KR20120140304A - 유격 조정 장치 및 그를 포함파는 랙바 지지 장치와 자동차 조향장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 조향장치의 유격 조정 장치 및 그를 포함하는 랙바 지지장치에 관한 것이다.
본 발명은 서포트 요크 및 캠구조 사이에서 초기 유격 또는 컴플라이언스 영역을 조정하는 장치로서, 평판부와 탄성부재 장착돌기 및 조정부재 장착 돌기가 형성된 가이드 부재와, 탄성부재 장착 돌기 주위에 장착되는 탄성부재와, 중앙에 조정부재 장착돌기가 관통하는 관통홀을 구비하고 일측에는 상기 탄성부재 장착돌기의 직경보다 크게 형성된 제1수용홈를 구비하고 타측에는 조정부재를 수용하는 제2수용홈를 구비한 패드부재 및 상기 조정부재 장착돌기에 장착되어 요구되는 컴플라이언스 크기에 따라 장착 위치가 결정되는 조정부재를 포함하는 유격 조정 장치를 제공한다.
본 발명에 의하면, 랙바와 서포트 요크와의 일정한 유격을 유지하되, 초기 조립시 초기 유격 또는 컴플라이언스 영역을 조절할 수 있는 효과가 있다.

Description

유격 조정 장치 및 그를 포함파는 랙바 지지 장치와 자동차 조향장치{Clearance Adjustment Apparatus of Rack Bar Supporting Device, Rack Bar Supporting Device and Steering Apparatus for Vehicle using the same}

본 발명은 자동차 조향장치의 랙바 지지장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 자동차의 랙 피니언 방식 조향장치의 랙바 지지장치에 사용되는 유격 조정 장치와, 그를 포함파는 랙바 지지 장치와 자동차 조향장치에 관한 것이다.

특히, 조립시 조립 공차를 보상하기 위하여 캠과 서포트 요크 사이의 초기 유격 또는 컴플라이언스(Compliance) 영역을 조정할 수 있으면서, 서포트 요크에 소정의 탄성력을 제공할 수 있는 유격 조정용 장치에 관한 것이다.

일반적으로 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.

이러한 자동차의 조향장치에 있어서 운전자가 조향휠을 조작함으로써 발생한 조향력은 조향축을 통해 랙 피니언 기구에 전달되고 최종적으로 양쪽 바퀴의 방향을 변화시키게 된다.

도 1은 일반적인 자동차용 랙 피니언 방식 조향장치의 개략 구성도이다.

도시된 바와 같이 종래의 랙 피니언 방식 조향장치는 운전석에 배치되는 조향휠(100)과 이에 연결된 조향축(105), 그리고 조향축을 차체에 고정할 수 있도록 하는 조향 컬럼(103), 조향축(105)으로부터 입력받은 회전력을 직선 운동으로 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)를 포함하여 구성된다.

또한, 타이로드(150)는 아우터 볼 조인트(155)와 연결되고 너클(Knuckle, 159)로 힘을 전달하여 타이어(158)를 조향한다.

도 2는 종래의 랙바 지지장치의 단면도이다.

도시된 바와 같이 종래의 랙바 지지장치는 피니언 기어(120), 랙바(140), 서포트 요크(260), 스프링(263) 및 요크 플러그(265)를 포함하여 구성된다. 랙 피니언 방식의 기어박스(130)는 전술한 바와 같이 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 랙바(140)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; 도 1 참조)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.

또한, 랙바(140)와 피니언 기어(120)가 밀착하여 효과적으로 힘을 전달할 수 있도록 서포트 요크(260)의 후방에 스프링(263)을 배치하여 일정한 압력으로 서포트 요크(260)를 밀어주어 랙바(140)와 피니언 기어(120) 사이에 발생하는 유격을 보상해 줄 수 있다.

이와 같은 서포트 요크(260)는 랙바(140)의 후방면과 슬라이딩 마찰을 하게되며, 마찰로 인해 랙바(140)가 마모되거나 소음을 발생하는 것을 방지하기 위해 통상 랙바(140)보다 연성 재질인 플라스틱으로 된 서포트 요크(260)를 사용한다.

스프링 홈(220)에 수용되는 스프링(263)은 서포트 요크(260)가 랙바(140)와 밀착되도록 압력을 가하는 기능을 하는데, 일반적으로 코일 스프링이 사용되며, 스프링(263)의 후면에는 요크 플러그(265)가 위치하여 스프링(263)을 지지한다.

요크 플러그(265)는 스프링(263)을 지지하여 서포트 요크(260)에 압력을 가하도록 한다. 요크 플러그(265)에는 통상 나사산과 골을 형성하고 있어 이와 치합하는 나사산과 골이 형성된 기어박스(130)와 록 너트(240)에 결합하도록 되어 있으며, 요크 플러그(265)의 후면에는 렌치가 삽입될 수 있는 공구홈(230)을 형성하고 있다.

이와 같은 종래의 랙바 지지장치는 랙바와 접촉되어 랙바를 지지하는 서포트 요크가 어느 정도 내구가 진행되면 마모로 인한 유격으로 래틀 노이즈를 발생시키고 랙바를 제대로 지지하지 못하여 조향 안정성이 떨어지는 문제점이 있었다.

또한, 유격을 보상하기 위해 결합되는 스프링도 서포트 요크의 마모에 의한 유격 발생시 늘어난 유격만큼 스프링의 변위도 커지게 되므로 스프링의 장력이 떨어져 동일한 충격량이 가해져도 소음이 커지는 구조상의 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 자동차의 주행 내구시 랙바와 서포트 요크와의 마모로 유격이 증대되어 발생되는 래틀 노이즈를 방지할 수 있고, 내구 진행 후에도 랙바와 서포트 요크와의 일정한 유격을 유지하되, 초기 조립시 초기 유격 또는 컴플라이언스 영역을 조절할 수 있는 유격 조정 장치 및 그를 포함하는 랙바 지지장치를 제공하는데에 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 서포트 요크 및 캠구조 사이에서 초기 유격 또는 컴플라이언스 영역을 조정하는 장치로서, 평판부와 탄성부재 장착돌기 및 조정부재 장착 돌기가 형성된 가이드 부재와, 상기 탄성부재 장착 돌기 주위에 장착되는 탄성부재와, 중앙에 조정부재 장착돌기가 관통하는 관통홀을 구비하고 일측에는 상기 탄성부재 장착돌기의 직경보다 크게 형성된 제1수용홈를 구비하고 타측에는 조정부재를 수용하는 제2수용홈를 구비한 패드부재 및 상기 조정부재 장착돌기에 장착되어 요구되는 컴플라이언스 크기에 따라 장착 위치가 결정되는 조정부재를 포함하는 유격 조정장치를 제공한다.

또한, 상기와 같은 유격 조정장치와 함께, 랙바를 지지하는 서포트 요크와, 제1캠면이 형성된 서포트 캠과, 상기 제1캠면에 대응되는 제2캠면이 형성된 요크 플러그와, 상기 요크 플러그의 스프링 삽입홈에 삽입되어 서포트 캠을 전방으로 지지하는 토션 스프링을 포함하는 랙바 지지 장치 및 그를 포함하는 자동차 조향장치를 제공한다.

본 발명에 의하면 자동차의 주행 내구시 랙바와 서포트 요크와의 마모로 유격이 증대되어 발생되는 래틀 노이즈를 방지할 수 있고, 내구 진행 후에도 랙바와 서포트 요크와의 일정한 유격을 유지하되, 기 조립시 초기 유격 또는 컴플라이언스 영역을 조절할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 자동차용 랙 피니언 방식 조향장치의 개략 구성도
도 2는 종래의 랙바 지지장치의 단면도
도 3은 캠구조와 토션스프링을 구비하는 랙바 지지장치의 분해 사시도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 유격 조정 장치의 분해 사시도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 유격 조정 장치의 유격 조정 전후의 작동 상태도
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 유격 조정 장치가 사용된 랙바 지지 장치의 분해 사시도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
610: 서포트 요크 400: 유격 조정 장치
630: 서포트 캠 640: 토션 스프링
650: 요크 플러그 660: 가조립 너트
410 : 가이드 부재 420 : 탄성부재
430 : 패드 부재 440 : 조정부재
412 : 탄성부재 장착돌기 413 : 조정부재 장착돌기
431 : 관통홀 432, 433 : 제1 및 제2 수용홈

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 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 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

도 3은 유격 보상 탄성체가 사용되는 랙바 지지 장치의 구성도이다.

도 3과 같은 랙바 지지 장치에서는 서포트 요크(310)와, 제1캠면(331)이 형성된 서포트 캠(330)과, 제1캠면에 대응되는 제2캠면(351)이 형성된 요크 플러그(350)와, 요크 플러그의 스프링 삽입홈(359)에 삽입되어 서포트 캠을 전방으로 지지하는 토션 스프링(340) 등을 구비하며, 추가적으로 서포트 요크(310)의 지지면(315)과 서포트 캠(330)의 전방면 사이에는 탄성 변형으로 서포트 요크(310)의 유격을 보상하기 위한 유격보상 탄성체(320)를 구비한다.

유격보상 탄성체(320)는 후방에서 토션 스프링(340)의 탄성 회전 복원력에 의해 서포트 캠(330)이 전방으로 이동하며 서포트 요크(310)를 지지할 때, 탄성 지지체의 탄성력으로 서포트 요크(310)와 랙바(140)와의 유격을 일정하게 보상하는 기능을 한다.

도 3과 같은 랙바 지지 장치의 작동을 살펴보면, 토션 스프링(340)의 탄성 회전 복원력이 발생되어 서포트 캠(330)의 제1가이드면(331)이 요크 플러그(350)의 제2가이드면(351)을 타고 회전하면서 전방으로 이동되어 유격보상 탄성체(320) 또는 서포트 요크(310)를 지지하게 되는 것이다.

한편, 이러한 랙바 지지 장치에서는 조립시 초기 유격 또는 컴플라이언스 영역(Compliance Zone)이 존재하는데, 이 컴플라이언스 영역이 크면 비포장 도로나 험로 주행시 래틀 노이즈를 발생시킬 수 있기 때문에, 적정한 컴플라이언스 영역의 크기를 설정해야 하며, 통상적으로 요구되는 컴플라이언스 영역은 0.1mm 이하인 것이 바람직하다.

그러나, 도 3과 같은 랙바 지지 장치에서는 구성 부품을 아무리 정밀하게 가공하여 조립하더라도 부품들의 누적 공차만 0.3mm가 넘기 때문에 초기 유격 또는 컴플라이언스 영역을 조정할 필요가 있다.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위하여 제안된 것이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 유격 조정 장치의 분해 사시도이다.

본 발명의 일 실시예에 의한 유격 조정 장치는 서포트 요크와 캠 구조 사이에 배치되어 서포트 요크에 탄성을 제공함과 동시에, 조립시 초기 유격 또는 컴플라이언스 영역을 임의로 조절할 수 있는 장치이다.

본 발명의 일 실시예에 의한 유격 조정 장치는 서포트 요크 및 캠구조 사이에서 초기 유격 또는 컴플라이언스 영역을 조정하는 장치로서, 평판부(411)와 탄성부재 장착돌기(412) 및 조정부재 장착 돌기(413)를 가지는 가이드 부재(410)와, 상기 탄성부재 장착 돌기(412) 주위에 장착되는 탄성부재(420)와, 환형상으로서 중앙에 조정부재 장착돌기가 관통하는 관통홀(431)을 구비하고 일측에는 상기 탄성부재 장착돌기의 직경보다 크게 형성된 제1수용홈(432)를 구비하고 타측에는 조정부재를 수용하는 제2수용홈(433)를 구비한 패드부재(430) 및 상기 조정부재 장착돌기(413)에 장착되어 요구되는 컴플라이언스 크기만큼 장착 위치가 결정되는 조정부재(440)를 포함하여 구성된다.

가이드 부재(410)는 소정 두께를 가지는 원형 또는 육각형 등의 임의 형상을 가지는 평판부(411)를 구비하며, 평판부의 일측에는 그 주위에 스프링과 같은 탄성부재(420)가 끼워질 수 있도록 탄성부재 장착 돌기(412)가 원형으로 일정 높이만큼 돌출되어 있다. 또한, 탄성부재 장착 돌기(412) 위에는 계속하여 탄성부재 장착돌기(413)보다 작은 직경 또는 크기의 조정부재 장착 돌기(413)가 연장 형성된다.

조정부재 장착돌기(413)에는 나사 산이 형성되어 있을 수 있으며, 그렇지 않을 수도 있는데, 이는 조정부재(440)와의 결합 방식 또는 컴플라이언스 조정 방식에 따라 달라질 수 있다.

결과적으로, 가이드 부재(410)는 평판부 위에 2단 형태의 원형 돌출부가 형성된 구조가 된다.

한편, 탄성부재(420)는 리프 스프링(Leaf Spring), 접시 스프링, 코일 스프링 또는 기타 탄성체가 될 수 있으며, 링 형상으로 형성되어 상기 원형 돌기 형태의 탄성부재 장착 돌기(412) 주위에 장착되어, 일측은 가이드 부재의 평판부와 접촉하고, 타측은 뒤에서 설명할 바와 같은 패드부재(430)의 외주면과 접촉하게 된다.

또한, 패드 부재(430)는 원형 패드의 형상으로서, 중앙에는 조정부재 장착돌기(413)가 관통하는 관통홀(431)이 형성되어 있고, 가이드 부재(410) 측에는 가이드 부재(410)의 탄성부재 장착돌기(412) 보다 커서 상기 탄성부재 장착 돌기를 일부 수용할 수 있는 홈 형상의 제1수용홈(432)가 형성되고, 그 타측에는 조정부재(440)가 완전하게 수용되는 홈 형상의 제2수용홈(433)가 형성되어 있다.

제1 및 제2수용홈(432, 433)는 원형 홈 형상으로 도시되어 있으나, 그에 한정되는 것은 아니며, 육각 홈, 사각 홈 등의 다른 형상일 수 있다.

제1수용홈(432)의 홈 깊이는 상기 탄성부재 장착돌기(412)의 높이보다 크지 않는 것이 바람직하며, 홈의 크기 또는 직경은 탄성부재 장착돌기(412)의 크기 또는 직경보다 크다.

또한, 제1수용홈(432)의 형상은 탄성부재 장착돌기(412)와 대응되는 형상일 수 있으나 그에 한정되는 것은 아니다.

결과적으로 패드 부재(430)는 장착된 후에는 상기 제1수용홈(432)에는 상기 탄성부재 장착돌기(412)의 일부분이 수용되고, 외주면(434)이 스프링과 같은 탄성부재와 접촉하게 됨으로써 탄성력을 가지게 된다.

제2수용홈(433)은 뒤에서 설명할 조정부재(440)를 완전히 수용할 수 있을 정도의 깊이로 형성되는 것이 바람직하다. 따라서, 패드부재의 관통홀(431)를 통하여 관통된 조정부재 장착돌기(413)에 조정부재가 장착되면 조정부재(440)가 외부로 드러나지 않게 된다.

조정부재(440)는 셀프 락 너트(Self Lock Nut)와 같은 너트일 수도 있고 이 경우 조정부재 장착돌기에는 수 나사산이 형성되고, 조정부재의 내주면에는 암나사부가 형성되어 나사 체결될 수 있다.

또한, 조정부재(440)는 나사산이 형성되어 있지 않은 링 형상의 부재일 수 있으며, 이 경우 조정부재 장착돌기에 압입될 수 있다.

조정부재(440)의 초기 유격 또는 컴플라이언스 조정 동작을 설명하면 다음과 같다.

우선, 가이드 부재(410)의 탄성부재 장착돌기(412) 주위에 스프링과 같은 탄성부재(420)를 안착시키고, 그 위에 패드 부재(430)를 배치한 후 패드부재의 관통홀(431)을 통하여 돌출된 조정부재 장착돌기(413)에 조정부재(440)를 조립한다.

이 때 조정부재를 최대한 강하게 조립하여 초기 유격 또는 컴플라이언스 영역을 최소 또는 0으로 만든 후 요구되는 컴플라이언스 값이 될 때까지 조정부재를 풀어주거나 후퇴시킨 후 조정부재를 조정부재 장착돌기에 완전히 고정한다.

즉, 컴플라이언스 영역이 0이 된다는 것은, 상기 구조에서 패드 부재(430)의 제1수용홈(432)의 저면이 상기 가이드 부재(410)의 탄성부재 장착돌기(412)의 상면에 접촉함으로써 더 이상 압축될 수 없는 상태이거나, 패드 부재(430)의 제1수용홈(432)의 저면이 상기 가이드 부재(410)의 탄성부재 장착돌기(412)의 상면과 접촉하지는 않지만 탄성부재가 최대한 압축되어 더 이상 압축될 수 없는 상태를 의미한다.

조정부재를 조정부재 장착돌기에 고정하는 방식으로는 셀프 락킹(Self-Locking) 기능이 있는 조정부재를 이용하거나, 일반 나사 너트의 조정부재를 이용하는 경우에는 요구 컴플라이언스 값으로 조정된 후에 조정부재의 나사산 일부를 변형시키거나 나사산에 플라스틱류를 삽입하여 풀림 토크를 증가시키는 등의 방법이 이용될 수 있으나 그에 한정되는 것은 아니다.

또한, 조정부재가 조정부재 안착돌기에 압입되도록 조립되는 경우에는, 끝까지 최대한 압입했다가 요구 컴플라이언스 값만큼 다시 뽑아내는 방식이 이용될 수 있으며, 이 경우에는 계속하여 압입된 상태로 있게 되므로 별도의 고정 방식은 필요 없게 된다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 유격 조정 장치의 유격 조정 전후의 상태도이다.

도 5의 상부 도면과 같이 조정부재를 최대한 진행시켜 조립함으로써 초기 유격 또는 컴플라이언스를 0으로 세팅한다.

그 다음으로, 다시 조정부재를 후퇴(나사 후퇴 또는 압입상태로 후최)시켜 원하는 초기 유격량 또는 컴플라이언스 영역(c로 표시)만큼 조정한 후에 조정부재를 조정부재 안착돌기와 완전 고정하게 된다.

그러면, 도 5의 하부 도면과 같이 초기 유격 또는 컴플라이언스 영역이 원하는 값인 c로 유지될 수 있는 것이다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 유격 조정 장치(400)가 사용된 랙바 지지 장치의 전체 구성도이다.

랙바 지지 장치는 크게 서포트 요크(610)와, 제1캠면(631)이 형성된 서포트 캠(630)과, 제1캠면에 대응되는 제2캠면(651)이 형성된 요크 플러그(650)와, 요크 플러그의 스프링 삽입홈(659)에 삽입되어 서포트 캠을 전방으로 지지하는 토션 스프링(640)과, 서포트 요크와 서포트 캠(630)의 일면 사이에 배치되는 도 4와 같은 구성의 유격 조정 장치(400)를 포함하여 구성될 수 있다.

더 상세하게 설명하면, 본 발명의 실시예에 의한 랙바 지지장치는 기어박스의 실린더에 삽입되어 전방면은 랙바의 후방면을 지지하고 후방면은 후방으로 돌출된 지지면(615)이 형성되어 있는 서포트 요크(610)와, 전방면은 상기 서포트 요크(610)의 지지면(615)을 지지하며 결합되고, 후방면의 중심부에는 외주면 일측을 절개한 제1스프링 걸림턱(637)이 형성되어 있는 체결보스(635)가 구비되어 있고, 후방면의 외곽부에는 후방으로 돌출되어 형성되되 외주면에서 전방면으로 폭이 줄어들도록 경사면으로 형성되는 제1캠면(631)이 형성되어 있는 서포트 캠(630)과, 전방면의 외곽부에 상기 서포트 캠(630)의 제1캠면(631)과 면접촉되며 결합되는 제2캠면(651)이 형성되어 있고, 전방면의 중심부에는 직경이 축소되어 형성되는 스프링 삽입홈(659)이 구비되되, 상기 스프링 삽입홈(659)의 후방면에는 관통홀(657)이 구비되고 스프링 삽입홈(659)의 내주면에는 일측을 절개한 제2스프링 걸림턱(655)이 형성되어 있는 요크 플러그(650)와, 상기 체결보스(635)의 외주에 삽입되어 일측은 상기 제1스프링 걸림턱(637)에 지지되고 타측은 상기 제2스프링 걸림턱(655)에 지지되며 결합되어 상기 서포트 캠(330)을 전방으로 지지하는 토션 스프링(640), 및 상기 제1캠면(631)과 제2캠면(651)의 광폭부(633, 653)가 밀착되면서 상기 토션 스프링(640)에 토션을 가하도록 상기 요크 플러그(650)의 관통홀(657)을 관통한 체결보스(635)에 결합되는 가조립 너트(660)를 포함하여 구성될 수 있다.

서포트 요크(610)는 전방면이 피니언 기어(120)와 치합되는 랙바(140)의 후방면에 밀착되어 랙바(140)와 피니언 기어(120)의 치합이 잘 이루어지도록 서포트 캠(630)과 토션 스프링(640)을 매개로 요크 플러그(650)에 의해 지지되는데, 전방면은 랙바(140)의 후방면을 지지하고 후방면은 후방으로 돌출된 지지면(615)이 형성되어 있다.

또한, 서포트 요크(610)의 지지면(615) 후방에 결합되는 서포트 캠(630)은, 기어박스(130)의 실린더(250)에 고정된 요크 플러그(650)에 의해 지지되는 토션 스프링(640)의 탄성 회전 복원력에 의해 서포트 캠(630)의 제1캠면(631)이 요크 플러그(650)의 제2캠면(651)을 타고 서포트 요크(610)를 전방쪽으로 밀도록 되어 있다.

이와 같은 서포트 요크(610)는 랙바(140)의 후방면과 슬라이딩 마찰을 하게 되며, 랙바(140)와 피니언 기어(120)가 밀착하여 효과적으로 힘을 전달할 수 있도록 서포트 캠(630)의 제1스프링 걸림턱(637)과 서포트 요크(610)의 제2스프링 걸림턱(655)에 토션 스프링(640)을 결합하여, 토션 스프링(640)이 탄성 변형하면서 일정한 압력으로 서포트 캠(630)을 밀어주어 랙바(140)와 피니언 기어(120) 사이에 발생하는 유격을 보상하게 되어 있다.

서포트 캠(630)은 전방면이 서포트 요크(610)의 지지면(615)을 지지하며 결합되는데, 후방면의 중심부에는 외주면 일측을 절개한 제1스프링 걸림턱(637)이 형성되어 있는 체결보스(635)가 구비되어 있다.

서포트 캠(630) 후방면의 외곽부에는 후방으로 돌출되어 형성되되 외주면에서 전방면으로 폭이 줄어들도록 경사면으로 형성되는 제1캠면(631)이 형성되어 있어서, 후술할 요크 플러그(650)의 제2캠면(651)과 면접촉하며 결합된다.

제1캠면(631)이 제2캠면(651)을 따라 회전하면서 미끄러지는 운동을 하여 결국 전방쪽으로 이동이 가능하도록 되어 있다.

한편, 요크 플러그(650)는 토션 스프링(640)을 지지하여 서포트 캠(630)에 압력을 가하면서 기어박스(130)의 실린더(250)에 결합되는데, 요크 플러그(650)의 외주면에는 나사산과 골이 형성된 나사부가 구비되어 있어서 이와 치합하는 나사산과 골이 형성된 기어박스(130)와 나사 결합하도록 되어 있다.

이러한 요크 플러그(650)는 전방면의 외곽부에 서포트 캠(630)의 제1캠면(631)과 면접촉되며 결합되는 제2캠면(651)이 형성되어 있고, 전방면의 중심부에는 직경이 축소되어 형성되는 스프링 삽입홈(659)이 구비되어 있다.

스프링 삽입홈(659)의 후방면에는 관통홀(657)이 형성되어 있고, 스프링 삽입홈(659)의 내주면에는 일측을 절개한 제2스프링 걸림턱(655)이 형성되어 있어서 토션 스프링(640)이 스프링 삽입홈(659)에 안착 결합된다.

또한, 요크 플러그(650)의 후방면에는 후방으로 돌출 형성되어 체결공구에 삽입되는 공구 결합부(665)가 구비되어 있어서, 요크 플러그(650)의 조립을 용이하게 하도록 되어 있다.

토션 스프링(640)은 체결보스(635)의 외주에 삽입되어 스프링 삽입홈(659)에 안착되는데, 전방쪽 단부에 형성된 제1지지부(641)는 서포트 캠(630)의 제1스프링 걸림턱(637)에 지지되고 후방쪽 단부에 형성된 제2지지부(643)는 제2스프링 걸림턱(655)에 지지되며 결합된다.

이러한 랙바(140) 지지장치 중 서포트 캠(630)과 요크 플러그(650)는 이들 내측에 결합된 토션 스프링(640)에 토션력이 발생되도록 가조립 너트(660)에 의해 결합된다.

그리고, 서포트 캠(630)의 체결보스(635)는 가조립 너트(660)에 압입되어 결합되는데, 체결보스(635)의 외주면에 나사부를 형성하여 요크 플러그(650)의 관통홀(657)을 관통시킨 후 가조립 너트(660)와 나사 결합되도록 결합할 수도 있다.

즉, 토션 스프링(640)에 토션력이 발생되지 않은 자유로운 상태에서 토션 스프링(640)의 제1지지부(641)와 제2지지부(643)를 제1스프링 걸림턱(637)과 제2스프링 걸림턱(655)에 각각 삽입하고 서포트 캠(630)의 체결보스(635)를 요크 플러그(650)의 관통홀(657)에 관통시킨 상태에서, 제1캠면(631)과 제2캠면(651)을 접촉시켜 토션 스프링(640)에 토션력을 가하며 회전시켜, 제1캠면(631)의 제1광폭부(633)와 제2캠면(651)의 제2광폭부(653)가 맞닿은 시점에서 체결보스(635)를 요크 플러그(650)의 후방에서 가조립 너트(660)로 체결하게 된다.

이렇게 가조립 너트(660)로 체결된 서포트 캠(630)과 요크 플러그(650)는 가조립 너트(660)의 체결력에 의해 토션 스프링(640)의 탄성 회전 복원력이 상쇄되어 제1광폭부(633)와 제2광폭부(653)가 맞닿은 상태로 기어박스(130)의 실린더(250)에 삽입되어 체결된다.

이렇게 기어박스(130)의 실린더(250)에 체결된 상태에서 가조립 너트(660)를 풀어 제거하면 이때부터 토션 스프링(640)의 탄성 회전 복원력이 발생되어 서포트 캠(630)의 제1캠면(631)이 요크 플러그(650)의 제2캠면(651)을 타고 회전하면서 전방으로 이동되어 유격보상 탄성체(620) 또는 서포트 요크(610)를 지지하게 되는 것이다.

또한, 서포트 요크(610)의 지지면(615)과 서포트 캠(630)의 전방면 사이에는 도 4에서 설명한 바와 같은 유격 조정 장치(400)가 장착된다.

유격 조정 장치(400)는 전술한 바와 같이, 평판부(411)와 탄성부재 장착돌기(412) 및 조정부재 장착 돌기(413)를 가지는 가이드 부재(410)와, 상기 탄성부재 장착 돌기(413) 주위에 장착되는 탄성부재(420)와, 환형상으로서 중앙에 조정부재 장착돌기가 관통하는 관통홀(431)을 구비하고 일측에는 상기 탄성부재 장착돌기의 직경보다 크게 형성된 제1수용홈(432)를 구비하고 타측에는 조정부재를 수용하는 제2수용홈(433)를 구비한 패드부재(430) 및 상기 조정부재 장착돌기(413)에 장착되어 요구되는 컴플라이언스 크기만큼 장착 위치가 결정되는 고정부재(440)로 구성되며 중복을 피하기 위하여 상세한 설명은 생략한다.

위와 같은 조립 과정에서 원하는 컴플라이언스 값이 있는 경우, 전술한 바와 같이 유격 조정 장치(400)의 조정부재(440)를 조절하여 원하는 컴플라이언스 영역으로 조정한 후 서포트 요크(610)와 서포트 캠(630) 사이에 상기 유격 조정 장치(400)를 삽입하는 것이다.

이러한 유격 조정 장치를 이용하면, 차종 및 조립 상태마다 상이한 초기 유격 또는 컴플라이언스 영역의 크기에 따라 탄성체로서의 유격 조정장치의 컴플라이언스 값을 적절히 조정할 수 있다는 효과가 있다.

따라서, 자동차의 주행 내구시 랙바와 서포트 요크와의 마모로 유격이 증대되어 발생되는 래틀 노이즈를 방지할 수 있고, 내구 진행 후에도 랙바와 서포트 요크와의 일정한 유격을 유지하여 안정된 조향력을 전달할 수 있는 효과가 있다.

이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.

또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (12)

1. 서포트 요크 및 캠구조 사이에서 초기 유격 또는 컴플라이언스 영역을 조정하는 장치로서,
   평판부와 탄성부재 장착돌기 및 조정부재 장착 돌기가 형성된 가이드 부재;
   상기 탄성부재 장착 돌기 주위에 장착되는 탄성부재;
   중앙에 조정부재 장착돌기가 관통하는 관통홀을 구비하고 일측에는 상기 탄성부재 장착돌기의 직경보다 크게 형성된 제1수용홈를 구비하고 타측에는 조정부재를 수용하는 제2수용홈를 구비한 패드부재; 및,
   상기 조정부재 장착돌기에 장착되어 요구되는 컴플라이언스 크기에 따라 장착 위치가 결정되는 조정부재;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 유격 조정 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 조정부재는 너트이며, 조립시 상기 너트를 최대한 나사 진행시켜 컴플라이언스를 0으로 하고, 요구되는 컴플라이언스 크기까지 나사 후퇴시킨 후 상기 조정부재 장착돌기와 고정되는 것을 특징으로 하는 유격 조정 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 조정부재는 상기 조정부재 장착돌기에 압입 장착되는 구조로서, 조립시 상기 조정부재를 최대한 진행시켜 컴플라이언스를 0으로 한 후, 요구되는 컴플라이언스 크기까지 조정부재를 후퇴시키는 것을 특징으로 하는 유격 조정 장치.
4. 제2항에 있어서,
   상기 조정부재가 요구되는 컴플라이언스 크기까지 후퇴된 후 상기 조정부재 장착돌기과 고정될 때, 셀프 락킹(Self-Locking) 기능이 있는 조정부재를 이용하거나, 조정된 후에 조정부재의 나사산 일부를 변형시키거나 나사산에 플라스틱류를 삽입하여 풀림 토크를 증가시키는 것을 특징으로 하는 유격 조정 장치.
5. 랙바를 지지하는 서포트 요크;
   제1캠면이 형성된 서포트 캠
   상기 제1캠면에 대응되는 제2캠면이 형성된 요크 플러그;
   상기 요크 플러그의 스프링 삽입홈에 삽입되어 서포트 캠을 전방으로 지지하는 토션 스프링;
   상기 서포트 요크와 서포트 캠(630)의 일면 사이에 배치되는 유격 조정 장치를 포함하며,
   상기 유격 조정장치는 평판부와 탄성부재 장착돌기 및 조정부재 장착 돌기가 형성된 가이드 부재;
   상기 탄성부재 장착 돌기 주위에 장착되는 탄성부재;
   중앙에 조정부재 장착돌기가 관통하는 관통홀을 구비하고 일측에는 상기 탄성부재 장착돌기의 직경보다 크게 형성된 제1수용홈를 구비하고 타측에는 조정부재를 수용하는 제2수용홈를 구비한 패드부재; 및,
   상기 조정부재 장착돌기에 장착되어 요구되는 컴플라이언스 크기에 따라 장착 위치가 결정되는 조정부재;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 랙바 지지 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 조정부재는 너트이며, 조립시 상기 너트를 최대한 나사 진행시켜 컴플라이언스를 0으로 하고, 요구되는 컴플라이언스 크기까지 나사 후퇴시킨 후 상기 조정부재 장착돌기와 고정되는 것을 특징으로 하는 랙바 지지 장치.
7. 제5항에 있어서,
   상기 조정부재는 상기 조정부재 장착돌기에 압입 장착되는 구조로서, 조립시 상기 조정부재를 최대한 진행시켜 컴플라이언스를 0으로 한 후, 요구되는 컴플라이언스 크기까지 조정부재를 후퇴시키는 것을 특징으로 하는 랙바 지지 장치.
8. 제6항에 있어서,
   상기 조정부재가 요구되는 컴플라이언스 크기까지 후퇴된 후 상기 조정부재 장착돌기과 고정될 때, 셀프 락킹(Self-Locking) 기능이 있는 조정부재를 이용하거나, 조정된 후에 조정부재의 나사산 일부를 변형시키거나 나사산에 플라스틱류를 삽입하여 풀림 토크를 증가시키는 것을 특징으로 하는 랙바 지지 장치.
9. 랙바를 지지하는 서포트 요크;
   제1캠면이 형성된 서포트 캠;
   상기 제1캠면에 대응되는 제2캠면이 형성된 요크 플러그;
   상기 요크 플러그의 스프링 삽입홈에 삽입되어 서포트 캠을 전방으로 지지하는 토션 스프링;
   상기 서포트 요크와 서포트 캠(630)의 일면 사이에 배치되되, 평판부와 탄성부재 장착돌기 및 조정부재 장착 돌기가 형성된 가이드 부재와, 상기 탄성부재 장착 돌기 주위에 장착되는 탄성부재와, 중앙에 조정부재 장착돌기가 관통하는 관통홀을 구비하고 일측에는 상기 탄성부재 장착돌기의 직경보다 크게 형성된 제1수용홈를 구비하고 타측에는 조정부재를 수용하는 제2수용홈를 구비한 패드부재와, 상기 조정부재 장착돌기에 장착되어 요구되는 컴플라이언스 크기에 따라 장착 위치가 결정되는 조정부재를 포함하는 유격 조정 장치;
   를 포함하는 랙바 지지 장치가 구비된 자동차 조향장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 조정부재는 너트이며, 조립시 상기 너트를 최대한 나사 진행시켜 컴플라이언스를 0으로 하고, 요구되는 컴플라이언스 크기까지 나사 후퇴시킨 후 상기 조정부재 장착돌기와 고정되는 것을 특징으로 하는 자동차 조향장치.
11. 제9항에 있어서,
    상기 조정부재는 상기 조정부재 장착돌기에 압입 장착되는 구조로서, 조립시 상기 조정부재를 최대한 진행시켜 컴플라이언스를 0으로 한 후, 요구되는 컴플라이언스 크기까지 조정부재를 후퇴시키는 것을 특징으로 하는 자동차 조향장치.
12. 제10항에 있어서,
    상기 조정부재가 요구되는 컴플라이언스 크기까지 후퇴된 후 상기 조정부재 장착돌기과 고정될 때, 셀프 락킹(Self-Locking) 기능이 있는 조정부재를 이용하거나, 조정된 후에 조정부재의 나사산 일부를 변형시키거나 나사산에 플라스틱류를 삽입하여 풀림 토크를 증가시키는 것을 특징으로 하는 자동차 조향장치.

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