KR100482785B1 - Oil Cooler For An Automobile Power Steering System - Google Patents

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Abstract

본 발명은 리저버 탱크에 저장된 오일을 가압하는 가압 펌프를 이용하여 운전자의 조작력을 증폭시킴으로써 작은 힘으로도 용이하게 운전자가 자동차를 조향할 수 있게 하는 자동차용 파워 스티어링 시스템의 오일을 냉각하기 위한 장치로서, 냉각 유체가 저장된 냉각 유체 탱크; 공급 라인 및 리턴 라인을 통해 냉각 유체 탱크와 연결되며, 파워 스티어링 시스템의 리저버 탱크를 둘러싸도록 설치되고 내부에는 냉각 유체가 수용되는 중공을 구비한 열교환 탱크; 및 공급 라인의 일측에 설치되어 냉각 유체 탱크와 열교환 탱크 사이에서 냉각 유체를 순환시키는 순환 펌프를 포함한다. 냉각 유체로는 물이 사용된다.The present invention is an apparatus for cooling the oil of a power steering system for a vehicle that enables the driver to steer the vehicle easily even with a small force by amplifying the driver's operating force by using a pressure pump pressurizing the oil stored in the reservoir tank. A cooling fluid tank in which the cooling fluid is stored; A heat exchange tank connected to the cooling fluid tank through a supply line and a return line, the heat exchange tank being provided to surround the reservoir tank of the power steering system and having a hollow in which the cooling fluid is received; And a circulation pump installed at one side of the supply line to circulate the cooling fluid between the cooling fluid tank and the heat exchange tank. Water is used as the cooling fluid.

Description

자동차용 파워 스티어링 시스템의 오일 냉각 장치{Oil Cooler For An Automobile Power Steering System}Oil Cooler for Automotive Power Steering System {Oil Cooler For An Automobile Power Steering System}

본 발명은 자동차용 파워 스티어링 시스템에 관한 것이고, 구체적으로는 동력 조향을 위한 유압을 제공하는 오일을 냉각하는 냉각 장치에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a power steering system for automobiles, and more particularly, to a cooling device for cooling oil that provides hydraulic pressure for power steering.

널리 공지된 바와 같이, 파워 스티어링 시스템은 운전자의 조작력을 유압 펌프를 이용하여 증폭시킴으로써 작은 힘으로도 용이하게 운전자가 자동차를 조향할 수 있게 하는 자동차의 구성 부품이다.As is well known, a power steering system is a component of a vehicle that amplifies the driver's operating force using a hydraulic pump, thereby allowing the driver to steer the vehicle easily even with a small force.

이러한 파워 스티어링 시스템의 일 예가 도 1에 도시되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 파워 스티어링 시스템은, 스티어링 기어(10)와, 유압 실린더(20)와, 제어 밸브(30), 유압 유체원 및 각종 라인들을 포함한다.An example of such a power steering system is shown in FIG. 1. As shown in FIG. 1, the power steering system includes a steering gear 10, a hydraulic cylinder 20, a control valve 30, a hydraulic fluid source and various lines.

스티어링 기어(10)는 스티어링 칼럼(2)의 하단에 형성되어 스티어링 휠(1)에 의해 회전가능한 피니언(12)과, 이 피니언(12)에 맞물리는 랙(14)을 가진다. 스티어링 휠(1)의 회전은 피니언(12)을 통해 랙(14)의 선형 운동으로 변환된다.The steering gear 10 has a pinion 12 formed at the lower end of the steering column 2 and rotatable by the steering wheel 1, and a rack 14 engaged with the pinion 12. The rotation of the steering wheel 1 is converted into the linear motion of the rack 14 via the pinion 12.

유압 실린더(20)는 스티어링 기어(10)의 랙(14)과 평행하게 설치되어 있고, 실린더(20)의 피스톤(22)은 랙(14)과 연결되어 있다. 피스톤(22)의 양측은 각각 실린더(20)의 외부로 연장되어 타이어와 결합된 타이 로드(3, 4)에 연결된다. 피스톤(22)의 구획 돌기(23)에 의해 둘로 구획된 실린더(20)의 내부 공간은 유압 라인(52, 53)에 의해 제어 밸브(30)와 소통된다.The hydraulic cylinder 20 is installed in parallel with the rack 14 of the steering gear 10, and the piston 22 of the cylinder 20 is connected with the rack 14. Both sides of the piston 22 extend to the outside of the cylinder 20, respectively, and are connected to tie rods 3 and 4 coupled with the tire. The internal space of the cylinder 20 divided in two by the partition protrusion 23 of the piston 22 is in communication with the control valve 30 by hydraulic lines 52, 53.

제어 밸브(30)는 스티어링 칼럼(2)의 피니언(12) 상부에 설치되어 있으며, 한 쌍의 유압 라인들(52, 53)을 통해 유압 실린더(20)와 연결되고, 압력 라인(54) 및 리턴 라인(60)을 통해 리저버 탱크(42)와 연결된다. 압력 라인(54)의 일측에는 리저버 탱크(42)의 오일을 가압하여 제어 밸브(30)로 공급하는 가압 펌프(44)가 설치된다.The control valve 30 is installed above the pinion 12 of the steering column 2, is connected to the hydraulic cylinder 20 through a pair of hydraulic lines 52, 53, the pressure line 54 and It is connected to the reservoir tank 42 via the return line 60. One side of the pressure line 54 is provided with a pressure pump 44 for pressurizing the oil in the reservoir tank 42 and supplying the oil to the control valve 30.

스티어링 휠(1)의 회전이 스티어링 기어(10)에서 랙(14)의 수평 방향 이동으로 전환될 때, 동시에 가압 펌프(44)로부터 제어 밸브(30)로 공급된 유압 유체가 유압 라인(54)을 통해 유압 실린더(20)로 선택적으로 공급되도록 제어 밸브(30)를 작동시킨다. 이에 따라 피스톤(22)은 랙(14)이 이동되는 방향과 동일한 방향으로 이동된다. 실린더(20)로부터 제어 밸브(30)로 리턴되는 유압 유체는 리턴 라인(60)을 따라 리저버 탱크(42)로 리턴된다.When the rotation of the steering wheel 1 is switched from the steering gear 10 to the horizontal movement of the rack 14, the hydraulic fluid supplied from the pressure pump 44 to the control valve 30 is simultaneously supplied with the hydraulic line 54. The control valve 30 is operated to be selectively supplied to the hydraulic cylinder 20 through. Accordingly, the piston 22 is moved in the same direction as the rack 14 is moved. Hydraulic fluid returned from the cylinder 20 to the control valve 30 is returned to the reservoir tank 42 along the return line 60.

그러나, 상기와 같은 종래의 파워 스티어링 시스템은 다음과 같은 단점이 있었다. 즉, 리저버 탱크의 오일이 가압 펌프에 의해 가압되고 유압 실린더 내에서 피스톤을 작용시킬 때 많은 열이 발생된다. 이에 따라 오일의 온도가 상승되고, 이는 엔진에 의한 엔진룸 전체의 온도 상승에 의해 더 심화된다. 이러한 오일의 온도 상승은 오일의 성능 저하를 초래하여 결과적으로 파워 스티어링 시스템의 성능이 저하되고 이음이 발생되는 원인이 된다.However, the conventional power steering system as described above has the following disadvantages. That is, a lot of heat is generated when the oil in the reservoir tank is pressurized by the pressure pump and acts on the piston in the hydraulic cylinder. This raises the temperature of the oil, which is further exacerbated by the temperature rise of the entire engine compartment by the engine. This increase in oil temperature causes oil to deteriorate, resulting in deterioration of the power steering system and generation of noise.

본 발명은, 이러한 점을 감안하여 안출된 것으로, 파워 스티어링 시스템의 오일을 냉각시키기 위한 냉각 장치를 제공하는데 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of this point, and an object thereof is to provide a cooling device for cooling oil of a power steering system.

본 발명은 리저버 탱크에 저장된 오일을 가압하는 가압 펌프를 이용하여 운전자의 조작력을 증폭시킴으로써 작은 힘으로도 용이하게 운전자가 자동차를 조향할 수 있게 하는 자동차용 파워 스티어링 시스템의 오일을 냉각하기 위한 장치로서, 냉각 유체가 저장된 냉각 유체 탱크; 공급 라인 및 리턴 라인을 통해 냉각 유체 탱크와 연결되며, 파워 스티어링 시스템의 리저버 탱크를 둘러싸도록 설치되고 내부에는 냉각 유체가 수용되는 중공을 구비한 열교환 탱크; 및 공급 라인의 일측에 설치되어 냉각 유체 탱크와 열교환 탱크 사이에서 냉각 유체를 순환시키는 순환 펌프를 포함한다. The present invention is an apparatus for cooling the oil of a power steering system for a vehicle that enables the driver to steer the vehicle easily even with a small force by amplifying the driver's operating force by using a pressure pump pressurizing the oil stored in the reservoir tank. A cooling fluid tank in which the cooling fluid is stored; A heat exchange tank connected to the cooling fluid tank through a supply line and a return line, the heat exchange tank being provided to surround the reservoir tank of the power steering system and having a hollow in which the cooling fluid is received; And a circulation pump installed at one side of the supply line to circulate the cooling fluid between the cooling fluid tank and the heat exchange tank.

바람직하게는 냉각 유체로는 물이 사용된다. 물의 열전달율은 공기나 다른 유체에 비해 매우 우수한 것으로 알려져 있으므로, 냉각 유체로 물을 사용함으로써 냉각 성능을 최대화할 수 있다.Preferably water is used as the cooling fluid. Since the heat transfer rate of water is known to be very good compared to air or other fluids, the cooling performance can be maximized by using water as the cooling fluid.

또한, 순환 펌프는 벨트 풀리를 통해 엔진으로부터 구동력을 제공받는다. 이로써, 순환 펌프를 구동하기 위한 별도의 동력원이 필요없다.  The circulation pump also receives drive power from the engine through the belt pulley. This eliminates the need for a separate power source for driving the circulation pump.

또한 바람직하게는, 리저버 탱크와 열교환 탱크의 접촉면들은 요철 패턴을 가진다. 이에 따라, 리저버 탱크와 열교환 탱크의 접촉면적이 증대되어 열교환 효율이 향상될 수 있다.   Also preferably, the contact surfaces of the reservoir tank and the heat exchange tank have an uneven pattern. Accordingly, the contact area between the reservoir tank and the heat exchange tank is increased, thereby improving heat exchange efficiency.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 파워 스티어링 시스템의 오일 냉각 장치가 도 2에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 냉각 장치는 냉각 유체 탱크(110)와, 열교환 탱크(120)와, 순환 펌프(130)를 포함한다.An oil cooling apparatus of an automotive power steering system according to an embodiment of the present invention is shown in FIG. 2. As shown, the oil cooling apparatus according to an embodiment of the present invention includes a cooling fluid tank 110, a heat exchange tank 120, and a circulation pump 130.

냉각 유체 탱크(110)는 파워 스티어링 시스템의 리저버 탱크(42)에 인접하여 설치되어 있으며, 내부에는 리저버 탱크(42)를 냉각하기 위한 냉각 유체가 저장된다. 냉각 유체로는 열전도율이 높은 물이 사용되는 것이 바람직하다. 또한, 냉각 유체 탱크(110)의 외측면에는 공기와의 열교환 효율을 높이기 위한 방열핀(미도시)이 설치되거나, 방열핀과 같은 구조가 채용되는 것이 바람직하다.The cooling fluid tank 110 is installed adjacent to the reservoir tank 42 of the power steering system, and the cooling fluid for cooling the reservoir tank 42 is stored therein. As the cooling fluid, water having high thermal conductivity is preferably used. In addition, a heat dissipation fin (not shown) is provided on the outer surface of the cooling fluid tank 110 to increase heat exchange efficiency with air, or a structure such as a heat dissipation fin is preferably employed.

열교환 탱크(120)는 냉각 유체를 수용하기 위한 중공이 형성된 환형 부재로서, 파워 스티어링 시스템의 리저버 탱크(42)를 둘러싸도록 설치된다. 물론, 리저버 탱크(42)로부터 제어 밸브 사이에서 오일을 공급 및 리턴시키기 위한 압력 라인(54)과 리턴 라인(60)을 위한 공간은 마련될 수 있도록 구성되어야 하는 것은 자명할 것이다.The heat exchange tank 120 is an annular member having a hollow for accommodating cooling fluid, and is installed to surround the reservoir tank 42 of the power steering system. Of course, it will be apparent that the space for the pressure line 54 and the return line 60 for supplying and returning oil between the reservoir tank 42 and the control valve should be configured.

바람직하게는, 도 3에 도시된 바와 같이, 열교환 탱크(120)와 리저버 탱크(42)의 접촉면은 서로 대응하는 요철 패턴(140)을 가지도록 형성된다. 이에 따라, 열교환 탱크(120)의 냉각 유체와 리저버 탱크(42)의 오일 간의 열교환 면적이 증대될 수 있다.Preferably, as shown in Figure 3, the contact surface of the heat exchange tank 120 and the reservoir tank 42 is formed to have a concave-convex pattern 140 corresponding to each other. Accordingly, the heat exchange area between the cooling fluid of the heat exchange tank 120 and the oil of the reservoir tank 42 may be increased.

열교환 탱크(120)와 냉각 유체 탱크(110)는 냉각 유체 공급 라인(111) 및 냉각 유체 리턴 라인(112)을 통해 서로 소통되고, 냉각 유체 공급 라인(111) 상에 순환 펌프(130)가 설치된다. 바람직하게는, 이 순환 펌프(130)의 구동축은 벨트 풀리(미도시)를 통해 자동차 엔진의 출력축과 연결된다. 이에 따라, 별도의 동력원이 필요없이 엔진의 구동력을 이용하여 순환 펌프(130)가 작동될 수 있다.The heat exchange tank 120 and the cooling fluid tank 110 communicate with each other via the cooling fluid supply line 111 and the cooling fluid return line 112, and a circulation pump 130 is installed on the cooling fluid supply line 111. do. Preferably, the drive shaft of the circulation pump 130 is connected to the output shaft of the automobile engine through a belt pulley (not shown). Accordingly, the circulation pump 130 may be operated by using the driving force of the engine without a separate power source.

또한, 벨트 풀리를 통해 순환 펌프(130)로 전달되는 엔진의 동력을 단속할 수 있도록 순환 펌프(130)의 입력축과 풀리 사이에 전자석 클러치가 설치될 수도 있다. 이 경우 리저버 탱크(42) 내의 오일의 온도를 검출하는 온도 센서가 리저버 탱크(42)에 설치되어, 이 온도 센서로부터 검출되는 온도 값에 따라 엔진으로부터 순환 펌프(130)로 전달되는 동력의 단속이 이루어지는 것이 바람직하다.In addition, an electromagnet clutch may be installed between the input shaft and the pulley of the circulation pump 130 so as to intercept the power of the engine transmitted to the circulation pump 130 through the belt pulley. In this case, a temperature sensor for detecting the temperature of the oil in the reservoir tank 42 is installed in the reservoir tank 42, and the interruption of the power transmitted from the engine to the circulation pump 130 according to the temperature value detected by the temperature sensor is It is preferable to make.

이상과 같은 구성에 의해, 냉각 유체 탱크(110)에 저장된 냉각 유체가 순환 펌프(130)에 의해 열교환 탱크(120)를 순환하면서, 열교환 탱크(120)에서 리저버 탱크(42)의 오일과 열교환됨으로써 파워 스티어링 시스템의 오일을 냉각한다.By the above structure, the cooling fluid stored in the cooling fluid tank 110 circulates the heat exchange tank 120 by the circulation pump 130, and is heat-exchanged with the oil of the reservoir tank 42 in the heat exchange tank 120. Cool the oil in the power steering system.

상기된 바와 같은 본 발명에 의해 자동차용 파워 스티어링 시스템의 오일이 냉각될 수 있으며, 이에 따라 오일의 온도 상승으로 인한 파워 스티어링 시스템의 성능 저하 및 이음 발생을 방지할 수 있다. The oil of the power steering system for automobiles can be cooled by the present invention as described above, thereby preventing the performance of the power steering system due to the temperature rise of the oil and the occurrence of noise.

이상에서는, 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경실시할 수 있을 것이다.In the above, the present invention has been illustrated and described with respect to certain preferred embodiments. However, the present invention is not limited only to the above-described embodiments, and those skilled in the art to which the present invention pertains may vary without departing from the spirit of the technical idea of the present invention described in the claims below. It may be changed.

도 1은 일반적인 파워 스티어링 시스템을 도시한 단면도.1 is a cross-sectional view showing a general power steering system.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 파워 스티어링 시스템의 오일 냉각 장치를 도시한 사시도.Figure 2 is a perspective view of the oil cooling device of the power steering system according to an embodiment of the present invention.

도 3은 도 2에서 리저버 탱크와 열교환 탱크의 접촉면 구조를 도시한 요부 단면도.FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating main parts of a contact surface of a reservoir tank and a heat exchange tank of FIG. 2. FIG.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

42 : 리저버 탱크 110 : 냉각 유체 탱크42: reservoir tank 110: cooling fluid tank

120 : 열교환 탱크 130 : 순환 펌프120: heat exchange tank 130: circulation pump

Claims (6)

리저버 탱크에 저장된 오일을 가압하는 가압 펌프를 이용하여 운전자의 조작력을 증폭시킴으로써 작은 힘으로도 용이하게 운전자가 자동차를 조향할 수 있게 하는 자동차용 파워 스티어링 시스템의 오일을 냉각하기 위한 장치로서,A device for cooling oil in a power steering system for a vehicle that amplifies a driver's operating force by using a pressure pump for pressurizing oil stored in a reservoir tank, so that the driver can easily steer the vehicle with a small force 냉각 유체가 저장된 냉각 유체 탱크;A cooling fluid tank in which cooling fluid is stored; 공급 라인 및 리턴 라인을 통해 상기 냉각 유체 탱크와 연결되며, 파워 스티어링 시스템의 리저버 탱크를 둘러싸도록 설치되고 내부에는 냉각 유체가 수용되는 중공을 구비한 열교환 탱크;A heat exchange tank connected to the cooling fluid tank through a supply line and a return line, the heat exchange tank being provided to surround the reservoir tank of the power steering system and having a hollow in which the cooling fluid is received; 상기 공급 라인의 일측에 설치되어 상기 냉각 유체 탱크와 열교환 탱크 사이에서 냉각 유체를 순환시키는 순환 펌프; 및A circulation pump installed at one side of the supply line to circulate the cooling fluid between the cooling fluid tank and the heat exchange tank; And 상기 순환 펌프로 전달되는 동력을 단속하기 위한 전자석 클러치를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 파워 스티어링 시스템의 오일 냉각 장치.An oil cooling device for a power steering system for a vehicle, characterized in that it comprises an electromagnet clutch for intermittent the power transmitted to the circulation pump. 제 1 항에 있어서, 상기 냉각 유체는 물인 것을 특징으로 하는 오일 냉각 장치.The oil cooling apparatus of claim 1, wherein the cooling fluid is water. 제 1 항에 있어서, 상기 순환 펌프는 벨트 풀리를 통해 엔진으로부터 구동력을 제공받는 것을 특징으로 하는 오일 냉각 장치.The oil cooling apparatus of claim 1, wherein the circulation pump is provided with a driving force from an engine through a belt pulley. 삭제delete 제 1 항에 있어서, 리저버 탱크와 열교환 탱크의 접촉면들은 요철 패턴을 가지는 것을 특징으로 하는 오일 냉각 장치.The oil cooling apparatus according to claim 1, wherein the contact surfaces of the reservoir tank and the heat exchange tank have an uneven pattern. 제 1 항에 있어서, 상기 냉각 유체 탱크는 외부 공기로의 방열 효율을 높이기 위한 방열핀을 그 외측면에 가지는 것을 특징으로 하는 오일 냉각 장치.The oil cooling apparatus according to claim 1, wherein the cooling fluid tank has a heat dissipation fin on its outer surface for enhancing heat dissipation efficiency to outside air.
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