KR200462408Y1 - 자동차 파워 스티어링 오일 리저버 탱크의 와류방지 필터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 파워 스티어링장치의 리저버 탱크에 관한 것으로서, 유입 포트(30)를 통해 흡입되는 오일이 와류방지필터(200)에 의해 분산되어 유입되고, 리저버 탱크 내의 오일 흐름에 와류가 형성되지 않으므로, 기포 발생이 최소한으로 억제된다. 따라서, 본 발명을 이용하면, 파워 스티어링장치를 순환하는 오일 내의 기포를 제거하지 않아도 되어, 장치 및 공정을 단순화할 수 있고, 파워 스티어링장치에서 발생하는 잡음을 줄이는데 효과가 있다.

파워 스티어링, 오일 리저버, 와류현상

Description

자동차 파워 스티어링 오일 리저버 탱크의 와류방지 필터{Swirl prevention filter of Automotive power steering oil reservior tank}

본 고안은 자동차의 파워 스티어링장치의 오일 리저버에 장착되는 필터에 관한 것으로, 리저버 탱크에 담긴 오일이 출렁거리는 것을 방지할 수 있는 와류 필터에 관한 것이다.

본 발명은 자동차의 파워 스티어링 오일 리저버에 관한 것으로, 특히 이 물질을 효과적으로 제거하면서 와류를 방지하여 오일 누출을 방지할 수 있는 파워 스티어링 오일 리저버에 관한 것이다.

일반적으로, 최근에는 자동차의 조향장치로서 파워 스티어링장치가 사용되고 있다. 이러한 파워 스티어링장치에서는 그 작동 유체로 사용되는 파워 스티어링오일을 오일펌프로 가압하여 형성된 유압을 조향장치 중간의 배력장치에 전달하여서 핸들의 조작력을 가볍게 하는 구조로 되어 있다. 통상의 자동차 파워 스티어링장치에는 오일 리저버를 구비하고 있는데, 이러한 파워 스티어링 오일 리저버는 최초 자동차 생산과정에서 파워 스티어링 시스템의 파이프 라인에 파워 스티어링 오일을 주입하는 통로를 제공하고, 자동차 사용 중에는 파워 스티어링 오일의 교환이나 정비가 필요한 경우에 오일의 교환 및 보충이 용이하도록 하는 기능을 한다.

자동차의 회전각을 조절하기 위한 조향장치는 자동차의 진행 방향을 변경하기 위해 사용되는 장치로 스티어링 휠, 스티어링 샤프트 및 칼럼 등으로 이루어진 조작기구, 위엄섹터형, 위엄섹터롤러형, 볼네트형, 가변기어비형, 레크 피니언형 등의 조향 기어기구 및 피트먼아암, 조향링크, 조향 너클 등으로 이루어진 링크기구로 구성되어 스티어링 휠의 회전을 조향기어를 통하여 구동휠로 전달하는 기계식의 조향장치와, 조작력 경감을 위하여 동력실린더를 사용하는 파워스티어링(Power Steering) 방식이 사용되고 있다.

예컨대, 레크 피니언형 파워 스티어링장치는 스티어링 휠로부터 연장된 스티어링샤프트의 피니언이 장착되어 있으며 하우징을 겸하는 작동실린더에는 피니언과 맞물려 좌, 우로 직진하는 랙기어가 설치되어 있다. 스티어링샤프트가 설치된 콘트롤 부싱에 연결된 작동실린더에는 유압펌프와 리저버탱크와 연결되어 스티어링휠의 조작에 따라 파워스티어링 작동실린더로 유압이 공급되게 된다.

파워 스티어링 장치의 작동 과정에서의 오일 리저버의 작용을 고찰하여 보면, 오일 리저버는 작동 유체로 사용되는 파워 스티어링 오일이 자동차가 선회하는 경우에 오일 파이프라인 시스템의 동력 실린더에서 소정의 압력을 가진 자동유체로 사용되고 오일펌프로 재순환되는 과정의 중간기점이 되기에, 동력 실린더의 오일은 오일 리저버를 거쳐서 다시 오일 펌프로 보내어지게 된다. 물론, 파워 스티어링장치가 작동되는 경우라도 자동차가 직진하는 경우에는 오일펌프에서 공급되는 오일이 배력장치의 동력 실린더에 공급되지 않고 직접 오일 리저버로 흘려보내 지게 되고, 이와 같이 오일 리저버에 보내어진 오일도 다시 오일 펌프로 재순환되는 구조로 되어 있다.

상기한 바와 같이 오일펌프에 파워 스티어링 오일이 공급되는 경우에, 오일 리저버는 오일 펌프로 공급되는 오일의 압력과 유량 및 음속을 조절할 수 있는 기능을 수행한다. 일반적으로, 종래의 오일 리저버는 단순 원형 수평 필터를 사용하였으며, 이러한 수평 필터는 이 물질 제거의 목적이 대부분이었다. 이러한 수평 필터는 오일의 유동 흐름을 제어하지 못하여 와류를 발생시켜 누유의 원인이 되기도 한다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 특허 제 1998-086090호(공개일자: 1998년 12월 5일)에는 수직 필터가 제시되고 있다.

그러나 상기 한국공개특허의 경우는 가이드가 리저버의 원주방향으로 오일을 흐르게 만들어 주기만 하며, 수직필터 구조로만 이루어져 있어 수직 필터에 의해 원주 방향의 와류가 발생한다. 또한, 이러한 구조는 상부로의 오일 흐름을 차단하지 못하며, 오히려 가이드가 오일의 흐름을 상부로 유도하는 구조이므로 오일의 누유 현상이 발생한다. 또한, 필터가 수직 방향으로만 설치되어 있어서, 수직 필터가 걸러주는 이 물질의 양이 적어 오일 리저버의 성능이 저하되는 문제점이 있다.

차량의 조향을 적은 힘으로도 가능하게 하는 파워 스티어링장치에는 파워 스티어링 오일이 순환하는데 이 오일을 저장하는 리저버 내에는 순환하는 파워 스티어링 오일에 포함되어 있는 불순물 등을 여과하는 메쉬필터부재(210)가 장착된다.

그런데, 종래 차량이 갑자기 급정거를 하거나 도로사정이 좋지않은 요철부위 등을 지날 때에는 유입포트(30)를 통해 리저버 내로 유입된 파워스티어링 오일이 여과되어 오일 유출포트(40)로 유출되는 과정에서 오일의 압력과 유속으로 인하여 와류가 발생하고 이러한 와류에 의하여 기포가 발생한다. 이러한 기포는 파워스티어링 장치로 공기가 유입되게 하고 소음이 발생하는 등의 문제점을 야기한다.

본 고안은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하여 오일 리저버탱크 내측부(100)에 와류방지필터(200)를 설치하여 리저버탱크 내에 와류가 발생하지 않도록 하는 와류방지필터(200)를 제공하는 것을 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위해 본 고안에 의한 와류방지필터(200)는, 파워 스티어링 오일 유입 포트(30)와 유출 포트(40)를 포함하는 차량의 파워 스티어링 오일 리저버 탱크에 장착되는데, 실질적으로 나선형인 둘레 부를 포함하는 가이드관과, 상기 오일 유입 포트(30)로 유입된 오일이 리저버 탱크 내측부(100)로 유입될 수 있도록 하고 상기 리저버 탱크 내측부(100)로 유입된 오일이 통과할 수 있는 메쉬필터 부재(210)를 포함한다.

상기 가이드관은 상기 오일 유입 포트(30)로 유입된 오일이 상기 리저버 탱크 내측부(100)로 유입되기 전에 실질적으로 가이드관의 상부로 유출되지 않도록 상기 리저버 탱크에 대해 배치되며, 상기 와류방지필터(200)는 상기 메쉬필터 부재(210)와 상기 오일 유출 포트(40)가 연통하도록 제공된다.

이러한 구성에서는 오일 유입 포트(30)로 유입된 파워 스티어링 오일이 리저버 탱크의 상부로 유동하지 않고 나선형 가이드관 아래쪽에서 유동하며 와류방지필터(200)를 통해 가이드관 내 1차 벽부(120), 2차 벽부(130)와 와류방지필터(200)의 복수의 유입구(60) 내측으로 유입된 후 메쉬필터 부재(210)에서 여과되고 오일 유출 포트(40)로 유출되는 방식으로 순환한다. 따라서 종래 기술에서와 같이 유동하는 오일에서 와류가 발생할 가능성이 현저하게 감소할 수 있다.

이에 본 고안은 전술한 실시 예에 대하여 첨부 도면을 참조하여 설명하였지만 본 고안은 전술한 실시 예에 한정되지 아니하고 후술하는 실용신안등록청구범위에 의하여 결정된다. 또한, 실용신안등록청구범위에 기재된 고안의 당업자에게 자명한 개량, 변경 및 수정도 본 고안의 권리범위에 포함됨이 명백하다.

상술한 바와 같이 본 고안은 리저버 탱크 상부몸체(10)와 하부몸체(20)의 공간부 사이에 오일의 유속을 감속시킬 수 있는 와류방지필터(200)를 형성함으로써 기존에 상기 오일의 유속으로 인해 탱크 몸체 내부에서 발생하는 와류현상을 미리 방지할 수 있을 뿐만 아니라 와류 발생 가능성이 현저하게 감소하므로 이로 인해 상기 와류에 의한 오버플로우 및 기포로 인한 기기의 손상 및 오동작을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 파워 스티어링 장치에서의 잡음을 줄일 수 있는 문제점도 해결하는 것이 가능하다.

이하 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 참조로 하는, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다. 본 명세서 및 특허청구 범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적 의미로 한정되어 해석되지 아니하며, 본 고안의 기술적 사항에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 고안의 바람직한 실시 예이며, 본 고안의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 파워 스티어링장치의 리저버 탱크의 구조 도이고, 도 3은 도 2의 몸체 부를 분리하여 도시한 사시 도로서, 도 2 및 도 3을 참조하면 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 차량용 파워 스티어링장치의 리저버 탱크는, 상부 몸체(10) 및 하부 몸체(20)로 이루어지고, 하부 몸체(20)의 측면에는 파워 스티어링 실린더로부터 오일이 리저버 탱크로 복귀되는 유입 포트(30)가 연결되며 저면에는 파워 스티어링 실린더로 오일이 유출하는 유출 포트(40)가 연결된다.

그리고 하부 몸체(20)의 내부에는 유입 포트(30)와 연결되어 상 방향으로 연장하는 가이드 관 내 1차 벽부(120)와 2차 벽부(130)이 설치되어 있으며, 이 가이드 관(120)(130)으로부터 유입되는 오일을 분산시키도록 격막(140)이 형성되어 있고 이 격막(140)의 하방의 측면으로는 복수의 유입구(60)가 형성되어 있다.

그리고 상기 와류방지필터(200)의 오일 유입 포트(30)의 하방으로는 메쉬필터 부재(210)가 구비되어 있으며 이 메쉬필터 부재(210)는 그 가장자리부가 하부 몸체(20)의 내측에 형성된 와류방지필터(200) 하단부에 안착 되도록 설치된다. 참고로, 와류방지필터(200)와 메쉬필터 부재(210)는 일체로 형성하여 구조를 단순화하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.

도 3을 참조하면 알 수 있듯이, 유입 포트(30)를 통해 흡입되는 오일은 가이드 관(120)(130)을 통해 하부 몸체(20)의 내부로 상향 이동한 다음, 와류방지필터(200)의 격막(140)에 가로막혀 1차로 분산되고, 다시 복수의 유입구(60)를 통해 사방으로 균일하게 분산하여 하부 몸체(20)의 내부로 유입된다.

이때, 유입되는 오일이 와류방지필터(200)의 격막(140)에 가로막혀 분산된 다음, 다시 복수의 유입구(60)를 통해 사방으로 균일하게 분산되므로, 하부 몸체(20)의 내부에 와류가 형성되지 않는바, 기포 발생이 최소로 억제된다.

상기 와류방지필터(200)를 통해 분산되어 유입된 오일은 메쉬필터 부재(210)에 의해 여과된 다음 유출 포트(40)를 통해 유출 된다.

한편, 상기와 같이 구성된 본 발명은 유입 포트(30)와 유출 포트(40)를 리저버 탱크의 중심에 맞추어 상하 방향 및 좌우방향으로 자유자재로 배열할 수 있으며, 오일이 하부몸체(20)의 하측 부(110)를 거쳐 유출 포트(40)를 통해 유출되는 구조이므로 유출 포트(40)의 위치가 변화하여도 오일의 와류방지 및 유속변화에 있어 동일한 효과를 가지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 와류방지필터(200)와 상기 하부몸체(20)의 리저버 탱크 하측부(110)는 초음파 융착에 의해 일체형으로 고정될 수 있다.
또한, 상기 메쉬필터 부재(210)는 120mesh ~ 130mesh 의 입자를 가지는 크기이며, 유리섬유(Glass-fiber)의 재질인 것이 바람직하다.

이상에서 본 고안에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 고안의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이고 본 고안을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 고안의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방할 수 있는 가능성은 명백한 사실이다.

도 1a는 종래의 파워스티어링용 리저버의 구조를 나타낸 수직 단면도:

도 1b는 종래의 파워스티어링용 리저버의 구조를 나타낸 평행 단면도:

도 2는 본 고안의 일 실시 예에 따른 파워스티어링용 리저버의 구조도:

도 3은 본 고안의 일 실시 예에 따른 파워스티어링용 리저버의 사시도:

도 4는 본 고안의 일 실시 예에 따른 파워스티어링용 리저버에 포함된 와류방지필터와 종래의 리저버에 포함된 와류방지필터와 상호 비교하기 위한 도면으로서, 도 4a는 종래의 리저버에 포함된 와류방지필터를 도시한 도면이고 도 4b는 본 고안의 일 실시 예에 따른 리저버에 포함된 와류방지필터를 도시한 도면; 및

도 5는 본 고안의 다른 실시 예에 따른 파워 스티어링 오일 리저버에 포함된 다양한 형태의 와류방지필터의 예를 도시한 도면으로서, 도 5a는 본 고안의 제 1 변형 예에 따른 리저버에 포함된 와류방지필터부를 도시한 도면이고, 도 5b는 본 고안의 제 2 변형 예에 따른 리저버에 포함된 와류방지필터 부를 도시한 도면이며, 도 5c는 본 고안의 제 3 변형에 따른 리저버에 포함된 와류방지필터 부를 도시한 도면,

<도면의 주요부분의 설명>

10: 상부몸체 20: 하부몸체

30: 유입 포트 40: 유출 포트

60: 복수의 유입구

100: 리저버 탱크 내측부 200: 와류방지필터

110: 리저버 탱크 하측부 120: 1차 벽부

130: 2차 벽부 210: 메쉬필터 부재

140: 격막

Claims (4)

1. 상부몸체(10)와 하부몸체(20)로 이루어지되, 상기 하부몸체(20)는 파워 스티어링 오일이 유입되는 유입 포트(30)와 상기 파워 스티어링 오일이 유출되는 유출 포트(40)가 구비된 자동차용 오일 리저버 탱크에 있어서,

   상기 하부몸체(20) 내부에 설치되는 와류방지필터(200)를 더 구비하되,

   상기 와류방지필터(200)는,

   상기 유입포트(30)로 유입되는 상기 파워 스티어링 오일이 하부몸체 내부로 유입되도록 상기 유입포트(30)에 연통되는 1차 벽부(120)와, 상기 1차 벽부(120)에 연장형성되어 하부몸체 내부로 연통되는 2차 벽부(130)로 이루어진 가이드관과;

   상기 2차 벽부(130)을 통해 유입된 상기 파워 스티어링 오일을 분산시켜 와류 발생을 방지하는 격막(140)과;

   분산된 파워 스티어링 오일 내에 함유된 이 물질이 제거되어 상기 유출 포트(40)로 유출되도록 상기 와류방지필터(200) 하단부에 설치된 메쉬필터 부재(210);로 구성되고,

   상기 와류방지필터(200)의 가이드관은, 상부가 나선형 형상으로 이루어지며,

   5개에서 8개의 다른 크기를 가진 복수의 유입구(60)가 형성된 것을 특징으로 하는 와류방지필터를 구비한 자동차용 오일 리저버 탱크.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,

   상기 와류방지필터(200)와 상기 하부몸체(20)의 리저버 탱크 하측부(110)는 초음파 융착에 의해 일체형으로 고정되는 것을 특징으로 하는 와류방지필터를 구비한 자동차용 오일 리저버 탱크.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 메쉬필터 부재(210)는 120mesh ~ 130mesh 의 입자를 가지는 크기이며, 유리섬유(Glass-fiber)의 재질인 것을 특징으로 하는 와류방지 필터를 구비한 자동차용 오일 리저버 탱크.

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