KR20070030526A - Oil pressure power steering device of vehicle - Google Patents

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KR20070030526A
KR20070030526A KR1020050085257A KR20050085257A KR20070030526A KR 20070030526 A KR20070030526 A KR 20070030526A KR 1020050085257 A KR1020050085257 A KR 1020050085257A KR 20050085257 A KR20050085257 A KR 20050085257A KR 20070030526 A KR20070030526 A KR 20070030526A
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vehicle
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wheel
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조정은
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은, 스티어링 휠과; 상기 스티어링 휠로부터의 조향력을 전달받아 회전운동을 하는 피니언 기어와; 상기 피니언 기어와 기어 물림되게 설치되어 직선운동을 하는 랙 기어가 형성된 랙 바와; 상기 랙 바의 외주면을 둘러싸며, 유압부로부터 공급된 오일이 흐르는 스티어링 실린더가 구비된 자동차의 유압 파워 스티어링장치에 관한 것으로서, 상기 스티어링 실린더와 상기 랙 바 사이에 힌지축을 중심으로 회전 가능하게 설치된 댐퍼부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention, a steering wheel; A pinion gear configured to rotate by receiving steering force from the steering wheel; A rack bar having a rack gear installed to be engaged with the pinion gear and having a linear motion; A hydraulic power steering apparatus for a vehicle having a steering cylinder flowing with oil supplied from a hydraulic unit surrounding an outer circumferential surface of the rack bar, the damper being rotatably installed about a hinge axis between the steering cylinder and the rack bar. And a member.

이에 의하여, 외력에 의해 스티어링 휠이 진동되는 것을 감소시켜 운전자의 편의성을 향상시킬 수 있다.As a result, vibration of the steering wheel due to external force can be reduced, thereby improving driver convenience.

자동차, 스티어링, 조향, 진동, 댐퍼 Car, steering, steering, vibration, damper

Description

자동차의 유압 파워 스티어링장치{OIL PRESSURE POWER STEERING DEVICE OF VEHICLE}OIL PRESSURE POWER STEERING DEVICE OF VEHICLE}

도 1은 본 발명에 따른 자동차의 유압 파워 스티어링장치를 도시한 사시도이고, 1 is a perspective view showing a hydraulic power steering apparatus of a vehicle according to the present invention,

도 2는 도 1의 랙 바와 스티어링 실린더를 도시한 단면도이고, FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the rack bar and the steering cylinder of FIG. 1;

도 3은 도 2의 X-X선 단면도이고, 3 is a cross-sectional view taken along the line X-X of FIG.

도 4는 본 발명에 따른 자동차의 유압 파워 스티어링장치에서 오일의 이동이 있을 때 댐퍼부재의 상태를 도시한 사시도이고, Figure 4 is a perspective view showing the state of the damper member when there is movement of oil in the hydraulic power steering device of the vehicle according to the present invention,

도 5는 종래의 자동차의 유압 파워 스티어링장치에서 휠에 외력이 작용한 경우 외력의 전달 경로를 나타낸 개략도이다. Figure 5 is a schematic diagram showing the transmission path of the external force when the external force is applied to the wheel in the conventional hydraulic power steering device of the vehicle.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

10 : 스티어링 휠 20 : 스티어링 기어부10: steering wheel 20: steering gear unit

21 : 랙 기어 22 : 피니언 기어21: rack gear 22: pinion gear

30 : 유압장치 40 : 랙 바30: hydraulic device 40: rack bar

50 : 스티어링 실린더 70 : 댐퍼부재50: steering cylinder 70: damper member

71, 72 : 힌지축 73, 74 : 코일스프링71, 72: hinge shaft 73, 74: coil spring

75, 76 : 고무재 80, 90 : 보조 댐퍼부재 75, 76: rubber material 80, 90: auxiliary damper member

본 발명은, 자동차의 유압 파워 스티어링장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 스티어링 휠로 전달되는 진동을 감소시켜 운전자의 편의성이 향상되는 자동차의 유압 파워 스티어링장치에 관한 것이다.The present invention relates to a hydraulic power steering apparatus for a vehicle, and more particularly, to a hydraulic power steering apparatus for a vehicle in which vibrations transmitted to a steering wheel are reduced to improve driver convenience.

일반적으로 유압 파워 스티어링장치는 자동차의 진행 방향을 변경하기 위해 사용되는 장치로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 스티어링 휠(110), 스티어링 샤프트(115) 및 컬럼 등으로 이루어진 조작기구와; 랙 기어(121) 및 피니언 기어(122)로 이루어진 스티어링 기어부(120)와; 랙 기어(21)의 양 단부에 연결된 타이로드(tie rod, 125, 126)를 갖는 링크부(미도시)와; 조작력을 경감시켜 조향이 쉽게 되도록 도와주는 유압부(미도시)로 구성되어 스티어링 휠(110)의 회전력을 스티어링 기어부(20)를 통하여 휠(105)로 전달한다. In general, the hydraulic power steering device is a device used to change the traveling direction of the vehicle, as shown in Figure 5, the operating mechanism consisting of a steering wheel 110, a steering shaft 115 and a column; A steering gear unit 120 including a rack gear 121 and a pinion gear 122; A link portion (not shown) having tie rods 125 and 126 connected to both ends of the rack gear 21; It is composed of a hydraulic unit (not shown) to help ease the steering by reducing the operating force to transfer the rotational force of the steering wheel 110 to the wheel 105 through the steering gear unit 20.

이에, 운전자가 스티어링 휠(110)을 잡고 어느 한 방향으로 회전시키면, 스티어링 샤프트(115)는 스티어링 휠(110)의 조향방향으로 함께 회전하면서 피니언 기어(122)를 회전시킨다. 그 후, 피니언 기어(122)와 기어 물림된 랙 기어(121)는 피니언 기어(122)의 회전력에 의해 직선운동하게 되고, 타이로드(125, 126)에 의해 휠(105)이 조향될 수 있다. Thus, when the driver grabs the steering wheel 110 and rotates in one direction, the steering shaft 115 rotates the pinion gear 122 while rotating together in the steering direction of the steering wheel 110. Thereafter, the pinion gear 122 and the geared rack gear 121 are linearly moved by the rotational force of the pinion gear 122, and the wheel 105 may be steered by the tie rods 125 and 126. .

그런데, 이러한 종래의 자동차의 유압 파워 스티어링장치에 있어서는, 휠 (105)을 통해 외력(F2)이 가해지는 경우 자동차의 킹핀 모멘트(kingpin moment)와 휠 트레드(wheel tread)에 변화가 일어나게 됨으로써, 랙 기어(121) 및 피니언 기어(122)를 통해 스티어링 휠(110)까지 진동이 전달되어 운전자가 스티어링 휠(110)을 꽉 잡고 운전해야 하므로 쉽게 피로해지는 문제점이 있다. By the way, in the conventional hydraulic power steering apparatus of the vehicle, when the external force F 2 is applied through the wheel 105, the change in the kingpin moment and the wheel tread of the vehicle occurs, Vibration is transmitted to the steering wheel 110 through the rack gear 121 and the pinion gear 122, so that the driver needs to hold the steering wheel 110 firmly and is easily fatigued.

따라서, 본 발명의 목적은, 외력에 의해 스티어링 휠이 진동되는 것을 감소시켜 운전자의 편의성을 향상시킬 수 있는 자동차의 유압 파워 스티어링장치를 제공하는 것이다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a hydraulic power steering apparatus for a vehicle which can reduce the vibration of the steering wheel by external force and improve the driver's convenience.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 스티어링 휠과; 상기 스티어링 휠로부터의 조향력을 전달받아 회전운동을 하는 피니언 기어와; 상기 피니언 기어와 기어 물림되게 설치되어 직선운동을 하는 랙 기어가 형성된 랙 바와; 상기 랙 바의 외주면을 둘러싸며, 유압부로부터 공급된 오일이 흐르는 스티어링 실린더가 구비된 자동차의 유압 파워 스티어링장치에 있어서, 상기 스티어링 실린더와 상기 랙 바 사이에 힌지축을 중심으로 회전 가능하게 설치된 댐퍼부재에 의해 달성된다.The object is, in accordance with the present invention, a steering wheel; A pinion gear configured to rotate by receiving steering force from the steering wheel; A rack bar having a rack gear installed to be engaged with the pinion gear and having a linear motion; In a hydraulic power steering apparatus of a vehicle surrounding an outer circumferential surface of the rack bar and the oil supplied from the hydraulic portion is provided, a damper member rotatably installed about a hinge axis between the steering cylinder and the rack bar. Is achieved by.

여기서, 상기 힌지축은 상기 랙 바를 중심으로 대칭되게 설치되고, 일단이 상기 랙 바에 결합되고 타단이 상기 댐퍼부재를 관통하여 상기 실런더 내측면에 삽입되며, 상기 힌지축의 타단 둘레영역에는 보조 댐퍼부재가 설치되는 것이 바람직하다.Here, the hinge shaft is installed symmetrically about the rack bar, one end is coupled to the rack bar, the other end is inserted into the cylinder inner surface through the damper member, the auxiliary damper member is in the peripheral portion of the other end of the hinge shaft It is preferable to install.

상기 보조 댐퍼부재는 상기 스티어링 실린더 내에 설치되며, 상기 힌지축의 타단을 감싸는 코일스프링과 상기 코일스프링의 둘레를 감싸는 고무재로 이루어진 것이 바람직하다. The auxiliary damper member is installed in the steering cylinder, it is preferably made of a coil spring surrounding the other end of the hinge shaft and a rubber material surrounding the coil spring.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 자동차의 유압 파워 스티어링장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 랙 바와 스티어링 실린더를 도시한 측면도이고, 도 3은 도 2의 X-X선 단면도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차의 유압 파워 스티어링장치는 차실에 구비되어 운전자가 직접 조향하기 위한 스티어링 휠(10)과, 일단이 스티어링 휠(10)과 일체로 회전되도록 결합되어 스티어링 휠(10)의 조향력을 전달하는 스티어링 샤프트(15)와, 스티어링 샤프트(15)의 타단에 결합되어 스티어링 휠(10)의 조향력으로 방향을 바꿈과 아울러 스티어링 휠(10)의 조향력을 증대시키는 스티어링 기어부(20)와, 스티어링 기어부(20)와 휠(5) 사이에 설치되어 스티어링 기어부(20)에서 출력된 조향력을 휠(5)에 전달하는 타이로드(tie rod, 25, 26)를 포함한다. 그리고, 유압 파워 스티어링장치는 유압력을 이용하여 스티어링 휠(10)의 조향을 쉽게 하기 위한 구조로 마련된 유압부(30)를 더 포함한다. 1 is a perspective view illustrating a hydraulic power steering apparatus of a vehicle according to the present invention, FIG. 2 is a side view illustrating the rack bar and the steering cylinder of FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line X-X of FIG. 2. As shown in these figures, the hydraulic power steering apparatus of the vehicle according to the present invention is provided in the vehicle cabin and the steering wheel 10 for direct steering by the driver, one end is coupled to rotate integrally with the steering wheel 10 It is coupled to the steering shaft 15 for transmitting the steering force of the steering wheel 10 and the other end of the steering shaft 15 to change the direction by the steering force of the steering wheel 10 and to increase the steering force of the steering wheel 10. Tie rods 25 and 26 installed between the steering gear unit 20 and the steering gear unit 20 and the wheels 5 to transmit steering force output from the steering gear unit 20 to the wheels 5. ). In addition, the hydraulic power steering apparatus further includes a hydraulic unit 30 provided in a structure for easily steering the steering wheel 10 using the hydraulic force.

스티어링 기어부(20)는 스티어링 샤프트(15)의 타단 외측 둘레에 형성된 피니언 기어(22)와, 피니언 기어(22)와 대략 직교되는 방향으로 기어 물림되도록 설치된 랙 기어(21)로 구성된다. 이에, 운전자가 스티어링 휠(10)을 어느 한 방향으로 회전시키면, 피니언 기어(22)는 스티어링 휠(10)의 조향력에 의해 회전운동하고 랙 기어(21)는 피니언 기어(22)의 회전력에 의해 좌우방향으로 직선운동하면서 휠(5)을 조향한다. The steering gear portion 20 is composed of a pinion gear 22 formed around the outer end of the other end of the steering shaft 15 and a rack gear 21 installed to bite in a direction substantially perpendicular to the pinion gear 22. Accordingly, when the driver rotates the steering wheel 10 in either direction, the pinion gear 22 rotates by the steering force of the steering wheel 10 and the rack gear 21 is rotated by the rotation force of the pinion gear 22. Steering the wheel 5 while linearly moving in the horizontal direction.

랙 기어(21)는 스티어링 샤프트(15)의 가로방향으로 마련된 랙 바(40)의 일영역에 형성되어 있다. The rack gear 21 is formed in one region of the rack bar 40 provided in the horizontal direction of the steering shaft 15.

랙 바(40)는 스티어링 실린더(50)에 의해 외주면이 둘러싸여 있으며, 각 단부에는 휠(5)과 결합된 타이로드(25, 26)가 연결되어 있다. The rack bar 40 has an outer circumferential surface surrounded by the steering cylinder 50, and tie rods 25 and 26 coupled to the wheels 5 are connected to each end thereof.

스티어링 실린더(50) 내부에는 유압부(30)로부터 공급된 오일(L)이 흐를 수 있는 공간이 형성되어 있으며, 휠(5)을 통해 전달된 외력(도 4의 Q 참조)을 흡수하는 댐퍼부재(70)가 장착되어 있다. 이 때, 오일(L)은 스티어링 휠(10)의 조향력을 쉽게 하기 위한 기능을 하도록 유압부(30)에서 스티어링 실린더(50)로 공급된다. Inside the steering cylinder 50 is formed a space through which the oil L supplied from the hydraulic unit 30 can flow, and a damper member that absorbs the external force (see Q in FIG. 4) transmitted through the wheel 5. 70 is mounted. At this time, the oil L is supplied from the hydraulic part 30 to the steering cylinder 50 so as to function to facilitate the steering force of the steering wheel 10.

이와 같이, 본 발명은 스티어링 실린더(50) 내에 외력(Q)을 흡수하는 댐퍼부재(70)를 장착함으로써, 울퉁불퉁한 노면이나 장애물에 의해 휠(5)을 통해 전달되는 외력(Q)이 스티어링 휠(10)까지 전달되어 진동되는 것을 방지하는 것을 목적으로 한다. Thus, according to the present invention, by mounting the damper member 70 absorbing the external force Q in the steering cylinder 50, the external force Q transmitted through the wheel 5 by the bumpy road surface or obstacle is the steering wheel. It aims at preventing up to 10 transmission and vibration.

댐퍼부재(70)는 중공 원판형으로 마련되며, 스티어링 실린더(50)와 랙 바(40) 사이에 힌지축(71, 72)을 중심으로 회전 가능하게 설치된다. 댐퍼부재(70)는 고무 재질로 이루어지고, 스티어링 실린더(50) 내의 오일(L)의 이동이 없을 때에는 도 3과 같이 스티어링 실린더(50) 내측면을 따라 접촉되는 구조가 된다. 그러나, 도 4와 같이 유압부(30)로부터 오일(L)이 공급되어 오일(L)의 이동(P방향)이 있을 때, 댐퍼부재(70)는 유압에 의해 힌지축(71, 72)을 중심으로 전방으로 접힘으로써 댐퍼부재(70)와 스티어링 실린더(50) 내측면 사이의 틈과 댐퍼부재(70)의 중공 부분으로 오일(L)이 이동된다. 도 4에 도시된 스티어링 실린더(50)의 A 및 B 내부에는 보조 댐퍼부재(80, 90)가 수용되어 있으며, 보조 댐퍼부재(80, 90)의 자세한 구성은 도 3을 참고하길 바란다. 한편, 도 4에서는 댐퍼부재(70)가 접혀짐에 따라 힌지축(71, 72, 도 3참조)이 생략되었음을 참고하길 바란다. The damper member 70 is provided in a hollow disc shape, and is rotatably installed about the hinge shafts 71 and 72 between the steering cylinder 50 and the rack bar 40. The damper member 70 is made of a rubber material, and when there is no movement of the oil L in the steering cylinder 50, the damper member 70 is in contact with the inner surface of the steering cylinder 50 as shown in FIG. 3. However, when the oil L is supplied from the hydraulic part 30 as shown in FIG. 4 and there is movement of the oil L (P direction), the damper member 70 moves the hinge shafts 71 and 72 by hydraulic pressure. By folding forward toward the center, the oil L is moved to a gap between the damper member 70 and the inner surface of the steering cylinder 50 and the hollow portion of the damper member 70. Auxiliary damper members 80 and 90 are accommodated inside A and B of the steering cylinder 50 shown in FIG. 4, and the detailed configuration of the auxiliary damper members 80 and 90 may be referred to in FIG. 3. Meanwhile, in FIG. 4, as the damper member 70 is folded, the hinge shafts 71 and 72 (see FIG. 3) may be omitted.

힌지축(71, 72)은 랙 바(40)의 상부 및 하부에 각각 마련되며, 일단이 랙 바(40)에 결합되어 있고 타단이 댐퍼부재(70)를 관통하여 스티어링 실린더(50) 내측면에 삽입된다. 여기서, 각 힌지축(71, 72)의 타단 둘레영역에는 보조 댐퍼부재(80, 90)가 설치된다. Hinge shafts 71 and 72 are respectively provided on the upper and lower portions of the rack bar 40, one end of which is coupled to the rack bar 40, and the other end of the hinge shafts 71 and 72 passes through the damper member 70. Is inserted into Here, auxiliary damper members 80 and 90 are provided in the other end peripheral region of each of the hinge shafts 71 and 72.

보조 댐퍼부재(80, 90)는 스티어링 실린더(50) 내에 설치되며, 힌지축(71, 72)의 타단을 감싸는 코일스프링(73, 74)과 코일스프링(73, 74)의 둘레를 감싸는 고무재(75, 76)로 이루어진다. 이에, 도 4와 같이 외력(Q)이 휠(5)을 통해 스티어링 실린더(50)로 전달되면, 댐퍼부재(70)는 외력(Q)을 일부 흡수하여 Q 방향으로 오일(L)이 이동되는 것을 일차적으로 저지한다. 그리고, 댐퍼부재(70)에서 미처 흡수되지 못한 외력(Q)은 힌지축(71, 72)의 타단에 결합된 보조 댐퍼부재(80, 90)에 의해 이차적으로 모두 흡수되어 소멸된다. 따라서, 휠(5)을 통해 전달된 외력(Q)은 댐퍼부재(70) 및 보조 댐퍼부재(80, 90)에 의해 대부분이 소멸되어 스티어링 휠(10)까지 전달되지 않으므로 운전자의 피로감을 덜어줄 수 있다. Auxiliary damper member (80, 90) is installed in the steering cylinder 50, the rubber material surrounding the coil spring (73, 74) and the coil spring (73, 74) surrounding the other end of the hinge shaft (71, 72) (75, 76). Therefore, as shown in FIG. 4, when the external force Q is transmitted to the steering cylinder 50 through the wheel 5, the damper member 70 absorbs some of the external force Q to move the oil L in the Q direction. It is the first thing to stop. In addition, the external force Q which is not absorbed by the damper member 70 is secondarily absorbed and disappeared by the auxiliary damper members 80 and 90 coupled to the other ends of the hinge shafts 71 and 72. Accordingly, since the external force Q transmitted through the wheel 5 is mostly dissipated by the damper member 70 and the auxiliary damper members 80 and 90 and is not transmitted to the steering wheel 10, the driver's fatigue is reduced. Can be.

여기서, 댐퍼부재(70) 및 보조 댐퍼부재(80, 90)는 휠(5)을 통해 전달된 외력(Q)이 신속히 흡수될 수 있도록 스티어링 실린더(50)의 양 끝부분에 설치되는 것 이 바람직하나, 이에 한정되지 않고 오일(L)의 이동을 방해하지 않는 범위 내에서 개수 및 위치는 다양하게 변화될 수 있음은 물론이다. Here, the damper member 70 and the auxiliary damper member (80, 90) is preferably installed at both ends of the steering cylinder 50 so that the external force (Q) transmitted through the wheel (5) can be quickly absorbed. However, the present invention is not limited thereto, and the number and position may be variously changed within a range that does not prevent the movement of the oil (L).

전술한 실시예에서, 댐퍼부재는 진동을 흡수할 수 있는 고무재질로 마련되나, 이에 한정되지 않고 본 발명의 취지에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형상 또는 재질로 구성될 수 있음은 물론이다. In the above-described embodiment, the damper member is provided with a rubber material capable of absorbing vibration, but is not limited thereto and may be formed of various shapes or materials within a range not departing from the spirit of the present invention.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 외력에 의해 스티어링 휠이 진동되는 것을 감소시켜 운전자의 편의성을 향상시킬 수 있는 자동차의 유압 파워 스티어링장치를 제공한다. As described above, according to the present invention, there is provided a hydraulic power steering apparatus of a vehicle which can reduce the vibration of the steering wheel by external force and improve the convenience of the driver.

Claims (3)

스티어링 휠과; 상기 스티어링 휠로부터의 조향력을 전달받아 회전운동을 하는 피니언 기어와; 상기 피니언 기어와 기어 물림되게 설치되어 직선운동을 하는 랙 기어가 형성된 랙 바와; 상기 랙 바의 외주면을 둘러싸며, 유압부로부터 공급된 오일이 흐르는 스티어링 실린더가 구비된 자동차의 유압 파워 스티어링장치에 있어서,With a steering wheel; A pinion gear configured to rotate by receiving steering force from the steering wheel; A rack bar having a rack gear installed to be engaged with the pinion gear and having a linear motion; In the hydraulic power steering apparatus of a vehicle surrounding the outer circumferential surface of the rack bar, the steering cylinder is provided with a flow of oil supplied from the hydraulic unit, 상기 스티어링 실린더와 상기 랙 바 사이에 힌지축을 중심으로 회전 가능하게 설치된 댐퍼부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 유압 파워 스티어링장치. And a damper member rotatably installed about a hinge axis between the steering cylinder and the rack bar. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 힌지축은 상기 랙 바를 중심으로 대칭되게 설치되고, 일단이 상기 랙 바에 결합되고 타단이 상기 댐퍼부재를 관통하여 상기 실런더 내측면에 삽입되며,The hinge shaft is installed symmetrically about the rack bar, one end is coupled to the rack bar and the other end is inserted into the cylinder inner surface through the damper member, 상기 힌지축의 타단 둘레영역에는 보조 댐퍼부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 자동차의 유압 파워 스티어링장치. Hydraulic power steering apparatus for a vehicle, characterized in that the auxiliary damper member is installed in the other end circumferential region of the hinge shaft. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 보조 댐퍼부재는 상기 스티어링 실린더 내에 설치되며, 상기 힌지축의 타단을 감싸는 코일스프링과 상기 코일스프링의 둘레를 감싸는 고무재로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 유압 파워 스티어링장치. The auxiliary damper member is installed in the steering cylinder, the hydraulic power steering apparatus for a vehicle, characterized in that the coil spring surrounding the other end of the hinge shaft and a rubber material surrounding the coil spring.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100916789B1 (en) * 2007-10-22 2009-09-14 현대자동차주식회사 Steering gear box
KR100941246B1 (en) * 2008-04-10 2010-02-10 현대자동차주식회사 Apparatus for improving shimmy of power steering system

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