KR19980050731U - 자동차의 조향장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 동일한 스티어링 휘일의 회전수에 대하여 주차 시에는 조타각을 크게 하고, 주행 시에는 조타각을 작게 되도록 자동으로 가변시킴으로써 조타성능을 향상시키려는 목적으로 안출된 것으로서, 본 고안은 크랭크 샤프트의 회전을 래크의 직선운동으로 변환하여 소요의 변위를 얻는 래크 앤드 피니언으로 이루어지는 조향장치의 기어 기구에 있어서, 상기 래크(13)의 일단에는 차속에 따라 조타각을 결정하는 조타각 결정수단(21, 23, 25)과, 상기 조타각 결정수단(21, 23, 25)에 의해 제어되는 조타각 구동수단(15, 17, 19)이 연결설치된 것을 특징으로 하는 자동차의 조향장치를 제공한다.

Description

자동차의 조향장치

본 고안은 자동차의 조향장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 동일한 스티어링 휘일의 회전수에 대하여 주차 시에는 조타각을 크게 하고, 주행 시에는 조타각을 작게 하도록 자동 제어되는 자동차의 조향장치에 관한 것이다.

자동차의 조향장치는 차량의 진행방향을 임의로 바꾸기 위한 장치를 말하며, 크게 조작 기구, 기어 기구, 링크 기구로 대별된다.

상기한 조작 기구는 컬럼에 회전가능하도록 끼워진 스티어링 샤프트를 운전자가 조작할 수 있도록 스티어링 휘일이 결합된 것을 말하며;

상기한 기어 기구는 스티어링 샤프트의 회전력을 감속하여 섹터축을 회전시키고, 그것에 의해 요동하는 피트먼 아암의 앞끝에서 소요의 변위를 얻거나, 또는 축의 회전을 래크의 직선운동으로 변환하여 소요의 변위를 얻는 장치를 말하는 것으로서, 캠과 레버식, 워엄 롤러식, 볼 스크루식, 그리고 래크 피니언식 등이 있으나, 현재 대부분의 승용차는 래크 피니언식이, 트럭계의 차량은 볼 스크루식이 주류를 이루고 있다.

또한, 상기한 링크 기구는 좌우측의 차륜을 연결하고, 조향 조작 시에는 양륜의 조향각이 일정의 관계를 만족하도록 하는 기구를 말하는 것으로서, 링크식, 독립현가에 적용되고 있는 대칭 링크식, 래크 피니언 링크식, 센터아암식으로 분류된다.

즉, 조향장치는 도 1에 도시된 바와 같이 조작 기구인 스티어링 휘일(1)의 조작으로 스티어링 샤프트(3)를 회전시키게 되면, 기어 기구(5)에 의한 기어비의 변환을 통하여 링크 기구인 드랭크 링크(7) 및 타이로드(9)를 통하여 양측 차륜(11)의 조타각을 결정하게 되는 것이다.

그러나, 상기한 바와 같은 조향장치는 차량이 정차된 상태와 주행상태에서 동일한 스티어링 휘일의 회전수에 대하여 동일한 조타각을 갖게 하는 구조이므로, 차량이 정차된 상태에서는 스티어링 휘일의 조작이 힘들다는 문제점이 있었다.

즉, 차량이 정차된 상태에서는 주행 상태일 때보다 차륜과 지면의 접지력이 크기 때문에 동일한 스티어링 휘일의 회전수에 대하여 상대적으로 작은 조타각이 실현된다는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 동일한 스티어링 휘일의 회전수에 대하여 주차 시에는 조타각을 크게 하고, 주행시에는 조타각을 작게 되도록 자동으로 가변시킴으로써 조타성능을 향상시키는데 있다.

도 1은 일반적인 자동차의 조향장치를 나타내는 사시도.

도 2는 본 고안에 의한 자동차의 조향장치를 나타내는 구성도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

3 : 스티어링 샤프트13 : 래크

15 : 아이들 로드17 : 모터

19 : 드라이브 샤프트21 : 포텐시오미터

23 : 차속센서25 : 콘트롤러

상기한 목적을 실현하기 위하여 본 고안은 크랭크 샤프트의 회전을 래크의 직선운동으로 변환하여 소요의 변위를 얻는 래크 앤드 피니언으로 이루어지는 조향장치의 기어 기구에 있어서, 상기 래크의 일단에는 차속에 따라 조타각을 결정하는 조타각 결정수단과, 상기 조타각 결정수단에 의해 제어되는 조타각 구동수단이 연결설치된 것을 특징으로 하는 자동차의 조향장치를 제공한다.

여기서, 상기 조타각 결정수단은 차속센서와, 스티어링 샤프트의 회전량을 감지하는 포텐시오미터와, 상기 차속센서 및 포텐시오미터의 출력신호에 따라 조타각을 결정하는 콘트롤러로 구성되며, 상기 조타각 구동수단은 상기 콘트롤러에 의해 제어되는 모터와, 상기 모터의 동작에 따라 래크의 변위를 조절하도록 연결된 링크 기구로 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 고안에 의한 자동차용 스티어링 휘일의 회전수 조정장치에 의하면, 차속과 스티어링 샤프트의 회전량을 비교 연산하는 콘트롤러의 제어에 따라 래크의 변위가 조절됨으로써, 차량이 정지된 상태에서는 스티어링 샤프트의 회전각에 비하여 래크의 변위를 크게하도록 제어하고, 차량이 주행중인 상태에서는 스티어링 샤프트의 회전각에 대하여 차량의 속도에 알맞는 래크의 변위를 조절할 수 있도록 한다.

이하, 첨부 도면을 참조하면서 당업자가 용이하게 실시할 수 있을 정도의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

본 실시예에 의한 자동차용 스티어링 휘일의 회전수 조정장치는 스티어링 샤프트의 회전을 래크의 직선운동으로 변환하여 소요의 변위를 얻는 래크 앤드 피니언식의 기어 기구에 관련된다.

도 2에 도시된 바와 같이 스티어링 샤프트(3)의 기단에 연결된 피니언(미도시)에는 래크(13)가 치합되어 상기 스티어링 샤프트(3)의 회전력을 직선운동으로 변환시킨다.

여기서, 상기 래크(13)의 일단에는 아이들 로드(15)가 치합되어 있으며, 상기 아이들 로드(15)는 모터(17)의 동작에 따라 회전되는 드라이브 샤프트(19)에 연동되도록 치합되어 있다.

한편, 상기 모터(17)는 스티어링 샤프트(3)의 회전각을 감지하는 포텐시오미터(21)와, 차속센서(23)의 출력신호에 따라 래크(13)의 변위량을 결정하는 콘트롤러(25)에 의해 회전량이 제어된다.

다시 말하면, 차량이 정차중인 때에는 차륜과 지면의 접지력이 크기 때문에 스티어링 샤프트의 회전각에 대하여 상대적으로 조타각이 작게 된다. 이때 콘트롤러(25)는 차속센서(23)와 포텐시오미터(21)의 출력신호를 상호 비교 연산하여 모터(17)의 회전량을 크게 결정한다. 그리고, 모터(17)가 회전하면 상기 모터(17)에 연결된 드라이브 샤프트(19)에 아이들 로드(19)가 연동되고, 상기 아이들 로드(19)에 연동되는 래크(13)의 변위량이 제어된다.

반면에, 차량이 주행중인 때에는 모터(17)의 회전량을 작게 하거나 모터(17)의 회전을 정지시킴으로써 래크(13)의 변위량을 작게 제어한다.

상기와 같이 구성된 본 고안에 의한 자동차의 조향장치에 의하면, 스티어링 휘일의 동일한 회전수, 즉 스티어링 샤프트의 회전각이 동일하더라도 차량의 주행속도에 따라 조타각을 변화시킬 수 있게 됨에 따라 조향성능이 향상된다는 효과가 있다.

즉, 차량이 정지된 상태에서 차륜과 지면의 접지력이 크게 작용하여도 스티어링 휘일의 조작을 용이하게 할 수 있는 것이다.

상기에서 설명된 본 실시예는 단지 예시에 불과한 것이고 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 고안이 속한 분야의 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 변형실시 할 수 있으나, 첨부된 청구범위에서 알 수 있는 바와 같이, 이러한 변형된 실시는 본 고안의 범위에 속한다는 것을 당업자는 용이하게 파악할 수 있을 것이다.

Claims (3)

1. 크랭크 샤프트의 회전을 래크의 직선운동으로 변환하여 소요의 변위를 얻는 래크 앤드 피니언으로 이루어지는 조향장치의 기어 기구에 있어서,

   상기 래크(13)의 일단에는 차속에 따라 조타각을 결정하는 조타각 결정수단(21, 23, 25)과,

   상기 조타각 결정수단(21, 23, 25)에 의해 제어되는 조타각 구동수단(15, 17, 19)이 연결설치된 것을 특징으로 하는 자동차의 조향장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 조타각 결정수단은

   차속센서(23)와,

   스티어링 샤프트(3)의 회전각을 감지하는 포텐시오미터(21)와,

   상기 차속센서(23) 및 포텐시오미터(21)의 출력신호에 따라 조타각을 결정하는 콘트롤러(25)를 포함하는 자동차의 조향장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 조타각 구동수단은

   상기 콘트롤러(25)에 의해 제어되는 모터(17)와,

   상기 모터(17)의 동작에 따라 래크(13)의 변위를 조절하도록 연결된 드라이브샤프트(19) 및 아이들 로드(15)를 포함하는 자동차의 조향장치.