KR20050006803A - rack bar of steering apparatus for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자동차 조향장치용 랙바에 관한 것으로, 특히 중실바와 중공바로 이루어진 조향장치용 랙바에 관한 것이다.The present invention relates to a rack bar for a vehicle steering device, and more particularly to a rack bar for a steering device consisting of a solid bar and a hollow bar.
일반적으로 자동차의 조향장치는 진행방향을 바꾸기 위하여 조작력을 조향기어 및 링크 등에 전할 하는 조작기구와, 조향축의 회전을 감속하여 조작력을 증대함과 아울러 조작기구의 운동방향을 바꾸는 기어기구와, 그 기어기구의 작동을 전륜에 전달하고 좌우륜의 관계위치를 바르게 지지하는 링크기구들을 포함하여 이루어지고 있다.In general, a steering device of a vehicle includes an operating mechanism that transmits operating force to a steering gear and a link in order to change the traveling direction, a gear mechanism that increases the operating force by reducing the rotation of the steering shaft, and changes the direction of movement of the operating mechanism, and the gear It includes link mechanisms that transmit the operation of the mechanism to the front wheels and correctly support the relative positions of the left and right wheels.
이 조항장치는 조향축의 회전력을 전륜에 전달하기 위한 구조에 따라 워엄 섹터형과, 보울 너트형과, 가변 기어비형과, 랙앤피니언형으로 대분되고 있다.This provision apparatus is largely divided into a worm sector type, a bowl nut type, a variable gear ratio type, and a rack and pinion type according to a structure for transmitting the rotational force of the steering shaft to the front wheels.
이러한 조향장치는 조작력을 가볍게 하기 위하여 동력 조향장치를 사용하고 있는데, 이 방식은 엔진의 구동으로 작동하는 오일펌프에서 발생한 유압을 중간에 설치된 배력장치로 보내여 배력장치의 작동으로 조작력을 가볍게 하는 구조로 되어 있다.This steering system uses a power steering system to lighten the operating force. This type of system sends the hydraulic pressure generated by the oil pump operated by the engine to the power unit installed in the middle to reduce the operating force by operating the power unit. It is.
도 1은 랙 피니언 방식의 동력 조향장치를 설명하기 위한 도면으로서, 조향축으로부터 전달되는 회전력을 토션바(112)를 기준으로 일정각도 회전시켜 유압을 개폐하기 위한 유압 제어밸브(111)와, 이 유압 제어밸브(111)에 오일을 공급하기 위한 오일펌프(113)와, 유압 제어밸브(111)의 토션바(112)와 연결되어 비틀림 회전력을 전달하여 주는 피니언 기어(115)와, 그 유압 제어밸브(111)로부터 전달되는 유압을 공급받는 실린더 하우징(117)과, 일단부 원주상에 피니언 기어(115)와 맞물리는 랙 기어(122)를 가지면서 실린더 하우징(117)에 의하여 좌, 우측 조향력을 제어 받는 랙바(121)로 구성되어 있다.1 is a view for explaining a rack pinion type power steering apparatus, a hydraulic control valve 111 for opening and closing the hydraulic pressure by rotating the rotational force transmitted from the steering shaft relative to the torsion bar 112, and this An oil pump 113 for supplying oil to the hydraulic control valve 111, a pinion gear 115 connected to the torsion bar 112 of the hydraulic control valve 111 to transmit a torsional rotational force, and its hydraulic control. Left and right steering force by the cylinder housing 117 having a cylinder housing 117 receiving hydraulic pressure transmitted from the valve 111 and a rack gear 122 engaged with the pinion gear 115 on one end circumference thereof. It consists of a rack bar 121 to be controlled.
실린더 하우징(117)내에 결합된 랙바(121)의 중단부에는 하우징(117)내부를좌측 챔버(118)와 우측 챔버(119)로 구획하는 피스톤(123)이 설치되어 있으며, 그 구획된 좌측 챔버(118)와 우측 챔버(119)는 각각의 유압호스(116)를 통해 유압 제어밸브(111)와 연통되어 있다.At the stop of the rack bar 121 coupled to the cylinder housing 117, a piston 123 is provided to partition the inside of the housing 117 into the left chamber 118 and the right chamber 119. 118 and the right chamber 119 are in communication with the hydraulic control valve 111 through the respective hydraulic hose 116.
또한, 오일펌프(113)의 압축된 오일은 압축호스(114)를 통해 유압 제어밸브(111)에 공급되도록 이루어져 있으며, 랙바(121)의 양측단에는 좌우측 휠의 너클과 연결되는 타이로드(127)(128)가 결합되어 있다.In addition, the compressed oil of the oil pump 113 is configured to be supplied to the hydraulic control valve 111 through the compression hose 114, the tie rods 127 connected to the knuckles of the left and right wheels at both ends of the rack bar 121. 128 are combined.
그리고, 도면상 실린더 하우징(117)의 좌측단에는 실린더 하우징(117)의 내주면과 랙바(121)의 외주면에 밀착되어 좌측 챔버(118)를 기밀시키는 벌크헤드(131)가 리테이너링(141)에 의해 고정되어 있고, 실린더 하우징(117)의 우측단에는 우측 챔버(119)를 기밀시키기 위한 인터랙 실(도시생략)이 끼워져 있으며, 실린더 하우징(117)의 좌측 끝단부에는 랙바(121)를 지지하는 쇼크 댐퍼 링(135)이 끼워져 있다.In addition, in the drawing, the left end of the cylinder housing 117 is in contact with the inner circumferential surface of the cylinder housing 117 and the outer circumferential surface of the rack bar 121, and the bulkhead 131 for hermetically sealing the left chamber 118 is provided in the retainer ring 141. And an interlock seal (not shown) for hermetically sealing the right chamber 119 at the right end of the cylinder housing 117, and at the left end of the cylinder housing 117 for supporting the rack bar 121. The shock damper ring 135 is fitted.
이와 같이 이루어지는 동력 조향장치는 조향축이 회전되면 랙바(121)가 좌, 우측으로 이동하여 타이로드(127)(128)를 밀거나 당기게 되어 유압 조향하게 된다. 즉, 조향축과 연결된 유압 제어밸브(111)의 토션바(112)는 조향축의 회전방향, 회전각에 따라 오일펌프(113)의 유압회로를 실린더 하우징(117)의 좌측 챔버(118) 및 우측 챔버(119)에 선택적으로 연통시킴으로써, 피스톤(123)을 통해 랙바(121)를 좌, 우측방향으로 밀거나 당기게 되며, 이때 랙바(121)에 연결된 타이로드(127)(129)는 휠의 진행각도를 조절하여 조향하게 된다.In the power steering device formed as described above, when the steering shaft is rotated, the rack bar 121 moves to the left and the right to push or pull the tie rods 127 and 128 to hydraulic steering. That is, the torsion bar 112 of the hydraulic control valve 111 connected to the steering shaft is configured to move the hydraulic circuit of the oil pump 113 to the left chamber 118 and the right side of the cylinder housing 117 according to the rotation direction and the rotation angle of the steering shaft. By selectively communicating with the chamber 119, the rack bar 121 is pushed or pulled in the left and right directions through the piston 123, and the tie rods 127 and 129 connected to the rack bar 121 are the progress of the wheel. Steering by adjusting the angle.
도2는 종래의 랙바를 나타낸 것이다. 즉, 종래의 랙바(121)는 랙기어(122)가형성되어 있고, 중실체로 이루어져 있다. 랙바(121)의 양단에는 나사산이 가공되어 있고, 상기 나사산을 이용하여, 타이로드(127, 128)에 결합된 인너볼조인트가 랙바(121)에 결합된다.Figure 2 shows a conventional rack bar. That is, in the conventional rack bar 121, the rack gear 122 is formed, it is made of a solid body. Threads are processed at both ends of the rack bar 121, and inner ball joints coupled to the tie rods 127 and 128 are coupled to the rack bar 121 using the threads.
즉, 종래의 랙바는 특수강으로 이루어진 중실봉을 소재로 하여 랙기어(122)를 가공하여 사용하고 있다. 그런데, 이러한 랙바는 랙앤드피니온 타입의 조향장치에서 가장 큰 중량을 차지하고 있는 부품이다.That is, the conventional rack bar is used to process the rack gear 122 by using a solid rod made of a special steel. By the way, the rack bar is the component occupying the largest weight in the rack and pinion type steering system.
근래 차량의 친환경화 정책 및 연비절감이라는 세계적 추세에 맞추어 볼 때 안전하면서도 가벼운 랙바의 개발이 절실한 실정이다.Recently, the development of safe and lightweight rack bar is urgently needed in line with the global trend of eco-friendly vehicle policies and fuel economy.
이에 대한 해결책으로, 속이 빈 소재를 이용한 랙바 즉 중공랙바의 개발이 추진되고 있으나, 생산이 어렵고 고가의 비용이 발생하게 되는 문제점이 있었다.As a solution to this, development of a rack bar using hollow material, that is, a hollow rack bar is being promoted, but there is a problem in that production is difficult and expensive costs are generated.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 차량의 안전성에 가장 큰 영향을 미치는 렉기어가 형성되는 부위는 중실바를 이용하고, 나머지 부위는 중공바를 이용하여 중량을 절감하고 제조원가를 낮추면서 랙바에 요구되는 품질을 만족시킬 수 있는 조향장치용 랙바를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above-mentioned problems, the part where the lex gear which has the greatest impact on the safety of the vehicle is formed using a solid bar, the remaining part using a hollow bar to reduce the weight and reduce the manufacturing cost to the rack bar It is an object of the present invention to provide a rack bar for steering apparatus that can satisfy the required quality.
도 1은 종래의 랙앤드피니언식 조향기어를 나타내는 사시도1 is a perspective view showing a conventional rack and pinion steering gear
도 2는 종래의 조향장치용 랙바2 is a rack bar for a conventional steering apparatus
도 3은 본 발명에 의한 조향장치용 랙바를 나타내는 사시도3 is a perspective view showing a rack bar for a steering apparatus according to the present invention;
도 4는 본 발명에 의한 중공바와 중실바의 체결구조를 나타내는 실시예Figure 4 is an embodiment showing a fastening structure of the hollow bar and the solid bar according to the present invention
도 5는, 중공바와 중실바의 체결구조를 나타내는 다른 실시예Figure 5 is another embodiment showing a fastening structure of the hollow bar and the solid bar
도 6은, 중공바와 중실바의 체결구조를 나타내는 다른 실시예Figure 6 is another embodiment showing a fastening structure of the hollow bar and the solid bar
도 7은, 중공바와 중실바의 체결구조를 나타내는 다른 실시예Figure 7 is another embodiment showing a fastening structure of the hollow bar and the solid bar
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10 : 중공바 20 : 중실바10: hollow bar 20: solid bar
27 : 슬로트 28 : 숫부재27 slot 28: male member
30 : 핀 40 : 로크너트30: pin 40: lock nut
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 조향장치용 랙바는, 중공바와; 랙기어가 형성된 중실바와; 상기 중공바와 중실바를 결합하는 결합수단을 포함하여 구성된다.Steering device rack bar of the present invention for achieving the above object, the hollow bar; A solid bar formed with a rack gear; It comprises a coupling means for coupling the hollow bar and the solid bar.
위와 같은 구성에 의해 랙기어가 형성되는 부위는 중실바를 이용하고 나머지부위는 중공바를 이용함으로써, 경량화를 도모하면서도 랙기어의 품질을 양립시킬 수 있게 된다.By the above configuration, the rack gear is formed by using a solid bar and the remaining parts by using a hollow bar, so that the weight of the rack gear can be achieved while achieving light weight.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명 조향장치용 랙바를 구성하는 중공바(10) 및 중실바(20)를 나타낸 것이다.3 shows a hollow bar 10 and a solid bar 20 constituting the rack bar for the steering apparatus of the present invention.
중공바(10)의 단부에는 인너볼조인트가 결합되는 나사산(12)이 형성되어 있다. 중공바(10)의 다른쪽 단부에는 후술하는 중실바(20)가 결합될 수 있도록 암나사(14)가 형성되어 있다.An end portion of the hollow bar 10 is formed with a thread 12 to which the inner ball joint is coupled. The other end of the hollow bar 10 is formed with a female thread 14 so that the solid bar 20 to be described later can be coupled.
중실바(20)에는 랙기어(122)가 형성되어 있고, 그 단부에는 종래 기술과 같이 인너볼조인트가 결합되는 나사산(22)이 형성되어 있다. 중실바(20)의 다른쪽 단부에는 돌출부(23)가 형성되어 있고, 돌출부(23)의 외면에는 숫나사(24)가 형성되어 있다.The rack 20 is formed on the solid bar 20, and the thread 22 to which the inner ball joint is coupled is formed at the end thereof as in the prior art. A protruding portion 23 is formed at the other end of the solid bar 20, and a male screw 24 is formed on the outer surface of the protruding portion 23.
중실바(20)에 형성된 숫나사(23)와 중공바(10)에 형성된 암나사(14)를 나사결합하여 조향장치용 랙바를 구성하게 되는 것이다.The male screw 23 formed on the solid bar 20 and the female screw 14 formed on the hollow bar 10 are screwed to form a rack bar for the steering apparatus.
중공바(10)는 열처리한 후 그 표면을 연마처리하고, 연마처리된 중공바(10)의 양단에 인너볼조인트가 결합되는 나사산(12) 및 중실바가 결합되는 암나사(14)를 형성한다. 랙기어(122)가 형성된 중실바(20)를 중공바(10)의 암나사(14)에 나사결합하여 조향장치용 랙바를 조립한다.The hollow bar 10 is heat-treated after polishing the surface, and forms a thread 12 and an internal thread 14 to which the inner ball joint is coupled to both ends of the polished hollow bar 10 and the solid bar. The solid bar 20 having the rack gear 122 formed thereon is screwed to the female thread 14 of the hollow bar 10 to assemble the rack bar for the steering apparatus.
이러한 구성에 의해, 큰 부하를 받지 않는 부재인 중공바(10)에 의해 랙바의 중량을 감소시킬 수 있고, 큰 부하를 받는 중실바(20)에 의해 안전성을 확보할 수있게된다.By this structure, the weight of the rack bar can be reduced by the hollow bar 10 which is a member not subjected to a large load, and the safety can be ensured by the solid bar 20 which is subjected to a large load.
전술한 실시예에서는 중공바(10)와 중실바(20)가 나사결합되는 것을 설명하였지만, 도4 내지 도6은 중공바(10)와 중실바(20)를 결합시키는 결합수단에 대한 다양한 실시예를 나타내고 있다.In the above-described embodiment has been described that the hollow bar 10 and the solid bar 20 is screwed, Figures 4 to 6 various embodiments of the coupling means for coupling the hollow bar 10 and the solid bar (20) An example is shown.
도4에서는 중공바(10)에 형성된 관통공(26) 및 중실바(20)에 형성된 관통공(25)에 핀(30)을 삽입하는 구조를 도시하고 있다.4 illustrates a structure in which the pin 30 is inserted into the through hole 26 formed in the hollow bar 10 and the through hole 25 formed in the solid bar 20.
도4의 실시예에서는, 핀(30)이 관통공(25, 26)에 압입되는 것이 바람직하다.In the embodiment of Figure 4, the pin 30 is preferably pressed into the through holes 25 and 26.
도5에서는 중공바(10)와 중실바(20) 사이에 로크너트(40)를 부가한 결합수단을 나타내고 있다.In FIG. 5, the coupling means which added the lock nut 40 between the hollow bar 10 and the solid bar 20 is shown.
로크너트(40)를 중실바(20)에 나사결합한 후, 중실바(20)에 형성된 숫나사(24)를 중공바(10)의 암나사(10)에 나사결합한다. 그 후, 로크너트(40)를 회전시키면 중공바(10)와 중실바(20)가 풀리는 것을 방지할 수 있다.After screwing the lock nut 40 to the solid bar 20, the male screw 24 formed on the solid bar 20 is screwed to the female thread 10 of the hollow bar 10. Thereafter, when the lock nut 40 is rotated, the hollow bar 10 and the solid bar 20 can be prevented from being loosened.
도6에서는 중실바(20)에 형성된 숫부재(28)가 중공바(10)에 삽입되는 구조로 이루어진 결합수단을 도시하고 있다. 본 실시예에서는, 중공바(10)에 슬로트(27)를 형성하고, 중실바(20)를 중공바(10)에 삽입한 후, 상기 슬로트(27)의 내주면을 따라 용접하여, 중공바(10)와 중실바(20)를 결합하고 있다.In FIG. 6, a coupling member having a structure in which the male member 28 formed in the solid bar 20 is inserted into the hollow bar 10 is illustrated. In the present embodiment, the slot 27 is formed in the hollow bar 10, the solid bar 20 is inserted into the hollow bar 10, and then welded along the inner circumferential surface of the slot 27 to form a hollow. The bar 10 and the solid bar 20 are combined.
도7에서는 핀(30)과 용접에 의한 결합수단을 나타내고 있다. 즉, 중공바(10)에 핀(30)의 직경보다 큰 내경을 갖는 관통공(50)을 형성하고, 중공바(10)에 중실바(20)를 삽입한다. 이후 핀(30)을 중공바(10)의 관통공(50) 및 중실바(20)의 관통공(25)에 삽입한 후, 중공바(10)의 관통공(50)과 핀(30) 사이를 용접하여중공바(10)와 중실바(20)를 결합하는 것이다. 도7에 나타난 실시예에서, 중공바(10)에 암나사(14)를 형성하고, 중실바(20)에 숫나사(24)를 형성하는 구성을 추가할 수도 있다.7 shows the coupling means by the pin 30 and welding. That is, the through-hole 50 having an inner diameter larger than the diameter of the pin 30 is formed in the hollow bar 10, and the solid bar 20 is inserted into the hollow bar 10. Then, the pin 30 is inserted into the through hole 50 of the hollow bar 10 and the through hole 25 of the solid bar 20, and then the through hole 50 and the pin 30 of the hollow bar 10. By welding between the hollow bar 10 and the solid bar 20 is to be coupled. In the embodiment shown in FIG. 7, the female thread 14 may be formed in the hollow bar 10, and the male thread 24 may be formed in the solid bar 20. FIG.
본 발명의 조향장치용 랙바는, 중공바와 중실바를 결합하여 구성하였기 때문에, 랙바 전체를 중실로 하는 것에 비하여 중량을 감소시킬 수 있고, 랙바 전체를 중공으로 형성하는 경우 발생되는 제조원가 상승을 방지할 수 있다. 즉, 본 발명은, 중량감소 및 안전성 확보라는 품질 및 안전상의 요구조건을 양립시킬 수 있는 것이다.Since the rack bar for the steering apparatus of the present invention is configured by combining the hollow bar and the solid bar, the rack bar can be reduced in weight as compared with the solid bar as a whole, and the manufacturing cost generated when the entire rack bar is hollow can be prevented. have. That is, the present invention is capable of achieving both quality and safety requirements such as weight reduction and ensuring safety.
또한, 중공바와 중실바의 결합수단으로, 나사결합, 핀에 의한 결합, 로크너트, 슬로트에 의한 용접결합 및 핀과 용접에 의한 결합 등을 채택하는 경우, 중공바와 중실바가 풀리는 현상을 방지할 뿐만 아니라 결합구조가 극히 간단하게 되고, 제조원가가 상승하지 않게된다.In addition, as a coupling means of the hollow bar and the solid bar, when the screw coupling, the coupling by the pin, the lock nut, the welding coupling by the slot and the coupling by the pin and welding, etc., the phenomenon of the hollow bar and the solid bar is prevented from being loosened. In addition, the coupling structure is extremely simple, and the manufacturing cost does not increase.
Claims (6)
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| KR1020030046763A KR20050006803A (en) | 2003-07-10 | 2003-07-10 | rack bar of steering apparatus for vehicle |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101641297B1 (en) * | 2015-09-03 | 2016-07-20 | 변태영 | steering joint of axle beam |
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2003
- 2003-07-10 KR KR1020030046763A patent/KR20050006803A/en not_active Application Discontinuation
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| KR101641297B1 (en) * | 2015-09-03 | 2016-07-20 | 변태영 | steering joint of axle beam |
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