KR20120088212A - 랙과 피니언 방식 조향장치 - Google Patents

랙과 피니언 방식 조향장치 Download PDF

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KR20120088212A
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Abstract

본 발명은 랙과 피니언 방식 조향장치에 관한 것이다.
본 발명은 일측 단부는 랙하우징에 결합되고 타측단부는 타이로드에 결합되되, 상기 일측 단부에는 돌기부가 형성되어 있는 벨로우즈 및 상기 벨로우즈의 외주면을 감싸는 밴드부와 상기 밴드부에 상기 돌기부가 삽입되는 조임부가 형성된 스틸밴드를 포함하는 것을 특징으로 하는 랙과 피니언 방식 조향장치를 제공한다.
본 발명에 의하면 벨로우즈의 외주면을 감싸도록 스틸밴드를 가체결한 후 상기 벨로우즈의 외측에 형성된 돌기부를 접어서 조임부에 삽입함으로 스틸밴드의 회전을 방지하고 랙하우징에 벨로우즈를 고정하여 스틸밴드를 체결하는 작업이 용이하며, 랙하우징에 벨로우즈를 고정하여 스틸밴드를 체결하는 공정을 자동화하여 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

랙과 피니언 방식 조향장치{Rack and Pinion Type Steering Apparatus}
본 발명은 랙과 피니언 방식 조향장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 벨로우즈의 외주면을 감싸도록 스틸밴드를 가체결한 후 상기 벨로우즈의 외측에 형성된 돌기부를 접어서 조임부에 삽입함으로 스틸밴드의 회전을 방지하고 랙하우징에 벨로우즈를 고정하여 스틸밴드를 체결하는 작업이 용이하며, 랙하우징에 벨로우즈를 고정하여 스틸밴드를 체결하는 공정을 자동화하여 생산성을 향상시킬 수 있는 랙과 피니언 방식 조향장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량용 스티어링 시스템은, 운전석에 마련된 스티어링 휠과, 그 하측에 마련되는 스티어링 샤프트 및 상기 스티어링 샤프트와 연결되어 회전력을 감속함과 동시에 동력전달 방향을 전환하는 기어박스 등을 구비하여 마련된다.
한편, 상기 기어박스의 외형을 이루도록 중공으로 마련된 랙하우징의 내부에는 이의 좌,우측으로 연장 형성되며 상기 스티어링 샤프트와 연결되어 축방향으로 동작되는 랙바가 설치된다.
또한, 상기 랙바의 양단에는 이와 연동될 수 있도록 한 쌍의 타이로드가 설치되어 차량 양측의 타이어 휠측과 연결되고, 축방향으로 연동되는 타이로드와 랙바의 외측으로는 벨로우즈가 설치된다.
도 1은 종래의 랙과 피니언 방식 조향장치의 벨로우즈가 설치된 측단면도이다. 이에 도시된 바와 같이, 중공으로 마련된 랙하우징(110)의 일단 외측으로는 축방향으로 이동 가능하도록 랙바(120)가 연장 설치된다.
그리고, 상기 랙바(120)의 선단에는 이너볼조인트(140)를 개재하여 타이로드(130)와 연결되는데, 상기 이너볼조인트(140)는 랙바(120)의 선단에 연결된 볼하우징(142)과 이와 마주하는 타이로드(130)의 선단에 설치된 볼(144)이 서로 결합되어 구중심으로 일정각도 내에서 회전하는 요동운동과 축중심으로 360도 회전하는 회전운동을 할 수 있도록 마련되는 것이다.
한편, 상기 랙하우징(110)의 선단 외부와 상기 타이로드(130)의 중간단 외부에는 축방향으로 이동되는 랙바(120)와 타이로드(130)를 덮어 랙하우징(110)의 내부로 이물질이 삽입되는 것을 방지할 수 있도록 벨로우즈(150)가 설치된다.
상기 벨로우즈(150)는 랙바(120)와 타이로드(130)가 축방향으로 이동함에 따라 신축 가능하도록 그 중간측이 주름관으로 마련되어있으며, 양단은 랙하우징(110)의 선단 외주면과 타이로드(130)의 중간단 외주면에 밀착되도록 마련된다.
또한, 상기 랙하우징(110)의 선단에 결합되는 벨로우즈(150)의 일단 외측에는 스틸밴드(160)가 감겨져 이를 고정하고, 상기 타이로드(130)의 중간단에 결합되는 벨로우즈(150)의 타단 외측에는 클립(170)이 설치되어 이를 고정하게 된다.
아울러, 보다 견고한 결합을 위해 상기 벨로우즈(150)의 양단을 스틸밴드(160)와 클립(170)으로 체결하기 이전에 벨로우즈(150)의 양단 내주면에 접착제를 도포하여 랙하우징(110)과 타이로드(130)의 외주면에 벨로우즈(150)의 양단이 밀착 되게 고정한다.
그러나, 이러한 종래의 차량용 스티어링 시스템의 벨로우즈는, 랙하우징에 벨로우즈를 결합시키기 위해 가조립된 스틸밴드를 조이는 공정에서 가조립된 스틸밴드가 회전하여 조립이 쉽지 않고 자동화 조립공정이 어려운 문제점이 있었다.
전술한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 랙과 피니언 방식 조향장치에 있어서, 벨로우즈의 외주면을 감싸도록 스틸밴드를 가체결한 후 상기 벨로우즈의 외측에 형성된 돌기부를 접어서 조임부에 삽입함으로 스틸밴드의 회전을 방지하고 랙하우징에 벨로우즈를 고정하여 스틸밴드를 체결하는 작업이 용이하며, 랙하우징에 벨로우즈를 고정하여 스틸밴드를 체결하는 공정을 자동화하여 생산성을 향상시킬 수 있는 랙과 피니언 방식 조향장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 일측 단부는 랙하우징에 결합되고 타측단부는 타이로드에 결합되되, 상기 일측 단부에는 돌기부가 형성되어 있는 벨로우즈 및 상기 벨로우즈의 외주면을 감싸는 밴드부와 상기 밴드부에 상기 돌기부가 삽입되는 조임부가 형성된 스틸밴드를 포함하는 것을 특징으로 하는 랙과 피니언 방식 조향장치를 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 벨로우즈의 외주면을 감싸도록 스틸밴드를 가체결한 후 상기 벨로우즈의 외측에 형성된 돌기부를 접어서 조임부에 삽입함으로 스틸밴드의 회전을 방지하고 랙하우징에 벨로우즈를 고정하여 스틸밴드를 체결하는 작업이 용이하며, 랙하우징에 벨로우즈를 고정하여 스틸밴드를 체결하는 공정을 자동화하여 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 랙과 피니언 방식 조향장치의 벨로우즈가 설치된 측단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 랙과 피니언 방식 조향장치의 벨로우즈가 설치된 측단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 랙과 피니언 방식 조향장치의 벨로우즈를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 랙과 피니언 방식 조향장치의 스틸밴드를 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 랙과 피니언 방식 조향장치의 벨로우즈에 스틸 밴드가 체결된 상태를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 랙과 피니언 방식 조향장치의 벨로우즈가 설치된 측단면도; 도 3은 본 발명에 따른 랙과 피니언 방식 조향장치의 벨로우즈를 나타낸 사시도; 도 4는 본 발명에 따른 랙과 피니언 방식 조향장치의 스틸밴드를 나타낸 사시도; 도 5는 본 발명에 따른 랙과 피니언 방식 조향장치의 벨로우즈에 스틸 밴드가 체결된 상태를 나타낸 도면이다.
이에 도시된 바와 같이, 중공으로 마련된 랙하우징(210)의 일단 외측으로는 축방향으로 이동 가능하도록 랙바(220)가 연장 설치된다.
그리고, 상기 랙바(220)의 선단에는 이너볼조인트(240)를 개재하여 타이로드(230)와 연결되는데, 상기 이너볼조인트(240)는 상기 랙바(220)의 선단에 연결된 볼하우징(242)과 이와 마주하는 상기 타이로드(230)의 선단에 설치된 볼(244)이 서로 결합되어 구중심으로 일정각도 내에서 회전하는 요동운동과 축중심으로 360도 회전하는 회전운동을 할 수 있도록 마련되는 것이다.
한편, 상기 랙하우징(210)의 선단 외부와 상기 타이로드(230)의 중간단 외부에는 축방향으로 이동되는 랙바(220)와 타이로드(230)를 덮어 랙하우징(210)의 내부로 이물질이 삽입되는 것을 방지할 수 있도록 벨로우즈(250)가 설치된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 벨로우즈(250)는 랙바(220)와 타이로드(230)가 축방향으로 이동함에 따라 신축 가능하도록 그 중간측이 주름관으로 마련되어있으며, 양단은 랙하우징(210)의 선단 외주면과 타이로드(230)의 중간단 외주면에 밀착되도록 마련된다.
즉, 상기 벨로우즈(250)는 랙바(220)가 좌측 또는 우측으로 이동할 때, 랙바(220)의 이동 방향에 따라 압축 또는 팽창이 가능하도록 탄성재질로 이루어진 주름관으로서 그 양단이 각각 랙하우징(210)의 선단 외주면과 타이로드(230)의 중간단 외주면에 밀착되어 기밀성을 유지되게 한다.
또한, 상기 벨로우즈(250)의 일단 외측에는 경방향으로 돌기부(380)가 탄성재질인 벨로우즈(250)와 일체로 형성되어 후술할 스틸밴드(260)의 가조립시 상기 돌기부(380)를 접어서 조임부(264)에 체결한다.
상기 돌기부(380)는 대략 0.7mm ~ 1mm의 두께로 형성되되 일부를 절개하여 'V'자 또는 'U'자의 형태로 노치(Notch : 390)가 형성된다.
상기 돌기부(380)에 형성된 노치(390)는 이에 한정하는 것은 아니며, 일부가 절개된 어떠한 형태로든 가능하다.
이와 같은 상기 돌기부(380)는 스틸밴드(260)가 가체결될 때 걸림쇠의 역할을 함으로써, 벨로우즈(250)를 조이는 스틸밴드(260)가 회전하는 것을 방지하는 것이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 스틸밴드(260)는 벨로우즈(250)와 랙하우징(210)의 결합부를 감싸도록 형성되는 얇은 판형의 밴드부(262)와 상기 밴드부(262)의 일면에 형성되며 체결 공구에 의해 밴드부(262)를 조이는 조임부(264)를 포함하여 구성된다.
상기 밴드부(262)는 벨로우즈(250)와 랙하우징(210)을 견고하게 결합시키기 위해 벨로우즈(250)의 외주면을 감싸도록 설치되는 것이다.
이러한 상기 밴드부(262)는 밴드부(262)의 일측의 일부가 타측의 밴드부(262)와 겹치도록 벨로우즈(250)를 감싸는데 본 발명에서는 서로 겹치는 밴드부(262) 중 외측에 구비되는 밴드부를 조임 밴드부(268)라 칭하고 내측에 구비되는 밴드부를 고정 밴드부(269)라 칭한다.
상기 조임 밴드부(268)는 체결 공구에 의해 스틸밴드(260)를 조이는 조임부(264)가 형성되며, 고정 밴드부(269)의 단부가 접촉하는 조임부(264)의 일측에는 고정 밴드부(269)의 단부가 접촉하도록 굴곡부(266)가 형성된다.
여기서, 상기 조임부(264)는 조임 밴드부(268)의 일면을 돌출되게 절곡시켜 형성한 것으로 체결 공구의 조임력에 의해서 스틸밴드(260)에 체결력을 제공하며, 상기 굴곡부(266)는 조였을 때 고정 밴드부(269)가 밀려나오지 않도록 고정 밴드부(269)의 단부와 접촉하도록 내측으로 절곡되게 형성된다.
상기 고정 밴드부(269)는 조임부(264)를 조였을 때, 스틸밴드(260)가 더욱 큰 체결력으로 벨로우즈(250)를 체결할 수 있도록 조임 밴드부(268)와 용접을 통해서 결합하는데, 이때, 사용하는 용접은 스팟 용접법을 사용함이 바람직하나 이에 한정하는 것은 아니다.
즉, 상기 조임부(264)를 중심으로 일측에는 굴곡부(266)가 형성되고 타측에는 조임 밴드부(268)와 고정 밴드부(269)를 용접하여 형성되는 것이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 스틸밴드(260)를 벨로우즈(250)에 가체결한 후 상기 벨로우즈(250)의 일단 외측에 경방향으로 형성된 탄성재질의 돌기부(380)를 접어서 조임부(264)에 삽입한다.
이어서, 랙하우징(210)의 일측 외주면과 상기 벨로우즈(250)의 일측 내주면이 밀착되도록 체결하고 상기 벨로우즈(250)의 외주면을 감싸도록 가체결한 상기 스틸밴드(260)의 조임부(264) 양측을 체결 공구를 통해 파지한다.
그리고 체결 공구에 힘을 가하여 고정 밴드부(269)의 단부가 굴곡부(266)와 접촉할 때까지 상기 조임부(264)를 조이면 상기 고정 밴드부(269)가 상기 조임부(264) 측으로 이동하면서 직경이 작아지고 이에 따라 벨로우즈(250)를 조이게 되어 벨로우즈(250)가 랙하우징(210)에 체결되는 것이다.
또한, 체결 공구를 통해서 상기 조임부(264)를 파지할 때 상기 조임부(264)에 삽입된 상기 돌기부(380)는 대략 'V'자 혹은 'U'자의 형상으로 형성된 노치(390)에 의하여 돌기부(380)의 형상이 파손 변형됨과 동시에 노치(390)의 공간만큼 상기 조임부(264)의 공간이 확보되어 일정한 체결력을 확보 및 유지할 수 있는 것이다.
상기 돌기부(380)와 상기 조임부(264)는 서로 대응되도록 일정 간격을 두고 1개 이상 형성될 수 있다.
이어서, 타이로드(230)의 중간단에 결합되는 상기 벨로우즈(250)의 타단 외측에는 클립(270)이 설치되어 이를 고정하게 된다.
아울러, 보다 견고한 결합을 위해 상기 벨로우즈(250)의 양단을 스틸밴드(260)와 클립(270)으로 체결하기 이전에 벨로우즈(250)의 양단 내주면에 접착제를 도포하여 랙하우징(210)과 타이로드(230)의 외주면에 벨로우즈(250)의 양단이 밀착 되게 고정한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 벨로우즈의 외주면을 감싸도록 스틸밴드를 가체결한 후 상기 벨로우즈의 외측에 형성된 돌기부를 접어서 조임부에 삽입함으로 스틸밴드의 회전을 방지하고 랙하우징에 벨로우즈를 고정하여 스틸밴드를 체결하는 작업이 용이하며, 랙하우징에 벨로우즈를 고정하여 스틸밴드를 체결하는 공정을 자동화하여 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
210 : 랙하우징 220 : 랙바
230 : 타이로드 240 : 이너볼조인트
242 : 볼하우징 244 : 볼
250 : 벨로우즈 260 : 스틸밴드
262 : 밴드부 264 : 조임부
266 : 굴곡부 268 : 조임 밴드부
269 : 고정 밴드부 270 : 클립
380 : 돌기부 390 : 노치

Claims (6)

  1. 일측 단부는 랙하우징에 결합되고 타측단부는 타이로드에 결합되되, 상기 일측 단부에는 돌기부가 형성되어 있는 벨로우즈; 및
    상기 벨로우즈의 외주면을 감싸는 밴드부와, 상기 밴드부에 상기 돌기부가 삽입되는 조임부가 형성된 스틸밴드;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 랙과 피니언 방식 조향장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 돌기부는 노치가 형성된 것을 특징으로 하는 랙과 피니언 방식 조향장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 돌기부의 두께는 0.7mm ~ 1mm인 것을 특징으로 하는 랙과 피니언 방식 조향장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 밴드부는 일측이 타측의 밴드부와 겹치도록 외측에 구비되는 조임 밴드부와, 내측에 구비되는 고정 밴드부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 랙과 피니언 방식 조향장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 조임부는 상기 조임 밴드부의 일면을 돌출되게 절곡시켜 형성한 것을 특징으로 하는 랙과 피니언 방식 조향장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 조임 밴드부는 상기 고정 밴드부의 단부와 접촉하도록 내측으로 절곡되게 형성된 굴곡부를 구비하며, 상기 조임 밴드부의 타측은 상기 고정밴드부와 용접되어 결합되는 것을 특징으로 하는 랙과 피니언 방식 조향장치.
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