KR20070088072A - Power steering rotary valve strcuture for damping - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 , 종래 로터리 밸브의 구조와 밸브의 구조를 보인 단면도로, 밸브의 동작상태를 도시한 것이다.1 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional rotary valve and the structure of the valve, showing the operating state of the valve.
도 2는 , 본 발명에 따른 로터리밸브의 구조를 보인 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing the structure of a rotary valve according to the present invention.
도 3은 , 밸브 샤프트의 회전시 본 발명에 따른 로터리밸브구조와 오일의 흐름을 표시한 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing the flow of the rotary valve structure and oil according to the present invention when the valve shaft is rotated.
도 4은 , 본 발명에 따른 로터리밸브의 전체적인 구성을 보인 종단면도이다. 4 is a longitudinal sectional view showing the overall configuration of a rotary valve according to the present invention.
도 5는 , 본 발명에 따른 진동감소에대한 실험데이터이다.5 is experimental data on vibration reduction according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명><Explanation of symbols on main parts of the drawings>
30 : 밸브샤프트, 32: 토션바30: valve shaft, 32: torsion bar
33a : 공급유로홈 33b,33c: 오리피스형성홈 33a: Supply
40 : 밸브바디 41,42: 밸브바디의 통로유로 40:
43 : 오일복귀유로 46: 오일공급유로43: oil return passage 46: oil supply passage
47 : 오일복귀공 47: oil return hole
본 발명은 차량용 동력조향장치에 관한 것으로서, 특히 셔더개선을 위해 밸브바디와 밸브샤프트의 상대변위에 의해 오일펌프로부터 파워실린더로 공급되는 작동유체의 흐름을 제어하는 로터리밸브의 구조에 관한 것이다. The present invention relates to a power steering device for a vehicle, and more particularly, to a structure of a rotary valve for controlling the flow of a working fluid supplied from an oil pump to a power cylinder by a relative displacement of a valve body and a valve shaft for improving the rudder.
도 1은 일반적인 종래 로터리 밸브 구조를 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a general conventional rotary valve structure.
종래기술에 따른 로터리밸브는 조향핸들과 함께 회전되도록 조향핸들측의 입 력축에 연결되는 밸브샤프트(10)와, 상기 밸브샤프트의 외주부에 장착되며 바퀴측의 피니언축과 함께 회전되도록 피니언축에 결합되는 원통상의 밸브바디(20)가 구비되어 있다.Rotary valve according to the prior art is coupled to the pin shaft to be mounted to the valve shaft (10) connected to the input shaft of the steering handle side to rotate with the steering wheel, the outer peripheral portion of the valve shaft and to rotate with the pinion shaft of the wheel side A
밸브샤프트(10)의 외주면에는 축방향으로 길게 형성되며 외주면에 등간격을 이루도록 형성되는 유로홈(11)이 마련되는데, 이들 유로홈(11)은 유체의 공급을 안내하는 공급유로홈(11a)와 유체의 복귀를 안내하는 복귀유로홈(11b)를 이루게된다. 그리고, 유로홈의 복귀유로홈(11b)에는 밸브샤프트(10)의 내측 중공부(12)와 연통되는 복귀공(13)이 형성되어 있다. The outer circumferential surface of the
또한, 밸브샤프트(10)의 외주면과 접하는 밸브바디(20)의 내주면에는 밸브샤프트와 마찬가지로 축방향으로 길게 형성 되며 상호등간격을 이루도록 형성되는 다수의 유로들(21,22,26)이 마련되어 있다. 그리고 밸브바디(20)의 파워실린더로의 일측통로유로(21)와 타측통로유로(22)사이의 랜드면에는 오일펌프(P)에서 공급되는 유체가 유입되는 오일공급유로(26)가 형성되어 있다.In addition, on the inner circumferential surface of the
상기와 같이 구성된 종래 기술의 동작을 살펴보면 다음과 같다. Looking at the operation of the prior art configured as described above are as follows.
도면1과같이 조향핸들의 회전으로 상기밸브샤프트(10)가 소정의 각도만큼 화살표방향으로 회전하게되면 , 밸브샤프트(10)의 유로홈중에서 상기공급유로홈(11a)은 오일공급유로(26)와 파워실린더(P/C)의 좌측공간(CL)과 밸브바디(20)의 파워실린더에로의 일측통로유로(21)를 연통시켜, 파워실린더의 좌측공간(CL)으로 오일이 유입되게 된다. As shown in FIG. 1, when the
이와 동시에, 밸브샤프트(10)의 유로홈중에서 복귀공(13)이 형성된 복귀유로홈(11b)은 파워실린더의 우측공간 (CR)과 연통된 밸브바디(20)의 상기 파워실린더부터의 타측통로유로(22)와 연통되어, 파워실린더의 우측공간(CR)의 유체가 밸브샤프트의 중공부(12)로 유입되어 오일탱크로 복귀되어 계속 순환하게 된다.At the same time, the return
그러나, 상기한 바와 같은 종래 기술에 따른 로터리밸브 구조에서는 상기 과정에서 오일공급유로로(26)유체가 들어올 때 유체에 맥동이 발생하게되면 유체가 상기 파워실린더의 좌측공간 (CL)안에서 실린더를 밀때에도 맥동이 발생하게되어 스티어링휠 조타시 저주파수 진동이 느껴지는 문제점이 있다. However, in the rotary valve structure according to the related art as described above, when the oil
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 오일탱크로 복귀하는 유체가 쉽게 빠져나갈 수 없도록 로터리밸브의 복귀유로 구조를 개선하여 조향보조력에 대한 작동유체의 저항력을 이용함으로써 ,파워 스티어링 시스템에서 발생하는 진동을 효과적으로 저감시키는데에 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, by improving the structure of the return flow path of the rotary valve so that the fluid returning to the oil tank can not easily escape by using the resistance of the working fluid to the steering assist force The purpose is to effectively reduce the vibration generated in the power steering system.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 로터리 밸브의 구조는 오일펌프로부터 오일을 공급받는 오일공급유로와 오일펌프로부터 공급된 오일을 파워실린더로 공급 또는 복귀시키는 통로유로가 형성된 밸브바디와;The rotary valve structure according to the present invention for solving the above problems is a valve body formed with an oil supply passage for receiving oil from the oil pump and a passage passage for supplying or returning the oil supplied from the oil pump to the power cylinder;
상기 밸브바디의 내측에 회전가능토록 결합되고 상기 밸브바디의 유로를 개폐시키는 유로홈이 마련된 밸브샤프트로 구성되는 동력장치의 로터리밸브에 있어서,In the rotary valve of the power unit consisting of a valve shaft coupled to the inside of the valve body rotatably and provided with a flow path groove for opening and closing the flow path of the valve body,
상기 밸브바디에는 상기 파워실린더에서 복귀되는 유체를 오일탱크로 안내하는 오일복귀유로가 형성되어 있고, 상기 밸브 샤프트의 유로홈은 상기 오일공급유로에서 공급되는 오일을 상기 통로유로로 안내하는 오일공급홈과, 상기 밸브바디의 오일복귀유로로 복귀하는 유체의 좁은 유로를 형성하는 오리피스형성홈으로 구성되어 있다. 또한, 상기 밸브바디의 오일복귀유로는 상기 오일복귀유로의 연장된 일단부와 연통이 되어 복귀되는 유체가 오일 탱크로 빠져나가도록 상기 밸브바디의 일측에는 내측과 외측이 관통되는 오일복귀공이 형성되어 있다. The valve body has an oil return flow path for guiding the fluid returned from the power cylinder to the oil tank, the flow path groove of the valve shaft is an oil supply groove for guiding oil supplied from the oil supply flow path to the passage flow path And an orifice forming groove forming a narrow flow path of the fluid returning to the oil return flow path of the valve body. In addition, the oil return flow path of the valve body is in communication with the extended one end of the oil return flow path is the oil return hole penetrating the inner side and the outer side is formed in one side of the valve body so that the fluid is returned to the oil tank have.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 2 는 본 발명에 따른 로터리 밸브의 구조를 보인 단면도이고, 도 3은 상기 밸브샤프트가 도면과 같은 각도로 회전되었을 때 본 발명에 따른 로터리밸브의 구조와 오일의 흐름을 표시한 단면도이다. 또한, 도4는 본 발명에 따른 로터리밸브의 전체적인 구성을 보인 종단면도이다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 2 is a cross-sectional view showing the structure of a rotary valve according to the present invention, Figure 3 is a cross-sectional view showing the structure and flow of oil of the rotary valve according to the present invention when the valve shaft is rotated at the angle as shown in the figure. 4 is a longitudinal sectional view showing the overall configuration of a rotary valve according to the present invention.
본 발명에 따른 로터리 밸브는 이에 도시한 바와 같이 , 밸브바디의 내주면에는 다수의 통로유로가(41,42)이 형성되는데 상기 통로유로(41)와 인접통로유로(42) 사이의 랜드면에는 오일펌프(P)에서 공급되는 유체가 유입되는 오일공급유로(46)가 형성되며, 이 오일공급유로(46)들은 간격이 상호 120°를 이루도록 형성된다. In the rotary valve according to the present invention, as shown therein, a plurality of
또한, 상기 밸브바디(40)의 내주면에는 상기 오일공급유로(46)사이에 상기 파워실린더에서 복귀되는 유체를 오일탱크(T)로 안내하는 오일복귀유로(43)가 마련되어 있으며, 상기 오일복귀유로(43)들은 축방향으로 길이가 길게 형성 되어있고, 원주방향으로는 간격이 상호 120°를 이루도록 형성된다. In addition, an
상기 밸브샤프트의(30)의 외주면에는 축방향으로 길게 형성되는 다수의 유로홈(33)이 마련된다. 이 때 유로홈(33)은 유체의 공급을 안내하는 공급유로홈(33a)과 상기 파워실린더에서 복귀하는 유체가 상기 밸브바디의 오일복귀유로(43)를 통하여 쉽게 빠져나가지 못하도록 좁은 유로를 형성하여 유체의 복귀를 안내하는 오리피스형성홈(33b,33c)으로 구성된다. 상기 공급유로홈(33a)는 상기 오일공급유로(43)를 포함하는 양측통로유로사이(41,42)의 랜드면의 너비에 일치하게 상기 오리피스형성홈(33b,33c)사이에 상호 120°를 이루도록 3개의 공급유로홈이 배치되며, 상기 오리피스형성홈(33b, 33c)은 상기 밸브바디(40)의 통로유로(41,42)와 오일복귀유로(43) 사이에 위치할 수있도록 상기 밸브샤프트(30)의 공급유로홈(33a)사이에 등간격으로 2개씩 총 6개가 형성된다.The outer circumferential surface of the
그리고, 본 발명에 따른 밸브바디(40)의 일측 단부에는 상기 오일복귀유로(43)와 연통되어 복귀되는 유체가 흐를수 있도록 오일복귀공(47)이 형성된다. In addition, an
상기와 같이 구성된 본 발명의 동작을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the operation of the present invention configured as described above are as follows.
도 3은 상기 밸브샤프트가 도면과 같은 각도로 회전되었을 때 본 발명에 따른 로터리 밸브의 구조와 오일의 흐름을 표시한 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing the structure and oil flow of the rotary valve according to the present invention when the valve shaft is rotated at an angle as shown in the figure.
차량의 스티어링 휠을 회전시키면 밸브바디(40)와 밸브샤프트(30)가 같이 회전하지만 스토퍼(미도시)에 의해 밸브바디(40)와 밸브샤프트(50)는 최대 좌우 5°정도의 상대 변위를 갖게 된다. 이에 파워실린더내의 좌우 공간의 오일양이 조절되어 스티어일 휠의 조향보조력을 얻을 수있다. 이런 상기 파워스티어링 장치에 있어서 본 발명에 따른 구체적인 동작을 살펴보면, 도면 3에 도시된 바와 같이 반시계방향의 조향핸들의 회전으로 밸브샤프트(30)가 소정의 각도만큼 상기 밸브 바디와 상대변위를 갖게되면 상기 밸브샤프트(30)의 유로홈 중에서 오일공급홈(33a)은 파워실린더의 좌측공간(CL)이 연통된 밸브바디(40)의 일측통로유로(41)와 연통되어 , 오일펌프에서 공급되는 유체가 파워실린더의 좌측공간(CL)으로 유입되게 한다. When the steering wheel of the vehicle is rotated, the
이와 동시에, 상기 밸브샤프트(30)의 오리피스형성홈(33b)은 파워실린더의 우측공간(CR)과 연통된 밸브바디(40)의 타측통로유로(42)와 연통이 된다. 따라서 파워실린더의 우측공간(CR)의 유체는 밸브바디(40)의 타측통로유로(42)를 거쳐 상기 밸브샤프트(30)의 오리피스형성홈(33b)에 의해 형성된 좁은 유로를 통해 상기 오리피스형성홈에 도달하게 되고, 이때 조향보조력에 대한 1차 저항력이 발생하게 된다. 그리고, 상기 오리피스형성홈에 있던 오일은 상기 밸브 바디(40)의 내주면과 상기 밸브샤프트(30)의 외주면 사이의 간극을 지나 상기 밸브바디의 오일복귀유로(43)로 빠지게 된다. 이때 2차 저항력이 발생하게 된다.At the same time, the
그리고 밸브샤프트(30)가 역방향으로 회전하게되면 밸브샤프트(30)의 유로홈 중에서 공급유로부(33a)는 오일공급유로(46)과 파워실린더의 우측공간(CR)이 연통된 밸브바디(40)의 반대쪽통로유로(42)이 연통되어 , 오일펌프에서 공급되는 유체가 파워실린더의 우측공간(CL)으로 유입되게 한다.When the
이와 동시에, 상기 밸브샤프트(30)의 오리피스형성홈(33c)은 파워실린더의 좌측공간(CL)과 연통된 밸브바디(40)의 타측통로유로(41)와 연통이 된다. 따라서 파워실린더의 우측공간(CL)의 유체는 밸브바디(40)의 타측통로유로(41)를 통해 밸브샤프트(30)의 오리피스형성홈(33c)을 거쳐 밸브바디(40)의 복귀유로부(43)로 안내되어 저항력이 발생하게 되고, 오일복귀공(47)을 통해 오일탱크(T)쪽으로 복귀되게 된다.At the same time, the
이러한 저항력으로 인해서 도면 5에서 보이늣이 종래의 밸브구조에서보다 본 발명의 밸브구조에서 현격히 진동이 감소함을 알수 있으며, ECU의 750rpm에서 가장 낮은 진동이 나타남을 실험을 통해서 알수 있다.Due to this resistance, it can be seen that the vibration shown in FIG. 5 is significantly reduced in the valve structure of the present invention than in the conventional valve structure, and the experiment shows that the lowest vibration is shown at 750 rpm of the ECU.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 동력장치의 로터리밸브의 구조는 파워실린더에서 복귀하는 유체를 밸브샤프트의 오리피스형성홈에 의해 형성된 좁은 유로를 거쳐 밸브바디의 오일복귀유로로 안내함으로써 종래의 로터리밸브의 구조와 달리 조향보조력에 대한 저항력을 발생시켜 스티어링 휠 조타시 오일펌프에서의 맥동으로 인한 진동발생을 효과적으로 감소시켜 쾌적한 승차감을 제공할수 있는 이점이 있다. The rotary valve structure of the power unit according to the present invention configured as described above is a conventional rotary valve by guiding the fluid returning from the power cylinder to the oil return flow path of the valve body through a narrow flow path formed by the orifice forming groove of the valve shaft Unlike the structure of the steering force is generated by the resistance to the steering wheel steering to effectively reduce the vibration caused by the pulsation in the oil pump has the advantage that can provide a comfortable ride.
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