KR100375056B1 - 차량용파워스티어링의유압동력장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 파워스티어링의 유압동력장치에 관한 것이다.

본 발명은 이를 위해 차량용 파워스티어링 유압동력장치에 있어서, 동력조향장치(10)의 일측 적소에 구비되어 랙바(41)의 좌,우측을 균형있게 작용시키는 유압동력장치(20)와, 상기 유압동력장치(20)는 유압제어밸브(108)의 유로와 상호 연통되게 좌·우측유로(31,32)가 구비된 기어박스(30)와, 상기 기어박스(30)의 내부 적소에 구비되며, 유압제어밸브(108)로부터 유입된 유압에 의해 회전되는 한쌍의 구동기어(33,34)와, 상기 구동기어(33,34)의 어느 일측에 그 일단이 고정설치되며, 외주면 적소에 나사부(35a)가 구비된 구동샤프트(35)와, 실린더(40)의 외주면 적소에 일단이 고정설치되며, 그 타단부에는 상기 구동샤프트(35)의 일단이 체결되어 상기 구동샤프트(35)가 길이이동없이 회전가능하도록 돕는 스톱퍼(36)와, 일단은 상기 구동샤프트(35)의 나사부(35a)에 체결되고, 타단은 실린더(40)의 내부에 구비된 랙바(41)에 고정 설치되는 적어도 하나 이상의 유동부재(37)로 구비됨을 특징으로 한다.

Description

차량용 파워스티어링의 유압동력장치

본 발명은 차량용 파워스티어링의 유압동력장치에 관한 것으로, 상세하게는주행속도를 감지하여 일정 속도(고속)이상에서는 주행속도에 맞추어 유압실린더에 보조 유압을 공급하여 별도의 기어박스에 형성된 구동기어에 전달되도록 함으로써 치합된 구동기어의 구동으로 그와 연결된 구동샤프트에 형성된 유동부재를 랙바에 연결하여 구동시킴으로 좌,우측을 평형시키도록 하는 자동차 유압동력 보조 조향장치에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이 유압작동수단을 조향보조력의 발생원으로 하는 유압식 동력조향장치(HYDRAULIC POWERSTEERING APPARATUS)는 다음과 같은 구성을 취하고 있다. 즉, 조향차륜에 연결된 출력축이 피니언 기어(105)와 랙바(107)로 연결되고, 휠에 연결되는 입력축(101)이 토션바(102)를 통하여 동축상에 연결된다. 그리고 조향 휠에 조향 토오크가 가해지는 경우 토션바(102)의 비틀림에 따라 입력축과 출력축간에 상대각 변위가 발생하도록 되어 있다.

이와같은 동력조향장치는 입력축 및 출력축의 어느 한쪽과 연동하여 회전하는 원통형의 케이싱과, 이것의 내부에 동축적으로 설치되어 나머지 하나의 축과 연동하여 회전하는 밸브체 및 고압오일의 유로(104)와 저압 오일의 유로(103)로 이루어진 유압제어밸브(108)를 갖추고 있다. 이 유압제어밸브(108)의 작동에 의하여 상기 유압작동수단의 공급유압을 유압동력장치(200)의 좌,우측 유로(202,203)에 공급하므로서 조향토오크의 방향 및 크기에 따라서 제어하여 조향보조력을 얻는다.

한편, 동력조향장치에 있어서는 핸들에 가해지는 조향토오크와 유압작동기가 발생하는 조향 보조력간의 대응관계는 토션바(102)의 비틀림 특성으로 결정된다. 따라서 상기 토션바(102)가 정지시 또는 저속 주행시에 작용하는 큰 반력을 기준으로 선정되어 있는 경우, 고속 주행시 핸들에 약한 반력이 작용하게 되어 직진 안정성의 악화를 초래하고, 반대로, 상기 토션바(102)가 고속 주행시를 기준으로 하여 선정되어 있는 경우에는 정지시 및 저속 주행시에 충분한 조향 보조력을 얻을 수 없게 된다.

이러한 문제점을 해소하기 위하여 상기 입력축과 출력축과의 연결부분에 유압제어밸브(108)와는 별도로 유압반력장치(106)를 설치한 동력 조향장치가 개발된 바 있다. 이 유압 반력장치(106)를 이용해서 차량속도에 비례하는 유압반력을 동력조향장치에 작용시켜서, 입력축과 출력축의 상대각 변위에 따른 유압제어밸브(108)의 제어동작을 고속주행시에는 강한 힘으로, 저속 주행시에는 약한 힘으로 구속하게 된다.

그러나 이와같이 종래 알려진 보조 조향장치는 일정 고속의 주행시에 속도를 감지하여 유로를 개폐하는 솔레노이드로서 실린더내의 유압을 조절하여 랙바의 이동을 기계적인 이동으로만 한정하므로서 조향장치의 회전을 무겁게 하는 간접적인 안정성 확보에 불과하여 고속의 주행중 항상 일정한 조향 회전력을 발생하여 세분된 속도에 비례하는 조향 회전력을 얻을 수는 없었다.

따라서 본 발명은 유압에 의한 동력 조향장치의 보조 조향방식에서 고속 주행에서의 조향 안정성을 확보하기 위한 종래의 유로 차단의 간접 방식을 탈피하여 유압 실린더에 공급되는 유압을 이용하여 치합된 두쌍의 기어를 구동시켜 그와 연결된 구동샤프트에 형성되고 랙바와 연결된 유동부재에 구동력을 전달함으로써 상기 유압고속 상황에서 균형 있게 작용시켜 유지하도록 함으로서 종래 유압을 차단하여 기계적 조향성을 꾀하는 방식에 비하여 오히려 적극적으로 유압동력을 콘트롤 하여 속도에 맞는 보조 조향이 이루어질 수 있는 보조 조향 장치를 제공하게 되는 바 이는 궁극적으로 조향의 안전성을 꾀할 수 있는 적극적인 유압에 의한 동력 조향방식의 보조 조향장치를 제공하게 되는 것이다.

본 발명은 동력 조향장치에 있어서 유압에 의한 보조 조향장치의 종래 방식이 고속 주행시에 조향 장치의 유압 공급을 일시적으로 차단하므로서 결과적으로 기계적 조향으로 고속 주행시의 조향 안정성을 얻고자 하는 방식이 갖는 문제점을 개선하여 보다 세분된 조향 안정성을 제공하는 새로운 유압 보조장치를 제공하게 되는 것이다.

도 1은 종래 유압동력장치가 구비된 차량용 파워스티어링의 구성도.

도 2는 유압제어 장치의 단면도.

도 3은 본 발명에 적용된 유압동력장치가 차량용 파워스티어링에 구비된 구성도.

도 4는 본 발명에 구비된 유압동력장치의 부분 평단면도.

도 5는 본 발명에 구비된 유압동력장치의 부분 정단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100: 동력조향장치 200: 유압동력장치

30: 기어박스 33,34: 구동기어

35: 구동샤프트 35a: 나사부

36: 스톱퍼 37: 유동부재

40: 실린더 41: 랙바

이와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 동력조향장치의 일측 적소에 구비되어 랙바의 좌,우측을 균형있게 작용시키는 유압동력장치와, 상기 유압동력장치는 유압제어밸브의 유로와 상호 연통되게 좌·우측유로가 구비된 기어박스와, 상기 기어박스의 내부 적소에 구비되며, 유압제어밸브로부터 유입된 유압에 의해 회전되는 한쌍의 구동기어와, 상기 구동기어의 어느 일측에 그 일단이 고정설치되며, 외주면 적소에 나사부가 구비된 구동샤프트와, 실린더의 외주면 적소에 일단이 고정설치되며, 그 타단부에는 상기 구동샤프트의 일단이 체결되어 상기 구동샤프트가 길이이동없이 회전가능하도록 돕는 스톱퍼와, 일단은 상기 구동샤프트의 나사부에 나사체결되고, 타단은 실린더의 내부에 구비된 랙바에 고정 설치되는 적어도 하나이상의 유동부재로 구비됨을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면과 함께 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 적용된 차량용 파워스티어링의 유압동력장치는 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이 구성되는 것으로, 여기서 부호 100은 동력조향장치이다.

상기 동력조향장치(100)는 스티어링 휠에 연결되는 입력축(101) 및 출력축의 어느 한쪽과 연동하여 회전하는 원통형의 케이싱과, 이것의 내부에 동축적으로 설치되어 나머지 하나의 축과 연동하여 회전하는 밸브체 및 고압오일의 유로(104)와, 저압오일의 유로(103)로 이루어진 유압제어밸브(108)와, 상기 유압제어밸브(108)의 작동에 의하여 상기 유압작동수단의 공급유압을 파워 실린더의 좌,우측에 공급하므로서 조향토오크의 방향 및 크기에 따라서 제어하여 조향보조력을 얻는 차량용 유압식 동력조향장치(100)가 구비된다.

또한 상기 유압제어밸브(108)가 형성된 밸브하우징(109)의 외측 적소에는 랙바(41)의 좌,우측을 균형있게 작용시키는 유압동력장치(20)가 구비되는 것으로, 이 유압동력장치(20)는 유압제어밸브(108)의 유로와 상호 연통되게 좌·우측유로(31,32)가 구비된 기어박스(30)가 구비된다.

그리고 상기 기어박스(30)의 내부 적소에는 유압제어밸브(108)로부터 유입된 유압에 의해 회전되는 한쌍의 구동기어(33,34)가 구비되는 것으로, 본 발명에서는 상기 구동기어(33,34)이외에 구동팬이나 그 밖에 유압에 의해 회전되는 모든 것 등으로 구비하여 사용할 수 있음은 물론이다.

또한 상기 구동기어(33,34)중 어느 일측에는 외주면 적소에 나사부(35a)가 구비된 구동샤프트(35)가 구비되며, 실린더(40)의 외주면 적소에는 상기 구동샤프트(35)의 일단이 체결되어 상기 구동샤프트(35)가 길이이동을 하지 않은 상태 즉, 제자리에서 회전하도록 돕는 스톱퍼(36)가 구비된다.

또한 상기 구동샤프트(35)의 나사부(35a)에는 유동부재(37)의 일단이 체결되는데, 상기 유동부재의 일측에는 도시되지는 않았지만 나사공이 형성되어서, 상기 구동샤프트의 나사부(35a)와 나사체결식으로 설치되며, 상기 유동부재(37)의 타단은 실린더(40)의 내부에 구비된 랙바(41)에 고정 설치되어 구성된다.

한편 본 발명에서는 필요에 따라 상기 각각의 구동기어(33,34)에 구동샤프트(35)를 구비할 수 있음은 물론이고, 또한 상기 각각의 구동샤프트(35)에는 스톱퍼(36)와 유동부재(37)가 구비되어 사용할 수 있음은 물론이다.

그리고 필요에 따라 상기 기어박스(30)의 내부에는 유압에 의해 회전되도록 하나의 구동기어(33)만을 구비하여 사용할 수 있음은 물론이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 차량용 파워스티어링 유압동력장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

우선 유압제어밸브(108)와 상호 연통된 좌,우측유로(31,32)로 유압이 기어박스(30)내로 선택적으로 유입되면 기어박스(30)의 내부에 구비된 구동기어(33,34)가 상기 유압에 의해 회전하게 된다.

이때 상기 회전되는 구동기어(33,34)중 어느 하나에는 구동샤프트(35)의 일단이 고정설치되어 함께 회전하게 되는 것으로, 이 구동샤프트(35)의 일측 끝단은스토퍼(36)에 고정되어 구동샤프트(35)가 원활히 회전되도록 한 것이며, 상기 스토퍼(36)는 실린더(40)의 적소에 견고히 고정 설치되는 것이다.

한편 상기 구동기어(33)가 회전될 때 구동기어(33)의 일단 적소에 구비된 나사부(35a)에는 유동부재(37)가 체결되어 구동기어(33)의 정·역회전에 의해 좌·우로 이동되도록 한 것으로, 이때 상기 유동부재(37)와 일체로 고정된 랙바(41)는 유동부재(37)의 좌·우이동에 의해 함께 작동하게 됨으로서 유압 고속상황에서 랙바(41)의 좌·우측을 평형시키도록 하여 조향 안정성을 확보하도록 한 것이다.

이상과 같이 본 발명은 종래와 같이 솔레노이드를 통한 차속 검출로서 제어밸브의 유로를 차단하여 파워 실린더 내부의 유압을 떨어뜨려 조향작동을 둔화시키는 경우의 단순한 조향 휠의 조향 안정 능력에 비하여 보다 세분화된 조향 성능을 제공하게 되는 효과가 있는 것으로, 특히 본 발명은 이와같은 고속 주행의 조향 성능 강화장치를 별도 제작한 뒤 탈부착이 가능하게 하므로써 그동안 고속 주행시 조향 불안정을 초래하던 조향장치의 차량에 본 발명의 유압동력장치를 간단히 설치 운용하므로서 조향 성능을 개선할 수 있게 되는 효과를 거두게 되는 것이다.

Claims (1)

1. 차량용 파워스티어링 유압동력장치에 있어서,

   동력조향장치(10)의 일측 적소에 구비되어 랙바(41)의 좌,우측을 균형있게 작용시키는 유압동력장치(20)와,

   상기 유압동력장치(20)는 유압제어밸브(108)의 유로와 상호 연통되게 좌·우측유로(31,32)가 구비된 기어박스(30)와,

   상기 기어박스(30)의 내부 적소에 구비되며, 유압제어밸브(108)로부터 유입된 유압에 의해 회전되는 한쌍의 구동기어(33,34)와,

   상기 구동기어(33,34)의 어느 일측에 그 일단이 고정설치되며, 외주면 적소에 나사부(35a)가 구비된 구동샤프트(35)와,

   실린더(40)의 외주면 적소에 일단이 고정설치되며, 그 타단부에는 상기 구동샤프트(35)의 일단이 체결되어 상기 구동샤프트(35)가 길이이동없이 회전가능하도록 돕는 스톱퍼(36)와,

   일단은 상기 구동샤프트(35)의 나사부(35a)에 체결되고, 타단은 실린더(40)의 내부에 구비된 랙바(41)에 고정 설치되는 적어도 하나 이상의 유동부재(37)로 구비됨을 특징으로 하는 차량용 파워스티어링 유압동력장치.

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