KR100792815B1 - 비순환형 볼스크류를 구비한 전동식 조향장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 비순환형 볼스크류를 구비한 전동식 조향장치에 관한 것이다.
본 발명은, 조향 보조 동력을 공급하기 위한 모터를 포함하는 전동식 조향장치에 있어서, 외주면에 제 1 스크류홈을 구비하는 랙바; 상기 제 1 스크류홈에 대향하는 제 2 스크류홈을 내주면에 구비하되 상기 랙바를 둘러싸는 볼 너트; 상기 제 1 스크류홈 및 상기 제 2 스크류홈에 접하는 볼; 및 상기 볼의 이동을 구속하는 멈춤부를 포함하는 것을 특징으로 하는 비순환형 볼스크류를 구비한 전동식 조향장치를 제공한다.
본 발명에 의하면, 볼스크류홈의 일측에 멈춤부를 형성함으로써 볼이 순환하지 않게 하고, 볼이 접하는 부분의 면적을 감소시키는 한편 소음의 발생을 저감시키는 효과가 있다.
볼스크류, 비순환, 볼, 조향장치

Description

비순환형 볼스크류를 구비한 전동식 조향장치{Electric Power Steering Apparatus Equipped with Non-circuating Ball Screw}
도 1은 종래 기술에 따른 전동식 조향장치의 구성도,
도 2는 종래 기술에 따른 전동식 조향장치의 부분 단면도,
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 비순환형 볼스크류를 구비한 전동식 조향장치를 나타내는 개략도,
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 비순환형 볼스크류를 구비한 전동식 조향장치를 나타내는 개략도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
301: 제 1 스크류홈 303: 랙바
305: 제 2 스크류홈 307: 볼 너트
309: 볼 311: 멈춤부
본 발명은 비순환형 볼스크류를 구비한 전동식 조향장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 랙바 또는 볼너트의 볼스크류홈의 일측에 멈춤부를 형성함으로써 볼이 순환하지 않게 하고, 볼이 접하는 부분의 면적을 감소시키는 한편 소음의 발생을 저감시키는 비순환형 볼스크류를 구비한 전동식 조향장치에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 조향장치로는 유압 펌프의 유압을 이용한 유압식 조향장치(Hydraulic Power Steering Apparatus)가 사용되고 있지만, 1990년대 이후 모터를 이용한 전동식 조향장치(Electric Power Steering Apparatus)가 점차로 보편화되어 가고 있다.
기존의 유압식 조향장치는 조향 보조 동력을 공급하는 동력원인 유압 펌프가 엔진에 의해 구동되어 조향휠의 회전 여부와 관계없이 항상 에너지를 소모하는 데 비해서 전동식 조향장치는 조향휠의 회전에 의해 조향 토크가 발생되면 모터가 발생된 조향 토크에 비례하는 조향 보조 동력을 공급한다. 따라서 전동식 조향장치를 사용하는 경우에는 유압식 조향장치를 사용하는 경우에 비해 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 전동식 조향장치의 구성도이다.
도 1에서 도시하는 바와 같이 일반적으로 전동식 조향장치는 조향휠(101)부터 양측 바퀴(108)에까지 이어지는 조향 계통(100) 및 조향 계통에 조향 보조 동력을 공급하는 보조 동력 기구(120)를 포함하여 구성된다.
조향 계통(100)은, 상단이 조향휠(101)에 연결되어 조향휠(101)과 함께 회전하고 하단은 한 쌍의 유니버설 조인트(103)를 매개로 피니언축(104)에 연결되는 조향축(102)을 포함하여 구성된다. 또한, 피니언축(104)은 랙-피니언 기구부(105)를 통해 랙바(109)에 연결되고, 랙바(109)의 양단은 타이로드(106) 및 너클암(107)을 통해 자동차의 바퀴(108)에 연결된다.
랙-피니언 기구부(105)는 피니언축(104)의 하단에 형성되는 피니언 기어(111)와 랙바(109)의 외주면 일측에 형성되어 있는 랙 기어(112)가 서로 맞물려서 형성되며, 랙-피니언 기구부(105)를 통해 피니언축(104)의 회전 운동이 랙바(109)의 직선 운동으로 변화한다. 따라서, 운전자가 조향휠(101)을 조작하면 피니언축(104)이 회전하고, 피니언축(104)의 회전에 따라 랙바(109)가 축 방향으로 직선 운동을 하며, 랙바(109)의 직선 운동이 타이로드(106) 및 너클암(107)을 통해 바퀴(108)를 조향하게 된다.
보조 동력 기구(120)는 운전자가 조향휠(101)에 가하는 조향 토크를 감지하고 감지된 조향 토크에 비례하는 전기 신호를 출력하는 토크 센서(121), 토크 센서(121)로부터 전해지는 전기 신호에 기초하여 제어 신호를 발생하는 전자 제어 장치(ECU: Electronic Control Unit, 123), 전자 제어 장치(123)로부터 전해지는 제어 신호에 기초하여 조향 보조 동력을 발생시키는 모터(130) 및 벨트를 매개로 모터(130)에서 발생한 보조 동력을 랙바(109)에 전달하는 벨트식 전동장치(140)를 포함하여 구성된다.
따라서, 전동식 조향장치는 조향휠(101)의 회전에 의해 발생한 조향 토크가 랙-피니언 기구부(105)를 거쳐서 랙바(109)에 전달되고, 발생된 조향 토크에 따라 모터(130)에서 발생한 조향 보조 동력이 벨트식 전동장치(140)에 의해 랙바(109)에 전달되도록 구성된다. 즉, 조향 계통(100)에서 발생한 조향 토크와 모터(130)에서 발생한 조향 보조 동력이 합쳐져서 랙바(109)를 축 방향으로 운동하도록 하는 것이다.
한편, 전동식 조향장치는 모터(130)에서 발생한 조향 보조 동력을 조향축(102) 또는 피니언축(104)에 전달하는 방식으로 구성될 수도 있다.
도 2는 종래 기술에 따른 전동식 조향장치의 부분 단면도이다.
도 2에서 도시하는 바와 같이 종래 기술에 따른 전동식 조향장치는 자동차의 가로 방향으로 연장되되 외주면 일측에 랙 기어를 구비하는 랙바(109), 랙 기어와 맞물리는 피니언 기어를 구비하는 피니언축(104), 볼(201)을 매개로 볼 스크류(203)와 맞물리는 볼 너트(205)를 포함하는 볼 스크류부(210), 볼 너트(205)와 모터축(221)을 연결하는 벨트식 전동장치(140) 및 모터(130)를 포함하여 구성된다.
피니언축(104)은 조향축을 통해 조향휠에 연결되고, 외주면 일측에 일정 길이의 스크류가 형성되어 있는 랙바(109)는 랙 하우징(223)에 내장된다. 또한, 랙 하우징(223)은 랙 기어 측의 제 1 하우징(225)과 모터 측의 제 2 하우징(227)으로 나뉜다.
벨트식 전동장치(140)는 모터축(221) 및 볼 너트(205)를 연결하는 벨트를 포함하여 형성되며, 조향휠에 가해진 조향 토크에 비례하여 모터(130)에서 발생하는 조향 보조 동력을 볼 너트(205)를 통해 랙바(109)에 전달한다.
그런데, 이러한 종래 기술에 의하는 경우 볼 너트의 구동에 의해 볼이 볼스크류를 따라 순환하면서 순환 통로의 내주면 또는 볼스크류면과 마찰하면서 많은 소음을 발생시키는 문제점이 있었다.
또한, 볼이 볼 너트 및 볼스크류에 접할 때 접하는 부분의 면적이 크므로 마찰 및 소음이 커지는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 볼스크류홈의 일측에 멈춤부를 형성함으로써 볼이 순환하지 않게 하고, 볼이 접하는 부분의 면적을 감소시키는 한편 소음의 발생을 저감시키는 비순환형 볼스크류를 구비한 전동식 조향장치를 제공하는 데 그 주된 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 외주면에 제 1 스크류홈을 구비하는 랙바와; 상기 제 1 스크류홈에 대향하는 제 2 스크류홈을 내주면에 구비하되 상기 랙바를 둘러싸는 볼 너트; 상기 제 1 스크류홈 및 상기 제 2 스크류홈에 접하는 볼 및; 전동장치를 매개로 상기 볼 너트에 연결되어 조향 보조 동력을 공급하는 모터;를 구비하되, 상기 볼의 이동을 구속하는 멈춤부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 비순환형 볼스크류를 구비한 전동식 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 설명을 생략한다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 비순환형 볼스크류를 구비한 전동식 조향장치를 나타내는 개략도이다.
도 3에서 도시하는 바와 같이 본 발명의 제 1 실시예에 따른 비순환형 볼스크류를 구비한 전동식 조향장치는, 외주면에 제 1 스크류홈(301)을 구비하는 랙바(303), 내주면에 제 2 스크류홈(305)을 구비하는 볼 너트(307), 제 1 스크류홈(301) 및 제 2 스크류홈(305)에 접하는 볼(309) 및 볼(309)의 이동을 구속하는 멈춤부(311)를 포함하여 구성된다.
제 1 스크류홈(301)은 랙바(303)의 외주면에 나선 형상으로 형성된다.
제 2 스크류홈(305)은 제 1 스크류홈(301)에 대향하되 볼 너트(307)의 내주면에 형성된다. 또한, 볼 너트(307)는 랙바(303)의 외주면을 둘러싼다.
볼(309)은 제 1 스크류홈(301) 및 제 2 스크류홈(305)에 접하면서 볼 너트(307)의 회전 운동이 랙바(303)의 직선 운동으로 바뀌게 함으로써 모터(미도시)의 동력이 랙바(303)에 전달되게 한다.
멈춤부(311)는 제 1 스크류홈(301)의 일측에 형성되어 볼(309)의 이동을 구속하는데, 필요에 따라 제 1 스크류홈(301)의 양측에 형성될 수도 있으며 제 2 스크류홈(305)에 형성될 수도 있다.
한편, 멈춤부(311)는 제 1 스크류홈(301)에 핀이나 볼 등을 삽입함으로써 형성될 수도 있으며 제 1 스크류홈(301)에 돌출부를 구비함으로써 형성될 수도 있다. 또한, 볼(309)이 제 1 스크류홈(301)을 따라 이동하다가 멈춤부(311)에 닿으면 이동을 멈추게 되기 때문에 종래 기술과 달리 본 발명의 볼(309)은 순환하지 않는다.
멈춤부(311)는 제 1 스크류홈(301)의 깊이를 변화시킴으로써, 즉 제 1 스크류홈(301)의 표면에 기울기를 줌으로써 형성될 수도 있다. 이 경우 볼(309)이 멈춤부(311)에 다다르게 되면 제 1 스크류홈(301)과 제 2 스크류홈(305) 사이의 공간이 좁기 때문에 더 이상 진행하지 못하게 된다.
이와 같은 본 발명의 제 1 실시예에 따르면, 볼(309)이 제 1 스크류홈(301) 및 제 2 스크류홈(305)을 따라 이동하다가 멈춤부(311)에 의해 이동이 제한되게 되므로 순환을 하지 않기 때문에 순환형 볼스크류에 비해 소음이나 마찰이 줄어들게 되는 것이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 비순환형 볼스크류를 구비한 전동식 조향장치를 나타내는 개략도이다.
도 4에서 도시하는 바와 같이 본 발명의 제 2 실시예에 따른 비순환형 볼스크류를 구비한 전동식 조향장치의 멈춤부(311)는 탄성체로 이루어져 있다. 따라서, 볼(309)이 이동하다가 멈춤부(311)에 닿으면 탄성력에 의해 저항을 받으면서 멈추게 된다.
즉, 본 발명의 제 2 실시예의 경우 제 1 실시예에 비해 마찰력이 완만하게 증가하여 볼스크류가 부드럽게 작동할 수 있으며, 외부로부터 강한 충격이 전달되더라도 볼(309)이 제 1 스크류홈(301) 및 제 2 스크류홈(305)으로부터 이탈하지 않을 수 있다.
한편, 멈춤부(311)가 제 1 스크류홈(301) 또는 제 2 스크류홈(305) 중 어느 일방 또는 쌍방에 형성될 수 있음은 본 발명의 제 1 실시예의 경우와 같다.
기타의 구성 및 작용은 본 발명의 제 1 실시예와 동일하기 때문에 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 그 상세한 설명 및 작용의 설명은 생략한다.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 볼스크류홈의 일측에 멈춤부를 형성함으로써 볼이 순환하지 않게 하고, 볼이 접하는 부분의 면적을 감소시키는 한편 소음의 발생을 저감시키는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 외주면에 제 1 스크류홈을 구비하는 랙바와; 상기 제 1 스크류홈에 대향하는 제 2 스크류홈을 내주면에 구비하되 상기 랙바를 둘러싸는 볼 너트; 상기 제 1 스크류홈 및 상기 제 2 스크류홈에 접하는 볼 및; 전동장치를 매개로 상기 볼 너트에 연결되어 조향 보조 동력을 공급하는 모터;를 구비하는 전동식 조향장치에 있어서,
    상기 제 1 스크류홈 또는 상기 제 2 스크류홈의 적어도 일측에 형성되어 상기 볼의 이동을 구속하는 멈춤부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 비순환형 볼스크류를 구비한 전동식 조향장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 멈춤부는 상기 제 1 스크류홈 또는 상기 제 2 스크류홈에 핀이나 볼을 삽입하여 형성되는 것을 특징으로 하는 비순환형 볼스크류를 구비한 전동식 조향장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 멈춤부는 탄성체인 것을 특징으로 하는 비순환형 볼스크류를 구비한 전동식 조향장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 멈춤부는 상기 제 1 스크류홈 또는 상기 제 2 스크류홈의 표면이 기울기를 가져 깊이가 변화되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 비순환형 볼스크류를 구비한 전동식 조향장치.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004243896A (ja) * 2003-02-14 2004-09-02 Nissan Motor Co Ltd 車両用可変舵角装置
KR100467343B1 (ko) * 2001-06-01 2005-01-24 주식회사 만도 차량용 전동 파워스티어링장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100467343B1 (ko) * 2001-06-01 2005-01-24 주식회사 만도 차량용 전동 파워스티어링장치
JP2004243896A (ja) * 2003-02-14 2004-09-02 Nissan Motor Co Ltd 車両用可変舵角装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101189311B1 (ko) 2011-03-17 2012-10-09 주식회사 만도 랙구동형 동력 보조 조향장치

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