KR19990031128U - 차량용 파워스티어링 유압제어 밸브구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 차량의 중·고속 직진 주행시 조향력을 무겁게 하여 운전자에게 안정감을 주면서 승차감을 향상시킬 수 있도록 한 차량용 파워스티어링 유압제어 밸브구조에 관한 것이다.

본 고안은 이를 위해 밸브보디(20)의 내부에 일부가 끼워져 작동되며, 외주면 양단 적소에 제1핀홈(11)이 형성된 인풋 샤프트(10)와, 상기 밸브보디(20)의 상단 적소에 일측에 형성된 몸체(31)가 고정되며, 몸체(31)를 중심으로 양단으로 인풋 샤프트(10)의 외주면에 일정한 장력으로 맞닿아 위치하는 탄성편(32)과, 이 탄성편(32)의 내측 적소에 각각 제2핀홈(33)이 형성된 스프링(30)과, 상기 제1핀홈(11)과 제2핀홈(33)의 사이에는 각각 핀(40)이 구비되고, 또한 상기 스프링(30)의 몸체(31)에는 고정부재(50)가 체결되어 밸브보디(20)와 함께 고정되며, 상기 스프링(30)의 양단에 구비된 탄성편(32)의 저면과 밸브보디(20)의 상면과의 사이에는 (L)간격의 거리가 유지되도록 구성된다.

Description

차량용 파워스티어링 유압제어 밸브구조

본 고안은 차량용 파워 스티어링 유압제어 밸브구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 중·고속 직진 주행시에는 조향력을 무겁게 하여 운전자에게 안정감을 주면서 승차감을 향상시킬 수 있도록 하는 동시에 차량의 정차시나 저속시에는 스티어링 휠이 가볍고 부드럽게 동작될 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 자동차의 유압제어 밸브는 랙과 물려지는 피니언과 인풋 샤프트를 토션바에 의해 일체로 연결하고, 인풋 샤프트의 원주면에는 밸브보디를 설치하되 밸브보디의 원주면에는 동력실린더로 작동유가 공급되는 공급홀이 구성되며, 스티어링 휠을 회전시키면 랙에 타이어의 전진 저항이 작용하고 있기 때문에 토션바가 비틀리게 되는 것이다. 따라서 밸브보디의 홈과 인풋 샤프트의 콘트롤 엣지에 의하여 동력실린더로 공급되는 유압이 랙의 피스톤을 밀어 조향력을 부드럽게 함은 일반적으로 알려진 주지된 사실이다.

이와같은 목적으로 이용되는 종래의 차량용 파워스티어링 유압제어 밸브구조는 도 1 에 도시된 바와 같이 구성된다.

즉, 크게 피니온(60a)과 인풋 샤프트(10a) 그리고 토션바(70a)와 밸브보디(20a)로 구성되는 것이다.

상기와 같이 구성된 종래의 기술은 토션바(70a)의 강성(stiffness) 때문에 작은 입력 토오크에도 인풋 샤프트(10a)에 비틀림이 발생하여 직진 중·고속 주행시 주행 안정성을 유지하지 못하여 운전자에게 불안감을 주는 문제점과 이로인해 종종 안전사고가 발생되는 문제점이 발생되었다.

본 고안은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로서, 차량의 중·고속 직진 주행시에는 인풋 샤프트의 제1핀홈에 핀이 안착되어 조향력을 무겁게 하여 운전자에게 안정감을 주면서 승차감을 향상시킬 수 있도록 하는 동시에 차량의 정차시나 저속시에는 제1핀홈에서 이탈된 핀이 인풋 샤프트의 외주면에 맞닿아 회전되므로 스티어링 휠이 가볍고 부드럽게 동작될 수 있도록 한 차량용 파워스티어링 유압제어 밸브구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적들을 달성하기 위하여 본 고안은 밸브보디의 내부에 일부가 끼워져 작동되며, 외주면 양단 적소에 제1핀홈이 형성된 인풋 샤프트와, 상기 밸브보디의 상단 적소에 일측에 형성된 몸체가 고정되며, 몸체를 중심으로 양단으로 인풋 샤프트의 외주면에 일정한 장력으로 맞닿아 위치하는 탄성편과, 이 탄성편의 내측 적소에 각각 제2핀홈이 형성된 스프링과, 상기 제1핀홈과 제2핀홈의 사이에는 각각 핀이 구비되고, 또한 상기 스프링의 몸체에는 고정부재가 체결되어 밸브보디와 함께 고정되며, 상기 스프링의 양단에 구비된 탄성편의 저면과 밸브보디의 상면과의 사이에는 (L)간격의 거리가 유지되도록 함을 특징으로 하는 차량용 파워스티어링 유압제어 밸브구조를 제공한다.

이하에서 이러한 목적 달성을 위한 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 종래 차량용 파워스티어링 유압제어 밸브구조의 종단면도.

도 2 는 본 고안에 적용된 차량용 파워스티어링 유압제어 밸브구조의

요부 평면도.

도 3 은 본 고안에 적용된 차량용 파워스티어링 유압제어 밸브구조의

요부 정면도.

도 4 는 본 고안에 적용된 핀이 인풋 샤프트의 제2핀홈에 안착된 상태의

요부 확대도.

도 5 는 본 고안에 적용된 인풋 샤프트가 소정간격 회전된 상태의 요부

확대도.

도 6 은 본 고안에 적용된 인풋 샤프트가 회전하여 핀이 인풋 샤프트의

외주면에 맞닿은 상태의 요부 확대도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

10: 인풋 샤프트 11: 제1핀홈 20: 밸브보디

30: 스프링 31: 몸체 32: 탄성편

33: 제2핀홈 40: 핀홈 50: 고정부재

본 고안에 적용된 차량용 파워스티어링 유압제어 밸브구조는 도 2 내지 도 6 에 도시된 바와 같이 구성되는 것으로, 여기서 부호 20은 밸브보디이다.

상기 밸브보디(20)의 내부에는 인풋 샤프트(10)의 일부가 끼워져 작동되는 것으로, 상기 인풋 샤프트(10)의 외주면 양단 적소에는 각각 제1핀홈(11)이 형성된다.

또한 부호 30은 일정한 장력으로 상기 인풋 샤프트(10)의 외주면을 감싸는 스프링이 구비되는 것으로, 상기 스프링(30)은 일측 중앙 적소에는 몸체(31)가 구비된다. 그리고 상기 몸체(31)를 중심으로 양단에는 탄성편(32)이 구비되는 것으로, 이 각각의 탄성편(32)의 내측 적소 즉, 상기 제1핀홈(11)과 같은 위치에는 제2핀홈(33)이 형성되며, 상기 탄성편(32)의 저면과 밸브보디(20)의 상단과는 간격(L)만큼 유지되도록 구성한다.

또한 상기 스프링(30)의 몸체(31)에는 고정부재(50)가 체결되어 스프링(30)과 밸브보디(20)를 상호 고정시킨다.

부호 40은 핀으로, 이 핀(40)은 상기 제1핀홈(11)과 제2핀홈(33)의 사이에 각각 구비된다.

본 고안은 상기 제1핀홈(11)과 제2핀홈(33)의 각도를 약90°로 구성함이 바람직하나, 필요에 따라서는 약 80°- 100°사이의 각도로 변경하여 구성할 수 있음은 물론이다.

또한 본 고안은 필요에 따라 상기 인풋 샤프트(10)의 외주면에 형성되는 제1핀홈(11)을 2개로 형성되는 한쌍으로 구비하고, 상기 탄성편(32)의 내측에 형성되는 제2핀홈(33)을 2개로 형성되는 한쌍으로 구비하며, 상기 제1핀홈(11)과 제2핀홈(33)의 사이에는 각각 2개의 핀(40)으로 구비하여 사용할 수 있음은 물론이다.

상기와 같이 구성된 본 고안 차량용 파워스티어링 유압제어 밸브구조의 작용은 다음과 같다.

우선 본 고안에 구비된 스프링(30)의 탄성편(32)은 일정한 장력으로 인풋 샤프트(10)의 외주면을 감싸고 있다.

이와같은 상태는 도 2 내지 도 4 에 도시된 바와 같은 것으로, 이때는 탄성편(32)이 (F)라는 힘으로 핀(40)을 누르게 되고, 상기 핀(40)은 제1핀홈(11)의 양 접지점에서 (F')(F)라는 분력으로 작용하게 된다.

이와같은 상태에서는 차량이 중·고속 직진 주행중으로 조향력을 무겁게 하여 차량이 안정된 상태이다. 즉, 상기 인풋 샤프트(10)는 핀(40)과 탄성편(32)에 의해 영향을 받으므로 조향력이 무겁게 되고 이로인해 고속 주행시에도 차량이 안정된 상태를 유지하게 되는 것이다.

상기와 같은 상태에서 상기 인풋 샤프트(10)가 화살표 방향으로 소정간격 회전하게 되면 도 5 에 도시된 바와 같이 인풋 샤프트(10)의 비틀어진 각도에 의해서 스프링(30)의 탄성편(32)의 압축력과 분력이 다르게 발생되므로 인풋 샤프트(10)의 회전을 상기 분력이 잡아주게 된다.

즉, 보다 상세히 설명하면 상기 핀(40)의 힘이 (F₁)라면 이 접촉점에서 받는 힘은 (F₂)가 필요한 분력이 되므로 F₂= sinθ×F₁이 된다. 그리고 여기서 (F₃)는 축 중심으로 누르는 힘이 되므로 마찰력으로만 작용하게 되며 상기 (F₂)에는 영향을 미치지 않게 된다.

상기와 같은 상태에서 운전자의 조작에 의해 계속 인풋 샤프트(10)가 회전하게 되면 핀(40)은 도 6 에 도시된 바와 같이 제1핀홈(11)에서 이탈되어 인풋 샤프트(10)의 외주면에 맞닿은 상태로 위치하게 되며, 상기와 같은 상태에서는 핀(40)이 원활히 인풋 샤프트(10)의 외주면에서 회전되므로 스티어링 휠을 가볍게 동작시키게 되는 것이며, 이로인해 조향각이 큰 정차시나 저속시는 되도록 가볍게 조향휠을 작동시킬 수 있게 되는 것이다.

한편 상기 스프링(30)의 양단에 구비된 탄성편(32)의 저면은 밸브보디(20)의 상면과 (L)거리만큼 간격이 벌어지게 되므로, 탄성편(32)이 벌어지거나 좁혀질 때 밸브보디(20)의 상면과 마찰없이 작동되도록 한 것이다.

또한 상기 스프링(30)의 몸체(31)에는 고정부재(50)가 끼워져 밸브보디(20)에 체결되는 것으로, 상기 고정부재(50)에 의해 스프링(30)과 밸브보디(20)가 상호 고정되어 작동되는 것이다.

이상과 같이 본 고안은 차량의 중·고속 직진 주행시에는 인풋 샤프트의 제1핀홈에 핀이 안착되어 조향력을 무겁게 하여 운전자에게 안정감을 주면서 승차감을 향상시킬 수 있도록 하는 동시에 차량의 정차시나 저속시에는 제1핀홈에서 이탈된 핀이 인풋 샤프트의 외주면에 맞닿아 회전되므로 스티어링 휠이 가볍고 부드럽게 동작될 수 있도록 한 유용한 고안이다.

Claims (4)

1. 차량용 파워스티어링 유압제어 밸브구조에 있어서,

   밸브보디(20)의 내부에 일부가 끼워져 작동되며, 외주면 양단 적소에 제1핀홈(11)이 형성된 인풋 샤프트(10)와,

   상기 밸브보디(20)의 상단 적소에 일측에 형성된 몸체(31)가 고정되며, 몸체(31)를 중심으로 양단으로 인풋 샤프트(10)의 외주면에 일정한 장력으로 맞닿아 위치하는 탄성편(32)과, 이 탄성편(32)의 내측 적소에 각각 제2핀홈(33)이 형성된 스프링(30)과,

   상기 제1핀홈(11)과 제2핀홈(33)의 사이에는 각각 핀(40)이 구비됨을 특징으로 하는 차량용 파워스티어링 유압제어 밸브구조.
2. 제1항에 있어서,

   상기 인풋 샤프트(10)의 외주면에 형성되는 제1핀홈(11)을 2개로 형성되는 한쌍으로 구비하고, 상기 탄성편(32)의 내측에 형성되는 제2핀홈(33)을 2개로 형성되는 한쌍으로 구비하며, 상기 제1핀홈(11)과 제2핀홈(33)의 사이에는 각각 2개의 핀(40)이 구비됨을 특징으로 하는 차량용 파워스티어링 유압제어 밸브구조.
3. 제1항에 있어서,

   상기 스프링(30)의 몸체(31)에는 고정부재(50)가 체결되어 밸브보디(20)와 함께 고정됨을 특징으로 하는 차량용 파워스티어링 유압제어 밸브구조.
4. 제1항에 있어서,

   상기 스프링(30)의 양단에 구비된 탄성편(32)의 저면과 밸브보디(20)의 상면과의 사이에는 (L)간격의 거리가 유지됨을 특징으로 하는 차량용 파워스티어링 유압제어 밸브구조.