KR20150002376A - 요크 유격 보상장치 - Google Patents

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Abstract

요크 유격 보상장치에 관한 발명이 개시된다. 개시된 요크 유격 보상장치는, 스티어링 기어박스의 하우징에 설치되어 랙바를 지지하는 요크바디와, 요크바디를 랙바측으로 가압하는 탄성부재와, 탄성부재와 접하여 탄성부재를 지지하는 가압부와, 하우징에 고정되고, 가압부가 탄성부재를 지지하는 강도를 조절하는 요크플러그부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

요크 유격 보상장치{CLEARANCE COMPENSATOR OF YOKE}
본 발명은 요크 유격 보상장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기어박스의 소음을 저감하고, 조향감을 유지하기 위한 요크 유격 보상장치에 관한 것이다.
일반적으로 랙 앤드 피니언 방식의 조향 기어박스는 랙바를 지지해 피니언과 랙바의 기어간 유격을 제거하고, 차량의 주행 안정성과 소음 발생 저감을 위해 요크 시스템을 적용한다.
도 1은 일반적인 차량의 스티어링 기어박스의 단면도이고, 도 2는 일반적인 스티어링 기어박스에 적용되는 요크장치의 장착 단면도이며, 도 3은 일반적인 차량의 요크장치의 분해도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 스티어링 기어박스(1)에 적용되는 요크장치는 피니언(4)과 랙바(3)가 기어로 맞물린 구조에서 유격이 발생하므로, 요크장치가 피니언(4)과 랙바(3)사이의 유격을 조정하는 작용을 한다.
일반적인 요크장치는 스티어링 기어박스(1)의 하우징(2)에 요크슬리퍼(21), 요크링(23)이 결합된 요크바디(20), 요크스프링(22) 및 요크플러그(50) 순으로 결합되어 랙바(3)를 지지한다.
한편, 본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-0562579호 (2006.3.22. 공고, 발명의 명칭: 차량용 스티어링 시스템의 래틀 방지 구조)에 개시되어 있다.
종래의 스티어링 기어박스의 요크장치는 내구가 진행됨에 따라 기어의 마모 등에 의하여 요크바디와 요크플러그 사이의 유격이 증가한다. 요크바디와 요크플러그 사이의 유격이 일정 범위를 초과하게 되면, 노면으로부터의 충격이 요크장치에 전달될 때, 요크바디와 요크플러그가 부딪히게 되고, 기계적 충격음이 발생하고, 스티어링 기어박스의 습동력 저하로 인해 차량의 운전성능이 저하된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 요크바디와 요크플러그 간의 유격의 발생을 보상하는 요크 유격 보상장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 기계적 충격음의 발생을 방지하고, 스티어링 기어박스의 습동력을 유지하여, 차량의 운전성능을 유지하는 요크 유격 보상장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 토션스프링의 토션값을 다양하게 설정할 수 있고, 장착 이후에도 용이하게 토션값을 조절할 수 있는 요크 유격 보상장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 다른 요크 유격 보상장치는: 스티어링 기어박스의 하우징에 설치되어 랙바를 지지하는 요크바디; 상기 요크바디를 상기 랙바측으로 가압하는 탄성부재; 상기 탄성부재와 접하여 상기 탄성부재를 지지하는 가압부; 상기 하우징에 고정되고, 상기 가압부가 상기 탄성부재를 지지하는 강도를 조절하는 요크플러그부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 가압부는, 상기 요크플러그에 회전 가능하게 결합되고, 상기 탄성부재와 접하여 상기 탄성부재를 지지하는 푸셔; 및 양단부가 각각 상기 푸셔와 상기 요크플러그부에 고정되어 상기 푸셔를 회전 탄성 지지하는 회전탄성부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 요크플러그부는, 상기 하우징에 고정되는 요크플러그; 및 상기 요크플러그에 고정되고, 상기 가압부가 상기 탄성부재를 지지하는 강도를 조절하는 가압조절부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 가압조절부는, 상기 요크플러그에 회전 가능하게 삽입되는 조절부바디부; 상기 조절부바디부를 상기 요크플러그에 고정시키는 바디고정부; 및 상기 조절부바디부에서 상기 랙바측으로 돌출 형성되어 상기 회전탄성부가 고정되는 회전탄성부고정부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 바디고정부는, 상기 요크플러그에 형성되는 바디고정홀부로 진입되고 상기 조절부바디부를 가압하여 상기 요크플러그에 고정시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 요크 유격 보상장치는, 상기 요크바디와 상기 탄성부재 사이에 배치되어 상기 요크바디와 상기 탄성부재와 각각 접하는 커버부와, 상기 가압부에 결합되어 상기 커버부를 상기 탄성부재측으로 가압하는 조임부를 갖는 유격조정부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 요크 유격 보상장치는, 상기 요크플러그를 관통하여 상기 푸셔에 안착되어 상기 푸셔와 상기 요크플러그의 나사 결합을 유지시키는 고정부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 요크 유격 보상장치는 요크바디와 요크플러그 사이에 가압부가 구비되고, 가압부는 요크플러그에 나사 결합되어 요크바디를 가압 지지하므로, 요크플러그와 가압부간의 접촉 유지와 동시에 요크바디의 이동에 의해 발생하는 유격을 보상할 수 있다.
본 발명에 따르면, 가압부는 푸셔부와 토션스프링을 포함하므로, 토션스프링에서 제공되는 회전탄성력에 의해 푸셔부는 요크바디를 지속적으로 가압 지지할 수 있다.
본 발명에 따르면, 가압부와 요크플러그의 나사 결합을 유지시키는 고정부가 구비되므로, 가압부와 요크플러그의 조립 시에 나사 결합이 풀리는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에 따르면, 가압조정부를 통하여 회전탄성부를 회전시킬 수 있으므로, 장치의 분리 없이 간단한 조작을 통하여 요크의 유격을 보상하는 정도를 조정할 수 있다.
도 1은 일반적인 차량의 스티어링 기어박스의 단면도이다.
도 2는 일반적인 스티어링 기어박스에 적용되는 요크장치의 장착 단면도이다.
도 3은 일반적인 차량의 요크장치의 분해도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 요크 유격 보상장치의 분해도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 요크 유격 보상장치에서 요크플러그를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 조절부바디 및 회전탄성부고정부를 나타내는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 요크 유격 보상장치의 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 요크 유격 보상장치의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 일반적인 차량의 스티어링 기어박스의 단면도이고, 도 2는 일반적인 스티어링 기어박스에 적용되는 요크장치의 장착 단면도이며, 도 3은 일반적인 차량의 요크장치의 분해도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 요크 유격 보상장치의 분해도이다.
도 1 내지 도 4를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 요크 유격 보상장치(100)는 요크바디(110), 탄성부재(130), 가압부(150) 및 요크플러그부(170)를 포함한다.
요크바디(110)는 스티어링 기어박스(1)의 하우징(2)에 설치된다. 본 실시예에서 요크바디(110)는 하우징(2)에 인입되어 랙바(3)를 지지하기 위하여 원기둥 형상을 이루고, 랙바(3)를 향하는 일측이 오목하게 형성된다.
요크바디(110)의 오목부에는 요크슬리퍼(111)가 설치되고, 요크바디(110)는 요크슬리퍼(111)를 통해 랙바(3)와 접촉된다.
하우징(2)과 요크바디(110)의 간극에는 요크바디(110)의 틸팅(Tilting)으로 인한 래틀(Rattle)을 방지하기 위해 적어도 하나 이상의 요크링(113)이 요크바디(110)의 외측면에 끼워질 수 있다.
탄성부재(130)는 요크바디(110)의 타측(도 4 기준 우측) 방향에 배치된다. 탄성부재(130)는 가압부(150)에 끼워진 상태에서 요크바디(110)를 랙바(3) 측으로 가압한다.
탄성부재(130)는 판형 스프링, 접시형 스프링 등으로 형성될 수 있으며, 요크바디(110)를 탄성적으로 가압한다.
탄성부재(130)는 판형 스프링 외에 요크바디(110)를 랙바(3) 측으로 가압하는 요크스프링이 추가로 포함될 수 있다.
가압부(150)는 탄성부재(130)와 접하여 탄성부재(130)를 탄성 지지한다.
본 실시예에서 가압부(150)는 푸셔(151) 및 회전탄성부(157)를 포함한다.
푸셔(151)는 요크플러그(171)에 회전 가능하게 결합되고, 탄성부재(130)와 접하여 탄성부재(130)를 지지한다. 본 실시예에서 푸셔(151)는 요크플러그(171)와 나사 결합된 상태에서 탄성부재(130)를 요크바디(110)측으로 가압한다.
본 실시예에서 푸셔(151)는 푸셔판(152), 푸셔돌기부(153) 및 푸셔고정부(154)를 포함한다.
푸셔판(152)은 원판 형상이며 일측면(도 4 기준 좌측)에 탄성부재(130)가 안착된다.
푸셔돌기부(153)는 푸셔판(152)에서 좌측(도 4 기준)으로 돌출 형성되며, 탄성부재(130), 유격조정부(180) 등이 결합된다.
푸셔고정부(154)는 푸셔판(152)에서 우측(도 4 기준)으로 돌출 형성되며, 외주면에 나사산이 형성되어 요크플러그(171)에 회전 가능하게 결합된다.
회전탄성부(157)는 양단부가 각각 푸셔(151)의 회전탄성부푸셔고정부(156)와 요크플러그부(170)에 고정되어 푸셔(151)를 회전 탄성 지지한다. 본 실시예에서 회전탄성부(157)는 토션스프링으로 형성될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 요크 유격 보상장치에서 요크플러그를 나타내는 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 조절부바디 및 회전탄성부고정부를 나타내는 사시도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 요크 유격 보상장치의 단면도이다.
도 5 내지 도 7을 참고하면, 요크플러그부(170)는 하우징(2)에 고정되고, 가압부(150)가 탄성부재(130)를 탄성 지지하는 정도를 조절한다.
본 실시예에서 요크플러그부(170)는 요크플러그(171), 가압조절부(175)를 포함한다.
요크플러그(171)는 하우징(2)에 고정되고 내측으로 가압조절부(175)가 삽입된다.
본 실시예에서 요크플러그(171)는 요크플러그바디(172), 요크플러그고정부(173) 및 요크플러그돌출부(174)를 포함한다.
요크플러그바디(172)는 요크플러그(171)의 외관을 형성하며, 하우징(2)에 삽입된다.
요크플러그고정부(173)는 요크플러그바디(172)의 외주면에 나사산 형상으로 형성되어 요크플러그바디(172)를 하우징(2)에 고정시킨다.
요크플러그돌출부(174)는 요크플러그바디(172)의 배면측(도 4 기준 우측)으로 돌출 형성되며 바디고정부(178) 등이 삽입된다.
본 실시예에서 요크플러그돌출부(174)는 단면이 다각형 형상으로 형성되어 스패너 등의 공구를 이용하여 요크플러그바디(172)를 하우징(2)에 용이하게 결합되도록 한다.
본 실시예에서 요크플러그돌출부(174)는 조절부진입홀부(174a), 바디고정부진입홀부(174b) 및 고정부진입홀부(174c)를 포함한다.
조절부진입홀부(174a)는 가압조절부(175)가 내측으로 삽입될 수 있도록 요크플러그바디(172)를 좌우방향(도 4 기준)으로 관통하여 형성되는 홀이다.
바디고정부진입홀부(174b)는 요크플러그돌출부(174)의 외측에서 요크플러그바디(172)의 회전중심축 방향으로 요크플러그돌출부(174)에 형성되는 홀 형상으로써, 조절부진입홀부(174a)에 진입한 가압조절부(175)를 가압하여 고정시키는 바디고정부(178)가 진입하는 홀이다.
바디고정부진입홀부(174b)는 요크플러그돌출부(174)의 외측을 따라 복수 개 구비되어 가압조절부(175)를 가압 지지하는 바디고정부(178)를 복수 개 장착할 수 있도록 하여 가압조절부(175)를 견고하게 고정할 수 있다.
고정부진입홀부(174c)는 요크 유격 보상장치(100)를 하우징(2)에 삽입할 때, 회전탄성부(157)에 의하여 푸셔(151)가 회전하는 것을 방지하는 고정부(190)가 진입되는 홀에 해당한다.
가압조절부(175)는 요크플러그(171)에 고정되고, 가압부(150)가 탄성부재(130)를 지지하는 강도를 조절한다.
본 실시예에서 가압조절부(175)는 조절부바디부(176), 바디고정부(178) 및 회전탄성부고정부(179)를 포함한다.
조절부바디부(176)는 요크플러그(171)에 회전 가능하게 삽입된다. 본 실시예에서 조절부바디부(176)는 조절부바디(176a), 바디고정부안착부(176b) 및 바디고정부걸림부(176c)를 포함한다.
조절부바디(176a)는 조절부진입홀부(174a)에 회전 가능하게 삽입되며 원통형상이다.
바디고정부안착부(176b)는 조절부바디(176a)의 외주면에 형성되며 바디고정부(178)에 의하여 가압된다.
바디고정부안착부(176b)는 조절부바디(176a)의 외주면에서 조절부바디(176a)의 내측으로 단차지게 형성된다.
바디고정부걸림부(176c)는 바디고정부안착부(176b)와 조절부바디(176a)의 외주면 사이에 형성되는 턱에 해당하며, 바디고정부안착부(176b)를 가압하는 바디고정부(178)에 걸리도록 형성되어, 조절부바디(176a)가 요크플러그(171)에서 이탈되는 것을 방지한다.
바디고정부(178)는 조절부바디부(176)를 요크플러그(171)에 고정시킨다. 본 실시예에서 바디고정부(178)는 볼트로 형성되어 바디고정부진입홀부(174b)를 통하여 진입되어 바디고정부안착부(176b)를 가압하여 조절부바디부(176)를 요크플러그(171)에 고정시킨다.
회전탄성부고정부(179)는 조절부바디부(176)에서 랙바(3)측으로 돌출 형성되어 회전탄성부(157)가 고정된다. 본 실시예에서 회전탄성부고정부(179)는 조절부바디부(176)와 일체로서 형성되며, 회전탄성부(157)가 외측으로 끼워지도록 형성되므로, 조절부바디부(176)의 회전에 의해 회전탄성부(157)와 함께 회전하여, 회전탄성부(157)의 회전탄성을 조절할 수 있도록 한다.
본 실시예에서 요크 유격 보상장치(100)는 유격조정부(180)를 더 포함한다.
유격조정부(180)는 커버부(181)와 조임부(185)를 포함한다.
커버부(181)는 요크바디(110)와 탄성부재(130) 사이에 배치되어 요크바디(110)와 탄성부재(130)와 각각 접하며 요크 유격 보상장치(100) 내에서 유격을 조정한다.
조임부(185)는 가압부(150)에 결합되어 커버부(181)를 탄성부재(130)측으로 가압한다. 본 실시예에서 조임부(185)는 너트로 형성될 수 있다.
본 실시예에서 요크 유격 보상장치(100)는 고정부(190)를 더 포함한다.
고정부(190)는 요크플러그(171)를 관통하여 푸셔(151)에 안착되어, 푸셔(151)와 요크플러그(171)의 나사 결합을 유지시킨다. 가압부(150)가 요크플러그(171)에 조립된 상태에서 하우징(2)에 조립되는 경우, 푸셔(151)가 회전탄성부(157)에 의하여 회전력을 받으므로 푸셔(151)와 요크플러그(171) 사이의 나사 결합이 풀릴 수 있다.
이때, 고정부(190)의 선단부(도 4 기준 좌측단부)는 고정부진입홀부(174c)를 통하여 푸셔(151)에 안착되므로, 푸셔(151)와 요크플러그(171) 간의 나사 결합이 풀리는 것을 방지할 수 있다.
고정부(190)의 미단부(도 4 기준 우측단부)는 선단부가 푸셔(151)에 안착될 때 요크플러그(171)의 외측으로 노출된다. 이를 통해 작업자는 요크 유격 보상장치(100)를 스티어링 기어박스(1)에 조립한 후에 고정부(190)를 손쉽게 제거할 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 요크 유격 보상장치(100)의 작동원리를 설명한다.
도 1, 도 4, 도 7을 참고하면, 요크 유격 보상장치(100)에서 탄성부재(130)에 의하여 탄성 지지되는 요크바디(110)는 랙바(3) 좌측(도 1 기준)으로 가압한다.
차량의 운행에 의해 랙바(3)와 피니언(4) 사이의 기어가 마모되면, 랙바(3)는 기어 마모 등에 기인하여 최초 위치에서 좌측(도 1 기준)으로 이동하게 된다. 이때, 요크바디(110)는 탄성부재(130)에 의해 탄성 지지되므로, 랙바(3)의 좌측 이동에 대응되는 거리만큼 좌측으로 이동하게 된다. 즉, 랙바(3)의 이동에 따른 유격은 탄성부재(130)에 의한 요크바디(110)의 연동 이동으로 보상된다.
푸셔(151)는 회전탄성부(157)에 의하여 회전탄성력을 받고 있으므로, 요크바디(110)가 좌측(도 7 기준)으로 이동하면 푸셔(151)는 회전탄성부(157)에 의하여 요크플러그(171)와의 나사 결합이 풀리면서 좌측으로 이동하게 된다. 즉, 푸셔(151)의 좌측 이동에 따라 푸셔(151)가 지지하는 탄성부재(130) 또한 좌측으로 이동하게 되므로, 탄성부재(130)는 여전히 요크바디(110)를 탄성 지지할 수 있게 된다.
요크 유격 보상장치(100)가 조립된 상태에서 요크바디(110)가 랙바(3)를 가압하는 정도를 조절하기 위하여 가압조절부(175)가 사용된다.
조절부바디부(176)를 요크플러그(171)에 고정시키는 바디고정부(178)를 탈거한 후, 조절부바디부(176)를 육각랜치 등을 이용하여 회전시키면, 조절부바디부(176)와 함께 회전탄성부고정부(179)가 회전되고, 이에 따라 회전탄성부고정부(179)에 고정된 회전탄성부(157)가 회전되어 푸셔(151)를 통하여 탄성부재(130) 또는 요크바디(110)를 가압하는 정도를 조절할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
1: 스티어링 기어박스 2: 하우징
3: 랙바 4: 피니언
100: 요크 유격 보상장치 110: 요크바디
111: 요크슬리퍼 113: 요크링
130: 탄성부재 150: 가압부
151: 푸셔 152: 푸셔판
153: 푸셔돌기부 154: 푸셔고정부
156: 회전탄성부푸셔고정부 157: 회전탄성부
170: 요크플러그부 171: 요크플러그
172: 요크플러그바디 173: 요크플러그고정부
174: 요크플러그돌출부 174a: 조절부진입홀부
174b: 바디고정부진입홀부 174c: 고정부진입홀부
175: 가압조절부 176: 조절부바디부
176a: 조절부바디 176b: 바디고정부안착부
176c: 바디고정부걸림부 178: 바디고정부
179: 회전탄성부고정부 180: 유격조정부
181: 커버부 185: 조임부
190: 고정부

Claims (7)

  1. 스티어링 기어박스의 하우징에 설치되어 랙바를 지지하는 요크바디;
    상기 요크바디를 상기 랙바측으로 가압하는 탄성부재;
    상기 탄성부재와 접하여 상기 탄성부재를 지지하는 가압부;
    상기 하우징에 고정되고, 상기 가압부가 상기 탄성부재를 지지하는 강도를 조절하는 요크플러그부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 요크 유격 보상장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 가압부는,
    상기 요크플러그에 회전 가능하게 결합되고, 상기 탄성부재와 접하여 상기 탄성부재를 지지하는 푸셔; 및
    양단부가 각각 상기 푸셔와 상기 요크플러그부에 고정되어 상기 푸셔를 회전 탄성 지지하는 회전탄성부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 요크 유격 보상장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 요크플러그부는,
    상기 하우징에 고정되는 요크플러그; 및
    상기 요크플러그에 고정되고, 상기 가압부가 상기 탄성부재를 지지하는 강도를 조절하는 가압조절부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 요크 유격 보상장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 가압조절부는,
    상기 요크플러그에 회전 가능하게 삽입되는 조절부바디부;
    상기 조절부바디부를 상기 요크플러그에 고정시키는 바디고정부; 및
    상기 조절부바디부에서 상기 랙바측으로 돌출 형성되어 상기 회전탄성부가 고정되는 회전탄성부고정부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 요크 유격 보상장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 바디고정부는,
    상기 요크플러그에 형성되는 바디고정홀부로 진입되고 상기 조절부바디부를 가압하여 상기 요크플러그에 고정시키는 것을 특징으로 하는 요크 유격 보상장치.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 요크바디와 상기 탄성부재 사이에 배치되어 상기 요크바디와 상기 탄성부재와 각각 접하는 커버부와, 상기 가압부에 결합되어 상기 커버부를 상기 탄성부재측으로 가압하는 조임부를 갖는 유격조정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 요크 유격 보상장치.
  7. 제 2항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 요크플러그를 관통하여 상기 푸셔에 안착되어 상기 푸셔와 상기 요크플러그의 나사 결합을 유지시키는 고정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 요크 유격 보상장치.
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