KR100331642B1

KR100331642B1 - Steering linkage for vehicles

Info

Publication number: KR100331642B1
Application number: KR1019990047431A
Authority: KR
Inventors: 유진성
Original assignee: 이계안; 현대자동차주식회사
Priority date: 1999-10-29
Filing date: 1999-10-29
Publication date: 2002-04-09
Also published as: KR20010039153A

Abstract

피트먼 아암과 드레그 링크를 연결하는 볼 조인트와, 드레그 링크와 스핀들 아암을 연결하는 볼 조인트의 위치를 재구성하여 지오메트리 에러와, 이로 인한 볼 조인트의 과다 마찰 및 조향각 편차를 최소화하는 차량용 스티어링 링키지를 제공할 목적으로,Reposition the ball joints connecting the Pitman arm and the drag link and the ball joints connecting the drag link and the spindle arm to provide a vehicle steering linkage that minimizes geometry errors and consequent over friction and steering angle deviations of the ball joint. To do this,

기어박스와 차륜 사이에서 기어박스로부터 스티어링 휠의 회전 조작력을 증폭시켜 전달받아 직선 조작력으로 바꾸는 피트먼 아암이 드레그 링크의 일단과 제1 볼 조인트로 연결되고, 상기 드레그 링크의 타단은 스핀들 아암과 제2 볼 조인트로 연결되며, 상기 스핀들 아암은 일측 차륜에 연결되며 타이 로드를 통하여 타측 차륜과 연결되며,Between the gearbox and the wheel, the Pitman arm, which amplifies the rotational manipulation force of the steering wheel from the gearbox and converts it into a linear manipulation force, is connected to one end of the drag link and the first ball joint, and the other end of the drag link is connected to the spindle arm and the first ball joint. 2 ball joints, the spindle arm is connected to one wheel and the other wheel via tie rods,

상기 차륜이 정직방향을 향할 때, 상기 피트먼 아암을 기어박스에 수직 하방향으로 설치하고, 이때 상기 피트먼 아암과 드레그 링크를 연결하는 제1 볼 조인트의 작동궤적에서 제1 볼 조인트의 설치 지점을 접점으로 하여 드레그 링크와 스핀들 아암을 연결하는 제2 볼 조인트의 작동궤적상에 접선을 그었을 때 제2 볼 조인트의 작동궤적상의 접점 지점에 제2 볼 조인트를 위치시켜 구성하는 차량용 스티어링 링키지를 제공한다.When the wheels are directed in the vertical direction, the pitman arm is installed vertically downward in the gearbox, and at this time, the installation point of the first ball joint in the operating trajectory of the first ball joint connecting the pitman arm and the drag link. Provides a vehicle steering linkage configured by placing the second ball joint at a contact point on the operation trajectory of the second ball joint when a tangent is drawn on the operation trajectory of the second ball joint connecting the drag link and the spindle arm with the contact as a contact point. do.

Description

Car steering linkage {STEERING LINKAGE FOR VEHICLES}

본 발명은 차량용 스티어링 링키지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 피트먼 아암과, 드레그 링크와 스핀들 아암을 연결하는 볼 조인트의 위치를 재구성하여 지오메트리 에러와 볼 조인트의 과다 마찰 및 조향각 편차를 최소화하는 차량용 스티어링 링키지에 관한 것이다.The present invention relates to a vehicle steering linkage, and more particularly, to reconstruct the position of the ball joint connecting the pitman arm and the drag link and the spindle arm to minimize the geometry error and excessive friction and steering angle deviation of the ball joint. It's about linkage.

일반적으로 차량의 조향장치(Steering system)는 차량의 주행방향을 임의로 바꾸어 주는 장치로서 스티어링 휠, 스티어링 샤프트, 스티어링 기어, 스티어링 링키지(Steering linkage) 등으로 이루어지며, 스티어링 휠의 회전 조작력을 스티어링 샤프트를 통하여 스티어링 기어에 전달하고, 이 스티어링 기어는 스티어링 휠의회전 조작력을 직선 조작력으로 바꿈과 동시에 증폭시켜 스티어링 링키지를 통하여 차륜에 전달함으로써 차륜의 조향 방향을 변동시키게 된다.In general, a steering system of a vehicle is a device for arbitrarily changing a driving direction of a vehicle, and includes a steering wheel, a steering shaft, a steering gear, a steering linkage, and the like. It transmits to the steering gear through the steering gear to change the steering direction of the wheel by transmitting the steering wheel rotational force to a linear operating force and amplified at the same time to the wheel through the steering linkage.

이러한 조향장치의 스티어링 링키지는, 도 2에서 도시한 바와 같이, 기어박스(50)와 차륜(51) 사이에서 기어박스(50)로부터 스티어링 휠(미도시)의 회전 조작력을 증폭시켜 전달받아 직선 조작력으로 바꾸는 피트먼 아암(52)이 드레그 링크(53)의 일측과 볼 조인트(56)로 연결되고, 드레그 링크(53)의 타측은 스핀들 아암(54)과 다른 볼 조인트(57)로 연결되며, 이 스핀들 아암(54)은 차륜(51)에 장착된다.As shown in FIG. 2, the steering linkage of the steering apparatus amplifies the rotation operation force of the steering wheel (not shown) from the gear box 50 between the gear box 50 and the wheel 51 to receive a linear operation force. Pitman arm 52 is changed to one side of the drag link 53 and the ball joint 56, the other side of the drag link 53 is connected to the spindle arm 54 and the other ball joint 57, This spindle arm 54 is mounted to the wheel 51.

그리고 상기 스핀들 아암(54)은 타이 로드(55)를 통하여 타측 차륜(미도시)에 직선 조작력을 전달하도록 이루어진다.In addition, the spindle arm 54 is configured to transmit a linear operating force to the other wheel (not shown) through the tie rod 55.

이와 같은 스티어링 링키지의 구성에서 피트먼 아암(52)과 드레그 링크(53)을 연결하는 볼 조인트(56)는 차륜(51)이 정직방향을 향하게 하였을 때 수직방향에 대하여 기어박스(50)에 일정각( alpha ) 만큼 기울어져 장착되고, 이 장착지점(P5)을 회전중심으로 하여 피트먼 아암(52)의 길이를 반지름으로 하는 원을 작동궤적(G5)으로 한다.In this configuration of the steering linkage, the ball joint 56 connecting the Pitman arm 52 and the drag link 53 is fixed to the gearbox 50 with respect to the vertical direction when the wheel 51 is directed in the honest direction. It mounts inclined by the angle alpha, and makes the circle | round | yen which makes the length of the pitman arm 52 the radius by making this mounting point P5 the rotation center the operation trace G5.

그리고 스핀들 아암(54)과 드레그 링크(53)의 연결하는 다른 볼 조인트(57)는 스핀들 아암(54)이 차륜(51)에 장착되는 지점(P6)을 회전중심으로 하고, 여기서 다른 볼 조인트(57)와의 거리를 반지름으로 하는 원을 작동궤적(G6)으로 하여 구성된다.The other ball joint 57 which connects the spindle arm 54 and the drag link 53 has the rotation center at the point P6 at which the spindle arm 54 is mounted on the wheel 51, where the other ball joint ( A circle with a radius of 57) is constituted by operating trajectory G6.

그러나 상기한 바와 같은 종래의 차량용 스티어링 링키지는 각 링크의 크기나 길이 및 그 작동궤적이 부품의 내구력과 조종 안정성을 확보하는데 중요한 요소로 작용함에도 불구하고, 그 연결관계나 장착성만을 고려하여 구성하였기 때문에 링크의 지오메트리 에러와, 이로 인한 볼 조인트의 과다 마찰 및 조향각 편차 등을 발생시키는 문제점을 내포하고 있다.However, although the size and length of each link and the operation trajectory of the conventional vehicle as described above act as an important factor to secure the durability and steering stability of the parts, it is configured in consideration of the connection relationship and mounting performance only. There is a problem that the geometry error of the link, resulting in excessive friction and steering angle deviation of the ball joint.

따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해소하기 위하여 창출된 것으로써, 본 발명의 목적은 피트먼 아암과 드레그 링크를 연결하는 볼 조인트와, 드레그 링크와 스핀들 아암을 연결하는 볼 조인트의 위치를 재구성하여 지오메트리 에러와, 이로 인한 볼 조인트의 과다 마찰 및 조향각 편차를 최소화하는 차량용 스티어링 링키지를 제공하는 것이다.Therefore, the present invention was created to solve the above problems, and an object of the present invention is to reconstruct the position of the ball joint connecting the Pitman arm and the drag link and the ball joint connecting the drag link and the spindle arm. It is to provide a steering linkage for a vehicle that minimizes the geometry error, thereby causing excessive friction and steering angle deviation of the ball joint.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 스티어링 링키지의 작동을 설명하기 위하여 드레그 링크의 일지점을 기준으로 90도 전개하여 전방은 측면을, 후방은 평면을 도시한 작동 설명도이다.FIG. 1 is an explanatory view showing a front side and a rear side in a 90-degree view based on one point of a drag link to explain the operation of a vehicle steering linkage according to the present invention.

도 2는 도 1에 의거하여 종래 기술에 따른 차량용 스티어링 링키지의 작동 설명도이다.2 is an explanatory view of the operation of the vehicle steering linkage according to the prior art based on FIG.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 차량용 스티어링 링키지는 기어박스와 차륜 사이에서 기어박스로부터 스티어링 휠의 회전 조작력을 증폭시켜 전달받아 직선 조작력으로 바꾸는 피트먼 아암이 드레그 링크의 일단과 제1 볼 조인트로 연결되고, 상기 드레그 링크의 타단은 스핀들 아암과 제2 볼 조인트로 연결되며, 상기 스핀들 아암은 일측 차륜에 연결되며 타이 로드를 통하여 타측 차륜과 연결되며,In order to achieve the object as described above, the vehicle steering linkage according to the present invention amplifies the rotational operating force of the steering wheel from the gearbox between the gearbox and the wheel and receives the first and second ends of the drag link. Connected to one ball joint, the other end of the drag link is connected to the spindle arm and the second ball joint, the spindle arm is connected to one wheel and to the other wheel via a tie rod,

상기 차륜이 정직방향을 향할 때, 상기 피트먼 아암을 기어박스에 수직 하방향으로 설치하고, 이때 상기 피트먼 아암과 드레그 링크를 연결하는 제1 볼 조인트의 작동궤적에서 제1 볼 조인트의 설치 지점을 접점으로 하여 드레그 링크와 스핀들 아암을 연결하는 제2 볼 조인트의 작동궤적상에 접선을 그었을 때 제2 볼 조인트의 작동궤적상의 접점 지점에 제2 볼 조인트를 위치시켜 구성하는 것을 특징으로 한다.When the wheels are directed in the vertical direction, the pitman arm is installed vertically downward in the gearbox, and at this time, the installation point of the first ball joint in the operating trajectory of the first ball joint connecting the pitman arm and the drag link. And a second ball joint is positioned at a contact point on the operation trajectory of the second ball joint when a tangent is drawn on the operation trajectory of the second ball joint connecting the drag link and the spindle arm.

이하 본 발명의 바람직한 구성 및 작용을 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the preferred configuration and operation of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 스티어링 링키지의 작동을 설명하기 위하여 드레그 링크의 일지점을 기준으로 90도 전개하여 전방은 측면을, 후방은 평면을 도시한 작동 설명도로서, 기어박스(1)와 차륜(2) 사이에서 기어박스(1)로부터 스티어링 휠(미도시)의 회전 조작력을 증폭시켜 전달받아 직선 조작력으로 바꾸는 피트먼 아암(3)이 드레그 링크(4)의 일단과 제1 볼 조인트(5)로 연결된다.1 is an explanatory view showing the front side and the rear side in plan view, which is developed 90 degrees with respect to one point of the drag link to explain the operation of the vehicle steering linkage according to the present invention. Between the wheels 2, the Pitman arm 3, which amplifies the rotation operation force of the steering wheel (not shown) from the gear box 1 and converts it into a linear operation force, has one end of the drag link 4 and the first ball joint ( 5) is connected.

드레그 링크(4)는 그 타단에서 스핀들 아암(6)과 제2 볼 조인트(7)로 연결되고, 스핀들 아암(6)은 일측 차륜(2)에 연결된다.The drag link 4 is connected at its other end to the spindle arm 6 and the second ball joint 7, and the spindle arm 6 is connected to the one side wheel 2.

그리고 스핀들 아암(6)의 일측에는 타이 로드(8)에 의해 타측 차륜(미도시)과 연결되어 이루어진다.One side of the spindle arm 6 is connected to the other wheel (not shown) by a tie rod 8.

이러한 연결 구성을 갖는 스티어링 링키지에서, 피트먼 아암(3)은 차륜(2)이 정직방향을 향할 때, 기어박스(1)에 수직 하방향으로 설치되는데, 이때 상기 피트먼 아암(3)과 드레그 링크(4)를 연결하는 제1 볼 조인트(5)는 상기 피트먼 아암(3)이 기어박스(1)에 장착되는 장착부(P1)를 회전중심으로 하여 작동궤적(G1)을 갖는다.In the steering linkage having such a connection configuration, the pitman arm 3 is installed vertically downward to the gearbox 1 when the wheel 2 faces the straight direction, wherein the pitman arm 3 and the drag The first ball joint 5 connecting the link 4 has an operation trajectory G1 with the mounting part P1 on which the Pitman arm 3 is mounted on the gearbox 1 as the center of rotation.

그리고 드레그 링크(4)와 스핀들 아암(6)을 연결하는 제2 볼 조인트(7)는 스핀들 아암(6)이 차륜(2)에 장착되는 장착부(P2)를 회전중심으로 하여 작동궤적(G2)을 갖는다.In addition, the second ball joint 7 connecting the drag link 4 and the spindle arm 6 has an operation trajectory G2 with the mounting portion P2 on which the spindle arm 6 is mounted on the wheel 2 as the center of rotation. Has

여기서 차륜(2)이 정직방향을 향하여 제1 볼 조인트(5)의 설치 위치인 작동궤적(G1)상의 한 지점(P3)을 접점으로 하여 접선(L1)을 그었을 때, 이 접선(L1)의 연장선이 제2 볼 조인트(7)의 작동궤적(G2)과 접선(L1)으로 만나는 지점(P4)에 제2 볼 조인트(7)가 위치하여 구성된다.Here, when the wheel 2 draws a tangent L1 with a point P3 on the operation trajectory G1, which is the installation position of the first ball joint 5, as the contact point, the tangent L1 The second ball joint 7 is positioned at the point P4 where the extension line meets the operation trajectory G2 of the second ball joint 7 by the tangent L1.

이러한 구성에 의한 스티어링 링키지는 점선(L2,L3)으로 표시된 바와 같은 지오메트리 특성을 가지게 되며, 이러한 지오메트리 특성에서 짐작할 수 있듯이 좌,우회전에 따른 볼 조인트의 마찰 효율이 안정적으로 균형이 이루어지게 되며, 기어박스를 직립화 함으로써 피트먼 아암의 중립위치를 수직방향으로 구현함에 따라, 도 2에 도시된 바와 같은 종래의 스티어링 링키지에서의 조향각의 편차()를 없애거나, 줄일 수 있게 되는 것이다.The steering linkage according to this configuration will have the geometry characteristics as indicated by the dotted lines (L2, L3), as can be guessed from these geometry characteristics, the friction efficiency of the ball joint according to the left and right rotation is stable and balanced, the gear As the neutral position of the pitman arm is realized in the vertical direction by uprighting the box, the deviation of the steering angle in the conventional steering linkage as shown in FIG. ) Can be eliminated or reduced.

한편, 상기한 바와 같은 스팅어링 링키지의 구성은 스티어링 링키지 비(STEERING LINKAGE RATIO), 즉 피트먼 아암의 길이(P1에서 P3까지의 거리)에 대한 상기 장착부(P2)와 제2 볼조인트(7)까지의 거리의 비가 줄어 최적값에 가깝게 되며, 이는 에커먼(ACKERMAN) 방식에 따르는 차량의 에커먼 에러를 최소화하여 최적의 선회성을 갖도록 하는 것이다On the other hand, the structure of the stingling linkage as described above is the mounting portion (P2) and the second ball joint (7) for the steering linkage ratio (STEERING LINKAGE RATIO), that is, the length of the Pitman arm (distance from P1 to P3) The ratio of the distance to the vehicle is reduced, so that it is close to the optimum value. This is to minimize the common error of the vehicle according to the ACKERMAN method, so that the optimum turnability is achieved.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 차량용 스티어링 링키지는 피트먼 아암과 드레그 링크를 연결하는 볼 조인트와, 드레그 링크와 스핀들 아암을 연결하는 볼조인트의 최초 중립위치를 각각의 작동궤적상에 구성할 때, 두 작동궤적을 잇는 접선의 접점 위치에 구성함으로서 지오메트리 특성을 개선하고, 이로 인한 볼 조인트의 과다 마찰을 방지할 수 있으며, 조향각 편차를 최소화할 수 있게 되는 유용한 발명인 것이다.As described above, when the vehicle steering linkage according to the present invention configures the ball joint connecting the Pitman arm and the drag link and the initial neutral position of the ball joint connecting the drag link and the spindle arm on each operation trajectory, It is a useful invention to improve the geometry characteristics, thereby preventing excessive friction of the ball joint, and to minimize the steering angle deviation by configuring at the contact point of the tangent connecting the two operating trajectories.

Claims

Between the gearbox and the wheel, the Pitman arm, which amplifies the rotational manipulation force of the steering wheel from the gearbox and converts it into a linear manipulation force, is connected to one end of the drag link and the first ball joint, and the other end of the drag link is connected to the spindle arm and the first ball joint. In a steering linkage for a vehicle connected to the two ball joint, the spindle arm is connected to one wheel and connected to the other wheel through a tie rod,

When the wheels are directed in the vertical direction, the pitman arm is installed vertically downward in the gearbox, and at this time, the installation point of the first ball joint in the operating trajectory of the first ball joint connecting the pitman arm and the drag link. Characterized in that the second ball joint is positioned at the point of contact on the operating trajectory of the second ball joint when a tangent is drawn on the operating trajectory of the second ball joint connecting the drag link and the spindle arm with the contact as a contact point. Steering Linkage.