KR100792907B1

KR100792907B1 - 차량용 파워 조향장치의 오일순환시스템

Info

Publication number: KR100792907B1
Application number: KR1020010080602A
Authority: KR
Inventors: 이동욱
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2001-12-18
Filing date: 2001-12-18
Publication date: 2008-01-08
Also published as: KR20030050202A

Abstract

본 발명은 차량용 파워 조향장치의 오일순환시스템에 관한 것으로, 조타의 락(LOck)과 같이 유속이 없고 고압이 작용된 상태에서 릴리프(Rilef)밸브를 통해 기어박스로 공급된 유량을 펌프쪽으로 신속하게 리턴시켜 고압에 의한 유압기구와 링크기구의 안정성 저하를 방지함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 파워 조향장치의 오일 순환시스템이 엔진에 의해 구동되는 펌프(20)와 기어박스(21)로 이어지는 공급라인(21a)사이에는 밸브어셈블리가 구비된 연결라인(20b,24a)이 연결되는 한편, 상기 펌프(20)와 오일리저버(22)사이의 공급라인(20a)과 상기 펌프(20)와 기어박스(21)사이의 공급라인(21a)에는 방향조절밸브(25)가 구비된 분기라인(25a)이 연결되어진 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 파워 조향장치의 오일순환시스템{Oil circulation system of power steering device in vehicle}

도 1은 종래에 따른 차량용 파워 조향장치의 오일순환시스템에 대한 구성도

도 2는 본 발명에 따른 차량용 파워 조향장치의 오일순환시스템에 대한 구성도

도 3은 본 발명에 따른 파워 조향장치의 오일 순환 상태도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

2 : 피니언샤프트 4 : 조향기어박스

6 : 스티어링랙 8 : 파워피스톤

10 : 파워실린더(10) 12 : 유압펌프

14 : 오일리저버 10a,10b : 제1,2유압실

16a,16b : 제1,2유압관

20 : 펌프 20a,21a : 공급라인

20b,24a,24b : 연결라인 21 : 기어박스

21b : 리턴라인 22 : 오일리저버

23 : 유량조절밸브 24 : 릴리프밸브

25 : 방향조절밸브 23a,25a : 분기라인

25b,25c : 제1,2바이패스라인 25' : 챔버

25" : 피스톤 25'" : 연통홀

25"" : 스프링 26 : 오르피스

본 발명은 차량용 파워 조향장치의 오일순환시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유온의 상승에 따른 점성 저하시 자동으로 오일을 리턴시켜 동력조타 불가 상태의 발생을 방지할 수 있도록 된 차량용 파워 조향장치의 오일순환시스템에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 파워스티어링장치는 조향장치 도중에 유압에 의한 배력장치를 설치하여 조향휠의 조작력을 그의 배력작용에 의해 경감시키는 장치로서 이의 구성을 개략적으로 설명하면 첨부한 예시도면 도 1에 도시된 바와 같이, 운전자가 조작하는 조향휠에 연결되어 회전하는 피니언샤프트(2)와, 이 피니언샤프트(2)가 설치되며, 내부에 밸브유니트를 구비하는 조향기어박스(4)와, 상기 피니언샤프트(2)의 기어에 치합되어 이의 회전운동을 직선운동으로 변환시키며, 소정의 링크수단으로 바퀴에 연결되는 스티어링랙(6)과, 이 스티어링랙(6)의 파워피스톤(8)을 수용하는 파워실린더(10)와, 엔진의 구동력으로 상기 파워실린더(10)에 작동오일 을 공급하며 상기 조향기어박스(4)의 밸브유니트에 연결되는유압펌프(12)와, 작동오일을 저장 및 충전하기 위한 오일리저버(14)로 구성된다.

도 1에서 미설명부호 16a 및 16b는 상기 조향기어박스(4)의 밸브유니트와 파워실린더(10)를 연결하는 제1유압관 및 제2유압관이며, 이 제1,2유압관(16a,16b)은 파워피스톤(8)의 행정구간(L)을 약간 벗어난 위치에서 파워실린더(10)와 연통되어각각 파워실린더(10)의 제1,2유압실(10a,10b)에 작동오일을 공급하게 된다.

이와 같은 파워스티어링장치는 조향휠을 회전시키면 피니언샤프트(2)가 좌 또는 우로 회전되고, 이에 따라 스티어링랙(6) 및 이의 파워피스톤(8)이 좌 또는 우로 이동하려고 하는데 이때, 상기 조향기어박스(7)내의 밸브유니트에 의해서 유압펌프(12)로부터 공급되는 작동오일의 경로가 바뀌어 고압의 작동오일이 제1유압관(16a) 또는 제2유압관(16b)을 거쳐 파워실린더(10)의 제1유압실(10a) 또는 제2유압실(10b)로 유입됨으로써 파워피스톤(8)을 좌 또는 우로 이동시키게 되고, 이에 스티어링랙(6)이 좌 또는 우로 이동되어 바퀴의 방향을 틀어주게 된다.

이러한 과정에서 운전자가 조향휠을 회전시키는 힘이 경감되어 용이하게 조향 할 수 있게 된다.

그러나, 이와 같은 파워 스티어링 장치에서 조향휠을 예컨대, 우방향(여기서는 우방향의 경우만 설명하며, 좌 방향으로의 작동과정도 이와 동일하다)으로 최대한 회전시킨 시점에서는 즉, 파워피스톤(8)이 도면에서 우방향의 최대행정지점(PL,PR)에 위치하는 시점에서는 유압펌프(12)에 의해서 파워실린더(10)에 작동오일은 계속하여 공급되려고 하나 파워피스톤(8)은 더 이상 이동하지 않게 된다.

이에 따라 파워실린더(10)의 제1유압실(10a)의 압력은 급격하게 상승되고 이의 압력상승에 의하여 유압펌프(12)에 과부하를 주는 현상이 발생하게 되는데, 이러한 과부하는 유압펌프(12)에 엔진의 추가적인 동력을 필요로 하기 때문에 결국 엔진에 부하가 걸려 특히, 엔진 공회전시의 경우에는 엔진회전수가 급격히 저하하거나 혹은 시동이 꺼지는 문제가 발생하게 된다.

이에 따라, 이와 같은 문제를 해소하기 위하여 파워스티어링장치에 압력감지스위치를 설치하고, 이 압력감지스위치의 감지신호에 따라 전자제어장치가 엔진의 출력을 증가시킴으로써 시동 꺼짐을 방지하는 장치를 설치하지만, 이는 시동 꺼짐을 방지하기 위한 하나의 방편이기는 하나 전체적으로 비용의 부담이 크고 연료의 소모가 많으며, 특히 유압펌프와 엔진에 과부하가 걸리는 문제는 근본적으로 해결하지 못하는 단점이 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 조타의 락(LOck)과 같이 유속이 없고 고압이 작용된 상태에서 릴리프(Rilef)밸브를 통해 기어박스로 공급된 유량을 펌프쪽으로 신속하게 리턴시켜 고압에 의한 유압기구와 링크기구의 안정성 저하를 방지함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 파워 조향장치의 오일 순환시스템이 엔진에 의해 구동되는 펌프와 기어박스로 이어지는 공급라인사이에는 밸브 어셈블리가 구비된 연결라인이 연결되는 한편, 상기 펌프와 오일리저버사이의 공급라인과 상기 펌프와 기어박스사이의 공급라인에는 방향조절밸브가 구비된 분기라인이 연결되어진 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 차량용 파워 조향장치의 오일순환시스템에 대한 구성도를 도시한 것인바, 본 발명은 엔진에 의해 구동되는 펌프(20)와, 이 펌프(20)에 공급라인(20a)을 통해 연결되어 작동매체인 오일을 수용한 오일리저버(22) 및 상기 펌프(20)에 공급라인(21a)을 통해 연결되어 공급된 오일을 매개로 조타력을 배력함과 더불어 리턴라인(21b)을 통해 오일리저버(22)로 오일을 복귀시키는 기어박스(21)로 이루어지되, 상기 펌프(20)와 기어박스(21)로 이어지는 공급라인(21a)사이에는 밸브어셈블리가 구비된 연결라인(20b,24a)이 연결되는 한편, 상기 오일리저버(22)로부터 오일을 유입하는 공급라인(20a)과 상기 펌프(20)로부터 기어박스(21)로 오일을 공급하는 공급라인(21a)사이에는 방향조절밸브(25)가 구비된 분기라인(25a)이 연결되어진다.

여기서, 상기 밸브어셈블리는 펌프(20)로부터 공급되는 오일이 유입되도록 이어진 연결라인(20b)과 펌프(20)와 오일리저버(22)의 공급라인(20a)으로 이어진 분기라인(23a)을 구비한 유량조절밸브(23)와, 이 유량조절밸브(23)로부터 오일을 유입해 기어박스(21)로 이어진 공급라인(21a)으로 공급하는 연결라인(24a)과 오일 리저버(22)의 공급라인(20a)으로 이어진 분기라인(23a)을 구비한 릴리프밸브(24)로 이루어진다.

또한, 상기 방향조절밸브(25)는 릴리프밸브(24)의 분기라인(23a)에 구비된 오르피스(26)의 전·후 부위에서 각각 그 상부와 하부로 제1·2바이패스라인(25b,25c)이 연결되는 빈 공간인 챔버(25')와, 이 챔버(25')내로 수용되어 공급라인(21a)과 분기라인(25a)사이의 통로를 개·폐하도록 개구된 연통홀(25'")이 형성된 피스톤(25") 및 상기 제1·2바이패스라인(25b,25c)으로 유입된 오일의 압력차에 의해 이동되는 피스톤(25")을 통해 압축·복원되는 스프링(25"")으로 이루어진다.

이하 본 발명의 작동을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

먼저, 정상적인 조타가 이루어지는 즉, 펌프(20)의 구동에 의해 오일리저버(22)의 오일이 조향휠의 조작에 따라 작동되는 기어박스(21)로 공급되고 다시 오일리저버(22)로 복귀되는 경우를 설명하면, 도 2에 도시된 바와 같이 엔진에 의해 함께 구동되는 펌프(20)가 진공을 발생해 오일리저버(22)의 오일을 공급라인(20a)을 통해 유입시켜 연결라인(20b)으로 송출하게 되면, 이 연결라인(20b)에 구비된 밸브어셈블리의 유량조절밸브(23)와 릴리프밸브(24)를 통해 연결라인(24a)을 거쳐 기어박스(21)로 이어진 공급라인(21a)으로 보내진 후 리턴라인(21b)을 통해 오일리저버(22)로 복귀되어지게 된다.

이때, 상기 펌프(20)로부터 오일이 과 공급되면 유량조절밸브(23)의 분기라 인(23a)을 통해 오일리저버(22)와 펌프(20)사이의 공급라인(20a)으로 리턴 되지만, 상기 릴리프밸브(24)의 분기라인(23a,24b)과 연결된 오일리저버(22)와 펌프(20)사이의 공급라인(20a)에는 오일이 흐르지 않게 되고 이에 따라, 상기 공급라인(21a,20a)사이의 분기라인(25a)사이에 구비된 방향조절밸브(25)는 릴리프밸브(24)를 통한 분기라인(25a)으로의 오일 흐름이 없어 그 내부에 수용된 피스톤(25")이 통로 차단 상태를 유지하므로 결국, 상기 펌프(20)와 기어박스(21) 및 오일리저버(22)사이의 오일 순환이 공급라인(20a,21a)과 리턴라인(21b)을 통해 이루어지게 된다.

한편, 조타가 락(Lock)되어 기어박스(21)의 피스톤 작동이 없고 라인(20a,20b,21a,24a)상에 고압이 걸림과 동시에 유속이 전혀 없게 되면, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 펌프(20)의 구동에 따라 오일리저버(22)로부터 공급되는 오일은 밸브어셈블리의 유량조절밸브(23)와 릴리프밸브(24)의 분기라인(23a,24b)을 통해 오일리저버(22)와 펌프(20)사이의 공급라인(20a)으로 리턴되어지게 된다.

이때, 상기 기어박스(21)로 공급되어 공급라인(21a)에 채워진 오일도 연결라인(24a)을 통해 릴리프밸브(24)로 리턴되면서 분기라인(24b)으로 배출되어짐은 물론이다.

이어, 상기 릴리프밸브(24)의 분기라인(24b)으로 흐르는 오일은 방향조절밸브(25)로 이어지는 제1바이패스라인(25b)으로 그 일부 유량이 유입되는 한편, 상기 제1바이패스라인(25b)으로 유입되지 못한 대부분의 유량은 오르피스(26)를 지나 그 압력이 저하된 상태로 일부 유량이 제2바이패스라인(25c)으로 유입된 후 공급라인(20a)으로 배출되어진다.

이와 같이, 상기 릴리프밸브(24)의 분기라인(24b)에 구비된 오르피스(26)의 전·후단에서 리턴되는 유량이 방향조절밸브(25)로 유입되면, 상기 제1바이패스라인(25b)으로 유입되는 압력이 제2바이패스라인(25c)으로 유입된 압력에 비해 상대적으로 높아 피스톤(25")을 제2바이패스라인(25c)쪽으로 이동시키게 되고 이에 따라, 상기 피스톤(25")이 스프링(25"")을 압축하면서 이동되어 상기 피스톤(25")에 형성된 연통홀(25'")이 공급라인(21a)과 분기라인(25a)사이의 통로를 열어주게 된다.

이로 인해, 상기 펌프(20)에서 기어박스(21)쪽으로 이어지는 공급라인(21a)과 상기 오일리저버(22)에서 펌프(20)쪽으로 이어지는 공급라인(20a)이 상기 방향조절밸브(25)가 구비된 분기라인(25a)을 통해 서로 연통되고, 이에 따라 상기 기어박스(21)와 공급라인(21a)상에 유입되었던 오일이 신속하게 리턴되어지게 된다.

한편, 조타 락이 해제되면 압력이 저하되면서 밸브어셈블리의 릴리프밸브(24)의 연결라인(24b)의 통로가 닫히게 되고 이에 따라, 상기 방향조절밸브(25)로 연결된 제1·2바이패스라인(25b,25c)를 통한 유량의 유입이 없어 상기 펌프(20)에서 기어박스(21)쪽으로 이어지는 공급라인(21a)과 상기 오일리저버(22)에서 펌프(20)쪽으로 이어지는 공급라인(20a)이 차단되므로 결국, 전술한 바와 같이 상기 펌프(20)와 기어박스(21) 및 오일리저버(22)사이의 오일 순환이 공급라인(20a,21a)과 리턴라인(21b)을 통해 이루어지게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 펌프와 기어박스로 이어지는 라인사이에는 밸브어셈블리가 구비됨과 더불어 기어박스로 이어지는 라인과 오일리저버에서 펌프로 이어지는 라인사이에는 방향조절밸브가 구비되어, 조타의 락(LOck)과 같이 유속이 없고 고압이 작용된 상태에서 릴리프밸브를 통해 기어박스로 공급된 유량을 펌프쪽으로 신속하게 리턴시켜 고압에 의한 유압기구와 링크기구의 안정성 저하를 방지할 수 있는 효과가 있게 된다.

Claims

엔진에 의해 구동되는 펌프(20)와, 이 펌프(20)에 공급라인(20a)을 통해 연결되어 작동매체인 오일을 수용한 오일리저버(22) 및 상기 펌프(20)에 공급라인(21a)을 통해 연결되어 공급된 오일을 매개로 조타력을 배력함과 더불어 리턴라인(21b)을 통해 오일리저버(22)로 오일을 복귀시키는 기어박스(21)로 이루어지되, 상기 펌프(20)와 기어박스(21)로 이어지는 공급라인(21a)사이에는 밸브어셈블리가 구비된 연결라인(20b,24a)이 연결되는 한편, 상기 오일리저버(22)로부터 오일을 유입하는 공급라인(20a)과 상기 펌프(20)로부터 기어박스(21)로 오일을 공급하는 공급라인(21a)사이에는 방향조절밸브(25)가 구비된 분기라인(25a)이 연결되어진 차량용 파워 조향장치의 오일순환시스템.
제 1항에 있어서, 상기 밸브어셈블리는 펌프(20)로부터 공급되는 오일이 유입되도록 이어진 연결라인(20b)과 펌프(20)와 오일리저버(22)의 공급라인(20a)으로 이어진 분기라인(23a)을 구비한 유량조절밸브(23)와, 이 유량조절밸브(23)로부터 오일을 유입해 기어박스(21)로 이어진 공급라인(21a)으로 공급하는 연결라인(24a)과 오일리저버(22)의 공급라인(20a)으로 이어진 분기라인(23a)을 구비한 릴리프밸브(24)로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 파워 조향장치의 오일순환시스템.
제 1항에 있어서, 상기 방향조절밸브(25)는 릴리프밸브(24)의 분기라인(23a)에 구비된 오르피스(26)의 전·후부위에서 각각 그 상부와 하부로 제1·2바이패스라인(25b,25c)이 연결되는 빈 공간인 챔버(25')와, 이 챔버(25')내로 수용되어 공급라인(21a)과 분기라인(25a)사이의 통로를 개·폐하도록 개구된 연통홀(25'")이 형성된 피스톤(25") 및 상기 제1·2바이패스라인(25b,25c)으로 유입된 오일의 압력차에 의해 이동되는 피스톤(25")을 통해 압축·복원되는 스프링(25"")으로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 파워 조향장치의 오일순환시스템.