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KR100998563B1 - Power steering device - Google Patents

Power steering device Download PDF

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Publication number
KR100998563B1
KR100998563B1 KR1020050077769A KR20050077769A KR100998563B1 KR 100998563 B1 KR100998563 B1 KR 100998563B1 KR 1020050077769 A KR1020050077769 A KR 1020050077769A KR 20050077769 A KR20050077769 A KR 20050077769A KR 100998563 B1 KR100998563 B1 KR 100998563B1
Authority
KR
South Korea
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input shaft
valve body
groove
ball
guide plate
Prior art date
Application number
KR1020050077769A
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Korean (ko)
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KR20070023307A (en
Inventor
최병윤
Original Assignee
주식회사 만도
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to KR1020050077769A priority Critical patent/KR100998563B1/en
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Abstract

개시된 본 발명은 타이어의 접지저항에 대한 반력 발생을 위해 반력기구부를 구비한 동력조향장치에 관한 것으로, 그 기술적 구성의 요지는, 반력기구부를 구비한 동력조향장치에 있어서, 상기 반력기구부(180)는 상기 밸브바디(115) 상단면에 원주방향으로 마련되는 V홈(182)과, 이 밸브바디(115) 끝단의 입력축(112) 상에 핀(P)으로서 고정되며 그 반경방향으로는 상기 V홈(182)과 수직방향으로 마주하는 위치에 이와 동일 갯수의 연통홀(185)이 천공된 가이드 플레이트(184)와, 이 가이드 플레이트(184)의 연통홀(185) 내부에 끼워져 지지된 상태에서 상기 밸브바디의 V홈에 위치하는 볼(186)과, 유입된 유압에 의해 축방향으로 동작하여 상기 볼을 V홈 상으로 가압하도록 상기 가이드 플레이트(184) 상측의 입력축(112) 상에 승강가능하게 끼워지는 피스톤(188)으로 이루어지는 것을 요지로 한다.The present invention relates to a power steering apparatus provided with a reaction mechanism for generating a reaction force against the ground resistance of the tire, the gist of the technical configuration of the power steering apparatus provided with a reaction mechanism, the reaction mechanism unit 180 The V groove 182 is provided in the circumferential direction on the top surface of the valve body 115, and is fixed as a pin (P) on the input shaft 112 of the end of the valve body 115 and the V in the radial direction The guide plate 184 in which the same number of communication holes 185 are drilled at positions facing the grooves 182 in the vertical direction, and is inserted into and supported in the communication holes 185 of the guide plate 184. The ball 186 located in the V-groove of the valve body and the lifting and lowering on the input shaft 112 above the guide plate 184 to operate in the axial direction by the introduced hydraulic pressure to press the ball onto the V-groove. Consists of a piston (188) The point is to lose.

이와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 볼에 의해 밸브바디와 입력축간에 비틀림이 발생했을 때 상호간에 구름마찰이 유도됨으로써, 변위에 따른 미끄럼이 방지되어 히스테리시스(Hysteresis)에 영향이 최소화 되는 등의 효과가 있다.According to the present invention of such a configuration, when the torsion occurs between the valve body and the input shaft by the ball, the friction friction is induced between each other, thereby preventing the sliding due to the displacement to minimize the effect on the hysteresis (Hysteresis) There is.

입력축, 밸브바디, 반력구조, 볼, 피스톤 Input shaft, valve body, reaction structure, ball, piston

Description

동력조향장치{Power steering device}Power steering device

도 1은 종래의 동력조향장치의 유압제어밸브기구부를 나타낸 단면도.1 is a cross-sectional view showing a hydraulic control valve mechanism of a conventional power steering device.

도 2는 본 발명에 따른 동력조향장치의 전체적 구성을 개략적으로 나타낸 구성도.Figure 2 is a schematic diagram showing the overall configuration of the power steering apparatus according to the present invention.

도 3은 도 2에 따른 반력기구부의 요부를 확대 도시한 단면도.Figure 3 is an enlarged cross-sectional view showing the main portion of the reaction mechanism mechanism according to FIG.

도 4는 도 3의 분리 상태를 나타낸 분리 사시도.Figure 4 is an exploded perspective view showing a separated state of FIG.

도 5는 도 3의 A-A선 단면도.5 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.

<도면의 주요부위에 대한 부호 설명><Description of Signs of Major Parts of Drawings>

110...유압제어밸브 111...하우징110 Hydraulic valve 111 Housing

112...입력축 113...피니언112 Input shaft 113 Pinion

114...토션바 115...밸브바디114 Torsion Bar 115 Valve Body

120...유량제어밸브 122...솔레노이드120 ... flow control valve 122 ... solenoid

180...반력 기구부 182...V홈180 ... Reaction Mechanism 182 ... V Groove

184...가이드 플레이트 185...연통홀184 ... guide plate 185 ... communication hole

186...볼 188...피스톤186 Ball 188 Piston

190...반력실린더190.Reaction Cylinder

본 발명은 동력조향장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 밸브바디가 끼워진 입력축의 상기 밸브바디 상단으로 볼의 구름마찰을 이용한 반력기구부를 설치하여 입력축과 밸브바디 사이의 비틀림에 대한 상대변위량을 제어함으로써, 타이어의 접지저항으로 인해 입력축과 밸브바디 사이에 상대변위가 발생했을 때, 이들 사이의 미끄럼마찰을 방지하여 히스테리시스(Hysteresis)에 영향을 최소화 하고, 간단한 구조로서 설치공간을 줄일 수 있도록 한 동력조향장치에 관한 것이다.The present invention relates to a power steering apparatus, and more particularly, by installing a reaction force mechanism using rolling friction of the ball to the upper end of the valve body of the input shaft in which the valve body is fitted to control the relative displacement against the twist between the input shaft and the valve body Thus, when relative displacement occurs between the input shaft and the valve body due to the tire ground resistance, it prevents sliding friction between them to minimize the influence on hysteresis and to reduce the installation space with a simple structure. It relates to a steering device.

일반적으로 동력조향장치는 별도의 동력을 이용하여 조향력을 배가시키는 것으로서, 엔진의 동력으로 구동되는 유압펌프와, 이로 부터 전달되는 유압에 의해 동작되도록 랙바와 피스톤을 그 내부에 구비한 파워실린더 및 회송된 유압을 저장하여 유압펌프로 재공급하는 리저버탱크 등으로 구성된다.In general, the power steering device is to double the steering power by using a separate power, a hydraulic pump driven by the engine's power, a power cylinder having a rack bar and a piston therein so as to be operated by the hydraulic pressure transmitted therefrom, and a return It consists of a reservoir tank for storing the supplied hydraulic pressure and resupplying it with the hydraulic pump.

특히, 파워실린더의 중간 일측에는 조향휠에 의해 동작되어 유압펌프와 파워실린더 사이로 이동되는 유압의 흐름을 전환시킬 수 있도록 유압제어밸브가 설치되는데, 이의 일측에는 솔레노이드에 의해 상,하방향으로 동작되는 스풀에 의해 유압제어밸브와 사이의 유로의 개도를 조절하는 유량제어밸브가 설치된다.In particular, the middle one side of the power cylinder is operated by a steering wheel to install a hydraulic control valve to switch the flow of hydraulic pressure that is moved between the hydraulic pump and the power cylinder, one side thereof is operated in the up and down direction by the solenoid A flow rate control valve for adjusting the opening degree of the flow path between the hydraulic control valve and the spool is provided.

도 1은 이러한 종래 동력조향장치의 유압제어밸브기구부를 보인 단면도이다. 이에 도시된 바와 같이, 유압제어밸브(10)를 형성하는 하우징(11)의 내부 상측으로 는 입력축(12)이 회전 가능하게 삽입 설치되고, 이 입력축(12)의 하측으로는 피니언(13)이 설치되며, 입력축(12)과 피니언(13)의 사이에는 토션바(14)가 설치된다.1 is a cross-sectional view showing a hydraulic control valve mechanism of such a conventional power steering device. As shown therein, the input shaft 12 is rotatably inserted into the upper portion of the housing 11 forming the hydraulic control valve 10, and the pinion 13 is disposed below the input shaft 12. The torsion bar 14 is installed between the input shaft 12 and the pinion 13.

그리고, 입력축(12)의 외부측으로는 밸브바디(15)가 설치되어 이들 사이의 회전각에 따라 이들을 통해 이동되는 유압의 개도를 조절하게 되는데, 이를 위해 유압제어밸브(10)의 외주면 일측에는 유압펌프(미도시)가 연결되고, 유압제어밸브(10)의 타측에는 파워실린더(20)가 연결된다.And, the valve body 15 is installed on the outer side of the input shaft 12 to adjust the opening degree of the hydraulic pressure moved through them according to the rotation angle therebetween, for this purpose, one side of the outer peripheral surface of the hydraulic control valve 10 A pump (not shown) is connected, and the power cylinder 20 is connected to the other side of the hydraulic control valve 10.

아울러, 유압제어밸브(10)의 일측에는 입력축(12)과 밸브바디(15) 사이의 유로와 연결되어 그 사이의 개도를 조절할 수 있도록 스풀(31)을 구비한 유량제어밸브(30)가 설치되고, 그 하측에는 이 스풀(31)을 축방향으로 동작시키도록 콘트롤러(미도시)에 연결된 솔레노이드(32)가 설치된다.In addition, one side of the hydraulic control valve 10 is connected to the flow path between the input shaft 12 and the valve body 15 is provided with a flow control valve 30 having a spool 31 to adjust the opening degree therebetween. On the lower side, a solenoid 32 connected to a controller (not shown) is provided to operate the spool 31 in the axial direction.

한편, 피니언(13)의 상단측에는 그 내부에 설치된 입력축(12)과 연통되도록 반경방향으로 관통된 반력실린더(41)가 형성되고, 이 반력실린더(41)의 내부에는 반력피스톤(42)이 설치되는데, 이 반력피스톤(42)의 선단에는 라운딩된 돌기가 일체로 형성되어 입력축(12)에 형성된 홈에 밀착된다.On the other hand, a reaction force cylinder 41 penetrates radially so as to communicate with an input shaft 12 installed therein at an upper end side of the pinion 13, and a reaction force piston 42 is installed inside the reaction force cylinder 41. At the tip of the reaction force piston 42, a rounded protrusion is integrally formed to be in close contact with a groove formed in the input shaft 12.

이때, 반력실린더(41)의 후방측은 유량제어밸브(30)측과 연결되어 유량제어밸브(30)의 동작에 따라 공급되는 유압에 의해 반력실린더(41)내 반력피스톤(42)과 입력축(12)의 밀착되는 정도를 조절하여 피니언(13)과 입력축(12) 사이의 비틀림을 조절하고 이로 인해 입력축(12)과 밸브바디(15) 사이의 유로를 조절하여, 결국 차속에 따라 파워 실린더(20)로 공급되는 유압을 조절한다.At this time, the rear side of the reaction cylinder 41 is connected to the flow control valve 30 side, the reaction force piston 42 and the input shaft 12 in the reaction cylinder 41 by the hydraulic pressure supplied in accordance with the operation of the flow control valve 30 ) By adjusting the degree of close contact between the pinion (13) and the input shaft (12), thereby adjusting the flow path between the input shaft (12) and the valve body (15), and eventually the power cylinder (20) Adjust the hydraulic pressure supplied to).

그러나, 이러한 종래의 동력조향장치는, 반력피스톤(42)의 단부에 입력축(12)과 밀착되어 비틀림에 대한 반력을 발생시키는 돌기가 전술한 바와 같이 일체로 형성됨으로써, 조향휠 회전에 대한 타이어의 접지저항으로서 밸브바디(15)와 입력축(12) 사이에 소정폭의 비틀림이 발생했을 때, 상기 반력피스톤(42)의 돌기가 입력축(12)의 홈상에서 미끄럼마찰을 일으키면서 밸브바디(15)와 입력축(12)간에 비틀림에 따른 회전변위량을 제어하기 때문에 반력손실이 우려되며 회전변위의 정확한 제어가 곤란하게 된다. 이로써, 차속과 관련한 조향저항에 대한 히스테리시스(Hysteresis)에 영향을 끼쳐 그 주행상태에서 최적의 배력을 발생시키지 못해 조향감이 떨어지게 되고, 조향휠의 센터링의 유도가 원활히 이루어지지 못 한다.However, such a conventional power steering device has a projection which is in close contact with the input shaft 12 at the end of the reaction force piston 42 to generate a reaction force against the torsion as integrally formed as described above. When a torsion of a predetermined width occurs between the valve body 15 and the input shaft 12 as the ground resistance, the projection of the reaction force piston 42 causes the sliding friction on the groove of the input shaft 12, and thus the valve body 15 Since the amount of rotational displacement due to torsion is controlled between the input shaft 12 and the input shaft 12, reaction force loss is concerned and accurate control of the rotational displacement becomes difficult. As a result, the hysteresis of the steering resistance related to the vehicle speed may be affected, resulting in inadequate power generation in the driving state, resulting in a decrease in steering feeling, and induction of centering of the steering wheel.

또, 반력피스톤(42)이 동작되는 구간을 형성하기 위해 반력실린더를 입력축의 반경방향으로 형성하므로, 그 설치공간이 반경방향으로 확대 형성되어 장치의 부피가 커진다는 등의 문제가 있다.In addition, since the reaction force cylinder is formed in the radial direction of the input shaft in order to form a section in which the reaction force piston 42 is operated, there is a problem that the installation space is enlarged in the radial direction to increase the volume of the device.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제를 감안하여 이를 개선시키고자 안출한 것으로서, 밸브바디 상측의 입력축상에서 피스톤이 승강가능하도록 마련하고 이 피스톤과 밸브바디사이에는 볼을 개입시켜 변위발생시 입력축과 밸브바디 사이에 구름마찰 및 미끄럼 마찰이 혼재된 상태에서 상대변위량을 제어할 수 있도록 구성함으로써, 타이어의 접지저항에 의해 상기 입력축과 밸브바디 사이에 상대변위가 발 생했을 때, 이들 사이의 반력손실을 줄여 히스테리시스에 영향을 최소화하고, 반력기구부가 밸브바디 상단의 공간에 축방향 기동 형식으로 마련되기 때문에, 장치의 부피를 줄일 수 있는 동력조향장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and provided to enable the piston to be elevated on the input shaft above the valve body, and between the piston and the valve body through the ball through the input shaft and the valve body By configuring the relative displacement in the mixed state of rolling friction and sliding friction, the reaction force loss is reduced when the relative displacement occurs between the input shaft and the valve body due to the tire ground resistance. It is an object of the present invention to provide a power steering apparatus which can minimize the hysteresis and reduce the volume of the apparatus because the reaction mechanism is provided in the space above the valve body in the form of an axial start.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로서 본 발명은, 유량제어밸브의 동작에 따라 공급되는 유압에 의해 입력축과 밸브바디 사이에서 이들의 상대변위를 규제하도록 마련되는 반력기구부를 구비한 동력조향장치에 있어서, 상기 반력기구부는, 밸브바디 상단면에 원주방향으로 마련되는 V홈과, 이 밸브바디 끝단의 입력축 상에 핀으로서 고정되며 그 반경방향으로는 상기 V홈과 수직방향으로 마주하는 위치에 이와 동일 갯수의 연통홀이 천공된 가이드 플레이트와, 이 가이드 플레이트의 연통홀 내부에 끼워져 지지된 상태에서 상기 밸브바디의 V홈에 위치하는 볼과, 유입된 유압에 의해 축방향으로 동작하여 상기 볼을 V홈 상으로 가압하도록 상기 가이드 플레이트 상측의 입력축 상에 승강가능하게 끼워지는 피스톤으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 동력조향장치를 마련함에 의한다.As a technical means for achieving the above object, the present invention provides a power steering apparatus having a reaction force mechanism provided to regulate their relative displacement between the input shaft and the valve body by the hydraulic pressure supplied according to the operation of the flow control valve. Wherein, the reaction mechanism unit, the V groove provided in the circumferential direction on the valve body upper end surface, is fixed as a pin on the input shaft of the end of the valve body and in a position facing the V groove in the radial direction in the vertical direction The ball is located in the V groove of the valve body in a state where the same number of communication holes are drilled, the ball is positioned in the communication hole of the guide plate, and is supported in the axial direction by the introduced hydraulic pressure. Consisting of a piston that is pushed up and down on an input shaft above the guide plate to press the The power steering apparatus of the gong by maryeonham.

이하에서는 첨부도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

첨부된 도면 도 2는 본 발명에 따른 동력조향장치를 보인 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 유압제어밸브(110)의 하우징(111) 내부에는 입력축(112)이 설치되 고, 그 하단으로는 피니언(113)이 설치되며, 입력축(112)과 피니언(113)의 내부에는 토션바(114)가 설치된다.2 is a view showing a power steering apparatus according to the present invention. As shown therein, the input shaft 112 is installed inside the housing 111 of the hydraulic control valve 110, and the pinion 113 is installed at the lower end thereof, and the input shaft 112 and the pinion 113 The torsion bar 114 is installed inside.

이때, 상기 입력축(112)과, 이로 부터 회전력을 전달받는 상기 피니언(113)은 소정의 회전방향 유격을 가지도록 연결되고, 그 내부의 토션바(114)는 비틀림 가능하도록 마련되며, 입력축(112)의 외부측으로는 밸브바디(115)가 설치되어 입력축과의 상대변위량에 따라 유압이 이동하는 유로공의 개도량을 조절한다.At this time, the input shaft 112 and the pinion 113 which receives the rotational force therefrom are connected to have a predetermined rotational direction play, and the torsion bar 114 therein is provided to be twistable, and the input shaft 112. The valve body 115 is installed on the outside of the c) to adjust the opening amount of the flow path hole through which the hydraulic pressure moves according to the relative displacement with the input shaft.

그리고, 유압제어밸브(110)의 외주면 일측에는 이 유압제어밸브(110)로 유압을 공급하는 유압펌프(130)가 연결되고, 타측에는 파워실린더(140)가 연결되며, 또 다른 타측에는 리저버탱크(150)가 연결된다.In addition, a hydraulic pump 130 for supplying hydraulic pressure to the hydraulic control valve 110 is connected to one side of the outer circumferential surface of the hydraulic control valve 110, and a power cylinder 140 is connected to the other side, and another reservoir tank is connected to the other side. 150 is connected.

또, 유압제어밸브(110)의 일측에는 입력축(112)과 밸브바디(115) 사이의 유로와 연결되어 이에 입력되는 유량을 조절할 수 있도록 스풀(121)을 구비한 유량제어밸브(120)가 설치되고, 그 하측에는 이 스풀(121)을 축방향으로 동작시키도록 콘트롤러(160)의 지시에 따라 동작되는 솔레노이드(122)가 설치된다.In addition, one side of the hydraulic control valve 110 is connected to the flow path between the input shaft 112 and the valve body 115 is provided with a flow control valve 120 having a spool 121 to adjust the flow rate is input thereto On the lower side, a solenoid 122 operated according to the instruction of the controller 160 is installed to operate the spool 121 in the axial direction.

이때, 상기 콘트롤러(160)는 토크센서(161)와 속도센서(162)와 각속도센서(163)와 연결되어 이들이 감지한 차량의 현재상황을 전기신호로 전달받게되고, 이에 맞게 솔레노이드(122)로 신호를 보내 이를 제어하는데, 이러한 구성들은 종래 구성과 동일하다.In this case, the controller 160 is connected to the torque sensor 161, the speed sensor 162 and the angular speed sensor 163 to receive the current status of the vehicle detected by the electric signal, accordingly to the solenoid 122 A signal is sent to control this, which is identical to the conventional configuration.

한편, 상기한 입력축(112)과 밸브바디(115) 사이에는 유량제어밸브(120)를 통해 전달되는 유압으로서 동작되어 입력축(112)과 밸브바디(115) 사이에 타이어의 접지저항으로 인해 상대변위가 발생했을 때 이러한 변위량을 제어하는 반력기구부(180)가 마련된다.On the other hand, between the input shaft 112 and the valve body 115 is operated as a hydraulic pressure transmitted through the flow control valve 120, the relative displacement due to the ground resistance of the tire between the input shaft 112 and the valve body 115 When a reaction force mechanism 180 for controlling such a displacement amount is provided.

즉, 운전자가 조향휠을 돌려 입력축(112)이 회전되면 이 입력축(112)과 밸브바디(115)사이에 토션바(114)를 매개로 차륜 접지저항에 따른 비틀림이 발생하게 되는데, 본 발명에 적용된 상기 반력기구부(180)는 상기 밸브바디(115) 상측에 설치되어 유량제어밸브(120)로부터 공급된 유압으로서 상기 입력축(112)과 밸브바디(115)사이의 상대변위량 즉, 비틀림각도를 직접 제어하여 차속에 따른 입력축(112)과 밸브바디(115) 사이의 유로의 개방정도를 제어한다.In other words, when the driver rotates the steering wheel and the input shaft 112 is rotated, the torsion bar 114 is generated between the input shaft 112 and the valve body 115 via the torsion bar 114. The applied reaction force mechanism 180 is installed above the valve body 115 and is a hydraulic pressure supplied from the flow control valve 120 to directly determine a relative displacement, that is, a torsion angle between the input shaft 112 and the valve body 115. By controlling the opening degree of the flow path between the input shaft 112 and the valve body 115 according to the vehicle speed.

이와 같은 반력기구부(180)는 도 3내지 도 4에 도시된 바와 같이, 밸브바디(115) 상단면에 원주방향으로 마련되는 V홈(182)과, 이 밸브바디(115) 끝단의 입력축(112) 상에 핀(P)으로서 고정되며 그 반경방향으로는 상기 V홈(182)과 수직방향으로 마주하는 위치에 이와 동일 갯수의 연통홀(185)이 천공된 가이드 플레이트(184)와, 이 가이드 플레이트(184)의 연통홀(185) 내부에 끼워져 지지된 상태에서 상기 밸브바디의 V홈에 위치하는 볼(186)과, 유입된 유압에 의해 축방향으로 동작하여 볼을 V홈 상으로 가압하도록 상기 가이드 플레이트(184) 상측의 입력축(112) 상에 승강가능하게 끼워지는 피스톤(188)으로 이루어진다.As shown in FIGS. 3 to 4, the reaction mechanism unit 180 includes a V-groove 182 provided in the circumferential direction on the upper surface of the valve body 115, and an input shaft 112 at the end of the valve body 115. The guide plate 184 is fixed as a pin (P) on the radial direction and the same number of communication holes (185) perforated at the position facing the V-groove 182 in the vertical direction, and the guide The ball 186 positioned in the V groove of the valve body in the state of being inserted into and supported in the communication hole 185 of the plate 184 and axially operated by the introduced hydraulic pressure to press the ball onto the V groove. It consists of a piston (188) fitted to be elevated on the input shaft 112 above the guide plate (184).

즉, 입력축(112)의 중단에 끼워지는 밸브바디(115)의 상단면 테두리의 원주방향에는 등간격에 걸쳐 V홈(182)이 요입 형성되며, 이와 같이 V홈(182)이 마련된 밸브바디(115) 끝단의 입력축(112) 상에는 가이드 플레이트(184)가 핀(P)으로서 고정된다(도 5참조). That is, the V groove 182 is formed in the circumferential direction of the upper surface rim of the valve body 115 to be fitted to the interruption of the input shaft 112 at equal intervals, and thus the valve body provided with the V groove 182 ( The guide plate 184 is fixed as the pin P on the input shaft 112 at the end (see FIG. 5).

이때, 상기 가이드 플레이트(184) 상에는 밸브바디(115)의 V홈(182) 형성위치와 동일한 위치에 동일갯수의 연통홀(185)이 천공되어 이 내부에 볼(186)이 끼워져 지지되는데, 이 가이드 플레이트(184)에 의해 지지된 볼(186)의 하단부는 V홈(182)에 상에 위치하여 변위 발생시 V홈(182)의 경사면을 따라 좌·우 양측으로 구름이동하면서 반력을 제어하게 된다. At this time, the same number of communication holes 185 are drilled on the guide plate 184 at the same position as the position of forming the V groove 182 of the valve body 115, and the balls 186 are inserted into the guide plate 184. The lower end of the ball 186 supported by the guide plate 184 is positioned on the V-groove 182 to control the reaction force by rolling the left and right sides along the inclined surface of the V-groove 182 when displacement occurs. .

즉, 가이드 플레이트(184)는 V홈 상에 설치된 볼(186)의 이탈을 저지하며 이 볼(186)이 V홈(182)의 경사면을 따라 구름운동할 수 있도록 지지해주는 역할을 하는 것이다.That is, the guide plate 184 prevents the detachment of the ball 186 installed on the V-groove and serves to support the ball 186 so that the ball 186 can roll along the inclined surface of the V-groove 182.

그리고, 볼(186)의 상측에는 이 볼(186)을 밀어 V홈(182) 상에 밀착시키는 피스톤(188)이 입력축(112)상에서 승강이 가능하게 끼워지는데, 이 피스톤(188)의 내경 및 외경에는 유압의 누설을 방지하기 위해 오링과 같은 오일씰 구조가 마련되어 있다.In addition, a piston 188 that pushes the ball 186 in close contact with the V groove 182 is fitted to the upper side of the ball 186 so that lifting and lowering is possible on the input shaft 112. The inner and outer diameters of the piston 188 are provided. The oil seal structure such as O-ring is provided to prevent the leakage of hydraulic pressure.

즉, 피스톤(188)은 그 내단부가 입력축(112)상에 승강토록 끼워진 상태에서 그 외경은 하우징(111)의 내경에 밀착됨으로써 조립 후 피스톤의 상측에 하나의 실린더(190)를 형성하게 되는데, 이 실린더(190)가 볼(188)의 가압정도를 조절하여 차속에 따른 밸브바디(115)와 입력축(112)사이의 변위량에 대한 반력을 제어하는 반력실린더인 것이다.That is, the piston 188 is in the state in which the inner end is fitted to lift on the input shaft 112, the outer diameter is in close contact with the inner diameter of the housing 111 to form one cylinder 190 on the upper side of the piston after assembly, The cylinder 190 is a reaction force cylinder for controlling the reaction force to the displacement amount between the valve body 115 and the input shaft 112 according to the vehicle speed by adjusting the degree of pressurization of the ball (188).

한편, 도 2에서와 같이 하우징(111)에는 상기 반력실린더(190) 내부로 유량제어밸브(120)로부터 유압이 공급될 수 있도록 유로가 형성되어 있으며, 이 하우징(111)은 유량제어밸브(120)와 연결되는 것은 물론이다.Meanwhile, as shown in FIG. 2, a flow path is formed in the housing 111 to supply hydraulic pressure from the flow control valve 120 to the reaction force cylinder 190, and the housing 111 has a flow control valve 120. Of course it is connected to).

이와 같이 구성된 본 발명의 동력조향장치는, 조향휠의 동작이 없을 때는 유압펌프(130)에서 공급된 유압이 밸브바디(115)와 입력축(112)을 통과한 후 리저버탱크(150)로 복귀되어 파워실린더(140)의 양측은 평형상태를 유지함으로써 차량의 직진주행상태를 유지할 수 있게 된다.In the power steering apparatus of the present invention configured as described above, when there is no operation of the steering wheel, the hydraulic pressure supplied from the hydraulic pump 130 passes through the valve body 115 and the input shaft 112 and then returns to the reservoir tank 150. Both sides of the power cylinder 140 may maintain the driving state of the vehicle by maintaining an equilibrium state.

이와는 달리 운전자가 조향휠을 좌측방향 내지 우측방향으로 회전시키게되면 타이어에 접지저항이 작용하고 있기 때문에 토션바(114)가 비틀리고, 밸브바디(115)와 입력축(112)사이에 상대변위가 일어나 유로가 개도된다. 이로써, 유압펌프(130)에서 공급된 유압은 밸브바디(115)를 거쳐 파워실린더(140)의 일측으로 이동되어 배력을 발생시키게 된다.On the other hand, when the driver rotates the steering wheel in the left to right direction, the torsion bar 114 is twisted because the ground resistance is applied to the tire, and a relative displacement occurs between the valve body 115 and the input shaft 112. A flow path is opened. As a result, the hydraulic pressure supplied from the hydraulic pump 130 is moved to one side of the power cylinder 140 via the valve body 115 to generate the back force.

상세하게는, 차량이 저속으로 운행할 경우 상기와 같은 조향휠의 조작상태에서는 콘트롤러(160)에 의한 유량제어밸브(120)의 제어에 따라 밸브바디(115)측으로 전달되는 유압보다 반력기구부(180)측으로 전달되는 유압이 낮아지게 된다. 이에 따라 반력기구부(180)는 입력축(112)에 별다른 영향을 주지 못하게 됨으로써, 입력축(112)과 밸브바디(115)는 토션바(114)에 의해 비틀려 유로의 개도면적이 증대되고, 이로 인해 입력축(112)과 밸브바디(115)를 통해 파워실린더(140)로의 유압이동량이 증대되어 배력을 발생시킴으로써 운전자는 가벼운 조향감을 느낄 수 있게 되는 것이다.In detail, when the vehicle runs at a low speed, the reaction force mechanism 180 may be operated in a state of operating the steering wheel as described above rather than the hydraulic pressure transmitted to the valve body 115 under the control of the flow control valve 120 by the controller 160. The oil pressure delivered to the side becomes low. Accordingly, the reaction force mechanism 180 has no influence on the input shaft 112 so that the input shaft 112 and the valve body 115 are twisted by the torsion bar 114 to increase the opening area of the flow path. The hydraulic movement amount to the power cylinder 140 is increased through the input shaft 112 and the valve body 115 to generate a back force, so that the driver can feel a light steering feeling.

이와 달리, 차량이 고속으로 운행할 때는 이를 감지한 콘트롤러(160)에서 솔레노이드(122)를 작동시키고, 이로 인해 유량제어밸브(120)의 스풀(121)이 축방향 으로 이동되어 반력기구부(180)측으로 공급되는 유압이 높아지게 된다.On the contrary, when the vehicle runs at a high speed, the solenoid 122 is operated by the controller 160 that detects the high speed, and as a result, the spool 121 of the flow control valve 120 is moved in the axial direction so that the reaction mechanism unit 180 is moved. The hydraulic pressure supplied to the side becomes high.

따라서, 이와 같이 반력기구부(180)측으로 유압의 공급이 높아지게 되면 반력실린더(190)내 압력이 상승하여 피스톤(188) 및 이 피스톤(188) 하측에 지지되는 볼(186)을 하방향으로 밀게 되고, 이 볼(188)이 상기 피스톤(189)의 가압력에 의해 입력축(112)의 V홈(182)상에 강하게 밀착됨으로써 비틀림에 의한 상대변위에 저항하는 반력을 발생시키게 된다. 이러한 반력에 의해 입력축(112)과 피니언(113)사이의 변위량이 줄고 유로의 개도면적이 감소하여 파워실린더(140)측으로 입력되는 유압이 낮아지므로 조타감이 무거워 지고, 조타 후 조향휠의 센터링 유도가 향상되게 된다.Therefore, when the hydraulic pressure is supplied to the reaction mechanism unit 180 in this way, the pressure in the reaction force cylinder 190 is increased to push the piston 188 and the ball 186 supported under the piston 188 downward. The ball 188 is strongly adhered to the V-groove 182 of the input shaft 112 by the pressing force of the piston 189 to generate a reaction force that resists relative displacement due to torsion. Due to this reaction force, the displacement amount between the input shaft 112 and the pinion 113 is reduced and the opening area of the flow path is reduced, so that the hydraulic pressure input to the power cylinder 140 is lowered, resulting in a heavy steering feeling and induction of centering of the steering wheel after steering. Will be improved.

특히, 본 발명에서는 피스톤(188)과 입력축(112)의 V홈(182)사이에 개입된 볼(186)에 의해 비틀림에 의한 입력축(112)과 밸브바디(115)의 상대변위가 발생했을 때 이들 사이에 구름운동이 유도됨으로써, 기존 반력기구부 구조에서 발생되는 미끄럼마찰에 의한 히스테리시스(Hysteresis)에 영향을 최소화하여 차속에 따른 최적의 배력을 발생시킬 수 있게 된다.In particular, in the present invention, when the relative displacement of the input shaft 112 and the valve body 115 due to the twist caused by the ball 186 interposed between the piston 188 and the V groove 182 of the input shaft 112. Since the rolling motion is induced between them, it is possible to minimize the influence on the hysteresis due to the sliding friction generated in the existing reaction mechanism structure to generate the optimum power according to the vehicle speed.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명인 동력조향장치에 의하면, 볼에 의해 밸브바디와 입력축간에 비틀림이 발생했을 때 상호간에 구름마찰이 유도됨으로써, 변위에 따른 미끄럼이 방지되어 히스테리시스(Hysteresis)에 영향을 최소화할 수 있게 된다. 이로써, 차속에 따른 최적의 배력을 발생시켜 조향감을 향상시킬 수 있게 된다.As described above, according to the power steering apparatus of the present invention, when the twist occurs between the valve body and the input shaft by the ball, rolling friction is induced between each other, thereby preventing slippage due to displacement, thereby minimizing the influence on hysteresis. You can do it. As a result, it is possible to improve the steering feeling by generating the optimum power according to the vehicle speed.

또, 상기 반력기구부는 축 방향으로 동작되는 피스톤에 의해 반력발생의 정도가 제어됨으로써, 반력기구부 설치에 따른 설치공간이 줄어들고 이로 인해 장치의 부피를 줄일 수 있다는 효과가 있다.In addition, the reaction mechanism is controlled by the piston acting in the axial direction the reaction force generation degree, there is an effect that the installation space according to the reaction mechanism installation is reduced, thereby reducing the volume of the device.

Claims (1)

외부 회전력을 전달받도록 하우징의 내부에 설치된 입력축과, 상기 입력축과 연결되어 회전력을 전달받으며 조타시 이 입력축에 대해 상대변위가 발생되는 피니언과, 상기 피니언과 입력축의 내부에 비틀림 가능하도록 설치된 토션바와, 상기 토션바의 비틀림에 따라 피니언과 함께 상대변위가 발생되도록 입력축 외부에 설치된 밸브바디와, 상기 밸브바디와 입력축 사이로 공급되는 유압을 제어하도록 상기 하우징의 일측에 설치된 유량제어밸브와, 상기 유량제어밸브의 동작에 따라 공급되는 유압에 의해 상기 입력축과 피니언 사이에서 이들의 상대변위를 규제하도록 마련되는 반력기구부를 구비한 동력조향장치에 있어서,An input shaft installed inside the housing to receive an external rotational force, a pinion connected to the input shaft to receive a rotational force, and having a relative displacement with respect to the input shaft during steering, a torsion bar installed to be twistable in the pinion and the input shaft; A valve body installed outside the input shaft so that relative displacement occurs with the pinion as the torsion bar is twisted, a flow control valve installed at one side of the housing to control hydraulic pressure supplied between the valve body and the input shaft, and the flow control valve In the power steering apparatus having a reaction force mechanism portion provided to regulate their relative displacement between the input shaft and the pinion by the hydraulic pressure supplied in accordance with the operation of, 상기 반력기구부(180)는, 상기 밸브바디(115) 상단면에 원주방향으로 마련되는 V홈(182)과, 이 밸브바디(115) 끝단의 입력축(112) 상에 핀(P)으로서 고정되며 그 반경방향으로는 상기 V홈(182)과 수직방향으로 마주하는 위치에 이와 동일 갯수의 연통홀(185)이 천공된 가이드 플레이트(184)와, 이 가이드 플레이트(184)의 연통홀(185) 내부에 끼워져 지지된 상태에서 상기 밸브바디의 V홈에 위치하는 볼(186)과, 유입된 유압에 의해 축방향으로 동작하여 상기 볼을 V홈 상으로 가압하도록 상기 가이드 플레이트(184) 상측의 입력축(112) 상에 승강가능하게 끼워지는 피스톤(188)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 동력조향장치.The reaction mechanism unit 180 is fixed as a pin (P) on the V groove 182 provided in the circumferential direction on the upper surface of the valve body 115, and the input shaft 112 of the end of the valve body 115. In the radial direction, a guide plate 184 in which the same number of communication holes 185 are drilled at a position facing the V groove 182 in the vertical direction, and a communication hole 185 of the guide plate 184. Ball 186 positioned in the V-groove of the valve body in the state of being held inside and supported, and an input shaft on the upper side of the guide plate 184 to press the ball onto the V-groove by operating in the axial direction by the introduced hydraulic pressure. Power steering device, characterized in that consisting of a piston (188) fitted to be elevated on (112).
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