KR100792871B1 - 쉬미 저감형 차량의 조향장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 쉬미 저감형 차량의 조향장치에 관한 것으로, 조향휠의 테두리를 이루는 림부위로 댐퍼를 내장하여 회전 방향의 진동으로 작용하는 쉬미에 대한 흡수·저감성능을 향상함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 조향휠(SW)의 테두리를 이루는 중공의 환상 림(1)내부로 구비된 댐퍼(5)가 중공내부에 금속재료로 이루어져 일정 중량을 갖는 진동감쇠체(7)와, 이 진동감쇠체(7)를 다수 부위에서 고정하도록 그 내면에 고정되는 탄성부재(8)로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

쉬미 저감형 차량의 조향장치{Steering device for decreasing shimmy in vehicle}

도 1은 일반적인 차량의 조향장치 구성도

도 2는 일반적인 조향장치의 조향휠에 전달되는 진동 상태도

도 3은 일반적인 조향휠의 진동 민감 선도

도 4는 종래에 따른 쉬미 저감용 조향휠의 구성도

도 5는 도 4의 댐퍼 구성도

도 6은 본 발명에 따른 댐퍼를 구비한 조향휠의 사시도

도 7은 도 6의 A-A 선 부분 단면도

도 8은 도 7의 측면구성도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 림 1a : 표면재

1b : 골격프레임 2 : 스포크

3 : 허브 5 : 댐퍼

7 : 진동감쇠체 8 : 탄성부재

S : 현가장치

SB : 바텀쉐이크 SC : 조향컬럼

SD : 조작기구 SL : 레프트쉐이크

SM : 쉬미 SR : 라이트쉐이크

SU : 업쉐이크

SW : 조향휠 W : 차륜

본 발명은 쉬미 저감형 차량의 조향장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 주행에 따라 조향컬럼을 통해 조향휠로 전달되는 진동을 저감할 수 있도록 된 쉬미 저감형 차량의 조향장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 조향장치는 운전자가 차륜의 진행방향을 임의로 바꿀 수 있도록 장착되는 장치로서, 도 1에 도시된 바와 같이 운전자가 조작하는 조향휠(SW)의 조작력을 조향컬럼(SC)과 랙과 피니언으로 이루어진 조작기구(SD)을 통해 현가장치가 구비된 차륜(W)의 방향을 변화시켜 운전자의 의도에 따라 차량의 방향을 바꾸도록 된 것이다.

그러나, 차량의 엔진은 작동 시 심한 진동을 발생시키게 되고 또한 노면을 주행하는 경우에는 노면의 상태에 따라 차체에 충격을 가하게 되어 비록, 현가장치를 통해 그 충격을 흡수·완충하더라도 진동이 발생되어지는데 특히. 이와 같이 발 생된 진동은 주행 시 조향 장치를 통해 운전자가 항상 조작하는 조향휠로 전달되어 운전자를 불안정하게 함은 물론 장시간의 운전 시 운전피로를 가중시키기는 한 원인을 제공하게 된다.

이와 같이 조향장치의 조향휠(SW)에서 발생되는 진동은 도 2에 도시된 바와 같이 쉐이크(Shake)와 쉬미(Shimmy)진동으로 나타나는데 즉, 조향휠(SW)을 중심으로 상·하 및 좌·우 방향으로 발생되는 업(Up)·바텀(Bottom)쉐이크(SU,SB) 및 레프트(Left)·라이트(Right)쉐이크(SL,SR)와 조향휠(SW)의 회전방향으로 발생되는 쉬미등으로 나타내게 되고 이와 같은, 쉐이크와 쉬미에 의해 도 3에 도시된 바와 같이 조향휠(SW)의 진동을 발생시키게 된다.

여기서, 상기 쉬미는 통상 차속에 따른 차륜(W)과 현가장치의 공진과 관성모우멘트등에 따라 주로 차속에 영향을 받으며 발생주파수는 10-20Hz정도이고, 업·바텀쉐이크는 조향장치와 현가장치의 질량과 지지강성(상하방향)에 의한 상·하 공진에 의해 발생되며 발생주파수는 30Hz정도이며, 또한 레프트·라이트쉐이크는 조향장치와 현가장치의 질량과 지지강성(좌우방향)에 의한 좌·우 공진에 의해 발생되며 발생주파수는 45Hz정도이다.

이에 따라, 조향휠(SW)로 전달되는 진동을 저감하거나 제거하도록 조향휠(SW)내에 특정 진동수(대개는 상·하 고유주파수)에 맞춰 진폭을 줄일 수 있는 즉, 스프링과 같은 탄성수단과 점성유체와 같은 점성수단 및 이들 탄성수단과 점성수단에 연계된 질량수단을 갖추고서 대상목적물의 특정 진동수에 맞춰 각 수단의 계수비율 등을 적절히 조절해서 진동을 감쇄시키게 된다.

이와 같은 방식들 중 도 4는 전달되는 진동을 저감시키기 위해 운전자가 손으로 잡고 회전시키는 조향휠(SW)을 이용한 것으로 이는, 조향휠(SW)의 외주를 이루는 중공의 환상 림(1)과 그 중심부분으로 조향컬럼(SC)이 삽입 결합되는 허브(3)를 연결하면서 에어백과 혼(Horn)등을 내장한 스포크(2)부위에 전달된 쉐이크와 쉬미와 같은 진동을 흡수할 수 있는 댐퍼(5)를 개재시키게 된다.

여기서, 상기 댐퍼(5)는 도 5에 도시된 바와 같이 스포크(2)의 내면에 일정 중량을 갖는 진동감쇠체(7)와, 이 진동감쇠체(7)를 다수 부위에서 고정하도록 스포크(2)의 내면에 고정되는 탄성부재(8)로 이루어진다.

그러나, 이와 같이 조향휠(SW)의 스포크(2)내에 구비된 댐퍼(5)는 주로 상하 운동을 하게 되고 이로 인해, 엔진의 공 회전시 주로 야기되는 쉐이크에 의한 진동을 주로 흡수·저감하게 되어 차량의 주행에 따라 회전방향의 성분으로 발생되는 쉬미에 대한 저감율은 극히 낮거나 효과가 없게 되는 근본적인 단점이 있게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 조향휠의 테두리를 이루는 림 부위로 댐퍼를 내장하여 회전 방향의 진동으로 작용하는 쉬미에 대한 흡수·저감성능을 향상함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 조향휠의 테두리를 이루는 림의 골격프레임이 중공으로 형성되고, 그 골격프레임의 내부에 링 형상의 금속재인 진동감쇠체와 이 진동감쇠체를 상기 골격프레임의 내주면 다수 위치에서 고정하여 지지하는 탄성부재로 이루어진 댐퍼가 구비된 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 6은 본 발명에 따른 댐퍼를 구비한 조향휠의 사시도를 도시한 것인바, 본 발명은 그 중심부분으로 조향컬럼(SC)이 삽입 결합되는 허브(3)를 감싸면서 에어백과 혼등을 내장한 스포크(2)의 바깥쪽으로 되어 조향휠(SW)의 테두리를 이루는 중공의 환상 림(1) 내부에 댐퍼(5)가 구비된 것을 특징으로 한다.
상기 댐퍼(5)는 도 7에 도시된 바와 같이 림(1)의 표면재(1a)에 의해 감싸여진 골격프레임(1b)의 중공 내부에 금속재질로 이루어져 일정 중량을 가지면서 링 형상으로 제작된 진동감쇠체(7)와, 이 진동감쇠체(7)를 상기 골격프레임(1b)의 내주면 다수 위치에서 고정하도록 골격프레임(1b)의 내면에 고정되는 탄성부재(8)로 이루어진다.

여기서, 상기 탄성부재(8)는 도 8에 도시된 바와 같이 좌/우 또는 상/하에 서로 대응되는 위치에 있는 것들이 일정 간격으로 반복되어 엇갈려 위치하여 진동감쇠체(7)를 지지하게 되는 한편, 적절한 탄성력을 갖는 고무로 이루어지거나 또는 스프링으로 이루어진다.

이하 본 발명의 작동을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명은 엔진을 통해 발생되면서 노면을 주행시 노면의 상태에 따라 차체에 가해지는 충격에 따른 진동이 조향 장치로 즉, 조향컬럼을 타고 운전자가 항상 조작하는 조향휠(SW)로 전달되어 운전자가 느끼는 쉐이크와 쉬미 진동은 조향휠(SW)의 테두리를 이루는 림(1)에 내장된 댐퍼(5)를 통해 회전 성분인 쉬미가 흡수·저감되어 진다.

즉, 상기 조향휠(SW)로 전달된 진동 중 특히, 회전 성분인 쉬미에 의한 떨림이 발생된 조향휠(SW)은 그 테두리를 이루는 림(1)의 내부에 구비된 댐퍼(5)로 전달되고 이에 따라, 상기 림(1)을 이루는 골격프레임(1b)에 탄성부재(8)를 매개로 중공내부에 지지된 진동감쇠체(7)가 상기 조향휠(SW)로 전달된 쉬미에 의해 진동하면서 그 진동을 감쇄시키게 된다.

이와 같이, 상기 조향휠(SW)로 전달된 진동이 림(1)의 내부에 내장된 댐퍼(5)를 통해 흡수되어 운전자에게 전달되는 쉬미를 약화시키거나 또는 완전히 차단시키게 되는데 이때, 상기 댐퍼(5)의 설계시 진동감쇠체(7)와 탄성부재(8)를 저감시키고자 하는 특정 주파수 영역에 일치시켜 쉬미의 특정 주파수 영역에 대한 진동을 흡수 및 감소시키게 됨은 물론이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 조향휠의 테두리를 이루는 중공의 환상 림내부로 구비된 쉬미의 주파수영역에 대응되는 주파수 영역을 갖는 댐퍼를 내장시켜 엔진의 작동과 노면 주행에 따라 조향 장치의 조향컬럼을 타고 조향휠(SW)로 전달되는 회전 성분의 진동인 쉬미를 흡수 및 감소시킬 수 있는 효과가 있게 된다.

Claims (3)

1. 조향휠(SW)의 테두리를 이루는 림(1)의 골격프레임(1b)이 중공으로 형성되고, 그 골격프레임(1b)의 내부에 링 형상의 금속재인 진동감쇠체(7)와 이 진동감쇠체(7)를 상기 골격프레임(1b)의 내주면 다수 위치에서 고정하여 지지하는 탄성부재(8)로 이루어진 댐퍼(5)가 구비된 것을 특징으로 하는 쉬미 저감형 차량의 조향장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 탄성부재(8)는 서로 마주보는 위치에 있는 것들이 일정 간격으로 엇갈려 위치된 것을 특징으로 하는 쉬미 저감형 차량의 조향장치.
3. 삭제

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