KR100440289B1 - 조향장치의 타이로드 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조향장치의 타이로드 구조에 관한 것으로, 인너샤프트와 엔드부 사이에서 내측으로는 완충부재와 중간 슬리브를 인너샤프트측에 지지시킴과 더불어, 외측으로는 엔드부의 내주면을 지지하도록 하여, 엔드부를 통해 전달되는 축방향의 하중에 대한 완충부재의 절연성을 향상시키면서 인너샤프트와 엔드부 사이의 장착력도 증진시킬 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 인너샤프트(12)의 선단측 외주에 끼워지는 중공형상의 완충부재(16)와, 이 완충부재(16)의 외주에 끼워지는 중공형상의 중간 슬리브(18) 및, 이 중간 슬리브(18)의 외주에 끼워지는 중공형상의 엔드부(14)를 포함하는 조향장치의 타이로드에 있어서, 상기 엔드부(14)와 중간 슬리브(18) 사이에는 직경이 각각 상이한 형태의 대직경부(20a)와 소직경부(20b)를 일체로 갖춘 이중 직경의 코일스프링(20)이 개재되어, 상기 엔드부(14)와 중간 슬리브(18) 사이의 축방향 지지력을 부여하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

조향장치의 타이로드 구조{tie-rod structure of steering system}

본 발명은 조향장치의 타이로드 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 작동실린더의 랙바아와 너클아암 사이를 연결하는 타이로드 엔드부의 장착구조를 변경시켜 타이로드 엔드부의 견고한 지지와 함께 축방향으로의 유격을 규제할 수 있도록 하는 조향장치의 타이로드 구조에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에는 주행중에 차체의 진행방향을 운전자의 임의대로 바꿀 수 있도록 된 조향장치를 구비하고 있는 바, 근래에는 조향시 운전자에 의한 조향휠의 조향조작력을 배가시켜 조향의 신속함과 편의성을 부가시킬 수 있도록 하는 동력조향장치가 개발되었다.

즉, 종래의 동력조향장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 운전자의 조향조작을 위한 조향휠(1)이 상측 단부에 장착된 조향축(2)과, 이 조향축(2)을 외부에서 감싸고서 차체에 고정되는 조향컬럼(3), 상기 조향축(2)의 하부에 장착되어 조향시 작동유의 흐름을 제어하도록 된 컨트롤밸브(4) 및, 상기 조향축(2)의 하측 단부에 마련된 구동피니언기어(도 2에 도시됨)와 치합되어 조향축(2)의 회전운동에 따라 좌우방향으로 직선운동을 하는 작동피스톤(도시안됨)을 갖춘 작동실린더(5), 그리고 엔진의 크랭크축과 벨트를 매개로 연결되어 이로부터 동력을 받아 작동되어 조향시 상기 컨트롤밸브(4)로 가압된 작동유를 공급하도록 된 오일펌프(6), 이 오일펌프(6)로 작동유를 공급하도록 일정량의 작동유를 저장하고 있는 오일저장탱크(7)로 구성되어 이루어진다.

그리고, 상기 컨트롤밸브(4)와 오일펌프(6) 및 오일저장탱크(7) 사이에는 각기 작동유의 공급 및 회수를 위한 공급관로(8)와 회수관로(9)가 배설되어 있고, 상기 작동실린더(5)의 양쪽 단부에는 내부의 작동피스톤과 연결된 랙바아(5a)가 외부로 노출되며, 이 랙바아(5a)에는 각기 전륜측 너클아암에 연결되어 조향시 선회방향으로 너클아암을 밀거나 당겨 회동시키도록 하는 타이로드(10)가 연결되어 있다.

또한, 상기 컨트롤밸브(4)에는 작동실린더(5)의 내부에서 작동피스톤을 중심으로 좌/우측으로 형성된 압력실로 각각 연통되는 한 쌍의 유압관로(4a,4b)가 구비되어 있다.

한편, 상기 타이로드(10)는 주행중 노면으로부터 차륜을 통해 전달되는 하중을 효율적으로 절연시키는 역할을 하는 것으로, 이는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 작동실린더(5)측 랙바아(5a)와 연결되는 인너샤프트(12)와, 너클아암과의 결합을 위한 볼조인트(14a;도 1에 도시됨)를 일측 선단에 장착하고 있는 엔드부(14)로 구성되는 바, 상기 인너샤프트(12)의 선단측 외주면에는 고무류의 충격흡수성이 탁월한 중공형상의 완충부재(16)가 설치되고, 이 완충부재(16)는 외주면에는 역시 중공형상의 중간 슬리브(18)가 상기 인너샤프트(12)와 함께 스웨징으로 결합되어, 상기 엔드부(14)의 내부로 압입되어 고정되는 구조로 되어 있다.

여기서, 상기 완충부재(16)와 중간 슬리브(18)는 부재의 전장을 따라 굴곡진 형태로 형성되어, 상기 중간 슬리브(18)는 완충부재(16)의 축방향 변형을 지지하도록 되어 있다.

그런데, 상기와 같은 구조의 종래 타이로드(10)에서는 엔드부(14)의 내부에 인너샤프트(12)와 중간 슬리브(18)가 완충부재(16)를 사이에 둔 상태에서 압입되어 고정되는 구조이므로, 주행중 노면으로부터 타이로드(10)측으로 전달되는 하중을효과적으로 차단시킬 수 없다.

이는 상기 완충부재(16)가 엔드부(14)를 통해 전달되는 축방향 하중을 충분하게 완충시키기에는 중간 슬리브(18)가 가지는 형상적인 특성만으로는 불충분하기 때문이다.

즉, 상기 완충부재(16)와 중간 슬리브(18) 사이의 굴곡진 형상만으로는 완충부재(16)의 축방향으로 전달되는 하중을 절연하는 데 한계가 있다는 것이다.

또한, 상기 인너샤프트(12)와 중간 슬리브(18)를 스웨징한 상태에서 엔드부(14)의 내측으로 압입시켜 조립하는 공정 역시 용이하게 이루어지지 않는 단점이 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 인너샤프트와 엔드부 사이에서 내측으로는 완충부재와 중간 슬리브를 인너샤프트측에 지지시킴과 더불어, 외측으로는 엔드부의 내주면을 지지하도록 하여, 엔드부를 통해 전달되는 축방향의 하중에 대한 완충부재의 절연성을 향상시키면서 인너샤프트와 엔드부 사이의 장착력도 증진시킬 수 있도록 하는 조향장치의 타이로드 구조를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 인너샤프트의 선단측 외주에 끼워지는 중공형상의 완충부재와, 이 완충부재의 외주에 끼워지는 중공형상의 중간 슬리브 및, 이 중간 슬리브의 외주에 끼워지는 중공형상의 엔드부를 포함하는 조향장치의 타이로드에 있어서, 상기 엔드부와 중간 슬리브 사이에는 직경이 각각 상이한 형태의 대직경부와 소직경부를 일체로 갖춘 이중 직경의 코일스프링이 개재되어, 상기 엔드부와 중간 슬리브 사이의 축방향 지지력을 부여하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래 자동차의 동력조향장치를 도시한 구성도.

도 2는 도 1에 도시된 타이로드의 연결부위를 도시한 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 조향장치의 타이로드에서 연결부위를 도시한 단면도.

도 4는 도 3에 도시된 이중 직경의 스프링을 도시한 단면도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10-타이로드 12-인너샤프트

12a,18a-돌기부 14-엔드부

16-완충부재 16a-요홈부

18-중간 슬리브 20-이중 직경의 코일스프링

20a-대직경부 20b-소직경부

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 조향장치의 타이로드에서 연결부위를 도시한 단면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 이중 직경의 스프링을 도시한 단면도인 바, 본 발명의 상세한 설명을 위해 종래 타이로드의 연결부위를 도시한 도 2에서와 동일한 참조부위에는 동일한 참조부호를 병기하기로 한다.

본 발명은 도면에 도시된 바와 같이, 조향장치에 있어 조향휠에 전달되는 조타력에 의해 회전되는 조향축으로부터 조향기어박스를 거쳐 조타력을 전달받아 직선운동을 하는 작동실린더측 랙바아와 연결되는 타이로드(10)에 관한 것으로, 상기 타이로드(10)는 주행중 노면으로부터 차륜을 통해 전달되는 하중을 효율적으로 절연시키는 역할을 하는 것이다.

그리고, 상기 타이로드(10)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 작동실린더측 랙바아와 연결되는 인너샤프트(12)와, 너클아암과의 결합을 위한 볼조인트를 일측 선단에 장착하고 있는 엔드부(14)로 구성되는 데, 상기 인너샤프트(12)의 선단측 외주면에는 고무류의 충격흡수성이 탁월한 중공형상의 완충부재(16)가 끼워지고, 이 완충부재(16)는 외주면에는 역시 중공형상의 중간 슬리브(18)가 끼워지며, 이 중간 슬리브(18)의 외주면에는 이중 직경의 코일스프링(20)이 설치되는 한편, 이이중 직경의 코일스프링(20)의 외주에는 상기 엔드부(14)가 끼워지는 구조로 되어 있다.

여기서, 상기 인너샤프트(12)의 외주면과 상기 중간 슬리브(18)의 내주면에는 각각 외측 내지 내측을 향해 돌출된 다수개의 돌기부(12a,18a)가 형성되고, 상기 완충부재(16)의 내주면과 외주면에는 상기 돌기부(12a,18a)와 대응되는 형태의 요홈부(16a)가 각각 형성되어 있다.

그리고, 상기 이중 직경의 코일스프링(20)은 도 4에 도시된 바와 같이 직경이 각각 상이한 형태의 대직경부(20a)와 소직경부(20b)가 일체의 형태로 이루어지는 것으로, 상기 대직경부(20a)의 외경(d1)은 상기 엔드부(14)의 내경(D1) 보다 크도록 설정되고, 상기 소직경부(20b)의 외경(d2)은 상기 중간 슬리브(18)의 외경(D2) 보다 크도록 설정된다.

또한, 상기 이중 직경의 코일스프링(20)은 엔드부(14)와 중간 슬리브(18) 사이의 공간에서 압입된 상태로 설치되는 바, 이때, 상기 이중 직경의 코일스프링(20)의 대직경부(20a)는 상기 엔드부(14)의 내경부에 의해 반경방향으로 압축력을 받게 되므로, 직경은 줄어들게 되는 반면에 축방향 길이는 신장되는 변형을 수반하게 된다.이 결과, 상기 이중 직경의 코일스프링(20)의 양측 선단부위는 상기 완충부재(16)와 상기 중간 슬리브(18) 사이에서 밀착되는 상태로 설치되어진다.이 경우, 상기 이중 직경의 코일스프링(20)의 소직경부(20b)는 이의 외경(d2)이 상기 중간 슬리브(18)의 외경(D2) 보다 크게 설정되어 있어, 상기 중간 슬리브(18)와는 아무런 간섭이 없이 설치될 수 있게 된다.또한, 상기 소직경부(20b)는 상기 대직경부(20a)가 상기 엔드부(14)에 의해 반경방향으로 압축력을 받아 수축하여 축방향으로 길이가 팽창하는 변형을 할 때, 이를 흡수하여 반경 방향으로 팽창할 수 있는 여유가 있으므로, 상기 코일스프링(20)의 대직경부(20a)에 대한 공차 관리를 다소 유연하게 하는 역할을 하게 된다.

따라서, 상기와 같이 엔드부(14)와 중간 슬리브(18) 사이의 공간내에 상기 이중 직경의 코일스프링(20)이 설치되면, 상기 이중 직경의 코일스프링(20)의 대직경부(20a)가 엔드부(14)에 의해 반경방향으로 압축력을 받아 축방향으로 신장되는 변형을 하게 되므로, 상기 이중 직경의 코일스프링(20)의 양측 선단부위는 상기 완충부재(16)의 걸림턱(16b)과 중간 슬리브(18)의 걸림턱(18b) 사이에서 팽창지지력을 발휘하게 되어, 상기 완충부재(16)와 중간 슬리브(18) 사이의 유동을 배제하게 됨과 더불어, 상기 인너샤프트(12)의 외주에 엔드부(14)를 견고하게 지지하게 된다.

또한, 상기 인너샤프트(12)와 완충부재(16) 사이의 결합은 각각의 돌기부(12a,18a)가 요홈부(16a)내에 끼워진 형태이므로, 상기 엔드부(14)를 통해 축방향으로의 하중이 전달되는 경우에 상기 완충부재(16)는 인너샤프트(12)와 중간 슬리브(18) 사이에서 견고하게 지지되므로, 부재가 지닌 절연특성을 최대한 발휘하게 되는 것이다.

이때, 상기 엔드부(14)와 중간 슬리브(18) 사이에 설치된 이중 직경의 코일스프링(20)도 축방향으로의 팽창지지력을 발휘하게 되므로, 상기 완충부재(16)와 중간 슬리브(18) 사이의 유동을 억제하게 되는 것이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 조향장치의 타이로드 구조에 의하면, 작동실린더측 랙바아와 결합되는 타이로드(10)의 인너샤프트(12)의 외주에 결합되는 엔드부(14)가 돌기부(12a,18a)와 요홈부(16a) 사이의 결합을 통해 장착되는 완충부재(16)와 중간 슬리브(18) 및 이중 직경의 코일스프링(20)을 매개로 하여 축방향으로의 유동이 배제되도록 결합됨으로써, 주행중 노면으로부터 타이로드(10)측으로 전달되는 하중을 효과적으로 차단시킬 수 있게 된다.

또한, 상기 인너샤프트(12)의 외주에 엔드부(14)를 결합함에 있어 이중 직경의 코일스프링(20)의 원주방향으로의 변형을 매개로 조립함으로써, 조립이 용이하게 이루어질 수 있게 된다.

Claims (3)

1. 인너샤프트(12)의 선단측 외주에 끼워지는 중공형상의 완충부재(16)와, 이 완충부재(16)의 외주에 끼워지는 중공형상의 중간 슬리브(18) 및, 이 중간 슬리브(18)의 외주에 끼워지는 중공형상의 엔드부(14)를 포함하는 조향장치의 타이로드에 있어서,

   상기 엔드부(14)와 중간 슬리브(18) 사이에는 상기 엔드부(14)의 내경(D1) 보다 외경(d1)이 크도록 설정된 대직경부(20a)와, 상기 중간 슬리브(18)의 외경(D2) 보다 외경(d2)이 크도록 설정된 소직경부(20b)를 일체로 갖춘 이중 직경의 코일스프링(20)이 개재되어, 상기 엔드부(14)와 중간 슬리브(18) 사이의 축방향으로 탄성 지지력을 부여하고;

   상기 인너샤프트(12)의 외주면과 상기 중간 슬리브(18)의 내주면에는 각각 다수개의 돌기부(12a,18a)가 형성되며, 상기 완충부재(16)의 내주면과 외주면에는 상기 돌기부(12a,18a)와 대응되는 요홈부(16a)가 각각 형성되도록 구성된 것을 특징으로 하는 조향장치의 타이로드 구조.
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