KR940009853B1 - 동력조향장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

동력조향장치

제 1 도는 본 발명의 제1실시예에 관한 인테그랄형 동력조향장치의 종단면도.

제 2 도는 반력기구의 횡단면도.

제 3 도 및 제 4 도는 각각 제2실시예의 제 1 도 및 제 2 도에 대응하는 도면.

제 5 도는 제3실시예의 반력기구의 횡단면도.

제 6 도는 동 주요부의 확대도.

제 7 도 및 제 8 도는 반력기구의 조심(調芯)동작을 표시하는 설명도.

제 9 도 및 제 10 도는 제4실시예의 반력기구의 평면도 및 제 9 도의 X-X선에 따른 단면도.

제 11 도는 상기한 실시예의 조심과정을 표시하는 단면도.

제 12 도는 상기한 실시예의 변형예의 평면도.

제 13 도 및 제 14 도는 다른 변형예의 평면도 및 단면도.

제 15 도는 제5실시예의 반력기구의 주요부 횡단면도.

제 16 도는 동 평면도.

제 17 도는 조심방법을 표시하는 횡단면도.

제 18 도는 제6실시예의 반력기구의 주요부 횡단면도.

제 19 도는 동 평면도.

제 20 도는 제7실시예의 반력기구의 요부횡단면도.

제 21 도는 동 평면도.

제 22 도는 제8실시예에 관한 동력조향장치의 종단면도.

제 23 도는 제 22 도의 XXIII-XXIII선에 따른 단면도.

제 24 도는 동 주요부의 확대도.

제 25 도 및 제 26 도는 각각 제 24 도의 실시예의 변형예를 표시하는 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 기어하우징 6 : 피스톤

12 : 랙 14 : 섹터기어

20, 920 : 워엄축 26, 926 : 스태브축

32, 932 : 페일세이프기구 40 : 큰트롤밸브

51, 151, 251, 651, 751, 959 : 반력기구

56, 110, 254, 354, 554, 654, 764, 854, 954 : 반력플런저

254a, 354a, 654a : 오목부

108, 256, 356, 656, 956 : 볼 652, 752, 852, 952 : 원구멍

본 발명은 동력조향장치에 관하여, 특히 반력기구를 구비한 동력조향장치에 관한 것이다.

동력조향장치는, 조향핸들에 가하여진 입력에 따라서 콘트롤밸브를 절환하여서, 파워실린더의 한쪽 실내에 유압을 도입하는 것에 의해 조향차륜에 보조동력을 부여하도록 되어 있다.

이 동력조향장치에는, 고속주행 중에 핸들이 너무 가벼워져서 운전자에게 불안감을 주는 일이 없도록, 유압반력실에 유압을 작용시켜서 조향반력을 발생시키는 반력기구가 설치되어 있다.

종래의 반력기구로서, 예를들어 조향차륜에 연동하는 출력축(워엄축)에 반경방향의 구멍을 형성하고, 이 구멍내에 반력플런저를 미끄럼작동 가능하게 끼워맞춤시키고, 또 이 반력플런저의 선단에 오목부를 형성하여 볼(ball)을 보존유지시킴과 아울러, 조향밴들에 연동하는 입력축(스태브축)의 외면에 v자형상의 홈을 형성해서, 상기한 플런저에 유압을 작용시켜 볼을 입력축의 V홈에 압접시키도록 한 것이 알려져 있다.

또, 이와같은 반력기구를 , 인테그랄형 동력조향장치에 설치한 것도 종래부터 알려져 있다.(일본 특공소48-14743호).

상기한 종래의 인테그랄형 동력조향장치에서는, 스태브축과 워엄축에 각각 통형상의 밸브부재를 핀에 의해 연결시켜서 콘트롤밸브를 구성하고 있으며, 반력기구는 이들 양 밸브부재 사이에 설치되어 있다. 이와같이 반력기구부가 핀결합 때문에 강도상의 문제가 있고, 또 콘트롤밸브부 외주에 반력기구부가 있는 것에 의해 반력실의 크기에도 제한이 있으므로, 소망하는 조향반력을 얻을 수 없는 경우가 있었다.

또한, 반력기구를 구비한 동력조향장치에서는, 콘드롤밸브에 설치된 밸브홈의 가공오차 등에 의해 유압중심과 반력기구의 중심위치와를 일치시키는 것이 곤란하였다.

또, 반력기구가 입출력축의 소정이상의 상대회전을 규제하기 위한 페일세이프(fail-safe)기구와, 축방향의 위치를 달리 해서 설치되어 있으므로, 가공부분이 증대해서, 반력실과 페일세이프와의 회전방향의 위상의 어긋남을 수정할 수 있을 만큼의 정밀도를 내기가 곤란할 뿐 아니라 콘드롤밸브와 반력실과의 조심(調芯 : centering)이 복잡하게 되고, 또한 축방향의 길이가 길어져서, 장치가 대형화하는 등의 문제가 있었다.

또한, 유압반력실로 도입되는 유압은, 차량의 주행속도에 따라서 상승하게 되는데, 반력기구의 작동중, 워엄축과 스태브축의 상대각변위가 생길 때에는, 별도로 반력실의 유압을 조정하는 기능을 갖는 장치를 추가하지 않으며, 반력유압을 변화시킬 수 없다는 문제가 있다. 또, 그 장치의 추가에 의해 대형화해서, 차량의 다른 부품과 간섭하거나 코스트가 높아지는 일이 있었다.

본 발명은 상기한 결점을 제거하기 위하여 이루어진 것으로, 콘트롤밸브의 유압 중심과 반력기구의 중립위치와의 조심을 행할 수 있는 동력조향장치를 제공하는 것이다. 또, 그 조심된 상태를 유지 할 수 있는 반력기구를 구비한 조향장치를 제공하는 것이다.

또, 본 발명의 다른 목적은, 콘트롤밸브의 유압중심과 반력기구 및 페이세이프 기구의 중립위치와의 회전방향 위상어긋남을 억제해서, 페일세이프기구의 작동각 범위에서 조심을 행할 수 있으며, 더욱이 장치를 소형화할 수 있는 반력기구를 구비한 동력조향장치를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 반력기구의 동작량에 따라서 반력유압을 변화시킬수 있는 동력조향장치를 제공함에 있다.

[실시예]

이하, 도시한 실시예에 따라 본 발명을 설명한다. 제 1 도는 본 발명의 제1실시예에 관한 인테그랄형 동력조향장치의 종단면도로서, 기어하우징(2)의 실린더부(4)내에는, 피스톤(6)이 미끄럼작동 자재하게 끼워맞취지고, 이 피스톤(6)에 의해 실린더(4) 내는 2개의 입력실(8)(10)로 구획되어 있다. 피스톤(6)의 축면(제 1 도에 있어서 하면)에는 랙(12)이 형성되어 있고, 이 랙(12에, 도시하지 아니한 조향차륜에 연동하는 섹터기어(14)가 맞물림되어서, 피스톤(6)의왕복운동에 따라서 정역회동하도록 되어 있다.

상기한 피스톤(6)의 축심부의 구멍(16)에는 볼사나홈(18)이 설치되어서, 홈(18)내의 다수의 볼(19)을 개재하여 위엄축(출력축)(20)이 나사결합되어 있다. 기어하우징(2)의 한쪽 끝에는, 밸브하우징(22)의 원통부(22a)가 끼워맞춰져서, 볼트(24)에 의해 고정되어 있다. 이 밸브하우징(22) 내에는 상기한 위엄축(20)과 축선을 일치시켜 스태브축(입력축)(26)이 설치되어 있다. 위엄축(20)의 스태브축(26)쪽 끝부분에는 대경(大俓)의 통부(20a)가 형성되어서, 이 통부(20a)내에 스태브축(26)의 선단부가 베어링(28)을 개재하여 끼워맞취져 있다. 이들 양축(20),(26)은, 그들의 축심구멍 내로 삽입관통된 토오션바아(torsion bar)(30)에 의해 연결되어 있다. 또,워엄축(20)의 내면과 스태브축(26)의 외면에는, 양축(20),(26)의 소정량의 상대회전을 허용함과 아울러, 그 이상의 회전은 규제하도록 페일 세이프(32)가 형성되어 있다. 그리고, 스태브축(26)은 도시하지 않은 조향핸들에 연결되어 회전된다.

스태브축(26)의 중앙부 외주면에는 직접 밸브로우터(내축밸브부재)(34)가 형성되고, 그 외주에 밸브슬리브(외측 밸브부재)(36)가 끼워맞춰져 있다. 이 밸브슬리브(36)는, 핀(38)을 개재하여 워엄축(20)에 연결되어 일체적으로 회전하도록 되어 있어서, 이들 밸브로우터(34)및 밸브슬리브(36)에 의해 회전식(rotarytype)콘트롤밸브(40)가 구성되어 있다.

콘트롤밸브(40)는, 밸브하우징(22)에 형성된 공급구(42)를 거쳐 오일펌프에, 그리고 환류구(44)를 거쳐 탱크에 연통되어 있으며, 조향핸들의 조작에 의해서 이 콘트롤밸브(40)가 절환작동되면, 오일펌프로부터 토출된 압유(壓油)는, 압력실(8),(10)의 한쪽으로 공급됨과 아울러, 다른쪽의 압력실이 탱크에 연통되어서 양압력실 사이에 압력차가 생기고, 이 압력차로 피스톤(6)을 작동시켜서 조향방향으로 보조력을 부여하도록 되어있다.

워엄축(20)의 대경통부( 20a)의 스태브축(26)쪽 끝부분은, 밸브슬리브(36)의 외주에 끼워맞추어짐과 아울러, 워엄축(20) 및 스태브축(26)의 양자를 밸브하우징(22)에 대하여 회전자재하게 지지하는 볼베어링(46)의 내륜(inner race)(46a)를 구성하고 있다. 이 볼베어링(46)의 외륜(outer race)(46b )는 워엄축(20)의 통부(20a) 외주면과 밸브하우징(22)의 원통부(22a)와의 사이에 삽입되어 나사(48)에 의해 고정된 조정플러그(adjusting plug)(50)에 의해 밸브하우징(22)의 바닥부에 보존유지되어 있다.

워엄축(20)과 스태브축(26)이 끼워맞춤하고 있는 부분의 실린더 근처에는 반력기구(51)가 설치되어 있으며, 반력기구(51)에 대하여 제 1 도 및 제 2 도에 의하여 설명한다. 스태브축(26) 외주의 대칭위치에 2개의 돌기(52)가 형성되어 있고, 워엄축(20)에는 이들 2개의 돌기(52)의 양측면에 대하여 직교하는 방향으로 부터 구멍(54)이 형성되어서, 이들 각 구멍(54)내에 각각 반력플런저(56)가 미끄럼작동 자재하게 끼워맞춤하고 있다.

상기한 조정플러그(50)와, 반력기구(51) 주위에 위치하는 부분의 내면에는 환상홈(50a)이 형성되어 있고, 이 환상홈(50a)의 양측에 시일부재(58)가 장착되어 있다. 그리고, 이 시일부재(58)의 외주에 O링을 장착하여도 좋다.

또, 조정플러그(50)의 외주면과 밸브하우징(22) 내주면과의 사이에는 환상공간(60)이 형성되며, 이 공간(60)의 실린더(4) 가가이에 O링(62)이 장착되어 있다.

또한, 밸브하우징(22)의 원통부(22a) 외주면에는 환상홈(22b)이 형성되고, 환상홈(22b)의 양측에 O링(64)이 장착되어 있다.

또, 이 환상홈(22b)에는, 기어하우징(2)에 형성된 도입구(미도시)를 통해 유압원으로부터의 압유 도입되도록 되어 있다. 그리고, 밸브하우징(32)에는, 밸브하우징의 외주측 환상홈(22b)과, 내주측 환상공간(60)이 연통하는 통로구멍(22c)이 설치되어 있고, 조정플러그(50)에는, 상기한 환상공산(60)과 조정플러그(50) 내주측의 환상홈(50a)을 연통하는 통로구멍(50b)이 설치되어 있다. 따라서, 밸브하우징(22)의 환상홈(22b)으로 도입된 압유는 통로구멍(22c), 환상공산(60), 통로구멍(50b) 및 환상홈(50a)을 통해 반력플런저(56)의 배면축(유압반력실)(57)으로 도입된다. 그리고, 상기한 유압원은, 동력조향장치와 공통의 펌프이어도 좋고, 또는 별도의 차속에 따라서 토출량이 증감하는 서브펌프 등을 사용하여도 좋다.

다음에, 상기한 구성에 관한 동력조향장치의 작동에 대하여 설명한다.

조향핸들의 조작에 의해서 스태브축(26)이 회전하면, 이 스태브축(26)과 워엄축(20)과의 사이에 상대회전 변위가 생기고,이에따라 스태브축(26)에 형성된 밸브로우터(34)와 워엄축(20)에 연결된 밸브슬리이브(36)와이 사이에도 상대회전변위가 생겨서 콘트롤밸브(40) 내의 유로가 절환되어, 실린더(4) 내의 2개의 압력실(8),(10)의한쪽이 오일펌프에 연통하고, 다른쪽이 탱크에 연통해서 피스톤(6)이 이동하는 것에 의해 동력조향장치로서의 작동이 행하여진다.

상기한 바와 같이 스태브축(26)과 워엄축(20)이 상대적으로 회전하면, 반력기구(51)를 구성하는 스태브축(26)의 돌기(52)가, 그 양측에 서로 마주보는 반력플런저(56)의 한쪽을 압압해서 후퇴시킨다. 각 반력플런저(56) 배면측의 유압반력실(57)에는, 차속의 상승에 따라서 토출량이 증대하는 오일펌프로부터 토출된 압유가, 환상홈(22b), 통로구멍(22c), 환상공산(60), 통로구멍(50b) 및 환상홈(50a)을 통해서 도입되어 있기 때문에, 그 유압에 의하여, 압압되어서, 후퇴하고 있는 반력플런저(58)가 스태브축(26)의 돌기(52)를 중립위치(제 2 도의상태)로 밀어 복귀시려는 회전력을 부여한다. 이 회전력이 조향핸들에 조향반력으로써 전달되어, 고속주행시의 조행안정성을 향상시킬 수 있다.

본 실시예 장치에는, 스태브축(26)과 워엄축(20) 사이에 반력기구(51)를 설치하였으므로 강도상의문제가 없고, 더욱이 워엄축(20)에 반력플런저(56)에 작용하는 유압을 도입하는 유압반력실(57)을 설치하였으므로,이 반력실(57)을 크게하는 것이 가능하게 되어서, 각 주행조건에 있어서의 핸들조향력 설정의 자유도를 증가할 수있다.

또, 밸브하우징(22)의 외주에 환상홈(22b)을 형성한 것에 의해, 전체 외주상의 어느 곳으로부터도 유입을 도입할 수 있다. 또한, 상기한 구성에서는, 반력기구를 갖지 않는 인테그랄형 동력조향장치와 기본구조를 동일하게 할 수 있어서, 반력기구를 설치하는 것에 의한 단점이 없고, 더욱이 대형화할 우려도 없다.

제 3 도 및 제 4 도는 제2실시예를 나타내는 것으로, 반력기구(51)의 구성을 제외하고 상기한 실시예와 동일하므로 동일한 부분에는 동일부호를 붙이고 그 설명을 생략한다. 본 실시예에서는, 스태브축(26)의 외주에 환상의 대경부(102)가 형성되고, 이 대경부(102)에 원주방향 등간격으로 4개소의 V자형상 홈(104)이 설치되어 있다. 이들 V자형상 홈(104)은 2개의 경사면으로 이루어져 있다. 한편, 워엄축(20)의 대경부(102a)에는, 원주방향 등간격으로 4개의 직경방향으로 관통하는 구멍(106)이 형성되고, 이들 각 관통구멍(106)내에 각각 볼을 구비한 반력플런저(110)가 미끄럼작동 자재하게 밀착해서 끼워져 있다. 이들 각 반력플런저(110)의 배면축(유압반력실)(157)에는, 상기한 실시예와 동일하게 유압이 작용하도록 되어 있다.

본 실시예 장치에는, 스태브축(26)과 워엄축(20)이 상대적으로 회전하면, 각볼(108)의 중심이 각 V자형상 홈(104)의 중앙으로부터 벗어나서, 그 홈(104)의 경사면에 의하여 밀어올려진다. 상기한 실시예와 동일하게 반력플런저(110)의 배면(유압반력실)(157)에 작용하는 유압에 의해서 볼(108)이 V자형상 홈(104)의 경사면을 밀어서 중립위치로 복귀하려는 힘이 작용하여, 이 힘이 조향반력으로서 핸들에 전달된다. 이 동력조향장치도 상기한 실시예와 동일한 효과를 얻을 수 있는 것은 물론이다.

다음에, 제 5 도 및 제 6 도에 의해 제3실시예의 반력기구(251)에 대하여 설명한다. 워엄축(20)의 대경통부에 원주방향 등간격으로 복수개(본 실시예에서는 3개)의 반지름방향으로 관통하는 원구멍(252)이 형성되어 있다. 이들 각 원구멍(252)내에는 각각 반력플런저(254)가 미끄럼작동 가능하게 밀착하여 끼워맞춰서 있다. 반력플런저(254)의 내부측 끝면에는 오목부(254a)가 형성되어, 이 오목부(254a)내에 볼(256)이 보존유지되어 있다.

이 오목부(254a)는, 그 둘레면이 볼(256)의 지름보다도 약간 큰 곡률반경으로 외측으로 볼록하게 만곡하는 원추형상을 이루고 있으며, 둘레면의 중심(O')은 볼(256)의 중심(O)보다 δ만큼 편심되어 있다. 또 오목부(254a)의 중심(O₁)은, 반력플런저(254)의 축선(Q₂)으로부터 지름방향으로 편심되어 있고, 또 오목부(254a)와 볼(256)과의 접촉각(θ )은 25도 내지 50도로 설정되어 있다.

한편, 스태브축(26)의 외주에는, 환상의 대경부가 설치되고, 이 대경부에 원주방향 동간격으로 3개소의, 2개의 대칭인 경사면(257a)으로 이루어지는 V자형상 홈(257)이 형성되어 있다.

그리고, 상기한 반력플런저(254)는 원구멍(252) 내에서의 미끄럼작동 회전을 용이하게 하기 위해, 그 표면에 화학적피막처리를 시행하거나, 윤활성이 좋은 소결품으로 제작하도록 하는 것이 보다 바람직하다.

다음에, 본 실시예의 작용에 대하여 설명한다.

제 7a 도 내지 제 7c 도에 표시하는 바와 같이, 콘트롤밸브의 중심위치에 있어서, 볼(256)은 홈(257)에 대하여는 양 경사면(257a),(257a)에 접촉하고 있지만, 오목부(254a)에대하여는 둘레방향의 일부만 접촉하고 있는 상태, 즉 반력기구(251)의 중립이 얻어지고 있지 않은 상태로 되어 있는 것으로 한다.

이 상태에서, 반력플런저(254)의 배면에 유압이 작용하면, 반력플런저(254)는 제 7b 도에 아래쪽으로 압압된다. 그러면, 반력플런저(254)는 제 8a 도에 표시하는 시계방향, 혹은 제 8b 도에 표시하는 반시계방향으로 회전해서,제 8c 도에 표시하는 바와 같이 볼(256)이 오목부(254a)의내주면에는 완전히 밀착하여, 유압중심과 반력기구(251)의중심이 일치한다. 이 때문에 좌우차 등의 조향력 불량이 생길 우려가 없다. 또, 오목부(254a)는 원추형상으로 형성되어서 볼(256)과의 접촉각(θ)이 25도 내지50도로 크게되어 있으므로, 반력플런저(254)의 회전에 의한 조심동작이 원활하다.

다음에, 제 9 도 및 제 10 도에 의하여, 제4실시예에 대하여 설명한다.

제 9 도는 반력기구의 평면도, 제 10 도는 제 9 도의 X-X선에 따른 단면도이다. 워엄축(20)에는 반지름방향의 원구멍(352)이 형성되며, 이 원구멍(352)내에 반력플런저(354)가 미끄럼작동 자재하게 끼워져 있다. 반력플런저(354)의 내부측 끝면(제 10 도 아래쪽)에는 오목부(354a)가 형성되어 있는데, 오목부(354a)는 그속에 보존유지되어 있는 볼(356)의 지름보다도 큰 지름의 원호로 이루어져 있다. 더욱이, 오목부(354a)는, 제 11 도에 표시하는 바와같이, 그 중심(O₁)이 반력플런저(354)의 축선(Q₂)으로부터 편심된 위치에 설치되어 있다. 그리고, 볼(356)은 스태브축(26)외 외면에 형성된 축방향의 V자홈(357)내에 끼워맞춤하고 있다. 반력플런저(354) 외부측에는, 6각형의 걸어맞춤돌기부(354b)가 형성되고, 또한 이 돌기부(354b)의 2변을 횡단하는 홈(354c)이 설치되어 있다.

한편, 원구멍(352)의 외주측 개구부에는, 밑바닥을 보유하는 6각형 형상을 이루는 스톱퍼(360)가 그 외주측 6개소의 돌기부에 있어서 원구멍(352)의 내주면으로 압입되어 있다. 스톱퍼의 통형상부(360a) 내면축은, 상기한 반력플런저(354)의 돌기부(354b)의 외면보다 약간 큰 6각형상을 하고 있고, 돌기부(354b)의 외면에 대하여 약간의 간극을 보유하고 있다. 또 스톱퍼(360)의 통형상부(360a)의 끝면(360b)과 반력플런저(354)의돌기부(354b)의 주위면(354d)과의 사이, 및 스톱퍼(360)의 바닥면(360c)과 반력플런저(354)의 돌기부(354b)의 상단면(354e)과의 사이에 각각 간극이 있고, 더욱이 바닥부외면(360d)이 워엄축(20) 외주면으로부터 돌출하지 않도록, 이스톱퍼(360)는 원구멍(352)내에 고정되어 있다. 또한, 스톱퍼(360)의 바닥부에는, 상기한 반력플런저(354)의 돌기부(354b)의 홈(354c)과 거의 같은 폭의 긴구멍(360e)이 형성되어 있다.

상기한 구성에 관한 반력기구의 조립시에, 콘트롤밸브의 중립위치에 있어서 제 11 도와 같이 반력기구의 중립이 얻어지지 않는경우에는, 스톱퍼(360)의 긴구멍(360e)을 관통시킨 드라이브(362) 등의 공구의 선단을 반력플런저(354)의 홈(354c)내에 삽입하고, 반력플런저를 밀면서 회전시킨다. 반력플런저(354)가 V자홈(354)내의 볼(360)에 대하여 회전하여, 가장 아래쪽으로 쑥 들어간 위치에서 조심(반력기구의 중립위치가 유압중심에 일치)된다. 그 상태에서 스톱퍼(360)를 상기한 제 10 도의 위치까지 압입한다. 이와 같이 조심하고, 스톱퍼(360)를 고정한 후는 플런저(354)가 회전하여 버리는 일없이 조심된 상태를 보존유지할 수가 있다. 또, 원구멍(352)의 입구측에 스톱퍼(350)가 있기 때문에, 반력플런저(354)가 원구멍(352)으로부터 빠져나가서 하우징쪽에 닿을 염려가 없다.

그리고, 스톱퍼의 형상은 상기한 바와 같은 6각형에 한정되는 것이 아니고, 그외의 다각형 등, 외면이 원구멍내에 고정되고, 내면은 반력플런저의 회전을 규제할 수 있는 것이면 좋다. 예를 들어서, 제 12 도에 표시하는 바와같이, 복수의 요철을 보유하는 곡면으로 이루어지는 스톱퍼(460)와 이 스톱퍼(460)보다는 한측작은 걸어맞춤돌기부(454b)를 보유하는 반력플런저(454)와의 조합이어도 동일한 효과를 거둘 수 있다. 또, 상기한 실시예에서는 돌기부(354b)의 홈(354c)을 사용해서 반력플런저(354)를 회전시켰으나, 이 플런저(354)는 외측으로부터 압입하는 것만으로 회전하므로, 홈이 없는 경우에도 조심이 가능하다.

또, 제 13 도 내지 제 14 도에 표시하는 바와 같이, 바닥부가 없는 6각형의 통형상부만으로 이루어지는 스톱퍼(560)이어도 좋다. 본 예에서는, 반력플런저(554)의 걸어맞춤돌기부(554b)의 주위면(554d)과 스톱퍼(560)의 내부측 끝면(560b)이 스톱퍼면으로 되어, 반력플런저(554)가 빠져나가는 것을 방지하다. 또, 반력플런저(554)의 걸어맞춤돌기부(554b)의 상단면을 파선(a)과 같이 워엄축(20)의 외주면과 동일한 원호상으로 하면, 하우징축과의 간섭을 피할 수 있다.

그리고, 상기한 각 실시예는, 모두 스톱퍼의 통형상부 내면과 외면이 반력플런저의 걸어맞춤돌기부와 동일한 형상을 하고 있으나, 내면만을 걸어맞춤돌기부와 동일한 형상으로 하면, 외면측은 원형 등과 같은 그외의 형상으로 해서 원구멍내로 압입고정하도록 하여도 좋다. 또, 스톱퍼의 재질은, 금속에 한정되지 않고, 합성수지나 고무 등의 소재를 사용할 수도 있다.

제 15 도 및 제 16 도는 제5실시예를 표시하는 것이며, 제 15 도에 있어서, 부호(651)는 반력기구이며, 이 반력기구(651)는, 워엄축(20)에 원주방향으로 등간격으로 예를들어 3개(제 15 도에서는 1개만 도시)반지름방향으로 관통해서 형성된 원구멍(652)을 구비하고 있으며, 이들 각 원구멍(652)내에는, 반력플런저, 반력플런저(654)가 미끄럼작동 가능하게 각각 밀착해서 끼워맞춰져 있다. 반력플런저(654)의 내부측 끝면(제 15 도에 있어서의 하단면)에는, 오목부(654a)가 형성되어 있고, 오목부(654a)는, 그 속이 보존유지되어 있는 볼(656)의 지름보다도 큰 지름의 원호로 구성되어 있다. 또, 오목부(654)는, 제 17 도에 표시하는 바와 같이, 그 중심(O₁)이, 반력플런저(654)의 축선(Q₂)으로부터 반지름방향으로 편심된 위치에 설치되어 있다. 그리고, 볼(656)은 스태브축(26)외 외면에 형성된 축방향의 V자홈(657)내에 끼워져 있다

상기한 반력플런저(654)의 외부측에는 제 15 도 및 제 16 도에 표시하는 바와같이, 평행한 2줄의 돌기(658)가 일체로 설치되어 있고, 이들 양 돌기(658)는, 상기한 원구멍(652)의 외주측 개구부에 압입되는 스톱퍼(660)에 끼워맞추어 걸려져서, 축주위로의 위치결정이 이루어지도록 되어 있다.

즉, 상기한 스톱퍼(660)는, 제 15 도 및 제 16 도에 표시하는 바와 같이, 깊이가 얕은 원형접시 모양을 이루고 있고, 그 중앙부에는, 상기한 양 돌기(658)가 끼워맞추어 걸려지는 대략 십자모양의 걸림구멍(652)이 설치되어 있다. 그리고, 제 17 도에 표시하는 바와 같이, 반력기구(651)의 중립이 얻어져 있지 않는 경우에는, 스톱퍼(660)의 걸림구멍(652)을 관통시킨 드라이버 등의 공구(664)선단을 상기한 양돌기(658) 사이에 삽입해서 반력플런저(654)를 회전시켜, 반력기구(651)의 중립위치를 유압중심에 일치시킨 후 스톱퍼(660)를 원구멍(652)에 압입하는 것에 의해서, 반력플런저(654)가 조심상태로 주위로 위치결정되도록 되어 있다.

이 반력플런저(654)의 상단 외주가장자리에는, 제 15 도에 표시하는 바와 같이, 외주상에 균일하게 노치(notch)(666)이 설치되어 있고, 또,상기한 원구멍(652)의 스태브축(26)쪽의 내주면에는, 원주방향으로 등 간격으로 1개소 이상의 예를 들어 2개소에, 원구멍(652)의 지름보다도 작은 지름의 엔드밀(end mill)(668)로 경사지게 가공해서 배출홈(670)이 각각 설치되고, 이들의 양 배출홈(670)과 상기한 노치(666)에 의해 반력플런저(654)의 미끄럼작동량에 따라서 교축량이 변화하는 오리피스가 구성되어 있다. 그리고, 이 오리피스에 의해, 압력기구(651)의 동작량에 따라서 반력유압이 조정되도록 되어 있다.

다음에, 본 실시예의 작용에 대하여 설명한다.

반력기구(651)의 조립시에, 콘트롤밸브의 중립위치에 있어서, 제 17 도와 같이 반력기구(651)의 중립위치가 얻어지지 않을 경우에는, 스톱퍼의 걸림구멍(652)을 관통시킨 공구(664)의 선단을, 반력플런저(654)의 양돌기(658) 사이에 삽입해서, 반력플런저(654)를 밑면서 회전시킨다. 그러면, 반력플런저(654)가 V자홈(657)내의 볼(656)에 대하여 회전해서, 가장 아래쪽으로 쑥 들어간 위치에서 조심(반력기구(651)의 중립위치가 유압중심에 일치)된다. 이 상태에서, 스톱퍼(660)를 제 15 도에 표시하는 위치까지 압입하면, 반력플런저(654)의 축주위의 회전이 규제되어, 조심상태가 유지된다. 또, 원구멍(652)의 입구축에 스톱퍼(660)가 있기 때문에, 반력플런저(654)가 원구멍(652)으로부터 빠져나가서 하우징에 닿을 염려가 없어진다.

한편, 차량운전시에, 워엄축(20)과, 스태브축(26)과의 상대회전변위가 생기면, 반력기구(651)를 구성하는 각 볼(656)의 중심의 V자홈(657)의 중앙으로부터 벗어나서, 그 경사면에 의해 밀어 올려진다.

한편, 각 반력플런저(654)의 배면측에는, 오일펌프로터의 압유가 공급되어서, 그 반력에 의해, 각 볼(656)의 중심이 각 V자홈(657)의 중앙에 일치하는 중립위치(제 15 도에 표시하는 상태)로 복귀하려는 회전력이 생긴다. 이 회전력은, 조향핸들에 조향반력으로서 전달된다.

그런데, 상기의 양축(20),(26) 사이에 상대회전변위가 생기면 상술한 바와 같이 볼(656)이, V자홈(657)에서 밀어올려지며, 이것에 의해 반력플런저(654)도 밀어올려지게 되는데, 반력플런저(654)가 밀어올려지면, 노치(656)와 배출홈(670)으로 구성되는 오리피스의 교축지름이 점차 작아진다. 이 때문에, 오리피스를 통해 배출되는 유량이 점차 감소해서, 반력기구(651)의 동작량에 따라 반력유압이 점차 상승하게 된다. 이 현상은 , 핸들을, 좌,우 어느쪽으로 회전시켜도 동일하게 얻어진다. 또, 반력플런저(654)는 스톱퍼(660)에 의해 회전이 규제되므로, 스태브축(26)의 회전각에 비례해서, 오리피스의 교축량을 변화시킬 수 있다.

제 18 도 및 제 19 도는, 본 발명의 제6실시예를 표시하는 것으로, 반력기구(751)의 동작량에 따라서 반력유압이 점차 감소하도록 한 것이다.

즉 반력플런저(754)가 미끄럼작동하는 원구멍(752)은 제 18 도에 표시하는 바와 같이. 스태브축(26)쪽의 끝부분만이 작은 지름으로 되어 있어서, 이 부분만이 반력플런저(754)에 미끄럼접촉하도록 되어있고, 또 반력플런저(754)의 스탭브축(26)쪽의 외주면에는, 예를들어 원주방향으로 등간격으로 2개소에, 스태브축(26)쪽을 향해서 점차 깊어지는 1개소 이상의 배출홈(770)이 설치되어 있다. 그리고, 이들 양 배출홈(770)과 상기한 원구멍(752)에 의해, 반력플런저(754)의 변위량에 따라서 교축량이 변화하는 오리피스가 구성되도록 되어 있다.

그리고, 그외의 점에 대하여는, 상기한 제1실시예와 동일한 구성으로 되어 있다.

이와 같이 해서,반력플런저(754)에 배출홈(770)을 설치하는 것에 의해, 반력플런저(754)가 양축(20),(26)의 상대회전변위에 의해 밀어올려지면, 오리피스의 교축지름은, 상기한 제1실시예와는 반대로 점차 커지게 되어서, 오리피스를 통해 배출되는 유량이 점차로 증대한다. 이 때문에, 반력기구(751)의 동작량에 따라서, 반력유압이 점차 감소하게 된다.

제 20 도는 및 제 21 도에는, 본 발명의 제7실시예를 표시하는 것으로, 상기한 제5실시예에 있어서의 스톱퍼(660) 및 배출홈(670) 대신에, 스톱퍼(860) 및 배출홈(870)을 사용하도록 한 것이다.

즉, 반력플런저(854)의 상단부에는, 제 20 도 및 제 21 도에 표시하는 바와 같이, 원주방향으로 등간격으로 4개소에, 대략 3각기둥형상의 돌기(858)가 설치되어 있음과 아울러, 이들 돌기(858)를 2등분하는 상태로 조작홈(858a)에 설치되어 있다.

또, 스톱퍼(860)는 제 21 도에 표시하는 바와 같이, 끝부분이 서로 이웃하는 돌기(858) 사이에 위치하는 평면이 대략십자형상을 하고 있고, 그 외측 가장자리부에는, 제 20 도 및 제 21 도에 표시하는 바와 같이, 립부(860a)가 세워져 설치되어 있다.

또 스톱퍼(860)의 중앙부에는, 제 20 도 및 제 21 도에 표시하는 바와같이, 상기한 조작홈(858a)에 대응하는 조작구멍(862)이 설치되어 있으며, 이 조작홈(862)을 통해서 상기한 조작홈(858a)에 도시하지 않은 공구의 선단을 삽입하여, 이 상태로 반력플런저(854)를 조심해서 스톱퍼(860)를 원구멍(852)에 압입하는 것에 의해서, 반력플런저(854)가 조심상태로 회전이 정지되도록 되어 있다.

한편, 상기한 배출홈(870)은 1개소 이상에 설치하는 것이 가능하여, 제 20 도에 표시하는 바와 같이, 예를 들어서 원구멍(852)의 둘레방향으로 대향하는 2개소에, 원구멍(852)의 지름보다는 작은 지름의 엔드밀(미도시)로 경사지게 가공하는 것에의해 형성되어 있는데, 상기한 제5실시예에 있어서의 배출홈(670)과 달리 중립위치에 있어서, 그 외단(제 20 도에서 상단)이, 반력플런저(854)의 상단보다도 반(反) 스태브축(26)쪽으로 위치하도록 되어 있다. 따라서, 반력플런저(854)에 가공을 요하는 일없이, 배출홈(870)의 가공만으로 오리피스가 구성되도록 되어 있다.

그리고, 그외의 점에 대하여는, 상기한 제5실시예의 동일한 구성으로 되어 있고, 작용도 동일하다

이와 같이 해서, 배출홈(870)의 가공만으로, 반력플런저(854)의 미끄럼작동량에 따라 교축량이 변화하는 오리피스가 구성되어서, 제작이 용이하게 된다.

또, 상기한 각 실시예에 있어서는, 스톱퍼(660),(780),(860)에 의해,반력플런저(654),(754),(854)를 조심상태로 보존유지하도록 한 것에 대하여 설명하였으나, 반력기구(651),(751),(851)의 중립위치가, 당초부터 유압중심에 일치하던지, 다른 기구에 의해 일치시킬 수 있는 겅우에는, 스톱퍼(660),(760),(860)는 생략 할 수 있다.

다음에, 제 22 도 내지 제 25 도에 의해, 제8실시예에 대하여 설명한다. 제 22 도는 본 실시예의 관한 동력조향장치의 종단면도, 제 23 도는 제 22 도의 XXIII-XXIII선에 따른 정면도, 제 24 도는 주요부의 확대도이다.

워엄축(920)의 내면과 스태브축(926)의 외면에는 각각 축방향으로 기어부로서 워엄스플라인부(워엄세레이션)(920c)와, 스태브스플라인부(스태브세레이션)(926c)가 형성되고, 워엄스플라인부(920e)의 오목부(920d)내에 스태브스플라인부(926c)의 돌출부, 즉 치부(齒部)(926e)가 소정의 간극을 두고 끼워맞춤되어서, 페일세이프기구(932)를 구성하고 있다. 스태브스플라인부(926c)의 치부(926e)의 치면(치齒面)은 절삭가공을 행한후, 전조가공, 세이빙(shaving)가공, 연삭가공을 행하여,인벌류우트형상으로 형성하므로써, 볼(956)의 미끄럼을 억제하고 있다.

상기한 페일세이프기구(932)와 축방향 동일위치, 즉 페일세이프기구(932)의 지름방향 바깥쪽의 워엄축(920)쪽에는, 반지름방향의 원구멍(952)이 형성되어서, 이 원구멍(952)내에 반력플런저(954)가 미끄럼 자재하게 끼워맞춤되어 있다. 반력플런저(954)의 내부축 끝면(제 24 도 아래쪽)에는 오목부(954a)가 형성되어 있고, 이 오목부(954a)는 그속에 보존유지되어 있는 볼(956)의 지름보다도 큰 지름의 원호로 이루어져있다. 그리고, 스태브축(926)으로의 압압부로서 볼(956)의 스태브스플라인부(926c)의 치부(926e) 사이에 형성된 축방향 홈(926d)내에 끼워맞춤하고 있다. 반력플런저(954)와 볼(956)로 반력장치가 구성됨과 아울러, 이들 원구멍(952), 반력플런저(954), 볼(956), 이 볼(956)이 맞닿는 홈(926d)에 의해 반력기구(959)가 구성되어 있고, 원구멍(952)내의 반력플런저(954)의 외부측공간(유입반력실)에 도입된 유압에 의해서, 반력플런저(954)를 개재하여 볼(956)을 스태브축(926)의 홈(926d)에 압접시켜서 조향반력을 발생시키고 있다.

또, 제 25 도에 표시하는 바와 같이, 볼(1056)과 맞닿는 스태브스플라인부(1026c)의 치면(1026f)을 평탄면으로하여 형성하여도 좋고, 또한 상기한 볼(1056) 형상에 맞춰 오목부로하여 형성하여도 좋다. 그리고, 제 26 도에 표시하는 바와 같이, 볼에 대신해서 반력플런저(1154)의 스태브축(1126)쪽 선단압압부(1154b)를 구형(球形)으로 형성하여, 반력기구(1159)로서 구성하여도 좋은 것은 물론이다.

이상 기술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 인테그랄형 동력조향장치의 스태브축과 워엄축 사이에 반력기구를 설치하는 것에 의해 고속주행중의 조향안정성을 향상시킬수 있고, 또한 강도가 높은 반력기구를 얻을 수 있으며, 대형화도 회피할 수가 있다.

또, 콘트롤밸브의 유압중심과 압력기구의 중심을 일치시켜서, 좌우의 조향력에 불균형이 생기는 일이 없는 동력조향장치를 얻을 수 있다. 더욱이, 반력플런저에 형성되는 오목부를, 주위가 볼의 지름보다도 큰 지름으로 바깥쪽으로 볼록하게 만곡하는 대략 원추형상으로 있으므로, 반력플런저의 회전에 의한 조심동작이 원활하게 행하여진다.

또한, 반력기구의 중립위치와 콘트롤밸브의 유압중심을 일치시킨 후 어긋나버릴 염려가 없고, 더욱이 반력플런저의 빠져나감을 방지할 수도 있다.

또 반력플런저와 이 반력플런저가 미끄럼작동하는 반지름방향 구멍과의 사이에, 반력플런저의 변위량에 따라서 교축량이 변화하는 오리피스를 형성하는 것에 의해서, 동력조향장치를 대형화 시키지 않고, 더욱이 저렴한 비용으로 반력기구의 동작량에 따라서 반력유압을 조정할 수가 있다.

또한, 페일세이프기구에 중복해서 반력기구를 설치하는 것에 의해서, 반력실과 페일세이프와의 회전방향 오차를 없애고, 콘트롤밸브의 유압중심과 반력기구 및 페일세이프기구의 중립위치와의 회전방향의 위상 어긋남을 억제하여 조심을 행할 수 있고, 더욱이 가공부를 감소시켜서 장치를 소형화할 수 있고, 마찰감이 없는 쾌적한 조향감을 얻을 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 조향핸들에 의해 회전되는 스태브축(26)과, 이 스태브축(26)과 동일 축선상에 배치된 워엄축(20)과, 이들 양축(20),(26)과 각각 일체로 회전가능하게 설치된 밸브부재로 이루어진 콘트롤밸브(40)와, 상기한 워엄축(20)에 볼나사(18)를 개재하여 끼워맞춰져 기어하우징(2)에 설치된 실린더(4) 내를 왕복운동하는 피스톤(6)과, 이 피스톤(6)에 형성된 랙(12)에 맞물려 피스톤(6)의 왕복운동에 따라 회전하는 섹터기어(14)를 배치한 동력조향장치에 있어서, 상기란 워엄축(20)에 형성한 구멍(54) 내로 반력플런저(56)를 미끄럼작동 가능하게 끼워맞춤시켜서, 스태부측(26)의 외주에 형성한 걸어맞춤부에 이 반력플런저(56)를 걸어맞춤시킴과 아울러, 반력플런저의 배면측에 유압원으로부터의 토출유압을 작용시키는 것을 특징으로 하는 동력조향장치.
2. 조향핸들에 의해 회전되는 입력축(26)과, 이 입력축(26)과 동일 축선상에 배치되며 상대회전가능한 출력축(20)과, 이들 양축(20),(26)과 각각 일체로 회전가능하게 설치된 밸브부재로 이루어진 콘트롤밸브와, 상기한 양축(20),(26)사이에 설치된 반력기구(251)를 구비하며, 이 반력기구(251)가 상기한 양축(20),(26)의 한쪽에 형성된 반지름 방향구멍(252)과, 이 구멍(252)내에 미끄럼작동자재하게 끼워맞춰진 반력플런저(254)와, 이 반력플런저의 내부측 끝면에, 그 외경의 중심으로부터 편심해서 설치된 오목부(254a) 내에 보존유지된 볼(256)과, 다른쪽 축의 외면에 형성되며, 상기한 반력플런저(254)에 작용하는 유압에 의해서 상기한 볼(256)이 압압되는 축방향홈(257)으로 이루어진 동력조향장치에 있어서, 상기한 오목부(254a)를 둘레면이 상기한 볼(256)의 지름보다도 큰 지름으로 외측으로 볼측하게 만곡하는 원추형상으로 형성한 것을 특징으로 하는 동력조향장치.
3. 조향핸들에 의해 회전되는 입력축(26)과, 이 입력축(26)과 동일 축선상에 배치되며 상대회전가능한 출력축(20)과, 이들 양축(20),(26)과 각각 일체로 회전가능하게 설치된 밸브부재로 이루어진 콘트롤밸브와, 상기한 양축(20),(26)사이에 설치된 반력기구(251)를 구비하며, 이 반력기구가 상기한 양축의 한쪽에 형성된 반지름 방향구멍(352)과, 이 구멍내에 미끄럼작동자재하게 끼워맞춰진 반력플런저(354)와 이 반력플런저의 내부측 끝면에, 그 외경의 중심으로부터 편심해서 설치된 오목부(354a) 내에 볼(356)과, 다른쪽 축의 외면에 형성되며, 상기한 반력플런저에 작용하는 유압에 의해서 상기한 볼(356)이 압압되는 축방항홈(357)으로 구성된 동력조향장치에 있어서, 내면에 걸어맞춤부를 보유하는 통형상의 스톱퍼(360)의 외면을, 상기한 반지름방향 구멍의 외주측 개구부로 압압함과 아울러, 반력플런저의 외부측 끝부분에 상기한 스톱퍼(360)의 걸어맞춤부에 걸어맞춤하여 회전의 규제하는 걸어맞춤돌기부(354b)를 형성한 것을 특징으로 하는 동력조향장치.
4. 조향핸들에 의해 회전되는 입력축(26)과, 이 입력축(26)과 동일 축선상에 배치되며 상대회전가능한 출력축(20)과, 이들 양축에 각각 일체회전가능하게 설치된 밸브부재로 이루어진 콘트롤밸브와, 상기한 양축(20),(26)사이에 설치된 반력기구(651)를 구비하며, 이 반력기구(651)가 상기한 양축의 한쪽에 형성된 반지름 방향구멍(652)과, 이 구멍내에 미끄럼작동자재하게 끼워 맞춰진 반력플런저(654)와, 이 반력플런저의 내부측 끝면에, 그 외경의 중심으로부터 편심해서 설치된 오목부(654a) 내에 보존유지된 볼(656)과, 다른쪽 축의 외면에 형성되며, 상기한 반력플런저(654)에 작용하는 유압에 의해서 상기한 볼(656)이 압압되어지는 축방항홈(657)으로 구성된 동력조향장치에 있어서, 상기한 반지름방향구멍(652)과, 반력플런저(654) 사이에 반력플런저의 반지름방향구멍(652)내에서의 변위에 따라서 교축량이 변화하는 오리피스를 형성한 것을 특징으로 하는 동력조향장치.
5. 조향핸들에 의해 회전되는 입력축(926)과, 이 입력축(926)과 동일 축선상에 배치되며 상대회전가능한 출력축(920)과, 이들 양축과 각각 일체회전 가능하게 설치된 밸브부재로 이루어진 로우터리밸브와, 입출력축의 소정각도의 상대회전을 허용함과 아울러, 소정이상의 회전은 양축에 각각 형성된 기어부가 서로 이맞물림하는 것에 의해 규제하는 페일세이프기구(932)와 상기한 양축 사이에 설치된 반력기구(959)를 구비하며, 이 반력기구(959)는 상기한 양축의 한쪽에 형성된 반지름방향구멍(952)내에 미끄럼작동자재하게 끼워맞취진 반력장치를 보유하고, 이 반력장치를 개재하여 유압에 의하여 다른쪽 축을 압압하도록 한 동력조향장치에 있어서, 반력기구(959)을 페일세이프기구(932)와 축방향 동일위치에 중복해서 설치하고, 상기한 반력장치의 압압부를 페일세이리기구의 다른쪽 축의 기어부에 걸어맞춤시킨 것을 특징으로 동력조향장치.