합되어 있는 동시에 압압부재에 랙바로 향하는 압압력을 부여하는 나사부재를 더 구비하고 있어도 되지만, 이러한 나사부재를 구비하는 대신에 압압부재는 그 주면(周面)에서 기어 케이스의 내면에 나사 결합되어 있어도 되고, 이렇게 압압부재를 기어 케이스의 내면에 나사 결합시킴으로써 압압부재의 회전에 의해 기어 케이스에 대한 압압부재의 진퇴위치를 결정할 수 있고, 이에 따라 나사부재를 설치하지 않아도 랙바로 향하는 압압력을 압압부재 자체에서 탄성변형가능부재에 부여할 수 있다.

본 발명의 랙 피니언식 스티어링 장치에 있어서, 랙 가이드는 압압부재에 의해 탄성변형가능부재에 부여되는 압압력을 설정하는 설정수단을 더 구비하고 있을 수 있다.

이러한 랙 피니언식 스티어링 장치에 의하면, 압압부재에 의한 탄성변형가능부재에의 압압력을 설정수단에 의해 설정할 수 있어, 탄성변형가능부재의 팽출량 또는 딱딱한 정도를 미리 정해진 값으로 할 수 있으며 번잡한 작업을 필요로 하는 일 없이 항상 최적의 탄성압압력으로 용이하게 설정할 수 있다.

바람직한 예에서는, 설정수단은 기어 케이스의 단부(段部)와, 이 단부에 접촉하는 압압부재의 단부(段部)와, 압압부재를 기어 케이스의 내면에 나사결합시키는 나사결합부를 구비하고 있으며, 이러한 랙 피니언식 스티어링 장치에서는, 바람직하게는 기어 케이스는 랙 가이드 본체 및 탄성변형가능부재를 수용하는 동시에 원통 형상의 소직경 내면에 의해 규정된 소직경의 중공부와, 이 소직경의 중공부에 인접하는 동시에 원통 형상의 대직경 내면에 의해 규정된 대직경의 중공부를 구비하고 있으며, 압압부재는 소직경의 중공부에 배치되는 동시에 소직경 외면을 가진 소직경 원기둥부와, 이 소직경 원기둥부에 인접하는 동시에 대직경의 중공부에 배치되는 대직경 외면을 가진 대직경 원기둥부를 구비하고 있으며, 기어 케이스의 단부는 소직경 내면과 대직경 내면의 사이에 개재되어 있고, 압압부재의 단부는 소직경 외면과 대직경 외면의 사이에 개재되어 있고, 나사결합부는 대직경 내면과 대직경 외면의 사이에 개재되어 있다.

설정수단을 구비하는 랙 피니언식 스티어링 장치에 있어서, 다른 바람직한 예에서는, 기어 케이스는 랙 가이드 본체 및 탄성변형가능부재를 수용하는 동시에 원통 형상의 내면에 의해 규정되는 중공부와, 이 중공부의 일단이 개구되어 있는 단면(端面)을 가지고 있으며, 압압부재는 중공부에 배치되는 원기둥부를 가지고 있으며, 설정수단은 원기둥부에 일체적으로 마련되어 있는 동시에 단면에 접촉하는 환상(環狀)의 측면을 가진 걸림턱부와, 압압부재를 기어 케이스에 나사결합시키는 나사결합부를 구비하고 있으며, 나사결합부는 원통 형상의 내면과 원기둥부의 원통 형상의 외면 사이에 개재되어 있다.

바람직한 또 다른 예에서는, 기어 케이스는 랙 가이드 본체 및 탄성변형가능부재를 수용하는 동시에 원통 형상의 내면에 의해 규정된 중공부를 구비하고 있으며, 압압부재는 중공부에 배치되어 있는 단면을 가진 원기둥부를 구비하고 있으며, 설정수단은 랙 가이드 본체에 일체적으로 마련되어 있는 동시에 탄성변형가능부재에 매설되어서 압압부재의 단면쪽으로 연장된 돌기와, 압압부재를 기어 케이스에 나사결합시키는 나사결합부를 구비하고 있으며, 나사결합부는 원통 형상의 내면과 원기둥부의 원통 형상의 외면 사이에 개재되어 있다.

설정수단을 구비하는 랙 피니언식 스티어링 장치는 탄성변형가능부재와 압압부재 사이에 개재된 강성판(剛性板)을 더 구비하고 있어도 되며, 또한 랙 가이드 본체 및 압압부재의 각각은 바람직하게는 수지제이다.

본 발명에 의하면, 코일스프링을 생략할 수 있으므로, 코일스프링의 변형에 의한 이음의 발생을 없앨 수 있는 랙 가이드 및 이것을 사용한 랙 피니언식 스티어링 장치를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면 항상 최적의 탄성압압력으로 용이하게 설정할 수 있는 랙 피니언식 스티어링 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예의 바람직한 일례의 단면도이다.

도 2는 도 1에 도시한 랙 가이드 본체의 단면도이다.

도 3은 도 1에 도시한 랙 가이드 본체의 평면도이다.

도 4는 도 3에 도시한 IV-IV선 화살표 방향에서 본 단면도이다.

도 5는 도 1에 도시한 탄성변형가능부재의 사시도이다.

도 6은 도 1에 도시한 압압부재의 단면도이다.

도 7은 본 발명의 실시예의 바람직한 다른 예의 단면도이다.

도 8은 도 7에 도시한 랙 가이드 본체의 단면도이다.

도 9는 도 7에 도시한 랙 가이드 본체의 측면도이다.

도 10은 도 7에 도시한 탄성변형가능부재의 사시도이다.

도 11은 본 발명의 실시예의 바람직한 또 다른 예의 단면도이다.

도 12는 도 11에 도시한 랙 가이드 본체의 평면도이다.

도 13은 도 12에 도시한 XIII-XIII선 화살표 방향에서 본 단면도이다.

도 14는 도 11에 도시한 탄성변형가능부재의 사시도이다.

도 15는 본 발명의 실시예의 바람직한 또 다른 예의 단면도이다.

도 16은 도 15에 도시한 랙 가이드 본체의 평면도이다.

도 17은 도 16에 도시한 XVII-XVII선 화살표 방향에서 본 단면도이다.

도 18은 도 15에 도시한 탄성변형가능부재의 사시도이다.

도 19는 도 15에 도시한 강성판의 사시도이다.

도 20은 도 15에 도시한 압압부재의 사시도이다.

도 21은 본 발명의 실시예의 바람직한 또 다른 예의 일부 단면도이다.

도 22는 도 21에 도시한 압압부재의 사시도이다.

도 23은 본 발명의 실시예의 바람직한 또 다른 예의 일부 단면도이다.

도 24는 도 23에 도시한 랙 가이드 본체의 XXIV-XXIV선 화살표 방향에서 본 단면도이다.

도 25는 본 발명의 실시예의 바람직한 또 다른 예의 단면도이다.

도 26은 도 25에 도시한 랙 가이드 본체의 단면도이다.

도 27은 도 25에 도시한 랙 가이드 본체의 평면도이다.

도 28은 도 27에 도시한 XXVIII-XXVIII선 화살표 방향에서 본 단면도이다.

도 29는 도 25에 도시한 탄성변형가능부재의 사시도이다.

<부호의 설명>

1…랙 피니언식 스티어링 장치

2…중공부

3…기어 케이스

7…피니언

8…랙 톱니

9…랙바

21…오목면

22…수압면

23…랙 가이드 본체

24…탄성변형가능부재

25…압압부재

다음에 본 발명 및 그것을 실시하기 위한 최선의 형태를 도면에 나타내는 바람직한 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명한다. 덧붙여, 본 발명은 이들 실시예에 전혀 한정되지 않는다.

도 1 내지 도 6에 있어서, 본 예의 랙 피니언식 스티어링 장치(1)는 중공부(2)를 가진 알루미늄 또는 알루미늄 합금제의 기어 케이스(3)와, 기어 케이스(3) 에 구름베어링(4 및 5)을 통해 회전 가능하게 지지된 스티어링 축(6)과, 중공부(2)에 배치되어 있는 동시에 스티어링 축(6)의 축단부(軸端部; 피니언 축)에 일체적으로 마련되어 있는 동시에 스티어링 축(6)을 통해 기어 케이스(3)에 회전 가능하게 지지된 피니언(7)과, 피니언(7)에 맞물림되는 랙 톱니(8)가 형성된 랙바(9)와, 기어 케이스(3) 내의 중공부(2)에 배치되어 있는 동시에 랙바(9)를 그 이동방향(A)에 대해서 슬라이딩 가능하게 지지하는 랙 가이드(10)와, 기어 케이스(3)의 원통부(11)의 내면(12)에 나사 결합되어 있는 나사부재(13)와, 나사부재(13)에 나사결합되어 있는 동시에 원통부(11)에 접촉한 고정 나사(14)를 구비하고 있다.

스티어링 축(6)의 축심에 대하여 직각인 방향(이동방향 A)에 있어서 기어 케이스(3)를 관통하여 상기 직각인 방향으로 이동 가능하게 배치된 랙바(9)는 랙 톱니(8)가 형성된 면에 대향하는 배면측에 반원통 형상의 외주면(15)을 갖고 있다.

랙 가이드(10)는 랙바(9)의 반원통 형상의 외주면(15)에 슬라이딩 가능하게 접촉하는 반원통 형상의 오목면(21)을 가지는 동시에 랙바(9)로 향하는 압압력(F)을 받는 수압면(22)을 가진 랙 가이드 본체(23)와, 랙 가이드 본체(23)의 수압면(22)측에 배치된 환상(環狀)의 탄성변형가능부재(24)와, 탄성변형가능부재(24)에 랙바(9)로 향하는 압압력(F)을 부여하는 환상의 압압부재(25)를 구비하고 있다.

금속제 또는 합성수지제인 랙 가이드 본체(23)는 오목면(21) 및 수압면(22)을 가진 본체부(26)와, 본체부(26)에 일단에서 일체적으로 마련되어 있는 동시에 탄성변형가능부재(24) 및 압압부재(25) 각각의 관통공(27 및 28)을 관통하는 원기둥 형상의 지지부(29)와, 오목면(21)의 바닥부에 배치되어 있는 동시에 랙바(9)의 이동방향(A)과 평행하게 연장되는 바닥부장홈(30)과, 오목면(21)에 배치되어 있는 동시에 바닥부장홈(30)이 연장되는 방향에 대해서 직교하여 연장되는 직교장홈(31)을 구비하고 있다.

본체부(26)는 오목면(21) 및 수압면(22)에 더해서 원통 형상의 외주면(32)을 가지고 있으며, 수압면(22)은 압압력(F)의 방향에 대하여 직교하는 환상의 직교수압면(33)으로 이루어지고, 랙 가이드 본체(23)는 또한 지지부(29)의 타단의 탄성변형을 용이하게 하여 관통공(27 및 28)에 지지부(29)를 용이하게 삽입하게 하는 십자형상의 슬릿(34)과, 압압부재(25)의 환상의 단부(35)에 걸어맞춤되어 압압부재(25)의 관통공(28)으로부터의 지지부(29)의 분리를 저지하는 팽출부(36)를 지지부(29)의 타단에 각각 가지고 있으며, 바닥부장홈(30)은 직교장홈(31)보다 폭이 넓고 깊은 홈이다.

천연 혹은 합성 고무 또는 폴리우레탄 엘라스토머 등의 수지제인 환상의 탄성변형가능부재(24)는 직교수압면(33)에 대면하는 동시에 직교수압면(33)에 대응하는 형상을 가진 환상의 직교압압면(41)과, 압압부재(25)의 직교압압면(42)에 대면하는 동시에 압압부재(25)의 직교압압면(42)에 대응하는 형상을 가진 환상의 직교수압면(43)과, 원통 형상의 외주면(44)과, 지지부(29)가 관통하고 있는 관통공(27)과, 지지부(29)의 원통 형상의 외주면(45)에 이동 가능하게 정확히 접촉하는 동시에 관통공(27)을 규정하는 원통 형상의 내주면(46)를 가지고 있으며, 압압부재(25)로부터의 랙바(9)로 향하는 압압력(F)에 의해 탄성변형되도록 직교압압면(41)에서 직교수압면(33)에 접촉하는 동시에 직교수압면(43)에서 직교압압면(42)에 접촉하여 압압력(F)의 방향에 대해서 랙 가이드 본체(23)의 직교수압면(33)과 압압부재(25)의 직교압압면(42)의 사이에 배치되어 있다.

금속제 또는 합성수지제인 환상의 압압부재(25)는 압압력(F)의 방향에 대하여 직교하는 환상의 직교압압면(42)과, 지지부(29)가 관통하고 있는 관통공(28)과, 관통공(28)에 연접되어 있는 동시에 관통공(28)보다 대직경의 관통공(47)과, 압압력(F)의 방향에 대하여 직교하는 환상의 직교수압면(48)과, 원통 형상의 외주면(49)과, 지지부(29)의 외주면(45)에 이동 가능하게 정확히 접촉하는 동시에 관통공(28)을 규정하는 원통 형상의 내주면(50)과, 관통공(47)을 규정하는 원통 형상의 내주면(51)과, 내주면(50)과 내주면(51) 사이에 배치된 환상의 단부(35)를 갖고 있다.

랙 가이드 본체(23)의 본체부(26)는 그 외주면(32)에서 기어 케이스(3)의 원통부(11)의 내면(12)에 대하여 간극을 두고 기어 케이스(3) 내에 배치되어 있고, 압압부재(25)도 또한 그 외주면(44)에서 기어 케이스(3)의 원통부(11)의 내면(12)에 대하여 간극을 두고 기어 케이스(3) 내에 배치되어 있으며, 이에 의해 랙 가이드 본체(23) 및 압압부재(25)의 각각은 기어 케이스(3)의 원통부(11)에 나사 결합된 나사부재(13)에 대하여 탄성변형가능부재(24)와 함께 압압력(F)의 방향으로 이동 가능하며, 더욱이, 압압력(F)의 방향에 직교하는 방향에 대해서 간극만큼 이동 가능하게 되어 있고, 압압부재(25)로부터 랙바(9)로 향하는 압압력(F)에 의해 탄성변형되어 압압력(F)의 방향에 대하여 직교하는 방향으로 팽출되도록 랙 가이드 본체(23)와 압압부재(25)의 사이에 배치되어 있는 탄성변형가능부재(24)는 부여된 랙 바(9)로 향하는 압압력(F)에 의해 기어 케이스(3)의 원통 형상의 내면(12)을 향해 팽출되고, 이러한 부여된 랙바(9)로 향하는 압압력(F)에 의한 팽출에 의해 그 외주면(44)에서 기어 케이스(3)의 내면(12)에 접촉하고 있다.

나사부재(13)는 직교수압면(48)에 대면하여 접촉하는 동시에 직교수압면(48)에 대응하는 형상을 가진 환상의 직교압압면(55)을 가지고 있으며, 압압부재(25)에 랙바(9)로 향하는 압압력(F)을 부여하도록 되어 있다.

이상의 랙 피니언식 스티어링 장치(1)에 있어서는, 나사부재(13)를 원통부(11)에 나사식으로 삽입하여 압압부재(25)에 일정한 압압력(F)을 부여한 후, 고정 나사(14)에 의해 나사부재(13)를 원통부(11)에 고정하면, 압압부재(25)에 부여된 압압력(F)은 탄성변형가능부재(24)를 탄성변형시켜서 랙 가이드 본체(23)에 전달되는 결과, 랙 가이드 본체(23)는 탄성변형가능부재(24)의 탄성변형에 의한 압압력(F) 방향의 탄성력에 의해 랙바(9)를 오목면(21)에서 슬라이딩 가능하게 탄성적으로 지지하고, 스티어링 축(6)의 회전에 있어서 랙 톱니(8)의 피니언(7)에의 맞물림을 확보하고, 랙 톱니(8)와 피니언(7)의 맞물림부에서의 타음을 저감시켜서 이 맞물림에 의한 스티어링 축(6)의 축심에 대하여 직각인 방향의 랙바(9)의 이동을 안내하고, 더욱이, 탄성변형가능부재(24)는 부여된 랙바(9)로 향하는 압압력(F)에 의한 탄성변형에 의해 기어 케이스(3)의 원통 형상의 내면(12)쪽으로 팽출되어 그 외주면(44)에서 기어 케이스(3)의 내면(12)에 접촉하며, 또 압압력(F)에 대한 반력의 크기에 따라 그 팽출량 또는 딱딱한 정도를 변화시킬 수 있어, 랙 가이드 본체(23)의 기어 케이스(3)의 내면(12)에의 직접적인 접촉을 확실하게 회피할 수 있 으며, 만약 랙 가이드 본체(23)에 흔들림 생겨도 랙 가이드 본체(23)와 기어 케이스(3)의 내면(12)의 충돌을 피할 수 있어서 충돌에 의한 이음이 발생하지 않도록 할 수 있다. 더군다나, 랙 가이드(10)에 있어서는 탄성변형가능부재(24)를 랙 가이드 본체(23)의 직교수압면(33)과 압압부재(25)의 직교압압면(42) 사이에 두고 있기 때문에, 탄성변형가능부재(24)의 크리프변형에 의한 열화를 적게 할 수 있고, 안정된 탄성적인 압압력(F)을 랙바(9)에 부여할 수 있다.

그리고, 랙 피니언식 스티어링 장치(1)에 의하면, 탄성변형가능부재(24)에 의해 랙바(9) 방향의 탄성적인 압압력(F)을 발생시킬 수 있기 때문에, 랙 가이드 본체(23)의 기어 케이스(3) 내면(12)에의 직접적인 접촉을 피할 수 있고 더욱이, 코일스프링을 생략할 수 있어서 코일스프링의 변형에 의한 이음의 발생을 없앨 수 있다.

이상은, 수압면(22)으로서 직교수압면(33)을 가진 본체부(26)를 가진 랙 가이드(10)의 예인데, 이를 대신하여 도 7 내지 도 9에 도시한 바와 같이, 수압면(22)으로서 한 쌍의 경사수압면(61 및 62)을 가진 본체부(26)를 가진 랙 가이드(10)를 사용할 수도 있다. 즉, 도 7 내지 도 9에 나타내는 본체부(26)의 수압면(22)은, 랙바(9)의 이동방향(A)과 평행하며 압압력(F)의 방향에 있어서의 한 쌍의 끝단 가장자리(63 및 64), 및 랙바(9)의 이동방향(A)과 평행하며 상호간격이 한 쌍의 끝단 가장자리(63 및 64)의 상호간격보다 좁은 압압력(F)의 방향과 반대 방향에 있어서의 한 쌍의 끝단 가장자리(65 및 66)를 가지는 동시에, 압압력(F)의 방향에 대해서 경사지고 또한 압압력(F)의 방향에 있어서 서서히 이격되는 한 쌍의 경 사수압면(61 및 62)과, 끝단 가장자리(63 및 64)에 연접하는 동시에 압압력(F)의 방향에 대해서 직교하는 한 쌍의 직교 수압면(67 및 68)과, 끝단 가장자리(65 및 66)에 연접하는 동시에 압압력(F)의 방향에 대해서 직교하는 직교 수압면(69 및 70)을 구비하고 있다.

도 7 내지 도 9에 도시한 본체부(26)를 가진 랙 가이드(10)의 경우, 환상의 탄성변형가능부재(24)는, 특히 도 10에 도시한 바와 같이, 직평면으로 이루어지는 한 쌍의 경사수압면(61 및 62)에 대면하는 동시에 한 쌍의 경사수압면(61 및 62)에 대응하는 형상을 가진 한 쌍의 경사 압압면(81 및 82)과, 직교수압면(67 및 68)에 대면하는 동시에 직교수압면(67 및 68)에 대응하는 형상을 가진 한 쌍의 직교압압면(83 및 84)과, 직교수압면(69 및 70)에 대면하는 동시에 직교수압면(69 및 70)에 대응하는 형상을 가진 직교압압면(85 및 86)을 구비하고 있으며, 압압력(F)의 방향에 대해서 랙 가이드 본체(23)의 한 쌍의 직교수압면(67 및 68), 한 쌍의 경사수압면(61 및 62), 및 직교수압면(69 및 70)과 압압부재(25)의 직교압압면(42) 사이에 배치되어 있으며 한 쌍의 경사수압면(61 및 62)의 각각과 직평면으로 이루어지는 한 쌍의 경사 압압면(81 및 82)의 각각은 서로 접촉하고 있으며, 한 쌍의 직교수압면(67 및 68)의 각각과 한 쌍의 직교압압면(83 및 84)은 서로 접촉하고 있으며, 직교수압면(69 및 70)과 직교압압면(85 및 86)은 서로 접촉하고 있으며, 그리고, 직교수압면(43)과 직교압압면(42)은 서로 접촉하고 있다.

도 7 내지 도 10에 도시한 랙 가이드(10)를 구비한 랙 피니언식 스티어링 장치(1)에서도 압압부재(25)에 부여된 압압력(F)은 탄성변형가능부재(24)를 탄성변형 시켜서 랙 가이드 본체(23)에 전달되는 결과, 랙 가이드 본체(23)는 탄성변형가능부재(24)의 탄성변형에 의한 압압력(F) 방향의 탄성력에 의해 랙바(9)를 오목면(21)에서 슬라이딩 가능하게 탄성적으로 지지하고, 스티어링 축(6)의 회전에 있어서 랙 톱니(8)의 피니언(7)에의 맞물림을 확보하며, 랙 톱니(8)와 피니언(7)의 맞물림부에서의 타음을 저감시켜서 해당 맞물림에 의한 스티어링 축(6)의 축심에 대하여 직각인 방향의 랙바(9)의 이동을 안내하고, 더욱이, 탄성변형가능부재(24)는 부여된 랙바(9)로 향하는 압압력(F)에 의한 탄성변형에 의해 기어 케이스(3)의 원통 형상의 내면(12)을 향하여 팽출하여 그 외주면(44)에서 기어 케이스(3)의 내면(12)에 접촉하고, 또 압압력(F)에 대한 반력의 크기에 따라 그 팽출량 또는 딱딱한 정도를 변화시킬 수 있어, 랙 가이드 본체(23)의 기어 케이스(3)의 내면(12)에의 직접적인 접촉을 확실하게 피할 수 있으며, 가령 랙 가이드 본체(23)에 흔들림이 생겨도 랙 가이드 본체(23)와 기어 케이스(3) 내면(12)의 충돌을 피할 수 있어서 충돌에 의한 이음이 발생하지 않도록 할 수 있다. 게다가, 도 7 내지 도 10에 도시한 랙 가이드(10)에 있어서는, 탄성변형가능부재(24)를 랙 가이드 본체(23)의 한 쌍의 직교수압면(67 및 68), 한 쌍의 경사수압면(61 및 62) 및 한 쌍의 직교수압면(69 및 70)과 압압부재(25)의 직교압압면(42) 사이에 위치시키고 있기 때문에, 탄성변형가능부재(24)의 크리프변형에 의한 변형을 적게 할 수 있고, 안정된 탄성적인 압압력(F)을 랙바(9)에 부여할 수 있고, 또 랙 가이드 본체(23)는 경사수압면(61 및 62)을 통해 랙바(9)로 향하는 압압력(F)을 받기 때문에 랙 가이드 본체(23)가 약간의 탄성변형성을 갖고 있을 경우에는, 랙바(9)는 이러한 랙 가이드 본체(23)를 개재시켜 경사 양측으로부터 지지되므로, 랙바(9)는 보다 안정되게 슬라이딩 가능하게 지지된다.

도 7 내지 도 10에 도시한 랙 가이드(10)에 있어서는, 한 쌍의 경사수압면(61 및 62) 및 한 쌍의 경사 압압면(81 및 82)의 각각을 직평면으로 구성했지만, 이를 대신하여 도 11 내지 도 14에 도시한 바와 같이 한 쌍의 경사수압면(61 및 62) 및 한 쌍의 경사 압압면(81 및 82)을 반원통 형상의 곡면으로 구성할 수도 있고, 도 11 내지 도 13에 도시한 본체부(26)의 수압면(22)은, 랙바(9)의 이동방향(A)에 평행하며 압압력(F)의 방향에 있어서의 한 쌍의 끝단 가장자리(63 및 64)를 가지는 동시에 압압력(F)의 방향에 대하여 경사지고 또한 압압력(F)의 방향에 있어서 서서히 이격되며 각각이 반원통 형상의 곡면으로 이루어지는 한 쌍의 경사수압면(61 및 62)과, 끝단 가장자리(63 및 64)에 연접하는 동시에 압압력(F)의 방향에 대하여 직교하는 한 쌍의 직교수압면(67 및 68)을 구비하고 있으며, 한 쌍의 경사수압면(61 및 62)의 각각은 압압력(F)의 방향과 반대의 방향에 있어서의 한 쌍의 끝단 가장자리(65 및 66)에서 서로 연접되어 있다.

도 11 내지 도 13에 도시한 본체부(26)를 가진 랙 가이드(10)의 경우, 환상의 탄성변형가능부재(24)는 외주면(44) 및 직교수압면(43)에 더하여, 특히 도 14에 도시한 바와 같이, 반원통 형상의 곡면으로 된 한 쌍의 경사수압면(61 및 62)에 대면하는 동시에, 한 쌍의 경사수압면(61 및 62)에 대응하는 형상을 가지며 각각이 반원통 형상의 곡면으로 된 한 쌍의 경사 압압면(81 및 82)과, 직교수압면(67 및 68)에 대면하는 동시에 직교수압면(67 및 68)에 대응하는 형상을 가진 한 쌍의 직 교압압면(83 및 84)를 구비하고 있으며, 압압력(F)의 방향에 대해서 랙 가이드 본체(23)의 한 쌍의 경사수압면(61 및 62) 및 한 쌍의 직교수압면(67 및 68)과 압압부재(25)의 직교압압면(42)의 사이에 배치되어 있고, 한 쌍의 경사 압압면(81 및 82)의 각각은 서로 연접되어 있고, 한 쌍의 경사수압면(61 및 62)의 각각과 한 쌍의 경사 압압면(81 및 82)의 각각은 서로 접촉하고 있으며, 한 쌍의 직교수압면(67 및 68)의 각각과 한 쌍의 직교압압면(83 및 84)은 서로 접촉하고 있고, 또 직교수압면(43)과 직교압압면(42)은 서로 접촉하고 있다.

도 11 내지 도 14에 도시한 랙 가이드(10)에 있어서, 랙 가이드 본체(23)는 반원통 형상의 오목면(21)에 더하여, 오목면(21)의 이동방향(A)의 양단에 마련된 테이퍼면(91 및 92)을 구비하고 있으며, 랙 가이드 본체(23)는 오목면(21)에 배치되어 있는 동시에 랙바(9)의 이동방향(A)에 대하여 직교하여 연장되는 직교장홈(31)을 구비하고 있다.

도 11 내지 도 14에 도시한 랙 가이드(10)를 구비한 랙 피니언식 스티어링 장치(1)에서도 상기의 랙 피니언식 스티어링 장치(1)와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

상기의 예에서는, 나사부재(13)를 원통부(11)에 나사식으로 삽입하여 압압부재(25)에 일정한 압압력(F)을 주도록 하였지만, 나사부재(13)를 생략하고 압압부재(25)을 그 외주면(49)에서 기어 케이스(3)의 내면(12)에 나사 고정하고, 압압부재(25)의 원통부(11)로의 나사식 삽입으로 탄성변형가능부재(24)에 일정한 압압력(F)을 주도록 할 수도 있다.

도 15 내지 도 20에 도시한 본 발명에 따른 바람직한 또 다른 예의 랙 피니언식 스티어링 장치(101)는, 중공부(102)를 가진 알루미늄 또는 알루미늄 합금제의 기어 케이스(103)와, 기어 케이스(103)에 구름베어링(4 및 5)을 통해 회전 가능하게 지지된 스티어링 축(6)과, 중공부(102)에 배치되어 있는 동시에 스티어링 축(6)의 축단부(피니언 축)에 일체적으로 마련되어 있는 동시에 스티어링 축(6)을 통해 기어 케이스(103)에 회전 가능하게 지지된 피니언(7)과, 피니언(7)에 맞물림되는 랙 톱니(8)가 형성된 랙바(9)와, 기어 케이스(103) 내의 중공부(102)에 배치되어 있는 동시에 랙바(9)를 그 이동방향(A)에 대해서 슬라이딩 가능하게 지지하는 랙 가이드(110)를 구비하고 있다.

원통부(120)를 갖는 기어 케이스(103)는 해당 원통부(120)에 랙 가이드(110)의 랙 가이드 본체(111), 탄성변형가능부재(112), 및 강성판(113)을 수용하는 동시에 소직경 내면(114)에 의해 규정된 소직경의 중공부(115)와, 중공부(115)에 인접하는 동시에 원통 형상의 대직경 내면(116)에 의해 규정되고 있고, 더욱이 랙 가이드(110)의 압압부재(117)를 수용하는 대직경의 중공부(118)를 구비하고 있다.

스티어링 축(6)의 축심에 대하여 직각인 방향(A)에 있어서 기어 케이스(103)를 관통하여 해당 방향(A)으로 이동 가능하게 배치된 랙바(9)는 랙 톱니(8)가 형성된 면에 대향하는 배면측에 반원통 형상의 외주면(15)을 갖고 있다.

랙 가이드(110)는 랙바(9)의 외주면(15)에 슬라이딩 가능하게 접촉하는 반원통 형상의 오목면(121)을 가지는 동시에 랙바(9)로 향하는 압압력(F)을 받는 수압면(122)을 가진 랙 가이드 본체(111)와, 랙 가이드 본체(111)의 수압면(122)측에 배치된 탄성변형가능부재(112)와, 탄성변형가능부재(112)에 랙바(9)로 향하는 압압력(F)을 부여하는 압압부재(117)와, 압압부재(117)에 의해 탄성변형가능부재(112)에 부여되는 압압력(F)을 설정하는 설정수단(123)과, 탄성변형가능부재(112)와 압압부재(117) 사이에 개재된 원반 형상의 강성판(113)을 구비하고 있다.

금속제 또는 합성수지제인 랙 가이드 본체(111)는 오목면(121) 및 수압면(122)을 가진 본체부(126)와, 본체부(126)에 일단에서 일체적으로 마련되어 있는 동시에 탄성변형가능부재(112), 압압부재(117) 및 강성판(113)의 각각의 관통공(127, 128 및 129)을 관통하는 원기둥 형상의 지지부(130)를 구비하고 있다.

본체부(126)는 오목면(121) 및 수압면(122)에 더해서 원통 형상의 외주면(131)을 가지고 있으며, 수압면(122)은 반원통 형상의 만곡수압볼록면(132)과, 만곡수압볼록면(132)에 연접하는 동시에 압압력(F)의 방향에 대하여 직교하는 한 쌍의 직교수압면(133 및 134)을 구비하고 있으며, 그 외주면(131)에서 소직경 내면(114)에 대하여 간극을 두고 기어 케이스(103)의 원통부(120) 내에 배치되어 있다.

지지부(130)는 그 타단의 탄성변형을 용이하게 하여 관통공(127, 128 및 129)으로 용이하게 삽입하게 하는 십자형상의 슬릿(135)과, 압압부재(117)의 환상의 단부(136)에 걸어맞춤되어 압압부재(117)의 관통공(129)로부터의 분리를 저지하는 팽출부(137)를 그 타단에 갖고 있다.

천연 혹은 합성 고무 또는 폴리우레탄 엘라스토머 등의 수지제인 탄성변형가능부재(112)는 만곡수압볼록면(132)에 대면하여 접촉하는 동시에 만곡수압볼록 면(132)에 대응하는 형상을 가진 만곡압압 오목면(141)과, 평탄한 직교수압면(133 및 134)에 대면하여 접촉하는 동시에 직교수압면(133 및 134)에 대응하는 형상을 가진 한 쌍의 직교압압면(142 및 143)과, 강성판(113)의 환상의 한 쪽 직교평탄면(144)에 대면하여 접촉하는 동시에 압압력(F)의 방향에 대하여 직교하는 상기 직교평탄면(144)에 대응하는 형상을 가진 환상의 직교평탄면(145)과, 원통 형상의 외주면(146)과, 지지부(130)가 관통하고 있는 관통공(127)과, 지지부(130)의 원통 형상의 외주면(147)에 이동 가능하게 정확히 접촉하는 동시에 관통공(127)을 규정하는 원통 형상의 내주면(148)을 가지고 있으며, 강성판(113)을 개재하는 압압부재(117)로부터 랙바(9)로 향하는 압압력(F)에 의해 탄성변형되도록, 압압력(F)의 방향에 대해서 랙 가이드 본체(111)의 만곡수압볼록면(132), 한 쌍의 직교수압면(133 및 134)과 강성판(113)의 직교평탄면(144) 사이에 배치되어 있다.

압압부재(117)로부터의 랙바(9)로 향하는 압압력(F)에 의해 탄성변형되어 압압력(F)의 방향에 대하여 직교하는 방향으로 팽출되도록 랙 가이드 본체(111)의 본체부(126)와 압압부재(117) 사이에 배치되어 있는 탄성변형가능부재(112)는, 부여된 랙바(9)로 향하는 압압력(F)에 의해 기어 케이스(103)의 원통부(120)의 소직경 내면(114)을 향해서 팽출하고, 이러한 부여된 랙바(9)로 향하는 압압력(F)에 의한 팽출에 의해 그 외주면(146)에서 기어 케이스(103)의 소직경 내면(114)에 접촉하고 있다.

금속제 또는 합성수지제인 환상의 압압부재(117)는 소직경의 중공부(115)에 배치되는 동시에 소직경 외면(151)을 가진 소직경 원기둥부(152)와, 소직경 원기둥 부(152)에 인접하는 동시에 대직경의 중공부(118)에 배치되는 대직경 외면(153)을 가진 대직경 원기둥부(154)와, 지지부(130)가 관통하고 있는 관통공(129)과, 관통공(129)에 연통되는 동시에 관통공(129)보다 대직경의 관통공(155)을 구비하고 있으며, 소직경 원기둥부(152)는 압압력(F)의 방향에 대하여 직교하는 동시에 강성판(113)의 환상의 다른 쪽 직교평탄면(156)에 대면하여 접촉하고, 더욱이, 직교평탄면(156)에 대응하는 형상을 가진 환상의 직교압압면(157)을 갖고 있다.

설정수단(123)은 랙 가이드 본체(111) 및 탄성변형가능부재(112)를 수용하는 기어 케이스(103)의 환상의 단부(161)와, 단부(161)에 접촉하는 압압부재(117)의 환상의 단부(162)와, 압압부재(117)를 기어 케이스(103)의 내면인 대직경 내면(116)에 나사결합시키는 나사결합부(163)를 구비하고 있으며, 단부(161)는 소직경 내면(114)과 대직경 내면(116) 사이에 개재되어 있고, 단부(162)는 소직경 외면(151)과 대직경 외면(153) 사이에 개재되어 있고, 나사결합부(163)는 대직경 내면(116)에 새겨진 암나사(164)와 대직경 외면(153)에 새겨진 수나사(165)로 이루어지고 대직경 내면(116)과 대직경 외면(153) 사이에 개재되어 있다.

소직경 외면(151)의 직경과 대략 동일한 직경의 외경을 가진 원환상의 강성판(113)은 직교평탄면(144), 직교평탄면(156) 및 관통공(128)을 구비하여 중공부(115)에 배치되어 있다. 본 예에서는 강성판(113)을 생략하여 압압부재(117)의 직교압압면(157)을 직접적으로 탄성변형가능부재(112)의 직교평탄면(145)에 접촉시킬 수도 있다.

이상의 랙 피니언식 스티어링 장치(101)에 있어서는, 압압부재(117)를 수나 사(165)의 암나사(164)에의 나사결합에 의해 원통부(120) 내에 나사식으로 삽입하여 단부(162)를 단부(161)에 접촉시키고, 강성판(113)을 통해 탄성변형가능부재(112)에 일정한 압압력(F)을 주면, 탄성변형가능부재(112)에 부여된 압압력(F)은 탄성변형가능부재(112)를 탄성변형시켜서 랙 가이드 본체(111)에 전달되는 결과, 랙 가이드 본체(111)는 탄성변형가능부재(112)의 탄성변형에 기인하는 압압력(F) 방향의 탄성력에 의해 랙바(9)를 오목면(121)에서 슬라이딩 가능하게 탄성적으로 지지하고, 스티어링 축(6)의 회전에 있어서 랙 톱니(8)의 피니언(7)에의 맞물림을 확보하고, 랙 톱니(8)와 피니언(7)의 맞물림부에서의 타음을 저감시켜서 해당 맞물림에 의한 방향(A)의 랙바(9)의 이동을 안내하고, 더욱이 탄성변형가능부재(112)는 부여된 랙바(9)로 향하는 압압력(F)에 의한 탄성변형에 의해 기어 케이스(103)의 원통 형상의 내면인 소직경 내면(114)을 향해서 팽출되어 그 외주면(146)에서 소직경 내면(114)에 접촉하며, 또 압압력(F)에 대한 반력의 크기에 따라 그 팽출량 또는 딱딱한 정도를 변화시킬 수 있어, 랙 가이드 본체(111)의 소직경 내면(114)에의 직접적인 접촉을 확실하게 피할 수 있고, 가령 랙 가이드 본체(111)에 흔들림이 생겨도 랙 가이드 본체(111)와 소직경 내면(114)의 충돌을 피할 수 있어서 충돌에 의한 이음이 발생하지 않도록 할 수 있다. 또 랙 가이드(110)에 있어서는, 탄성변형가능부재(112)를 랙 가이드 본체(111)의 직교수압면(133 및 134)과 강성판(113)의 직교평탄면(144)의 사이에 두고 있기 때문에, 탄성변형가능부재(112)의 크리프변형에 의한 변형을 적게 할 수 있고, 안정된 탄성적인 압압력(F)을 랙바(9)에 부여할 수 있으며, 또 압압부재(117)에 의한 탄성변형가능부재(112)에의 압압력(F)을 설정 수단(123)의 나사결합부(163)에서의 나사결합과 단부(162)의 단부(161)에의 접촉에 의하여 설정할 수 있는 결과, 탄성변형가능부재(112)의 팽출량 또는 딱딱한 정도를 미리 정해진 값으로 할 수 있다.

그리고, 랙 피니언식 스티어링 장치(101)에 의하면, 탄성변형가능부재(112)에 의해 랙바(9) 방향의 탄성적인 압압력(F)을 생기게 할 수 있기 때문에 랙 가이드 본체(111)의 소직경 내면(114)에의 직접적인 접촉을 회피할 수 있고, 더욱이, 코일스프링을 생략할 수 있어서 코일스프링의 변형에 의한 이음의 발생을 없앨 수 있으며, 또 번잡한 작업을 필요로 하는 일 없이 항상 최적의 탄성압압력(F)으로 용이하게 설정할 수 있다.

본 발명에서는, 단부(161 및 162)를 구비한 설정수단(123) 대신에 도 21 및 도 22에 도시한 바와 같은 단부(161 및 162)를 구비하지 않는 설정수단(123)을 이용할 수도 있다. 즉, 도 21 및 도 22에 도시한 설정수단(123)을 구비한 랙 피니언식 스티어링 장치(101)에서는, 원통부(120)를 갖는 기어 케이스(103)는 다른 직경의 중공부(115) 및 중공부(118) 대신에 동일한 직경의 원통 형상의 내면(171)에 의해 규정되어 있는 동시에 랙 가이드 본체(111), 탄성변형가능부재(112) 및 강성판(113)을 수용하는 동일한 직경의 중공부(172)를 원통부(120)에 구비하고 있으며, 중공부(172)의 일단은 원통부(120)의 원환상의 단면(173)에서 개구되어 있으며, 압압부재(117)는 중공부(172)에 배치되어 있는 동시에 환상의 단면(174), 원통 형상의 외면(175) 및 관통공(129)을 가진 원기둥부(176)를 구비하고 있으며, 단면(174)은 강성판(113)의 직교평탄면(156)에 대면하여 접촉하고, 또 직교평탄면(156)에 대 응하는 형상을 가지고 있으며, 설정수단(123)은 원기둥부(176)에 일체적으로 마련되어 있는 동시에 단면(173)에 접촉하는 환상의 측면(177)을 가진 걸림턱부(178)와, 압압부재(117)를 기어 케이스(103)의 원통부(120)에 나사결합시키는 나사결합부(179)를 구비하고 있으며, 나사결합부(179)는 내면(171)에 새겨진 암나사(164)와 외면(175)에 새겨진 수나사(165)로 이루어지고 원통 형상의 내면(171)과 원기둥부(176)의 원통 형상의 외면(175) 사이에 개재되어 있다.

도 21 및 도 22에 도시한 설정수단(123)을 구비한 랙 피니언식 스티어링 장치(101)에 있어서도, 압압부재(117)를 수나사(165)의 암나사(164)에의 나사결합에 의해 원통부(120) 내에 나사식으로 삽입하여 측면(177)을 단면(173)에 접촉시킴으로써, 강성판(113)을 통해 탄성변형가능부재(112)에 일정한 압압력(F)을 부여할 수 있고, 이에 의해 안정된 탄성적인 압압력(F)을 랙바(9)에 부여할 수 있고, 또, 압압부재(117)에 의한 탄성변형가능부재(112)에의 압압력(F)을 설정수단(123)에 있어서의 나사결합부(179)에서의 나사결합과 측면(177)의 단면(173)에의 접촉에 의하여 설정할 수 있는 결과, 탄성변형가능부재(112)의 팽출량 또는 딱딱한 정도를 미리 정해진 값으로 할 수 있고 번잡한 작업을 필요로 하는 일 없이 항상 최적의 탄성압압력(F)으로 용이하게 설정할 수 있다.

단부(161 및 162) 또는 걸림턱부(178)를 구비한 설정수단(123)대신에 도 23 및 도 24에 도시한 바와 같은 단부(161 및 162) 또는 걸림턱부(178)를 구비하지 않는 설정수단(123)을 사용할 수도 있다. 즉 도 23 및 도 24에 도시한 설정수단(123)은 단부(161 및 162) 또는 걸림턱부(178) 대신에 랙 가이드 본체(111)의 본체 부(126)에 있어서의 수압면(122)의 만곡수압볼록면(132)에 일체적으로 마련되어 있는 동시에 탄성변형가능부재(112)에 매설되어서 압압부재(117)의 단면(174)을 향해 강성판(113)의 직교평탄면(144)의 근방까지 연장된 복수의 원기둥 형상의 돌기(181)를 구비하고 있으며, 이러한 돌기(181)와 나사결합부(179)로 이루어지는 설정수단(123)을 구비한 랙 피니언식 스티어링 장치(101)에 있어서도, 수나사(165)의 암나사(164)에의 나사결합에 의한 원통부(120) 내로의 압압부재(117)의 나사식 삽입으로 돌기(181)의 선단에 강성판(113)의 직교평탄면(144)을 근접시키면서 강성판(113)을 통해 탄성변형가능부재(112)에 일정한 압압력(F)을 부여할 수 있고, 또, 돌기(181)에 의한 탄성변형가능부재(112)의 일정이상의 압축의 규제로 안정된 탄성적인 압압력(F)을 랙바(9)에 부여할 수 있으며, 또한 압압부재(117)에 의한 탄성변형가능부재(112)에의 압압력(F)을 설정수단(123)에 있어서의 나사결합부(179)에서의 나사결합과 돌기(181)에 의한 탄성변형가능부재(112)의 일정이상의 압축의 규제에 의하여 설정할 수 있는 결과, 탄성변형가능부재(112)의 팽출량 또는 딱딱한 정도를 미리 정해진 값으로 할 수 있고 번잡한 작업을 필요로 하는 일 없이 항상 최적의 탄성압압력(F)으로 용이하게 설정할 수 있다.

그런데, 상기 예에서는, 만곡수압볼록면(132)과 한 쌍의 직교수압면(133 및 134)을 가진 랙 가이드 본체(111)를 사용했지만, 이 대신에 도 25 내지 도 28에 도시한 바와 같은 랙 가이드 본체(111)를 사용할 수도 있다. 도 25 내지 도 28에 도시한 랙 가이드 본체(111)에 있어서 그 본체부(126)는 만곡수압볼록면(132)과 한 쌍의 직교수압면(133 및 134) 대신에, 압압력(F)의 방향에 대하여 직교하는 동시에 탄성변형가능부재(112)로부터 랙바(9)로 향하는 압압력(F)을 받는 한 개의 환상의 직교수압면(191)과, 오목면(121)의 바닥부에 배치되어 있는 동시에 랙바(9)의 방향(A)과 평행하게 연장되는 바닥부장홈(192)과, 오목면(121)에 배치되어 있는 동시에 바닥부장홈(192)이 연장되는 방향에 대하여 직교하여 연장되는 직교장홈(193)을 구비하고 있으며, 바닥부장홈(192) 및 바닥부장홈(192)보다도 폭이 좁고 및 얕은 홈인 직교장홈(193)에는 그리스 등의 윤활유가 모여 있고, 도 25 내지 도 28에 도시한 랙 가이드 본체(111)에 대하여는, 도 29에 도시한 바와 같은 관통공(127) 및 압압력(F)의 방향에 대하여 직교하는 원환상의 평탄압압면(194 및 195)을 가진 원기둥 형상 또는 원반형상의 탄성변형가능부재(112)를 사용할 수 있으며, 한 쪽의 평탄압압면(194)은 직교수압면(191)에 대면하여 접촉하고 있는 동시에 직교수압면(191)에 대응하는 형상을 가지고 있으며, 다른 쪽 평탄압압면(195)은 강성판(113)의 직교평탄면(144)에 대면하여 접촉하고 있다. 이러한 도 25 내지 도 28에 도시한 랙 가이드 본체(111)에서도, 상술한 바와 같이, 압압부재(117)에 의한 탄성변형가능부재(112)에의 압압력(F)을 설정수단(123)에 의해 설정할 수 있으므로, 탄성변형가능부재(112)의 팽출량 또는 딱딱한 정도를 미리 정해진 값으로 할 수 있다.

Claims

랙바에 슬라이딩 가능하게 접촉하는 오목면을 가지는 동시에 랙바로 향하는 압압력을 받는 수압면을 가진 랙 가이드 본체와, 이 랙 가이드 본체의 수압면측에 배치된 탄성변형가능부재와, 이 탄성변형가능부재에 랙바로 향하는 압압력을 부여하는 압압부재를 구비하고 있고, 탄성변형가능부재는 압압부재로부터의 랙바로 향하는 압압력에 의해 탄성변형되어 압압력의 방향에 대하여 직교하는 방향으로 팽출되도록 랙 가이드 본체와 압압부재 사이에 배치되어 있는 랙 피니언식 스티어링 장치용 랙 가이드.
제1항에 있어서,

수압면은, 압압력의 방향에 대하여 직교하는 직교수압면을 갖고 있으며, 탄성변형가능부재는 직교수압면에 대면하는 동시에 직교수압면에 대응하는 형상을 가진 직교압압면을 가지고 있으며, 압압력의 방향에 대해서 직교수압면과 압압부재 사이에 배치되어 있는 랙 가이드.
제2항에 있어서,

직교수압면과 직교압압면은 서로 접촉하고 있는 랙 가이드.
제1항에 있어서,

수압면은, 압압력의 방향에 대하여 경사지고 또한 압압력의 방향에 있어서 서서히 이격되는 한 쌍의 경사수압면과, 이 한 쌍의 경사수압면의 압압력의 방향에 있어서의 끝단 가장자리에 연접하는 동시에 압압력의 방향에 대하여 직교하는 한 쌍의 직교수압면을 구비하고 있으며, 탄성변형가능부재는 한 쌍의 경사수압면에 대면하는 동시에 한 쌍의 경사수압면에 대응하는 형상을 가진 경사 압압면과, 한 쌍의 직교수압면에 대면하는 동시에 직교수압면에 대응하는 형상을 가진 한 쌍의 직교압압면을 구비하고 있으며, 압압력의 방향에 대해서 경사수압면 및 직교수압면과 압압부재 사이에 배치되어 있는 랙 가이드.
제4항에 있어서,

한 쌍의 경사수압면의 압압력의 방향에 있어서의 각 끝단 가장자리는 랙바의 이동방향에 평행한 랙 가이드.
제4항 또는 제5항에 있어서,

경사수압면 및 경사 압압면의 각각은 직평면 또는 곡면인 랙 가이드.
제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

경사수압면과 경사 압압면은 서로 접촉하고 있고, 직교수압면과 직교압압면은 서로 접촉하고 있는 랙 가이드.
제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

한 쌍의 경사수압면의 각각은 서로 연접되어 있고, 한 쌍의 경사 압압면의 각각은 서로 연접되어 있는 랙 가이드.
제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

한 쌍의 경사수압면의 각각은 랙바의 이동방향과 평행하여 서로의 간격이 압압력의 방향에 있어서의 한 쌍의 끝단 가장자리의 서로의 간격보다 좁은 압압력의 방향과 반대의 방향에서의 다른 끝단 가장자리를 가지고 있으며, 수압면은 다른 끝단 가장자리의 각각에 연접하는 동시에 압압력의 방향에 대하여 직교하는 다른 직교수압면을 구비하고 있으며, 탄성변형가능부재는, 다른 직교수압면에 대면하는 동시에 다른 직교수압면에 대응하는 형상을 가진 다른 직교압압면을 구비하고 있으며, 압압력의 방향에 대해서 다른 직교수압면과 압압부재 사이에 배치되어 있는 랙 가이드.
제 9항에 있어서,

다른 직교수압면과 다른 직교압압면은 서로 접촉하고 있는 랙 가이드.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,

압압부재는 압압력의 방향에 대하여 직교하는 직교압압면을 가지고 있으며, 탄성변형가능부재는 압압부재의 직교압압면에 대면하는 동시에 압압부재의 직교압 압면에 대응하는 형상을 가진 직교수압면을 가지고 있으며, 압압력의 방향에 대해서 랙 가이드 본체와 압압부재의 직교압압면 사이에 배치되어 있는 랙 가이드.
제11항에 있어서,

탄성변형가능부재의 직교수압면과 압압부재의 직교압압면은 서로 접촉하고 있는 랙 가이드.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,

랙 가이드 본체는 오목면에 배치되어 있는 동시에 랙바의 이동방향에 대하여 직교하여 연장되는 직교장홈을 구비하고 있는 랙 가이드.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,

랙 가이드 본체는 오목면의 바닥부에 배치되어 있는 동시에 랙바의 이동방향과 평행하게 연장되는 바닥부장홈을 구비하고 있는 랙 가이드.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,

랙 가이드 본체는, 오목면에 배치되어 있는 동시에 랙바의 이동방향에 대하여 직교하여 연장되는 직교장홈과, 오목면의 바닥부에 배치되어 있는 동시에 랙바의 이동방향과 평행하게 연장되는 바닥부장홈을 구비하고 있으며, 바닥부장홈은 직교장홈보다도 폭이 넓고 깊은 홈인 랙 가이드.
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,

탄성변형가능부재 및 압압부재의 각각은 관통공을 가지고 있으며, 랙 가이드 본체는 오목면 및 수압면을 가진 본체부와, 이 본체부에 일단에서 일체적으로 마련되어 있는 동시에 탄성변형가능부재 및 압압부재의 각각의 관통공을 관통하는 지지부를 구비하고 있는 랙 가이드.
제16항에 있어서,

랙 가이드 본체는 관통공으로의 지지부의 삽입을 용이하게 하는 슬릿과 압압부재의 관통공으로부터의 지지부의 분리를 저지하는 팽출부를 지지부의 타단에 가지고 있는 랙 가이드.
제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,

랙 가이드 본체 또는 압압부재는 금속제 또는 합성수지제인 랙 가이드.
제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,

탄성변형가능부재는 천연 혹은 합성 고무 또는 폴리우레탄 엘라스토머 등의 수지제인 랙 가이드.
기어 케이스와, 이 기어 케이스에 회전 가능하게 지지된 피니언과, 이 피니 언에 맞물림되는 랙 톱니가 형성된 랙바와, 이 랙바를 슬라이딩 가능하게 지지하는 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 기재된 랙 가이드를 구비하고 있으며, 랙 가이드 본체 및 압압부재는 기어 케이스의 내면에 대하여 간극을 두고 기어 케이스 내에 배치되어 있고, 탄성변형가능부재는 부여된 랙바로 향하는 압압력에 의한 팽출에 의해 기어 케이스의 내면에 접촉하도록 되어 있는 랙 피니언식 스티어링 장치.
제20항에 있어서,

기어 케이스의 내면에 나사 결합되어 있는 동시에 압압부재에 랙바로 향하는 압압력을 부여하는 나사부재를 더 구비하고 있는 랙 피니언식 스티어링 장치.
제20항에 있어서,

압압부재는 그 주면에서 기어 케이스의 내면에 나사 결합되어 있는 랙 피니언식 스티어링 장치.
제20항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,

랙 가이드는 압압부재에 의해 탄성변형가능부재에 부여되는 압압력을 설정하는 설정수단을 더 구비하고 있는 랙 피니언식 스티어링 장치.
제23항에 있어서,

설정수단은, 기어 케이스의 단부와, 이 단부에 접촉하는 압압부재의 단부와, 압압부재를 기어 케이스의 내면에 나사결합시키는 나사결합부를 구비하고 있는 랙 피니언식 스티어링 장치.
제24항에 있어서,

기어 케이스는, 랙 가이드 본체 및 탄성변형가능부재를 수용하는 동시에 원통 형상의 소직경 내면에 의해 규정된 소직경의 중공부와, 이 소직경의 중공부에 인접하는 동시에 원통 형상의 대직경 내면에 의해 규정된 대직경의 중공부를 구비하고 있으며, 압압부재는 소직경의 중공부에 배치되는 동시에 소직경 외면을 가진 소직경 원기둥부와, 이 소직경 원기둥부에 인접하는 동시에 대직경의 중공부에 배치되는 대직경 외면을 가진 대직경 원기둥부를 구비하고 있으며, 기어 케이스의 단부는 소직경 내면과 대직경 내면의 사이에 개재되어 있고, 압압부재의 단부는 소직경 외면과 대직경 외면의 사이에 개재되어 있고, 나사결합부는 대직경 내면과 대직경 외면의 사이에 개재되어 있는 랙 피니언식 스티어링 장치.
제23항에 있어서,

기어 케이스는 랙 가이드 본체 및 탄성변형가능부재를 수용하는 동시에 원통 형상의 내면에 의해 규정되는 중공부와 이 중공부의 일단이 개구되어 있는 단면을 가지고 있으며, 압압부재는 중공부에 배치되는 원기둥부를 가지고 있으며, 설정수단은, 원기둥부에 일체적으로 마련되어 있는 동시에 단면에 접촉하는 환상의 측면을 가진 걸림턱부와 압압부재를 기어 케이스에 나사결합시키는 나사결합부를 구비 하고 있으며, 나사결합부는 원통 형상의 내면과 원기둥부의 원통 형상의 외면의 사이에 개재되어 있는 랙 피니언식 스티어링 장치.
제23항에 있어서,

기어 케이스는, 랙 가이드 본체 및 탄성변형가능부재를 수용하는 동시에 원통 형상의 내면에 의해 규정된 중공부를 구비하고 있으며, 압압부재는 중공부에 배치되어 있는 단면을 가진 원기둥부를 구비하고 있으며, 설정수단은, 랙 가이드 본체에 일체적으로 마련되어 있는 동시에 탄성변형가능부재에 매설되어서 압압부재의 단면을 향해 연장된 돌기와, 압압부재를 기어 케이스에 나사결합시키는 나사결합부를 구비하고 있으며, 나사결합부는 원통 형상의 내면과 원기둥부의 원통 형상의 외면의 사이에 개재되어 있는 랙 피니언식 스티어링 장치.
제23항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,

탄성변형가능부재와 압압부재 사이에 개재된 강성판을 더 구비하고 있는 랙 피니언식 스티어링 장치.
제23항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,

랙 가이드 본체 및 압압부재의 각각은 수지제인 랙 피니언식 스티어링 장치.