KR20070074871A

KR20070074871A - 댐핑 밸브를 구비한 유압식 조향장치

Info

Publication number: KR20070074871A
Application number: KR1020060002930A
Authority: KR
Inventors: 전형훈
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2006-01-10
Filing date: 2006-01-10
Publication date: 2007-07-18

Abstract

본 발명은 댐핑 밸브를 구비한 유압식 조향장치에 관한 것이다.

본 발명은 댐핑 밸브를 구비한 유압식 조향장치에 있어서, 작동유가 흐르도록 양단으로 개방된 케이싱; 상기 케이싱에 설치되고, 가운데 부분에는 상기 작동유가 흐르도록 유로공이 형성된 플레이트; 상기 플레이트에 밀착되거나 이격되어 상기 유로공을 개방 혹은 폐쇄하는 밸브 판; 및 길이 방향으로 직경이 동일한 원통 형상으로 되어있으며, 일단은 상기 케이싱에 지지되고 타단은 상기 밸브 판을 탄성 지지하는 탄성체를 포함하는 것을 특징으로 하는 댐핑 밸브를 구비한 유압식 조향장치를 제공한다.

본 발명에 의하면, 플레이트에 밸브 판을 밀착시키기 위해 원통형의 탄성체를 사용하여 탄성체의 오조립 가능성을 원천적으로 해소하고, 케이스에 홀을 형성하여 작동유의 흐름 저항을 저감시켜 노이즈를 감소시키며, 밸브 판에 탄성체가 안착되는 안착 홈을 형성하여 체크 밸브의 신뢰성을 높이는 효과가 있다.

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 3a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 체크 밸브를 도시한 단면도,

도 3b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 체크 밸브의 일부 분해도이다.

< 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 260: 체크 밸브

265: 스프링 300: 탄성체

302: 홀 308: 안착 홈

본 발명은 댐핑 밸브를 구비한 유압식 조향장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 코일 스프링의 구조를 변경하여 코일 스프링의 오조립 가능성을 감소시키고, 유압의 흐름 저항을 저감시켜 노이즈를 감소시는 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 스프링(205)을 포함하여 구성된다.

또한, 밸브 바디(205)의 내측 상부에는 디스크(210)와 서포터(220)가 순차적 으로 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 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, 그러나 작동유가 정/역방향으로 흐를 때 흐름 저항으로 인하여 노이즈가 발생하게되어 운전자에게 불쾌함을 주게된다.

또한, 코일 스프링(265)은 원뿔 형상으로 제작되어 오조립될 경우 체크 밸브(260)가 제대로 작동하지 않게되어 조향장치가 정상적인 작동을 할 수 없게 되는 문제점이 있었다.

상기한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 코일 스프링의 구조를 변경하여 코일 스프링의 오조립 가능성을 감소시키고, 유압의 흐름 저항을 저감시켜 노이즈를 감소시는 댐핑 밸브를 구비한 유압식 조향장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 댐핑 밸브를 구비한 유압식 조향장치에 있어서, 작동유가 흐르도록 양단으로 개방된 케이싱; 상기 케이싱에 설치되 고, 가운데 부분에는 상기 작동유가 흐르도록 유로공이 형성된 플레이트; 상기 플레이트에 밀착되거나 이격되어 상기 유로공을 개방 혹은 폐쇄하는 밸브 판; 및 길이 방향으로 직경이 동일한 원통 형상으로 되어있으며, 일단은 상기 케이싱에 지지되고 타단은 상기 밸브 판을 탄성 지지하는 탄성체를 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 3a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 체크 밸브를 도시한 단면도이다.

도시한 것과 같이 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 탄성체(300)를 포함하여 구성된다.

탄성체(300)의 일단은 케이싱(255)에 지지되고 타단은 밸브 판(225)과 접하게 된다.

종래의 도 2에 도시된 것에 의하면 밸브 판(225)을 지지하는 스프링(265)은 원뿔 형상을 가지고 있으며, 폭이 좁은 부분이 밸브 판(225) 측으로 향하고, 폭이 넓은 부분이 케이싱(255)에 지지되는 구조로 되어 있었지만, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 탄성체(300)는 일단과 타단이 같은 형상인 원통 형상을 가지고 있다.

따라서, 탄성체(300)를 조립하는데 있어서, 탄성체(300)의 앞 뒤가 바뀌어 조립되더라도 체크 밸브(260)의 기능에는 전혀 영향을 미치지 않는다.

도 3a에 있어서, 케이싱(255)의 하부에는 홀(302)이 형성되어 있다.

홀(302)은 작동유가 흐를 때 흐름 저항을 감소시키게 된다. 따라서, 체크 밸브(260)를 통하여 작동유가 흐를 때 흐름 저항에 의해서 발생하는 노이스(Noise)를 감소시키게 된다. 체크 밸브(260)의 기능에 영향을 미치지 않는다면 케이싱(255)에 형성된 홀(302)의 개수와 홀(302) 크기에는 특별한 제한이 없을 것이다.

도시한 것과 같이 도 3b에는 안착 홈(308)이 형성된 밸브 판(225) 및 일단이 안착 홈(308)에 안착되는 탄성체(300)를 도시한다.

탄성체(300)가 밸브 판(225)을 도 3a에 도시한 플레이트(235)에 밀착시키는데 있어서, 탄성체(300)의 일단이 밸브 판(225)의 안착 홈(308)에 안착 됨으로써 탄성에(300)와 밸브 판(225)의 연결 구조가 안정화 된다.

따라서, 밸브 판(225)이 플레이트(235)에 밀착되면 유로공이 용이하게 폐쇄되고, 밸브 판(225)이 플레이트(235)에서 이격되면 유로공이 용이하게 개방되어 체크 밸브(260)의 기능이 좋아진다.

본 발명의 실시예에 따른 탄성체(300)는 코일 스프링 구조를 가질 수 있으며, 탄성력을 유지하기 위하여 고강성 금속 재질을 사용할 수 있으나, 형태와 재질에 있어서 특별한 제한은 없을 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, 플레이트에 밸브 판을 밀착시키기 위해 원통형의 탄성체를 사용하여 탄성체의 오조립 가능성을 원천적으로 해소하고, 케이스에 홀을 형성하여 작동유의 흐름 저항을 저감시켜 노이즈를 감소시키며, 밸브 판에 탄성체가 안착되는 안착 홈을 형성하여 체크 밸브의 신뢰성을 높이는 효과가 있다.

Claims

댐핑 밸브를 구비한 유압식 조향장치에 있어서,

작동유가 흐르도록 양단으로 개방된 케이싱;

상기 케이싱에 설치되고, 가운데 부분에는 상기 작동유가 흐르도록 유로공이 형성된 플레이트;

상기 플레이트에 밀착되거나 이격되어 상기 유로공을 개방 혹은 폐쇄하는 밸브 판; 및

길이 방향으로 직경이 동일한 원통 형상으로 되어있으며, 일단은 상기 케이싱에 지지되고 타단은 상기 밸브 판을 탄성 지지하는 탄성체

를 포함하는 것을 특징으로 하는 댐핑 밸브를 구비한 유압식 조향장치.
제 1 항에 있어서,

상기 케이싱의 하단부에는 상기 작동유가 흐르는 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 댐핑 밸브를 구비한 유압식 조향장치.
제 1 항에 있어서,

상기 밸브 판에는 상기 탄성체의 타단이 안착되는 안착 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 댐핑 밸브를 구비한 유압식 조향장치.