KR20110075829A - Rack bar supporting device for steering system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 조향장치의 랙바아 지지장치에 관한 것으로, 특히 스프링과 댐퍼를 매개로 랙바아를 탄력적으로 지지하여 래틀 소음을 효과적으로 방지하도록 한 조향장치의 랙바아 지지장치에 관한 것이다.The present invention relates to a rack bar support device of a steering device, and more particularly, to a rack bar support device of a steering device to elastically support a rack bar through a spring and a damper to effectively prevent rattle noise.
종래 차량의 랙바아와 피니언기어를 사용하는 조향장치는 도 1에서 단면으로 도시한 바와 같이 운전자가 조작하는 스티어링 핸들과 일체로 회전되게 연결된 피니언기어와, 이 피니언기어에 치합하여 피니언기어의 회전운동을 직선운동을 전환하는 랙바아(1)를 구비한다.Steering device using a rack bar and a pinion gear of the conventional vehicle is a pinion gear connected to rotate integrally with the steering wheel operated by the driver as shown in cross section in Figure 1, and the rotational motion of the pinion gear in conjunction with the pinion gear It has a rack bar (1) for switching the linear motion.
상기 랙바아(1)는 조향기어박스의 내부에서 상기 피니언기어의 회전운동을 전달받아 좌우로 왕복운동을 하면서 차륜을 조향시키게 되는 데, 상기 랙바아(1)를 조향기어박스의 내부에서 탄력적으로 지지하기 위해 별도의 지지장치가 구비된다.The
종래의 지지장치는 상기 랙바아(1)의 하부에 형성된 반구형의 돌출부(1a)에 형합하여 접촉되게 형성되게 요크(2a)와, 이 요크(2a)의 하부에 삽입되어 탄력적으로 지지하는 지지스프링(2b), 상기 지지스프링(2b)과 요크(2a)의 이탈을 방지하기 위해 장착되는 플러그(2c)를 각각 구비한다.The conventional support device is a yoke (2a) and a support spring inserted into the lower portion of the yoke (2a) and elastically supported so as to be formed in contact with the hemispherical protrusion (1a) formed in the lower portion of the rack bar (1) (2b) and a plug (2c) mounted to prevent separation of the support spring (2b) and yoke (2a), respectively.
상기 요크(2a)의 외주면에는 길이 방향을 따라 소정 간격을 두고 2개의 오링(2d)이 심어지는 형태로 설치되어 있다.On the outer circumferential surface of the
그런데 상기와 같은 종래의 랙바아 지지장치를 장착한 차량이 험로를 주행할 경우에 불규칙한 노면에 의해 발생한 충격이 차륜과 너클을 통해 조향기어박스로 전달되고, 상기 충격이 과도할 경우에는 랙바아의 랙기어에 굽힘이 발생하고, 상기 랙바아로부터 요크에 충격이 전달될 경우에 요크를 지지하는 지지스프링이 충격을 흡수하여 완화시키게 되는 데, 이 과정에 요크가 전후로 이동하면서 하우징과 상기 플러그에 충돌하여 충격 이음을 발생시키며, 상기 랙바아의 돌출부와 상기 요크의 접촉면에 슬립 충격음이 발생하는 등의 결점이 있었다.However, when a vehicle equipped with the conventional rack bar support device as described above travels on a rough road, an impact generated by an irregular road surface is transmitted to the steering gear box through wheels and knuckles, and when the impact is excessive, When bending occurs in the rack gear and a shock is transmitted from the rack bar to the yoke, a support spring for supporting the yoke absorbs the shock and alleviates the shock. In the process, the yoke moves back and forth to collide with the housing and the plug. To generate a shock joint, and a slip impact sound is generated on the contact surface between the protrusion of the rack bar and the yoke.
이에 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 안출된 것으로, 랙바아를 탄성계수가 상이한 2개의 탄성체를 매개로 2중으로 지지하여 래틀 소음과 충격 이음을 효과적으로 저감시킬 수 있고, 부품수의 감소로 차량의 원가 절감을 도모할 수 있으며, 제작이 용이하여 공정비용의 절감을 도모할 수 있도록 한 조향장치의 랙바아 지지장치를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and the rack bar can be dually supported by two elastic bodies having different elastic modulus, thereby effectively reducing rattle noise and impact noise, and reducing the number of parts. It is an object of the present invention to provide a rack bar support device for a steering device that can reduce costs and facilitate manufacturing, thereby reducing process costs.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 랙바아에 접촉하여 랙바아를 지지하는 요크와, 이 요크를 지지하도록 요크에 일단이 연결되는 지지스프링, 상기 지지스프링의 타단이 안착되는 플러그 및, 상기 요크의 외주에 끼워져서 축방향 및 회전방향으로 변형되는 요크 댐퍼를 각각 구비한다.The present invention for achieving the above object, the yoke for supporting the rack bar in contact with the rack bar, a support spring one end is connected to the yoke to support the yoke, the plug is mounted on the other end of the support spring, Yoke dampers are fitted to the outer circumference of the yoke and deformed in the axial direction and the rotational direction, respectively.
바람직하기로는 상기 요크 댐퍼는 요크의 외주에 압입되어 끼워지는 내측 케이스와, 상기 내측 케이스보다 큰 직경을 가지고서 상기 내측 케이스의 외주에 끼워지면서 상기 플러그 쪽으로 축방향으로 단차지게 배치된 외측 케이스, 상기 내측 케이스와 외측 케이스 사이에 개재된 고무 재질의 댐퍼 및, 상기 외측 케이스의 하단면에 반경방향 내측으로 돌출하게 형성된 스톱퍼를 각각 구비한 것을 특징으로 한다.Preferably, the yoke damper has an inner case that is press-fitted into the outer circumference of the yoke, and an outer case which is stepped in the axial direction toward the plug while being fitted to the outer circumference of the inner case with a diameter larger than that of the inner case, the inner side. A rubber damper interposed between the case and the outer case, and a stopper formed to protrude radially inward on the lower end surface of the outer case, characterized in that each provided.
상기 플러그의 상부에는 단차지게 형성된 스톱퍼면이 형성되어, 상기 스톱퍼면과 상기 스톱퍼 사이에는 1차 세팅 유격이 형성되고, 상기 요크에는 단차면이 형성되어, 상기 외측 케이스의 상단면과 상기 요크의 단차면 사이에는 2차 세팅 유격이 형성된 것을 특징으로 한다.A stopper surface is formed to be stepped on the top of the plug, a primary setting play is formed between the stopper surface and the stopper, and a stepped surface is formed on the yoke, and an upper end surface of the outer case and a step of the yoke. A secondary setting play is formed between the vehicle surfaces.
상기 요크 댐퍼는 요크의 외주에 압입되어 끼워지는 내측 케이스와, 상기 내측 케이스보다 큰 직경을 가지고서 상기 내측 케이스의 외주에 끼워지면서 상기 랙바아 쪽으로 축방향으로 단차지게 배치된 외측 케이스, 상기 내측 케이스와 외측 케이스 사이에 개재된 고무 재질의 댐퍼 및, 상기 외측 케이스의 상단면에 반경방향 내측으로 돌출하게 형성된 스톱퍼를 각각 구비한 것을 특징으로 한다.The yoke damper includes an inner case that is press-fitted into the outer circumference of the yoke, an outer case that is stepped in the axial direction toward the rack bar while being inserted into the outer circumference of the inner case with a diameter larger than that of the inner case, and the inner case; A rubber damper interposed between the outer case, and a stopper formed to protrude radially inward on the upper end surface of the outer case, characterized in that each provided.
상기 플러그의 상부에는 단차지게 형성된 스톱퍼면이 형성되어, 상기 스톱퍼면과 상기 내측 케이스의 하단면 사이에는 1차 세팅 유격이 형성되고, 상기 스톱퍼 와 상기 내측 케이스의 상단면 사이에는 2차 세팅 유격이 형성된 것을 특징으로 한다.A stopper surface is formed to be stepped on an upper portion of the plug, and a primary setting play is formed between the stopper face and a lower end surface of the inner case, and a second setting play is formed between the stopper and an upper end surface of the inner case. Characterized in that formed.
본 발명에 따른 조향장치의 랙바아 지지장치에 의하면, 요크를 탄력적으로 지지하는 스프링을 매개로 랙바아를 1차적으로 지지하고, 불규칙한 노면으로 인해 발생한 큰 충격이 랙바아를 통해 요크에 전달될 경우에는 요크 댐퍼를 매개로 요크를 통해 랙바아를 2차적으로 지지하여, 랙바아와 피니언기어의 원활한 치합으로 백래시를 발생시키지 않아서 래틀 소음을 효과적으로 줄일 수 있고, 큰 충격이 랙바아에 전달되어도 스프링의 탄성력과 요크 댐퍼의 탄성력으로 랙바아를 2중으로 지지하여 전달된 큰 충격을 원활하게 흡수해서 충격 이음을 효과적으로 저감할 수 있으며, 구조가 간단하여 별도의 추가 공정 없이 제작이 용이하고, 부품수가 적어서 제작이 용이할 뿐만 아니라 충격 흡수 영역이 넓어서 튜닝도 용이해 지는 등의 효과가 있다. According to the rack bar support device of the steering apparatus according to the present invention, when the rack bar is primarily supported by a spring that elastically supports the yoke, and a large shock caused by an irregular road surface is transmitted to the yoke through the rack bar. The rack bar is secondarily supported through the yoke via the yoke damper, so that the back bar is not generated by the smooth engagement of the rack bar and the pinion gear, thereby effectively reducing the rattle noise, and even when a large shock is transmitted to the rack bar, The elastic force and elasticity of the yoke damper support the rack bar in double to smoothly absorb the big shocks transmitted and effectively reduce the impact noise.The simple structure makes it easy to manufacture without any additional process and the number of parts is small. Not only this is easy, but also the impact absorption area is wide, so that the tuning becomes easy.
이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2와 도 3에는 각각 본 발명에 따른 조향장치의 랙바아 지지장치의 구성이 분해 사시도 및 조립 단면도로 각각 도시되어 있는 바, 즉 피니언기어와 치합하여 피니언기어의 회전동력을 전달받아 좌우로 이동하도록 조향기어박스에 내장되는 랙바아(11)의 하면에는 반구형의 돌출부(11a)가 형성되고, 상기 돌출부(11a)와 형합 하여 접촉되어서 상기 랙바아를 지지하는 요크(12), 상기 요크의 외주에 끼워져서 요크를 통해 전달되는 반경방향 및 축방향 충격을 흡수하여 저감시키는 요크 댐퍼(13), 상기 요크(12)를 탄력적으로 지지하기 위해 요크에 일단이 접촉하도록 설치된 지지스프링(14) 및, 상기 지지스프링(14)과 요크의 이탈을 방지하고 세팅 하중을 고정하는 플러그(15)를 각각 구비한다.2 and 3 are respectively shown in exploded perspective and assembly cross-sectional view of the rack bar support device of the steering apparatus according to the present invention, that is, engaged with the pinion gear is received by the rotational power of the pinion gear is moved to the left and right A
상기 요크(12)는 상기 돌출부(11a)와 형합할 수 있도록 상부에 오목홈(12a)이 형성되어 있고, 하부에는 반경방향으로 축경이 축소되어 소경부(12b)가 형성되어 있다.The
상기 요크 댐퍼(13)는 상기 소경부(12b)에 압입되어 끼워지는 내측 케이스(13a)와, 상기 내측 케이스(13a)보다 큰 직경을 가지고서 상기 내측 케이스(13a)의 외주에 끼워지는 외측 케이스(13b) 및, 상기 내측 케이스와 외측 케이스 사이에 개재된 고무 재질의 댐퍼(13c)를 각각 구비한다.The
상기 외측 케이스(13b)는 내측 케이스(13a)에 대해 축방향으로 상기 플러그 쪽으로 단차를 가지고서 배치되어, 상기 외측 케이스(13b)의 상단면과 상기 요크(12)의 단차면(12c) 사이에는 2차 세팅 유격(b)이 형성된다.The
또한 상기 외측 케이스(13b)의 하단면에는 반경방향 내측으로 돌출한 스톱퍼(13d)가 일체로 형성되고, 상기 플러그(15)의 상부에는 단차지게 형성된 스톱퍼면(15a)이 형성되어, 상기 스톱퍼면(15a)과 상기 스톱퍼(13d) 사이에는 1차 세팅 유격(a)이 형성된다.In addition, a
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 랙바아 지지장치에 의하면, 랙바아(11) 는 요크(12)를 지지하는 지지스프링(14)의 탄성력을 항상 받아서 피니언기어와 일정한 치합력으로 치합된 상태를 유지하고 있다가 랙바아(11)에 예컨대 불규칙한 노면에 의해 외부로부터 충격력이 역으로 입력될 경우에 상기 충격력이 지지스프링(14)의 탄성 지지력보다 클 경우에는 지지스프링(14)이 압축되면서 상기 충격력을 흡수하여 저감시키게 된다.According to the rack bar support apparatus according to the present invention configured as described above, the
상기와 같이 지지스프링(14)이 압축되는 과정에 도 4에 도시한 바와 같이 상기 요크 댐퍼(13)의 스톱퍼(13d)가 상기 플러그(15)의 상부 스톱퍼면(15a)에 닿게 되는 1차 세팅 유격(a)의 간격만큼 지지스프링(14)이 1차적으로 압축되고, 이러한 지지스프링의 압축과정에 상기 랙바아로부터 요크에 전달되는 충격력을 흡수해서 1차적으로 저감시키게 된다.As shown in FIG. 4 during the compression of the
상기 스톱퍼(13d)가 상기 스톱퍼면(15a)에 닿게 된 이후에도 큰 충격력이 전달되면, 상기 지지스프링(15)은 더욱 압축되면서 충격력을 흡수함과 더불어 상기 요크 댐퍼(13)의 댐퍼(13c)도 축방향으로 변형을 일으키면서 상기 충격력을 2차적으로 흡수하여 저감시키게 된다.If a large impact force is transmitted even after the
상기 댐퍼(13c)의 2차 충격흡수는 도 5에 도시한 바와 같이 상기 외측 케이스(13b)의 상단면이 상기 요크(12)의 단차면(12c)에 닿을 때까지 이루어진다. 즉 도 6에서 도시한 바와 같이 2차 세팅 유격(b) 만큼 댐퍼(13c)가 축방향으로 변형을 일으키면서 충격력을 흡수하게 되는 것이다.Secondary shock absorption of the
따라서 보다 큰 충격력을 지지스프링과 댐퍼를 매개로 효과적으로 흡수하여 저감할 수 있게 되고, 상기 댐퍼(13c)의 탄성계수를 조절하여 충격력 흡수를 영역 을 용이하게 튜닝할 수 있으며, 상기 내측 케이스(13a)는 요크(12)의 외주에 압입되어 있고, 상기 외측 케이스(13b)는 하우징의 내주면에 압입되어 있으면서 이들 사이에는 댐퍼가 개재되어 있으므로, 랙바아에 가해진 충격력이 회전방향의 성분을 가질 때에도 상기 댐퍼가 원주방향으로 변형을 일으키면서 충격력을 흡수하여 저감시키게 된다.Therefore, it is possible to effectively absorb and reduce a larger impact force through the support spring and the damper, and to adjust the elastic modulus of the
한편 도 7에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 지지장치의 단면이 도시되어 있는 바, 즉 상기 스톱퍼(13d)가 상기 외측 케이스(13c)의 상단면에 구비되고, 상기 외측 케이스(13c)가 내측 케이스(13a)에 대해 축방향으로 랙바아 쪽으로 단차를 가지고서 더 돌출하게 배치되어, 상기 내측 케이스(13a)의 하단면과 상기 플러그의 스톱퍼면(14a) 사이가 1차 세팅 유격(a)이 되고, 상기 내측 케이스(13a)의 상단면과 상기 스톱퍼(13d) 사이의 간격이 2차 세팅 유격(b)이 된다.7 shows a cross section of a supporting device according to another embodiment of the present invention, that is, the
도 1은 종래 기술에 따른 조향장치의 랙바아 지지장치의 단면도,1 is a cross-sectional view of the rack bar support device of the steering apparatus according to the prior art,
도 2는 본 발명에 따른 조향장치의 랙바아 지지장치의 분해 사시도,Figure 2 is an exploded perspective view of the rack bar support device of the steering apparatus according to the present invention,
도 3은 본 발명에 따른 조향장치의 랙바아 지지장치의 조립 단면도,3 is an assembled cross-sectional view of the rack bar support device of the steering apparatus according to the present invention,
도 4와 도 5는 본 발명에 따른 조향장치의 랙바아 지지장치의 작동 설명도,4 and 5 is a diagram illustrating the operation of the rack bar support device of the steering apparatus according to the present invention,
도 6은 본 발명에 따른 조향장치의 랙바아 지지장치의 세팅 거리에 따른 세팅 하중의 그래프,6 is a graph of the setting load according to the setting distance of the rack bar support device of the steering apparatus according to the present invention,
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 조향장치의 랙바아 지지장치의 단면도이다.7 is a cross-sectional view of the rack bar support device of the steering apparatus according to another embodiment of the present invention.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
11-랙바아 12-요크11-rack bar 12-york
13-요크 댐퍼 14-지지스프링13-yoke damper 14-support spring
15-플러그15-plug
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