KR100423303B1

KR100423303B1 - 자동차의 조향장치

Info

Publication number: KR100423303B1
Application number: KR10-2001-0037026A
Authority: KR
Inventors: 이병림
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2001-06-27
Filing date: 2001-06-27
Publication date: 2004-03-18
Also published as: KR20030000872A

Abstract

본 발명은 자동차의 조향장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 조향장치가, 조향축(2)의 선단에 클럭스프링(11)을 포함하여 설치되는 조향핸들(1)과, 상기 클럭스프링(11)의 안쪽에 설치되어 조향핸들(1)의 조작에 따라 연동되어 회전하면서 상기 조향핸들(1)의 중립위치를 선택적으로 유지시켜 주도록 된 조향핸들중립장치(20)를 포함하여 구성되어져, 운전자가 상기 조향핸들(1)을 조작할 때 중립상태의 조작감을 쉽게 감지할 수 있게 됨으로써, 주행중 운전자의 피로감이 감소되게 되며 이로 인해 운전의 편의성이 향상도면서 아울러 안전운행에도 도움을 줄 수 있도록 된 것이다.

Description

자동차의 조향장치{steering system of vehicle}

본 발명은 자동차의 조향장치에 관한 것으로, 특히 조향핸들의 중립상태를 운전자가 쉽게 파악할 수 있도록 하여 안전운전을 도모할 수 있도록 된 자동차의 조향장치에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차에 구비된 조향장치는 주행중인 차량의 진행방향을 운전자의 의지대로 전환시키도록 하는 것인 바, 이를 위해 상기 조향장치는 운전자가 직접 조향조작을 하여 그 조작력을 각 기구로 전달하기 위해 조향핸들과 조향축 및 칼럼 등으로 이루어진 조작기구와, 상기 조향축의 회전을 감속함으로써 조작력을 증대시킴과 동시에 조작기구의 운동방향을 바꾸어 링크기구에 전달하는 기어기구 및, 이 기어기구의 움직임을 앞바퀴에 전달함과 동시에 좌우 바퀴의 관계위치를 올바르게 유지하기 위해 피트먼 암과 드래그 링크 및 너클 암과 타이로드 등으로 구성된 링크기구를 포함하여 구성된다.

한편, 대형 자동차나 저압 타이어를 사용한 차량에서는 앞바퀴의 접지저항이 크기 때문에 핸들의 조작력이 크게 되고 신속한 조향 조작이 안될 염려가 있기 때문에 가볍고 신속한 조향조작을 하기 위해 동력조향장치를 사용하고 있는 바, 이와 같은 동력조향장치는 동력원이 되는 유압을 발생시키는 오일펌프와 압력조절밸브 및 유량제어밸브를 포함하는 밸브 유닛 등으로 구성된 동력장치와, 오일펌프에서 발생한 유압을 기계적인 힘으로 바꾸어 조향력을 발생시키기 위해 실린더를 사용하는 작동장치 및, 이 작동장치에 이르는 유로를 개폐하고 핸들의 조작에 상응해서 유로를 바꾸어 동력실린더의 작동방향과 작동상태를 제어하는 제어장치 등으로 구성되어 있다.

즉, 상기 동력조향장치는 운전자의 조향조작을 위한 조향핸들(1)이 상측 단부에 장착된 조향축(2)과, 이 조향축(2)을 외부에서 감싸고서 차체에 고정되는 조향컬럼(3), 상기 조향축(2)의 하부에 장착되어 조향시 작동유의 흐름을 제어하도록 된 컨트롤밸브(4) 및, 상기 조향축(2)의 하측 단부에 마련된 구동피니언(도시안됨)과 치합되어 이의 회전 운동에 따라 직선운동을 하는 랙바아(5a)를 내부에 수용하는 동력실린더(5), 그리고 엔진의 크랭크축과 벨트(이상 도시안됨)를 매개로 연결되어 이로부터 동력을 받아 작동되어 조향시 상기 컨트롤밸브(4)로 가압된 작동유를 공급하도록 된 오일펌프(6)와, 이 오일펌프(6)로 작동유를 공급하도록 일정량의 작동유를 저장하고 있는 오일저장탱크(7)로 구성되어 있다.

그리고, 상기 컨트롤밸브(4)와 오일펌프(6) 및 오일저장탱크(7) 사이에는 각기 작동유의 공급 및 회수를 위한 공급관로(8)와 회수관로(9)가 배설되어 있고, 상기 동력실린더(5)의 양쪽 단부에는 내부의 구동피니언과 일부 구간이 치합된 랙바아(5a)의 타단이 일부 외부로 노출되며, 이 랙바아(5a)에는 각기 전륜측 너클아암에 연결되어 조향시 선회방향으로 너클아암을 밀거나 당겨 회동시키도록 하는 타이로드(10)가 결합되어 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 조향장치에는 조향핸들(1)의 중립위치를 알려주는 별도의 장치가 장착되어 있지 않으며 이로 인해 운전자가 조향핸들(1)을 조작하게 되더라도 상기 조향핸들(1)을 통해 그 중립위치를 알 수 없게 되어 주행중 운전자의 편의성이 감소되는 문제점이 있었다.

즉, 운전자가 차량의 진행방향에 맞게 조향핸들(1)을 조작하게 되더라도 상기 조향핸들(1)을 통해 중립위치를 알 수 없게 되므로 운전자는 차량의 진행방향에 의해 중립위치를 파악하게 되는데, 이와 같이 조행핸들(1)의 중립상태를 위해 주행중 운전자가 차량의 진행방향을 계속해서 변경시켜주게 되면, 운전자의 피로감이 증가되면서 안전운전에 악영향을 미치게 되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 조향핸들의 중립상태를 알려주기 위한 조향핸들중립장치를 클럭스프링과 함께 조향축의 측 단부에 설치하여, 상기 조향핸들의 조작시 운전자가 조향핸들중립장치를 통해 조향핸들의 중립상태를 직접 파악할 수 있도록 함으로써 주행중 운전자의 피로감을 감소시키면서 편의성을 향상시키고 아울러 안전운행에도 도움을 줄 수 있도록 된 자동차의 조향장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 조향장치는, 조향축의 선단에 클럭스프링을 포함하여 설치되는 조향핸들과, 상기 클럭스프링의 안쪽에 설치되어 조향핸들의 조작에 따라 연동되어 회전하면서 상기 조향핸들의 중립위치를 선택적으로 유지시켜 주도록 된 조향핸들중립장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

도 1은 일반적으로 사용되는 동력조향장치의 구성을 도시한 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 조향핸들중립장치가 클럭스프링내에 설치된 상태를 도시한 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 조향핸들중립장치가 조향축에 설치되는 상태를 나타내는 분리사시도,

도 4는 도 3의 Ⅰ-Ⅰ선 부분단면도,

도 5는 본 발명에 따른 조향핸들중립장치의 작동상태를 설명하기 위한 개략적인 종단면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1 - 조향핸들 2 - 조향축

3 - 조향컬럼 11 - 클럭스프링

20 - 조향핸들중립장치 21 - 탄성부재

22 - 하부고정판 22b - 걸림돌기

22c - 베어링안내홈 22d - 원형돌기

23 - 고정부재 24 - 상부고정판

24b - 원형홈 25 - 베어링부재

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 조향핸들중립장치가 클럭스프링내에 설치된 상태를 도시한 사시도로서, 종래구조와 동일한 부위에는 동일한 참조부호를 붙이면서 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 조향장치는 도 1을 참조로 전술한 바와 같이, 운전자의 조향조작을 위한 조향핸들(1)이 상측 단부에 장착된 조향축(2)과, 이 조향축(2)을 외부에서 감싸고서 차체에 고정되는 조향컬럼(3), 상기 조향축(2)의 하부에 장착되어 조향시 작동유의 흐름을 제어하도록 된 컨트롤밸브(4) 및, 상기 조향축(2)의 하측 단부에 마련된 구동피니언(도시안됨)과 치합되어 이의 회전 운동에 따라 직선운동을 하는 랙바아(5a)를 내부에 수용하는 동력실린더(5), 그리고 엔진의 크랭크축과 벨트(이상 도시안됨)를 매개로 연결되어 이로부터 동력을 받아 작동되어 조향시 상기 컨트롤밸브(4)로 가압된 작동유를 공급하도록 된 오일펌프(6)와, 이 오일펌프(6)로 작동유를 공급하도록 일정량의 작동유를 저장하고 있는 오일저장탱크(7)로 구성되어 있다.

한편, 상기 조향축(2)의 선단에 설치되는 조향핸들(1)은 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 클럭스프링(11)을 포함하여 설치되는 구조로 되어 있다.

즉, 상기 조향축(2)의 선단으로 클럭스프링(11)과 조향핸들(1) 및 조향핸들보스(13)가 순차적으로 관통되어 끼워지고, 상기 조향축(2)의 나사부(2a)에 스프링와셔(14)를 사이에 두고 조립너트(15)가 나사결합되게 되면, 이 조립너트(15)의 결합력에 의해 상기 조향핸들보스(13)와 조향핸들(1) 및 클럭스프링(11)이 조향컬럼(3)의 선단에 구비된 플랜지부(3b)에 지지됨으로서 설치되게 된다.

그리고, 상기 클럭스프링(11)의 안쪽에는 상기 조향핸들(1)의 조작에 따라 소정부위가 조향핸들(1)과 연동되어 회전되면서 상기 조향핸들(1)의 중립위치를 선택적으로 유지시켜 주도록 된 조향핸들중립장치(20)가 설치되어 있다.

여기서, 상기 조향핸들중립장치(20)는, 상기 조향축(2)의 선단으로 관통되어 조향컬럼(3)의 플랜지부(3b)에 지지되도록 설치되는 탄성부재(21)와, 상기 조향축(2)의 선단으로 관통되고 소정부위가 조향컬럼(3)의 플랜지부(3b)를 관통하여 고정되면서 밑면이 상기 탄성부재(21)의 선단에 탄력적으로 지지되게 설치되는 하부고정판(22)과, 상기 조향축(2)의 선단으로 관통되어 하부고정판(22)의 위쪽으로 위치되면서 상기 조향핸들(1)을 관통하는 다수개의 고정부재(23)에 의해 고정 설치되는 상부고정판(24)과, 상기 하부고정판(22)과 상부고정판(24)사이에 압입 설치되어 조향핸들(1)의 조작에 따라 상부고정판(24)이 회전될 때 하부고정판(22)의 윗면에서 원주방향으로 구름이동되면서 조향핸들(1)의 중립위치를 선택적으로 유지시켜 주는 복수개의 베어링부재(25)로 구성되어 있다.

한편, 상기 하부고정판(22)과 상부고정판(24)은 소정의 두께를 지닌 원판으로 형성되어 있으며, 그 중앙부위에는 상기 조향축(2)이 관통되는 조립구멍(22a,24a)이 각각 형성되어 있다.

그리고, 상기 조향컬럼(3)의 플랜지부(3b)에는 다수개의 관통구멍(3a)이 형성되고, 상기 하부고정판(22)의 테두리부 밑면에는 상기 관통구멍(3a)으로 각각 삽입되면서 끝단이 상기 플랜지부(3b)의 안쪽면에 걸려져 고정되는 걸림돌기(22b)가 일체로 형성되어 있다.

또한, 상기 하부고정판(22)의 윗면에는 상기 베어링부재(25)의 구름이동을 안내하기 위한 소정깊이의 베어링안착홈(22c)이 원주방향을 따라 형성되어 있다.

그리고, 상기 베어링안착홈(22c)에는 도 5에 도시된 바와 같이 한 개 이상의 원형돌기(22d)가 형성되고, 상기 베어링부재(25)와 접촉되는 상부고정판(24)의 밑면에는 한 개 이상의 원형홈(24b)이 형성되는데, 상기 원형돌기(22d)는 보통 2개로 형성되며 그 위치는 동축상으로 연결되는 부위에 각각 형성된다.

이에 따라, 상기 베어링안착홈(22c)을 따라 구름이동되는 베어링부재(25)가 상기 원형돌기(22d)에 의해 원형홈(24b)의 안쪽으로 삽입되면서 조향핸들(1)의 중립위치가 맞춰지게 된다.

본 발명에 따라 운전자가 주행을 위해 상기 조향핸들(1)을 조작하게 되면 최초 조향핸들중립장치(20)에 의해 중립상태를 유지하고 있던 조향핸들(1)이 중립상태를 이탈하면서 조향조작이 이루어지게 된다.

즉, 운전자가 조향핸들(1)을 조작하게 되면 조향핸들중립장치(20)의 상부고정판(24)이 조향축(2)과 함께 운전자의 조작방향으로 회전되게 되고, 이에 따라 상기 베어링안착홈(22c)에 설치된 베어링부재(25)가 원형홈(24b)으로부터 이탈되어 도 5에 도시된 화살표 방향(좌측 또는 우측방향)으로 구름이동되면서 조향조작이 이루어지게 되는 것이다.

이와 같이, 상기 베어링부재(25)가 원형홈(24b)으로부터 이탈되어 구름이동되면 상기 조향핸들(1)은 중립위치에서 해제되게 된다.

이후, 운전자는 도로의 상황에 따라 상기 조향핸들(1)을 계속적으로 조작하게 되는데, 이때 상기 베어링안착홈(22c)을 구름이동하던 베어링부재(25)가 원형돌기(22d)에 의해 원형홈(24b)으로 재차 삽입되면 상기 조향핸들(1)은 다시 중립위치를 유지하게 되며, 이때의 조작감이 운전자에게 전달됨으로서 운전자는 상기 조향핸들(1)의 중립상태를 쉽게 인식할 수 있게 되는 것이다.

본 발명에 따라 조향핸들(1)의 조작시 조향핸들(1)의 중립상태가 조향핸들중립장치(20)에 유지되게 되며, 이로 인해 중립상태의 조작감을 운전자가 쉽게 감지할 수 있게 됨으로서, 주행중 운전자의 피로감이 감소되고 운전의 편의성이 향상되며 아울러 안전운행에도 도움을 줄 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 조향핸들의 중립상태를 유지시켜주도록 된 조향핸들중립장치가 조향축의 선단에 설치되어져, 운전자가 상기 조향핸들을 조작할 때 중립상태의 조작감을 쉽게 감지할 수 있게 됨으로써, 주행중 운전자의 피로감이 감소되게 되며 이로 인해 운전의 편의성이 향상도면서 아울러 안전운행에도 도움을 줄 수 있게 되어 소비자의 선호도 및 상품성이 증진되는 효과가 있게 된다.

Claims

조향축(2)의 선단에 클럭스프링(11)을 포함하여 설치되는 조향핸들(1)과, 상기 클럭스프링(11)의 안쪽에 설치되고 조향핸들(1)의 조작에 따라 연동되어 회전하면서 상기 조향핸들(1)의 중립위치를 선택적으로 유지시켜 주는 조향핸들중립장치(20)를 포함하여 구성되는데,

상기 조향핸들중립장치(20)는, 상기 조향축(2)의 선단으로 관통되어 조향컬럼(3)의 플랜지부(3b)에 지지되도록 설치되는 탄성부재(21)와, 상기 조향축(2)의 선단으로 관통되고 조향컬럼(3)의 플랜지부(3b)를 관통하여 고정되면서 밑면이 상기 탄성부재(21)의 선단에 탄력적으로 지지되게 설치되는 하부고정판(22)과, 상기 조향축(2)의 선단으로 관통되어 하부고정판(22)의 위쪽으로 위치되면서 상기 조향핸들(1)을 관통하는 고정부재(23)에 의해 고정 설치되는 상부고정판(24)과, 상기 하부고정판(22)과 상부고정판(24)사이에 압입 설치되어 조향핸들(1)의 조작에 따라 상부고정판(24)이 회전될 때 하부고정판(22)의 윗면에서 원주방향으로 구름이동되면서 조향핸들(1)의 중립위치를 선택적으로 유지시켜 주는 베어링부재(25)로 구성됨과 더불어,

상기 하부고정판(22)의 윗면에는 베어링부재(25)의 구름이동을 안내하는 베어링안착홈(22c)이 형성되면서 이 베어링안착홈(22c)에는 원형돌기(22d)가 형성되고, 상기 베어링부재(25)와 접촉되는 상부고정판(24)의 밑면에는 원형홈(24b)이 형성되는 자동차의 조향장치.
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제 1항에 있어서, 상기 조향컬럼(3)의 플랜지부(2b)에는 관통구멍(3a)이 형성되고, 상기 하부고정판(22)에는 관통구멍(3a)으로 삽입되면서 끝단이 상기 플랜지부(3)의 안쪽면에 걸려져 고정되는 걸림돌기(22b)가 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향장치.
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