KR101195676B1 - 자동차의 유압식 동력 보조 조향장치 - Google Patents

자동차의 유압식 동력 보조 조향장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차의 유압식 동력 보조 조향장치에 관한 것이다.
본 발명은 압력 포트와 리턴 포트가 구비되어 있는 밸브 하우징과; 가압 플랜지가 구비되어 있고, 압력관 체결홀과 하우징 체결홀이 형성되어 있는 체결 플레이트와; 압력관 체결홀의 양 단부와 접하는 부위에 환형의 비드를 형성하여 체결 플레이트와 일체로 밸브 하우징의 압력 포트에 삽입되는 압력관과; 리턴관 체결홀의 양 단부와 접하는 부위에 환형의 비드를 형성하여 체결 플레이트와 일체로 밸브 하우징의 리턴 포트에 삽입되는 리턴관과; 압력관과 리턴관의 끝단부 외주면에 결합되어 밸브 하우징의 압력 포트와 리턴 포트에 삽입되는 씰링부재; 및 체결 플레이트와 밸브 하우징을 체결하는 체결부재;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유압식 동력 보조 조향장치를 제공한다.
본 발명에 의하면 압력관과 리턴관을 체결 플랜지에 일체로 고정한 상태로 피니언 밸브 하우징에 체결함으로써 조립이 용이해져서 조립 공정을 단축하고, 조립시 리턴관의 중심위치를 조정할 수 있도록 가압 플랜지가 구비되어 있어서 조립 오차를 줄이고 조립성을 향상할 수 있는 효과가 있다.
조향장치, 피니언 밸브, 밸브 하우징, 압력관, 리턴관

Description

자동차의 유압식 동력 보조 조향장치{Hydraulic Power Steering Apparatus for Vehicle}
본 발명은 자동차의 유압식 동력 보조 조향장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 압력관과 리턴관을 체결 플랜지에 일체로 고정한 상태로 피니언 밸브 하우징에 체결함으로써 조립이 용이해져서 조립 공정을 단축하고, 조립시 리턴관의 중심위치를 조정할 수 있도록 가압 플랜지가 구비되어 있어서 조립 오차를 줄일 수 있는 자동차의 유압식 동력 보조 조향장치에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 조향장치는 자동차의 진행 방향을 운전자의 의지대로 변경할 수 있도록 하기 위한 장치로서 자동차의 앞바퀴가 선회하는 회전 중심을 임의로 변경하여 운전자가 원하는 방향으로 자동차를 진행시킬 수 있도록 보조하는 장치이다.
한편, 동력 보조 조향장치는 운전자가 자동차의 조향 휠(Steering Wheel)을 조작할 경우에 배력 장치를 이용하여 운전자의 조향 휠 조작력을 보조하여 줌으로써 보다 작은 힘으로 용이하게 차량의 진행 방향을 변경할 수 있도록 하는 장치이다.
이와 같은 동력 보조 조향장치는 유압식 동력 보조 조향장치(HPS: Hydraulic Power Steering Apparatus)와 전기식 동력 보조 조향장치(EPS: Electric Power Steering Apparatus)로 크게 구분된다.
유압식 동력 보조 조향장치는 엔진의 회전축에 연결된 오일 펌프가 작동유를 랙 바(Rack Bar)와 연결되어 있는 작동 실린더로 공급하면, 작동유를 공급받은 작동 실린더의 피스톤이 움직임으로써 조향 조작력을 보조하게 되어 운전자로 하여금 작은 힘으로 조향 조작을 할 수 있도록 하는 장치이다.
반면, 전기식 동력 보조 조향장치는 오일 펌프와 작동 실린더 대신에 랙 바 또는 컬럼에 모터 및 전자 제어 장치(ECU: Electronic Control Unit)를 포함하고 있어 모터의 힘으로 조작력을 보조해 주는 장치이다. 최근에는 전기식 동력 보조 조향장치를 탑재한 자동차가 늘어나고 있는 실정이기는 하나 아직 대부분의 자동차에는 유압식 동력 보조 조향장치가 사용되고 있다.
도 1은 자동차의 유압식 동력 보조 조향장치를 나타내는 사시도이고, 도 2는 자동차의 유압식 동력 보조 조향장치의 일부를 나타내는 조립도이다.
도 1과 도 2에서 각각 도시하는 바와 같이 자동차의 유압식 동력 보조 조향장치(100)는 조향 휠(미도시)이 장착되어 있는 조향 축(미도시)의 하단부에 설치되어 조향시 작동유의 유동 방향을 제어하는 피니언 밸브 어셈블리(120)와 피니언 밸브 어셈블리(120)의 작동에 따라 조향 차륜을 조향시키는 타이로드(115)에 작용력을 인가하는 작동 실린더(140)를 포함하여 구성된다.
오일 펌프(130)로부터 공급되는 작동유가 압력 파이프(135)를 통하여 피니언 밸브 어셈블리(120)에 공급되고, 조향시 조향 축(미도시)의 회전 방향에 따라 작동유를 피드 튜브(110)를 통해 작동 실린더(140)의 좌,우측 압력실에 선택적으로 공급하면, 랙바와 결합되어 있는 피스톤이 유압에 의해 좌,우로 슬라이딩되면서 조향력을 보조하여 주고, 피니언 밸브 어셈블리(120)에서 동작을 완료한 작동유는 리턴 파이프(125)를 통해 오일 저장 탱크(131)로 돌아와 다시 흡입 호스(132)를 통해 오일 펌프(130)로 공급되는 유압 계통을 갖는다.
피니언 밸브 어셈블리(120)의 밸브 하우징(210)의 일측에는 작동유를 공급하는 압력 파이프(135)가 결합되는 압력 포트(220)와 작동유를 회수하는 리턴 파이프(125)가 결합되는 리턴 포트(230)가 형성되어 있고, 압력 파이프(135)와 리턴 파이프(125)의 결합을 지지하는 서포트 플레이트(250)가 하우징 결합홀(240)에서 체결부재(260)에 의해 결합된다.
그러나, 이와 같은 종래의 유압식 동력 보조 조향장치는 압력 파이프와 리턴 파이프를 피니언 밸브 어셈블리의 개별적으로 밸브 하우징에 끼운 후 서포트 플레이트를 측면으로 삽입하여 볼트를 체결하는 구조를 갖고 있어서 조립 공정이 늘어나는 문제점과, 체결부재를 서포트 플레이트에 가체결한 상태에서는 서포트 플레이트를 체결할 수 없어서 조립성이 떨어지는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 압력관과 리턴관을 일체로 체결 플레이트에 고정한 후 밸브 하우징에 한번에 체결할 수 있고 리턴관의 중심 위치도 조정할 수 있어서, 조립이 용이해지고 작업 공정을 단축시킬 수 있는 자동차의 유압식 동력 보조 조향장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 작동유를 공급하는 압력관이 삽입 결합되는 압력 포트와, 작동유를 오일 저장 탱크로 배송하는 리턴관이 삽입 결합되는 리턴 포트가 구비되어 있는 밸브 하우징과; 상기 리턴관의 외주면 일부를 감싸면서 지지하여 상기 리턴 포트와의 중심위치 조정이 가능하도록 리턴관 체결홀의 일부를 절개하여 형성된 가압 플랜지가 구비되어 있고, 압력관이 관통되어 결합되는 압력관 체결홀과 상기 밸브 하우징과의 체결을 위한 하우징 체결홀이 형성되어 있는 체결 플레이트와; 상기 압력관 체결홀에 관통시킨 후 상기 압력관 체결홀의 양 단부와 접하는 부위의 외주면을 코킹하여 상기 압력관 체결홀의 직경보다 큰 환형의 압착 비드와 지지 비드를 형성하여, 상기 체결 플레이트와 일체로 상기 밸브 하우징의 압력 포트에 삽입되는 압력관과; 상기 리턴관 체결홀에 관통시킨 후 상기 리턴관 체결홀의 양 단부와 접하는 부위의 외주면을 코킹하여 상기 리턴관 체결홀의 직경보다 큰 환형의 내측 비드와 외측 비드를 형성하여, 상기 체결 플레이트와 일체로 상기 밸브 하우징의 리턴 포트에 삽입되는 리턴관과; 상기 압력관과 리턴관의 끝단부 외주면에 끼워져 상기 밸브 하우징의 압력 포트와 리턴 포트에 삽입되는 씰링부재; 및 상기 압력관과 리턴관이 결합된 체결 플레이트와 상기 밸브 하우징을 체결하는 체결부재;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 유압식 동력 보조 조향장치를 제공한다.
본 발명에 의하면 압력관과 리턴관을 체결 플랜지에 일체로 고정한 상태로 피니언 밸브 하우징에 한번에 체결함으로써 조립이 용이해져서 조립 공정을 단축하고, 조립시 리턴관의 중심위치를 조정할 수 있도록 가압 플랜지가 구비되어 있어서 조립성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 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 설명을 생략한다.
도 3은 본 발명에 의한 자동차의 유압식 동력 보조 조향장치의 체결 플레이트를 나타내는 사시도이고, 도 4는 본 발명에 의한 자동차의 유압식 동력 보조 조향장치를 나타내는 단면도이다.
도 3과 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 자동차의 유압식 동력 보조 조향장치는 작동유를 공급하는 압력관(450)이 삽입 결합되는 압력 포트(220)와, 작동유를 오일 저장 탱크로 배송하는 리턴관(470)이 삽입 결합되는 리턴 포트(230)가 구비되어 있는 밸브 하우징(210)과; 상기 리턴관(470)의 외주면 일부를 감싸면서 지지하여 상기 리턴 포트(230)와의 중심위치 조정이 가능하도록 리턴관 체결홀(320)의 일부를 절개하여 형성된 가압 플랜지(325)가 구비되어 있고, 압력관(450)이 관통되어 결합되는 압력관 체결홀(310)과 상기 밸브 하우징(210)과의 체결을 위한 하우징 체결홀(330)이 형성되어 있는 체결 플레이트(300)와; 상기 압력관 체결홀(310)에 관통시킨 후 상기 압력관 체결홀(310)의 양 단부와 접하는 부위의 외주면을 코킹하여 상기 압력관 체결홀(310)의 직경보다 큰 환형의 압착 비드(420)와 지지 비드(425)를 형성하여, 상기 체결 플레이트(300)와 일체로 상기 밸브 하우징(210)의 압력 포트(220)에 삽입되는 압력관(450)과; 상기 리턴관 체결홀(320)에 관통시킨 후 상기 리턴관 체결홀(320)의 양 단부와 접하는 부위의 외주면을 코킹하여 상기 리턴관 체결홀(320)의 직경보다 큰 환형의 내측 비드(430)와 외측 비드(435)를 형성하여, 상기 체결 플레이트(300)와 일체로 상기 밸브 하우징(210)의 리턴 포트(230)에 삽입되는 리턴관(470)과; 상기 압력관(450)과 리턴관(470)의 끝단부 외주면에 끼워져 상기 밸브 하우징(210)의 압력 포트(220)와 리턴 포트(230)에 삽입되는 씰링부재(410); 및 상기 압력관(450)과 리턴관(470)이 결합된 체결 플레이트(300)와 상기 밸브 하우징(210)을 체결하는 체결부재(260);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 유압식 동력 보조 조향장치는 밸브 하우징(210)에 압력관(450)과 리턴관(470)을 개별적으로 체결하지 않고, 체결 플레이트(300)에 압력관(450)과 리턴관(470)을 고정하여 이를 일체로 밸브 하우징(210)에 체결하는 구조 를 구비하고 있어서, 조립이 용이해지고 조립 공정이 단축되도록 되어 있다.
또한, 체결 플레이트(300)를 밸브 하우징(210)에 체결시 압력관(450)은 고정시킨 상태로 체결하고 리턴관(470)은 밸브 하우징(210)의 리턴 포트(230)와의 중심 위치를 조정할 수 있도록 체결 플레이트(300)에 가압 플랜지(325)가 구비되어 있어서, 조립시 정밀성을 높일 수 있게 되어 있다.
밸브 하우징(210)에는 피니언 밸브로 작동유를 공급하는 압력관(450)이 삽입 결합되는 원통형의 압력 포트(220)와, 작동유를 오일 저장 탱크로 배송하는 리턴관(470)이 삽입 결합되는 원통형의 리턴 포트(230)가 구비되어 있고, 체결 플레이트(300)와의 체결을 위한 하우징 결합홀(240)이 구비되어 있다.
압력관(450)과 리턴관(470)이 고정되는 체결 플레이트(300)에는 밸브 하우징(210)과의 체결시 리턴관(470)의 외주면 일부를 감싸면서 지지하여 리턴 포트(230)와의 중심위치 조정이 가능하도록 리턴관 체결홀(320)의 일부를 절개하여 형성하는 가압 플랜지(325)가 구비되어 있고, 압력관(450)이 관통되어 결합되는 압력관 체결홀(310)과 밸브 하우징(210)과의 체결을 위한 하우징 체결홀(330)이 형성되어 있다.
또한, 체결 플레이트(300)의 압력관 체결홀(310)은 압력관(450)을 관통할 때 압입 고정시킬 수 있도록 세레이션(315)이 형성되어 있으며, 체결 플레이트(300)에는 밸브 하우징(210)과의 결합시 리턴관(470)과 리턴 포트(230)와의 중심 조정이 용이하도록 리턴관 체결홀(320)의 일측을 슬릿형상으로 절개한 노치부(327)가 형성되어 있다.
한편, 하우징 체결홀(330)에는, 내경에 세레이션이 형성된 와셔(335)가 결합되거나 일체로 형성될 수 있는데, 조립후 체결부재(260)의 자체 풀림을 방지하며, 하우징 체결홀(330)에 체결부재(260)의 가조립시 체결부재(260)의 이탈을 방지하여, 압력관(450)과 리턴관(470)이 결합된 체결 플레이트(300)의 조립 편의성과 신뢰성을 높여주게 된다.
와셔(335)는, 내경에 세레이션이 형성된 이붙이 와셔(Toothed Washer)를 하우징 체결홀(330) 부위에 요홈을 형성하여 압입하는 등의 방법으로 고정하거나, 하우징 체결홀(330)을 직접 가공하여 형성할 수도 있다.
압력관(450)은 체결 플레이트(300)와 일체로 밸브 하우징(210)의 압력 포트(220)에 삽입되는데, 체결 플레이트(300)의 압력관 체결홀(310)에 관통시킨 후, 체결 플레이트(300)와의 이탈을 방지하도록 압력관 체결홀(310)의 양 단부와 접하는 부위의 외주면을 코킹하여 압력관 체결홀(310)의 직경보다 큰 환형의 압착 비드(420)와 지지 비드(425)를 형성한다.
한편, 리턴관(470)도 압력관(450)과 같이 체결 플레이트(300)와 일체로 밸브 하우징(210)의 리턴 포트(230)에 삽입되도록, 체결 플레이트(300)의 리턴관 체결홀(320)에 관통시킨 후, 체결 플레이트(300)와의 이탈을 방지하도록 리턴관 체결홀(320)의 양 단부와 접하는 부위의 외주면을 코킹하여 리턴관 체결홀(320)의 직경보다 큰 환형의 내측 비드(430)와 외측 비드(435)를 형성한다.
즉, 압력관(450)과 리턴관(470)을 체결 플레이트(300)의 압력관 체결홀(310)과 리턴관 체결홀(320)에 각각 관통시킨 후 압력관(450)과 리턴관(470)의 외주면을 코킹하여 외주면에서 돌출되는 환형의 비드를 형성시킴으로써 체결 플레이트(300)와 고정시켜 일체로 밸브 하우징(210)에 체결하도록 되어 있다.
또한, 압력관(450)을 통과하는 작동유는 리턴관(470)에 비해 유압이 상당히 높으므로 리턴관(470)의 결합력보다 압력관(450)의 결합력을 높이기 위해 체결 플레이트(300)와 밸브 하우징(210) 사이에 형성되는 압력관(450)의 압착 비드(420)를 리턴관(470)의 내측 비드(430)보다 크게 형성하여 밸브 하우징(210)과의 체결시 체결부재(260)의 체결력에 의해 체결 플레이트(300)와 밸브 하우징(210) 사이서 압착되며 결합되도록 되어 있다.
압력관(450)과 리턴관(470)의 끝단부 외주면에는 하나 이상의 씰링부재(410)를 결합하여 밸브 하우징(210)의 압력 포트(220)와 리턴 포트(230)에 삽입하도록 하여 작동유의 유출을 방지하도록 되어 있다.
이렇게 압력관(450) 및 리턴관(470)과 결합된 체결 프레이트(300)는 체결부재(260)에 의해 밸브 하우징의 하우징 결합홀(240)에 체결된다.
이러한 형상과 구조를 갖는 본 발명에 의하면 압력관과 리턴관을 체결 플랜지에 일체로 고정한 상태로 피니언 밸브 하우징에 한번에 체결함으로써 조립이 용이해져서 조립 공정을 단축하고, 조립시 리턴관의 중심위치를 조정할 수 있도록 가압 플랜지가 구비되어 있어서 조립 오차를 줄이고 조립성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예들에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동일한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 자동차의 유압식 동력 보조 조향장치를 나타내는 사시도;
도 2는 자동차의 유압식 동력 보조 조향장치의 일부를 나타내는 조립도;
도 3은 본 발명에 의한 자동차의 유압식 동력 보조 조향장치의 체결 플레이트를 나타내는 사시도;
도 4는 본 발명에 의한 자동차의 유압식 동력 보조 조향장치를 나타내는 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
210: 밸브 하우징 220: 압력 포트
230: 리턴 포트 240: 하우징 결합홀
260: 체결부재 300: 체결 플레이트
310: 압력관 체결홀 315: 세레이션
320: 리턴관 체결홀 325: 가압 플레이트
327: 노치부 330: 하우징 체결홀
410: 씰링부재 420: 압착 비드
425: 지지 비드 430: 내측 비드
435: 외측 비드 450: 압력관
470: 리턴관

Claims (5)

  1. 작동유를 공급하는 압력관이 삽입 결합되는 압력 포트와, 작동유를 오일 저장 탱크로 배송하는 리턴관이 삽입 결합되는 리턴 포트가 구비되어 있는 밸브 하우징;
    상기 리턴관의 외주면 일부를 감싸면서 지지하여 상기 리턴 포트와의 중심위치 조정이 가능하도록 리턴관 체결홀의 일부를 절개하여 형성된 가압 플랜지가 구비되어 있고, 압력관이 관통되어 결합되는 압력관 체결홀과 상기 밸브 하우징과의 체결을 위한 하우징 체결홀이 형성되어 있는 체결 플레이트;
    상기 압력관 체결홀에 관통시킨 후 상기 압력관 체결홀의 양 단부와 접하는 부위의 외주면을 코킹하여 상기 압력관 체결홀의 직경보다 큰 환형의 압착 비드와 지지 비드를 형성하여, 상기 체결 플레이트와 일체로 상기 밸브 하우징의 압력 포트에 삽입되는 압력관;
    상기 리턴관 체결홀에 관통시킨 후 상기 리턴관 체결홀의 양 단부와 접하는 부위의 외주면을 코킹하여 상기 리턴관 체결홀의 직경보다 큰 환형의 내측 비드와 외측 비드를 형성하여, 상기 체결 플레이트와 일체로 상기 밸브 하우징의 리턴 포트에 삽입되는 리턴관;
    상기 압력관과 리턴관의 끝단부 외주면에 끼워져 상기 밸브 하우징의 압력 포트와 리턴 포트에 삽입되는 씰링부재; 및
    상기 압력관과 리턴관이 결합된 체결 플레이트와 상기 밸브 하우징을 체결하 는 체결부재;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 유압식 동력 보조 조향장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 체결 플레이트는 상기 밸브 하우징과의 결합시 상기 리턴관과 리턴 포트와의 중심 조정이 용이하도록 리턴관 체결홀의 일측을 슬릿형상으로 절개한 노치부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차의 유압식 동력 보조 조향장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 체결 플레이트와 상기 밸브 하우징 사이에 형성되는 상기 압력관의 압착 비드는 상기 리턴관의 내측 비드보다 크게 형성하여 상기 체결부재의 체결력에 의해 상기 체결 플레이트와 상기 밸브 하우징 사이서 압착되며 결합되는 것을 특징으로 하는 자동차의 유압식 동력 보조 조향장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 체결 플레이트의 압력관 체결홀은 상기 압력관을 압입 고정시킬 수 있도록 세레이션이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차의 유압식 동력 보조 조향장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징 체결홀에는 내경에 세레리션이 형성된 와셔가 결합되거나 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 유압식 동력 보조 조향장치.
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