KR101205635B1 - 자동차 조향장치의 랙바 지지장치 - Google Patents

자동차 조향장치의 랙바 지지장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차 조향장치의 랙바 지지장치에 관한 것으로, 본 발명에 의하면 수개의 부품으로 이루어진 랙바 지지장치를 일체로 결합한 상태로 기어박스에 조립할 수 있게 되어 조립의 어려움과 조립 시간이 줄어들고 부품의 분실을 방지할 수 있게 되며, 자동차의 주행 내구 진행 후 서포트 요크의 마모가 발생되어도 외부에서 용이하게 유격 변화량을 측정할 수 있게 됨으로써 유격 증대로 인해 불규칙한 노면 등으로부터 역입력 되는 충격에 의한 노이즈를 방지하여 운전자에게 쾌적한 조향감을 제공하는 효과가 있다.

Description

자동차 조향장치의 랙바 지지장치{Rack Bar Supporting Device of Steering Apparatus for Vehicle}
본 발명은 자동차 조향장치의 랙바 지지장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 자동차의 랙 피니언 방식 조향장치의 랙바 지지장치에 있어서 자동차의 주행 내구 진행 후 서포트 요크의 마모가 발생되어도 자동으로 일정한 유격을 조정함으로써 유격이 증대되는 것을 방지할 수 있고, 유격 증대로 인해 불규칙한 노면 등으로부터 역입력 되는 충격에 서포트 요크가 요크 플러그를 가격하여 발생되는 노이즈를 방지할 수 있는 자동차 조향장치의 랙바 지지장치에 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.
도 1은 일반적인 자동차용 랙 피니언 방식 조향장치의 개략 구성도이고, 도 2는 종래의 랙바 지지장치의 단면도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이 종래의 랙 피니언 방식 조향장치는 운전석에 배치되는 조향휠(100)과 이에 연결된 조향축(105), 그리고 조향축을 차체에 고정할 수 있도록 하는 조향 컬럼(103), 조향축(105)으로부터 입력받은 회전력을 직선 운동으로 변환하는 랙 기어(110)와 피니언 기어(120)를 포함하는 기어박스(130), 양단부에 이너 볼 조인트(135)를 구비한 랙바(140), 이너 볼 조인트(135)의 볼과 일체로 형성된 타이로드(150)를 포함하여 구성된다.
또한, 타이로드(150)는 아우터 볼 조인트(155)와 연결되고 너클(Knuckle, 159)로 힘을 전달하여 타이어(158)를 조향한다.
그리고, 종래의 랙바 지지장치는 피니언 기어(120), 랙바(140), 서포트 요크(260), 스프링(263) 및 요크 플러그(265)를 포함하여 구성된다. 랙 피니언 방식의 기어박스(130)는 전술한 바와 같이 조향축(미도시)으로부터 입력받은 회전력을 직선 운동으로 변환되도록 한다.
랙바(140)는 피니언 기어(120)와 치합하여 회전 운동을 직선 운동으로 전환하는데, 랙바(140)의 후면에는 랙바(140)와 피니언 기어(120)의 치합이 잘 이루어지도록 랙바(140)를 피니언 기어(120)측으로 지지하는 장치를 구비하고 있다.
랙바(140)를 지지하는 장치는 서포트 요크(260), 스프링(263), 요크 플러그(265)를 포함하여 구성되며, 서포트 요크(260)는 랙바(140)의 후방면인 랙 기어(110)가 형성된 면의 반대 측에 위치하며, 기어박스(130)의 실린더(250)에 삽입되어 랙바(140)와 수직한 전후 방향으로 이동 가능한 구조이다.
서포트 요크(260)의 형상은 실린더(250)에서 전후로 슬라이딩 가능하도록 원통형이며, 랙바(140)와 접하는 전방부는 랙바(140)의 후방면과 밀착할 수 있도록 반원형의 홈을 형성하고 있다.
또한, 랙바(140)와 피니언 기어(120)가 밀착하여 효과적으로 힘을 전달할 수 있도록 서포트 요크(260)의 후방에 스프링(263)을 배치하여 일정한 압력으로 서포트 요크(260)를 밀어주어 랙바(140)와 피니언 기어(120) 사이에 발생하는 유격을 보상해 줄 수 있다.
이와 같은 서포트 요크(260)는 랙바(140)의 후방면과 슬라이딩 마찰을 하게되며, 마찰로 인해 랙바(140)가 마모되거나 소음을 발생하는 것을 방지하기 위해 통상 랙바(140)보다 연성 재질인 플라스틱으로 된 서포트 요크(260)를 사용한다.
스프링 홈(220)에 수용되는 스프링(263)은 서포트 요크(260)가 랙바(140)와 밀착되도록 압력을 가하는 기능을 하는데, 일반적으로 코일 스프링이 사용되며, 스프링(263)의 후면에는 요크 플러그(265)가 위치하여 스프링(263)을 지지한다.
요크 플러그(265)는 스프링(263)을 지지하여 서포트 요크(260)에 압력을 가하도록 한다. 요크 플러그(265)에는 통상 나사산과 골을 형성하고 있어 이와 치합하는 나사산과 골이 형성된 기어박스(130)와 록 너트(240)에 결합하도록 되어 있다.
그러나, 이와 같은 종래의 랙바 지지장치는 서포트 요크와, 스프링, 요크 플러그를 하나씩 개별적으로 조립하여야 하므로 조립 시간이 늘어나고, 조립 방법이 어려우며, 조립 현장에서 부품이 분실되는 등의 문제점이 있었다.
또한, 서포트 요크가 어느 정도 내구가 진행되면 유격이 증대되어 랙바를 제대로 지지하지 못하게 되는 문제점과, 유격 증대로 인해 서포트 요크와 요크 플러그에서 래틀 노이즈가 발생되는 문제점이 있었다.
게다가, 작업자가 서포트 요크와 랙바와의 유격 변화량을 측정하기 위해서는 요크 플러그와 서포트 요크를 전부 분해하여 마모량을 측정할 수 밖에 없어서 정비 측정상의 어려움이 증대되는 문제점이 많았다.
본 발명은 전술한 배경에서 안출된 것으로, 랙바 지지장치의 조립시 조립의 어려움과 조립 시간을 줄이고 부품의 분실을 방지하며, 자동차의 주행 내구 진행 후 서포트 요크의 마모가 발생되어도 외부에서 용이하게 유격 변화량을 측정할 수 있게 하여 부품의 문제점을 조기에 확인할 수 있는 랙바 지지장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제1실시예는, 랙바를 피니언 쪽으로 지지하며 기어박스에 결합되는 것으로, 외주면에는 외경이 축소된 요홈부와 상기 요홈부로부터 외경이 확대된 단턱부가 형성되어 있는 서포트 요크와; 상기 서포트 요크에 탄성력을 가하는 탄성체; 및 상기 탄성체를 압축하며 상기 요홈부에 결합되는 체결부를 구비하는 요크 플러그를 포함하는 자동차 조향장치의 랙바 지지장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 제2실시예는, 랙바를 피니언 쪽으로 지지하며 기어박스에 결합되는 것으로, 외주면에는 외경이 축소된 요홈부와, 상기 요홈부로부터 외경이 확대된 단턱부가 형성되며, 상기 단턱부의 외주면에는 나사부가 구비되어 있는 서포트 요크와; 상기 서포트 요크에 탄성력을 가하는 탄성체; 및 상기 탄성체를 압축하며 상기 단턱부와 나사결합되는 가조립부를 구비하는 요크 플러그를 포함하는 자동차 조향장치의 랙바 지지장치를 제공한다.
이와 같은 본 발명에 의하면 수개의 부품으로 이루어진 랙바 지지장치를 일체로 결합한 상태로 기어박스에 조립할 수 있게 되어 조립의 어려움과 조립 시간이 줄어들고 부품의 분실을 방지할 수 있게 되며, 자동차의 주행 내구 진행 후 서포트 요크의 마모가 발생되어도 외부에서 용이하게 유격 변화량을 측정할 수 있게 됨으로써 유격 증대로 인해 불규칙한 노면 등으로부터 역입력 되는 충격에 의한 노이즈를 방지하여 운전자에게 쾌적한 조향감을 제공하는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 자동차용 랙 피니언 방식 조향장치의 개략 구성도;
도 2는 종래의 랙바 지지장치의 단면도;
도 3은 본 발명의 제1실시예에 의한 자동차의 랙바 지지장치를 나타낸 분해 사시도;
도 4는 도 3의 서포트 요크를 나타내는 사시도;
도 5와 도 6, 도 7은 본 발명의 제1실시예에 의한 자동차의 랙바 지지장치를 나타낸 단면도;
도 8은 본 발명의 제2실시예에 의한 자동차의 랙바 지지장치를 나타낸 분해 사시도;
도 9와 도 10, 도 11, 도 12는 본 발명의 제2실시예에 의한 자동차의 랙바 지지장치를 나타낸 단면도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, 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 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
본 발명의 상세한 설명에 있어서, 특별한 언급이 없는 한 방향은 설명의 편의를 위하여 서포트 요크의 앞쪽인 랙바 방향은 전방으로, 그 반대 방향은 후방으로 지정하여 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 의한 자동차의 랙바 지지장치를 나타낸 분해 사시도, 도 4는 도 3의 서포트 요크를 나타내는 사시도, 도 5와 도 6, 도 7은 본 발명의 제1실시예에 의한 자동차의 랙바 지지장치를 나타낸 단면도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 제1실시예에 의한 자동차의 랙바 지지장치는, 랙바(140)의 후방면을 피니언(120) 쪽으로 지지하며 기어박스(130)에 결합되는 것으로, 외주면에는 외경이 축소된 요홈부(331)와 상기 요홈부(331)로부터 외경이 확대된 단턱부(335)가 원주 방향으로 형성되어 있는 서포트 요크(330)와, 상기 서포트 요크(330)에 탄성력을 가하는 탄성체(310), 및 상기 탄성체(310)를 압축하며 상기 요홈부(331)에 결합되는 체결부(323)를 구비하는 요크 플러그(320)를 포함하여 구성된다.
서포트 요크(330)는 피니언(120) 기어와 치합되는 랙바(140)의 후방면에 밀착되어 랙 기어와 피니언(120) 기어의 치합이 잘 이루어지도록 랙바(140)를 전방으로 지지하며, 서포트 요크(330)의 외주면에는 탄성링(410)이 결합되어 있어서 서포트 요크(330)와 기어 박스(130)의 사이에서 발생될 수 있는 래틀 노이즈를 방지할 수 있게 되어 있다.
이와 같은 서포트 요크(330)는 랙바(140)와 피니언(120) 기어가 밀착하여 효과적으로 힘을 전달할 수 있도록, 요크 플러그(320)에 지지되며 발생되는 탄성체(310)의 탄성력에 의해 서포트 요크(330)와 랙바(140)의 일정한 유격을 유지하면서 서포트 요크(330)를 전방으로 밀어주게 되어 있다.
즉, 서포트 요크(330)는 기어박스(130)의 실린더(250)에 삽입되어 전방면이 랙바(140)의 후방면에 밀착 되고, 후방면에는 탄성체(310)가 요크 플러그(320)에 지지되면서 발생되는 탄성력을 서포트 요크(330)에 전가하여 서포트 요크(330)가 랙바(140)에게 일정한 지지력을 유지하게 되어 있다.
이러한 서포트 요크(330)의 전방에는 랙바(140)를 지지하는 오목한 아크 형상의 지지면(333)이 형성되어 있고, 후방에는 내측에 빈 공간으로 형성되어 탄성체(310)가 삽입될 수 있는 내측홈(338)이 마련되어 있다.
여기서, 랙바(140)의 후방면과 접촉되는 지지면(333)에는 랙바(140)의 슬라이딩 운동시 랙바(140)와의 마찰력을 줄이고 마모를 줄이는 요크 시트가 결합될 수 있으며, 탄성체(310)는 압축 코일 스프링이 사용되거나 도 7과 같이 판스프링(310a)이 사용되는데 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 각종 고무, 실리콘, 우레탄 등과 같은 탄성재질로 형성되는 원통형의 탄성체가 사용될 수 있다.
그리고, 기어박스(130)의 실린더(250)에 삽입되는 서포트 요크(330)의 외주면에는 외경이 축소되어 원주 방향의 그루브 형상으로 형성되는 요홈부(331)와, 요홈부(331)로부터 외경이 확대되어 요홈부(331)와 단차치게 형성되는 단턱부(335)가 원주 방향으로 형성되어 있어서, 후술할 요크 플러그(320)와 일체로 결합될 수 있도록 되어 있다.
즉, 기어박스(130)에 결합되는 요크 플러그(320)가 서포트 요크(330) 및 탄성체(310)와 일체로 결합된 상태로 조립될 수 있도록 서포트 요크(330)에는 요홈부(331)와 단턱부(335)가 구비되고, 요크 플러그(320)에는 서포트 요크(330)의 요홈부(331)에 결합되는 체결부(323)가 구비되어 있어서, 서포트 요크(330)에 탄성력을 가하는 탄성체(310)가 압축되며 이들 서포트 요크(330)와 요크 플러그(320) 사이에 결합되어 일체로 조립될 수 있게 되어 있다.
요크 플러그(320)의 체결부(323)는 하나 이상 형성될 수 있는데, 요크 플러그(320)의 전방면에서 서포트 요크(330)와 결합되는 축방향으로 길게 기둥 형태로 돌출 형성되며, 단부에는 서포트 요크(330)의 요홈부(331)에 안착되는 돌기부(319)가 내측 경방향으로 돌출되게 형성되어 있어서, 서포트 요크(330)와 요크 플러그(320)가 탄성체(310)를 압축시키며 결합된 후에는 돌기부(319)가 단턱부(335)에 지지되어 이탈이 방지되게 되어 있다.
여기서 요홈부(331)는 서포트 요크(330)의 마모에 따른 랙바 방향의 이동을 흡수할 수 있도록, 요홈부(331)의 중심축 방향 폭 길이가 돌기부(319)의 폭보다 크게 형성되어 서포트 요크(330)가 중심축 방향으로 이동할 수 있는 여유 공간이 있도록 형성된다.
또한, 서포트 요크(330)의 단턱부(335)에는 서포트 요크(330)와 요크 플러그(320)의 결합시 체결부(323)의 조립이 용이하도록 단턱부(335)와 요홈부(331)가 연통되게 축방향으로 형성되는 연통홈(337)이 형성되어 있다.
따라서, 체결부(323)의 단부에 구비된 돌기부(319)를 연통홈(337)을 타고 축방향으로 진입시킨 후 요크 플러그(320)를 돌리면 돌기부(319)가 원주 방향의 요홈부(331)를 타고 회전되면서 단턱부(335)에 지지되어 탄성체(310)의 탄성력에 의해서도 서포트 요크(330)와 요크 플러그(320)가 분리되지 않고 일체로 결합된 상태를 유지하게 된다.
또한, 단턱부(335)에는 요크 플러그(320)와 서포트 요크(330)의 결합 후에 돌기부(319)가 연통홈(337)으로 이탈되는 것을 방지하도록 연통홈(337)과 요홈부(331)가 접하는 위치의 단부에 걸림턱(335a)이 형성되어 있다.
그리고, 걸림턱(335a)의 형상은 연통홈(337)과 요홈부(331)가 접하는 위치의 단부로부터 원주방향으로 경사지며 두께가 두꺼워지는 쐐기 형상으로 형성되어 있어서, 요크 플러그(320)와 서포트 요크(330)의 결합시 체결부를 연통홈(337)을 통해 축방향으로 삽입하고 연통홈(337)의 끝단부에서 원주방향으로 요크 플러그(320)를 회전시키면, 체결부(323)의 끝단에 구비된 돌기부(319)가 걸림턱(335a)을 타고 회전하여 요홈부(331)에 안착되게 되어 반대 방향으로 회전되어도 걸림턱(335a)에 지지되어 이탈이 방지되게 되어 있다.
이렇게 서포트 요크(330), 탄성체(310), 요크 플러그(320)가 일체로 결합된 상태에서 기어박스(130)의 실린더(250)에 결합하게 되면 종래에 이들 부품을 하나씩 조립하면서 발생되던 조립 시간의 증대, 조립 방법의 어려움, 부품 분실 문제 등이 해결될 수 있다.
한편, 랙바 지지장치도 어느 정도 시간이 지나 내구가 진행된 후에는 서포트 요크(330)와 랙바(140)와의 마모로 유격이 증대되게 되는데, 이렇게 유격이 증대되면 랙바(140)의 지지력이 떨어지고 래틀 노이즈가 발생되며, 이로 인해 운전자의 조향감이 나빠지는 문제가 발생된다.
따라서 어느 정도 내구가 진행되어 유격이 증대되면 늘어난 유격을 측정하여 다시 정확한 유격으로 조정하는 정비를 하여야 하는데, 이때 본 발명에 의한 랙바 지지장치에는 게이지부(339)가 구비되어 있어서 서포트 요크(330)의 마모에 의한 랙바(140)와의 유격 변화를 용이하게 측정할 수 있게 되어 있다.
즉, 서포트 요크(330)의 후방에는 축방향으로 길게 기둥 형상으로 형성되는 게이지부(339)가 구비되어 있고, 요크 플러그(320)에는 게이지부(339)가 관통되며 결합되는 관통홀(327)이 구비되어 있어서, 작업자가 요크 플러그(320)의 외측에서 관통홀(327)로부터 게이지부(339)가 돌출된 높이를 측정하거나 관통홀(327)로부터 함몰된 게이지부(339)의 깊이를 측정함으로써 서포트 요크(330)와 랙바(140)와의 증대된 유격 변화량을 측정할 수 있게 되어 있다.
그리고, 게이지부(339)의 외주면에는 씰부재(415)가 삽입되어 관통홀(327)에 결합되게 되어 있어서, 외부로부터 먼지나 기름과 같은 이물질이 요크플러그(320)의 관통홀(327)을 통해 내측으로 유입되는 것을 방지하고, 동시에 게이지부(339)와 요크 플러그(320)에서 발생될 수 있는 래틀 노이즈를 방지하게 되어 있다.
여기서, 게이지부(339)의 길이는 상술한 것처럼 관통홀(327)로부터 게이지부(339)가 돌출되게 하거나 함몰되게끔 작업자의 측정 편의에 따라서 임의로 결정될 수 있다.
이와 관련하여 도 5는 랙바 지지장치가 결합된 초기 상태를 나타내고, 도 6은 어느 정도 시간이 경과되어 내구가 진행된 상태를 나타내고 있는데, 도 5에서는 랙바(140)와 서포트 요크(330)의 마모가 없어서 유격이 적절한 수준을 유지하고 있기 때문에 관통홀(327)로부터 함몰된 게이지부(339)의 깊이는 G1으로 측정된다.
그러나 내구가 진행된 후에는 도 6과 같이 랙바(140)와 서포트 요크(330)의 마모가 발생되어 유격이 증대되므로 서포트 요크(330)가 랙바(140)쪽으로 이동되어 관통홀(327)로부터 함몰된 게이지부(339)의 깊이는 G1보다 큰 G2 값으로 측정된다.
따라서, 작업자는 랙바 지지장치를 조립할 때 측정된 G1 값과, 차후에 내구가 진행된 후에 측정된 G2 값의 차이 만큼의 유격을 보상하도록, 요크 플러그(320)를 조여 주면서 관통홀(327)로부터 함몰된 게이지부(339)의 깊이를 초기값인 G1으로 맞추어 주면 유격이 적절한 수준으로 조정될 수 있게 되는 것이다.
그리고, 서포트 요크(330)의 후방에는 내측에 빈공간의 요홈으로 형성되어 공구의 삽입이 가능하게 공구홈(325)이 형성되는데, 공구홈(325)의 저면을 평면으로 형성하고 이 평면을 기준으로 하여 관통홀(327)로부터 게이지부(339)의 돌출된 높이나, 관통홀(327)로부터 함몰된 게이지부(339)의 깊이를 측정하면 보다 정밀하게 측정할 수 있게 된다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 의한 자동차의 랙바 지지장치를 나타낸 분해 사시도 이고, 도 9와 도 10, 도 11, 도 12는 본 발명의 제2실시예에 의한 자동차의 랙바 지지장치를 나타낸 단면도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 제2실시예에 의한 자동차의 랙바 지지장치는, 랙바(140)를 피니언(120) 쪽으로 지지하며 기어박스(130)에 결합되는 것으로, 외주면에는 외경이 축소된 요홈부(831)와, 상기 요홈부(831)로부터 외경이 확대된 단턱부(835)가 형성되며, 상기 단턱부(835)의 외주면에는 나사부가 구비되어 있는 서포트 요크(830)와; 상기 서포트 요크(830)에 탄성력을 가하는 탄성체(810); 및 상기 탄성체(810)를 압축하며 상기 단턱부(835)와 나사결합되는 가조립부(823)를 구비하는 요크 플러그(820)를 포함하여 구성된다.
본 발명의 제2실시예는 서포트 요크(830)와 요크 플러그(820)가 나사결합 방법으로 가조립되어 기어박스(130)에 결합되는 것으로, 서포트 요크(830)와 요크 플러그(820)가 체결부와 연통홈을 이용한 삽입 방법으로 가조립되어 기어박스(130)에 결합되는 제1실시예와는 차이점이 있는데 이하, 제1실시예와의 차이점을 위주로 설명하고 제1실시예와 동일하거나 유사한 내용은 생략하기로 한다.
서포트 요크(830)는 외주면에 외경이 축소된 원주 방향의 그루브 형상으로 형성되는 요홈부(831)와, 요홈부(831)로부터 외경이 확대되어 요홈부(831)와 단차치게 형성되는 단턱부(835)가 형성되어 있는데, 단턱부(835)의 외주면에는 요크 플러그(820)와의 가조립을 위한 나사부가 형성되어 있다.
여기서 요홈부(831)는 서포트 요크(830)의 마모에 따른 랙바(140) 방향의 이동을 흡수할 수 있도록, 요홈부(831)의 중심축 방향 폭 길이가 가조립부(823)의 폭보다 크게 형성되어 서포트 요크(830)가 중심축 방향으로 이동할 수 있는 여유 공간이 있도록 형성된다.
요크 플러그(820)는 서포트 요크(830)와의 사이에 삽입되는 탄성체(810)를 압축하며 단턱부(835)와 나사결합되는 가조립부(823)를 구비하며, 요크 플러그(820)의 내측에는 가조립부(823)로부터 내경이 확대된 대경부(829)를 구비하고 있다.
따라서, 도 9의 (a)와 같이 서포트 요크(830)의 단턱부(835)와 요크 플러그(820)의 가조립부(823)를 나사 결합하게 되면, 도 9의 (b)와 같이 단턱부(835)가 가조립부(823)와의 체결 범위를 벗어나면서 단턱부(835)가 대경부(829) 안으로 밀려오게 되고, 이후 탄성체(810)는 탄성체(810)의 탄성력에 의해 서포트 요크와 요크 플러그(820)의 사이에 지지되면서 가조립 상태가 된다.
즉, 단턱부(835)의 외주면과 가조립부(823)의 내주면에는 나사산과 골이 형성되어 있어서 나사 체결되게 되고, 서포트 요크(830)와 요크 플러그(820)는 단턱부(835)와 가조립부(823)와의 체결 범위를 벗어나면서 가조립이 되며, 이렇게 가조립이 된 상태에서 도 10과 같이 요크 플러그(820)를 서포트 요크(830) 및 탄성체(810)와 일체로 기어박스(130)에 조립하게 된다.
이때, 탄성체(810)의 탄성력에 의해 서포트 요크(830)의 지지면이 랙바(140)의 후방면에 지지되어 회전하지 않고 고정되며, 요크 플러그(820)만 기어박스(130)에 나사결합되면서 서포트 요크(830) 쪽으로 전진하게 된다.
결국 요크 플러그(820)와 기어박스(130)의 나사 체결량에 따라서 탄성체(810)가 서포트 요크(830)를 지지하는 탄성력이 결정되고, 이 탄성력에 의해 서포트 요크(830)와 랙바(140)와의 유격이 결정되게 되므로, 도 11과 같이 요크 플러그(820)가 기어박스(130)에 최종 조립되면 설계자가 의도한 랙바(140)와 서포트 요크(830)의 유격을 유지하게 되는 것이다.
이렇게 서포트 요크(830), 탄성체(810), 요크 플러그(820)가 일체로 가조립된 상태에서 기어박스(130)의 실린더(250)에 결합하게 되면 종래에 이들 부품을 하나씩 조립하면서 발생되던 조립 시간의 증대, 조립 방법의 어려움, 부품 분실 문제 등이 해결될 수 있다.
한편, 이와 같은 랙바 지지장치가 어느 정도 내구가 진행되어 유격이 증대되면 늘어난 유격을 측정하여 다시 정확한 유격으로 조정하는 정비를 하여야 하는데, 이때 본 발명에 의한 랙바 지지장치에는 게이지부(839)가 구비되어 있어서 서포트 요크(830)의 마모에 의한 랙바(140)와의 유격 변화를 용이하게 측정할 수 있게 되어 있는 것은 본 발명의 제1실시예와 동일하다.
즉, 서포트 요크(830)의 후방에는 축방향으로 길게 기둥 형상으로 형성되는 게이지부(839)가 구비되어 있고, 요크 플러그(820)에는 게이지부(839)가 관통되며 결합되는 관통홀(827)이 구비되어 있어서, 작업자가 요크 플러그(820)의 외측에서 관통홀(827)로부터 게이지부(839)가 돌출된 높이를 측정하거나 관통홀(827)로부터 함몰된 게이지부(839)의 깊이를 측정함으로써 서포트 요크(830)와 랙바(140)와의 증대된 유격 변화량을 측정할 수 있게 되어 있다.
그리고, 게이지부(839)의 외주면에는 씰부재(815)가 삽입되어 관통홀(827)에 결합되게 되어 있어서, 외부로부터 먼지나 기름과 같은 이물질이 요크 플러그(820)의 관통홀(827)을 통해 내측으로 유입되는 것을 방지하고, 동시에 게이지부(839)와 요크 플러그(820)에서 발생될 수 있는 래틀 노이즈를 방지하게 되어 있다.
여기서, 게이지부(839)의 길이는 전술한 것처럼 관통홀(827)로부터 게이지부(839)가 돌출되게 하거나 함몰되게끔 작업자의 측정 편의에 따라서 임의로 결정될 수 있다.
그리고, 서포트 요크(830)의 후방에는 내측에 빈공간의 요홈으로 형성되어 공구의 삽입이 가능하게 공구홈(825)이 형성되는데, 공구홈(825)의 저면을 평면으로 형성하고 이 평면을 기준으로 하여 관통홀(827)로부터 게이지부(839)의 돌출된 높이나, 관통홀(827)로부터 함몰된 게이지부(839)의 깊이를 측정하면 보다 정밀하게 측정할 수 있게 된다.
또한, 서포트 요크(830)의 외주면에는 탄성링(410)이 결합되어 있어서 서포트 요크(830)와 기어 박스(130)의 사이에서 발생될 수 있는 래틀 노이즈를 방지할 수 있게 되어 있고, 서포트 요크(830)의 전방에는 랙바(140)를 지지하는 오목한 아크 형상의 지지면(833)이 형성되어 있으며, 후방에는 내측에 빈 공간으로 형성되어 탄성체(810)가 삽입될 수 있는 내측홈(838)이 마련되어 있다.
그리고, 탄성체(810)는 압축 코일 스프링이 사용되거나 도 12와 같이 판스프링(810a)이 사용되는데 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 각종 고무, 실리콘, 우레탄 등과 같은 탄성재질로 형성되는 원통형의 탄성체가 사용될 수 있다.
이와 같은 구조와 형상을 갖는 본 발명에 의하면 수개의 부품으로 이루어진 랙바 지지장치를 일체로 결합한 상태로 기어박스에 조립할 수 있게 되어 조립의 어려움과 조립 시간이 줄어들고 부품의 분실을 방지할 수 있게 되며, 자동차의 주행 내구 진행 후 서포트 요크의 마모가 발생되어도 외부에서 용이하게 유격 변화량을 측정할 수 있게 됨으로써 유격 증대로 인해 불규칙한 노면 등으로부터 역입력 되는 충격에 의한 노이즈를 방지하여 운전자에게 쾌적한 조향감을 제공하는 효과가 있다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
310, 810: 탄성체 320, 820: 요크 플러그
323: 체결부 327: 관통홀
330, 830: 서포트 요크 331, 831: 요홈부
333, 833: 지지면 335, 835: 단턱부
337: 연통홈 339, 839: 게이지부

Claims (15)

  1. 랙바를 피니언 쪽으로 지지하며 기어박스에 결합되는 것으로,
    외주면에는 외경이 축소된 요홈부와 상기 요홈부로부터 외경이 확대된 단턱부가 형성되어 있는 서포트 요크;
    상기 서포트 요크에 탄성력을 가하는 탄성체; 및
    상기 탄성체를 압축하며 상기 요홈부에 결합되는 체결부를 구비하는 요크 플러그를 포함하며,
    상기 서포트 요크는 마모에 의한 랙바와의 간극 변화를 측정할 수 있도록 축방향으로 형성되는 게이지부가 형성되고, 상기 요크 플러그에는 상기 게이지부가 관통되며 결합되는 관통홀이 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차 조향장치의 랙바 지지장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 서포트 요크의 외주면에는 탄성링이 결합되는 것을 특징으로 하는 자동차 조향장치의 랙바 지지장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 체결부는 상기 요홈부에 안착되며 상기 단턱부에 지지되어 이탈을 방지하도록 내측 경방향으로 돌출된 돌기부를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동차 조향장치의 랙바 지지장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 서포트 요크의 단턱부에는 상기 체결부의 조립이 용이하도록 상기 요홈부와 축방향으로 연통되는 연통홈이 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차 조향장치의 랙바 지지장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 단턱부는 상기 돌기부가 연통홈으로 이탈되는 것을 방지하도록 상기 연통홈과 요홈부가 접하는 위치의 단부에 걸림턱이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차 조향장치의 랙바 지지장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 걸림턱은 상기 연통홈과 요홈부가 접하는 위치의 단부로부터 원주방향으로 경사지는 쐐기 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차 조향장치의 랙바 지지장치.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 게이지부의 외주면에는 씰부재가 삽입되어 상기 관통홀에 결합되는 것을 특징으로 하는 자동차 조향장치의 랙바 지지장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 탄성체는 압축 코일 스프링이거나 판스프링인 것을 특징으로 하는 자동차 조향장치의 랙바 지지장치.
  10. 랙바를 피니언 쪽으로 지지하며 기어박스에 결합되는 것으로,
    외주면에는 외경이 축소된 요홈부와, 상기 요홈부로부터 외경이 확대된 단턱부가 형성되며, 상기 단턱부의 외주면에는 나사부가 구비되어 있는 서포트 요크;
    상기 서포트 요크에 탄성력을 가하는 탄성체; 및
    상기 탄성체를 압축하며 상기 단턱부와 나사결합되는 가조립부를 구비하는 요크 플러그;
    를 포함하는 자동차 조향장치의 랙바 지지장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 서포트 요크의 외주면에는 탄성링이 결합되는 것을 특징으로 하는 자동차 조향장치의 랙바 지지장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 요크 플러그의 내측에는 상기 가조립부로부터 내경이 확대되는 대경부를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동차 조향장치의 랙바 지지장치.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 서포트 요크는 마모에 의한 랙바와의 간극 변화를 측정할 수 있도록 축방향으로 형성되는 게이지부가 형성되고, 상기 요크 플러그에는 상기 게이지부가 관통되며 결합되는 관통홀이 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차 조향장치의 랙바 지지장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 게이지부의 외주면에는 씰부재가 삽입되어 상기 관통홀에 결합되는 것을 특징으로 하는 자동차 조향장치의 랙바 지지장치.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 탄성체는 압축 코일 스프링이거나 판스프링인 것을 특징으로 하는 자동차 조향장치의 랙바 지지장치.
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