KR100308537B1 - 자동차조향장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 조향장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 조향장치를 구성하는 기어장치와 링크기구를 강선 와이어로 구성함으로써 경량화, 간소화를 통한 원가절감 및 성능향상을 꾀하며, 또한 조립 및 고장수리가 용이하도록 된 자동차 조향장치에 관한 것이다.

본 발명의 자동차 조향장치는, 조작기구와 기어장치와 링크기구로 구성되는 자동차의 조향장치에 있어서, 상기 조작기구의 스티어링 샤프트(조향축) 하단에 풀리(11)가 설치되어 기어장치를 대신하고, 상기 풀리(11)에 양 와이어(12)(12')의 끝단이 고정되며 차축현가식 조향장치인 경우 상기 양 와이어(12)(12')의 다른 끝단이 링크기구의 양 타이로드아암(13)(13')에 연결되어 핸들의 조작력이 풀리(11) - 와이어(12)(12') - 타이로드아암(13)(13') - 바퀴(H)(H')로 전달되는 되도록 한 것을 특징으로 하는 한다.

Description

자동차 조향장치

본 발명은 자동차 조향장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 조향장치를 구성하는 기어장치와 링크기구를 강선 와이어로 구성함으로써 경량화, 간소화를 통한 원가절감 및 성능향상을 꾀하며, 또한 조립 및 고장수리가 용이하도록 된 자동차 조향장치에 관한 것이다.

조향장치는 자동차의 진행 방향을 임의로 바꾸기 위해 조향을 하는 장치이며, 조작기구, 기어장치, 및 링크기구로 구성되어 있다.

또한 조향장치는 도 1에 도시된 바와 같은 차축현가식이 있는가 하면, 도 2에 도시된 바와 같은 독립현가식이 있다.

이러한 조향장치의 조작기구는 운전자가 직접 조향조작을 하여 그 조작력을 조향기어 및 링크 등에 전달하는 부분이며 스티어링 휘일(핸들)(1)과, 스티어링 샤프트(조향축) 및 콜럼(colum)(2) 등으로 되어 있다.

기어장치(3)는 조향축의 회전을 감속하여 조작력을 크게 함과 동시에 조작기구의 운동방향을 바꾸어 링크기구에 전달하는 부분이며, 프레임에 고정되어 있는 기어장치로서 워엄섹터형, 워엄섹터롤러형, 보올너트형, 가변기어비형, 랙피니언형 등이 있다.

링크기구는 상기 기어장치(3)의 작동을 앞바퀴에 전달하고 또 좌우바퀴의 관계위치를 바르게 지지하는 부분이며, 피트먼아암(4), 드래그링크(5), 너클아암(6) 및 타이로드(7) 등으로 구성되어 있다.

또한 도 2에 도시된 독립현가식 링크기구인 경우에는 좌우의 바퀴가 각각 별개로 상하운동하기 때문에 타이로드가 2분할되는 등 릴레이로드(8)와 아이들러아암(8') 및 토인을 조정하기 위한 조정튜브(9)를 더 포함하게 되어 다소 복잡하게 되어 있다.

또한 이러한 링크기구는 지면으로 부터의 충격을 흡수하기 위한 목적으로도 복잡한 구조를 갖게 된다.

이러한 구성으로 운전자의 조작력은 조작기구의 조향휘일(1)을 돌림으로써 기어장치(3)의 조향기어에 전달되고, 그 부분에서 감속됨과 동시에 운동의 방향이 바뀌어져 링크기구인 피트먼아암(4), 드래크링크(5) 및 너클아암(6)을 경유하여 너클스핀들에 전달되며, 상기 너클스핀들은 그 움직임에 의해 킹핀을 중심으로 한 회전운동을 하므로 앞바퀴의 움직임이 바뀌게 된다.

또 좌우의 너클은 너클아암을 거쳐서 타이로드(7)가 장치되며 한쪽 바퀴의 움직임을 반대쪽의 바퀴에 전달하도록 되어 있다.

즉, 차축현가식 조향장치에 있어서의 조작력은 피트먼아암(4) - 드래그링크(5) - 타이로드(7) - 너클아암(6) - 너클스핀들 - 바퀴로 전달되고, 독립현가식 조향장치에 있어서의 조작력은 피트먼아암(4) - 릴레이로드(8) - 타이로드(7)(7') - 조정튜브(9) - 너클아암(6) - 너클스핀들 - 바퀴로 전달되는 경로를 갖게 된다.

한편, 대형자동차나 저압타이어를 사용한 차에서는 앞바퀴의 접지저항이 크기 때문에 핸들의 조작력이 크게 되고 신속한 조작이 안될 염려가 있다.

그러므로 가볍고 신속한 조향조작을 하기 위해 동력조향장치(power steering)를 사용하며 기관으로 오일펌프를 구동하여 발생한 유압을 조향장치 중간에 설치된 배력장치로 보내서 배력장치의 작용으로 핸들의 조작력을 가볍게 하는 구조를 하고 있다.

그런데 이러한 종래의 조향장치는 조작기구, 기어기구, 링크기구 등으로 구성되고, 특히 상기 기어기구 및 링크기구는 여러 부품으로 구성되는 등으로 다음과 같은 여러 문제점을 안게 된다.

즉, 여러 부품으로 구성되는 까닭에 전체적인 중량을 가중시켜 자동차가 추구하는 경량화가 어렵게 되고, 부품수 증가에 따른 원가상승의 요인이 되며, 각 부위에서의 고장율이 잦아 이를 수리하는 데 많은 시간과 비용이 들게 되며, 조작력의 경로가 복잡하여 신속하고 정밀한 조향기능을 저하시키게 되며, 각 조립요소에 그리이스 등의 윤활유를 수시로 공급하여야 하며, 각 결합부위의 작용에 따른 소음발생이 있게 되는 등의 여러 문제점을 안게 된다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 조향장치를 구성하는 기어장치와 링크기구를 강선 와이어로 구성함으로써 경량화, 간소화를 통한 원가절감 및 성능향상을 꾀하며, 조립 및 고장수리가 용이하며, 또한 신속하고 정밀한 조향동작 및 소음발생을 줄이도록 하며, 지면으로 부터의 충격을 유효적절하게 흡수할 수 있는 자동차 조향장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자동차 조향장치는, 기어장치 및 링크기구의 기능이 풀리를 통해 감기고 풀어지는 와이어에 의해 달성되도록 한 것을 특징으로 한다.

보다 구체적으로는 조작기구의 하단에 구성된 기어장치 대신에 풀리를 설치하고, 상기 풀리에 감겨진 와이어의 양 끝단이 바로 타이로드아암에 연결되게 하여 링크기구의 기능을 대신하게 하였다.

이러한 구성에 의해 차축현가식 조향장치에서는 기어장치, 피트먼아암, 드래그링크, 타이로드 등의 부품이 필요치 않는 간단한 구조가 가능하게 되고, 독립현가식 조향장치에서는 기어장치, 피트먼아암, 타이로드, 릴레이로드 등의 부품이 필요치 않는 간단한 구조가 가능하게 되어 경량화, 간소화를 통한 원가절감 및 성능향상을 꾀하며, 조립 및 고장수리가 용이하며, 또한 신속하고 정밀한 조향동작 및 소음발생을 줄이게 되는 등의 효과를 발휘하게 된다.

제1도는 종래의 조향장치로서 차축현가식 조향장치를 나타내는 사시도,

제2도는 종래의 조향장치로서 독립현가식 조향장치를 나타내는 사시도,

제3도는 본 발명의 일실시예로서 차축현가식 조향장치에의 적용을 나타낸 사시,

제4도는 본 발명의 다른 실시예로서 독립현가식 조향장치에의 적용을 나타낸 개략적인 사시도,

제5도는 본 발명의 독립현가식 조향장치에 사용된 풀리의 평 단면도,

제6도는 본 발명에 따른 풀리의 다른 실시예를 나타낸 정면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 스티어링 휘일 2 : 콜럼

3 : 기어장치 4 : 피트먼 아암

5 : 드래그 링크 6 : 너클 아암

7 : 타이로드 8 : 릴레이 로드

8' : 아이들러 아암 9,9' : 조정튜브

10 : 차축현가식 조향장치 10' : 독립현가식 조향장치

11,11' : 풀리 11a : 고정홈

11b : 나선형 홈 12,12' : 와이어

13,13' : 타이로드 아암 14,14' : 너클 아암

15,15' : 너클 스핀들 H,H' : 바퀴

20 : 동력조향장치

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상술하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 일실시예로서 차축현가식 조향장치에의 적용을 나타낸 사시 구성도이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예로서 독립현가식 조향장치에의 적용을 나타낸 사시 구성도이며, 도 5는 본 발명의 독립현가식 조향장치에 사용된 풀리의 평 단면도이며, 도 6은 본 발명에 따른 풀리의 다른 실시예를 나타낸 정면도이다.

도시된 바와 같이 본 발명의 자동차 조향장치는, 스티어링 휘일(핸들)(1), 스티어링 샤프트(조향축) 및 콜럼(Colum)(2) 등으로 이루어진 조작기구의 상기 스티어링 샤프트(조향축) 하단에 풀리(11)가 설치되고, 상기 풀리(11)에 양 와이어(12)(12')가 감기도록 하며, 차축현가식 조향장치(10)인 경우 상기 양 와이어(12)(12')의 각 끝단이 링크기구의 양 타이로드아암(13)(13')에 연결되게 하였다.

또한 도 4에 도시된 바와 같이 독립현가식 조향장치(10')인 경우 상기 양 와이어(12)(12')의 각 끝단이 링크기구의 양 너클아암(14)(14')에 연결되게 하였다.

상기 풀리(11)(11')는 양 와이어(12)(12')의 끝단을 고정시키는 고정홈(11a)이 형성되어 있으며, 도 6에서와 같이 양 와이어(12)(12')가 감기는 면에 나선형홈(11b)을 형성함으로써 양 와이어(12)(12')가 서로 엉키게 되거나 미끄러지는 현상을 방지할 수 있다.

이 때 상기 고정홈(11a)은 독립현가식 조향장치(10')인 경우 2곳에 형성하여 각각의 고정홈(11a)을 통해 2개의 와이어가 대향방향으로 연결된다.

또한 상기 양 와이어(12)(12')는 강선이나 피아노선 등과 같이 인장력을 지니고 플렉시불한 성질의 것이라면 그 종류가 한정되지 않는다.

특히 상기 양 와이어(12)(12')의 감김정도나 풀림정도는 상호 대응하여 일정하여야 하는 것이 중요하다.

상기 구성으로 된 본 발명의 작용효과를 설명한다.

먼저 도 3에서와 같은 차축현가식 조향장치(10)의 작용효과를 설명한다.

운전자가 조작기구인 조향휘일(1)을 소정의 방향으로 돌리게 되면, 그 회전력은 콜럼(2)을 통해 전해져 그 하단에 설치된 풀리(11)를 회전시키게 된다.

그러면 상기 풀리(11)에 고정된 양 와이어(12)(12')가 서로 같은 방향으로 감기게 되어 그 끝단에 연결된 양 타이로드아암(13)(13')을 잡아당겨 같은 방향으로 회전시키게 되고, 상가 양 타이로드아암(13)(13')의 회전에 따라 상기 양 타이로드아암(13)(13')에 연결된 양 너클스핀들(15)(15')이 움직이게 되며, 이에 따라 상기 너클스핀들은 킹핀(미도시)을 중심으로 한 회전운동을 하게 되므로 앞바퀴인 양 바퀴(H)(H')의 움직임이 바뀌게 된다.

즉, 핸들의 조작력은 풀리(11) - 와이어(12)(12') - 타이로드아암(13)(13') - 너클스핀들(15)(15') - 바퀴(H)(H')로 전달된다.

이 때 타이로드(7)는 좌우의 타이로드아암(13)(13')을 연결하여 좌우바퀴의 관계위치를 정확하게 유지하는 역할을 하게 되는 데, 커브길에서의 양 바퀴간 비틀림 우력의 흡수기능만 해결할 수 있다면 상기 타이로드(7) 역시 제거할 수도 있다.

한편, 독립현가식 조향장치(10')에 있어서의 조작력은 풀리(11') - 와이어(12)(12') - 조정튜브(9)(9') - 너클아암(14)(14') - 너클스핀들(15)(15') - 바퀴(H)(H')로 전달된다.

또한 와이어상에 설치된 동력조향장치(20)은 배력장치의 작용으로 핸들의 조작력을 가볍게 하는 역할을 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 자동차 조향장치는, 조향장치를 구성하는 기어장치 및 링크기구의 기능이 풀리를 통해 감기고 풀어지는 와이어에 의해 달성되도록 한 구성에 의해, 여러 부품이 삭제된 간단한 구조가 되어 경량화 및 간소화를 통한 원가절감 및 성능향상을 꾀하게 되며, 조립 및 고장수리가 용이하며, 신속하고 정밀한 조향동작 및 소음발생을 줄이게 되며, 또한 지면으로 부터의 충격을 유효적절히 흡수할 수 있게 되는 등의 효과를 발휘한다.

본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 사상과 범위내에서 변형이나 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 첨부한 특허청구범위에 속한다 할 것이다.

Claims (3)

1. 조작기구와 기어장치와 링크기구로 구성되는 자동차의 조향장치에 있어서, 상기 조작기구의 스티어링 샤프트(조향축) 하단에 풀리(11)가 설치되어 기어장치를 대신하고, 상기 풀리(11)에 양 와이어(12)(12')의 끝단이 고정되며, 차축현가식 조향장치인 경우 상기 양 와이어(12)(12')의 다른 끝단이 링크기구의 양 타이로드아암(13)(13')에 연결되어 핸들의 조작력이 풀리(11) - 와이어(12)(12') - 타이로드아암(13)(13') - 바퀴(H)(H')로 전달되도록 한 것을 특징으로 하는 자동차 조향장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 조향장치가 독립현가식 조향장치(10')인 경우 상기 2줄로 된 양 와이어(12)(12')의 다른 끝단이 링크기구의 양 너클아암(14)(14') 각각에 연결되는 것을 특징으로 하는 자동차 조향장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 풀리(11)(11')의 양 와이어(12)(12')가 감기는 면에 나선형홈(11b)이 형성되어 양 와이어(12)(12')가 서로 엉키게 되거나 미끄러지는 현상을 방지되게 한 것을 특징으로 하는 자동차 조향장치.