KR100863511B1 - 파워스티어링 오일펌프의 케이싱 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 파워스티어링 오일펌프의 케이싱 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 흡입포트를 통해 흡입된 오일을 상대부품인 커버의 오일유로로 안내하는 흡입통로부의 내측면을 보강하기 위하여, 다이캐스팅 주조시에 상기 흡입통로부의 내측면에 별도 보강부재를 인서트시켜 제조함으로써, 오일에 의한 흡입통로부 침식 발생이 상기 보강부재에 의해 방지되며, 결국 내구성 확보 및 성능 향상의 장점을 가지게 되는 자동차 파워스티어링 오일펌프의 케이싱 및 그 제조방법에 관한 것이다.

파워스티어링, 오일펌프, 다이캐스트, 케이싱, 흡입포트, 흡입통로부, 보강부재

Description

파워스티어링 오일펌프의 케이싱 및 그 제조방법{Casing for power seerign oil pump and method for manufacturing the same}

도 1은 파워스티어링 오일펌프를 구성하는 종래의 케이싱을 도시한 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 파워스티어링 오일펌프의 케이싱을 도시한 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 케이싱에서 흡입통로부의 내측면에 인서트 고정되는 보강부재의 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 케이싱 12 : 흡입포트

14 : 흡입통로부 15 : 보강부재

15b : 턱

본 발명은 자동차 파워스티어링 오일펌프의 케이싱 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 흡입포트를 통해 흡입된 오일을 상대부품인 커버의 오 일유로로 안내하는 흡입통로부의 강성을 향상시킨 자동차 파워스티어링 오일펌프의 케이싱 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 주행방향을 조정하는 장치를 조향장치라 하며, 스티어링 휠, 스티어링 샤프트, 스티어링 기어, 피트먼 암, 드래그 링크, 타이 로드, 스티어링 암 등을 포함하여 구성된다.

최근 자동차의 조향장치로 유압을 이용해 스티어링 휠의 조작력을 가볍게 하는 파워스티어링 시스템이 널리 사용되고 있다.

상기한 파워스티어링 시스템에서는 오일펌프에 의해 형성된 오일 압력을 이용하는 바, 작동유체로 사용하는 파워스티어링 오일을 오일펌프로 가압하여 고압의 유압을 형성한 후 이를 조향장치 중간의 동력 실린더에 전달함으로써 핸들의 조작력을 가볍게 하는 구조를 가진다.

자동차 파워스티어링 시스템에서 사용되고 있는 오일펌프는 베인펌프로서, 엔진의 회전력을 벨트 및 풀리를 통해 전달받아 오일리저버에 저장된 오일을 펌핑하게 되며, 이때 발생한 오일의 압력을 스티어링 휠의 조작에 따라 동력 실린더로 공급하게 된다.

알려진 바대로, 베인펌프는 로터에 일정 각마다 방사형으로 외면이 개방된 다수개의 슬롯이 형성되어 그 각각의 슬롯에 베인이 설치된 구조로 되어 있다.

상기 베인펌프는, 로터가 캠링과 같이 내부가 원형과 타원형으로 형성된 부재 내부에서 회전동력을 전달받아 회전할 때, 베인이 원심력에 의해 캠링 내부에 접하면서 로터가 회전하는 바, 인접하는 베인 사이의 부피 변화에 의해 오일이 압 축되는 원리를 이용하게 된다.

한편, 첨부한 도 1은 종래기술에 따른 파워스티어링 오일펌프의 케이싱을 도시한 사시도로서, 파워스티어링 오일펌프을 구성하는 케이싱(10)은 통상 알루미늄 합금을 소재로 사용하여 다이캐스팅 공법으로 주조하여 제작하게 된다.

도 1의 케이싱 구조에서, 도면부호 11은 상대부품인 오일펌프 커버(미도시)와의 조립을 위해 볼트가 체결되는 볼트체결부이고, 도면부호 12는 외부의 오일리저버로부터 흡입파이프(미도시)를 통해 오일이 최초 흡입되는 흡입포트이며, 도면부호 13은 흡입포트 좌우측으로 형성된 볼트체결부로서, 이는 파이프 플레이트(미도시)를 체결하기 위한 것이다.

이와 같이 흡입포트(12)에는 오일 흡입을 위해 흡입파이프가 연결되는데, 흡입파이프는 볼트체결부(13)의 볼트로 고정되는 파이프 플레이트에 의해 케이싱(10)에 체결된다.

또한 도면부호 14는 상기 흡입포트(12)를 통해 흡입된 오일이 상대부품인 커버로 유입되도록 안내하는 케이싱(10) 내 흡입통로부로서, 상기 흡입포트(12)와 흡입통로부(14)는 케이싱(10)의 내부에서 서로 연결되어 하나의 오일통로를 형성하며, 따라서 흡입포트(12)를 통해 흡입된 오일이 흡입통로부(14)를 거쳐 케이싱(10)에 체결된 커버의 오일유로로 이동한 뒤 캠링과 로터 사이로 유입되고, 여기서 로터의 회전에 의해 압축되게 된다.

그러나, 도시한 종래의 케이싱 구조에서는 다음과 같은 문제점이 있었다.

상기 케이싱(10)은 구조가 다소 복잡하고 또한 내부에 유로를 형성해야 하므 로 알루미늄 합금을 다이캐스팅하여 제조하나, 이와 같이 제조한 다이캐스트 케이싱의 흡입통로부(14)가 고압용으로 사용할 때는 침식이 쉽게 발생하는 문제점이 있다.

즉, 종래의 오일펌프 케이싱(10)에서는 흡입포트(12)를 통해 흡입된 오일이 흡입통로부(14)를 거치는 동안 오일 압력에 의해 흡입통로부 내측면이 손상되는 침식 현상이 발생하였으며, 이는 오일펌프의 내구 및 성능에 악영향을 미치게 된다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 흡입포트를 통해 유입된 오일을 상대부품인 커버의 오일유로로 안내하는 흡입통로부의 내측면을 별도 보강부재를 사용하여 보강함으로써, 고압으로 사용할 때 발생하였던 종래의 침식 발생 문제점이 해결되고, 결국 내구성 확보 및 성능 향상의 장점을 가지게 되는 파워스티어링 오일펌프의 케이싱 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 내부의 오일통로로서, 파워스티어링 오일이 흡입되는 흡입포트와, 상기 흡입포트에 연통되어 상대부품인 커버의 오일유로와 연통되어지는 흡입통로부가 형성된 파워스티어링 오일펌프의 케이싱에 있 어서,

상기 흡입통로부의 내측면에 케이싱 소재에 비해 상대적으로 강도가 높은 재질의 원통형 보강부재가 인서트되어 일체 고정됨으로써 상기 보강부재의 내측면이 오일이 접촉하여 통과하게 되는 통로의 내측면을 형성하도록 된 것을 특징으로 하는 파워스티어링 오일펌프의 케이싱을 제공한다.

바람직하게는, 상기 보강부재는 길이방향의 앞쪽 구간 외경을 뒤쪽 구간 외경에 비해 상대적으로 작게 형성하여 외주면의 원주 둘레를 따라 단차진 턱이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 보강부재는 케이싱 소재인 알루미늄 합금에 비해 상대적으로 높은 강도를 가지도록 철계 분말을 성형 및 소결시켜 제작된 것임을 특징으로 한다.

또한 상기 보강부재는 케이싱 소재인 알루미늄 합금에 비해 상대적으로 높은 강도가 되도록 철계 분말을 성형 및 소결시켜 제작된 것임을 특징으로 한다.

한편, 본 발명은, 내부의 오일통로로서, 파워스티어링 오일이 흡입되는 흡입포트와, 상기 흡입포트에 연통되어 상대부품인 커버의 오일유로와 연통되어지는 흡입통로부가 형성된 파워스티어링 오일펌프의 케이싱을 제조하는 방법에 있어서,

(a) 케이싱 소재에 비해 상대적으로 강도가 높은 재질의 원통형 보강부재를 제조하는 단계와; (b) 케이싱의 다이캐스팅 주조시에 상기 보강부재가 흡입통로부의 내측면에 인서트되어 일체화 고정되도록 상기 보강부재를 금형의 코어 핀에 끼운 뒤 케이싱 용융 소재를 금형 내에 고압 사출하여 주조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 파워스티어링 오일펌프의 케이싱 제조방법을 제공한다.

여기서, 상기 보강부재는 케이싱 소재인 알루미늄 합금에 비해 상대적으로 높은 강도를 가지도록 철계 분말을 성형 및 소결시켜 제조하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 보강부재는 길이방향의 앞쪽 구간 외경을 뒤쪽 구간 외경에 비해 상대적으로 작게 형성하여 외주면의 원주 둘레를 따라 단차진 턱이 형성되도록 제조하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 (a) 단계에서는 보강부재의 제조시에 주조될 케이싱의 흡입통로부 저면부의 대응부위인 저면부를 평면부로 형성하여 상기 보강부재를 제조하고;

(c) 케이싱의 다이캐스팅 주조 후에 전체적으로 원형 단면의 통로가 되도록 상기 보강부재의 평면부 내측면을 원형을 이루도록 추가 가공하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 대해 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 자동차용 파워스티어링 오일펌프의 케이싱 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히 종래의 침식 발생 문제점을 해결하기 위해 파워스티어링 오일펌프에서 흡입포트로 흡입된 오일을 상대부품인 커버의 오일유로로 안내하는 흡입통로부의 내측면 강성을 향상시킨 자동차용 파워스티어링 오일펌프의 케이싱 및 그 제조방법에 관한 것이다.

종래의 케이싱에서는 흡입통로부가 케이싱 일측에 흡입포트와 연결되는 단순 홀 구조로 형성되어, 알루미늄 합금으로 된 상기 흡입통로부의 내측면이 흡입포트를 통해 흡입된 고압의 오일에 의해 쉽게 침식되는 문제점이 있었다.

본 발명에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 케이싱의 다이캐스팅 주조시 흡입통로부 내측면에 별도 제작된 고강도의 보강부재를 인서트시켜 다이캐스팅함으로써, 흡입통로부 내측면에 상기 보강부재가 일체로 고정되도록 하고, 흡입포트를 통해 흡입된 오일이 상기 보강부재의 내측 통로를 통해 이동 및 안내되도록 구성한다.

첨부한 도 2는 본 발명에 따른 파워스티어링 오일펌프의 케이싱을 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 케이싱에서 흡입통로부의 내측면에 인서트 고정되는 보강부재의 사시도이다.

도시된 바와 같이, 케이싱(10)에는, 그 내부의 오일통로로서, 외부의 오일리저버에 저장된 작동유체, 즉 파워스티어링 오일이 최초 흡입되는 흡입포트(12)와, 상기 흡입포트(12)에 연통되어 상대부품인 커버의 오일유로와 연통되어지는 흡입통로부(14)가 형성되어 있다.

본 발명의 케이싱(10)에서는 고압용으로 사용할 때 침식 발생이 예상되는 상기 흡입통로부(14)의 내측면에 보강부재(15)를 일체로 고정하여 흡입통로부(14)의 강성을 보강한다.

상기 보강부재(15)는 흡입통로부(14)의 내측면에 고정되어 그 내측면이 기존 흡입통로부의 내측면을 대신하여 오일이 통과하는 통로의 내측면을 형성하도록 설치되는 것으로, 고압의 오일이 접촉하여 통과할 때 침식이 발생하지 않도록 고강도 소재를 사용하여 제작된 것을 사용한다.

상기 보강부재(15)는 내부에 오일이 통과하는 통로를 형성하도록 원통형 구조로 제작하되, 그 내경을, 오일통로로서 기존 흡입통로부과 같은 내경 및 유로 단면적을 확보하기 위해, 기존 흡입통로부 내경과 같은 크기로 제작하여 흡입통로부(14) 내측면에 인서트시켜 고정하는 것이 바람직하다.

다만, 보강부재(15)를 흡입통로부(14) 내측면에 인서트시키는데 있어서, 도시된 바와 같이 흡입통로부(14)의 저면부는 그 살 두께가 상대적으로 얇기 때문에 여기에 보강부재(15)의 저면부를 인서트시키는 것에는 어려움이 있다.

따라서, 상기 보강부재(15)는 도 3에 나타낸 바와 같이 흡입통로부 저면부의 대응부위인 저면부가 평면부(15a)로 되어 있는 형상으로 제작된 것을 사용하되, 케이싱(10)의 다이캐스팅 주조 후에 전체적으로 원형 단면의 통로가 되도록 보강부재(15)의 평면부(15a) 내측면을 원형을 이루도록 추가 가공한다.

즉, 보강부재(15)를 도 3과 같이 그 저면부가 평면부(15a)로 된 형상으로 별도 제작한 뒤, 케이싱(10)을 성형하기 위해 다이캐스팅 주조하는 과정에서 상기 보강부재(15)의 내측면이 오일이 흐르는 통로를 형성하도록 보강부재(15)가 흡입통로부(14)의 내측면에 인서트될 수 있게 주조하되, 흡입통로부(14)의 저면부 살 두께가 상대적으로 얇기 때문에 이 부위에 보강부재(15)의 평면부(15a)가 위치되도록 하고(도 2의 좌측 도면 참조), 이후 후속 가공으로서 보강부재(15)의 평면부(15a) 내측면을 추가 가공하여 보강부재(15)가 형성하는 통로 단면이 원형이 되도록 하는 것이다(도 2의 우측 도면 참조).

도 2의 좌측 도면은 다이캐스팅 주조 직후의 케이싱 상태를 나타낸 도면으로 보강부재(15)의 평면부(15a) 내측면을 가공하기 전 케이싱(10)의 주조된 상태를 나타낸 도면이며, 우측 도면은 다이캐스팅 주조 후 통로 단면이 원형이 되도록 보강부재(15)의 평면부(15a) 내측면을 추가로 가공하여 케이싱(10)을 완성된 상태를 나타낸 도면이다.

도 2의 우측 도면과 같이 보강부재(15)의 평면부(15a) 내측면을 원형을 이루도록 추가 가공하게 되면, 흡입통로부(14)의 저면부 살 부분이 일부 노출되면서 결국 보강부재(15)는 최종 설치상태에서 저면부에 해당하는 평면부(15a)의 일측이 삭제된 상태로 저면부의 일부가 개구된 구조가 된다.

그리고, 상기 보강부재(15)는 흡입통로부(14)의 내측면을 보강하는 용도로 인서트되는 것인 만큼 케이싱(10)의 소재보다는 강도가 큰 소재로 제작되어야 한다.

상기 보강부재(15)의 소재로는, 케이싱(10)이 알루미늄 합금을 다이캐스팅 공법으로 주조하여 성형되므로, 케이싱의 소재로 사용되는 알루미늄 합금보다는 강도가 높은 소재를 사용하여 침식부분을 보완해야 하며, 바람직하게는 철계 분말을 성형 및 소결시켜 고강도를 가지도록 제조한 보강부재가 사용될 수 있다.

이때, 철계 분말을 사용하여 고강도로 분말 성형한 보강부재(15)를 별도로 제작한 뒤, 철계 보강부재(15)를 케이싱(10)의 다이캐스팅 주조시에 금형의 코어 핀에 끼운 상태로 알루미늄 합금 용융 소재를 금형 내부에 고압 사출하여 주조하며, 이에 보강부재(15)가 흡입통로부(14)의 내측면에 일체로 인서트 고정된 케이 싱(10)을 제조할 수 있게 된다.

바람직하게는, 다이캐스팅 주조가 완료된 상태에서 완성된 제품, 즉 다이캐스팅된 케이싱(10)을 금형으로부터 탈형시킬 때, 보강부재(15)가 코어 핀으로부터 쉽게 취출될 수 있도록 하기 위해, 상기 보강부재(15)는 외주면의 원주 둘레를 따라 단차진 턱(15b)이 형성되도록 길이방향의 앞쪽 구간 외경을 뒤쪽 구간 외경에 비해 상대적으로 작게 한 구조로 제작된다.

즉, 상기 보강부재(15)가 흡입통로부(14) 내측면 위치에 일체화되어 케이싱(10)이 성형될 수 있도록 보강부재를 금형의 코어 핀에 끼운 뒤 케이싱 소재가 되는 알루미늄 합금 용융 소재를 금형 내에 고압 사출하게 되는데, 알루미늄 합금 제품이 성형되고 난 뒤 제품이 금형에서 취출될 때 흡입통로부(14)에 인서트된 보강부재(15)도 금형의 코어 핀으로부터 용이하게 빠져나와야 하므로, 상기와 같이 보강부재(15)의 외주면에 단차진 턱(15b)를 형성시켜 케이싱 소재 내에 인서트시키게 되면, 보강부재(15)와 케이싱(10)이 단차진 턱(15b)에 의해 취출되는 방향으로 완전 일체화되어지면서, 보강부재(15)가 코어 핀으로부터 쉽게 빠질 수 있게 된다.

만약, 보강부재(15)가 단차진 턱(15b) 없이 흡입통로부(14) 내측면에 단순히 끼워져 있는 형태로 다이캐스팅되면, 케이싱(10)을 금형으로부터 취출할 때 보강부재(15)가 흡입통로부(14)로부터 슬라이딩되어 빠지면서 금형의 코어 핀에 남아 있을 수 있다.

이러한 문제를 방지하기 위해, 보강부재(15)의 외주면에 금형으로부터 제품이 취출되는 방향으로 흡입통로부(14)의 내주면에 걸릴 수 있는 단차진 턱(15b)을 형성하여, 다이캐스팅이 완료된 뒤 흡입통로부(14)의 내주면에 턱(15b) 부분이 인서트된 상태에서 보강부재(15)와 흡입통로부(14)가 취출 방향으로 완전 일체화되도록 하고, 이에 취출시 보강부재(15)가 코어 핀으로부터 용이하게 빠져나올 수 있게 하는 것이다.

이와 같이 하여, 본 발명에 따르면, 흡입통로부(14)의 내측면을 별도 보강부재(15)로 보강하므로 종래와 같은 침식 발생 문제가 해결될 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 파워스티어링 오일펌프의 케이싱 및 그 제조방법에 의하면, 흡입포트를 통해 유입된 오일을 상대부품인 커버의 오일유로로 안내하는 흡입통로부에서 그 내측면을 별도 보강부재를 사용하여 보강함으로써, 고압으로 사용할 때 발생하였던 침식 발생의 문제점이 해결될 수 있게 되며, 결국 내구성 확보 및 성능 향상의 효과가 있게 된다.

Claims (7)

1. 내부의 오일통로로서, 파워스티어링 오일이 흡입되는 흡입포트와, 상기 흡입포트에 연통되어 상대부품인 커버의 오일유로와 연통되어지는 흡입통로부가 형성된 파워스티어링 오일펌프의 케이싱에 있어서,

   상기 흡입통로부의 내측면에 케이싱 소재에 비해 상대적으로 강도가 높은 재질의 원통형 보강부재가 인서트되어 일체 고정됨으로써 상기 보강부재의 내측면이 오일이 접촉하여 통과하게 되는 통로의 내측면을 형성하도록 하되,

   상기 보강부재는 길이방향의 앞쪽 구간 외경과, 뒤쪽 구간 외경간에 원주 둘레를 따라 단차진 턱이 형성된 구조가 되도록 철계 분말을 소결시켜 제작한 것임을 특징으로 하는 파워스티어링 오일펌프의 케이싱.
2. 삭제
3. 삭제
4. 내부의 오일통로로서, 파워스티어링 오일이 흡입되는 흡입포트와, 상기 흡입포트에 연통되어 상대부품인 커버의 오일유로와 연통되어지는 흡입통로부가 형성된 파워스티어링 오일펌프의 케이싱을 제조하는 방법에 있어서,

   (a) 철계 분말을 소결시켜 앞쪽 구간 외경과, 뒤쪽 구간 외경간에 원주 둘레를 따라 단차진 턱이 형성된 구조이면서 케이싱의 흡입통로부 저면부의 대응부위인 저면부를 평면부가 되도록 원통형 보강부재를 제조하는 단계와;

   (b) 케이싱의 다이캐스팅 주조시에 상기 보강부재가 흡입통로부의 내측면에 인서트되어 일체화 고정되도록 상기 보강부재를 금형의 코어 핀에 끼운 뒤 케이싱 용융 소재를 금형 내에 고압 사출하여 주조하는 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 파워스티어링 오일펌프의 케이싱 제조방법.
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