KR0144446B1 - 스티어링장치 - Google Patents

Abstract

입력되는 조향 조작력에 의해 이동되는 랙과 이 랙과 맞물리는 섹터기어와의 치합상태의 조정은, 섹터기어와 일체로 형성된 출력축을 축방향으로 이동시키므로써, 이루어진다. 출력축에는 출력축의 축심선을 따라 관통공이 형성되어 있으며, 그 관통공으로 나사축이 끼워진다. 나사축과 출력축은 나사에 의해 체결된다. 나사축의 한쪽 끝은 스티어링용 부재가 설치된 쪽에서 회전시켜 조정할 수 있으며, 다른쪽 끝부분은 하우징에 대해서, 나사축의 축심선을 중심으로 한 회전은 가능하지만, 축방향으로의 이동은 규제되도록하여 연결한다.

Description

스티어링장치

제 1도는, 본 발명의 실시예를 표시하는 볼나사식 파워 스티어링 장치의 단면도이다.

제 2도는, 제 1도에서의, Ⅱ-Ⅱ선을 따르는 단면도이다.

제 3도는, 종래의 실시예에 의한 볼 나사식 파워 스티어링장치의 단면도이다.

본 발명은, 입력되는 조향 조작력을 랙과 섹터기어를 거쳐서 조향륜(操向輪)으로 전달하는 스티어링장치에 관한 것이다.

제 3 도에 표시된 일본국 실공소 제 61-302호 공보에 기재된 볼 나사식 파워 스티어링장치(101)는, 하우징(102), 입력되는 조향 조작력에 의해 회전하는 볼스크루(109), 볼을 개재하여 볼 스크루(109)에 끼워지는 볼 너트(103), 볼너트(103)에 형성된 랙(104),랙(104)과 맞물리는 섹터기어(105), 섹터기어(105)와 일체로 형성된 출력축(106)등으로 구성되어 있다.

출력축(106)의 끝에는 피트먼 암(110)이 체결되며, 이 피트먼 암(110)은 링크(도면에서의 표시는 생략)를 개재하여 조향륜과 연결된다.

또, 볼 너트(103)에는 조향 방향으로, 이에 대응하는 유압이 조향 보조력으로 작동한다. 조향핸들을 조작하여 입력되는 조향 조작력에 의해 볼스크루(109)가 회전하면, 볼너트(103)와 함께 랙(104)이 이동되며, 이 랙(104)의 이동은 섹터기어(105)를 거쳐서 출력축(106)을 회전시키고, 이 출력축(106)의 회전이 피트먼 암(110)을 거쳐서 조향륜으로 전달되어 차량의 방향 전환이 이루어진다.

상기한 스티어링 장치(10)에 있어서는, 랙(104)의 기어 이(teeth)나 섹터기어(105)의 기어 이가 마모된 경우나, 랙(104)과 섹터기어(105)를 조립할 때에는 랙(104)과 섹터기어(105)의 치합을 조정할 필요가 있다.

다시 말하면, 랙(104)의 기어 이와 섹터기어(105)의 기어 이는, 서로 경사진 상태로 맞물려 있으므로, 출력축(106)을 축방향으로 이동시키면서 랙(104)의 기어 이와 섹터기어(105)의 기어 이와의 간극(백래시)을 적당하게 조정할 필요가 있는 것이다.

그러므로, 백래시의 조정을 위해서는, 출력축(106)을 축방향으로의 이동이 가능하도록 하여 하우징(102)에 조립하며, 출력축(106)의 축방향으로의 이동량을 조정하므로써, 랙(104)과 섹터기어(105)와의 치합상태를 조절하게 된다.

구체적으로는, 하우징(102)의 상부에 나사축(107)이 끼워지며, 이 나사축(107)의 하단부는, 출력축(106) 상단부의 회전중심에서, 출력축(106)에 대해서 상대적으로 회전할 수는 있으나, 축방향으로의 이동은 규제될 수 있도록, 출력축(106)의 상단부와 연결되어 있다. 나사축(107)의 상단부에는 공구 삽입용 홈(108)이 형성되어 있으며, 공구를 사용하여 나사축(107)을 회전시키면, 출력축(106)은 하우징(102)에 대해서 출력축(106)의 축방향을 따라서 이동되며, 이에 따라서, 출력축(106)과 일체로 형성된 섹터기어(105)가 하우징(102)에 대해서 출력축(106)의 축방향을 따라서 이동하므로, 섹터기어(105)와 랙(104)과의 치합상태를 조절하게 된다.

종래의 스티어링장치(101)에서와 같이, 하우징(102)의 상부에서 나사축(107)이 돌출하면, 스티어링장치(101)의 윗쪽에 다른 부품을 배치할 필요가 있는 경우에는, 나사축(107)과 다른 부품과의 간섭이 발생하거나, 또는, 위쪽에서의 나사축(107)의 조정이 어렵게 된다고 하는 문제가 있다.

이와 같은 경우에, 나사축을 출력축의 하단부에 설치하는 것을 생각하게 된다.

그러나, 출력축의 아래쪽에는 피트먼 암과 같은 스터어링 각종 부재를 설치해야 하므로, 출력축의 아래쪽은 그대로 노출상태로 할 필요가 있다.

그러므로, 종래의 구조에서와 같이 나사축을 하우징에 설치하는 구조에서는, 나사축을 출력축의 하단부에 설치할 수 없었다.

본 발명은, 상기한 종래의 기술에서의 문제점을 해결할 수 있는 스티어링 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 의한 스티어링 장치는, 하우징, 입력되는 조향 조작력에 따라 이동하는 랙, 랙과 치합하는 섹터기어, 섹터기어와 일체로 형성된 출력축, 출력축의 한쪽 끝에 체결되는 스티어링용 부재 등으로 구성되어 있으며, 출력축을 하우징에 대해서 출력축의 축방향을 따라 이동시킴으로써, 랙과 섹터기어와의 치합상태를 조절할 수 있는 것으로, 상기한 출력축의 축심선을 따라서, 그 내면에 나사가 형성된 관통공이 형성되어 있고, 이 관통공이 나사축이 끼워지며, 그 나사축의 한쪽끝은 상기한 스티어링용 부재가 설치된 쪽에서 조정할 수 있도록 되어 있고, 그 나사축의 다른쪽 끝은 나사축의 축심선을 중심으로한 회전운동은 가능하나 출력축으로의 이동은 규제될 수 있는 상태로하여, 하우징에 연결되어 있다.

본 발명의 스티어링 장치에 의하면, 나사축을 스티어링용 부재가 설치된 쪽에서 조정하며, 출력축은 하우징에 대해서 출력축의 축방향을 따라 이동한다.

이러한 출력축의 이동에 의해 랙과 섹터기어의 치합상태가 조정된다. 이렇게 하므로써, 스티어링 장치의 위쪽에 배치되는 다른 부품과 나사축과의 간섭을 방지할 수 있고, 또, 스티어링 장치의 윗쪽에 배치된 다른 부품에 의해 나사축의 조정을 방해받는 일은 없다.

즉, 출력축을 축방향으로 이동시켜서 랙과 섹터기어와의 치합상태를 조정할 때에, 조정용 나사축을 스티어링용 부재가 설치된 쪽에서 조정할 수 있으므로, 조정용 나사축과 다른 부품과의 간섭을 방지하며, 또 조정성의 향상을 도모할 수 있게 된다.

나사축의 다른쪽 끝부분을 하우징에 연결시키기 위해서는 나사축의 다른쪽 끝부분에는 해드부를 형성하고, 하우징의 내부에는 고정링을 고정시키며, 그 고정링에 의해 링이 지지되며, 고정링과 링으로 나사축을 끼워 넣어서, 그 하우징과 링과의 사이에 전기한 헤드부가 배치되도록 하는 것이 바람직하다.

이렇게 하므로서, 나사축의 다른쪽 끝부분과 하우징과의 연결을 쉽게 실시할 수 있다.

이 경우에는, 하우징은 주조의 방법으로 제작하며, 나사축의 헤드부와 하우징의 사이에 강판편을 삽입하는 것이 바람직하다. 하우징을 주조의 방법으로 제작하므로 재료비로 절감할 수 있다. 또, 나사축의 헤드부와 하우징과의 사이에 강판편을 삽입하므로써, 주조품인 하우징이 나사축의 헤드부와의 마찰에 의해 마모되는 것을 방지할 수 있다.

이렇게 마모를 방지하므로써, 하우징과 나사축 사이의 간극이 커지는 일이 없으며, 따라서, 랙과 섹터기어와의 치합상태를 정밀도가 높게조정할 수있다.

나사축의 한쪽 끝은 출력축의 외부로 노출되며, 이 노출부분에 록 너트를 체결하여, 나사축을 조정한 후, 나사축이 회전하는 것을 방지하도록 하는 것이 바람직하다. 이렇게 하므로써, 랙과 섹터기어의 맞물림상태를 조정한 후, 그 위치가 변경되는 것을 방지할 수 있다.

나사축의 외주면과 관통공의 내주면의 사이에는 부싱을 삽입하는 것이 바람직하며, 이렇게 하므로써, 나사축이 출력축에 대해서 경사지는 상태로 끼워지는 것을 방지할 수 있으며, 따라서, 랙과 섹터기어와의 치합상태를 조정할 때에, 나사축을 원활하게 회전시킬 수 있다.

제 1도와 제 2도는 본 발명에 의한 볼나사식 파워 스티어링 장치(1)를 표시하는 것으로, 하우징(2), 볼 스크루(13), 볼(14)을 개재하여 볼스쿠루(13)에 끼워지는 볼너트(3), 볼너트(3)에 형성되어 있는 랙(4),랙(4)과 치합하는 섹터기어(5), 섹터기어(5)와 일체로 형성된 출력축(6), 출력축(6)의 하단부에 형성된 세레이션(18)에 체결되어 있는 피트먼 암(17)(조향용 부재 )등으로 구성되어 있다. 랙(4)의 기어 이와 섹터기어(5)의 기어 이는 경사진 상태로 치합되어 있다.

하우징(2)은 주철로 만들어지며, 볼너트(3)가 출력축으로의 이동이 가능한 상태로 하여 조립되는 제 1하우징(2a)과, 출력축(6)이, 베어링(7)(8)을 개재하여 축심선을 중심으로 한 회전과 축방향으로의 이동이 가능한 상태로 하여, 조립되는 제 2 하우징(2b)으로 형성되어있다.

제 2 하우징(2b)은 상하 2개의 부재(2b1)(2b2)를 볼트(10)로 체결하여 구성되며, 상부재(2b1)는 제 1 하우징(2a)과 일체로 주조된 것이다.

제 1 하우징(2a)의 내부는 볼 너트(3)에 의해 2군데의 오일챔버(oil chamber )(11)(12)가 형성된다.

그리고, 볼 스쿠루(13)는, 조향핸들(도면에서의 표시는 생략)과 연동하는 입력축(15)이, 토션 바(19)를 개재하여 연결되어 있다. 입력축(15)의 외주에는 로터리 밸브(16)가 설치되어 있다.

이러한 구조에 의해, 조향 조작력이 입력되어 입력축(15)이 회전하면, 그 회전력은 토션 바 (19)를 거쳐서 볼 스쿠루(13)로 전달되어, 볼 너트(3)가 축방향을 따라 이동한다.

볼 너트(3)의 이동은 랙(4)가 섹터기어(5)를 거쳐서 출력축(6)으로 전달되어 출력축(6)을 회전시키며, 출력축(6)의 회전에 의한 피트먼 암(17)의 요동운동이 링키(도면에서의 표시는 생략)를 거쳐서 조향륜으로 전달되어 차량의 방향 전환이 이루어진다.

로터리 밸브(16)는 공지된 것(예컨데, 일본국 실공소 제 61-302호 공보 참조)으로, 펌프(도면에서의 표시는 생략)로부터 반송되는 작동 유압유를, 조향 방향에 따라 오일 챔버(11)과 (12) 중의 한쪽으로 공급하고, 나머지 다른 한쪽의 오일 쳄버 내의 작동 유압유는 탱크(도면에서의 표시는 생략)로 환류시킨다.

이렇게 하여, 축방향을 따라 볼 너트(3)를 이동시키고자 하는 유압이 작용되어, 조향 조작이 보조력이 부여된다.

그리고, 출력축(6)을 축방향을 따라 이동시키므로써, 랙(4)과 섹터기어(5)의 치합상태를 조절할 수 있도록 되어 있다. 즉, 출력축(6)에는 축심선을 따라 관통공(20)이 형성되고, 이 관통공(20)에 나사축(21)이 끼워진다.

나사축(21)의 외주면에는 수나사(21a)가, 관통공(20)의 내주면에는 암나사(20a)가 형성되어 있어서, 이 나사 (20a)(21a)에 의해 나사축(21)이 관통공(20)에 끼워져 있는 것이다.

이 나사축(21)의 하단부는 출력축(6)의 아래쪽으로 돌출되어 있으며, 하단면에는 알렌 렌치 등의 공구 삽입홈(21b)이 형성되어 있다. 그러므로, 나사축(21)을 피트먼 암(17)이 체결된 쪽에서 조정할 수 있는 것이다.

그리고, 나사축(21)의 하단에는 록 너트(22)가 체결된다. 나사축(21)의 상단은, 나사축의 축심선을 중심으로 한 회전은 가능하지만 축방향으로의 이동은 규제되도록 하여, 제 2 하우징(2b)에 지지되어 있다.

즉, 제 2 하우징(2b)의 안쪽 상부에 고정링(25)이 고정되고, 이 고정링(25)에 의해 링(26)이 지지되며, 이 링(26)에 나사축(21)이 끼워져 있다. 나사축(21)의 헤드부(21c)의 아래 면은 링(26)의 윗면과 접촉하고 있으며, 또, 나사축(21)의 헤드부(21c)와 제 2 하우징(2b)과의 사이에는 강판(27)이 삽입되어 있다. 나사축(21)의 헤드부(21c)는 자유자재로 회전할 수 있도록, 그 회전중심이 강판(27)과 접촉하고 있다. 헤드부(21c)와 링(26)과의 사이에는, 랙(4)과 섹터기어(5)와의 치합상태에 영향을 주지 않는 범위 내에서의 미세한 간극이 있어도 무방하며, 실질적으로 나사축(21)의 하우징(2)에 대한 축방향으로의 이동이 규제되면 되는 것이다.

그리고, 나사축(21)의 외주면과 관통공(20)의 내주면과의 사이에는 부싱(30)을 삽입하여, 출력축(6)에 대해서 나사축(21)이 기울어지는 것을 방지하고 있다. 상기한 구성에 의하면, 나사축(21)은 출력축(6)과 나사에 의해 체결되며, 하우징(2)에 대해서는 회전축을 중심으로 한 상대적인 회전은 가능하지만, 축방향으로의 이동은 규제되어 있으므로, 나사축(21)을 회전시키면 출력축(6)은 축방향을 따라 이동한다. 이러한 출력축(6)의 이동은 랙(4)의 기어 이와 섹터기어(5)의 기어이와이 간극을 변경시키며, 이렇게 하여 랙(4)과 섹터기어(5)의 치합상태를 조정하는 것이다.

이때, 나사축(21)은 피트먼 암(17)이 설치되어 있는 하우징(2)의 아래쪽에서 조정할 수 있으므로, 하우징(2)의 윗쪽에 배치되어 있는 부품과 나사축(21)과의 간섭이 문제되는 일은 없다. 그러므로, 하우징(2)의 윗쪽에 배치되는 부품이 나사축(21)의 조정을 방해하는 일은 없는 것이다. 그리고, 나사축(21)을 링(26)과 고정링(25)에 삽입하고, 그 고정링(25)을 하우징(2)에 고정시키는 것으로, 나사축(21)과 하우징(2)을 연결할 수 있으므로, 그 연결작업은 쉽게 이루어진다. 그리고, 하우징(2)을 주조의 방법으로 제작하므로 재료비를 절감할 수 있다.

그리고, 나(21)의 헤드부(21c)와 하우징(2)과의 사이에 강판(27)을 삽입하므로써 주조에 의해 제작된 하우징(2)이 나사축(21)의 헤드부(21c)와의 마찰에 의해 마모되는 것을 방지할 수 있으므로, 나사축(21)의 축방향으로의 간극이 커지는 일이 없으며, 따라서 랙(4)과 섹터기어(5)와의 치합상태를 정밀도가 높게 조정할 수 있다.

그리고, 랙(4)과 섹터기어(5)와의 치압상태를 조정한 후, 나사축(21)에 끼워진 록 너트(22)를 죄어주므로써, 나사축(21)의 회전을 방지하여 랙(4)과의 섹터기어(5)와의 치합상태가 변화되는 것을 방지할 수 있다.

그리고, 부싱(30)을 삽입하여, 나사축(21)이 출력축(6)에 대해서 경사지는 상태로 끼워지는 것을 방지할 수 있으므로, 랙(4)과 섹터기어(5)와의 치합상태를 조정할 때에, 나사축(21)을 원할하게 회전시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 상기한 실시예로 한정되는 것은 아니다. 예컨데, 상기한 실시예에서는 파워 스티어링 장치에 본 발명을 적용했으나, 수동 스티어링 장치에도, 본 발명을 적용시킬 수 있다.

Claims (5)

1. 하우징(2), 조향 조작력이 입력됨에 따라 이동되는 택(4), 택(4)과 맞물리는 섹터기어(5), 섹터기어(5)와 일체로 형성되어 있는 출력축(6), 그 출력축(6)의 한쪽 끝에 체결되는 스티어링 부재(17) 등으로 구성되어 있으며, 출력축(6)의 축방향을 따라, 하우징(2)에 대해서 출력축(6)이 이동되므로서, 택(4)과 섹터기어(5)와의 치합상태가 조정되는 스티어링 장치에 있어서, 상기한 출력축(6)에는 출력축(6)의 축심선을 따라 관통공(20)이 형성되어 있으며, 이 관통공(20)에 나사축(21)이 끼워지므로써, 나사축(21)과 출력축(6)은 나사에 의해 체결되고, 나사축(21)의 한쪽 끝을, 상기한 스티어링 부재(17)가 설치된 쪽에서 회전시켜 조정할 수 있으며, 나사축(21)의 다른쪽 끝은 상기한 하우징(2)에, 나사축(21)의 축심선을 중심으로한 회전은 가능하지만, 축방향으로의 이동은 규제되도록하여, 연결되어 있는 것을 특징으로하는 스티어링 장치 .
2. 제 1항에 있어서, 나사축(21)의 다른쪽 끝부분에는 헤드부(21c)를 형성하며, 하우징(2)의 내부에는 고정링(25)을 고정시키고, 이 고정링(25)에 의해 링(26)이 지지되며, 고정링(25)과 링(26)으로 나사축(21)을 끼워 넣어, 하우징(2)과 링(26)과의 사이에 상기한 헤드부(21c)가 배치되도록 하여, 나사축(21)의 다른쪽 끝부분을 하우징(2)과 연결시키는 것을 특징으로 하는 스티어링 장치 .
3. 제 2항에 있어서, 하우징(2)은 주조의 방법으로 제작하며, 나사축(21)의 헤드부(21c)와 하우징(2)과의 사이에는 강판부재(27)를 삽입하는 것을 특징으로 하는 스티어링 장치.
4. 제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 있어서, 나사축(21)의 한쪽 끝부분은 출력축(6)의 외부로 노출되며, 이 노출부분에 룩너트(22)을 체결하여 룩너트(22)가 출력축(6)의 단면을 눌러주므로써, 나사축(21)의 회전을 방지하는 것을 특징하는 스티어링 장치.
5. 제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 있어서, 나사축(21)의 외주면과 관통공(20)의 내주면의 사이에 부싱(30)을 삽입하는 것을 특징으로 하는 스티어링 장치.