KR20060101621A - Steering gear-box for car - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량용 스티어링 장치의 기어박스에 관한 것으로서, 특히, 차량용 스티어링 장치의 볼 앤 너트형 기어박스에 있어 조향휠의 중립위치에서의 랙 피스톤(Rack-piston) 중앙 외주부에 액티브 센터 필 장치를 마련함으로써, 조향휠의 중립상태에서 중립감(On-Center feel)을 향상시킬 수 있도록 한 차량용 스티어링 장치 기어박스에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gearbox of a vehicular steering device, and more particularly, to an active center fill device provided at the center circumference of a rack piston at a neutral position of a steering wheel in a ball and nut type gearbox of a vehicular steering device. Thereby, the present invention relates to a vehicle steering apparatus gearbox capable of improving an on-center feel in a neutral state of a steering wheel.
그 기술적인 구성은, 볼 앤 너트형 기어박스에 있어서, 조향휠이 중립위치에 있을 때의 상기 랙 피스톤(40) 중앙부 외경과 기어박스 하우징(10) 사이에 액티브 센터 필 장치(70)가 마련되되, 이 액티브 센터 필 장치(70)는, 랙 피스톤(40) 중앙부 외경에 볼(72)을 압입하고, 이 볼(72)이 설치된 위치의 기어박스 하우징(10)에는 외부에서 내부로 연통되도록 장입공(73)을 형성하여, 이 장입공(73)에 상기 볼(72)과 접촉하는 볼부시(74)와 이 볼부시(74)를 탄성지지하는 스프링(76)을 순차적으로 내설한 후, 스프링(76)의 하측의 장입공(73)에는 이 스프링(76)을 지지함과 동시에 탄성을 조절할 수 있도록 캡 볼트(78)를 체결하여 이루어진 것을 특징으로 한다.The technical arrangement is that in a ball and nut type gearbox, an active center fill device 70 is provided between the outer diameter of the center portion of the rack piston 40 and the gearbox housing 10 when the steering wheel is in a neutral position. However, the active center fill device 70 presses the ball 72 into the outer diameter of the center portion of the rack piston 40, and communicates from the outside to the inside of the gearbox housing 10 at the position where the ball 72 is installed. After the charging hole 73 is formed, the ball bush 74 in contact with the ball 72 and the spring 76 elastically supporting the ball bush 74 are sequentially installed in the charging hole 73. , The charging hole 73 of the lower side of the spring 76 is characterized in that the cap bolt 78 is fastened so as to support the spring 76 and adjust the elasticity.
볼 앤 너트형 기어박스, 액티브 센터 필 장치(ACF), 볼, 볼부시 Ball & Nut Type Gearbox, Active Center Fill Unit (ACF), Ball, Ball Bush
Description
도 1은 종래 차량용 스티어링 장치의 볼 앤 너트형 기어박스를 보인 단면도.1 is a cross-sectional view showing a ball-and-nut type gearbox of a conventional vehicle steering apparatus.
도 2는 본 발명에 따른 스티어링 장치의 기어박스를 나타낸 단면도.2 is a cross-sectional view showing a gearbox of a steering apparatus according to the present invention.
<도면의 주요부위에 대한 부호 설명><Description of Signs of Major Parts of Drawings>
10...기어박스 하우징 10a...실린더10
20...유압제어밸브 20a...입력축20.
30...볼스크류 40...랙 피스톤30
50...섹터축 70...액티브 센터필 장치50
72...볼 73...장입홈72
74...볼부시 76...스프링74 ... Bush Bush 76 ... Spring
78...캡 볼트78 ... cap bolt
본 발명은 차량용 스티어링 장치의 기어박스에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 차량용 스티어링 장치의 볼 앤 너트형 기어박스에 있어 조향휠의 중립위치에 서의 랙 피스톤(Rack-piston) 중앙 외주부에 액티브 센터 필 장치를 마련함으로써, 조향휠의 중립상태에서 중립감(On-Center feel)을 향상시킬 수 있도록 한 차량용 스티어링 장치 기어박스에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적으로 차량용 조향장치는 차량의 진행 방향을 변경하기 위해 차량의 차륜 회전각을 조절할 수 있도록 마련되는 것으로서, 운전석에 구비되는 조향휠(스티어링 휠)과, 그 하측에 마련되는 조향축, 그리고 이 조향축과 연결되어 회전력을 감속함과 동시에 동력전달방향을 전환하는 기어박스 등을 구비하고 있다.In general, the vehicle steering apparatus is provided to adjust the wheel rotation angle of the vehicle to change the traveling direction of the vehicle, a steering wheel (steering wheel) provided in the driver's seat, a steering shaft provided below the steering wheel, and the steering It is connected to the shaft to reduce the rotational force and at the same time the gear box for switching the power transmission direction is provided.
한편, 상기 기어박스는 차량 설치에 따른 구성형태에 따라 워엄 섹터형, 워엄 섹터 롤러형, 볼 앤 너트형, 랙 앤 피니언형 등으로 다양하게 구분되는데, 이 기어박스에 링크기구를 개재하여 조향휠의 회전력을 차륜으로 전달하게 된다.On the other hand, the gearbox is divided into various types such as worm sector type, worm sector roller type, ball and nut type, rack and pinion type according to the configuration according to the vehicle installation, the steering wheel through the link mechanism in the gear box The rotational force of the will be transmitted to the wheel.
그리고, 이와 같은 기어박스는 유압에 의해 조향배력을 발생시켜 운전자의 조향휠 조작력을 경감시키기 위해 유압발생장치를 구비하고 있다.In addition, such a gear box is provided with a hydraulic pressure generating device to reduce the steering wheel operating force of the driver by generating steering power by hydraulic pressure.
도 1은 전술한 기어박스 중 볼 앤 너트형 기어박스를 보인 단면도이다. 이에 도시된 바와 같이, 기어박스의 외형을 이루며 내부에는 실린더(1a)가 형성된 하우징(1)이 마련된 상태에서, 이 하우징(1)의 일측에는 조향축(미도시)과 링크기구를 통해 연결되어 회전하는 입력축(2a)을 포함한 유압제어밸브(2)가 설치된다.1 is a cross-sectional view showing a ball-and-nut type gearbox of the aforementioned gearbox. As shown in this figure, in a state in which a
그리고, 하우징(1)의 내부로 연장된 입력축(2a)의 선단에는 볼스크류(3)가 연결 설치되는데, 이 볼스크류(3)의 외주면에는 반구형 단면을 갖는 외부홈(3a)가 나선형으로 마련되어 있다.A
또, 상기 볼스크류(3)의 외측 하우징(1)의 내부에는, 상기 외부홈(3a)과 대응되도록 내주면에 내부홈(4a)이 형성되며 실린더(1a)의 내부에서 축방향으로 슬라이딩 동작되는 랙 피스톤(4)이 설치된다.In addition, inside the
한편, 외부홈(3a)과 내부홈(4a)의 내부에는 다수개의 볼(6)이 개입되어 볼스크류(3)의 회전에 따라 랙 피스톤(4)이 축방향으로 슬라이딩 동작되는데, 이러한 슬라이딩 동작을 외부측으로 전달할 수 있도록 랙 피스톤(4)의 외주면 일측에는 랙기어(4b)가 형성된다.On the other hand, the inside of the outer groove (3a) and the inner groove (4a) a plurality of balls (6) is involved, the rack piston (4) is sliding in the axial direction in accordance with the rotation of the ball screw (3), such sliding operation The
또한, 랙기어(4b)에는 이와 치합될 수 있도록 일단에 섹터기어(5a)가 형성된 섹터축(5)이 랙 피스톤(4)과 교축토록 배치되어, 이 섹터축(5)이 볼스크류(3)와 랙피스톤(4)에 의해 감속된 조향력을 전달받아 이를 다시 링크기구측으로 전달하여 차륜을 가변시키게 된다.In addition, in the
따라서, 이와 같은 구성의 종래 볼 앤 너트형 기어박스는, 운전자의 조향휠 동작에 따라 입력축(2a)과 볼스크류(3)가 회전되고, 볼스크류(3)의 회전에 따라 그사이에 개입된 볼(6)들의 상대구름운동에 의해 랙 피스톤(4)이 축방향으로 슬라이딩하여 섹터축(5)을 회전시켜 차륜을 가변시키게 되는데, 이와 동시에 미도시된 유압펌프로 부터 공급된 유압이 유압제어밸브(2)를 거쳐 실린더(1a)측으로 유입되어 랙 피스톤(4)의 축방향 슬라이딩을 어시스트(assist)하여 운전자 조향력을 가볍게 한다. Therefore, in the conventional ball and nut type gearbox having such a configuration, the
그러나, 상기와 같은 종래의 스티어링 기어박스의 경우 유압에 의한 조향 배 력으로서 운전자의 조향휠의 조타감을 가볍게 해줄 수 는 있으나, 조향휠의 조타각에 관계없이 항상 일정한 배력을 발생시키므로 조향의 무게감이 요구되는 고속의 직진 주행시에는 상대적으로 조향휠의 무게감이 떨어져 오히려 운전자에게 불안감을 줄 수 있다는 문제가 발생한다.However, in the case of the conventional steering gearbox as described above, it is possible to lighten the steering feeling of the steering wheel of the driver as the steering force by the hydraulic pressure, but the weight of the steering is always generated because a constant power is always generated regardless of the steering angle of the steering wheel. In the case of driving at a high speed required, a problem arises in that the steering wheel is relatively uncomfortable in weight.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제를 감안하여 이를 개선시키고자 안출한 것으로서, 볼 앤 너트형 기어박스에 있어 조향휠의 중립위치에서의 랙 피스톤(Rack-piston) 중앙 외주측에 스프링의 반력을 이용한 액티브 센터 필 장치를 마련함으로써, 조향휠의 중립상태에서 무게감을 부여하여 중립감(On-Center feel)을 향상시키며, 아울러 차량의 고속 직진 주행시 조향안정감을 증대시킬 수 있는 차량용 스티어링 장치의 기어박스를 제공하는 데에 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the problems of the prior art as described above, and the reaction force of the spring on the central peripheral side of the rack piston (Rack-piston) in the neutral position of the steering wheel in the ball-and-nut type gearbox By providing an active center fill device using the steering wheel, the steering wheel is provided in the neutral state of the steering wheel to improve the on-center feel and increase the steering stability when driving at high speeds. The purpose is to provide a box.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로서 본 발명인 스티어링 장치의 기어박스는, 중공의 기어박스 하우징과, 이 기어박스 하우징내에 슬라이딩 가능토록 설치되며 그 외주에는 랙 기어가 형성된 랙 피스톤과, 이 랙 피스톤과 교축되도록 설치되며 그 단부에는 상기 랙 기어와 이물림되는 섹터기어가 구비된 섹터축을 포함하여 이루어진 볼 앤 너트형 기어박스에 있어서, 조향휠이 중립위치에 있을 때의 상기 랙 피스톤 중앙부 외경과 기어박스 하우징 사이에 액티브 센터 필 장치가 마련되는 것을 특징으로 한다.As a technical means for achieving the above object, the gearbox of the present invention is a hollow gearbox housing, a rack piston installed so as to be slidable in the gearbox housing and having a rack gear formed on the outer circumference thereof, the rack A ball-and-nut gearbox including a sector shaft having a sector gear which is installed to be throttled with a piston and at the end thereof is provided with a sector gear that is meshed with the rack gear, the outer diameter of the center portion of the rack piston when the steering wheel is in a neutral position. An active center fill device is provided between the gearbox housings.
특히 상기 액티브 센터 필 장치는, 랙 피스톤 중앙부 외경에 볼을 압입하고, 이 볼이 설치된 위치의 기어박스 하우징에는 외부에서 내부로 연통되도록 장입공을 형성하여, 이 장입공에 상기 볼과 접촉하는 볼부시와 이 볼부시를 탄성지지하는 스프링을 순차적으로 내설한 후 상기 스프링의 하단이 지지될 수 있도록 캡 볼트를 체결하여 이루어진 것이 특징이다.Particularly, the active center fill device presses a ball into the outer diameter of the center portion of the rack piston, and forms a charging hole so as to communicate with the ball from the outside to the gearbox housing at the position where the ball is installed. After the bush and the spring to elastically support the ball bush in sequence, the cap bolt is fastened so that the lower end of the spring can be supported.
이하, 첨부도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
첨부된 도면 도 2는 본 발명에 따른 스티어링 장치의 기어박스를 나타낸 단면도 이다. 이에 도시된 바와 같이, 기어박스의 외형을 이루는 기어박스 하우징(10)의 내부에는 실린더(10a)가 형성되고, 이 하우징(10)의 일측에는 입력축(20a)을 내설한 유압제어밸브(20)가 설치된다.2 is a cross-sectional view showing a gearbox of a steering apparatus according to the present invention. As shown therein, a
그리고, 기어박스 하우징(10) 내부로 연장된 상기 입력축(20a)의 선단에는 볼스크류(30)가 연결 설치되고, 이의 외부측에는 랙 피스톤(40)이 설치되는데, 볼스트류(30)의 외부면과 랙 피스톤(40)의 내부면에는 서로 대응되는 형상이 나선홈이 형성되고 그 사이에 볼(60)이 개입되어, 볼스크류(30) 회전에 따라 그 사이의 볼(60)을 매개로 랙 피스톤(40)이 축방향으로 동작된다.Then, the
한편, 상기 랙 피스톤(40)의 외주 일측에는 이 랙 피스톤(40)의 동작을 외부 측으로 전달할 수 있도록 랙기어(미도시)가 마련되고, 이 랙기어측 후방에는 이와 치합되도록 섹터기어를 구비한 섹터축(50)이 랙 피스톤(40)과 교축되도록 배치되어, 볼스크류(30)와 랙 피스톤(40)에 의해 감속된 조향력을 전달받아 이를 다시 링크기구측으로 전달하여 차륜을 가변시키게 된다. 동시에, 미도시된 유압펌프로 부터 공급된 유압이 유압제어밸브(20)를 거쳐 실린더(10a)측으로 유입되어 랙 피스톤(40)의 축방향 슬라이딩을 어시스트(assist)하여 운전자로 하여금 가벼운 조향력을 느끼게 한다.On the other hand, a rack gear (not shown) is provided on the outer circumferential side of the
특히, 본 발명에서는 조향휠의 조향각에 따라 중립 및 그 외의 위치에서 차등적으로 조향력이 발생될 수 있도록 상기와 같은 구성의 기어박스에 액티브 센터 필 장치를 마련한 것이 특징이다.In particular, the present invention is characterized in that the active center fill device is provided in the gearbox of the above configuration so that the steering force can be generated differentially in the neutral and other positions according to the steering angle of the steering wheel.
즉, 본 발명에 적용된 액티브 센터 필 장치는, 조향휠의 중립위치에서는 무게감을 부여하여 차량의 고속 직진주행시 안정감을 느끼도록 하고, 이 외의 조향휠의 조향각에서는 가벼운 조향감을 통해 운전자에게 안정감을 줄 수 있도록 한 것이다.That is, the active center fill device applied to the present invention provides a sense of stability when driving the vehicle at high speed by providing weight in the neutral position of the steering wheel, and gives a sense of stability to the driver through light steering at the steering angle of the steering wheel. It would be.
이와 같은 액티브 센터 필 장치는 도 2의 부분 확대도를 통해 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 랙 피스톤(40) 중앙부 외경에는 볼(72)이 압입되고, 조향휠이 중립상태에 있을 때 상기 볼(72)이 설치된 위치의 기어박스 하우징(10)에는 외부에서 내부로 연통되도록 장입공(73)이 형성된다. Such an active center fill device is shown through a partial enlarged view of FIG. 2. As shown, the
그리고, 이 장입공(73)에는 상기 볼(72)과 접촉하여 조향휠 중립위치에서의 조향무게감을 줄 수 있는 볼부시(74)가 내설되고, 이 볼부시(74) 하측에는 이를 탄 성지지하는 스프링(76)이 내설되며, 스프링(76)의 하측의 장입공(73) 선단에는 이 스프링(76)을 지지함과 동시에 스프링 탄성을 조절하는 캡 볼트(78)가 체결된다.In addition, a
즉, 캡 볼트(78)는, 스프링(76)이 장입공(73)내에서 탄성을 지니도록 그 일측선단을 지지함과 동시에, 그 체결정도에 따라 스프링의 탄성을 조절하는 역할도 하게 된다.That is, the
따라서, 이와 같이 액티브 센터 필 장치를 구비한 본 발명은, 조향휠 및 차륜이 중립위치에 있을 때, 기어박스 하우징(10)측에 설치된 볼부시(74)가 스프링의 탄성에 의해 랙 피스톤(40)의 센터부분에 압입되어 돌출된 볼(72)과 접촉함으로써, 중립상태에 위치한 조향휠에 무게감을 부여하여 차량 중,고속 직진 조향안정성을 향상시킨다.Accordingly, in the present invention having the active center fill device as described above, when the steering wheel and the wheel are in the neutral position, the
이때, 상기 스프링(76)은 캡 볼트(78)의 체결정도 따라 그 탄성력이 변화되기 때문에, 캡 볼트(78)의 체결량을 조절하여 스프링의 탄성력을 조절하면, 중립상태에서의 조향휠의 무게감을 적절하게 조율할 수 있게 된다.At this time, since the elastic force of the
이와는 달리, 조향휠의 조작에 따라 랙 피스톤(40)이 좌,우 이동시에는 돌출된 볼(72)이 아닌 볼 양측부의 랙 피스톤(40) 평면부(42)에 볼부시(74)가 접촉하게 됨으로, 볼(72)의 돌출에 의한 높이차 만큼 스프링(76)의 반발력이 감소되어 조향휠에 무게감이 떨어지게 된다. 이로써, 중립이 아닌 타 위치에서는 기존과 같이 가벼운 조향감을 느낄 수 있다.On the contrary, when the
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명인 스티어링 장치의 기어박스에 의하면, 조향휠의 중립위치에서의 랙 피스톤(Rack-piston) 중앙 외주측에 스프링의 반력을 이용한 액티브 센터 필 구조가 마련됨으로써, 중립상태에서의 조향휠에 무게감을 부여하여 중립감(On-Center feel)을 향상시킬 수 있고, 이에 따라 조향의 무게감이 요구되는 차량의 고속 직진 주행시 조향안정감이 증대되는 효과가 있다. As described above, according to the gearbox of the present invention, the steering center is provided with an active center fill structure using a reaction force of a spring on the outer circumferential side of the rack piston at the neutral position of the steering wheel. By giving a weight to the steering wheel can improve the neutral feeling (On-Center feel), thereby improving the steering stability during high-speed straight running of the vehicle that requires the weight of the steering.
Claims (2)
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KR1020050023125A KR20060101621A (en) | 2005-03-21 | 2005-03-21 | Steering gear-box for car |
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Cited By (3)
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2005
- 2005-03-21 KR KR1020050023125A patent/KR20060101621A/en not_active Application Discontinuation
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application |