핸들의 움직임을 앞바퀴 축의 각도 변화로 전환시켜주는 부품을 스티어링 기어라고 하고, 그 중 웜기어를 사용하는 방식에 대해 알아보겠습니다.
웜
나사처럼 나션형으로 홈이 파져 있있는 축을 웜이라고 하고, 단단한 금속으로 제작, 하며 웜이 회전하며 동력을 전달,
웜휠
그와 맞물려 회전하는 톱니기어를 웜휠 또는 헬리켈 기어라고 합니다. 상대적으로 부드러운 금속으로 제작합니다. 이유는 웜휠의 톱니수가 웜보다 많으므로 웜휠의 성질을 부드럽게 하여 마찰을 줄이기 위함입니다.
각기 다른 톱니의 방향으로 움직임을 변환시켜주는 방식이며 직관적이고 효율적이고 소음이 적지만 열이 발생하기 쉬운 단점이 있습니다.
부품의 수명은 차량이 수명을 다할때 까지 교체하지 않는 경우가 대부분이지만 운전 습관과, 환경에 따라 균열이 생기거나 내부의 오일이 누출되는 경우가 있으며, 핸들 감각이 헐거워지거나 과도하게 움직인다면 점검이 필요합니다.
웜앤섹터(Worm and Sector) 기어
핸들축과 연결된 웜과 부채꼴 모양의 섹터기어를 맞물려 작동시키는 기어장치입니다. 위 그림에서 녹색이 섹터기어와 축입니다. 그 축을 핏맨암이라고 합니다.
웜의 회전에 의하여 섹터기어와 그 축을 좌우로 움직이는 구조로 되어 있습니다. 즉, 회전운동을 직선운동으로 변환시켜줍니다.
조향 기어의 가장 기본적인 형식이며 구조와 취급이 간단하고 부피가 적고, 좁은 공간에도 장착이 가능하지만 핸들의 조작이 무거운 단점이 있습니다.
이 웜기어 방식의 역사는 놀랍게도 기원전 3세기 문헌에 등장하며, 기중기나 도르래에 적용해서 사용했다고 합니다. 차량에 적용된 시기는 1930년대 부터 시작됐으며 오늘날에도 대형차량이나 트럭에 사용되고 있습니다.
내부의 기어가 마모되는 경우는 거의 없지만 문제가 생기면, 기어사이에 유격이 생기거나 소음이 발생하며, 핸들의 움직임에 이상이 생깁니다. 이럴 경우 새로운 기어박스로 교체해줍니다.
웜앤롤러(Worm and Roller) 기어
웜앤섹터 방식과 비슷하지만, 섹터기어 대신 회전이 가능한 롤러를 사용하는 점이 특징입니다.
롤러가 회전하면서 움직임을 변환시켜주기 때문에 접촉면의 저항이 적기 때문에 적은 힘으로도 조향이 가능하며, 핸들 조작의 반응이 빠르고 경쾌한 특징이 있습니다.
운동의 방향을 전환시켜주는 두 기어간에 직접적인 마찰이 없다는 점에선 재순환볼 방식과 동일한 원리입니다.
재순환볼 기어 방식에 관한 자세한 사항은 다음 링크를 참고하세요.
재순환볼 스티어링/조향 기어( Recirculating-ball steering)
핸들의 움직임을 앞바퀴 축의 각도 변화로 전환시켜주는 부품을 스티어링 기어라고 하고, 그 중 재순환볼 스티어링 기어 방식에 대해서 알아보겠습니다. 원리 한 쪽 축의 움직임을 다른 축에 전
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웜크랭크핀(Worm Crank Pin) 기어
핸들축이 연결된 웜이 회전하면 맞물린 크랭크에 움직임이 전달되며 운동 방향을 전환시켜주는 방식입니다.
크랭크는 자전거에 페달에도 사용하며 그 모양과 기능은 동일합니다.
크랭크와 웜의 사이에는 작은 핀을 연결해서 이 방식을 웜크랭크핀 기어라고 하며, 핀이 회전하는 방식과 고정된 방식, 그리고 핀을 두개 사용하는 설계도 있습니다.
구조가 간단하며 부품의 생산이 쉽고, 접촉면의 조정이 쉬운반면, 마찰에 따라 핀의 소모가 빠른 편입니다.
관리 및 유지보수
파워스티어링 오일은 항상 적정량을 유지도록 보충해주고, 교체 주기에 맞춰서 새로운 오일로 교환해줍니다.
고장 증상
핸들을 돌릴때 소음이 발생하거나, 핸들이 뻑뻑해지고 더디게 움직이거나 움직임 이상으로 많이 꺾이는 경우 등 평소와 다른 다양한 증상이 나타날수있습니다. 하지만 스티어링에는 다른 부품에도 문제가 생길 경우 비슷한 증상이 나타날수있습니다. 정확한 문제를 확인후 해당 부품의 수리 및 교체를 하시기 바랍니다.