KR20140112937A - 랙부시 어셈블리 및 이를 포함한 자동차의 랙 피니언 방식 조향장치 - Google Patents

랙부시 어셈블리 및 이를 포함한 자동차의 랙 피니언 방식 조향장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 랙 부시 어셈블리 및 이를 포함한 자동차의 랙 피니언 방식 조향장치에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 의하면, 랙부시의 양단부 외주부에 러버 밴드를 결합하여서, 내구 진행시 바퀴로부터 외력이 역입력되더라도 랙부시가 실린더 튜브의 내주면에 직접적으로 부딪히지 않고 러버 밴드가 완충 작용을 하게 되므로, 래틀 노이즈 발생을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

랙부시 어셈블리 및 이를 포함한 자동차의 랙 피니언 방식 조향장치{Rack Bush Assembly and Rack and Pinion type Steering Apparatus for Vehicle having the same}
본 발명은 랙부시 어셈블리 및 이를 포함한 자동차의 랙 피니언 방식 조향장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 랙부시의 양단부 외주부에 러버 밴드를 결합하여서, 내구 진행시 바퀴로부터 외력이 역입력되더라도 랙부시가 실린더 튜브의 내주면에 직접적으로 부딪히지 않고 러버 밴드가 완충 작용을 하게 되므로, 래틀 노이즈 발생을 방지할 수 있는 랙부시 어셈블리 및 이를 포함한 자동차의 랙 피니언 방식 조향장치에 관한 것이다.
일반적으로 조향장치는 운전자에 의해 바퀴를 움직일 수 있도록 운전석과 바퀴 사이에 마련되는 것으로서, 운전석의 조향휠 하측에 마련되는 조향축, 이 조향축과 연결되는 기어박스, 그리고 기어박스의 동작에 따라 바퀴를 직접 동작시킬 수 있도록 좌우 양측으로 연장되어 바퀴에 연결되는 랙바를 포함하여 구성된다.
도 1은 종래 자동차의 랙 피니언 방식 조향장치를 나타내는 부분 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 자동차의 랙 피니언 방식 조향장치에서 조향휠(110)과 조향축(115)의 하측에는 랙하우징(133)과 연결된 기어박스(125)가 구비된다.
기어박스(125)의 내부 상측에는 조향축(115)과 연결되어 조향휠(110)에서 발생되는 회전력을 전달받을 수 있도록 입력축(120)이 구비된다.
기어박스(125)의 내부 하측에는 입력축(120)을 통해 전달된 회전력에 의해 회전하며 끝단 외주부에 이가 형성된 피니언(미도시)이 구비되고, 기어박스(125)의 하부 외측에는 기어박스(125)와 일체로 형성되는 랙하우징(133)이 마련된다.
랙하우징(133)의 일측에는 실린더 튜브(137)가 결합되는데, 실린더 튜브(137)는 중공관으로서 양측이 개구되어 형성되며, 개구된 입구의 일측에는 랙부시(160) 및 랙스토퍼(165) 등이 설치되고, 그 외주측에는 벨로우즈(150)가 설치된다.
실린더 튜브(137)의 내부에는 기어박스(125)에 마련된 피니언과 치결합될 수 있도록 그 중간에 랙이 형성된 랙바(140)가 마련된다.
랙바(140)는 실린더 튜브(137)의 내부에서 축방향으로 왕복 직선운동되도록 마련되는 것으로서, 기어박스(125)의 피니언과 치결합될 수 있도록 그 중간에 랙이 형성되어 있고, 랙바(140)의 좌우에는 볼하우징(175)에 볼이 삽입되어 결합되는 이너볼조인트를 매개로 타이로드(155)가 연결되어서 바퀴(미도시)를 조향하도록 되어 있다.
한편, 개구되어 형성된 실린더 튜브(137)의 일측에는 랙바(140)를 지지하면서 랙바(140)의 이동을 안내하는 랙부시(160)가 구비된다.
랙부시(160)는 중공으로 형성되어 외주면이 실린더 튜브(137)의 내주면과 단차부(135)에 밀착되어 고정되고, 랙부시(160)의 내주면은 랙바(140)의 외주면과 밀착되어 랙바(140)의 슬라이딩을 안내하게 되어 있고, 반대측 타단은 실린더 튜브(137)의 일측 단부에 압입되어 결합된 랙스토퍼(165)에 의해 지지되도록 되어 있다.
즉, 랙부시(160)의 끝단에는, 실린더 튜브(137)를 밀폐할 수 있도록 랙부시(160)와 밀착되면서 실린더 튜브(137)의 내주면에 밀착 고정되는 중공의 랙스토퍼(165)가 설치되어 랙부시(160)의 이탈을 방지하게 된다.
그러나 이러한 종래 자동차의 랙 피니언 방식 조향장치에서, 랙바를 지지하는 랙부시는 그 외주면이 실린더 튜브의 내주면과 직접 밀착되므로, 내구 진행시 바퀴로부터 외력이 역입력되어 전달되는 경우, 랙부시와 실린더 튜브 사이의 충격으로 인해 래틀 노이즈가 발생되는 문제점이 있었다.
또한, 실린더 튜브와 외부 사이의 에어 순환이 원활하지 못해 이음이 발생되는 문제점도 있었다.
본 발명은 전술한 배경에서 안출된 것으로, 랙부시의 양단부 외주부에 러버 밴드를 결합하여서, 내구 진행시 바퀴로부터 외력이 역입력되더라도 랙부시가 실린더 튜브의 내주면에 직접적으로 부딪히지 않고 러버 밴드가 완충 작용을 하게 되므로, 래틀 노이즈 발생을 방지할 수 있는 랙부시 어셈블리를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 러버 밴드의 외주면에 장홈을 형성함으로써, 실린더 튜브와 외부 사이의 에어 순환이 원활해져서, 이음 발생을 방지할 수 있는 랙부시 어셈블리를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 랙부시에 제1슬릿과 제2슬릿을 형성함으로써, 랙바가 경방향으로 유동하더라도 제1슬릿과 제2슬릿의 간격이 좁혀지거나 넓어지면서 랙바의 유동을 완충할 수 있는 랙부시 어셈블리를 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, 실린더 튜브 내에 구비되는 랙바가 관통하는 중공형상이되, 양단부에 경방향으로 돌출된 플랜지부가 각각 형성되어 있는 랙부시; 및 랙부시의 양단부 외주부에 각각 결합되며, 플랜지부가 삽입되어 고정되도록 내주면에 요홈부가 형성되어 있고, 경방향 외주면이 상기 실린더 튜브의 내주면에 밀착되는 중공형상의 러버 밴드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 랙부시 어셈블리가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 조향휠의 회전력을 전달받아 축방향으로 왕복 직선운동함으로써 바퀴를 조향하는 랙바; 랙바가 내주하는 실린더 튜브; 및 실린더 튜브의 말단에 삽입고정되어 랙바를 지지하는 상술한 랙부시 어셈블리를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 랙 피니언 방식 조향장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 랙부시의 양단부 외주부에 러버 밴드를 결합하여서, 내구 진행시 바퀴로부터 외력이 역입력되더라도 랙부시가 실린더 튜브의 내주면에 직접적으로 부딪히지 않고 러버 밴드가 완충 작용을 하게 되므로, 래틀 노이즈 발생을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 러버 밴드의 외주면에 장홈을 형성함으로써, 실린더 튜브와 외부 사이의 에어 순환이 원활해져서, 이음 발생을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 랙부시에 제1슬릿과 제2슬릿을 형성함으로써, 랙바가 경방향으로 유동하더라도 제1슬릿과 제2슬릿의 간격이 좁혀지거나 넓어지면서 랙바의 유동을 완충할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 자동차의 랙 피니언 방식 조향장치를 나타내는 부분 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 랙부시 어셈블리가 구비된 자동차의 랙 피니언 방식 조향장치의 부분 단면도이다.
도 3은 도 2의 일부에 대한 분해 사시도이다.
도 4는 도 3의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 랙부시 어셈블리가 구비된 자동차의 랙 피니언 방식 조향장치의 일부에 대한 분해 사시도이다.
도 6은 도 5의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 랙부시 어셈블리가 구비된 자동차의 랙 피니언 방식 조향장치의 부분 단면도이다. 도 3은 도 2의 일부에 대한 분해 사시도이다. 도 4는 도 3의 단면도이다. 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 랙부시 어셈블리가 구비된 자동차의 랙 피니언 방식 조향장치의 일부에 대한 분해 사시도이다. 도 6은 도 5의 단면도이다.
이들 도면들과 도 1을 함께 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 랙부시 어셈블리(300,500)는, 실린더 튜브(137) 내에 구비되는 랙바(140)가 관통하는 중공형상이되, 양단부에 경방향으로 돌출된 플랜지부(261,263)가 각각 형성되어 있는 랙부시(260,560); 및 랙부시(260,560)의 양단부 외주부에 각각 결합되며, 플랜지부(261,263)가 삽입되어 고정되도록 내주면에 요홈부(371,373)가 형성되어 있고, 경방향 외주면이 실린더 튜브(137)의 내주면에 밀착되는 중공형상의 러버 밴드(271,273);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
기어박스(125)는 랙하우징(133)과 연결되는데, 기어박스(125)의 내부 상측에는 조향축(115)과 연결되어 조향휠(110)에서 발생되는 회전력을 전달받을 수 있도록 입력축(120)이 구비된다.
기어박스(125)의 내부 하측에는 입력축(120)을 통해 전달된 조향휠(110)의 회전력에 의해 회전하며 끝단 외주부에 이가 형성된 피니언(미도시)이 구비되어 있으며, 기어박스(125)의 하부 외측에는 기어박스(125)와 일체로 랙하우징(133)이 형성되어 있다.
랙하우징(133)의 일측에는 실린더 튜브(137)가 결합되는데, 실린더 튜브(137)는 양측이 개구된 중공의 튜브 형상이며, 개구된 입구의 일측에는 랙부시 어셈블리(300,500) 및 랙스토퍼(165) 등이 설치되고, 그 외주측에는 벨로우즈(150)가 설치된다.
그리고 실린더 튜브(137)의 내부에는 기어박스(125)에 마련된 피니언과 치결합될 수 있도록 랙(미도시)이 형성된 랙바(140)가 구비된다.
랙바(140)는 실린더 튜브(137)의 내부에서 축방향으로 왕복 직선운동하게 되는데, 랙바(140)에는 전술한 바와 같이 기어박스(125)의 피니언과 치결합될 수 있도록 랙(미도시)이 형성되어 있어서 조향휠(110)의 회전력을 전달받아 축방향으로 왕복 직선운동하게 되며, 랙바(140)의 좌우에는 볼하우징(175)에 볼이 삽입되어 결합되는 이너볼조인트를 매개로 타이로드(155)가 연결되어 바퀴(미도시)를 조향하도록 되어 있다.
한편, 실린더 튜브(137)의 단부에는 실린더 튜브(137)를 밀폐하며 랙부시 어셈블리(300,500)의 이탈을 방지하도록 랙스토퍼(165)가 결합된다.
랙부시 어셈블리(300,500)는 실린더 튜브(137)의 말단에 삽입고정되어 랙바(140)를 지지하게 되는데, 이를 위해 실린더 튜브(137)의 말단에는 랙부시 어셈블리(300,500)가 삽입고정될 수 있도록 내경이 확경된 공간이 형성되어 있으며, 랙부시 어셈블리(300,500)의 일측은 확경된 공간으로 인해 형성되는 단턱부(211)에 지지되고, 타측은 랙스토퍼(165)에 의해 지지된다.
랙부시 어셈블리(300,500)는 실린더 튜브(137) 내에 구비되는 랙바(140)가 관통하는 중공형상이되, 양단부에 경방향으로 돌출된 플랜지부(261,263)가 각각 형성되어 있는 랙부시(260,560); 및 랙부시(260,560)의 양단부 외주부에 각각 결합되며, 플랜지부(261,263)가 삽입되어 고정되도록 내주면에 요홈부(371,373)가 형성되어 있고, 경방향 외주면이 실린더 튜브(137)의 내주면에 밀착되는 중공형상의 러버 밴드(271,273)를 포함하여 이뤄진다.
랙부시(260,560)는 중공의 원통 형상으로써, 랙부시(260,560)의 양단부에는 경방향으로 플랜지부(261,263)가 각각 돌출되도록 형성되어 있다.
이러한 랙부시(260,560)는 랙바(140) 및 실린더 튜브(137)와의 사이에서 습동이 발생되므로, 내마모성과 저마찰성 뿐만 아니라 소정의 휨과 강성을 구비하며 열에 의한 신축성이 적은 재질로 형성되며, 그 예들로, 폴리아세탈(POM), 폴리아미드(PA), 폴리카보네이트(PC), 폴리이미드(PI), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT) 등과 같은 엔지니어링 플라스틱계열 등으로 형성될 수 있다.
한편, 도 5와 도 6에 도시된 랙부시(560)에는 제1슬릿(561)과 제2슬릿(563)이 교번으로 형성되되, 제1슬릿(561)은 랙부시(560)의 일측 단부 쪽이 개방되며 축방향으로 형성되고, 제2슬릿(563)은 랙부시(560)의 타측 단부 쪽이 개방되며 축방향으로 형성된 구조로 이뤄질 수 있다.
이와 같이, 랙부시(560)에 제1슬릿(561)과 제2슬릿(563)을 형성함으로써, 랙바(140)가 경방향으로 유동하더라도 제1슬릿(561)과 제2슬릿(563)의 간격이 좁혀지거나 넓어지면서 랙바(140)의 유동을 완충할 수 있게 된다.
이어서, 러버 밴드(271,273)는 랙부시(260,560)의 양단부 외주부에 각각 결합되는데, 러버 밴드(271,273)는 중공의 원통 형상으로 이뤄지며, 내주면에는 랙부시(260,560)의 플랜지부(261,263)가 삽입되어 고정될 수 있도록 요홈부(371,373)가 각각 형성되어 있다.
이와 같이 랙부시(260,560)의 양단부 외주부에 러버 밴드(271,273)가 결합됨으로써, 내구 진행시 바퀴로부터 외력이 역입력되더라도 랙부시(260,560)가 실린더 튜브(137)의 내주면에 직접적으로 부딪히지 않고 러버 밴드(271,273)가 완충 작용을 하게 되므로, 래틀 노이즈 발생을 방지할 수 있게 된다.
또한, 러버 밴드(271,273)의 외주면에는, 실린더 튜브(137) 내의 에어가 랙부시(260,560)의 좌우로 소통할 수 있도록 장홈(375,377)이 형성되어 있는데, 장홈(375,377)은 러버 밴드(271,273)의 경방향 외주면(372,374)에 원주방향으로 이격되며 축방향과 나란하게 복수개가 형성될 수 있다.
더불어, 이와 같이 러버 밴드(271,273)의 경방향 외주면(372,374)에 형성되어 있는 장홈(375,377)은 러버 밴드(271,273)의 축방향에 수직한 면까지 연장되어 형성될 수 있다.
즉, 러버 밴드(271)의 장홈(375)은 러버 밴드(217)의 축방향에 수직한 양측면 중 좌측면(즉, 기어박스(125)를 향하는 면)에 연장되어 형성되고, 러버 밴드(273)의 장홈(377)은 러버 밴드(217)의 축방향에 수직한 양측면 중 우측면(즉, 랙스토퍼(165)를 향하는 면)에 연장되어 형성될 수 있다.
이와 같이, 러버 밴드(271,273)의 외주면에 장홈(375,377)을 형성함으로써, 실린더 튜브(137)와 외부 사이의 에어 순환이 원활해져서, 이음 발생을 방지할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의하면, 랙부시의 양단부 외주부에 러버 밴드를 결합하여서, 내구 진행시 바퀴로부터 외력이 역입력되더라도 랙부시가 실린더 튜브의 내주면에 직접적으로 부딪히지 않고 러버 밴드가 완충 작용을 하게 되므로, 래틀 노이즈 발생을 방지할 수 있는 효과가 있게 된다.
또한, 러버 밴드의 외주면에 장홈을 형성함으로써, 실린더 튜브와 외부 사이의 에어 순환이 원활해져서, 이음 발생을 방지할 수 있는 효과가 있게 된다.
또한, 랙부시에 제1슬릿과 제2슬릿을 형성함으로써, 랙바가 경방향으로 유동하더라도 제1슬릿과 제2슬릿의 간격이 좁혀지거나 넓어지면서 랙바의 유동을 완충할 수 있는 효과가 있게 된다.
110 : 조향휠 115 : 조향축
125 : 기어박스 133 : 랙하우징
137 : 실린더 튜브 140 : 랙바
150 : 벨로우즈 165 : 랙스토퍼
260,560 : 랙부시 261,263 : 플랜지부
271,273 : 러버 밴드 300,500 : 랙부시 어셈블리
371,373 : 요홈부

Claims (4)

  1. 실린더 튜브 내에 구비되는 랙바가 관통하는 중공형상이되, 양단부에 경방향으로 돌출된 플랜지부가 각각 형성되어 있는 랙부시; 및
    상기 랙부시의 양단부 외주부에 각각 결합되며, 상기 플랜지부가 삽입되어 고정되도록 내주면에 요홈부가 형성되어 있고, 경방향 외주면이 상기 실린더 튜브의 내주면에 밀착되는 중공형상의 러버 밴드;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 랙부시 어셈블리.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 러버 밴드의 외주면에는, 상기 실린더 튜브 내의 에어가 상기 랙부시의 좌우로 소통할 수 있도록 장홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 랙부시 어셈블리.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 랙부시에는,
    제1슬릿과 제2슬릿이 교번으로 형성되되, 상기 제1슬릿은 상기 랙부시의 일측 단부 쪽이 개방되며 축방향으로 형성되고, 상기 제2슬릿은 상기 랙부시의 타측 단부 쪽이 개방되며 축방향으로 형성된 것을 특징으로 하는 랙부시 어셈블리.
  4. 조향휠의 회전력을 전달받아 축방향으로 왕복 직선운동함으로써 바퀴를 조향하는 랙바;
    상기 랙바가 내주하는 실린더 튜브; 및
    상기 실린더 튜브의 말단에 삽입고정되어 상기 랙바를 지지하는 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항의 랙부시 어셈블리
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 랙 피니언 방식 조향장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2020074385A1 (de) * 2018-10-09 2020-04-16 Thyssenkrupp Presta Ag Gleitlager für eine koppelstange eines steer-by-wire-lenkgetriebes

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WO2020074385A1 (de) * 2018-10-09 2020-04-16 Thyssenkrupp Presta Ag Gleitlager für eine koppelstange eines steer-by-wire-lenkgetriebes
US12071178B2 (en) 2018-10-09 2024-08-27 Thyssenkrupp Presta Ag Plain bearing for a coupling rod of a steer-by-wire steering gear

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