(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(51)Int. Cl.6
B62D 5/87
(11) 등록번호 특0142728
(24) 등록일자 1998년04월03일
(21) 출원번호 특1995-027343 (65) 공개번호 특1997-010525
(22) 출원일자 1995년08월29일 (43) 공개일자 1997년03월27일
(73) 특허권자 대우자동차주식회사 김태구
인천광역시 부평구 청천동 199번지
(72) 발명자 남호원
서울시 송파구 방이동 올림픽아파트 109동 501호
(74) 대리인 김영철
심사관 : 김희근
(54) 자동차의 동력 조향장치
요약
본 발명은 자동차의 동력 조향장치에 관한 것으로, 조향핸들의 회전방향에 연동하여 밸브유닛(1)에서 오
일펌프로부터 공급되는 오일을 동력실린더(5)의 좌우 실린더(5a, 5b)에 선택적으로 공급하거나 배출하여
조향력을 경감 또는 증대시키는 자동차의 동력 조향장치에 있어서, 상기 밸브유닛(1)과 동력실린더(5)를
연통시키는 2개의 관로(8, 9)상에 차량의 고속주행시 상기 관로(8, 9)로 흐르는 오일의 방향을 조향핸들
의 회전방향과 반대방향으로 전환시키는 방향전환밸브(10)가 구비됨으로써 조향핸들의 조향력을 무겁게
하여 안전운행에 기여할 수 있도록 하는 것이다.
대표도
도1
명세서
[발명의 명칭]
자동차의 동력 조향장치
[도면의 간단한 설명]
제 1 도는 본 발명에 적용되는 밸브유닛의 구성도,
제 2 도는 본 발명에 적용되는 밸브의 단면도,
제 3 도는 본 발명에 적용되는 밸브의 작동상태 단면도,
제 4 도는 종래 동력 조향장치의 밸브유닛 구성도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 방향전환밸브 11 : 바디
lla,l1b,11c,11d : 둘레턱 l1e : 실린더
11f : 바이패스 통로 12 : 밸브스풀
12a, l2b : 랜드 13 : 연결봉
14 : 탄발부재 15, 16, 17, 18 : 포트
[발명의 상세한 설명]
본 발명은 자동차의 동력 조향장치에 관한 것으로서, 특히 고속 주행시 조향핸들의 조향력을 무겁게 함으
로써 안전운행에 기여하게되는 자동차의 동력 조향장치에 관한것이다.
자동차에 있어서, 조향장치는 조향핸들을 회전시키면 그 조향력이 조향축과 조향기어 그리고 다수의 링키
지를 거쳐 조향륜을 선회시켜 차량의 조향이 이루어지도록 하는 것이다.
이러한 조향장치에는 기계식과 동력식 조향장치가 있는데, 기계식 조향장치는 운전자가 조향핸들을 조작
하는 힘에 의하여 조향이 이루어지게 되는 것으로 핸들조작에 큰힘이 소요되는 단점이 있어 요즈음에는
유압을 이용하는 동력식 조향장치가 널리 사용되고 있다.
상기와 같은 조향장치중에 본 발명은 동력 조향장치에 관한 것으로 본 발명에 따른 동력 조향장치는 차량
이 저속일 때에는 조타력을 가볍게 하고, 차량이 고속으로 주행할 때에는 조타력을 크게하여 조향조작에
있어서의 편리함과 안정성을 함께 부여하기 위한 것이다.
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한편, 동력 조향장치로는 엔진의 회전수를 감지하여 그 엔진 회전수에 따라 조타력이 증감하는 방식과,
엔진 회전수에는 관계없이 차속에 의해서만 조타력이 증감하는 속도감응식 동력 조향장치가 있는데, 최근
에는 고급차량일수록 후자인 속도 감응을 채택하고 있다.
이와 같은 동력 조향장치에 적용되는 밸브유닛과 동력실린더의 종래 구성을 살펴보면, 첨부된 도면 제 4
도에서 도시한 바와 같이 밸브유닛(1)은 하우징(1b) 내부로 조향축(도시되어 있지 않음)과 연결되는 회전
축(2)이 내장되고, 이의 회전축(2)에는 오일펌프로부터 유입되는 오일을 회전축(2)의 회전방향에 따라 동
의실린더(5)로 공급함과 동시에 배출하는 밸브(15)가장착된다.
그리고, 상기 회전축(2)의 하단부에는 피니언(3a)이 결합되며, 상기 피니언(3a)은 상기 동력실린더(5)를
관통하는 랙(4)과 치합된다.
또한, 상기 랙(4)은 일측부로 피스톤(6)이 형성되어 이의 피스톤(6) 양측에 선택적으로 오일을 공급받는
구조로 이루어진다.
이에따라 조향핸들의 조작으로 인하여 회전축(2)이 회전하면 그 하측의 피니언(3a)이 이에 치합되어 있는
랙(4)을 구동시키되, 회전축(4)의 회전에따라 회전하는 밸브(la)의 작용으로 오일이 동의실린더(5)의 내
부에 위치한 피스톤(6)의 일측부로 전달되어 이의 유압작용으로 랙(4)의 구동을 도와줌으로써 조향력이
가볍게 되는 것이다.
그러나 상기와 같은 조향장치에 있어서는 고속주행시에도 보조 유압이 조향을 돕게 되어 조향력이 경감됨
으로써 미소한 힘으로도 조향핸들이 과도하게 회전할 수 있게 되어 조향 안정성을 저해하게 되는 문제점
이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 고속 주행시 조향핸들의 조향력을 크게
함으로써 안전운행에 기여하게 되는 자동차의 동력 조향장치를 제공하는데에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 조향핸들의 회전방향에 연동하여 밸브유닛에서 오일펌프로
부터 공급되는 오일을 동력실린더의 좌우 실린더에 선택적으로 공급하거나 배출하여 조향력을 경감 또는
증대시키는 동력 조향장치에 있어서, 상기 밸브 유닛과 동력실린더를 연통시키는 2개의 관로상에 차량의
고속 주행시 상기 2개의 관로로 흐르는 오일의 방향을 전환시킬 수 있는 방향전환밸브가 구비되는 것을
특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 창조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
제 1 도는 본 발명에 의한 동력 조향장치의 구성도로서, 종래기술을 도시한 제 4 도와 동일한 부위에 대
해서는 동일한 도면부호를 부여하며 설명한다.
도시된 바와 같이 하우징(1b) 내부에 조향축(도시되어 있지 않음)과 연결되는 회전축(2)이 내장되고, 이
회전축(2)에 오일펌프와 연통된 오일 공급라인(7)로부터 유입되는 오일을 회전축(2)의 회전방향에 따라
유동시키는 밸브(1a)가 장착되어 이루어지는 밸브유닛(1)과, 상기 회전축(2)의 하단부에 취부되는 피니언
축(3)과, 이 피니언축(3)의 선단에 형성되는 피니언(3a)과, 이 피니언(3a)에 치합되는 랙(4)과, 상기 피
니언(3a)과 랙(4)이 내장됨과 어울러 상기 팩(4)의 축상에 구비된 피스톤(6)이 내장됨으로써 좌우의 실린
더(5a, 5b)로 양분되는 동력실린더(5)로 이루어진 자동차의 동력 조향장치에 있어서, 본 발명은 상기 좌
우 실린더(5a, 5b)와 밸브유닛(1)을 연결하는 관로(8, 9)상에 차속센서(40)의 신호에 따라 전자제어유닛
(30)에 의해 제어되는 액튜에이터(20)와 연결된 방향전환밸브(10)가 구비되는 것을 특징으로 하는 바, 상
기 방향 전환밸브(10)는 제 2 도에 도시된 바와 같이, 바디(11)의 일측에 등간격으로 제 1, 2, 3, 4 포트
(15,16,17,18)가 형성되며, 이 포트(15∼18)들은 바디(11)의 내부에서 이들 사이로 제 1, 2, 3, 4 둘레턱
(11a,l1b,l1c,11d)을 갖는 실린더 (11e)와 연통된다.
그리고 상기 실린더(l1e)의 포트(15∼18) 반대측에는 실린더(l1e)의 양측단을 연통시킨는 바이패스 통로
(11f)가 형성되며, 상기 실린더(11e)에 밸브스풀(12)이 내장되되 이 밸브스풀(12)에는 초기상태에서 상기
제1둘레턱(11a)과 제3둘레턱(11c)에 위치하는 제1, 2랜드(12a, l2b)가 각각 형성된다.
또한, 상기 제1랜드(12a)는 그의 선단이 연결봉(13)으로 상기 액튜에이터(20)와 연결되며, 제2랜드(12b)
는 탄발부재(14)에 의하여 실린더(l1e)의 내벽에 탄지된다.
한편, 상기 제1, 3포트(15, 17)는 관로(8, 9)로써 밸브유닛(1)과 연통되며, 제2, 4포트(16, 18)는 동력
실린더(5)의 좌우측 실린더(5a, 5b)와 연통된다.
이와 같이 이루어진 본 발명에 따른 자동차의 동력 조향장치의 작동을 설명하면 다음과 같다.
차량이 저속일때에는 제 2 도에서와 같이 제1포트(15)와 제2포트(16)가 연통됨과 아울러 제3포트(17)와
제4포트(18)가 연통된 상태가 유지되는 바, 우측으로 조향시 상기 일측의 관로(8)를 통해 유입되는 오일
이 상기 제1, 2포트(15, 16)를 거쳐 제 1 도상에서 좌측의 실린더(5a)로 들어가 피스톤(6)을 우측으로 밀
어냄과 동시에 우측의 실린더(5b)에 있던 오일은 상기 제3, 4포트(17, 18)를 거쳐 다른 일측의 관로(9)를
통해 배출되도록 되는 한편, 좌측으로 조향시에는 일측의 관로(9)를 통해 유입된 오일이 상기 제3, 4포트
(17, 18)를 거쳐 제 1 도상에서 우측의 실린더(5b)로 들어가 피스톤(6)을 좌측으로 밀어냄과 동시에 좌측
의 실린더(5b)에 있던 오일은 상기 제1, 2포트(15, 16)를 거쳐 다른 일측의 관로(8)를 통해 배출됨으로써
결국 조향핸들의 회전방향으로 피스톤(6)이 이동하면서 오일의 공급 또는 배출이 선택적으로 이루어져 조
향조작이 가볍게 행해진다.
이와 같은 상태로 차량이 주행하면서 차속이 증가하여 일정차속에 이르게 되면 이를 차속센서(40)에서 감
지하여 전자제어유닛(30)을 보내게 되고, 전자제어유닛(30)에서는 액튜에이터(20)를 작동시켜 상기 밸브
스풀(12)을 제 2 도상에서 우측으로 밀게 된다.
그러면 제 3 도에서와 같이 제1포트(15)는 바이패스 통로(11f)를 경유하여 제4포트(18)와 연통되고 제2포
트(16)는 제3포트(17)와 연통되는 바, 우측으로 조향시에는 일측의 관로(8)로부터 유입되는 오일은 제1포
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트(15)와 제4포트(18)를 거쳐 제1도상에서 우측의 실린더(5b)로 들어가 피스톤(6)을 좌측으로 밀어냄과
동시에 좌측의 실린더(5a)에 있던 오일은 상기 제2, 3포트(16, 17)를 거쳐 다른 일측의 관로(9)를 통해
배출되는 한편, 좌측으로 조향시에는 일측의 관로(9)로부터 유입되는 오일은 제2, 3포트(16,17)를 거쳐
좌측의 실린더(5a)로 들어가 피스톤(6)을 우측으로 밀어냄과 동시에 우측의 실린더(5b)에 있던 오일은 제
1, 4포트(15, 18)를 거쳐 다른 일측의 관로(8)를 통해 배출됨으로써 밸브유닛(1)으로 부터의 유체가 조행
핸들의 회전방향과 반대방향으로 피스톤(6)이 이동하도록 공급되는 바, 이에 따라 조향핸들의 조작력을
증대시킴으로써 조향조작이 무겁게 행해지도록 하게 된다.
그리고 상기의 상태에서 다시 차속이 저속상태로 되면 전자제어유닛(30)에서는 액튜에이터(20)를 제어하
여 밸브스풀(12)을 다시 초기의 상태로 이동시켜 정상적인 오일의 공급이 이루어지게 하여 조향핸들의 조
작력을 가볍게 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면 고속 주행시 동력실린더로의 오일의 공급이 저속주행시와는
반대로 조향핸들의 회전방향과 반대방향으로 피스톤이 이동하도록 이루어짐으로써 조향핸들의 조작력을
무겁게 하여 조향 안정성의 향상으로 안전운행에 기여할 수 있게 되는 것이다.
(57) 청구의 범위
청구항 1
조향핸들의 회전방향에 연동하여 밸브유닛(1)에서 오일펌프로부터 공급되는 오일을 동력실린더(5)의 좌우
실린더(5a, 5b)에 선택적으로 공급하거나 배출하여 조향력을 경감 또는 증대시키는 자동차의 동력 조향장
치에 있어서, 상기 밸브유닛(1)과 동력실린더(5)를 연통시키는 2개의 관로(8, 9)상에 차량의 고속 주행시
상기 관로(8, 9)로 흐르는 오일의 방향을 저속 주행시와는 반대방향으로 전환하는 방향전환밸브(10)가 배
치되되, 이 방향전환밸브(10)는 일측에 등간격으로 제1, 2, 3, 4포트(15, 16, 17, 18)가 형성되어 있으며
이 포트(15, 16, 17, 18)들은 각각의 포트(15, 16, 17, 18)들 사이에 형성된 제1, 2, 3, 4둘레턱(11a,
11b, 11c, 11d)을 갖는 실린더(11e)로 연통되고 상기 실린더(11e)의 양측단을 연통시키는 바이패스 통로
(11f)가 형성되는 바디(11)와, 상기 제1둘레턱(11a)과 제3둘레턱(11c)에 위치하는 제1, 2랜드(12a, 12b)
를 보유하며 상기 제1랜드(12a)는 그 선단에 연결봉(13)이 형성되고 제2랜드(12b)는 탄발부재(14)에 의하
여 탄지되는 밸브스풀(12)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차의 동력 조향장치.
도면
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도면2
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도면4
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