자동차 스티어링 디자인의 종류중 랙 엔드 피니언[Rack and pinion]에 대해서 ..

위의 그림은 rack and pinion 방식의 스티어링 시스템                       위의 그림은 pitman arm 방식의 스티어링 시스템

Rack and pinion에 대해서 들어본적 있으신가요? 보통 오무기어,웜기어 라고 하는 것이 바로 그것.
핸들의 조향에 관련하여 궁금증을 가져보셨다면..한번쯤 들어보셨을 단어..랙 엔드 피니언...그리고 피트만 암..
요즘은 거의 대부분의 차량에 랙 엔드 피니언 방법이 사용되므로 이것에 대해서 간략하게 설명을 들여 보려고 합니다.

자동차의 핸들[steering wheel]을 돌리게 되면 컬럼샤프트 라는 것이 핸들과 웜기어를 연결 합니다.
이때 한가지 궁금한것이 생기는데,. 바로 핸들을 돌렸을때 어떠한 방식으로 좌-우의 바퀴가 조향이 되는가...바로 이것이지요.
요컨데 핸들에서 수직으로 뻗어나간 샤프트가 어떻게 수평방향으로 장착된 바퀴를 좌~우로 조향을 하게 될까요 ?

그것은 바로 웜기어 내부 구조 덕분 입니다.
좌측의 그림은 랙 엔드 피니언 방식의 웜 기어 내부 그림 입니다.
그림으로 되어있으니 설명이 상당히 쉽습니다.^^;

핸들을 돌릴만큼 스티어링 휠과 연결된 사프트가 회전하면서
Rack의 기어 이빨 부분을 좌-우로 이동시키게 되는데
이를토대로 핸들이 좌-우로 조향이 되는것 이죠.

가끔 경기용 자동차들에게서 스티어링 비율에 대해서 튜닝을
하거나,..전용의 제품이 나오는데.
좌측그림을 보면 피니언 기어의 비율이 바뀌면 가능하다는것을
알수 있으실 겁니다...^^;

pitman arm방식의 경우는 rack and pinion에 비해서
다소 복합한 네가지의 방식이 주로 쓰이고 있습니다.
Worm and sector,Worm and roller,Cam and lever
Worm and nut or recirculating ball.. 이상 네가지..ㅋ

좌측의 그림은 너클,로워암[steering arm],타이로드의 그림 입니다.
너클은 사진 맨좌측의 가장 색상이 진한 부분이며...
서스펜션 방식에 따라 다르긴 하지만 .
보통 서스펜션의 댐퍼,허브[휠 장착에 필요한 부분],어퍼&로워암과 연결되며

타이로드 라는 부분을 통해 웜기어와 연결되어 [타이로드 부분이 밀거나 당김]
왼쪽 녹색 동그라미 부분을 기준으로 좌-우로 회전하여 바퀴가 조향이 됩니다.
또한 타이로드 의 길이를 조정할수 있게 되어 있는데[타이로드 본체좌우 너트]
이를 통하여 핸들이 한쪽으로 치우쳐 있을때나 얼라이먼트 토[toe]값을 수정.

좌측 사진에 빨간색 네모를 그린 부분은.
타이로드 엔드 볼[공업사에서는 흔히 "엔도볼"]이라 불리는 부분인데.
내부에 그리스가 충진된 일종의 베어링 입니다, 핸들링이 불안하거나 떨릴때
점검하여 교체 해주면 저렴한 비용에 큰 효과를 내기도 하니 참고를..^^;

참고로 핸들을 조작하고 차가 실제로 조향이 되려면 .
핸들 조작-컬럼샤프트-웜기어-타이로드-너클의 방향 변경[휠 타이어 일체]순서대로 동작이 진행되어 차량이 방향전환을 할수 있게 됩니다.
대충 이정도면...랙 엔드 피니언에 대한 설명이 될거 같습니다.

타이로드 부분은 얼라이먼트에 대해서 설명을 할때 다시한번 거론할것인데,.. 음....암튼 나중에..ㅋ