KR20220022265A

KR20220022265A - 차량용 조향장치의 랙부시

Info

Publication number: KR20220022265A
Application number: KR1020200103222A
Authority: KR
Inventors: 손창욱
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2020-08-18
Filing date: 2020-08-18
Publication date: 2022-02-25

Abstract

차량용 조향장치의 랙부시에 대한 발명이 개시된다. 개시된 차량용 조향장치의 랙부시는: 양단부에서 중앙부 측으로 갈수록 직경이 줄어드는 중공 형상으로, 중앙부 부분이 랙바와 접촉되고, 랙바의 길이방향 이동을 안내하는 부시본체부와, 부시본체부의 양단부 중 어느 하나와 연결되고, 랙하우징에 결합되는 부시결합부와, 부시본체부의 양단부 중 다른 하나와 연결되고, 랙하우징에 접촉되는 랙부시돌기부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 조향장치의 랙부시{RACK BUSH OF STEERING APPARATUS FOR VEHICLE}

본 발명은 랙부쉬 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 강성이 확보되면서 댐핑기능이 향상됨은 물론, 마찰저항이 저감되는 차량용 조향장치의 랙부시에 관한 것이다.

일반적으로, 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.

랙 피니언 타입의 조향장치는 랙하우징의 내부에 길이 방향으로 이동하는 랙바를 이용하여 조향을 구현하는데, 랙하우징의 내부에서 이동되는 랙바는 랙부시에 의하여 이동 방향이 안내된다.

랙부시는 랙바의 외주면에 끼워지는 랙부시본체와, 랙부시본체의 외주면에 조립되는 복수의 오링으로 구성된다. 랙부시의 경방향으로 하중이 들어오면, 초기에 오링의 탄성력으로 인해 강성을 나타내지만, 설정이상의 하중을 받게되면 랙부시와 랙하우징이 맞닿게 되면서 랙부시의 댐핑기능을 상실하게 됨에 따라, 랙바로부터 인가되는 충격을 흡수하는 기능을 제대로 이루어질 수 없는 문제점이 있다. 나아가, 차량이 주행하는 상태에서 역입력으로 인한 설정이하의 하중이 인가될 때 충분한 강성의 확보가 어려운 상태가 되므로, 이음 발생 등이 불리한 상태가 발생되는 문제점이 있다. 따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.

본 발명에 대한 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2020-0027630호(발명의 명칭: 스티어링 기어의 랙부쉬 어셈블리, 공개일: 2020.03.13.)에 개시되어 있다.

본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로서, 강성이 확보되면서 댐핑기능이 향상됨은 물론, 마찰저항이 저감되는 차량용 조향장치의 랙부시를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 차량용 조향장치의 랙부시는: 양단부에서 중앙부 측으로 갈수록 직경이 줄어드는 중공 형상으로, 중앙부 부분이 랙바와 접촉되고, 상기 랙바의 길이방향 이동을 안내하는 부시본체부; 상기 부시본체부의 양단부 중 어느 하나와 연결되고, 랙하우징에 결합되는 부시결합부; 및 상기 부시본체부의 양단부 중 다른 하나와 연결되고, 상기 랙하우징에 접촉되는 랙부시돌기부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 랙하우징에는 상기 부시결합부가 결합되는 결합홈부가 형성되고, 상기 부시결합부에는 변형유도홈부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 부시본체부와 상기 부시결합부에 원주방향을 따라 이격되게 배치되고, 상기 부시결합부 측으로 절개되어 형성되는 복수개의 제1슬롯부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 부시본체부와 상기 랙부시돌기부에 원주방향을 따라 이격되게 배치되고, 상기 랙부시돌기부 측으로 절개되어 형성되는 복수개의 제2슬롯부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1슬롯부와 상기 제2슬롯부는 서로 번갈아 이격되게 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 부시본체부에는 원주방향을 따라 이격되게 형성되는 복수개의 탄성변형홈부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 탄성변형홈부는 상기 부시본체부 상에서 상기 제1슬롯부와 상기 제2슬롯부 사이 각각 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 부시본체부, 상기 부시결합부 및 상기 랙부시돌기부는 탄성재질을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 차량용 조향장치의 랙부시는 부시본체부가 양단부에서 중앙부 측으로 갈수록 직경이 줄어드는 중공 형상를 가짐에 따라, 부시본체부가 랙바에 접촉되면, 랙바에 예압을 형성하여 랙부시가 경방향의 하중을 받는 경우 랙부시가 강성을 확보한 상태로 랙바를 지지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 부시본체부가 양단부에서 중앙부 측으로 갈수록 직경이 줄어드는 중공 형상를 가짐에 따라, 랙하우징의 내경 치수 변화와, 랙바의 공차에 대응하여 랙부시가 쉽게 조립될 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 부시본체부가 랙바에 면접촉이 아닌 선접촉됨은 물론, 랙부시돌기부가 랙하우징에 면접촉이 아닌 선접촉되므로, 마찰저항이 저감되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 조향장치의 랙부시가 설치된 차량용 조향장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 A 부분을 확대한 사시도이다.
도 3은 도 2의 단면도이다.
도 4는 도 3의 B 부분을 확대한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 조향장치의 랙부시를 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 조향장치의 랙부시를 다른 방향에서 바라본 사시도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 조향장치의 랙부시를 설명하도록 한다.

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 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 조향장치의 랙부시가 설치된 차량용 조향장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 A 부분을 확대한 사시도이고, 도 3은 도 2의 단면도이고, 도 4는 도 3의 B 부분을 확대한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 조향장치의 랙부시를 나타낸 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 조향장치의 랙부시를 다른 방향에서 바라본 사시도이다.

도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 조향장치의 랙부시(2)가 설치된 차량용 조향장치(1)가 도시되며, 차량용 조향장치(1)는 랙하우징(10)과, 랙하우징(10)의 내부에 배치되는 랙바(20)와, 랙하우징(10)에 설치되어 스티어링휠(미도시)의 조작에 따른 회전력을 랙바(20)의 직선 이동으로 변환시키는 피니언기어(미도시)를 포함하는 조향기어박스(30)를 포함한다. 피니언기어는 스티어링휠에 연동하여 회전되어, 랙하우징(10)에 수용된 랙바(20)를 좌우 방향으로 이동시킨다. 랙바(20)의 양단부에는 볼하우징(60)에 볼(미도시)이 삽입되어 결합되는 이너 볼 조인트(미도시)를 매개로 타이로드(40)와 연결된다. 이때, 벨로우즈(50)가 랙하우징(10) 및 타이로드(40)와 연결되어 볼하우징(60)의 외측면을 감싼다. 타이로드(40)는 랙바(20)와 차륜(미도시)을 연결시켜, 랙바(20)의 이동에 따라 차륜이 회전되도록 함으로써, 차량의 조향을 가능하게 한다.

도 2 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 조향장치의 랙부시(2)는 랙하우징(10)의 내부에 장착되고, 내측에 랙바(20)가 삽입되어 랙바(20)의 축 방향 이동을 안내하는 것으로, 부시본체부(100), 부시결합부(200) 및 랙부시돌기부(300)를 포함한다.

부시본체부(100)는 양단부(100b, 100c)에서 중앙부(100a) 측으로 갈수록 직경이 줄어드는 중공 형상으로, 중앙부(100a) 부분이 랙바(20)와 접촉되고, 랙바(20)의 길이방향 이동을 안내한다. 부시본체부(100)는 중앙부(100a) 부분이 랙바(20)의 외측면에 접촉도록 랙하우징(10)의 내부에 배치된다. 부시본체부(100)는 탄성재질을 포함하여 이루어지며, 탄성변형된 상태로 랙바(20)의 외측면을 감싸도록 조립될 때에 탄성변형되나, 랙바(20)의 외측면을 감싸도록 조립되면 원상태로 복원되면서 랙바(20)의 외측면에 접촉되어 예압을 가한다.

이와 같이, 부시본체부(100)는 양단부(100b, 100c)에서 중앙부(100a) 측으로 갈수록 직경이 줄어드는 중공 형상를 가짐에 따라, 부시본체부(100)는 랙바(20)에 접촉되면, 랙바(20)에 예압을 형성하여 부시본체부(100) 즉, 랙부시(2)가 경방향(Y축)의 하중을 받는 경우 랙바(20)를 견고하게 지지할 수 있다. 즉, 랙부시(2)가 강성을 확보한 상태로 랙바(20)를 지지할 수 있다(도 3 참조).

나아가, 랙하우징(10)의 내경 치수 변화와, 랙바(20)의 공차에 대응하여 랙부시(2)가 쉽게 조립될 수 있도록 할 수 있다. 또한, 부시본체부(100)는 종래기술과 달리 랙바(20)에 면접촉이 아닌 선접촉되는 구성으로, 마찰저항(friction)이 저감될 수 있다.

부시결합부(200)는 부시본체부(100)의 양단부 중 어느 하나(100b)와 연결되고, 랙하우징(10)에 결합된다. 부시결합부(200)는 부시본체부(100)의 양단부 중 어느 하나(100b)에서 랙하우징(10) 측으로 연장형성되어 랙하우징(10)에 결합된다. 부시결합부(200)는 탄성재질을 포함하여 이루어질 수 있다. 이로 인해, 부시본체부(100) 즉, 랙부시(2)의 축방향(X축) 위치를 고정하는 역할을 한다.

랙부시돌기부(300)는 부시본체부(100)의 양단부 중 다른 하나(100c)와 연결되고, 랙하우징(10)에 접촉된다. 랙부시돌기부(300)는 부시본체부(100)의 양단부 중 다른 하나(100c)에서 랙하우징(10) 측으로 연장형성되어 랙하우징(10)에 밀착된다. 이때, 랙부시돌기부(300)는 탄성재질을 포함하여 이루어질 수 있다. 구체적으로, 랙부시돌기부(300)는 부시본체부(100)가 랙바(20)의 외측면을 감싸도록 조립되면 랙하우징(10)에 밀착되어 경방향(Y축)의 공차를 없앨 수 있음은 물론, 랙바(20)의 충격을 흡수하는 역할 즉, 댐핑의 기능을 수행할 수 있다.

이에 따라, 본 발명에 따른 랙부시(2)는 종래기술과 달리 랙바(20)의 충격을 흡수하는 오링 등 댐핑의 기능을 수행하는 별도의 구성이 없어도 그 자체만으로 댐핑의 기능을 수행할 수 있어 부품비용이 절감될 수 있다. 또한, 랙부시돌기부(300)는 종래기술과 달리 랙바(20)에 면접촉이 아닌 선접촉되는 구성으로, 마찰저항(friction)이 저감될 수 있다.

랙하우징(10)에는 부시결합부(200)가 결합되는 결합홈부(11)가 형성되고, 부시결합부(200)에는 변형유도홈부(210)가 형성된다. 이로써, 부시결합부(200)를 랙하우징(10)의 결합홈부(11)에 삽입되어 결합될 때, 변형유도홈부(210)를 통해 쉽게 탄성변형되어 랙하우징(10)의 결합홈부(11)에 삽입되어 결합된다.

랙부시(2)는 복수개의 제1슬롯부(400)와 복수개의 제2슬롯부(500)를 더 포함한다. 복수개의 제1슬롯부(400)는 부시본체부(100)와 부시결합부(200)에 원주방향을 따라 이격되게 배치되고, 부시결합부(200) 측으로 절개되어 형성된다. 제1슬롯부(400)는 랙부시(2)가 랙하우징(10)에 결합될 때 부시본체부(100) 및 랙부시돌기부(300) 자체가 수축, 이완하는 탄성력을 구비할 수 있도록 한다.

복수개의 제2슬롯부(500)는 부시본체부(100)와 랙부시돌기부(300)에 원주방향을 따라 이격되게 배치되고, 랙부시돌기부(300) 측으로 절개되어 형성된다. 제2슬롯부(500)는 랙부시(2)가 랙하우징(10)에 결합될 때 부시본체부(100) 및 랙부시돌기부(300) 자체가 수축, 이완하는 탄성력을 구비할 수 있도록 한다.

제1슬롯부(400)와 제2슬롯부(500)는 서로 번갈아 이격되게 형성된다. 즉, 제1슬롯부(400)와 제2슬롯부(500)는 랙부시(2)의 원주방향을 따라 교호(交互) 형성된다. 이로 인해, 랙부시(2)의 양측에서 균일한 탄성력이 형성될 수 있을 뿐만 아니라, 랙부시(2)의 내구성이 향상될 수 있다.

부시본체부(100)에는 원주방향을 따라 이격되게 형성되는 복수개의 탄성변형홈부(110)를 구비한다. 탄성변형홈부(110)는 부시본체부(100) 상에서 제1슬롯부(400)와 제2슬롯부(500) 사이 각각 형성된다. 이로 인해, 랙부시(2)가 랙하우징(10)에 결합될 때 부시본체부(100) 자체가 수축, 이완하는 탄성력을 더욱더 구비할 수 있어, 랙부시(2)가 랙하우징(10)에 쉽게 장착될 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 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

1 : 차량용 조향장치 10 : 랙하우징
11 : 결합홈부 20 : 랙바
30 : 조향기어박스 40 : 타이로드
50 : 벨로우즈 60 : 볼하우징
2 : 차량용 조향장치의 랙부시
100 : 부시본체부 110 : 탄성변형홈부
200 : 부시결합부 210 : 변형유도홈부
300 : 랙부시돌기부 400 : 제1슬롯부
500 : 제2슬롯부

Claims

양단부에서 중앙부 측으로 갈수록 직경이 줄어드는 중공 형상으로, 중앙부 부분이 랙바와 접촉되고, 상기 랙바의 길이방향 이동을 안내하는 부시본체부;
상기 부시본체부의 양단부 중 어느 하나와 연결되고, 랙하우징에 결합되는 부시결합부; 및
상기 부시본체부의 양단부 중 다른 하나와 연결되고, 상기 랙하우징에 접촉되는 랙부시돌기부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 조향장치의 랙부시.
제 1항에 있어서,
상기 랙하우징에는 상기 부시결합부가 결합되는 결합홈부가 형성되고,
상기 부시결합부에는 변형유도홈부가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 조향장치의 랙부시.
제 1항에 있어서,
상기 부시본체부와 상기 부시결합부에 원주방향을 따라 이격되게 배치되고, 상기 부시결합부 측으로 절개되어 형성되는 복수개의 제1슬롯부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 조향장치의 랙부시.
제 3항에 있어서,
상기 부시본체부와 상기 랙부시돌기부에 원주방향을 따라 이격되게 배치되고, 상기 랙부시돌기부 측으로 절개되어 형성되는 복수개의 제2슬롯부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 조향장치의 랙부시.
제 4항에 있어서,
상기 제1슬롯부와 상기 제2슬롯부는 서로 번갈아 이격되게 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 조향장치의 랙부시.
제 5항에 있어서,
상기 부시본체부에는 원주방향을 따라 이격되게 형성되는 복수개의 탄성변형홈부를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 조향장치의 랙부시.
제 6항에 있어서,
상기 탄성변형홈부는 상기 부시본체부 상에서 상기 제1슬롯부와 상기 제2슬롯부 사이 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 조향장치의 랙부시.
제 1항에 있어서,
상기 부시본체부, 상기 부시결합부 및 상기 랙부시돌기부는 탄성재질을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 조향장치의 랙부시.