KR100811924B1

KR100811924B1 - 차량의 선회 안정화 장치

Info

Publication number: KR100811924B1
Application number: KR1020060070179A
Authority: KR
Inventors: 박호준
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2006-07-26
Filing date: 2006-07-26
Publication date: 2008-03-10
Also published as: KR20080010120A

Abstract

본 발명은 차량의 선회 안정화 장치에 관한 것으로서, 특히, 스티어링 휠에 의해 회전되는 스티어링 컬럼과, 차륜을 지지하는 너클에 힌지 연결되는 로어암과, 스티어링 컬럼의 회전에 의해 로어암이 차량의 폭방향으로 이동되도록 폭방향이동수단이 마련되어 차체에 고정 설치되는 로어암기어박스를 포함하고, 폭방향이동수단은 스티어링 컬럼의 회전운동이 수평운동으로 변환되도록 스티어링 컬럼이 치합 연결되는 랙기어부와 랙기어부의 양단부에 마련되어 로어암을 고정하는 로어암고정부를 포함하는 구성으로, 차량의 선회 안정성을 확보하고 선회 접지력을 향상시켜 차량의 안정된 거동이 이루어지도록 하는 특징이 있다.

스티어링 칼럼, 스티어링기어박스, 로어암

Description

차량의 선회 안정화 장치{TURNING STABLITY APPARATUS FOR VEHICLES}

도 1은 종래기술에 따른 차량의 조향장치를 도시한 사시도.

도 2a는 종래기술에 따른 차량의 조향장치를 도시한 평면도.

도 2b는 종래기술에 따른 차량의 조향장치의 작동상태를 도시한 평면도.

도 3a는 본 발명에 따른 차량의 선회 안정화 장치를 개략적으로 도시한 평면도.

도 3b는 도 3a의 "AA" 부분을 도시한 정면도.

도 4는 본 발명에 따른 차량의 선회 안정화 장치를 개략적으로 도시한 부분 정면도.

도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 차량의 선회 안정화 장치가 차량 좌회전시 적용되는 상태를 도시한 작동 상태도.

도 6a 및 도 5b는 본 발명에 따른 차량의 선회 안정화 장치가 차량 우회전시 적용되는 상태를 도시한 작동 상태도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호설명>

100 : 로아암기어박스 110 : 하우징

120 : 폭방향이동수단 200 : 스티어링 컬럼

300 : 로어암 310 : 너클

320 : 차륜 400 : 스티어링기어박스

본 발명은 차량의 선회 안정화 장치에 관한 것으로서, 스티어링 컬럼의 회전에 의해 로어암이 차량의 폭방향으로 이동되도록 구성하므로, 차량의 선회성을 향상시키고 안정적인 차량 운행이 이루어지게 하는 차량의 선회 안정화 장치에 관한 것이다.

도 1은 차량의 선회가 안정적으로 구현되기 위한 종래 차량의 조향장치를 나타낸 도면이고, 도 2a 및 도 2b는 종래 차량의 조향장치에 대한 동작 상태를 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 2b에 도시된 바와 같이, 종래 차량의 조향장치는 차륜(50)이 회전 가능하도록 지지하는 너클(10)과, 스티어링 휠의 회전에 따라 너클(10)의 일측과 연결된 스티어링 링크(21)를 좌우로 이송시키는 기어박스(20)로 구성된다. 특히, 차륜(50)이 회전 가능하게 설치된 너클(10) 상측에는 완충작용을 위한 코일스프링(71)과 쇽업저버(72)가 마련된 스트럿(70)이 체결되고, 너클(10)의 하측에는 로어암(60)이 힌지 체결되는데, 이러한 로어암(60)은 해당 일측이 너클(10)의 하측 에 힌지 체결되고, 해당 타측은 도시되지 않은 마운팅브라켓등의 지지수단을 통해 차체 측에 고정된다.

또한, 너클(10)에는 스티어링기어박스(20)에 연결된 스티어링 링크(21)가 연결되는데, 이러한 스티어링 링크(21)는 스티어링 휠이 회전하는 경우 스티어링 링크(21)가 좌우로 이동하면서 너클(10)을 회동시키게 됨에 따라, 너클(10)에 연결된 차륜(50)이 조향되도록 한다.

그러나 이러한 구성에서는 차량 선회시 차량의 무게 중심이 선회되는 외측방향으로 이동하게 됨에 따라 선회 안정성이 저하되는 문제가 있었다. 특히, 차륜의 그립을 높게하여 차량의 코너링 성능을 향상시키는 관점에서 보면 차체 컴버(Camber)를 네가티브로 유지시키는 것이 바람직하므로, 컴버를 네가티브로 변화시키기 위한 장치가 요구되었다.

본 발명의 목적은 전술된 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 차량의 선회시 유리한 캠버(Camber)값이 확보되도록 하여 안정적인 차량 운행이 이루어지도록 하는 차량의 선회 안정화 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 스티어링 휠에 의해 회전되는 스티어링 컬럼과, 차륜을 지지하는 너클에 힌지 연결되는 로어암과, 차체에 고정되는 하 우징과 상기 하우징에 마련되는 폭방향이동수단이 구비되는 로어암기어박스를 포함하고, 상기 스티어링 컬럼의 회전에 의해 상기 로어암이 차량의 폭방향으로 이동되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 폭방향이동수단은 상기 스티어링 컬럼의 회전운동이 수평운동으로 변환되도록 중심부에 상기 스티어링 컬럼이 맞물리고 차량의 폭방향으로 연장형성되는 랙기어부와, 상기 랙기어부의 양단부에 마련되어 상기 로어암이 각각 고정 설치되는 로어암고정부를 포함하고, 상기 로어암은 상기 너클을 통해 차륜의 하부를 지지하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 스티어링 컬럼의 회전에 의해 차륜을 조향하는 스티어링기어박스가 더 설치되고, 상기 로어암기어박스와 스티어링기어박스는 상기 스티어링 컬럼의 작동에 의해 연동될 수 있다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 3a은 본 발명에 따른 차량의 선회 안정화 장치를 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도 3b는 도 3a의 "AA" 부분을 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명에 따른 차량의 선회 안정화 장치를 개략적으로 나타낸 부분 정면도이다.

도 3a 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명은 스티어링 컬럼(200)과 로어암(300) 사이에 로어암기어박스(100)를 마련하여 상기 스티어링 컬럼(200)의 회전시 로어암(300)이 차량의 폭방향으로 이동되도록 하는 구조이다.

구체적으로 상기 스티어링 컬럼(200)은 스티어링 휠의 조작에 의해 후술하는 스티어링기어박스(400)와 로어암기어박스(100)를 작동시키기 위한 것으로, 일측으로 도시되지 않은 스티어링 휠과 연결되고, 타측으로 피니언부(210),(210')가 형성되어 상기 스티어링기어박스(400)와 로어암기어박스(100)에 회전력이 전달되도록 구성된다.

상기 로어암(300)의 일측에는 스티어링 링크(420)를 통해 스티어링기어박스(400)와 연결되는 너클(310)이 연결되고, 상기 로어암(300)의 타측에는 이를 고정하는 로어암기어박스(100)가 연결된다. 이때, 상기 로어암기어박스(100)는 내측에 소정공간이 형성되어 차체에 고정 설치되는 하우징(110)과, 상기 하우징(110)내에 마련되어 상기 스티어링 컬럼(200)의 회전운동을 수평운동으로 변환하여 상기 로어암(300)을 차량의 폭방향으로 이동시키기 위한 폭방향이동수단(120)을 포함하여 구성된다.

상기 폭방향이동수단(120)은 상기 스티어링 컬럼(200)에 수직으로 맞물리며 상기 스티어링 컬럼(200)의 회전시 차량의 폭방향으로 이동되는 랙기어부(121)와 상기 랙기어부(121)의 양단부에 설치되어 상기 로어암(300)을 고정하는 로어암고정부(122)로 구성된다. 예컨대, 상기 랙기어부(121)는 상기 하우징(110)내에서 차량 폭방향으로 이동 가능한 바(bar) 형상으로 형성되고, 해당 상부에는 상기 스티어링 컬럼(200)에 형성된 피니언부(210)와 치합 연결되는 랙기어가 형성되며, 해당 양단부에는 로어암(300)을 고정하는 로어암고정부(122)가 마련된다. 여기서, 상기 로어암고정부(122)는 상기 랙기어부(121)의 폭방향운동을 로어암(300)에 전달하기 위한 것으로, 너클(310)의 하부에 힌지 연결된 로어암(300)을 상기 랙기어부(121)의 양 단부에 고정시킨다.

종래의 차량 조향장치의 경우 너클(310)에 힌지 연결된 로어암(300)이 차체에 고정되는 구성으로 인해, 차량의 선회시 선회되는 외측방향으로 차량의 무게 중심이 이동되어 선회 안정성이 저하되는 단점이 있지만, 본 발명에 의한 차량의 선회 안정화 장치는 너클(310)에 힌지 연결된 로어암(300)이 로어암기어박스(100)에 고정되어 차체의 폭방향으로 이동가능한 구성으로, 차량의 선회시 차체의 안정된 거동 자세가 유지될 수 있다. 특히, 로어암(300)이 차륜(320)의 하부를 선회 외측으로 밀어주어 상대적으로 차륜(320)의 상부가 선회 내측으로 기울어짐에 따라 좌,우측 차륜(320)의 캠버값이 제로 또는 네가티브 값으로 유지되도록 할 수 있다.

한편, 상기 로어암기어박스(100)의 인접 위치에는 차륜(320)을 조향하는 스티어링기어박스(400)가 설치된다. 상기 스티어링기어박스(400)에는 상기 스티어링 컬럼(200)의 피니언부(210')와 맞물리는 랙바(410)가 설치되고, 상기 랙바(410)의 양단에는 한 쌍의 스티어링 링크(420)가 차륜(320)에 힌지 연결된다.

이러한 구성의 스티어링기어박스(400)에 스티어링 컬럼(200)을 통해 회전 변위가 전달되면 상기 스티어링기어박스(400)의 랙바(410)는 상기 스티어링 컬럼(200)의 회전 변위를 직선 변위로 변환시키고, 이렇게 변환된 직선 변위는 랙바(410)의 양단에 연결된 스티어링 링크(420)를 통해 차륜(320)의 힌지축에 전달되어 차량의 진행 방향을 결정한다.

여기서, 상기 스티어링기어박스(400)는 상기 로어암기어박스(100)를 작동시키는 스티어링 컬럼(200)과 연결되는데, 이로써 하나의 스티어링 컬럼(200)의 작동 에 의해 상기 로어암기어박스(100)와 스티어링기어박스(400)가 동시에 연동될 수 있다. 즉, 스티어링 휠의 조작에 의해 상기 스티어링 컬럼(200)이 일방향으로 회전하게 되면 스티어링 컬럼(200)에 연결된 로어암기어박스(100)는 차륜(320)을 차량의 폭방향으로 이동시키고, 이와 동시에 상기 스티어링기어박스(400)는 차륜(320)을 소정각도 회전시켜 차량이 선회되도록 한다.

이와같은 구성으로 이루어진 본 발명의 작동 과정을 설명하면 다음과 같다.

도 5a 및 도 5b는 차량 좌회전시 본 발명에 따른 차량의 선회 안정화 장치가 적용되는 상태의 평면도 및 정면도를 나타낸 도면이다.

먼저, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 좌측 방향으로의 차량 이동을 위해 차량의 스티어링 휠을 조작하면, 상기 스티어링 휠의 회전에 의해 스티어링 컬럼(200)이 회전되고, 스티어링 컬럼(200)의 회전은 상기 로어암기어박스(100)와 스티어링기어박스(400)를 동시에 작동시킨다.

즉, 상기 로어암기어박스(100)에 스티어링 컬럼(200)의 회전력이 전달되면,상기 스티어링 컬럼(200)의 피니언부(210)이 회전하여 상기 피니언부(210)에 치합된 랙기어부(121)를 차체의 우측방향으로 이동시킨다. 상기 랙기어부(121)의 우측방향이동에 의해 로어암고정부(122)에 고정된 로어암(300)도 차체의 우측방향으로 수평이동하게 된다. 이때, 상기 로어암(300)은 너클(310)을 통해 차륜(320)의 하부와 연결되는 바, 상기 로어암(300)의 우측방향 이동에 의해 우측 차륜(320)의 하부는 차량의 선회 외측방향을 향하게 되고, 우측 차륜(320)의 상부는 차량의 선회 내 측방향을 향하게 된다. 이에 따라 차륜(320)의 캠버값은 제로 또는 네가티브 값으로 유지된다.

한편, 상기 스티어링기어박스(400)에 스티어링 컬럼(200)의 회전력이 전달되면, 상기 스티어링기어박스(400)는 스티어링 컬럼(200)의 피니언부(210')에서 전달받는 회전력을 직선운동을 변환하여 스티어링 링크(420)에 전달하고, 상기 스티어링 링크(420)는 차륜(320)의 회전각을 조절하여 차량이 우측 방향으로 선회되도록 한다.

도 6a 및 도 6b은 차량 우회전시 본 발명에 따른 차량의 선회 안정화 장치가 적용되는 상태의 평면도와 정면도를 나타낸 도면이다.

도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 우측 방향으로의 차량 이동을 위해 차량의 스티어링 휠을 조작하면, 상기 스티어링 휠의 회전에 의해 스티어링 컬럼(200)이 회전된다.

이렇게 상기 스티어링 컬럼(200)이 회전하게 되면, 상기 스티어링 컬럼(200)의 피니언부(210)에 수직으로 맞물린 상기 랙기어부(121)는 차체의 좌측방향으로 이동하게 되고, 상기 랙기어부(121)의 좌측방향이동에 의해 로어암(300)도 차체의 좌측방향으로 수평이동하게 된다. 이때, 상기 로어암(300)은 너클(310)을 통해 차륜(320)의 하부와 연결되는 바, 상기 로어암(300)의 좌측방향 이동에 의해 좌측 차륜(320)의 하부는 차량의 선회 외측방향을 향하게 되고, 좌측 차륜(320)의 상부는 차체의 내측방향을 향하게 된다. 이에 따라 차륜의 캠버값은 제로 또는 네가티브 값으로 유지된다.

또한, 상기 스티어링 컬럼(200)이 회전되면, 상기 스티어링기어박스(400)는 스티어링 컬럼(200)에서 전달받는 회전력을 직선운동을 변환하여 스티어링 링크(420)에 전달하고, 상기 스티어링 링크(420)는 차륜(320)의 회전각을 조절하여 차량이 좌측 방향으로 선회되도록 한다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자에게 있어서 자명할 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면, 차량이 선회하는 경우 로어암의 위치를 캠버(Camber) 확보에 유리하도록 변경하므로 차량의 선회성을 향상시키고 안정적인 차량 운행이 이루어지게 할 수 있다는 이점이 있다.

본 발명은 좌,우측 차륜의 캠버값이 제로 또는 네가티브 값으로 유지되도록 하여 차량의 선회 안정성을 확보하고, 선회 접지력을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

본 발명은 차량의 선회시 차체의 안정된 거동 자세를 유지하고, 차량의 주행성능 향상에 따른 최적의 승차감을 구현하여 차량에 대한 소비자의 선호도가 증진되도록 하는 이점이 있다.

Claims

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스티어링 휠에 의해 회전되는 스티어링 컬럼과,

차륜을 지지하는 너클에 힌지 연결되는 로어암과,

차체에 고정되는 하우징과 상기 하우징에 마련되는 폭방향이동수단이 구비되는 로어암기어박스를 포함하여 구성되어지되,

상기 로어암은 상기 너클을 통해 차륜의 하부를 지지하는 것을 특징으로 하는 차량의 선회 안정화 장치.
청구항 3에 있어서,

상기 스티어링 컬럼의 회전에 의해 차륜을 조향하는 스티어링기어박스가 더 설치되고,

상기 로어암기어박스와 스티어링기어박스는 상기 스티어링 컬럼의 작동에 의해 연동되는 것을 특징으로 하는 차량의 선회 안정화 장치.