KR100440321B1 - Power steering system for decreasing steering noise in vehicle - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량의 소음저감용 파워조향장치에 관한 것으로, 조향휠의 조작력을 배력하는 기어박스내 스플의 자려진동 발생을 차단시켜 운전자의 느린 조향 조작시에도 진동과 공진 및 이에 따른 소음의 발생을 방지함에 그 목적이 있다.The present invention relates to a power steering device for reducing noise of a vehicle, and prevents the occurrence of the vibration of the spool in the gearbox that boosts the steering force of the steering wheel, thereby preventing vibration and resonance and the noise generated according to the driver's slow steering operation. The purpose is to prevent.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 조향휠(1)의 조작력을 조향컬럼(2)의 하부부위로 연결된 인풋샤프트(2')에 내장된 토션바(T)의 비틀림을 매개로 조작력을 배력하도록 오일펌프(8')에서 펌핑된 오일탱크(8)의 오일을 순환시키는 통로를 형성하는 기어박스(3)가 상기 토션바(T)를 구비한 인풋샤프트(2')를 감싸면서 함께 회전되는 스플(4")과, 이 스플(4")을 수용하면서 그 이동에 의해 실린더튜브(5)와 오일의 순환 통로를 형성하는 컨트롤밸브(4') 및 상기 스플(4")과 밸브(4')사이에 구비되어 유압라인(c,d)에서 분기된 바이패스라인(e,f)을 통해 밸브(4')쪽으로 유입된 오일에 의해 스플(4")을 가압시키는 압축링(10)으로 이루어진 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, the operating force of the steering wheel (1) via the torsion of the torsion bar (T) built in the input shaft (2 ') connected to the lower portion of the steering column (2) as a medium The gearbox 3 forming a passage for circulating the oil of the oil tank 8 pumped from the oil pump 8 'to surround the input shaft 2' with the torsion bar T, A spool 4 "which rotates together, a control valve 4 'and a spool 4" which receive the spool 4 "and form a circulation passage between the cylinder tube 5 and the oil by its movement; Compression ring provided between the valve 4 'and pressurizes the spool 4 "by the oil flowing into the valve 4' through the bypass lines e and f branched from the hydraulic lines c and d. It characterized by consisting of 10).
Description
본 발명은 차량의 소음저감용 파워조향장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 느린 조향 조작시 기어박스내의 밸브에서 발생하는 자려진동을 차단시킬 수 있도록 된 차량의 소음저감용 파워조향장치에 관한 것이다.The present invention relates to a power steering device for reducing noise of a vehicle, and more particularly, to a power steering device for reducing noise of a vehicle, which is capable of blocking self-vibration generated from a valve in a gearbox during a slow steering operation.
일반적으로 자동차는 주행 중에 차체의 진행방향을 운전자의 임의대로 바꿀 수 있도록 조작함은 물론 운전자의 조작력을 유압의 힘으로 배력하여 보다 적은 힘으로 차량의 자세변화를 행하는 조향장치를 이용하여 운전자의 의도대로 차량의 방향을 변환시키게 된다.In general, a vehicle operates not only to change the direction of the vehicle body at the driver's discretion while driving, but also to increase the driver's operating force by hydraulic force to change the attitude of the vehicle with less force. It will change the direction of the vehicle.
이러한 유압식 파워 조향장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 조향 조작을 위한 조향휠(1)이 상측 선단부에 장착된 조향컬럼(2)과, 상기 조향휠(1)의 조작을 직선운동으로 변환하기 위해 피니언과 랙이 구비되면서 조향시 오일이 순환되는 기어박스(3), 상기 기어박스(3)의 랙과 치합된 랙바(6)를 수용하는 실린더튜브(5) 및 상기 랙바(6)의 이동에 의해 차륜을 변화시키는 타이로드(7)로 이루어진다.As shown in FIG. 1, the hydraulic power steering apparatus converts a steering column 2 having a steering wheel 1 for steering operation mounted on an upper end thereof and a manipulation of the steering wheel 1 into linear motion. To move the cylinder tube 5 and the rack bar 6 to accommodate the gear box (3), the oil is circulated during steering, the rack bar (6) engaged with the rack of the gear box (3) is provided with a pinion and rack It consists of the tie rod 7 which changes a wheel.
여기서, 상기 기어박스(3)는 도 2에 도시된 바와 같이 조향컬럼(2)의 하단부위를 이루면서 그 내부로 조향휠(1)의 조작에 따라 비틀리도록 키를 매개로 고정된 토션바(T)를 구비한 인풋샤프트(2')를 감싸면서 함께 회전되는 스플(4")과, 이 스플(4")을 감싸면서 오일펌프(8')의 작동에 따라 공급되는 오일탱크(8)의 오일을 실린더튜브(5)로 순환시키는 컨트롤밸브(4')로 이루어진다.Here, the gear box 3 is a torsion bar (T) fixed via a key so as to form a lower end of the steering column (2) to twist in accordance with the manipulation of the steering wheel (1) therein as shown in FIG. Of the oil tank 8 supplied with the operation of the oil pump 8 'while enclosing the input shaft 2' with the It consists of a control valve (4 ') for circulating oil to the cylinder tube (5).
이와 같은 파워 조향장치는 조향휠(1)이 중립상태에 있으면 토션바(T)가 비틀림을 받지 않으므로 기어박스(4)의 스플(4")이 유로를 형성하지 않게 되어 유압이 공급되지 않는 반면, 상기 조향휠(1)이 조타되면 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 토션바(T)가 비틀림을 받아 기어박스(4)의 스플(4")이 회전되면서 컨트롤밸브(4')와 유로를 형성하게 되고 이에 따라, 오일펌프(8')의 작동과 함께 오일탱크(8)로부터 펌핑된 오일이 컨트롤밸브(4')와 실린더튜브(5)사이의 유압라인(c,d)을 통해 순환되면서 배력된 힘으로 랙바(6)를 수평 이동시키는 조작력을 경감시켜 타이로드(7)를 통해 차륜을 적은 힘으로 조향하도록 한다.In this power steering device, since the torsion bar T is not twisted when the steering wheel 1 is in a neutral state, the spool 4 "of the gear box 4 does not form a flow path so that hydraulic pressure is not supplied. When the steering wheel 1 is steered, as shown in FIGS. 2 and 3, the torsion bar T is twisted to rotate the spool 4 ″ of the gear box 4 while the control valve 4 ′ and the control valve 4 ′ are rotated. As a result, the oil pumped from the oil tank 8 together with the operation of the oil pump 8 'causes the hydraulic lines c and d between the control valve 4' and the cylinder tube 5 to be formed. By reducing the operating force to horizontally move the rack bar (6) by the force circulated through the tie rod (7) to steer the wheel with less force.
그러나, 이와 같이 오일를 유·출입시켜 조향휠(1)의 조작력을 배가시키는 기어박스(3)는 조향휠(1)의 조작력을 전달받아 비틀리는 토션바(T)를 통해 스플(4")을 회전시켜 컨트롤밸브(4')와 오일의 순환통로를 형성하는데, 이와 같이 조향휠(1)의 조작에 따라 비틀리는 토션바(T)는 운전자가 천천히 조향휠(1)을 조작하게 되면 그 복원 과정에서 기어박스(3)로 유입되는 오일의 압력이 서로 비슷한 상태를 형성하게 되고 이로 인해, 상기 토션바(T)의 복원력과 기어박스(3)내 오일압력에 의해 도 4에 도시된 바와 같이 컨트롤밸브(4')와 스플(4")이 열렸다 닫혔다를 반복하면서 상대적으로 고정되어 있지 않은 스플(4")이 자려진동을 하게 되는현상을 유발하게 된다.However, the gearbox 3 which doubles the operating force of the steering wheel 1 by flowing oil in and out as described above receives the spool 4 "through the torsion bar T which is received by the operating force of the steering wheel 1. Rotating to form a circulation passage between the control valve (4 ') and the oil. As described above, the torsion bar (T), which is twisted according to the steering wheel (1) operation, is restored when the driver operates the steering wheel (1) slowly. In the process, the pressure of the oil flowing into the gearbox 3 forms a state similar to each other, and as a result, as shown in FIG. 4 by the restoring force of the torsion bar T and the oil pressure in the gearbox 3. Repeatedly opening and closing the control valve 4 'and the spool 4 " causes the relatively unstable spool 4 " to vibrate.
이와 같이, 상기 기어박스(3)내에서 스플(4")이 지속적으로 자려진동을 하게 되면 기어박스(3)로 연결되는 각종 파이프의 공진을 유발해 진동과 소음을 지속적으로 발생함은 물론 이로 인해 차량의 상품성도 저하되는 문제가 있게 된다.As such, when the spool 4 "is continuously vibrated in the gearbox 3, vibration and noise are continuously generated by causing resonance of various pipes connected to the gearbox 3 as well. Due to this, there is also a problem that the merchandise of the vehicle is also lowered.
이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 조향휠의 조작력을 배력하는 기어박스내 스플의 자려진동 발생을 차단시켜 운전자의 느린 조향 조작시에도 진동과 공진 및 이에 따른 소음의 발생을 방지함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been invented in view of the above, and prevents the occurrence of the vibration of the spool in the gear box that boosts the steering force of the steering wheel, thereby preventing vibration and resonance and the generation of noise even during slow steering operation of the driver. The purpose is to prevent.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 조향휠의 조작력을 조향컬럼의 하부부위로 연결된 인풋샤프트에 내장된 토션바의 비틀림을 매개로 조작력을 배력하도록 오일펌프에서 펌핑된 오일탱크의 오일을 순환시키는 통로를 형성하는 기어박스가 상기 토션바를 구비한 인풋샤프트를 감싸면서 함께 회전되는 스플과, 이 스플을 수용하면서 그 이동에 의해 실린더튜브와 오일의 순환 통로를 형성하는 컨트롤밸브 및 상기 스플과 밸브사이에 구비되어 유압라인에서 분기된 바이패스라인을 통해 밸브쪽으로 유입된 오일에 의해 스플을 가압시키는 압축링으로 이루어진 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, the oil of the oil tank pumped from the oil pump to multiply the operating force through the torsion bar of the torsion bar built into the input shaft connected to the steering column of the steering column lower portion A spool that rotates together while the gear box forming a circulating passage surrounds the input shaft including the torsion bar, and a control valve and the spool that receive the spool and form a circulation passage between the cylinder tube and the oil by the movement thereof; It is provided between the valve is characterized in that consisting of a compression ring for pressurizing the spool by the oil introduced into the valve through the bypass line branched from the hydraulic line.
도 1은 일반적인 차량의 파워조향장치에 대한 구성도1 is a configuration diagram for a power steering device of a typical vehicle
도 2는 종래에 따른 기어박스부위에 대한 유압 작동 상태도2 is a hydraulic operation state diagram for a gear box according to the prior art
도 3은 종래에 따른 기어박스내의 오일 순환도3 is an oil circulation diagram in a gearbox according to the related art.
도 4는 종래에 따른 조향시 기어박스의 작동 상태도Figure 4 is a state diagram of the operation of the gearbox in the prior art steering
도 5는 본 발명에 따른 조향장치의 소음저감용 기어박스부위의 구성도Figure 5 is a block diagram of a noise reduction gear box portion of the steering apparatus according to the present invention
도 6은 본 발명에 따른 기어박스내의 오일 순환도6 is an oil circulation diagram in a gearbox according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
1 : 조향휠 2 : 조향컬럼1: Steering Wheel 2: Steering Column
2' : 인풋샤프트 3 : 기어박스2 ': input shaft 3: gearbox
4' : 컨트롤 밸브4 ': control valve
4" : 스플 4a" : 바이패스포트4 ": Split 4a": Bypass port
4b" : 수용홀 5 : 실린더 튜브4b ": receiving hole 5: cylinder tube
6 : 랙바 7 ; 타이로드6: rack bar 7; Tie rod
8 : 오일탱크 8' : 오일펌프8: oil tank 8 ': oil pump
10 : 압축링10: compression ring
a,b,c,d : 유압라인 e,f : 바이패스라인a, b, c, d: hydraulic line e, f: bypass line
T : 토션바T: torsion bar
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 5는 본 발명에 따른 조향장치의 소음저감용 기어박스부위의 구성도를 도시한 것인바, 본 발명은 조향휠(1)의 조작력을 조향컬럼(2)의 하부부위로 연결된 인풋샤프트(2')에 내장된 토션바(T)의 비틀림을 매개로 조작력을 배력하도록 오일펌프(8')에서 펌핑된 오일탱크(8)의 오일을 순환시키는 통로를 형성하는 기어박스(3)가 상기 토션바(T)를 구비한 인풋샤프트(2')를 감싸면서 함께 회전되는 스플(4")과, 이 스플(4")을 수용하면서 그 이동에 의해 실린더튜브(5)와 오일의 순환 통로를 형성하는 컨트롤밸브(4') 및 상기 스플(4")과 밸브(4')사이에 구비되어 유압라인(c,d)에서 분기된 바이패스라인(e,f)을 통해 밸브(4')쪽으로 유입된 오일에 의해 스플(4")을 가압시키는 압축링(10)으로 이루어진다.Figure 5 shows a block diagram of the noise reduction gear box of the steering apparatus according to the present invention, the present invention input shaft (2) connected the operating force of the steering wheel (1) to the lower portion of the steering column (2) The torsion is a gearbox (3) which forms a passage for circulating the oil of the oil tank (8) pumped from the oil pump (8 ') to back up the operating force through the torsion of the torsion bar (T) built in the') A spool 4 "which rotates together while enclosing the input shaft 2 'having a bar T, and the circulation passage between the cylinder tube 5 and the oil by the movement while receiving the spool 4". The valve 4 'is provided between the control valve 4' to be formed and the spool 4 " and the valve 4 'and bypass lines e and f branched from the hydraulic lines c and d. It consists of a compression ring 10 which presses the spool 4 "by the oil introduced in the direction.
여기서, 상기 컨트롤밸브(4')는 바이패스라인(e,f)이 연결되어 오일이 유입되도록 바이패스포트(4a")가 형성되면서 이 포트(4a")의 끝단에서 개구되어 유입된 오일을 매개로 압축링(10)을 스플(4")쪽으로 가압하는 수용홀(4b")이 형성되어진다.Here, the control valve (4 ') is connected to the bypass line (e, f) to form a bypass port (4a ") so that the oil flows in the opening of the end of the port (4a") to mediate the flow of oil The receiving hole 4b "for pressing the furnace compression ring 10 toward the spool 4" is formed.
또한, 상기 압축링(10)은 스플(4")의 가압력을 균일하게 할 수 있도록 컨트롤밸브(4')상에 서로 일정 간격을 두고 2개 이상이 구비되어질 수 도 있음은 물론이다.In addition, two or more compression rings 10 may be provided at regular intervals on the control valve 4 ′ so as to equalize the pressing force of the spool 4 ″.
이하 본 발명의 작동을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.Hereinafter, the operation of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 전술한 종래의 경우와 같이 조향휠(1)이 중립상태에 있으면 토션바(T)가 비틀림을 받지 않으므로 기어박스(4)와 실린더튜브(5)사이의유압라인(a,b,c,d)상에 유로를 형성하지 않지만, 운전자가 조향휠(1)을 조타하면 토션바(T)가 비틀림을 받아 기어박스(4)의 스플(4")이 회전되면서 컨트롤밸브(4')와 유로를 형성하게 되고 이에 따라, 오일펌프(8')의 작동과 함께 오일탱크(8)로부터 펌핑된 오일이 컨트롤밸브(4')와 실린더튜브(5)사이의 유압라인(c,d)을 통해 순환되면서 배력된 힘으로 랙바(6)를 수평 이동시키는 조작력을 경감시켜 타이로드(7)를 통해 차륜을 적은 힘으로 조향하게 된다.According to the present invention, since the torsion bar T is not twisted when the steering wheel 1 is in a neutral state as described above, the hydraulic lines a, b, Although no flow path is formed on c, d), when the driver steers the steering wheel 1, the torsion bar T is twisted, and the spool 4 "of the gear box 4 is rotated to control the valve 4 '. ) And thus the oil pumped from the oil tank (8) with the operation of the oil pump (8 '), the hydraulic lines (c, d) between the control valve (4') and the cylinder tube (5). Reducing the operating force to horizontally move the rack bar (6) by the force circulated through the force) to steer the wheel with a small force through the tie rod (7).
이때, 운전자가 조향휠(1)을 천천히 느리게 조작하면 기어박스(3)의 스플(4")은 조향휠(1)의 조작력을 전달받아 비틀리는 토션바(T)를 통해 회전되어 컨트롤밸브(4')와 실린더튜브(5)사이의 유압라인(c,d)을 통해 오일의 순환통로를 형성하면서 즉, 예를 들어 좌회전할 경우라 가정하면, 실린더튜브(5)내의 좌측챔버내 충진된 오일이 가압되면서 한쪽 유압라인(d)을 통해 컨트롤밸브(4')쪽으로 유입되어지게 된다.At this time, when the driver operates the steering wheel 1 slowly and slowly, the spool 4 "of the gear box 3 is rotated through the torsion bar T, which receives the operating force of the steering wheel 1, and controls the control valve ( 4 ') and the hydraulic line (c, d) between the cylinder tube (5) to form a circulation passage of the oil, that is, for example, to assume a left turn, filled in the left chamber in the cylinder tube (5) As the oil is pressurized, it is introduced into the control valve 4 'through one hydraulic line d.
이와 같이, 상기 실린더튜브(5)내의 오일이 유압라인(d)을 통해 기어박스(3)의 컨트롤밸브(4')쪽으로 유입되면, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 유압라인(d)상에 분기된 바이패스라인(f)을 통해 일부 오일이 컨트롤밸브(4')의 바이패스포트(4a")쪽으로 유입되어, 상기 컨트롤밸브(4')의 바이패스포트(4a")를 통해 수용홀(4b")에 충진된 오일이 압축링(10)을 가압하게 된다.As such, when the oil in the cylinder tube 5 flows into the control valve 4 'of the gear box 3 through the hydraulic line d, the oil is on the hydraulic line d as shown in FIG. Part of the oil flows into the bypass port 4a "of the control valve 4 'through the branched bypass line f, and the receiving hole 4b through the bypass port 4a" of the control valve 4'. The oil filled in the ") presses the compression ring 10.
이에 따라, 상기 압축링(10)이 컨트롤밸브(4')의 수용홀(4b")로 유입된 오일에 의해 스플(4")쪽으로 이동되면서 스플(4")을 가압하게 되고 이로 인해, 상기 스플(4")이 인풋샤프트(2')를 압착해 토션바(T)의 복원에 따른 스플(4")과 컨트롤밸브(4')사이 유로의 반복적인 개·폐로 인해 자려진동되는 스플(4")의 진동을 구속하게 된다.Accordingly, the compression ring 10 is pressed toward the spool 4 "by the oil introduced into the receiving hole 4b" of the control valve 4 'and pressurizes the spool 4 ". (4 ") squeezes the input shaft 2 'and vibrates due to repetitive opening and closing of the flow path between the spool 4" and the control valve 4' as the torsion bar T is restored. Restrain the vibration of ").
즉, 느리게 조작되는 조향휠(1)의 조작에 따라 비틀림과 복원과정을 반복적으로 발생하는 토션바(T)와 기어박스(3)내 오일압력의 반복적인 평행상태에 따라 자려진동을 하게 되는 스플(4")을 압축링(10)이 유압을 매개로 잡아 움직임 자체를 강제적으로 구속하게 되므로 이에 따라, 상기 기어박스(3)로 연결되는 각종 파이프의 공진 유발을 방지해 진동과 소음의 발생을 차단하게 됨은 물론이다.That is, the spool is vibrated according to the repetitive parallel state of the oil pressure in the torsion bar (T) and the gearbox (3), which repeatedly generates the twisting and restoring process according to the operation of the slowly operated steering wheel (1). Since the compression ring 10 is forced to restrain the movement itself by means of the hydraulic pressure (4 "), thereby preventing the occurrence of resonance of various pipes connected to the gearbox 3 to block the generation of vibration and noise. Of course it is done.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 조향휠의 조작력을 배력하는 오일의 순환 통로를 토션바에 의해 형성하는 기어박스의 컨트롤밸브와 스플사이로 오일에 의해 스플의 움직임을 강제적으로 구속하는 압축링을 구비해, 운전자의 느린 조향 조작에따라 발생되는 토션바의 복원력과 유압의 평형관계에 따라 발생되는 스플의 자려진동 강제로 차단시켜 기어박스로 연결되는 파이프등의 진동과 공진 및 이에 따른 소음의 발생을 방지할 수 있는 효과가 있게 된다.As described above, according to the present invention, there is provided a compression ring for forcibly restraining the movement of the spool by the oil between the spool and the control valve of the gear box, which is formed by the torsion bar, circulating the oil circulating passage for boosting the steering force of the steering wheel. It prevents vibration and resonance of the pipe connected to the gearbox and noise and its noise by forcibly blocking the self-vibration of the spool caused by the restoring force of the torsion bar generated by the driver's slow steering operation and the equilibrium relation of hydraulic pressure. It can be effective.
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