KR100358999B1

KR100358999B1 - 차량용 조향 안정성 향상장치

Info

Publication number: KR100358999B1
Application number: KR1019980036561A
Authority: KR
Inventors: 하헌관
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 1998-09-04
Filing date: 1998-09-04
Publication date: 2002-12-18
Also published as: KR20000018794A

Abstract

본 발명은 차량용 조향 안정성 향상장치에 대한 것으로서, 발명의 주된 목적은 좌,우 양측으로 핸들을 돌려 조향을 할 때, 중립의 위치에서 회전 토오크가 커질 수 있도록 하되, 스프링에 탄설된 볼과 탄성을 조절할 수 있는 조절기구를 설치하므로써, 장기간 사용으로 마모가 발생하여도 그 값을 보상하여 항상 양호한 상태로 유지할 수 있도록 하는데 있는 것이다.

이를 위한 특징적인 수단은 하우징 내부에 내장 설치하되, 토션바와, 인풋 샤프트와, 밸브 바디로 이루어진 유압 조절밸브부, 상기한 토션바와 연결되어 회전이 가능한 웜 샤프트와, 웜 샤프트의 나선홈과 볼 너트기구로 결합된 랙 피스톤과 이들을 내장한 기어 박스로 이루어진 유압 작동부, 상기한 랙 피스톤의 랙부분에 치합된 피니언과, 이 피니언을 포함하는 섹터 샤프트로 이루어진 조향 작동부로 구성한 조향장치에 있어서, 상기한 피니언의 하주연부에 요홈부를 형성한 후, 스프링에 탄설된 볼부재를 설치하고, 상기 볼부재의 위치에 상응한 기어박스에는 볼부재가 접촉할 수 있는 반구형 요홈을 가진 서포트 요크를 마련하는데 있다.

Description

차량용 조향 안정성 향상장치

본 발명은 차량용 조향 안정성 향상장치에 대한 것으로서, 더 상세하게는 고속 주행시 핸들을 좌,우로 돌려 조향하되, 중립의 위치에서 회전 토오크가 커질 수 있도록 새로운 구성을 추가하는데 특징이 있는 것이다.

일반적으로 차량의 파워 스티어링 장치는 저속에서는 비교적 작은 힘으로 조향이 가능하도록 하므로써 주차가 용이하도록 하고 있고, 반대로 고속에서는 비교적 큰 힘으로 조향이 가능하도록 하므로써 직진 안전성을 향상시킬 수 있게 하는 바, 후자의 경우, 핸들을 좌측 끝에서 우측 끝으로 조작한다고 했을 때, 중앙부분에서 조작을 하기 위한 토오크 값이 상승되게하여 직진 안전성을 향상시키게 된다.

그리고 이러한 특성을 만족하기 위해서 종래의 조향장치에서는 기어의 비율을 변화시키는 방식과, 중립에서 회전 방향 토오크를 증대시키는 방식이 사용되고 있다.

기어의 비율을 변화시키는 방법은 도 1에서 보는 바와 같이 섹터 샤프트(310)의 피니언(311)이 랙 피스톤(230)의 랙(231)에 치합할 때, 중립의 위치에 해당하는 "A"부분의 기어 비율이 좌,우 양측의 "B"부분 기어 비율에 비해 물림율이 더 크도록 하므로써, 중앙부분에서의 핸들이 더 무겁도록 한 것이다.

또, 회전 방향 토오크를 증대시키는 방법은 도 2에서 보는 바와 같이 랙 피스톤(230)의 속에 내장된 웜 샤프트(210)와, 이 웜 샤프트(210)의 나선홈(211)을 따라 이동하는 볼 스크류의 강성볼(221)이 중립의 위치에 해당하는 "C"구간에서 이동이 어렵도록 나선홈(211)을 특별히 가공하여 구성한 것이다.

그러나 상기와 같은 종래의 방식에 있어서는 피니언(311)과 랙(231)이 치합하되, 자주 치합되는 "A"부분, 또 강성볼(221)이 자주 맞닿는 "C"구간의 마모율이 가장 높기 때문에 장기간 사용되면 본래의 기능을 발휘하지 못하게 되는 것이다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 발명의 주된 목적은 좌,우 양측으로 핸들을 돌려 조향을 할 때, 중립의 위치에서 회전 토오크가 커질 수 있도록 하되, 스프링에 탄설된 볼과 탄성을 조절할 수 있는 조절기구를 설치하므로써, 장기간 사용으로 마모가 발생하여도 그 값을 보상하여 항상 양호한 상태로 유지할 수 있도록 하는데 있는 것이다.

도 1은 종래의 조향 안정성 향상장치를 보인 단면도

도 2는 종래의 또 다른 실시예의 조향 안정성 향상장치를 보인 단면도

도 3은 본 발명의 구성을 보인 단면도

도 4는 본 발명의 구성을 보인 측단면도

도 5는 본 발명의 요부 구성을 보인 확대 단면도

도 6은 본 발명의 요부 구성을 보인 확대 측단면도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

4 : 서포트 요크 5 : 플러그

6 : 볼부재 7 : 스프링

41 : 반원형 요홈 42 : 오목부

43 : 볼록부 51 : 숫나사

100 : 유압 조절밸브부 200 : 유압 작동부

300 : 조향 작동부 101 : 하우징

110 : 토션바 120 : 인풋 샤프트

130 : 밸브 바디 210 : 웜 샤프트

211 : 나선홈 220 : 볼 너트기구

230 : 랙 피스톤 231 : 랙

310 : 섹터 샤프트 311 : 피니언

312 : 요홈부

이하 본 발명의 실시예를 첨부 도면에 따라 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 구성을 보인 정단면도이고, 도 4는 본 발명의 구성을 보인 측단면도이다.

도면에서 보듯이 본 발명은 유압 조절밸브부(100)와, 유압 작동부(200)와, 조향 작동부(300)로 이루어 진다.

유압 조절밸브부(100)는 하우징(101) 내부에 내장 설치하되, 토션바(110)와, 인풋 샤프트(120)와, 밸브 바디(130)로 이루어지고, 유압 작동부(200)는 상기한 토션바(110)와 연결되어 회전이 가능한 웜 샤프트(210), 웜 샤프트의 나선홈(211)과 볼 너트기구(220)로 결합된 랙 피스톤(230)으로 이루어지며, 이들은 기어 박스(201)의 내부에 내장된 채 조립되어 있다.

그리고, 조향 작동부(300)는 상기한 랙 피스톤의 랙(231)부분에 치합된 피니언(311)과, 이 피니언을 포함하는 섹터 샤프트(310)로 이루어지며, 본 발명의 특징부는 이 조향 작동부(300)의 피니언(311)과 기어 박스(201) 간에 설치된다.

즉, 상기한 피니언(311)의 하주연부에 요홈부(312)를 형성한 후, 스프링(7)에 탄설된 볼부재(6)를 설치하고, 상기 볼부재의 위치에 상응한 기어 박스(201)에는 볼부재(6)가 접촉할 수 있는 반구형 요홈(41)을 가진 서포트 요크(4)를 마련하고, 이 서포트 요크(4)는 플러그(5)로 받쳐질 수 있도록 하는 것이다.

이때, 상기한 플러그(5)는 기어 박스(201)에 직접 암나사(202)를 형성하여, 서포트 요크(4)의 반구형 요홈(41)이 피니언(311)을 향해 전,후진 조절될 수 있도록 하는 것이 중요하며, 상기한 서포트 요크(4)의 반구형 요홈(41)에는 볼부재(6)가 중립위치를 벗어나고자 할 때, 필요한 토오크값이 커지도록 하기 위해 그 중앙에 볼록부(43), 또는 오목부(42)를 형성하는 것이다.

다음은 이상과 같이 구성된 본 발명의 작동상태를 설명한다.

도 1에서 보는 바와 같이 핸들과 연결된 인풋 샤프트(120)가 회전하면 스티어링 기어의 웜 샤프트(210)에 전달되고, 웜 샤프트(210)는 볼 너트기구(220)로써 랙 피니언(311)과 결합되어 있기 때문에 랙 피니언(311)을 직선 왕복운동으로 바꾸어 준다.

랙 피니언(311)의 왕복운동은 랙(231)과 치합된 섹터 샤프트(310)의 피니언(311)을 회동운동시키게 되고, 따라서 섹터 샤프트(310)가 회동하여 조향작동이 이루어 진다.

이때, 핸들을 우측 끝에서 좌측 끝으로, 혹은 좌측 끝에서 우측 끝으로 돌렸을 때, 상기한 피니언(311)의 하부 요홈부(312)에서 스프링(7)으로써 탄설된 볼부재(6)가 서포트 요크(4)의 반구형 요홈(41)에 얹힌 채 같이 회동을 하게 되는 바, 고속 주행시 상기한 볼부재(6)가 반구형 요홈(41)의 중앙에 형성된 오목부(42), 또는 볼록부(43)를 지나 다녀야 하기 때문에 중립상태에서는 핸들을 돌리기 위한 토오크가 증가되므로 안정된 직진성향을 갖게 된다.

한편, 상기와 같은 작동이 장기간 이루어 지므로 해서 반구형 요홈(41)에 마모가 발생하면 오목부(42) 또는 볼록부(43)의 높이가 낮아져 중립상태에서 발생하던 토오크가 작아질 수 있는데, 이때는 나사로 결합되어 있는 플러그(5)를 조여서 서포트 요크(4)의 높이를 높여준다.

서포트 요크(4)의 높이가 높아지면 다시 중립상태에서의 회전 토오크가 더 커지므로 계속적으로 안정된 직진성형을 유지하게 되는 것이다.

위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명은 피니언(311)에 볼부재(6)를 탄설하고, 기어 박스(201)에 플러그(5)로써, 높이 조절이 가능한 서포트 요크(4)를 설치하였기 때문에 서포트 요크의 반구형 요홈(41)에 형성한 오목부(42) 또는 볼록부(43)에 의해 중립상태의 토오크가 증가할 수 있게 되었으며, 따라서 고속 주행시 직진성향이 양호하여 안정된 상태로 주행을 할 수 있게 되었을 뿐만 아니라 장기간 경과함에 따라 오목부나 볼록부에 마모가 발생하여도 서포트 요크(4)의 높이를 조절할 수 있기 때문에 마모값을 보상하여 항상 양호한 상태의 주행 안정성을 보장할 수 있는 것이다.

Claims

하우징(101) 내부에 내장 설치하되, 토션바(110)와, 인풋 샤프트(120)와, 밸브 바디(130)로 이루어진 유압 조절밸브부(100)와,

상기한 토션바(110)와 연결되어 회전이 가능한 웜 샤프트(210), 웜 샤프트의 나선홈(211)과 볼 너트기구(220)로 결합된 랙 피스톤(230)으로 이루어진 채, 기어 박스(201) 내부에 내장된 유압 작동부(200)와,

상기한 랙 피스톤의 랙(231)부분에 치합된 피니언(311)과, 이 피니언을 포함하는 섹터 샤프트(310)로 이루어진 조향 작동부(300)로 이루어진 조향장치에 있어서,

상기한 피니언(311)의 하주연부에 요홈부(312)를 형성한 후, 스프링(7)에 탄설된 볼부재(6)를 설치하고, 상기 볼부재의 위치에 상응한 기어 박스(201)에는 볼부재(6)가 접촉할 수 있는 반구형 요홈(41)을 가진 서포트 요크(4)와, 서포트 요크를 받치는 플러그(5)를 마련하여 구성함을 특징으로 하는 차량용 조향 안정성 향상장치.
청구항 1에 있어서,

상기한 서포트 요크(4)는 기어 박스(201)에 설치하되, 플러그(5)는 숫나사(51)로 형성하고, 기어 박스(201)에는 암나사(202)를 형성하여, 반구형 요홈(41)이 피니언(311)을 향해 전,후진 조절될 수 있도록 하여서 됨을 특징으로 하는 차량용 조향 안정성 향상장치.
청구항 1에 있어서,

상기한 서포트 요크(4)의 반구형 요홈(41)에는 볼부재(6)가 중립위치를 벗어나고자 할 때, 필요한 토오크값이 커지도록 하기 위해 그 중앙에 볼록부(43)를 형성하여서 됨을 특징으로 하는 차량용 조향 안정성 향상장치.