KR20200093619A - 스티어링 조립체 - Google Patents

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KR20200093619A
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스벤 무에링
티에모 쿠에스터스
안드리 가베너
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생―고뱅 퍼포먼스 플라스틱스 팜푸스 게엠베하
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Abstract

본 발명은 스티어링 조립체에 관한 것으로서, 상기 스티어링 조립체는: 내측 스티어링 부재; 외측 부재를 포함하되, 내측 스티어링 부재는 외측 부재에 대해 병진운동 하도록 구성되고; 및 내측 스티어링 부재의 한 부분 주위에 배열된 베어링 구성요소를 포함하되, 상기 베어링 구성요소는: 일체형 기판과 상기 기판 위에 위치된 저마찰층을 가진 베어링을 포함하되, 상기 베어링은 일반적으로 아치 형태를 가지며 외측 부재에 배열된 내측 스티어링 부재를 지지하도록 구성되며, 상기 베어링은 내측 스티어링 부재를 지지하기 위한 지지 영역을 가지고, 및 서로 이격되어 배열된 제1 풋과 제2 풋을 포함하며 지지 영역이 그들 사이에서 연장되는 복수의 풋을 포함하되, 제1 및 제2 풋은 내측 스티어링 부재와 외측 부재 사이에서 조립체 상에서 지지 영역을 지나 반경방향으로 연장되며, 베어링은 내측 스티어링 부재에 대해 힘을 제공하는 것을 특징으로 한다.

Description

스티어링 조립체
본 발명은 베어링 및 베어링 조립체에 관한 것으로서, 특히 본 발명은 스티어링 조립체에 관한 것이다.
많은 차량들은 도로에서 휠을 회전시키기 위하여 스티어링 휠로부터 병진운동 하도록 랙 및 피니언을 포함하는 스티어링 조립체를 사용한다. 종래의 랙 및 피니언 스티어링 시스템에서, 스티어링 휠이 액 샤프트에 의해 피니언 기어에 기계적으로 결합된다. 피니언 기어는 랙 샤프트 상에서 치형부와 짝을 이루는 기어 치형부를 포함할 수 있다. 피니언 기어가 회전될 때, 회전 운동은 랙 샤프트에서 선형 운동으로 변환된다. 랙 샤프트는 각각의 휠 조립체에서 타이 로드에 연결되며, 랙 샤프트가 선형으로 이동될 때, 휠 조립체를 회전시켜 차량을 회전시키기 위하여, 타이 로드가 병진운동 한다.
피니언과 랙 샤프트 사이에 적절한 래시(lash)를 보장하기 위하여, 랙 샤프트를 피니언 기어 내로 가압하는 편향 힘을 제공하도록, 스티어링 요크 조립체가 사용될 수 있다. 또한, 요크는 "요크 조립체", "요크 슬리퍼", 또는 "퍽(puck)"으로 지칭될 수 있다. 랙 샤프트(통상 스틸)는 피니언 기어가 회전될 때 요크를 따라 슬라이딩 이동된다. 임의의 랙 및 피니언 스티어링 시스템에서, 피니언 기어와 랙 샤프트 사이의 적절한 끼워맞춤(fit)은 필수적이다.
그에 따라, 업계는 스티어링 조립체를 지속적으로 개선시킬 필요가 있다.
본 발명은 첨부도면들을 참조함으로써 통상의 기술자에게 자명한 다수의 특징 및 이점들을 더 잘 이해할 수 있다.
도 1은 한 실시예에 따른 스티어링 조립체의 분해 투시도를 포함한다.
도 2A는 한 실시예에 따른 스티어링 조립체의 투시도를 포함한다.
도 2B는 한 실시예에 따른 스티어링 조립체의 횡단면도를 포함한다.
도 2C는 한 실시예에 따른 스티어링 조립체의 투시 횡단면도를 포함한다.
도 2D는 한 실시예에 따른 스티어링 조립체의 투시도를 포함한다.
도 2E는 한 실시예에 따른 스티어링 조립체의 횡단면도를 포함한다.
도 2F는 한 실시예에 따른 스티어링 조립체의 투시 횡단면도를 포함한다.
도 3은 비-제한적인 예로서 한 실시예에 따른 외측 부재가 없는 스티어링 조립체의 횡단면도를 포함한다.
도 4A는 한 실시예에 따른 스티어링 조립체의 단부도를 포함한다.
도 4B는 한 실시예에 따른 스티어링 조립체의 투시도를 포함한다.
도 4C는 한 실시예에 따른 스티어링 조립체의 투시도를 포함한다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 베어링 또는 베어링 구성요소에 의해 제공된 스프링 힘 대 지지 영역의 길이의 그래프를 포함한다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 베어링 또는 베어링 구송요소를 위한 가능한 재료 조성의 투시도를 포함한다.
도 7A는 한 실시예에 따른 스티어링 조립체에서 사용하기 위한 베어링의 투시도를 포함한다.
도 7B는 한 실시예에 따른 스티어링 조립체의 단부도를 포함한다.
도 7C는 한 실시예에 따른 스티어링 조립체의 투시도를 포함한다.
도 8A는 한 실시예에 따른 스티어링 조립체의 투시도를 포함한다.
도 8B는 한 실시예에 따른 스티어링 조립체의 투시도를 포함한다.
도 9는 한 실시예에 따른 스티어링 조립체에서 사용하기 위한 베어링의 근접도를 포함한다.
도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 스티어링 조립체를 포함한다.
도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 베어링 또는 베어링 구성요소에 의한 하중 대 압축률의 그래프를 포함한다.
상이한 도면들에서 동일한 도면부호를 사용하는 것은, 그와 동일하거나 또는 그보다 작은 구성요소를 가리킨다.
하기 발명의 상세한 설명은, 첨부도면들과 함께, 본 명세서에 기재된 개념을 이해하는 데 도움을 주기 위해 제공된다. 하기 설명은, 본 발명의 특정 구현예들과 실시예들에 초점을 맞출 것이다. 이러한 내용은, 본 발명의 개념을 기술하는 데 도움을 위해 제공되는 것이며 본 발명의 적용 및 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 하지만, 본 발명의 개념에 따라 기술된 것과 같이 그 밖의 실시예들도 사용될 수 있다.
용어 "포함하다", "포함하는", "구성하다", "구성하는", "가지다", "가지는", 또는 그 밖의 임의의 변형 용어들은 포괄적으로 포함하는 것을 가리키기 위한 것이다. 예를 들어, 일련의 특징부들을 포함하는 장치, 물품, 또는 방법은 반드시 상기 특징부들에만 제한될 필요는 없으며 상기 방법, 물품 또는 장치에 기재된 그 밖의 다른 특징부들도 포함할 수 있다. 또한, 명시적으로 반대로 기술되지 않는 한, 용어 "또는"은 포함하는 것을 가리키지 배제되는 것을 가리키는 것이 아니다. 예를 들어, 상태 A 또는 B는 다음과 같이: A가 참(또는 존재)이고 B는 거짓(또는 부존재)인 것, A는 거짓(또는 부존재)이고 B는 참(또는 존재)인 것, 그리고 A와 B 둘 다 참(또는 존재)인 것 중 하나를 충족한다.
또한, 관사 "a" 또는 "an"을 사용하는 것은 본 명세서에 기술된 요소 및 구성요소들을 기재하기 위한 것이다. 이는 본 발명의 범위를 일반적으로 제공하기 위해 편의상 수행되는 것이다. 이러한 내용은, 그 밖에 달리 기술되지 않는 한, 복수를 포함하는 하나, 하나 이상 또는 단수를 포함하거나 또는 그 반대를 포함하는 것으로 이해해야 한다. 예를 들어, 본 명세서에 단일의 물품이 기술되면, 단일의 물품 대신에 하나 이상의 물품이 사용될 수도 있다. 이와 유사하게, 본 명세서에 하나 이상의 물품이 기술되면, 하나 이상의 물품을 단일의 물품으로 대체할 수도 있다.
그 밖에 달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 기술자에 의해 통상적으로 이해되는 용어들과 똑같은 의미를 가진다. 재료, 방법, 및 예들은 오직 예시적인 것이며 제한하려는 의도가 아니다. 본 명세서에 기술되지 않는 내용에서, 특정 재료 및 처리 기술에 관한 다수의 세부 사항들은 일반적인 것이며 베어링 조립체 및 스티어링 조립체 기술의 교재 및 기타 출처에서 찾아볼 수 있다.
우선 도 1을 보면, 스티어링 조립체가 예시되며 일반적으로 도면부호 100으로 표시된다. 도 1에 도시된 것과 같이, 스티어링 조립체(100)는 외측 스티어링 부재 또는 스티어링 하우징(102)을 포함할 수 있다. 내측 스티어링 부재 또는 랙 샤프트(104)가 외측 부재(102)를 통해 연장될 수 있으며 내측 스티어링 부재(104)는 제1 타이 로드(106)와 제2 타이 로드(108)에 연결될 수 있다. 내측 스티어링 부재(104)는 복수의 치형부(107)를 가질 수 있다. 내측 스티어링 부재(104)는 외측 부재(102)에 대해 병진운동 하도록 구성될 수 있다. 스티어링 조립체(100)는 피니언(112)을 포함하는 샤프트(110)를 추가로 포함할 수 있다. 피니언(112)은 내측 스티어링 부재(104)와 결합하도록 구성될 수 있다. 피니언(112)은 내측 스티어링 부재(104)에 일반적으로 또는 실질적으로 수직인 외측 부재(102) 내로 연장될 수 있는 복수의 치형부(113)를 가진 나선형 피니언 기어를 포함할 수 있다. 다수의 실시예들에서, 피니언(112)의 복수의 치형부(113)는, 피니언(112)의 치형부(113)가 내측 스티어링 부재(104)의 치형부(107)와의 결합 때문에, 내측 스티어링 부재(104)를 병진운동 시킬 수 있다. 다수의 실시예들에서, 내측 스티어링 부재(104)에 대해 힘을 제공하기 위하여, 베어링 구성요소(114)가 외측 부재(102) 내에 장착될 수 있다. 다수의 실시예들에서, 베어링 구성요소(114)는 내측 스티어링 부재(104)가 피니언 기어(112)와 결합된 상태로 유지시키기 위해 편향 힘을 제공할 수 있다.
구체적으로, 도 2A-2F에 도시된 것과 같이, 나선형 피니언 기어(112)는 내측 스티어링 부재(104)와 짝을 이룰 수 있다. 베어링 구성요소(114)는 내측 스티어링 부재(104)의 적어도 한 부분과 공통 축방향 위치를 공유하거나 및/또는 그 주위에 배열될 수 있다. 베어링 구성요소(114)는 피니언(112)과 공통 축방향 위치를 공유하거나 및/또는 그 주위에 배열될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 것과 같이, "공통 축방향 위치"는 베어링 구성요소(114)가 적어도 부분적으로 내측 스티어링 부재(104) 또는 피니언(112)의 한 부분 밑에 위치될 수 있다는 것을 의미한다. 다수의 실시예들에서, 베어링 구성요소(114)는 내측 스티어링 부재(104)의 외측 측벽 주위에서 적어도 부분적으로 둘러쌀 수 있으며 베어링 구성요소(114)는 피니언과 힘 결합하기 위해 내측 스티어링 부재(104)에 대해 힘을 제공할 수 있다. 이러한 결합은 반경방향 또는 축방향으로 수행될 수 있다. 다수의 실시예들에서, 베어링 구성요소(114)는 외측 부재(102)에 의해 내측 스티어링 부재(104)의 외측 측벽을 향해 편향될 수 있다. 다수의 실시예들에서, 외측 부재는 외측 부재 인서트(103)를 포함할 수 있다. 다수의 실시예들에서, 외측 부재 인서트(103)는 베어링 구성요소(114)에 대해 정지될 수 있는 외측 부재 플랫폼(105)을 포함할 수 있다. 다수의 실시예들에서, 플랫폼(105)은 베어링(115)에 대해 힘을 제공할 수 있다. 다수의 실시예들에서, 도 2D-2F에 도시된 것과 같이, 조립체(2)는 플랫폼(105) 또는 외측 부재 인서트(103)를 포함하지 않을 수도 있으며, 베어링 구성요소(114)는 외측 부재(102)에 대해 편향될 수도 있다.
다수의 실시예들에서, 도 2A-2F 및 4A-4C에 도시된 것과 같이, 베어링 구성요소(114)는 베어링(115)을 포함할 수 있다. 베어링(115)은 일반적으로 아치 형태를 가질 수 있다. 다수의 실시예들에서, 베어링(115)은 지지 영역(117)과 복수의 풋(119)을 포함할 수 있다. 다수의 실시예들에서, 지지 영역(117)은 내측 스티어링 부재(104)에 접촉된 상태를 유지하도록 구성될 수 있다. 위에 기술한 것과 같이, 베어링(115)은 복수의 풋, 가령, 제1 풋(119a)과 제2 풋(119b)을 포함할 수 있는데, 이들은 지지 영역(117)이 그 사이에서 연장되도록 서로 이격되어 배열된다. 다수의 실시예들에서, 제1 풋(119a)과 제2 풋(119b)은 중심각(C)에 의해 형성된 호 거리에서 베어링(115) 또는 베어링 구성요소(114)의 외주를 따라 위치될 수 있는데, 본 명세서에서 상기 중심각은 각각의 풋(119a, 119b) 사이의 한 접촉 지점에서 제1 풋(119a)과 제2 풋(119b)를 통과하는 평면의 반경방향 세그먼트들 및 하우징(102) 사이의 외주방향 각도로서(축(500)에서 랙(104)의 기하학적 중심으로부터 측정된) 정의된다. 다수의 실시예들에서, 제1 풋(119a)과 제2 풋(119b)은 중심각(C)에 의해 형성된 호 거리에서 베어링(115) 또는 베어링 구성요소(114)의 외주를 따라 위치될 수 있는데, 중심각(C)은 180° 이하, 가령, 120° 이하, 가령, 90° 이하, 가령, 45° 이하, 또는 가령, 30° 이하이다. 다수의 실시예들에서, 중심각(C)은 15° 이상, 가령, 30° 이상, 가령, 45° 이상, 가령, 60° 이상, 또는 가령, 90° 이상일 수도 있다. 다수의 실시예들에서, 제1 풋(119a) 또는 제2 풋(119b) 중 하나 이상은 축(500)에 수직인 횡단면에서 바라보았을 때 아치 형태의 횡단면 프로파일을 가질 수 있다. 다수의 실시예들에서, 제1 풋(119a) 또는 제2 풋(119b) 중 하나 이상은 내측 스티어링 부재(104)의 축(500)을 따라 반경방향으로 연장될 수 있다. 다수의 실시예들에서, 제1 풋(119a) 또는 제2 풋(119b) 중 하나 이상은 내측 스티어링 부재(104)의 축(500)을 따라 지지 영역(117)을 지나 반경방향으로 연장될 수 있다. 이러한 구성에서, 베어링(115)은, 스티어링 조립체(100)의 외측 부재(102) 내에서 내측 스티어링 부재(104)의 한 부분 주위에 배열될 때, 내측 스티어링 부재(104)에 대해 힘을 제공할 수 있다. 다수의 실시예들에서, 제1 풋(119a)은 외측 부재(102)과 접촉하는 둥글거나 또는 아치 형태의 단부 부분(119a')을 가질 수 있다. 다수의 실시예들에서, 제2 풋(119b)은 외측 부재(102)과 접촉하는 둥글거나 또는 아치 형태의 단부 부분(119b')을 가질 수 있다. 다수의 실시예들에서, 제1 풋(119a)은 외측 부재(102)과 접촉하는 뾰족하거나 또는 평평한 단부 부분(119a')을 가질 수 있다. 다수의 실시예들에서, 제2 풋(119b)은 외측 부재(102)과 접촉하는 뾰족하거나 또는 평평한 단부 부분(119b')을 가질 수 있다.
스티어링 조립체 구성요소(외측 부재/스티어링 하우징(102), 내측 스티어링 부재(104), 제1 타이 로드(106), 제2 타이 로드(108), 샤프트(110), 또는 피니언(112) 중 임의의 하나를 포함하는)는 금속, 폴리머, 또는 이들의 조합으로 형성될 수 있다. 금속은 단일의 금속, 가령, 알루미늄, 또는 금속 합금, 가령, 스틸, 알루미늄 합금, 황동 등일 수 있다. 폴리머는 열가소성 폴리머일 수 있다. 열가소성 폴리머는 폴리아미드 열가소재, 가령, 폴리카프로락탐일 수 있다. 추가로, 열가소성 폴리머는 폴리옥시메틸렌(POM)일 수 있다. 또한, 열가소성 폴리머는 폴리에틸렌 열가소재, 가령, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)일 수 있다. 스티어링 조립체 구성요소(외측 부재/스티어링 하우징(102), 내측 스티어링 부재(104), 제1 타이 로드(106), 제2 타이 로드(108), 샤프트(110), 또는 피니언(112) 중 임의의 하나를 포함하는)는 몰딩 또는 드로잉 공법을 이용하여 사출성형 플라스틱 또는 다이 캐스트 금속으로 형성될 수 있다.
도 2A-2F를 보면, 풋(119a, 119b)은 스티어링 조립체(100)의 조립된 상태에서 외측 부재(102)와 접촉하도록 구성될 수 있다. 풋(119a, 119b)은 외측 부재 플랫폼(105)과 접촉하도록 구성될 수도 있다. 다수의 실시예들에서, 지지 영역(117)은 간극(111)만큼 외측 부재(102)로부터 이격되어 배열될 수 있다.
다수의 실시예들에서, 지지 영역(117)은 최소 곡률반경(RS)을 가질 수 있다. 본 명세서에서, 최소 곡률반경(RS)은 축(500)에 수직인 횡단면에서 바라보았을 때 지지 영역(117)을 따라 존재하는 최소 곡률반경으로 정의될 수 있다. 다수의 실시예들에서, 제1 풋(119a) 또는 제2 풋(119b) 중 하나 이상은 최소 곡률반경(RF)을 가질 수 있다. 본 명세서에서, 최소 곡률반경(RF)은 축(500)에 수직인 횡단면에서 바라보았을 때 제1 풋(119a) 또는 제2 풋(119b) 중 하나 이상을 따라 존재하는 최소 곡률반경으로 정의될 수 있다. 다수의 실시예들에서, 제1 및/또는 제2 풋(119a, 119b)의 최소 곡률반경(RF)은 지지 영역(117)의 최소 곡률반경(RS)보다 작을 수 있다. 다수의 실시예들에서, RF ≤ 0.8 RS 일 수 있으며, 가령, ≤ 0.5 RS, ≤ 0.3 RS, 또는 ≤ 0.1 RS일 수 있다. 추가로, RS ≤ 무한일 수도 있다. RS 는 본 명세서에 기술된 RS 값들을 위한 임의의 값들을 포함하며 이들 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
다수의 실시예들에서, 도 2B에 도시된 것과 같이, 베어링(115)은 제1 및 제2 풋(119a, 119b)의 반경방향으로 최외측 지점에 대해 접선방향인 라인과 지지 영역(117)의 반경방향으로 최외측 지점 사이의 간극으로 형성된 스프링 거리(DSD)를 가질 수 있다. 다수의 실시예들에서, DSD 는 약 0.1 mm 내지 약 20 mm 범위 내에 있을 수 있다. 다수의 실시예들에서, 지지 영역(117)은 일정 스프링 힘, 가령, 50 N 이상, 가령, 100 N 이상, 가령, 250 N 이상, 또는 가령, 300 N 이상의 스프링 힘을 제공하도록 구성될 수 있다. 스프링 힘은 도 5에 도시된 것과 같이 약 200 내지 약 2500 N 사이일 수도 있다. 다른 실시예들에서, 스프링 힘은 300 N 이상, 가령, 최대 10 kN 이상일 수도 있다.
도 5에 도시된 것과 같이, 스프링 거리를 사용하면 지지 영역(117)의 길이에 따라 스프링-백 힘을 제공하도록 구성될 수 있다.
다시, 도 2A-2F 및 4A-4C, 베어링(115) 또는 베어링 구성요소(114)는 축방향 간극(125)을 형성하는 제2 에지(123)와 제1 에지(121)를 포함할 수 있다. 축방향 간극(125)은 베어링(115) 또는 베어링 구성요소(114)의 길이를 따라 연장될 수 있다. 다수의 실시예들에서, 도 4A 및 4C에 도시된 것과 같이, 베어링(115) 또는 베어링 구성요소(114)는 각각 제1 에지(121)와 제2 에지(123)에서 끝을 이루는 제1 측면 영역(120)과 제2 측면 영역(122)을 가질 수 있다.
다수의 실시예들에서, 차량 운전자가 스티어링 조립체(100)를 조작하여 차량의 스티어링 휠을 회전시키면, 샤프트(110)가 회전하여 피니언 기어(112)도 그와 함께 회전하게 된다. 피니언 기어(112)가 회전되면, 내측 스티어링 부재(104)는 도 2B 및 2E에 예시된 것과 같이 도면 안으로 또는 도면으로부터 슬라이딩 이동될 수 있다. 내측 스티어링 부재(104)는 편향 힘을 유지하는 정지된 베어링 구성요소(114) 또는 베어링(115)에 대해 슬라이딩 이동될 수 있으며, 그에 따라 각각의 치형부(113, 107)에 의해 피니언 기어(112)와 내측 스티어링 부재(104)가 함께 맞물린 상태로 유지된다.
다수의 실시예들에서, 도 2B 및 2E에 도시된 것과 같이, 베어링 구성요소(114) 또는 베어링(115)은 풋(119)들 중 한 풋에서 중심축(500)으로부터 외측 반경방향 단부(115d)로 형성된 외측 반경(ORB)을 가질 수 있으며, ORB 는 .5 mm, 가령, 1 mm, 5 mm, 10 mm, 15 mm, 또는 20 mm일 수 있다. ORB 는
Figure pct00001
45 mm, 가령,
Figure pct00002
40 mm, 가령,
Figure pct00003
35 mm, 가령,
Figure pct00004
30 mm,
Figure pct00005
20 mm,
Figure pct00006
15 mm,
Figure pct00007
10 mm, 또는
Figure pct00008
5 mm일 수 있다.
다수의 실시예들에서, 도 2B 및 2E에 도시된 것과 같이, 베어링 구성요소(114) 또는 베어링(115)은 중심축(500)으로부터 제1 또는 제2 에지(121, 123)로 형성된 내측 반경(IRB)을 가질 수 있으며, IRB 는 1 mm, 가령, 5 mm, 7.5 mm, 10 mm, 15 mm, 또는 20 mm일 수 있다. 내측 반경(IRB)은
Figure pct00009
20 mm, 가령,
Figure pct00010
15 mm,
Figure pct00011
10 mm,
Figure pct00012
7.5 mm,
Figure pct00013
5 mm, 또는
Figure pct00014
1 mm일 수 있다.
다수의 실시예들에서, 도 3에 도시된 것과 같이, 베어링 구성요소(114) 또는 베어링(115)은 제1 축방향 단부(115a) 내지 제2 단부(115b) 사이에서 측정된 길이(LB)를 가질 수 있다. 길이(LB)는 1 mm, 가령, 5 mm, 7.5 mm, 10 mm, 15 mm, 또는 20 mm일 수 있다. 길이(LB)는
Figure pct00015
20 mm, 가령,
Figure pct00016
15 mm,
Figure pct00017
10 mm,
Figure pct00018
7.5 mm,
Figure pct00019
5 mm, 또는
Figure pct00020
1 mm일 수 있다.
다수의 실시예들에서, 도 2B, 2E, 및 3에 도시된 것과 같이, 베어링 구성요소(114) 또는 베어링(115)은 제1 또는 제2 풋(119a, 119b)의 베이스까지의 제1 또는 제2 에지(121, 123) 사이에서 측정된 높이(HB)를 가질 수 있다. 높이(HB)는 1 mm, 가령, 5 mm, 7.5 mm, 10 mm, 15 mm, 또는 20 mm일 수 있다. 높이(HB)는
Figure pct00021
20 mm, 가령,
Figure pct00022
15 mm,
Figure pct00023
10 mm,
Figure pct00024
7.5 mm,
Figure pct00025
5 mm, 또는
Figure pct00026
1 mm일 수 있다.
다수의 실시예들에서, 도 2B 및 2E에 도시된 것과 같이, 베어링 구성요소(114) 또는 베어링(115)은 베어링(115)의 제1 측면(115e)으로부터 제2 측면(115f)까지 전체 두께(TB)를 가질 수 있다. 두께(TB)는 0.5 mm, 0.75 mm, 1 mm, 2 mm, 5 mm, 또는 10mm일 수 있다. 두께(TB)는
Figure pct00027
10 mm, 가령,
Figure pct00028
7.5 mm,
Figure pct00029
5 mm,
Figure pct00030
2.5 mm, 또는
Figure pct00031
1 mm일 수 있다.
다수의 실시예들에서, 도 9에 도시된 것과 같이, 베어링 구성요소(114) 또는 베어링(115)은 지지 영역(117)의 한 측면에 약 80-120°로 배열된 복수의 풋(119a, 119b)을 포함할 수 있다. 상기 실시예들에서, 지지 영역은 풋(119a)과 지지 영역(117) 사이에 아치 섹션(153)을 포함할 수 있다. 추가로, 풋(119a, 119b)을 지나, 베어링 구성요소(114) 또는 베어링(115)의 제1에지를 향해, 중간 섹션(128a)이 베어링 구성요소(114) 또는 베어링(115) 상에 형성될 수 있다. 중간 섹션(128a)은 곡선 또는 직선으로 형성될 수 있다. 추가로, 제1 측면 영역(120)은 베어링 구성요소(114) 또는 베어링(115)의 제1 에지(121) 상에서 소용돌이 형태의 에지(126a)를 형성할 수 있다.
다수의 실시예들에서, 도 7A-7C에 도시된 것과 같이, 베어링 구성요소(114) 또는 베어링(115)은 지지 영역(117)의 한 측면에 약 90°로 배열된 복수의 풋(119a, 119b)을 포함할 수 있다. 상기 실시예들에서, 지지 영역은 복수의 아치 섹션(153, 155)들을 포함할 수 있다. 추가로, 풋(119a, 119b)을 지나, 베어링 구성요소(114) 또는 베어링(115)의 제1에지 및 제2 에지를 향해, 복수의 직선 섹션(128a, 128b)들이 베어링 상에 형성될 수 있다. 추가로, 제1 측면 영역(120)과 제2 측면 영역(122)은 베어링 구성요소(114) 또는 베어링(115)의 제1 에지(121)와 제2 에지(123) 상에서 소용돌이 형태의 에지(126a, 126b)를 형성할 수 있다.
도 8A-8B에 도시된 것과 같이, 베어링 구성요소(114) 또는 베어링(115)은, 내측 스티어링 부재(104)의 한 부분 주위에 배열되도록, 내측 스티어링 부재(104)와 외측 스티어링 부재(102) 사이에서 조립체(100) 내에 위치될 수 있다. 추가로, 베어링 구성요소(114) 또는 베어링(115)은 외측 스티어링 부재(102)와 접촉할 수 있다. 상기 실시예의 디자인은, 작은 하중에서는, 베어링 구성요소(114) 또는 베어링(115)과 내측 스티어링 부재(104) 사이에서 선 접촉되도록 하는 스프링 거동을 제공하며, 하중이 증가되면, 베어링 구성요소(114) 또는 베어링(115)이 내측 스티어링 부재(104)와 완전히 접촉되도록 가압되거나 변형되어, 풋(119a, 119b)은 내측 스티어링 부재(104)와 외측 스티어링 부재(102) 사이의 공간 또는 빈 공간(void)의 형태에 따라, 내측 스티어링 부재(104)와 외측 스티어링 부재(102) 사이의 공간 또는 빈 공간에서 구르거나 슬라이딩 이동될 것이다. 몇몇 실시예들에서, 풋(119a, 119b)은 아치 섹션(153, 155)들과 함께 내측 스티어링 부재(104)과 완전히 접촉한 상태를 유지하기 위해 공간 또는 빈 공간 내에서 변형되거나 똑바로 될 것이다. 비-제한적인 예로서, 도 10은 풋(119a, 119b)이 내측 스티어링 부재(104)과 완전히 접촉된 상태를 유지하기 위해 구르거나 슬라이딩 이동하도록 외측 스티어링 부재(102)에 형성되는 2개의 단계를 도시한다. 풋(119a, 119b)(및 베어링 구성요소(114) 또는 베어링(115) 자체)의 길이와 형태는 내측 스티어링 부재(104)와 외측 스티어링 부재(102) 사이의 공간 또는 빈 공간의 형태에 따라 상기 관계를 충족하기 위해 변형될 수 있다. 이는, 베어링 구성요소(114) 또는 베어링(115)의 형태가, 내측 스티어링 부재(104)와 완전히 접촉하도록 변형하기 위해 내측 스티어링 부재(104)와 외측 스티어링 부재(102) 사이의 공간 또는 빈 공간의 형태를 충족시키도록 변형될 수 있다는 것을 의미한다. 도 10에 도시된 것과 같이, 지지 영역(117)은 지지 영역(117)의 형태를 수용하도록 구성된 홈을 포함할 수 있는 외측 스티어링 부재(102)와 접촉할 수 있다. 다수의 실시예들에서, 도 7A-7C에 도시된 것과 같이, 제1 및/또는 제2 풋(119a, 119b)의 최소 곡률반경(RF)은 지지 영역(117)의 최소 곡률반경(RS)보다 작을 수 있다. 다수의 실시예들에서, RF ≤ 0.8 RS 일 수 있으며, 가령, ≤ 0.5 RS, ≤ 0.3 RS, 또는 ≤ 0.1 RS일 수 있다. 추가로, RS ≤ 무한일 수도 있다. RS 는 본 명세서에 기술된 RS 값들을 위한 임의의 값들을 포함하며 이들 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
도 11에는, 베어링 구성요소(114) 또는 베어링(115) 상에서, 제공된 힘(N)에 대한 압축률(mm)의 그래프가 도시된다. 도 11에 도시된 것과 같이, 압축률이 증가될 때 압축률은 균일한 힘을 보여주는데, 이는 압축률이 증가될 때 베어링 구성요소(114) 또는 베어링(115)이 내측 스티어링 부재(104)와 접촉된 상태를 유지할 것이라는 것을 의미한다. 추가로, 베어링 구성요소(114) 또는 베어링은, 도시된 것과 같이, 다양한 하중에서, 내측 스티어링 부재(104)와 외측 스티어링 부재(102) 사이의 허용오차(tolerance)를 상쇄할 수 있을 것이다.
다수의 실시예들에서, 베어링 구성요소(114) 또는 베어링(115)이 내측 스티어링 부재(104)와 외측 스티어링 부재(102) 사이의 공간 또는 빈 공간 내에 배열되기 때문에, 베어링 구성요소(114) 또는 베어링(115)은 이들 두 구성요소들 사이에 억지 끼워맞춤 또는 허용오차를 제공한다. 내측 스티어링 부재(104) 또는 외측 스티어링 부재(102) 중 하나 이상에 대하여 베어링 구성요소(114) 또는 베어링(115)에 의해 제공된 힘은 내측 스티어링 부재(104)와 외측 스티어링 부재(102) 사이의 허용오차를 극복함으로써 내측 스티어링 부재(104)와 피니언(112) 사이의 기어 접촉을 유지하도록 도움을 준다. 상기 힘은, 내측 스티어링 부재(104)와 피니언(112)의 기어들이 접촉된 상태를 유지할 때 전체 스티어링 조립체의 우수한 성능을 제공한다.
다수의 실시예들에서, 도 6에 도시된 것과 같이, 베어링(115)은 일정 두께(TCM)를 가진 복합재를 포함할 수 있다. 다수의 실시예들에서, 베어링(115)은 일체형으로(즉 단일 부분으로) 구성될 수 있는 기판(1119)을 포함할 수 있다. 한 실시예에서, 기판(1119)은 단일의 연속 금속 쉬트로 형성될 수 있으며, 기계적 변형에 의해, 가령, 스탬핑 또는 펀칭에 의해 윤곽을 형성할 수 있다(contoured). 　다른 실시예들에서, 기판(1119)은 다수 부분들 일 수 있다. 다수의 실시예들에서, 기판(1119)은 금속 스트립을 포함할 수 있다. 다수의 실시예들에서, 베어링(115)은 저마찰층(1104)을 포함할 수 있다. 저마찰층(1104)은 기판(1119)의 적어도 한 부분에 결합될 수 있다. 특정 실시예에서, 저마찰층(1104)은 기판(1119)의 한 표면과 결합되어 또 다른 구성요소의 또 다른 표면과 저마찰 경계면을 형성할 수 있다. 특정 실시예에서, 저마찰층(1104)은 기판(1119)의 반경방향으로 내측 표면과 결합되어 또 다른 구성요소의 또 다른 표면과 저마찰 경계면을 형성할 수 있다. 특정 실시예에서, 저마찰층(1104)은 기판(1119)의 반경방향으로 외측 표면과 결합되어 또 다른 구성요소(가령, 내측 스티어링 부재 또는 외측 부재)의 또 다른 표면과 저마찰 경계면을 형성할 수 있다. 저마찰층(1104)은 기판(1119)의 반경방향으로 내측 표면과 반경방향으로 외측 표면 둘 모두에 결합될 수 있다.
한 실시예에서, 기판(1119)은, 적어도 부분적으로, 금속, 가령, 알루미늄, 아연, 구리, 마그네슘, 주석, 백금, 티타늄, 텅스텐, 철, 청동, 이들의 합금을 포함할 수 있거나, 혹은 또 다른 타입으로 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 기판(1119)은, 적어도 부분적으로, 스틸, 가령, 스테인리스 스틸 또는 스프링 스틸을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기판은 적어도 부분적으로 301 스테인리스 스틸을 포함할 수 있다. 301 스테인리스 스틸은 어닐링 될 수 있거나, ¼강성, ½ 강성, ¾강성, 또는 완전히 강성일 수도 있다. 기판(1119)은 직조 메시(woven 메시) 또는 팽창 금속 그리드(expanded metal grid)를 포함할 수 있다. 대안으로, 직조 메시는 직조 폴리머 메시일 수 있다. 한 대안의 실시예에서, 기판(1119)은 메시 또는 그리드를 포함하지 않을 수도 있다. 또 다른 대안의 실시예에서, 기판(1119), 가령, 강성의 구성요소, 직조 메시 또는 팽창 금속 그리드는, 저마찰층(1104)과 기판(1119) 사이에 포함된 하나 이상의 접착층(1121) 사이에 매립될 수 있다. 하나 이상의 실시예에서, 기판(1119)은, 제공되는 하중 하에서, 아치 형태의 탄성 거동을 제공하는 임의의 종류의 금속 합금일 수 있다.
선택적으로는, 베어링(115)은 저마찰층(1103)을 기판(1119)에 결합시킬 수 있는 하나 이상의 접착층(1121)을 포함할 수 있다. 접착층(1121)은, 링 기술에 일반적인 임의의 공지의 접착 재료, 이들에만 제한되는 것은 아니지만, 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, 폴리에테르/폴리아미드 코폴리머, 에틸렌 비닐 아세테이트, 에틸렌 테트라플루오로에틸렌 (ETFE), ETFE 코폴리머, 퍼플루오로알콕시 (PFA), 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 또한, 접착제는, -C=O, -C-O-R, -COH, -COOH, -COOR, -CF2=CF-OR, 또는 이들의 임의의 조합으로부터 선택된 하나 이상의 작용기를 포함할 수 있는데, 여기서 R은 1 내지 20개의 탄소 원자를 함유하는 환형 또는 선형 유기 그룹이다. 또한, 접착제는 코폴리머를 포함할 수 있다. 한 실시예에서, 고온의 용융 접착제는 250°C 이하, 가령, 220°C 이하의 용융 온도를 가질 수 있다. 또 다른 실시예에서, 접착제는 200°C 이상, 가령, 220°C 이상으로 제공될 수 있다. 추가적인 실시예들에서, 고온의 용융 접착제의 용융 온도는 250°C 이상 또는 심지어 300°C 이상일 수도 있다. 접착층(1121)은 약 1 내지 50 마이크론, 가령, 약 7 내지 15 마이크론의 두께를 가질 수 있다.
선택적으로는, 기판(1119)은 처리 전에 베어링(115)의 부식을 방지하기 위해 부식 방지층(1704 및 1705)들로 코팅될 수 있다. 또한, 부식 방지층(1708)이 층(1704) 위에 제공될 수 있다. 각각의 층(1704, 1705, 및 1708)들은 약 1 내지 50 마이크론, 가령, 약 7 내지 15 마이크론의 두께를 가질 수 있다. 층(1704 및 1705)들은 아연, 철, 망간의 인산염, 또는 이들의 임의의 조합, 또는 나노-세라믹 층을 포함할 수 있다. 추가로, 층(1704 및 1705)들은 작용 실란, 나노-스케일 실란계 프라이머, 가수분해 실란, 오르가노실란 접착 촉진제, 용매/물계 실란 프라이머, 염소화 폴리올레핀, 부동태화 표면, 상업적으로 구매가능한 아연 (기계적/갈바닉) 또는 아연-니켈 코팅, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 층(1708)은 작용 실란, 나노-스케일 실란계 프라이머, 가수분해 실란, 오르가노실란 접착 촉진제, 용매/물계 실란 프라이머를 포함할 수 있다. 부식 방지층(1704, 1706, 및 1708)들은 처리 동안 유지되거나 제거될 수 있다.
선택적으로는, 베어링(115)은 내부식성 코팅(1125)을 추가로 포함할 수 있다. 내부식성 코팅(1125)은 약 1 내지 50 마이크론, 가령, 약 5 내지 20 마이크론, 및, 가령, 약 7 내지 15 마이크론의 두께를 가질 수 있다. 내부식성 코팅은 접착 촉진제 층(1127)과 에폭시 층(1129)을 포함할 수 있다. 접착 촉진제 층(1127)은 아연, 철, 망간, 주석의 인산염, 또는 이들의 임의의 조합, 또는 나노-세라믹 층을 포함할 수 있다. 접착 촉진제 층(1127)은 작용 실란, 나노-스케일 실란계 층, 가수분해 실란, 오르가노실란 접착 촉진제, 용매/물계 실란 프라이머, 염소화 폴리올레핀, 부동태화 표면, 상업적으로 구매가능한 아연 (기계적/갈바닉) 또는 아연-니켈 코팅, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 에폭시 층(1129)은 열경화 에폭시, UV 경화 에폭시, IR 경화 에폭시, 전자 빔 경화 에폭시, 방사선 경화 에폭시, 또는 공기 경화 에폭시일 수 있다. 추가로, 에폭시 수지는, 폴리글리시딜에테르, 디글리시딜에테르, 비스페놀 A, 비스페놀 F, 옥시레인, 옥사사이클로프로판, 에틸렌옥사이드, 1,2-에폭시프로판, 2-메틸옥시레인, 9,10-에폭시-9,10-디하이드로안트라센, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 에폭시 수지 층(1129)은 경화제를 추가로 포함할 수 있다. 경화제는, 아민, 애시드 안하이드라이드, 페놀 노볼락 경화제, 가령, 페놀 노볼락 폴리[N-(4-하이드록시페닐)말레이미드] (PHPMI), 레졸 페놀 포름알데히드, 지방 아민 화합물, 폴리카보닉 안하이드라이드, 폴리아크릴레이트, 이소시아네이트, 피포성 폴리이소시아네이트, 보론 트리플루오라이드 아민 복합제, 크롬계 경화제, 폴리아미드, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 일반적으로, 애시드 안하이드라이드는 화학식 R-C=O-O-C=O-R'에 따를 수 있는데, 여기서 R은 위에 기술된 것과 같이 CXHYXZAU 일 수 있다. 아민은, 지방족 아민 가령, 모노에틸아민, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라아민, 등, 지환족 아민, 방향족 아민 가령, 환형 지방족 아민, 사이클로 지방족 아민, 아미도아민, 폴리아미드, 디시얀디아미드, 이미다졸 유도체, 등, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
다수의 실시예들에서, 베어링(115)의 저마찰층(1104)은, 재료, 가령, 예를 들어, 폴리머, 가령, 폴리케톤, 폴리아라미드, 폴리이미드, 폴리테르이미드, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리에테르설폰, 폴리설폰, 폴리페닐렌 설폰, 폴리아미드이미드, 초고분자량 폴리에틸렌, 플루오로폴리머, 폴리아미드, 폴리벤조이미다졸, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 한 예에서, 저마찰층(1104)은, 폴리케톤, 폴리아라미드, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리아미드이미드, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리페닐렌 설폰, 플루오로폴리머, 폴리벤조이미다졸, 이들의 유도체, 또는 이들의 조합을 포함한다. 한 특정 예에서, 저마찰/내마모성 층은, 폴리머, 가령, 폴리케톤, 열가소성 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리에테르 설폰, 폴리설폰, 폴리아미드이미드, 이들의 유도체, 또는 이들의 조합을 포함한다. 한 추가 예에서, 저마찰/내마모성 층은, 폴리케톤, 가령, 폴리에테르 에테르 케톤 (PEEK), 폴리에테르 케톤, 폴리에테르 케톤 케톤, 폴리에테르 케톤 에테르 케톤, 이들의 유도체, 또는 이들의 조합을 포함한다. 한 추가 예에서, 저마찰/내마모성 층은 초고분자량 폴리에틸렌일 수 있다. 플루오로폴리머의 한 예는, 플루오르화 에틸렌 프로필렌 (FEP), 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 폴리비릴리덴 플루오라이드 (PVDF), 퍼플루오로알콕시 (PFA), 테트라플루오로에틸렌, 헥사플루오로프로필렌, 및 비릴리덴 플루오라이드의 터폴리머(THV), 폴리클로로트리플루오로에틸렌 (PCTFE), 에틸렌 테트라플루오로에틸렌 코폴리머 (ETFE), 에틸렌 클로로트리플루오로에틸렌 코폴리머 (ECTFE), 폴리아세탈, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 (PBT), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET), 폴리이미드 (PI), 폴리에테르이미드, 폴리에테르에테르케톤 (PEEK), 폴리에틸렌 (PE), 폴리설폰, 폴리아미드 (PA), 폴리페닐렌 옥사이드, 폴리페닐렌 설파이드 (PPS), 폴리우레탄, 폴리에스테르, 액체 크리스탈 폴리머 (LCP), 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 저마찰층(1104)은, 고체-계 재료, 가령, 리튬 비누, 그래파이트, 보론 니트라이드, 몰리브덴 디설파이드, 텅스텐 디설파이드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 카본 니트라이드, 텅스텐 카바이드, 또는 다이아몬드 유사 카본, 금속 (가령, 알루미늄, 아연, 구리, 마그네슘, 주석, 백금, 티타늄, 텅스텐, 철, 청동, 스틸, 스프링 스틸, 스테인리스 스틸), 금속 합금 (상기 열거된 금속 포함), 양극산화 금속 (상기 열거된 금속 포함) 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 특정 실시예들에 따르면, 플루오로폴리머들이 사용될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 것과 같이, "저마찰 재료"는, 스틸에 대해 측정될 때, 0.5 미만, 가령, 0.4 미만, 0.3 미만, 또는 심지어 0.2 미만의 건조 정지 마찰계수를 가진 재료일 수 있다. "고마찰 재료"는, 스틸에 대해 측정될 때, 0.6 이상, 가령, 0.7 이상, 0.8 이상, 0.9 이상, 또는 심지어 1.0 이상의 건조 정지 마찰계수를 가진 재료일 수 있다.
다수의 실시예들에서, 저마찰층(1104)은, 필러, 가령, 유리 섬유, 탄소 섬유, 실리콘, PEEK, 방향족 폴리에스테르, 카본 입자, 청동, 플루오로폴리머, 열가소성 필러, 알루미늄 옥사이드, 폴리아미드이미드 (PAI), PPS, 폴리페닐렌 설폰 (PPSO2), LCP, 방향족 폴리에스테르, 몰리브덴 디설파이드, 텅스텐 디설파이드, 그래파이트, 그래핌, 팽창 그래파이트, 보론 니트라이드, 활석, 칼슘 플루오라이드, 또는 이들의 임의의 조합을 추가로 포함할 수 있다. 또한, 필러는, 알루미나, 실리카, 티타늄 디옥사이드, 칼슘 플루오라이드, 보론 니트라이드, 마이카, 규회석, 실리콘 카바이드, 실리콘 니트라이드, 지르코니아, 카본 블랙, 색소, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 필러는 비드, 섬유, 분말, 메시, 또는 이들의 임의의 조합의 형태로 구성될 수 있다.
한 실시예에서, 저마찰층(1104)은 0.01 mm 내지 1.5 mm의 범위, 가령, 0.15 mm 내지 1.35 mm의 범위, 또는 심지어 0.2 mm 내지 1.25 mm의 범위에 있는 두께(Tfl)를 가질 수 있다. 한 실시예에서, 저마찰층(1104)의 두께는 균일할 수 있는데, 즉, 저마찰층(1104)의 제1 위치에서의 두께가 제2 위치에서의 두께와 동일할 수 있다. 한 실시예에서, 베어링(115)은 측벽(104)의 외측면(109)에서 저마찰층(1104)과 형성될 수 있는 기판(1119)를 포함할 수 있다. 한 실시예에서, 베어링(115)은 표면에서 저마찰층(1104)과 형성될 수 있는 기판(1119)를 포함할 수 있다. 다수의 실시예들에서, 기판(1119)은 베어링(115)의 길이를 따라 적어도 부분적으로 연장될 수 있다. 기판(1119)은 저마찰 또는 저마찰층(1104)에 의해 적어도 부분적으로 캡슐화 될 수 있다. 이는, 저마찰 또는 저마찰층(1104)이 기판(1119)의 적어도 한 부분을 덮을 수 있다는 의미이다. 기판(1119)의 축방향 단부들은 저마찰 또는 저마찰층(1104)로부터 노출되거나 노출되지 않을 수 있다. 특정 실시예에서, 기판(1119)은 저마찰 또는 저마찰층(1104)에 완전히 캡슐화되어 기판(1119)이 보이지 않을 수도 있다. 또 다른 실시예에서, 기판(1119)은 저마찰 또는 저마찰층(1104) 내로 적어도 부분적으로 연장되는 구멍을 포함할 수 있다. 구멍은 일반적으로 베어링(115)의 강성을 감소시켜, 특정의 엔지니어링 강성 프로파일을 가능하게 한다.
한 실시예에서, 베어링(115) 상의 층들 중 임의의 층은, 위에 기술된 것과 같이, 각각, 압력 하에서, 접착제 또는 이들의 임의의 조합에 의해, 상승된 온도에서 함께 벗겨지고 롤링된 상태로 배열될 수 있다(고온 또는 저온 가압 또는 롤링). 다수의 실시예들에서, 베어링(115)의 층들 중 임의의 층은, 위에 기술된 것과 같이, 서로 적어도 부분적으로 중첩되도록 함께 라미네이트 될 수 있다. 다수의 실시예들에서, 베어링(115) 상의 층들 중 임의의 층은, 위에 기술된 것과 같이, 코팅 기술, 가령, 예를 들어, 물리적 또는 화학적 증기 증착법, 스프레잉, 플레이팅, 분말 코팅을 이용하여, 또는 그 밖의 화학적 또는 전기화학적 기술을 통해 함께 제공될 수 있다. 특정 실시예에서, 저마찰층(1104)은 롤-롤 코팅 공정, 가령, 예를 들어, 압출 코팅에 의해 제공될 수 있다. 저마찰층(1104)은 용융 또는 반-용융 상태로 가열될 수 있으며 슬롯 다이를 통해 기판(1119)의 주 표면 상으로 압출될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 저마찰층(1104)은 주조되거나 또는 몰딩될 수 있다. 다수의 실시예들에서, 베어링(115)은 스탬핑되거나 펀칭되거나 또는 그 밖의 경우 기계가공되어 최종 형태로 구현될 수 있다.
본 명세서에 기술된 다양한 실시예들에 따르면, 종래의 스티어링 요크 조립체에 요구되는 사항을 없앨 수 있는 스티어링 조립체가 제공된다. 본 명세서에 기술된 다양한 실시예들에 따르면, 내측 스티어링 부재(104)와 피니언(112) 사이에서 보다 균일한 접촉 상태를 제공할 수 있는 스티어링 조립체가 제공된다. 본 명세서에 기술된 다양한 실시예들에 따르면, 사용 시간 동안 스티어링 조립체의 보다 안정적인 성능을 제공할 수 있는 스티어링 조립체가 제공된다. 본 명세서에 기술된 다양한 실시예들에 따르면, 스티어링 조립체를 위해 추가 부분들이 필요없고, 장착 및 제작 시간을 줄이고 사용하기가 쉬운 스티어링 조립체가 제공된다. 본 명세서에 기술된 다양한 실시예들에 따르면, 기존의 스티어링 조립체에 대한 해결사항을 제시하며 최소로 변형하도록 사용될 수 있는 베어링 구성요소들이 사용될 수 있다. 본 명세서에 기술된 다양한 실시예들에 따르면, 베어링 구성요소들은 스티어링 조립체 내의 댐핑 형태들로 인해 소음을 제거하거나 경감시킬 수 있다.
위에서 기술된 주제는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 간주되어야 하며, 청구범위는 본 발명의 범위 내에 있는 실시예들의 모든 변형예, 개선예, 및 그 밖의 다른 실시예들을 다루기 위한 것이다. 따라서, 법이 허용하는 최대 한도에서, 본 발명의 범위는 하기 청구항들 및 그 균등예들의 최대로 허용가능한 해석에 의해 결정되어야 하며, 앞에서 기술한 상세한 설명에 의해 제한되거나 한정되어서는 안 된다.
또한, 앞에서 기술한 상세한 설명에서, 본 명세서에 기술된 사항들을 간소화하기 위하여, 다양한 특징들이 단일의 실시예로 기술되거나 또는 함께 설명될 수 있다. 이러한 설명은, 본 발명에서 청구되고 있는 실시예들이 각각의 청구항에 명시적으로 기술된 것보다 더 많은 특징들을 요구하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 오히려, 하기 청구항들이 반영하는 바와 같이, 본 발명의 주제는 본 명세서에 기술된 임의의 모든 특징보다 적을 수 있다. 따라서, 하기 청구항들은 발명의 상세한 설명에 포함되며 각각의 청구항은 개별적으로 청구된 주제를 정의하는 것이다.
다수의 상이한 양태들과 실시예들이 가능하다. 　 이러한 양태들과 실시예들 중 몇몇이 밑에 기술된다. 　 본 명세서를 읽고 나면, 통상의 기술자는 상기 양태들과 실시예들이 오직 예시적인 것이며 본 발명의 범위를 제한하려는 것이 아니라는 것을 이해할 것이다. 　 실시예들은, 밑에 기술된 것과 같이, 실시예들 중 임의의 한 실시예 또는 하나 이상의 실시예에 따를 수 있다.
실시예 1. 스티어링 조립체에 있어서, 상기 스티어링 조립체는: 내측 스티어링 부재; 외측 부재를 포함하되, 내측 스티어링 부재는 외측 부재에 대해 병진운동 하도록 구성되고; 및 내측 스티어링 부재의 한 부분 주위에 배열된 베어링 구성요소를 포함하되, 상기 베어링 구성요소는: 일체형 기판과 상기 기판 위에 위치된 저마찰층을 가진 베어링을 포함하되, 상기 베어링은 일반적으로 아치 형태를 가지며 외측 부재에 배열된 내측 스티어링 부재를 지지하도록 구성되며, 상기 베어링은 내측 스티어링 부재를 지지하기 위한 지지 영역을 가지고, 및 서로 이격되어 배열된 제1 풋과 제2 풋을 포함하며 지지 영역이 그들 사이에서 연장되는 복수의 풋을 포함하되, 제1 및 제2 풋은 내측 스티어링 부재와 외측 부재 사이에서 조립체 상에서 지지 영역을 지나 반경방향으로 연장되며, 베어링은 내측 스티어링 부재에 대해 힘을 제공하는 것을 특징으로 하는 스티어링 조립체.
실시예 2. 스티어링 조립체에 있어서, 상기 스티어링 조립체는: 중심축을 포함하는 내측 스티어링 부재; 외측 부재를 포함하되, 내측 스티어링 부재는 외측 부재에 대해 병진운동 하도록 구성되고; 내측 스티어링 부재와 결합하도록 구성된 피니언; 및 내측 스티어링 부재의 한 부분 주위에 배열되고 피니언과 공통 축방향 위치를 공유하는 베어링 구성요소를 포함하되, 상기 베어링 구성요소는: 일체형 기판과 상기 기판 위에 위치된 저마찰층을 가진 베어링을 포함하되, 상기 베어링은 일반적으로 아치 형태를 가지며 외측 부재에 배열된 내측 스티어링 부재를 지지하도록 구성되며, 상기 베어링은 내측 스티어링 부재를 지지하기 위한 지지 영역을 가지고, 및 서로 이격되어 배열된 제1 풋과 제2 풋을 포함하며 지지 영역이 그들 사이에서 연장되는 복수의 풋을 포함하되, 제1 및 제2 풋은 내측 스티어링 부재와 외측 부재 사이에서 조립체 상에서 지지 영역을 지나 반경방향으로 연장되며, 베어링은 피니언과 힘 결합을 위해 내측 스티어링 부재에 대해 힘을 제공하는 것을 특징으로 하는 스티어링 조립체.
실시예 3. 이전 실시예들 중 임의의 실시예에 있어서, 내측 스티어링 부재는 랙 샤프트를 포함하고, 외측 부재는 스티어링 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 스티어링 조립체.
실시예 4. 이전 실시예들 중 임의의 실시예에 있어서, 풋은 조립된 상태에서 외측 부재와 접촉하도록 구성되며 지지 영역은 간극만큼 외측 부재로부터 이격되어 배열되는 것을 특징으로 하는 스티어링 조립체.
실시예 5. 이전 실시예들 중 임의의 실시예에 있어서, 지지 영역은 최소 곡률반경(RS)을 가진 일반적으로 만곡 윤곽을 가지며, 제1 및 제2 풋은 각각 최소 곡률반경(RF)을 가지는 것을 특징으로 하는 스티어링 조립체.
실시예 6. 실시예 5에 있어서, RF < RS;　가령　RF < 0.8 RS; RF < 0.5 RS; 또는　RF < 0.3 RS인 것을 특징으로 하는 스티어링 조립체.
실시예 7. 이전 실시예들 중 임의의 실시예에 있어서, 베어링은 제1 및 제2 풋의 반경방향으로 최외측 지점에 대해 접선방향인 라인과 지지 영역의 반경방향으로 최외측 지점 사이의 간극으로 형성된 스프링 거리(DSD)를 가지는 것을 특징으로 하는 스티어링 조립체.
실시예 8. 실시예 7에 있어서, 0.1 mm <　DSD < 20 mm인 것을 특징으로 하는 스티어링 조립체.
실시예 9. 이전 실시예들 중 임의의 실시예에 있어서, 지지 영역은 스프링 힘을 제공하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 스티어링 조립체.
실시예 10. 실시예 9에 있어서, 스프링 힘은, 50 N 이상, 가령, 100 N 이상, 가령, 250 N 이상, 또는 가령, 300 N 이상인 것을 특징으로 하는 스티어링 조립체.
실시예 11. 이전 실시예들 중 임의의 실시예에 있어서, 지지 영역은 내측 스티어링 부재에 접촉된 상태를 유지하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 스티어링 조립체.
실시예 12. 이전 실시예들 중 임의의 실시예에 있어서, 베어링 구성요소는 축방향 간극을 형성하는 제2 에지와 제1 에지를 포함하는 것을 특징으로 하는 스티어링 조립체.
실시예 13. 이전 실시예들 중 임의의 실시예에 있어서, 피니언은 복수의 치형부를 포함하되, 내측 스티어링 부재는, 피니언이 회전될 때 피니언의 치형부의 결합 때문에, 병진운동 하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 스티어링 조립체.
실시예 14. 실시예 12에 있어서, 베어링 구성요소는 제1 측면 영역과 제2 측면 영역을 포함하되, 베어링 구성요소의 제1 및 제2 측면 영역은 축방향 간극을 형성하고 내측 스티어링 부재와 접촉되는 것을 특징으로 하는 스티어링 조립체.
실시예 15. 이전 실시예들 중 임의의 실시예에 있어서, 저마찰층은 기판의 반경방향 측면 둘 모두 위에 배열되는 것을 특징으로 하는 스티어링 조립체.
실시예 16. 이전 실시예들 중 임의의 실시예에 있어서, 기판은 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 스티어링 조립체.
실시예 17. 이전 실시예들 중 임의의 실시예에 있어서, 저마찰층은 폴리머를 포함하는 것을 특징으로 하는 스티어링 조립체.
실시예 18. 실시예 17에 있어서, 저마찰층은, 폴리케톤, 폴리아라미드, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리아미드이미드, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리페닐렌 설폰, 플루오로폴리머, 폴리벤조이미다졸, 이들의 유도체, 또는 이들의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 스티어링 조립체.
실시예 19. 이전 실시예들 중 임의의 실시예에 있어서, 외측 부재는 금속, 폴리머, 또는 이들의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 스티어링 조립체.
실시예 20. 이전 실시예들 중 임의의 실시예에 있어서, 제1 및 제2 풋은 아치 횡단면 프로파일을 가지는 것을 특징으로 하는 스티어링 조립체.
실시예 21. 이전 실시예들 중 임의의 실시예에 있어서, 외측 부재는 베어링에 대해 힘을 제공하도록 구성된 플랫폼을 포함하는 것을 특징으로 하는 스티어링 조립체.
실시예 22. 이전 실시예들 중 임의의 실시예에 있어서, 제1 풋과 제2 풋은 중심각(C)에 의해 형성된 호 거리에서 베어링 구성요소의 외주를 따라 연장되며, 중심각(C)은 180° 이하, 가령, 120° 이하, 가령, 90° 이하, 가령, 45° 이하, 또는 가령, 30° 이하인 것을 특징으로 하는 스티어링 조립체.
실시예 23. 이전 실시예들 중 임의의 실시예에 있어서, 제1 풋과 제2 풋은 중심각(C)에 의해 형성된 호 거리에서 베어링 구성요소의 외주를 따라 연장되며, 중심각(C)은 15° 이상, 가령, 30° 이상, 가령, 45° 이상, 가령, 60° 이상, 또는 가령, 90° 이상인 것을 특징으로 하는 스티어링 조립체.
실시예 24. 실시예 2에 있어서, 기판은 일체형 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 스티어링 조립체.
위에 기술된 모든 특징들이 반드시 필요한 것은 아닌데, 이는 특정 특징들 중 한 부분이 필요하지 않을 수도 있으며 위에 기술된 특징들 외에도 하나 이상의 특징들이 제공될 수 있다는 의미이다. 추가로, 상기 특징들이 기술된 순서가 반드시 이러한 특징부들이 장착되는 순서일 필요도 없다.
본 명세서에서, 특정의 특징부들은, 명확성을 위해, 개별 실시예들로 기술되었으며, 단일의 실시예에서 조합하여 제공될 수도 있다. 이와 반대로, 간결성을 위해 단일의 실시예에 관해 기술된 다양한 특징들은 개별적으로 또는 임의의 하위-조합들로 제공될 수 있다.
위에서, 문제점들에 대한 해결방안, 혜택, 및 그 밖의 이점들이 특정 실시예들에 관해 기술되었지만, 문제점들에 대한 해결방안, 혜택, 및 이점들, 및 임의의 해결방안, 혜택, 이점들이 생성되거나 보다 자명하게 되게 할 수 있는 임의의 특징(들)은 임의의 또는 모든 청구항들의 필수불가결한, 요구되는 또는 핵심적인 특징들로 간주되어서는 안 된다.
본 명세서에 기술되고 예시된 실시예들은, 다양한 실시예들의 구성을 일반적으로 이해할 수 있도록 하기 위한 것이다. 이렇게 예시되고 기술된 실시예들은, 본 명세서에 기술된 구성 또는 방법들을 사용하는 장치 및 시스템들의 모든 특징 및 요소들에만 제한하기 위한 것이 아니다. 또한, 개별 실시예들이 단일의 실시예에서 조합하여 제공될 수 있으며, 그와 반대로, 간결성을 위해, 단일의 실시예로 기술된 다양한 특징들이 개별적으로 또는 임의의 하위-조합으로 제공될 수도 있다. 추가로, 특정 범위에 기술된 값들에 대한 기준은 끝 부분 값들을 포함하여 범위 내에 있는 모든 그리고 각각의 값을 포함한다. 본 명세서를 읽고 난 뒤에, 통상의 기술자에게는 그 밖의 다른 다수의 실시예들이 자명해 질 것이다. 본 발명으로부터, 그 밖의 다른 실시예들이 유도되어 사용될 수 있으며, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고도, 구조적으로 대체되거나, 국부적으로 대체되거나, 또는 임의의 변형이 가능하다. 그에 따라, 본 발명은 제한하려는 것이 아니라 예시하기 위한 것이다.

Claims (15)

  1. 스티어링 조립체는:
    내측 스티어링 부재;
    외측 부재를 포함하되, 내측 스티어링 부재는 외측 부재에 대해 병진운동 하도록 구성되고; 및
    내측 스티어링 부재의 한 부분 주위에 배열된 베어링 구성요소를 포함하되, 상기 베어링 구성요소는:
    일체형 기판과 상기 기판 위에 위치된 저마찰층을 가진 베어링을 포함하되, 상기 베어링은 일반적으로 아치 형태를 가지며 외측 부재에 배열된 내측 스티어링 부재를 지지하도록 구성되며, 상기 베어링은 내측 스티어링 부재를 지지하기 위한 지지 영역을 가지고, 및 서로 이격되어 배열된 제1 풋과 제2 풋을 포함하며 지지 영역이 그들 사이에서 연장되는 복수의 풋을 포함하되, 제1 및 제2 풋은 내측 스티어링 부재와 외측 부재 사이에서 조립체 상에서 지지 영역을 지나 반경방향으로 연장되며, 베어링은 내측 스티어링 부재에 대해 힘을 제공하는 것을 특징으로 하는 스티어링 조립체. 　
  2. 스티어링 조립체는:
    중심축을 포함하는 내측 스티어링 부재;
    외측 부재를 포함하되, 내측 스티어링 부재는 외측 부재에 대해 병진운동 하도록 구성되고;
    내측 스티어링 부재와 결합하도록 구성된 피니언; 및
    내측 스티어링 부재의 한 부분 주위에 배열되고 피니언과 공통 축방향 위치를 공유하는 베어링 구성요소를 포함하며 베어링 구성요소는 적어도 부분적으로 피니언 밑에 위치되는데, 상기 베어링 구성요소는:
    기판과 상기 기판 위에 위치된 저마찰층을 가진 베어링을 포함하되, 상기 베어링은 일반적으로 아치 형태를 가지며 외측 부재에 배열된 내측 스티어링 부재를 지지하도록 구성되며, 상기 베어링은 내측 스티어링 부재를 지지하기 위한 지지 영역을 가지고, 및 서로 이격되어 배열된 제1 풋과 제2 풋을 포함하며 지지 영역이 그들 사이에서 연장되는 복수의 풋을 포함하되, 제1 및 제2 풋은 내측 스티어링 부재와 외측 부재 사이에서 조립체 상에서 지지 영역을 지나 반경방향으로 연장되며, 베어링은 피니언과 힘 결합을 위해 내측 스티어링 부재에 대해 힘을 제공하는 것을 특징으로 하는 스티어링 조립체.
  3. 제1-2항 중 어느 한 항에 있어서, 내측 스티어링 부재는 랙 샤프트를 포함하고, 외측 부재는 스티어링 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 스티어링 조립체.
  4. 제1-2항 중 어느 한 항에 있어서, 풋은 조립된 상태에서 외측 부재와 접촉하도록 구성되며 지지 영역은 간극만큼 외측 부재로부터 이격되어 배열되는 것을 특징으로 하는 스티어링 조립체.
  5. 제1-2항 중 어느 한 항에 있어서, 지지 영역은 최소 곡률반경(RS)을 가진 일반적으로 만곡 윤곽을 가지고, 제1 및 제2 풋은 각각 최소 곡률반경(RF)을 가지며, 여기서, RF < RS인 것을 특징으로 하는 스티어링 조립체.
  6. 제1-2항 중 어느 한 항에 있어서, 베어링은 제1 및 제2 풋의 반경방향으로 최외측 지점에 대해 접선방향인 라인과 지지 영역의 반경방향으로 최외측 지점 사이의 간극으로 형성된 스프링 거리(DSD)를 가지는 것을 특징으로 하는 스티어링 조립체.
  7. 제6항에 있어서, 0.1 mm < DSD < 20 mm인 것을 특징으로 하는 스티어링 조립체.
  8. 전항들 중 어느 한 항에 있어서, 지지 영역은 50 N 이상의 스프링 힘을 제공하도록 구성된 것을 특징으로 하는 스티어링 조립체.
  9. 제1-2항 중 어느 한 항에 있어서, 지지 영역은 내측 스티어링 부재에 접촉된 상태를 유지하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 스티어링 조립체.
  10. 제1-2항 중 어느 한 항에 있어서, 베어링 구성요소는 축방향 간극을 형성하는 제2 에지와 제1 에지를 포함하는 것을 특징으로 하는 스티어링 조립체.
  11. 제2항에 있어서, 피니언은 복수의 치형부를 포함하되, 내측 스티어링 부재는, 피니언이 회전될 때 피니언의 치형부의 결합 때문에, 병진운동 하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 스티어링 조립체.
  12. 제10항에 있어서, 베어링 구성요소는 제1 측면 영역과 제2 측면 영역을 포함하되, 베어링 구성요소의 제1 및 제2 측면 영역은 축방향 간극을 형성하고 내측 스티어링 부재와 접촉되는 것을 특징으로 하는 스티어링 조립체.
  13. 제1-2항 중 어느 한 항에 있어서, 저마찰층은, 폴리케톤, 폴리아라미드, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리아미드이미드, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리페닐렌 설폰, 플루오로폴리머, 폴리벤조이미다졸, 이들의 유도체, 또는 이들의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 스티어링 조립체.
  14. 제1-2항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 및 제2 풋은 아치 횡단면 프로파일을 가지는 것을 특징으로 하는 스티어링 조립체.
  15. 제1-2항 중 어느 한 항에 있어서, 외측 부재는 베어링에 대해 힘을 제공하도록 구성된 플랫폼을 포함하는 것을 특징으로 하는 스티어링 조립체.
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