KR100589150B1 - 차량의 조타각 제한장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 조타각 제한장치에 관한 것으로, 조향휠의 회전력을 차륜으로 전달하는 조향축의 최대 회전영역을 구속해 조타각의 작동 범위를 제한함으로써 차륜의 선회 반경을 조절함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차량의 방향을 변화시키기 위해 운전자가 조작하는 조향휠(S)부위에 구비된 조작단(1)과, 상기 조향휠(S)의 조작력을 전달해 차륜의 방향을 변화시키는 조향축(CS)을 감싼 조향컬럼(C)의 부위로 이어지면서 크래쉬패드(D)부위에 형성된 힌지단(2')을 매개로 힌지 결합된 작동레버(2), 이 작동레버(2)를 통해 이동되면서 조향휠(S)에 의해 회전되는 조향축(CS)의 회전각을 제한해 차륜의 변경 반경을 제한하는 제어수단(3)으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

차량의 조타각 제한장치{Steering angle restricted device in vehicle}

도 1은 본 발명에 따른 차량의 조타각 제한장치를 구비한 조향장치의 구성도

도 2는 본 발명에 따른 조타각 제한장치의 내부 구성도

도 3 (가)와 (나)는 본 발명에 따른 조타각 제한장치의 작동 상태도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 조작단 2 : 작동레버

2' : 힌지단 3 : 제어수단

4 : 지지케이스 5 : 랙크

6 : 스토퍼 7 : 탄성부재

C : 조향컬럼 CS : 조향축

L : 최대이동거리 L' : 최소이동거리

S : 조향휠

본 발명은 차량의 조향장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 조향장치의 조 향축을 이용한 차량의 조타각 제한장치에 관한 것이다.

일반적으로 주행중인 차량의 진행방향을 운전자가 바꾸기 위해서 구동 차륜을 소정의 각도 내에서 좌우로 이동이 가능하도록 하는 조향장치가 구비되는데, 이 조향장치는 운전자가 직접 조향 조작을 하는 조작부와 조향측의 회전을 감속함으로써 그 조작력을 증대시키고 동시에 조작기구의 운동방향을 바꾸어 링크 기구에 전달하는 기어부와 기어부의 움직임을구동 휘일에 전달하고 좌우 휘일의 관계위치를 올바르게 유지하는 링크부로 구성되어 있다.

여기서, 상기 조작부는 통상 조향 휠과 초향축 및 칼럼 등으로 구비되어 있으며, 기어부는 프레임에 고정된 기어로 구성되고, 링크부는 피트먼과 암, 드래그 링크, 너클 암 및 로드등으로 구성된다.

또한, 상기 기어부는 그 형태에 따라 웜 섹터형과 웜 섹터 롤러헝, 랙·피니언형, 볼 너트형이 있으며, 웜 섹터형은 웜과 부채꼴의 기어를 조합한 것으로 사용되는데, 상기 웜 섹터 롤러형은 섹터기어 대신에 롤러를 구비한 것이며, 랙·피니언형은 랙과 피니언을 조합시킨 것이며, 상기 볼 너트형은 웜과 너트사이에 마찰저항을 감소시키기 위한 것으로 그 내부에 볼을 구비한 것이다.

이와 같은, 차량의 조향장치는 조향시 조향륜의 조향각이 크게 이루어지면 최소 회전반경을 줄일 수 있다는 장점이 있는 바, 자동차의 설계시에는 당해 차량의 최소 회전반경을 차량의 선회시 안정성에 큰 영향을 미치지 않는 한도내에서 조향각이 최대로 이루어지도록 설계하고 있다.

한편, 이와 같은 조향장치의 기어부, 특히 랙·피니언형 기어부는 운전자의 조향휠 조작에 따른 조향축의 회전운동을 랙크의 직선운동으로 변환해 차륜을 회동시키게 될 때 그 이동 스트로크(Stroke)가 기 설정된 상태를 항상 유지하는, 즉 처음 설계시 랙크의 좌우 스트로크가 결정되면 나중에 바꿀 수 없는 구조로 이루어진다.

또한, 차량의 타이어가 갖는 최대 움직임(타이어와 이를 장착한 차체와의 간격) 정도는 초기 설계시 조향장치의 기어부가 갖는 스트로크에 의해 결정되는데, 즉, 예를 들어 상기 조향장치의 기어부가 갖는 스트로크가 약 60mm 정도인 경우에는 타이어가 갖는 최대 움직임이 약 20mm 정도로 설계되어지게 된다.

이는 타이어에 체인등을 감았을 때 임은 물론이다.

그러나, 이와 같이 조향장치의 스트로크와 타이어가 갖는 최대 움직임이 초기 설계시 대로 고정되어지면, 차량의 선회시 운전자가 습관적으로 핸들을 최대로 돌려 스트로크를 최대로 만들게 되므로, 차량의 선회반경이 상대적으로 커지게 되는 단점이 있게 된다.

이에 따라, 차량의 선회 반경이 커지게 되면 선회시 필요 이상의 공간을 차지하게 되어 특히 초보 운전자에게는 불필요한 접촉 사고를 유발하는 일이 종종 있게 되고, 특히 체인등을 장착하지 않은 경우 체인등의 장착 두께만큼 회전 반경을 줄여도 문제없지만, 운전 습관상 이를 인지하여 조향휠의 조작을 운전자 스스로 작게 하는 것은 거의 불가능하므로 결국, 차량의 모든 기능을 유지하면서 체인 등의 장착 유무에 따라 차량의 선회 반경을 가변시킬 수 있도록 하는 조향장치의 설계가 요구되고 있는 실정임은 물론이다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 조향휠의 회전력을 차륜으로 전달하는 조향축의 최대 회전영역을 구속해 조타각의 작동 범위를 제한함으로써 차륜의 선회 반경을 조절함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 조향휠부위에 구비된 조작단을 통한 작동시 크래쉬패드의 힌지단을 매개로 작동되어 조향컬럼부위를 가압하는 작동레버와, 이 작동레버의 가압력에 의해 조향휠에 의해 회전되는 조향축의 회전 정도를 구속해 차륜의 변경 반경을 제한하는 제어수단으로 이루어지되,

상기 제어수단은 조향컬럼의 하부부위를 감싸는 지지케이스와, 조향축의 외주면에 형성된 기어에 치합되어 회전되는 조향축의 방향에 따라 좌·우 왕복 슬라이딩(Sliding)이동되도록 지지케이스의 바닥에 배열된 랙크, 조향컬럼의 상부부위를 감싸면서 작동레버에 의해 눌려져 지지케이스의 전체 폭을 좁혀 랙크의 이동거리를 줄여주는 스토퍼 및, 상기 조향컬럼과 스토퍼 사이에 구비되어 작동레버에 의한 가압력 해제시 스토퍼를 탄성 복원력으로 초기 위치로 복귀시키는 탄성부재로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 차량의 조타각 제한장치를 구비한 조향장치의 구성도를 도시한 것인바, 본 발명은 차량의 방향을 변화시키기 위해 운전자가 조작하는 조향휠(S)부위에 구비된 조작단(1)과, 상기 조향휠(S)의 조작력을 전달해 차륜의 방향을 변화시키는 조향축(CS)을 감싼 조향컬럼(C)의 부위로 이어지면서 크래쉬패드(D)부위에 형성된 힌지단(2')을 매개로 힌지 결합된 작동레버(2) 및, 이 작동레버(2)를 통해 이동되면서 상기 조향휠(S)에 의해 회전되는 조향축(CS)의 회전각 변화를 구속해 차륜의 선회 반경을 제한하는 제어수단(3)으로 이루어진다.

그리고, 상기 조작단(1)은 작동레버(2)의 일단에 연결되거나 일체로 형성되어 힌지단(2')을 매개로 작동레버(2)가 시소(Seesaw)작동되도록 함은 물론이다.

또한, 상기 제어수단(3)은 도 2에 도시된 바와 같이 조향컬럼(C)의 하부부위를 감싸는 지지케이스(4)와, 상기 조향축(CS)의 외주면에 형성된 기어에 치합되어 회전되는 조향축(CS)의 방향에 따라 좌·우 왕복 슬라이딩(Sliding) 이동되도록 지지케이스(4)의 바닥에 배열된 랙크(5), 상기 조향컬럼(C)의 상부부위를 감싸면서 작동레버(2)에 의해 눌려져 지지케이스(4)의 전체 폭을 좁혀 상기 랙크(5)의 이동거리를 줄여주는 스토퍼(6) 및, 상기 조향컬럼(C)과 스토퍼(6) 사이에 구비되어 상기 작동레버(2)에 의한 가압력 해제시 스토퍼(6)를 탄성 복원력으로 초기 위치로 복귀시키는 탄성부재(7)로 이루어진다.

그리고, 상기 지지케이스(4)에 구비된 랙크(5)는 이동시 조향컬럼(C)에 의해 간섭되지 않도록 조향컬럼(C)에 개구된 홈을 형성하고, 또한 상기 지지케이스(4)에서 직선 이동이 자유롭도록 통상적인 구조인 지지케이스(4)의 바닥으로 형성된 장방형 채널의 홈에 끼워지는 구조로 결합됨은 물론이다.

또한, 상기 탄성부재(7)는 탄성력을 갖춘 재질로 이루어지며 바람직하게는 코일 스프링으로 이루어지게 된다.

한편, 상기 제어수단(3)의 지지케이스(4) 바닥에서 조향축(CS)에 의해 좌·우 왕복 슬라이딩(Sliding)이동되는 랙크(5)의 최대이동거리(L)는 조향휠(S)의 설정된 조타각 초기 설계시 영역임은 물론이다.

이하 본 발명의 작동을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명의 조향장치는 조향휠(S)부위에 구비된 조향휠(S)의 조타각 제한 장치인 제어수단(3)을 작동시키지 않으면 즉, 타이어에 체인 등을 감은 상태에서 차량을 주행하는 경우에는 초기 설계된 최대 선회 반경을 유지해야 만 하므로 조향장치의 스트로크와 차륜이 갖는 최대 움직임이 초기 설계시 설정으로 작동되는데, 이는 도 2에 도시된 바와 같이 조향휠(S)의 회전에 따라 조향축(CS)이 함께 회전되면, 이 조향축(CS)에 치합된 랙크(5)가 조향축(CS)의 회전 방향에 따라 지지케이스(4)의 바닥에서 좌·우로 슬라이딩(Sliding)이동되는데, 이때 상기 랙크(5)의 최대이동거리(L)는 조향휠(S)의 설정된 조타각 영역(최대이동거리(L))내에서 움직임을 갖게 된다.

한편, 타이어에 체인 등을 감지 않아 초기 설계된 최대 선회 반경을 줄여야 하는 경우에는 조향휠(S)부위에 구비된 조향휠(S)의 조타각 제한 장치인 제어수단(3)을 작동시켜, 즉 상기 조작단(1)을 조작해 크래쉬패드에 힌지단(2')을 매개로 결합된 작동레버(2)가 시소(Seesaw)작동되어 그 타단이 조향컬럼(C)에 장착된 제어수단(3)을 조작시켜 주게 된다.

이에 따라, 상기 제어수단(3)의 조향컬럼(C)의 상부부위를 감싸면서 작동레버(2)에 의해 눌려진 스토퍼(6)가 조향컬럼(C)의 하부부위를 감싸는 지지케이스(4)내로 이동되는데, 이때 상기 스토퍼(6)는 도 3의 (가)에 도시된 바와 같이 탄성부재(7)를 압축하면서 랙크(5)가 위치된 지지케이스(4)의 바닥면에 밀착되어진다.

이어, 상기 스토퍼(6)에 의해 조향축(CS)의 회전과 함께 직선이동되는 랙크(5)는 도 3의 (나)에 도시된 바와 같이, 최초 설계시 설정된 최대이동거리(L) 보다 상대적으로 줄어든 최소이동거리(L')를 직선 이동하게 되는데, 즉 운전자가 최대로 회전시킨 조향휠(S)에 의해 회전되는 조향축(CS)과 치합된 랙크(5)의 이동이 스토퍼(6)에 의해 차단되고, 이는 조향축(CS)의 회전을 최소이동거리(L')내로 제한하여 기어박스쪽으로 전달되는 조작력의 크기를 줄여주어 차륜의 선회 반경을 최초 설계 사양 보다 증가시키도록 작용하게 된다.

한편, 운전자가 작동된 조작단(1)을 해제하게 되면 작동레버(2)에 의해 가해지던 가압력도 해제되면서 제어수단(3)을 초기 상태로 복귀, 즉 스토퍼(6)가 압축되었던 탄성부재(7)의 복권력에 의해 상승되어 지지케이스(4)바닥으로부터 떨어지게 되고, 이에 따라 상기 지지케이스(4)의 바닥을 따라 이동되는 랙크(5)도 최소이동거리(L')에서 설계시 설정된 최대이동거리(L)로 복원되게 됨은 물론이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 조향휠의 조작력에 의해 함께 회전되는 조향축의 회전각을 강제로 구속해 초기 설정된 차륜 선회 반경을 증가시켜 주므로 선회시 필요 이상의 선회 공간을 차지하지 않고 넓은 선회 반경에 의한 초보 운전자의 불필요한 접촉 사고 유발을 방지할 수 있는 효과가 있다

Claims (2)

1. 조향휠(S)부위에 구비된 조작단(1)을 통한 작동시 크래쉬패드(D)의 힌지단(2')을 매개로 작동되어 조향컬럼(C)부위를 가압하는 작동레버(2)와, 이 작동레버(2)의 가압력에 의해 조향휠(S)에 의해 회전되는 조향축(CS)의 회전 정도를 구속해 차륜의 변경 반경을 제한하는 제어수단(3)으로 이루어지되,

   상기 제어수단(3)은 조향컬럼(C)의 하부부위를 감싸는 지지케이스(4)와, 조향축(CS)의 외주면에 형성된 기어에 치합되어 회전되는 조향축(CS)의 방향에 따라 좌·우 왕복 슬라이딩(Sliding)이동되도록 지지케이스(4)의 바닥에 배열된 랙크(5), 조향컬럼(C)의 상부부위를 감싸면서 작동레버(2)에 의해 눌려져 지지케이스(4)의 전체 폭을 좁혀 랙크(5)의 이동거리를 줄여주는 스토퍼(6) 및, 상기 조향컬럼(C)과 스토퍼(6) 사이에 구비되어 상기 작동레버(2)에 의한 가압력 해제시 스토퍼(6)를 탄성 복원력으로 초기 위치로 복귀시키는 탄성부재(7)로 이루어진 차량의 조타각 제한장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 탄성부재(7)는 스프링으로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량의 조타각 제한장치.

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