KR20220146829A - 자동차의 조향장치 - Google Patents

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신웅수
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Abstract

본 실시예들에 의하면, 슬라이딩바와 볼너트 사이에 볼을 인입하거나 인출하기가 용이해져 볼을 쉽게 교체할 수 있고, 그에 따라 슬라이딩바와 볼너트 사이에서 발생하는 유격을 손쉽게 보상할 수 있다.

Description

자동차의 조향장치{STEERING APPARATUS FOR VEHICLE}
본 실시예들은 자동차의 조향장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 슬라이딩바와 볼너트 사이에 볼을 인입하거나 인출하기가 용이해져 볼을 쉽게 교체할 수 있고, 그에 따라 슬라이딩바와 볼너트 사이에서 발생하는 유격을 손쉽게 보상할 수 있게 하는 자동차의 조향장치에 관한 것이다.
랙구동형 동력 보조 조향장치 또는 스티어 바이 와이어식 조향장치에서는 양 단이 타이로드 및 너클암 등과 연결된 슬라이딩바, 볼을 매개로 슬라이딩바와 결합되는 볼너트 및 볼너트를 회전시키는 모터 등을 구비하여 운전자의 조타력을 보조하거나 운전자의 조향휠 조작정보를 기반으로 차량을 조타한다.
이러한 조향장치에서는 모터가 벨트를 통해 볼너트를 회전시키고, 볼너트의 회전은 볼너트와 맞물리는 슬라이딩바의 직선운동으로 변환된다. 즉, 볼너트의 내주면 및 슬라이딩바의 외주면에 각각 스크류홈이 형성되고 각 스크류홈에 볼이 삽입되어, 볼너트 회전시 볼 및 스크류홈에 의해 슬라이딩바가 슬라이딩되게 된다.
볼이 볼너트와 슬라이딩바 사이에서 이탈되지 않고 지속적으로 순환되기 위한 구조 중 하나로서 디플렉터(deflector)를 사용할 수 있는데, 볼너트에 결합되는 디플렉터에 의해 스크류홈의 양단을 연결하는 중간경로가 볼에 제공됨으로써 볼이 순환되게 된다.
그런데, 종래에는 볼너트 및 슬라이딩바의 구조 상 볼너트의 끝단에서 볼너트와 슬라이딩바의 사이로 볼을 인입하였으며, 이러한 방식에 의하면 볼의 인입뿐만 아니라 인출이 번거로운 문제가 있었다. 다시 말해, 스크류홈의 높은 가공난이도로 인한 오차 등에 의해 볼너트와 볼 또는 슬라이딩바와 볼 사이에는 유격이 발생할 수 있는데, 이러한 유격은 노이즈, 응답저하 등의 원인이 되므로 미세한 크기 차이를 가지는 볼을 볼너트와 슬라이딩바 사이에 인입, 인출하며 유격을 제거한다. 즉, 종래기술에 의하면 볼의 인입 및 인출이 매우 번거로워 유격을 제거하는 과정이 복잡하고 많은 시간이 소요되는 문제가 있었다.
본 실시예들은 전술한 배경에서 안출된 것으로서, 슬라이딩바와 볼너트 사이에 볼을 인입하거나 인출하기가 용이해져 볼을 쉽게 교체할 수 있고, 그에 따라 슬라이딩바와 볼너트 사이에서 발생하는 유격을 손쉽게 보상할 수 있게 하는 자동차의 조향장치에 관한 것이다.
본 실시예들에 의하면, 슬라이딩바, 볼을 매개로 슬라이딩바와 결합되며, 내주면과 외주면을 관통하는 결합홀이 형성되는 볼너트, 결합홀에 삽입되며 슬라이딩바와 볼너트의 사이에서 볼의 순환경로를 형성하고 순환경로와 연통되는 연통홀이 구비되는 베이스부재 및 연통홀을 커버하며 베이스부재와 결합되는 커버부재를 포함하는 디플렉터를 포함하는 자동차의 조향장치가 제공될 수 있다.
본 실시예들에 의하면, 슬라이딩바와 볼너트 사이에 볼을 인입하거나 인출하기가 용이해져 볼을 쉽게 교체할 수 있고, 그에 따라 슬라이딩바와 볼너트 사이에서 발생하는 유격을 손쉽게 보상할 수 있다.
도 1은 본 실시예들에 의한 자동차의 조향장치의 분해사시도이다.
도 2는 도 1의 결합상태를 보여주는 사시도이다.
도 3은 도 2의 일부에 대한 단면도이다.
도 4는 도 2의 일부에 대한 사시도이다.
도 5는 도 4의 단면도이다.
도 6 내지 도 7은 도 1의 일부에 대한 사시도이다.
이하, 본 개시의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 실시예들을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 기술 사상의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다. 본 명세서 상에서 언급된 "포함한다", "갖는다", "이루어진다" 등이 사용되는 경우 "~만"이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별한 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함할 수 있다.
또한, 본 개시의 구성 요소를 설명하는 데 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 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다.
구성 요소들의 위치 관계에 대한 설명에 있어서, 둘 이상의 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속" 등이 된다고 기재된 경우, 둘 이상의 구성 요소가 직접적으로 "연결", "결합" 또는 "접속" 될 수 있지만, 둘 이상의 구성 요소와 다른 구성 요소가 더 "개재"되어 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 여기서, 다른 구성 요소는 서로 "연결", "결합" 또는 "접속" 되는 둘 이상의 구성 요소 중 하나 이상에 포함될 수도 있다.
구성 요소들이나, 동작 방법이나 제작 방법 등과 관련한 시간적 흐름 관계에 대한 설명에 있어서, 예를 들어, "~후에", "~에 이어서", "~다음에", "~전에" 등으로 시간적 선후 관계 또는 흐름적 선후 관계가 설명되는 경우, "바로" 또는 "직접"이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
한편, 구성 요소에 대한 수치 또는 그 대응 정보(예: 레벨 등)가 언급된 경우, 별도의 명시적 기재가 없더라도, 수치 또는 그 대응 정보는 각종 요인(예: 공정상의 요인, 내부 또는 외부 충격, 노이즈 등)에 의해 발생할 수 있는 오차 범위를 포함하는 것으로 해석될 수 있다.
도 1은 본 실시예들에 의한 자동차의 조향장치의 분해사시도, 도 2는 도 1의 결합상태를 보여주는 사시도, 도 3은 도 2의 일부에 대한 단면도, 도 4는 도 2의 일부에 대한 사시도, 도 5는 도 4의 단면도, 도 6 내지 도 7은 도 1의 일부에 대한 사시도이다.
도 1을 참고하여 살펴보면, 본 실시예들에 의한 자동차의 조향장치(100)는, 슬라이딩바(101), 볼을 매개로 슬라이딩바(101)와 결합되며, 내주면과 외주면을 관통하는 결합홀(103)이 형성되는 볼너트(102), 결합홀(103)에 삽입되며 슬라이딩바(101)와 볼너트(102)의 사이에서 볼의 순환경로를 형성하고 순환경로와 연통되는 연통홀(121)이 구비되는 베이스부재(120) 및 연통홀(121)을 커버하며 베이스부재(120)와 결합되는 커버부재(130)를 포함하는 디플렉터(110)를 포함한다.
슬라이딩바(101)의 양단에는 타이로드 및 너클암 등이 연결되어 슬라이딩바(101)의 길이방향 슬라이딩에 의해 바퀴가 조타되게 되며, 슬라이딩바(101)는 볼너트(102)의 회전에 의해 슬라이딩된다.
슬라이딩바(101)는 조향축의 피니언기어와 맞물리는 랙기어가 형성된 슬라이딩바일 수 있으며, 혹은 조향축과 기계적인 연결구조를 갖지 않을 수 있다. 볼너트(102)는 벨트, 너트풀리, 모터풀리 등에 의해 모터의 동력을 전달받는다. 이러한 구조는 흔히 알려진 구조이므로 자세한 설명 및 도시는 생략하기로 한다.
슬라이딩바(101)의 외주면 및 볼너트(102)의 내주면에는 각각 스크류홈이 형성되며, 스크류홈에 삽입되는 볼을 매개로 슬라이딩바(101)와 볼너트(102)가 결합된다. 즉, 슬라이딩바(101)와 볼너트(102)의 사이에서 볼이 스크류홈을 따라 볼이 이동함으로써, 볼너트(102)의 회전이 슬라이딩바(101)의 직선운동으로 변환되게 된다.
그리고, 볼너트(102)가 회전되고 슬라이딩바(101)가 슬라이딩될 때 볼이 볼너트(102)와 슬라이딩바(101)의 사이에서 이탈되지 않고 순환할 수 있고 또한 볼을 용이하게 슬라이딩바(101)와 볼너트(102) 사이로 인입하고 인출할 수 있도록, 베이스부재(120) 및 커버부재(130)를 포함하는 디플렉터(110)가 볼너트(102)에 구비된다.
도 2 내지 도 3을 참고하여 살펴보면, 볼너트(102)에는 내주면과 외주면을 관통하는 결합홀(103)이 형성되며, 디플렉터(110)의 베이스부재(120)는 결합홀(103)에 삽입되며 볼너트(102)에 결합된다.
먼저, 도 4 내지 도 7을 참고하여 베이스부재(120) 및 커버부재(130)의 구조에 대해 먼저 살펴보기로 한다.
베이스부재(120)는 결합홀(103)에 끼워지며 외벽면이 볼너트(102)에 지지되는 지지벽부(122)를 포함한다. 자세히 후술할 볼의 삽입경로와 연통되는 연통홀(121)은 지지벽부(122)의 내측에 위치하게 된다.
베이스부재(120)가 볼너트(102)와 결합되도록, 지지벽부(122)의 외벽면에는 볼너트(102)의 내주면에 지지되는 제 1 지지돌기(401) 및 볼너트(102)의 외주면에 지지되는 제 2 지지돌기(402)가 구비될 수 있다.
제 1 지지돌기(401) 및 제 2 지지돌기(402)는 각각 지지벽부(122)의 외벽면에서 돌출되게 형성되며, 각각 두 개 이상씩 구비될 수 있다.
또한, 지지벽부(122)에는 지지벽부(122)의 외벽면과 내벽면을 절개하는 절개부(403)가 인접하게 한 쌍으로 구비되고 제 2 지지돌기(402)는 절개부(403)의 사이에 구비될 수 있다. 다시 말해, 절개부(403)는 도면상 상측으로 개구되게 형성되고, 그에 따라 절개부(403)의 사이에 형성되는 탄성편의 외벽면에 제 2 지지돌기(402)가 구비될 수 있다.
즉, 베이스부재(120)는 볼너트(102)의 내부에서 결합홀(103)로 삽입되며 볼너트(102)에 결합될 수 있으며, 베이스부재(120)가 결합홀(103)로 삽입됨에 따라 제 1 지지돌기(401)는 볼너트(102)의 내주면에 지지되고 절개부(403)에 의해 형성되는 탄성편이 탄성변형되며 제 2 지지돌기(402)가 볼너트(102)의 외주면에 지지되며 베이스부재(120)가 볼너트(102)에 결합되는 것이다.
커버부재(130)는 볼너트(102)의 외부에서, 볼너트(102)에 결합된 베이스부재(120)와 결합될 수 있다.
베이스부재(120)에는 지지벽부(122)의 내벽면에서 연장되며 연통홀(121)을 형성하는 지지부(123)가 구비될 수 있다(도 1 참조). 지지부(123)는 지지벽부(122)의 내벽면에서 연장되며 중앙부에 연통홀(121)을 형성하며, 한 쌍으로 서로 마주보게 구비될 수 있다. 커버부재(130)는 지지벽부(122)의 내측에서 연통홀(121)을 커버하는데, 커버부재(130)는 지지부(123)에 지지되며 연통홀(121)을 커버할 수 있다.
커버부재(130)의 슬라이딩바(101)를 향하는 내측면에는 연통홀(121)에 삽입되는 돌출부(131)가 형성되는데, 즉 커버부재(130)의 내측면은 일부가 지지부(123)에 지지되고 또한 다른 일부가 돌출부(131)로서 연통홀(121)에 삽입될 수 있다.
베이스부재(120)의 슬라이딩바(101)를 향하는 내측면은 스크류홈과 연통되며 볼의 순환경로를 형성하는 홈이 형성되는데, 돌출부(131)는 베이스부재(120)의 내측면보다 돌출되지 않게 구비됨으로써 볼과 간섭되지 않는다.
베이스부재(120)와 결합되도록, 커버부재(130)에는 결합돌기(702) 및 삽입돌기(411)가 구비된다.
삽입돌기(411)는 커버부재(130)의 둘레면에서 돌출되어 절개부(403)에 삽입된다. 삽입돌기(411)는 각 절개부(403)에 대응되는 위치에 형성되며, 삽입돌기(411)가 절개부(403)의 개구에 끼워지며 커버부재(130)와 베이스부재(120)의 결합이 가이드된다.
지지벽부(122)의 내벽면에는 결합홈(701)이 함몰형성되고, 커버부재(130)에는 결합홈(701)에 삽입되는 결합돌기(702)가 돌출형성된다. 삽입돌기(411) 및 절개부(403)에 의해 가이드되는 커버부재(130)는 결합돌기(702)가 결합홈(701)에 삽입되며 베이스부재(120)와 결합된다.
결합홈(701)은 지지벽부(122)의 내벽면에서 둘레를 따라 형성되고, 결합돌기(702)는 커버부재(130)의 둘레를 따라 형성될 수 있다.
다시 도 2 내지 도 3을 참고하여 살펴본다.
결합홀(103)은 인접하는 두 개의 스크류홈에 걸쳐 형성될 수 있으며, 베이스부재(120)는 결합홀(103)에 의해 노출되는 스크류홈을 연결함으로써 볼의 순환경로를 형성한다.
즉, 베이스부재(120)의 슬라이딩바(101)를 향하는 내측면에는 스크류홈과 연결되는 홈이 함몰형성되어, 볼은 스크류홈의 일부 및 베이스부재(120)의 내측면에 형성된 홈을 따라 순환하게 되어 볼너트(102)가 회전되고 슬라이딩바(101)가 슬라이딩될 때 볼이 순환경로를 따라 지속적으로 순환되고 볼너트(102)와 슬라이딩바(101)의 사이에서 이탈되지 않는 것이다.
또한, 베이스부재(120)에 형성되는 연통홀(121)은 볼의 순환경로와 연통되게 구비되는데, 연통홀(121)을 통해 볼이 순환경로로 인입되거나 또는 순환경로에서 볼이 인출될 수 있다.
즉, 종래 볼너트의 끝단에서 볼너트와 슬라이딩바의 사이로 볼을 인입하거나 인출하였던 것과 달리, 본 실시예들에 의하면 연통홀(121)을 통해 용이하게 볼을 볼너트(102)와 슬라이딩바(101)의 사이에 형성된 순환경로로 인입하거나 순환경로에서 인출할 수 있게 되는 것이다.
따라서, 볼너트(102)와 슬라이딩바(101)의 사이로 서로 다른 크기의 볼을 인입하거나 인출하는 과정이 간편해지고, 그에 따라 볼너트(102)와 볼 사이의 유격 및 슬라이딩바(101)와 볼 사이의 유격을 손쉽게 제거할 수 있게 된다.
유격을 제거한 후에는, 커버부재(130)가 베이스부재(120)에 결합되며 연통홀(121)을 커버하게 된다.
이상의 설명은 본 개시의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 기술 사상의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 또한, 본 실시예들은 본 개시의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 이러한 실시예에 의하여 본 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 개시의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 개시의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 자동차의 조향장치 101: 슬라이딩바
102: 볼너트 103: 결합홀
110: 디플렉터 120: 베이스부재
121: 연통홀 122: 지지벽부
123: 지지부 130: 커버부재
131: 돌출부 401: 제 1 지지돌기
402: 제 2 지지돌기 403: 절개부
411: 삽입돌기 701: 결합홈
702: 결합돌기

Claims (15)

  1. 슬라이딩바;
    볼을 매개로 상기 슬라이딩바와 결합되며, 내주면과 외주면을 관통하는 결합홀이 형성되는 볼너트;
    상기 결합홀에 삽입되며 상기 슬라이딩바와 볼너트의 사이에서 상기 볼의 순환경로를 형성하고 상기 순환경로와 연통되는 연통홀이 구비되는 베이스부재, 및 상기 연통홀을 커버하며 상기 베이스부재와 결합되는 커버부재를 포함하는 디플렉터;
    를 포함하는 자동차의 조향장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이스부재는 상기 결합홀에 끼워지며 외벽면이 상기 볼너트에 지지되는 지지벽부를 포함하고, 상기 연통홀은 상기 지지벽부의 내측에 위치하는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 지지벽부의 외벽면에는 상기 볼너트의 내주면에 지지되는 제 1 지지돌기가 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 지지돌기는 둘 이상 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 지지벽부의 외벽면에는 상기 볼너트의 외측면에 지지되는 제 2 지지돌기가 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 지지돌기는 둘 이상 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 지지벽부에는 상기 지지벽부의 외벽면과 내벽면을 절개하는 절개부가 인접하게 한 쌍으로 구비되며, 상기 제 2 지지돌기는 상기 절개부의 사이에 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 커버부재에는 상기 절개부에 삽입되는 삽입돌기가 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향장치.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 베이스부재에는 상기 지지벽부의 내벽면에서 연장되며 상기 연통홀을 형성하는 지지부가 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 커버부재는 상기 지지부에 지지되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향장치.
  11. 제 2 항에 있어서,
    상기 커버부재는 상기 지지벽부의 내벽면에 지지되며 상기 연통홀을 커버하는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 지지벽부의 내벽면에는 결합홈이 함몰형성되고, 상기 커버부재에는 상기 결합홈에 삽입되는 결합돌기가 돌출형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 결합홈은 상기 지지벽부의 내벽면에서 둘레를 따라 형성되고, 상기 결합돌기는 상기 커버부재의 둘레를 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 커버부재의 내측면에는 상기 연통홀에 삽입되는 돌출부가 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 돌출부는 상기 베이스부재의 내측면보다 돌출되지 않는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향장치.
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