조향조작 기구의 구조와 역할

조향 조작 기구의 구조와 기능

조향조작 기구의 구조와 역할

조향 조작 기구의 구성

조향 조작 기구는 운전자가 직접 조향핸들을 조작하여 그 조작력을 조향기어와 조향 링크로 전달하는 부분입니다. 구성은 크게 조향핸들, 조향축, 조향 칼럼 등으로 구성이 됩니다. 먼저 조향핸들에 대해서 알아보겠습니다. 조향핸들은 자동차의 진행방향을 바꾸기 위하여 운전자가 조작하는 부품으로, 중앙 부분은 허브, 바깥쪽의 림, 허브와 림을 구성하는 스포크로 구성되어 있으며, 허브와 스포크에 경음기를 부착하며, 스포크나 림의 내부에는 강철이나 경합금의 철심이 들어있고, 바깥쪽에는 합성수지나 경질된 고무 등으로 구성이 되어있습니다. 조향축과 결합되는 부분은 세레이션으로 되어 있으며, 너트로 고정합니다. 최근에는 자동차 충돌사고 시에 운전자를 보호하기 위하여 허브나 스포크 부분을 합성수지로 덮어서 운전자의 신체와 접촉면적을 크게 하고 있으며, 에어백 시스템이 설치되어있어 더욱 안전에 신경 쓰고 있습니다. 또 승용차의 경우에는 운전자의 체형에 따라 조향핸들의 위치를 앞뒤로 조절할 수 있는 틸트 조향핸들이 있으며 대형 트럭이나 버스의 경우 조향핸들을 조향축 방향으로 움직일 수 있도록 한 텔레스코핑 조향핸들도 있습니다. 다음은 조향축입니다. 조향축은 보통 20도에서 30도 정도 경사져있습니다. 충돌할 때 운전자를 보호하기 위해서 충격흡수 조향핸들의 설치를 의무화했는데요. 충격흡수 조향핸들은 충돌할 때 차체가 파손이 되면서 조향장치가 운전자 쪽으로 돌출되는 것을 1차적으로 방지하고, 운전자가 앞으로 쏠리면서 조향핸들에 부딪혀 충격이 발생되는 것을 방지하는 구조로 되어있습니다. 벨로즈형 조향축은 칼럼 튜브와 주축은 각각 2분 할로 되어있습니다, 위 주축과 아래 주축은 세레이션으로 결합이 되어있으며 아래 주축에는 벨로즈형 튜브가 설치되어있습니다. 튜브는 충격으로 파손되어 사용자를 보호하는 역할을 합니다.

조향 기어장치의 개요

조향기어는 조향핸들의 움직임을 감속함과 동시에 운동방향을 바꾸어 링크 기구로 전달하는 장치입니다. 조향기어는 운전자가 조작을 하는데에 힘이 들지 않아야 합니다. 앞바퀴가 노면에서 충격을 받았을 때 그 충격으로 인하여 조향핸들을 빼앗기지 않는 구조로 설계가 되어야 안전한 주행이 가능합니다. 이러한 조건을 구비하기 위해서 조향 기어 기구는 조향 기어비를 두며, 힘의 전달 방향에 따라 가역 방식과 비가역 방식이 있습니다. 조향기어비는 조향핸들이 움직인 양과 피트먼 암이 움직인 양의 비를 말하는데요. 조향 기어 비율을 크게 하면 조향핸들의 조작력은 적어지나 바퀴의 조향은 둔해지게 됩니다. 조향기어의 종류는 웜 섹터형, 웜 섹터 롤러형, 볼 너트형, 래크와 피니언 형 등이 있으며, 여기서는 웜과 볼 터트형과 래크와 피니언 형에 대해서 설명드리겠습니다. 웜과 볼 너트형은 웜과 볼 너트 사이에 여러 개의 볼을 넣어서 웜과 볼 너트 사이의 접촉이 볼에 의한 구름 접촉이 되도록 한 것입니다. 즉 웜축을 회전시키면 웜축 주위의 볼이 웜축의 홈을 따라 이동하면서 섹터 축의 섹터 기어를 회전시키므로 섹터 축 아래 끝에 있는 피트먼 암을 회전시켜 조향 됩니다. 이 과정에서 볼은 2 부분으로 나누어져 각각 순환되도록 제작합니다. 웜과 볼 너트형은 기계 효율이 높고 내마모성, 내 충격성이 우수하고 조향핸들의 조작을 가볍게 할 수 있으므로 중, 대형차량에서 많이 사용되고 있습니다. 래크와 피니언 형은 조향축 끝에 피니언을 설치하여 래크와 물리도록 한 것입니다. 조향축이 회전을 시작하면 피니언이 회전하면서 래크를 좌우로 이동시킵니다. 이때 래크의 양끝에 부착되어있는 타이로드를 거쳐 조향이 되도록 한 방식입니다. 조향기어의 부품수가 적어서 소형 및 경량화를 할 수 있고 설치높이를 낮출 수 있습니다. 하지만 노면으로부터 충격이 직접 전달되므로 중간에 충격을 흡수할 수 있는 장치가 필요합니다. 이 형식은 주로 승용차, 특히 앞바퀴 구동 자동차에 많이 사용되고 있습니다.