KR100201369B1

KR100201369B1 - Automatic adjusting device of caster angle

Info

Publication number: KR100201369B1
Application number: KR1019960050947A
Authority: KR
Inventors: 남춘우
Original assignee: 양재신; 대우자동차주식회사
Priority date: 1996-10-31
Filing date: 1996-10-31
Publication date: 1999-06-15
Also published as: KR19980031395A

Abstract

본 발명은 자동차의 바퀴가 하중을 받는 지점과 지면에 접촉하는 지점 사이에 소정의 각도를 갖도록 한 바퀴의 캐스터각도를 스트러트바아를 사용하여 자동적으로 조절되어지도록 한 자동차의 캐스터조절장치에 관한 것으로서, 바퀴(10)의 조향너클(12)과 차량의 앞크로스멤버(13)사이에 설치된 스트러트바아(14)의 양쪽 선단에 나사산(15)을 형성시키고, 이 나사산(15)에 워엄기어(16b)를 설치하며, 이 워엄기어(16b)에 워엄(16a)을 설치하여 모우터(19)에 의해 구동되는 피니언(18)을 연결시키고, 상기 모우터(19)가 차량의 바퀴에 설치되어 캐스터각도를 감지하는 감지센서(22)에서 입력된 신호에 따라 정역방향으로 제어되어지도록 함으로써, 상기 감지센서와 신호에 따라 모우터가 정역방향으로 구동하면서 워엄기어(16b)의 내면과 스트러트바아(14)에 형성된 나사산을 통하여 스트러트바아(14)의 길이가 자동적으로 조절되어져, 캐스터각도를 자동조절하도록 되어 있다. 이러한 본 발명의 장치는 바퀴의 캐스터 각도가 항상 일정한 각도로 유지하도록 되어 있기 때문에 바퀴의 쏠림등과 같은 현상이 발생되지 않게 된다.The present invention relates to a caster adjusting device for an automobile which automatically adjusts the caster angle of a wheel so that the wheel has a predetermined angle between a point at which a wheel is loaded and a point at which the wheel is in contact with the ground by using a strut bar, A thread 15 is formed at both ends of the strut bar 14 provided between the steering knuckle 12 of the wheel 10 and the front cross member 13 of the vehicle and the worm gear 16b is inserted into the thread 15, And a worm 16a is installed on the worm gear 16b to connect the pinion 18 driven by the motor 19. The motor 19 is mounted on the wheel of the vehicle to adjust the caster angle The motor is driven in the forward and reverse directions according to the detection sensor and the signal so that the inner surface of the worm gear 16b and the inner surface of the strut bar 14 are moved in the forward and reverse directions according to the detection sensor and the signal, I Which a length of the strut bar 14 is automatically adjusted by an acid, it is adapted to automatically adjust the caster angle. Since the caster angle of the wheel is always maintained at a constant angle, the apparatus of the present invention does not cause a phenomenon such as a deviation of the wheel.

Description

Automatic adjustment of the caster angle of the car wheel

본 발명은 구동바퀴의 조향각도의 일종인 캐스터조절장치에 관한 것으로, 특히 구동바퀴의 캐스트각도를 점검하여 정상에서 벗어난 경우에 이를 자동적으로 조절해 주도록 된 자동차바퀴의 캐스터각도 자동조절장치에 관한 것이다.The present invention relates to a caster adjusting device, which is a kind of steering angle of a driving wheel, and more particularly, to a caster adjusting device of a car wheel that automatically adjusts a casting angle of a driving wheel when it deviates from a normal .

일반적으로 차량에는 주행수단으로서 바퀴가 구비되어 있는데, 이 바퀴는 단순히 차체에 평형한 상태로 배치되어 있는 것이 아니라, 원만한 조향과 바퀴의 주행안정을 위해 각종 원칙에 따라 배치되어 있다. 예컨대 앞바퀴의 앞쪽 선단이 뒤쪽보다 안쪽을 향하도록 배치한 토우 인(toe in)과, 바퀴의 상단이 하단보다 바깥쪽을 향하게 한 캠버(camber) 및, 바퀴에 하중이 가해지는 방향과 바퀴가 지면에 접촉하는 방향사이에 소정의 각도를 나타내는 캐스터(caster)등이 있다.Generally, a vehicle is provided with wheels as a traveling means. The wheels are not simply arranged in a state of being balanced with the vehicle body but are arranged in accordance with various principles for smooth steering and stable running of the wheels. For example, a toe in which the front end of the front wheel is arranged to face inward than the rear side, a camber in which the upper end of the wheel is directed to the outer side than the lower end and a camber in which a load is applied to the wheel, And a caster or the like which indicates a predetermined angle between the direction in which the contact member is in contact.

이러한 조건들이 정상적으로 되어 있지 않으면 바퀴가 한쪽으로 쏠리는 현상이 발생하거나 조향이 순조롭지 못하게 되어 운전에 힘이 들거나 자동차의 안전운전에 문제가 생기게 된다.If these conditions are not set properly, the wheel may be tilted to one side or the steering may not be smooth, resulting in difficulty in driving or a problem in safe driving of the vehicle.

본 발명은 상기한 바 중에서, 상기 캐스터각도에 관한 것으로서 이 캐스터를 좀더 자세하게 설명하자면, 제1도에 도시된 바와 같이 바퀴(10)의 중심수선에 대해 자동 차의 조향축이 이루어는 각도(θ)를 나타내는 것으로서, 이 캐스터각도는 차량의 주행에 중요한 영향을 미치는 것인 바, 예컨대 주행중에 조향 바퀴에 방향성을 주게 되고, 또한 조향하였을 때 직진방향으로 되돌아오는 복원력을 부여하게 되는 것이다.The present invention relates to the above-mentioned caster angle. More specifically, as shown in FIG. 1, the angle of the steering shaft of the automobile with respect to the center line of the wheel 10 This caster angle has an important influence on the running of the vehicle. For example, the steering wheel gives direction to the steering wheel during driving, and gives a restoring force to return to the straight direction when the steering wheel is steered.

따라서, 양쪽 바퀴의 캐스터각도가 일치되지 않으면 바퀴가 한쪽으로 쏠리거나, 주행성에 문제가 생기게 된다.Therefore, if the caster angles of the two wheels do not coincide with each other, the wheels may be tilted to one side or a problem may arise in the running performance.

통상 이러한 경우에는 휠얼라인먼트라는 작업을 통하여 캐스터각도를 정확하게 일치시킴과 더불어 양쪽 바퀴가 일치하도록 바로 잡아야 한다.Normally, in this case, it is necessary to precisely match the caster angle through the operation of wheel alignment and correct both wheels to match.

그러나, 휠 얼라인먼트라는 작업이 간단한 것이 아니고 시간과 경비가 많이 소요되기 때문에, 쉽사리 택할 수 있는 정비작업이 아니므로 대부분 약간의 문제가 있어도 이를 감수하고 운행하게 된다. 이러한 경우에는 양쪽 바퀴에 편마모가 발생하게 될 뿐만 아니라 마모도가 심하게 되고, 주행에도 안정성이 결여되는 문제가 있게 된다.However, since wheel alignment is not a simple task and it takes a lot of time and money, it is not a maintenance task that can be easily done. In such a case, not only is the uneven wear on both wheels generated, but also the wear is severe and there is a problem that stability is lacking in running.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 제반 문제점을 해소시키기 위해 안출된 것으로서, 차량바퀴의 캐스터각도가 변이된 경우에 이를 자동적으로 바로 잡아주도록 한 자동차 바퀴의 캐스터각도 자동조정장치를 제공하는데 목적이 있다.It is therefore an object of the present invention to provide an automatic caster angle adjusting device for an automobile wheel which automatically corrects a caster angle of a vehicle wheel when the angle of the caster is varied.

제1도는자동차바퀴에 적용되어 있는 케스터각도의 정의를 설명하기 위한 개략적 설명도.FIG. 1 is a schematic view for explaining the definition of a keeper angle applied to a car wheel; FIG.

제2도는 일반적인 자동차에서 바퀴의 조향너클과 앞크로스멤버사이에 설치되어 바퀴의 캐스터각도를 수동조절하도록 되어 있는 스트러트바아의 배치를 나타내는 개략적인 사시도.Figure 2 is a schematic perspective view showing the arrangement of the strut bar, which is installed between the steering knuckle and the front cross member of the wheel in a typical automobile and is adapted to manually adjust the caster angle of the wheel.

제3도는 본 발명에 따라 스트러트바아의 선단에 앞크로스멤버와 조향너클사이의 길이를 자동적으로 가변조절할 수 있도를 된 장치의 개략도.FIG. 3 is a schematic view of a device for automatically varying the length between the front cross member and the steering knuckle at the tip of the strut bar in accordance with the present invention; FIG.

제4도는 제3도의 부분 확대 측면도이다.FIG. 4 is a partially enlarged side view of FIG.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS

10 : 차량바퀴 11 : 회전축10: vehicle wheel 11: rotary shaft

12 : 조향너클 13 : 앞크로스멤버12: Steering knuckle 13: Front cross member

14 : 스트러트바아 15 : 나사산14: Strutbar 15: Threaded

16a : 워엄 16b : 워엄기어16a: Warm 16b: Worm Gear

17 : 구동축 18 : 피니언기어17: drive shaft 18: pinion gear

19 : 모우터 20 : 구동기어19: motor 20: drive gear

21 : 제어기 22 : 캐스터각도 감지센서21: controller 22: caster angle sensor

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 바퀴의 조향각도를 제어하는 조향너클과 차량의 앞크로스맴버사이에 설치된 스트러트바아의 한쪽 선단에 나사산을 형성시키고, 이 나사산에 워엄기어를 설치하며, 이 워엄기어에, 결합된 워엄에 모우터에 의해 구동되는 피니언을 연결시키고, 상기 모우터가 차량의 바퀴에 설치되어 캐스터각도를 감지하는 감지센서에서 입력된 신호에 따라 정역방향으로 제어되어지도록 한 구조로 되어 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a steering apparatus comprising a steering knuckle for controlling a steering angle of a wheel and a strut bar provided between a front cross member of the vehicle and a screw thread formed at one end of the strut bar, The worm gear is connected to a worm driven by a motor and the motor is installed in the wheel of the vehicle so that the worm gear is controlled in the forward and reverse directions according to the signal inputted from the sensor for detecting the caster angle It has one structure.

이러한 구조로 이루어진 본 발명의 장치는, 바퀴에 설치된 감지센서가 항상 캐스터각도를 감지하여 그 신호를 제어기로 인가시키면, 이 제어기에서는 비교값과 측정치를 비교하여 그 차이에 해당하는 신호를 발생시키고, 이 제어기의 신호에 따라 전기모우터가 정역회전하면서 상기 워엄기어와 연결된 피니언을 구동시키며, 이 피니언의 구동에 따라 워엄기어가 회전하여 이 워엄기어의 내측 나사산이 스트러트 바아에 형성된 나사산을 따라 회전하면서 스트러트바의 길이를 조절하게 된다.When the sensing sensor installed on the wheel always detects the caster angle and applies the signal to the controller, the controller compares the comparison value and the measured value, generates a signal corresponding to the difference, The worm gear rotates according to the driving of the pinion so that the inner thread of the worm gear rotates along the thread formed on the strut bar, The length of the strut bar is adjusted.

즉, 고정설치된 앞크로스맴버와 축선회하도륵 설치된 조향너클사이에 배치되는 스트러트의 길이를 조절함으로써 자동차 바퀴의 캐스터각도를 자동 조절하게 되는 것이다.That is, by adjusting the length of the strut disposed between the fixed front cross member and the steering knuckle installed on the shaft, the caster angle of the automobile wheel is automatically adjusted.

이하 본 밭명의 바람직한 실시예를 첨부한 예시도면에 의거하여 자세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 제2도 내지 제4도에 도시되어 있는 바와 같이, 차량바퀴(10)의 회전축(11)에 설치되어 있는 조향너클(12)의 선단과 차량의 양쪽 사이드 프레임(도시안됨)을 가로질러 설치된 앞크로스멤버(13)사이에 스트러트바아(14)가 길이를 조절할 수 있게 설치되어 있다.The present invention is characterized in that the front end of the steering knuckle 12 provided on the rotary shaft 11 of the vehicle wheel 10 and the side frames (not shown) A strut bar (14) is provided between the front cross members (13) installed so as to be adjustable in length.

그리고, 상기 앞크로스멤버(13)와 연결된 스트러트 바아(14)의 연결부 양쪽에 제3도에 도시된 바와 같이 나사산(15)이 각각 형성되고, 이 나사산(15)에는 워엄기어(16b)의 내측 나사산이 맞물려 있고, 상기 워엄기어(15b)에는 워엄(16a)이 맞물려 있다.As shown in FIG. 3, threads 15 are formed on both sides of the connecting portion of the strut bar 14 connected to the front cross member 13, And a worm 16a is engaged with the worm gear 15b.

상기 워엄(16a)이 연결된 구동축(17)의 선단에 피니언(18)이 각각 설치되어 있고, 이들 양쪽 피니언(18)사이에 모우터(19)에 의해 구동되는 구동기어(20)가 서로 맞물리도록 설치되어 있다.The driving gear 20 driven by the motor 19 is interposed between the pinions 18 so that the driving gear 20 is engaged with the pinion 18 at the front end of the driving shaft 17 to which the worm 16a is connected. Is installed.

한편, 상기 모우터(19)는 제어기(21)를 통하여 바퀴(10)의 내측부에 설치되어 캐스터각도를 감지하는 캐스터각도 감지센서(22)와 전기적으로 연결된 구조로 되어 있다. 이러한 구성으로 이루어진 본 발명의 장치는, 상기 감지센서(22)가 바퀴(10)의 캐스터 각도를 감지하여 그 신호를 제어기(21)에 인가시키면, 이 제어기(21)에서는 기준 캐스터 각도값과 입력된 신호값을 비교하여 그 비교차에 해당하는 신호를 모우터(19)로 인가시켜 모우터(19)를 구동시키게 된다.The motor 19 is installed on the inner side of the wheel 10 through the controller 21 and is electrically connected to the caster angle sensor 22 for sensing the caster angle. When the detection sensor 22 senses the caster angle of the wheel 10 and applies the signal to the controller 21, the controller 21 of the present invention having such a configuration detects the caster angle of the wheel 10, And the signal corresponding to the comparison difference is applied to the motor 19 to drive the motor 19.

즉, 예컨대 비교차의 값이 양이면 모우터(19)를 음의 방향으로 구동시키고, 비교치가 음이면 모우터(19)를 양의 방향으로 구동시키며, 물론 비교치가 제로이면 모우터를 구동시키지 않는다. 그리고, 모우터(19)의 구동시간도 이 비교치의 절대값에 따라 결정되는 바, 비교치의 절대값이 많으면 즉 편차가 크면 모우터 (19)의 가동 시간도 길어져 비교치가 제로가 될 때까지 가동되게 된다.That is, if the value of the comparison difference is positive, the motor 19 is driven in the negative direction. If the comparison value is negative, the motor 19 is driven in the positive direction. If the comparison value is zero, Do not. The driving time of the motor 19 is also determined by the absolute value of the comparison value. If the absolute value of the comparison value is large, that is, if the deviation is large, the operation time of the motor 19 becomes long, .

제3도에서와 같이, 상기 모우터(19)의 구동력은 구동기어(20)와 피니언(18)과 워엄(16a) 및 워엄기어(16b)를 통하여 스트러트 바아(14)에 전달되어 이 스트러트 바 아(14)를 정방향 또는 역방향으로 회동시키게 된다. 즉, 모우터(19)가 구동됨에 따라 구동기어(20)가 회전되고, 이 구동기어(20)의 양측에 맞물린 피니언(18)이 동일 방향으로 회전됨과 동시에 앞 크로스멤버(13)의 양쪽에 있는 두 구동축(17)이 회전되며, 각 구동축(17)의 일단에서 워엄 (16a)과 워엄기어(16b)가 맞물려 회전함으로 워엄기어(16b)의 내경에 기어로 맞물려 있는 스트러트 바아(14)가 전진 또는 후진하는 방향으로 직선운동을 하게 된다. 따라서, 이 스트러트 바아(14)가 회동하면서 앞크로스멤버(13)의 외측으로 통과한 스트러트 바아(14)의 돌출부분의 길이 (A)가 가변된다.3, the driving force of the motor 19 is transmitted to the strut bar 14 through the driving gear 20, the pinion 18, the worm 16a and the worm gear 16b, And rotates the rotor 14 in the forward direction or the reverse direction. That is, as the motor 19 is driven, the driving gear 20 is rotated, and the pinions 18 engaged with both sides of the driving gear 20 are rotated in the same direction and at the same time, And the strut bar 14 is meshed with the inner diameter of the worm gear 16b by rotating the worm 16a and the worm gear 16b at one end of each drive shaft 17 And a linear motion is performed in a direction of advancing or retracting. Therefore, the length A of the protruding portion of the strut bar 14, which has passed through the front cross member 13 while the strut bar 14 is rotating, is variable.

결국, 모우터(19)의 구동으로 앞크로스멤버(13)와 조향너클(12)사이의 길이(L)를 가변시킬 수 있고(제2도 참조), 이 길이(L)의 가변에 따라 차량 바퀴(10)의 캐스터각도가 가변되어 지게 된다.As a result, the drive of the motor 19 can vary the length L between the front cross member 13 and the steering knuckle 12 (see FIG. 2) The caster angle of the wheel 10 is varied.

여기서 하나의 모우터(19)와 구동기어(20)를 사용하여 양쪽 2개의 피니언기어(18)을 구동시키도록 되어 있으면서, 상기 구동기어(20)가 양쪽 피니언기어(18)사이에 배치되어 있기 때문에 양쪽 피니언기어(18)와 이 피니언기어(18)에 구동축(17)을 통해 연결된 양쪽 워엄기어(16b)의 구동방향이 한 방향으로 회전하게 된다.The drive gear 20 is disposed between the both pinion gears 18 while the one motor 19 and the drive gear 20 are used to drive the two pinion gears 18, Both the pinion gear 18 and the worm gears 16b connected to the pinion gear 18 via the drive shaft 17 rotate in one direction.

그러므로, 스트러트바아(14)는 앞크로스멤버(13)의 연결부를 중심으로 한 양쪽에서 힘을 받아 구동하게 되므로, 그 구동동작이 부드럽게 이루어지게 된다.Therefore, since the strut bar 14 is driven by the force from both sides of the connecting portion of the front cross member 13, the driving operation is smoothly performed.

따라서 본 발명에 따른 장치가 구비된 차량에서는 주행중에 기계적인 결합 등에 따른 여러 가지 요인에 의해 케스터각도가 변화되게 되면, 이 캐스터각도를 감지센서(22)가 항상 감지하여 기준치에서 벗어나게 되면 즉각 그 편차에 해당하는 만큼 각도를 수정하여 항상 일정한 캐스터각도를 유지하게 되는 것이다.Therefore, in the vehicle equipped with the apparatus according to the present invention, when the caster angle is changed by various factors due to mechanical coupling or the like during driving, if the censor angle is always detected by the sensor 22 and deviates from the reference value, And the angle is corrected to maintain the constant caster angle at all times.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 자동차바퀴의 캐스터각도조절장치는, 바퀴에 설치된 감지센서(22)가 캐스터각도를 감지하여 기준치와 편차가 발생하는 경우에 , 자동적으로 모우터(19)를 구동시켜 스트러트바아(14)에 형성된 나사산에 설치된 워엄기어(16b)를 구동시킴으로써 , 앞크로스멤버(13)와 조향너클사이에 배치된스트러트바아(14)의 길이가 가변되게 하여 캐스터 각도가 항상 일정한 각도로 유지되 도록 수정하도록 하여, 차량의 안전운행을 도모할 수가 있고 타이어의 편마모와 과다마모 등을 방지할 수가 있는 효과를 얻을 수 있는 것이다.As described above, in the caster angle adjusting apparatus for an automobile wheel according to the present invention, when the sensing sensor 22 installed on the wheel senses the caster angle and a deviation occurs from the reference value, the motor 19 is automatically driven The length of the strut bar 14 disposed between the front cross member 13 and the steering knuckle can be varied by driving the worm gear 16b provided on the threaded screw formed in the strut bar 14, So that the vehicle can be safely operated, and it is possible to prevent uneven wear and excessive wear of the tire.

Claims

The present invention is characterized in that a strut bar 14 is provided between a front end of a steering knuckle 12 provided on a rotating side 11 of a vehicle wheel 10 and a front cross member 13 provided across both side frames of the vehicle In the caster angle adjusting device, a thread 15 is formed on both sides of the connection portion of the strut bar 14 connected to the front cross member 13, and a worm gear 16b meshing with the thread 15 inside, And is connected to the pinion gear 18 through a worm 16a and a drive shaft 17. A drive gear 20 driven by the motor 19 is interposed between the pinions 18, The motor 20 is installed on the inner side of the wheel 10 through the controller 21 and is electrically connected to the caster angle sensor 22 for sensing the caster angle.