KR19980056471A - 조향축의 유압식 높이 조절장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 동력 조향장치의 파워펌프에서 압송된 오일을 이용하여 운전자의 체형에 맞게 조향축의 높이를 조절할 수 있도록 구성함으로써, 편의성을 증대시킬 수 있는 조향축의 유압식 높이 조절장치에 관한 것으로, 이것은 조향휘일(20)과 연결되며 중앙에 피스톤(24)이 끼워진 상부축(22)과, 상단은 상부축(22)의 중공부(22a)를 따라 미끄럼 이동할 수 있도록 장착되며 하단은 유니버셜 조인트(38)를 개재하여 조향기어(42)와 연결된 하부축(28)과, 베어링(32)에 의해 상부축(22)과 하부축(28)을 회전 가능하게 지지하는 조향칼럼(30)과, 제 1라인(L1)을 경유하여 파워펌프(46)로부터 공급되는 오일을 제 2라인(L2) 및 조향기어(42)와 연통된 제 3라인(L3)중 하나에 선택적으로 공급하는 방향절환밸브(60)와, 업·다운 스위치(44)의 조작에 따라 개폐되면서, 제 2라인(L2) 및 오일 저장통(48)과 연통된 제 4라인(L4)을 통해 공급되는 오일을 조향칼럼(30)의 상부 유압실(C1)과 연통된 제 5라인(L5) 및 하부 유압실(C2)과 연통된 제 6라인(L6)에 선택적으로 공급하는 업·다운밸브(50)로 구성된다.

Description

조향축의 유압식 높이 조절장치

본 발명은 조향축의 유압식 높이 조절장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 동력 조향장치의 파워펌프에서 압송된 오일을 이용하여 운전자의 체형에 맞게 조향축의 높이를 조절할 수 있도록 구성함으로써, 편의성을 증대시킬 수 있는 조향축의 유압식 높이 조절장치에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 조향장치는 운행중인 자동차의 진행 방향을 임의로 변경할 때 사용하는 것으로, 운전자가 직접 조작하는 조향휘일의 조작력을 조향축을 통해 조향기어로 전달함으로써 조향륜을 좌우로 회전시켜 차량의 조향을 가능케 한다. 이러한 기능을 갖는 조향장치로는 링크기구를 이용하여 타이로드를 조작하는 기계식 조향장치와, 파워펌프에서 발생된 유압을 이용하여 동력 실린더를 조작함으로써 보조 조향력을 얻는 동력 조향장치로 구분할 수 있으며, 최근에는 조작의 편의성으로 인해 동력 조향장치의 보급이 증대되고 있다. 또한, 조향장치에는 충돌시에 운전자에게 전달되는 충격을 흡수하여 부상을 막는 충격흡수장치와 에어백(air bag)등이 설치되어 있다.

도 1은 종래의 자동차용 조향장치의 구성을 보인 사시도로, 여기에는 통상의 동력 조향장치가 개략적으로 도시되어 있다.

도시한 바와 같이, 동력 조향장치의 개략적인 구성을 보면, 운전자가 직접 조작하는 조향휘일(4)과, 조향휘일(4)의 회전력을 전달하는 조향축(6)이 회전 가능하게 내장되어 있는 조향칼럼(8)과, 조향축(6)의 회전에 따라 개방되는 조향밸브(9)와, 조향밸브(9)의 개방에 따라 파워펌프(11)에서 압송된 오일의 압력을 이용하여 양단에 부착된 타이로드(12)를 회동시켜 조향륜(14)을 좌우로 회동시키는 조향기어(10)로 이루어져 있다.

여기에서, 조향휘일(4)의 회전력은 조향축(6)을 통해 상부 유니버셜 조인트(18)를 거쳐 중간축(intermediator shaft)(16)으로 전달된 다음, 하부 유니버셜 조인트(20)와 피니언 기어를 통해 조향기어(10)로 전달된다. 또한, 조향기어(10)의 이동량을 감지하는 파워 스티어링 센서(13)가 추가로 설치되어 있으며, 조향칼럼(8)상에는 차량에 설치된 각종 전장품에 전기를 공급하거나 엔진의 기동시에 시동모터에 전기를 보내는 점화 스위치(7)가 부착되어 있다.

이러한 구성을 지닌 종래의 조향장치에서는 조향축의 높이가 일정하게 고정되어 있으므로, 운전자의 체형에 맞게 조절할 수 없는 문제가 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은 파워펌프에서 압송된 오일을 이용하여 운전자의 체형에 맞게 조향축의 높이를 조절할 수 있도록 구성함으로써, 편의성을 증대시킬 수 있는 조향축의 유압식 높이 조절장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 자동차용 조향장치의 구성을 보인 사시도

도 2는 본 발명에 따른 조향축의 유압식 높이 조절장치의 구성을 보인 단면도

도 3은 도 2에서 선 A-A를 따라 취한 단면도

도 4는 본 발명에서 채용한 업·다운밸브의 구성을 보인 단면도

도 5는 본 발명에서 채용한 방향절환밸브의 구성을 보인 단면도

도 6은 본 발명에 따른 조향축의 유압식 높이 조절장치의 구성을 보인 회로도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20:조향휘일 22:상부축

24:피스톤 28:하부축

32:베어링 38:유니버셜 조인트

40:중간축 42:조향기어

44:업·다운 스위치 46:파워펌프

48:오일 저장통 50:업·다운밸브

52:제 1개폐밸브 54:제 1모터축

60:방향절환밸브 62:제 2개폐밸브

64:제 2모터축

상술한 본 발명의 목적은 조향휘일과 연결되며 중앙에 피스톤이 끼워진 상부축과, 상단은 상부축의 중공부를 따라 미끄럼 이동할 수 있도록 장착되며 하단은 유니버셜 조인트를 개재하여 조향기어와 연결된 하부축과, 베어링에 의해 상부축과 하부축을 회전 가능하게 지지하는 조향칼럼과, 제 1라인을 경유하여 파워펌프로부터 공급되는 오일을 제 2라인 및 조향기어와 연통된 제 3라인중 하나에 선택적으로 공급하는 방향절환밸브와, 업·다운 스위치의 조작에 따라 개폐되면서, 제 2라인 및 오일 저장통과 연통된 제 4라인을 통해 공급되는 오일을 조향칼럼의 상부 유압실과 연통된 제 5라인 및 하부 유압실과 연통된 제 6라인에 선택적으로 공급하는 업·다운밸브로 구성되는 것을 특징으로 하는 조향축의 유압식 높이 조절장치에 의해서 달성된다.

본 발명에 의하면, 파워펌프에서 공급되는 오일에 의해 운전자의 체형에 맞게 조향축의 높이를 조절하여 편의성을 증대시킬 수 있는 이점이 있다.

이하, 첨부한 도 2 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 조향축의 유압식 높이 조절장치에 대하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 조향축의 유압식 높이 조절장치의 구성을 보인 단면도이고, 도 3은 도 2에서 선 A-A를 따라 취한 단면도이고, 도 4와 도 5는 각각 본 발명에서 채용한 업·다운밸브와 방향절환밸브의 구성을 보인 단면도이며, 도 6은 본 발명에 따른 조향축의 유압식 높이 조절장치의 구성을 보인 회로도이다.

먼저, 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에서는 조향축의 높이를 조절하기 위해서, 동력 조향장치에서 오일을 압송하는 파워펌프(46)에서 공급되는 유압을 이용하였다. 이것은 개략적으로, 조향축을 구성하는 상부축(22) 및 하부축(28)과, 베어링(32)을 개재하여 이들 상부축(22)과 하부축(28)을 회전 가능하게 지지하는 조향칼럼(30)과, 조향칼럼(30)에 형성된 상부 유압실(C1)과 하부 유압실(C2)에 선택적으로 오일을 공급하는 업·다운밸브(50)와 방향절환밸브(60)로 구성된다. 조향칼럼(30)은 브라켓(34)에 의해 대시패널에 고정한다.

이를 보다 상세히 설명하면, 조향휘일(20)과 연결되어 있는 상부축(22)의 중앙에는 조향칼럼(30)의 내벽을 따라 미끄럼 이동하는 피스톤(24)이 끼워져 있으며, 하부축(28)의 상단은 상부축(22)의 중공부(22a)를 따라 미끄럼 이동할 수 있도록 장착되고, 하단은 유니버셜 조인트(38)와 중간축(40)을 개재하여 조향기어(42)와 연결되어 있다. 상부축(22)의 상부에는 시일(36)이 끼워져 있어, 오일의 누출을 방지하며, 하부축(28)의 하단에도 동일한 목적의 시일(36')이 끼워져 있다. 상부축(22)의 하단에 형성된 중공부(22a)와 하부축(28)간에도 시일(26)이 끼워져 있다.

또한, 방향절환밸브(60)는 제 1라인(L1)을 경유하여 파워펌프(46)로부터 공급되는 오일을 제 2라인(L2)으로 공급하거나, 조향기어(42)와 연통된 제 3라인(L3)으로 공급하는 역할을 하며, 업·다운 스위치(44)의 조작에 따라 작동되는 업·다운밸브(50)는 제 2라인(L2) 및 오일 저장통(48)과 연통된 제 4라인(L4)을 통해 공급되는 오일을 조향칼럼(30)의 상부 유압실(C1)과 연통된 제 5라인(L5)으로 보내 조향축을 하강시키거나, 하부 유압실(C2)과 연통된 제 6라인(L6)으로 보내 조향축을 상승시키는 역할을 한다. 제 3라인(L3)을 통해 조향기어(42)로 공급된 오일은 동력 조향후에 제 8라인(L8)을 경유하여 오일 저장통(48)으로 공급되며, 오일 저장통(48)내의 오일은 제 7라인(L7)을 경유하여 파워폄프(46)로 공급된다.

여기에서, 조향축을 구성하는 상부축(22)의 하단은 도 3에 도시한 바와 같이, 중공부(22a)로 이루어져 있으며, 이 중공부(22a)내에는 하부축(28)의 상단이 끼어져 있다. 하부축(28)과 조향칼럼(30)사이에는 하부 유압실(C2)이 형성되어 있다.

다음, 도 4는 본 발명에서 채용한 업·다운밸브의 구성을 보인 단면도로, 내부에는 업·다운 스위치(44)의 조작에 따라 회전되는 제 1모터축(54)에 의해 유로를 변경하는 제 1개폐밸브(52)가 내장되어 있다. 또한, 업·다운밸브(50)의 상부는 오일 저장통(48)과 연통된 제 4라인(L4) 및 조향칼럼(30)의 상부 유압실(C1)과 연통된 제 5라인(L5)과 연통되어 있으며, 하부는 방향절환밸브(60)와 연통된 제 2라인(L2) 및 조향칼럼(30)의 하부 유압실(C2)과 연통된 제 6라인(L6)과 연통되어 있다.

따라서, 조향축을 하강시키는 경우에는 제 1모터축(54)에 의해 제 1개폐밸브(52)를 실선으로 도시한 바와 같이 수직으로 배치하면 된다. 이때, 제 2라인(L2)을 통해 유입된 오일은 화살표(Q)방향을 따라 제 5라인(L5)을 경유하여 조향칼럼(30)의 상부 유압실(C1)로 공급됨과 동시에, 제 6라인(L6)을 통해 조향칼럼(30)의 하부 유압실(C2)로부터 배출되는 오일은 동일(Q)방향을 따라 제 4라인(L4)을 경유하여 오일 저장통(48)으로 배출됨으로써, 상부축(22)에 끼워져 있는 피스톤(24)이 조향칼럼(30)의 내벽을 따라 하강하여 조향축의 높이를 낮출 수 있게 된다

반대로, 조향축을 상승시키는 경우에는 제 1모터축(54)에 의해 제 1개폐밸브(52)를 가상선으로 도시한 바와 같이 경사지게 배치하면 된다. 이때, 제 2라인(L2)을 통해 유입된 오일은 화살표(P')방향을 따라 제 6라인(L6)을 경유하여 조향칼럼(30)의 하부 유압실(C2)로 공급됨과 동시에, 제 5라인(L5)을 통해 조향칼럼(30)의 상부 유압실(C1)로부터 배출되는 오일은 화살표(P)방향을 따라 제 4라인(L4)을 경유하여 오일 저장통(48)으로 배출됨으로써, 상부축(22)에 끼워져 있는 피스톤(24)이 조향칼럼(30)의 내벽을 따라 상승하여 조향축의 높이를 상승시킬 수 있게 된다

다음에, 도 5는 본 발명에서 채용한 방향절환밸브의 구성을 보인 단면도로, 내부에는 업·다운 스위치(44)의 조작에 따라 회전되는 제 2모터축(64)에 의해 유로를 변경하는 제 2개폐밸브(62)가 장착되어 있다. 따라서, 평상시에는 제 2개폐밸브(62)의 좌측 상단은 업·다운밸브(50)와 연결된 제 2라인(L2)과 연통되어 있으며, 우측 상단은 조향기어(42)에 오일을 공급하는 제 3라인(L3)과 연통되어 있고, 하단에는 제 1라인(L1)이 연통되어 있어, 파워펌프(46)로부터 공급되는 오일을 제 2라인(L2)과 제 3라인중에서 한곳으로 공급하게 된다.

그러므로, 평소의 운행시에 제 2개폐밸브(62)는 가상선으로 도시한 바와 같이 배치됨으로써, 제 1라인(L1)을 통해 파워펌프(46)로부터 유입되는 오일을 조향기어(42)로 압송하여 보조 조향력을 얻을 수 있는 한편, 조향축의 업·다운시에는 제 2모터축(64)을 회전시켜 제 2개폐밸브(62)를 실선으로 도시한 바와 같이 회동시킨다. 따라서, 제 1라인(L1)을 통해 파워펌프(46)로부터 유입되는 오일은 업·다운밸브(50)로 공급됨으로써, 유압을 이용한 조향축의 상승 및 하강이동을 가능케한다.

도 6은 본 발명에 따른 조향축의 유압식 높이 조절장치의 구성을 보인 회로도이다. 업·다운 스위치(44)에는 조향축의 상승시에 사용하는 업 스위치(44a)와 하강시에 사용하는 다운 스위치(44b)가 설치되어 있으며, 이들 스위치(44a, 44b)는 본 발명의 방향절환밸브(60)와 업·다운밸브(50)와 전기적으로 접속되어 있다. 그러므로, 업 스위치(44a)나 다운 스위치(44b)중 어느 하나를 누르는 경우에도, 방향절환밸브(60)에 우선적으로 전기가 공급되어 도 5에서 설며한 바와 같이, 파워펌프(46)로부터 조향기어(42)로 공급되던 오일을 제 2라인(L2)을 통해 업·다운밸브(50)로 공급하기 시작한다.

이때, 운전자가 다운 스위치(44b)를 누른 경우를 가정하면, 업·다운 밸브(50)는 도 4에서 설명한 바와 같이, 제 1모터축(54)에 의해 제 1개폐밸브(52)를 실선으로 배치시켜 하부 유압실(C2)에 오일을 공급함으로써, 조향축의 상승을 가능케하며, 업 스위치(44a)를 누른 경우에는 제 1개폐밸브(52)를 가상선으로 도시한 바와 같이 배치시켜 조향축의 하강을 가능케한다.

이상으로 설명한 본 발명에 따른 조향축의 유압식 높이 조절장치는 파워펌프에서 공급되는 오일에 의해 운전자의 체형에 맞게 조향축의 높이를 조절하여 편의성을 증대시킬 수 있는 효과를 갖는다.

Claims (3)

1. 조향휘일(20)과 연결되며 중앙에 피스톤(24)이 끼워진 상부축(22)과, 상단은 상기 상부축(22)의 중공부(22a)를 따라 미끄럼 이동할 수 있도록 장착되며 하단은 유니버셜 조인트(38)를 개재하여 조향기어(42)와 연결된 하부축(28)과, 베어링(32)에 의해 상기 상부축(22)과 하부축(28)을 회전 가능하게 지지하는 조향칼럼(30)과, 제 1라인(L1)을 경유하여 파워펌프(46)로부터 공급되는 오일을 제 2라인(L2) 및 상기 조향기어(42)와 연통된 제 3라인(L3)중 하나에 선택적으로 공급하는 방향절환밸브(60)와, 업·다운 스위치(44)의 조작에 따라 개폐되면서, 상기 제 2라인(L2) 및 오일 저장통(48)과 연통된 제 4라인(L4)을 통해 공급되는 오일을 상기 조향칼럼(30)의 상부 유압실(C1)과 연통된 제 5라인(L5) 및 하부 유압실(C2)과 연통된 제 6라인(L6)에 선택적으로 공급하는 업·다운밸브(50)로 구성되는 것을 특징으로 하는 조향축의 유압식 높이 조절장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 업·다운밸브(50)에는 상기 업·다운 스위치(44)의 조작에 따라 회전되는 제 1모터축(54)에 의해 유로를 변경하는 제 1개폐밸브(52)가 내장된 것을 특징으로 하는 조향축의 유압식 높이 조절장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 방향절환밸브(60)에는 상기 업·다운 스위치(44)의 조작에 따라 회전되는 제 2모터축(64)에 의해 유로를 변경하는 제 2개폐밸브(62)가 내장된 것을 특징으로 하는 조향축의 유압식 높이 조절장치.