KR100468495B1 - Variable steering system for use in an automobile - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량용 가변 조향장치에 관한 것이다. 본 발명은 조향휠에 가해지는 운전자의 조향 조작력을 조향축의 회전운동으로 조향기어에 전달하는 차량용 조향장치에 있어서, 상기 조향축(12)에 고정 설치되어 조향축(12)과 함께 회전하는 제1기어(13)와, 상기 제1기어(13)와 치합되는 제2기어(14)와, 상기 제2기어(14)의 회전축(15)과 나사 결합되며 지지체의 가이드 홈을 따라 직선이동 가능하게 지지되는 슬라이더(16)와, 상기 슬라이더(16)의 이동 경로 상에 선택적으로 위치되어 슬라이더(16)의 이동을 제한하는 스토퍼(18)와, 상기 스토퍼(18)를 전후로 직선 이동시키는 구동수단(20)을 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서 스노우 체인을 장착하지 않는 일반적인 주행 여건에서 휠 하우스 내의 여유공간을 이용하여 전륜의 조타각을 최대한 확보함으로써 차량의 회전반경을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a variable steering apparatus for a vehicle. The present invention provides a vehicle steering device for transmitting a steering operation force of a driver applied to a steering wheel to a steering gear in a rotational motion of a steering shaft, the first fixed to the steering shaft 12 to rotate together with the steering shaft 12 It is screwed with the gear 13, the second gear 14 meshed with the first gear 13, and the rotation shaft 15 of the second gear 14, and is linearly movable along the guide groove of the support. A slider 16 supported, a stopper 18 selectively positioned on the movement path of the slider 16 to limit the movement of the slider 16, and driving means for linearly moving the stopper 18 back and forth ( 20) characterized by including. Therefore, in a general driving condition in which snow chains are not mounted, the turning radius of the vehicle can be reduced by securing the steering angle of the front wheel to the maximum by using the free space in the wheel house.
Description
본 발명은 자동차의 조향장치(Steering system)에 관한 것으로, 더 상세하게는 회전운동으로 운전자의 조향 조작력을 전달하는 조향축의 회전량을 가변적으로 조절할 수 있게 함으로써 차량의 회전 반경을 줄일 수 있는 차량용 가변 조향장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a steering system of a vehicle, and more particularly, a vehicle variable that can reduce a turning radius of a vehicle by allowing a variable amount of rotation of a steering shaft that transmits a driver's steering force to a rotational movement. It relates to a steering device.
조향장치는 차량의 진행 방향을 운전자가 의도하는 바에 따라 임의로 바꿀 수 있게 하는 장치로서, 운전자의 조작력을 회전운동으로 전달하는 조향휠 및 조향축, 회전운동에서 직선운동으로 조작력을 변환하는 조향기어와, 조작력을 바퀴에 전달하는 타이로드(Tie rod) 등으로 구성되고, 조향기어의 형식에 따라 일반적으로 볼-너트형(Ball nut type)과 랙-피니언형(Rack pinion type)이 주로 쓰이고 있다.Steering device is a device that can change the direction of the vehicle arbitrarily according to the driver's intention, steering wheel and steering axis for transmitting the driver's operating force to the rotary motion, steering gear for converting the operating force from the linear motion to the rotary motion and It is composed of tie rods for transmitting the operating force to the wheels, and ball nut type and rack pinion type are generally used according to the steering gear type.
도 1은 종래의 랙-피니언 타입 조향장치를 도시한 것으로, 조향축(2)의 단부에 설치된 피니언(3)을 기어박스(1) 내부의 랙(4)과 맞물려 축(2)의 회전운동을 직선운동으로 변환시킨 뒤, 랙(4)과 볼 조인트(6)로 연결된 타이로드(5)를 통해 바퀴(도시 없음)에 전달하는 구조로 되어 있다.1 shows a conventional rack-pinion type steering apparatus, in which a pinion 3 installed at an end of a steering shaft 2 is engaged with a rack 4 inside a gearbox 1 to rotate a shaft 2. After converting into a linear motion, and through the tie rods 5 connected to the rack (4) and the ball joint (6) has a structure for transmitting to the wheel (not shown).
이러한 종래의 조향장치는 기본적으로 조향휠을 최대로 회전시켰을 경우 타이어가 휠 하우스 내에서 간섭이 발생하지 않는 범위 내에서 조향이 이루어지도록 설정되어 있다. 즉, 겨울철에 스노우 체인을 장착할 경우에 대비하여 바퀴의 최대 조타각을 제한하고 있어 휠 하우스 내부는 바퀴의 움직임을 최대로 하였을 경우에도 다소의 여유공간을 갖게 된다.Such a conventional steering device is basically set so that steering is performed within a range in which the tire does not cause interference in the wheel house when the steering wheel is rotated to the maximum. In other words, the maximum steering angle of the wheel is limited in case of installing a snow chain in winter, so that the wheel house has some clearance even when the wheel movement is maximized.
따라서, 휠 하우스 내부의 여유공간을 이용하여 바퀴의 조타각 범위를 크게 하면 차량의 회전반경을 줄일 수 있게 되는데, 종래의 조향장치는 전술한 바와 같이 스노우 체인이 장착될 경우를 감안하고 바퀴의 조향조작이 이루어지도록 랙의 운동범위가 고정되고, 이에 의해 조향휠의 회전 범위가 제한되도록 설정됨으로써 이를 실현하기에 적합하지 않은 단점이 있다.Therefore, by increasing the steering angle range of the wheel by using the free space inside the wheel house, it is possible to reduce the radius of rotation of the vehicle. In the conventional steering apparatus, the steering of the wheel is made in consideration of the case where the snow chain is mounted as described above. The movement range of the rack is fixed so that the operation is made, and thus the rotation range of the steering wheel is set to be limited, thereby having disadvantages that are not suitable for realizing this.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 본 발명은 휠 하우스 내의 여유공간을 이용하여 바퀴를 조향 조작 할 수 있게 하는 한편, 체인의 장착 여부에 따라 조향축의 회전량을 가변적으로 조절할 수 있게 함으로써, 체인을 장착하지 않는 일반적인 상황에서 차량의 회전반경을 감소시킬 수 있는 차량용 가변 조향장치를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention is to solve the conventional problems as described above, the present invention enables the steering operation of the wheel by using the free space in the wheel house, while varying the amount of rotation of the steering shaft depending on whether the chain is installed It is an object of the present invention to provide a variable steering device for a vehicle that can reduce the radius of rotation of the vehicle in a general situation in which no chain is mounted.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 조향휠에 가해지는 운전자의 조향 조작력을 조향축의 회전운동으로 조향기어에 전달하는 차량용 조향장치에 있어서, 상기 조향축에 고정 설치되어 조향축과 함께 회전하는 제1기어와, 상기 제1기어와 치합되는 제2기어와, 상기 제2기어의 회전축과 나사 결합되며 지지체의 가이드 홈을 따라 직선이동 가능하게 지지되는 슬라이더와, 상기 슬라이더의 이동 경로 상에 선택적으로 위치되어 슬라이더의 이동을 제한하는 스토퍼와, 상기 스토퍼를 전후로 직선 이동시키는 구동수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, in the vehicle steering apparatus for transmitting the steering operation force of the driver applied to the steering wheel to the steering gear in the rotational movement of the steering shaft, which is fixed to the steering shaft and rotates with the steering shaft A first gear, a second gear meshing with the first gear, a slider screwed with the rotational axis of the second gear and supported linearly along a guide groove of the support, and selectively on a movement path of the slider It is characterized in that it comprises a stopper positioned to limit the movement of the slider and the driving means for linearly moving the stopper back and forth.
이와 같은 본 발명에 의하면, 전륜의 조타각은 기본적으로 스노우 체인을 장착하지 않은 상태에서 휠 하우스내의 여유공간을 최대한 이용할 수 있도록 설정된다. 따라서, 이송부재의 움직임을 스토퍼에 의해 제한 받는 경우가 아니라면, 최초 설정 값에 따라 휠 하우스 내의 여유공간을 활용할 수 있게 되므로 바퀴의 조타각은 커지게 된다. 즉, 휠 하우스 내부에서 간섭이 발생하지 않는 최대 범위에서 바퀴를 조향할 수 있게 되므로 차량의 회전반경은 그만큼 감소하게 된다.According to the present invention as described above, the steering angle of the front wheel is basically set to make full use of the free space in the wheel house without the snow chain attached. Therefore, unless the movement of the conveying member is limited by the stopper, since the free space in the wheel house can be utilized according to the initial setting value, the steering angle of the wheel becomes large. That is, since the wheel can be steered in the maximum range where the interference does not occur inside the wheel house, the radius of rotation of the vehicle is reduced by that much.
한편, 이와는 반대로 겨울철에 스노우 체인을 장착하게 될 경우에는, 스토퍼를 이송부재의 이송 경로 상에 위치시킴으로써 조향축의 회전 변위를 일정한 범위 내에서 제한할 수 있게 된다. 따라서, 바퀴의 조타각은 보다 작아지게 되므로 조향 조작시 다른 부품과의 간섭을 피할 수 있다.On the other hand, when the snow chain is mounted in winter, the stopper is positioned on the transfer path of the transfer member to limit the rotational displacement of the steering shaft within a certain range. Therefore, since the steering angle of the wheel becomes smaller, interference with other parts can be avoided during steering operation.
도 1은 종래의 랙-피니언 타입 조향장치를 나타낸 단면도,1 is a cross-sectional view showing a conventional rack-pinion type steering apparatus,
도 2는 본 발명에 따른 차량용 가변 조향장치의 일 실시예를 도시한 사시도.Figure 2 is a perspective view showing an embodiment of a variable steering apparatus for a vehicle according to the present invention.
도 3a 및 도 3b는 도 2의 작동 상태도.3A and 3B show an operating state of FIG. 2.
도 4는 본 발명에 따른 차량용 가변 조향장치의 다른 실시예를 도시한 단면도.Figure 4 is a cross-sectional view showing another embodiment of a variable steering apparatus for a vehicle according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
11 : 조향휠(Steering wheel) 12 : 조향축(Steering shaft)11: Steering wheel 12: Steering shaft
13 : 제1기어 14 : 제2기어13: first gear 14: second gear
15 : (제2기어의) 회전축 16 : 슬라이더15: rotation axis (of the second gear) 16: slider
18 : 스토퍼(Stopper) 20 : 구동수단18: stopper 20: drive means
21,25 : 지지체 22 : 스프링21,25 support 22: spring
23 : 편심캠 24,26 : 모터23: eccentric cam 24,26: motor
27 : 회전축27: axis of rotation
이와 같은 본 발명의 특징적인 구성 및 이에 따른 작용효과는 첨부된 도면을 참조한 실시예의 상세한 설명을 통해 더욱 명확해 질 것이다.Such a characteristic configuration of the present invention and its effects will be more apparent through the detailed description of the embodiments with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 차량용 가변 조향장치의 일 실시예는 도 2에 도시된 바와 같이, 조향축(12)에 제1기어(13)가 조향축(12)과 함께 회전하도록 고정 설치되고, 이 제1기어(13)에는 제2기어(14)가 치합된다. 그리고 제2기어(14)의 회전축(15)은 조향축(12)과 나란하게 배치되고, 이 회전축(15)에는 슬라이더(16)가 나사 결합되며, 슬라이더(16)는 지지체(25)의 수직가이드 홈(25a)을 따라 직선이동 가능하게 설치된다.According to an embodiment of the variable steering apparatus for a vehicle according to the present invention, as shown in FIG. 2, the first gear 13 is fixedly installed on the steering shaft 12 so as to rotate together with the steering shaft 12. The second gear 14 is meshed with the gear 13. In addition, the rotation shaft 15 of the second gear 14 is disposed in parallel with the steering shaft 12, and the slider 16 is screwed to the rotation shaft 15, and the slider 16 is perpendicular to the support 25. It is installed to be linearly movable along the guide groove 25a.
그리고 슬라이더(16)의 일측에는 슬라이더(16)의 이동 경로 상에 선택적으로 위치되어 슬라이더(16)의 이동을 제한하는 스토퍼(18)가 설치되고, 이 스토퍼(18)는 구동수단(20)에 의해 전후로 직선이동 가능하게 설치된다.On one side of the slider 16, a stopper 18, which is selectively positioned on the movement path of the slider 16 and restricts the movement of the slider 16, is provided, and the stopper 18 is attached to the driving means 20. This is installed so as to be able to move linearly back and forth.
그리고 구동수단(20)은 도 3a에 도시된 바와 같이, 스토퍼(18)와 나사 결합되는 회전축(27)을 가지는 정역모터(26)로 이루어지고, 정역모터(26)는 지지체(25)에 고정되며, 지지체(25)에는 스토퍼(18)의 이동을 가이드 하는 수평 가이드 홈(25b)이 형성된다.And the drive means 20 is composed of a stationary motor 26 having a rotating shaft 27 screwed with the stopper 18, as shown in Figure 3a, the stationary motor 26 is fixed to the support 25 The support 25 is formed with a horizontal guide groove 25b for guiding the movement of the stopper 18.
그리고 도 4는 본 발명에 따른 차량용 가변 조향장치의 다른 실시예를 도시한 것으로서, 이는 구동 수단(20)이, 스토퍼(18)를 직선이동 가능하게 지지하는 지지체(21)와, 스토퍼(18)를 슬라이더(16)와 반대방향으로 탄성바이어스 시키는 스프링(22)과, 스토퍼(18)와 접촉되어 스토퍼(18)를 승강시키는 편심캠(23)과, 편심캠(23)을 구동시키는 모터(24)로 이루어진다.4 shows another embodiment of the variable steering apparatus for a vehicle according to the present invention, which means that the driving means 20 supports the stopper 18 so as to linearly move the stopper 18 and the stopper 18. Spring 22 for biasing elastically in the opposite direction to slider 16, eccentric cam 23 in contact with stopper 18, elevating stopper 18, and motor 24 for driving eccentric cam 23. )
그리고 지지체(21)에는 슬라이더(16)의 이동을 가이드 하는 수직가이드 홈(21a)과 스토퍼(18)의 이동을 가이드 하는 수평가이드 홈(21b)이 형성된다.The support 21 is formed with a vertical guide groove 21a for guiding the movement of the slider 16 and a horizontal guide groove 21b for guiding the movement of the stopper 18.
이하, 본 발명에 따른 가변 조향장치의 작용은 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation of the variable steering device according to the present invention will be described.
먼저, 전륜의 조타 범위는 기본적으로 스노우 체인을 장착하지 않은 상태에서 휠 하우스 내부의 여유공간을 최대한 이용하여 조향 조작되도록 설정되고, 스토퍼(18)는 도 3a에 도시된 바와 같이, 슬라이더(16)의 이송을 제한하지 않도록 슬라이더(16)의 이동 경로 바깥쪽에 위치된다.First, the steering range of the front wheel is basically set to steer operation using the free space inside the wheel house in a state where no snow chain is mounted, and the stopper 18 is shown in FIG. 3A, the slider 16. It is located outside the movement path of the slider 16 so as not to limit the feed of.
이와 같은 상태에서 운전자의 조작력이 조향휠(11)에 가해지게 되면, 조향축(12)에 설치된 제1기어(13)가 회전하게 되고, 제1기어(13)에 치합된 제2기어(14)가 회전하게 된다. 따라서 제2기어(14)의 회전축(15)과 나사 결합된 슬라이더(16)가 지지체(25)에 형성된 수직가이드 홈(25a)의 가이드를 받으면서 회전축(15)을 따라 상하로 이동하게 된다.When the driver's operating force is applied to the steering wheel 11 in this state, the first gear 13 installed on the steering shaft 12 rotates, and the second gear 14 meshed with the first gear 13 is rotated. ) Will rotate. Therefore, the slider 16 screwed to the rotary shaft 15 of the second gear 14 is moved up and down along the rotary shaft 15 while receiving the guide of the vertical guide groove 25a formed in the support 25.
이때는 슬라이더(16)가 스토퍼(18)에 의한 이동 제한을 받지 않으므로, 조향휠(11)을 허용된 전륜의 최대 조향 범위까지 조작할 수 있게 되고, 따라서 차량은 작은 회전 반경으로도 회전이 가능하다.At this time, since the slider 16 is not limited to the movement by the stopper 18, the steering wheel 11 can be operated to the maximum steering range of the front wheels, and thus the vehicle can be rotated even with a small turning radius. .
그리고, 바퀴에 스노우 체인을 장착하는 경우에는, 구동수단(20)의 정역모터(26)를 구동시켜 스토퍼(18)를 도 3b에 도시된 바와 같이 슬라이더(16)의 이동 경로 상에 위치시키게 된다. 즉, 정역모터(26)의 구동에 따라 정역모터(26)의 회전축(27)에 나사 결합된 스토퍼(18)가 지지체(25)에 형성된 수평가이드 홈(25b)을 따라 전방으로 직선 이동하여 슬라이더(16)의 이동 경로 상에 위치되게 된다.In addition, when the snow chain is mounted on the wheel, the stationary motor 26 of the driving means 20 is driven to position the stopper 18 on the movement path of the slider 16 as shown in FIG. 3B. . That is, the stopper 18, which is screwed to the rotation shaft 27 of the stationary motor 26 according to the driving of the stationary motor 26, moves linearly forward along the horizontal guide groove 25b formed in the support 25, thereby moving the slider. It is located on the movement path of (16).
따라서 슬라이더(16)는 스토퍼(18)가 위치된 곳까지 이동한 후, 스토퍼(18)에 의해 이동이 제한되므로, 결과적으로 조향휠(11)은 더 이상 회전하지 않게 되므로 일반적인 차량과 동일하게 스노우 체인을 장착한 상태에서 휠 하우스 내부의 다른 부품과 간섭을 일으키지 않으면서 조향이 이루어지게 된다.Therefore, since the slider 16 moves to the place where the stopper 18 is located, the movement is restricted by the stopper 18, and as a result, the steering wheel 11 no longer rotates, so snow is the same as a general vehicle. With the chain mounted, steering is achieved without interfering with other parts inside the wheel house.
그리고 도 4에 도시된 본 발명에 따른 다른 실시예의 경우에는, 모터(24)의 구동에 의해서 편심캠(23)이 회전되면서 스토퍼(18)를 전후 이동시키는 방식으로 스토퍼(18)를 슬라이더(16)의 이송 경로 상에 선택적으로 위치시킴으로써 상술한 일 실시예와 같이 슬라이더(16)의 이동을 제한하게 된다.In the case of another embodiment according to the present invention illustrated in FIG. 4, the slider 16 is moved by the stopper 18 in such a manner as to move the stopper 18 back and forth while the eccentric cam 23 is rotated by driving the motor 24. By selectively positioning on the conveying path of the), as in the above-described embodiment, the movement of the slider 16 is limited.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명 차량용 가변 조향장치에 의하면, 스노우 체인을 장착하지 않는 일반적인 주행 여건에서 휠 하우스 내의 여유공간을 이용하여 전륜의 조타각을 최대한 확보함으로써 차량의 회전반경을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the variable steering apparatus for a vehicle of the present invention, in a general driving condition without mounting a snow chain, the rotation radius of the vehicle can be reduced by securing the steering angle of the front wheel to the maximum by using a free space in the wheel house. It works.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20090105 Year of fee payment: 5 |
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| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |