KR100706999B1 - 차량용 스티어링 시스템의 액티브 센터 필 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 스티어링 시스템의 액티브 센터 필 장치에 관한 것으로서, 그 목적은 피니언과 이의 내부에 일단이 삽입되는 인풋 샤프트와의 사이에 간단한 구조의 액티브 센터 필 장치를 마련하여 제작 및 조립이 용이하고 생산비용이 절감되는 차량용 스티어링 시스템의 액티브 센터 필 장치를 제공하는 것이며, 유압제어밸브의 내부에 설치되는 밸브바디(30)와, 상기 밸브바디(30)의 내부에 회전 가능하게 설치되는 인풋 샤프트(10)와, 상기 인풋 샤프트(10)의 하단이 삽입될 수 있도록 일측이 개구형성된 피니언(20)과, 상기 인풋 샤프트(10)와 연동될 수 있도록 그 하단 외주에 결합되되 외주면이 진원 단면으로 마련되는 센터설정부시(50)와, 상기 센터설정부시(50)의 내부에 반경방향으로 서로 대응되는 양측을 연통하는 안내홈(51)과, 상기 안내홈(51)의 내주측에 설치된 스프링(52)과, 상기 스프링(52)에 의해 외주측으로 탄성지지되도록 상기 안내홈(51)의 외주측에 설치된 스풀(53)과, 상기 스풀(53)의 선단과 항상 밀착되되 서로 마주하는 일측의 지름은 상기 스풀(53)과의 마찰력이 크도록 형성되고 이와 교차하는 타측의 지름은 상기 스풀(53)의 마찰력이 적도록 형성되는 타원형의 센터설정홈(60)이 구비되는 구성이다.

센터설정부시, 센터설정홈, 타원, 스풀, 스프링

Description

차량용 스티어링 시스템의 액티브 센터 필 장치 {ACTIVE CENTER FEEL DEVICE OF STEERING SYSTEM FOR VEHICLE}

도 1은 종래의 액티브 센터 필 장치를 보인 분해사시도이다.

도 2는 본 발명에 따른 액티브 센터 필 장치를 보인 분해사시도이다.

도 3은 본 발명에 따른 액티브 센터 필 장치를 보인 단면도이다.

도 4는 도 3의 A-A선을 보인 단면도이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

10:인풋 샤프트 20:피니언

21:피니언기어 30:밸브바디

40:토션바 50:센터설정부시

51:안내홈 52:스프링

53:스풀 60:센터설정홈

본 발명은 차량용 스티어링 시스템의 액티브 센터 필 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피니언과 이의 내부에 일단이 삽입되는 인풋 샤프트와의 사이에 간단한 구조의 액티브 센터 필 장치를 마련하여 제작 및 조립이 용이하고 생산비용이 절감되는 차량용 스티어링 시스템의 액티브 센터 필 장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 스티어링 시스템은, 운전자가 회전시킬 수 있도록 운전석에 설치된 스티어링 휠과, 이 스티어링 휠의 하부에 연결되어 차량의 하측으로 회전력을 전달하는 스티어링 샤프트와, 이 스티어링 샤프트의 하단측에 이와 교차되도록 연결 설치되어 회전력을 왕복 이동력으로 전환시켜 차량의 바퀴를 조향하는 기어박스가 구비된다.

한편, 기어박스는 차량의 바퀴와 연결될 수 있도록 좌우측으로 길게 배치되며 중간 일측에는 상향으로 돌출되는 유압제어밸브가 마련되는데, 이 유압제어밸브는 스티어링 샤프트와 연결되어 운전자가 발생시킨 회전력을 기어박스측으로 전달함과 동시에 기어박스측으로 공급되는 유압을 제어하여 조향배력을 발생시킬 수 있도록 마련된다.

즉, 유압제어밸브의 내부에는 스티어링 샤프트와 연결되는 인풋 샤프트가 설치되고, 이 인풋 샤프트의 하단에는, 기구적인 동력전달을 이룰 수 있도록 하단에 피니언기어가 형성된 피니언이 설치되어, 기어박스의 내부에 좌우측으로 길게 배치된 랙바의 중간측에 형성된 랙기어와 치합된다.

또, 인풋 샤프트의 외주측에는, 유압제어에 따라 조향배력을 발생시킬 수 있도록 인풋 샤프트의 회전에 따라 유압펌프에서 공급되는 유압을 제어하여 기어박스로 전달하는 밸브바디가 마련되어, 랙바에 설치된 피스톤을 이동시켜 조향배력을 발생시키게 된다.

도 1은 이러한 종래의 스티어링 시스템에서 스티어링 휠의 센터위치의 유도와 직진주행성을 보장하는 액티브 센터 필 장치를 보인 분해사시도이다. 이에 도시된 바와 같이, 하단측에 피니언기어(2a)가 형성된 피니언(2)의 내부에는 인풋 샤프트(1)의 하단이 삽입된다.

그리고, 피니언(2)과 인풋 샤프트(1)의 내부에는 토션바(4)가 설치되는데, 이 토션바(4)는 일단이 인풋 샤프트(1)의 내부 상측에 고정되고, 타단은 피니언(2)의 내부 하측에 고정되어 그 사이에서 비틀림 탄성력을 발생시키게 된다.

즉, 스티어링 휠을 회전시킬 때 바퀴와 지면간의 마찰로 인한 저항이 작용하므로 이에 연결된 랙바와 피니언(2)이 원활히 동작되지 않게 되는데, 이때 토션바(4)가 비틀림과 동시에 밸브바디(3)와 인풋 샤프트(1)의 사이로 유압이 이동되어 바퀴를 조향하게되고, 바퀴의 조향에 따라 토션바(4)가 복원되는 것이다.

한편, 밸브바디(3)의 일단에는 인풋 샤프트(1)의 외주를 감싸며, 스티어링 휠의 센터가 자연스럽게 유도됨과 동시에 직진주행성이 보장될 수 있도록 액티브 센터 필(Active Center Feel) 장치가 마련된다.

이 액티브 센터 필 장치는, 인풋 샤프트(1) 외주면의 서로 대응되는 양측 위치에 형성되는 센터홈(1a)과, 이 센터홈(1a)에 외주 일부가 안착되는 한 쌍의 원통핀(5)과, 이 원통핀(5)을 인풋 샤프트(1)의 중심방향으로 가압할 수 있도록 그 외부에 설치되는 플런저(6)와, 이 플런저(6)가 반경방향으로 이동되는 것을 안내할 수 있도록 밸브바디(3)에 결합되는 원판형의 캐리어(7)와, 이 캐리어(7)의 둘레에 고정 설치되되, 각각의 끝단이 플런저(6)를 인풋 샤프트(1)의 중심방향으로 가압하 는 한 쌍의 C형스프링(8)과, 이 C형스프링(8)의 이탈을 방지할 수 있도록 캐리어(7)와 일측면에 결합되는 원형의 커버플레이트(9) 등을 구비하여 마련된다.

이로써, 인풋 샤프트(1)에 형성된 센터홈(1a)과, 밸브바디(3) 측에 설치되는 원통핀(5)의 설치위치를 스티어링 휠 및 스티어링 샤프트의 센터와 정확히 일치시켜 인풋 샤프트(1)와 밸브바디(3)의 사이로 흐르는 유압이 올바르게 작동되고, 스티어링 휠의 센터 및 직진주행성도 보장되는 것이다.

그러나 이러한 종래 차량용 스티어링 시스템의 액티브 센터 필 장치는, 이를 구성하는 부품의 수가 너무 많고 복잡하므로, 액티브 센터 필 장치 구성부품의 제작과 조립이 불편하고, 이의 센터를 맞추기 위한 시간이 많이 소요되므로 결국 생산비용이 상승되는 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 피니언과 이의 내부에 일단이 삽입되는 인풋 샤프트와의 사이에 간단한 구조의 액티브 센터 필 장치를 마련하여 제작 및 조립이 용이하고 생산비용이 절감되는 차량용 스티어링 시스템의 액티브 센터 필 장치를 제공하는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량용 스티어링 시스템의 액티브 센터 필 장치는, 유압제어밸브의 내부에 설치되는 밸브바디와, 상기 밸브바디의 내부에 회전 가능하게 설치되는 인풋 샤프트와, 상기 인풋 샤프트의 하단이 삽입될 수 있도록 일측이 개구형성된 피니언을 구비한 차량용 스티어링 시스템의 액 티브 센터 필 장치에 있어서, 상기 인풋 샤프트와 연동될 수 있도록 그 하단 외주에 결합되되 외주면이 진원 단면으로 마련되는 센터설정부시와, 상기 센터설정부시의 내부에 반경방향으로 서로 대응되는 양측을 연통하는 안내홈과, 상기 안내홈의 내주측에 설치된 스프링과, 상기 스프링에 의해 외주측으로 탄성지지되도록 상기 안내홈의 외주측에 설치된 스풀과, 상기 스풀의 선단과 항상 밀착되되 서로 마주하는 일측의 지름은 상기 스풀과의 마찰력이 크도록 형성되고 이와 교차하는 타측의 지름은 상기 스풀의 마찰력이 적도록 형성되는 타원형의 센터설정홈이 마련된 것을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 액티브 센터 필 장치를 보인 분해사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 액티브 센터 필 장치를 보인 단면도이다.

이에 도시된 바와 같이, 중공으로 마련되는 밸브바디(30)와, 이 밸브바디(30)의 내부에 삽입되는 인풋 샤프트(10), 그리고 이 인풋 샤프트(10)의 일단이 삽입되며 타측에는 피니언기어(21)가 형성된 피니언(20)과, 인풋 샤프트(10)와 피니언(20)의 내부에 고정되는 토션바(40)를 구비하여 구성된다.

이 인풋 샤프트(10)는 운전자가 발생시킨 회전력을 기어박스측으로 전달할 수 있도록 스티어링 샤프트와 연결 설치되는 것으로서, 그 하단측에는 기구적인 동력 전달이 가능하도록 피니언기어(21)를 가진 피니언(20)이 연결 설치되고, 외주측에는 기어박스측으로 전달되는 유압을 조절하여 조향배력을 발생시킬 수 있도록 밸 브바디(30)가 설치된다.

아울러, 일단은 피니언(20)의 내부에 고정되고 타단은 인풋 샤프트(10)의 내부에 고정 설치되는 토션바(40)는, 스티어링 휠을 회전시킬 때 바퀴와 지면간의 마찰로 인한 저항이 작용하는 것을 보상해줄 수 있도록 비틀림 탄성력을 가진다.

한편, 이러한 조향배력을 발생시킴에 있어 스티어링 휠의 센터가 자연스럽게 유도됨과 동시에 직진주행성이 보장될 수 있도록 액티브 센터 필 장치가 마련되는데, 본 발명의 액티브 센터 필 장치는 피니언(20)과 이의 내부에 일단이 삽입되는 인풋 샤프트(10)와의 사이에 간단한 구조로 마련된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 인풋 샤프트(10)의 하단 외주에는 이와 함께 연동될 수 있도록 그 하단 외주에 압입 설치되는 중공의 센터설정부시(50)가 마련되는데, 이 센터설정부시(50) 내부에는 반경방향으로 서로 대응되는 양측을 관통 형성되는 안내홈(51)이 마련되고, 이 안내홈(51)의 내주측과 외주측에는 스프링(52)과 스풀(53)이 설치된다.

즉, 이 안내홈(51)은 센터설정부시(50)의 내주와 외주를 연통할 수 있도록 서로 대응되는 위치에 한 쌍이 마련되고, 이 안내홈(51)의 내주측은 그 내부에 설치되는 인풋 샤프트(10) 하단에 의해 폐쇄되는 것이다.

그리고, 이 안내홈(51)에 삽입되는 스프링(52)은 인풋 샤프트(10) 하단에 의해 폐쇄되는 측으로 일단이 배치되어 이의 지지를 받고 타단측에 설치되는 스풀(53)을 외주측으로 밀어낼 수 있도록 마련되는 코일스프링이다.

또, 스풀(53)은 안내홈(51)의 내부에서 반경방향으로 동작될 수 있도록 안내 홈(51)의 내경에 비해 작은 지름을 가지는 원통형의 핀으로서, 외주측으로 돌출되는 그 선단은 라운딩 형성된다.

아울러, 밸브바디(30)의 내부에는 이 센터설정부시(50)와 대응되는 위치에 센터설정홈(60)이 형성되는데, 이 센터설정홈(60)은 진원의 단면으로 마련된 센터설정부시(50)와는 다르게 서로 마주하는 일측의 지름(d-d')에 비해 이와 교차하는 타측의 지름(D-D')이 크게 형성되는 타원으로 마련된다.

즉, 센터설정홈(60)은 센터설정부시(50)의 스풀(53) 선단이 항상 밀착될 수 있도록 그 외주측에 마련되는 홈으로서, 서로 마주하는 일측의 지름(d-d')에 스풀(53)의 선단이 위치할 때는 마찰력이 크도록하고, 이와 교차하는 타측의 지름(D-D')에 위치할 때는 마찰력이 작도록 그 내부면의 단면이 타원으로 마련된다.

이때, 센터설정홈(60)과 스풀(53)과의 마찰력이 큰 상태가 스티어링 휠의 센터와 일치하도록 형성하여, 스티어링 휠이 무거워지게되고, 이를 벗어나면 마찰력이 줄게되어 스티어링 휠이 가벼워지게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 차량용 스티어링 시스템의 액티브 센터 필 장치는, 센터설정홈(60)의 지름이 작은 측(d-d')에 스풀(53)을 위치시켜 센터를 맞춘 상태에서 인풋 샤프트(10)와 피니언(20)을 설치하고, 인풋 샤프트(10)에는 스티어링 샤프트를 연결하고 피니언(20)의 피니언기어(21)에는 랙기어를 치합시켜 이를 스티어링 휠 및 스티어링 샤프트의 센터와 정확히 일치시킨다.

이로써, 차량의 주행시에는 센터설정홈(60)의 지름이 작은 측(d-d')에 스풀(53)이 위치되어 스티어링 휠의 센터가 자연스럽게 유도되고, 이와 동시에 고속주행시에는 직진주행성이 보장되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 스티어링 시스템의 액티브 센터 필 장치는, 피니언과 이의 내부에 일단이 삽입되는 인풋 샤프트와의 사이에 센터설정홈과 센터설정부시를 갖춘 간단한 구조의 액티브 센터 필 장치를 마련함으로써, 제작 및 조립이 용이하고 이로 인해 생산비용이 절감되는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 유압제어밸브의 내부에 설치되는 밸브바디와, 상기 밸브바디의 내부에 회전 가능하게 설치되는 인풋 샤프트와, 상기 인풋 샤프트의 하단이 삽입될 수 있도록 일측이 개구형성된 피니언을 구비한 차량용 스티어링 시스템의 액티브 센터 필 장치에 있어서,

   상기 인풋 샤프트(10)와 연동될 수 있도록 그 하단 외주에 결합되되 외주면이 진원 단면으로 마련되는 센터설정부시(50)와, 상기 센터설정부시(50)의 내부에 반경방향으로 서로 대응되는 양측을 연통하는 안내홈(51)과, 상기 안내홈(51)의 내주측에 설치된 스프링(52)과, 상기 스프링(52)에 의해 외주측으로 탄성지지되도록 상기 안내홈(51)의 외주측에 설치된 스풀(53)과, 상기 스풀(53)의 선단과 항상 밀착되되 서로 마주하는 일측의 지름(d-d')은 상기 스풀(53)과의 마찰력이 크도록 형성되고 이와 교차하는 타측의 지름(D-D')은 상기 스풀(53)의 마찰력이 적도록 형성되는 타원형의 센터설정홈(60)이 마련된 것을 특징으로 하는 차량용 스티어링 시스템의 액티브 센터 필 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 스풀(53)의 선단은 상기 센터설정홈(60)의 내부와 밀착되어 원활히 회전될 수 있도록 라운딩 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 스티어링 시스템의 액티브 센터 필 장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 스프링(52)은 일단이 상기 센터설정부시(50)의 내부에 삽입되는 상기 인풋 샤프트(10) 하단에 지지되고 타단이 상기 스풀(53)을 외주측으로 밀어낼 수 있도록 설치되는 코일스프링인 것을 특징으로 하는 차량용 스티어링 시스템의 액티브 센터 필 장치.

Images