KR100613546B1 - 유격량 감소를 위한 보완 장치를 가지는 자동차용 파워스티어링 장치 - Google Patents

유격량 감소를 위한 보완 장치를 가지는 자동차용 파워스티어링 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유격량 감소를 위한 보완 장치를 가지는 자동차용 파워 스티어링 장치에 관한 것으로서, 스티어링 휠과 연결되어 스티어링 휠의 회전력을 전달하는 스터브 샤프트; 상기 스터브 샤프트의 내측에 핀으로 고정 연결되어 회전하는 토션 바; 상기 스터브 샤프트의 외측에 핀으로 고정연결되어 있는 로터; 상기 스터브 샤프트와 로터를 감싸면서 토션 바의 하단과 핀으로 고정연결되어 있는 워엄 샤프트; 상기 워엄 샤프트의 외측면과 기어 결합되어 있고 고압유에 의해 직선운동을 하면서 워엄 샤프트의 회전을 도와주는 동력 피스톤; 상기 동력 피스톤의 외측면과 기어 결합되어 동력 피스톤의 직선 운동을 회전 운동으로 변환시킴으로써 바퀴의 조향을 변환시키는 섹터; 상기 동력 피스톤과 섹터의 접촉 치면에서 발생하는 유격량을 줄이는 어드져스트 스크류; 상기 섹터와 사이드 커버 사이에 위치하며 어드져스트 스크류를 항시 일정한 힘으로 미는 고장력 스프링을 포함하여 이루어지며,
섹터와 사이드 커버 사이에 고장력 스프링을 설치하여 어드져스트 스크류에 항시 일정한 힘을 주어 어드져스트 스크류의 인위적인 조정 없이도 고장력 스프링의 힘으로 항상 일정한 유격량을 지속적으로 관리할 수 있도록 함으로써 스티어링에 한번 장착으로 유격량 조정이 필요 없어 유격량에 대한 클레임 발생을 줄일 수 있고 정비시 발생하는 부품 교체에 따른 비용절감을 유도하며 유격량 차이에 따른 불안한 운전을 예방하는 효과를 얻을 수 있다.
파워 스티어링, 동력 피스톤, 섹터, 고장력 스프링, 어드져스트 스크류

Description

유격량 감소를 위한 보완 장치를 가지는 자동차용 파워 스티어링 장치{POWER STEERING OF THE AUTOMOBILE HAVING A SPACE QUANTITY FOR DEVICE}
도 1은 종래의 자동차용 파워 스티어링 장치의 구성을 나타내는 측단면도이다.
도 2는 종래의 자동차용 파워 스티어링 장치의 구성을 나타내는 정단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유격량 감소를 위한 보완 장치를 가지는 자동차용 파워 스티어링 장치의 구성을 나타내는 측단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유격량 감소를 위한 보완 장치를 가지는 자동차용 파워 스티어링 장치의 구성을 나타내는 정단면도이다.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
11 : 스터브 샤프트 13 : 토션 바
15 : 로터 17 : 워엄 샤프트
19 : 동력 피스톤 21 : 섹터
30 : 어드져스트 스크류 40 : 고장력 스프링
가 : 접촉 치면 C : 사이드 커버
본 발명은 자동차용 파워 스티어링 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 섹터와 사이드 커버 사이에 고장력 스프링을 설치하여 어드져스트 스크류에 항시 일정한 힘을 주어 어드져스트 스크류의 인위적인 조정 없이 고장력 스프링의 힘으로 항상 일정한 유격량을 지속적으로 관리할 수 있도록 하는 유격량 감소를 위한 보완 장치를 가지는 자동차용 파워 스티어링 장치에 관한 것이다.
일반적으로 스티어링(steering) 장치는 자동차의 진행방향을 임의로 바꾸기 위한 장치를 말하며, 조작기구, 기어기구, 링크기구의 3가지 구조로 구성되어 있다.
상기한 바와 같은 스티어링 장치를 운전자가 조작하는데 있어서, 유압을 이용하여 한층 더욱 수월하게 조향이 이루어지도록 하기 위한 것이 파워 스티어링(power steering) 장치이다.
도 1은 종래의 자동차용 파워 스티어링 장치의 구성을 나타내는 측단면도이다.
도 2는 종래의 자동차용 파워 스티어링 장치의 구성을 나타내는 정단면도이다.
도 1과 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 종래의 자동차용 파워 스티어링 장치는, 스티어링 휠(미도시)과 연결되어 스티어링 휠(steering wheel)의 회전력을 전달하는 스터브 샤프트(stub shaft)(11); 상기 스터브 샤프트의 내측에 핀으로 고 정 연결되어 회전하는 토션 바(torsion bar)(13); 상기 스터브 샤프트의 외측에 핀으로 고정연결되어 있는 로터(rotor)(15); 상기 스터브 샤프트와 로터를 감싸면서 토션 바의 하단과 핀으로 고정연결되어 있는 워엄 샤프트(worm shaft)(17); 상기 워엄 샤프트의 외측면과 기어 결합되어 있고 고압유에 의해 직선운동을 하면서 워엄 샤프트의 회전을 도와주는 동력 피스톤(piston)(19); 상기 동력 피스톤의 외측면과 기어 결합되어 동력 피스톤의 직선 운동을 회전 운동으로 변환시킴으로써 바퀴의 조향을 변환시키는 섹터(sector)(21); 상기 동력 피스톤과 섹터의 접촉 치면에서 발생하는 유격량을 인위적으로 조절하는 어드져스트 스크류(adjust screw)(30)를 포함하여 이루어진다.
상기와 같이 구성된 종래의 자동차용 파워 스티어링의 작용은 다음과 같다.
운전자의 스티어링 휠(미도시) 조작에 대응하여 스터브 샤프트(11)가 회전을 이루게 되고, 토션 바(13)는 스터브 샤프트(11)의 조타토크에 대응하여 비틀림 운동을 하게 된다. 스터브 샤프트(11)의 입력측에 토션바(13)가 삽입되어져 핀으로 압압 고정되어 있고, 토션바(13)의 반대편은 워엄 샤프트(17)에 압입 고정되어 있다.
이 때, 스터브 샤프트(11)는 일체로 결합형성되어 있는 로터(15)를 동시에 회전 구동시키게 되어 슬리브(A) 내부와의 오일통로를 개폐함으로써 유압 상승이 발생하게 되고 이 유압은 워엄 샤프트(17)의 후방에 형성되어 있는 유로를 따라 동력 피스톤(19)을 일측으로 밀어 직진시키게 된다.
따라서 동력 피스톤(19)의 힘에 의해 섹터(21)가 회전하며 그에 따른 타이어(미도시)의 조향을 이루어 조타를 이룰 수 있도록 한 것이다. 이때 피스톤(19)의 평평한 치면과 섹터(21)의 곡선 양쪽 치면이 선접촉을 하게 된다.
또한, 이 때 운전자가 스티어링 휠(미도시) 조작을 멈추게 되면 스터브 샤프트(11)가 정지하게 되고 토션 바(13)에 의해 변위되었던 로터(15)가 자체적으로 원위치에 돌아올 수 있도록 형성되어 있어 기어하우징(B)의 내측으로 발생하였던 유압 상승을 소멸시켜 자동차의 직진성을 유지할 수 있게 된다.
그러나, 이러한 종래의 자동차용 파워 스티어링의 작동은 동력 피스톤(19)과 섹터(21)의 접촉 치면(가)의 힘 전달에 의해 이루어지며 동력 피스톤(19)과 섹터(21)는 항시 접촉된 상태로 좌우 회전 운동을 함으로써 동력 피스톤(19)과 섹터(21)의 접촉 치면(가)인 선접촉부는 마모가 심하게 발생하게 된다.
이 마모에 의해 동력 피스톤(19)과 섹터(21)의 접촉 치면(가)에 틈이 발생하고 이 틈에 의해 핸들의 유격량이 발생하는 것이다. 이 경우 운전자는 핸들의 유격량에 의해 원하는 만큼의 조향조타에 어려움을 느낀다.
이와 같이 동력 피스톤(19)과 섹터(21)의 접촉 치면(가)에 발생하는 유격량을 줄이기 위해 파워 스티어링에는 어드져스트 스크류(30)가 장착되어 있다. 이러한 종래의 어드져스트 스크류(30)는 유격량 조절을 위해 인위적으로 조정하지 않는 이상 차량 출고 시 맞춰진 간격을 계속 유지한다.
또한, 파워 스티어링은 보안 부품으로 비전문가가 조정할 수 없는 특성 및 차량하부에서 작업이 이루어져야 하는 것이 어드져스트 스크류(30)의 조정을 등한시하는 요인으로 작용한다.
이와 같이 파워 스티어링이 차량 하부에 장착되고 나면 어드져스트 스크류(30)의 조정으로 유격량을 줄이는 경우는 거의 없이 운전자는 유격량을 항상 지니고 운전을 해야 하며 파워 스티어링에 문제가 발생하여도 정비가 제대로 이루 어지지 않기 때문에 부품 교체라는 추가적인 비용 부담까지 발생한다.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 종래의 자동차용 파워 스티어링에서 유격량 조절을 위해 인위적으로만 조정이 가능했던 어드져스트 스크류에 고장력 스프링을 섹터와 사이드 커버 사이에 설치하여 고장력 스프링이 항시 일정한 힘으로 어드져스트 스크류를 밀게 함으로써 핸들 유격량을 최초 차량 상태와 동일한 수준으로 지속적인 관리가 가능하게 할 수 있는 고장력 스프링을 자동차용 파워 스티어링에 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 본 발명의 구성은, 스티어링 휠과 연결되어 스티어링 휠의 회전력을 전달하는 스터브 샤프트; 상기 스터브 샤프트의 내측에 핀으로 고정 연결되어 회전하는 토션 바; 상기 스터브 샤프트의 외측에 핀으로 고정연결되어 있는 로터; 상기 스터브 샤프트와 로터를 감싸면서 토션 바의 하단과 핀으로 고정연결되어 있는 워엄 샤프트; 상기 워엄 샤프트의 외측면과 기어 결합되어 있고 고압유에 의해 직선운동을 하면서 워엄 샤프트의 회전을 도와주는 동력 피스톤; 상기 동력 피스톤의 외측면과 기어 결합되어 동력 피스톤의 직선 운동을 회전 운동으로 변환시킴으로써 바퀴의 조향을 변환시키는 섹터; 상기 동력 피스톤과 섹터의 접촉 치면에서 발생하는 유격량을 줄이는 어드져스트 스크류; 상기 섹터와 사이드 커버 사이에 위치하며 어드져스트 스크류에 항시 일정한 힘을 가하는 탄성매체를 포함하여 이루어진다.
이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 발명의 목적, 작용, 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.
참고로, 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다.
본 발명의 실시예에 따른 유격량 감소를 위한 보완 장치를 가지는 자동차용 파워 스티어링 장치의 구성은, 도 3과 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 스티어링 휠(미도시)과 연결되어 스티어링 휠의 회전력을 전달하는 스터브 샤프트(11); 상기 스터브 샤프트(11)의 내측에 핀으로 고정 연결되어 회전하는 토션 바(13); 상기 스터브 샤프트(11)의 외측에 핀으로 고정연결되어 있는 로터(15); 상기 스터브 샤프트(11)와 로터(15)를 감싸면서 토션 바(13)의 하단과 핀으로 고정연결되어 있는 워엄 샤프트(17); 상기 워엄 샤프트(17)의 외측면과 기어 결합되어 있고 고압유에 의해 직선운동을 하면서 워엄 샤프트(17)의 회전을 도와주는 동력 피스톤(19); 상기 동력 피스톤(19)의 외측면과 기어 결합되어 동력 피스톤(19)의 직선 운동을 회전 운동으로 변환시킴으로써 바퀴의 조향을 변환시키는 섹터(21); 상기 동력 피스톤(19)과 섹터(21)의 접촉 치면(가)에 발생하는 유격량을 줄이는 어드져스트 스크 류(30); 상기 섹터(21)와 사이드 커버(C) 사이에 위치하며 어드져스트 스크류(30)를 항시 일정한 힘으로 미는 고장력 스프링(40)을 포함하여 이루어진다.
상기 고장력 스프링(40)은 항시 일정한 힘으로 어드져스트 스크류(30)를 밀게 하여 동력 피스톤(19)과 섹터(21)의 접촉 치면(가) 마모에 의해 발생하는 틈에 항상 접촉할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 고장력 스프링(40)은 어드져스트 스크류(30)의 인위적인 조정 없이도 항상 일정한 유격량을 관리할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기한 구성에 의한, 본 발명의 실시예에 의한 유격량 감소를 위한 보완 장치를 가지는 자동차용 파워 스티어링 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.
운전자의 스티어링 휠(미도시) 조작에 대응하여 스터브 샤프트(11)가 회전을 이루게 되고, 토션 바(13)는 스터브 샤프트(11)의 조타토크에 대응하여 비틀림 운동을 하게 된다.
이 때, 스터브 샤프트(11)는 일체로 결합형성되어 있는 로터(15)를 동시에 회전 구동시키게 되어 슬리브(A) 내부와의 오일통로를 개폐함으로써 유압 상승이 발생하게 되고 이 유압은 워엄 샤프트(17)의 후방에 형성되어 있는 유로를 따라 동력 피스톤(19)을 일측으로 밀어 직진시키게 된다.
따라서 동력 피스톤(19)의 힘에 의해 섹터(21)가 회전하며 그에 따른 타이어(미도시)의 조향을 이루어 조타를 이룰 수 있도록 한다.
또한, 이 때 운전자가 스티어링 휠(미도시) 조작을 멈추게 되면 스터브 샤프트(11)가 정지하게 되고 토션 바(13)에 의해 변위되었던 로터(15)가 자체적으로 원 위치에 돌아올 수 있도록 형성되어 있어 기어하우징(B)의 내측으로 발생하였던 유압 상승을 소멸시켜 자동차의 직진성을 유지할 수 있도록 한다.
따라서, 본 발명은 동력 피스톤(19)과 섹터(21)의 접촉 치면(가)의 좌우 회전 운동으로 틈이 생겨 핸들의 유격량이 발생하면 고장력 스프링(40)의 작용으로 어드져스트 스크류(30)를 항시 일정한 힘으로 밀게 됨으로써 어드져스트 스크류(30)의 인위적인 조정 없이도 스티어링 휠의 유격량을 최초 차량 상태와 동일한 수준으로 지속적인 관리가 가능하여 유격량에 대한 클레임 발생을 줄일 수 있고 정비시 발생하는 부품 교체에 따른 비용절감을 유도할 수 있으며 유격량 차이에 따른 불안한 운전을 예방할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 유격량 감소를 위한 보완 장치를 가지는 자동차용 파워 스티어링 장치는 파워 스티어링 내에 결합되어 있는 어드져스트 스크류의 인위적인 조정으로만 유격량을 조절할 수 있다는 문제를 섹터와 사이드 커버 사이에 고장력 스프링을 설치함으로써 어드져스트 스크류의 인위적인 조정 없이도 핸들 유격량을 최초 차량 상태와 동일한 수준으로 지속적인 관리가 가능하게하여 유격량에 대한 클레임 발생을 줄이고 정비시 발생하는 부품 교체에 따른 비용절감을 유도하며 유격량 차이에 따른 불안한 운전을 예방하는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (3)

  1. 삭제
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  3. 스티어링 휠과 연결되어 스티어링 휠의 회전력을 전달하는 스터브 샤프트; 상기 스터브 샤프트의 내측에 핀으로 고정 연결되어 회전하는 토션 바; 상기 스터브 샤프트의 외측에 핀으로 고정연결되어 있는 로터; 상기 스터브 샤프트와 로터를 감싸면서 토션 바의 하단과 핀으로 고정연결되어 있는 워엄 샤프트; 상기 워엄 샤프트의 외측면과 기어 결합되어 있고 고압유에 의해 직선운동을 하면서 워엄 샤프트의 회전을 도와주는 동력 피스톤; 상기 동력 피스톤의 외측면과 기어 결합되어 동력 피스톤의 직선 운동을 회전 운동으로 변환시킴으로써 바퀴의 조향을 변환시키는 섹터; 상기 동력 피스톤과 섹터의 접촉 치면에 발생하는 유격량을 줄이는 어드져스트 스크류; 상기 섹터와 사이드 커버 사이에 위치하며 어드져스트 스크류를 항시 일정한 힘으로 미는 고장력 스프링을 포함하여 이루어지며,
    상기 고장력 스프링은 탄성력을 이용하여 항시 일정한 힘으로 어드져스트 스크류를 밀어 줌으로써 동력 피스톤과 섹터의 마모에 의해 발생하는 틈을 제거할 수 있도록 하며,
    상기 고장력 스프링은 동력 피스톤과 섹터의 마모에 의해 발생하는 틈을 탄성력을 이용하여 자동적으로 제거함으로써 어드져스트 스크류의 인위적인 조정 없이도 항상 일정한 유격량을 일정하게 관리할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 유격량 감소를 위한 보완 장치를 가지는 자동차용 파워 스티어링 장치.
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