KR20140049262A

KR20140049262A - 윤활재 자동 공급 조향 기어 장치

Info

Publication number: KR20140049262A
Application number: KR1020120115305A
Authority: KR
Inventors: 최원혁
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2012-10-17
Filing date: 2012-10-17
Publication date: 2014-04-25

Abstract

본 발명은 조향축에 형성된 피니언과, 상기 피니언에 맞물리고 휠에 연결되는 랙을 포함하는 조향 기어 장치로서, 상기 조향축 내부에 형성되며, 상기 조향축 하단에서 상기 피니언의 외주연을 관통하여 형성되는 윤활재 공급로 및 상기 피니언 아래에 위치하는 상기 조향축 하부 둘레를 따라 나선형으로 형성되는 윤활재 이송부를 포함하는 조향 기어 장치를 제공하여, 조향축의 회전에 연동하여 조향축 하부에 모인 윤활재를 피니언과 랙의 맞물림 영역으로 윤활재를 지속적으로 공급하여 조향 기어 장치에서 발생할 수 있는 마찰에 의한 열화문제나 과열을 방지할 수 있는 유리한 효과를 제공한다.

Description

윤활재 자동 공급 조향 기어 장치{Steering gear apparatus capable of automatic lubrication}

본 발명은 조향 기어 장치에 관한 것으로, 피니언과 랙 사이에 윤활재를 자동으로 공급하는 조향 기어 장치에 관한 것이다.

조향 기어 장치란, 자동차의 핸들의 회전을 감속하고 토크를 높이는 장치이다. 도 1은 통상적인 랙 앤드 피니언 방식의 조향 기어와, 윤활재 도포 영역을 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 랙 앤드 피니언 방식의 조향 기어 장치(10)는, 조향축(11)에 연결되는 피니언(12)과, 피니언(12)과 맞물리는 랙(13)이 하우징(14) 안에 구비된다. 도면에는 도시하진 않았으나, 랙(13)의 양 단에는 타이 로드(tie road)가 연결되고, 타이 로드에는 휠이 연결된다.

이러한, 랙 앤드 피니언 방식의 조향 기어 장치(10)에서, 피니언(12)과 랙이 맞물리는 영역(A)에는 윤활재가 도포된다. 그러나, 조향 기어 장치(10)의 작동이 계속되면, 도 1의 A가 나타내는 영역에 도포된 윤활재는 중력에 의해, 피니언(12)의 아래쪽(B)에 모이게 되며, 피니언(12)에는 소량의 윤활재만이 남아 있게 된다. 이에, 윤활재 부족으로 인하여 피니언(12)과 랙(13)의 치(齒)에 열화 문제가 발생할 수 있다. 또한, 마찰열로 인하여 조향 기어 장치(10) 내부에서 과열이 발생할 수 있는 문제점이 있다.

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 피니언과 랙의 맞물림 영역에 윤활재가 충분히 존재하도록, 조향축 하부에 모이는 윤활재를 피니언과 랙의 맞물림 영역으로 다시 순환시켜 공급할 수 있는 조향 기어 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 조향축에 형성된 피니언과, 상기 피니언에 맞물리고 휠에 연결되는 랙을 포함하는 조향 기어 장치로서, 상기 조향축 내부에 형성되며, 상기 조향축 하단에서 상기 피니언의 외주연을 관통하여 형성되는 윤활재 공급로 및 상기 피니언 아래에 위치하는 상기 조향축 하부 둘레를 따라 나선형으로 형성되는 윤활재 이송부를 포함하는 조향 기어 장치를 제공한다.

바람직하게는, 상기 윤할재 공급로는, 상기 조향축 하단 중심에 형성된 윤활재 유입구와, 상기 유입구와 연통되게 형성되며 상기 피니언의 나사골에 형성된 적어도 하나의 윤활재 유출구를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 윤활재 유출구는 상기 피니언의 방사 방향으로 나사골 마다 형성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 윤할재 공급로는, 상기 윤활재 유입구와 연결되어 수직하게 형성되는 수직 공급로와, 상기 수직 공급로와 연결되고 상기 윤활재 유출구와 연결되어 수평하게 형성되는 적어도 하나의 수평 공급로를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 수직 공급로는 상기 조향축의 축 중심을 따란 형성될수 있다.

바람직하게는, 상기 윤활재 유출구는, 상기 피니언과 상기 랙이 맞물린 상태에서 상기 랙의 위치에 대응하여 형성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 윤활재 유출구는, 상기 피니언이 맞물린 상태에서 상기 랙의 수직 방향 중심에 대응하여 형성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 윤활재 이송부는, 상기 조향축이 회전함에 따라. 상기 피니언에서 흘러 들어오는 윤활재를 상기 조향축의 하단으로 이송할 수 있다.

본 발명에 따른 조향 기어 장치에 따르면, 윤활재 공급로와 윤활재 이송부를 구비함으로써, 조향축의 회전에 연동하여 조향축 하부에 모인 윤활재를 피니언과 랙의 맞물림 영역으로 윤활재를 지속적으로 공급하여 조향 기어 장치에 발생할 수 있는 마찰에 의한 열화문제나 과열을 방지할 수 있는 유리한 효과를 제공한다.

도 1은 통상적인 랙 앤드 피니언 방식의 조향 기어와, 윤활재 도포 영역을 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 조향 기어 장치의 구성을 도시한 도면,
도 3은 도 2에서 도시한 조향 기어 장치의 부분 절개도,
도 4는 자동 공급되는 윤활재의 경로를 도시한 조향 기어 장치의 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 조향 기어 장치의 구성을 도시한 도면이고, 도 3은 도 2에서 도시한 조향 기어 장치의 부분 절개도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 조향 기어 장치(100)는, 조향축(11) 내부에 형성되는 윤활재 공급로(110)와, 조향축(11) 하부에 형성되는 윤활재 이송부(120)를 포함한다.

먼저, 윤활재 공급로(110)는 조향축(11) 아래에 고인 윤활재가 피니언(12)으로 이동하도록 안내하는 역활을 한다. 일실시예에 있어서, 윤활재 공급로(110)는 조향축(11)의 하단과 피니언(12)의 외주연을 연통시킨다. 윤활재 공급로(110)는 윤활재 유입구(111)와 윤활재 유출구(112)를 포함할 수 있다.

윤활재 유입구(111)는 조향축(11)의 하단 중심에 형성된다. 그리고 윤활재 유출구(112)는 피니언(12)의 외주연에 형성된다. 특히, 복수 개의 윤활재 유출구(112)가 방사 방향으로 피니언(12)의 나사골 마다 형성될 수 있다. 또한, 윤활재 유출구(112)는 피니언(12)과 랙(13)이 맞물린 상태에서 랙(13)의 위치에 대응하여 형성될 수 있다. 일실시예에 있어서, 윤활재 유출구(112)는 피니언(12)과 랙(13)이 맞물린 상태에서 랙(13)의 수직 방향 중심에 대응되도록 형성될 수 있다.

윤활재 유출구(112)는 조향축(11)의 높이 방향으로 형성되는 수직 공급로(113)와 연결된다. 수직 공급로(113)는 조향축(11)의 축 중심을 따라 형성될 수 있다.

윤활재 유입구(111)는 조향축의 반경 방향으로 형성되는 복수 개의 수평 공급로(114)와 연결된다. 복수 개의 수평 공급로(114)는 각각 수직 공급로(113)와 연통된다.

다음으로, 윤활재 이송부(120)는, 피니언(12)에서 떨어지는 윤활재를 윤활재 유입구(111)를 향하여 밀어내는 역활을 한다. 일실시예에 있어서, 이러한 윤활재 이송부(120)는 피니언(12) 아래에 위치하는 조향축(11) 하부 둘레를 따라 나선형으로 형성될 수 있다. 조향축(11)이 회전하면, 이에 연동하여 윤활재 이송부(120)가 회전하면서, 피니언(12)에서 유입되는 윤활재를 윤활재 유입구(111)가 위치한 조향축(11) 하단으로 이송시킨다.

윤활재 이송부(120)는 조향축(11) 하부를 둘러싸는 하우징(도 4의 14) 내벽과의 거리를 고려하여 그 반경이 적절하게 설계된다. 윤활재 이송부(120)는 조향축(11)의 하부 둘레를 따라 반경 방향으로 확장하여 돌출 형성되거나. 조향축(11)의 하부 둘레를 따라 오목하게 요입 형성될 수 있다.

이하, 도 4를 참조하여, 상술한 구성을 갖는 조향 기어 장치(100)의 작동 상태를 설명한다.

도 4는 자동 공급되는 윤활재의 경로를 도시한 조향 기어 장치의 단면도이다. 우선, 도 4를 참조하면, 윤활재 공급로(110)의 수직 공급로(113)가 조향축(11)의 축 중심(C)을 따라 형성되고, 수직 공급로(113)와 연통되어 랙(13)과 피니언(12)의 맞물림 영역을 향하는 수평 공급로(114)가 형성됨을 확인할 수 있다.

조향축(11)이 회전하게 되면, 피니언(12)에서 흘러 내려오는 윤활재는 윤활재 이송부(120)에 의해 안내되어 조향축(11)의 하단을 향하게 된다. 하우징(10)의 내벽과 근접하게 위치하는 윤활재 이송부(120)는 조향축(11)의 회전에 연동하여 회전하면서, 윤활재 유입구(111)를 향하여 윤활재를 밀어 내게 된다. 윤활재 이송부(120)에 의해 밀려 윤활재 유입구(111)로 유입된 윤활재는 도 4에서 도시한 바와 같이, 수직 공급로(113)와 수평 공급로(114)를 거쳐 피니언(12)과 랙(13)이 맞물리는 영역으로 다시 공급된다.

이로써, 조향축(11) 하단으로 흘러 내리는 윤활재는 피니언(12) 하단에 모여 고여 있지 않고, 피니언(12)으로 다시 순환되어, 피니언(12)에서 윤활재가 부족해지는 것을 방지할 수 있다.

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 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 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.

110 : 윤활재 공급로
111 : 윤활재 유입구
112 : 윤활재 유출구
113 : 수직 공급로
114 : 수평 공급로
120 : 윤활재 이송부

Claims

조향축에 형성된 피니언과, 상기 피니언에 맞물리고 휠에 연결되는 랙을 포함하는 조향 기어 장치로서,
상기 조향축 내부에 형성되며, 상기 조향축 하단에서 상기 피니언의 외주연을 관통하여 형성되는 윤활재 공급로;및
상기 피니언 아래에 위치하는 상기 조향축 하부 둘레를 따라 나선형으로 형성되는 윤활재 이송부
를 포함하는 조향 기어 장치.
제1 항에 있어서,
상기 윤할재 공급로는, 상기 조향축 하단 중심에 형성된 윤활재 유입구와, 상기 유입구와 연통되게 형성되며 상기 피니언의 나사골에 형성된 적어도 하나의 윤활재 유출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 조향 기어 장치.
제2 항에 있어서,
상기 윤활재 유출구는 상기 피니언의 방사 방향으로 나사골 마다 형성되는 것을 특징으로 하는 조향 기어 장치.
제2 항 또는 제3 항에 있어서,
상기 윤할재 공급로는, 상기 윤활재 유입구와 연결되어 수직하게 형성되는 수직 공급로와, 상기 수직 공급로와 연결되고 상기 윤활재 유출구와 연결되어 수평하게 형성되는 적어도 하나의 수평 공급로를 포함하는 것을 특징으로 하는 조향 기어 장치.
제3 항에 있어서,
상기 수직 공급로는 상기 조향축의 축 중심을 따란 형성되는 것을 특징으로 하는 조향 기어 장치.
제3 항에 있어서,
상기 윤활재 유출구는, 상기 피니언과 상기 랙이 맞물린 상태에서 상기 랙의 위치에 대응하여 형성되는 것을 특징으로 하는 조향 기어 장치.
제3 항에 있어서,
상기 윤활재 유출구는, 상기 피니언이 맞물린 상태에서 상기 랙의 수직 방향 중심에 대응하여 형성되는 것을 특징으로 하는 조향 기어 장치.
제1 항에 있어서,
상기 윤활재 이송부는, 상기 조향축이 회전함에 따라. 상기 피니언에서 흘러 들어오는 윤활재를 상기 조향축의 하단으로 이송하는 것을 특징으로 하는 조향 기어 장치.