KR100471873B1 - damper for vibration control of steering wheel - Google Patents

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Abstract

본 발명은 M-C-K 진동계를 이용한 다이내믹 댐퍼를 파워스티어링 오일이 유동하는 통로에 설치하여 파워스티어링 오일을 통해 전달되는 쉬미나 저더의 진동을 효과적으로 감쇄시킴으로써, 파워스티어링 오일이 공급되는 유로를 축소시키지 않아서 파워스티어링 작용의 안정성을 확보하면서도, 차량의 적절한 진동 특성에 맞추어서 적절한 댐핑성능을 제공하여, 쉬미와 저더에 의한 스티어링휠의 회전진동을 효과적으로 방지할 수 있도록 한다.According to the present invention, a dynamic damper using an MCK vibrometer is installed in a passage through which the power steering oil flows to effectively attenuate the vibration of the shmina juder transmitted through the power steering oil, thereby reducing the flow path of the power steering oil, thereby reducing power steering. While ensuring the stability of the operation, it provides an appropriate damping performance in accordance with the appropriate vibration characteristics of the vehicle, it is possible to effectively prevent the rotational vibration of the steering wheel by the shimmy and judder.

Description

스티어링휠 진동제어를 위한 댐퍼{damper for vibration control of steering wheel}Damper for vibration control of steering wheel

본 발명은 파워스티어링 장치에서 스티어링휠로 전달되는 진동을 저감하기 위한 댐퍼에 관한 것이다.The present invention relates to a damper for reducing vibration transmitted to a steering wheel in a power steering apparatus.

도 1에는 종래의 일반적인 파워스티어링 장치의 기어박스(100)와, 동력실린더(102) 및 양쪽의 타이로드(104)가 도시되어 있다.1 shows a gearbox 100, a power cylinder 102 and tie rods 104 of both conventional power steering devices.

상기와 같은 파워스티어링 장치는 상기 기어박스(100)로 입력되는 운전자의 스티어링휠 조작력을 랙과 피니언을 통해 상기 타이로드(104)의 병진운동으로 전환하며, 동시에 유압을 상기 동력실린더(102)의 좌/우측으로 적절히 공급하여 상기 타이로드(104)의 병진운동을 돕도록 하고 있다.The power steering device as described above converts the steering wheel manipulation force of the driver input to the gear box 100 into the translational motion of the tie rod 104 through the rack and pinion, and simultaneously the hydraulic pressure of the power cylinder 102. Properly supplied to the left / right side to help the translation of the tie rod 104.

또한, 상기 도 1의 파워스티어링 장치에는 상기 좌/우측의 동력실린더(102)로 유압을 공급하는 부위에 도시된 바와 같은 댐퍼(106)가 설치되어 있는데, 이는 주행중에 발생하는 쉬미(shimmy)와 저더(judder)와 같이 스티어링휠에 회전진동을 발생시키는 것을 방지하기 위해 설치된 것이다.In addition, the power steering apparatus of FIG. 1 is provided with a damper 106 as shown in a portion for supplying hydraulic pressure to the left / right power cylinder 102, which is a shimmy generated during driving and It is installed to prevent rotational vibration of steering wheel like judder.

도 2에는 상기한 바와 같은 댐퍼(106)의 작동원리 및 구조가 도시되어 있는바, 댐퍼케이스(108)의 내측에 다수의 유로(110)가 형성된 밸브체(112)가 구비되고, 상기 밸브체(112)에는 상기 다수의 유로(110)를 개폐할 수 있는 스프링밸브(114)가 마운팅볼트(116)에 의해 고정되어 있다.2 illustrates the operation principle and structure of the damper 106 as described above, and includes a valve body 112 having a plurality of flow paths 110 formed inside the damper case 108. A spring valve 114 capable of opening and closing the plurality of flow paths 110 is fixed to a mounting bolt 116 at 112.

이 댐퍼(106)는 운전자의 스티어링휠 조작에 의한 조타시에는 랙의 이송이 크고 동력실린더(102)를 유동하는 오일의 유압도 커서 상기 댐퍼(106)의 스프링밸브(114)를 개방하고 오일이 유동하여 원활한 동력 조향작용을 하게 되지만, 쉬미나 저더의 발생시에는 랙의 이송이 미세하고 유압의 변동도 작아서, 상기 댐퍼(106)의 스프링밸브(114)를 개방하지 못하여 오일의 공급이 상기 댐퍼(106)에서 차단되도록 함으로써, 진동이 스티어링휠로 전달되는 것을 차단하도록 하는 것이다.When the damper 106 is steered by the driver's steering wheel, the rack is largely transported and the hydraulic pressure of the oil flowing through the power cylinder 102 is also large, so that the spring valve 114 of the damper 106 is opened and the oil is When the power flows smoothly, the power steering is performed, but when the shmina or judder is generated, the rack is finely transported and the hydraulic pressure is small. Therefore, the spring valve 114 of the damper 106 cannot be opened so that oil is supplied to the damper. By blocking the vibration from being transmitted to the steering wheel.

그러나, 상기한 바와 같은 댐퍼(106)는 그 구조나 원리는 간단한 반면, 차속이 증가하는 경우에는, 동일한 강도의 쉬미나 저더에 대해서도 차속의 제곱에 해당하는 가진력이 발생되어 쉬미나 저더에 의한 유압이 조타시의 유압과 유사한 수준으로 커지게 되어 상기 스프링밸브(114)의 강성을 설정하기가 어려우며, 고속시의 쉬미와 저더의 경우에는 상기 댐퍼(106)가 그 기능을 상실하게 되는 단점이 있다.However, the damper 106 as described above has a simple structure or principle, but when the vehicle speed increases, an excitation force corresponding to the square of the vehicle speed is generated even for the shmina juder of the same strength, so that the hydraulic pressure by the shmina juder It is difficult to set the stiffness of the spring valve 114 because it is increased to a level similar to the hydraulic pressure at the time of steering, and the damper 106 loses its function in the case of Shimi and Judder at high speed. .

상기와 같은 댐퍼(106)의 성능을 향상시키는 방법으로는 상기 밸브체(112)에 형성되어 있는 유로(110)를 작게 하면서 공급되는 유압을 높이는 방법이 있는데, 이는 유압의 상승에 따른 단가의 상승, 내구성저하, 소음의 상승 등과 같은 문제를 발생시키게 되며, 미세한 이물질에 의해서도 상기 밸브체의 유로(110)가 막히게 되어 파워스티어링의 기능을 상실하게 되는 경우가 발생될 수 있는 문제가 있다.As a method of improving the performance of the damper 106 as described above, there is a method of increasing the oil pressure supplied while reducing the flow path 110 formed in the valve body 112, which increases the unit cost according to the increase in the oil pressure. Problems such as deterioration of durability, an increase in noise, and the like, and a fine foreign matter may cause the flow path 110 of the valve body to be blocked, resulting in a loss of the function of power steering.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 파워스티어링 오일이 공급되는 유로를 축소시키지 않아서 파워스티어링 작용의 안정성을 확보하면서도, 차량의 적절한 진동 특성에 맞추어서 적절한 댐핑성능을 제공하도록 함으로써, 쉬미와 저더에 의한 스티어링휠의 회전진동을 효과적으로 방지할 수 있도록 한 스티어링휠 진동제어를 위한 댐퍼를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the problems described above, so as not to reduce the flow path to which the power steering oil is supplied, while ensuring the stability of the power steering action, to provide an appropriate damping performance in accordance with the appropriate vibration characteristics of the vehicle Accordingly, the object of the present invention is to provide a damper for controlling the vibration of the steering wheel to effectively prevent rotational vibration of the steering wheel caused by the shimmy and the juder.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 스티어링휠 진동제어를 위한 댐퍼는 파워스티어링 오일의 유로에서 외측으로 분지되어 형성된 분지관과;In order to achieve the above object, a damper for vibration control of the present invention includes a branch pipe formed by branching outward from a flow path of power steering oil;

상기 분지관의 외측에 위치하는 질량체와;A mass body positioned outside the branch pipe;

상기 질량체와 상기 분지관을 밀봉하여 연결하며 분지관에 대한 질량체의 상대위치가 변화하는 것을 수용할 수 있는 가변길이연결수단과;Variable length connecting means for sealingly connecting the mass body and the branch pipe and accommodating a change in the relative position of the mass body with respect to the branch pipe;

상기 분지관에 대하여 상기 질량체를 탄지하는 스프링으로 구성된 것을 특징으로 한다.It characterized in that it is composed of a spring for supporting the mass body with respect to the branch pipe.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 따른 스티어링휠 진동제어를 위한 댐퍼를 도시한 것으로서, 기본적으로는 질량과 댐퍼와 스프링의 결합에 의한 M-C-K 진동계를 구성하여 쉬미나 저더에 의한 파워스티어링 오일의 유압맥동을 상쇄시키는 진동을 발생하여 결과적으로, 쉬미나 저더에 의한 오일의 맥동을 제거하도록 하는 다이나믹 댐퍼를 구성한 것이다.3 illustrates a damper for vibration control of a steering wheel according to the present invention, which basically constitutes an MCK vibrometer by combining a mass, a damper, and a spring to offset hydraulic pulsation of power steering oil by a shmina juder. It generates a vibration damper, and consequently, a dynamic damper to remove the pulsation of oil by the shimmer or judder.

즉, 파워스티어링 오일의 유로(1)에서 외측으로 분지되어 형성된 분지관(3)과, 상기 분지관(3)의 외측에 위치하는 질량체(5)와, 상기 질량체(5)와 상기 분지관(3)을 밀봉하여 연결하며 분지관(3)에 대한 질량체(5)의 상대위치가 변화하는 것을 수용할 수 있는 가변길이연결수단과, 상기 분지관(3)에 대하여 상기 질량체(5)를 탄지하는 스프링(7)으로 구성되어 있다.That is, the branch pipe 3 branched outward from the flow path 1 of the power steering oil, the mass body 5 located outside the branch pipe 3, the mass body 5 and the branch pipe ( 3) variable-length connecting means capable of sealingly connecting and accommodating a change in the relative position of the mass 5 relative to the branch pipe 3, and supporting the mass 5 against the branch pipe 3; The spring 7 is comprised.

본 실시예에서 상기 가변길이연결수단은 벨로우즈(9)로 구성하였으며, 상기 벨로우즈(9)는 상기 분지관(3)과 질량체(5)에 클램프(11)에 의해 고정됨으로써, 분지관(3)과 질량체(5)의 사이를 밀봉하여 오일이 누출되지 않도록 한다.In this embodiment, the variable length connecting means is composed of a bellows (9), the bellows (9) is fixed to the branch pipe (3) and the mass (5) by the clamp (11), the branch pipe (3) Sealing between the mass and the mass 5 to prevent oil from leaking.

또한, 상기 질량체(5)에는 주파수 튜닝을 위한 부가질량체(13)가 설치되어 있는바, 상기 질량체(5)의 상측에 암나사부를 구비하고 여기에 결합되는 숫나사부를 구비한 부가질량체(13)를 체결하여 질량체(5)와 부가질량체(13)가 일체화되도록 하는 구조를 가지고 있다.In addition, the mass 5 is provided with an additional mass 13 for frequency tuning, and an additional mass 13 having a female thread portion on the upper side of the mass 5 and having a male thread portion coupled thereto is fastened. To have the mass 5 and the additional mass 13 integrated together.

상기 M-C-K 진동계에서, M은 상기 질량체(5) 및 부가질량체(13)의 질량이며, 상기 C는 상기 분지관(3) 및 벨로우즈(9)에 의한 감쇠를 의미하며, 상기 K는 상기 분지관(3)에 대하여 상기 질량체(5)를 지지하는 스프링(7)의 스프링상수를 의미한다.In the MCK vibrometer, M is the mass of the mass (5) and the additional mass (13), C is the damping by the branch pipe (3) and bellows (9), and K is the branch pipe ( 3) means a spring constant of the spring (7) for supporting the mass (5).

상기와 같은 댐퍼는 상기 유로(1)를 통해 쉬미나 저더에 의한 진동이 상기 파워스티어링 오일의 맥동으로 전달되면, 상기 질량체(5)가 자체의 질량과 스프링(7) 및 상기 분지관(3)과 벨로우즈(9)에 의한 감쇠의 영향을 받아 정해진 주파수에 상응하여 상하로 진동하며, 이 진동은 당해 주파수대역의 쉬미나 저더에 의한 파워스티어링 오일의 맥동을 상쇄시키게 된다.The damper is such that the mass (5) is its mass and the spring (7) and the branch pipe (3) when the vibration by the shmina juder through the flow path (1) is transmitted to the pulsation of the power steering oil And oscillates up and down in correspondence with a predetermined frequency under the influence of the damping by the bellows 9, and this oscillation cancels the pulsation of the power steering oil by the shmina or judder in the frequency band.

도 4에는 상기한 바와 같은 댐퍼의 작용에 의하여 특정한 주파수대역에서 특히 진동절연율이 상승되는 상태가 도시되어 있는데, 상기와 같이 진동을 절연하기 위한 특정한 주파수의 설정은 상기 질량체(5)에 어떤 질량의 부가질량체(13)를 추가하는가에 따라서 조절이 된다.FIG. 4 shows a state in which the vibration insulation rate is increased in particular frequency bands by the action of the damper as described above. It is adjusted according to whether the additional mass 13 of is added.

따라서, 당해 차량에서 가장 문제시되는 주파수대역의 진동을 절연하기 위해 손쉬운 방법으로 댐퍼를 튜닝할 수 있으며, 보다 다양한 주파수 대역의 진동을 감쇄시키기 위해서는 다수의 서로 다른 질량체를 가지는 댐퍼를 추가함으로써, 원하는 진동저감의 효과를 얻을 수 있다.Therefore, the damper can be tuned in an easy way to insulate the vibration of the frequency band which is the most problematic in the vehicle, and in order to attenuate the vibration of the various frequency bands by adding a damper having a plurality of different masses, the desired vibration The effect of reduction can be obtained.

물론, 상기 스프링(7)의 강성이나 벨로우즈(9)나 분지관(3)의 크기 등을 조절하여 댐퍼가 감쇠시킬 주파수대역의 변화도 가능하다.Of course, it is also possible to change the frequency band that the damper attenuates by adjusting the stiffness of the spring 7, the size of the bellows 9, the branch pipe 3, and the like.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 파워스티어링 오일이 공급되는 유로를 축소시키지 않아서 파워스티어링 작용의 안정성을 확보하면서도, 차량의 적절한 진동 특성에 맞추어서 적절한 댐핑성능을 제공하도록 함으로써, 쉬미와 저더에 의한 스티어링휠의 회전진동을 효과적으로 방지할 수 있도록 한다. As described above, according to the present invention, the steering wheel by Schmie and Juder is provided by providing a proper damping performance in accordance with the appropriate vibration characteristics of the vehicle while ensuring the stability of the power steering action without reducing the flow path through which the power steering oil is supplied. Effectively prevent rotational vibration of the system.

도 1은 종래 기술에 의한 유압댐퍼가 설치된 상태를 도시한 도면,1 is a view showing a state in which a hydraulic damper according to the prior art is installed,

도 2는 도 1의 유압댐퍼의 작동 및 구조를 설명하기 위한 도면,2 is a view for explaining the operation and structure of the hydraulic damper of Figure 1,

도 3은 본 발명에 따른 스티어링휠 진동제어를 위한 댐퍼를 도시한 개념도,3 is a conceptual diagram illustrating a damper for steering wheel vibration control according to the present invention;

도 4는 진동절연율과 주파수의 관계를 도시한 그래프이다.4 is a graph showing the relationship between vibration insulation rate and frequency.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명><Brief description of symbols for the main parts of the drawings>

1; 파워스티어링 오일 유로3; 분지관One; Power steering oil flow path 3; Branch pipe

5; 질량체7; 부가질량체5; Mass 7; Additive mass

9; 벨로우즈11; 클램프9; Bellows 11; clamp

13; 부가질량체13; Additive mass

Claims (3)

파워스티어링 오일의 유로에서 상방으로 분지되어 형성된 분지관과;A branch pipe formed by branching upward from a flow path of the power steering oil; 상기 분지관의 외측에 위치하는 질량체와;A mass body positioned outside the branch pipe; 상기 질량체와 상기 분지관을 밀봉하여 연결하며 분지관에 대한 질량체의 상대위치가 변화하는 것을 수용할 수 있는 가변길이연결수단과;Variable length connecting means for sealingly connecting the mass body and the branch pipe and accommodating a change in the relative position of the mass body with respect to the branch pipe; 상기 분지관에 대하여 상기 질량체를 탄지하는 스프링;A spring for supporting the mass with respect to the branch pipe; 으로 구성된 것을 특징으로 하는 스티어링휠 진동제어를 위한 댐퍼.Damper for steering wheel vibration control, characterized in that consisting of. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 가변길이연결수단은 벨로우즈로 구성된 것을 특징으로 하는 스티어링휠 진동제어를 위한 댐퍼.The variable length connecting means damper for vibration control of the steering wheel, characterized in that consisting of bellows. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 질량체에는 주파수 튜닝을 위한 부가질량체가 설치되는 것을 특징으로 하는 스티어링휠 진동제어을 위한 댐퍼.Damper for vibration control of the steering wheel, characterized in that the mass is provided with an additional mass for tuning the frequency.
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