KR20100010550A - 스티어링 펌프의 유압 조절 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밸브 작동 시 발생되는 진동 및 소음을 방지하기 위한 스티어링 펌프의 유압 조절 밸브에 관한 것이다. 스티어링 펌프의 유압 조절 밸브는 밸브 보어(valve bore)를 형성하며 스티어링 펌프에서 압송되는 오일이 유입되는 오일 유입 유로, 오일이 배출되는 오일 배출 유로, 배출된 오일을 리턴시키는 오일 리턴 유로, 그리고 오일은 상기 스티어링 펌프로 토출시키는 오일 토출 유로를 형성하는 밸브 바디(valve body), 하나 이상의 밸브 랜드를 포함하고 상기 토출 유로를 닫거나 열리게 할 수 있도록 상기 밸브 보어에 왕복 운동할 수 있도록 위치되는 밸브 스풀(valve spool), 그리고 상기 밸브 바디의 길이 방향 끝단의 내면에 대해 상기 밸브 스풀을 탄성적으로 지지하는 탄성 부재를 포함하되, 상기 밸브 랜드의 외주면에 윤활을 위한 복수의 홈이 형성되며, 하나 이상의 테프론(teflon) 재질의 실(seal)이 상기 복수의 홈 중 하나 이상에 각각 형성된다.

밸브 바디(valve body), 밸브 스풀(valve spool), 실(seal)

Description

스티어링 펌프의 유압 조절 밸브{pressure control valve for steering pump}

본 발명은 스티어링 펌프의 유압 조절 밸브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 밸브 작동 시 발생되는 진동 및 소음을 줄일 수 있는 스티어링 펌프의 유압 조절 밸브에 관한 것이다.

유압을 이용한 파워 스티어링 장치는 스티어링 휠(steering wheel)이 조작될 때 유압이 작용하도록 하여 작은 힘으로도 스티어링 휠의 조작 및 조향이 이루어지도록 하기 위한 것이다.

일반적으로 스티어링 장치는 링크(link) 기구, 스티어링 기어(steering gear) 및 조작 기구를 포함한다. 링크 기구는 스티어링 기어의 조향력을 조향 바퀴에 전달하는 전달 매체이다. 스티어링 기어는 조작 기구로부터 전달되는 조향력을 크게 하고 회전 운동을 직선 운동으로 전환시킨다. 또한 조작 기구는 운전자에 의해 발생된 조향력을 스티어링 기어에 전달하기 위한 스티어링 휠(steering wheel), 스티어링 컬럼(steering column), 및 인터미디어트 샤프트(intermediate shaft)를 포함한다.

이때 스티어링 기어는 조향력을 크게 하기 위한 스티어링 펌프(steering pump)를 갖는다. 이런 스티어링 펌프는 스티어링 기어에 오일을 압송하도록 엔진과 연동되는 구조이며, 엔진 회전수의 변화에 따라 토출되는 유량이 변환된다. 따라서 스티어링 펌프는 엔진 회전수의 변화에 따라 토출되는 오일의 유량 및 유압을 제어하기 위해 유압 조절 밸브를 포함한다.

이러한 유압 조절 밸브는 밸브 보어를 갖는 밸브 몸체와 밸브 보어에 배치되어 탄성 부재에 의해 탄성 지지되는 밸브 스풀을 포함한다. 또한 밸브 스풀의 내부에 고속 시 오일의 압력을 일정하게 하도록 볼과 볼을 지지하는 코일 스프링이 배치된다.

이러한 유압 조절 밸브의 작동 관계를 설명하면, 엔진 회전수가 저속일 경우 펌프와 연통된 유입구를 통해 오일이 밸브의 몸체로 유입되고 오리피스 관을 통해 배출구로 배출됨으로써, 스티어링 기어로 오일이 유입된다. 따라서 스티어링 기어가 작동이 되면서 조향을 가능하게 한다.

그리고 엔진 회전수가 중속이 되면, 펌프에서 압송되는 오일의 유량과 압력이 높아지게 된다. 따라서 밸브 몸체의 유입구를 통해 오일이 내부로 유입된다. 그리고 오일의 압력에 의해 밸브 피스톤을 지지하고 있던, 탄성 부재가 압축되면서, 밸브 스풀이 후퇴하게 된다. 이때 토출 배관이 열리게 되어 오일의 일부가 토출 배관으로 토출되어 펌프로 되돌아간다. 따라서 오일의 압력은 설정된 압력을 유지하게 된다.

한편 엔진 회전수가 고속이 되면, 밸브 스풀이 후퇴한 상태가 되고, 밸브 스 풀의 내부에 탄성 부재에 의해 탄성적으로 지지된 상태로 배치된 볼이 오일의 압력이 설정된 압력 값으로 유지되도록 오일의 압력에 밀려서 코일 스프링의 탄성력을 극복하고 후퇴한다. 상세히 설명하면, 밸브 스풀의 내부에 유입구와 공간이 형성되며, 유입구의 끝단부에 볼이 접촉되어 있다. 이때 볼은 코일 스프링의 탄성에 의해 유입구에 밀착 접촉되어 있다. 따라서 펌프의 오일이 리턴 배관을 통해 밸브 스풀의 후방으로 유입된다. 그리고 이 공간에 미리 설정된 압력 이상의 압력이 가해지면, 볼에 가해지는 압력이 증가하여 볼을 탄성 지지하고 있는 코일 스프링이 압축되면서 볼이 후퇴하게 된다. 그리고 볼의 후퇴에 의해 밸브 스풀의 내부로 유입된 오일이 밸브 스풀의 길이방향의 직각 방향으로 관통되도록 형성된 배출구멍을 통해 토출 배관으로 토출되어 다시 펌프로 되돌아간다.

따라서 엔진 회전수가 중속 또는 고속일 경우에도 오일의 압력은 일정하게 유지될 수 있다.

이러한 종래의 유압 조절 밸브는 밸브 바디의 밸브 보어에서 밸브 스풀이 왕복운동을 할 때 밸브 바디의 내주면과 밸브 스풀의 외주면이 접촉되면서 진동 및 소음이 발생되는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위해 창출된 것이다. 본 발명이 이루고자 하는 과제는 밸브 스풀의 외주 면에 하나 이상의 실을 설치하여 밸브 스풀의 진동 및 소음을 줄일 수 있는 스티어링 펌프의 유압 조절 밸브를 제공 한다.

상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 스티어링 펌프의 유압 조절 밸브는 밸브 보어(valve bore)를 형성하며 스티어링 펌프에서 압송되는 오일이 유입되는 오일 유입 유로, 오일이 배출되는 오일 배출 유로, 배출된 오일을 리턴시키는 오일 리턴 유로, 그리고 오일은 상기 스티어링 펌프로 토출시키는 오일 토출 유로를 형성하는 밸브 바디(valve body), 하나 이상의 밸브 랜드를 포함하고 상기 토출 유로를 닫거나 열리게 할 수 있도록 상기 밸브 보어에서 왕복 운동할 수 있게 위치되는 밸브 스풀(valve spool), 그리고 상기 밸브 바디의 길이 방향 끝단의 내면에 대해 상기 밸브 스풀을 탄성적으로 지지하는 탄성 부재를 포함하되, 상기 밸브 랜드의 외주면에 윤활을 위한 복수의 홈이 형성되며, 하나 이상의 테프론(teflon) 재질의 실(seal)이 상기 복수의 홈 중 하나 이상에 각각 형성된다.

상기 하나 이상의 실은 복수로 구비될 수 있으며, 상기 복수의 실은 상기 복수의 홈 중 가장 외측의 홈에 각각 형성될 수 있다.

상기 하나 이상의 실은 상기 복수의 홈 중 가장 외측의 홈의 사이에 위치하는 홈에 형성되는 실을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면, 밸브 스풀의 외주 면에 하나 이상의 실을 설치하여 진동 및 소음을 감소시킴으로써, 밸브 바디가 밸브 스풀의 진동으로 인한 손상을 줄일 수 있어 내구성을 높일 수 있으며, 밸브 스풀이 밸브 바디의 내주면을 따라 왕복 운동할 때 부드럽게 슬라이딩될 수 있다.

이하에서 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스티어링 펌프의 유압 조절 밸브를 보여주는 개략도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스티어링 펌프 유압 조절 밸브의 밸브 스풀을 도시한 측면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 유압 조절 밸브는 스티어링 펌프(10)와 스티어링 기어(steering gear)(20) 사이에 설치되며 스티어링 펌프(10)에서 토출되는 유체의 압력을 조절하는 기능을 수행한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 스티어링 펌프(10)의 유압 조절 밸브는 밸브 바디(valve body)(120)를 포함한다. 밸브 바디(120)는 밸브 보어(valve bore)(26)를 형성하도록 중공 형상을 가진다.

이 밸브 바디(120)는 오일 유입 유로(121)를 포함하는데, 스티어링 펌프(10)에서 압송되는 유체는 오일 유입 유로(121)를 통해서 밸브 보어(126)로 유입된다.

또한 밸브 바디(120)는 스티어링 기어(20)로 유체를 배출시키는 오일 배출 유로(122)를 포함한다.

그리고 오일 유입 유로(121)와 오일 배출 유로(122) 사이에 오리피스 유로(123)가 형성되는데, 이 오리피스 유로(123)는 오일 배출 유로(122)로 배출되는 유체의 유량을 조절해준다.

그리고 밸브 바디(120)는 오일 배출 유로(122)를 통해 배출되는 유체 중 일부를 리턴(return)시키는 오일 리턴 유로(125)를 포함한다. 오일 리턴 유로(125)는 오일 배출 유로(122)와 밸브 보어(126)에 설치된 밸브 스풀(valve spool)(110)의 후방의 공간과 각각 연통된다. 그리고 밸브 바디(120)는 밸브 보어(126)로 유입된 유체를 스티어링 펌프(10)로 토출시키는 오일 토출 유로(124)를 포함한다.

탄성 부재(30)는 밸브 바디(120)의 길이 방향 끝단의 내면에 접촉되도록 배치되며 밸브 스풀(110)을 탄성적으로 지지한다. 탄성 부재(30)는 코일 스프링으로 형성될수 있다.

밸브 스풀(110)은 밸브 보어(126)에 위치되고, 탄성 부재(30)에 의해 탄성적으로 지지된다. 밸브 스풀(110)은 밸브 보어(126)를 왕복 운동하면서 오일 토출 유로(124)를 닫거나 열리게 한다. 즉, 오일 유입 유로(121)를 통해 밸브 보어(126)로 유입된 유체의 압력이 높아질 경우, 유체의 압력이 밸브 스풀(110)에 가해지고 이로 인해 탄성 부재(30)가 압축된다. 따라서 밸브 스풀(110)이 압력 작용 방향으로 밀리게 되어 오일 토출 유로(124)가 열린다. 또한 유체의 압력이 낮아지게 되면, 밸브 스풀(110)이 탄성 부재(30)의 탄성력에 의해 원래 위치로 복귀됨으로써 오일 토출 유로(124)가 닫힌다. 따라서 스티어링 기어(20)로 배출되는 유체의 압력을 일정하게 유지시킬 수 있다.

도 1를 참조하면, 밸브 스풀(110)은 밸브 스풀 바디(valve spool body)(111)를 포함한다.

밸브 스풀 바디(111)의 내부에 볼(ball) 설치 공간(112)이 형성된다.

그리고 밸브 스풀 바디(111)는 오일 리턴 유로(125)를 통해 압송된 유체가 볼 설치 공간(112)으로 유입될 수 있도록 볼 설치 공간(112)과 오일 리턴 유로(125)를 연결하는 유입 유로(113)를 포함한다. 볼 설치 공간(112)은 유입 유로(113)와 연통되도록 형성되며 볼(140)이 설치될 수 있도록 소정 크기의 공간으로 형성된다.

또한 밸브 스풀 바디(111)는 배출 유로(114)를 형성하는데, 배출 유로(114)는 볼 설치 공간(112)으로 유입되는 유체를 오일 토출 유로(124)로 선택적으로 배출하도록 오일 토출 유로(124)와 선택적으로 연통된다. 이때, 배출 유로(114)는 밸브 보어(126)에서의 밸브 스풀 바디(111)의 위치에 따라 오일 토출 유로(124)와 선택적으로 연통된다. 즉, 밸브 스풀 바디(111)가 도 1에 도시된 지점에 위치하는 경우 배출 유로(114)가 오일 토출 유로(124)와 연통되며, 밸브 스풀 바디(111)가 도 1에 도시된 상태에서 보다 오른쪽으로 이동하여 밸브 스풀 바디(111)가 오일 토출 유로(124)의 우측 상단을 지나게 되면 배출 유로(114)는 오일 토출 유로(124)로부터 차단된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 밸브 스풀(110)은 밸브 랜드(valve land)의 외주 면에 윤활을 위한 홈(115)이 형성된다. 그리고 홈(115)에 실(seal)(160)이 설치된다. 실(160)은 복수의 홈(115) 중 하나 이상에 각각 형성된다. 예를 들어, 복수의 홈(116) 중 가장 외측의 홈(115)에 각각 형성될 수 있다. 또한 복수의 홈(115) 중 가장 외측의 홈(115)의 사이에 위치되는 홈(115)에 설치될 수 있다.

실(160)은 테프론(teflon) 소재로 형성될 수 있다. 실(160)이 테이프론 소재 로 형성됨으로써, 밸브 바디(120)의 내주면과 접촉 시 마찰력을 최소화 시켜 슬라이딩을 부드럽게 할 수 있다. 또한 밸브 바디(120)의 내주 면을 따라 슬라이딩 시 발생되는 진동 및 소음을 줄일 수 있다.

한편, 도 1을 참조하면, 스프링(130)은 볼 설치 공간(112)에 설치되며, 볼(140)을 탄성적으로 지지한다. 볼(140)은 유입 유로(113)를 통해 유입되는 유체의 압력과 상기 스프링(130)의 탄성력의 차이에 따라 유입 유로(113)를 선택적으로 개폐할수 있도록 유입 유로(113) 쪽으로 스프링(130)에 의해 탄성적으로 지지된다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 볼(140)이 스프링(130)의 탄성력에 의해 유입 유로(113) 쪽으로 완전히 밀착되는 경우 볼(140)이 유입 유로(113)를 차단하고, 오일 리턴 유로(125)를 통해 유입되는 유체의 압력이 커져서 볼(140)에 작용하는 압력이 스프링(130)의 탄성력보다 커지게 되면 스프링(130)이 압축되어 볼(140)이 유입 유로(113)의 끝단에서 이격되어 유입 유로(113)가 개방된다.

가이드 부재(150)는 스프링(130)과 볼(140) 사이에 개재되며, 볼(140)을 가이드 하는 역할을 수행한다.

이상에서 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스티어링 펌프 유압 조절 밸브를 설명하기 위해 도시한 개략도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스티어링 펌프 유압 조절 밸브의 밸브 스풀을 도시한 측면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 스티어링 펌프 20 : 스티어링 기어

30 : 탄성 부재 110 : 밸브 스풀

111 : 밸브 스풀 바디 112 : 볼 설치 공간

113 : 유입 유로 114 : 배출 유로

115 : 홈 120 : 밸브 바디

121 : 유입 유로 122 : 배출 유로

123 : 오리피스 124 : 토출 유로

125 : 리턴 유로 126 : 밸브 보어

130 : 스프링 140 : 볼

150 : 가이드 부재 160 : 실

Claims (3)

1. 밸브 보어(valve bore)를 형성하며 스티어링 펌프에서 압송되는 오일이 유입되는 오일 유입 유로, 오일이 배출되는 오일 배출 유로, 배출된 오일을 리턴시키는 오일 리턴 유로, 그리고 오일을 상기 스티어링 펌프로 토출시키는 오일 토출 유로를 형성하는 밸브 바디(valve body),

   하나 이상의 밸브 랜드를 포함하고 상기 오일 토출 유로를 닫거나 열리게 할 수 있도록 상기 밸브 보어에서 왕복 운동할 수 있게 위치되는 밸브 스풀(valve spool), 그리고

   상기 밸브 바디의 길이 방향 끝단의 내면에 대해 상기 밸브 스풀을 탄성적으로 지지하는 탄성 부재를 포함하되,

   상기 밸브 랜드의 외주면에 윤활을 위한 복수의 홈이 형성되며,

   하나 이상의 테프론(teflon) 재질의 실(seal)이 상기 복수의 홈 중 하나 이상에 각각 형성되는 스티어링 펌프의 유압 조절 밸브.
2. 제1항에서,

   상기 하나 이상의 실은 복수로 구비되며,

   상기 복수의 실은 상기 복수의 홈 중 가장 외측의 홈에 각각 형성되는 스티어링 펌프의 유압 조절 밸브.
3. 제2항에서,

   상기 하나 이상의 실은 상기 복수의 홈 중 가장 외측의 홈의 사이에 위치하는 홈에 형성되는 실을 더 포함하는 스티어링 펌프의 유압 조절 밸브.

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