KR20060128204A - Motor-driven steering system equipped with damper structure - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래의 모터 구동식 조향 장치의 개략도,1 is a schematic diagram of a conventional motor driven steering device;
도 2는 종래의 랙 앤 피니언형 조향 장치의 일부 단면도,2 is a partial cross-sectional view of a conventional rack and pinion type steering apparatus,
도 3a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 감쇠 장치를 이용한 모터 구동식 조향 장치의 일부 단면도,3A is a partial cross-sectional view of a motor driven steering device using the damping device according to the first embodiment of the present invention;
도 3b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 감쇠 장치를 이용한 모터 구동식 조향 장치의 감쇠부 및 오일 주입부의 일부 상세 단면도이다.3B is a partial detailed cross-sectional view of the damping unit and the oil injection unit of the motor-driven steering apparatus using the damping device according to the first embodiment of the present invention.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
100: 조향휠 101: 조향축 100: steering wheel 101: steering shaft
110: 피니언 115: 기어박스 110: pinion 115: gearbox
120: 전자 제어 유닛 122: 랙바 120: electronic control unit 122: rack bar
130: 모터 140: 모터 기어 130: motor 140: motor gear
150: 회전 감지부 160: 조향축 기어150: rotation detection unit 160: steering shaft gear
170: 튜브 180: 차체 연결부 170: tube 180: body connection
190: 타이로드 191: 너클암190: Tie Rod 191: Knuckle Arm
192: 킹핀 193: 바퀴192: kingpin 193: wheels
210: 피스톤 220: 오일 실링부 210: piston 220: oil sealing part
230: 감쇠부 235: 연결부 230: attenuation part 235: connection part
260: 오일 주입부 290: 압력계 260: oil injection unit 290: pressure gauge
310: 주입부 스프링 320: 주입부 마개 310: injection section spring 320: injection section plug
330: 스프링 단 340: 주입부 바디 330: spring stage 340: injection unit body
351: 격벽 352: 감쇠부 스프링 351: bulkhead 352: damping spring
353: 내부 하우징 354: 외부 하우징 353: inner housing 354: outer housing
362: 미세홀 361: 메인홀362: microhole 361: main hole
C: 행정구간 D: 좌챔버 C: Administrative division D: Left chamber
E: 우챔버 E: Right Chamber
본 발명은 감쇠 장치를 이용한 모터 구동식 조향 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 튜브에 설치되어 타이어, 너클암, 타이로드, 랙바, 피니언, 조향축을 따라 조향휠을 타고 들어오는 진동과 소음을 흡수하는 감쇠 장치를 이용한 조향 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a motor driven steering device using a damping device. More particularly, the present invention relates to a steering apparatus using a damping device installed in a tube to absorb vibrations and noises coming from a steering wheel along a tire, knuckle arm, tie rod, rack bar, pinion, and steering shaft.
차량의 안전성을 향상시키고 운전자의 조작 편의성을 위해서 차량에는 다양한 장치가 설치되는데, 그 중 조향 장치는 운전자가 조향 핸들을 돌려 자동차의 진행 방향을 운전자가 원하는 방향으로 바꿀 수 있게 하는 장치이다. 바꾸어 말하면, 조향 장치는 차량의 앞 바퀴가 선회하는 회전 중심을 임의로 변경하여 운전자가 원하는 방향으로 차량을 진행시킬 수 있도록 보조하는 장치이다.Various devices are installed in the vehicle for improving the safety of the vehicle and for the convenience of the driver. Among them, the steering device is a device that allows the driver to turn the steering wheel to change the driving direction of the vehicle to the desired direction. In other words, the steering apparatus is a device that assists the driver in advancing the vehicle in a desired direction by arbitrarily changing the rotation center of rotation of the front wheel of the vehicle.
조향 장치는 전륜 구동식 차량인 경우 앞 차축이나 앞 바퀴 정렬과 밀접한 관계가 있으며 제동 장치와 함께 자동차 주행의 안전을 담당하는 매우 중요한 장치이다. 차량이 정지한 상태에서 바퀴를 조향시키기 위해서는 바퀴와 노면과의 마찰력보다 더 큰 힘이 가해져야 하기 때문에 운전자는 조향 장치에 일정 이상의 힘을 가해야 한다. 일반적으로 차량의 중량이 큰 경우와 바퀴의 폭은 넓은 경우에는 노면과의 마찰력이 더욱 증가하기 때문에 조향 장치 조작에 힘이 들게 마련이다. 이러한 경우 운전자의 힘을 덜어주기 위해 동력 조향 장치(Power Steering System)가 추가되어 구성되는 것이 일반적이다. 일반적으로 동력 조향 장치에는 크게 유압 구동식 조향 장치와 모터 구동식 조향 장치가 있다. The steering system is closely related to the front axle or front wheel alignment in the case of a front-wheel drive vehicle and is a very important device that is responsible for the safety of driving the vehicle together with the braking system. To steer the wheel while the vehicle is stationary, the driver must apply more than a certain amount of force to the steering system because more force must be applied than the friction between the wheel and the road surface. In general, when the weight of the vehicle is large and the width of the wheel is large, the frictional force with the road surface increases, which makes it difficult to operate the steering system. In this case, a power steering system is generally added to reduce the driver's power. Generally, a power steering device includes hydraulically driven steering devices and motor driven steering devices.
유압 구동식 조향 장치는 엔진으로부터 회전력을 받아 유압 펌프를 작동시키고 유압 펌프에서 만들어진 유압을 조향휠 혹은 조향축의 회전에 따라 적절한 양을 적시에 구동식 피스톤에 보내어 조향 장치를 움직이게 함으로써 운전자의 힘을 덜어준다.The hydraulically driven steering system receives hydraulic power from the engine to operate the hydraulic pump and relieves the operator's power by sending the hydraulic pressure produced by the hydraulic pump to the driven piston at the right amount in a timely manner according to the rotation of the steering wheel or steering shaft. give.
모터 구동식 조향 장치는 조향휠 혹은 조향축의 회전을 감지하여 랙바 혹은 조향축에 설치되어 회전 운동을 보조하는 모터를 가동시켜 랙바를 움직임으로써 조향 장치가 원활하게 작동되도록 한다. 모터 구동식 조향 장치는 크게 랙 구동식(R-EPS: Rack-Electric Power Steering)과 조향축 구동식(C-EPS: Column-Electric Power Steering)이 있다.The motor-driven steering device detects the rotation of the steering wheel or the steering shaft and is installed on the rack bar or the steering shaft to operate a motor that assists the rotational movement so that the steering device operates smoothly by moving the rack bar. Motor-driven steering systems are largely rack-driven (R-EPS: Rack-Electric Power Steering) and steering-axis drive (C-EPS: Column-Electric Power Steering).
한편 조향축의 회전운동을 랙바의 직선운동으로 바꾸어주는 형식은 크게 랙 앤 피니언형 조향 장치와 볼 앤 너트형 조향 장치로 분류된다. On the other hand, the type of changing the steering shaft rotational motion to the linear motion of the rack bar is classified into rack and pinion type steering device and ball and nut type steering device.
이중 랙 앤 피니언형 조향 장치는 조향축에 직접 연결되어 있는 피니언 기어의 움직임이 직접적으로 랙바로 전달되기 때문에 조향휠의 움직임에 조향 바퀴가 직접적으로 반응하는 구조로 되어 있으며 구조가 간단하고 중량이 가벼워 소형차의 전륜 구동식 차량에 널리 사용되고 있으며, 일반적으로 조향축에 포함되는 유니버셜 조인트와 훅 조인트를 통하여 랙바와 피니언 기어로 구성되는 기어박스에 회전력이 전달되며, 이때 랙바와 피니언 기어에 의해 조향축의 회전 운동이 랙바의 직선 운동으로 전환된다.The dual rack-and-pinion steering system has a structure in which the steering wheel directly responds to the movement of the steering wheel because the movement of the pinion gear directly connected to the steering shaft is directly transmitted to the rack bar. It is widely used in all-wheel drive vehicles of small cars, and rotational force is transmitted to the gearbox consisting of rack bars and pinion gears through universal joints and hook joints generally included in the steering shaft, and the rotation of the steering shafts by rack bars and pinion gears. The movement is converted to the linear movement of the rack bar.
도 1은 종래의 모터 구동식 조향 장치에 관한 개략도이다. 도시한 것과 같이 모터 구동식 조향 장치는 조향휠(100), 조향축(101), 피니언(110), 랙바(122), 튜브(170), 차체 고정부(180), 기어 박스(115), 타이로드(190), 너클암(191), 킹핀(192), 바퀴(193), 회전 감지부(150), 전자 제어 유닛(120), 모터(130), 모터 기어(130) 및 조향축 기어(160)를 포함하여 구성된다.1 is a schematic diagram of a conventional motor-driven steering apparatus. As shown, the motor-driven steering device includes a
조향축(101)에는 조향축 기어(160)가 설치되어 있고, 모터(140)에는 모터 기어(140)가 설치되는데 조향축 기어(160)와 모터 기어(140)는 일정한 기어비를 가지며 각각의 기어치가 치합되어 결합한다. 따라서 모터(130)가 회전하면 조향축(160)이 회전하게 되는 구조로 되어 있다.The
조향축(101)의 일측에는 회전을 감지하는 회전 감지부(150)가 구성되며 이 회전 감지부(150)는 전자 제어 유닛(120)에 조향축의 회전 신호를 보낸다. 전자 제 어 유닛(120)은 회전 감지부(150)에서 보낸 회전 신호를 분석하여 모터(140)를 적시에 구동할 수 있도록 하는 제어 기능을 포함한다.One side of the
조향축(101)의 타측에 설치되는 기어박스(115)는 피니언(110)과 랙바(122)의 기어치가 상호 치합하여 결합하는 구조를 가지며 결국, 피니언(110)의 회전 운동이 랙바(122)의 직선 운동으로 전환되도록 한다. 중공의 축형상을 가지는 튜브(170)는 랙바(122)를 축방향으로 감싸 랙바(122)의 직선 운동을 가이드하며 차체 고정부(180)에 의해 차체에 고정된다. 따라서, 튜브(170)를 따라 랙바(122)의 좌우 직선 운동이 결국 타이로드(190), 바퀴(193)를 포함하는 너클암(191)으로 전달되어 킹핀(192)을 중심으로 바퀴(193)가 조향될 수 있도록 한다.The
즉, 모터 구동식 조향 장치는 조향축(101)에 부착된 회전 감지부(150)의 신호를 받아 조향축(101)과 연결된 모터(130)를 작동시켜 결국 조향축(101)에 힘을 가해서 피니언(110)이 회전하도록 하며, 튜브(170)를 따라 랙바(122)가 좌우로 선 운동하도록 하여 조향 장치가 작동되도록 한다. 다시 말하면 모터 구동식 조향 장치에 있어서 모터(130)는 피니언(110)이 원활하게 회전할 수 있도록 하여 운전자의 힘을 덜어주는 것이다. That is, the motor-driven steering device receives a signal from the
일반적으로 차량이 고속 주행할 때 돌출되거나 함몰된 노면을 지나게 될 경우 바퀴(193)에 충격이 가해질 때 바퀴(193)에 전달된 소음과 진동은 너클암(191), 타이로드(190), 랙바(122), 피니언(110), 조향축(101), 조향휠(100)을 통해서 운전자에게 전달되는 문제점이 있다(일반적으로 이러한 현상을 "킥백 현상"이라고 부르기도 함).In general, when the vehicle passes a protruding or recessed road surface when driving at a high speed, the noise and vibration transmitted to the
또한, 차량이 고속으로 주행할 때 매끄러운 노면을 지나더라도 바퀴(193)와 함께 조향 장치는 진동이 발생하게 된다. 특히, 바퀴(193)는 완벽한 무게중심을 갖는다 할지라도 중량을 가진 차량이 고속으로 주행할 경우 바퀴는 외주면이 변형되기 때문에 고속 회전 시 무게 중심이 변함으로써 진동이 발생된다(이러한 현상을 일반적으로 "시미 현상"이라고 부르기도 함). 이러한 요인에 의해 발생되는 진동은 결국 너클암(191), 타이 로드(190), 랙바(122), 피니언(110), 조향축(101) 및 조향휠(100)을 통해서 운전자에게 전달되어 운전자에게 불쾌감을 주는 문제점이 있다.In addition, when the vehicle travels at a high speed, even when the vehicle passes a smooth road surface, the steering apparatus together with the
도 2는 종래의 랙 앤 피니언형 조향 장치의 일부 단면도이다. 도시한 것과 같이 랙바(122)와 피니언(110)의 기어치가 치합되면 나사산의 기하학적인 모양에 의해서 피니언(110)이 회전운동을 할 경우 랙바(122)는 (A) 방향으로 움직이나 (B) 방향으로 수직 분력이 작용한다. 최악의 경우 랙바(122)와 피니언(110)의 상호 이탈되는 경우를 방지하기 위해 서로 견고하게 결합하도록 하는 것이 바람직하다.2 is a partial cross-sectional view of a conventional rack and pinion type steering apparatus. As shown, when the gear teeth of the
한편, 피니언(110)의 기어치와 랙바(122)의 기어치 상호 간에 백래쉬(Back -lash)를 최소한으로 하기 위해 유격을 최소화하는 것이 일반적이다. 따라서, 서로 단단하게 고정되어 결합될 뿐만 아니라 유격이 작게 결합되어 있기 때문에 타이어(193)에서 랙바(122)로 전달된 일부 소음과 진동이 피니언(110), 조향축(101), 조향휠(100)을 통해 운전자에게 전달되는 구조적인 문제점이 있다.On the other hand, it is common to minimize the play to minimize back-lash between the gear teeth of the
한편, 조향휠(100)을 돌리면 모터(130)가 회전하여 조향축(101)을 회전시켜 피니언(110)이 회전하고 랙바(122)가 선 운동 하는 반면, 랙바(122)의 선 운동은 조향축의 회전 운동으로 변환되기 힘든 구조를 갖는다.Meanwhile, when the
달리 설명하면, 바퀴를 통해서 랙바로 전달된 진동과 소음은 그 전부가 조향휠까지 전달되지 못하고 랙바의 기어치와 피니언의 기어치에서 일부 흡수되어 기어치 간에 마모를 발생시키며, 마모로 인한 기어치 간의 유격은 또 다른 진동과 소음을 발생시킨다. 뿐만 아니라 랙과 피니언 기어치 간의 유격 발생으로 백래쉬가 증가되어 동력 전달이 원활하지 않게 되는 문제점이 있다.In other words, the vibration and noise transmitted to the rack bar through the wheels are not all transmitted to the steering wheel, but are partially absorbed by the gear bar of the rack bar and the gear of the pinion, causing wear between the gear teeth. The gap between the liver produces another vibration and noise. In addition, there is a problem in that the backlash is increased due to the play between the rack and the pinion gear teeth, so that power transmission is not smooth.
상기한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 튜브에 설치되어 타이어, 너클암, 타이로드, 랙바, 피니언, 조향축, 조향휠을 타고 들어오는 진동과 소음을 흡수하는 감쇠부를 갖는 조향 장치를 제공한다. In order to solve the above problems, the present invention provides a steering apparatus having a damping unit installed in the tube to absorb the vibration and noise coming from the tire, knuckle arm, tie rod, rack bar, pinion, steering shaft, steering wheel.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 차량에서 조향휠의 회전을 조향축, 피니언, 랙바, 타이로드, 너클암 및 타이어로 전달하는 조향 장치에서 운전자의 상기 조향휠의 조작력을 보조하기 위하여 설치된 모터, 상기 조향축의 회전을 감지하기 위해 상기 조향축에 설치된 회전 감지부, 상기 회전 감지부에서 보낸 회전 신호를 분석하여 상기 모터에 구동 신호를 보내는 전자 제어 유닛을 포함하는 모터 구동식 조향 장치에 있어서, 상기 피니언과 상기 랙바가 상호 분리되는 것을 방지하기 위해 상기 랙바와 상기 피니언을 감싸는 기어박스; 상기 랙바를 수용하는 중공 형상을 가지며 상기 랙바의 좌우 직선 운동을 가이드 하는 튜브; 상기 기어박스와 상기 튜브를 차체에 고정하는 차체 고정부; 상기 랙바가 좌우 직선 운동할 때 상기 랙바에 고정되어 상기 차체에 고정된 상기 튜브와 상대 피스톤 운동하는 피스톤부; 상기 튜브의 축 방향으로 상기 피스톤부를 중심으로 양쪽으로 상기 튜브에 고정되며 상기 랙바에 밀착되어 상기 랙바가 좌우 직선 운동할 때 상기 랙바를 감싸면서 오일의 누유를 막는 상기 튜브에 연동되는 오일 실링부; 상기 튜브에서 상기 피스톤부를 중심으로 양쪽의 상기 오일 실링부 사이에 형성되는 좌우측 오일 챔버; 상기 좌우측 오일 챔버에서 상기 튜브의 외주면 방향으로 가공되어 오일의 유로를 형성하는 좌우측 튜브 홀; 상기 좌우측 튜브 홀에 각각 연결되어 상기 오일 챔버에서 나온 오일의 양을 제어하는 좌우측 감쇠부; 중공의 파이프 형상으로, 상기 좌우측 감쇠부의 타측 유로와 연결되는 연결부; 및 상기 좌우측 오일 챔버, 상기 좌우측 감쇠부 및 상기 연결부에 오일을 공급하는 오일 주입부를 포함하는 것을 특징으로 하는 감쇠 장치를 구비한 모터 구동식 조향 장치를 제공한다.In order to achieve this object, the present invention provides a motor installed to assist the driver's operating force of the steering wheel in a steering device that transmits the rotation of the steering wheel to a steering shaft, pinion, rack bar, tie rod, knuckle arm and tire in a vehicle. In the motor-driven steering apparatus including a rotation sensing unit installed on the steering shaft to detect the rotation of the steering shaft, an electronic control unit for analyzing the rotation signal sent from the rotation sensing unit to send a drive signal to the motor, A gearbox surrounding the rack bar and the pinion to prevent the pinion and the rack bar from being separated from each other; A tube having a hollow shape for accommodating the rack bar and guiding the linear motion of the rack bar; A vehicle body fixing part for fixing the gear box and the tube to the vehicle body; A piston part fixed to the rack bar when the rack bar moves in a linear direction to the left and a relative piston motion with the tube fixed to the vehicle body; An oil sealing part fixed to the tube on both sides of the piston in the axial direction of the tube and tightly attached to the rack bar and interlocked with the tube to prevent leakage of oil while wrapping the rack bar when the rack bar moves left and right linearly; Left and right oil chambers formed between the oil sealing portions on both sides of the piston in the tube; Left and right tube holes which are processed in the direction of the outer circumferential surface of the tube in the left and right oil chambers to form a flow path of oil; Left and right damping parts connected to the left and right tube holes to control an amount of oil from the oil chamber; A hollow pipe shape, the connecting portion connected to the other side flow path of the left and right damping portion; And an oil injecting unit supplying oil to the left and right oil chambers, the left and right attenuating units, and the connecting unit.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First of all, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are used as much as possible even if displayed on different drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related well-known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
도 3a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 감쇠 장치를 이용한 모터 구동식 조향 장치의 일부 단면도이다. 도시한 것과 같이 랙바(122), 피스톤(210), 오일 실링부(220), 감쇠부(230), 좌챔버(D), 우챔버(E), 오일 연결부(215), 오일 주입부(260) 및 유압계(290)를 포함하여 구성된다.3A is a partial cross-sectional view of a motor driven steering device using the damping device according to the first embodiment of the present invention. As illustrated, the
도시한 것과 같이 긴 원기둥 형상의 랙바(122)는 중공의 튜브(170)가 감싸고 있는 형상이며 튜브(170)는 차체 고정부(180)로 차체에 고정된다. 랙바(122)는 차체에 고정된 튜브(170)의 내부를 따라서 좌우로 움직이게 되며, 조향휠(100)을 좌측으로 회전시키면 랙바(122)는 우측으로 움직이고 바퀴는 좌측으로 조향되며 조향휠(100)을 우측으로 회전시키면 랙바(122)는 좌측으로 움직이고 바퀴는 우측으로 조향된다. As shown in the figure, a long
피스톤(210)은 링 형태로 랙바(122)의 외주면에 형성되어 고정되며 튜브(170)의 내면과는 밀착되어 습동하는 구조를 가진다. 바퀴(193)가 차량 전방으로 일직선으로 되는 상태, 즉 조향 장치의 중립 상태에서 조향휠(100)을 최대한으로 좌측으로 회전시키면 피스톤(210)은 최대 우측으로 움직이며, 반대로 정 가운데 상태에서 조향휠(100)을 최대한으로 우측으로 회전시키면 피스톤(210)은 최대 좌측으로 움직인다. 이러한 피스톤(210)의 최대 좌측 부분부터 최대 우측 구간을 행정구간(C)이라고 한다. 행정구간(C)을 벗어난 좌우측 지점 각각에는 튜브(170)와 밀착 고정되고 랙바(122)와는 습동될 뿐만 아니라 누유 방지 기능을 가지는 링 형태의 좌우측 오일 실링부(220)가 설치된다. 따라서, 피스톤(210)과 좌측 오일 실링부(220) 사이에 좌챔버(D), 피스톤(210)과 우측 오일 실링부(220) 사이에 우챔버(E)가 구성된다.The
좌챔버(D)에 있어서 중공의 튜브(170)의 길이 방향 단면 중심에서 외주면 방향으로 튜브(170)에는 튜브 홀이 구성되는데, 이 홀은 우측 감쇠부(230)의 일측 유로에 연결되며, 우챔버(E)에 있어서 중공의 튜브(170)의 길이 방향 단면 중심에서 외주면 방향으로 튜브(170)에도 튜브 홀이 가공되는데 이 튜브 홀에 좌측 감쇠부(230)의 일측 유로가 연결된다. 즉, 좌우측 감쇠부(220)의 일측은 튜브(170)에 구성된 튜브 홀에 연결되며, 좌우측 감쇠부(230)의 타측 유로는 서로 연결부(235)로 연결된다. 좌우측 감쇠부(230)의 타측 유로를 연결하는 연결부(235)는 내부에 연속적인 유로를 형성한 중공으로 일측에 오일 주입부(260)와 압력계(290)를 포함하여 구성된다. In the left chamber (D), a tube hole is formed in the
랙바(122)와 연동되며 튜브(170)에 밀착되어 습동되는 피스톤(210)은 조향휠(100)이 시계 반대 방향으로 회전할 때 우측으로 이동하게 된다. 따라서, 우챔버(E)의 공간이 줄어들게 됨에 따라 비압축성의 특징이 있는 오일은 우챔버(E)에 형성된 우측 튜브 홀, 우측 감쇠부(230) 일측 유로, 우측 감쇠부(230) 내부, 우측 감쇠부(230) 타측 유로, 연결부(235), 좌측 감쇠부(230) 타측 유로, 좌측 감쇠부(230) 내부, 좌측 감쇠부(230) 일측 유로, 좌챔버(D)에 형성된 좌측 튜브 홀을 통하여 우챔버(E)로 이동한다. 즉, 우챔버(E)의 오일이 좌챔버(D)로 이동하게 되는 것이다. 마찬 가지로, 조향휠(100)이 시계 방향으로 회전하면 좌챔버(D)의 오일이 우챔버(E)로 이동하게 된다.The
도 3b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 감쇠부를 가지는 조향 장치에 있어서 감쇠부 및 오일 주입부의 일부 상세 단면도이다. 도시한 것과 같이 감쇠부는 외부 하우징(354), 격벽(351), 미세홀(362), 내부 하우징(353), 감쇠 스프링(352) 및 메인 유로(361)를 포함하여 구성되며, 오일 주입부(260)는 주입부 스프링(310), 마개(320) 및 스프링단(330)을 포함하며, 연결부(235)는 오일의 압력을 체크하는 압력 계(290)를 포함한다.3B is a partial detailed cross-sectional view of the damping unit and the oil injection unit in the steering apparatus having the damping unit according to the first embodiment of the present invention. As illustrated, the damping part includes an
도시한 것과 같이 좌측 감쇠부(230)는 일측에서 타측으로 점차 내경이 좁아지는 개구 단면적이 형성된 외부 하우징(354)을 포함하는데 이 외부 하우징(354)의 일측 유로는 좌챔버(D)에 형성된 홀과 연결되고 타측 유로는 연결부(235)와 연결된다. 외부 하우징(354)의 내부 빈 공간에는 내부 하우징(353)이 설치되는데 좌측 감쇠부(230)의 일측에서 타측 방향으로 중공의 컬럼 형태로 일측은 완전히 뚫려 있고 타측은 막혀 있지만 가운데 일부가 뚫린 메인홀(361)을 가진다. 외부 하우징(354)이 일측과 타측에서 들어오는 오일의 유동에 따라 외부 하우징(354)의 일측에서 타측으로 혹은 타측에서 일측으로 습동하면서 내부 하우징(353)의 메인홀(361)을 가지는 외주면이 외부 하우징(354)의 내부 개구 단면적을 변화시키는 유로 단면적 변화수단으로 구성된 것을 특징으로 한다. 내부 하우징(353) 내부에는 외부 하우징(354)에 고정된 격벽(351)이 있으며 이 격벽(351)에는 오일이 일부 통과할 수 있는 하나 이상의 미세홀(362)을 가지고 있다. 내부 하우징(353)의 일측이 완전히 뚫린 부분이 격벽(351)을 향해 있으며 이 격벽(351)에 설치된 감쇠 스프링(352)이 격벽을 단으로 이용하여 내부 하우징(353)을 메인홀(361)측으로 탄지하는 구조로 되어 있다. 따라서, 좌측 감쇠부(230)는 감쇠 스프링(352)의 탄성력에 의해서 내부 하우징(353)이 외부 하우징(354)의 내부 오일 통로를 막더라도 메인홀(362)과 격벽의 미세홀(362)을 통해서도 오일이 유동할 수 있도록 하는 구조를 가지고 있다(우측 감쇠부도 같은 구조를 가지고 있음).As shown in the drawing, the
도 3b와 같이 오일 주입부(260)에는 오일의 주입로가 되는 연결부(235) 홀이 만들어지며, 이 연결부(235) 홀보다 내경이 크며 일측은 완전히 뚫려있고 타측은 막혀 있으나 중앙부에 구멍을 가지는 주입부 바디(340)는 일측이 연결부(235) 홀에 밀착 고정되어 형성된다. 연결부(2350) 홀의 내경과 주입부 바디(340)의 일측 내경의 차이로 형성되는 스프링단(330)에 주입부 스프링(310)이 설치되는데, 이 주입부 스프링(310)이 주입부 바디(340)의 타측 중앙부에 형성된 구멍을 막는 주입부 마개(320)를 스프링단(330)의 반대 방향으로 탄지함으로써 마개(320)가 주입부 바디(340)의 타측 구멍을 막는 구조를 가진다. 따라서, 오일 주입부(260)에 오일이 주입될 때에는 주입부 스프링(310)의 탄성을 이겨낸 오일이 주입부 마개(320)를 밀어내서 오일이 주입되고, 오일의 주입이 끝난 이후에는 다시 주입부 스프링(310)의 탄성력으로 주입부 마개(320)를 밀어내어 오일 주입부(260)를 밀봉하는 구조를 가진다.As shown in Figure 3b, the
따라서, 오일 주입부(260)를 이용하여 오일을 주입함으로써 좌챔버(D), 우챔버(E), 좌우 감쇠부(230), 연결부(235)에는 일정 이상의 점성과 비압축성 특성을 가지는 오일이 채워지게 된다. 또한, 압력 게이지(290)를 설치하여 압력의 적정 여부를 체크할 수 있도록 하는 기능을 추가하는 것도 가능할 것이다.Therefore, by injecting oil using the
조향 장치가 작동되지 않을 때에는 감쇠부(230)는 감쇠 스프링(352)의 탄성력에 의해서 내부 하우징(354)이 좁아지는 개구 단면적의 오일 유로를 막은 상태이기 때문에 대부분의 오일이 격벽(351)의 미세홀(362)을 지나 메인홀(361)로 유동해야 하나 시간당 지날 수 있는 오일의 양은 미세홀(362)에 의해서 결정되는 구조를 가진다.When the steering device is not operated, since the damping
랙바(122)가 좌측으로 움직일 때에는 좌측 감쇠부(230)가 감쇠 역할을 하지만, 우측 감쇠부(230)는 단지 좌챔버(D)에서 연결부(235)를 통해 유입된 오일의 유로가 된다. 왜냐하면, 랙바(122)가 우측으로 움직일 경우 랙바(122)의 우측 감쇠부(230)는 오일이 우측 감쇠부(230)의 내부 하우징(353)을 외부 하우징(354)의 내부 개구부 단면적이 증가되는 방향으로 밀어내어 연결부(235)에서 들어온 오일이 감쇠부(230)의 타측 유로를 따라 내부 하우징(353)의 타측 외주면에 공간이 형성되어 오일이 지날 수 있는 면적이 커짐으로써 감쇠 작용은 거의 없다. 마찬가지로 랙바(122)가 우측으로 움직일 때에는 우측 감쇠부(230)가 감쇠 역할을 하고 좌측 감쇠부(230)는 단지 유로 통로가 된다. 즉 랙바(122)가 좌측으로 움직일 때에는 좌측 감쇠부(230)가 감쇠 역할을 하고, 랙바(122)가 우측으로 움직일 때에는 우측 감쇠부(230)가 감쇠 역할을 한다.When the
좌우측 감쇠부(230)의 구성요소 중에서 미세홀(362)의 직경이 작으면 오일의 유동은 줄어들게 된다. 이에 따라서, 피스톤(210)의 움직임 속도도 줄어들게 된다. 다시 말하면 감쇠부(230)의 오일 유동량과 랙바(122)의 움직임 속도가 비례관계에 있다는 것이다. 따라서, 미세홀(362)의 크기가 작으면 랙바(122)의 움직임 속도가 줄어들게 되는 것이다. 이러한 원리로 랙바(122)의 움직임 속도에 제한을 가하는 감쇠부(230)는 랙바(122)로 전달되는 빠른 속도를 가지는 진동을 감쇠시킬 뿐만 아니라 조향 장치의 작동감도 부드럽게 하는 기능을 가지게 된다.If the diameter of the
랙바의 진동에너지를 감쇠부에서 흡수하여 결국 랙바, 피니언, 조향축, 조향휠로 이어지는 진동 에너지도 줄어들 뿐만 아니라 랙바의 진동이 감쇠되어 랙바 기 어치와 피니언 기어치 간의 마모 발생도 줄어들어 유격 발생도 이에 따라 감소하여 랙바와 피니언이 구동될 때 발생하는 유격에 의한 진동과 소음도 결국 줄어들게 된다.The vibration energy of the rack bar is absorbed by the damping part, which reduces the vibration energy leading to the rack bar, pinion, steering shaft, and steering wheel, as well as the vibration of the rack bar is attenuated, thereby reducing the wear between the rack bar gear and the pinion gear teeth. As a result, the vibration and noise caused by the play produced when the rack bar and pinion are driven are also reduced.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and changes without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 랙바에 비압축성 유체를 이용한 감쇠장치를 설치함으로써 감쇠 장치를 이용한 모터 구동식 조향 장치는 차량의 주행 중 혹은 제동 중에 발생되는 진동과 소음 및 주행 중 노면으로부터 랙바, 기어박스, 조향축, 조향휠을 통해서 운전자에게 전달되는 진동과 소음을 효과적으로 감쇠하며 조향 장치를 보호함으로써 보다 안전한 운전환경을 제공할 뿐만 아니라 조향 장치의 고장을 방지한다.As described above, according to the present invention, the motor-driven steering device using the damping device is provided by providing a damping device using an incompressible fluid in the rack bar. It effectively attenuates vibration and noise transmitted to the driver through the gearbox, steering shaft, and steering wheel, and protects the steering system, providing a safer driving environment and preventing steering system failure.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020050049445A KR20060128204A (en) | 2005-06-09 | 2005-06-09 | Motor-driven steering system equipped with damper structure |
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ID=37730905
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KR100816425B1 (en) * | 2006-07-25 | 2008-03-27 | 주식회사 만도 | Feed Tube Connection Valve of Hydraulic Power Steering Apparatus |
KR20170119332A (en) * | 2016-04-18 | 2017-10-27 | 현대자동차주식회사 | Damping apparatus for steering system |
CN117003117A (en) * | 2023-09-22 | 2023-11-07 | 河南海泰重工有限公司 | Hydraulic lifting steering device for travelling wheel of gantry container crane |
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2005
- 2005-06-09 KR KR1020050049445A patent/KR20060128204A/en not_active Application Discontinuation
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