KR20150078780A - 후륜 조향장치의 스티어링 링키지 구조 - Google Patents

후륜 조향장치의 스티어링 링키지 구조 Download PDF

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Abstract

후륜 조향장치의 스티어링 링키지 구조가 개시된다. 구동모터에 의해 회전하는 스크류 너트를 수용하는 하우징, 상기 회전하는 스크류 너트에 결합하는 리드부를 구비하고서 상기 스크류 너트에 의해 좌우로 이동 가능하게 상기 하우징의 내부에 수용된 스티어링 샤프트, 상기 스티어링 샤프트의 양단을 후륜에 연결하도록 상기 스티어링 샤프트에 나사로 연결된 링키지를 포함하고; 상기 링키지가 상기 스티어링 샤프트와 체결되는 체결부는 상기 하우징의 내부로 삽입 및 외부로 돌출하도록 형성되어, 벤딩 하중을 받을 때에 상기 체결부가 상기 하우징에 접촉되어서 상기 벤딩 하중을 지탱하도록 되어, 스티어링 샤프트의 리드경 축소 및 구동모터의 용량 축소가 가능하여 중량 및 원가 절감을 도모할 수 있다.

Description

후륜 조향장치의 스티어링 링키지 구조{Steering linkage structure of rear wheel steering device}
본 발명은 후륜 조향장치의 스티어링 링키지 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 벤딩 강도를 증대시킬 수 있고, 리드 직경의 축소와 더불어 구동 모터의 용량을 줄일 수 있는 후륜 조향장치의 스티어링 링키지 구조에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 후륜 조향장치는, 차량의 주행 상황에 따라 차량의 후륜을 조향하기 위한 장치로서, 차량이 저속으로 운행될 때에 전륜의 조향 방향에 반대 방향으로 후륜을 조향하여 차량의 회전 반경을 축소시키는 반면에 차량이 고속으로 운행될 때에는 전륜과 동일한 방향으로 후륜을 조향하여 주행 안정성을 향상시키는 역할을 주로 한다.
도 1에는 종래 기술에 따른 후륜 조향장치의 일 예가 도시되어 있는 바, 종래의 후륜 조향장치는 하우징(100)에 내장된 구동 모터(100)와, 이 구동모터(100)의 동력을 전달받아 회전하는 스크류 너트(110) 및, 이 스크류 너트(110)의 회전 운동을 전달받아 좌우로 왕복 운동을 하는 스티어링 샤프트(120) 및, 이 스티어링 샤프트(120)의 좌우 양단에 볼 조인트(130)를 매개로 결합됨과 더불어 도시되지 않은 후륜과 연결되어 후륜을 조향하는 링키지(140)를 각각 포함할 수 있다.
상기 스티어링 샤프트(120)에는 상기 스크류 너트(110)와 치합을 위해 리드(125)가 형성되어 있다.
그런데 상기와 같은 구조로 된 종래의 후륜 조향장치에서는 상기 링키지(140)를 통해 입력되는 벤딩 하중을 고려하여 상기 스티어링 샤프트(120)의 직경을 설정하게 되는 바, 상기 리드(125)와 스크류 너트(110)의 결합을 고려하여 스티어링 샤프트(120)의 직경보다 리드경의 직경을 크게 설정해야 한다.
이에 따라 벤딩 하중을 고려하여 상기 리드경을 크게 설정함에 따라 리드경의 증대로 인해 상기 구동모터(100)의 출력 증대가 필요하게 되고, 이는 중량과 원가를 상승시키는 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 종래 기술에 따른 후륜 조향장치의 다른 예로서, 스티어링 샤프트를 좌우 2개의 스티어링 샤프트로 분할해서 구성하고, 어느 한쪽의 스티어링 샤프트에 리드경을 가능한 한 작게 형성하며, 상기 2개의 스티어링 샤프트는 상기 리드경보다 작은 직경으로 나사 체결하는 구조로 되어 있다.
상기와 같은 다른 종래의 후륜 조향장치는 리드가 형성된 한쪽 스티어링 샤프트를 스크류 너트에 조립한 후에 다른쪽 스티어링 샤프트를 한쪽 스티어링 샤프트에 나사로 체결함에 따라 조립성이 향상되게 된다.
그러나 좌우 양쪽 스티어링 샤프트의 체결부의 직경이 리드경보다 작아서 스티어링 샤프트의 축방향 하중에 대한 좌굴에 취약한 문제점이 있었다.
본 발명의 실시 예는 상기와 같은 사정을 감안하여 안출된 것으로, 스티어링 샤프트의 양단에 연결되는 링키지가 벤딩 강도를 지지할 수 있도록 함으로써, 스티어링 샤프트의 직경과 리드경을 벤딩 강도와 무관하게 가능한 한 축소해서 설계할 수 있고, 이에 따라 구동 모터의 용량을 축소할 수 있을 뿐만 아니라 스티어링 샤프트의 좌굴 하중에 대한 강건성을 확보할 수 있는 후륜 조향장치의 스티어링 링키지 구조를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 후륜 조향장치의 스티어링 링키지 구조는, 구동모터에 의해 회전하는 스크류 너트를 수용하는 하우징; 상기 회전하는 스크류 너트에 결합하는 리드부를 구비하고서 상기 스크류 너트에 의해 좌우로 이동 가능하게 상기 하우징의 내부에 수용된 스티어링 샤프트; 상기 스티어링 샤프트의 양단을 후륜에 연결하도록 상기 스티어링 샤프트에 나사로 연결된 링키지를 포함하고; 상기 링키지가 상기 스티어링 샤프트와 체결되는 체결부는 상기 하우징의 내부로 삽입 및 외부로 돌출하도록 형성되어, 벤딩 하중을 받을 때에 상기 체결부가 상기 하우징에 접촉되어서 상기 벤딩 하중을 지탱하도록 된 것을 특징으로 한다.
상기 스티어링 샤프트는, 그 길이 방향을 따른 한쪽에 상기 리드부의 직경보다 작은 직경을 갖도록 형성된 소경부; 및 상기 길이 방향을 따른 다른쪽에 상기 리드부의 직경 이상의 직경을 갖도록 형성된 대경부를 구비할 수 있다.
상기 스티어링 샤프트와 상기 링키지는 나사로 결합될 수 있다.
상기 스티어링 샤프트의 양단에는 나사탭이 형성되고, 상기 링키지의 체결부에는 상기 나사탭가 삽입되어 체결되는 탭홀이 형성될 수 있다.
상기 스티어링 샤프트와 상기 링키지의 체결부에는 각각 반경 방향 내측 및 외측으로 파여진 홈이 형성되고, 상기 스티어링 샤프트에는 부시가 끼워지며, 상기 부시에는 상기 스티어링 샤프트의 홈과 링키지의 체결부의 홈에 삽입되어 결합되는 돌기가 형성될 수 있다.
상기 링키지가 볼을 포함하는 볼 링키지인 경우에는 상기 볼이 수용되는 볼 하우징에 상기 탭홀이 형성될 수 있다.
상기 나사탭에는 록크 너트가 추가로 체결될 수 있다.
상기 록크 너트는 "T"자 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 후륜 조향장치의 스티어링 링키지 구조에 의하면, 스티어링 샤프트의 길이 방향을 따라 리드 나사가 형성된 리드부를 형성하고, 상기 리드부를 중심으로 한쪽에는 리드부의 직경보다 작은 직경을 가진 소경부를 형성하여 조립성을 확보할 수 있다.
그리고 상기 리드부를 중심으로 다른쪽에는 리드부의 직경과 동일한 직경 혹은 그 이상의 직경을 가진 대경부를 형성하여 스티어링 샤프트의 축방향 하중에 대한 강성을 확보해서 좌굴 문제를 원만하게 해소할 수 있다.
또한 스티어링 샤프트의 양단에 연결되는 링키지가 벤딩 하중을 받으면 하우징에 접촉되게 해서 벤딩 하중을 지탱할 수 있도록 함으로써, 상기 리드부의 직경을 벤딩 문제를 고려하지 않고 가능한 한 작게 축소할 수 있으므로, 구동모터의 용량을 줄일 수 있고, 이에 따라 구동모터의 발열로 인한 열해성 문제를 해소할 수 있을 뿐만 아니라 중량 및 원가 절감도 도모할 수 있으며, 레이 아웃도 유리해지는 등의 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 후륜 조향장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예가 적용되는 후륜 조향장치의 개략적인 단면도이다.
도 3은 도 2의 A-A선 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 후륜 조향장치의 스티어링 링키지 구조의 분해 정면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 후륜 조향장치의 스티어링 링키지 구조의 결합 사시도이다.
이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예가 적용되는 후륜 조향장치는, 대체로 원통 형상을 한 하우징(10)과, 이 하우징(10)에 내장되어 회전 동력을 발생시키는 구동모터(20), 상기 구동모터(20)에 일체로 회전되게 연결됨과 더불어 상기 하우징(10)의 내부에서 베어링으로 회전 가능하게 지지된 스크류 너트(30)를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 후륜 조향장치의 스티어링 링키지 구조는, 상기 하우징(10)의 내부에 삽입되어 상기 스크류 너트(30)와 결합하는 스티어링 샤프트(40)를 포함할 수 있다.
상기 스티어링 샤프트(40)의 길이 방향을 따른 소정 부위에는 상기 스크류 너트(30)와 결합하는 리드가 형성된 리드부(50)가 구비되어 있다.
상기 스티어링 샤프트(40)의 양단에는 각각 후륜(70)과 연결되는 링키지(60)가 결합된다.
상기 스티어링 샤프트(40)와 링키지(60)의 결합을 위해 스티어링 샤프트(40)의 양단에는 각각 나사탭(45)이 형성되고, 상기 링키지(60)의 내부에는 탭홀(65)이 형성되어, 나사탭(45)이 탭홀(65)에 삽입되어서 나사로 체결될 수 있다.
상기 스티어링 샤프트(40)에서 상기 리드부(50)를 기준으로 한쪽에는 리드부(50)의 직경보다 작은 직경을 가진 소경부(42)가 형성되어, 조립성을 확보할 수 있다.
상기 스티어링 샤프트(40)에서 상기 리드부(50)를 기준으로 다른쪽에는 리드부(50)의 직경과 동일한 직경 혹은 그 이상의 직경을 가진 대경부(44)가 형성되어, 상기 차량의 주행 중에 타이어(60)에 작용하는 횡력이 상기 링키지(60)를 통해 상기 스티어링 샤프트(40)에 축방향 하중으로 작용할 때에, 이 축방향 하중을 상기 대경부(44)가 강건하게 지탱해서 스티어링 샤프트(40)의 좌굴 문제를 해소할 수 있게 된다.
상기 링키지(60)의 상기 스티어링 샤프트(40)의 양단과 체결되는 체결부(66)는 상기 하우징(10)의 내부로 그 일부가 삽입됨과 더불어 나머지 부위는 상기 하우징(10)의 외부로 돌출하도록 형성되어, 상기 후륜(70)에 작용하는 외력으로 인해 상기 링키지(60)에 벤딩 하중이 작용할 때에 상기 링키지(60)의 체결부(66)가 하우징(10)에 접촉해서 지지되어 벤딩 하중을 지탱할 수 있게 된다.
따라서 상기 링키지(60)를 매개로 스티어링 샤프트(40)에 작용하는 벤딩 하중을 적절히 지탱할 수 있으므로, 스티어링 샤프트(40)를 설계할 때에 벤딩 하중 지탱 문제를 고려하지 않아도 되므로, 스티어링 샤프트(40)와 그 리드부(50)의 직경을 가능한 한 작게 설정할 수 있고, 이로 인해 상기 구동모터(20)의 용량을 축소시킬 수 있을 뿐만 아니라 구동모터(20)의 발열로 인한 열해 문제를 해소할 수 있고, 후륜 조향장치의 중량 및 원가 절감을 도모할 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 스티어링 샤프트(40)와 링키지(60)가 나사로 체결되어 결합되지만, 이들 사이의 체결 토크를 추가로 확보하기 위해, 스티어링 샤프트(40)가 끼워지는 링키지(60)의 체결부(66)의 내주면과, 상기 스티어링 샤프트(40)의 나사탭(45)의 외주면에 각각 반경 방향으로 파여진 홈을 형성하고, 상기 스티어링 샤프트(40)의 외주면에는 부시(80)를 끼워서 장착하되, 상기 부시(80)에는 상기 링키지(60)의 홈과 스티어링 샤프트(40)의 홈에 각각 삽입되어 결합되는 돌기(85)를 반경 방향 내측 및 외측으로 각각 형성함으로써, 스티어링 샤프트(40)와 링키지(60)가 일체로 결합되어 상대 회전이 이루어지지 않게 된다.
상기와 같은 부시(80)와 그 돌기(85)는 스티어링 샤프트(40)와 링키지(60) 사이의 나사 체결의 풀림 방지 기능 및 스티어링 샤프트(40)의 링키지(60)에 대한 상대 회전 방지 기능을 하게 된다.
도 4를 참조하면, 상기 링키지(60)가 볼(165)을 포함하는 볼 링키지(160)인 경우에는 상기 볼(165)이 수용되는 볼 하우징(166)에 나사 탭홀(65)을 형성하고, 상기 볼 하우징(165)이 충분한 길이와 직경을 갖도록 하여 상기 하우징(10)과 접촉해서 벤딩 하중을 지지하게 할 수 있다.
도 5를 참조하면, 상기 부시(80)를 사용하는 대신에 록크 너트(170)를 사용하여 링키지와 스티어링 샤프트 사이의 체결 토크를 추가로 확보할 수 있다.
상기 록크 너트(170)를 도시된 바와 같은 "T"자 형상의 록크 너트를 사용하면, 스티어링 샤프트(40)가 볼 하우징(165)에 체결되는 스티어링 샤프트의 나사탭(45)의 직경을 증대시키는 효과가 있다.
물론 상기 "T"자 형상의 록크 너트(170) 대신에 일반적인 평면 형태의 록크 너트를 사용할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 한정된 실시 예와 도면을 통하여 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재된 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
10: 하우징
20: 구동모터
30: 스크류 너트
40: 스티어링 샤프트
42: 소경부
44: 대경부
50: 리드부
60: 링키지
70: 후륜
80: 부시
85: 돌기

Claims (8)

  1. 구동모터에 의해 회전하는 스크류 너트를 수용하는 하우징;
    상기 회전하는 스크류 너트에 결합하는 리드부를 구비하고서 상기 스크류 너트에 의해 좌우로 이동 가능하게 상기 하우징의 내부에 수용된 스티어링 샤프트;
    상기 스티어링 샤프트의 양단을 후륜에 연결하도록 상기 스티어링 샤프트에 나사로 연결된 링키지를 포함하고;
    상기 링키지가 상기 스티어링 샤프트와 체결되는 체결부는 상기 하우징의 내부로 삽입 및 외부로 돌출하도록 형성되어, 벤딩 하중을 받을 때에 상기 체결부가 상기 하우징에 접촉되어서 상기 벤딩 하중을 지탱하도록 된 것을 특징으로 하는 후륜 조향장치의 스티어링 링키지 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스티어링 샤프트는,
    그 길이 방향을 따른 한쪽에 상기 리드부의 직경보다 작은 직경을 갖도록 형성된 소경부; 및
    상기 길이 방향을 따른 다른쪽에 상기 리드부의 직경 이상의 직경을 갖도록 형성된 대경부;
    를 구비한 것을 특징으로 하는 후륜 조향장치의 링키지 구조.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 스티어링 샤프트와 상기 링키지는 나사로 결합된 것을 특징으로 하는 후륜 조향장치의 스티어링 링키지 구조.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 스티어링 샤프트의 양단에는 나사탭이 형성되고,
    상기 링키지의 체결부에는 상기 나사탭이 삽입되어 체결되는 탭홀이 형성된 것을 특징으로 하는 후륜 조향장치의 스티어링 링키지 구조.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 스티어링 샤프트와 상기 링키지의 체결부에는 각각 반경 방향 내측 및 외측으로 파여진 홈이 형성되고,
    상기 스티어링 샤프트에는 부시가 끼워지며,
    상기 부시에는 상기 스티어링 샤프트의 홈과 상기 링키지의 체결부의 홈에 삽입되어 결합되는 돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 후륜 조향장치의 스티어링 링키지 구조.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 링키지가 볼을 포함하는 볼 링키지인 경우에는 상기 볼이 수용되는 볼 하우징에 상기 탭홀이 형성된 것을 특징으로 하는 후륜 조향장치의 스티어링 링키지 구조.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 나사탭에는 록크 너트가 추가로 체결된 것을 특징으로 하는 후륜 조향장치의 스티어링 링키지 구조.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 록크 너트는 "T"자 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 후륜 조향장치의 스티어링 링키지 구조.
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