KR20050035019A

KR20050035019A - Power steering gear box of vehicle

Info

Publication number: KR20050035019A
Application number: KR1020030070846A
Authority: KR
Inventors: 강도갑
Original assignee: 기아자동차주식회사
Priority date: 2003-10-11
Filing date: 2003-10-11
Publication date: 2005-04-15

Abstract

본 발명은 조향 핸들과 연결되는 토션바와, 이 토션바의 상단과 연결되는 인풋 샤프트와, 상기 인풋 샤프트가 통과하고 상기 토션바의 비틀림에 의해 인풋 샤프트와 상대운동을 하여 유로를 변환시키는 콘트롤 밸브를 포함하는 차량의 파워 스티어링 기어박스에 있어서, 상기 인풋 샤프트의 외주 돌출부의 에지에 유로 면적이 급격히 변화되는 것을 방지하기 위하여 다단 챔퍼 타입의 콘트롤 에지가 형성된 파워 스티어링 기어박스를 제공한다. The present invention provides a torsion bar connected to a steering wheel, an input shaft connected to an upper end of the torsion bar, a control valve through which the input shaft passes and a relative movement with the input shaft by torsion of the torsion bar to convert a flow path. In the power steering gearbox of a vehicle comprising a power steering gearbox having a multi-stage chamfer type control edge is formed in order to prevent the passage area from being sharply changed at the edge of the outer periphery of the input shaft.

본 발명에 따른 차량의 파워 스티어링 기어박스는 차량이 중, 고속 주행영역을 오르내리며 조향시 토크가 선형적으로 변화하게 하여, 안정적인 조향필링을 얻을 수 있게 하며, 캐비테이션 현상을 저감시켜 소음 및 진동을 저감하고, 콘트롤 밸브 내부의 손상을 방지가능하게 한다. The power steering gearbox of the vehicle according to the present invention allows the vehicle to move up and down the medium and high speed driving range and to change the torque linearly when steering, thereby obtaining stable steering peeling, and reducing cavitation to reduce noise and vibration. Reduction and prevent damage to the inside of the control valve.

Description

Vehicle Power Steering Gearbox {POWER STEERING GEAR BOX OF VEHICLE}

본 발명은 차량의 파워 스티어링 기어박스에 관한 것으로, 보다 상세하게는 콘트롤 밸브를 통과하는 인풋 샤프트의 외주 돌출부 에지를 다단 챔퍼 타입의 콘트롤 에지로 형성하여 유압 흐름을 개선함으로써 핸들 조작시의 조향성능을 향상시킨 차량의 파워 스티어링 기어박스에 관한 것이다. The present invention relates to a power steering gearbox of a vehicle, and more particularly, by forming an edge of an outer circumferential protrusion of an input shaft passing through a control valve as a control edge of a multistage chamfer type to improve hydraulic flow to improve steering performance during steering. It relates to an improved vehicle power steering gearbox.

일반적으로 파워 스티어링 시스템은 가벼운 핸들 조작력으로 자동차를 선회시킬 수 있도록 하는 장치로서, 유압을 공급하는 공급펌프와, 이 유압펌프에서 공급되는 유압을 제어하는 스티어링 기어박스와, 이 스티어링 기어박스에서 제공된 유압이 공급되어 조향력을 증대시키고, 조향기어 메카니즘과 연결되는 파워실린더를 포함하여 구성된다. In general, a power steering system is a device for turning a car with light steering force, a supply pump for supplying hydraulic pressure, a steering gearbox for controlling the hydraulic pressure supplied from the hydraulic pump, and a hydraulic pressure provided in the steering gearbox. It is supplied to increase the steering force, and comprises a power cylinder connected to the steering gear mechanism.

상기 스티어링 기어박스는, 도 1 에 도시된 바와 같이, 조향핸들(미도시)과 연결되는 토션바(1)의 상단이 인풋 샤프트(2)와 연결되고, 하단은 피니언 샤프트(4)와 연결되어 있으며, 인풋 샤프트(2)의 외주연으로 콘트롤 밸브(3)가 장착된다. 핸들을 조작하면, 토션바(1)에 비틀림이 발생하고, 인풋 샤프트가 밸브(3) 바디에 대해 상대적으로 회전하여 각각의 포트(11)(12)(13)(14)와의 연결상태를 변화시켜 파워실린더로 공급되는 유량을 제어하게 되는 것이다. The steering gear box, as shown in Figure 1, the upper end of the torsion bar (1) connected to the steering wheel (not shown) is connected to the input shaft (2), the lower end is connected to the pinion shaft (4) The control valve 3 is mounted on the outer circumference of the input shaft 2. When the handle is operated, a torsion occurs in the torsion bar 1, and the input shaft rotates relative to the valve 3 body to change the connection state with each port 11, 12, 13, 14 This is to control the flow rate supplied to the power cylinder.

이러한 종래의 파워 스티어링 기어박스에서는 인풋 샤프트의 외주 돌출부의 에지가 1 단 챔퍼(chamfer) 타입으로 형성되어, 밸브 바디에 대해 인풋 샤프트가 상대적으로 회전할 때, 유압의 유동 면적이 급격하게 변화함에 따라 캐비테이션(cavitation) 현상에 의해 진동 및 소음이 발생하는 원인이 되고, 중, 고속 영역을 오르내리며 조향이 이루어질 때 토크가 급격히 변화하면서 불안한 조향필링을 주는 문제점이 있었다. In such a conventional power steering gearbox, the edge of the outer periphery of the input shaft is formed in a one-stage chamfer type, so that when the input shaft is relatively rotated with respect to the valve body, the hydraulic flow area changes rapidly. Vibration and noise are caused by the cavitation phenomenon, and there is a problem in that the steering is suddenly changed while the steering is made by moving up and down the middle and high speed regions, thereby giving unstable steering peeling.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 인풋 샤프트의 외주 돌출부 에지를 다단 챔퍼 타입의 콘트롤 에지로 형성하여 유압의 유동 면적이 급격히 변하는 것을 방지함으로써 캐비테이션 현상에 의한 진동 및 소음을 저감하고, 안정된 조향필링을 얻을 수 있도록 한 차량의 파워 스티어링 기어박스를 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention has been made to solve the above problems, by forming the outer periphery protrusion edge of the input shaft as a multi-stage chamfer type control edge to prevent a sudden change in the flow area of the hydraulic to reduce vibration and noise due to cavitation phenomenon, An object of the present invention is to provide a power steering gearbox of a vehicle so as to obtain stable steering peeling.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 조향 핸들과 연결되는 토션바와, 이 토션바의 상단과 연결되는 인풋 샤프트와, 상기 인풋샤프트가 통과하고 상기 토션바의 비틀림에 의해 인풋 샤프트와 상대운동을 하여 유로를 변환시키는 콘트롤 밸브를 포함하는 차량의 파워 스티어링 기어박스에 있어서, 상기 인풋 샤프트의 외주 돌출부의 에지에 유로 면적이 급격히 변화되는 것을 방지하기 위하여 다단 챔퍼 타입의 콘트롤 에지를 형성하는 것을 특징하는 차량의 파워 스티어링 기어박스를 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention provides a torsion bar connected to a steering wheel, an input shaft connected to an upper end of the torsion bar, the input shaft passes through, and the torsion bar is moved relative to the input shaft by torsion of the torsion bar. A power steering gearbox of a vehicle including a control valve for converting a flow path, the vehicle characterized in that a control edge of a multistage chamfer type is formed on the edge of the outer circumferential protrusion of the input shaft to prevent the flow path area from being radically changed. Power steering gearbox.

상기 콘트롤 에지는 2 단 챔퍼 타입으로 이루어지는 것이 바람직하다. The control edge is preferably made of a two-stage chamfer type.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2 는 본 발명에 따른 차량의 파워 스티어링 기어박스의 단면도이고, 도 3a 및 도 3b 는 본 발명에 따른 차량의 파워 스티어링 기어박스의 작용을 설명하기 위한 개념도이며, 도 4 는 본 발명에 따른 파워 스티어링 기어박스가 채용된 차량의 스티어링 성능을 도시한 그래프이다. Figure 2 is a cross-sectional view of the power steering gearbox of the vehicle according to the invention, Figures 3a and 3b is a conceptual diagram for explaining the operation of the power steering gearbox of the vehicle according to the invention, Figure 4 is a power according to the invention A graph showing the steering performance of a vehicle employing a steering gearbox.

도 2 를 참조하면, 본 발명에 따른 파워 스티어링 기어박스는 조향핸들(미도시)과 연결되는 토션바(21)의 상단이 연결되는 인풋 샤프트(22)와, 인풋 샤프트(22)를 포함하여 인풋 샤프트(22)가 밸브 바디에 대해 상대적으로 회전할 때 유압의 유동 통로가 되는 각각의 포트가 형성된 콘트롤 밸브(23)를 포함하여 구성된다. 토션바(21)의 비틀림에 의해 인풋 샤프트(22)가 회전할 때 인풋 샤프트(22)의 외주연과 콘트롤 밸브(23)의 내주연 사이로 유압이 유동하여 각각의 포트로 공급되게 되는 데, 인풋 샤프트(22)의 외주 돌출부 에지에는 θ₁, θ₂ (θ₁< θ₂) 연마각으로 연마되어 2 단 챔퍼(chamfer) 타입으로 형성된 콘트롤 에지(25)가 형성된다.Referring to FIG. 2, the power steering gearbox according to the present invention includes an input shaft 22 to which an upper end of a torsion bar 21 connected to a steering wheel (not shown) and an input shaft 22 are included. It comprises a control valve 23 in which each port is formed which becomes a hydraulic flow passage when the shaft 22 rotates relative to the valve body. When the input shaft 22 rotates due to the torsion bar 21 to rotate, hydraulic pressure flows between the outer circumference of the input shaft 22 and the inner circumference of the control valve 23 to supply the respective ports. At the edge of the outer periphery of the shaft 22 is formed a control edge 25 which is polished at a θ ₁ , θ ₂ (θ ₁ <θ ₂ ) polishing angle and formed into a two-stage chamfer type.

이러한 2 단 챔퍼의 원리가 도시된 도 3a 및 3b 를 참조하면, 도 3a와 같이 종래의 기어박스 구조에서는 인풋 샤프트(22)가 콘트롤 밸브(23)의 바디에 대해 상대적으로 회전할 때 유로 면적이 급격히 변화하기 때문에, 중, 고속 주행영역을 오르 내리며 조향시 토크가 선형적으로 변화하지 않고 급격히 변화하기 때문에 핸들이 부드럽게 회전하지 않고 뛰는 느낌 즉, 이질적인 조향필링을 주게 된다. 또한, 캐비테이션 현상에 의해 유체 속의 공기가 분리되면서 소음 및 진동이 발생하고, 이러한 현상에 의해 콘트롤 밸브 내부의 금속 표면에 손상이 발생한다. 3A and 3B in which the principle of this two-stage chamfer is shown, in the conventional gearbox structure as shown in FIG. 3A, the flow path area is reduced when the input shaft 22 rotates relative to the body of the control valve 23. Because of the rapid change, the steering wheel does not rotate smoothly, that is, the steering does not rotate smoothly, ie heterogeneous steering fill, because the torque does not linearly change while steering up and down the medium and high speed driving range. In addition, noise and vibration are generated as the air in the fluid is separated by the cavitation phenomenon, and the phenomenon causes damage to the metal surface inside the control valve.

그러나 도 3b와 같이 본 발명에 따른 2 단 챔퍼 타입의 콘트롤 에지(25)가 채용된 기어박스 구조에서는, 유로 면적이 급격히 변화되지 않게 때문에 유압이 급격히 변화는 것을 차단하여 조향시 토크가 선형적으로 변화하게 된다. 따라서 중, 고속 주행영역을 오르내리면서 조향이 이루어질 때에도 안정적인 조향필링을 주게 되는 것이다. However, in the gearbox structure in which the two-stage chamfer type control edge 25 according to the present invention is adopted, as shown in FIG. 3B, the hydraulic pressure is prevented from being changed suddenly so that the torque is linearly steered. Will change. Therefore, even when steering is made while moving up and down the high-speed driving range, stable steering peeling is provided.

본 발명에 따르면, 콘트롤 에지(25)는 3단 이상의 챔퍼 타입으로 형성되어도 무방하나 콘트롤 밸브 내부의 유체압 및 주행조건 등을 고려할 때 2 단 챔퍼로 형성되어도 안정적인 조향필링을 얻을 수 있기 때문에 작업부하를 고려할 때 2단 챔퍼 타입으로 형성되는 것이 바람직하다. According to the present invention, the control edge 25 may be formed in three or more stages of chamfer type, but considering the fluid pressure and driving conditions inside the control valve, even if it is formed in two stages of chamfers, it is possible to obtain stable steering peeling. In consideration of this, it is preferable to be formed in a two-stage chamfer type.

도 4 은 본 발명에 따른 파워 스티어링 기어박스가 채용된 차량(실선)과 종래의 차량(점선)의 시스템 압력에 따른 토크 변화 관계를 비교한 그래프로서, 도면으로 확인 가능한 바와 같이, 본 발명은 종래의 차량과 달리 중, 고속 주행영역을 오르내리며 조향시 토크 변화가 선형적으로 변화하는 것을 확인할 수 있다. 따라서 중, 고속 영역을 오르내리며 조향시 안정된 조향필링을 얻게 되는 것이다. Figure 4 is a graph comparing the torque change relationship according to the system pressure of the vehicle (solid line) and the conventional vehicle (dotted line) employing the power steering gear box according to the present invention, as can be seen in the drawings, the present invention is conventional Unlike the vehicle, it can be seen that the torque changes linearly while steering up and down the mid- and high-speed driving range. Therefore, it is possible to obtain stable steering peeling during steering while moving up and down the high speed region.

본 발명에 따른 차량의 파워 스티어링 기어박스는 차량이 중, 고속 주행영역을 오르내리며 조향시 토크 변화가 선형적으로 변화하게 하여 안정적인 조향필링을 얻을 수 있게 하며, 캐비테이션 현상을 저감시켜 소음 및 진동을 저감하고, 콘트롤 밸브 내부의 손상을 방지가능하게 한다. The power steering gearbox of the vehicle according to the present invention allows the vehicle to move up and down the medium and high speed driving range and to change the torque change linearly to obtain a stable steering peeling, and to reduce the cavitation phenomenon to reduce noise and vibration. Reduction and prevent damage to the inside of the control valve.

도 1 은 일반적인 파워 스티어링 기어박스의 측단면도이다. 1 is a side cross-sectional view of a general power steering gearbox.

도 2 는 본 발명에 따른 차량의 파워 스티어링 기어박스의 평단면도이다.2 is a plan sectional view of a power steering gearbox of a vehicle according to the present invention;

도 3a 및 도 3b 는 본 발명에 따른 차량의 파워 스티어링 기어박스의 원리를 설명하기 위한 개념도이다. 3A and 3B are conceptual views illustrating the principle of a power steering gearbox of a vehicle according to the present invention.

도 4 은 본 발명에 따른 파워 스티어링 기어박스가 채용된 차량의 스티어링 성능을 보여주는 그래프이다.4 is a graph showing steering performance of a vehicle employing a power steering gearbox according to the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 설명* Description of the main parts of the drawing

21; 토션 바 22; 인풋 샤프트21; Torsion bar 22; Input shaft

23; 콘트롤 밸브 25; 콘트롤 에지 23; Control valve 25; Control edge

Claims

A torsion bar 21 connected to a steering wheel, an input shaft 22 connected to an upper end of the torsion bar 21, and the input shaft 22 pass through the input by torsion of the torsion bar 21; In the power steering gearbox of a vehicle comprising a control valve 23 for converting the flow path by the relative movement with the shaft 22,

And a multistage chamfer type control edge (25) for preventing rapid change of the flow path area at the edge of the outer periphery of the input shaft (22).

The method of claim 1,

The control edge 25 is a two-stage chamber type, characterized in that the power steering gearbox of the vehicle.