KR100656610B1

KR100656610B1 - 스티어링시스템의 진동 저감 장치

Info

Publication number: KR100656610B1
Application number: KR1020050097391A
Authority: KR
Inventors: 이종길
Original assignee: 기아자동차주식회사
Priority date: 2005-10-17
Filing date: 2005-10-17
Publication date: 2006-12-11
Also published as: US20070085291A1; DE102005056661B4; DE102005056661A1; CN1951748A; CN100457525C; US7380804B2

Abstract

본 발명은 상측샤프트와 하측샤프트 사이에 유체실을 구비하고, 상기 유체실내에 설치되는 피메일날개부를 구비한 어퍼작동멤버 및 메일날개부를 구비한 로워작동멤버 등을 구비함으로써, 조향휠로부터 스티어링휠 쪽으로 전달되는 진동을 효과적으로 차단할 수 있도록 하여, 운전자가 스티어링휠로부터 진동을 느끼지 않고 안정감을 느낄 수 있도록 하여 차량을 품질을 향상시킬 수 있도록 한다.

Description

스티어링시스템의 진동 저감 장치{VIBRATION REDUCING APPARATUS FOR A STEERING SYSTEM}

도 1은 본 발명에 따른 스티어링시스템의 진동 저감 장치의 구성을 설명한 도면,

도 2는 메일날개부를 구비한 로워작동멤버를 도시한 도면,

도 3은 피메일날개부를 구비한 어퍼작동멤버를 도시한 도면,

도 4는 메일날개부와 피메일날개부가 유체실 내에서 결합된 상태를 설명한 도면,

도 5는 운전자의 조향 조작이 없을 때 회전진동을 감쇠 및 차단하는 작용을 설명한 도면,

도 6은 운전자의 조향 조작력을 전달하는 상태를 설명한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

1; 스티어링휠 3; 상측샤프트

5; 기어박스 7; 하측샤프트

9; 유체실 11; 메일날개부

12; 피메일날개부 13; 로워작동멤버

15; 어퍼작동멤버 17; 관통홀

19; 컨트롤러 21; 연통홀

23; 차단판 25; 스프링

27; 홀개폐전자석 29; 원호부

31; 날개부 33; 유체실전자석

35; 영구자석 37; 토크센서

본 발명은 스티어링시스템의 진동 저감 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 조향휠쪽에서 스티어링휠로 전달되는 진동을 차단 또는 저감하는 장치에 관한 것이다.

차량의 스티어링휠은 운전자가 항상 손으로 잡고 있으므로, 진동이 발생하는 경우에는 운전자가 매우 민감하게 느낄 수 있다.

스티어링휠은 스티어링샤프트, 기어박스 및 타이로드 등을 통해 조향휠과 기계적으로 연결되어 있다. 따라서, 차량의 주행중 조향휠로부터 진동이 상기 스티어링휠로 전달되어 운전자의 승차감을 크게 저하시키게 된다.

조향휠로부터 스티어링휠 쪽으로 전달되는 진동을 적절하게 차단 또는 저감시켜서 운전자가 진동을 느끼지 않도록 해야 운전자가 안정감을 느낄 수 있다.

본 발명은 조향휠로부터 스티어링휠 쪽으로 전달되는 진동을 효과적으로 차단할 수 있도록 하여 운전자가 스티어링휠로부터 진동을 느끼지 않고 안정감을 느낄 수 있도록 하여 차량을 품질을 향상시킬 수 있도록 한 스티어링시스템의 진동 저감 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 스티어링시스템의 진동 저감 장치는

스티어링휠에 연결된 상측샤프트와;

기어박스에 연결된 하측샤프트와;

상기 상측샤프트와 하측샤프트의 사이에 구비되고 유체가 채워진 유체실과;

상기 유체실내에 위치하는 메일날개부를 구비하고 상기 하측샤프트에 스플라인 결합된 로워작동멤버와;

상기 유체실내에서 상기 메일날개부의 평면과 교차하는 피메일날개부를 구비하고 상기 상측샤프트에 스플라인 결합된 어퍼작동멤버와;

상기 메일날개부에 형성된 관통홀과;

상기 관통홀의 개폐를 조절하는 홀개폐수단과;

상기 유체실이 상기 상측샤프트와 하측샤프트에 직접 접촉하지 않도록 유지하는 유체실지지수단과;

상기 유체실지지수단을 제어하고, 상기 스티어링휠의 회전을 감지하여 상기 홀개폐수단을 제어하는 컨트롤러;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1을 참조하면, 본 발명 실시예는 스티어링휠(1)에 연결된 상측샤프트(3)와; 기어박스(5)에 연결된 하측샤프트(7)와; 상기 상측샤프트(3)와 하측샤프트(7)의 사이에 구비되고 유체가 채워진 유체실(9)과; 상기 유체실(9)내에 위치하는 메일날개부(11)를 구비하고 상기 하측샤프트(7)에 스플라인 결합된 로워작동멤버(13)와; 상기 유체실(9)내에서 상기 메일날개부(11)의 평면과 교차하는 피메일날개부(12)를 구비하고 상기 상측샤프트(3)에 스플라인 결합된 어퍼작동멤버(15)와; 상기 메일날개부(11)에 형성된 관통홀(17)과; 상기 관통홀(17)의 개폐를 조절하는 홀개폐수단과; 상기 유체실(9)이 상기 상측샤프트(3)와 하측샤프트(7)에 직접 접촉하지 않도록 유지하는 유체실지지수단과; 상기 유체실지지수단을 제어하고, 상기 스티어링휠(1)의 회전을 감지하여 상기 홀개폐수단을 제어하는 컨트롤러(19)를 포함하여 구성된다.

상기 로워작동멤버(13)의 메일날개부(11)는 도 2에 도시된 바와 같이 샤프트의 양쪽으로 동일한 형상으로 펼쳐친 플레이트의 형상으로 형성되고, 상기 메일날개부(11)의 내부에 상기 홀개폐수단이 설치되어 있다.

상기 홀개폐수단은 상기 메일날개부(11) 내에서 직선 슬라이딩운동 가능하도록 설치되고, 직선 슬라이딩 운동함에 의해 상기 관통홀(17)과 연통된 상태가 전환되도록 형성된 연통홀(21)을 구비한 차단판(23)과; 상기 차단판(23)을 상기 메일날개부(11) 내에서 일측으로 당겨지도록 탄성 지지하는 스프링(25)과; 상기 컨트롤러(19)에 의해 제어되어 상기 차단판(23)을 자기력으로 당겨서 상기 관통홀(17)과 연통홀(21)이 연통된 상태가 되도록 하는 홀개폐전자석(27)을 포함하여 구성된다.

따라서, 상기 컨트롤러(19)가 상기 홀개폐전자석(27)에 전기를 공급하면, 상기 차단판(23)이 직선 슬라이딩 운동하여 상기 연통홀(21)이 관통홀(17)과 일치하여, 상기 유체실(9)내의 유체가 상기 메일날개부(11)를 관통할 수 있는 상태로 되고, 상기 홀개폐전자석(27)의 전기 공급이 중단되면, 상기 차단판(23)은 스프링(25)에 의해 원위치되면서 상기 연통홀(21)과 관통홀(17)이 서로 어긋나게 하여 유체가 상기 메일날개부(11)를 관통하지 못하는 상태로 하게 된다.

상기 피메일날개부(12)는 도 3과 같이 가운데로 상기 메일날개부(11)가 삽입되어 소정의 각도만큼 회동 가능하도록 틈새가 형성된 마주보는 두 원호형 단면으로 형성된 원호부(29)와, 상기 두 원호부(29)의 외측에 일체로 돌출되어 형성된 날개부(31)로 구성된다.

도 4에는 유체실(9) 내에서 상기 메일날개부(11)가 피메일날개부(12)에 삽입된 상태가 도시되어 있다.

상기 소정의 각도는 상기 메일날개부(11)가 피메일날개부(12)에 대하여 상 대적인 회동이 가능하도록 할 범위를 어느 정도로 할 것인가에 따라 정해진다.

즉, 상기 메일날개부(11)와 피메일날개부(12) 사이에 상호간에 회전력을 전달하지 않고 자유롭게 회동할 수 있는 범위를 어느 정도의 각도로 할 것인가에 따라 정해지는 설계적 값이다.

결국, 상기 원호부(29)는 상기 메일날개부(11)와 피메일날개부(12) 사이 상호간에 일정 수준의 상대적인 각도를 지속적으로 유지하도록 하는 작용을 하게 된다.

상기 소정의 각도는 상기 메일날개부(11)가 피메일날개부(12)에 대하여 5~30도의 범위에서 회동할 수 있도록 선정되는 것이 바람직하다.

상기 유체실지지수단은 상기 컨트롤러(19)에 의해 제어되고 상기 유체실(9)의 스티어링휠(1)쪽과 기어박스(5)쪽에 각각 구비된 유체실전자석(33)과, 상기 유체실전자석(33)에 대하여 자기력을 제공하도록 상기 상측샤프트(3) 및 하측샤프트(7)에 각각 구비된 영구자석(35)을 포함하여 구성된다.

상기 컨트롤러(19)는 스티어링컬럼에 장착된 토크센서(37)에 의해 운전자가 스티어링휠(1)을 회전시켜서 조향을 하고 있는지의 여부를 판단하여, 운전자가 조향을 하고 있는 경우에는 상기 홀개폐전자석(27)에 전기를 차단하고, 운전자가 조향을 하지 않고 있는 경우에는 상기 홀개폐전자석(27)에 전기를 공급하여 상기 관통홀(17)과 연통홀(21)이 서로 연통되도록 한다.

상기 하측샤프트(7)로부터 전달되는 회동진동은 상기 로워작동멤버(13)를 회동시켜서, 상기 메일날개부(11)를 상기 유체실 내에서 회동시키는 힘으로 작용한다.

이때, 상기 컨트롤러(19)는 상기 토크센서(37)로 운전자가 조향을 하고 있는지를 파악하여, 운전자가 조향을 하고 있지 않은 경우에는, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 홀개폐전자석(27)에 전기를 공급하여, 상기 차단판(23)을 당김으로써, 상기 관통홀(17)과 연통홀(21)이 서로 연통되도록 한다.

상기 관통홀(17)과 연통홀(21)이 서로 연통되어 형성하는 통로를 따라 상기 유체실(9) 내의 유체가 이동할 수 있어서, 상기 메일날개부(11)는 상기 피메일날개부(12)의 원호부(29)가 허용하는 범위 내에서 상대적인 회동이 가능하여, 이와 같은 상대적인 회동이 가능한 범위 내에서는 상기 피메일날개부(12)로 회전 진동을 전달하지 않게 된다.

이때, 상기 관통홀(17)과 연통홀(21)이 형성하는 통로를 통과하는 유체는 상기 메일날개부(11)의 회전진동을 감쇠시키면서 메일날개부(11)가 피메일날개부(12)에 대하여 회전력을 전달하지 않으면서 회동할 수 있도록 해준다.

따라서, 이와 같은 상태에서는 조향륜으로부터 상기 하측샤프트(7)로 전달되는 회전진동이 상기 유체실내에서 차단되어 상기 상측샤프트(3)로는 전달되지 않게 되어, 운전자가 상기 회전진동을 느끼지 못하게 된다.

상기 컨트롤러(19)는 상기 토크센서(37)에 의해 운전자의 조향 의지가 감지 되면, 즉시 상기 홀개폐전자석(27)에 제공하던 전기를 차단한다. 상기 스프링(25)은 도 6에 도시된 것처럼, 상기 차단판(23)을 당겨서 상기 연통홀(21)이 상기 관통홀(17)과 어긋나게 하여, 상기 메일날개부(11)를 통해 유체가 통과하지 못하도록 한다.

상기 유체는 비압축성 유체이므로, 상기와 같이 메일날개부(11)를 통해 유체가 통과할 수 없는 상태가 되면, 상기 피메일날개부(12)가 회전하면서 유체를 회전시키는 힘이 그대로 상기 메일날개부(11)로 전달되어, 메일날개부(11)도 피메일날개부(12)를 따라 회전됨으로써, 운전자의 조향력을 하측샤프트(7)를 통해 기어박스(5)로 전달하게 된다.

한편, 상기 컨트롤러(19)는 차량이 운행되는 동안에는 상기 유체실전자석(33)에 전기를 제공하여, 상기 유체실전자석(33)과 상기 영구자석(35)에 의해 발생되는 자기력에 의해 상기 유체실(9)이 상기 하측샤프트(7) 및 상측샤프트(3)와 직접 접촉하지 않는 상태를 형성하여 유지하도록 한다.

따라서, 조향륜으로부터 전달되는 상기 하측샤프트(7)의 축방향 진동은 상기 하측샤프트(7)와 로워작동멤버(13) 사이의 스플라인 결합부위 및 상기 상측샤프트(3)와 어퍼작동멤버(15) 사이의 스플라인 결합부위에서의 슬라이딩 운동에 의해 모두 흡수되고 상기 상측샤프트(3)로는 전달되지 않게 되어, 운전자가 손으로 잡는 스티어링휠(1)에서는 조향축 방향의 진동이 느껴지지 않게 된다

이상과 같이 본 발명에 의하면, 조향휠로부터 스티어링휠 쪽으로 전달되는 진동을 효과적으로 차단할 수 있도록 하여 운전자가 스티어링휠로부터 진동을 느끼지 않고 안정감을 느낄 수 있도록 하여 차량을 품질을 향상시킬 수 있도록 한다.

Claims

스티어링휠에 연결된 상측샤프트와;

기어박스에 연결된 하측샤프트와;

상기 상측샤프트와 하측샤프트의 사이에 구비되고 유체가 채워진 유체실과;

상기 유체실내에 위치하는 메일날개부를 구비하고 상기 하측샤프트에 스플라인 결합된 로워작동멤버와;

상기 유체실내에서 상기 메일날개부의 평면과 교차하는 피메일날개부를 구비하고 상기 상측샤프트에 스플라인 결합된 어퍼작동멤버와;

상기 메일날개부에 형성된 관통홀과;

상기 관통홀의 개폐를 조절하는 홀개폐수단과;

상기 유체실이 상기 상측샤프트와 하측샤프트에 직접 접촉하지 않도록 유지하는 유체실지지수단과;

상기 유체실지지수단을 제어하고, 상기 스티어링휠의 회전을 감지하여 상기 홀개폐수단을 제어하는 컨트롤러;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 스티어링시스템의 진동 저감 장치.
제1항에 있어서, 상기 피메일날개부는

가운데로 상기 메일날개부가 삽입되어 소정의 각도만큼 회동 가능하도록 틈 새가 형성된 마주보는 두 원호형 단면으로 형성된 원호부와;

상기 두 원호부의 외측에 일체로 돌출되어 형성된 날개부;

로 구성된 것을 특징으로 하는 스티어링시스템의 진동 저감 장치.
제1항에 있어서, 상기 홀개폐수단은

상기 메일날개부 내에서 직선 슬라이딩운동 가능하도록 설치되고, 직선 슬라이딩 운동함에 의해 상기 관통홀과 연통된 상태가 전환되도록 형성된 연통홀을 구비한 차단판과;

상기 차단판을 상기 메일날개부 내에서 일측으로 당겨지도록 탄성 지지하는 스프링과;

상기 컨트롤러에 의해 제어되어 상기 차단판을 자기력으로 당겨서 상기 관통홀과 연통홀이 연통된 상태가 되도록 하는 홀개폐전자석;

을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 스티어링시스템의 진동 저감 장치.
제1항에 있어서, 상기 유체실지지수단은

상기 컨트롤러에 의해 제어되고 상기 유체실의 스티어링휠쪽과 기어박스쪽에 각각 구비된 유체실전자석과;

상기 유체실전자석에 대하여 자기력을 제공하도록 상기 상측샤프트 및 하측샤프트에 각각 구비된 영구자석;

을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 스티어링시스템의 진동 저감 장치.