KR100443968B1 - 자동차의 조향장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 조향장치에 관한 것으로, 양 단부가 각각 스티어링휠(10)과 스티어링어셈블리(22)에 회전 가능하게 연결되고, 외주면 일측으로는 밀착부(33)가 형성된 내측샤프트(32)와, 상기 내측샤프트(32)를 감싸며 설치되며, 내측을 관통하는 통과공(34)이 외주면 일측에 형성된 외측샤프트(31)와, 상기 밀착부(33)를 탄력적으로 지지하도록 외측샤프트(31)에 축 결합된 탄성부재(61)와, 상기 탄성부재(61)가 외측샤프트(31)로부터 이탈되지 않도록 탄성부재(61)의 양 단부에 각각 설치된 이탈방지링(62)과, 상기 외측샤프트(31)와 이탈방지링(62) 사이에 설치된 리턴스프링(63)으로 구성된다.

따라서, 내측샤프트(32)와 외측샤프트(31)로 구성된 컬럼샤프트(30)에 탄성부재(61)를 축 결합시킨 후 양 단부에 이탈방지링(62)을 설치하고, 상기 이탈방지링(62)과 외측샤프트(31) 사이에 리턴스프링(63)을 설치하므로써, 스티어링휠(10)의 회전상태를 내측샤프트(32)의 토오크변화를 통하여 운전자가 직접 인지할 수 있게 된다.

그로므로, 주행 중 자동차의 직진안정성이 크게 향상될 수 있으며, 타 장치들과는 별도로 조향장치를 독립적이고, 직접적으로 제어할 수 있는 등의 매우 유용한 발명인 것이다.

Description

자동차의 조향장치{Vehicle Steering Device}

본 발명은 직전안정성이 향상된 자동차의 조향장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동차의 직진주행시 안정감을 조향장치에서 독립적이고, 직접적으로 제어할 수 있도록 발명된 것이다.

일반적으로, 자동차의 조향장치는 자동차의 주행방향을 운전자가 자유로이 바꿀 수 있도록 하는 장치로, 그 구성은 도 1에서 도시한 것과 같이, 운전자가 직접 조향조작을 수행하는 스티어링휠(10)과, 상기 스티어링휠(10)의 회전력을 스티어링기어(20)에 전달하는 칼럼스티어링(30)과, 상기 스티어링기어(20)에 연결된 피트먼아암(21)의 작동에 의해 좌, 우로 움직이는 스티어링링크(40) 등으로 이루어지며, 이 외에도 스티어링휠(10)의 회전력을 스티어링어셈블리(35)를 통해 스티어링기어(30)에 전달하는 중간샤프트(50) 및 스티어링링크(40)의 양 단부에 각각 설치된 타이로드(41) 등으로 구성된다.

여기서, 스티어링휠(10)의 회전력을 중간샤프트(50)를 통하여 스티어링기어(20)에 전달하는 컬럼샤프트(30)는 각각 내측샤프트(32)와, 이 내측샤프트를 감싸며 설치되는 외측샤프트(31)로 구성되며, 상기 내측샤프트(32)의 일측 단부는 스트어링휠(10)의 저면에 연결되고, 타측 단부는 스티어링어셈블리(35)에 연결된다.

그리고, 상기 내측샤프트(32)를 감싸며 설치되는 외측샤프트(31)에는 스티어링휠(10)을 차체에 고정시키기 위한 별도의 브라케트 등이 설치되기도 한다.

즉, 이러한 구성으로 이루어진 자동차의 조향장치는 운전자의 스티어링휠(10) 조작에 의해 그 방향성이 결정되며, 이 스티어링휠(10)의 회전력에의해 각각의 장치들이 유기적으로 작동되어 자동차의 주행방향을 결정하게 된다.

상기와 같이 구성된 종래의 자동차용 조향장치는 스티어링휠의 회전력을 원형으로 이루어진 컬럼샤프트를 통하여 각각의 장치들로 전달되고, 이 회전력을 전달받은 각각의 장치들이 유기적으로 작동되어 자동차의 주행방향을 결정하였다.

그러나, 자동차의 각 속도별 정속 주행시 스티어링휠이 중립 부근에서 느껴지는 탄력감, 무겁기, 조타시방응감 등으로 이루어진 직진안정성을 확보하기 위해서는 스티어링휠의 회전상태가 매우 중요하나, 종래의 조향장치는 단순히 이 스티어링휠의 회전력을 전달하기 위하여 구성되어 있어 시야를 통한 직진성의 인지 외에는 스티어링휠의 회전상태를 운전자가 직접적으로 인지할 수 없다는 문제점이 있었다.

그리고, 이러한 직진 주행시 안정감을 확보하기 위하여 파워스티어링펌프 및 스티어링기어 등과 같은 장치들을 조정하여 조향장치 전달계의 마찰 및 유격량 등을 조절한 후 운전자가 직진 주행시 요구되는 성능인 강성감, 유격감, 센터감, 수응감 등을 개선할 수 있으나, 이러한 장치들을 개선할 경우 다른 자동차의 성능 변화를 고려해야 하므로, 큰 효과를 기대할 수 없다는 문제점도 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하여 자동차의 직진 주행시 요구되는 성능인 강성감, 유격감, 센터감, 수응감 등을 향상시키는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적은, 자동차의 직진 주행시 안정감을 확보할 수 있도록 한 자동차의 조향장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 스티어링휠의 회전상태를 토오크변화를 통하여 운전자가 직접 인지할 수 있도록 한 자동차의 조향장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 스티어링휠을 독립적이고, 직접적으로 제어할 수 있도록 한 자동차의 조향장치를 제공하는 데 있다.

도 1은 일반적인 자동차의 조향장치를 도시한 사시도.

도 2는 본 발명이 적용된 컬럼샤프트의 구성을 도시한 단면도.

도 3은 탄성부재와 리턴스프링의 결합상태를 도시한 일부 확대도.

도 4는 내측샤프트의 회전에 따른 탄성부재의 작동상태를 도시한 단면도.

* 도면 중 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 - 스티어링휠 22 - 스티어링어셈블리

30 - 컬럼샤프트 31 - 외측샤프트

32 - 내측샤프트 33 - 밀착부

34 - 통과공 61 - 탄성부재

62 - 이탈방지링 63 - 리턴스프링

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 양 단부가 각각 스티어링휠과 스티어링어셈블리에 회전 가능하게 연결되고, 외주면 일측으로는 밀착부(110)가 형성된 내측샤프트와;

상기 내측샤프트를 감싸며 설치되며, 내측을 관통하는 통과공이 외주면 일측에 형성된 외측샤프트와;

상기 내측샤프트 형성된 밀착부를 탄력적으로 지지하도록 외측샤프트에 축 결합된 탄성부재와;

상기 탄성부재가 외측샤프트로부터 이탈되지 않도록 탄성부재의 양 단부에 각각 설치된 이탈방지링과;

상기 외측샤프트와 이탈방지링 사이에 설치된 리턴스프링으로 구성되어 달성된다.

따라서, 스티어링휠에 연결된 내측샤프트와 이 내측샤프트에 형성된 밀착부를 탄력적으로 지지하는 탄성부재를 통하여 스티어링휠의 회전상태를 토오크변화를 통하여 운전자가 인지할 수 있게 되어 자동차의 직진안정성이 크게 향상될 수 있는 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 자동차의 조향장치를 사시도로 도시한 것으로, 조향장치의 전체적인 구성 및 형상을 보이고 있다.

도 2는 본 발명이 적용된 컬럼샤프트의 구성을 단면도로 도시한 것으로, 내측샤프트를 탄력적으로 지지하도록 외측샤프트에 축결합된 탄성부재의 설치상태를 보이고 있다.

도 3은 탄성부재와 리턴스프링의 결합상태를 일부 확대도로 도시한 것으로, 탄성부재의 일측 단부에 설치된 리턴스프링과 상기 리턴스프링을 단속하기 위한 이탈방지링의 설치상태를 보이고 있다.

도 4는 내측샤프트의 회전에 따른 탄성부재의 작동상태를 단면도로 도시한 것으로, 스티어링휠의 회전에 따른 내측샤프트와 탄성부재의 작동상태를 보이고 있다.

즉, 도 1 내지 도 2에서 도시한 것과 같이, 본 발명은 자동차의 조향장치를 독립적이고, 직접적으로 제어하여 직진안정성을 향상시키기 위한 구성으로, 스티어링휠(10)의 회전력을 전달하는 컬럼샤프트(30)와, 상기 컬럼샤프트(30)에 설치된 샤프트지지수단(60)으로 구성된다.

상기 컬럼샤프트(30)는 양 단부가 각각 스티어링휠(10)과 스티어링어셈블리(22)에 회전 가능하게 연결된 내측샤프트(32)와, 상기 내측샤프트(32)를 감싸며 설치되는 외측샤프트(31)로 구성된다.

그리고, 상기 내측샤프트(32)의 외주면 일측으로는 밀착부(33)가 면 형상을 갖도록 절삭 가공되어 형성되고, 외측샤프트(31)에는 내측을 관통하는 통과공(34)이 외주면 일측에 형성된다.

또한, 상기 통과공(33)에는 밀착부(33)를 탄력적으로 지지하도록 샤프트지지수단(60)이 설치된다.

상기 샤프트지지수단(60)은 외측샤프트(31)에 축 결합된 탄성부재(61)와, 상기 탄성부재(61)의 양 단부에 설치된 이탈방지링(62)과, 상기 이탈방지링(62)과 외측샤프트(31) 사이에 설치된 리턴스프링(63)으로 구성된다.

이때, 상기 탄성부재(61)로는 여러 가지가 사용될 수 있으나, 본 발명에서는 자체 탄성력을 갖는 막대스프링이 사용되며, 상기 막대스프링의 양 단부에는 이탈방지링(62)의 용이한 결합을 위하여 연결부(61a)가 형성된다는 것을 사전에 밝혀둔다.

즉, 상기 탄성부재(61)가 내측샤프트(32)를 탄력적으로 지지할 수 있도록 외측샤프트(31)에 형성된 통과공(34)에 삽입된 상태에서 양 단부에 형성된 연결부(61a)에 각각 이탈방지링(62)이 설치되고, 상기 외측샤프트(31)와 이탈방지링(62) 사이에 자체 탄성력을 갖는 리턴스프링(63)이 설치된다.

이때, 상기 리턴스프링(63)은 도 3에서 도시한 것과 같이, 탄성부재(61)의일측 단부에 설치된 이탈방지링(62)에 의해 단속되게 된다.

따라서, 도 4에서 도시한 것과 같이, 운전자가 스티어링휠(10)을 회전시키게 되면, 이 스티어링휠(10)을 따라 내측샤프트(32)가 동일방향으로 회전하게 되고, 이 내측샤프트(32)가 회전함에 따라 상기 내측샤프트(32)에 형성된 밀착부(33)는 탄성부재(61)를 가압하게 된다.

그리고, 상기 탄성부재(61)가 가압됨에 따라 변형이 발생되게 되어 그 일측에 설치되어 있던 리턴스프링(63)을 외측샤프트(31)와 이탈방지링(62) 사이에서 압축시키게 되며, 이를 통해, 내측샤프트(32)에는 탄성부재(61)와 리턴스프링(63)의 탄성작용에 의한 반발력이 발생하게 된다.

따라서, 회전하고자 하는 컬럼샤프트(30)에 토오크가 증대되게 되고, 이 증대된 토오크는 스티어링휠(10)에 직접 전달되어 운전자는 자동차의 주행상태가 직진상태 인지를 인식하게 되어 안정감을 갖을 수 있게 된다.

결국, 스티어링휠(10)의 회전에 따른 토오크변화를 기타 장치들과는 별도로 스티어링휠(10)과 컬럼샤프트(30)에 제한하여 적용할 수 있어 독립적이고, 직접적인 조정이 가능하게 된다.

그러므로, 직진안정성이 크게 향상된 상태로 자동차의 주행이 이루어질 수 있게 되는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 구성에 의하면, 컬럼샤프트에 설치된 샤프트지지수단을 통하여 스티어링휠의 회전상태를 컬럼샤프트의 토오크변화를 통하여 운전자가 직접 인지할 수 있게 되므로써, 주행 중 자동차의 직진안정성이 크게 향상될 수 있으며, 타 장치들과는 별도로 스티어링휠과 컬럼샤프트를 독립적이고, 직접적으로 제어할 수 있어 직진안정성에 필요한 강성감, 유격감, 센터감, 수응감 등을 향상시킬 수 있는 등의 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (2)

1. 양 단부가 각각 스티어링휠(10)과 스티어링어셈블리(22)에 회전 가능하게 연결되고, 외주면 일측으로는 밀착부(33)가 형성된 내측샤프트(32)와;

   상기 내측샤프트(32)를 감싸며 설치되며, 내측을 관통하는 통과공(34)이 외주면 일측에 형성된 외측샤프트(31)와;

   상기 밀착부(33)를 탄력적으로 지지하도록 외측샤프트(31)에 축 결합된 탄성부재(61)와;

   상기 탄성부재(61)가 외측샤프트(31)로부터 이탈되지 않도록 탄성부재(61)의 양 단부에 각각 설치된 이탈방지링(62)과;

   상기 외측샤프트(31)와 이탈방지링(62) 사이에 설치된 리턴스프링(63)으로 구성됨을 특징으로 하는 자동차의 조향장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 탄성부재(61)는 자체 탄성력을 갖는 막대스프링으로 구성됨을 특징으로 하는 자동차의 조향장치.