KR0146778B1 - 바이패스회로를 구비한 파워스티어링 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 바이패스회로를 구비한 파워스티어링 장치(10)에 관한 것으로, 스티어링 휠의 조작방향에 따라 랙 샤프트(19)와 일체로 형성된 랙 피스톤(18)의 일측방향으로 작동유가 공급되므로서 스티어링 휠의 조작이 용이하게 이루어지도록 한 파워스티어링 장치에 있어서, 파워실린더(5) 일측의 온-센터구간(

Description

바이패스회로를 구비한 파워스티어링 장치

제1도는 파워스티어링 장치의 개략 구조도.

제2도는 차속과 랙이동거리간의 관계를 도시한 도표.

제3도는 본 발명의 단면도.

제4도의 (a)도 및 (b)도는 본 발명의 작동 예시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

5 : 파워 실린더 7 : 바이패스회로

18 : 랙 피스톤 19 : 랙 샤프트

ℓ : 온-센터(on-center)구간

본 발명은 바이패스회로를 구비한 파워스티어링 장치에 관한 것으로, 상세하게는 고속주행시 파워실린더에 구비한 바이패스회로를 통해 유압이 랙 피스톤의 양측으로 작용하도록 하므로써 랙 피스톤에 작용하는 좌,우의 압력차를 상쇄시켜 조향력을 무겁게 하여 조향안전성을 갖도록 한 것이다.

파워스티어링 장치는 대형차량이나 저압타이어를 장착한 차량과 같이 전륜의 접지저항이 과다하여 신속한 조향이 곤란한 차량의 조향조작력을 유압에 의해 보조하도록 하므로써 스티어링 휠의 조작이 가볍고 원활하게 이루어질 수 있도록 한 장치로, 근래에는 조향의 편의를 위해 대형차량이나 저압타이어를 장착한 차량외에 소형의 승용차에도 적용되고 있다.

상기한 파워스티어링 장치 구성은 예로써 제1도에 도시한 바와같이, 랙(1)과 피니언(2)의 조합으로 이루어진 메뉴얼 스티어링 시스템에 오일펌프(11), 콘트롤밸브(14) 및 파워실린더(17) 장착한 것으로 이와같이 구성된 파워스티어링 장치의 작동원리를 살펴보면, 파워스티어링 장치를 구성하는 오일펌프(11)는 벨트에 의해 엔진과 연결되므로써 엔진이 작동하게 되면 오일펌프(11)는 엔진의 회전에 따라 회전하는 한편, 내부에 충진된 작동유를 토출시키게 되어 작동유는 오일펌프(11)내에 장착된 유량조절밸브의 엔진회전수 감응작용에 의해 적당한 유량으로 제어되어 호스(13)를 경유하여 콘트롤밸브(14)에 공급되는데, 이때 조향을 위해 스티어링 휠을 돌리면 피니언(2)에 연결된 콘트롤밸브(14)가 작동되고 조항방향에 따라 작동유의 회로가 형성되므로써 작동유는 A작동실 연결파이프(16)를 통해 파워 실린더(17)의 A작동실로 공급되거나, B작동실 연결파이프(15)를 통해 B작동실로 가해지게 된다.

즉, 차량의 방향을 우측으로 전환시키기 위해 스티어링 휠을 우측 방향으로 조작하면 A작동실에 작동유가 가해지는 한편, B작동실에 있던 작동유는 파이프(15), 콘트롤밸브(14) 및 호스(15)를 통해 오일리저버로 돌이오게 되므로 랙 샤프트(19)의 후측에 형성된 랙 피스톤(18)을 우측으로 이동시키므로써 스티어링 휠이 우측방향으로 용이하게 회전될 수 있도록 하며, 차량의 방향을 좌측으로 전환시키기 위해 스티어링 휠을 좌측방향으로 조작하면 작동유는 B작용실로 가해지는 한편, A작동실에 있전 작동유는 콘트롤밸브(14) 및 호스(20)를 통해 오일탱크(21)로 돌아오게 되므로 랙 피스톤(18)을 좌측으로 이동시키려는 유압에 의해 스티어링 휠은 좌측방향으로 용이하게 회전할 수 있게 된다.

한편, 상기한 바와같은 파워스티어링 장치를 구성하는 종래의 파워 실린더(17)는 랙 피스톤(18)에 의해 A작동실과 B작동실이 격리된 구조로 이루어 지므로써 작동유가 스티어링 휠의 조작방향에 따라 A작동실이나 B작동실중 일측의 작동실로만 작동하게 되는데, 이와같이 작동유가 A작동실이나 B작동실의 일측으로만 작용하게 되면 스티어링 휠의 조작이 용이하게 이루어지는 반면에, 고속주행시에도 스티어링 휠이 가볍게 조작됨에 따라 조향 안정성이 결여되어 차량의 방향전환이 급격히 이루어지므로 안전사고에 대한 우려가 따랐다.

본 발명에 의한 바이패스회로를 구비한 파워스티어링 장치는 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 고속주행중인 상태에서 스티어링 휠을 조작할 경우에는 작동유가 A작동실과 B작동실 양측으로 공급되도록 하여 작동유의 좌,우 압력차를 상쇄시켜 스티어링 휠의 조향력을 무겁게 하므로써 조향안정성을 갖도록 한 파워스티어링 장체를 제공하는데 있는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 바이패스회로를 구비한 파워스티어링 장치의 특징은, 스티어링 휠의 조작방향에 따라 랙 샤프트와 일체로 형성된 랙 피스톤의 일측방향으로 작동유가 공급되므로서 스티어링 휠의 조작이 용이하게 이루어지도록 한 파워스티어링 장치에 있어서, 파워실린더 일측의 온-센터구간으로는 랙 피스톤의 전후면이 연통되도록 바이패스회로를 구성한 것이다.

이하, 본 발명에 의한 바이패스회로를 구비한 파워스티어링 장치를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

제2도는 차속과 랙 이동거리간의 관계를 도시한 도표로서, 일반적으로 차량의 조향장치는, 주행의 예비단계로서 주차된 차량을 외부로 이탈시키거나 차량의 주행완료후 주차를 하게 되는 시속 30km이하의 저속상태에서는 급격한 차량의 방향전환을 필요로 하므로 랙 샤프트(19)가 조향전체구간(L)에 걸쳐 이동하는 상태로 사용되며, 예로써 시속 40km를 상회하는 정상적인 주행상태에서는 스티어링 휠의 급격한 조작에 따른 차량의 미끄러짐이나 전복과 같은 안전사고를 방지하기 위해 스티어링 휠의 과도한 조작을 제한하므로써 스티어링 휠의 온-센터구간(ℓ)이내의 범위내에서만 스티어링 휠을 조작하게 된다.

본 발명에 의한 바이패스회로를 구비한 파워스티어링 장치(10)는 상기한 점에 착안하여 스티어링 휠의 중립시 랙 피스톤(18)과 접하게 되는 파워 실린더(5)의 온-센터구간(ℓ)에 제3도에 도시한 바와같이, 랙 피스톤(18)의 양측이 연통되도록 바이패스회로(7)를 구성하여 스티어링 휠의 조작에 따라 A작동실이나 B작동실 중 어느 한 쪽으로 작동유가 공급될 경우 상기한 바이패스회로(7)를 통해 타측에 위치한 작동실에도 동시에 작동유가 공급되도록 하므로써 작동유의 공급에 의해 작용하는 좌,우측의 압력을 서로 상쇄시켜 스티어링 휠의 조향력을 무겁게 하여 차량의 급격한 방향전환을 방지한 것이다.

한편, 본 실시예에서는 140mm의 조향전체거리(L)를 갖고, 15mm의 온-센터구간(ℓ)을 갖는 승용차를 예로 하므로서 바이패스회로(7)의 각 관통공간의 간격을 온-센터구간(ℓ)의 길이와 일치되도록 15mm로 하였으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 차종에 따른 조향전체거리(L) 및 온-센터구간(ℓ)의 거리를 감안하여 바이패스회로(7)의 관통공간의 간격을 적절히 조절한다.

상기와 같은 본 발명에 의한 바이패스회로를 구비한 파워스티어링 장치(10)의 작용및 효과를 설명하면, 주행중 차량의 진행방향을 우측방향으로 전환시키기 위해 스티어링 휠을 우측으로 회동시키면 피니언(2)은 랙(1)이 형성된 랙 샤프트(19)를 우측으로 이동시키는 동시에 콘트롤밸브(14)가 작동되므로써 작동유는 제4도의 (a)도에 도시한 바와 같이 스티어링 휠의 조작이 용이하게 이루어지도록 A작동실 연결파이프(16)를 통해 파워실린더(17)의 A작동실로 공급되어 랙 피스톤(18)을 우측방향으로 가압시키게 되는데, 이때 고속주행시의 랙 샤프트(19)의 변위구간인 온-센터구간(ℓ)에는 바이패스회로(7)가 형성되어 있어 작동유는 A작동실로 공급되어지는 동시에 상기한 바이패스회로(7)를 경유하여 B작동실로 공급되어지므로써 좌,우측의 압력이 서로 상쇄되어 메뉴얼 스티어링 시스템과 같이 랙(1)과 피니언(2)의 조합에만 의존하여 조향이 이루어지므로 무거운 조향력을 갖게되며, 저속주행시와 같이 차량의 급격한 방향전환을 필요로 하므로써 랙 샤프트(19)의 변위가 온-센터구간(ℓ)을 상회할 경우에는 제4도의 (b)도와 같이 작동유가 랙 피스톤(18)의 일측으로만 작용하는 한편, 바이패스회로(7)를 경유한 작용유도 랙 피스톤(18)의 일측으로만 작용하여 랙 피스톤(18)을 가압시키게 되므로 스티어링 휠은 상기한 바와같은 유압의 작용에 따라 적은 힘으로도 우측방향으로 용이하게 회전하게 되며, 스티어링 휠을 좌측방향으로 회전시키면 작용유는 전술한 과정의 반대방향으로 작용하므로써 스티어링 휠은 유압의 작용에 따라 좌측방향으로 용이하게 회전할 수 있게 된다.

이상에서와 같이 본 발명에 의한 바이패스회로를 구비한 파워스티어링 장치(10)는 고속주행시와 같이 랙 샤프트(19)의 변위량이 온-센터구간(ℓ)에 한정될 경우에는 바이패스회로(7)를 통해 작동유가 랙 피스톤(18)의 양측으로 작용하여 무거운 조향력을 갖게 되므로 스티어링 휠의 과도한 조작에 따른 차량의 미끄러짐이나 전복을 방지하게 되어 차량의 운행을 안전게 할 수 있으며, 차량이 저속인 상태에서는 작동유가 스티어링 휠의 회동방향에 따라 랙 피스톤(18)의 일측으로만 작용하여 랙 샤프트(19)를 밀어주게 되므로 스티어링 휠이 적은 힘으로도 회동을 하게 되어 스티어링 휠의 조작을 용이하게 할 수 있게 된다.

Claims (1)

1. 스티어링 휠의 조작방향에 따라 랙 샤프트(19)와 일체로 형성된 랙 피스톤(18)의 일측방향으로 작동유가 공급되므로서 스티어링 휠의 조작이 용이하게 이루어지도록 한 파워스티어링 장치에 있어서, 파워 실린더(5) 일측의 온-센터구간(ℓ)으로는 랙 피스톤(18)의 전후면이 각각 연통되도록 바이패스회로(7)를 구성한 것을 특징으로 하는 바이패스회로를 구비한 파워스티어링 장치.