KR101134882B1 - 댐핑 밸브를 구비한 유압식 조향장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 댐핑 밸브를 구비한 유압식 조향장치에 관한 것이다.
본 발명은 댐핑 밸브를 구비한 유압식 조향장치에 있어서, 가운데 부분에는 유체가 이동하는 유로공이 형성되고, 상기 유로공 가장자리 부분은 콘 형상으로 일측면 방향으로 돌출된 콘부가 형성되되, 상기 콘부는 복수 개의 절개부에 의해서 복수 개의 날개로 나누어진 체크 밸브; 및 상기 체크 밸브가 내설되는 밸브 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 댐핑 밸브를 구비한 유압식 조향장치를 제공한다.
본 발명에 의하면, 유체가 이동하는 유로공이 형성되고, 유로공 가장자리 부분은 일측 방향으로 돌출되도록 콘 형상의 콘부가 형성되되, 콘부는 복수 개의 절개부를 따라서 절개된 체크 밸브는 밸브 하우징에 설치되어 유체의 흐름을 콘트롤하되, 체크 밸브는 구조가 단순하여 제작이 용이하고 설치가 간단하다.
댐핑, 유압, 조향, 밸브

Description

댐핑 밸브를 구비한 유압식 조향장치{Hydraulic Power Steering System Having Damping Valve}
도 1은 종래의 유압식 조향장치의 전체적인 구성을 도시한 개략도,
도 2는 종래의 유압식 조향장치에 설치되는 댐핑 밸브를 도시한 단면도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 댐핑 밸브를 도시한 단면도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 댐핑 밸브에 구비된 체크 밸브의 사시도,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 체크 밸브의 작동상태를 도시한 단면도,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 체크 밸브의 작동상태를 도시한 단면도,
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 체크 밸브의 형상을 도시한 평면도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100: 밸브 하우징 110: 피드 튜브
120: 댐핑 밸브 130: 실린더 하우징
150: 랙바 205: 밸브 바디
210: 디스크 215: 캡
220: 서포터 225: 밸브 판
230: 체결공 235: 플레이트
245: 격벽 250: 역방향 유로
255: 케이싱 265: 코일 스프링
300: 밸브 하우징 315: 디스크부
320: 콘(Cone)부 325: 유로공
330: 체크 밸브 400: 절개부
405: 제 1 날개 410: 제 2 날개
415: 제 3 날개
본 발명은 댐핑 밸브를 구비한 유압식 조향장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 밸브 하우징에서 실린더 하우징 사이에 유압의 흐름을 단속하되 구조가 단순하여 제작이 용이하고 조립이 간단한 댐핑 밸브를 구비한 유압식 조향장치에 관한 것이다.
차량이 정지한 상태에서 바퀴를 조향하기 위해서는 바퀴와 노면 사이의 마찰력보다 큰 힘이 가해져야 한다. 일반적으로 차량의 중량이 큰 경우와 바퀴의 폭이 넓은 경우에는 바퀴와 노면 사이 마찰력이 더욱 크기 때문에 운전자가 조향장치를 조작하는 데 적지 않은 힘이 든다.
이러한 경우 운전자의 힘을 덜어주기 위해 동력 조향장치(Power Steering System)가 개발되었는데, 동력 조향장치는 크게 전동식 조향장치와 유압식 조향장치로 나뉜다.
전동식 조향장치는 모터의 조향 보조 동력을 이용하는데, 랙 구동식(R-EPS: Rack-Electric Power Steering), 조향축 구동식(C-EPS: Column-Electric Power Steering) 및 피니언축 구동식(P-EPS: Pinion-Type Electric Power Steering)으로 나뉜다.
유압식 조향장치는 엔진의 회전력을 이용하여 유압 펌프를 작동시키고, 유압 펌프에서 발생한 유압으로 피스톤을 움직여서 운전자의 조향력을 보조하게 된다.
도 1은 종래의 유압식 조향장치의 전체적인 구성을 도시한 개략도이다.
종래의 유압식 조향장치에는 유압을 공급하는 펌프(미도시), 작동유의 유로를 변경하는 로터리 밸브를 둘러싸는 밸브 하우징(100), 한 쌍의 피드 튜브(110)를 통해 밸브 하우징(100)에 연결된 실린더 하우징(130) 등이 구비된다.
피드 튜브(110)와 실린더 하우징(130)이 연결된 부위에는 바퀴 등으로부터 전달되는 역입력 하중(Kick-back)에 의한 랙바(150)의 진동을 감쇠시키기 위한 댐핑 밸브(120)가 설치되며, 댐핑 밸브(102)는 실린더 하우징(130)의 내부로 유입되거나 실린더 하우징(130)의 외부로 유출되는 작동유의 유량을 조절하게 된다.
도 2는 종래의 유압식 조향장치에 설치되는 댐핑 밸브를 도시한 단면도이다.
도시한 것과 같이 종래의 댐핑 밸브는 중공 형상인 내부에는 역방향 유로 (250)가 형성되도록 격벽(245)이 형성된 밸브 바디(205) 및 밸브 바디(205)의 상측에 결합되되 피드 튜브(110)가 결합되는 체결공(230)을 구비하는 캡(215)을 포함하여 구성된다.
또한, 밸브 바디(205)의 격벽(245)의 내측에는 유체의 흐름을 단속하는 체크 밸브(260)가 내설된다.
체크 밸브(260)는, 케이싱(255), 케이싱(255)의 내측 상부에 설치되되 중앙이 천공된 플레이트(235), 플레이트(235)의 하면에 밀착되거나 그로부터 이격되어 유체의 흐름에 따라 유로를 개폐시키는 밸브 판(225) 및 밸브 판(225)이 플레이트(235)의 하면에 밀착되도록 탄성 지지하는 코일 스프링(205)을 포함하여 구성된다.
또한, 밸브 바디(205)의 내측 상부에는 디스크(210)와 서포터(220)가 순차적으로 착설된다.
디스크(210)는 밸브 바디(205)의 격벽(245)에 의해 형성되는 역방향 유로의 개폐를 제어하도록 격벽(245)의 상부에 밀착되며, 디스크(210)의 상측에는 서포터(220)가 구비되어 디스크(210)를 밀착 고정하게 된다.
전술한 것과 같이 밸브 바디(205)의 내부에는 체크 밸브(260), 디스크(210) 및 서포터(220)가 설치되며 밸브 바디(205)의 상부에는 피드 튜브(110)가 결합되도록 체결공(230)을 구비한 캡(215)이 구비된다.
도 1 및 도 2를 참조하여 댐핑 밸브(120)가 작동하는 모습을 설명하면 다음과 같다. 우선, 실린더 하우징(130)에 내설된 피스톤이 일측으로 이동하도록 밸브 하우징(100)으로부터 작동유가 공급되면, 작동유는 피드 튜브(110)를 따라 실린더 하우징(130) 내의 양측 실린더에 선택적으로 공급되어 랙바(150)를 좌/우로 슬라이딩시키게 된다.
실린더 하우징(130) 내로 공급되는 작동유는 밸브 바디(205)에 내설된 체크 밸브(260)를 거쳐 공급되게 되는데, 작동유는 체크 밸브(260)의 밸브 판(225)을 하측으로 밀어내어 코일 스프링(205)을 압축시키고, 그에 따라 밸브 판(225)이 플레이트(235)로부터 이격되므로 유로가 개방되어 랙바(150)를 슬라이딩시키게 된다.
반면, 실린더 하우징(130)의 외부로 배출되는 작동유는 밸브 바디(205)의 격벽(245) 내측에 형성된 역방향 유로(250)를 거쳐 피드 튜브(110)로 이송되게 된다.
좀더 상세하게 설명하면, 실린더 하우징(130)에서 배출된 작동유가 역방향 유로(250) 상단에 설치된 디스크(210)를 상측으로 밀어내면, 디스크(210)가 소정 각도로 기울어지므로 유로가 개방되고, 개방된 유로를 통하여 작동유가 피드 튜브(110)를 거쳐 밸브 하우징(100)으로 이동하게 된다.
바퀴 등으로부터 전달되는 역입력 하중에 의해 랙바(150)가 진동하는 경우, 작동유도 진동을 전달받게 된다. 그리고 진동을 전달받은 작동유는 일시적으로 역방향 유로(250)를 거쳐 디스크(210)를 변형시키면서 이동하게 된다. 그러나 디스크(210)의 탄성 복원력에 의해서 변형량이 제한되므로 작동유의 이동량이 제한되어 랙바(150)의 급격한 이동은 줄어들게 된다. 따라서, 랙바(150)의 진동은 줄어들게 된다.
한편, 종래 기술에 의하는 경우 밸브 바디(205)에 내설된 체크 밸브(260)는 케이싱(255), 플레이트(235), 밸브 판(225) 및 코일 스프링(205) 등으로 구성되기 때문에 구조가 복잡하다는 문제점이 있다. 또한, 체크 밸브(260)를 생산하는데 있어서 여러 개의 부품을 조립해야 했기 때문에 제작 비용이 늘어나는 등의 문제점도 있었다.
상기한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 밸브 하우징에서 실린더 하우징 사이에 유압의 흐름을 단속하되 구조가 단순하여 제작이 용이하고 조립이 간단한 댐핑 밸브 구비한 조향장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 댐핑 밸브를 구비한 유압식 조향장치에 있어서, 상기 댐핑 밸브는, 상하 방향으로 개방된 구조로서, 상부측은 실린더 하우징에 연결되고 하부측은 피드 튜브에 연결되는 밸브 하우징; 상기 밸브 하우징에 내설되되, 원판 형상의 디스크부, 상기 디스크부의 중앙 부분에 일측면 방향으로 돌출 형성된 콘부, 상기 콘부의 중앙에 형성된 유로공, 상기 콘부를 절개부로 나누어 형성되는 복수 개의 날개를 포함하는 체크 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 댐핑 밸브를 구비한 유압식 조향장치를 제공한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 댐핑 밸브를 도시한 단면도이다.
밸브 하우징(100)은 상하 방향으로 개방된 구조로서 상부측은 실린더 하우징(130)에 연결되고 하부측은 피드 튜브(110)에 연결되며, 체크 밸브(330)가 내설된다.
체크 밸브(330)의 가장자리 부분에는 디스크부(315)가 형성되고, 중앙 부분에는 정방향(305)으로 돌출되는 콘부(320)가 형성되어 있으며, 콘부(320)에는 유로공(325)이 형성되어 있다.
유로공(325)을 따라 작동유가 정방향(305) 또는 역방향(310)으로 흐르게 되며, 이때 콘부(320)는 작동유의 흐름 방향에 따라 탄성변형된다. 한편, 콘부(320)가 탄성변형되면 유로공(325)의 면적이 변화되고 작동유의 유량도 변하게 된다.
작동유가 역방향(310)으로 흐를 경우에는 콘부(320)가 역방향(310)으로 탄성변형되어 유로공(325)의 면적이 줄어들고, 유압이 정방향(305)으로 흐를 경우에는 콘부(320)가 정방향(305)으로 탄성변형되어 유로공(325)의 면적이 늘어나게 된다.
바퀴으로부터 전달되는 역입력 하중에 의해 랙바(150)가 진동하는 경우, 진동을 전달받은 유체가 역방향(310)으로 이동하게 되는데, 이때 유로공(325)의 면적이 줄어들어 작동유의 유량이 제한된다.
유량이 제한되면 랙바(150)의 움직임이 제한되어 랙바(150)의 떨림이나 과도한 움직임이 줄어들게 되어 랙바(150)의 진동과 소음이 줄어들게 된다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 댐핑 밸브에 구비된 체크 밸브의 사시도이다.
도시한 것과 같이 체크 밸브(330)는 원판 형상의 디스크부(315) 및 정방향(305)으로 돌출되되 중심부에 유로공(325)을 구비하는 콘부(320)를 포함하여 구성된다.
콘부(320)는 절개부(400)를 사이에 두고 제 1 날개(405), 제 2 날개(410) 및 제 3 날개(415) 등으로 나뉘며, 절개부(400)에 의해서 콘부(320)는 작동유의 흐름 방향에 따라 용이하게 탄성변형된다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 체크 밸브의 작동상태를 도시한 단면도이고, 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 체크 밸브의 작동상태를 도시한 단면도이다.
도 5에 도시한 것과 같이 작동유가 정방향(305)으로 흐를 경우에 콘부(320)는 작동유의 압력에 의해서 탄성변형되어 유로공이 넓어진다. 그리고 넓어진 유로공(325)을 통해 원활하게 작동유가 흐를 수 있게 된다.
또한, 도 6에 도시한 것과 같이 작동유가 역방향(310)으로 흐를 경우 콘부(320)는 작동유의 압력에 의해서 탄성변형되어 유로공(325)이 좁아진다. 그리고 좁아진 유로공(325)으로 인하여 작동유의 유량이 줄어들게 된다.
종래의 댐핑 밸브는 정방향 및 역방향 유로가 분리되어 있으며, 각각의 기능을 위한 기구들로 복잡한 구조를 가지고 있지만, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 댐핑 밸브는 정방향 및 역방향 유로가 분리되어 있지 않으며, 유로공이 정방향 및 역방향 기능을 수행하기 때문에 비교적 간단한 구조를 가지고 있는 것이 특징이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 체크 밸브의 형상을 도시한 평면도이다.
도시한 것과 같이 절개부(400)를 사이에 두고 제 1 날개(405), 제 2 날개(410) 및 제 3 날개(415) 등으로 나누어진 콘부(320)에 있어서, 절개부(400)가 나선형상을 가진다.
또한, 제 1 날개(405)와 제 2 날개(410)가 일부 교차되는 구조로 되어 있어서, 콘부(320)가 벌어지면 교차된 면적이 줄어들고 콘부(320)가 오므라지면 교차된 면적이 늘어나게 된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 체크 밸브(330)의 재질은 탄성 복원력이 뛰어난 금속 또는 고무를 사용하는 것이 바람직할 것이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 유체가 이동하는 유로공이 형 성되고, 유로공 가장자리 부분은 일측 방향으로 돌출되도록 콘 형상의 콘부가 형성되되, 콘부는 복수 개의 절개부를 따라서 절개된 체크 밸브는 밸브 하우징에 설치되어 유체의 흐름을 콘트롤하되, 체크 밸브는 구조가 단순하여 제작이 용이하고 설치가 간단하다.

Claims (2)

  1. 댐핑 밸브를 구비한 유압식 조향장치에 있어서,
    상기 댐핑 밸브는,
    상하 방향으로 개방된 구조로서, 상부측은 실린더 하우징에 연결되고 하부측은 피드 튜브에 연결되는 밸브 하우징;
    상기 밸브 하우징에 내설되되, 원판 형상의 디스크부, 상기 디스크부의 중앙 부분에 일측면 방향으로 돌출 형성된 콘부, 상기 콘부의 중앙에 형성된 유로공, 상기 콘부를 절개부로 나누어 형성되는 복수 개의 날개를 포함하는 체크 밸브;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 댐핑 밸브를 구비한 유압식 조향장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 절개부는 나선형상으로 형성되며 상기 복수 개의 날개가 서로 일부 겹치도록 형성되어, 작동유가 정방향으로 흘러 상기 콘부가 벌어지면 교차된 면적이 줄어들고, 작동유가 역방향으로 흘러 콘부가 오므라지면 교차된 면적이 늘어나게 형성된 것을 특징으로 하는 댐핑 밸브를 구비한 유압식 조향장치.
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