KR20030027974A - 차량의 조향장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중립상태에서 일정각도 회전 범위까지 조향휠을 조작하는데 필요한 조작력의 크기를 직접적, 독립적으로 조절 가능하여 차량의 직진안정성을 향상시킬 수가 있는 차량의 조향장치에 관한 것으로, 조향휠(110)의 조작력을 조향기어에 전달하는 조향샤프트(100)와, 이 조향샤프트(100)가 내입된 튜브형상의 조향칼럼(200)을 포함하는 차량의 조향장치에 있어서, 상기 조향샤프트(100)의 측면 일측에는 평면 형성된 좌면부(120)가 구비되며, 상기 조향칼럼(200)에는 상기 조향샤프트(100)의 토오크를 조절하기 위한 토오크조절수단(210)이 상기 조향샤프트(100)의 좌면부(120)와 연동하도록 부설되어, 운전자가 조향휠의 조작 시에 중립 위치에서 일정각도 회전 범위까지는 조향휠을 조작하는데 필요한 토오크의 크기가 증가되는 것을 운전자가 조향휠을 통하여 직접 감지하도록 함으로써 차량의 직진안정성을 향상시킬 수가 있으며, 또한 조향휠의 회전각에 대한 토오크의 변화량을 직접적, 독립적으로 조정이 가능하므로 주행조건이나 운전자의 취향에 따라 조향휠의 조작력 조정이 용이한 효과가 있는 발명인 것이다.

Description

차량의 조향장치{Steering system for vehicles}

본 발명은 차량의 조향장치에 관한 것으로, 특히 중립상태에서 일정각도 회전 범위까지 조향휠을 조작하는데 필요한 토오크의 증감을 운전자가 조향휠을 통하여 직접 감지하게 하며, 조향휠의 조작력 조정이 용이하여 차량의 직진안정성을 향상시킬 수가 있는 조향장치에 관한 것이다.

조향장치는 자동차의 진행방향을 임의로 바꾸기 위한 장치를 말하며, 조작기구, 기어기구, 및 링크기구로 구성된다.

조작기구는 운전자가 직접 조향 조작을 하여 그 조작력을 각 기구로 전달하는 부분이며, 조향휠, 조향축, 및 칼럼 등으로 이루어진다.

운전자가 차량의 진행방향을 바뀌기 위하여 조향휠을 조작하게 되며, 이때 직진 주행 시에 안정감을 확보할 수 있는 직진 안정성이 요구된다. 직진 안정성이란 각 속도별 정속 주행 시에 직진중인 자동차의 조향휠이 중립 부근에서 느껴지는 탄력감, 무겁기, 조타 시의 반응감 등에 의한 자동차의 주행 안정성을 말하는 것이다.

종래에 조향휠의 직진 안정성을 확보하기 위해서는 파워스티어링 펌프 및 기어의 특성과 조향장치 전달계의 마찰, 및 유격량 등과 같은 많은 인자들의 조정이 필요하게 된다.

즉, 운전자가 직진 주행 시에 요구되는 강성감, 유격감, 중립감, 수응감 등을 개선하기 위해서는 많은 인자들을 조정해야만 되며, 또한 여러 인자들이 서로 상관되어 의존성을 갖기 때문에 직진안정성을 향상하기 위한 인자의 조정은 매우 어렵다. 따라서 한번 고정된 직진안정성은 재조정할 수 없는 문제점이 발생하게 된다.

본 발명은 상기의 결점을 해소하기 위한 것으로, 운전자가 조향휠의 조작 시에 중립 위치에서 일정각도 회전 범위까지는 조향휠을 조작하기 위해 필요한 토오크의 크기가 달라지도록 하여 차량의 직진안정성을 향상시키며, 또한 조향휠의 회전각에 대한 토오크의 변화량을 직접적, 독립적으로 조정 가능하도록 하여 조향휠의 조작력 조정이 용이한 조향장치를 제공하고자 한다.

이러한 본 발명은 조향장치는 조향휠의 조작력을 조향기어에 전달하는 조향샤프트와, 이 조향샤프트가 내입된 튜브형상의 조향칼럼을 포함하는 차량의 조향장치에 있어서, 상기 조향샤프트의 측면 일측에는 평면 형성된 좌면부가 구비되며, 상기 조향칼럼에는 상기 조향샤프트의 토오크를 조절하기 위한 토오크조절수단이 상기 조향샤프트의 좌면부와 연동하도록 부설됨으로써 달성된다.

도 1은 본 발명에 따른 조향장치의 측면도,

도 2는 도 1의 A-A'선의 단면도,

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 조향장치의 작동 상태를 보여주는 도면,

도 4는 본 발명에 따른 조향장치의 조향휠의 회전에 따른 토오크변화를

보여주는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 조향샤프트110 : 조향휠

120 : 좌면부200 : 조향칼럼

210 : 토오크조절수단212 : 볼부재

213 : 볼부재지지부214 : 탄성체

215 : 조정볼트

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 조향장치에 관한 것으로, 도 1은 본 발명에 따른 조향장치의 측면도이며, 도 2는 도 1의 A-A'선의 단면도이다.

본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 조향장치는 조향휠(110)의 조작력을 조향기어에 전달하는 조향샤프트(100)와, 이 조향샤프트(100)가 내입된 튜브형상의 조향칼럼(200)을 포함하는 공지의 차량의 조향장치에 있어서, 상기 조향샤프트(100)의 측면 일측에는 평면 형성된 좌면부(120)가 구비되며, 상기 조향칼럼(200)에는 상기 조향샤프트(100)의 토오크를 조절하기 위한 토오크조절수단(210)이 상기 조향샤프트(100)의 좌면부(120)와 연동하도록 부설됨을 특징으로 한다.

도 3a에 도시된 바와 같이 상기 조향샤프트(100)의 측면 일측에 형성된 좌면부(120)는 조향샤프트(100) 축을 중심으로 일정각도(2)의 원호 내에서 평면 형상을 가지며, 바람직하게는 약 5°이하의 범위 내에서 좌면부(120)가 형성된다.

상기 토오크조절수단(210)은 상기 조향샤프트(100)의 좌면부(120)와 접촉하는 볼부재(211)와; 상기 조향칼럼(200)에 나사 체결되는 조정볼트(215)에 지지되어 상기 볼부재(211)를 가압하기 위한 탄성체(212)로 구성될 수가 있다.

조정볼트(215)가 삽입되기 위해 상기 조향샤프트(100)에 형성된 개구부에는 별도의 가이드튜브(211)를 삽설하여 이 가이드튜브(211)의 내측에 볼부재(211) 및, 탄성체(212)가 구비되도록 할 수가 있다.

상기 볼부재(212)는 탄성체(214)와 직접 접촉하여 가압되도록 할 수가 있으나, 도 2에 도시된 바와 같이 볼부재(212)와 탄성체(214) 사이에 볼부재지지부(213)를 추가로 구비함으로써 탄성체(214)의 탄성력을 보다 효과적으로 볼부재(212)에 전달하도록 할 수가 있다.

상기 조정볼트(215)는 볼트헤드를 회전 조작함으로써 탄성체(214)의 압축력을 조절하여 볼부재(212)가 좌면부(120)에 작용하는 힘의 크기를 조정할 수가 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 조향장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 조향장치의 작동 상태를 보여주는 도면으로, 도 3a는 조향휠이 중립상태에 위치한 경우에 조향샤프트와, 볼부재의 위치를 보여주는 도면이며, 도 3b는 조향휠이만큼 반시계방향으로 회전된 경우의 조향샤프트와, 볼부재의 위치를 보여주는 도면이다.

도 3a에서 조향휠은 중립상태에 위치하게 되며, 따라서 탄성체(214)에 의해 탄성력이 작용하는 볼부재(212)는 조향샤프트(100)의 좌면부(120)의 중앙부에 일정한 힘을 작용하고 있는 상태이다.

도 3b와 같이 조향휠이 중립상태에서 반시계방향으로 일정 각도() 만큼 회전하게 되면, 볼부재(212)는 상방향으로 일정 변위(dx)만큼 이동하게 되므로 탄성체(214)는 일정 변위(dx) 만큼 압축되어 탄성체(214)의 압축력은 일정 변위(dx) 만큼 커지게 된다.

즉, 탄성체(214)의 압축력이 증가함에 따라 조향샤프트(100)에 작용하는 토오크의 크기가 커지므로 조향휠이 중립상태에 위치한 상태에서 일정각도()까지는 조향휠의 회전에 비례하여 토오크의 크기가 커지게 된다.

도 4는 조향휠의 회전에 따른 토오크의 변화를 보여주는 도면으로, 조향휠이 중립상태에서 일정각도()까지 회전하는 경우에는 토오크의 크기도 비례하여 증가하게 되며, 일정각도() 이상 조향휠이 회전하는 경우에는 토오크의 크기는 일정하게 된다.

따라서, 운전자는 중립상태에서 일정 각도까지는 조향휠을 회전하는 경우에 조향휠을 조작하기 위한 조작력이 커지는 것을 인식할 수가 있으나, 일정 각도 이상에서는 더 이상 조작력이 커지는 것을 느끼지 못하게 된다.

이와 같이 운전자는 중립상태에서 일정각도 조향휠을 회전 조작하는 경우에 조향휠의 회전정도에 따라 조향휠에 작용하는 토오크의 변화를 감지할 수가 있으므로 차량의 직진안전성 향상을 높일 수가 있게 된다.

또한 토오크조절수단에 구비된 조정볼트를 조작함으로써 조향휠의 회전각도에 대한 토오크의 크기변화량을 직접적이며 독립적으로 조절할 수가 있으므로, 차량의 상태나 운전조건 또는 운전자의 취향에 따라 조절이 용이한 효과가 있다.

즉, 종래와 같이 조향계의 각 부품별로 특성을 고려하여 직진안정성을 조정할 필요 없이, 본 발명은 토오크조절수단에 구비된 조정볼트만을 조정하여 조향휠에 작용하는 토오크의 크기를 직접 조정할 수가 있으므로 직진안정성을 독립적, 직접적으로 조작할 수가 있게 된다.

이상과 같은 본 발명의 차량의 조향장치는 운전자가 조향휠의 조작 시에 중립 위치에서 일정각도 회전 범위까지는 조향휠을 조작하는데 필요한 토오크의 크기가 증가되는 것을 운전자가 조향휠을 통하여 직접 감지하도록 함으로써 차량이 직진 상태인지를 용이하게 인식할 수가 있으므로 운전자의 주행 안정감을 향상시킬 수가 있으며, 또한 조향휠의 회전각에 대한 토오크의 변화량을 직접적, 독립적으로조정이 가능하므로 주행조건이나 운전자의 취향에 따라 조작력의 조정이 용이한 효과가 있는 발명인 것이다.

Claims (2)

1. 조향휠의 조작력을 조향기어에 전달하는 조향샤프트와, 이 조향샤프트가 내입된 튜브형상의 조향칼럼을 포함하는 차량의 조향장치에 있어서,

   상기 조향샤프트의 측면 일측에는 평면 형성된 좌면부가 구비되며,

   상기 조향칼럼에는 상기 조향샤프트의 토오크를 조절하기 위한 토오크조절수단이 상기 조향샤프트의 좌면부와 연동하도록 부설되어,

   상기 조향샤프트가 회전함에 따라 상기 좌면부 구간에서는 상기 토오크조절수단에 의해 조향휠에 작용하는 토오크의 크기가 달라지는 것을 특징으로 하는 차량의 조향장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 토오크조절수단은

   상기 조향샤프트의 좌면부와 접촉하는 볼부재와;

   상기 조향칼럼에 나사 체결되는 조정볼트에 지지되어 상기 볼부재를 가압하기 위한 탄성체로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량의 조향장치.