KR20140037353A - 자동차의 조향장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 조향장치에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 의하면, 노면으로부터 역입력이 입력되거나 피니언기어의 기어치가 마모됨으로 인해 발생되는 진동 및 노이즈를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

자동차의 조향장치{Steering apparatus for vehicle}

본 발명은 자동차의 조향장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 노면으로부터 역입력이 입력되거나 피니언기어의 기어치가 마모됨으로 인해 발생되는 진동 및 노이즈를 감소시킬 수 있는 자동차의 조향장치에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차의 조향장치는 운전자가 조향 핸들을 돌려 자동차의 진행 방향을 운전자가 원하는 방향으로 바꿀 수 있게 하는 장치로서, 자동차의 앞바퀴가 선회하는 회전 중심을 임의로 변경하여 운전자가 원하는 방향으로 자동차를 진행시킬 수 있도록 보조하는 장치이다.

이와 같은 조향장치에는 엔진으로부터 회전력을 받아 유압 펌프를 작동시키고 유압 펌프에서 만들어진 유압을 조향휠 혹은 조향축의 회전에 따라 적절한 양을 적시에 구동식 피스톤에 보내어 조향장치를 움직이게 하는 유압식 조향 장치와, 조향휠 혹은 조향축의 회전을 감지하여 조향휠 혹은 조향축의 회전 운동을 보조하는 모터를 가동시켜 랙바를 움직임으로써 조향장치가 원활하게 작동되도록 하는 모터 구동식 조향 장치로 크게 구분할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 자동차의 조향장치를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 2는 종래 기술에 의한 자동차의 조향장치의 일부를 투명하게 나타낸 사시도이다.

이들 도면들에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 의한 자동차의 조향장치(100)는 조향휠(미도시)과 연결되어 조향휠의 회전에 따라 회전하며 피니언기어(110a)가 형성되어 있는 피니언 축(110), 피니언 축(110)의 회전 운동을 직선 운동으로 전환하는 랙과 피니언식 기어 박스(120), 기어 박스(120)를 통해 전달된 회전력을 이용해 좌우로 슬라이딩하는 랙바(205)를 수용하는 랙 하우징(130), 랙기어(205a)가 형성된 랙바(205)의 양측 단부에 각각 연결되는 볼하우징(142)과 타이로드(144)로 구성되는 링크 구조(140) 및 랙 하우징(130)을 차체에 고정시키는 마운팅 브라켓(160)을 포함하여 구성된다.

피니언 축(110)은 기어 박스(120)에 연결되고, 외주면 일측에 소정 길이의 랙기어(205a)가 형성되어 있는 랙바(205)는 랙 하우징(130)과 실린더 튜브(135)에 내장되며, 랙 하우징(130)과 실린더 튜브(135)는 랙바(205)를 감싸며 결합된다.

마운팅 브라켓(160)은 랙바(205)의 움직임, 바퀴와 노면의 마찰 및 노면으로부터의 역입력에 의해 많은 힘이 가해지는 조향장치(100)를 차체에 고정하기 위해 실린더 튜브(135)의 외주면 일측에 장착된다.

이와 같은 자동차의 조향장치의 조립에 있어서, 피니언 축(110)과 베어링(210)은 피니언 축(110)에 베어링(210)을 압입하고 일측에 록링(215)을 체결한 후 지그에 셋팅 고정하고 록링(215)의 외주면 몇군데를 코킹함으로써 결합되게 된다.

그런데 이와 같은 종래 기술에 의한 자동차의 조향장치에서, 피니언 축(110)의 피니언기어(110a)와 랙바(205)의 랙기어(205a)는 내구가 진행됨에 따라 기어치의 마모가 발생되어, 노면으로부터 역입력이 들어올 때에 기어치 사이의 부딪힘에 의한 진동 및 노이즈 발생의 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 배경에서 안출된 것으로, 노면으로부터 역입력이 입력되거나 피니언기어의 기어치가 마모됨으로 인해 발생되는 진동 및 노이즈를 감소시킬 수 있는 자동차의 조향장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 외주면에 랙기어가 형성되어 있는 랙바; 랙기어와 치합하는 피니언기어가 형성되어 있고, 조향축과 연결되어 조향휠로부터 전달되는 회전력을 랙바로 전달하는 피니언 축; 및 피니언 축과 소정 간격 이격되며, 랙기어와 치합하는 기어부가 구비된 완충기;를 포함하는 자동차의 조향장치가 제공될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 의하면, 노면으로부터 역입력이 입력되거나 피니언기어의 기어치가 마모됨으로 인해 발생되는 진동 및 노이즈를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 자동차의 조향장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 종래 기술에 의한 자동차의 조향장치의 일부를 투명하게 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시에에 따른 자동차의 조향장치의 일부 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 완충기와 피니언 축 및 랙바를 보여주는 사시도이다.

도 3은 본 발명의 일실시에에 따른 자동차의 조향장치의 일부 사시도이다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 완충기와 피니언 축 및 랙바를 보여주는 사시도이다.

도 1 내지 도 4를 함께 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 자동차의 조향장치는, 외주면에 랙기어(205a)가 형성되어 있는 랙바(205); 랙기어(205a)와 치합하는 피니언기어(110a)가 형성되어 있고, 조향축과 연결되어 조향휠로부터 전달되는 회전력을 랙바(205)로 전달하는 피니언 축(110); 및 피니언 축(110)과 소정 간격 이격되며, 랙기어(205a)와 치합하는 기어부(411)가 구비된 완충기(300);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

볼하우징(142)과 타이로드(144)는 랙바(205)의 양측 단부에 각각 연결된다.

마운팅 브라켓(160)은 실린더 튜브(135)에 결합되어 있으며, 실린더 튜브(135) 등은 마운팅 브라켓(160)에 의해 차체에 고정된다.

랙바(205)는 조향휠(미도시)의 회전력을 전달받아 좌우로 이동하면서 양측에 연결된 바퀴(미도시)를 조향하게 되는데, 랙바(205)의 외주면 일부 구간에는 랙기어(205a)가 형성되어 있다.

피니언 축(110)은 조향축(미도시)과 연결되어 조향휠의 회전력을 랙바(205)로 전달하는데, 피니언 축(110)의 하단에는 피니언기어(110a)가 형성되어 있어서 랙바(205)에 형성된 랙기어(205a)와 치합하게 되며, 피니언 축(110)이 회전함에 따라 피니언기어(110a)와 치합되어 있는 랙바(205)는 좌우로 슬라이딩하며 움직이게 된다.

완충기(300)는 피니언 축(110)과 소정 간격 이격되어 위치하며, 피니언 축(110)과 완충기(300)는 서로 나란하게 배치되는데, 완충기(300)에는 랙바(205)에 형성된 랙기어(205a)와 치합하는 기어부(411)가 구비되어 있다.

이러한 완충기(300)를 좀 더 구체적으로 설명하면, 완충기(300)는 외주면에 기어부(411)가 형성되어 있는 몸체부(410); 몸체부(410) 중 기어부(411)가 형성되어 있는 부분의 상측과 하측에 각각 결합되는 베어링(431,433); 및 몸체부(410)와 베어링(431,433)을 감싸되, 베어링(431,433)이 내주면에 결합되어 고정되는 하우징(310);을 포함하여 이뤄진다.

몸체부(410)는 원기둥 형상을 가지며, 몸체부(410)의 외주면에는 랙바(205)에 형성된 랙기어(205a)와 치합하는 기어부(411)가 형성되어 있다. 이러한 기어부(411)는 전술한 피니언 축(110)에 형성된 피니언기어(110a)와 동일한 구조의 기어로 형성된다.

한편, 몸체부(410) 상측과 하측에는 각각 베어링(431,433)이 결합되는데, 이러한 베어링(431,433)은 일 예로, 볼베어링으로 제공될 수 있다.

그리고 하우징(310)은 몸체부(410)와 베어링(431,433)을 감싸는 구조로서, 랙하우징(330)에 일체로 형성되는데, 베어링(431,433)은 하우징(310)의 내주면에 압입되어 결합될 수 있다.

이러한 하우징(310)은 도 3에 도시된 바와 같이, 랙 하우징(330) 중 피니언 축(110)에 형성된 피니언기어(110a)를 감싸는 부분과 유사한 형상으로 이뤄질 수 있다.

한편, 몸체부(410)의 상단부에는, 몸체부(410)의 상측에 결합된 베어링(431)의 축방향 유격을 방지하는 고정부재(450)가 결합되는데, 이러한 고정부재(450)는 록너트로 제공될 수도 있고, 외주면 일부분을 코킹처리한 록링으로 제공될 수도 있다.

그리고 비록 도면에는 도시하지 않았으나, 전술한 고정부재(450)는 몸체부(410)의 하측에도 결합되어, 베어링(433)의 축방향 유격을 방지할 수 있다.

도 4를 참고하여, 본 발명의 일실시예에 따른 자동차의 조향장치에서 완충기의 작동예를 설명한다.

운전자가 조향휠을 회전시킴에 따라 피니언 축(110)에 정입력이 입력될 때(즉, 운전자가 조향휠을 회전시킴에 따라 피니언 축(110)과 결합된 랙바(205)가 좌우로 움직일 때)에는, 피니언 축(110)으로부터 랙바(205)로 전달되는 구동력이 완충기(300)에 의한 마찰력(즉, 랙기어(205a)와 기어부(411) 사이의 마찰력 및 몸체부(410)와 베어링들(431,433) 사이의 마찰력)보다 매우 크므로, 완충기(300)에 의한 마찰력은 운전자의 조타력에 영향을 미치지 않는다.

반면, 노면 등으로부터 랙바(205)로 역입력이 입력될 때에는, 피니언축(110)의 피니언기어(110a)와 완충기(300)의 기어부(411)가 역입력을 분산시켜 진동 및 노이즈를 감소시키게 된다.

또한, 피니언축(110)에 형성된 피니언기어(110a)는 조향휠의 회전력을 직접적으로 랙바(205)로 전달하므로, 피니언기어(110a)의 마모 속도가 빠르나, 완충기(300)의 기어부(411)는 직접적으로 구동력을 전달하는 부분이 아니어서 상대적으로 마모 속도가 느리므로, 피니언기어(110a)의 마모로 인한 진동 및 노이즈를 완충기(300)가 감소시킬 수도 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 의하면, 노면으로부터 역입력이 입력되거나 피니언기어의 기어치가 마모됨으로 인해 발생되는 진동 및 노이즈를 감소시킬 수 있는 효과가 있게 된다.

110 : 피니언 축
110a : 피니언기어
205 : 랙바
205a : 랙기어
300 : 완충기
310 : 하우징
410 : 몸체부
411 : 기어부
431,433 : 베어링
450 : 고정부재

Claims (4)

1. 외주면에 랙기어가 형성되어 있는 랙바;
   상기 랙기어와 치합하는 피니언기어가 형성되어 있고, 조향축과 연결되어 조향휠로부터 전달되는 회전력을 상기 랙바로 전달하는 피니언 축; 및
   상기 피니언 축과 소정 간격 이격되며, 상기 랙기어와 치합하는 기어부가 구비된 완충기;를 포함하는 자동차의 조향장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 완충기는,
   외주면에 상기 기어부가 형성되어 있는 몸체부;
   상기 몸체부의 상측과 하측에 각각 결합되는 베어링; 및
   상기 몸체부와 베어링을 감싸되, 상기 베어링이 내주면에 결합되어 고정되는 하우징;을 포함하는 자동차의 조향장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 기어부는 상기 피니언기어와 동일한 구조의 기어로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 몸체부의 상단부에는,
   상기 몸체부의 상측에 결합된 베어링의 축방향 유격을 방지하는 고정부재가 결합되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향장치.

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