KR0140826Y1 - 자동차용 리미트밸브를 내장한 파워스티어링구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 자동차용 리미트밸브를 내장한 파워스티어링구조에 관한 것으로서, 특히, 기어박스의 내부로 좌, 우 이동가능하게 설치되어 있는 피스톤의 일단에 리미트밸브를 내장하여 주고, 상기 웜축과 플러그의 일측에는 각각 돌출형성되게 스프링핀을 압입형성하여 주어, 실사용시 상기 웜축과 플러그에 압입형성되어 있는 스프링핀의 압입길이를 조정하여 파워스티어링의 조향각도를 효과적으로 조정할 수 있도록 하였고, 또한 운전자의 계속된 핸들 조작에 의해, 상기 피스톤이 좌, 우 양극단 위치로 이동하므로 인해 파워스티어링 내부에 발생되는 유압상승을 자체적으로 강제감압시켜 줄 수 있도록 하여 고장을 미연에 방지할 수 있도록 하였으며, 그러므로 조향핸들의 급작스러운 고장으로 인해 야기되었던 사용자의 불편과 안전사고의 위험을 미연에 배재할 수 있도록 하여 제품의 상품성과 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한 고안이다.

Description

자동차용 리미트밸브를 내장한 파워스티어링구조

본 고안은 자동차용 리미트밸브를 내장한 파워스티어링구조에 관한것으로서, 특히, 기어박스의 내부로 좌, 우 이동가능하게 설치되어 있는 피스톤의 일단에 리미트밸브를 내장하여 주고, 상기 웜축과 플러그의 일측에는 각각 돌출형성되게 스플링핀을 압입형성하여 주어, 실사용시 상기 웜축과 플러그에 압입형성되어 있는 스프링핀의 압입길이를 조정하여 파워스티어링의 조향각도를 효과적으로 조정할 수 있도록 하였고, 또한 운전자의 계속된 핸들 조작에 의해, 상기 피스톤이 좌, 우 양극단 위치로 이동하므로 인해 파워스티어링 내부에 발생되는 유압상승을 자체적으로 강제감압시켜 줄 수 있도록 하여 고장을 미연에 방지할 수 있도록 하였으며, 그러므로 조향핸들의 급작스러운 고장으로 인해 야기되었던 사용자의 불편과 안전사고의 위험을 미연에 배재할 수 있도록 하여 제품의 상품성과 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한 자동차용 리미트밸브를 내장한 파워스티어링구조에 관한 것이다.

일반적으로 대형자동차나 저압 타이어를 이용하고 있는 자동차일 경우에는 앞바퀴의 접지저항이 증대하므로 조향휠의 조작력이 커지며, 신속한 조작조향을 이룰 수 없는 위험이 있다. 이와 같은 경우, 가볍고 신속한 조향조작의 요구에 대응하기 위하여 동력조향 즉, 파워스티어링이 사용되고 있는데 이는 조향장치의 도중에 배력장치를 설치하여 조향휠의 조작력을 그의 배력작용에 의해 경감시키는 것으로, 일반적으로 엔진이 오일 펌프를 구동하여 발생한 유압을 이용하여 작동시키고 있다.

이와 같이 작동을 이룰 수 있도록 형성되어 있는 파워스티어링은 다음의 3가지의 주요부로 대략구성되어 있는데, 이는 먼저 배력작용의 동력원인 유압을 발생하는 장치이며 엔진으로 구동되는 오일펌프, 고유압을 규제하는 압력 릴리프 밸브 및 유량을 조정하는 플로우 컨트롤밸브 등으로 구성되어 있는 동력장치와 오일펌프에서의 유압을 조향력으로 바꾸는 장치이며 동력실린더가 주요부인 작동장치, 그리고 작동장치의 유로를 개폐하는 장치이며 조향휠을 조작함으로써 컨트롤밸브가 유로를 변환하여 동력실린더의 작동방향과 배력작용을 제어하고, 유압계통의 고장이 생긴 경우, 핸들 조작을 할 수 있도록 안전점검밸브가 설치되어 있는 제어장치로 구성되어 있다.

또한, 이러한 파워스티어링은 컨트롤밸브 및 동력실린더의 형상이나 배치에 따라 여러가지의 형식이 있으며 각각의 차량 조건에 따라 나누어 사용할 수 있도록 분류되어 있는데 이 분류는 대략 다음과 같다.

먼저 크게는 동력 실린더를 조향 링키지 도중에 설치하는 형식인 링키지형과 동력 실린더를 조향 기어 복스 내부에 설치하는 형식인 인테그럴형으로 분류할 수 있다. 또한 세분하여 나눈다면 상기 링키지형에 속하지만 동력 실린더와 컨트롤밸브의 배치에 의해 상기 동력 실린더와 컨트롤밸브가 일체로 형성되어 있는 컴바인드형과 상기 동력 실린더와 컨트롤밸브가 분리되어 형성되어 있는 세퍼레이드형 그리고 상기 인테그럴형에 속하지만 컨트롤밸브의 종류에 의해 스풀밸브형, 플래퍼밸브형, 그리고 로터리밸브형으로 분류할 수 있다.

여기서, 상기 인테그럴형에 속하는 파워스티어링은 상기에서도 대략 서술한 바와 같이 동력 실린더를 조향 기어 복스 내부에 일체로 만든 형식으로 제작되어 외형치수를 작게 할 수 있고, 장착 및 배관을 단순화 할 수 있으므로 승용차나 대형차에 활용하고자 제작되는 것이다.

이와 같이 동력 실린더를 조향 기어 복스 내부에 일체로 만든 형식으로 제작되어 외형치수를 작게 할 수 있고, 장착 및 배관을 단순화할 수 있으므로 승용차나 대형차에 활용하고자 제작되는 종래의 자동차용 파워스티어링구조는 제1도에 도시된 바와같이 전형적인 한 예를 도시하였는 바, 이를 간략히 설명하면 다음과 같다.

도시된 바와같이 일측으로 상부에는 입력포트(22)가 형성되어 있고 하부에는 리턴포트(24)가 일체로 형성되어 있는 컨트롤밸브기구(20)가 설치되어 있고, 내부는 중공부(12)로 형성되어 있는 기어하우징(10)이 형성되어 있다. 그리고, 상기 기어하우징(10)의 내측에는 하부에 랙기어(32)가 형성되어 있으며, 내측에는 볼스쿠류(34)가 형성되어 있고 상기 중공부(12)를 (A)실(14)과 (B)실(16)로 나누어질 수 있도록 하는 동력피스톤너트(30)가 좌, 우 이동가능하게 내설되어 있다. 또한, 상기 동력피스톤너트(30)의 내측에는 내측으로 로터(42)와 슬리브(44)를 일체로 구비하고 있는 웜축(40)이 설치되어 있고, 상기 웜축(40)의 내측에는 토션바(46)가 구비되어 있으며, 상기 토션바(46)는 상기 웜축(40)의 내측에 고정된 상태에서 입력축(48)에 의해 밀폐형성되어 있다.

한편 상기 기어하우징(10)의 일측에는 상기 랙기어(32)와 치합을 이루는 섹터축(50)이 소정 회동가능하게 설치되어 있고, 상기 동력피스톤너트(30)의 일단부에는 플러그(60)가 구성되어 있다.

이와 같이 구성되는 종래의 고안은 운전자의 핸들조작에 대응하여 상기 입력축(48)이 회전을 이루게 되고, 토션바(46)는 상기 입력축(48)의 조타토크에 대응하여 비틀림운동을 하게 된다. 이때, 상기 입력축(48)은 일체로 결합형성되어 있는 로터(42)를 동시에 회전 구동시키게 되어 상기 슬리브(44) 내부와의 오일통로를 개폐함으로써 유압상승이 발생하게 되고 이 유압은 상기 웜축(40)의 후방에 형성되어 있는 유로를 따라 상기 동력피스톤너트(30)를 일측으로 밀어 직진시키게 된다.

따라서 상기 동력피스톤너트(30)의 힘에 의해 상기 섹터축(50)이 회전하며 그에 따른 타이어의 조향을 이루어 조타를 이룰 수 있도록 한 것이다.

또한, 이때 운전자가 핸들조작을 멈추게 되면 상기 입력축(48)이 정지하게 되고 상기 토션바(46)에 의해 변위되었던 로터(42)가 자체적으로 원위치에 돌아올 수 있도록 형성되어 있어 기어하우징(10)의 내측으로 발생하였던 유압상승을 소멸시켜 자동차의 직진성을 유지할 수 있도록 한 것이다.

그러나, 이와 같이 구성되는 종래의 고안은 핸들조작시 기어하우징(10) 내의 제한된 범위 내에서 좌, 우로 이동하며 작동을 이루게 되는 동력피스톤너트(30)의 작동범위를 규제하는 별도의 기구가 없으므로 실사용시 상기 동력 피스톤너트(30)의 양단이 컨트롤밸브기구(20)의 내측면과 상기 기어하우징(10)의 내측면에 닿게되어 더 이상의 조향이 불가능하게 되는 문제가 야기되었고, 이러한 문제는 이러한 상태에서 상기 핸들을 좌, 우 극단위치까지 완전히 돌리는 상태의 작동을 지속적으로 유지하게 되면 파워스티어링 시스템에서 설정된 최고 압력까지 도달하게 되고 기어하우징(10) 내부의 온도가 상승하여 원활한 유압의 흐름에 악영향을 주게 되어 파워스티어링 시스템의 고장을 일으키게 되어 사용자의 편의를 크게 저해하는 문제점등을 야기시켰으며, 더불어 파워스티어링 내의 부품에 노화를 가중시키게 되는 문제를 일으킴은 물론이고 주행시 급작스러운 조향핸들의 고장을 유발시킬 우려가 있어 안전사고의 위험성도 항시 내포하게 되는 문제가 있는 것이었다.

이러한 문제점은 결과적으로 제품의 상품성과 신뢰성을 저하시키게 되는 문제점이 있는 것이었다.

따라서, 본 고안은 상기와 같은 문제를 감안하여 안출한 것으로서, 실사용시 상기 웜축과 플러그에 압입형성되어 있는 스프링핀의 압입길이를 조정하여 파워스티어링의 조향각도를 효과적으로 조정할 수 있도록 하였고, 또한 운전자의 계속된 핸들 조작에 의해, 상기 피스톤이 좌, 우 양극단 위치로 이동하므로 인해 파워스티어링 내부에 발생되는 유압상승을 자체적으로 강제감압시켜 줄 수 있도록 하여 고장을 미연에 방지할 수 있도록 하였으며 그러므로 조향핸들의 급작스러운 고장으로 인해 야기되었던 사용자의 불편과 안전사고의 위험을 미연에 배제할 수 있도록 하여 제품의 상품성과 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한 자동차용 리미트밸브를 내장한 파워스티어링구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 본 고안의 목적은 일측으로 컨트롤밸브기구가 설치되어 있고, 내부는 중공부로 형성되어 있는 기어하우징이 형성되어 있으며, 상기 기어하우징의 내측에는 하부에 랙기어가 형성되어 있고, 내측에는 동력피스톤너트가 좌, 우 이동가능하게 내설되어 있으며 상기 동력피스톤의 내측에는 웜축이 설치되어 있고, 상기 웜축의 내측에는 토션바가 구비되어 있으며, 상기 토션바는 상기 웜축의 내측에 고정된 상태에서 입력축에 의해 밀폐형성되어 있고, 상기 기어하우징의 일측에는 상기 랙기어와 치합을 이루는 섹터축이 소정 회동가능하게 설치되어 있으며, 상기 기어하우징의 일단부에는 플러그가 일체로 구성되어 있는 자동차용 파워스티어링구조에 있어서, 상기 기어하우징의 내부로 좌, 우 이동가능하게 설치되어 있는 동력피스톤너트의 일단에 리미트밸브를 내장하여 주고, 상기 웜축과 플러그의 일측에는 각각 돌출형성되게 스프링핀을 압입형성하여 주어 달성될 수 있다.

제1도는 종래 자동차용 파워스티어링의 구조를 나타내는 단면도.

제2도는 본 고안인 자동차용 리미트밸브를 내장한 파워스티어링구조를 나타내는 단면도.

제3도의 (a)(b)는 본 고안인 자동차용 리미트밸브를 내장한 파워스티어링의 작동상태를 나타내는 단면도.

제4도는 본 고안인 자동차용 리미트밸브를 내장한 파워스티어링의 또다른 실시예를 나타내는 요부단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 기어하우징 102 : 중공부

104 : (A)실 106 : (B)실

110 : 컨트롤밸브기구 112 : 입력포트

114 : 리턴포트 120 : 동력피스톤너트

122 : 랙기어 124 : 볼스쿠류

130 : 웜축 132 : 로터

134 : 슬리브 136 : 토션바

138 : 입력축 140 : 섹터축

150 : 플러그 160 : 리미트밸브

162 : 링 164 : 커버

166 : 스프링 168a, 168b : 개폐볼

170a, 170b : 리테이너 172 : 관통공

174 : 유로 176a : 오링

178 : 볼 180a, 180b :스프링핀

190 : 조정스쿠류 192 : 너트

194 : 씰부재

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 고안은 제2도에 도시된 바와같이 일측으로 상부에는 입력포트(112)가 형성되어 있고 하부에는 리턴포트(114)가 일체로 형성되어 있는 컨트롤밸브기구(110)가 설치되어 있고, 내부는 중공부(102)로 형성되어 있는 기어하우징(100)이 형성되어 있다. 그리고, 상기 기어하우징(100)의 내측에는 하부에 랙기어(122)가 형성되어 있으며, 내측에는 볼스쿠류(124)가 형성되어 있고 상기 중공부(102)를 (A)실(104)과 (B)실(106)로 나누어질 수 있도록 하는 동력피스톤너트(120)가 좌, 우 이동가능하게 내설되어 있다. 또한, 상기 동력피스톤너트(120)의 내측에는 후방 외측으로 로터(132)와 슬리브(134)를 일체로 구비하고 있는 웜축(130)이 설치되어 있고, 상기 웜축(130)의 내측에는 토션바(136)가 구비되어 있으며, 상기 토션바(136)는 상기 웜축(130)의 내측에 고정된 상태에서 입력축(138)에 의해 밀폐형성되어 있다.

그리고, 상기 기어하우징(100)의 일측에는 상기 랙기어(122)와 치합을 이루는 섹터축(140)이 소정 회동가능하게 설치되어 있고, 상기 동력피스톤너트(120)의 일단부에는 플러그(150)가 형성되어 있다.

한편, 상기 동력피스톤너트(120)의 일측에는 링(162)과 커버(164)를 볼트로 결합하고, 그 내부에 유압에 의해 감응할 수 있는 스프링(166)과 개폐볼(168a)(168b) 그리고 중앙에 관통공(172)을 구비하고 있는 리테이너(170a)(170b)가 내설되어 있는 리미트밸브(160)가 조립 설치되어 있다. 또한, 상기 링(162)과 커버(164)에는 압력전달을 도와 줄 수 있는 유로(174)가 형성되어 있고, 상기 기어하우징(100)과 플러그(150) 사이에는 오링(176)이 내설되어 있고, 상기 링(162)와 커버(164) 사이에는 볼(178)이 코킹처리 되어 형성되어 있다.

그리고 상기 웜축(130)의 전방에는 후방에 형성되어 있는 리테이너(170b)의 관통공(172)부위에 삽입을 이룰 수 있는 스프링핀(180a)이 돌출형성되어 있고, 상기 기어하우징(100)의 중공부(102) 전방에도 상기 전방에 형성되어 있는 리테이너(170b)의 관통공(172)부위에 삽입을 이룰 수 있는 스프링핀(180b)이 돌출형성되어 구성되어 있다.

이와 같이 구성되는 본 고안은 기어가 중립위치 또는 상기 동력피스톤너트(120)가 좌, 우 양방향에 돌출형성되어 있는 상기 스프링핀(170a)(170b)에 닿기전 까지는 종래와 동일한 작동을 이루게 된다.

그러나, 운전자의 핸들조작에 대응하여 상기 동력피스톤너트(120)이 좌, 우 양극단 위치로 향하게 되면 파워스티어링 내부에 압력이 지속적으로 상승하게 된다.

이때, 상기 파워스티어링 내부의 압력이 한계압력에 도달시에는 유로(174)를 막고 있던 상기 개폐볼(168a)(168b)이 상기 리테이너(170a)(170b)로 스프링(166)을 밀어 주므로 유로(174)를 열게되어 압력이 감압되게 된다.

그리고 운전자의 계속된 핸들조작시 상기 동력피스톤너트(120)이 제3도의 (a)와 같이 플러그(150) 측으로 이동하게 되면 상기 플러그(150) 일측에 돌출되게 압입형성되어 있는 스프링핀(180b)에 의해 강제적으로 전방에 형성되어 있는 개폐볼(168a)이 후방으로 밀리면서 유로를 열게되고 상기 링(162)과 커버(164)에 형성된 유로(174)를 통하여 (B)실(106)의 유체가 (A)(104)로 통하게 되어 파워스티어링 내부의 압력이 감압되도록 한 것이고, (b)는 상기 동력피스톤너트(120)가 후방으로 이동하게 되면 상기 웜축(130)의 전방에 돌출되게 압입형성되어 있는 스프링핀(180a)에 의해 강제적으로 후방에 형성되어 있는 개폐볼(168b)이 전방으로 밀리면서 유로를 열게되고 상기 링(162)과 커버(164)에 형성된 유로(174)를 통하여 (A)실(104)의 유체가 (B)실(106)로 통하게 되어 파워스티어링 내부의 압력이 감압되도록 한 것이다.

그러므로, 실사용시 상기 웜축과 플러그에 압입형성되어 있는 스프링핀의 압입길이를 조정하여 파워스티어링의 조향각도를 효과적으로 조정할 수 있도록 하였고, 또한 운전자의 계속된 핸들 조작에 의해, 상기 피스톤이 좌, 우 양극단 위치로 이동하므로 인해 파워스티어링 내부에 발생되는 유압상승을 자체적으로 강제감압시켜 줄 수 있도록 하여 고장을 미연에 방지할 수 있도록 하였으며, 그러므로 조향핸들의 급작스러운 고장으로 인해 야기되었던 사용자의 불편과 안전사고의 위험을 미연에 배제할 수 있도록 하여 제품의 상품성과 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

한편, 제4도는 본 고안인 자동차용 리미트밸브를 내장한 파워스티어링의 또다른 실시예를 나타내는 요부단면도로써, 이는 도시된 바와같이 상기 기어하우징(100)의 일측단에 스프링핀(180b)을 형성하고 있는 플러그(150)를 설치하는 대신에 조정스쿠류(190)와 내주연 소정부위에 씰부재(194)가 내설되어 있는 너트(192)를 설치구성하여 주어, 실사용시 압입길이를 용이하게 조정할 수 있어 파워스티어링의 조향각도를 효과적으로 조정할 수 있음은 물론이고, 상호간의 결합부위상으로 오일의 유출을 미연에 방지할 수 있도록 유밀을 견고히 할 수 있도록 한 것이다.

따라서, 앞에서 설명한 바와같이 본 고안은 기어박스의 내부로 좌, 우 이동가능하게 설치되어 있는 피스톤의 일단에 리미트밸브를 내장하여 주고, 상기 웜축과 플러그의 일측에는 각각 돌출형성되게 스프링핀을 압입형성하여 주어, 실사용시 상기 웜축과 플러그에 압입형성되어 있는 스프링핀의 압입길이를 조정하여 파워스티어링의 조향각도를 효과적으로 조정할 수 있도록 하였고, 또한 운전자의 계속된 핸들 조작에 의해, 상기 피스톤이 좌, 우 양극단 위치로 이동하므로 인해 파워스티어링 내부에 발생되는 유압상승을 자체적으로 강제감압시켜 줄 수 있도록 하여 고장을 미연에 방지할 수 있도록 하였으며, 그러므로 조향핸들의 급작스러운 고장으로 인해 야기되었던 사용자의 불편과 안전사고의 위험을 미연에 배제할 수 있도록 하여 제품의 상품성과 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한 효과를 가지게 되는 것이다.

Claims (4)

1. 일측으로 컨트롤밸브기구(110)가 설치되어 있고, 내부는 중공부(102)로 형성되어 있는 기어하우징(100)이 형성되어 있으며 상기 기어하우징(100)의 내측에는 하부에 랙기어(122)가 형성되어 있고, 내측에는 동력피스톤너트(120)가 좌, 우 이동가능하게 내설되어 있으며 상기 동력피스톤(120)의 내측에는 웜축(130)이 설치되어 있고, 상기 웜축(130)의 내측에는 토션바(136)가 구비되어 있으며, 상기 토션바(136)는 상기 웜축(130)의 내측에 고정된 상태에서 입력축(138)에 의해 밀폐형성되어 있고, 상기 기어하우징(100)의 일측에는 상기 랙기어(122)와 치합을 이루는 섹터축(140)이 소정 회동가능하게 설치되어 있으며, 상기 기어하우징(100)의 일단부에는 플러그(150)가 일체로 구성되어 있는 자동차용 파워스티어링구조에 있어서, 상기 기어하우징(100)의 내부로 좌, 우 이동가능하게 설치되어 있는 동력피스톤너트(120)의 일단에 리미트밸브(160)를 내장하여 주고, 상기 웜축(130)과 플러그(150)의 일측에는 각각 돌출형성되게 스프링핀(180a)(180b)을 압입형성하여 구성함을 특징으로 하는 자동차용 리미트밸브를 내장한 파워스티어링구조.
2. 제1항에 있어서, 상기 리미트밸브(160)는 일측에는 링(162)과 커버(164)를 볼트로 결합하여 형성되어 있고, 그 내부에 유압에 의해 감응할 수 있는 스프링(166)과 개폐볼(168a)(168b) 그리고 중앙에 관통공(172)을 구비하고 있는 리테이너(170a)(170b)가 내설되어 구성됨을 특징으로 하는 자동차용 리미트밸브를 내장한 파워스티어링구조.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 상기 링(162)과 커버(164)는 압력전달을 도와 줄 수 있는 유로가 형성되어 있고, 상기 기어하우징(100)과 플러그(150) 사이에는 오링(176)이 내설되어 있으며, 상기 상기 링(162)과 커버(164) 사이에는 코킹처리된 볼(178)을 형성하여 구성함을 특징으로 하는 자동차용 리미트밸브를 내장한 파워스티어링구조.
4. 제1항에 있어서, 상기 기어하우징(100)의 일측단에 스프링핀(180b)을 형성하고 있는 플러그(150)를 설치하는 대신에 조정스쿠류(190)와 내주연 소정 부위에 씰부재(194)가 내설되어 있는 너트(192)를 설치구성함을 특징으로 하는 자동차용 리미트밸브를 내장한 파워스티어링구조.