KR102540925B1

KR102540925B1 - 랙바의 지지구조

Info

Publication number: KR102540925B1
Application number: KR1020180108905A
Authority: KR
Inventors: 정대석
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2018-09-12
Filing date: 2018-09-12
Publication date: 2023-06-08
Also published as: KR20200030681A

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 스티어링 장치의 랙바를 지지하는 랙바의 지지구조는, 랙바의 길이방향으로 배치되며, 랙바의 외면을 감싸되 외면은 구형상으로 형성된 랙부시, 랙바의 길이방향에 수직한 수직방향을 기준으로, 랙바에서 가장멀리 이격되어 있는 랙부시의 중앙부와, 중앙부에 인접한 부분에 대응되게 내측에 삽입홈이 형성되며, 삽입홈을 통해 랙부시를 감싸는 소켓, 소켓의 외면에 밀착되되 랙바를 감싸는 하우징을 포함한다.

Description

랙바의 지지구조{Support structure of rack bar}

본 발명은 랙바의 지지구조에 관한 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 스티어링 장치를 나타내기 위한 도면이며, 도 2는 도 1의 A-A'선 측단면도이며, 도 3은 도 1의 랙바의 지지구조를 나타낸 사시도이며, 도 4는 도 1의 랙바와 랙부시의 마찰에 의하여 랙부시가 마모된 것을 나타낸 도면이다.

일반적으로, 차량의 진행방향을 변경하기 위해 마련되는 스티어링장치는 차량의 운전석에 마련된 스티어링휠과 이에 연결된 스티어링컬럼, 그리고 스티어링컬럼과 교축되도록 배치된 기어박스 등으로 구비된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 스티어링컬럼의 하단에는 피니언(2)이 회전가능하게 배치되며, 피니언(2)과 치합을 이루며 피니언(2)의 회전 운동에 따라 직선운동을 하는 랙바(1)가 마련된다.

기어박스를 형성하는 하우징(3)의 내부에는 축방향으로 슬라이딩 이동되는 랙바(1)가 마련되어 스티어링휠과 스티어링컬럼을 통해 전달된 조향동력을 그 외부 양측의 조향륜(미도시)으로 전달하게 된다.

랙바(1)는 중간 일측에 랙이 형성되어 이를 통해 스티어링컬럼측의 피니언과 연결되고, 중간 타측에는 피스톤(미도시)이 마련되어, 피니언(2)에 의한 직접적인 동력전달과 피스톤의 양측으로 공급되는 유압에 의해 하우징(3)의 내부에서 슬라이딩 이동된다.

하우징(3)의 양측에는 랙바(1)의 이동을 안내하는 랙부시(4)가 마련된다.

이와 같이 구성된 종래의 스티어링장치는 서브 프레임(7)의 높이 또는 각도 단차 발생에 의하여, 하우징(3)의 변형에 의한, 랙바(1)와 랙부시(4) 압력증가로 인한 마찰증대, 랙부시가 마모되는 문제점이 있었다

따라서, 랙부시에 일정한 면압을 유지시킴으로써, 스티어링 장치의 내구성을 높일 수 있는 장치 개발이 필요한 실정이다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 랙부시에 일정한 면압을 유지시킴으로써, 스티어링 장치의 내구성을 높일 수 있는 랙바의 지지구조를 제공한다.

이와 같은 본 발명에 따른 랙바의 지지구조를 이용하면, 랙부시에 일정한 면압을 유지시킴으로써, 스티어링 장치의 내구성을 높일 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 스티어링 장치를 나타내기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 A-A'선 측단면도.
도 3은 도 1의 랙바의 지지구조를 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 1의 랙바와 랙부시의 마찰에 의하여 랙부시가 마모된 것을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 스티어링 장치를 나타내기 위한 도면이다.
도 6은 도 5의 B-B'선 측단면도.
도 7은 도 5의 랙바의 지지구조를 나타낸 사시도이다.
도 8 및 도 9는 랙부시의 회전을 나타낸 도면이다.

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 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 실시예에 따른 랙바의 지지구조는, 서브 프레임의 높이 단차나, 각도 단차 발생시, 서브 프레임과 연결된 하우징의 변형으로 인하여 랙바와 랙부시 압력증가로 인한 랙부시가 파손되는 것을 방지하는 기술에 관한 것이다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 스티어링 장치를 나타내기 위한 도면이며, 도 6은 도 5의 B-B'선 측단면도이며, 도 7은 도 5의 랙바의 지지구조를 나타낸 사시도이며, 도 8 및 도 9는 랙부시의 회전을 나타낸 도면이다. 도 5 내지 9를 참고하여 설명한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 스티어링 장치의 랙바(20)를 지지하는 랙바의 지지구조는 랙부시(30), 소켓(40), 하우징(50)을 포함한다.

일반적으로 랙바(20)는 조향축의 하단에 구비되어, 피니언(2)과 치합을 이루도록 설치되어 피니언(2)의 회전 운동에 따라 직선운동을 하여 주행휠 허브쪽(미도시)에 조향력 전달이 가능하도록 연결된다.

피니언(2)과 치합되지 않은 부분의 랙바(20)에 랙부시(30)가 결합된다. 랙부시(30)는 랙바(20)의 길이방향으로 배치되어, 랙바(20)의 외면을 감싸도록 구성된다.

도 6 및 7에 도시된 바와 같이, 랙부시(30)의 외면은 구형상으로 형성된다.

도 6에 도시된 바와 같이, 소켓(40)은 랙바(20)의 길이방향에 수직한 수직방향을 기준으로, 랙바(20)에서 가장멀리 이격되어 있는 랙부시(30)의 중앙부(31)와, 중앙부(31)에 인접한 부분에 대응되게 내측에 삽입홈(41)이 형성된다. 소켓(40)은 삽입홈(41)을 통해 랙부시(30)를 감싸도록 구성된다.

하우징(50)은 소켓(40)의 외면에 밀착되어 랙바(20)를 감싸도록 구성된다.

도 5에 도시된 바와 같이, 하우징(50)은 랙바(20)를 좌우 이송 가능하게 내재하며, 차체 앞쪽 바닥을 이루는 일정의 골격체인 서브 프레임(10)에 연결된다.

하우징(50)에 마운팅부(70)가 구비될 수 있으며, 마운팅부(70)의 각각에 체결부재(미도시)가 결합되어, 하우징(50)과 서브 프레임(10)은 연결될 수 있다.

마운팅부(70)는 랙부시 마운팅, 솔리드 마운팅일 수 있다.

종래의 경우, 서브 프레임(10)이 높이 차에 의하여, 한쪽으로 기울어지거나, 수평이 안맞을 경우, 서프 프레임(10)의 상측에 배치된 하우징(50) 또한 한쪽으로 기울어지거나, 수평이 안맞게 되어, 랙바(20)를 감싸는 랙부시(30)가 하우징(50)과의 마찰에 따라, 랙부시(30)가 마모, 파손되는 문제점이 있었다.

본 실시예에 따른 랙바의 지지구조를 사용할 시, 서프 프레임(10)에 안착된 하우징(50)이 한쪽으로 기울어지거나, 수평이 안맞게 배치되어도, 랙바(20)를 감싸는 랙부시(30)가 구형상으로 형성되고, 소켓(40)에 삽입홈(41)이 형성됨으로써, 랙부시(30)가 삽입홈(41)을 통해 회전 가능하게 구성됨으로써, 랙부시(30)에 일정한 면압을 형성시킬 수 있어 랙부시(30)가 파손되는 문제를 방지할 수 있다.

삽입홈(41)에 랙부시(30)를 위치시키기 위하여, 도 7에 도시된 바와 같이, 소켓(40)의 일측 말단에는, 길이방향을 따라 제1 슬롯(43)이 형성될 수 있으며, 타측 말단에는, 길이방향을 따라 제2 슬롯(45)이 형성될 수 있다.

제1 및 2 슬롯(43,45)은 랙바(20)의 둘레방향을 따라 서로 교번적으로 배치될 수 있다.

소켓(40)은 랙부시(30)가 삽입되기 위한 개구를 구비하는 몸체(47)를 더 포함할 수 있다. 개구는 랙부시(30)의 직경보다 폭이 작도록 형성될 수 있다.

제1 및 2 슬롯(43,45)은 몸체(47)의 내외부를 관통하도록 형성될 수 있다.

일예로, 랙바(20)에 랙부시(30)가 결합된 후, 작업자는 개구를 통해 몸체(47) 내부에 랙부시(30)를 끼우도록 구성될 수 있다.

랙부시(30)가 개구로 삽입되게 되면, 제1 슬롯(43) 혹은 제2 슬롯(45)에 의하여, 소켓(40)은 랙바(20)의 반경방향에 대응된 방향으로 탄성 변형될 수 있다.

이후에, 삽입홈(41)에 랙부시(30)가 삽입되게 되면, 몸체(47)는 복원력에 의하여 탄성적으로 처음위치로 복원될 수 있다. 소켓(40)은 외측으로 벌어진 후에 복원력에 의해 다시 원래의 위치로 오므려지면서, 랙부시(30)를 감싸도록 구성될 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 랙바의 지지구조는 복수 개의 오링(60)을 더 포함할 수 있다.

복수 개의 오링(60)은 소켓(40)의 외측 둘레에 밀착되어, 제1 및 2 슬롯(43,45)을 감싸도록 구성될 수 있다.

복수 개의 오링(60)의 각각은 중앙부(31)로부터 길이방향을 따라 이격되게 배치되어 하우징(50)의 내측면에 밀착될 수 있다.

복수 개의 오링(60)은 소켓(40)이 확장되지 못하도록 감싸도록 구성되며, 삽입홈(41)에 삽입된 랙부시(30)는 소켓(40)을 감싼 오링(60)에 의하여, 랙바(20)의 길이방향으로 이탈되지 않은 채, 랙바(20)의 이동을 안내하도록 구성될 수 있다.

랙부시(30)가 랙바(20)의 이동을 안내하기 위하여, 하우징(50)에 소켓(40)은 견고하게 결합될 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 소켓(40)의 일측 말단에는 수직방향으로 연장된 단턱(42)이 형성될 수 있으며, 하우징(50)의 내측면의 일측에는, 단턱(42)이 삽입되게 단턱홈(52)이 형성될 수 있다.

하우징(50)의 내측면의 타측에는, 내측면으로부터 랙바(20)를 향해 돌출되어, 소켓(40)의 타측 말단과 접촉되는 이탈 방지부(54)를 구비할 수 있다.

단턱홈(52)에 단턱(42)이 끼워지고, 이탈 방지부(54)와 소켓(40)의 타측 말단이 접촉되게 됨으로써, 소켓(40)과 하우징(50)은 견고하게 결합된 채로 랙부시(30)는 랙바(20)의 이동을 안내할 수 있다.

일예로, 소켓(40)이 랙부시(30)를 감싼 후에, 랙부시(30)는 하우징(50) 내측의 길이방향을 따라 이동하여, 단턱홈, 이탈 방지부에 소켓(40)이 고정되어, 회전하는 랙부시(30)를 안정적으로 지지할 수 있다.

일예로, 소켓(40)은 랙부시(30)를 지지하기 위하여, 랙부시(30)의 길이방향보다 더 길게 형성될 수 있다.

도 8 및 9에 도시된 바와 같이, 서브 프레임(70)의 높이 또는 각도 단차 발생에 의하여, 하우징(50)은 초기위치로부터 높이 또는 각도 단차가 발생될 수 있으나, 본 발명은 랙부시(30)가 구형태로 형성되어, 삽입홈(41)을 따라 회전될 수 있도록 구성됨으로써, 랙부시(30)는 회전을 통해, 일정한 면압을 유지시킴으로써, 랙부시(30)가 마모되는 문제점을 방지할 수 있게 됨으로써, 스티어링 장치의 내구성을 높일 수 있다.

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.

20: 랙바 30: 랙부시
31: 중앙부 40: 소켓
41: 삽입홈 42: 단턱
50: 하우징 52: 단턱홈
54: 이탈 방지부 70: 서브 프레임

Claims

스티어링 장치의 랙바를 지지하는 랙바의 지지구조에 있어서,
상기 랙바의 길이방향으로 배치되며, 상기 랙바의 외면을 감싸되 외면은 구형상으로 형성된 랙부시;
상기 랙바의 길이방향에 수직한 수직방향을 기준으로, 상기 랙바에서 가장멀리 이격되어 있는 상기 랙부시의 중앙부와, 상기 중앙부에 인접한 부분에 대응되게 내측에 삽입홈이 형성되며, 상기 삽입홈을 통해 상기 랙부시를 감싸는 소켓;
상기 소켓의 외면에 밀착되되 상기 랙바를 감싸는 하우징;을 포함하고,
상기 소켓은, 상기 랙부시의 직경보다 작은 폭을 가지며 상기 랙부시가 삽입되는 개구를 구비하면서, 상기 랙바의 반경방향에 대응된 방향으로 탄성 변형 가능하게 제공되는 몸체를 포함하되,
상기 중앙부로부터 상기 길이방향을 따라 이격되면서 상기 개구에 인접하도록, 상기 몸체의 외측 둘레에 밀착되면서 상기 하우징의 내측면에 밀착되는 복수 개의 오링을 포함하고,
상기 랙부시가 상기 몸체의 내부에 수용된 상태에서, 상기 개구는 상기 랙부시의 직경보다 작은 폭을 유지하고, 상기 개구의 폭은 상기 오링에 의해 확장이 억제되는 랙바의 지지구조.
청구항 1에 있어서,
상기 소켓은,
일측 말단에는, 상기 길이방향을 따라 제1 슬롯이 형성되며,
타측 말단에는, 상기 길이방향을 따라 제2 슬롯이 형성되며,
상기 제1 및 2 슬롯은 상기 랙바의 둘레방향을 따라 서로 교번적으로 배치되는 랙바의 지지구조.
삭제
청구항 2에 있어서,
상기 제1 및 2 슬롯은 상기 몸체의 내외부를 관통하도록 형성되며,
상기 제1 슬롯 혹은 상기 제2 슬롯에 의하여, 상기 소켓은 상기 랙바의 반경방향에 대응된 방향으로 탄성 변형되는 랙바의 지지구조.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 소켓의 일측 말단에는 상기 수직방향으로 연장된 단턱이 형성되며,
상기 하우징의 내측면의 일측에는, 상기 단턱이 삽입되게 단턱홈이 형성되며, 타측에는, 상기 내측면으로부터 상기 랙바를 향해 돌출되되 상기 소켓의 타측 말단과 접촉된 이탈 방지부를 구비한 랙바의 지지구조.