KR101349414B1 - Support structure for rack bar of steering shaft - Google Patents
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Abstract
본 발명은 스티어링 샤프트의 랙바 지지 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 래틀 소음을 억제함과 동시에 조타감을 향상시킬 수 있는 스티어링 샤프트의 랙바 지지구조에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 하우징 내에서 스티어링 샤프트의 피니언과 치합되어 길이 방향으로 이동하는 랙바, 상기 랙바를 중심으로 상기 스티어링 샤프트의 길이 방향을 따라 상측에 형성되는 제1 지지 부재, 상기 랙바를 중심으로 상기 스티어링 샤프트의 길이 방향을 따라 하측에 형성되고 상기 스티어링 샤프트의 회전을 지지하도록 형성되는 제2 지지 부재, 상기 제1 지지 부재의 외주면을 감싸도록 형성되는 제1 부시, 상기 제2 지지 부재의 외주면 일부를 감싸도록 형성되는 제2 부시, 상기 제2 부시의 반대측에 형성되고, 상기 스티어링 샤프트의 외주면을 상기 제2 부시 측으로 탄성 지지하는 탄성 부재, 상기 하우징의 일측에 개구부를 갖도록 돌출 형성되는 요크 하우징, 상기 요크 하우징의 개구부를 폐쇄하는 요크 플러그 및
상기 요크 플러그에 의해 탄성 부재의 일단이 지지되고 상기 탄성부재의 타단에 의해 가해지는 탄성력을 공급받는 슬라이더를 포함하고, 상기 슬라이더가 상기 제2 지지 부재의 외주면에 밀착한 상태로 상기 스티어링 샤프트를 상기 랙 바 측으로 지속적인 압력을 가하는 것을 특징으로 하는 스티어링 샤프트의 랙바 지지 구조를 제공한다.The present invention relates to a rack bar support structure of the steering shaft, and more particularly, to a rack bar support structure of the steering shaft that can suppress the rattle noise and improve the steering feeling.
To this end, the present invention is a rack bar that is engaged with the pinion of the steering shaft in the housing to move in the longitudinal direction, the first support member formed on the upper side along the longitudinal direction of the steering shaft around the rack bar, the rack bar A second support member formed below the steering shaft along a length direction of the steering shaft and formed to support rotation of the steering shaft, a first bush formed to surround an outer circumferential surface of the first support member, and an outer circumferential surface of the second support member A second bush is formed to surround a portion, formed on the opposite side of the second bush, an elastic member for elastically supporting the outer peripheral surface of the steering shaft to the second bush side, the yoke housing protruding to have an opening on one side of the housing Yoke plug for closing the opening of the yoke housing and
One end of the elastic member is supported by the yoke plug and includes a slider supplied with an elastic force applied by the other end of the elastic member, the steering shaft is in close contact with the outer peripheral surface of the second support member It provides a rack bar support structure of a steering shaft which is characterized by constant pressure on the rack bar side.
Description
본 발명은 스티어링 샤프트의 랙바 지지 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 래틀 소음을 억제함과 동시에 조타감을 향상시킬 수 있는 스티어링 샤프트의 랙바 지지구조에 관한 것이다.The present invention relates to a rack bar support structure of the steering shaft, and more particularly, to a rack bar support structure of the steering shaft that can suppress the rattle noise and improve the steering feeling.
일반적으로 차량의 스티어링 장치(조향장치)는 운전자의 스티어링 휠 조작에 따라 전륜을 조향하는 장치로서, 스티어링 휠, 스티어링 컬럼, 유니버설 조인트, 기어 박스 등을 포함하여 구성된다.In general, a steering device (steering device) of a vehicle is a device for steering a front wheel according to a driver's steering wheel operation, and includes a steering wheel, a steering column, a universal joint, a gear box, and the like.
그리고, 스티어링 휠의 회전이 더 원활하게 이루어지도록 유압식 또는 전동식 파워스티어링 장치가 추가되기도 한다.In addition, a hydraulic or electric power steering device may be added to more smoothly rotate the steering wheel.
상기 기어 박스는 스티어링 휠의 회전을 감속시키며 회전력으로 전륜과 연결된 링크 장치를 이동시키는 장치이다. 상기 기어 박스는 다양한 구조로 제작되나, 통상 승용차량에서는 웜기어 타입과 랙피니언 타입이 가장 널리 적용되고 있다.The gear box is a device that slows the rotation of the steering wheel and moves the link device connected to the front wheel with the rotational force. The gear box is manufactured in various structures, but the worm gear type and the rack pinion type are most widely used in a passenger vehicle.
특히, 랙피니언 방식의 기어 박스는 링크 기구 및 조인트 수가 상대적으로 적고 소형 경량화 할 수 있는 장점이 있어서 승용차량에서 널리 사용되고 있다.In particular, the rack pinion type gear box is widely used in passenger vehicles because of the relatively small number of link mechanisms and joints and the small size and light weight.
상기와 같은 랙피니언 방식은 랙바의 양끝단이 타이로드(tie rod)와 연결되어 전륜의 너클을 회전시키도록 구성되되, 스티어링 휠의 조작에 따라 스티어링 컬럼과 연결되어 회전하는 스티어링 샤프트의 끝단에 피니언 기어를 형성하고, 상기 샤프트와 수직으로 배치된 랙바가 피니언 기어에 치합되도록 구성된다.The rack pinion method as described above is configured so that both ends of the rack bar are connected with a tie rod to rotate the knuckles of the front wheels, and the pinion is connected to the steering column in response to the steering wheel to rotate the pinion at the end of the steering shaft. A gear bar is formed, and the rack bar disposed perpendicular to the shaft is configured to engage the pinion gear.
그리고, 랙바의 기어치(gear tooth)와 피니언 기어의 치(tooth) 사이의 간격을 일정하게 형성하기 위해서 랙바의 일측으로 기어 박스에는 서포트 요크가 내장된다. 즉, 종래의 서포트 요크는 랙바와 맞닿는 면에 요크 시트를 부착하고 타측면에 스프링이 부설된 구조로서, 스프링의 탄성을 이용하여 일정한 치간격을 유지시켜 운전자에게 일정한 조타감을 제공한다.A support yoke is built into the gear box on one side of the rack bar to form a constant gap between the gear teeth of the rack bar and the tooth of the pinion gear. That is, the conventional support yoke is a structure in which the yoke sheet is attached to the surface in contact with the rack bar and the spring is attached to the other side, and maintains a constant tooth spacing by using the elasticity of the spring to provide a constant steering feeling to the driver.
하지만, 상기와 같은 구조의 서포트 요크는 비포장 도로 등 험로를 주행할 때 서포터 요크와 스티어링 기어 하우징 또는 서포터 요크 뒷면의 스토퍼와의 충격으로 래틀 소음을 유발시키는 문제점이 있다.However, the support yoke of the structure described above has a problem of causing rattle noise when the supporter yoke and the steering gear housing or the stopper on the back of the supporter yoke are impacted when driving on a rough road such as an unpaved road.
상기와 같은 래틀 소음을 최소화하기 위하여 서포트 요크 측면과 배면에 오링을 각각 추가하여 충격을 차단하기도 하지만, 마찰력 증가에 따라 스티어링 휠의 복원 성능이 저하되며, 이러한 마찰력은 랙바와 요크 시트 간의 마모를 유발시키며, 스프링의 강성을 저하시키게 된다.In order to minimize the rattle noise as described above, the support yoke is added to the side and the rear of the support yoke, respectively, to block the impact. However, as the frictional force increases, the restoring performance of the steering wheel is degraded. This reduces the rigidity of the spring.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 스티어링 기어에서 래틀 소음을 최소화함과 동시에 스티어링 휠의 복원 성능을 향상시키는데 있다.Accordingly, the present invention was created to solve the above problems, and an object of the present invention is to minimize the rattle noise in the steering gear and at the same time improve the restoration performance of the steering wheel.
본 발명의 다른 목적은 랙바 요동에 의한 좌우 지오메트리 차이를 최소화할 수 있는 스티어링 샤프트의 랙바 지지 구조를 제공하는데 있다.
Another object of the present invention to provide a rack bar support structure of the steering shaft that can minimize the left and right geometry difference due to rack bar swing.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 스티어링 샤프트의 랙바 지지 구조는 하우징 내에서 스티어링 샤프트의 피니언과 치합되어 길이 방향으로 이동하는 랙바, 상기 랙바를 중심으로 상기 스티어링 샤프트의 길이 방향을 따라 상측에 형성되는 제1 지지 부재, 상기 랙바를 중심으로 상기 스티어링 샤프트의 길이 방향을 따라 하측에 형성되고 상기 스티어링 샤프트의 회전을 지지하도록 형성되는 제2 지지 부재, 상기 제1 지지 부재의 외주면을 감싸도록 형성되는 제1 부시, 상기 제2 지지 부재의 외주면 일부를 감싸도록 형성되는 제2 부시, 상기 제2 부시의 반대측에 형성되고, 상기 스티어링 샤프트의 외주면을 상기 제2 부시 측으로 탄성 지지하는 탄성 부재, 상기 하우징의 일측에 개구부를 갖도록 돌출 형성되는 요크 하우징, 상기 요크 하우징의 개구부를 폐쇄하는 요크 플러그 및
상기 요크 플러그에 의해 탄성 부재의 일단이 지지되고 상기 탄성부재의 타단에 의해 가해지는 탄성력을 공급받는 슬라이더를 포함하고, 상기 슬라이더가 상기 제2 지지 부재의 외주면에 밀착한 상태로 상기 스티어링 샤프트를 상기 랙 바 측으로 지속적인 압력을 가하는 것을 특징으로 한다.Rack bar support structure of the steering shaft according to an embodiment of the present invention for achieving this object is a rack bar engaged with the pinion of the steering shaft in the housing to move in the longitudinal direction, along the longitudinal direction of the steering shaft around the rack bar A first support member formed at an upper side, a second support member formed at a lower side along a longitudinal direction of the steering shaft about the rack bar, and formed to support rotation of the steering shaft, and surrounding an outer circumferential surface of the first support member A second bush formed to surround a part of an outer circumferential surface of the second support member, an elastic member formed on an opposite side of the second bush, and elastically supporting an outer circumferential surface of the steering shaft to the second bush side. A yoke housing protruding to have an opening at one side of the housing, the yoke Yoke plug for closing the opening of the housing and
One end of the elastic member is supported by the yoke plug and includes a slider supplied with an elastic force applied by the other end of the elastic member, the steering shaft is in close contact with the outer peripheral surface of the second support member It is characterized by the constant pressure applied to the rack bar side.
또한, 상기 제1 지지 부재는 상기 스티어링 샤프트의 외주면을 감싸도록 형성되는 구름 베어링으로 이루어지고, 상기 제1 부시는 상기 제1 지지 부재의 외주면과 상기 하우징의 내주면 사이에서 접촉하도록 배치되는 것을 특징으로 한다.The first support member may be a rolling bearing formed to surround an outer circumferential surface of the steering shaft, and the first bush may be disposed to contact between an outer circumferential surface of the first support member and an inner circumferential surface of the housing. do.
또한, 상기 제1 지지 부재는 상기 스티어링 샤프트의 외주면을 감싸도록 형성되는 틸팅 베어링으로 이루어질 수 있다.In addition, the first support member may be formed of a tilting bearing formed to surround an outer circumferential surface of the steering shaft.
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상술한 바와 같이 본 발명에 따른 스티어링 샤프트의 랙바 지지 구조에 의하면 래틀 소음을 최소화함과 동시에 조타감을 향상시킬 수 있다.As described above, according to the rack bar supporting structure of the steering shaft according to the present invention, it is possible to minimize the rattle noise and to improve the steering feeling.
또한, 랙바를 좌우에서 랙부시로 지지하므로 외력 입력 시에 랙바 요동에 의한 래틀 소음을 억제할 수 있다.In addition, since the rack bar is supported by the rack bush from the left and right, the rattle noise due to the rack bar swing can be suppressed at the time of external force input.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 스티어링 샤프트의 랙바 지지 구조를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 스티어링 샤프트의 랙바 지지 구조에 적용되는 제1, 2 지지 부재의 내부를 보인 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a rack bar support structure of a steering shaft according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a cross-sectional view showing the interior of the first and second support members applied to the rack bar support structure of the steering shaft according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 스티어링 샤프트의 랙바 지지 구조를 나타낸 단면도이다. 도 1에 도시한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 의한 스티어링 샤프트의 랙바 지지 구조는 하우징(100) 내부에서 회전되도록 설치되는 스티어링 샤프트(10), 상기 스티어링 샤프트(10)의 동축상에 형성되어 회전되는 피니언(11), 상기 피니언(11)과 치합되어 길이 방향으로 이동하는 랙바(200), 상기 랙바(200)를 중심으로 상하측에 형성되는 제1 지지 부재(301) 및 제2 지지 부재(302)를 포함한다.1 is a cross-sectional view showing a rack bar support structure of a steering shaft according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the rack bar support structure of the steering shaft according to the exemplary embodiment of the present invention is formed on the coaxial axis of the
상기 하우징(100)은 그 내부에 상기 스티어링 샤프트(10)가 삽입될 수 있도록 관통된 관 형상으로 형성될 수 있다. The
상기 피니언(11)은 운전자가 조작하는 스티어링 휠(steering wheel)의 회전력이 스티어링 샤프트(10)를 경유하여 전달받아 그 회전력에 의해 회전될 수 있다.The
그리고, 상기 랙바(200)는 막대 형상으로 길이 방향 외면에 랙 기어(201)가 형성될 수 있다. 또한, 상기 랙바(200)는 랙 기어(201)와 피니언(11)의 맞물림으로 길이 방향으로 이동 가능하도록 상기 하우징(100)에 설치될 수 있다. 여기서, 상기 스티어링 휠 어셈블리는 유압을 이용하는 공지의 파워 스티어링 기어 어셈블리로도 구현될 수 있다.In addition, the
상기 제2 부시(302b)는 제2 지지 부재(302)의 외주면과 하우징(100)의 내주면 사이접촉되도록 배치함으로써 상기 탄성 부재(410)의 탄성력에 의해 지지된 제2 지지 부재(302)가 차량의 진동으로 인해 상기 스티어링 샤프트(10)가 기울어지는 경우의 변위량을 흡수할 수 있다.
The
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 스티어링 샤프트의 랙바 지지 구조에 적용되는 제1, 2 지지 부재의 내부를 보인 단면도이다. 도 2에 도시한 바와 같이 상기 제1 지지 부재(301) 및 제2 지지 부재(302)는 각각 상기 랙바(200)를 중심으로 상하측에 위치하도록 배치될 수 있다. 여기서, 상기 제1 지지 부재(301)는 상기 스티어링 샤프트의 외주면을 감싸도록 형성되는 틸팅 베어링으로 이루어질 수 있다. 상기 틸팅 베어링은 상기 스티어링 샤프트의 길이 방향에 대하여 수직 방향으로 가해지는 힘에 대하여 소정의 유격이 가능하도록 하는 기능을 갖는 베어링을 의미한다. Figure 2 is a cross-sectional view showing the interior of the first and second support members applied to the rack bar support structure of the steering shaft according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the
여기서, 상기 틸팅 베어링 대신 통상적으로 사용되는 구름 베어링을 적용하고, 상기 구름 베어링의 외주면에는 상기 하우징(100)의 내주면 사이에서 접촉하는 제1 부시(301a)가 개재되도록 할 수 있다. 즉, 상기 제1 지지 부재(301)가 상기 스티어링 샤프트(10)의 회전을 지지함과 동시에 상기 스티어링 샤프트(10)가 소정 각도로 기울어지는 경우 상기 제1 부시(301a)가 탄성 변형을 일으키면서 상기 스티어링 샤프트(10)의 외주면을 지지하게 된다. 즉, 상기 제1 지지 부재(301)는 상기 제1 부시(301a)에 의해 고정되어 있으므로 상기 스티어링 샤프트(10)는 좁은 영역 내에서 움직일 수 있도록 한다. 여기서, 상기 제1 부시(301a)는 오링 형상으로 형성될 수 있으며, 고무 또는 테플론(Teflon) 재질로 형성될 수도 있다.
Here, instead of the tilting bearing, a rolling bearing commonly used may be applied, and an outer circumferential surface of the rolling bearing may be provided with a
한편, 상기 제2 지지 부재(302)는 회전을 지지하기 위한 베어링으로 이루어질 수 있고, 상기 베어링의 외주면 일부를 감싸는 제2 부시(302b)가 형성된다. 여기서, 상기 스티어링 샤프트(10)를 중심으로 상기 제2 부시(302b)의 반대측에는 상기 스티어링 샤프트의 외주면을 상기 제2 지지 부재(302)측으로 탄성 지지하는 탄성 부재(410)가 형성된다. 상기 탄성 부재(410)는 양방향으로만 왕복운동되는 슬라이더(400)를 탄성 지지하도록 설치된다. 따라서, 상기 스티어링 샤프트(10)가 소정 각도로 기울어지면 상기 제2 지지 부재(302)가 상기 슬라이더(400)를 밀게 되며, 상기 슬라이더(400)는 상기 탄성 부재(410)에 의해 탄성 지지되므로 상기 제2 탄성 부재(410)의 변위량을 흡수하게 된다. 즉, 상기와 같이 제2 지지 부재(302)의 일측은 제2 부시(302b)에 의해 지지됨과 동시에 타측은 탄성 부재(410)에 의해 탄성 지지되므로 상시 랙바(200) 측으로 힘을 가함으로써 피니언(11)과 랙 기어(201)를 접촉하도록 하여 백래쉬(back lash) 발생을 방지하게 된다.On the other hand, the
아울러, 종래와 같이 외력에 직접 영향을 받는 랙바 대신 피니언(11)을 이용하여 백래쉬를 제어하므로 보다 작은 하중으로도 지지가 가능한 효과를 갖는다. 또한, 상기 제1 지지 부재(301) 및 제2 지지 부재(302)를 이용하여 랙바(200)의 지지 하중을 분산시킬 수 있으므로 산포 축소가 가능해진다.
In addition, since the backlash is controlled using the
또한, 상기 제2 지지 부재(302)는 별도로 구비되는 요크 플러그(420)에 의해 상기 하우징(100) 내에 고정될 수 있다. 여기서, 상기 하우징(100)으로부터 외측으로 개구부를 갖는 요크 하우징(101)이 돌출 형성될 수 있다. 아울러, 상기 요크 플러그(420)는 상기 탄성 부재(410)의 일단을 고정함과 동시에 상기 요크 하우징(101)의 개구부를 밀폐하도록 한다. 즉, 상기 하우징(100) 내에 삽입된 제2 지지 부재(302)의 이탈을 방지하는 동시에 요크 하우징(101)을 통해 하우징(100) 내로 이물질이 침입하는 것을 방지하게 된다. 그리고, 상기 요크 플러그(420)는 원판 형상으로 형성되고, 그 둘레에 나사산이 형성될 수 있으며, 상기 요크 하우징(100)에도 나사산을 형성하여 요크 플러그(420)와 요크 하우징(100)이 서로 나사 결합하는 형태로 결합되거나 압입되도록 결합할 수 있다.In addition, the
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, And all changes to the scope that are deemed to be valid.
10: 스티어링 샤프트
11: 피니언
100: 하우징
101: 요크 하우징
200: 랙바
301: 제1 지지 부재
301a: 제1 부시
302: 제2 지지 부재
302b: 제2 부시
400: 슬라이더
410: 탄성 부재
420: 요크 플러그10: steering shaft
11: pinion
100: Housing
101: yoke housing
200: rack bar
301: first support member
301a: first bush
302: second support member
302b: second bush
400: slider
410: elastic member
420: yoke plug
Claims (6)
상기 랙바를 중심으로 상기 스티어링 샤프트의 길이 방향을 따라 상측에 형성되는 제1 지지 부재;
상기 랙바를 중심으로 상기 스티어링 샤프트의 길이 방향을 따라 하측에 형성되고 상기 스티어링 샤프트의 회전을 지지하도록 형성되는 제2 지지 부재;
상기 제1 지지 부재의 외주면을 감싸도록 형성되는 제1 부시;
상기 제2 지지 부재의 외주면 일부를 감싸도록 형성되는 제2 부시;
상기 제2 부시의 반대측에 형성되고, 상기 스티어링 샤프트의 외주면을 상기 제2 부시 측으로 탄성 지지하는 탄성 부재;
상기 하우징의 일측에 개구부를 갖도록 돌출 형성되는 요크 하우징;
상기 요크 하우징의 개구부를 폐쇄하는 요크 플러그; 및
상기 요크 플러그에 의해 탄성 부재의 일단이 지지되고 상기 탄성부재의 타단에 의해 가해지는 탄성력을 공급받는 슬라이더를 포함하고,
상기 슬라이더가 상기 제2 지지 부재의 외주면에 밀착한 상태로 상기 스티어링 샤프트를 상기 랙 바 측으로 지속적인 압력을 가하는 것을 특징으로 하는 스티어링 샤프트의 랙바 지지 구조.A rack bar engaged with the pinion of the steering shaft in the housing and moving in the longitudinal direction;
A first support member formed on an upper side of the steering bar along a longitudinal direction of the steering shaft;
A second support member formed below the rack bar along a longitudinal direction of the steering shaft and configured to support rotation of the steering shaft;
A first bush formed to surround an outer circumferential surface of the first support member;
A second bush formed to surround a portion of an outer circumferential surface of the second support member;
An elastic member formed on an opposite side of the second bush and elastically supporting an outer circumferential surface of the steering shaft toward the second bush;
A yoke housing protruding to have an opening at one side of the housing;
A yoke plug for closing an opening of the yoke housing; And
One end of the elastic member is supported by the yoke plug and includes a slider supplied with an elastic force applied by the other end of the elastic member,
The rack bar supporting structure of the steering shaft characterized by the continuous pressure on the steering shaft toward the rack bar while the slider is in close contact with the outer peripheral surface of the second support member.
상기 제1 지지 부재는 상기 스티어링 샤프트의 외주면을 감싸도록 형성되는 구름 베어링으로 이루어지고, 상기 제1 부시는 상기 제1 지지 부재의 외주면과 상기 하우징의 내주면 사이에서 접촉하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 스티어링 샤프트의 랙바 지지 구조.The method of claim 1,
The first support member is made of a rolling bearing formed to surround the outer circumferential surface of the steering shaft, wherein the first bush is arranged to contact between the outer circumferential surface of the first support member and the inner circumferential surface of the housing Rackbar support structure of the shaft.
상기 제1 지지 부재는 상기 스티어링 샤프트의 외주면을 감싸도록 형성되는 틸팅 베어링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스티어링 샤프트의 랙바 지지 구조.The method of claim 1,
The first support member is a rack bar support structure of a steering shaft, characterized in that the tilting bearing formed to surround the outer peripheral surface of the steering shaft.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
KR1020120069532A KR101349414B1 (en) | 2012-06-28 | 2012-06-28 | Support structure for rack bar of steering shaft |
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Patent Citations (4)
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---|---|---|---|---|
JPS61186676U (en) * | 1985-05-15 | 1986-11-20 | ||
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KR20110048174A (en) * | 2009-11-02 | 2011-05-11 | 현대자동차주식회사 | Noise Reducing Structure for Motor Driven Power Steering |
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