KR19980035574A - 밴드식 속도감응형 조향장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밴드식 속도감응형 조향장치에 관한 것으로, 조향핸들(1)과 일체로 회전되게 장착된 조향축(2)의 외주면에 설치되어 조향축(2)과의 마찰력을 발생시키는 마찰수단(3)과, 이 마찰수단과 조향축(2)사이에 발생되는 마찰력을 차속에 따라 조절해서 조향핸들(1)의 조작력을 제어하는 제어수단(4,5,6,7)을 갖춘 구조로 되어, 조향축에 감겨지는 마찰밴드를 이용해서 조향조작력을 조절해줌에 따라 구조가 간단하고, 저렴한 비용을 제작할 수 있을 뿐만 아니라 차속에 따라 적절한 조향감각을 느끼게 할 수 있는 효과가 있다.

Description

밴드식 속도감응형 조향장치

본 발명은 속도감응형 동력조향장치에 관한 것으로, 특히 조향축의 외주면에 밴드가 설치되면서 이 밴드가 차속에 따라 적절히 감겨지거나 풀려지면서 조향축과의 마찰력으로 조향핸들의 조작력을 제어하여 줌으로써 구조가 간단하고 저렴한 비용으로 구성시킬 수 있을 뿐만 아니라 차속에 따라 운전자가 적절한 조향핸들의 조작력을 느낄 수 있도록 밴드식 속도감응형 동력조향장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 조향장치는 운전자가 차륜의 진행방향을 임의로 바꿀수 있도록 장착되는 장치로서, 운전자가 직접 조향조작을 하여 그 조작력을 각 기구로 전달하기 위해 조향 휠과 조향 축 및 칼럼 등으로 이루어진 조작기구와, 조향축의 회전을 감속함으로써 조작력을 증대시킴과 동시에 조작기구의 운동방향을 바꾸어 링크 기구에 전달하는 기어기구 및, 기어기구의 움직임을 앞바퀴에 전달함과 동시에 좌우 바퀴의 관계위치를 올바르게 유지하기 위해 피트먼 암과 드래드 링크 및 너클 암과 타이로드 등으로 구성된 링크 기구를 갖추고 있다.

그리고 대형 자동차나 저압 타이어를 사용한 차량에서는 앞바퀴의 접지저항이 크기 때문에 핸들의 조작력이 크게 되고 신속한 조향 조작이 안될 염려가 있기 때문에 가볍고 신속한 조향조작을 하기 위해 동력조향장치를 사용하고 있는 바, 이와 같은 동력조향장치는 동력원이 되는 유압을 발생시키는 오일펌프와 압력조절밸브 및 유량제어밸브를 포함하는 밸브 유닛 등으로 구성된 동력장치와, 오일펌프에서 발생한 유압을 기계적인 힘으로 바꾸어 조향력을 발생시키기 위해 실린더를 사용하는 작동장치 및, 이 작동장치에 이르는 유로를 개폐하고 핸들의 조작에 상응해서 유로를 바꾸어 동력실린더의 작동방향과 작동상태를 제어하는 제어장치 등으로 구성되어 있다.

그런데 상기한 종래의 기계식 조향장치나 동력조향장치에서는 차속에 따라 운전자가 느끼는 조향감각이 일정하게 되고, 이로 인해 고속주행시에 필요한 무거운 조향감각이나 저속주행시의 가벼운 조향감각을 동시에 느끼도록 할 수 없는 결점이 있었다.

상기한 결점을 해소하기 위해 종래에도 차속에 따라 조향감각이 달라지도록 하는 속도감응형 동력조향장치가 제안되어 있는 바, 즉 도 1에 도시된 바와 같이, 조향핸들(11)이 장착된 조향축(12)이 조향기어박스(13)와 연결되고, 이 조향기어박스(13)의 상부에는 제어밸브가 설치되면서 이 제어밸브를 통해 유압펌프(14)에 의해 펌핑된 오일탱크(15)의 오일이 공급되게 되어 있으며, 상기 제어밸브는 제어유닛(16)에 의해 제어전류를 인가받아 작동되게 연결되어 있는 한편, 상기 제어유닛(16)에는 자동차의 속도를 감지하기 위한 속도계(17)가 연결되어 있다.

도 2는 상기와 같은 종래의 속도감응형 동력조향장치의 유압시스템을 도시한 것인 바, 이 유압시스템으로 동력조향장치의 작동원리를 설명하면, 먼저 자동차의 주행속도가 예컨대 20㎞/h 이하인 경우에 상기 제어유닛(16)은 제어밸브(18)에 제어전류를 인가하여 유로를 폐쇄시키게 된다.

운전자가 예컨대 조향핸들(11)을 우측으로 돌리면, 조향축(12)이 시계방향으로 회전되면서 밸브피스톤(19)을 아래쪽으로 눌러주게 되고, 이에 따라 압력오일은 우측 작동실(20)로 유입됨과 동시에 체크밸브(21)를 거쳐 우측 반작용실(22)로 유입됨과 더불어 2개의 스로틀(23,24)를 통해 좌측 반작용실(25)로도 유입된다.

그러므로 상기 2개의 반작용실(20,22)내의 유압은 서로 동일하게 될 뿐만 아니라 토션바(26)에는 반작용 모멘트가 발생되지 않게 되며, 유압배력을 손실없이 이용할 수 있게 되어, 운전자 느끼는 핸들의 조작력이 가볍게 된다.

한편 고속주행시에는 상기 제어유닛(16)에 의해 제어밸브(18)가 완전히 개방되고, 우측작동실(20)의 오일은 우측 체크밸브(21)와 스로틀(23) 및 제어밸브(18)를 통해 오일탱크로 리턴되며, 상기 우측 반작용실(22)은 스로틀(23)의 스로틀작용에 의해 좌측 반작용실(25)보다 큰 압력이 걸리게 된다.

이에 따라 조향축에는 좌측으로 회전시킬려는 반작용 모멘트가 발생되고, 이 모멘트는 밸브피스톤(19,27)을 중립위치로 리턴시키므로, 결국에는 동력조향용 유압배력이 더 이상 발생되지 않게 되므로, 운전자가 느끼는 조향조작력이 무겁게 되는 것이다.

그러나 상기와 같은 종래의 속도감응형 동력조향장치에서는 복잡한 유압 및 전자장치를 사용하고 있기 때문에 구조가 복잡해질 뿐만 아니라 비용도 비싸지게 된다고 하는 결점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 안출된 것으로, 구조가 간단하고 비용도 저렴하게 구성시킬 수 있으면서 자동차의 주행속도에 따라 운전자가 적절한 조향조작감을 느낄 수 있도록 된 속도감응형 조향장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 속도감응형 동력조향장치의 개략적인 구성도이고,

도 2는 종래 기술에 따른 속도감응형 동력조향장치의 유압시스템,

도 3은 본 발명에 따른 밴드식 속도감응형 조향장치가 장착된 조향축의 개략적인 사시도,

도 4는 도 3의 A-A선 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 조향핸들2 : 조향축

3 : 마찰밴드4 : 서보 모우터

5 : 차속감지센서6 : 조정로드

7 : 조정플러그

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 조향핸들과 일체로 회전되게 장착된 조향축과의 마찰력을 발생시켜 조향핸들의 조작력을 제어하는 마찰수단과, 이 마찰수단에 의해 발생되는 마찰력을 차속에 따라 제어하는 제어수단을 갖춘 구조로 되어 있다.

여기서 상기 마찰수단은 제 1 선단부가 차체에 고정되게 장착되면서 제 2 선단부는 조향축의 외주면에 마찰력을 발생시키도록 접촉되게 연장되어 상기 제어수단에 의해 당겨지거나 풀려지는 마찰밴드로 이루어져 있다.

그리고 상기 제어수단은 상기 마찰밴드의 제 2 선단부에 회전운동을 직선운동으로 바꾸어주는 운동변환수단을 매개로 연결되어 마찰밴드의 제 2 선단부를 당겨주거나 풀어주는 서보 모우터, 차속을 감지함과 더불어 이 차속에 따라 상응하는 제어전류를 상기 서보 모우터에 인가시켜 마찰밴드의 장력을 조절하는 콘트롤러를 갖춘 구조로 되어 있다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 밴드식 속도감응형 조향장치가 장착된 조향축의 개략적인 사시도이고, 도 4는 도 3의 A-A선 단면도인 바, 즉 조향핸들(1)과 일체로 회전되게 장착된 조향축(2)과의 마찰력을 발생시켜 조향핸들(1)의 조작력을 제어하는 마찰수단과, 이 마찰수단과 조향축사이에 발생되는 마찰력을 차속에 따라 조절해서 조향핸들의 조작력을 제어하는 제어수단을 갖춘 구조로 되어 있다.

여기서 상기 마찰수단은 제 1 선단부(3a)가 차체에 고정되게 장착되면서 제 2 선단부(3b)는 조향축(2)의 외주면에 마찰력을 발생시키도록 접촉되게 연장되어 상기 제어수단에 의해 당겨지거나 풀려지는 마찰밴드(3)로 이루어져 있다.

그리고 상기 제어수단은 상기 마찰밴드(3)의 제 2 선단부(3b)에 회전운동을 직선운동으로 바꾸어주는 운동변환수단을 매개로 연결되어 마찰밴드(3)의 제 2 선단부를 당겨주거나 풀어주는 서보 모우터(4)와, 차속감지센서(5)와 연결되어 이 센서를 매개로 차속을 감지함과 더불어 감지된 차속에 따라 상응하는 제어전류를 상기 서보 모우터(4)에 인가시켜 마찰밴드의 장력을 조절하는 콘트롤러(ECU)를 갖춘 구조로 되어 있다.

여기서 상기 운동변환수단은 상기 제 2 선단부(3b)에 일체로 연결되면서 외주면에는 나사가 형성된 조정로드(6)와, 이 조정로드(6)가 끼워져서 나사결합되도록 내면에 나사가 형성되면서 상기 서보 모우터(4)의 출력축에 장착된 조정플러그(7)를 갖춘 구조로 되어 있다.

이하 본 발명의 실시예의 작용 및 효과를 설명한다.

먼저 자동차의 주행중에 상기 차속감지센서(5)를 매개로 콘트롤러가 차속을 감지함과 더불어 이 감지된 차속에 따라 상응하는 제어전류를 연산하여 상기 서보 모우터(4)에 인가시키게 되고, 이 서보 모우터(4)는 전류를 인가받아 시계방향 또는 반시계방향으로 소정각도로 회전되면서 조정플러그(7)를 회전시키며, 이 조정플러그(7)의 회전운동으로 상기 조정로드(6)가 상하 또는 전후로 직선이동하면서 마찰밴드(3)의 제 2 선단부(3b)를 당겨주거나 풀어줌에 따라 마찰밴드의 장력이 차속에 상응해서 조절되게 되며, 결국에는 마찰밴드(3)와 접촉된 조향축(2)과의 사이에 발생하는 마찰력이 차속에 따라 조절되어지게 되는 것이다.

즉 차속이 고속일 경우에는 상기 조정로드(6)에 의해 마찰밴드(3)가 당겨져서 마찰밴드(3)와 조향축사이의 마찰력이 높게 되고, 이에 따라 운전자가 느끼는 조향핸들의 조작감이 무거워지게 된다.

그리고 차속이 저속일 경우에는 상기 조정로드(6)에 의해 마찰밴드(3)가 풀어지면서 마찰밴드(3)와 조향축사이의 마찰력이 낮게 되고, 이에 따라 운전자가 느끼는 조향핸들의 조작감이 가볍게 되는 것이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 밴드식 속도감응형 조향장치에 의하면, 조향축에 감겨지는 마찰밴드를 이용해서 조향조작력을 조절해줌에 따라 구조가 간단하고, 저렴한 비용을 제작할 수 있을 뿐만 아니라 차속에 따라 적절한 조향감각을 느끼게 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 조향핸들(1)과 일체로 회전되게 장착된 조향축(2)의 외주면에 설치되어 조향축(2)과의 마찰력을 발생시키는 마찰수단과, 이 마찰수단과 조향축(2)사이에 발생되는 마찰력을 차속에 따라 조절해서 조향핸들(1)의 조작력을 제어하는 제어수단을 갖춘 구조로 된 밴드식 속도감응형 조향장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 마찰수단이 제 1 선단부(3a)가 차체에 고정되게 장착되면서 제 2 선단부(3b)는 조향축(2)의 외주면에 마찰력을 발생시키도록 접촉되게 연장되어 상기 제어수단에 의해 당겨지거나 풀려지는 마찰밴드(3)로 이루어진 것을 특징으로 하는 밴드식 속도감응형 조향장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 제어수단이 상기 마찰밴드(3)의 제 2 선단부(3b)에 회전운동을 직선운동으로 바꾸어주는 운동변환수단을 매개로 연결되어 마찰밴드(3)의 제 2 선단부를 당겨주거나 풀어주는 서보 모우터(4)와, 차속감지센서(5)와 연결되어 이 센서를 매개로 차속을 감지함과 더불어 감지된 차속에 따라 상응하는 제어전류를 상기 서보 모우터(4)에 인가시켜 마찰밴드의 장력을 조절하는 콘트롤러(ECU)를 갖춘 구조로 된 것을 특징으로 하는 밴드식 속도감응형 조향장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 운동변환수단이 상기 제 2 선단부(3b)에 일체로 연결되면서 외주면에는 나사가 형성된 조정로드(6)와, 이 조정로드(6)가 끼워져서 나사결합되도록 내면에 나사가 형성되면서 상기 서보 모우터(4)의 출력축에 장착된 조정플러그(7)를 갖춘 구조로 된 것을 특징으로 하는 밴드식 속도감응형 조향장치.