KR200281983Y1 - Automotive Power Steering - Google Patents
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Abstract
본 고안은 차량용 동력 조향장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 파워실린더 내부에 설치되는 래크와 이를 지지하는 스페이서의 결합구조에 관한 것이다.The present invention relates to a power steering apparatus for a vehicle, and more particularly, to a coupling structure of a rack installed in a power cylinder and a spacer supporting the same.
본 고안에 따른 래크는 그 외주면에 안내홈이 형성되어 있고, 래크를 지지하는 스페이서에는 상기 안내홈에 끼워져서 래크의 운동을 한내하는 안내턱이 형성되었다. 따라서, 래크에 큰 축방향 하중이 작용되더라도 래크의 비틀림이 방지되게 되어 래크의 기어부와 피니언기어의 안정된 치합이 이루어지게 됨으로써, 래크의 동작시 소음발생이 방지되는 이점이 있다.The rack according to the present invention is formed with a guide groove on the outer peripheral surface, the guide jaw is formed in the spacer supporting the rack to guide the movement of the rack to fit the guide groove. Therefore, even if a large axial load is applied to the rack, the torsion of the rack is prevented, so that a stable engagement of the gear part of the rack and the pinion gear is made, and thus there is an advantage of preventing noise during operation of the rack.
Description
본 고안은 차량용 동력 조향장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 파워실린더 내부에 설치되는 래크와 이를 지지하는 스페이서의 결합구조에 관한 것이다.The present invention relates to a power steering apparatus for a vehicle, and more particularly, to a coupling structure of a rack installed in a power cylinder and a spacer supporting the same.
일반적으로 동력 조향장치는 용이한 핸들조작을 위한 것으로, 차량의 엔진으로 오일펌프를 구동시켜 작동유압을 발생시키고, 이 작동유압을 기계적인 힘으로 변환시켜 핸들의 조작력을 가볍게 함으로써, 신속하고 용이한 조향조작을 가능하게 하는 장치이다.In general, the power steering device is for easy steering operation. The oil pump is driven by the engine of the vehicle to generate hydraulic pressure, and the hydraulic pressure is converted into mechanical force to lighten the operating force of the steering wheel. It is a device that enables steering operation.
이러한 종래의 동력 조향장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 파워실린더(1)의 내부를 관통하여 양측으로 연장되며, 그 일측에 기어부(2a)가 형성된 래크(2)가 설치되어 있다. 그리고, 상기 파워실린더(1)의 일측에는 차량의 핸들(미도시)과 연결된 입력축(3)이 그 내부로 연장되어 있고, 이 입력축(3)의 단부에는 피니언기어(4)가 설치되어 상기 래크(2)의 기어부(2a)와 이물림되어 있다.As shown in FIG. 1, the conventional power steering device extends to both sides through the interior of the power cylinder 1, and a rack 2 having a gear part 2a is provided at one side thereof. In addition, an input shaft 3 connected to a steering wheel (not shown) of the vehicle extends therein at one side of the power cylinder 1, and a pinion gear 4 is installed at an end of the input shaft 3 to provide the rack. It is separated from the gear part 2a of (2).
또한, 래크(2)의 외주면에는 파워실린더(1)의 내부공간을 양측으로 구획하는 피스톤(5)이 설치되어 있고, 피스톤(5)에 의해 구획된 파워실린더(1)의 외주면에는 오일펌프(미도시)에서 공급된 오일이 파워실린더(1)의 양측 내부공간으로 공급될 수 있도록 좌측과 우측에 오일 유입포트(6a,6b)가 형성되어 있다.In addition, a piston 5 is provided on the outer circumferential surface of the rack 2 to partition the inner space of the power cylinder 1 to both sides, and an oil pump (3) is provided on the outer circumferential surface of the power cylinder 1 partitioned by the piston 5. Oil inflow ports 6a and 6b are formed on the left and right sides so that the oil supplied from the air can be supplied to both inner spaces of the power cylinder 1.
그리고, 상기 입력축(3)의 일측에는 상기 입력축(3)의 회전방향에 따라 밸브의 개도가 조절되어 상기 두 오일 유입포트(6a,6b)중 어느 일측으로만 오일이 공급될 수 있게 하는 제어밸브(8)가 설치되어 있고, 제어밸브(8)와 두 오일 유입포트 사이(6a,6b)에는 오일공급관(7)이 연결되어 있다.In addition, one side of the input shaft (3) is controlled by the opening degree of the valve in accordance with the rotation direction of the input shaft (3) to control the oil to be supplied to only one side of the two oil inlet ports (6a, 6b) (8) is provided, and an oil supply pipe (7) is connected between the control valve (8) and the two oil inlet ports (6a, 6b).
이와 같이 구성된 종래의 동력 조향장치는 핸들의 조작에 따라 입력축(3)이 회전되면 피니언기어(4)가 회전되게 되고, 이 피니언기어(4)와 이물림 된 래크(2)가 좌측 또는 우측으로 움직이게 된다. 이와 동시에 입력축(3)의 일측에 설치된 제어밸브(8)는 핸들의 회전방향과 일치하도록 밸브의 개도가 조절되고, 오일펌프의 오일은 제어밸브(8)의 개도에 따라 파워실린더(1)의 어느 일측으로 유입되어 상기 피스톤(5)을 밀어줌으로써, 운전자가 핸들을 용이하게 돌릴 수 있게 된다.In the conventional power steering device configured as described above, when the input shaft 3 is rotated according to the operation of the handle, the pinion gear 4 is rotated, and the pinion gear 4 and the decanted rack 2 are moved left or right. Will move. At the same time, the control valve 8 installed on one side of the input shaft 3 adjusts the opening degree of the valve so as to coincide with the rotation direction of the handle, and the oil of the oil pump is adjusted according to the opening degree of the control valve 8. By flowing to one side and pushing the piston 5, the driver can easily turn the handle.
그런데, 이러한 종래의 동력 조향장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 파워실린더(1)의 내측에 설치되는 래크(2)의 형상이 대체로 환봉형상으로 이루어져 있고, 래크(2)의 외면에 끼워져 래크를 지지하는 스페이서(9)도 래크(2)의 외주면 형상에 상응하는 링의 형상으로 이루어져 있기 때문에, 래크(2)에 큰 축방향 하중이 작용될 경우 래크(2)가 비틀리게 되는 문제가 있었다.However, in the conventional power steering device, as shown in FIG. 2, the shape of the rack 2 installed inside the power cylinder 1 is generally formed in a round bar shape, and the rack is fitted to the outer surface of the rack 2. Since the spacer 9 for supporting the shape is formed in a ring shape corresponding to the shape of the outer circumferential surface of the rack 2, there is a problem that the rack 2 is twisted when a large axial load is applied to the rack 2. .
그리고, 이처럼 래크(2)가 비틀리게 되면, 피니언기어(4)와 치합되는 래크(2)의 기어부(2a)가 불안정한 치합을 이루게 되어, 피니언기어(4)의 회전시에 덜걱거리는 소음이 발생되는 문제가 있었다.When the rack 2 is twisted in this manner, the gear part 2a of the rack 2 engaged with the pinion gear 4 is in an unstable engagement, and a rattling noise occurs when the pinion gear 4 rotates. There was a problem that occurred.
본 고안은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 고안의 목적은 래크에 축방향 하중이 걸리더라도 래크의 비틀림이 방지되게 하여, 래크의 기어부와 피니언기어의 안정된 치합이 이루어지게 함으로써, 소음의 발생이 방지되는 차량용 동력 조향장치를 제공하는 것이다.The present invention is to solve such a problem, the object of the present invention is to prevent the rack torsion even if the rack is subjected to the axial load, thereby achieving a stable engagement of the gear portion of the rack and the pinion gear, It is to provide a vehicle power steering device that is prevented from occurring.
도 1은 종래 동력 조향장치의 전체적인 구성을 보인 도면이다.1 is a view showing the overall configuration of a conventional power steering device.
도 2는 종래 동력 조향장치의 래크와 스페이서 구조를 보인 사시도이다.2 is a perspective view showing a rack and a spacer structure of a conventional power steering device.
도 3은 본 고안에 따른 동력 조향장치의 전체적인 구성을 보인 도면이다.3 is a view showing the overall configuration of the power steering apparatus according to the present invention.
도 4는 본 고안에 따른 래크와 스페이서의 구조를 보인 사시도이다.Figure 4 is a perspective view showing the structure of the rack and the spacer according to the present invention.
도 5는 본 고안에 따른 래크의 단면도이다.5 is a cross-sectional view of the rack according to the present invention.
도 6은 본 고안에 따른 스페이서의 단면도이다.6 is a cross-sectional view of a spacer according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10: 파워실린더, 11a,11b: 오일 유입포트,10: power cylinder, 11a, 11b: oil inlet port,
12: 오일공급관, 13: 오일실,12: oil supply line, 13: oil seal,
14: 스페이서, 15: 안내턱,14: spacer, 15: guide jaw,
20: 래크, 21: 기어부,20: rack, 21: gear portion,
22: 피스톤, 23: 안내홈,22: piston, 23: guide groove,
25: 타이로드, 30: 입력축,25: tie rod, 30: input shaft,
31: 피니언기어, 32: 제어밸브.31: pinion gear, 32: control valve.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 핸들과 연결된 입력축과, 상기 입력축의 단부에 설치된 피니언기어와, 상기 피니언기어와 치합되도록 일측에 기어부가 형성되며 파워실린더의 내부를 관통하여 양측으로 길게 연장된 래크와, 상기 래크가 지지되도록 내주면이 상기 래크의 외면에 끼워지며 외주면이 상기 파워실린더의 내면에 지지되는 스페이서를 구비하는 차량용 동력 조향장치에 있어서,The present invention for achieving the above object, the input shaft connected to the handle, the pinion gear installed at the end of the input shaft, the gear portion is formed on one side to be engaged with the pinion gear and extends in both sides through the inside of the power cylinder In the vehicle power steering apparatus having a rack and a spacer, the inner peripheral surface is fitted to the outer surface of the rack so that the rack is supported, the outer peripheral surface is supported on the inner surface of the power cylinder,
상기 래크의 비틀림이 방지되도록 상기 래크의 외주면에 길이 방향으로 길게 형성된 하나 이상의 안내홈과, 상기 안내홈에 끼워져 결합되도록 상기 안내홈과 대응되는 상기 스페이서의 내주면에 돌출되게 형성된 안내턱을 포함하는 것을 특징으로 하는 구성이다.It includes one or more guide grooves formed long in the longitudinal direction on the outer circumferential surface of the rack to prevent the twisting of the rack, and guide jaw formed to protrude on the inner circumferential surface of the spacer corresponding to the guide groove to be fitted into the guide groove It is a characteristic structure.
이하에서는 본 고안에 따른 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 3은 본 고안에 따른 동력 조향장치의 전체적인 구성을 보인 도면이고, 도 4는 본 고안에 따른 래크와 스페이서의 구조를 보인 사시도이다. 그리고, 도 5는 본 고안에 따른 래크의 단면도이고, 도 6은 본 고안에 따른 스페이서의 단면도이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings a preferred embodiment according to the present invention will be described in detail. 3 is a view showing the overall configuration of the power steering apparatus according to the present invention, Figure 4 is a perspective view showing the structure of the rack and the spacer according to the present invention. 5 is a cross-sectional view of the rack according to the present invention, Figure 6 is a cross-sectional view of the spacer according to the present invention.
본 고안에 따른 동력 조향장치는 이에 도시된 바와 같이, 내부가 비어있는 원통상의 파워실린더(10)가 구비되고, 파워실린더(10)의 내부에는 파워실린더(10)를 관통하여 양측으로 길게 연장되며, 그 일측에 기어부(21)가 형성된 래크(20)가 설치된다. 그리고, 래크(20)의 양단부에는 차량의 바퀴측과 연결되는 타이로드(25)가 연결되어 있다.As shown therein, the power steering apparatus according to the present invention is provided with a cylindrical power cylinder 10 having an empty inside, and extends in both sides through the power cylinder 10 inside the power cylinder 10. And, the rack 20 is formed on one side of the gear portion 21 is installed. A tie rod 25 connected to the wheel side of the vehicle is connected to both ends of the rack 20.
또한, 상기 래크(20)의 기어부(21)가 위치되는 파워실린더(10)의 일측에는 차량의 핸들(미도시)과 연결된 입력축(30)이 그 내부로 연장된다. 그리고, 이 입력축(30)의 단부에는 상기 기어부(21)와 이물림되는 피니언기어(31)가 설치된다. 따라서, 래크(20)는 피니언기어(31)가 회전운동을 할 때 파워실린더(10)의 내부에서 직선왕복운동을 하게 된다.In addition, an input shaft 30 connected to a handle (not shown) of the vehicle extends into one side of the power cylinder 10 in which the gear part 21 of the rack 20 is located. At the end of the input shaft 30, a pinion gear 31 which is engaged with the gear 21 is provided. Accordingly, the rack 20 has a linear reciprocating motion inside the power cylinder 10 when the pinion gear 31 makes a rotational motion.
또한, 상기 파워실린더(10)의 내측에 위치되는 래크(20)의 타측에는 파워실린더(10)의 내부공간을 양측으로 구획하는 피스톤(22)이 설치되고, 피스톤(22)에 의해 구획된 파워실린더(10)의 외주면에는 오일펌프(미도시)에서 공급되는 오일이 파워실린더(10)의 양측 내부공간으로 공급될 수 있도록 좌측과 우측에 각각 오일 유입포트(11a,11b)가 형성된다.In addition, at the other side of the rack 20 located inside the power cylinder 10, a piston 22 is provided to partition the internal space of the power cylinder 10 to both sides, and the power partitioned by the piston 22 is provided. On the outer circumferential surface of the cylinder 10, oil inflow ports 11a and 11b are formed on the left and right sides thereof so that oil supplied from an oil pump (not shown) may be supplied to both inner spaces of the power cylinder 10.
그리고, 파워실린더(10)와 인접되는 상기 입력축(30)의 외주면 일측에는 상기 입력축(30)의 회전방향에 따라 밸브의 개도가 조절되는 제어밸브(32)가 설치된다. 이 제어밸브(32)는 상기 두 오일 유입포트(11a,11b)중 어느 일측으로만 오일이 공급되게 하여, 조향하고자 하는 방향으로 래크(20)를 밀어주는 보타력이 발생되게 한다. 이때, 제어밸브(32)와 두 오일 유입포트(11a,11b) 사이에는 오일공급관(12)이 연결되고, 도면에 도시되지는 않았지만, 오일펌프와 제어밸브(32) 사이에도 오일공급관이 설치된다.And, on one side of the outer circumferential surface of the input shaft 30 adjacent to the power cylinder 10 is provided with a control valve 32 to adjust the opening degree of the valve in accordance with the rotation direction of the input shaft 30. The control valve 32 allows the oil to be supplied to only one of the two oil inlet ports 11a and 11b, thereby generating a steering force for pushing the rack 20 in the direction to be steered. In this case, an oil supply pipe 12 is connected between the control valve 32 and the two oil inlet ports 11a and 11b, and although not shown in the drawing, an oil supply pipe is installed between the oil pump and the control valve 32. .
또한, 파워실린더(10)의 양단부에는 오일의 유출을 방지하는 오일실(13)과, 래크(20)의 외주면과 파워실린더(10)의 내주면 사이를 지지하여 래크(20)의 움직임을 안내하는 스페이서(14) 등이 설치된다.In addition, both ends of the power cylinder 10 support the movement of the rack 20 by supporting between the oil chamber 13 which prevents the outflow of oil and the outer circumferential surface of the rack 20 and the inner circumferential surface of the power cylinder 10. Spacers 14 and the like are provided.
한편, 본 고안에 따른 동력 조향장치는 바퀴의 조향이 이루어지는 동안 래크(20)에 걸리는 축방향 하중으로 인해 래크(20)가 비틀리는 문제를 해결하기 위하여, 래크(20)의 외주면에 안내홈(23)이 형성되고, 래크를 지지하는 스페이서(14)에는 안내턱(15)이 형성된다.On the other hand, the power steering apparatus according to the present invention, in order to solve the problem that the rack 20 is twisted due to the axial load applied to the rack 20 during the steering of the wheel, the guide groove (on the outer peripheral surface of the rack 20 23 is formed, and the guide jaw 15 is formed in the spacer 14 supporting the rack.
도 4, 도 5, 도 6을 참조하면, 본 고안에 따른 래크(20)는 래크의 직선운동을 안내함과 동시에 비틀림이 방지될 수 있도록, 기어부(21)가 형성된 쪽의 외주면에 길이방향으로 길게 형성된 안내홈(23)이 형성된다. 이 안내홈(23)은 기어부(21)가 형성된 부분으로부터 맞은편과, 양측방에 각각 형성되며 세 개의 안내홈으로 이루어지며, 이들은 상호 평행을 이루도록 형성된다.4, 5, and 6, the rack 20 according to the present invention is to guide the linear motion of the rack and at the same time to prevent the twist, the longitudinal direction on the outer peripheral surface of the side formed with the gear portion 21 Guide grooves 23 formed to be long are formed. The guide groove 23 is formed on the opposite side from the portion in which the gear portion 21 is formed, and each of the two guide grooves are formed to be parallel to each other.
그리고, 상기 래크(20)의 외주면에 끼워져 래크(20)를 지지하는 스페이서(14)의 내주면에는 상기 세 개의 안내홈(23)에 대응되는 위치에 각각 돌출되게 형성된 안내턱(15)이 구비된다. 따라서, 래크(20)는 스페이서(14)의 안내턱(15)에 안내홈(23)이 끼워진 상태로 직선운동을 하게 된다.In addition, a guide jaw 15 is formed on the inner circumferential surface of the spacer 14, which is fitted to the outer circumferential surface of the rack 20 and supports the rack 20, so as to protrude at positions corresponding to the three guide grooves 23, respectively. . Accordingly, the rack 20 is linearly moved in a state where the guide groove 23 is fitted into the guide jaw 15 of the spacer 14.
다음은 이와 같이 구성된 본 고안에 따른 동력 조향장치의 동작을 설명한다.The following describes the operation of the power steering apparatus according to the present invention configured as described above.
운전자가 핸들을 좌측 또는 우측으로 회전시키면, 입력축(30)의 회전으로 제어밸브(32)의 개도가 조절되게 된다. 즉, 운전자가 핸들을 좌측으로 회전시키면 오일펌프에서 제어밸브(32)로 공급된 오일이 오일 공급관(12)을 통해 파워실린더(10)의 좌측 오일 유입포트(11a)로만 공급이 되고, 핸들을 우측으로 회전시키면 우측 오일 유입포트(11b)로만 공급이 된다. 결국, 피스톤(22)에 의해 구획된 파워실린더(10)의 내부 공간에는 운전자의 의지에 따라 원하는 방향에 작동압이 작용되어 래크(20)를 밀어주게 된다.When the driver rotates the handle to the left or right, the opening degree of the control valve 32 is adjusted by the rotation of the input shaft 30. That is, when the driver rotates the handle to the left, the oil supplied from the oil pump to the control valve 32 is supplied only to the left oil inlet port 11a of the power cylinder 10 through the oil supply pipe 12, When rotated to the right, only the right oil inlet port 11b is supplied. As a result, the operating pressure is applied to the inner space of the power cylinder 10 partitioned by the piston 22 in the desired direction according to the driver's will to push the rack 20.
이와 동시에, 상기 래크(20)는 파워실린더(10) 내에서 발생되는 작동압 뿐만 아니라, 입력축(30)의 단부에 마련된 피니언기어(31)와 기어부(21)의 맞물림에 의해 발생되는 조향력이 더해져 좌측 또는 우측 방향으로 용이하게 움직여지게 된다.At the same time, the rack 20 has a steering force generated by the engagement of the gear unit 21 and the pinion gear 31 provided at the end of the input shaft 30 as well as the operating pressure generated in the power cylinder 10. In addition, it is easily moved in the left or right direction.
이때, 상기 래크(20)에는 바퀴측의 저항에 의해 축방향 하중이 걸리게 되고, 이 하중은 래크(20)의 비틀림 현상을 유발하게 된다.At this time, the rack 20 is subjected to the axial load by the resistance of the wheel side, this load causes a twist phenomenon of the rack 20.
그러나, 본 고안에 따른 래크(20)는 기어부(21)와 인접된 외주면에 안내홈(23)이 형성되고, 래크(20)를 지지하는 스페이서(14)에는 안내홈(23)에 끼워져서 래크(20)의 운동을 안내하는 안내턱(15)이 형성되어 있기 때문에, 래크(20)에 큰 축방향 하중이 걸리더라도 래크(20)의 비틀림이 방지되게 된다.However, the rack 20 according to the present invention is formed with a guide groove 23 is formed on the outer peripheral surface adjacent to the gear portion 21, the spacer 14 supporting the rack 20 is fitted in the guide groove 23 Since the guide jaw 15 for guiding the movement of the rack 20 is formed, even if the rack 20 is subjected to a large axial load, the torsion of the rack 20 is prevented.
그리고, 래크(20)의 비틀림이 방지됨으로써, 래크(20)의 기어부(21)와 피니언기어(31)의 치합이 안정된 상태를 유지하게 되어, 동력 조향장치의 동작시에 소음의 발생이 방지되게 된다.By preventing the twisting of the rack 20, the gear 21 and the pinion gear 31 of the rack 20 are kept in a stable state, and noise is prevented during operation of the power steering device. Will be.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 래크는 그 외주면에 안내홈이 형성되어 있고, 래크를 지지하는 스페이서에는 상기 안내홈에 끼워져서 래크의 운동을 한내하는 안내턱이 형성되었다. 따라서, 래크에 큰 축방향 하중이 작용되더라도 래크의 비틀림이 방지되게 되어 래크의 기어부와 피니언기어의 안정된 치합이 이루어지게 됨으로써, 래크의 동작시 소음발생이 방지되는 이점이 있다.As described in detail above, the rack according to the present invention is formed with a guide groove on the outer peripheral surface, the guide jaw is formed in the spacer supporting the rack to guide the movement of the rack to the end of the rack. Therefore, even if a large axial load is applied to the rack, the torsion of the rack is prevented, so that a stable engagement of the gear part of the rack and the pinion gear is made, and thus there is an advantage of preventing noise during operation of the rack.
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Legal Events
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| N231 | Notification of change of applicant | ||
| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| REGI | Registration of establishment | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20090617 Year of fee payment: 8 |
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| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |