KR102139917B1 - 전동식 유압 파워 스티어링 - Google Patents

전동식 유압 파워 스티어링 Download PDF

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Abstract

전동식 유압 파워 스티어링에 관한 발명이 개시된다. 본 발명에 따른 전동식 유압 파워 스티어링은: 내부에 모터와 모터와 결합되어 유체를 가압하는 펌프를 구비하는 하부 하우징; 및 펌프로 유체를 공급하고 펌프로부터 유체를 배출시키는 리저버 포트가 형성되고, 하부 하우징과 결합되는 상부 하우징;을 포함하고, 하부 하우징의 상측 외주면에는 원주방향을 따라서 복수 개의 돌기안착부가 형성되고, 상부 하우징에는 돌기안착부에 삽입되는 돌기가 형성되며, 돌기는 상측 외주면을 따라 회전되면서 복수 개의 돌기안착부 중 어느 한 개와 결합되어 리저버 포트의 위치를 변화시키는 것을 특징으로 한다.

Description

전동식 유압 파워 스티어링{ELECTRO-HYDRAULIC POWER STEERING}
본 발명은 전동식 유압 파워 스티어링에 관한 것으로, 보다 상세하게는 리저버 포트의 위치 변경을 용이하게 하면서 회전을 방지할 수 있는 전동식 유압 파워 스티어링에 관한 것이다.
일반적으로 차향의 조타력을 발생하는 파워 스티어링 장치는 핸들의 조작력을 가볍고 원활하게 하면서도 신속한 조향이 가능하도록, 유압을 이용하여 작동된다.
최근에는 차속 센서 및 조향 토크센서 등에서 감지한 차량의 운행조건에 따라 전자제어장치(Electronic Control Unit; ECU)에서 모터를 구동시키는 전동식 스티어링 장치가 적용되는데, 이 전동식 스티어링 장치로는 EHPS(Electro-Hydraulic Power Steering; 전동식 유압 파워 스티어링), MDPS(Motor Driven Power Steering; 전동식 파워 스티어링) 등이 있다.
EHPS는 모터를 이용하여 펌프를 회전시켜 동력을 지원하고, 조향시에만 모터가 가속되어 펌프가 오일을 송출한다. ECU는 차량 속도, 조향 각속도, 및 엔진 회전수 등의 신호를 받아 모터를 독립적으로 제어한다. 따라서, 차량의 속도에 따른 조향의 최적화로 우수한 운전 편의성을 제공한다.
종래 기술에서 유체가 유입되어 펌프에 공급 또는 배출되는 리저버 포트는 차량의 장착 방향에 따라 돌출된 위치를 변경할 필요가 있다. 따라서 리저버 포트 방향을 변경할 때, 리저버 포트가 설치되는 하우징의 금형을 새로 제작하여야 되는 문제점이 있다. 따라서, 이를 개선할 필요성이 요구된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제1039952호(2011. 06. 09. 공고, 발명의 명칭: 조향 유압 고장 안정성 타입 전동 동력 조향 장치)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 리저버 포트의 위치 변경을 용이하게 하면서 회전을 방지할 수 있는 전동식 유압 파워 스티어링을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 전동식 유압 파워 스티어링은: 내부에 모터와 상기 모터와 결합되어 유체를 가압하는 펌프를 구비하는 하부 하우징; 및 상기 펌프로 유체를 공급하고 상기 펌프로부터 유체를 배출시키는 리저버 포트가 형성되고, 상기 하부 하우징과 결합되는 상부 하우징;을 포함하고, 상기 하부 하우징의 상측 외주면에는 원주방향을 따라서 복수 개의 돌기안착부가 형성되고, 상기 상부 하우징에는 상기 돌기안착부에 삽입되는 돌기가 형성되며, 상기 돌기는 상기 상측 외주면을 따라 회전되면서 복수 개의 상기 돌기안착부 중 어느 한 개와 결합되어 상기 리저버 포트의 위치를 변화시킨다.
본 발명에서 상기 돌기는 상기 상부 하우징의 하측방향으로 연장되고 상기 상측 외주면에 밀착되는 가이드부에 형성된다.
본 발명에서 상기 돌기는 반구형으로 형성된다.
본 발명에서 상기 하부 하우징의 상측 외주면에는 탄성 변형 가능한 오링이 설치되고, 상기 상부 하우징이 상기 하부 하우징의 상부 외주면과 압입 결합될 때, 상기 오링의 탄성력에 의하여 상기 상부 하우징과 상기 하부 하우징 사이의 간극을 메운다.
본 발명에서 상기 상측 외주면에는 상기 오링이 삽입되는 오링안착홈이 형성된다.
본 발명에서 상기 상부 하우징에는 외주면을 감싸면서 가압하는 밴드가 설치된다.
본 발명에서 상기 리저버 포트는, 상기 펌프로 유체를 공급하는 제1리저버 포트; 및 상기 펌프 내에서 가압되는 유체를 외부로 배출하는 제2리저버 포트;를 포함한다.
본 발명에 따른 전동식 유압 파워 스티어링은, 리저버 포트의 회전을 방지하여 리저버 포트의 위치를 고정할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면 차량의 사양에 따라 리저버 포트의 위치를 변경할 필요가 있는 경우, 용이하게 리저버 포트 위치를 변경함으로써 별도의 하우징의 금형을 제작하는 비용을 감소할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 유압 파워 스티어링을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 유압 파워 스티어링을 개략적으로 나타낸 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명에서 "A"를 개략적으로 나타낸 부분 확대도이다.
도 4는 본 발명에서 "B"를 개략적으로 나타낸 부분 확대도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 상부 하우징과 하부 하우징의 체결을 개략적으로 나타낸 부분 확대 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 유압 파워 스티어링에서 상부 하우징을 회전시켜 리저버 포트의 위치를 변화시키는 것을 개략적으로 나타낸 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 유압 파워 스티어링에서 상부 하우징을 회전시켜 리저버 포트의 위치를 변화시키는 것을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 전동식 유압 파워 스티어링의 일 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 유압 파워 스티어링을 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 유압 파워 스티어링을 개략적으로 나타낸 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명에서 "A"를 개략적으로 나타낸 부분 확대도이고, 도 4는 본 발명에서 "B"를 개략적으로 나타낸 부분 확대도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 상부 하우징과 하부 하우징의 체결을 개략적으로 나타낸 부분 확대 단면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 유압 파워 스티어링에서 상부 하우징을 회전시켜 리저버 포트의 위치를 변화시키는 것을 개략적으로 나타낸 분해 사시도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 유압 파워 스티어링에서 상부 하우징을 회전시켜 리저버 포트의 위치를 변화시키는 것을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 유압 파워 스티어링은 하부 하우징(10) 및 상부 하우징(20)을 포함하여 이루어진다.
하부 하우징(10)은 내부에 일정 공간이 형성되는 것으로, 내부 공간에 모터(3) 및 펌프(5) 등이 구비된다. 모터(3)는 전원의 공급에 의하여 구동되는 것으로, 펌프(5)에 회전력을 제공한다. 모터(3)의 회전수는 조향 휠(미도시)의 조향각도센서(미도시), 펌프(5)의 압력센서(미도시) 등에 기초하여 제어부(미도시)에서 제어된다. 펌프(5)는 모터(3)와 결합되고, 상부 하우징(20)의 리저버 포트(21)로부터 유체를 공급받아 유체를 가압하거나, 리저버 포트(21)를 통하여 외부로 유체를 배출한다. 하부 하우징(10)의 내부에는 리저버 포트(21)로부터 공급받은 유체를 저장하는 저장부(미도시)가 형성된다. 본 발명의 실시예에서 유체는 오일이 사용될 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 하부 하우징(10)의 상측 외주면(11)에는 원주방향을 따라서 복수 개의 돌기안착부(15)가 형성된다. 돌기안착부(15)는 상부 하우징(20)에 형성되는 돌기(25)가 삽입·수용되는 것으로, 돌기(25)의 크기에 상응되게 형성된다. 돌기안착부(15)는 돌기(25)를 수용할 수 있도록 홀 또는 홈의 형상으로 이루어질 수 있다. 돌기안착부(15)는 상측 외주면(11)에 균등 간격 또는 임의의 위치에 복수 개가 형성될 수 있다. 상부 하우징(20)의 돌기(25)는 하부 하우징(10)의 돌기안착부(15)에 삽입·결합되어, 상부 하우징(20)이 하부 하우징(10)에 고정되고 회전되는 것이 방지된다. 상부 하우징(20)이 하부 하우징(10)에 고정됨으로써, 상부 하우징(20)에 형성된 리저버 포트(21)의 위치도 고정되어, 리저버 포트(21)를 통한 펌프(5)를 향한 유체의 공급과 펌프(5)로부터의 유체의 배출이 원할하게 이루어질 수 있다.
하부 하우징(10)의 상측 외주면(11)에는 원주“‡향을 따라서 오목한 오링안착홈(13)이 형성된다. 오링안착홈(13)에는 탄성 변형 가능한 오링(O-Ring)(30)이 설치된다. 오링(30)이 오링안착홈(13)에 삽입 설치되어, 상부 하우징(20)의 회전시에도 오링(30)의 위치가 변형되지 않으며 하부 하우징(10)의 상측 외주면(11)에 고정된 위치를 유지할 수 있게 된다. 오링(30)은 탄성 변형되면서 하부 하우징(10)과 상부 하우징(20) 사이의 간극을 매우게 되어, 상부 하우징(20)과 하부 하우징(10)의 결합을 더 견고하게 한다. 오링(30)은 단면이 원형으로 되고, 탄성 변형 가능한 재료 고무 등의 재질을 포함하여 이루어진다. 오링(30)은 하부 하우징(10)의 상측 외주면(11)에 설치됨으로써, 상부 하우징(20)과 하부 하우징(10)의 결합될 때 압력이 가해지면 변형되어 상부 하우징(20)과 하부 하우징(10) 사이의 간극을 메어주어 상기 상부 하우징(20)과 상기 하부 하우징(10) 간의 견고한 결합 상태를 유지할 수 있게 한다. 오링(30)은 상측 외주면(11)에 복수 개가 설치될 수 있고, 오링(30)이 삽입되는 오링안착홈(13)은 오링(30)의 갯수에 상응되게 이루어진다. 본 발명의 실시예에서 오링(30)과 오링안착홈(13)이 각각 2개가 구비되는 예를 나타내고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 적어도 하나 이상의 오링(30)과 오링안착홈(13)이 각각 구비된다.
상부 하우징(20)은 하부 하우징(10)의 상측 외주면(11)에 압입·설치되는 것으로, 외측면에는 리저버 포트(21)가 형성된다. 리저버 포트(21)는 펌프(5)에 유체를 공급하거나, 펌프(5)에 공급된 유체를 외부로 배출한다. 리저버 포트(21)는 적어도 하나 이상이 상부 하우징(20)에 설치된다. 본 발명의 실시예에서 리저버 포트(21)는 2개가 설치되는 예를 나타내고 있으나, 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 실시예에서 리저버 포트(21)는 제1리저버 포트(22)와 제2리저버 포트(23)를 포함하여 이루어진다. 본 발명의 실시예에서 제1리저버 포트(22)는 외부로부터 펌프(5)로유체를 공급하고, 제2리저버 포트(23)는 펌프(5)에서 가압되는 유체를 외부로 배출하는 용도로 사용된다. 리저버 포트(21)는 펌프(5)로 유체를 공급하고, 펌프(5)에서 유체를 배출하는 2개의 제1, 제2리저버 포트(22, 23)로 이루어져, 펌프(5)에 유체의 공급과 배출이 서로 간섭되지 않고 원할하게 이루어질 수 있다. 제1리저버 포트(22)와 제2리저버 포트(23)의 역할은 서로 바뀔 수 있다. 차량의 사양에 따라 제1리저버 포트(22) 또는 제2리저버 포트(23)의 돌출된 위치를 변화시킬 필요가 있다. 본 발명에서는 상부 하우징(20)을 회전시켜 제1리저버 포트(22) 또는 제2리저버 포트(23)의 위치를 용이하게 변화시키는 실시예를 나타낸다.
도 3 및 도 5를 참조하면, 상부 하우징(20)에는 하부 하우징(10)의 돌기안착부(15)에 삽입되는 돌기(25)가 형성된다. 본 발명의 실시예에서 돌기(25)는 상부 하우징(20)에 하나가 형성된 예를 나타내고 있다. 돌기(25)는 상부 하우징(20)에서 적어도 하나 이상 형성되어, 하부 하우징(10)의 복수 개의 돌기안착부(15) 중 제1리저버 포트(22) 또는 제2리저버 포트(23)의 돌출된 위치가 설계 사양에 맞게 위치하는 돌기안착부(15)에 삽입된다. 돌기(25)는 반구형 또는 원형으로 형성된다. 돌기(25)는 반구형 또는 원형으로 형성되어, 돌기안착부(15)에 삽입 또는 해제가 용이하게 이루어질 수 있다. 돌기(25)가 돌기안착부(15)에 삽입됨으로써, 상부 하우징(20)은 하부 하우징(10)에 고정되고, 진동 또는 충격에 의하여 상부 하우징(20)이 회전되는 것이 방지될 수 있게 된다.
돌기(25)는 상부 하우징(20)의 하측 방향으로 돌출된 가이드부(26)에 형성된다. 가이드부(26)는 상부 하우징(20)에서 하측 방향으로 연장되고, 상부 하우징(20)에 탄성 변형 가능하게 설치된다. 즉, 가이드부(26)는 일단(도 3 기준 상단)이 상부 하우징(20)에 형성되고, 타단(도 3 기준 하단)이 하부 하우징(10)의 상측 외주면(11)에 접하게 형성된다. 돌기(25)는 가이드부(26)에서 돌기안착부(15)에 대향되게 형성된다. 돌기(25)는 돌기안착부(15)에 삽입될 때 가이드부(26)가 상부 하우징(20)에 연결된 일단(도 3 기준 상단)을 기준으로 탄성 변형되면서, 돌기(25)가 돌기안착부(15)와의 착탈이 용이하게 이루어질 수 있다.
상부 하우징(20)의 외주면에는 밴드(27)가 설치된다. 밴드(27)는 상부 하우징(20)의 외주면을 감싸면서 가압하여, 상부 하우징(20)과 하부 하우징(10)의 압입 결합을 견고하게 유지시킨다. 밴드(27)는 금속 재질을 포함하여 이루어지고, 상부 하우징(20)에 설치되어 밴드(27)의 말단을 조여 상부 하우징(20)의 외주면을 가압하는 방식으로 탄성력을 제공한다. 밴드(27)는 상부 하우징(20)의 외주면을 조이는 말단의 가압력을 해제하여 상부 하우징(20)의 외주면을 가압하는 힘을 해제할 수 있다. 밴드(27)의 가압력이 해제되면, 상부 하우징(20)은 돌기(25)를 돌기안착부(15)에서 제거하여 하부 하우징(10)과의 결합을 해제할 수 있다.
도 6 및 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 유압 파워 스티어링의 작동을 설명한다.
차량의 장착 방향에 따라 리저버 포트(21)의 위치를 변경할 필요가 있는 경우, 차량 사양에 따른 설계도에 따라 리저버 포트(21)의 위치를 변경하기 위하여 상부 하우징(20)을 회전시킨다. 본 발명의 실시예에서, 리저버 포트(21)의 위치 변경은 제1리저버 포트(22) 또는 제2리저버 포트(23)에 따라 이루어질 수 있다. 본 발명의 실시예에서 상부 하우징(20)의 측면에 형성되고, 회전 방향에 따라 위치 변경이 크게 달라지는 제2리저버 포트(23)를 기준으로 상부 하우징(20)의 회전 범위가 정해지는 것을 나타내고 있다. 그러나, 제2리저버 포트(23)에 한정되지 않고, 제1리저버 포트(22)를 기준으로 상부 하우징(20)이 회전될 수 있다.
제품 사양에 따라 리저버 포트(21)의 위치가 정해지면, 리저버 포트(21)의 위치에 상응되게 상부 하우징(20)을 회전시키고, 그 위치에 대응하는 하부 하우징(10)의 돌기안착부(15)에 상부 하우징(20)의 돌기(25)를 삽입한다. 돌기(25)는 가이드부(26)가 탄성 변형되면서 돌기안착부(15)에 삽입된다.
하부 하우징(10)에 압입되는 상부 하우징(20)은 오링(30)의 탄성 변형에 의하여 하부 하우징(10)과 견고한 결합 상태를 유지하게 되어, 외부 충격 등에 의하여 상부 하우징(20)이 회전되는 것이 방지된다. 따라서, 리저버 포트(21)를 통하여 유체가 펌프(5)에 안정적으로 공급되거나 펌프(5)로부터 배출될 수 있다.
또한, 상부 하우징(20)은 밴드(27)의 조임에 의하여 하부 하우징(10)과 견고한 결합이 유지된다.
상부 하우징(20)은 돌기(25)와 돌기안착부(15)의 결합과, 오링(30)의 탄성변형과, 밴드(27)의 조임에 의하여, 하부 하우징(10)과의 결합 중 회전되는 것이 방지된다. 따라서, 리저버 포트(21)를 통하여 유체가 펌프(5)에 안정적으로 공급되거나 펌프(5)로부터 배출될 수 있다.
본 발명에 따르면 차량의 사양에 따라 리저버 포트(21)의 위치 변경이 필요한 경우, 용이하게 리저버 포트(21)의 위치를 변경함으로써 별도의 상부 하우징(20) 또는 하부 하우징(10)의 금형을 새로 제작하는데 소모되는 비용이 절감될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
3: 모터 5: 펌프
10: 하부 하우징 11: 상측 외주면
13: 오링안착홈 15: 돌기안착부
20: 상부 하우징 21: 리저버 포트
22: 제1리저버 포트 23: 제2리저버 포트
25: 돌기 26: 가이드부
27: 밴드 30: 오링

Claims (7)

  1. 내부에 모터와 상기 모터와 결합되어 유체를 가압하는 펌프를 구비하는 하부 하우징; 및
    상기 펌프로 유체를 공급하고 상기 펌프로부터 유체를 배출시키는 리저버 포트가 형성되고, 상기 하부 하우징과 결합되는 상부 하우징;을 포함하고,
    상기 하부 하우징의 상측 외주면에는 원주방향을 따라서 복수 개의 돌기안착부가 형성되고,
    상기 상부 하우징에는 상기 돌기안착부에 삽입되는 돌기가 형성되며,
    상기 돌기는 상기 상측 외주면을 따라 회전되면서 복수 개의 상기 돌기안착부 중 어느 한 개와 결합되어 상기 리저버 포트의 위치를 변화시키는 것을 특징으로 하는 전동식 유압 파워 스티어링.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 돌기는 상기 상부 하우징의 하측방향으로 연장되고 상기 상측 외주면에 밀착되는 가이드부에 형성되는 것을 특징으로 하는 전동식 유압 파워 스티어링.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 돌기는 반구형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전동식 유압 파워 스티어링.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하부 하우징의 상측 외주면에는 탄성 변형 가능한 오링이 설치되고,
    상기 상부 하우징이 상기 하부 하우징의 상부 외주면과 압입 결합될 때, 상기 오링의 탄성력에 의하여 상기 상부 하우징과 상기 하부 하우징 사이의 간극을 메우는 것을 특징으로 하는 전동식 유압 파워 스티어링.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 상측 외주면에는 상기 오링이 삽입되는 오링안착홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 전동식 유압 파워 스티어링.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 상부 하우징에는 외주면을 감싸면서 가압하는 밴드가 설치되는 것을 특징으로 하는 전동식 유압 파워 스티어링.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 리저버 포트는,
    상기 펌프로 유체를 공급하는 제1리저버 포트; 및
    상기 펌프 내에서 가압되는 유체를 외부로 배출하는 제2리저버 포트;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 유압 파워 스티어링.
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