KR100552774B1

KR100552774B1 - 자동차의 조향장치

Info

Publication number: KR100552774B1
Application number: KR1020040035986A
Authority: KR
Inventors: 조중돈
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2004-05-20
Filing date: 2004-05-20
Publication date: 2006-02-20
Also published as: KR20050110991A

Abstract

본 발명은 자동차의 조향장치에 관한 것으로서, 조향휠이 결합된 제1유압실린더(12)와 조향기어가 결합된 제2유압실린더(14)가 유압라인(16)에 의해 연결되어 상기 조향휠의 조작력을 상기 조향기어에 전달하되, 상기 제1, 제2유압실린더(12, 14)는 피스톤이 회전하는 원주 구동형 유압실린더로 되어 있으므로, 안전성을 높이고 고장의 위험이 적고 구조가 간단하다는 효과가 있다.

Description

자동차의 조향장치{steering apparatus for vehicle}

도1은 종래 조향컬럼을 가진 조향장치를 나타내는 구성도,

도2는 본 발명에 의한 원주 구동형 유압실린더를 가진 조향장치의 구성도,

도3은 도2에서 제1유압실린더와 제2유압실린더의 단면도,

도4은 도2의 제1유압실린더와 제2유압실린더의 작동도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

12 : 제1유압실린더 14 : 제2유압실린더

16 : 유압라인 18 : 조향 구동축

20 : 조향휠 22 : 조향 종동축

24, 34 : 제1, 제2중심축 26, 36 : 제1, 제2격리부재

28, 38 : 제1, 제2원주 피스톤 29 : 감속기어

39 : 증속기어

본 발명은 자동차의 조향장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 원주 구동형 유압실린더를 가진 조향장치에 관한 것이다.

자동차의 조향장치는 상측의 조향휠에서 발생된 회전운동을 하측의 조향기어에 전달하여 조향을 실현하기 위해 조향기어와 조향컬럼으로 구성된 조향컬럼 조립체가 사용되고 있다.

도1은 종래 자동차용 조향장치의 조향컬럼 조립체를 도시하는 일부 단면도이다. 도시한 바와 같이 조향축(2)의 외부에는 중공원통형의 조향컬럼(4)이 설치되어 있고, 상기 조향컬럼(4)에는 차체에 고정하기 위한 브라켓(6)이 장착되어 있으며, 상기 조향축(2)의 일단에는 조향휠(8)이 연결되어 있고, 상기 조향축(2)의 타단에는 도시하지 않은 조향기어가 연결되어 있다.

현재 대부분의 조향장치에는 도1에 도시한 바와 같은 조향컬럼이 사용되고 있으며, 최근에는 플라이 바이 와이어(fly-by-wire) 개념의 전동식 조향 시스템이 개발되고 있다. 상기 전동식 조향 시스템은 센서를 통해 조향각을 읽어 모터에 의해 조향하는 장치이다.

그런데, 종래 조향컬럼이 사용된 조향장치는 차량 충돌시 조향컬럼이 운전석 쪽으로 밀려와 운전자에게 상해를 입힐 우려가 있다는 문제점이 있었다.

또한 종래 전동식 조향 시스템은 전기 모터를 사용하기 때문에 구동 동력원이 필요하게 되며 전기 장치에 이상이 발생하면 조향을 제대로 할 수 없다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 원주 구동형 유압실린더를 사용함에 의해 안전성을 높이고 고장의 위 험이 적고 구조가 간단한 조향장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차의 조향장치는, 조향휠이 결합된 제1유압실린더와 조향기어가 결합된 제2유압실린더가 유압라인에 의해 연결되어 상기 조향휠의 조작력을 상기 조향기어에 전달하되, 상기 제1, 제2유압실린더는 피스톤이 회전하는 원주 구동형 유압실린더인 것을 특징으로 한다.

상기 제1, 제2유압실린더의 피스톤 축(제1, 제2중심축)에는 속도변환기어(감속기어 및 증속기어)가 결합되어 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도2에 도시한 바와 같이 제1유압실린더(12)와 제2유압실린더(14)는 유압라인(16)에 의해 유체 출입구(12a, 12b)(14a, 14b)가 서로 연통되어 있다. 상기 제1유압실린더(12)에는 조향 구동축(18)을 매개로 조향휠(20)이 설치되어 있고, 상기 제2유압실린더(14)에는 조향 종동축(22)을 매개로 도시하지 않은 조향기어가 설치되어 있다. 상기 제1, 제2유압실린더(12, 14)는 원주 구동형 유압실린더이다.

도3에 도시한 바와 같이, 상기 제1유압실린더(12)의 내부에는, 제1중심축(24)에서 반경방향으로 가로질러 상기 유체 출입구(12a, 12b)를 서로 격리하는 제1격리부재(26)가 설치되는 한편, 상기 제1중심축(24)에서 반경방향으로 연장되어 회전하는 제1원주 피스톤(28)이 설치되어 있다. 상기 제1중심축(24)과 상기 조향구동축(18)은 연결되어, 상기 조향휠(20)을 회전시키면 상기 제1원주 피스톤(28)이 회전하게 되어 있다.

그리고, 제2유압실린더(14)의 내부에는, 제2중심축(34)에서 반경방향으로 가로질러 상기 유체 출입구(14a, 14b)를 서로 격리하는 제2격리부재(36)가 설치되는 한편, 상기 제2중심축(34)에서 반경방향으로 연장되어 회전하는 제2원주 피스톤(38)이 설치되어 있다. 상기 제2중심축(34)과 상기 조향종동축(22)은 연결되어 있다.

한편, 제1유압실린더(12)내의 제1원주 피스톤(28)의 회전 가능각은 360°미만이고 상기 조향휠(20)의 조작각은 보통 360°이상이므로 이를 보정하여 제1원주 피스톤(28)의 회전각을 줄이도록 상기 조향구동축(18)에는 감속기어(29)가 결합되어 있다.

그리고, 상기 제1원주 피스톤의 회전각과 동일하게 회전하는 제2원주 피스톤(28)의 회전각을 크게 하여 상기 조향종동축(22)에 전달하도록 상기 조향종동축(22)에는 증속기어(39)가 결합되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 자동차의 조향장치에서, 제1, 제2유압실린더(12, 14)내와 유압라인(16)내에 오일이 채워진 상태에서, 운전자가 조향휠(20)을 조작하여, 도4에 도시한 바와 같이 제1원주 피스톤(28)이 A1위치에서 A2위치로 회전하면, 제1유압실린더(12)내의 오일은 유체 출입구(12a)에서 제2유압실린더(14)의 유체 출입구(14b)로 이동하고, 이와 같이 이동한 오일량 만큼 오일이 제2유압실린더(14) 유체 출입구(14a)에서 제1유압실린더(12)의 유체 출입구(12b)로 이동하여, 제2중심축(34)과 함께 제2원주 피스톤(38)이 B1위치에서 B2위치로 회전하여 조향종동축(22)이 회전하게 되어 회전력이 조향기어에 전달되는 것이다.

이때, 조향휠(20)의 회전각은 감속기어(29)에 의해 줄어져 제1중심축(24)이 회전하고, 상기 제1중심축(24)과 동일한 회전각으로 회전하는 제2중심축(34)은 증속기어(39)에 의해 회전각이 크게 되어 종동회전축(22)이 회전한다.

본 발명에 의한 자동차의 조향장치에 의하면, 조향컬럼 대신 유압라인이 사용되므로 차량 충돌시 컬럼이 운전자에게로 밀려오는 현상을 제거할 수 있고 운전석 레그 룸(leg room) 공간확보에 도움이 되며, 유압라인이 조향장치를 통해 전달되는 진동을 감소하는 효과가 있다. 그리고 모터와 같은 보조 동력장치가 필요하지 않으므로 고장의 위험이 적어지고 구조가 간단하게 된다는 효과가 있다. 그리고, 구동 동력원이 필요하지 않으므로 전기 장치에 이상이 발생하더라도 조향을 제대로 할 수 있다.

Claims

조향휠이 결합된 제1유압실린더와 조향기어가 결합된 제2유압실린더가 유압라인에 의해 연결되어 상기 조향휠의 조작력을 상기 조향기어에 전달하되,

상기 제1, 제2유압실린더는 피스톤이 회전하는 원주 구동형 유압실린더인 것을 특징으로 하는 자동차의 조향장치.
제1항에 있어서,

상기 제1, 제2유압실린더의 피스톤 축에는 속도변환기어가 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향장치.