KR100797058B1 - 전기식 조향장치 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 웜기어의 제1샤프트부 지지용 제1베어링을 결합시킨 편심 하우징의 나사회전에 따라 웜기어와 웜휠기어 사이의 유격량을 보상하여 진동 및 소음을 저감시킬 수 있는 전기식 조향장치 및 그의 조립방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 전기식 조향장치는 전동 모터(100), 기어박스 하우징(200)의 웜기어(203)용 웜기어 장착부(201) 및 웜휠기어(204)용 웜휠기어 장착부(202)를 갖되, 제1샤프트부(203a)와 웜기어부 및 제2샤프트부(203b)를 포함하는 상기 웜기어(203)를 회전 가능하게 지지하도록 상기 기어박스 하우징(200)에 조립된 제2베어링(220)과; 상기 제2베어링(200)의 반대쪽을 기준으로 상기 웜기어(203)의 제1샤프트부(203a)에 조립된 제1베어링(210)이 결합하도록, 베어링 결합부(301)가 형성된 편심 하우징(300)과; 편심 하우징(300)을 나사결합시키도록 기어박스 하우징(200)의 일측에 형성된 나사체결구멍(207)을 포함하고, 편심 하우징(300)은 상기 베어링 결합부(301)의 제1중심(C1)과, 상기 편심 하우징(300)의 일측 끝단면(302)의 제2중심(C2)이 서로 다른 위치에 있는 편심 구조와 코킹 부위(400)를 갖는다.

웜기어, 웜휠기어, 조향장치, 유격량, 전동 모터, 베어링, 편심 하우징

Description

전기식 조향장치 및 그의 제조방법{ELECTRICAL POWER STEERING APPARATUS AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

도 1은 종래 기술에 따른 전기 구동식 조향장치의 단면도,

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 전기식 조향장치를 설명하기 위한 단면도,

도 3은 도 2에 도시된 편심 하우징의 결합관계를 보인 분리 사시도,

도 4는 도 2에 도시된 전기식 조향장치의 우측면도,

도 5는 도 3에 도시된 편심 하우징에 의한 웜기어와 웜휠기어 사이의 유격량을 보정하는 방법을 설명하기 위한 모식도,

도 6은 도 3에 도시된 편심 하우징이 기어박스 하우징에 고정된 상태를 모인 우측면도,

도 7은 도 2에 도시된 전기식 조향장치의 제조방법을 설명하기 위한 블록도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 전동 모터 200 : 기어박스 하우징

201 : 웜기어 장착부 202 : 웜휠기어 장착부

203 : 웜기어 204 : 웜휠기어

207 : 나사체결구멍 210 : 제1베어링

220 : 제2베어링 300 : 편심 하우징

301 : 베어링 결합부 306 : 유격 조절홈

본 발명은 전기식 조향장치 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 자동차에 장착된 핸들의 조향력 또는 조타력 조절에 사용되는 전기식 조향장치 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 조향장치에 해당하는 파워스티어링(Power steering)은 대부분의 경우, 엔진 동력에 의한 유압을 이용하여 운전자의 조작력 또는 조타력을 경감시켜주는 역할을 수행해 오고 있다.

최근에는 기존의 엔진의 동력을 이용한 유압식보다 좀더 환경 친화적이고, 경제적인 측면에서도 유리한 전기력을 이용하여 회전력을 발생시키는 전동 모터를 이용하여 동력을 얻는 전기식 조향장치, 즉 EPS(Electrical Power Steering or Electronic Control Power Steering)가 경차 및 소형차를 중심으로 대형 차종까지 확산되어 가는 추세에 있다.

EPS의 이해를 돕기 위해 C-EPS의 구성을 기준으로 종래 기술을 살펴보고자 한다. 종래 기술에 따른 전기식 조향장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 모터플랜 지(16)에 장착되어서 조력을 제공하는 조향 보조용 전동 모터(17)와; 감속기어 케이싱 내부에 장착되고 상기 전동 모터(17)의 회전축과 축커플러(11)를 통해 축결합된 샤프트(5a, 5b)를 갖는 웜기어(5 : worm gear)와; 이런 웜기어(5)와 기어결합되고 축심 위치에 토션바(2)를 삽입시킨 출력샤프트(3)를 갖는 웜휠기어(4 : worm wheel gear)와; 토크센서와, 포텐시오미터와, 하네스(harness)와, 컨볼류트 튜브(convolute tube) 등으로 이루어져 있다.

웜감속기구조 또는 웜기어결합구조에 의해서, 웜기어(5)와 웜휠기어(4)는 이들의 샤프트(5a, 5b, 3)의 축방향을 서로 직각이 되도록 배치한 상태에서 각각의 톱니가 맞물리도록 결합되어 있다. 이때, 웜기어(5)는 한 줄 또는 여러 줄의 나사 모양의 비틀린 톱니를 갖고 있고, 이런 톱니에 대응하는 웜휠기어(2)는 원통형 또는 장고형 톱니를 갖고 있어서, 감속기어와 같이 1/수십 또는 1/100에 달하는 감속비를 갖게 된다.

웜기어(5)와 웜휠기어(4)는 가동부품(可動部品)에 해당하는 것으로서, 샤프트(5a, 5b, 3)의 축방향간 사이 거리(H)를 유지하고 있다. 웜기어(5)와 웜휠기어(4)에서 각각의 톱니가 맞물려 있는 곳에는 일종의 백래시(backlash)와 같은 유격량(B)이 존재한다.

백래시(B)와 같은 유격량은 해당 톱니의 피치면 또는 이끝면 사이의 기하공차(geometric tolerance)로서, 진동, 소음 등과 같은 잡음 품질에 중대한 영향을 미치는 요소이다.

웜기어(5)의 일측에 위치한 샤프트(5a)는 부싱 형상의 탄성부(13)에 삽입되 어 있다.

탄성부(13)는 외륜(12a)과 내륜(12b) 및 복수개의 볼(12c)로 이루어진 볼베어링(12)과 체결되어 있되, 이때 내륜(12b)의 내경에 삽입되어 있다.

볼베어링(12)의 내륜(12b)은 탄성부(13)의 외측면에 접촉되고, 외륜(12a)은 감속기어 케이싱의 베어링 장착구멍(14)에 접촉되어 있다.

베어링 장착구멍(14)의 바깥쪽 주변을 기준으로 감속기어 케이싱에는 나사구멍(15)이 형성되어 있다. 이런 나사구멍(15)에는 나사링(18)이 결합되어 볼베어링(12)의 외륜(12a)을 나사결합에 의해 압착시키고 있다.

여기서, 외륜(12a)은 디스크 형상부의 외측에 튜브 형상의 외벽을 형성하고 있고, 디스크 형상부의 축심에 축커플러 통과 구멍을 형성하고 있다. 이런 연유로, 외륜(12a)의 내부측 공간에 웜기어(5)의 샤프트(5a, 5b)의 축방향을 따라 간격 공간(A)이 존재한다.

한편, 웜기어(5)의 타측에 위치한 샤프트(5b)는 슬라이딩 베어링(10)을 개재한 상태로 푸싱부(9)에 삽입되어 있다.

푸싱부(9)는 웜기어(5)의 샤프트(5a, 5b)의 축방향에 수직한 방향으로 형성된 가이드구멍(19)에 장착되어 있다.

푸싱부(9)의 상부측 내부 공간에는 탄성체(8)와 탄성판(7)이 장착되어 있다.

탄성판(7)의 상부에는 나사결합에 의해 상하로 이동 가능하도록 결합된 가동나사(6)가 결합되어 있다.

가동나사(6)의 나사회전은 탄성판(7) 및 탄성체(8)를 상하방향으로 움직이는 가압력을 발생시킨다.

이런 가압력은 웜기어(5)의 일측에 위치한 샤프트(5a)를 중심점으로 하여 웜기어(5)의 타측에 위치한 샤프트(5b)를 움직여서, 결국 웜기어(5)와 웜휠기어(4) 사이의 유격량을 조절하는데 사용된다.

즉, 종래 기술에 따른 전기식 조향장치는 유격량을 보상하기 위하여 웜기어(5)에 결합된 탄성판(7), 탄성체(8), 탄성부(13) 등과 같은 탄성 수단을 이용하여 힘을 가하는 유격량 보정 구성을 갖고 있다.

그러나, 종래 기술에 따른 전기식 조향장치의 유격량 보정 구조는 탄성 수단 또는 일부 베어링이 감속기어 케이싱에 구속되어 있지 않는 치명적인 단점을 갖고 있다.

예컨대, 탄성 수단의 탄성부(13)는 웜기어(5)의 샤프트(5a, 5b)의 직경방향으로 볼베어링(12)에 의해 구속되어 있을지언정, 웜기어(5)의 샤프트(5a, 5b)의 축방향으로 간격 공간(A)과 같이 구속되어 있지 않기 때문에, 탄성부(13)에서 공진이 발생될 수 있고, 이로 인하여 웜기어(5)와 웜휠기어(4) 피치면 또는 이끝면 사이에서 진동 및 소음이 발생될 수 있다.

공진이란 물체마다 가지고 있는 고유진동수와 같은 진동수를 가진 파가 외부에서 가해진 때 그 진동수에 맞추어서 물체가 진동하게 되는 것으로서, 공진에 의해 물체마다 진동할 수 있는 진폭의 한계를 넘어설 경우, 그 물체를 파괴시킬 수 있는 것을 의미한다.

이런 연유로, 종래 기술에 따른 전기식 조향장치는 그의 작동 전에 웜감속기 구조가 유격량을 보정하였더라도, 작동 중에 웜감속기구조에서 진동 및 소음이 발생될 수 있어 진동 및 소음에 취약한 구조를 갖고 있는 단점이 있다.

또한, 종래 기술에 따른 전기식 조향장치는 가동나사(6), 탄성판(7), 탄성체(8), 푸싱부(9), 슬라이딩 베어링(10)을 가이드구멍(19)을 통해 장착시킴과 함께, 웜기어(5)의 샤프트(5b)를 슬라이딩 베어링(10)에 결합시켜야 하는 등과 같은 복잡한 결합 구조를 갖고 있어서, 조립이 매우 불편하고 상대적으로 작업시간이 많이 걸리는 단점이 있다.

또한, 종래 기술에 따른 전기식 조향장치는 가동나사(6)를 회전시키기 위해, 가동나사(6)의 헤더부위가 감속기어 케이싱의 외부로 크게 돌출되는 구조를 갖고 있어서, 전체적으로 전기식 조향장치의 레이아웃을 확장시켜서, 전기식 조향장치를 자동차에 장착시 공간 활용도가 상대적으로 떨어지는 단점을 갖고 있다.

또한, 종래 기술에 따른 전기식 조향장치는 가동나사(6)용 보조 너트(6a)를 더 구비하여야 하며, 감속기어 케이싱에서 가동나사(6)를 고정된 상태로 유지시키기 위해서는, 가동나사(6)를 회전시키지 않으면서 별도의 보조 너트(6a)를 회전시켜야 하므로, 결국 유격량 조정 후 가동나사(6) 고정시에 조립 작업상의 불편함과 복잡성이 존재한다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 본 발명의 목적은 웜기어의 제1샤프트부 지지용 제1베어링을 결합시킨 편심 하우징의 나사회전에 따라 웜기어와 웜 휠기어 사이의 유격량을 보상하여 진동 및 소음을 저감시킬 수 있는 전기식 조향장치를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 편심 하우징을 기어박스 하우징에 나사결합 형식으로 장착하여 웜기어와 웜휠기어간 유격량을 용이하게 조절할 수 있고, 코킹방식으로 편심 하우징을 기어박스 하우징에 고정시킴에 따라 생산 및 작업성 증대를 도모할 수 있는 전기식 조향장치의 제조방법을 제공하는데 있다.

앞서 설명한 바와 같은 본 발명의 목적들은 전동 모터로부터 회전력을 전달받는 웜기어가 설치된 웜기어 장착부와 웜휠기어가 설치된 웜휠기어 장착부를 갖는 기어박스 하우징을 구비한 전기식 조향장치에 있어서, 제1샤프트부와 웜기어부 및 제2샤프트부를 포함하는 상기 웜기어를 회전 가능하게 지지하도록 상기 기어박스 하우징에 조립된 제2베어링과; 상기 제2베어링의 반대쪽을 기준으로 상기 웜기어의 제1샤프트부에 조립된 제1베어링이 결합하도록, 베어링 결합부가 형성된 편심 하우징과; 상기 편심 하우징을 나사결합시키도록 상기 기어박스 하우징의 일측에 형성된 나사체결구멍을 포함하고, 상기 편심 하우징은 상기 베어링 결합부의 제1중심과, 상기 편심 하우징의 일측 끝단면의 제2중심이 서로 다른 위치에 있는 편심 구조를 갖고 있고, 적어도 하나의 코킹부위를 갖도록 상기 기어박스 하우징에 고정된 것을 특징으로 하는 전기식 조향장치에 의해 달성된다.

또한, 본 발명의 따른 목적들은 전기식 조향장치의 제조방법에 있어서, 제1 베어링을 편심 하우징의 베어링 결합부에 끼워맞춤 결합방식으로 결합시키는 결합단계와; 상기 편심 하우징이 기어박스 하우징의 나사체결구멍에서 나사결합 방식으로 장착되는 장착단계와; 상기 기어박스 하우징에 제2베어링과 웜기어 및 웜휠기어를 조립하는 조립단계와; 상기 조립단계 이후, 상기 기어박스 하우징을 고정시킨 상태에서 상기 편심 하우징을 유한한 회전각만큼 회전시킬 때, 유한한 크기의 이동 거리만큼 상기 편심 하우징의 상기 베어링 결합부에 결합된 상기 제1베어링이 중심 이동을 수행하여 상기 웜기어 및 상기 웜휠기어 사이의 유격량을 보정하는 보정단계와; 상기 보정단계 이후, 코킹방식으로 상기 편심 하우징을 기어박스 하우징에 고정하는 고정단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기식 조향장치의 제조방법에 의해 달성 가능하다.

본 발명에 따른 전기식 조향장치는 도시되어 있지 않은 EPS용 컨트롤러에 의해 제어되는 기타 부품들이 통상의 구성요소와 동일하므로, 사용자가 핸들을 조작할 경우 토크센서가 핸들 조작에 대응한 값을 인식하고, 그에 상응하는 제어를 수행하여 전동 모터의 회전축에게 상기 제어 수행 결과에 대응한 전류 및 전압을 공급하도록 되어 있는 상세한 구성 및 결합관계는 본 발명의 상세한 설명에서 생략된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다.

첨부 도면에서, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 전기식 조향장치를 설명하기 위한 단면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 편심 하우징의 결합관계를 보인 분리 사시도이며, 도 4는 도 2에 도시된 전기식 조향장치의 우측면도이다. 또한, 도 5 는 도 3에 도시된 편심 하우징에 의한 웜기어와 웜휠기어 사이의 유격량을 보정하는 방법을 설명하기 위한 모식도이고, 도 6은 도 3에 도시된 편심 하우징이 기어박스 하우징에 고정된 상태를 모인 우측면도이며, 도 7은 도 2에 도시된 전기식 조향장치의 제조방법을 설명하기 위한 블록도이다.

먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 전기식 조향장치는 전동 모터(100)로부터 회전력을 전달받아 감속비에 대응한 조타력을 전달할 수 있도록 웜기어 장착부(201)와 웜휠기어 장착부(202)를 갖는 기어박스 하우징(200)과; 상기 웜기어 장착부(201)에 설치된 웜기어(203)와; 상기 웜휠기어 장착부(202)에 설치되어 상기 웜기어(203)와 기어 결합된 웜휠기어(204)를 갖는다.

웜기어(203)는 웜기어부의 양단에 형성된 제1샤프트부(203a)와 제2샤프트부(203b)로 이루어져 있다.

기어박스 하우징(200)의 타측(도 2에서, 좌측)에는 전동 모터(100)를 장착하기 위한 모터플랜지(204)가 형성되어 있고, 그의 안쪽으로 전동 모터(100)의 회전축의 축심과 일치하는 가상의 연장선(L)을 기준으로 고정링 나사구멍(205)이 형성되어 있다.

고정링 나사구멍(205)의 안쪽에 해당하는 웜기어 장착부(201)의 타측에는 제2베어링(220)이 안치되어 있고, 베어링 고정링(206)이 고정링 나사구멍(205)에 나사결합되어서 상기 제2베어링(220)의 외륜을 기어박스 하우징(200)에 구속시키도록 되어 있다.

여기서, 제2베어링(220)은 자동조심형 베어링(self-aligning type bearings) 인 것이 바람직하다. 예를 들어, 제2베어링(220)에 해당하는 자동조심형 베어링은 자동조심 볼베어링(self-aligning ball bearings), 자동조심 롤러베어링(spherical roller bearings) 등에서 선택된 어느 하나가 될 수 있고, 이외에도 어떠한 베어링이 자동조심 기능을 갖는 경우 본 발명에 적용 및 사용 가능하다.

한편, 웜기어 장착부(201) 근처로서 전동 모터(100)의 반대쪽에 해당하는 기어박스 하우징(200)의 일측(도 2에서, 우측)에는 편심 하우징 나사체결구멍(207 : 이하 '나사체결구멍'이라 칭함)이 형성되어 있다.

여기서, 나사체결구멍(207)은 편심 하우징(300)을 기어박스 하우징(200)에 나사결합시켜 장착하는데 사용된다.

나사체결구멍(207)과 편심 하우징(300)은 나사결합을 통해 장착 및 조절이 동시에 수행됨에 따라, 별도의 고정구를 필요로 하지 않는 본 발명의 특징을 갖게 된다.

나사체결구멍(207)의 구멍중심은 하기에 설명할 편심 하우징(300)의 일측 끝단면(302)의 제2중심과 일치되는 반면, 편심 하우징(300)의 베어링 결합부(301)의 제1중심 또는 상기 베어링 결합부(301)에 결합된 제1베어링(210)의 베어링 중심 중 어느 하나와 편심되어 있는 것이 바람직하다.

여기서, 제1베어링(210)은 상기 웜기어 장착부(201)의 일측에 배치되고, 편심 하우징(300)의 베어링 결합부(301)에 결합 및 안착되어 있다.

또한, 나사체결구멍(207)은 하기에 설명할 편심 하우징(300)의 나사부에 대응하여 나사결합되는 나사구멍부(207a)와; 하기에 설명할 편심 하우징의 원형 끼움 부에 대응하여 기밀하게 삽입되는 끼움구멍부(207b)가 형성되어 있는 것이 바람직하다.

편심 하우징(300)의 베어링 결합부(301)는 제1베어링(210)의 외륜과 대등한 크기의 내경을 갖는 원형홈으로서, 제1베어링(210)을 결합시키는데 사용된다.

또한, 베어링 결합부(301)의 반대편 쪽에 형성된 편심 하우징(300)의 일측 끝단면(302)은 유격 조절홈(306)에 의해 기어박스 하우징(200)의 외부로 거의 돌출되지 않는 육각 렌치 사용구조를 갖고 있어서, 전체적으로 전기식 조향장치의 레이아웃이 거의 확장되지 않게 됨에 따라, 전기식 조향장치를 자동차에 장착시 공간 활용도가 상대적으로 큰 특징을 갖고 있다.

여기서, 제1베어링(210)은 일반적인 볼형 베어링인 것이 바람직하다.

예를 들어, 제1베어링(210)에 해당하는 볼형 베어링은 레디얼 타입으로서 깊은 홈 볼베어링, 매그니토 볼베어링, 앵귤러 볼베어링, 복열 앵귤러 볼베어링, 조합앵귤러 볼베어링 중에서 선택된 어느 하나가 될 수 있고, 이외에도 어떠한 베어링이 회전축을 지지할 수 있는 레디얼 타입인 경우 본 발명에 적용 및 사용 가능하다.

웜기어(203)의 양단부 중에서 제1샤프트부(203a)에는 제1베어링(210)이, 제2샤프트부(203b)에는 제2베어링(220)이 끼워맞춤 결합방식에 의해 조립된다.

제2베어링(220)은 기어박스 하우징(200)에 지지 및 구속되며, 제1베어링(210)은 편심 하우징(300)의 베어링 결합부(301)에 지지 및 구속된 상태이다.

이에 따라, 웜기어(203) 및 그의 제1, 제2샤프트부(203a, 203b)는 제1, 제2 베어링(210, 220)에 의해 웜기어 장착부(201)에서 회전 가능하게 된다.

도 3과 도 4를 참조하면, 베어링 결합부(301)의 내표면에는 제1베어링(210)의 외륜만을 압착에 의해 구속시키고, 제1베어링(210)의 리테이너 및 내륜과 비접촉하도록 함몰된 원형 함몰홈(305)이 더 형성되어 있는 것이 바람직하다.

제1베어링(210)이 결합된 편심 하우징(300)은 나사체결구멍(207)에서 나사결합되어서 기어박스 하우징(200)에 장착된다.

이를 위해 편심 하우징(300)은 하우징 일측 외주면에 나사선을 형성하고 일측 끝단면(302)에 유격 조절홈(306)이 형성된 나사부(303)와; 이런 나사부(303)와 일체형으로 형성된 하우징 타측 외주면에 균일한 표면을 형성하고 타측 끝단면에서 제1베어링(210)의 외륜과 대등한 크기의 내경과 끼워맞춤 조립 깊이를 갖는 베어링 결합부(301)가 형성된 원형 끼움부(304)로 이루어져 있다.

여기서, 유격 조절홈(306)은 육각 렌치 등과 같은 조절공구가 삽입 가능하게 육각 홈 형상을 갖는 것이 바람직하다. 그리고, 유격 조절홈(306)의 중심은 편심 하우징(300)의 일측 끝단면(302)의 제2중심(C2)과 일치한 것이 바람직하다.

편심 하우징(300)은 베어링 결합부(301)의 제1중심(C1)과, 편심 하우징(300)의 일측 끝단면(302)의 제2중심(C2)이 서로 다른 위치에 있는 편심 구조를 갖는다.

여기서, 베어링 결합부(301)의 제1중심(C1)은 제1베어링(210)의 베어링 중심에 일치할 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이, 전동 모터(100)의 회전축으로부터 회전력을 전달받도록 축결합된 웜기어(203)의 제1, 제2샤프트부의 축방향은 상기 제1베어링(210)과 의 체결에 의해 제1베어링(210)의 베어링 중심을 통과하여, 결국 편심 하우징(300)의 베어링 결합부(301)의 제1중심(C1)과 일치될 수 있는 반면, 편심 하우징(300)의 일측 끝단면(302)의 제2중심(C2)과 불일치, 즉 편심되어 있다.

편심 하우징(300)에 의한 웜기어(203)와 웜휠기어(204) 사이의 유격량을 보정하는 방법은 도 5를 통해 이해될 것이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 편심 하우징의 베어링 결합부의 제1중심(C1)과 편심 하우징의 일측 끝단면의 제2중심(C2)은, 제1, 제2중심(C1, C2)을 직선으로 연결한 편심 거리(S)를 유지하고 있다.

백래시 등을 보정하기 위한 작업자는 본 출원인에 의해서 출원된 바 있는 백래시 측정장치 등과 같이, 소정의 감속기어 유격량 측정장비 등을 통해 유격량을 측정한다.

이후, 작업자는 최초 유격량 보정을 시작하는 위치(M)에서, 육각 렌치 등과 같은 소정의 조절공구를 유격 조절홈(306)에 끼워, 최초 웜기어 및 웜휠기어 조립시의 기본 유격량을 감소시키는 방향으로 제1회전각(r1)만큼 편심 하우징을 회전시킨다.

이럴 경우, 상기 제2중심(C2)과 편심 거리(S)를 기준으로 편심 하우징이 회전함에 따라, 상기 제1중심(C1)이 제1이동 거리(h1)만큼 이동하여 1차 보정된 제1중심(C1')에 도달한다.

그 결과, 편심 하우징의 베어링 결합부에 조립된 제1베어링 및 웜기어의 제1샤프트부는 제1이동 거리(h1)의 이동비율에 비례하게 웜휠기어의 중심쪽으로 이동 되어 기준 유격량을 감소시키는 쪽으로 보정되고, 웜기어의 제2샤프트부는 자동조심형 베어링, 즉 제2베어링에 의해 웜기어의 제1, 제2샤프트부의 축방향의 뒤틀림을 자동적으로 조정된다.

또한, 작업자는 필요한 경우 최초 유격량 보정을 시작하는 위치(M)에서, 소정의 조절공구와 유격 조절홈을 이용하여, 기본 유격량을 증가시키는 방향으로 제2회전각(r2)만큼 편심 하우징을 역 회전시킬 수 있다.

이럴 경우, 상기 제2중심(C2)과 편심 거리(S)를 기준으로 편심 하우징이 역 회전함에 따라, 상기 제1중심(C1)이 제2이동 거리(h2)만큼 이동하여 2차 보정된 제1중심(C1")에 도달한다.

그 결과, 편심 하우징의 베어링 결합부에 결합된 제1베어링 및 웜기어의 제1샤프트부는 제2이동 거리(h2)의 이동비율에 비례하게 웜휠기어의 중심에서 멀어지는 쪽으로 이동되어 기준 유격량을 증가시키는 쪽으로 보정되고, 역시 이 경우에도 웜기어의 제2샤프트부는 자동조심형 베어링, 즉 제2베어링에 의해 웜기어의 제1, 제2샤프트부의 축방향의 뒤틀림을 자동적으로 조정된다.

여기서, 제1이동 거리(h1) 또는 제2이동 거리(h2)는 편심 거리(S)에 각각의 제1회전각(r1) 또는 제2회전각(r2)의 사인값(sine)을 곱하여 산출할 수 있으므로, 제1회전각(r1) 또는 제2회전각(r2)을 기준으로 정밀하고 간편한 유격량 보정이 수행될 수 있다.

이렇게 유격 조정이 완료된 본 발명의 전기식 조향장치는 기존의 탄성 수단에 의한 공진 발생 염려가 없으며, 제1베어링 또는 제2베어링의 안착 상태를 그의 직경 방향이나 베어링의 내륜의 중심을 통과하는 축방향으로 구속시켜서 진동 및 잡음 발생이 현저히 저하된다.

이후, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기와 같이 유격 조정 후 편심 하우징(300)은 통상의 코킹(caulking)장비를 이용한 코킹방식에 의해 적어도 하나의 코킹부위(400)를 갖도록 기어박스 하우징(200)에 고정된다.

이하, 도 7을 통해서 전기식 조향장치의 제조방법을 설명하고자 한다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 전기식 조향장치의 조리방법에서는 제1베어링을 편심 하우징의 베어링 결합부에 끼워맞춤 결합방식으로 결합시키는 결합단계가 수행된다(S10).

이후, 편심 하우징이 기어박스 하우징의 나사체결구멍에서 나사결합 방식으로 장착되는 장착단계가 수행된다(S20).

그런 다음, 제2베어링과 웜기어 및 웜휠기어를 기어박스 하우징에 조립하는 조립단계가 수행된다(S30).

이때, 끼워맞춤 결합방식에 의해서, 웜기어의 양단부 중 일측의 제1샤프트부는 편심 하우징에 결합된 제1베어링의 내륜에, 그리고 타측의 제2샤프트부는 제2베어링의 내륜에 조립된다. 그리고, 고정링 나사구멍에 고정링을 결합시켜서, 제2베어링의 외륜을 기어박스 하우징에 고정시킨다.

상기 조립단계(S30) 이후에는, 소정의 유격량 측정장비에 의해 백래시와 같은 유격량이 측정된다. 그러한 유격량 측정결과를 기준으로 기어박스 하우징을 고정시킨 상태에서 편심 하우징을 유한한 회전각(예 : 제1회전각 또는 제2회전각) 만큼 회전시킬 때, 유한한 크기의 이동 거리만큼 편심 하우징의 베어링 결합부에 결합된 제1베어링이 중심 이동을 수행하여 웜기어 및 웜휠기어 사이의 유격량을 보정하는 보정단계(S40)가 수행된다.

상기 보정단계(S40) 이후에는 소정의 코킹장비에 의해 코킹방식으로 편심 하우징을 기어박스 하우징에 고정하는 고정단계(S50)가 수행된다.

이상, 앞서 설명한 바와 같이 구성된 본 발명의 전기식 조향장치는 탄성 수단을 사용하지 않은 상태에서, 베어링을 편심 하우징에 결합시킨 후 기어박스 하우징에 장착시키거나, 기어박스 하우징에 직접 조립시킴에 따라, 베어링의 직경 방향이나 베어링의 내륜의 중심을 통과하는 축방향으로 모든 베어링의 안착 상태를 구속시켜서 진동 및 잡음 발생이 현저히 저하될 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 전기식 조향장치는 측정한 백래시와 같은 유격량에 대응한 유한한 각도 범위만큼 단순히 편심 하우징을 회전시키는 것만으로, 유격량을 조정 및 보정할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 전기식 조향장치는 제1베어링을 일반적인 볼형 베어링을 사용하여 제조 단가를 낮추는 대신, 제2베어링을 자동조심형 베어링을 사용하여, 공진 등이 발생 가능한 탄성 수단을 사용하지 않고 유격량을 보정하더라도 웜기어 및 그의 샤프트의 유격량 조정 등에 의해 발생 가능한 축심의 뒤틀림을 자동적으로 조정할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 전기식 조향장치는 육각 렌치 사용구조를 갖고 있어서, 편심 하우징이 기어박스 하우징의 외부로 거의 돌출되지 않고, 전체적으로 전기식 조향장치의 레이아웃이 거의 확장되지 않게 됨에 따라, 전기식 조향장치를 자동차에 장착시 공간 활용도가 상대적으로 큰 이점을 갖고 있다.

또한, 본 발명의 전기식 조향장치의 제조방법은 웜기어의 제1샤프트부 지지용 제1베어링을 결합시킨 편심 하우징을 기어박스 하우징에 나사결합시키는 조립 방식과 코킹방식을 통해 유격량 보상 및 고정할 수 있으므로 전기식 조향장치와 같은 해당 제품의 작업성 증대와 생산성 향상을 도모할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 전기식 조향장치의 제조방법은 육각렌치의 회전 자체가 직접적으로 웜기어와 웜휠기어의 유격량을 보정하는 직접 방식에 해당하여, 보정 작업의 용이성과 함께 그 정확도가 복수개의 구성요소들로 이루어진 종래 기술에 비해 현저히 뛰어나서 조립이 매우 간편하고 상대적으로 작업시간을 단축시킬 수 있는 장점이 있다.

아울러 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims (6)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1베어링을 편심 하우징의 베어링 결합부에 끼워맞춤 결합방식으로 결합시키는 결합단계와;

   상기 편심 하우징이 기어박스 하우징의 나사체결구멍에서 나사결합 방식으로 장착되는 장착단계와;

   상기 기어박스 하우징에 제2베어링과 웜기어 및 웜휠기어를 조립하는 조립단계와;

   상기 조립단계 이후, 상기 기어박스 하우징을 고정시킨 상태에서 상기 편심 하우징을 유한한 회전각만큼 회전시킬 때, 유한한 크기의 이동 거리만큼 상기 편심 하우징의 상기 베어링 결합부에 결합된 상기 제1베어링이 중심 이동을 수행하여 상기 웜기어 및 상기 웜휠기어 사이의 유격량을 보정하는 보정단계와;

   상기 보정단계 이후, 코킹방식으로 상기 편심 하우징을 기어박스 하우징에 고정하는 고정단계를 포함하는 전기식 조향장치의 제조방법에 있어서,

   상기 이동 거리는 상기 베어링 결합부의 제1중심과 상기 편심 하우징의 일측 끝단면의 제2중심을 직선으로 연결한 편심 거리(S)에 상기 회전각의 사인값(sine)을 곱하여 산출하는 것을 특징으로 하는 전기식 조향장치의 제조방법.

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