KR20070042432A - 씰 타입 오-링 및 그를 구비한 반력 제어식 동력 보조조향장치 - Google Patents

씰 타입 오-링 및 그를 구비한 반력 제어식 동력 보조조향장치 Download PDF

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KR20070042432A
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Abstract

본 발명은 씰 타입 오-링 및 그를 구비한 반력 제어식 동력 보조 조향장치에 관한것이다.
본 발명은 운전자로부터 조향 조작을 위한 회전 토크를 전달받는 조향휠 및 조향축, 조향축과 연결된 입력축, 입력축을 감싸고 조향시 파워 스티어링 오일의 입출력을 제어하는 콘트롤 밸브 하우징, 속도에 따라 콘트롤 밸부 하우징 내부에 형성된 반력실로 입력되는 파워 스티어링 오일의 유량을 제어하는 유량 조절장치를 포함하는 반력 제어식 동력 보조 조향장치에 있어서, 유량 조절장치가 장착되는 콘트롤 밸브 하우징의 면에 구비된 오-링(O-Ring)은, 외주면은 환형의 금속 또는 플라스틱 재질의 링이며, 링의 내주면에는 고무(Rubber)를 가류 접착한 씰 타입 오-링인 것을 특징으로 하는 반력 제어식 동력 보조 조향장치를 제공한다.
본 발명에 의하면, 외주면은 링 형상의 금속 또는 플라스틱 등의 단단한 재질이며 링의 내주면에는 고무(Rubber)를 가류접착(Vulcanize)하여 실링 부재를 압입하는 방식을 사용함으로써 자동화가 가능하며, 종래의 오장착에 따른 불량률이 줄어들어 보다 안정적인 기밀유지를 할 수 있는 효과가 있다.
오링, 반력 제어식, 조향장치

Description

씰 타입 오-링 및 그를 구비한 반력 제어식 동력 보조 조향장치{Seal Type O-Ring and Electronic Control Power Steering Apparatus Having The Same}
도 1은 반력 제어식 ECPS의 단면도,
도 2는 도 1의 A-A' 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 씰 타입 오-링의 평면도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100: 반력 제어식 동력 보조 조향장치 110: 입력축
115: 토션바 120: 피니언축
130: 콘트롤 밸브 하우징 140: 반력부
150: 플런저 160: 스프링
170: 스풀 밸브 180: 솔레노이드
190: 유량 조절장치 195: 유로
200: 오-링 210: 원형 홈
300: 씰 타입 오링 310: 링
320: 고무
본 발명은 씰 타입 오-링 및 그를 구비한 반력 제어식 동력 보조 조향장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 반력 제어식 동력 보조 조향장치의 콘트롤 밸브 하우징과 유량 조절장치 사이에 장착되는 오-링을 금속 또는 플라스틱 재질의 링 내주면에 고무를 가류 접착한 씰 타입 오-링으로 교체함으로써 자동화 공정이 가능하고 오장착에 의한 불량률이 낮아지는 씰 타입 오-링 및 그를 구비한 반력 제어식 동력 보조 조향장치에 관한 것이다.
자동차의 파워 스티어링 장치는 운전자의 조향휠 조작력을 보조하는 동력 보조 장치를 구비함으로써 운행조건에 따라 적절한 조향이 이루어지도록 한다.
이러한 동력 보조 조향장치 중에 전자제어 동력 보조 조향장치(ECPS : Electronic Control Power Steering System)는 차속에 따라 조향력을 변화시킴으로써 고속 주행시에는 조향휠의 조작을 무겁게 하며 저속 주행 및 주차시에는 조향휠의 조작을 가볍게 하여 운전자 편의와 조향 안정성을 확보하는 기술을 구현하고 있다.
특히, ECPS는 유압 실린더에 가해지는 유압을 변화시켜 조향 배력을 조절하는데, 그 방법에 따라 유량 제어식과 반력 제어식으로 나뉘어지며, 특히 반력 제어식은 콘트롤 밸브 하우징에 반력 플런저 또는 반력 피스톤을 구비하여 주행 속도에 따라 입력축을 구속하거나 해제함으로써 주행시의 조향 안정성을 확보하게 된다.
도 1은 반력 제어식 ECPS의 단면도이다.
도시된 바와 같이, 입력축(110) 내에 장착된 토션바(115)의 하단부에 피니언 축이 구비되어 있고, 입력축(110)과 피니언축(120)은 콘트롤 밸브 하우징(130) 내에 설치되어 있으며, 입력축(110)과 피니언축(120) 및 콘트롤 밸브 하우징(130)의 내부에는 반력부(140)가 형성되어 있다. 반력부(140)에는 유량 조절장치(190)가 유로(195)를 통해 연결되어 있고, 반력부(140) 내에 유로(195)의 토출구와 대향하여 플런저(Plunger, 150)가 설치되어 있어서, 차량의 주행 속도에 따라 유량 조절장치(190)로부터 반력부(140) 내로 공급되는 파워 스티어링 오일의 유량이 조절되어 그에 따른 유압 변화로 주행 안정성을 증가시키게 된다.
한편 반력부(140)로 공급되는 유량을 조절하기 위한 유량 조절장치(190)는 솔레노이드(Solenoid, 180)와 스프링(160) 및 이들 사이에 설치된 스풀 밸브(Spool Valve, 170)로 이루어져 있다. 특히, 스풀 밸브(170)는 위쪽과 아래쪽의 직경이 다른 구조로 이루어져 있다. 솔레노이드(180)에 의한 힘과 스프링(160)에 의한 힘 그리고 스풀 밸브(170)의 직경차로 인해 발생하는 힘이 평형을 이룬다. 이러한 유량 조절장치(190)는 차속에 따라서 솔레노이드(180)에 공급되는 전류의 크기를 조절함으로써 반력부(140)로 공급되는 유량을 제어하여 차속에 따른 조향감을 달리하게 된다. 즉, 저속시에는 솔레노이드(180)의 미는 힘이 스프링(160)의 탄성보다 커서 스풀 밸브(170)가 위쪽으로 이동하여, 반력부(140)로 통하는 유로(195)가 스풀 밸브(170)에 의해 차단됨으로써 유량 공급이 저지된다. 고속시에는 솔레노이드(180)가 미는 힘이 스프링(160)의 탄성보다 작아서 스풀 밸브(170)가 아래쪽으로 이동함에 따라 반력부(140)로 통하는 유로(195)가 개방됨으로써, 파워 스티어링 오일이 반력부(140)의 플런저(150)를 밀어주게 되어 조향감이 무거워진다.
도 2a는 도 1의 A-A' 단면도이고 도 2b는 오-링이 장착되는 콘트롤 밸브하우징의 측단면도이다.
콘트롤 밸브 하우징(130)에 유량 조절장치(190)가 장착되는 단면을 보면 스풀 밸브(170)의 이동에 따라 입출력되는 파워 스티어링 오일의 누유를 방지하기 위하여 유로(195)를 중심으로 하는 원형 홈(210)을 형성하고, 원형의 홈에는 오-링(O-Ring, 200)을 장착한다.
일반적으로 오-링(200)은 고무재질로서 탄성과 유연성이 있어서 기밀유지에 적합하지만 콘트롤 밸브 하우징(130)에 형성된 원형 홈(210)에 장착하기 위해서는 오-링(200)을 콘트롤 밸브 하우징(130)의 원형 홈(210)의 일측에 밀어 넣고 손으로 원형 홈(210)을 따라 눌러서 장착하기 때문에 오-링(200)의 탄성과 유연성에 의해 원형 홈(210)에 장착이 쉽지 않으며 오-링(200)이 정확히 장착되지 않았을 경우 유량 조절장치(190)와 조립되면서 오-링(200)이 손상되고 누유가 발생하여 불량률이 높아지는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 반력 제어식 동력 보조 조향장치의 콘트롤 밸브 하우징과 유량 조절장치 사이에 장착되는 오-링을 금속 또는 플라스틱 재질의 링 내주면에 고무를 가류 접착한 씰 타입 오-링으로 교체 함으로써 자동화 공정이 가능하고 오장착에 의한 불량률이 낮아지는 씰 타입 오-링 및 그를 구비한 반력 제어식 동력 보조 조향장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 운전자로부터 조향 조작을 위한 회전 토크를 전달받는 조향휠; 조향휠의 회전 토크를 전달해 주는 조향축, 조향축과 연결된 입력축, 입력축을 감싸고 조향시 파워 스티어링 오일의 입출력을 제어하는 콘트롤 밸브 하우징, 속도에 따라 콘트롤 밸브 하우징 내부에 형성된 반력실로 입력되는 파워 스티어링 오일의 유량을 제어하는 유량 조절장치를 포함하는 반력 제어식 동력 보조 조향장치에 있어서, 유량 조절장치가 장착되는 콘트롤 밸브 하우징의 면에 구비된 오-링(O-Ring)은, 외주면은 환형의 금속 또는 플라스틱 재질의 링이며, 링의 내주면에는 고무(Rubber)를 가류 접착한 씰 타입 오-링인 것을 특징으로 하는 반력 제어식 동력 보조 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.
일반적으로 오-링은 원형의 단면을 가진 고리 형태의 고무제 패킹(Packing)으로, 유체나 가스의 누출을 방지하는 목적으로 사용되고, 작은 공간에 장착할 수 있으며, 취급이 간단하고, 고압 조건 하에서 장시간 사용이 가능하므로 기계의 효율을 향상시킬 수 있기 때문에 산업분야 전반에 걸쳐 폭넓게 사용되고 있다.
도 3은 본 발명에 따른 씰 타입 오-링의 평면도이다.
본 발명에 따른 씰 타입 오링(300)의 외주면은 링(Ring) 형상의 금속 또는 플라스틱 등의 단단한 재질로 둘러싸여 있으며, 링(310)의 내주면에는 고무(Rubber, 320)를 가류(Vulcanize) 접착한다. 가류란 고무를 금형에 넣고 형상을 찍어내는 동시에 고온에 의한 재료의 화학반응이 일어나게 하는 공정이며, 일반적으로 오일 씰(Oil Seal) 및 마운팅 부시(Mounting Bush) 단품 제작시 철판 또는 파이프에 접착제를 발라 고무를 붙이는 것을 가류 접착이라고 한다.
위와 같이 제작된 씰 타입 오링은 외주면에 구비된 링(310)에 강성이 있기 때문에 콘트롤 밸브 하우징(130)에 압입 방식으로 장착이 가능할 뿐만 아니라 압입하는 작업을 기계 등을 이용하여 자동화할 수 있다.
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, 외주면은 링 형상의 금속 또는 플라스틱 등의 단단한 재질이며 링의 내주면에는 고무(Rubber)를 가류접착 (Vulcanize)하여 강성을 지니면서 실링 역할을 하는 실링 부재를 압입하는 방식을 사용함으로써 수작업에 의존하던 오-링 장착법에서 벗어나 자동화가 가능하며, 종래의 오장착에 따른 불량률이 줄어들어 보다 안정적인 기밀유지를 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 운전자로부터 조향 조작을 위한 회전 토크를 전달받는 조향휠; 상기 조향휠의 상기 회전 토크를 전달해 주는 조향축; 상기 조향축과 연결된 입력축; 상기 입력축으로부터 입력받은 상기 회전 토크를 직선 운동으로 변환하는 랙 기어; 상기 랙기어가 형성된 랙바와 피니언 기어를 포함하는 기어 박스; 상기 기어 박스를 관통하고 상기 랙바를 감싸는 랙하우징; 상기 랙 바의 직선 운동을 바퀴에 전달하기 위한 너클과 연결해 주는 타이로드와 볼 조인트를 포함하는 링크 기구; 파워 스티어링 오일의 압력을 생성하고 상기 파워 스티어링 오일을 순환시키는 파워 스티어링 펌프; 상기 조향시 상기 파워 스티어링 오일의 입출력을 제어하는 콘트롤 밸브 하우징; 속도에 따라 상기 콘트롤 밸브 하우징 내부에 형성된 반력실로 입력되는 상기 파워 스티어링 오일의 유량을 제어하는 유량 조절장치; 및 상기 실린더 내부의 상기 랙 바와 결합하여 좌우 왕복 운동하는 피스톤을 포함하는 반력 제어식 동력 보조 조향장치에 있어서,
    상기 유량 조절장치가 장착되는 상기 콘트롤 밸브 하우징의 면에 구비된 오-링(O-Ring)은, 외주면은 환형의 금속 또는 플라스틱 재질의 링이며 상기 링의 내주면에는 고무(Rubber)를 가류 접착한 씰 타입 오-링인 것을 특징으로 하는 반력 제어식 동력 보조 조향장치.
  2. 누유를 방지하는 오-링에 있어서,
    상기 오-링의 외주면은 환형의 금속 또는 플라스틱 재질의 링이며 상기 링의 내주면에는 고무(Rubber)를 가류 접착한 것을 특징으로 하는 씰 타입 오-링.
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