KR20160145917A

KR20160145917A - 랙 하우징 내압 조절 장치

Info

Publication number: KR20160145917A
Application number: KR1020150082160A
Authority: KR
Inventors: 양원준
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2015-06-10
Filing date: 2015-06-10
Publication date: 2016-12-21
Also published as: KR102201277B1

Abstract

차체에 결합되고 내부에 외부와 통공하는 중공이 형성된 랙 하우징; 및 랙 하우징의 중공 중 외통하는 통공부에 마련되고, 중공이 외부와 연통되지 않도록 통공부를 막다가 랙 하우징 내부 온도에 따라 개방되어 랙 하우징 내부와 외부를 연통시키는 씰;을 포함하는 랙 하우징 내압 조절 장치가 소개된다.

Description

랙 하우징 내압 조절 장치{APPARATUS FOR CONTROLLING INNER PRESSURE OF RACK-BAR-HOUSING}

본 발명은 랙 하우징 내압 조절 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 랙 하우징의 내압 상승에 따른 랙 하우징 또는 벨로우즈의 변형을 방지하는 랙 하우징 내압 조절 장치에 관한 것이다.

차량을 구성하는 기본 단위에는 차량에 구동력을 제공하는 파워트레인 파트와 구동력에 따라 주행 중인 차량을 운전자가 원하는 방향으로 움직일 수 있도록 조향하는 스티어링 파트가 포함된다.

스티어링 파트는 차량의 실내에 위치되어 운전자가 직접 조작하는 스티어링 휠과 스티어링 휠과 연결되어 회전력을 전달하는 스티어링 샤프트 및 스티어링 샤프트의 회전운동을 직선 운동으로 전환시켜 휠의 좌우 회전을 가능하게 하는 스티어링 기어박스를 포함할 수 있다.

이 중 상기 스티어링 기어박스는 외부 케이싱을 구성하는 랙 하우징과 랙 하우징 내부에 마련되어 운동의 상 변환을 수행하는 랙 기어 장치로 이루어질 수 있는데, 랙 하우징의 양단부에는 벨로우즈가 구비되어 랙 하우징 내부로 이물질의 유입이 방지되도록 이루어져 있다.

하지만, 이러한 랙 하우징의 경우 상시 기밀 구조로 이루어져 있어야 하는 이유로 밀폐상태를 유지하기 때문에, 내부 온도 변화에 따른 내압 승하강에 대해 대응할 수 없었다. 특히 배기열 또는 엔진 열에 의해 랙 하우징의 온도가 증가하는 경우 온도 증가에 따른 내압 상승으로 벨로우즈의 형상이 변형되어 조향시 걸림 및 소음 발생의 문제가 발생되어 왔던 것이다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

KR

10-1995-0000501

A

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로써, 랙 하우징 내압에 따라 개폐되어 내압을 조절함에 따라 랙 하우징 또는 벨로우즈의 형상 변형 발생을 방지하는 랙 하우징 내압 조절 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 랙 하우징 내압 조절 장치는 차체에 결합되고 내부에 외부와 통공하는 중공이 형성된 랙 하우징; 및 랙 하우징의 중공 중 외통하는 통공부에 마련되고, 중공이 외부와 연통되지 않도록 통공부를 막다가 랙 하우징 내부 온도에 따라 개방되어 랙 하우징 내부와 외부를 연통시키는 씰;을 포함한다.

통공부에 스티어링 샤프트가 삽입되고, 씰은 통공부에서 랙 하우징과 스티어링 샤프트 사이에 마련될 수 있다.

씰에는 스티어링 샤프트가 삽입될 수 있도록 관통홀이 형성되고 관통홀의 둘레부는 한 쌍으로 분기되며 분기된 둘레부의 각 단부가 스티어링 샤프트와 접하도록 형성될 수 있다.

분기된 둘레부의 각 단부 사이에는 온도에 따라 수축 또는 팽창하는 익스텐션 바가 더 마련되며, 익스텐션 바는 랙 하우징 내부 온도 상승시 팽창되면서 분기된 둘레부의 각 단부를 서로 반대방향으로 가압함에 따라 통공부를 개방시킬 수 있다.

씰은 한 쌍으로 마련되고, 각각의 씰에는 스티어링 샤프트가 삽입될 수 있도록 관통홀이 형성되며, 관통홀의 둘레부는 소정의 각을 형성하도록 절곡되되 인접한 관통홀과 서로 반대 방향으로 절곡 형성되고, 둘레부의 단부는 스티어링 샤프트와 접할 수 있다.

한 쌍의 씰 사이에는 양단부가 각 씰의 둘레부에 각각 결합되고 온도에 따라 수축 또는 팽창하는 익스텐션 바가 더 마련되며, 익스텐션 바는 랙 하우징 내부 온도 상승시 팽창되면서 한 쌍의 씰의 각 둘레부를 서로 반대방향으로 가압하여 통공부를 개방시킬 수 있다.

씰에는 적어도 하나 이상의 통공홀이 형성되며, 각 통공홀을 덮고 랙 하우징의 온도 상승에 따른 압력 상승 시 통공홀을 개방시키도록 절곡되는 개폐도어가 더 마련될 수 있다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 랙 하우징 내압 조절 장치에 따르면, 온도 상승에 따른 내압 상승시에도 내압을 설정된 압력 이하로 유지할 수 있어 벨로우즈의 변형 또는 랙 하우징의 변형을 방지할 수 있다.

또한, 벨로우즈의 변형에 따른 조향시의 걸림 발생을 제거할 수 있어 조향성 향상 및 소음 발생 방지 효과를 구현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 랙 하우징 내압 조절 장치의 구성도.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 랙 하우징 내압 조절 장치의 구성도.
도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 랙 하우징 내압 조절 장치의 구성도.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 랙 하우징 내압 조절 장치에 대하여 살펴본다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 랙 하우징 내압 조절 장치의 구성도로써, 차체에 결합되고 내부에 외부와 통공하는 중공이 형성된 랙 하우징(100); 및 랙 하우징(100)의 중공 중 외통하는 통공부(110)에 마련되고, 중공이 외부와 연통되지 않도록 통공부(110)를 막다가 랙 하우징(100) 내부 온도에 따라 개방되어 랙 하우징(100) 내부와 외부를 연통시키는 씰(200);을 포함한다.

구체적으로 도 1a는 상기 랙 하우징(100) 내부에 씰이 설치될 수 있는 바람직한 위치를 도시한 도면으로써, 도 1a에 도시된 바와 같이 상기 씰(200)은 스티어링 샤프트(300)가 삽입되는 지점에 마련될 수 있다. 즉, 구체적으로 상기 통공부(110)에 스티어링 샤프트(300)가 삽입되고, 씰(200)은 통공부(110)에서 랙 하우징(100)과 스티어링 샤프트(300) 사이에 마련될 수 있다.

스티어링 샤프트(300)가 랙 하우징(100) 내부에 안정적으로 지지될 수 있도록 랙 하우징(100)은 스티어링 샤프트(300)가 삽입되는 지점에 스티어링 샤프트(300)의 단부를 감싸도록 연장 형성되어 통공부(110)를 구성할 수 있으며, 바람직하게는 랙 하우징(100)의 연장된 부분이 파이프 형상의 원통형을 이루도록 형성되어 스티어링 샤프트(300)의 회전을 지지함으로써 스티어링 샤프트(300)의 끝단부에 마련된 피니언이 랙 하우징(100) 내부의 랙과 안정적으로 치합 상태를 유지하도록 할 수 있다.

스티어링 샤프트(300)와 랙 하우징(100), 즉 스티어링 샤프트(300)와 통공부(110) 벽부 사이에는 소정의 간극이 형성될 수 있으며, 상기 간극을 막도록 상기 씰(200)을 마련함으로써 랙 하우징(100) 내부로 이물질이 유입되는 것을 막으면서 랙 하우징(100) 내부의 팽창된 공기가 외부로 빠지도록 할 수 있다.

이 외에도 상기 통공부(110)는 랙 하우징(100)의 어느 곳에라도 별도로 마련될 수 있으며, 하나 또는 복수개의 홀을 형성하고 각각의 홀을 덮도록 씰(200)이 구비될 수도 있다.

한편, 도 1b는 상기 씰(200)의 상면을 도시한 도면이고, 도 1c 및 도 1d는 도 1b의 A-A 단면을 도식적으로 나타낸 도면이다.

도 1b에 도시된 바와 같이, 씰(200)에는 스티어링 샤프트(300)가 삽입될 수 있도록 관통홀(220)이 형성되고, 도 1c에 도시된 바와 같이 관통홀(220)의 둘레부(210)는 한 쌍으로 분기되며 분기된 둘레부(210)의 각 단부가 스티어링 샤프트(300)와 접하도록 형성될 수 있다. 따라서 파이프 관로 형상의 통공부(110) 내에서 스티어링 샤프트(300)와 통공부(110) 벽부 사이의 공간을 막아 랙 하우징(100) 내부로의 이물질 유입을 막으면서 내압 조절이 가능하게 되는 것이다.

또한, 상기 씰(200)은 외주부가 통공부(110)의 벽부에 고정 결합 될 수 있고, 상기 둘레부(210)의 단부에는 스티어링 샤프트(300)와 기밀성을 유지할 수 있으면서 스티어링 샤프트(300)의 회전에 대해 내마모성을 가지고 있는 고무 또는 기타 다양한 소재가 사용될 수 있다.

한편, 분기된 둘레부(210)의 각 단부 사이에는 온도에 따라 수축 또는 팽창하는 익스텐션 바(400)가 더 마련될 수 있으며, 익스텐션 바(400)는 랙 하우징(100) 내부 온도 상승시 팽창되면서 분기된 둘레부의 각 단부를 서로 반대방향으로 가압함에 따라 통공부를 개방시킬 수 있다.

구체적으로 도 1c는 상기 익스텐션 바(400)가 신장되지 않은 평상시의 모습을 도시한 것으로써, 평상시에는 둘레부(210)가 스티어링 샤프트(300) 또는 스티어링 샤프트(300)를 감싸는 커버링 수단과 접촉 상태를 유지하여 기밀을 유지하게 된다. 그러다가 배기가스 또는 엔진 열 등에 의해 랙 하우징(100)이 과열되는 경우 도 1d와 같이 익스텐션 바(400)가 신장되어 Y자 형상으로 분기된 한 쌍의 둘레부(210)를 외측 방향으로 이동시켜 스티어링 샤프트(300)와의 접촉을 해제시킴으로써 통공부(110)가 외부와 통공 가능한 상태가 되도록 하는 것이다.

그러므로, 상기 익스텐션 바(400)는 온도에 따른 변형 민감도, 즉 온도에 따른 신장 및 수축 정도가 씰(200)의 소재와 비교할 때 더 큰 소재로 이루어짐이 바람직하다.

상기 익스텐션 바(400)는 관통홀(220)의 둘레부(210)를 따라 연속적으로 이어지거나 또는 둘레부(210)를 따라 부분적으로 복수개의 개소에 형성될 수도 있다.

한편, 도 2는 도 1b의 A-A 단면을 도식적으로 표현한 본 발명의 제2실시예에 따른 랙 하우징 내압 조절 장치의 구성도로서, 도 2a는 평상시 씰(200)에 형성된 관통홀(220)의 둘레부(210)가 스티어링 샤프트(300)와 접촉되어 기밀을 유지하는 모습이며, 도 2b는 가열되어 익스텐션 바(400)가 신장됨에 따라 통공부(110)가 개방된 상태를 도시한 도면이다. 도 2a 와 도 2b에 도시된 바와 같이 제2실시예는 제1실시예와 유사하게 익스텐션 바(400)의 신장 및 수축을 이용한 통공부(110)의 개폐를 특징으로 한다.

구체적으로, 씰(200)은 한 쌍으로 이웃하도록 마련되고, 각각의 씰(200)에는 스티어링 샤프트(300)가 삽입될 수 있도록 관통홀(220)이 형성되며, 관통홀(220)의 둘레부(210)는 소정의 각을 형성하도록 절곡되되 인접한 씰(200)에 형성된 관통홀(220)의 둘레부(210)와 서로 반대 방향을 향하도록 절곡 형성되고, 각 둘레부(210)의 단부는 스티어링 샤프트(300)와 접하도록 이루어질 수 있다.

또한, 상기 한 쌍의 씰(200) 사이에는 양단부가 각 씰(200)의 둘레부(210)에 각각 결합되고 온도에 따라 수축 또는 팽창하는 상기 익스텐션 바(400)가 더 마련되며, 익스텐션 바(400)는 랙 하우징(100) 내부 온도 상승시 팽창되면서 한 쌍의 씰(200)의 각 둘레부(210)를 서로 반대방향으로 가압하여 통공부를 개방시킬 수 있다.

한 쌍의 씰(200)은 도 2a에 도시된 바와 같이 서로 연결되어 하나의 조립체를 구성할 수도 있고, 각 씰(200)에 형성된 관통홀(220)의 둘레부(210)는 서로 대향하는 방향의 반대 방향으로 외측을 향하도록 절곡될 수 있다.

상기 익스텐션 바(400)의 소재는 제1실시예에 사용된 익스텐션 바(400)와 유사하게 이루어질 수 있다.

한편, 도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 랙 하우징 내압 조절 장치의 구성도로서, 도 3a는 제3실시예에서 씰(200)의 상면을 도시한 도면이고, 도 3b와 도 3c는 도 3a의 B-B단면을 도시한 것이다. 여기서 도 3b는 평상시의 통공부(110) 폐쇄 상태를 도시한 것이고, 도 3c는 통공부(110)가 개방된 상태이다.

제3실시예에서는 제1 및 2실시예와 유사하게 씰(200)에 상기 관통홀(220)이 형성되고 관통홀(220)의 둘레부(210)와 씰(200)의 외주 사이의 면에 적어도 하나 이상의 통공홀(240)이 형성되며, 각 통공홀(240)을 덮고 랙 하우징(100)의 온도 상승에 따른 압력 상승 시 통공홀(240)을 개방시키도록 절곡되는 개폐도어(230)가 더 마련될 수 있다.

상기 개폐도어(230)는 씰(200) 보다 강성이 작은 소재를 사용하거나 또는 힌지 구조의 도어 형태를 가질 수도 있으며, 이 외에도 개폐 가능한 다양한 형태의 도어 구조를 가질 수 있다.

또한, 랙 하우징(100) 내압 상승시 랙 하우징(100) 외측 방향으로 개방되도록 형성됨이 바람직하다.

제3실시예에서 씰(200)에 형성된 관통홀(220)의 둘레부(210)는 제1 및 제2실시예와 유사하게 형성될 수 있으며, 제1 및 제2실시예와 제3실시예가 서로 혼합된 형태로의 구성 또한 가능할 것이다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

100 : 랙 하우징 110 : 통공부
200 : 씰 210 : 둘레부
220 : 관통홀 230 : 개폐도어
240 : 통공홀 300 : 스티어링 샤프트
400 : 익스텐션 바

Claims

차체에 결합되고 내부에 외부와 통공하는 중공이 형성된 랙 하우징; 및
랙 하우징의 중공 중 외통하는 통공부에 마련되고, 중공이 외부와 연통되지 않도록 통공부를 막다가 랙 하우징 내부 온도에 따라 개방되어 랙 하우징 내부와 외부를 연통시키는 씰;을 포함하는 랙 하우징 내압 조절 장치.
청구항 1에 있어서,
통공부에 스티어링 샤프트가 삽입되고, 씰은 통공부에서 랙 하우징과 스티어링 샤프트 사이에 마련된 것을 특징으로 하는 랙 하우징 내압 조절 장치.
청구항 2에 있어서,
씰에는 스티어링 샤프트가 삽입될 수 있도록 관통홀이 형성되고 관통홀의 둘레부는 한 쌍으로 분기되며 분기된 둘레부의 각 단부가 스티어링 샤프트와 접하도록 형성된 것을 특징으로 하는 랙 하우징 내압 조절 장치.
청구항 3에 있어서,
분기된 둘레부의 각 단부 사이에는 온도에 따라 수축 또는 팽창하는 익스텐션 바가 더 마련되며, 익스텐션 바는 랙 하우징 내부 온도 상승시 팽창되면서 분기된 둘레부의 각 단부를 서로 반대방향으로 가압함에 따라 통공부를 개방시키는 것을 특징으로 하는 랙 하우징 내압 조절 장치.
청구항 2에 있어서,
씰은 한 쌍으로 마련되고, 각각의 씰에는 스티어링 샤프트가 삽입될 수 있도록 관통홀이 형성되며, 관통홀의 둘레부는 소정의 각을 형성하도록 절곡되되 인접한 관통홀과 서로 반대 방향으로 절곡 형성되고, 둘레부의 단부는 스티어링 샤프트와 접하는 것을 특징으로 하는 랙 하우징 내압 조절 장치.
청구항 5에 있어서,
한 쌍의 씰 사이에는 양단부가 각 씰의 둘레부에 각각 결합되고 온도에 따라 수축 또는 팽창하는 익스텐션 바가 더 마련되며, 익스텐션 바는 랙 하우징 내부 온도 상승시 팽창되면서 한 쌍의 씰의 각 둘레부를 서로 반대방향으로 가압하여 통공부를 개방시키는 것을 특징으로 하는 랙 하우징 내압 조절 장치.
청구항 1에 있어서,
씰에는 적어도 하나 이상의 통공홀이 형성되며, 각 통공홀을 덮고 랙 하우징의 온도 상승에 따른 압력 상승 시 통공홀을 개방시키도록 절곡되는 개폐도어가 더 마련된 것을 특징으로 하는 랙 하우징 내압 조절 장치.