KR100469384B1 - Repulsion device for steering system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 스티어링 시스템의 반력장치에 관한 것으로, 그 목적은 간단한 구조로서 비틀림 토오크를 발생시킬 수 있도록 피니언몸체의 끝단에는 일체로 돌기를 마련하고, 이에 대응되는 피니언하우징의 내부에는 돌기와의 사이에 회전방향 유격을 가지는 홈이 일체로 마련된 스티어링 시스템의 반력장치를 제공하는 것으로, 스티어링휠로부터 회전력을 전달받을 수 있도록 마련된 입력축(12), 상기 입력축(12)과 연결되며 외주 일측에 피니언기어(15)가 형성된 피니언몸체(14), 상기 피니언기어(15)가 삽입될 수 있도록 설치공(24)이 마련된 피니언하우징(21), 상기 피니언하우징(21)에 삽입되는 상기 피니언몸체(14)의 선단에 외주측으로 돌출 형성되는 반력돌기(16), 내부에 상기 반력돌기(16)가 삽입되되 회전방향으로 유격이 형성되도록 상기 반력돌기(16)의 외주에 비해 크게 형성된 반력홈(26)이 구비된 것을 특징으로 하는 스티어링시스템의 반력장치.The present invention relates to a reaction system of a steering system, the object of which is a simple structure to provide a projection integrally at the end of the pinion body to generate a torsional torque, and corresponding to the inside of the pinion housing to rotate between the projection Providing a reaction force device of the steering system is provided integrally with a groove having a directional play, the input shaft 12, the pinion gear 15 is connected to the input shaft 12 and the outer peripheral side provided to receive a rotational force from the steering wheel Is formed in the pinion body 14, the pinion housing 21 is provided with an installation hole 24 so that the pinion gear 15 can be inserted, the pinion body 14 is inserted into the pinion housing 21 Reaction protrusion (16) protruding to the outer circumferential side, the reaction force projection (16) is inserted into the outside of the reaction force projection (16) so that play is formed in the rotational direction A reaction force larger than that formed grooves 26 the reaction force device of the steering system, characterized in that the bar.
Description
본 발명은 스티어링 시스템의 반력장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 간단한 구조로서 비틀림 토오크를 발생시킬 수 있도록 피니언기어의 끝단과 이에 대응되는 피니언하우징의 내부에 반력장치를 마련한 스티어링 시스템의 반력장치에 관한 것이다.The present invention relates to a reaction system of the steering system, and more particularly, to a reaction system of the steering system provided with a reaction device in the end of the pinion gear and the corresponding pinion housing so as to generate a torsional torque in a simple structure. will be.
일반적으로 스티어링 시스템은 운전자에 의해 차량의 휠을 동작시킬 수 있도록 그 사이에 마련되는 것으로서, 운전석의 스티어링휠 하측에 마련되는 스티어링컬럼과, 이 스티어링컬럼의 내부에 설치된 조향축과 연결되는 유압제어밸브, 그리고 유압제어밸브에서 공급하는 오일에 따라 축방향으로 이동되어 차량의 휠을 직접 동작시킬 수 있도록 기어박스를 구비하여 마련된다.In general, the steering system is provided between the driver to operate the wheel of the vehicle, and the hydraulic control valve connected to the steering column provided under the steering wheel of the driver's seat and the steering shaft installed inside the steering column. And it is provided with a gearbox to move in the axial direction according to the oil supplied from the hydraulic control valve to directly operate the wheel of the vehicle.
특히 유압제어밸브는 기어박스의 내부에 마련된 랙기어와 기계적으로 연결될 수 있도록 내측에 피니언기어가 마련됨과 동시에 유압적으로 연결되어 배력을 발생시킬 수 있도록 일측은 오일펌프와 연결되고 타측은 유압관을 통해 기어박스의 내부에 마련된 실린더와 연결된다.In particular, the hydraulic control valve is provided with a pinion gear inside so as to be mechanically connected to the rack gear provided inside the gearbox, and at the same time, it is hydraulically connected so that one side is connected to the oil pump and the other side is connected to the hydraulic pump. It is connected to the cylinder provided in the gearbox through.
그리고 랙기어와 이물림되는 피니언기어와 입력축을 토션바에 의해 일체로 연결하고, 입력축의 원주면에는 조절밸브를 설치하며, 이 조절밸브의 원주면에는 실린더로 오일을 공급하는 유로를 형성하게 된다.And the rack gear and the pinion gear and the input shaft to be meshed with the torsion bar integrally, the control valve is installed on the circumferential surface of the input shaft, the flow path for supplying oil to the cylinder on the peripheral surface of the control valve.
한편, 토션바는 스티어링휠을 회전시킬 때 차량의 휠에 전진저항이 작용하기 때문에 비틀리게 되는데, 이러한 비틀림 토오크는 스티어링휠을 복원시키는 반력으로 작용하게 된다.On the other hand, the torsion bar is twisted because the forward resistance acts on the wheel of the vehicle when the steering wheel is rotated, this torsional torque acts as a reaction force to restore the steering wheel.
도 1은 이러한 종래의 토션바가 설치된 상태를 보인 측단면도이다. 이에 도시된 바와 같이, 스티어링휠에서 발생되는 조향 회전력을 전달받을 수 있도록 스티어링휠과의 사이에 조향축을 개재하여 설치되는 중공의 입력축(1)이 마련된다. 그리고, 입력축(1)의 하부 외측에는 유압에 의하여 보조 조향력을 발생시킬 수 있도록 그 외주측에 다수개의 유로가 형성된 중공의 조절밸브(2)가 마련된다. 또, 조절밸브(2)의 하부에는 입력축(1)과 연결되며 하단에 피니언기어(4)가 형성된 피니언몸체(3)가 마련된다.Figure 1 is a side cross-sectional view showing a state in which the conventional torsion bar is installed. As shown in the drawing, a hollow input shaft 1 is provided between the steering wheel and the steering shaft so as to receive the steering rotational force generated from the steering wheel. In addition, the lower outer side of the input shaft (1) is provided with a hollow control valve (2) having a plurality of flow paths formed on the outer circumferential side so as to generate an auxiliary steering force by hydraulic pressure. In addition, the lower portion of the control valve (2) is connected to the input shaft (1) is provided with a pinion body (3) formed with a pinion gear (4) at the bottom.
한편, 입력축(1)과 피니언몸체(3)는 회전방향으로 유격이 발생되도록 결합되고, 이 입력축(1)과 피니언몸체(3)의 내부에는 토션바(5)가 설치되는데, 이 토션바(5)는 상단이 입력축(1)에 고정되고 타단은 피니언몸체(3)에 고정되며 중간단은 비틀림 토오크를 발생시킬 수 있도록 상단과 하단에 비해 작은 지름으로 마련된다.On the other hand, the input shaft (1) and the pinion body (3) is coupled to generate a play in the rotational direction, the torsion bar (5) is installed inside the input shaft (1) and the pinion body (3), the torsion bar ( 5) the upper end is fixed to the input shaft (1), the other end is fixed to the pinion body (3) and the middle end is provided with a smaller diameter than the upper and lower to generate a torsional torque.
이와 같이 구성된 종래 스티어링 시스템의 반력장치는, 운전자가 스티어링휠을 회전시키면 이와 연결된 조향축과 입력축(1)이 함께 회전된다. 그리고 입력축(1)과 피니언몸체(3)의 사이에는 회전방향 유격이 있으므로, 입력축(1)의 회전력은 먼저 토션바(5)를 통해 간접적으로 피니언몸체(3)에 전달되는데, 이때 토션바(5)가 비틀린 후 입력축(1)과 피니언몸체(3)가 서로 맞물려 회전된다. 즉, 토션바(5)는 상단에 회전력이 전달될 때 하단에는 지면에 밀착된 차량의 휠의 저항에 의해 고정되어 있어 입력축(1)과 피니언몸체(3)가 서로 맞물리기 전 까지 비틀림이 발생되는 것이다. 이후 토션바(5)에서 발생된 비틀림 토오크는 스티어링휠을 복원시키는 반력으로 작용하게 된다.In the reaction force device of the conventional steering system configured as described above, when the driver rotates the steering wheel, the steering shaft and the input shaft 1 connected thereto are rotated together. And since there is a rotational play between the input shaft (1) and the pinion body (3), the rotational force of the input shaft (1) is first transmitted to the pinion body (3) indirectly through the torsion bar (5), where the torsion bar ( After 5) is twisted, the input shaft 1 and the pinion body 3 are engaged with each other and rotated. That is, the torsion bar (5) is fixed by the resistance of the wheel of the vehicle in close contact with the ground when the rotational force is transmitted to the top of the torsion occurs until the input shaft (1) and the pinion body (3) is engaged with each other Will be. The torsional torque generated by the torsion bar 5 then acts as a reaction force for restoring the steering wheel.
그러나 이와 같은 스티어링 시스템의 반력장치는, 입력축과 피니언몸체를 중공으로 마련하고 그 내부에 토션바를 설치해야하는 복잡한 구조로 마련되어 있어 이의 제조 및 조립공정이 복잡해지는 문제점이 있었다.However, such a reaction system of the steering system, the input shaft and the pinion body is provided with a complex structure to install the torsion bar inside the hollow and there was a problem that the manufacturing and assembly process thereof is complicated.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 간단한 구조로서 비틀림 토오크를 발생시킬 수 있도록 피니언몸체의 끝단에는 일체로 돌기를 마련하고, 이에 대응되는 피니언하우징의 내부에는 돌기와의 사이에 회전방향 유격을 가지는 홈이 일체로 마련된 스티어링 시스템의 반력장치를 제공하는 것이다.The present invention is to solve such a conventional problem, an object of the present invention is to provide a projection integrally at the end of the pinion body so as to generate a torsional torque as a simple structure, and corresponding to the inside of the pinion housing It is to provide a reaction system of the steering system provided with a groove having a rotational play between the integrally.
도 1은 종래 스티어링 시스템의 토션바 설치구조를 보인 측단면도이다.1 is a side cross-sectional view showing a torsion bar installation structure of a conventional steering system.
도 2는 본 발명에 따른 스티어링 시스템을 보인 측단면도이다.2 is a side sectional view showing a steering system according to the present invention.
도 3은 도 2의 A - A선 단면도이다.3 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10:유압제어밸브 11:밸브하우징10: hydraulic control valve 11: valve housing
12:입력축 13:조절밸브12: Input shaft 13: Control valve
14:피니언몸체 15:피니언기어14: Pinion Body 15: Pinion Gear
16:반력돌기 20:기어박스16: Reaction protrusion 20: Gear box
21:피니언하우징 22:랙바21: Pinion housing 22: Rackbar
23:랙기어 24:설치공23: rack gear 24: installation worker
26:반력홈 30:토오크센서26: reaction groove 30: torque sensor
31:검출링 32:코일31: detection ring 32: coil
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 스티어링 시스템의 반력장치는, 스티어링휠로부터 회전력을 전달받을 수 있도록 마련된 입력축, 상기 입력축과 연결되며 외주 일측에 피니언기어가 형성된 피니언몸체, 상기 피니언기어가 삽입될 수 있도록 설치공이 마련된 피니언하우징이 구비된 스티어링 시스템에 있어서, 상기 피니언하우징에 삽입되는 상기 피니언몸체의 선단에 외주측으로 돌출 형성되는 반력돌기와, 상기 반력돌기가 내부에 삽입되되 회전방향으로 유격이 형성되도록 상기 반력돌기의 외주에 비해 크게 형성된 반력홈이 구비된 것을 특징으로 한다.Reaction device of the present invention steering system for achieving the above object, the input shaft is provided to receive the rotational force from the steering wheel, the pinion body is connected to the input shaft and the pinion gear is formed on the outer peripheral side, the pinion gear can be inserted In the steering system provided with a pinion housing so that the installation hole is provided, Reaction protrusion and protruding to the outer circumferential side at the front end of the pinion body inserted into the pinion housing, The reaction force is inserted into the interior so that the play is formed in the rotation direction Characterized in that the reaction force groove is formed larger than the outer circumference of the reaction projection.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a preferred embodiment of the present invention;
도 2는 본 발명에 따른 스티어링 시스템을 보인 측단면도이고, 도 3은 도 2의 A - A선 단면도이다. 이에 도시된 바와 같이, 스티어링휠에서 발생된 회전력을기계적 및 유압적으로 차량의 휠에 전달할 수 있도록 하측 끝단에 피니언기어(15)가 연결된 입력축(12)을 내장하는 유압제어밸브(10)의 밸브하우징(11)과, 피니언기어(15)와 연동되는 랙바(22)가 내장된 기어박스(20)의 피니언하우징(21)이 상,하측으로 배치된다.Figure 2 is a side cross-sectional view showing a steering system according to the present invention, Figure 3 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. As shown therein, the valve of the hydraulic control valve 10 having an input shaft 12 connected to the pinion gear 15 at the lower end to transmit the rotational force generated from the steering wheel to the wheel of the vehicle mechanically and hydraulically. The pinion housing 21 of the gear box 20 in which the housing 11 and the rack bar 22 interlocked with the pinion gear 15 are built is disposed up and down.
먼저, 하측에 마련된 피니언하우징(21)은 좌,우측으로 길게 형성된 기어박스(20)의 중간측에 형성되는 것으로서 후방측에는 기어박스(20)의 내부에서 축방향으로 이동되는 랙바(22)의 랙기어(23)가 배치된다. 그리고 랙기어(23)의 전방측으로는 피니언기어(15)가 삽입되어 회전될 수 있도록 상,하측으로 길게 형성된 설치공(24)이 마련되는데, 이때 랙바(22)의 후방측에는 랙바(22)를 피니언기어(15)를 설치공(24)측으로 압착할 수 있도록 마련된다.First, the pinion housing 21 provided on the lower side is formed on the middle side of the gear box 20 formed to the left and the right side, and the rack of the rack bar 22 moved axially in the gear box 20 on the rear side. Gear 23 is disposed. In addition, the front of the rack gear 23 is provided with an installation hole 24 formed long up and down so that the pinion gear 15 can be inserted and rotated, the rack bar 22 on the rear side of the rack bar 22 It is provided to compress the pinion gear 15 to the installation hole 24 side.
다음, 상측에 마련된 밸브하우징(11)에는 스티어링컬럼의 내부에 설치된 조향축과 연결될 수 있도록 그 내부에 마련된 중공의 입력축(12)이 밸브하우징(11)의 상부로 돌출되어 설치된다. 그리고, 입력축(12)의 하부 외측에는 유압에 의하여 보조 조향력을 발생시킬 수 있도록 그 외주측에 다수개의 유로가 형성된 중공의 조절밸브(13)가 마련된다. 또, 조절밸브(13)의 하부에는 입력축(12)과 연결되며 하단에 피니언기어(15)가 형성된 피니언몸체(14)가 마련된다.Next, a hollow input shaft 12 provided therein protrudes upward from the valve housing 11 so that the valve housing 11 provided at the upper side may be connected to a steering shaft installed inside the steering column. And, the lower outer side of the input shaft 12 is provided with a hollow control valve 13 formed with a plurality of flow paths on the outer circumferential side so as to generate an auxiliary steering force by hydraulic pressure. In addition, the lower portion of the control valve 13 is connected to the input shaft 12 is provided with a pinion body 14, the pinion gear 15 is formed at the bottom.
한편, 본 발명에서는 비틀림 토오크를 발생시켜 스티어링휠을 복원시키는 반력장치와 비틀림 각도를 측정하는 토오크센서(30)가 피니언몸체(14)의 끝단측과 이에 대응되는 피니언하우징(21)의 내부 하단측에 마련된다.On the other hand, in the present invention, the reaction force device for generating the torsional torque to restore the steering wheel and the torque sensor 30 for measuring the torsion angle is the end side of the pinion body 14 and the inner lower side of the pinion housing 21 corresponding thereto. To be prepared.
즉, 피니언기어(15)의 하측으로는 피니언몸체(14)와 일체로 마련되어 하향연장되는 연장부(17)가 마련되고, 이 연장부(17)의 선단에는 이와 일체로 반력돌기(16)가 마련되는데, 이 반력돌기(16)는 피니언몸체(14)의 끝단에 외주측으로 돌출 형성되는 사각판형상이며 서로 대칭되도록 네 곳에 마련된다.That is, the lower side of the pinion gear 15 is provided with an extension part 17 which is provided integrally with the pinion body 14 and extends downward, and the reaction force projection 16 is integrally formed at the tip of the extension part 17. The reaction force projections 16 are provided in four places so as to be symmetrical with each other in a rectangular plate shape protruding to the outer circumferential side at the end of the pinion body 14.
또, 이 반력돌기(16)가 삽입될 수 있도록 피니언하우징(21)의 설치공(24) 하측에는 반력홈(26)이 마련되는데, 이 반력홈(26)은 그 내부에 삽입되는 반력돌기(16)와 밀착될 때 피니언몸체(14)의 하단이 비틀리도록 마련된 것으로, 반력돌기(16)와의 사이에 회전방향으로 유격을 가질 수 있도록 반력돌기(16)에 비해 원주방향을 크게 형성된다.In addition, a reaction force groove 26 is provided below the installation hole 24 of the pinion housing 21 so that the reaction protrusion 16 can be inserted into the reaction force groove 26. The lower end of the pinion body 14 is to be twisted when in close contact with the 16, it is formed in a larger circumferential direction than the reaction projection 16 so as to have a clearance in the rotational direction between the reaction projection (16).
그리고, 스티어링휠의 회전각도와 차량의 휠사이의 각도편차를 측정하여 측정된 편차만큼 별개의 동격수단으로 바퀴를 회전시킴으로써 차량을 안전하게 조향할 수 있도록 연장부(17)의 외주측에는 토오크센서(30)가 마련된다.And, by measuring the angle difference between the rotation angle of the steering wheel and the wheel of the vehicle, the torque sensor 30 on the outer circumferential side of the extension portion 17 so as to safely steer the vehicle by rotating the wheel by a separate equal means by the measured deviation. ) Is provided.
이 토오크센서(30)는 연장부(17)의 상,하측으로 일정간격 이격되어 설치된 3개의 검출링(31)과 검출링(31) 사이의 외부에 마련되어 차량의 제어부와 연결된 코일(32)로 구비되는데, 상,하측의 검출링(31)은 서로 마주하는 측으로 치가 마련되고, 중간측의 검출링(31)은 하향으로 치가 마련된다.The torque sensor 30 is provided between the three detection rings 31 and the detection rings 31 spaced apart by a predetermined interval up and down of the extension part 17 to the coil 32 connected to the control unit of the vehicle. The upper and lower detection rings 31 are provided with teeth facing each other, and the middle detection rings 31 are provided with teeth downward.
이와 같이 구성된 본 발명 스티어링 시스템의 반력장치는, 운전자가 스티어링휠을 회전시키면 이와 연결된 조향축과 입력축(12) 그리고 피니언몸체(14)가 회전되는데, 이때 피니언기어(15)와 랙기어(23)가 맞물려 회전력이 전달됨과 동시에 밸브하우징(11)을 통해 기어박스(20)의 실린더로 유압이 공급되어 랙바(22)를 동작시키게 된다.In the reaction system of the present invention configured as described above, when the driver rotates the steering wheel, the steering shaft, the input shaft 12 and the pinion body 14 connected thereto are rotated, and the pinion gear 15 and the rack gear 23 are rotated. At the same time as the rotational force is transmitted to the hydraulic cylinder is supplied to the cylinder of the gearbox 20 through the valve housing 11 to operate the rack bar (22).
또한, 차량의 휠과 노면사이에는 마찰력이 작용하고 있어 연장부(17)에서는 비틀림 토오크가 발생되고, 그 외측의 토오크센서(30)에서는 각 검출링(31)의 회전각도가 다르게 되어, 그 바깥측 자속의 변화로 외부에 마련된 코일(32)의 자기유도 값이 변화하므로 이를 제어부에서 감지하여 회전편차를 측정한다.In addition, a frictional force is applied between the wheel of the vehicle and the road surface, and the torsion torque is generated in the extension part 17, and the rotation angle of each detection ring 31 is different in the torque sensor 30 on the outside thereof. Since the magnetic induction value of the coil 32 provided outside changes due to the change of the magnetic flux on the side, the controller detects this and measures the rotational deviation.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 스티어링 시스템의 반력장치는, 피니언몸체와 피니언하우징에 각각 일체로 마련되는 간단한 구조로 이루어지므로 그 제조 및 설치가 용이한 이점이 있다.As described in detail above, the reaction system of the steering system according to the present invention has a simple structure that is provided integrally to the pinion body and the pinion housing, respectively, there is an advantage that it is easy to manufacture and install.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
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Payment date: 20130121 Year of fee payment: 9 |
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| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |