KR101014058B1 - 차량의 스티어링 메커니즘 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스티어링장치의 중량을 저감시키면서, 랙바의 중심과 피니언의 중심 사이의 거리를 비교적 짧게 형성하여 수동조작에 의한 랙바의 추력을 증대시킬 수 있도록 한다.

Description

차량의 스티어링 메커니즘{steering mechanism of a vehicle}

도 1은 일반적인 랙&피니언 스티어링 기어박스의 구조를 도시한 도면,

도 2는 중공랙바와 피니언이 치합된 메커니즘을 설명한 도면,

도 3은 본 발명에 따른 스티어링 메커니즘을 설명한 도면,

도 4는 도 3의 상측에서 관측한 본 발명 스티어링 메커니즘의 작동을 설명한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

1; 래크 3; 장공형기어부

5; 랙바 7; 피니언

9; 아이들러 11; 기어박스케이스

본 발명은 차량의 스티어링 메커니즘에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 랙&피니언 방식의 스티어링 기어박스에서, 랙바의 추력을 증가시킬 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다.

도 1을 참조하면, 운전자의 조향력은 피니언(500)을 통해 랙바(502)로 전달되고, 상기 랙바(502)에는 동력실린더의 유압작용에 의한 보조력이 제공될 수 있도록 되어 있다.

최근에는 상기 랙바의 내부를 중공으로 하여 랙바의 중량을 저감하는 방안이 모색되고 있으며, 도 2에는 이와 같이 중공랙바(504)와 피니언(500)이 치합되어 있는 상태가 도시되어 있다.

도 2의 중공랙바(504)와 피니언(500)이 치합된 메커니즘은 단지, 랙바의 내부가 중공으로 되어 랙바의 중량을 저감시킬 수 있다는 것 이외에는 종래의 기술과 다른 점이 없다.

랙바의 중심과 피니언의 중심 사이의 직선 거리 L는 수동조작에 의한 랙바의 추력을 결정하는 요인으로서, 운전자가 동일한 조건에서 스티어링휠을 돌릴 때 그 길이 L가 길어질수록 랙바의 추력은 작아지고 짧아질수록 랙바의 추력은 상대적으로 커진다.

수동조작에 의한 랙바의 추력이 상기한 바와 같은 기구적인 구조에 의해 커질 수 있으면, 그 만큼 동력실린더의 용량이 작아져도, 필요로 하는 조향조작을 원활하게 수행할 수 있게 된다.

참고로, 도 2에는 상기 중공랙바(504)의 중심과 상기 피니언(500)의 중심 사이의 직선 거리 L가 표시되어 있는데, 중공랙바(504)를 사용하는 스티어링 메커니즘의 경우에 중공랙바(504)의 강성확보를 위해 중공랙바(504) 자체의 재질변경 이외에 그 직경을 증대시키는 방법이 있는데, 이와 같이 중공랙바(504)의 직경을 종래의 일반적인 랙바보다 증대시키게 되면, 상대적으로 중공랙바(504)의 중심과 피니언(500)의 중심 사이의 직선거리 L가 길어져서, 수동조작에 의한 랙바(504)의 추력이 감소되어 상대적으로 동력실린더 및 유압장치의 용량이 커져야 한다.

본 발명은 스티어링장치의 중량을 저감시키면서, 랙바의 중심과 피니언의 중심 사이의 거리를 비교적 짧게 형성하여 수동조작에 의한 랙바의 추력을 증대시킬 수 있도록 한 차량의 스티어링 메커니즘을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량의 스티어링 메커니즘은

서로 대향하는 양변에 래크가 형성된 장공형기어부를 구비한 랙바와;

상기 장공형기어부를 관통하면서 일측의 래크에 치합되는 피니언과;

상기 피니언과 타측의 래크에 동시에 치합되도록 설치된 아이들러;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 3과 도 4를 참조하면, 본 발명 실시예는 서로 대향하는 양변에 래크(1)가 형성된 장공형기어부(3)를 구비한 랙바(5)와; 상기 장공형기어부(3)를 관통하면서 일측의 래크(1)에 치합되는 피니언(7)과; 상기 피니언(7)과 타측의 래크(1)에 동시에 치합되도록 설치된 아이들러(9)를 포함하여 구성된다.

상기 랙바(5)의 래크(1)는 랙바(5)의 길이방향을 따르는 직선형으로 형성되어 있으며, 상기 랙바(5)의 장공형기어부(3)는 양변이 각각 원호형 단면으로 형성된 구조이다.

즉, 종래의 중공랙바(5)를 반으로 쪼개어 그 사이에 상기 피니언(7)을 삽입한 것과 같은 구조를 취하고 있다.

물론, 상기 피니언(7)이 상기 장공형기어부(3)의 양측의 래크(1)에 모두 치합되면 작동이 불가하므로, 상기 피니언(7)은 일측의 래크(1)에만 치합된 구조를 가지고, 이러한 치합상태를 안정되게 유지하도록 하기 위해서, 상기 피니언(7)과 타측의 래크(1)에 모두 치합되면서, 피니언(7)과 타측의 래크(1) 사이의 간격을 일정하게 유지하는 아이들러(9)가 설치되어 있다.

상기 아이들러(9)는 기어박스케이스(11)에 회전 가능한 상태로 지지되어 있는 구조이다.

상기한 바와 같이 구성된 스티어링 메커니즘은 도 3에 도시된 바와 같이 상기 피니언(7)의 중심과 랙바(5)의 중심 사이의 직선 거리 L가 종래의 구조에 비하여 매우 짧게 형성되게 된다.

가공오차 및 결합공차 등을 무시할 때, 일측의 래크(1)에 치합된 피니언(7)과 타측의 래크(1) 사이의 최단 거리의 절반에 해당하는 거리가 상기 피니언(7)의 중심과 랙바(5)의 중심 사이의 직선 거리 L가 된다.

따라서, 상기 피니언(7)의 중심과 랙바(5)의 중심 사이의 직선 거리 L는 매우 짧게 형성될 수 있으며, 결과적으로 일측의 래크(1)에 치합된 피니언(7)이 타측 의 래크(1)와 치합되지 않는 한도 내에서 최대한 근접하도록 하면, 상기 피니언(7)의 중심과 랙바(5)의 중심 사이의 직선 거리 L는 가장 짧은 상태가 된다.

상기한 바와 같이 랙바(5)와 피니언(7)의 중심 사이의 직선 거리 L가 짧아지면, 운전자가 스티어링휠을 회전시키는 힘이 상기 피니언(7)을 통해서 상기 랙바(5)를 직선운동시킬 때, 동일한 조건에서라면, 랙바(5)와 피니언(7)의 중심 사이의 직선 거리 L가 짧아진 것에 비례하여, 운전자의 수동 조작에 의한 랙바(5)의 추력이 증가되게 된다.

따라서, 수동조작에 의한 랙바(5)의 추력이 증가된 만큼 동력실린더 및 유압장치의 용량을 줄일 수 있다.

참고로 도 4에서는 상측과 하측에서, 각각 피니언(7)이 반시계방향으로 회전되면서 랙바(5)를 우측으로 직선운동시키는 상태와, 피니언(7)이 시계방향으로 회전되면서 랙바(5)를 좌측으로 직선운동시키는 상태가 도시되어 있다.

물론, 상기한 바와 같은 랙바(5)의 직선운동은 랙바(5)에 연결된 동력실린더의 유압작용에 의해 도움을 받아서, 타이로드를 통해 휠의 너클로 전달되어 원하는 조향조작이 이루어질 수 있도록 하게 된다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 중공랙바를 사용하여 스티어링장치의 중량을 저감시키면서, 중공랙바의 중심과 피니언의 중심 사이의 거리를 비교적 짧게 형성하여 수동조작에 의한 랙바의 추력을 증대시킬 수 있도록 한 차량의 스티어링 메커니즘을 제공함에 그 목적이 있다.

Claims (3)

1. 서로 대향하는 양변에 래크가 형성된 장공형기어부를 구비한 랙바와;

   상기 장공형기어부를 관통하면서 일측의 래크에 치합되는 피니언과;

   상기 피니언과 타측의 래크에 동시에 치합되도록 설치된 아이들러;

   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 스티어링 메커니즘.
2. 제1항에 있어서,

   상기 랙바의 래크는 랙바의 길이방향을 따르는 직선형으로 형성된 것

   을 특징으로 하는 차량의 스티어링 메커니즘.
3. 제1항에 있어서,

   상기 랙바의 장공형기어부는 양변이 각각 원호형 단면으로 형성된 것

   을 특징으로 하는 차량의 스티어링 메커니즘.

Images