KR100804476B1 - 전동식 파워 스티어링 시스템의 웜축 유격보상구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전동식 파워 스티어링 시스템의 웜축 유격 보상구조에 관한 것으로서, 웜휠과 치합되는 웜이 형성된 웜축의 양단이 베어링에 의해 지지되고, 상기 웜축의 일단부는 조향력 조절용 모터의 모터축에 연결되는 전동식 파워 스티어링 시스템의 웜장치에 있어서, 상기 웜축의 상기 모터축과 연결되는 단부측 외주면에 지지너트가 체결되고, 상기 지지너트와 상기 모터축 사이에는 상기 웜축의 축방향 유격을 보상하는 스프링이 개재된 것을 기술적 요지로 한다.

이에 따라, 본 발명의 의하면, 웜축의 사용 경과에 따라 웜축에 축방향 유격이 발생하더라도 스프링의 탄성력에 의해 이를 보상하게 됨으로써, 웜축과 베어링간에 이상 소음이 발생하는 것을 방지할 수 있고, 조타시 스티어링 휠을 통해 운전자에게 전달되는 조타감을 향상시킬 수 있는 효과가 기대된다.

전동식, 파워 스티어링, 웜축, 유격, 보상, 스프링, 지지너트, 코킹

Description

전동식 파워 스티어링 시스템의 웜축 유격보상구조{Compensational Structure of Free Apartness of Worm Shaft for Electric Power Steering System}

도 1은 종래의 유격보상구조가 적용된 웜장치를 나타낸 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 유격보상구조가 적용된 웜장치를 나타낸 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 기어박스 하우징 2 : 모터축

2a : 단 3 : 웜축

3a : 웜 4,5 : 베어링

8 : 웜휠 9 : 지지 너트

10 : 스프링

본 발명은 전동식 파워 스티어링 시스템에 관련된 것으로서, 보다 상세하게는 웜장치를 구성하는 웜축의 양단을 베어링으로 지지하면서 장착하였을 때 차후에 발생하는 유격을 보상하기 위한 전동식 파워 스티어링 시스템의 웜축 유격보상구조에 관한 것이다.

차량의 조향상태 안정성을 보장하기 위한 파워 스티어링 시스템중에 전동식 파워 스티어링 시스템(EPS, Electrical Power Steering System)은 전동 모터의 동력에 의해 조향력을 조절한다.

즉, 전동식 파워 스티어링 시스템은 차속센서 및 조향토크센서 등에서 감지한 차량의 운행조건에 따라 전자제어장치(ECU)에서 모터를 구동시켜 저속운행시에는 가볍고 편안한 조향감을 부여하고, 고속운행시에는 무거운 조향감과 더불어 양호한 방향 안정성을 부여하며, 비상상황에서는 급속한 조향이 이루어지도록 하여 운전자에게 최적의 조향 조건을 제공하게 된다.

이러한 전동식 파워 스티어링 시스템으로는 모터의 설치 위치에 따라 여러 타입이 있는데, 특히 C-EPS(Column Assist Type Electric Ppwer Steering System)는 운전자의 회전력을 하측으로 전달할 수 있도록 스티어링 휠과 기어박스의 사이에 배치되는 스티어링 컬럼의 외부에 모터가 설치되어 그 내부의 스티어링 샤프트를 회전시키게 된다.

첨부도면 도 1에는 이와 같은 종래의 전동식 파워 스티어링 시스템의 웜장치가 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 기어박스 하우징(1)의 내부에 길게 설치되어 모터축(2)과 연결되는 웜축(3)이 구비되어 있고, 이 웜축(3)의 양단과 하우징(1)의 내부측 사이 에는 웜축(3)을 지지하기 위한 한쌍의 베어링(4,5)이 설치되어 있다.

또, 모터축(2)측에 위치한 일측 베어링(5)의 외륜부에는 플러그 볼트(6)가 설치되고, 이 플러그 볼트(6)에는 로크 너트(7)가 체결됨으로써, 웜축(3)과 베어링(4,5)이 밀착되도록 한다.

그리고, 웜축(2)의 중간 부분에는 나선형의 웜(3a)이 형성되고, 이 웜(3a)의 외경 일측에는 이에 이물림될 수 있도록 웜축(3)과 교축되는 웜휠(8)이 구비되어, 모터의 회전력을 외부로 전달하게 된다.

그런데, 상기한 바와 같이, 플로그 볼트(6)와 로크 너트(7)에 의해 웜축(3)과 베어링(4,5)을 밀착시켜서 웜축(3)의 최초 조립시 유격(遊動離隔)을 보상하는 구조에서는, 베어링(4,5)의 내경부와 웜축(3)이 헐거운 끼워맞춤으로 조립되기 때문에, 사용 경과에 따라 웜축(3)의 베어링(4,5) 끼워맞춤부와 베어링(4,5) 내륜 및 볼의 접촉부에서 마모가 발생할 수 있고, 이에 의해 웜축(3)의 축방향 유격이 증가함으로써 조타시 감속기의 백래쉬가 큰 경우에서와 같이 스티어링 휠에서의 유격감을 증가시켜서 조타감을 저해하고 이상 소음을 발생시키는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은, 웜장치를 구성하는 웜축의 사용 경과에 따른 웜축의 축방향 유격에 의한 이상 소음의 발생을 방지하고, 조타시 스티어링 휠을 통해 전달되는 조타감을 향상시킬 수 있는 전동식 파워 스티어링 시스템의 웜축 유격보상구조를 제공하는 데에 있다.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전동식 파워스티어링 시스템의 웜축 유격 보상구조는, 웜휠과 치합되는 웜이 형성된 웜축의 양단이 베어링에 의해 지지되고, 상기 웜축의 일단부는 조향력 조절용 모터의 모터축에 연결되는 전동식 파워 스티어링 시스템의 웜장치에 있어서, 상기 웜축의 상기 모터축과 연결되는 단부측 외주면에 지지너트가 체결되고, 상기 지지너트와 상기 모터축 사이에는 상기 웜축의 축방향 유격을 보상하는 스프링이 개재된 것을 기술적 요지로 한다.

특히, 상기 지지너트를 상기 웜축의 외주면에 코킹시키거나 용접할 수도 있다.

또한, 상기 스프링이 개재되는 상기 모터축의 외주면에는 상기 스프링이 안착되기 위한 단을 형성할 수도 있다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명하되, 종래 기술과 동일한 부위에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하며 그 설명은 생략하기로 한다.

첨부도면 도 2는 본 발명에 따른 유격보상구조가 적용된 전동식 파워 스티어링 시스템의 웜장치를 나타낸 단면도로서, 본 발명의 주요한 특징인 지지너트(9)와 스프링(10)이 도시되어 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 외주면에 웜(3a)이 형성되어 있는 웜축(3)의 양단이 기어박스 하우징(1) 내에서 각각 베어링(4,5)에 의해 지지되고, 웜축(3)의 일단부는 조향력 조절용 모터의 모터축(2)과 연결된다.
그리고, 지지너트(9)는 웜축(3)과 모터축(2)이 연결되는 부위에 위치한 베어링(5)의 외측에서 웜축(3)의 외주면에 삽입 체결되고, 이 지지너트(9)와 모터축(2) 사이에 스프링(10)이 설치된다.
여기서, 지지너트(9)가 웜춤(3)의 외주면에 삽입 체결됨으로써, 종래 기술에 기재된 플러그 볼트(6) 및 로크 너트(7)가 삭제되고, 지지너트(9)에 의해서 웜축(3)과 이 웜축(3)과 모터축(2)이 연결되는 부위에 위치한 베어링(5)을 밀착하는 것이다.

특히, 상기 지지너트(9)가 웜축(3)에 체결된 상태에서 웜축(3)이 베어링(5)의 내륜내에서 회전함에 따라 그 체결 상태가 헐거워져 미끄럼 또는 회전되는 것을 방지할 수 있도록 지지너트(9)를 웜축(3)의 외주면에 코킹시키거나 용접하는 것이 바람직하다.

또, 모터축(2)의 외주면에는 상기 스프링(10)이 안정적으로 안착될 수 있도록 단(2a)을 형성하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 지지너트(9)와 모터축(2)의 단(2a)에 의해 웜축(3)과 모터축(2) 사이에 장착된 스프링(10)이 항상 웜축(3)과 모터축(2)의 축방향을 따라 탄성력을 작용하게 됨으로써, 조타시에 전동 모터의 작동에 따른 웜축(3)과 베어링(4,5)의 마모에 의해 웜축(3)에 축방향 유격이 발생하여도 스프링(10)의 탄성력에 의해 보상이 이루어지게 되므로, 축방향 유격의 증가에 따른 이상 소음을 방지할 수 있음과 아울러, 조타감의 향상을 기대할 수가 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전동식 파워스티어링 시스템의 웜축 유격 보상구조에 의하면, 웜축의 사용 경과에 따라 웜축에 축방향 유격이 발생하더라도 스프링의 탄성력에 의해 이를 보상하게 됨으로써, 웜축과 베어링간에 이상 소음이 발생하는 것을 방지할 수 있고, 조타시 스티어링 휠을 통해 운전자에게 전달되는 조타감을 향상시킬 수 있는 효과가 기대된다.

Claims (4)

1. 웜휠과 치합되는 웜이 형성된 웜축의 양단이 베어링에 의해 지지되고, 상기 웜축의 일단부는 조향력 조절용 모터의 모터축에 연결되는 전동식 파워 스티어링 시스템의 웜장치에 있어서,

   상기 웜축의 상기 모터축과 연결되는 단부측 외주면에 지지너트가 체결되고, 상기 지지너트와 상기 모터축 사이에는 상기 웜축의 축방향 유격을 보상하는 스프링이 개재된 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 웜축 유격 보상구조.
2. 제1항에 있어서,

   상기 지지너트는 상기 웜축의 외주면에 코킹되는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 웜축 유격 보상구조.
3. 제1항에 있어서,

   상기 지지너트는 상기 웜축의 외주면에 용접되는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 웜축 유격 보상구조.
4. 제1항에 있어서,

   상기 스프링이 개재되는 상기 모터축의 외주면에는 상기 스프링이 안착되기 위한 단이 형성된 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 웜축 유격 보상구조.

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