KR20140087925A - 기어비 가변형 볼조인트를 구비한 스티어링장치 - Google Patents

기어비 가변형 볼조인트를 구비한 스티어링장치 Download PDF

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KR20140087925A
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Abstract

본 발명은 기어비 가변형 볼조인트를 구비한 스티어링장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 너클암에 연결된 모터에 의하여 구동되는 스크류축으로 구성되는 가변구동부가 구비되고, 이 가변구동부와 타이로드를 연결하는 볼조인트부가 가변구동부에 의하여 너클암의 축방향으로 이동됨으로써 동일한 랙 스트로크에 대한 너클(또는 휠)의 회전량이나, 회전비율을 조절할 수 있는 기어비 가변형 볼조인트를 구비한 스티어링장치에 관한 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로서의 본 발명은, 타이로드와 너클암의 결합부에 구비되어 너클의 회전각도를 조절하기 위한 스티어링장치에 있어서, 너클암의 길이방향을 따라 구비되는 가변구동부; 상기 타이로드와 상기 가변구동부를 연결하고, 상기 가변구동부에 의하여 상기 너클암의 축방향으로 이동 가능하도록 구비되는 볼조인트부;를 포함하여 구성된다.

Description

기어비 가변형 볼조인트를 구비한 스티어링장치{STEERING APPARATUS}
본 발명은 너클암에 연결된 모터에 의하여 구동되는 스크류축으로 구성되는 가변구동부가 구비되고, 이 가변구동부와 타이로드를 연결하는 볼조인트부가 가변구동부에 의하여 너클암의 축방향으로 이동됨으로써 동일한 랙 스트로크에 대한 너클(또는 휠)의 회전량이나, 회전비율을 조절할 수 있는 기어비 가변형 볼조인트를 구비한 스티어링장치에 관한 것이다.
자동차 조향의 안정성과 정밀성은 자동차에서 중요하게 고려되어야 할 사항이다.
운전자의 입장에서는 조절이 편리하면서 안전성과 신뢰성이 있는 스티어링장치(또는 조향장치)를 원하기 때문에, 이러한 사항을 고려하여 스티어링장치는 많은 변화를 거듭해 왔다.
예를 들어, 파워스티어링(Power Steering System)은 적은 힘으로 스티어링장치를 조절할 수 있도록 하여, 저속운전에서 편의성을 향상시켰으며, 특히 여성운전자가 쉽게 운전을 할 수 있도록 하여 최근에는 거의 대부분의 차량에 적용되고 있다.
또한, 서보트로닉 시스템(Servotronic System)은 차의 속도에 반응하여 조향 조작력을 가변하게 함으로써 고속에서는 무거운 조작력으로 안정석을 도모하고, 저속에서는 조작력을 가볍게 하여 운전의 편의성을 제공하는 동시에 주차 등을 용이하게 한다.
최근에는 스티어링장치에 AFS(Active Front Steering)를 장착하여 조향의 편의성을 향상시킨 차량이 출시되기 시작하였는데, AFS란 저속에서는 스티어링휠의 회전을 적게 하여도 바퀴의 회전을 크게 하고, 고속에서는 주행의 안정성을 위해 상대적으로 같은 스티어링휠 회전에 대해 작은 선회각을 가지게 하는 기능을 말한다.
종래기술에 따른 AFS장치는 피니언(pinion) 쪽에 유성기어식 구조를 도입하여 입력 회전수에 대하여 출력되는 회전수를 조절함으로써 기어비를 조절할 수 있도록 구성되었다.
유성기어를 이용한 스티어링장치의 일례로 대한민국 등록특허 제10-0793737호(이하 '선행기술'이라 함)가 있다.
선행기술은 회전체와 스톱 플레이트를 포함하며, 회전체는 스톱플레이트가 삽입되기 위한 관통홈을 구비한 원판 형상으로 구성되어 동력실린더 내부에 장착하고, 회전체의 원주상에 기어부를 경사지게 형성하며, 기어부에는 구동모터의 축에 결합된 베벨기어가 맞물리도록 구성되어 있다.
그러나 이러한 구조는 피니언부의 기어비를 조절하는 구조를 모듈단화하여 공용화하기 용이하지 않다는 문제점이 있었다.
KR10-0793737 a1
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 타이로드와 너클을 연결하는 볼조인트부가 너클암에 연결되는 가변구동부에 결합되어 너클암의 축방향으로의 이동을 통하여 주행속도에 따라 기어비가 조절됨으로써 AFS(Active Front Steering) 기능 구현을 통하여 차량의 성능 요구조건을 충족시키고, 또한 구조의 단순화와, 모듈화를 통하여 생산원가를 절감할 수 있는 기어비 가변형 볼조인트를 구비한 스티어링장치를 제공하는데 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로서의 본 발명은, 타이로드와 너클암의 결합부에 구비되어 너클의 회전각도를 조절하기 위한 스티어링장치에 있어서, 너클암의 길이방향을 따라 구비되는 가변구동부; 상기 타이로드와 상기 가변구동부를 연결하고, 상기 가변구동부에 의하여 상기 너클암의 축방향으로 이동 가능하도록 구비되는 볼조인트부;를 포함하여 구성된다.
본 발명의 바람직한 실시례로, 상기 가변구동부는 상기 너클암의 길이방향을 따라 구비되고, 상기 볼조인트부가 연결되는 스크류축과, 상기 스크류축을 회전시키는 구동모터를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시례로, 상기 볼조인트부는 일측면이 상기 스크류축에 맞물리는 기어부가 구비될 수 있다.
본 발명에 따른 기어비 가변형 볼조인트를 구비한 스티어링장치는 랙바에 유성기어를 구비하여 기어비를 조절하는 방식에 비하여 모듈화가 용이하므로 제조원가를 절감할 수 있고, 또한 기어비를 용이하게 조절할 수 있다는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 기어비 가변형 볼조인트를 구비한 스티어링장치의 가변구동부와 이동부의 구성을 나타내는 도면.
도 2는 도 1에 도시된 가변구동부와 가변이동부의 세부구성을 나타내는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 기어비 가변형 볼조인트를 구비한 스티어링장치의 구동상태를 나타내는 도면.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 기어비 가변형 볼조인트를 구비한 스티어링장치의 가변구동부와 이동부의 구성을 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 가변구동부와 가변이동부의 세부구성을 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 기어비 가변형 볼조인트를 구비한 스티어링장치의 구동상태를 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 기어비 가변형 볼조인트를 구비한 스티어링장치는 타이로드와 너클암(110)의 결합부에 구비되어 자동차의 너클 또는 휠의 회전각도(또는 선회각도)를 조절하기 위한 스티어링장치에 있어서, 상기 너클암(110)의 길이방향을 따라 구비되는 가변구동부(130)와, 상기 가변구동부(130)에 의하여 상기 너클암(110)의 축방향으로 이동가능하게 구비되는 볼조인트부(150)를 포함하여 구성된다.
상기 가변구동부(130)는 너클암(110)의 길이방향을 따라 구비되는 스크류축(133)과 상기 스크류축(133)의 일단에 구비되는 구동모터(135)를 포함하여 구성된다.
너클(100)은 자동차의 차축 끝에 킹핀에 의해 결합되어 핸들의 조작으로 좌우로 회전하는 관절부분에 해당한다. 너클(100)은 공지의 기술로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명에 따른 기어비 가변형 볼조인트를 구비한 스티어링장치의 가변구동부(130)와 볼조인트부(150)는 자동자 스티어링장치의 타이로드(170, Tie Rod)가 결합되는 너클암(110)에 구비된다.
가변구동구부(130)는 스크류축(133)과 구동모터(135)를 포함하여 구성되는데, 스크류축(133)은 너클암(110)의 길이방향을 따라 구비되고, 상기 스크류축(133)의 일단에는 구동모터(135)가 구비되어 상기 스크류축(133)을 일측 또는 타측방향으로 회전시킨다.
여기서, 너클암(110)의 길이방향이란 일측방향으로 갈수록 구동축에 가까워지고, 타측방향으로 갈수록 구동축에서 멀어지도록 구성되는 것을 말한다.
볼조인트부(150)는 일측면이 스크류축(133)에 맞물리도 결합되어 상기 스크류축(133)이 일측 또는 타측방향으로 회전함에 따라 상기 볼조인트부(150)도 상기 스크류축(133)의 일측 또는 타측방향을 따라 이동하도록 구성된다.
이를 위하여 상기 볼조인트부(150)에는 기어부가 구비되어 상기 스크류축(133)에 맞물려 볼조인트부가 너클암(110)의 축방향으로 이동할 수 있게 한다.
이러한 상기 기어부의 일례로는 래크(rack)를 들 수 있다. 래크는 공지의 기술로 막대모양의 직선 면에 스크류축(133)의 이(齒) 형상에 대응되는 형상의 이가 구비되어 있다.
그리하여 래크의 이와 스크류축(133)의 이가 맞물린 상태에서 상기 스크류축(133)이 회전하면 상기 래크가 스크류축(133)의 이를 따라 일측 또는 타측방향으로 이동할 수 있게 된다.
따라서 볼조인트부의 일측면에 래크가 구비되면 스크류축이 회전함에 따라서 볼조인트부가 일측 또는 타측방향으로 이동하도록 구현할 수 있다.
볼조인트부(150)의 기어부에 관한 또 다른 구성으로, 상기 볼조인트부(150)의 일측면에 스크류축(133)에 맞물리도록 결합되는 암나사부가 구비되도록 할 수 있다.
암나사부는 스크류축(133)를 감싸면서 내측에는 스크류축(133)의 나선에 대응되는 암나사 산이 형성되어 있다.
그리하여 스크류축(133)이 회전하면 암나사부가 상기 스크류축(133)을 따라 일측 또는 타측방향으로 이동하게 된다.
이 외에 볼조인트부(150)는 외측면에 나선이 형성되어 있는 스크류축(133)의 회전에 따라 일측 또는 타측방향으로 이동할 수 있는 구성이라면 공지의 다양한 구성이 사용될 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 기어비 가변형 볼조인트를 구비한 스티어링장치의 구동상태를 살펴보면, 구동모터(135)가 회전하면 스크류축(133)이 함께 연동하여 회전하게 되고, 스크류축(133)이 회전하면 볼조인트부(150)가 스크류축(133)의 일측 또는 타측방향으로 이동하게 된다.
한편, 볼조인트부(150)에는 타이로드(170, Tie Rod)의 일단이 회동가능하게 결합되어 있고, 타이로드의 타단에는 랙바(190, Rack Bar)가 결합되어 있다.
타이로드(170) 및 랙바(190)는 기어비 가변형 볼조인트를 구비한 스티어링장치에 일반적으로 사용되는 구성으로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
스크류축(133)에 구비된 구동모터(135)는 차량의 주행속도에 따라 ECU에 의하여 조절되는데, 저속 또는 정지상태에서는 볼조인트부(150)가 구동축에서 멀어지게 조절하고, 고속운전 중에는 구동축에 가까워지게 한다.
도 3과 같이, 타이로드의 이동거리가 동일한 경우에 볼조인트부가 구동축에서 멀어질 경우 바퀴의 회전각이 커지게 되고, 볼조인트부가 구동축에 가까워지면 바퀴의 회전각이 작아지게 된다.
따라서 볼조인트부를 구동축에서 멀어지게 하면, 저속이나 정지상태에서는 운전자가 스티어링 휠을 조금만 회전시켜도 바퀴가 많이 회전하고, 볼조인트부가 구동축에 가까워지면 고속상태에서는 상대적으로 적게 회전하여 안정성을 확보할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 너클
110: 너클암
130: 가변구동부
133: 스크류축
135: 구동모터
150: 볼조인트부
170: 타이로드

Claims (3)

  1. 타이로드와 너클암의 결합부에 구비되어 너클의 회전각도를 조절하기 위한 스티어링장치에 있어서,
    너클암의 길이방향을 따라 구비되는 가변구동부;
    상기 타이로드와 상기 가변구동부를 연결하고, 상기 가변구동부에 의하여 상기 너클암의 축방향으로 이동 가능하도록 구비되는 볼조인트부;를 포함하여 구성되는 기어비 가변형 볼조인트를 구비한 스티어링장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가변구동부는 상기 너클암의 길이방향을 따라 구비되고, 상기 볼조인트부가 연결되는 스크류축과, 상기 스크류축을 회전시키는 구동모터를 포함하여 구성되는 기어비 가변형 볼조인트를 구비한 스티어링장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 볼조인트부는 일측면이 상기 스크류축에 맞물리는 기어부가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 기어비 가변형 볼조인트를 구비한 스티어링장치.
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KR20160056394A (ko) * 2014-11-10 2016-05-20 현대자동차주식회사 지오메트리 독립 가변형 더블 위시본 서스펜션
CN111332363A (zh) * 2020-03-13 2020-06-26 东风汽车集团有限公司 一种用于赛车的转向节及其调整方法
CN113202858A (zh) * 2021-06-15 2021-08-03 内蒙古民族大学 一种车辆常配式转向拉杆

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160056394A (ko) * 2014-11-10 2016-05-20 현대자동차주식회사 지오메트리 독립 가변형 더블 위시본 서스펜션
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