KR20180039406A

KR20180039406A - 자동차의 조향장치

Info

Publication number: KR20180039406A
Application number: KR1020160130663A
Authority: KR
Inventors: 신준호
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2016-10-10
Filing date: 2016-10-10
Publication date: 2018-04-18

Abstract

본 발명은 자동차의 조향장치에 관한 것으로, 제1샤프트와 제2샤프트로 분리되는 랙바를 포함하고, 제1샤프트는 일측 단부에서 축방향으로 돌출되어 제2샤프트에 결합되는 제1결합부가 형성되며 제1결합부에 제1평면부가 형성되고, 제2샤프트는 일측 단부에서 축방향으로 함몰되어 제1결합부와 결합되는 제2결합부가 형성되며 제2결합부에 제1평면부와 맞닿는 제2평면부가 형성되는 것을 특징으로 하여 랙바를 일측 기어가 형성된 부분과 타측 기어가 형성된 부분으로 분리하여 조향장치의 사양에 맞게 조립할 수 있어서 일측 기어가 형성된 부분 또는 타측 기어가 형성된 부분을 공용화 하여 원가를 절감할 수 있으며 파손되지 않은 부분은 재사용이 가능하다.

Description

자동차의 조향장치{Rack Bar of Rack Assist Type Electric Power Steering Apparatus}

본 발명은 자동차의 조향장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 랙바를 일측 기어가 형성된 부분과 타측 기어가 형성된 부분으로 분리하여 조향장치의 사양에 맞게 조립할 수 있어서 일측 기어가 형성된 부분 또는 타측 기어가 형성된 부분을 공용화 하여 원가를 절감할 수 있으며 파손되지 않은 부분은 재사용이 가능하고, 랙바를 분리할 수 있어서 일측 기어와 타측 기어를 각각 가공할 수 있으며 특히 치가공하는 과정에서 랙바의 변형 등에 의해 정교한 치 가공을 할 수 있고 일측 기어가 형성된 부분과 타측 기어가 형성된 부분의 얼라인을 보다 정확하게 맞춰 제작할 수 있는 자동차의 조향장치에 관한 것이다.

자동차의 조향장치는 차량의 진행 방향을 운전자의 의지대로 변경할 수 있도록 하기 위한 장치로서 차량의 앞바퀴가 선회하는 회전 중심을 임의로 변경하여 운전자가 원하는 방향으로 차량을 진행시킬 수 있도록 보조하는 장치이다.

한편, 전동 파워스티어링 시스템은 전기동력을 이용하여 조향력을 배가시키는 것으로서, 이 가운데 랙 구동식 전동 파워스티어링 시스템(R-EPS : Rack Assist Type Electric Power Steering System)은 기어박스의 내부에 설치되는 랙바의 외측에 모터를 설치하고, 이 모터를 이용하여 랙바를 왕복이동시킴으로써 조향력을 배가시킨다.

도 1은 종래 자동차의 조향장치를 나타낸 도면이고, 도 2는 종래 랙바를 나타낸 도면이다.

도시된 바와 같이 종래 자동차의 조향장치에서 랙하우징(120)의 중간부분에는 기어박스(130)가 구비되는데, 기어박스(130)의 내부에는 운전자가 발생시킨 회전력을 전달받는 입력축(140)이 설치되며, 이 입력축(140)의 하단에는 피니언기어(미도시)가 형성된다.

그리고, 랙하우징(120)의 내부에는 피니언기어(미도시)와 치합하는 일측 기어(220)와, 모터(110)의 회전력을 전달받도록 모터축(미도시) 또는 모터축(미도시)과 연결되는 볼너트(미도시)와 치합하는 타측 기어(230)가 형성된 랙바(210)가 구비된다.

한편, 랙바(210)의 양 단은 타이로드(150,151)와 연결되어 랙바(210)의 좌우 운동을 자동차의 바퀴로 전달한다.

이와 같은 종래 자동차의 조향장치에서 랙바(210)에 형성되는 일측 기어(220)와 타측 기어(230)의 위치는 기어박스(130)와 모터(110)의 장착 공간 확보를 위해 도 2에서 도시된 바와 같이 랙바(210)의 원주방향으로 일정 각도 비틀려 형성된다.

그런데 이처럼 랙바에 일측 기어와 타측 기어를 각각 치가공하는 과정에서 랙바의 변형 등에 의해 정교한 치 가공이 어렵고, 일측 기어와 타측 기어를 정확한 상대 각도로 비틀어 형성하는 것이 어려운 문제점이 있었다.

또한, 랙바의 가공 및 열처리 후 변형되는 각각의 일측 기어와 타측 기어의 치 형상을 모두 교정하는 것이 어려울 뿐만 아니라, 일측 기어와 타측 기어를 분리할 수 없어서 각각 따로 이용될 수 없으며 랙바를 각 차종별로 제작하여 원가가 상승하는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 배경에서 안출된 것으로, 랙바를 일측 기어가 형성된 부분과 타측 기어가 형성된 부분으로 분리하여 조향장치의 사양에 맞게 조립할 수 있어서 일측 기어가 형성된 부분 또는 타측 기어가 형성된 부분을 공용화 하여 원가를 절감할 수 있으며 파손되지 않은 부분은 재사용이 가능한 자동차의 조향장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 랙바를 분리할 수 있어서 일측 기어와 타측 기어를 각각 가공할 수 있으며 특히 치가공하는 과정에서 랙바의 변형 등에 의해 정교한 치 가공을 할 수 있고 일측 기어가 형성된 부분과 타측 기어가 형성된 부분의 얼라인을 보다 정확하게 맞춰 제작할 수 있는 자동차의 조향장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 따르면 제1샤프트와 제2샤프트로 분리되는 랙바를 포함하고, 제1샤프트는 일측 단부에서 축방향으로 돌출되어 제2샤프트에 결합되는 제1결합부가 형성되며 제1결합부에 제1평면부가 형성되고, 제2샤프트는 일측 단부에서 축방향으로 함몰되어 제1결합부와 결합되는 제2결합부가 형성되며 제2결합부에 제1평면부와 맞닿는 제2평면부가 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향장치가 제공될 수 있다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 랙바를 일측 기어가 형성된 부분과 타측 기어가 형성된 부분으로 분리하여 조향장치의 사양에 맞게 조립할 수 있어서 일측 기어가 형성된 부분 또는 타측 기어가 형성된 부분을 공용화 하여 원가를 절감할 수 있으며 파손되지 않은 부분은 재사용이 가능한 효과가 있게 된다.

또한, 랙바를 분리할 수 있어서 일측 기어와 타측 기어를 각각 가공할 수 있으며 특히 치가공하는 과정에서 랙바의 변형 등에 의해 정교한 치 가공을 할 수 있고 일측 기어가 형성된 부분과 타측 기어가 형성된 부분의 얼라인을 보다 정확하게 맞춰 제작할 수 있는 자동차의 조향장치를 제공하는 효과가 있게 된다.

도 1은 종래 자동차의 조향장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 종래 랙바를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 자동차의 조향장치의 랙바의 분해사시도이다.
도 4는 도 4의 랙바의 종단면도이다.
도 5는 도 4의 랙바의 횡단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동차의 조향장치의 랙바의 결합부위를 보여주는 분해사시도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자동차의 조향장치의 랙바의 결합부위를 보여주는 종단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자동차의 조향장치의 랙바의 결합부위를 보여주는 종단면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자동차의 조향장치를 나타낸 개략도이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세히 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 자동차의 조향장치의 랙바의 분해사시도이며, 도 4는 도 4의 랙바의 종단면도이고, 도 5는 도 4의 랙바의 횡단면도이며, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동차의 조향장치의 랙바의 결합부위를 보여주는 분해사시도이고, 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자동차의 조향장치의 랙바의 결합부위를 보여주는 종단면도이며, 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자동차의 조향장치의 랙바의 결합부위를 보여주는 종단면도이고, 도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자동차의 조향장치를 나타낸 개략도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이 실시예들에 따른 자동차의 조향장치는, 제1샤프트(310)와 제2샤프트(330)로 분리되는 랙바(300)를 포함하고, 제1샤프트(310)는 일측 단부에서 축방향으로 돌출되어 제2샤프트(330)에 결합되는 제1결합부(313)가 형성되며 제1결합부(313)에 제1평면부(314)가 형성되고, 제2샤프트(330)는 일측 단부에서 축방향으로 함몰되어 제1결합부(313)와 결합되는 제2결합부(333)가 형성되며 제2결합부(333)에 제1평면부(314)와 맞닿는 제2평면부(334)가 형성되는 것을 특징으로 한다.

자동차의 조향장치는, 조향축(922) 끝단에 피니언 기어(924a)가 형성되어 랙바(300)와 맞물리는 피니언 샤프트(924)가 구비되며, 피니언 샤프트(924)에 장착된 토크센서(907) 또는 조향컬럼의 상단에 장착된 토크센서(923)를 통해 조향휠(921)의 조향정도를 센싱할 수 있으며, 제어부(960)에 전달된다.

이러한 제어부(960)에 조향휠(921)의 조향정도가 입력되면 제어부(960)는 랙바(300) 및 볼너트(927)를 회전시키는 모터(925)를 구동시켜 랙바(300)를 좌우로 슬라이딩 시키는 조향 보조력을 발생시킨다.

모터(925)는 모터축(925a)에 모터풀리(미도시)가 결합되며, 볼너트(927)에 너트풀리(미도시)가 결합되어 모터풀리와 너트풀리에 모터(925)의 동력을 전달하는 벨트(926)가 결합되고 볼너트(927)가 회전하면 볼너트(927)와 볼(미도시)을 매개로 결합되는 랙바(300)를 좌우로 슬라이딩 시킨다.

또한, 랙바(300)의 좌우 운동을 타이로드(928)를 통해 바퀴(929)로 전달한다.

이러한 랙바(300)의 일측에는 피니언 샤프트(924)와 치합되는 랙기어(331)가 형성되며 타측에 볼너트(927)가 볼을 매개로 결합되는 스크류홈(311)이 형성된다.

또한, 랙바(300)는 스크류홈(311)이 형성된 부분과 랙기어(331)가 형성된 부분인 제1샤프트(310)와 제2샤프트(330)로 분리되며, 제1샤프트(310)와 제2샤프트(330)는 설명의 편의를 위해 제1샤프트(310)에 스크류홈(311)이 형성되고 제2샤프트(330)에 랙기어(331)가 형성되는 예로 설명하나, 제1샤프트(310)에 랙기어(331)가 형성되고 제2샤프트(330)에 스크류홈(311)이 형성될 수 있음은 물론이다.

이처럼 랙바(300)는 스크류홈(311)이 형성된 제1샤프트(310)와 랙기어(331)가 형성된 제2샤프트(330)로 분리된 후 결합될 수 있어서, 랙바(300)의 직경, 볼너트(927) 타입이 동일한 경우 스크류홈(311)이 형성된 제1샤프트(310)를 공용화하여 제2샤프트(330)만 변경하여 결합시키면 되므로 원가가 절감된다.

또한, 랙기어(331)가 형성된 제2샤프트(330)는 피니언기어(924)의 치형상과 랙바(300)의 길이 등의 사양에 따라 다르게 제작될 수 있으며, 사양이 동일한 경우 제2샤프트(330)도 공용화하여 이용될 수 있게 된다.

또한, 제1샤프트(310)와 제2샤프트(330) 중 파손되지 않은 부분은 다시 분리하여 재사용이 가능하므로 조립과정이 단축되며 수리비용이 절감되게 된다.

이러한 랙바(300)는 제1샤프트(310)에 일측 단부에서 축방향으로 돌출되어 제2샤프트(330)에 결합되는 제1결합부(313)가 형성되며, 제2샤프트(330)에 일측 단부에서 축방향으로 함몰되어 제1결합부(313)가 결합되는 제2결합부(333)가 형성되고, 제1결합부(313)에 제2결합부(333)가 압입되어 결합되어 제1샤프트(310)와 제2샤프트(330)는 결합된 후 다시 분리되는 것을 방지한다.

또한, 제1샤프트(310)와 제2샤프트(330) 사이에 회전각도 차이가 발생되거나 헛도는 것을 방지하도록, 제1결합부(313)에 제1평면부(314)가 형성되며, 제2결합부(333)에 제2평면부(334)가 형성되어 제1결합부(313)에 제2결합부(333)가 압입되어 결합되되 제1평면부(314)와 제2평면부(334)가 맞닿도록 결합된다.

이와 같이, 제1평면부(314)와 제2평면부(334)가 맞닿도록 결합되어 있어서, 제1평면부(314)와 제2평면부(334)에 걸려 제1샤프트(310)와 제2샤프트(330)가 함께 회전하게 된다.

이러한 제1평면부(314)와 제2평면부(334)는 제1결합부(313)와 제2결합부(333)의 외주면 일측에만 형성되거나, 도면에 도시된 바와 같이 외주면의 마주보는 두곳에 형성될 수도 있다.

도 5는 이러한 제1결합부(313)와 제2결합부(333)의 결합상태를 보여주는 횡단면도이며, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1샤프트(310)와 제2샤프트(330)는 제1평면부(314)와 제2평면부(334)가 맞닿도록 제1결합부(313)와 제2결합부(333)를 압입시켜 결합되게 된다.

이때, 제1평면부(314)가 형성된 제1결합부(313)의 크기는 제2평면부(334)가 형성된 제2결합부(333)의 크기 보다 같거나 크게 형성되어 제1결합부(313)와 제2결합부(333)는 압입 결합되거나 억지 결합되어 제1결합부(313)와 제2결합부(333) 사이의 유격이 발생되는 것을 방지한다.

또한, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 제1결합부(313)와 제2결합부(333)가 제작상의 오차로 인하거나, 조립상의 오차로 인하여 유격이 발생되거나, 제1평면부(314)와 제2평면부(334)가 내구로 인해 마모되어 제1결합부(313)와 제2결합부(333) 사이에 유격이 발생되는 경우 이를 방지하기 위해, 제1결합부(313)와 제2결합부(333) 사이에 유격흡수부재(550)가 구비될 수도 있다.

유격흡수부재(550)는 중공형상으로 형성되어 제1결합부(313)와 제2결합부(333) 사이에 결합되어 제3평면부(551)가 형성되거나, 중공형상으로 형성되되 제1평면부(314) 및 제2평면부(334)와 대응되는 제3평면부(551)가 형성되어 제1결합부(313)와 제2결합부(333) 사이에 결합될 수도 있다.

이러한 유격흡수부재(550)는 탄성재질로 형성되어 제1결합부(313)와 제2결합부(333) 사이에 결합되면서 압축되어 결합되며 압축된 유격흡수부재(550)가 복원되면서 각각을 탄성지지하여 제1결합부(313)와 제2결합부(333)의 유격을 흡수하며, 제1결합부(313)와 제2결합부(333)의 직접적인 접촉을 방지한다.

이에 따라 제1결합부(313)와 제2결합부(333)의 제작상의 오차 또는 조립상의 오차로 인해 유격이 발생되어도 유격흡수부재(550)가 결합되어 제1결합부(313)와 제2결합부(333) 간의 유격을 흡수하며, 제1평면부(314)와 제2평면부(334)의 반복적으로 부딪치게 되는 내구가 진행되어 마모되더라도 압축되있던 유격흡수부재(550)가 복원되면서 제1결합부(313)와 제2결합부(333) 간의 유격을 흡수한다.

이때, 유격흡수부재(550)는 제1결합부(313)와 제2결합부(333) 사이의 유격을 흡수하되, 강성이 커서 제1샤프트(310)와 제2샤프트(330) 사이에서 회전력을 그대로 전달한다.

또한, 운전자의 조향시 랙바(300)가 좌우로 슬라이딩 되어 랙바(300)의 양단과 연결된 타이로드(928)의 각도가 변경됨으로 인해 랙바(300)의 양단에 하중이 가해짐으로 인해 랙바(300)가 벤딩되는 경우가 발생되고, 이때, 제1샤프트(310)와 제2샤프트(330)의 결합부위가 벤딩되면서 분리될 수 있어서, 도 6에 도시된 것처럼 제1샤프트(310)와 제2샤프트(330)의 결합깊이를 늘려 제1샤프트(310)와 제2샤프트(330)의 결합부위의 벤딩강성을 보완할 수도 있다.

도 6의 (a)에서는, 제1샤프트(310)의 제1결합부(313)에서 축방향으로 돌출되는 제1조립보완부(315)가 형성되며, 제2샤프트(330)의 제2결합부(333)에서 축방향으로 함몰되어 제1조립보완부(315)가 삽입되는 제2조립보완부(335)가 형성되어 제1샤프트(310)와 제2샤프트(330) 간의 삽입되는 길이가 길어지게 된다.

이러한 제1조립보완부(315)와 제2조립보완부(335)의 축방향 길이가 길수록 제1샤프트(310)와 제2샤프트(330)의 분리가 어려워지게 되며 제1샤프트(310)와 제2샤프트(330) 간의 삽입되는 길이가 길어져 제1샤프트(310)와 제2샤프트(330)의 결합부위의 벤딩강성이 커지게 된다.

다시 말해서, 제1샤프트(310)와 제2샤프트(330)의 겹치는 길이가 길어져 랙바(300)가 벤딩되더라도 제1결합부(313)가 제2결합부(333)로부터 쉽게 이탈되지 못하며, 제1샤프트(310)와 제2샤프트(330) 사이에 틈새가 발생될 수 있으나, 후술할 파손알림시스템(961)이 구비되어 랙바(300)가 완전히 분리되는 것을 방지할 수 있게 된다.

도 6의 (b)에서는, 제1샤프트(310)의 제1결합부(313)가 축방향으로 길게 연장 형성되며, 제2샤프트(330)의 제2결합부(333)의 함몰 깊이가 깊어지게 형성되고, 제1평면부(314)와 제2평면부(334)도 축방향으로 길게 형성되어 제1샤프트(310)와 제2샤프트(330) 간의 삽입되는 길이가 길어지게 되면서 맞닿는 제1평면부(314)와 제2평면부(334)의 면적도 넓어져 제1샤프트(310)와 제2샤프트(330)가 안정적으로 결합된다.

이와 같이, 제1샤프트(310)와 제2샤프트(330) 간의 삽입되는 길이가 길어져 제1샤프트(310)와 제2샤프트(330)의 결합부위의 벤딩강성이 커지게 되며, 제1결합부(313)가 제2결합부(333)에 삽입되면서 맞닿는 제1샤프트(310)와 제2샤프트(330) 사이에 틈새가 발생되거나 이격되어도 제1샤프트(310)와 제2샤프트(330)가 완전히 분리되는 것은 방지할 수 있게 된다.

이러한 제1샤프트(310)와 제2샤프트(330)가 일체로 형성되도록, 제1샤프트(310)와 제2샤프트(330)를 용접하여 일체화 하거나, 코킹하여 일체화 하거나, 체결부재(703,705)로 고정시킬 수 있으며 도 7을 참조하여 아래에 후술한다.

도 7의 (a)를 참조하면, 제1결합부(313)가 제2결합부(333)에 삽입되면서 맞닿는 제1샤프트(310)의 일측 단부와 제2샤프트(330)의 일측 단부의 접촉부분이 용접되어 용접부위(737)가 형성된다.

이러한 용접부위(737)는 제1샤프트(310)와 제2샤프트(330)의 접촉부분에 두곳 이상 형성되며, 원주방향의 등간격으로 이격되어 형성되어 제1샤프트(310)와 제2샤프트(330)가 다시 분리되는 것을 방지한다.

이때, 제1샤프트(310)의 일측 단부와 제2샤프트(330)의 일측 단부의 접촉부분은 면접촉이어서 일예로, 전기저항용접인 맞대기용접되어 용접부위(737)가 형성되며, 제1샤프트(310)와 제2샤프트(330)가 일체로 형성되게 된다.

또한, 도 7의 (b)를 참조하면, 제1결합부(313)가 제2결합부(333)에 삽입되면서 맞닿는 제1샤프트(310)의 일측 단부와 제2샤프트(330)의 일측 단부 중 어느 한쪽을 나머지 한쪽으로 코킹하여 코킹부위(738)가 형성된다.

일예로, 도면에는 제2샤프트(330)의 일측 단부를 제1샤프트(310)로 코킹하여 코킹부위(738)가 형성된 예를 도시하였으며, 제1샤프트(310)의 일측 단부를 제2샤프트(330)로 코킹하여 코킹부위(738)가 형성될 수도 있다.

또한, 코킹부위(738)는 제1샤프트(310)와 제2샤프트(330)의 접촉부분에 두곳 이상 형성되며, 원주방향의 등간격으로 이격되어 형성되어 제1샤프트(310)와 제2샤프트(330)가 다시 분리되는 것을 방지한다.

이러한 제1샤프트(310)와 제2샤프트(330)의 접촉부분에 용접부위(737)와 코킹부위(738)의 둘 중 어느 하나만 형성될 수도 있으며, 둘다 형성되어 제1샤프트(310)와 제2샤프트(330)가 보다 견고하게 일체로 형성될 수도 있게 된다.

또한, 도 7의 (c)를 참조하면, 제1샤프트(310)와 제2샤프트(330)의 일측 단부에서 경방향 외측으로 돌출되어 서로 맞닿는 제1플랜지부(719)와 제2플랜지부(739)가 형성되며, 제1플랜지부(719)와 제2플랜지부(739)의 두곳 이상을 결합 고정시키는 체결부재(703,705)가 구비된다.

제1플랜지부(719)와 제2플랜지부(739)는 제1샤프트(310)와 제2샤프트(330)의 일측 단부에서 경방향 외측으로 돌출 형성되어 제1샤프트(310)와 제2샤프트(330)의 접촉부분의 맞닿는 면적이 넓어지게 되며 즉, 제1샤프트(310)와 제2샤프트(330) 간의 마찰되는 면적이 넓어지게 되어 제1샤프트(310)와 제2샤프트(330) 사이가 헛도는 것이 방지되며 벤딩강성이 커지게 된다.

또한, 제1플랜지부(719)와 제2플랜지부(739)에는 체결부재(703,705)가 관통하는 조립홀(719a,739a)이 각각 형성되며, 조립홀(719a,739a)은 제1플랜지부(719)와 제2플랜지부(739)에 두곳 이상 형성되어 체결부재(703,705)가 결합되어 제1샤프트(310)와 제2샤프트(330)가 결합 고정된다.

이러한 체결부재(703,705)는 일예로, 볼트(703)와 너트(705)로 구비될 수 있으며, 볼트(703)가 제1플랜지부(719)와 제2플랜지부(739)의 조립홀(719a,739a)을 관통하며, 볼트(703) 끝단에 너트(705)가 결합된다.

이에 추가로, 제1플랜지부(719)와 제2플랜지부(739)의 맞닿는 경방향 끝단을 용접하거나 코킹하여 용접부위(737) 또는 코킹부위(738)가 형성될 수도 있다.

또한, 제1샤프트(310)와 제2샤프트(330)의 결합부위가 분리되는 것을 방지하면서 랙바(300)의 벤딩강성을 높이도록, 도 8에 도시된 바와 같이, 제1샤프트(310)와 제2샤프트(330) 사이에 결합되는 봉형상의 보강부재(870)가 구비된다.

보강부재(870)는 일측이 제1샤프트(310)에 삽입되고 타측이 제2샤프트(330)에 삽입되어 벤딩강성을 높이며, 제1샤프트(310)와 제2샤프트(330)에 각각 압입 결합되어 제1샤프트(310)와 제2샤프트(330)의 결합부위가 분리되는 것을 방지한다.

이러한 제1샤프트(310)에는 보강부재(870)의 일측이 삽입되는 제1삽입홈(812)이 형성되며, 제2샤프트(330)에는 보강부재(870)의 타측이 삽입되는 제2삽입홈(832)이 형성되어 제1삽입홈(812)과 제2삽입홈(832)에 보강부재(870)가 압입되어 결합된다.

이때, 도면에는 도시하지 않았으나, 보강부재(870)는 단면이 다각형으로 형성되거나 외주면에 평면형상이 형성될 수도 있으며 제1삽입홈(812)과 제2삽입홈(832)도 상기 보강부재(870)와 대응되는 형상으로 형성되어 제1샤프트(310)와 보강부재(870) 사이, 제2샤프트(330)와 보강부재(870) 사이에 회전각도 차이가 발생되거나 헛도는 것을 방지할 수 있게 된다.

또한, 제1평면부(314)와 제2평면부(334)가 마모되어 제1샤프트(310)와 제2샤프트(330) 사이에 회전각도 차이가 발생되거나 헛도는 것을 방지하도록, 제1샤프트(310)와 보강부재(870)의 일측을 관통하며 제2샤프트(330)와 보강부재(870)의 타측을 관통하는 고정핀(873)이 구비된다.

보강부재(870)의 일측과 타측에는 핀조립홀(872)이 형성되며, 제1샤프트(310)와 제2샤프트(330)의 제1삽입홈(812)과 제2삽입홈(832)에 보강부재(870)가 삽입되었을 때 보강부재(870)의 핀조립홀(872)이 위치되는 곳에 대응되어 핀조립홀(816,836)이 형성되어 보강부재(870)의 핀조립홀(872)과 제1샤프트(310)와 제2샤프트(330)의 핀조립홀(816,836)에 각각 고정핀(873)이 삽입된다.

이러한 보강부재(870)의 핀조립홀(872)과 제1샤프트(310)와 제2샤프트(330)의 핀조립홀(816,836)의 크기는 고정핀(873)의 둘레보다 같거나 작게 형성될 수도 있다.

이처럼 고정핀(873)은 제1샤프트(310)와 보강부재(870)에 결합되어 헛도는 것을 방지하며, 제2샤프트(330)와 보강부재(870)에 결합되어 헛도는 것을 방지하여 제1샤프트(310)와 제2샤프트(330) 사이가 보강부재(870)와 함께 회전각도 차이 없이 회전할 수 있게 되고, 내구로 인해 제1평면부(314)와 제2평면부(334)가 마모되는 경우에도 제1샤프트(310)와 제2샤프트(330)가 함께 회전할 수 있게 된다.

다시 말해서, 1차적인 제1샤프트(310)와 제2샤프트(330)가 헛도는 것을 방지하는 구조로 서로 맞닿는 제1평면부(314)와 제2평면부(334)의 구조가 있으며, 2차적인 헛돔방지구조로 제1샤프트(310), 제2샤프트(330), 보강부재(870)를 결합시키는 고정핀(873) 구조가 있어서 랙바(300)의 제1샤프트(310)와 제2샤프트(330) 사이가 파손되는 것을 방지한다.

이러한 랙바(300)는 제1샤프트(310)와 제2샤프트(330)로 분리된 후 결합되는 구조라서, 제1샤프트(310)와 제2샤프트(330)의 결합부위가 파손되어 다시 분리될 수 있으며 벤딩되어 틈이 발생될 수도 있어서, 제어부(960)에 랙바(300)의 파손을 센싱하여 운전자에게 경고등으로 알려주는 파손알림시스템(961)이 구비된다.

이러한 파손알림시스템(961)은 랙바(300)가 파손되거나 심한경우 분리되는 것을 방지하기 위한 시스템으로, 랙바(300)가 파손될 정도로 벤딩되거나 랙바(300)에 금이 가는 경우 이를 센싱하여 운전자에게 알려준다.

이에 따라 랙바(300)가 파손되거나 분리되어 순간적으로 핸들이 무거워져 조향이 정상적으로 이루어지지 않는 것을 방지할 수 있으며 제1샤프트(310)와 제2샤프트(330)의 결합부위 외에도 랙바(300)가 파손되면 운전자가 바로 알 수 있게 된다.

자동차의 조향장치를 개략적으로 나타내는 도 9를 참조하면, 제어부(960)에는 파손알림시스템(961)이 구비되며 파손알림시스템(961)은 랙바(300)의 파손을 센싱하는 센싱부(963)와 제1샤프트(310)와 제2샤프트(330) 사이가 파손된 경우 운전자에게 경고등을 표시시키는 알림부(965)가 구비된다.

이때 센싱부(963)는 피니언 샤프트(924) 또는 모터(925)에 구비되는 센서(907,908)를 이용하여 랙바(300)의 상태를 체크할 수 있으며, 센서(907,908)에서 센싱된 값이 랙바(300)가 정상적인 작동일 때의 값의 범위에서 벗어나는 경우 랙바(300)가 파손된 것으로 인식한다.

또한, 센싱부(963)는 랙바(300)가 파손된 것으로 인식되면 알림부(965)에 신호를 보내며, 알림부(965)는 운전자에게 경고등 또는 알림음 등을 표시시키게 된다.

이러한 센서(907,908)는 일예로, 피니언 샤프트(924)에 구비되는 토크센서(907)일 수 있다.

랙바(300)와 맞물리는 피니언 샤프트(924)에는 토크센서(907)가 구비되어 피니언 샤프트(924)의 입력축과 출력축 간의 비틀림 각도를 센싱한다.

이때, 토크센서(907)의 비틀림 각도 값이 설정된 정상작동범위 내에서 벗어나는 경우 토크센서(907)에서 센싱부(963)로 신호를 보내며, 센싱부(963)는 제1샤프트(310)와 제2샤프트(330) 사이가 파손된 것으로 인식하여 알림부(965)에 신호를 보내게 된다.

여기서, 설정된 정상작동범위는 랙바(300)가 정상일 때 토크센서(907)에서 센싱되는 비틀림 각도 값의 범위이다.

또한, 다른 예로, 센싱부(963)는 모터포지션센서(908)로부터 신호를 받을 수 있다.

랙바(300) 및 볼너트(927)를 회전시키는 모터(925)에 모터축(925a)의 회전각도를 측정하는 모터포지션센서(908)가 구비된다.

이러한 모터포지션센서(908)에서 센싱되는 값이 설정된 정상작동범위 내에서 벗어나는 경우 모터포지션센서(908)에서 센싱부(963)로 신호를 보내며, 센싱부(963)는 제1샤프트(310)와 제2샤프트(330) 사이가 파손된 것으로 인식하여 알림부(965)에 신호를 보내게 된다.

여기서, 설정된 정상작동범위는 랙바(300)가 정상일 때 모터포지션센서(908)에서 센싱되는 모터축(925a)의 회전각도 값의 범위이다.

이러한 형상과 구조를 갖는 본 발명의 실시예들에 의하면 랙바를 일측 기어가 형성된 부분과 타측 기어가 형성된 부분으로 분리하여 조향장치의 사양에 맞게 조립할 수 있어서 일측 기어가 형성된 부분 또는 타측 기어가 형성된 부분을 공용화 하여 원가를 절감할 수 있으며 파손되지 않은 부분은 재사용이 가능한 효과가 있게 된다.

이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 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 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 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.

300: 랙바 310: 제1샤프트
311: 스크류홈 313: 제1결합부
314: 제1평면부 315: 제1조립보완부
330: 제2샤프트 331: 랙기어
333: 제2결합부 334: 제2평면부
335: 제2조립보완부 550: 유격흡수부재
551: 제3평면부 719: 제1플랜지부
737: 용접부위 738: 코킹부위
739: 제2플랜지부 812: 제1삽입홈
832: 제2삽입홈 870: 보강부재
873: 고정핀 960: 제어부
961: 파손알림시스템 963: 센싱부
965: 알림부

Claims

제1샤프트와 제2샤프트로 분리되는 랙바를 포함하고,
상기 제1샤프트는 일측 단부에서 축방향으로 돌출되어 상기 제2샤프트에 결합되는 제1결합부가 형성되며 상기 제1결합부에 제1평면부가 형성되고, 상기 제2샤프트는 일측 단부에서 축방향으로 함몰되어 상기 제1결합부와 결합되는 제2결합부가 형성되며 상기 제2결합부에 상기 제1평면부와 맞닿는 제2평면부가 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제1샤프트와 제2샤프트가 일체로 형성되도록, 상기 제1결합부가 제2결합부에 삽입되면서 맞닿는 상기 제1샤프트의 일측 단부와 제2샤프트의 일측 단부의 접촉부분이 용접되어 용접부위가 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제1샤프트와 제2샤프트가 일체로 형성되도록, 상기 제1결합부가 제2결합부에 삽입되면서 맞닿는 상기 제1샤프트의 일측 단부와 제2샤프트의 일측 단부 중 어느 한쪽을 나머지 한쪽으로 코킹하여 코킹부위가 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제1샤프트와 제2샤프트의 일측 단부에서 경방향 외측으로 돌출되어 서로 맞닿는 제1플랜지부와 제2플랜지부가 형성되며, 상기 제1플랜지부와 제2플랜지부의 두곳 이상을 체결부재로 결합 고정시키는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제1샤프트와 제2샤프트의 결합부위가 분리되는 것을 방지하도록, 상기 제1샤프트와 제2샤프트 사이에 결합되는 봉형상의 보강부재가 구비되어 상기 랙바의 벤딩강성을 높이는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향장치.
제 5 항에 있어서,
상기 제1평면부와 제2평면부가 마모되어 상기 제1샤프트와 제2샤프트 사이에 회전각도 차이가 발생되는 것을 방지하도록, 상기 제1샤프트와 보강부재의 일측을 관통하며 상기 제2샤프트와 보강부재의 타측을 관통하는 고정핀이 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제1샤프트에는 상기 제1결합부에서 축방향으로 돌출되는 제1조립보완부가 형성되며, 상기 제2샤프트에는 상기 제2결합부에서 내측으로 함몰되어 상기 제1조립보완부가 삽입되는 제2조립보완부가 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제1샤프트와 제2샤프트 사이가 분리되는 것을 방지하기 위해, 제어부에는 상기 제1샤프트와 제2샤프트 사이의 파손을 센싱하는 센싱부와, 상기 제1샤프트와 제2샤프트 사이가 파손된 경우 운전자에게 경고등을 표시시키는 알림부를 포함하는 파손알림시스템이 구비되며,
상기 랙바와 맞물리는 피니언 샤프트에 토크센서가 구비되고, 상기 센싱부는 상기 토크센서가 센싱하는 비틀림 각도 값이 설정된 정상작동범위 내에서 벗어나는 경우를 상기 제1샤프트와 제2샤프트 사이가 파손된 것으로 인식하는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향장치.
제 8 항에 있어서,
상기 랙바 및 볼너트를 회전시키는 모터에 모터축의 회전각도를 측정하는 모터포지션센서가 구비되며, 상기 센싱부는 상기 모터포지션센서가 센싱하는 상기 모터축의 회전각도 값이 설정된 정상작동범위 내에서 벗어나는 경우 상기 제1샤프트와 제2샤프트 사이가 파손된 것으로 인식하는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향장치.