KR20100018890A - 자동차 조향장치의 피니언 밸브 어셈블리 - Google Patents

자동차 조향장치의 피니언 밸브 어셈블리 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차 조향장치의 피니언 밸브 어셈블리에 관한 것이다.
본 발명은 상단부는 조향축과 결합되고 하단부는 입력축과 결합되어, 상기 조향축의 조향력을 전달하는 조향축 연결부재와, 상기 조향축 연결부재의 하단부에 결합되는 입력축과, 상기 입력축의 내부로 삽입되며, 상단부는 상기 조향축 연결부재와 결합되고, 하단부는 피니언 축과 결합되는 토션바, 및 상기 토션바의 하단부와 결합되며 랙바에 형성된 랙 기어와 치합되는 피니언 기어를 갖춘 피니언 축을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차 조향장치의 피니언 밸브 어셈블리를 제공한다.
본 발명에 의하면 입력축과 토션바의 길이가 짧고 일정하게 형성되어 재료비가 절감되고 가공이 용이해져 가공 정밀도를 높일 수 있으며 부품의 공용화를 이룰 수 있어서 조립성 향상과 원가를 절감할 수 있는 효과가 있게 된다.
조향장치, 피니언 밸브 어셈블리, 입력축, 피니언 축, 조향축 연결부재

Description

자동차 조향장치의 피니언 밸브 어셈블리{The Pinion Valve Assembly of The Steering Apparatus for Vehicle}
본 발명은 자동차 조향장치의 피니언 밸브 어셈블리에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 자동차 조향장치에 있어서, 입력축과 토션바의 길이가 짧고 일정하게 형성되어 차종간 부품의 공용화를 이룰 수 있고 가공이 용이해지며, 재료비가 절감되고 가공 정밀도를 높일 수 있어서 조립성이 좋아지는 자동차 조향장치의 피니언 밸브 어셈블리에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 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 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 종래의 랙 피니언 방식 조향장치는 운전석에 배치되는 조향 휠(100)과 이에 연결된 조향축(105), 그리고 조향축을 차체에 고정할 수 있도록 하는 조향 컬럼(103), 조향축(105)으로부터 입력받은 회전력을 직선 운동으 로 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) 및 타이로드(150)의 끝단에 구비된 아우터 볼 조인트(155)를 포함하여 구성된다.
타이로드(150)는 아우터 볼 조인트(155)와 연결된 너클(Knuckle, 159)로 힘을 전달하여 타이어(158)를 조향한다.
도 2는 종래의 자동차 조향장치의 피니언 밸브 어셈블리를 나타내는 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이 종래의 자동차 조향장치의 피니언 밸브 어셈블리(200)는 조향축과 연동되어 회전하는 중공 형상의 입력축(220)과, 입력축(220)의 내부로 삽입되고 상단에서 고정핀(215)을 매개로 입력축(220)에 체결되는 토션바(210)와, 토션바(210)의 하단 세레이션부(217)와 압입 방식으로 결합되며 작동 실린더의 랙바(140)에 형성된 랙 기어와 치합되는 피니언 기어(120)를 갖춘 피니언 축(225)과 피니언 축(225)의 상단과 핀(279)을 매개로 체결되며 입력축(220)의 외주에 끼워지는 피니언 밸브 바디(270) 및 피니언 밸브 바디(270)가 삽입되며 기어박스(130)의 상단에 결합되는 피니언 밸브 하우징(230)을 포함하여 구성된다.
조향축과 연결 회전하는 입력축(220)과 연결된 피니언 축(225)은 운전자의 조향휠 작동시 조향축과 연동되어 기어박스(130) 내에 설치되어 있는 랙바(140)의 직선운동을 발생시키고 이를 통해 자동차를 조향하게 되어 있다.
기어박스(130)는 피니언 기어(120), 랙바(140), 서포트 요크(260), 스프 링(263) 및 요크 플러그(265) 등으로 구성되어 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 랙 기어(110)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.
이와 같은 자동차 조향장치의 피니언 밸브 어셈블리는 최근에 차량의 안정성을 위해 장착 위치가 점차 지면쪽으로 내려오는 경향을 나타내고 있는데, 이로 인해 입력축의 길이가 증대될 수 밖에 없는 구조로 되어서 이를 가공하기 위한 설비도 커질 수 밖에 없으며 동시에 토션바의 길이도 길어져 입력축과 토션바의 조립에 있어서 동심을 맞추기 어려운 가공 및 조립상의 문제점이 있었고, 재료비도 증대되어 원가가 높아지는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 자동차의 조향장치에 있어서, 입력축과 토션바의 길이를 짧고 일정하게 형성하여 차종간 부품의 공용화를 이룰 수 있고 가공이 용이해지며, 재료비가 절감되고 가공 정밀도를 높일 수 있어서 조립성이 좋아지는 자동차 조향장치의 피니언 밸브 어셈블리를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 상단부는 조향축과 결합되고 하단부는 입력축과 결합되어, 상기 조향축의 조향력을 전달하는 조향축 연결부재와, 상기 조향축 연결부재의 하단부에 결합되는 입력축과, 상기 입력축의 내부로 삽입되며, 상단부는 상기 조향축 연결부재와 결합되고, 하단부는 피니언 축과 결합되는 토션바, 및 상기 토션바의 하단부와 결합되며 랙바에 형성된 랙 기어와 치합되는 피니언 기어를 갖춘 피니언 축을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차 조향장치의 피니언 밸브 어셈블리를 제공한다.
본 발명에 의하면 입력축과 토션바의 길이가 짧고 일정하게 형성되어 재료비가 절감되고 가공이 용이해져 가공 정밀도를 높일 수 있으며 부품의 공용화를 이룰 수 있어서 조립성 향상과 원가를 절감할 수 있는 효과가 있게 된다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음 에 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 설명을 생략한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 자동차 조향장치의 피니언 밸브 어셈블리를 나타내는 단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 의한 자동차 조향장치의 피니언 밸브 어셈블리(300)는 상단부는 조향축과 결합되고 하단부는 입력축(320)과 결합되어, 상기 조향축의 조향력을 전달하는 조향축 연결부재(330)와, 상기 조향축 연결부재(330)의 하단부에 결합되는 입력축(320)과, 상기 입력축(320)의 내부로 삽입되며, 상단부는 상기 조향축 연결부재(330)와 결합되고, 하단부는 피니언 축(225)과 결합되는 토션바(310), 및 상기 토션바(310)의 하단부와 결합되며 랙바(140)에 형성된 랙 기어와 치합되는 피니언 기어(120)를 갖춘 피니언 축(225)을 포함하여 구성된다.
조향축 연결부재(330)는 중공 원통형 파이프 형상으로 상단부는 유니버셜 조인트로 연결되는 조향축과 연결되어 운전자의 조향휠 조작시 조향축과 연동되어 회전하면서 하단부에 압입 결합되는 입력축(320)을 통해 피니언 축(225)에 조향력을 전달하게 된다.
이러한 조향축 연결부재(330)는 본 발명에 의한 피니언 밸브 어셈블리(300)가 자동차의 장착되는 위치에 따라 그 길이가 정해지게 되는데, 이렇게 조향축 연결부재(330)의 길이를 조절하여 형성함으로써 입력축(320)과 토션바(310)의 길이 또는 크기를 변경시키지 않고서 짧고 일정하게 형성하여 조향장치에 공용화될 수 있게 된다.
조향축 연결부재(330)는 내경이 입력축의 단차부(325) 외경과 같거나 작게 형성되어 있어서, 입력축(320)을 강제로 조향축 연결부재(330)의 하단부 내부로 압입하여 결합하게 된다.
그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 경우에 따라서는 조립의 정확성과 편의를 위해 입력축(320)의 외주면에 세레이션을 가공하여 조향축 연결부재(330)에 압입이 용이하게 할 수 있다.
즉, 입력축(320)의 단차부(325) 상부의 외주면과 조향축 연결부재(330)의 하단부 내주면에 세레이션 가공을 하여 입력축(320)과 조향축 연결부재(330)를 압입 결합할 수 있다.
또한, 조향축 연결부재(330)와 입력축(320) 및 토션바 전체를 관통하는 고정핀(215)을 체결하여 연결할 수도 있다.
한편, 입력축(320)의 상단부에는 조향축 연결부재(330)에 삽입되는 길이를 일정하게 하기 위해 외주면에 단차부(325)가 형성되어 있다.
따라서, 입력축(320)과 조향축 연결부재(330)의 결합시 입력축(320)의 삽입되는 길이가 일정하게 유지되어 피니언 밸브 어셈블리(300) 전체의 길이도 일정하게 관리되도록 되어 있다.
이렇게 조향축 연결부재(330)와 결합된 입력축(320)은 외주에 피니언 밸브 바디(270)가 끼워져 피니언 밸브 하우징(230)에 결합되어 운전자의 조향휠 조작시 조향축과 연동 회전되면서 조향력을 피니언 축(225)과 연결된 랙바(140)에 전달하면서 자동차의 조향을 하게 된다.
이와 같은 구조와 형상을 갖는 본 발명에 의하면 입력축과 토션바의 길이가 짧고 일정하게 형성되어 재료비가 절감되고 가공이 용이해져 가공 정밀도를 높일 수 있으며 부품의 공용화를 이룰 수 있어서 조립성 향상과 원가를 절감할 수 있는 효과가 있게 된다.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예는 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동일한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 일반적인 자동차용 랙 피니언 방식 조향장치의 개략 구성도;
도 2는 종래의 자동차 조향장치의 피니언 밸브 어셈블리를 나타내는 단면도;
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 자동차 조향장치의 피니언 밸브 어셈블리를 나타내는 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
120: 피니언 기어 130: 기어박스
140: 랙바 215: 고정핀
217: 세레이션부 225: 피니언 축
230: 피니언 밸브 하우징 250: 실린더
260: 서포트 요크 263: 스프링
265: 요크 플러그 310: 토션바
320: 입력축 325: 단차부
330: 조향축 연결부재

Claims (4)

  1. 상단부는 조향축과 결합되고 하단부는 입력축과 결합되어, 상기 조향축의 조향력을 전달하는 조향축 연결부재;
    상기 조향축 연결부재의 하단부에 결합되는 입력축;
    상기 입력축의 내부로 삽입되며, 상단부는 상기 조향축 연결부재와 결합되고, 하단부는 피니언 축과 결합되는 토션바; 및
    상기 토션바의 하단부와 결합되며 랙바에 형성된 랙 기어와 치합되는 피니언 기어를 갖춘 피니언 축;
    을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차 조향장치의 피니언 밸브 어셈블리.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 입력축의 상단부 외주면과 상기 조향축 연결부재의 하단부 내주면에는 세레이션이 가공되어 서로 압입 결합되는 것을 특징으로 하는 자동차 조향장치의 피니언 밸브 어셈블리.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 입력축의 상단부에는 상기 조향축 연결부재와의 결합시 입력축의 삽입되는 길이가 일정하게 유지되도록 외경이 축소되어 형성되는 단차부가 구비되어 있 는 것을 특징으로 하는 자동차 조향장치의 피니언 밸브 어셈블리.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 조향축 연결부재의 하단부와, 입력축 및 토션바의 상단부는 이들을 관통하는 고정핀에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 자동차 조향장치의 피니언 밸브 어셈블리.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230011672A (ko) * 2021-07-14 2023-01-25 (주)컨트롤웍스 차량용 스티어링 장치

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