KR20040037400A - 스티어링 장치의 시미와 킥백을 개선하기 위한 유압댐퍼 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하우징과 인너바디 및 스프링으로 이루어진 간단한 구성의 유압댐퍼를 제공함으로써, 저렴한 비용으로 파워스티어링의 시미나 킥백 현상을 개선할 수 있도록 하여 스티어링 장치가 보다 안정되고 정숙하게 작동될 수 있도록 한다.

Description

스티어링 장치의 시미와 킥백을 개선하기 위한 유압댐퍼{hydraulic damper against shimmy and kick back of a steering device}

본 발명은 유압식 파워스티어링 장치에서 시미(shimmy)와 킥백(kick back)을 저감시키도록 하는 유압댐퍼에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유압댐퍼의 구조에 관한 기술이다.

도 1은 파워스티어링 장치에 유압댐퍼가 설치된 상태가 도시된 것으로서, 운전자의 조타력을 돕기 위한 동력실린더(100)로 오일이 출입하는 통로에 유압댐퍼(102)가 설치되어 있다.

상기 유압댐퍼(102)는 타이어 및 파워스티어링 장치의 공진 등에 의해 진동이 유발되어 스티어링휠의 회전진동을 야기하는 현상인 시미(shimmy) 등을 저감시키고자 장착된 것으로서, 그 기본적인 원리는 운전자의 조타력에 따라 동력실린더(100)로 제공되는 오일은 충분한 유압으로 원활하게 유압댐퍼(102)를 통과하여 동력실린더에 제공되어 조향 조작력을 발휘하게 하고, 이에 비하여 타이어를 통해 타이로드 및 동력실린더(100)의 피스톤을 통해 전달되는 압력의 변화는 상기 유압댐퍼(102)에 의해 감쇠시키도록 하는 것이다.

종래에는 상기한 바와 같은 유압댐퍼(102)로서 도 2에 도시된 것과 같이 종래에 차량의 서스펜션에 사용되던 쇽업소버의 피스톤밸브를 사용하고 있다.

상기 쇽업소버용 피스톤밸브는 서스펜션의 특성상 다양한 유형의 하중에 대비해야 하므로 다양한 유체속도에 대한 감쇠특성을 구비하기 위하여 다소 복잡한 구성을 가지고 있는데, 파워스티어링용 유압댐퍼의 측면에서는 서스펜션과 같이 다양한 작동조건을 갖지 않으므로 실질적으로 이러한 복잡한 구성과 다양한 유체속도에 대한 감쇠특성이 요구되지는 않는다.

또한, 상기한 바와 같은 쇽업소버용 피스톤밸브는 순간적인 유압변화에 대해 급격한 감쇠력의 변화는 구현하기 어려운 구조이어서, 갑작스럽게 타이어에 작용하는 외란이 스티어링휠에 충격적으로 전달되는 현상인 킥백(kick back)을 개선하기에는 곤란한 실정이다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 간단한 구성으로 파워스티어링의 시미나 킥백 현상을 개선할 수 있도록 하여 보다 안정되고 정숙한 스티어링 장치를 구현할 수 있도록 한 스티어링 장치의 시미와 킥백을 개선하기 위한 유압댐퍼를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 파워스티어링 장치에 유압댐퍼가 설치된 상태를 도시한 도면,

도 2는 도 1의 유압댐퍼의 내부구조를 도시한 도면,

도 3은 본 발명에 따른 스티어링 장치의 시미와 킥백을 개선하기 위한 유압댐퍼의 구조를 도시한 것으로서 일반 주행시의 상태를 도시한 도면,

도 4는 도 3의 유압댐퍼를 도시한 것으로서 외란이 타이어에 작용하는 상태의 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

1; 하우징3; 오일 차단벽

5; 메인홀7; 인너바디

9; 스프링11; 격벽

13; 오일통과홀15; 오리피스

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 스티어링 장치의 시미와 킥백을 개선하기 위한 유압댐퍼는 동력실린더측으로부터 기어박스의 메인밸브측으로 점차 내경이 좁아지도록 형성된 하우징과;

상기 하우징의 내측에서 하우징의 양측에서 제공되는 압력의 변화에 따라 하우징의 길이방향으로 섭동함에 의해 하우징의 내부 개구 단면적을 변화시키는 단면적변화수단으로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 3과 도 4에는 본 발명에 따른 스티어링 장치의 시미와 킥백을 개선하기 위한 유압댐퍼의 구조가 그 작동 상태별로 도시되어 있다.

그 구조는 크게 하우징(1)과, 하우징(1)의 내측에 구비되어 하우징(1)의 내부 개구 단면적을 변화시키기 위한 단면적변화수단으로 이루어져 있다.

상기 하우징(1)은 동력실린더와 기어박스의 메인밸브 사이에 설치되는데, 동력실린더측으로부터 기어박스의 메인밸브측으로 점차 그 내경이 좁아지도록 형성되어 있다.

본 실시예에서 상기 단면적변화수단은 외경이 상기 하우징(1)의 최소 내경과 최대 내경의 사이로 형성되고, 오일 차단벽(3)이 구비되며, 상기 오일 차단벽(3)에 오일을 통과시키는 메인홀(5)을 구비한 인너바디(7)와, 상기 인너바디(7)를 하우징(1)의 메인밸브측을 향해 탄지하는 스프링(9)으로 구성하였다.

따라서, 상기 인너바디(7)는 상기 오일 차단벽(3) 양측에서 작용하게 되는 압력의 변화와 상기 스프링(9)의 탄성력에 의해 하우징(1)의 길이방향으로 섭동하면서, 상기 하우징(1)의 내부 개구 단면적을 변화시키게 된다.

물론, 상기 스프링(9)은 상기 하우징(1)에 형성된 격벽(11)과 상기 인너바디(7)의 사이에 설치되어 있으며, 상기 격벽(11)에는 다수의 오일통과홀(13)이 구비되어 상기 인너바디(7)의 메인홀(5)을 통과하는 오일의 흐름에 영향을 주지 않도록 되어 있다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 3의 유압댐퍼 상태는 일반적인 주행상태를 도시하고 있는 것으로서, 운전자의 조향 조작에 의해 기어박스의 메인밸브측에서 동력실린더로 오일이 흐를 때에는 상기 인너바디(7)는 상기 스프링(9)을 압축시키면서 도면상 좌측으로 이동되어 인너바디(7)와 하우징(1)의 사이에 오리피스(15)를 형성시키게 된다.

따라서, 오일은 상기 인너바디(7)의 메인홀(5)과 상기 오리피스(15)를 통하여 원활히 동력실린더로 전달되어, 운전자의 조향조작력을 보조하는 힘을 타이로드에 작용시키게 된다.

이때, 시미가 발생되면 오일의 유압진동은 상기 오리피스(15) 및 메인홀(5)을 통해 감쇠되어 스티어링휠의 진동이 저감되도록 한다.

한편, 도 4에서는 타이어에 외란이 작용하여 킥백 현상이 일어났을 때 상기 유압댐퍼가 작동하는 상태를 도시하고 있는바, 타이어에 갑자기 가해진 외란에 의해 타이로드를 타고 들어오는 충격력에 의해 상기 오일의 흐름이 동력실린더로부터 메인밸브를 향하게 되면, 상기 인너바디(7)는 상기와 같이 충격적으로 작용하는 유압 및 스프링(9)의 힘에 의해 상기 하우징(1)의 메인밸브측으로 이동되는데, 이때 상기 인너바디(7)의 외경은 상기 하우징(1)의 최소 내경과 최대 내경의 사이로 형성되어 있어서, 결국 상기 하우징(1)의 내부 개구 단면적을 대폭적으로 축소하여 단지 상기 메인홀(5)만이 하우징(1)의 양쪽이 연통된 상태를 구현하게 된다.

따라서, 상기와 같이 타이어에 작용하는 갑작스런 외란에 의한 오일의 흐름은 상기 메인홀(5)로만 통과할 수 있게 되어 스티어링휠로 전달되는 충격은 크게 감쇠되게 된다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 하우징과 인너바디 및 스프링으로 이루어진 간단한 구성의 유압댐퍼를 제공하여 저렴한 비용으로 파워스티어링의 시미나 킥백 현상을 개선할 수 있도록 하여 스티어링 장치가 보다 안정되고 정숙하게 작동될 수 있도록 한다.

Claims (2)

1. 동력실린더측으로부터 기어박스의 메인밸브측으로 점차 내경이 좁아지도록 형성된 하우징과;

   상기 하우징의 내측에서 하우징의 양측에서 제공되는 압력의 변화에 따라 하우징의 길이방향으로 섭동함에 의해 하우징의 내부 개구 단면적을 변화시키는 단면적변화수단;

   으로 구성된 것을 특징으로 하는 스티어링 장치의 시미와 킥백을 개선하기 위한 유압댐퍼.
2. 제1항에 있어서, 상기 단면적변화수단은

   외경이 상기 하우징의 최소 내경과 최대 내경의 사이로 형성되고, 오일 차단벽이 구비되며, 상기 오일 차단벽에 오일을 통과시키는 메인홀을 구비한 인너바디와;

   상기 인너바디를 하우징의 메인밸브측을 향해 탄지하는 스프링;

   으로 구성된 것을 특징으로 하는 스티어링 장치의 시미와 킥백을 개선하기 위한 유압댐퍼.