KR100448807B1 - 조타력 가변 기능을 갖춘 자동차의 동력 조향 장치 - Google Patents

조타력 가변 기능을 갖춘 자동차의 동력 조향 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 조타력 가변 기능을 갖춘 자동차의 동력 조향 장치에 관한 것으로, 엔진의 작동 영역에 따라 오일 펌프로부터 토출되는 작동유의 유량 변화를 매개로 하여 토션 바아의 강성을 변화시켜 조타시 토션 바아에 회동에 소요되는 외력의 크기를 조절함으로써, 차속에 따른 적정의 조타력을 얻을 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 조향 축과 연동되어 조타시 작동유의 유동 방향을 제어하는 컨트롤 밸브(10)와, 이 컨트롤 밸브(10)의 작동에 따라 조향 차륜에 작용력을 인가하는 작동 실린더(20)를 포함하는 동력 조향 장치에 있어서, 상기 컨트롤 밸브(10)에는 엔진의 작동 영역에 따라 토션 바아(14)에 가해지는 외력의 정도를 조절하여 토션 바아(14)의 강성을 변화시켜 조타시 소요되는 조타력의 정도를 변화시킬 수 있도록 토션 바아(14)의 강성을 변화시키도록 동작하는 강성 가변부(26)와, 이 강성 가변부의 작동을 도모하도록 상기 컨트롤 밸브(10)의 피니언 밸브 샤프트(12)를 통해 배출 포트(EP)로 복귀되는 작동유로부터 작용력을 인가받는 작동 조절부(28)로 이루어진 조타력 가변 수단이 부가된 것을 특징으로 한다.

Description

조타력 가변 기능을 갖춘 자동차의 동력 조향 장치{power steering system for automotive vehicles with steering effort changing function}
본 발명은 조타력 가변 기능을 갖춘 자동차의 동력 조향 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엔진의 작동 영역에 따라 변화되는 작동유의 유량 변화를 매개로 토션 바아의 강성을 변화시켜 차속에 따른 적정의 조타력을 얻을 수 있도록 하는 조타력 가변 기능을 갖춘 자동차의 동력 조향 장치에 관한 것이다.
일반적으로 자동차에는 주행중에 차체의 진행방향을 운전자의 임의대로 바꿀수 있도록 된 조향 장치가 구비되어 있는 바, 근래에는 조향시 운전자에 의한 조향휠의 조향조작력을 배가시켜 조향의 신속함과 편의성을 부가시킬 수 있도록 하는 동력 조향 장치가 개발되었다.
즉, 종래 랙 앤드 피니언 타입의 동력 조향 장치에 있어 주요 구성 요소는 도 1에 도시된 바와 같이, 조향 휠을 장착하고 있는 조향 축의 하단부에 설치되어 조타시 작동유의 유동 방향을 제어하는 컨트롤 밸브(10)와, 이 컨트롤 밸브(10)의 작동에 따라 조향 차륜을 조타시키는 타이 로드에 작용력을 인가하는 작동 실린더(20)를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 컨트롤 밸브(10)는 조향 축과 연동되어 회전하는 중공 형상의 피니언 밸브 샤프트(12)와, 이 피니언 밸브 샤프트(12)의 내부로 삽입됨과 더불어 상단부에서 제1고정핀(P1)을 매개로 피니언 밸브 샤프트(12)에 체결되는 토션 바아(14), 이 토션 바아(14)의 하단부와 압입 방식으로 결합됨과 더불어 상기 작동 실린더(20)의 랙 바아(20a)에 형성된 랙 기어부(20b)와 치합되는 피니언 기어부(16a)를 갖춘 피니언 기어 샤프트(16) 및, 이 피니언 기어 샤프트(16)의 상단부와 제2고정핀(P2)을 매개로 체결됨과 더불어 상기 피니언 밸브 샤프트(12)의 외주에 끼워지는 피니언 밸브(18)로 이루어진다.
그리고, 상기 컨트롤 밸브(10)의 각 구성 요소는 하우징(H)내에 삽입되어 있는 바, 이 하우징(H)에는 오일 펌프(22)로부터 가압된 작동유를 공급받는 공급 포트(Supply Port;SP)와, 이 공급 포트(SP)를 통해 공급받은 작동유를 상기 작동 실린더(20)의 좌/우측 압력실(20c,20d)로 각각 선택적으로 공급하도록 이와 연통하는한 쌍의 피드 포트(Feed Port;FP) 및, 이 피드 포트(FP)를 통해 조타시 귀환하는 작동유를 오일 저장 탱크(24)측으로 송출하는 배출 포트(Exhaust Port;EP)가 각각 구비되어 있다.
또, 상기 컨트롤 밸브(10)의 피니언 밸브 샤프트(12)에는 상기 공급 포트(SP)와 대응하는 제1리턴 구멍(12a)과, 상기 배출 포트(EP)와 대응하는 제2리턴 구멍(12b)이 각각 상하로 형성되어 있다.
또한, 상기 컨트롤 밸브(10)의 상기 피니언 밸브(18)에는 공급 포트(SP)와 연통되는 흡입 포트(18a)와, 상기 피니언 밸브 샤프트(12)의 제1리턴 구멍(12a)과 상기 한 쌍의 피드 포트(FP)와의 사이의 연통을 조절하는 좌측 포트(18b)와 우측 포트(18c)가 구비되어 있다.
여기서, 상기 피니언 밸브 샤프트(12)의 외주면에는 제1리턴 구멍(12a)을 중심으로 좌/우측에 각각 볼록한 형태의 돌기부(12')가 형성되고, 이 돌기부(12')와 대응되는 상기 피니언 밸브(18)의 좌측 포트(18b)와 우측 포트(18c)의 내주면에는 각각 오목한 형태의 요홈부(18')가 형성되어 있다.
이에 따라, 상기 동력 조향 장치는 조향시 조향 휠에 가해진 조타력에 의해 조향 축이 회전하면서 상기 컨트롤 밸브(10)의 피니언 밸브 샤프트(12)를 회전시키게 되면, 상기 피니언 밸브 샤프트(12)의 외주면에 형성된 돌기부(12')와 상기 피니언 밸브(18)의 좌측 포트(18b)와 우측 포트(18c)의 내주면에 각각 형성된 요홈부(4') 사이에서 발생하는 유격에 따라, 상기 오일 펌프(22)로부터 가압되어 흡입 포트(18a)를 통해 공급되는 작동유가 좌측 포트(18b) 내지 우측 포트(18c)를통해 상기 작동 실린더(20)내 좌/우측으로 형성된 압력실(20c,20d)에 선택적으로 공급되어 조향 조작력을 경감시키게 된다.
한편, 상기 작동 실린더(20)에는 랙 바아(20a)의 중앙에는 피스톤(20e)이 구비되어 있어 좌/우측의 압력실(20c,20d)을 각각 독립적으로 구획짓도록 되어 있다.
따라서, 중립 조타시 상기 컨트롤 밸브(10)에 있어 피니언 밸브 샤프트(12)와 피니언 밸브(18)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 하우징(H)의 공급 포트(SP)와 연통되는 상기 피니언 밸브(18)의 흡입 포트(18a)를 통해 작동유가 유입되고, 이 흡입 포트(18a)를 통해 유입된 작동유는 상기 좌측 포트(18b)와 우측 포트(18c)를 통해 각각 상기 하우징(H)의 한 쌍의 피드 포트(FP)를 거쳐 상기 작동 실린더(20)의 좌/우측 압력실(20c,20d)과 연통됨과 더불어 상기 피니언 밸브 샤프트(12)의 제1리턴 구멍(12a)과도 동시에 연통된다.
이 결과, 상기 작동 실린더(20)의 좌/우측 압력실(20c,20d)에는 동일한 작동유가 공급되므로 조향은 중립 상태를 유지하게 된다.
한편, 좌측으로 조타를 하는 경우에는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 피니언 밸브 샤프트(12)가 조향 휠과 조향 축을 통해 전달되는 조타력에 의해 좌측으로 회동하게 되므로, 상기 피니언 밸브(18)의 흡입 포트(18a)는 좌측 포트(18b)와 연통 상태가 된다.
이 결과, 상기 하우징(H)의 공급 포트(SP)를 통해 오일 펌프(22)로부터 공급되는 작동유는 상기 피니언 밸브(18)의 흡입 포트(18a)와 좌측 포트(18b)를 거쳐 상기 하우징(H)의 피드 포트(FP)를 통해 상기 작동 실린더(20)의 좌측 압력실(20c)로 공급되어 조타시 조타력을 경감시키게 된다.
이때, 상기 피니언 밸브(18)의 우측 포트(18c)는 상기 피니언 밸브 샤프트(12)의 제1리턴 구멍(12a)과 연통 상태가 되고, 이에 따라 상기 작동 실린더(20)의 우측 압력실(20d)에 있던 작동유는 우측 포트(18c)를 통해 제1리턴 구멍(12a)으로 유입된 다음, 다시 상기 피니언 밸브 샤프트(12)의 제2리턴 구멍(12b)을 지나 상기 하우징(H)의 배출 포트(EP)를 통해 오일 저장 탱크(24)로 귀환하게 된다.
그리고, 우측으로 조타를 하는 경우에는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 피니언 밸브(18)의 흡입 포트(18a)는 피니언 밸브 샤프트(12)의 회전에 의해 우측 포트(18c)와 연통 상태가 되므로, 상기 공급 포트(SP)를 통해 공급되는 작동유는 상기 피니언 밸브(18)의 흡입 포트(18a)와 우측 포트(18c)를 거쳐 상기 하우징(H)의 피드 포트(FP)를 통해 상기 작동 실린더(20)의 우측 압력실(20d)로 공급되어 조타력을 경감시키게 된다.
이때, 상기 피니언 밸브(18)의 좌측 포트(18b)는 상기 피니언 밸브 샤프트(12)의 제1리턴 구멍(12a)과 연통 상태가 되고, 이에 따라 상기 작동 실린더(20)의 좌측 압력실(20c)에 있던 작동유는 좌측 포트(18b)를 통해 제1리턴 구멍(12a)으로 유입된 다음, 다시 상기 피니언 밸브 샤프트(12)의 제2리턴 구멍(12b)을 지나 상기 하우징(H)의 배출 포트(EP)를 통해 오일 저장 탱크(24)로 귀환하게 된다.
한편, 상기와 같은 종래의 동력 조향 장치에서 조타시 상기 피니언 밸브 샤프트(12)에 가하는 토오크 대비 상기 피니언 밸브(18)를 통해 작동 실린더(20)측으로 출력되는 토출 압력은 도 5에 (가)로 도시된 곡선에서와 같이 주행 차속과 무관하게 가변적이지 못하고 일정한 수준이다.
그런데, 저속 주행 및 정차시 타이어와 노면 사이의 접지력은 큰 반면에 고속 주행시 타이어와 노면 사이의 접지력은 상대적으로 작기 때문에, 저속 주행 및 정차중 조타시에는 타이어와 노면 사이의 큰 접지력에 의해 동일한 수준의 조타를 실시하기 위해 드는 소요 토오크는 차속과 무관하게 가변적이지 못하고 크게 되므로 운전자의 불편을 초래하게 되고, 고속 주행중 조타시에는 작은 접지력에 의해 작은 조타력이 소요되므로 조타의 안정성을 해침과 더불어 조향 장치의 신뢰성을 저하시키게 되는 단점이 있게 된다.
이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 엔진의 작동 영역에 따라 오일 펌프로부터 토출되는 작동유의 유량 변화를 매개로 하여 토션 바아의 강성을 변화시켜 조타시 토션 바아에 회동에 소요되는 외력의 크기를 조절함으로써, 차속에 따른 적정의 조타력을 얻을 수 있도록 하는 조타력 가변 기능을 갖춘 자동차의 동력 조향 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 조향 축과 연동되어 조타시 작동유의 유동 방향을 제어하는 컨트롤 밸브와, 이 컨트롤 밸브의 작동에 따라 조향 차륜에 작용력을 인가하는 작동 실린더를 포함하는 동력 조향 장치에 있어서,상기 컨트롤 밸브에는 엔진의 작동 영역에 따라 토션 바아에 가해지는 외력의 정도를 조절하여 토션 바아의 강성을 변화시켜 조타시 소요되는 조타력의 정도를 변화시킬 수 있도록 토션 바아의 강성을 변화시키도록 동작하는 강성 가변부와, 이 강성 가변부의 작동을 도모하도록 상기 컨트롤 밸브의 피니언 밸브 샤프트를 통해 배출 포트로 복귀되는 작동유로부터 작용력을 인가받는 작동 조절부로 이루어진 조타력 가변 수단이 부가된 것을 특징으로 한다.
도 1은 종래 랙 앤드 피니언 타입의 동력 조향 장치에서 주요 구성 요소만을 도시한 구성도.
도 2는 중립 조타시 도 1에 도시된 컨트롤 밸브의 상태를 도시한 단면도.
도 3은 좌측으로 조타시 도 1에 도시된 컨트롤 밸브의 상태를 도시한 단면도.
도 4는 우측으로 조타시 도 1에 도시된 컨트롤 밸브의 상태를 도시한 단면도.
도 5는 조타시 피니언 밸브 샤프트에 가하는 토오크의 변화 대비 피니언 밸브를 통해 작동 실린더로 출력되는 토출 압력의 변화를 매개로 동력 조향 장치의 조타력 특성을 나타내는 그래프.
도 6은 본 발명에 따른 조타력 가변 기능을 갖춘 동력 조향 장치에서 컨트롤 밸브의 구성을 도시한 단면도.
도 7은 도 6의 요부를 확대하여 도시한 단면도.
도 8은 도 7의 A-A선 단면도.
도 9는 도 7의 B-B선 단면도.
도 10은 엔진 회전수 대비 오일 펌프의 토출 유량 변화를 매개로 오일 펌프 토출 특성을 나타내는 그래프.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10-컨트롤 밸브 12-피니언 밸브 샤프트
14-토션 바아 16-피니언 기어 샤프트
18-피니언 밸브 20-작동 실린더
22-오일 펌프 24-오일 저장 탱크
26-강성 가변부 26a-가압 부재
26b-피가압 부재 28-작동 조절부
28a-몸체부 28b-수압면
28c-가압면 28d-지지면
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 6은 본 발명에 따른 조타력 가변 기능을 갖춘 동력 조향 장치에서 컨트롤 밸브의 구성을 도시한 단면도이고, 도 7은 도 6의 요부를 확대하여 도시한 단면도이다.
본 발명은 도면에 도시된 바와 같이, 조향 축과 연결되어 조타시 작동유의 유동 방향을 제어하는 컨트롤 밸브(10)와, 이 컨트롤 밸브(10)의 작동에 따라 조향 차륜을 조타시키는 타이 로드에 작용력을 인가하는 작동 실린더(20)를 포함하며, 상기 컨트롤 밸브(10)에는 엔진의 작동 영역에 따라 조타시 소요되는 조타력의 정도를 변화시킬 수 있도록 하는 조타력 가변 수단이 부가되어 있다.
여기서, 상기 컨트롤 밸브(10)는 조향 축과 연동되는 중공의 피니언 밸브 샤프트(12)와, 이 피니언 밸브 샤프트(12)내에서 제1고정핀(P1)을 매개로 이에 체결되는 토션 바아(14), 이 토션 바아(14)의 하단부를 압입시켜 결합함과 더불어 상기작동 실린더(20)의 랙 바아(20a)에 형성된 랙 기어부(20b)와 치합되는 피니언 기어부(16a)를 갖춘 피니언 기어 샤프트(16) 및, 이 피니언 기어 샤프트(16)와 제2고정핀(P2)을 매개로 체결됨과 더불어 상기 피니언 밸브 샤프트(12)의 외주에 결합되는 피니언 밸브(18)로 구성된다.
그리고, 상기 컨트롤 밸브(10)의 각 구성 요소를 내부에 수용하고 있는 하우징(H)에는, 오일 펌프(22)로부터 가압된 작동유를 공급받는 공급 포트(SP)와, 이 공급 포트(SP)를 통해 공급받은 작동유를 상기 작동 실린더(20)의 좌/우측 압력실(20c,20d)로 각각 선택적으로 공급하는 한 쌍의 피드 포트(FP) 및, 이 피드 포트(FP)를 통해 조타시 귀환하는 작동유를 오일 저장 탱크(24)측으로 송출하는 배출 포트(EP)가 각각 구비되어 있다.
또한, 상기 컨트롤 밸브(10)의 피니언 밸브 샤프트(12)에는 상기 하우징(H)에 형성된 공급 포트(SP)와 대응하는 제1리턴 구멍(12a)과, 상기 배출 포트(EP)와 대응하는 제2리턴 구멍(12b)이 각각 상하로 구비되어 있으며, 상기 컨트롤 밸브(10)의 피니언 밸브(18)에는 공급 포트(SP)와 연통되는 흡입 포트(18a)와, 상기 피니언 밸브 샤프트(12)의 제1리턴 구멍(12a)과 상기 한 쌍의 피드 포트(FP)와의 사이의 연통을 조절하는 좌측 포트(18b)와 우측 포트(18c)가 구비되어 있다.
한편, 상기 작동 실린더(20)에는 랙 바아(20a)의 중앙 부위에 피스톤(20e)이 구비되어 있어, 좌/우측의 압력실(20c,20d)을 각각 독립적으로 구획짓도록 되어 있다
그리고, 상기 조타력 가변 수단은 엔진의 회전수 변화에 따라 가변적으로 변화되는 상기 오일 펌프(22)의 토출 유량을 매개로 하여 상기 토션 바아(14)의 강성(Stiffness)을 인위적으로 변화시킬 수 있도록 구성되어, 저속 주행 및 정차중 조타시 소요되는 조타력을 경감시킴과 더불어 고속 주행중 조타시 조타력을 증대시키도록 되어 있다.
이를 위해, 상기 조타력 가변 수단은 도 7 내지 도 9에 각각 도시된 바와 같이, 토션 바아(14)의 강성을 변화시키도록 동작하는 강성 가변부(26)와, 상기 피니언 밸브 샤프트(12)의 제2리턴 구멍(12b)을 통해 배출 포트(EP)로 리턴되는 작동유로부터 작용력을 인가받아 상기 강성 가변부의 작동을 도모하는 작동 조절부(28)를 포함하여 구성된다.
먼저, 상기 강성 가변부(26)는 상기 피니언 밸브 샤프트(12)의 제2리턴 구멍(12b)의 부근에서 부재를 관통하여 형성된 연통 구멍(12c)과, 이 연통 구멍(12c)의 내부에 상기 토션 바아(14)의 외주면과 접촉되도록 수용되는 금속구 형태의 가압 부재(26a), 이 가압 부재(26a)에 작용력을 전달하도록 상기 작동 조절부로부터 작용력을 인가받는 금속구 형태의 피가압 부재(26b) 및, 상기 가압 부재(26a)와 피가압 부재(26b) 사이에서 이들 사이의 작용력을 전달하도록 구비된 핀형태의 매개체(26c)를 갖추고 있다.
그리고, 상기 토션 바아(14)의 외주면에는 상기 가압 부재(26a)와의 접촉을 도모하기 위해 외경이 확장된 형태의 돌출부(14a)가 일체로 형성되어 있다.
또한, 상기 작동 조절부(28)는 피니언 밸브 샤프트(12)의 외주면에 끼워지는 중공 형상의 몸체부(28a)로 이루어지는 데, 이 몸체부(28a)에는 상기 피니언 밸브샤프트(12)에 형성된 제2리턴 구멍(12b)을 통해 유동되는 작동유로부터 작용력을 인가받는 수압면(28b)과, 상기 강성 가변부(26)의 피가압 부재(26b)에 작용력을 인가하는 가압면(28c) 및, 상기 몸체부(28a)의 외부에 설치된 리턴 스프링(30)의 일측 선단부와 접촉되는 지지면(28d)을 갖추고 있다.
여기서, 상기 가압면(28c)과 수압면(28b)은 각각 경사지게 형성되어 있어 있는 바, 이에 따라 상기 수압면(28b)은 연통 구멍(12c)을 통해 유동되는 작동유로부터 작용력을 받아 상기 몸체부(28a)를 피니언 밸브 샤프트(12)의 외주에서 상하의 축방향으로 이동시키게 되고, 상기 가압면(28c)은 몸체부(28a)의 상하 방향 이동시 피가압 부재(26b)에 인가하는 가압력을 변화시키게 된다.
그리고, 상기 리턴 스프링(30)은 타측 선단부는 상기 피니언 밸브 샤프트(12)의 외주면에 고정된 리테이너(32)에 의해 지지되고, 이 리테이너(32)는 상기 피니언 밸브 샤프트(12)의 외주면에 고정된 스냅링(34)을 매개로 고정된다.
따라서, 상기 조타력 가변 수단은 상기 피니언 밸브 샤프트(12)의 연통 구멍(12c)을 통해 배출 포트(EP)로 귀환되는 작동유로부터 상기 작동 조절부(28)의 수압면(28b)이 가압되면, 상기 몸체부(28a)가 피니언 밸브 샤프트(12)의 축방향으로 이동하게 되고, 이 몸체부(28a)의 이동량에 따라 상기 가압면(28c)은 상기 강성 가변부(26)의 피가압 부재(26b)에 전달하는 가압력의 정도를 달리하게 된다.
한편, 상기 동력 조향 장치의 오일 펌프(22)에 있어 엔진 회전수 대비 토출 유량(분당 토출 유량)의 변화는 도 10에 도시된 바와 같이, 엔진의 회전수가 0 RPM에서 1300 RPM까지는 점진적인 상승후 일정한 수준을 유지하다가, 이후에는 엔진의회전수가 증가함에도 불구하고 토출 유량이 감소하는 특성이 있는 데, 이는 상기 오일 펌프(22)에 구비된 유량 제어 밸브(도시안됨)가 엔진의 저속 가동 영역에서는 정상적인 토출 유량이 확보될 수 있도록 하는 반면에, 엔진의 고속 가동 영역에서는 바이 패스되는 유량을 증가시켜 토출 유량을 정상보다 감소시키기 때문이다.
이 결과, 엔진의 저속 가동 영역에서는 상기 피니언 밸브 샤프트(12)의 연통 구멍(12c)을 통해 리턴되는 작동유의 토출 유량이 많기 때문에 상기 작동 조절부(28)의 몸체부(28a)는 상방향으로 이동하게 되어, 상기 작동 조절부(28)의 가압면(28c)이 상기 강성 가변부(26)의 피가압 부재(26b)에 전달하는 가압력을 줄이게 되고, 이로써 상기 가압 부재(26a)는 상기 토션 바아(14)의 돌출부(14a)에 작은 가압력을 전달하여 토션 바아(14)의 강성을 약화시키게 되므로, 조타시 소요되는 조타력은 경감될 수 있게 된다.
이와 반대로, 엔진의 고속 가동 영역에서는 상기 피니언 밸브 샤프트(12)의 연통 구멍(12c)을 통해 리턴되는 작동유의 토출 유량이 작기 때문에 상기 작동 조절부(28)의 몸체부(28a)는 리턴 스프링(30)의 복원력에 의해 하방향으로 이동하게 되어, 상기 작동 조절부(28)의 가압면(28c)이 상기 강성 가변부(26)의 피가압 부재(26b)에 전달하는 가압력을 증가시키게 되고, 이로써, 상기 가압 부재(26a)는 상기 토션 바아(14)의 돌출부(14a)에 큰 가압력을 전달하여 토션 바아(14)의 강성을 강화시키게 되므로, 조타시 소요되는 조타력은 증대될 수 있게 된다.
즉, 본 발명에 따른 조타력 가변 기능을 갖춘 동력 조향 장치에서는, 도 5에 도시된 그래프에서 저속시의 (나) 곡선과 고속시의 (다) 곡선으로 각각 다른 조타력 특성을 나타내는 것과 같이, 조타시 상기 피니언 밸브(18)를 통해 작동 실린더(20)로 출력되는 동일한 토출 압력 대비, 저속에서 상기 피니언 밸브 샤프트(12)를 조타시키는 소요되는 조타 토오크(A 지점에 해당되는 토오크임)와, 고속에서 상기 피니언 밸브 샤프트(12)를 조타시키는 소요되는 조타 토오크(B 지점에 해당되는 토오크임)가 각각 상이한 정도로 소요되고 있음을 의미하는 바, 이는 저속 주행 및 정차중 조타시 조타력을 경감시킬 수 있음과 더불어 고속 주행중 조타시 조타력의 증대를 통해 조향의 안정성을 기대할 수 있음을 대변하는 것이다.
이와 더불어 동일한 조타각 내지 조타력을 기준으로 볼 때, 저속시 토출 압력(A 지점에 해당되는 압력임)이 고속시 토출 압력(B 지점에 해당되는 압력임)에 비해 휠씬 크다는 것을 의미하는 바, 이는 저속시 조타력이 작게 드는 반면에 고속시 조타력이 크게 소요된다는 것을 대변하는 것이다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 조타력 가변 기능을 갖춘 자동차의 동력 조향 장치에 의하면, 엔진의 작동 영역에 따라 오일 펌프(22)로부터 토출되는 유량의 변화를 매개로 하여 토션 바아(14)의 강성을 가변화시킴으로써, 저속 주행 및 정차중 조타시에는 조타력을 가볍게 하여 조타감을 향상시킴과 더불어 고속 주행중 조타시에는 조타력을 무겁게 하여 조향의 안정성을 확보할 수 있게 된다.

Claims (8)

  1. 조향 축과 연동되어 조타시 작동유의 유동 방향을 제어하는 컨트롤 밸브(10)와, 이 컨트롤 밸브(10)의 작동에 따라 조향 차륜에 작용력을 인가하는 작동 실린더(20)를 포함하는 동력 조향 장치에 있어서,
    상기 컨트롤 밸브(10)에는 엔진의 작동 영역에 따라 토션 바아(14)에 가해지는 외력의 정도를 조절하여 토션 바아(14)의 강성을 변화시켜 조타시 소요되는 조타력의 정도를 변화시킬 수 있도록 하는 조타력 가변 수단이 부가된 것을 특징으로 하는 조타력 가변 기능을 갖춘 자동차의 동력 조향 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 조타력 가변 수단은 토션 바아(14)의 강성을 변화시키도록 동작하는 강성 가변부(26)와, 이 강성 가변부의 작동을 도모하도록 상기 컨트롤 밸브(10)의 피니언 밸브 샤프트(12)를 통해 배출 포트(EP)로 복귀되는 작동유로부터 작용력을 인가받는 작동 조절부(28)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 조타력 가변 기능을 갖춘 자동차의 동력 조향 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 작동 조절부(28)에 작용력을 인가하는 작동유는 상기 피니언 밸브 샤프트(12)의 제2리턴 구멍(12b)을 통해 유동되는 것을 특징으로 하는 조타력 가변 기능을 갖춘 자동차의 동력 조향 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 강성 가변부(26)는 상기 피니언 밸브 샤프트(12)를 관통하여 형성된 연통 구멍(12c)과, 이 연통 구멍(12c)내에 상기 토션 바아(14)의 외주면과 접촉되도록 수용되는 가압 부재(26a), 이 가압 부재(26a)에 작용력을 전달하도록 상기 작동 조절부로부터 작용력을 인가받는 피가압 부재(26b) 및, 상기 가압 부재(26a)와 피가압 부재(26b) 사이에서 이들 사이의 작용력을 전달하는 매개체(26c)를 갖춘 것을 특징으로 하는 조타력 가변 기능을 갖춘 자동차의 동력 조향 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 토션 바아(14)의 외주면에는 상기 가압 부재(26a)와의 접촉을 도모하기 위해 외경이 확장된 형태의 돌출부(14a)가 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 조타력 가변 기능을 갖춘 자동차의 동력 조향 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 작동 조절부(28)는 피니언 밸브 샤프트(12)의 외주면에 끼워지는 중공 형상의 몸체부(28a)와, 이 몸체부(28a)의 일측에 상기 피니언 밸브 샤프트(12)에 형성된 제2리턴 구멍(12b)을 통해 유동되는 작동유로부터 작용력을 인가받는 수압면(28b), 상기 강성 가변부(26)의 피가압 부재(26b)에 작용력을 인가하는 가압면(28c) 및, 상기 몸체부(28a)의 외부에 설치된 리턴 스프링(30)의 일측 선단부와 접촉되는 지지면(28d)을 갖춘 것을 특징으로 하는 조타력 가변 기능을 갖춘 자동차의 동력 조향 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 수압면(28b)은 연통 구멍(12c)을 통해 유동되는 작동유로부터 작용력을 받아 상기 몸체부(28a)를 피니언 밸브 샤프트(12)의 외주에서 상하의 축방향으로 이동시키도록 경사지게 형성되고, 상기 가압면(28c)은 몸체부(28a)의 상하 방향 이동시 피가압 부재(26b)에 인가하는 가압력을 변화시키도록 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 조타력 가변 기능을 갖춘 자동차의 동력 조향 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 리턴 스프링(30)의 타측 선단부는 상기 피니언 밸브 샤프트(12)의 외주면에 장착된 스냅링(34)을 매개로 하여 고정된 리테이너(32)에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 조타력 가변 기능을 갖춘 자동차의 동력 조향 장치.
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