KR0151465B1

KR0151465B1 - 차속 감응식 동력 조향장치

Info

Publication number: KR0151465B1
Application number: KR1019950046490A
Authority: KR
Inventors: 김영철
Original assignee: 정몽원; 만도기계주식회사
Priority date: 1995-11-30
Filing date: 1995-11-30
Publication date: 1998-09-15
Also published as: KR970026708A

Abstract

별도의 제어기를 사용하지 않고도 차속에 따라 보조 조향력을 적절히 조절할 수 있는 간단한 구조의 차속 감응식 동력 조향장치는, 하부에 차속을 측정하는 드리븐 기어가 부착되어 있는 원심 플레이트와, 핀에 의해 원심 플레이트 상에 회동 가능하게 장착되며, 내측에는 가압편이 고정된 원심추와, 원심추에 고정된 가압편에 의해 가압되는 푸시로드를 개재하여 상하로 이동하면서 오일 배출라인의 유로를 개폐하는 유량 제어 피스톤과, 유입포트와 배출포트를 구비하고, 유량 제어 피스톤이 상하로 미끄럼 이동하는 하우징으로 구성된다.

Description

차속 감응식 동력 조향장치

제1도는 종래의 차속 감응식 동력 조향장치의 구성도

제2도는 본 발명의 차속 감응식 동력 조향장치의 구성도

제3도는 본 발명의 차속 감응식 동력 조향장치의 작동 상태를 설명하는 부분 단면도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

14 : 오일탱크 16 : 오일펌프

20,22 : 오일 공급,배출라인 24 : 조향밸브

30 : 동력 실린더 31,32 : 제1,2유압라인

33,34 : 제1,2챔버 38 : 가변 오리피스 밸브

40 : 드리븐 기어 42 : 원심 플레이트

46,46' : 가압편 48,48' : 원심추

50 : 푸시로드 52 : 유량 제어 피스톤

60 : 하우징

본 발명은 차량의 주행 속도에 따라 조향배력을 최적으로 조절할 수 있는 간단한 구조의 차속 감응식 동력 조향장치에 관한 것이다.

차량의 조향장치에는 조향핸들의 조작력을 링크 기구를 통해 직접 전달하는 기계식 조향장치와, 유압을 이용하여 조향에 필요한 힘을 배가시키는 조향배력 작용에 의해 조향하는 동력 조향장치가 있으며, 최근에는 조작의 편의성과 고속시의 안전성으로 인해 동력 조향장치(power steering system)의 사용이 증대되고 있다. 이러한 유압을 이용한 동력 조향장치는 차속에 따라 오일펌프의 토출 유량을 제어함으로써, 저속 주행시에는 동력 실린더에 많은 유량을 공급하여 적은 힘으로도 조향을 가능케 하는 반면, 고속 주행시에는 동력 실린더로의 유량 공급을 최대한 억제하여 핸들을 조향감을 무겁게 하는 것으로, 이와 같이 차량의 속도에 따라 조향배력을 조절할 수 있는 차속 감응식 동력 조향자치가 개시되어 있는 바, 1990년 3월 4일자로 본 출원인이 출원한 대한민국 특허공보 제 93-4788호에 기재된 종래의 동력 조향장치를 참고로 이를 설명하기로 한다.

제1도는 종래의 차속 감응식 동력 조향장치의 구성도로, 이것의 전체적인 구조를 살펴보면, 핸들(8)이 장착된 조향축(8a)상에는 바퀴(9)의 조향각의 범위를 검출하는 조향각속도 센서(3)와, 유량의 공급방향을 결정하는 것으로, 양 바퀴(9),(9')사이의 차축(9a)과 맞물려 있는 로터리 밸브(2)가 설치되어 있다. 그리고, 차축(9a)에는 피스톤(10)을 중심으로 좌,우측 챔버(1a),(1b)가 형성된 동력 실린더(1)가 설치되어 있으며, 상기 로터리 밸브(2)에서 공급된 유량은 유량토출라인(A),(B)을 통해 동력 실린더(1)의 좌,우측 챔버(1a),(1b)로 공급된다. 또한 로터리 밸브(2)에는 제어기(7)에서 전달되는 신호에 따라 비례 제어되는 유량조절밸브(6)의 작용에 의해 오일펌프(5)로부터 압송된 오일이 유입되는 유량공급라인(P)과, 유입된 오일이 오일탱크로 리턴되는 유압라인(T)이 연결되어 있으며, 제어기(7)는 차속센서(4)에서 검출된 차량의 주행속도 및 조향각속도 센서(3)에서 검출된 바퀴의 조향각도에 따라 비례 제어 유량조절밸브(6)를 제어함으로써, 고속 영역에서는 공급 유량을 최소로 하여 높은 조향배력을 제공함과 동시에, 조향각속도에 따른 보상 유량을 공급하여 조향이 급격히 행해지는 경우에는 공급유량을 최대로 많게 하여 저속시와 같은 일정한 조향감을 느낄 수 있는 구조를 지닌다.

이러한 구조의 종래 차속 감응식 동력 조향장치는 별도의 전자 제어기를 사용하기 때문에, 가격이 고가이며, 고장 발생 확률이 높고, 구조가 복잡한 문제를 지닌다.

상술한 문제를 감안하여 본 발명의 목적은 간단한 구성의 집적회로를 채용하여, 차속에 따라 최적의 조향배력을 달성할 수 있는 간단한 구조의 차속 감응식 동력 조향장치를 제공하는데 있다.

상술한 본 발명의 목적은 스티어링 휠과 연동되는 조향밸브와, 조향밸브의 작동에 따라 오일펌프로부터 오일 공급라인을 따라 압송된 유량에 의해 좌,우측 바퀴를 조향하는 동력 실린더와, 오일 배출라인을 따라 오일탱크로 배출되는 유량을 비례 제어하는 가변 오리피스 밸브로 이루어진 차량의 동력 조향장치에 있어서, 하부에는 차속을 측정하는 드리븐 기어가 부착되어 있는 원심 플레이트와, 핀에 의해 원심 플레이트 상에 회동 가능하게 장착되며, 내측에는 가압편이 고정된 원심추와, 원심추에 고정된 가압편에 의해 가압되는 푸시로드를 개재하여 상하로 이동하면서 오일 배출라인의 유로를 개폐하는 유량 제어 피스톤과, 유입포트와 배출포트를 구비하고, 유량 제어 피스톤이 상하로 미끄럼 이동하는 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 차속 감응식 동력 조향장치에 의해 달성된다.

다음에는 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시에 따른 차속 감응식 동력 조향장치에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

제2도는 본 발명의 차속 감응식 동력 조향장치의 구성도로, 먼저, 통상의 동력 조향장치의 구조를 살펴보면, 구동벨트(11)를 통해 전달되는 엔진(12)의 구동력에 의해 작동되어 오일탱크(14)내의 오일을 압송하는 오일펌프(16)가 설치되어 있으며, 스티어링 휠(18)의 하부에는 그의 조작에 따라 변위되어 오일 공급라인(20)을 통해 오일펌프(16)ㄹ부터 압송된 유량에 의해 동력 실린더(30)를 작동시키는 조향밸브(24)가 장착되어 있다.

또한, 조향밸브(24)에서 공급되는 오일은 제1유압라인(31)과 제2유압라인(32)을 통해 동력 실린더(30)의 제1챔버(33) 및 제2챔버(34)내로 선택적으로 공급됨에 따라, 동력 실린더(30)내에 설치된 피스톤(35)이 좌,우로 이동하면서 바퀴(36),(36')를 선회시킨 다음, 오일 배출라인(22)을 통해 오일탱크(14)로 복귀하게 된다. 가령, 우회전 시에는 오일펌프(16)로부터 오일 공급라인(20)을 따라 공급된 오일이 제1유압라인(31)을 거쳐 제1챔버(33)로 공급되어 피스톤(35)을 우측으로 가압함으로써 바퀴(36),(36')를 선회시키는 한편, 제2챔버(34)내의 오일은 제2유압라인(32)을 거쳐 오일 배출라인(22)을 통해 오일탱크(14)로 배출되며, 좌회전 시에는 반대로 제2유압라인(32)을 통해 오일이 공급됨과 동시에, 제1유압라인(31)과 오일 배출라인(22)이 연통되어 오일을 배출한다.

이러한 구조의 동력 조향장치에 있어서, 차속에 따라 상기 조향밸브(24)를 작동시키는 본 발명의 차속 감응식 동력 조향장치의 구성을 보면, 추진축(도시 생략)을 통해 전달된 동력에 의해 좌,우측 바퀴를 구동하는 차동기어(39)와 함께 회전하는 드리븐 기어(40)가 하부에 부착된 원심 플레이트(42)와, 핀(44),(44')에 의해 원심 플레이트(42)상에 회동 가능하게 장착되며, 내측에는 가압편(46),(46')이 고정된 원심추(48),(48')와, 이 원심추(48),(48')에 고정된 가압편(46),(46')에 의해 가압되는 푸시로드(50) 및 핀(54)에 의해 이 푸시로드(50)에 연결되어 오일 배출라인(22)의 유로를 개방 또는 차단하는 유량 제어 피스톤(52)이 설치되어 있으며, 이 유량 제어 피스톤(52)은 가압 스프링(56)에 의해 가압된 상태로 하우징(60)에 장착되어 있다. 또한, 하우징(60)은 제1오일 배출라인(22')을 개재하여 조향밸브(24)와 연통되는 유입포트(62)와, 제2오일 배출라인(22)을 개재하여 오일탱크(14)와 연통된 배출포트(64)를 구비하고 있다.

여기에서 원심 플레이트(42)상에 설치된 원심추(48),(48')는 푸시로드(50)를 중심으로 볼 때, 좌 우측에 대칭으로 회동 가능하게 장착되는 구조를 지닌다.

이러한 구성의 차속 감응식 동력 조향장치에서 차동기어(39)의 회전으로 드리븐 기어(40)가 회전되면, 원심 플레이트(42)가 회전하면서, 이 때 발생되는 원심력에 의해 원심추(48),(48')가 확장됨과 동시에 가압편(46),(46')으로 푸시로드(50)를 가압함으로써, 유량 제어 피스톤(52)이 오일 배출라인(22)을 선택적으로 개방 또는 차단하는 원리를 이용한다.

다음에는 제2도 및 제3도를 참고로 본 발명의 차속 감응식 동력 조향장치의 작동원리에 대하여 설명한다.

가. 저속 주행시의 조향

저속 주행 중에 우회전하는 경우에는 엔진(12)의 회전력으로 오일펌프(16)가 구동되어 오일 공급라인(20)을 거쳐 조향밸브(24)에 오일이 공급되며, 조향밸브(24)로 공급된 오일은 제1유압라인(31)을 통해 동력 실린더(30)의 제1챔버(33)로 공급되어 피스톤(35)을 우측으로 가압한다. 이때, 제2챔버(34)내의 오일은 제2유압라인(32)을 거쳐 오일 배출라인(22)을 통해 오일탱크(14)로 리턴 되는데, 배출되는 오일량은 위에서 설명한 바와 같은 원리에 따라 비례 제어되는 가변 오리피스 밸브(38)에 의해 결정된다.

즉, 저속 주행시 드리븐 기어(40)는 저속으로 회전되므로 제2도에 도시한 바와 같이, 유량 제어 밸브(52)는 거의 개방된 상태를 유지한다. 따라서, 제1오일 배출라인(22')을 통해 하우징(60)의 유입포트(62)로 유입된 오일은 배출포트(64)를 통해 제2오일 배출라인(22)을 거쳐 오일탱크(14)로 배출되므로, 배압이 걸리지 않게 되어, 가벼운 조작력으로 조향을 가능하게 한다.

나. 고속 주행시의 조향

고속 주행시에는 반대로, 드리븐 기어(40)가 고속으로 회전하면서 원심추(48),(48')가 외측으로 확장된다. 그에 따라, 원심추(48),(48')의 내측에 고정된 가압편(46),(46')이 제3도에 도시한 바와 같이 확장되면서 푸시로드(50)를 가압한다. 이때, 푸시로드(50)는 가압스프링(56)의 탄성력을 이기고 상방으로 가압됨과 동시유량 제어 피스톤(52)이 상방으로 이동되면서, 유입포트(62)와 배출포트(64)를 차단한다. 유입포트(62)의 차단으로 제1오일 배출라인(22')을 통해 배출되던 오일이 차단됨으로써, 높은 배압이 형성되어 스티어링 휠(18)의 조작을 무겁게 하여 안전운행을 도모한다.

이상으로 설명한 본 발명에 의하면 별도의 제어기를 사용하지 않고도 차속에 따라 보조 조향력을 적절히 조절할 수 있는 간단한 구조의 차속 감응식 동력 조향장치를 제공할 수 있다.

Claims

스티어링 휠과 연동되는 조향밸브와, 조향밸브의 작동에 따라 오일펌프로부터 오일 공급라인을 따라 압송된 유량에 의해 좌,우측 바퀴를 조향하는 동력 실린더와, 오일 배출라인을 따라 오일탱크로 배출되는 유량을 비례 제어하는 가변 오리피스 밸브로 이루어진 차량의 동력 조향장치에 있어서, 하부에는 차속을 측정하는 드리븐 기어가 부착되어 있는 원심 플레이트와, 핀에 의해 상기 원심 플레이트 상에 회동 가능하게 장착되며, 내측에는 가압편이 고정된 원심추와, 상기 원심추에 고정된 가압편에 의해 가압되는 푸시로드를 개재하여 상하로 이동하면서 상기 오일 배출라인의 유로를 개폐하는 유량 제어 피스톤과, 유입포트와 배출포트를 구비하고, 상기 유량 제어 피스톤이 상하로 미끄럼 이동하는 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 차속 감응식 동력 조향장치.
제1항에 있어서, 상기 하우징 내에는 유량 제어 피스톤을 가압하는 가압 스프링이 추가로 설치되는 차속 감응식 동력 조향장치.
제1항에 있어서, 상기 하우징에 형성된 유입포트는 조향밸브와 연통된 제1오일 배출라인과 연결되고, 배출포트는 오일탱크와 연통된 제2오일 배출라인과 연결되는 차속 감응식 동력 조향장치.