KR20120127923A - Assembly type steering gearbox - Google Patents

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KR20120127923A
KR20120127923A KR1020110045713A KR20110045713A KR20120127923A KR 20120127923 A KR20120127923 A KR 20120127923A KR 1020110045713 A KR1020110045713 A KR 1020110045713A KR 20110045713 A KR20110045713 A KR 20110045713A KR 20120127923 A KR20120127923 A KR 20120127923A
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KR
South Korea
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rack bar
cover
steering
tooth
teeth
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Application number
KR1020110045713A
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Korean (ko)
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신민철
박기성
박수보
문성진
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현대자동차주식회사
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Abstract

PURPOSE: An assembling type steering gear box is provided to facilitate the setting for a target steering gear ratio. CONSTITUTION: An assembling type steering gear box comprises a rack bar(10), a plurality of tooth profiles(20), and a cover(30). The rack bar adjusts the steering direction. The plurality of tooth profile is worked to be coupled with one side of the rack bar. The cover fixes the tooth profiles by being coupled with one side of the rack bar.

Description

조립형 스티어링 기어박스{Assembly type steering gearbox}Assembly type steering gearbox

본 발명은 스티어링 기어박스에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다양한 형태의 치형을 탈부착 할 수 있는 조립형 스티어링 기어박스에 관한 것이다.
The present invention relates to a steering gearbox, and more particularly, to an assembled type steering gearbox that can attach and detach various types of teeth.

일반적으로 차량의 조향장치는 운전자의 조작에 따라 차량의 진행방향을 바꿀 수 있도록 하는 장치로서, 조향핸들의 회전력이 조향칼럼의 조향주축을 통하여 유니버설조인트에 전달되고, 유니버설조인트에 전달된 조향핸들의 회전력은 피니언 기어와 랙기어를 통하여 바퀴로 전달되어 차량을 조향할 수 있게 된다.In general, the steering device of a vehicle is a device for changing the driving direction of the vehicle according to the driver's operation. The rotational force of the steering wheel is transmitted to the universal joint through the steering shaft of the steering column, and the steering wheel is transmitted to the universal joint. Rotational force is transmitted to the wheels through pinion gears and rack gears to steer the vehicle.

즉, 도1 에 도시된 바와 같은 조향장치는 자동차의 진행방향을 바꾸기 위하여 운전자가 조작하게 되는 조향핸들(1)과, 조향핸들(1)이 설치된 조향축이 들어있는 조향칼럼(2)과, 조향칼럼(2)에 연결되어 조향핸들(1)의 회전운동을 직선운동으로 바꿈과 동시에 조향력을 증대시켜 링크기구를 매개로 타이어의 방향을 변경시키는 기어박스(3)와, 기어박스(3)에 연결되어 차량의 좌우 방향으로 이동하는 랙바(4) 등으로 이루어져 있다.That is, the steering apparatus as shown in Figure 1 is a steering column (1), which includes a steering wheel (1) to be manipulated by the driver to change the driving direction of the vehicle, a steering shaft (2) in which the steering wheel (1) is installed, Gear box (3) and gear box (3) connected to the steering column (2) to change the rotational movement of the steering wheel (1) to linear movement and at the same time increase the steering force to change the direction of the tire via the link mechanism Consists of a rack bar (4) and the like connected to and moving in the left and right directions of the vehicle.

종래에는 도2a 에 도시된 바와 같이 랙바의 조향기어비(랙바 치간격)가 일정한 CGR(Constant Gear Ratio) 랙이 주로 사용되었으나, 최근들어 도2b 에 도시된 바와 같이 랙 스트로크에 따라 조향기어비를 변경시켜 조향 성능을 향상시키기 위한 VGR(Variable Gear Ratio) 랙이 많이 사용됨에 따라, 도3 에 도시된 바와 같이 CGR 랙바 및 VGR 랙바의 스티어링 휠 각도에 따라 조향기어비의 차이가 분명하게 드러나며, 조향기어비를 M커브 또는 V커브 형태로 변화시켜 다이렉트 필 및 응답성을 향상시키는 다이렉트 VGR에 대한 개발이 활발히 이루어지고 있다.Conventionally, a CGR (Constant Gear Ratio) rack having a constant steering gear ratio (rack bar spacing) of a rack bar has been mainly used as shown in FIG. 2A. However, recently, as shown in FIG. 2B, the steering gear ratio is changed according to a rack stroke. As VGR (Variable Gear Ratio) racks are widely used to improve steering performance, as shown in FIG. 3, the difference of steering gear ratios is clearly shown according to the steering wheel angles of the CGR rack bar and the VGR rack bar, and the steering gear ratio is M. Direct VGR is being actively developed to change the shape of curve or V curve to improve direct fill and responsiveness.

이와 같이 차량의 조향기어비에 따른 차량에서의 반응은 차량의 서스펜션 특성이나 차체 강성에 따라 다양하게 나타나기 때문에, 각 차량에서의 다이렉트 VGR의 조향기어비를 최적화하기 위해서는 여러 가지의 조향기어비를 설정하고 시험 샘플을 제작하여 실차 평가과정을 거쳐야 하지만, 불규칙한 치형을 가지는 VGR의 특성상 CGR처럼 Broach 가공을 할 수 없고 3D CAM가공 또는 단조 금형으로 제작해야 하는 문제가 있다.Since the response of the vehicle to the steering gear ratio of the vehicle varies according to the suspension characteristics and the rigidity of the vehicle body, in order to optimize the steering gear ratio of the direct VGR in each vehicle, various steering gear ratios are set and a test sample is used. It is necessary to go through the actual vehicle evaluation process, but due to the characteristics of VGR with irregular teeth, there is a problem that cannot be broached like CGR and manufactured with 3D CAM processing or forging dies.

실차 평가를 위한 VGR 랙바의 경우 다양한 치형 설계 및 가공을 한 후 기어박스 형태로 시험 샘플을 제작하여 실차 평가를 하고 있으며, 이에 따라 VGR 랙바를 가공하는데 많은 시간과 비용이 소요되어 각 차량에 적합한 조향기어비를 설정하는데 어려움이 있는 실정이다.
In the case of VGR rack bar for actual vehicle evaluation, after designing and processing various teeth, a test sample is produced in the form of a gearbox to evaluate the actual vehicle, and accordingly, it takes much time and cost to process the VGR rack bar. It is difficult to set the gear ratio.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, VGR 랙바를 가공하기 위하여 소요되는 많은 시간과 비용을 절감하기 위하여 다양한 형태의 치형을 별도로 미리 가공하고, 랙바상에 별도의 치형을 자유롭게 배열하여 필요로 하는 조향기어비의 조합을 용이하게 설정할 수 있는 조립형 스티어링 기어박스를 제공하고자 함에 있다.
An object of the present invention for solving the above problems, in order to save a lot of time and cost required to process the VGR rack bar separately in advance of various types of teeth, by arranging a separate tooth freely on the rack bar It is an object of the present invention to provide an assembled steering gearbox that can easily set the required combination of steering gear ratios.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 차량의 좌우 방향으로 이동하며 조향을 조절하는 랙바, 상기 랙바의 일측에 결합되도록 미리 가공된 다수개의 치형 및 상기 치형의 상부로부터 상기 랙바의 일측으로 결합되어 상기 치형을 고정시키는 덮개를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The configuration of the present invention for achieving the above object, a rack bar moving in the left and right direction of the vehicle to adjust the steering, a plurality of teeth pre-processed to be coupled to one side of the rack bar and one side of the rack bar from the top of the tooth Coupled to it characterized in that it comprises a cover for fixing the teeth.

또한, 상기 치형은 중심이 상부를 향하여 돌출되어 있으며, 돌출부가 다양한 각도로 경사진 형태로 형성되는 것이 바람직하다.In addition, the teeth are protruded toward the top of the center, it is preferable that the protrusion is formed in a form inclined at various angles.

또한, 상기 랙바의 일측에는 내부를 향하여 오목하게 함몰된 체결부가 형성되어, 상기 치형이 상기 체결부의 내부에 탈착 가능하도록 결합되는 것이 바람직하며, 상기 덮개는 내부 공간이 절개된 채로 형성되어 상기 치형의 돌출부가 상기 덮개의 외측을 향하여 돌출되도록 결합되는 것이 좋다.In addition, one side of the rack bar is formed with a fastening recessed concave toward the inside, it is preferable that the teeth are coupled to be detachable to the inside of the fastening portion, the cover is formed with the internal space cut out of the tooth Protruding portion is preferably combined to protrude toward the outside of the cover.

또한, 상기 덮개의 양측 끝단에는 상기 덮개를 관통하도록 제1결합홈이 형성되고, 상기 랙바의 양측 끝단에는 내부를 향하여 파여진 제2결합홈이 형성되어, 상기 덮개의 외측으로부터 상기 랙바의 내부로 볼트에 의하여 고정 결합되는 것이 더욱 바람직하다.
In addition, first and second coupling grooves are formed at both ends of the cover to penetrate the cover, and second coupling grooves are formed at both ends of the rack bar to be inwardly directed to the inside of the rack bar. More preferably, it is fixedly coupled by bolts.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 효과는, 랙바의 일측에 미리 가공된 치형을 필요에 따라 다양하게 변경하여 결합시킬 수 있으므로 종래 사용되던 VGR 랙바를 가공하는데 드는 많은 시간과 비용을 절감할 수 있으며, 다양한 각도로 형성된 치형을 쉽고 빠르게 랙바상에 결합하거나 탈거할 수 있으므로 각각의 차량에 따라 필요한 조향기어비를 용이하게 설정할 수 있어 시험 샘플 제작에 따라 더욱 용이한 실차 평가를 할 수 있다.
Effects of the present invention having the configuration as described above, since the teeth can be variously changed in combination with the pre-processed teeth on one side of the rack bar can save a lot of time and cost for processing the conventional VGR rack bar. In addition, since the teeth formed at various angles can be quickly and easily combined or removed on the rack bar, the necessary steering gear ratio can be easily set according to each vehicle, thereby making it easier to evaluate the actual vehicle according to the test sample production.

도1 은 종래 사용되던 조향장치를 도시한 개략도.
도2a 는 종래 사용되던 CGR(Constant Gear Ratio) 랙바를 도시한 평면도.
도2b 는 종래 사용되던 VGR(Variable Gear Ratio) 랙바를 도시한 평면도.
도3 은 CGR 랙바 및 VGR 랙바의 스티어링 휠 각도에 따른 조향기어비를 나타낸 그래프.
도4 는 본 발명인 조립형 스티어링 기어박스를 도시한 사시도.
도5a 는 본 발명에 사용되는 랙바 및 치형을 도시한 평면도.
도5b 는 본 발명에 사용되는 랙바를 도시한 측면도.
도6a 는 본 발명에 사용되는 덮개를 도시한 평면도.
도6b 는 본 발명에 사용되는 덮개를 도시한 측면도.1 is a schematic diagram showing a steering apparatus used conventionally.
Figure 2a is a plan view showing a constant gear ratio (CGR) rack bar conventionally used.
Figure 2b is a plan view showing a variable gear ratio (VGR) rack bar used in the prior art.
Figure 3 is a graph showing the steering gear ratio according to the steering wheel angle of the CGR rack bar and VGR rack bar.
Figure 4 is a perspective view of the present inventors assembled steering gearbox.
Figure 5a is a plan view showing the rack bar and teeth used in the present invention.
Figure 5b is a side view showing a rack bar used in the present invention.
Fig. 6A is a plan view showing a lid used in the present invention.
6B is a side view showing a lid used in the present invention.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명인 조립형 스티어링 기어박스는 차량의 좌우 방향으로 이동하며 조향을 조절하는 랙바(10), 상기 랙바(10)의 일측에 결합되도록 미리 가공된 다수개의 치형(20) 및 상기 치형(20)의 상부로부터 상기 랙바(10)의 일측으로 결합되어 상기 치형(20)을 고정시키는 덮개(30)를 포함하여 이루어진다.The present inventors assembled steering gearbox is a rack bar 10 for moving in the left and right direction of the vehicle to adjust the steering, a plurality of teeth 20 and pre-processed to be coupled to one side of the rack bar 10 and the teeth 20 It comprises a cover 30 coupled to one side of the rack bar 10 from the top to fix the tooth 20.

도4 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 사용되는 랙바(10)는 종래 사용되던 랙바와 그 위치 및 기능이 유사하며, 운전자가 핸들을 조작하면 랙바(10)가 차량의 좌우 방향으로 이동하면서 차량의 진행방향을 바꿀 수 있다.As shown in FIG. 4, the rack bar 10 used in the present invention is similar in position and function to a rack bar conventionally used, and when the driver manipulates the steering wheel, the rack bar 10 moves in the left and right directions of the vehicle. You can change the direction of travel.

즉, 하나의 랙바(10)에 다양한 형태 및 각도를 가지는 미리 가공된 다수개의 치형(20)을 필요에 따라 결합하거나 탈거할 수 있도록 함으로써, 여러 가지 기어비의 시험 샘플을 보다 쉽게 제작할 수 있으며 이와 같은 다양한 랙바(10) 및 치형(20)을 실차에 적용하여 조향 성능 및 차량 반응을 향상시키는 것이 보다 용이하다.That is, by allowing a plurality of pre-machined teeth 20 having various shapes and angles in one rack bar 10 to be combined or removed as needed, test samples of various gear ratios can be more easily produced. It is easier to apply various rack bars 10 and teeth 20 to the vehicle to improve steering performance and vehicle response.

상기 치형(20)은 중심이 상부를 향하여 돌출되어 핸들의 회전에 따라 돌출부가 맞물려 상기 랙바(10)를 좌우 방향으로 이동할 수 있도록 하며, VGR 랙바의 특성상 하나의 랙바(10)에서도 다양한 조향기어비를 가지도록 돌출부가 다양한 각도로 경사진 형태로 형성되는 것이 바람직하다.The tooth 20 has a center projecting toward the top to engage the protrusions in accordance with the rotation of the handle to move the rack bar 10 in the left and right direction, and due to the characteristics of the VGR rack bar a variety of steering gear ratio in one rack bar 10 It is preferable that the protrusions are formed to be inclined at various angles to have them.

또한, 도5a 및 5b 에 도시된 바와 같이, 상기 치형(20)이 결합되는 상기 랙바(10)의 일측에는 내부를 향하여 오목하게 함몰된 체결부(11)가 형성되어, 상기 치형(20)이 상기 체결부(11)의 내부에 탈착 가능하도록 결합되는 것이 더욱 바람직하다. In addition, as shown in Figures 5a and 5b, on one side of the rack bar 10 to which the teeth 20 are coupled is formed a fastening portion 11 recessed concave toward the inside, the teeth 20 is More preferably coupled to the inside of the fastening portion 11 to be detachable.

위와 같이 미리 가공된 다양한 치형(20)을 랙바(10)의 체결부(11)에 결합하거나 탈거하도록 한 것은 마치 다양한 형태의 금속활자를 이용하여 자판을 만들어 이를 인쇄하는 금속활자의 원리를 이용한 것으로서, 하나의 목판에 모든 글자를 입력하여 동일한 형태의 고정된 글자만을 인쇄할 수 밖에 없었던 기술이 종래 사용되던 CGR 및 VGR 랙바에 대응되는 것이라면, 다양한 글자를 각각 별도의 활자로 제작하여 사용자의 필요에 따라 다양한 조합으로 인쇄하는 금속활자 기술은 미리 가공된 다수개의 치형(20)을 필요에 따라 다양하게 조합하여 적용할 수 있는 본 발명인 조립형 스티어링 기어박스에 대응되는 것이라 할 수 있다.Combining or removing various pre-processed teeth 20 as described above to the fastening portion 11 of the rack bar 10 is as if using a metal type of printing type to make a keyboard using various types of metal type printing If the technology that had to be able to print only fixed letters of the same type by inputting all the letters on one wooden board corresponds to the CGR and VGR rack bars used in the past, various letters may be produced in separate letters to meet the needs of users. Accordingly, the metal type printing technology for printing in various combinations may correspond to the assembled steering gear box of the present invention, which may be applied by various combinations of pre-processed teeth 20 as needed.

따라서 본 발명은 각각의 차량에 최적화된 조향기어비를 설정하기 위하여 단지 랙바(10)의 일측에 다양한 치형(20)을 결합하거나 탈거하는 것 만으로 VGR 랙바의 기어비를 다양하게 제작할 수 있도록 하였으므로, 하나의 고정된 기어비를 갖는 랙바 및 치형을 일체로 제작하였던 종래 기술에 따른 과다한 제작 비용과 제작 시간을 현저하게 절감할 수 있는 효과를 달성할 수 있다.Therefore, in order to set the steering gear ratio optimized for each vehicle, the gear ratio of the VGR rack bar can be variously manufactured by simply combining or removing various teeth 20 on one side of the rack bar 10. It is possible to achieve an effect of remarkably reducing the excessive manufacturing cost and manufacturing time according to the prior art, which was manufactured integrally with the rack bar and teeth having a fixed gear ratio.

또한, 도 6a 및 6b 에 도시된 바와 같이, 상기 랙바(10)의 일측에 결합된 치형(20)을 고정시키기 위하여 상기 치형(20)의 상부로부터 상기 랙바(10)의 일측으로 덮개(30)가 결합되는 것이 좋으며, 상기 덮개(30)는 내부 공간이 절개된 채로 형성되어 상기 치형(20)의 돌출부가 상기 덮개(30)의 외측을 향하여 돌출되도록 결합되는 것이 바람직하다.In addition, as shown in Figure 6a and 6b, the cover 30 from the top of the tooth 20 to one side of the rack bar 10 to fix the tooth 20 coupled to one side of the rack bar (10). It is preferable to be coupled, and the cover 30 is preferably formed with the inner space cut off so that the protrusions of the teeth 20 are protruded toward the outside of the cover 30.

즉, 상기 치형(20)이 상기 랙바(10)의 체결부(11)에 끼워져 결합되더라도 핸들의 조작에 따라 압력이 가해지게 되면 상기 치형(20)이 움직이거나 임의로 탈거될 수도 있으므로, 상기 치형(20)이 상기 랙바(10)에 단단히 고정되도록 하기 위하여 상기 치형(20)의 상부에 상기 덮개(30)를 결합시킨 것이다.That is, even if the tooth 20 is fitted to the fastening portion 11 of the rack bar 10, the tooth 20 may move or be arbitrarily removed if pressure is applied according to the manipulation of the handle. In order to secure 20 to the rack bar 10, the cover 30 is coupled to the upper portion of the tooth 20.

상기 덮개(30)는 상기 치형(20)의 돌출부를 제외한 양 측면 및 상기 랙바(10)의 양 측면을 모두 덮을 수 있을 정도의 너비를 가지도록 제작되어 상기 치형(20) 및 랙바(10)를 일체로 고정시키는 것이 바람직하며, 이에 따라 상기 치형(20)의 돌출부가 상기 랙바(10) 및 덮개(30)의 상부로 돌출되는 도4 와 같은 형태가 완성되어 상기 치형(20)의 돌출부가 다양한 형태의 조향기어비(치간격)를 가질 수 있다.The cover 30 is manufactured to have a width enough to cover both side surfaces of the tooth 20 and the both sides of the rack bar 10 so as to cover the tooth 20 and the rack bar 10. It is preferable to fix it integrally. Accordingly, a shape as shown in FIG. 4 in which the protrusion of the tooth 20 protrudes to the upper portion of the rack bar 10 and the cover 30 is completed, and thus the protrusion of the tooth 20 is various. It may have a steering gear ratio (gear spacing).

이와 같이 상기 덮개(30)를 상기 랙바(10)에 고정 결합시키기 위하여 상기 덮개(30)의 양측 끝단에는 상기 덮개(30)를 관통하도록 제1결합홈(31)이 형성되고 상기 랙바(10)의 양측 끝단에는 내부를 향하여 파여진 제2결합홈(12)이 형성되어, 상기 덮개(30)의 외측으로부터 상기 랙바(10)의 내부로 볼트(40)에 의하여 고정 결합되는 것이 바람직하다.As described above, in order to fix the cover 30 to the rack bar 10, first coupling grooves 31 are formed at both ends of the cover 30 to penetrate the cover 30, and the rack bar 10. At both ends of the second coupling groove 12 is formed to be dug toward the inside, it is preferable to be fixed by the bolt 40 from the outside of the cover 30 to the interior of the rack bar (10).

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
The present invention described above is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, and it is common in the art that various substitutions, modifications, and changes can be made without departing from the technical spirit of the present invention. It will be evident to those who have knowledge of.

10 : 랙바 11 : 체결부
12 : 제2결합홈 20 : 치형
30 : 덮개 31 : 제1결합홈
40 : 볼트 10: rack bar 11: fastening portion
12: second coupling groove 20: tooth
30: cover 31: the first coupling groove
40: Bolt

Claims (5)

스티어링 기어박스에 있어서,
차량의 좌우 방향으로 이동하며 조향을 조절하는 랙바(10);
상기 랙바(10)의 일측에 결합되도록 미리 가공된 다수개의 치형(20) 및
상기 치형(20)의 상부로부터 상기 랙바(10)의 일측으로 결합되어 상기 치형(20)을 고정시키는 덮개(30)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 조립형 스티어링 기어박스.
In the steering gearbox,
A rack bar 10 moving in a left and right direction of the vehicle to adjust steering;
A plurality of teeth 20 pre-processed to be coupled to one side of the rack bar 10 and
Assembly type steering gearbox, characterized in that it comprises a cover 30 is coupled to one side of the rack bar (10) from the top of the tooth (20) to fix the tooth (20).
제1항에 있어서,
상기 치형(20)은 중심이 상부를 향하여 돌출되어 있으며, 돌출부가 다양한 각도로 경사진 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 조립형 스티어링 기어박스.
The method of claim 1,
The tooth 20 is an assembly-type steering gearbox, characterized in that the center is protruded toward the top, the protrusion is formed in an inclined form at various angles.
제1항에 있어서,
상기 랙바(10)의 일측에는 내부를 향하여 오목하게 함몰된 체결부(11)가 형성되어, 상기 치형(20)이 상기 체결부(11)의 내부에 탈착 가능하도록 결합되는 것을 특징으로 하는 조립형 스티어링 기어박스.
The method of claim 1,
One side of the rack bar 10 is formed with a fastening portion 11 recessed concave toward the inside, the teeth 20 is assembled, characterized in that coupled to the inside of the fastening portion 11 detachably. Steering gearbox.
제1항에 있어서,
상기 덮개(30)는 내부 공간이 절개된 채로 형성되어 상기 치형(20)의 돌출부가 상기 덮개(30)의 외측을 향하여 돌출되도록 결합되는 것을 특징으로 하는 조립형 스티어링 기어박스.
The method of claim 1,
The cover 30 is formed with the internal space cut off the assembled steering gearbox, characterized in that the protrusion of the tooth 20 is coupled so as to protrude toward the outside of the cover (30).
제1항에 있어서,
상기 덮개(30)의 양측 끝단에는 상기 덮개(30)를 관통하도록 제1결합홈(31)이 형성되고, 상기 랙바(10)의 양측 끝단에는 내부를 향하여 파여진 제2결합홈(12)이 형성되어, 상기 덮개(30)의 외측으로부터 상기 랙바(10)의 내부로 볼트(40)에 의하여 고정 결합되는 것을 특징으로 하는 조립형 스티어링 기어박스.
The method of claim 1,
First coupling grooves 31 are formed at both ends of the cover 30 to penetrate the cover 30, and second coupling grooves 12 which are dug inwardly are formed at both ends of the rack bar 10. Is formed, the assembled steering gearbox, characterized in that fixed by the bolt (40) from the outside of the cover 30 to the interior of the rack bar (10).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US9744985B2 (en) 2015-02-17 2017-08-29 Hyundai Motor Company Rack bar unit of vehicle steering device

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