KR20020049119A

KR20020049119A - 차량용 가변 조향장치

Info

Publication number: KR20020049119A
Application number: KR1020000078208A
Authority: KR
Inventors: 송준규
Original assignee: 밍 루; 주식회사 만도
Priority date: 2000-12-19
Filing date: 2000-12-19
Publication date: 2002-06-26

Abstract

본 발명은 차량용 가변 조향장치에 관한 것이다. 본 발명은 랙-피니언 방식의 차량용 조향장치에 있어서, 랙(20)과 평행하게 설치되며 상기 랙(20)과 일체로 이동되는 링크 바(30)와, 상기 링크 바(30)의 일단에 소정 간격을 두고 형성되는 한 쌍의 위치고정돌기(31)와, 상기 한쌍의 위치고정돌기(31) 사이에 선택적으로 위치되어 상기 링크 바(30)의 이동 변위를 제어하는 스토퍼(32)와, 상기 스토퍼(32)를 전후로 직선 이동시키는 구동 수단(40)을, 구비하여 랙의 이송량을 가변적으로 조절할 수 있게 함으로써, 스노우 체인을 장착하지 않을 경우 휠 하우스 내의 여유공간을 이용하여 전륜의 조타각을 최대한 확보하고, 차량의 회전반경을 감소시킬 수 있게 하였다.

Description

차량용 가변 조향장치{VARIABLE STEERING SYSTEM FOR USE IN AN AUTOMOBILE}

본 발명은 차량용 조향장치(Steering system)에 관한 것으로, 더 상세하게는랙-피니언(Rack Pinion) 방식의 조향 기어에서 운전자의 조작력을 직선운동으로 변환시켜 타이로드(Tie rod)에 전달하는 랙의 이송량을 가변적으로 조절함으로써 차량의 회전 반경을 줄일 수 있게 하는 차량용 가변 조향장치에 관한 것이다.

조향장치는 차량의 진행 방향을 운전자가 의도하는 바에 따라 임의로 바꿀 수 있게 하는 장치로서, 조향휠 및 조향축, 조작력의 변환이 이루어지는 조향기어와 조작력을 바퀴에 전달하는 타이로드 등으로 구성되고, 조향기어의 형식에 따라 일반적으로 볼-너트형(Ball-nut type)과 랙-피니언형이 주로 쓰이고 있다.

도 1은 종래의 랙-피니언형 조향장치를 나타낸 것으로, 조향축(2)의 단부에 설치된 피니언(3)을 기어박스(1) 내부의 랙(4)과 맞물려 축(2)의 회전운동을 직선운동으로 변환시킨 뒤, 랙(4)과 볼 조인트(Ball joint: 6)로 연결된 타이로드(5)를 통해 바퀴(도시 없음)에 전달하는 구조로 되어 있다.

이러한 종래의 조향장치는 조향휠을 최대로 회전시켰을 경우 타이어가 휠 하우스 내에서 간섭이 발생하지 않는 범위 내에서 조향이 이루어지도록 되어 있다. 특히, 겨울철에 스노우 체인을 장착할 경우에 대비하여 바퀴의 최대 조타각을 제한하고 있어 휠 하우스 내부는 바퀴의 움직임을 최대로 하였을 경우에도 다소의 여유공간을 갖게 된다.

따라서, 휠 하우스 내부의 여유공간을 이용하여 바퀴의 조타각 범위를 크게 하면 차량의 회전반경을 줄일 수 있게 되는데, 종래의 랙-피니언 방식의 조향장치에서는, 전술한 바와 같이 스노우 체인이 장착될 경우를 감안하고 바퀴의 조향 조작이 이루어지도록 랙의 운동범위가 고정됨으로써 이를 실현하기에 적합하지 않은단점이 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 랙-피니언 방식의 차량용 조향장치에 있어 체인의 장착여부에 따라 바퀴의 조향 범위를 조절할 수 있게 함으로써, 휠 하우스 내의 여유공간을 이용하고 차량의 회전 반경을 줄일 수 있는 차량용 가변 조향장치를 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 조향축의 회전운동으로 전달되는 운전자의 조작력을 랙에서 직선운동으로 변환시켜 타이로드를 통해 바퀴에 전달하는 랙-피니언 방식의 차량용 조향장치에 있어서, 상기 랙과 평행하게 설치되며 상기 랙과 일체로 이동되는 링크 바와, 상기 링크 바의 일단에 소정 간격을 두고 형성되는 한 쌍의 위치고정돌기와, 상기 한쌍의 위치고정돌기 사이에 선택적으로 위치되어 상기 링크 바의 이동 변위를 제어하는 스토퍼와, 상기 스토퍼를 전후로 직선 이동시키는 구동 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 겨울철에 스노우 체인을 장착하게 될 경우, 스토퍼를 한쌍의 위치고정돌기 사이에 위치시켜 링크 바의 이동량을 제한함으로써, 랙의 이송 변위는 제한되고, 바퀴의 조타각은 일반적인 차량의 조타각과 동일하게 적용된다.

반대로, 스노우 체인을 장착하지 않을 경우에는, 한쌍의 위치고정돌기 사이에 스토퍼가 위치되지 않게 함으로써, 링크 바 및 랙의 이송 제한은 없어지게 되며, 바퀴의 조타각은 커지게 된다. 이와 같은 경우 바퀴를 간섭이 발생하지 않는최대 범위에서 조향할 수 있게 되므로, 차량의 회전반경을 그만큼 감소시킬 수 있게 된다.

도 1은 종래의 랙-피니언형 조향장치를 도시한 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 가변 조향장치의 일 실시예를 도시한 단면도.

도 3은 도 2의 작동 상태도,

도 4는 본 발명에 따른 가변 조향장치의 다른 실시예를 도시한 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 기어박스 12 : 조향축(Steering shaft)

20 : 랙(Rack) 21 : 브라켓(Bracket)

30 : 링크 바(Link bar) 31 : 위치고정돌기

32 : 스토퍼(Stopper) 40 : 구동수단

41,45 : 지지체 42 : 스프링

43 : 편심캠 44,46 : 모터

47 : 회전축

이와 같은 본 발명의 특징적인 구성 및 이에 따른 작용효과는 첨부된 도면을 참조한 실시예의 상세한 설명을 통해 더욱 명확해 질 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 차량용 가변 조향장치의 일 실시예를 도시한 것으로서, 랙(20)은 볼 조인트(16)를 통해 타이로드(15)와 결합되며, 조향축(12)의 회전운동으로 전달되는 운전자의 조작력을 직선운동으로 변환시켜 타이로드(15)를 통해 바퀴(도시 없음)로 전달하게 된다.

본 발명에 따른 가변 조향장치의 일 실시예는, 랙(20)과 평행하게 링크 바(30)가 설치되고, 이 링크 바(30)와 랙(20)은 브라켓(21)을 통해 연결 고정되어 일체로 이동되게 된다. 그리고, 링크 바(30)의 일단에는 한 쌍의 위치고정돌기(31)가 소정의 간격을 두고 형성되고, 이 한쌍의 위치고정돌기(31) 사이의 중앙에는 스토퍼(32)가 링크 바(30)의 반경 방향으로 이동 가능하게 설치된다.

그리고 스토퍼(32)는 정역모터(46)의 회전축(47)과 나사 결합되고, 정역모터(46)는 기어박스(10)의 하부에 설치되는 지지체(45)에 고정 설치되며, 스토퍼(32)는 지지체(45)에 형성된 중앙통로(45a)를 따라 직선이동 가능하게 지지된다. 따라서, 정역모터(46)가 회전하면 정역모터(46)의 회전축(47)과 나사 결합된 스토퍼(32)는, 지지체(45)의 중앙통로(45a)를 따라 직선왕복 이동되면서 링크 바(30)에 형성된 한쌍의 위치고정돌기(31) 사이에 위치되거나 또는 그 반대로 한쌍의 위치고정돌기로부터 멀어지게 된다.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 스토퍼(32)가 링크 바(30)에 형성된 한쌍의 위치고정돌기(31) 사이에 위치하는 경우, 스토퍼(32)에 의해 링크 바(30)의 이송이 제한되므로 링크 바(30)와 일체로 연결된 랙(20)의 이송 변위도 이와 동일하게 제한 받게 된다. 이는 겨울철에 바퀴에 스노우 체인을 장착하는 경우에 해당되며, 이때 바퀴의 조타각은 일반적인 차량의 조타각과 동일하다.

한편, 정역모터(46)의 회전을 반대로 하면, 도 2에 도시된 바와 같이 스토퍼(32)는 링크 바(30)에 형성된 한쌍의 위치고정돌기(31) 사이로부터 멀어지게 됨으로써 위치고정돌기(31)는 스토퍼(32)에 의한 이송의 제한을 받지 않게 되며, 랙(20)의 이송 변위는 늘어나게 된다. 이때는 스노우 체인을 장착하지 않는 상태로서 바퀴의 조타량은 최대가 되고, 차량의 회전반경은 그만큼 감소하게 된다.

도 4는 본 발명에 따른 가변 조향장치의 다른 실시예를 도시한 것으로서, 이는 스토퍼(32)를 직선이동 가능하게 지지하는 지지체(41)와, 스토퍼(32)를 상기 링크 바(30)와 반대방향으로 탄성바이어스 시키는 스프링(42)과, 스토퍼(32)와 접촉되어 스토퍼(32)를 승강시키는 편심캠(43)과, 이 편심캠(43)을 구동시키는 모터(44)를 구비한다.

이와 같은 본 발명에 따른 다른 실시예의 경우에는, 모터(44)에 의해 편심캠(43)이 회전하면서 스토퍼(32)를 상하로 직선 이동시키게 됨에 따라 스토퍼(32)가 링크 바(30)에 형성된 한쌍의 위치고정돌기(31) 사이에 위치되거나 또는 이들로부터 분리되면서 상술한 일 실시예와 같이 랙의 변위를 가변시키게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 차량용 가변 조향장치에 의하면, 위치고정돌기를 가진 링크 바를 랙과 일체로 연동시키고, 위치고정돌기 사이에 선택적으로 스토퍼를 위치시킴으로써, 랙의 이송량을 가변적으로 조절할 수 있게 된다. 따라서, 스노우 체인을 장착하지 않을 경우, 휠 하우스 내의 여유공간을 이용하여 전륜의 조타각을 최대한 확보함으로써 차량의 회전반경을 감소시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Claims

조향축의 회전운동으로 전달되는 운전자의 조작력을 랙에서 직선운동으로 변환시켜 타이로드를 통해 바퀴에 전달하는 랙-피니언 방식의 차량용 조향장치에 있어서,

상기 랙(20)과 평행하게 설치되며 상기 랙(20)과 일체로 이동되는 링크 바(30)와, 상기 링크 바(30)의 일단에 소정 간격을 두고 형성되는 한 쌍의 위치고정돌기(31)와, 상기 한쌍의 위치고정돌기(31) 사이에 선택적으로 위치되어 상기 링크 바(30)의 이동 변위를 제어하는 스토퍼(32)와, 상기 스토퍼(32)를 전후로 직선 이동시키는 구동 수단(40)을, 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 가변 조향장치.
제 1 항에 있어서,

상기 구동 수단(40)은, 상기 스토퍼(32)를 직선이동 가능하게 지지하는 지지체(41)와, 상기 스토퍼(32)를 상기 링크 바(30)와 반대방향으로 탄성바이어스 시키는 스프링(42)과, 상기 스토퍼(32)와 접촉되어 스토퍼(32)를 승강시키는 편심캠(43)과, 상기 편심캠(43)을 구동시키는 모터(44)를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 가변 조향장치.
제 1 항에 있어서,

상기 구동 수단(40)은, 상기 스토퍼(32)를 직선이동 가능하게 지지하는 지지체(45)와, 상기 스토퍼(32)와 나사 결합되는 회전축(47)을 가지는 정역모터(46)를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 가변 조향장치.