KR20040088218A - 차량의 조향특성 개선을 위한 조향 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 조향 시스템에 관한 것으로서 특히, 조향축을 연결하는 유니버설 조인트를 등속 조인트로 변경하여 적용하기 위한 것으로, 운전자가 조작하는 조향휠(10)과; 상기 조향휠(10)에 연결되는 조향축 및 컬럼(20)과; 연장축(31)을 통하여 상기 조향휠(10)의 회전을 기어장치(40)로 연결하며, 상기 컬럼(20)과 연결되는 등속 조인트(30)를 포함하여 구성되어, 운전자의 조향휠 조작에 의한 회전 운동 각 변위가 일대일로 전달되므로 조향특성이 개선될 수 있도록 하는 것이다.

Description

차량의 조향특성 개선을 위한 조향 시스템 {Steering system for improving steering characteristics for vehicles}

본 발명은 차량의 조향 시스템에 관한 것으로서 특히, 조향축을 연결하는 유니버설 조인트를 등속 조인트로 변경하여 적용함으로써, 운전자의 조향휠 조작에 의한 회전 운동 각 변위가 일대일로 전달되므로 조향특성이 개선될 수 있도록 하는 차량의 조향특성 개선을 위한 조향 시스템에 관한 것이다.

차량의 조향 시스템은 차량의 진행방향을 운전자 임의대로 변경하기 위해 조향하는 장치이며, 이 장치는 크게 조작기구, 기어장치 및 링크기구로 구성되어 있다. 이중에서 조작기구는 조향휠(스티어링 휠), 조향축 및 컬럼(column) 등으로 구성되어 있다.

도 1은 종래의 조향 시스템의 조작기구를 나타내는 사시도로서, 조향 시스템의 조작기구는, 운전자가 직접 조작하는 조향휠(1)과, 이 조향휠(1)에 연결되는 조향축(2)과, 이 축을 감싸며 유니버설 조인트(4)로 연결되는 컬럼(3)으로 구성된다.

또한 상기 유니버설 조인트(4)에 의하여 연결되는 조향축(2)은 조향축(2)의 회전을 약 20:1로 감속하여 조작력을 크게 함과 동시에 조작기구의 운동방향을 바꾸어 링크기구에 전달하는 기어장치로 연결이 된다.

조향 기어장치는 볼 너트형(Ball nut type)과 랙 피니언형(Rack Pinion type)으로 크게 대별되며, 소형 자동차에는 주로 랙 피니언형이 사용되고 있는데,이는 도 1에서와 같이, 랙 피니언부(5)는 유니버설 조인트(4)에 연결되는 연장축(6) 끝에 피니언을 설치하여 랙과 물리도록 한 구조로 되어 있으며, 피니언이 회전하면 랙은 옆 방향으로 움직이고 랙 양쪽 끝에 연결된 타이로드(tie rod: 7)를 통해 조향바퀴(미도시)가 움직이도록 되어 있다.

상기 유니버설 조인트(Universal Joint)란 자계계수(自繼繼手)관계 위치가 끊임없이 변화하는 2개의 동력전달축을 연결한 커플링으로서, 조향축(2)의 연결에는 보통 플랙시블 조인트나 훅 조인트가 사용된다.

그러나 상기와 같이, 유니버설 조인트(플랙시블 조인트 또는 훅 조인트)와 컬럼으로 조향축이 연결되는 조향 시스템은 운전자의 조향휠 조작에 의한 회전운동 각 변위가 유니버설 조인트를 통과하는 과정에서 일대일로 전달되지 않고 비선형 관계로 전달되므로 조향특성이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 결점을 해소하기 위한 것으로, 차량의 조향 시스템을 설계함에 있어서, 인접 부품들의 설계 공간을 확보할 수 있도록 하는 차량의 케이블을 이용한 조향 시스템를 제공하고자 한다.

이러한 본 발명은 운전자가 조작하는 조향휠과; 상기 조향휠에 연결되는 조향축 및 컬럼과; 연장축을 통하여 상기 조향휠의 회전을 기어장치로 연결하며, 상기 조향축 및 컬럼과 연결되는 등속 조인트를 포함하여 구성함으로써 달성된다.

도 1은 종래의 조향 시스템의 조작기구를 나타내는 사시도,

도 2는 본 발명의 차량의 조향특성 개선을 위한 조향 시스템의 일 실시예를

나타내는 사시도,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 사용되는 등속 조인트의 일례를 나타내는

분해 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 조향휠 20 : 조향축 및 컬럼

30 : 등속 조인트 31 : 연장축

32 : 외륜 33 : 트러니언

34 : 구면 롤러 35 : 니들 롤러 베어링

40 : 기어장치

본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 차량의 조향특성 개선을 위한 조향 시스템의 일 실시예를 나타내는 사시도로서, 본 발명은, 운전자가 조작하는 조향휠(10)과; 상기 조향휠(10)에 연결되는 조향축 및 컬럼(20)과; 상기 조향휠(10)의 회전을 기어장치(40)로 연결하며, 상기 조향축 및 컬럼(20)과 연결되는 등속 조인트(30)를 포함하여 구성되는 것을 그 기술상의 특징으로 한다.

상기 기어장치(40)는 상기 조향휠(10)의 조작을 방향을 전환하여 바퀴에 전달하는 것으로, 종래기술에서도 밝힌 바와 같이, 볼 너트형(Ball nut type)과 랙 피니언형(Rack Pinion type)으로 크게 대별되며, 소형 자동차에는 주로 랙 피니언형이 사용된다.

상기 등속 조인트(30)는 유니버설 조인트의 일종이나 구동축과 수동축의 교차각이 커지더라도 등속으로 원활하게 운동할 수 있도록 하는 조인트를 말한다.

상기와 같은 등속 조인트에는 도 3에서 도시하는 바와 같은, 트리포드(Tripode) 조인트가 사용될 수 있는데, 이는 구동축의 트랜스미션 축에 적용되는 것으로 3점 조인트식 습동 등속 조인트 구조를 가지며, 외륜(32)에 세 갈래의 트러니언(33) 선단에 롤러(33a)를 설치하여, 이 롤러(33a)의 내면에 구면 롤러(34)와 니들 롤러 베어링(35)을 조립한 구조로 되어 있다.

그 외에 버필드형(Birfield) 조인트나 더블 옵셋형 조인트가 사용될 수도 있다.

이하, 상기 도 2 및 도 3을 참고하여 본 발명의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

상기한 바와 같이, 조향축 및 컬럼(20)과 기어장치(40)를 등속 조인트를 이용하여 연결하면 운전자의 조향휠(10) 조작에 의한 회전 운동 각 변위가 조인트를 통과하는 과정에서 일대일로 전달되므로 기존의 조향 시스템에 비하여 그 특성이 향상된다.

즉, 조향휠(10)에서 발생한 각 변위량은 어떤 순간에도 기어장치로 같은 크기로 전달이 되므로 특히, 갑작스럽게 조향휠(10)을 조작할 경우나 미세한 조작에 있어서 그 효과가 증대된다.

상기 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구체적으로 설명하기 위한 일례로서, 본 발명의 범위는 상기의 도면이나 실시예에 한정되지 않는다.

이상과 같은 본 발명은 차량의 조향 시스템을 설계함에 있어서, 특히 조작기구의 설계에 있어서 인접 부품들의 설계 공간을 확보할 수 있도록 하는 효과가 있는 발명인 것이다.

Claims (2)

1. 운전자가 조작하는 조향휠과;

   상기 조향휠에 연결되는 조향축 및 컬럼과;

   상기 조향휠의 회전을 기어장치로 연결하며, 상기 조향축 및 컬럼과 연결되는 등속 조인트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량의 조향특성 개선을 위한 조향 시스템.
2. 제 1항에 있어서, 상기 등속 조인트는,

   세 갈래의 스파이더 선단에 롤러를 설치하여, 이 롤러의 내면에 구면 부시와 니들 롤러 베어링을 조립한 3점 조인트식의 습동 등속조인트 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 차량의 조향특성 개선을 위한 조향 시스템.