KR100969099B1 - 자동차의 최대 조향각 증가장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 최대 조향각 증가장치에 관한 것으로, 너클(10)의 아암(11)에 차량 외측을 향해 벌어진 형상의 둔각의 조립공(12)이 형성되고, 그 조립공(12)에 타이로드엔드(20)의 볼스터드(30)가 삽입 연결되며, 상기 볼스터드(30)의 전후로 최대 조향 영역에서 압축되는 강성을 가진 스프링(50,55)이 설치되는 구조로 이루어진다.

따라서, 최대 조향 영역에서 상기 스프링이 압축되면서 장착점의 위치가 변동되어 너클의 회동량이 증가됨으로써 휠 조향각이 증가되고, 이에 회전반경이 감소하여 주차, 급선회, 유턴 편의성이 증대된다.

스티어링, 최대 조향각, 최대 조향각 증대

Description

자동차의 최대 조향각 증가장치{device for increasing maximum steering angle of a car}

본 발명은 자동차의 스티어링 장치에 관한 것으로, 특히 최대 조향각을 증가시킬 수 있게 됨으로써 주차 및 유턴이 용이하도록 된 자동차의 최대 조향각 증가장치에 관한 것이다.

자동차의 스티어링 장치는 운전자가 조작하는 스티어링휠과, 스티어링휠에 연결되어 일체로 회전되는 스티어링샤프트와, 스티어링샤프트에 유니버설조인트어셈블리를 매개로 연결된 피니언밸브어셈블리, 상기 피니언밸브어셈블리의 피니언과 치합되고 기어박스(파워실린더)의 내부에 설치된 랙바, 상기 랙바의 양단에 볼조인트로 연결되는 타이로드, 상기 타이로드의 단부에 연결되어 볼조인트로 너클과 연결되는 타이로드엔드로 이루어져 있다.

따라서, 운전자가 스티어링휠을 조작하면 그에 연동되어 랙바가 좌우로 이동함으로써 타이로드(타이로드엔드 포함)가 너클을 밀거나 당겨서 휠의 조향이 이루어질 수 있도록 되어 있다.

그리고, 이때 상기 피니언밸브어셈블리에 의해 유로가 전환되어 기어박스내 양쪽 챔버에 스티어링오일이 공급되거나 배출됨으로써 유압에 의한 조향 보조력이 발생하도록 되어 있다.

종래의 너클과 타이로드엔드의 연결상태가 도 1에 도시되어 있다.

도시된 바와 같이 너클(10)에는 타이로드엔드(20)와의 연결을 위한 아암(11)이 형성되어 있고, 상기 아암(11)의 단부에 타이로드엔드(20)가 볼조인트 구조로 연결된다.

타이로드엔드(20)의 단부에 볼하우징이 형성되고, 그에 조립된 볼스터드(30)가 상기 아암(11)에 형성된 조립공에 너트(40)로 체결됨으로써 양자의 연결이 이루어지게 된다.

따라서, 랙바에 의한 타이로드의 좌우이동이 타이로드엔드(20)를 통해 상기 아암(11)에 전달되어 너클(10)을 회동(킹핀 중심으로)시키게 되므로 휠(타이어)의 방향 전환이 이루어져 차량이 조향된다.

그런데, 종래에는 스티어링휠 조작량과 상기 너클의 회동량 즉, 조향각의 크기가 일정한 비율로 형성된다. 그 비율은 상기 피니언기어와 상기 랙바의 기어비에 의해 결정된다.

상기 비율은 일정한 값으로 설계되어 변동될 수 있는 것이 아니므로 랙바의 중간 부분 영역에 해당되는 통상의 직진 주행의 경우나 양측 부분의 영역에 해당되는 주차, 급선회, 유턴 등의 경우에 스티어링휠 조작에 따른 휠의 조향각 비율은 일정하게 유지된다. 랙의 양단부 기어 형상을 변경하여 그 비율을 가변시키는 경우에도 설계된 비율 이상의 조향각은 형성되지 않는다.

따라서, 주차나 급선회 및 유턴의 경우와 같이 조향각이 크면 유리한 경우에도 설정된 기어비 이상으로의 조향각 증가를 이룰 수 없으므로 불편함을 감수할 수 밖에 없는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 랙바의 양쪽 단부에 해당되는 최대 조향 영역에서 설정된 조향각 이상의 추가 조향이 가능하게 됨으로써 주차나 급선회 및 유턴을 보다 편리하게 수행할 수 있도록 된 자동차의 최대 조향각 증가장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

너클의 후방에 차량 내측으로 돌출 연장되다가 그 단부가 차량 외측으로 절곡 연장된 형상의 아암이 형성되고, 상기 아암에 동일한 형상으로 둔각의 조립공이 형성되며, 상기 조립공의 절곡지점에 타이로드엔드에 설치된 볼조인트의 볼스터드가 삽입되고, 상기 볼스터드를 중심으로 상기 조립공의 전반부와 후반부에 상기 볼스터드를 지지하는 스프링이 설치되어 이루어진다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따르면, 일반 조향 영역에서는 스프링에 의해 장착점의 위치가 유지되어 종래와 동일한 조향이 이루어지고, 최대 조향 영역에서는 조작력의 증가에 따라 상기 스프링이 압축되어 장착점의 위치가 변동됨으로써 너클의 회동량이 증가하여 휠 조향각이 증가된다.

즉, 휠의 최대 조향각이 증가하여 회전반경이 감소하게 되므로 주차나 급선회 및 유턴을 보다 용이하게 수행할 수 있게 되는 효과가 있다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 자동차의 최대 조향각 증가장치가 적용된 너클과 타이로드엔드 연결부의 평면도이고, 도 3은 그의 사시도이다.

타이로드엔드(20)가 연결되는 너클(10)의 아암(11)은 차량 후방을 향해 돌출 형성되되, 차량 내측방향으로 연장되다가 절곡되어 차량 외측방향으로 연장된 형상을 가진다.

그리고, 그와 같은 아암(11)의 형상과 동일한 형상의 조립공(12)이 형성된다. 즉, 상기 아암(11)에는 아암(11)과 절곡지점의 위치가 동일하고, 그 전후방으로 소정 거리 연장된 "〉"형상의 조립공(12)이 형성된다.

도시된 부분은 차량의 왼쪽 너클을 위에서 바라본 상태를 도시한 것으로서, 오른쪽 너클의 아암에는 "〈"형상의 조립공이 형성됨은 물론이다.

즉, 너클(10)에 차량 후방을 향해 돌출 연장되는 아암(11)이 형성되되, 그 아암(11)은 차량 내측을 향해 경사지게 연장되다가 차량 외측을 향해 절곡 연장되고, 상기 아암(11)의 단부에 동일한 형상으로 절곡된 둔각의 조립공(12)이 형성되는 것이다. 그리고, 조향되지 않은 상태(스티어링휠 센터에 위치)에서 상기 조립공(12)의 전반부와 후반부는 차량의 횡축(X축)에 대하여 대칭을 이룬다.

타이로드엔드(20)의 단부에 구비된 볼조인트(OBJ ; Outer Ball Joint, 랙바와 타이로드를 연결하는 볼조인트를 IBJ(Inner Ball Joint)라고 칭하는 것에 대응하는 명칭)의 볼스터드(30)가 상기 조립공(12)의 절곡지점에 삽입되어 단부에 너 트(40)가 체결됨으로써 타이로드엔드(20)와 아암(11)이 연결되며, 그 전후에 각각 스프링(50,55)이 설치되어 볼스터드(30)를 지지한다.

상기 스프링(50,55)들은 스티어링휠이 일반 조향 영역을 벗어나 최대 조향 영역으로 조향될 때 비로소 타이로드엔드(20)에 의해 가해지는 힘에 의해서 압축이 시작되는 강성을 가진다.

상기한 구성에 의하여 조향작동은 다음과 같이 이루어진다.

일반적인 직진 주행시나 조향각이 크지 않은 선회주행시에는(일반 조향 영역) 너클(10)을 회동시키기 위한 힘을 크게 필요로 하지 않는다.

즉, 랙바의 중간 영역에 해당되는 조향시에는 상기 타이로드엔드(20)에 의해 아암(11)이 밀리거나 당겨질 때 상기 스프링(50,55)는 압축되지 않는다. 이는 전술한 바와 같이 랙바의 양측단부 영역을 사용하는 최대 조향 영역이 아닐 경우에는 볼스터드(30)에 의해 압축되지 않는 강성을 가지는 스프링(50,55)이 사용되기 때문이다.

따라서, 일반 조향 영역에서의 조향은 기존과 동일하게 이루어지게 된다.

즉, 타이로드엔드(20)에 의해 아암(11)이 밀려지거나 당겨질 때 상기 스프링(50,55)들이 압축되지 않음으로써 볼스터드(30)의 위치가 일정하게 유지되므로 종래와 동일한 상태의 조향 작동이 이루어진다.(장착점 위치 변동 없음)

반면, 스티어링휠 최대 조작 영역에서는 전술한 바와 같이 증가한 휠의 각도에 의하여 타이로드엔드(20)가 너클(10)을 더 회전시키는데는 보다 큰 힘이 필요하게 되므로 그 힘의 증가에 따라 상기 스프링(50,55)의 압축이 이루어지게 된다.

따라서, 타이로드엔드(20)가 아암(11)을 미는 경우에는 상기 볼스터드(30)가 전방의 스프링(50)을 압축시키면서 조립공(12)의 전방으로 이동하게 되므로 너클(10) 회동중심과의 거리가 가까워지게 되어 타이로드엔드(20)의 미는 양에 비하여 너클(10)의 회동량이 증가하게 되고, 이에 휠의 조향각이 증가된다.

또한, 타이로드엔드(20)가 아암(11)을 당기는 경우에는 당기는 힘의 작용방향과 상기 조립공(12) 후반부의 각도 관계에 의하여 상기 볼스터드(30)가 후방의 스프링(55)을 압축시키면서 조립공(12)의 후방으로 이동하게 된다.

이때는 볼스터드(30)의 위치가 너클(10)의 회동중심과는 멀어지지만 볼스터드(30)의 이동방향과 상기 조립공(12) 후반부의 각도에 의하여 볼스터드(30)가 차량쪽으로 횡방향이동할수록 그 이동량에 비하여 너클(10)을 더 당겨 회동시키게 되므로 역시 휠의 조향각이 증가하게 된다.

이와 같이 최대 조향 영역에서 장착점의 위치가 가변되어 최대 조향각이 증가됨으로써 차량의 회전반경이 감소하게 되므로 주차나 급선회 및 유턴을 보다 용이하게 행할 수 있게 된다.

도 1은 종래 기술에 따른 너클과 타이로드엔드의 연결부 평면도,

도 2는 본 발명에 따른 너클과 타이로드엔드 연결부의 평면도,

도 3은 도 2의 사시도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 너클 11 : 아암

12 : 조립공 20 : 타이로드엔드

30 : 볼스터드 40 : 너트

50,55 : 스프링

Claims (3)

1. 너클(10)의 후방에 차량 내측으로 돌출 연장되다가 그 단부가 차량 외측으로 절곡 연장된 형상의 아암(11)이 형성되고, 상기 아암(11)에 동일한 형상으로 둔각의 조립공(12)이 형성되며, 상기 조립공(12)의 절곡지점에 타이로드엔드(20)에 설치된 볼조인트의 볼스터드(30)가 삽입되고, 상기 볼스터드(30)를 중심으로 상기 조립공(12)의 전반부와 후반부에 상기 볼스터드(30)를 지지하는 스프링(50,55)이 설치되어 이루어진 자동차의 최대 조향각 증가장치.
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3. 삭제

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