KR100964891B1

KR100964891B1 - 볼 너트식 조향장치의 볼 스크류 유닛

Info

Publication number: KR100964891B1
Application number: KR1020040081171A
Authority: KR
Inventors: 손명섭
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2004-10-12
Filing date: 2004-10-12
Publication date: 2010-06-23
Also published as: KR20060032282A

Abstract

본 발명은, 볼 스크류 유닛에 개입된 볼들 사이의 유격을 없앰으로써 조향 핸들의 유격 발생을 방지하여 조향 핸들 조작의 안정감을 향상시키게 되는 볼 너트식 조향장치의 볼 스크류 유닛을 개시한다.

본 발명의 주요 구성은, 조향 핸들의 회전 조작력을 전달받는 인풋 샤프트에 웜 샤프트가 연결되고, 이 웜 샤프트의 외주측에 랙 피스톤이 설치되며, 웜 샤프트와 랙 피스톤 사이에 다수의 볼들이 개입된 구조를 갖는 볼 너트식 조향장치의 볼 스크류 유닛에 있어서, 상기 볼들 중에 일부 볼의 사이에 코일 스프링과 같은 유격 흡수용 탄성체가 개재된 것을 특징으로 한다.

볼 너트, 조향, 스티어링, 볼, 공차, 스프링, 핸들 유격

Description

볼 너트식 조향장치의 볼 스크류 유닛{Ball Screw Unit of Ball and Nut Type Steering Gear}

도 1 : 볼 너트식 조향장치의 볼 스크류 유닛 부위를 나타낸 도면

도 2 : 볼 스크류 유닛에서의 볼의 개입 구조를 나타낸 도면

도 3 : 본 발명의 볼 개입 구조가 적용된 볼 스크류 유닛을 나타낸 도면

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 인풋 샤프트 20 : 웜 샤프트

30 : 랙 피스톤 40 : 볼

50 : 써큘레이터 60 : 코일 스프링

본 발명은 자동차의 볼 너트식 조향장치에 관련된 기술로서, 보다 상세하게는, 볼 너트식 조향장치를 구성하는 웜 샤프트와 랙 피스톤의 사이에 개입된 볼들의 유격을 배제하기 위한 구조를 갖는 볼 너트식 조향장치의 볼 스크류 유닛에 관 한 것이다.

자동차의 조향장치중 하나인 볼 너트식 조향장치는, 랙 피스톤과 웜 샤프트 사이에서 다수의 볼이 활주하는 볼 스크류 유닛에 의해 차륜의 조향이 이루어지도록 하고 있다. 이러한 볼 너트식 조향장치에 관련된 기술적 사항은 본 발명의 출원인에 의해 선출원된 대한민국 등록특허 제0378305호(2003년 3월 18일 등록)를 통해 명확히 알 수가 있다. 첨부도면 도 1은 볼 너트식 조향장치의 주요 구성부인 볼 스크류 유닛 부위를 발췌하여 나타낸 것이다. 도면을 참조하여 보면, 조향 핸들의 회전 조작력을 전달받는 인풋 샤프트(10)에 웜 샤프트(20)가 연결되어 있고, 이 웜 샤프트(20)의 둘레에는 랙(31)이 구비된 랙 피스톤(30)이 설치되어 있으며, 웜 샤프트(20)와 랙 피스톤(30) 사이에 다수의 볼(40)들이 개입되어 있다. 도 2에는 볼이 개입된 구조가 나타나 있는데, 웜 샤프트(20)와 랙 피스톤(30) 사이로 연결된 써큘레이터(50)에 의해 적정 수량의 볼(40)이 회전할 수 있도록 개입되어 있음을 볼 수 있다.

한편, 이와 같은 볼 너트식 조향장치에서 조향 핸들의 유격(遊動離隔)에 가장 큰 영향을 미치는 요소는 웜 샤프트(20)와 랙 피스톤(30)의 움직임을 원활하게 연결해주는 볼(40)들 사이의 유격이라고 할 수 있다. 그런데, 종래의 구조에 따르면, 웜샤프트(20)와 랙 피스톤(30) 및 써큘레이터(50)의 설계에 따라 볼(40)의 수량이 결정되는데, 유격을 없애기 위한 볼(40)의 수량이 부품들간의 공차로 인해 정수로 정해지는 것이 아니라 소수로 정해지게 됨으로써 유격의 발생은 불가피할 수 밖에 없으며, 이에 따라, 조향 핸들의 조작시 안정감이 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은, 볼 스크류 유닛에 개입된 볼들 사이의 유격을 없앰으로써 조향 핸들의 유격 발생을 방지하여 조향 핸들 조작의 안정감을 향상시키게 되는 볼 너트식 조향장치의 볼 스크류 유닛을 제공하는 데에 있다.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 볼 너트식 조향장치의 볼 스크류 유닛은, 조향 핸들의 회전 조작력을 전달받는 인풋 샤프트에 웜 샤프트가 연결되고, 이 웜 샤프트의 외주측에 랙 피스톤이 설치되며, 웜 샤프트와 랙 피스톤 사이에 다수의 볼들이 개입된 구조를 갖는 볼 너트식 조향장치의 볼 스크류 유닛에 있어서, 상기 볼들 중에 일부 볼의 사이에 유격 흡수용 탄성체가 개재된 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 유격 흡수용 탄성체는 코일 스프링으로 구체화될 수 있다. 그리고, 이 유격 흡수용 탄성체는 상기 볼의 직경보다 작은 길이로 이루어지는 것이 바람직하다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설 명한다. 도 3은 본 발명의 볼 개입 구조가 적용된 볼 스크류 유닛을 나타낸 도면으로서, 전술한 도 2와 동일한 부위에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하여 설명한다.

도면에 나타난 바와 같이, 웜 샤프트(20)와 랙 피스톤(30) 사이로 연결된 써큘레이터(50)에 의해 다수의 볼(40)들이 회전할 수 있도록 개입되어 있는데, 본 발명에서는 이 볼(40)들 중에 일부 볼(40)의 사이에 유격 흡수용 탄성체로서 코일 스프링(60)이 개재된 것을 특징으로 하고 있다. 특히, 코일 스프링(60)의 볼(40) 사이에서의 길이는, 부품들간의 공차로 인해 발생할 수 있는 유격을 흡수할 수 있을 정도의 크기를 가지면 되는데, 써큘레이터(50)에서의 운동성을 고려하여, 볼(40)의 직경보다 작은 길이로 이루어지는 것이 바람직하다.

이와 같이 볼(40) 사이에 개재된 코일 스프링(60)은 볼(40)과 볼(40) 사이에서 발생하는 유격을 흡수함으로써, 웜 샤프트와 랙 피스톤의 움직임을 원활하게 연결하여 조향 핸들의 조작시 핸들의 유격감을 없애주게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 볼 너트식 조향장치의 볼 스크류 유닛은, 볼 스크류 유닛에 개입된 볼들 사이에 유격 흡수용 탄성체가 개입된 구조를 가짐으로써, 조향 핸들의 유격 발생을 방지하여 조향 핸들 조작의 안정감을 향상시키게 되는 효과를 발휘한다.

Claims

조향 핸들의 회전 조작력을 전달받는 인풋 샤프트에 웜 샤프트가 연결되고, 이 웜 샤프트의 외주측에 랙 피스톤이 설치되며, 웜 샤프트와 랙 피스톤 사이에 다수의 볼들이 개입된 구조를 갖는 볼 너트식 조향장치의 볼 스크류 유닛에 있어서,

상기 볼들 중에 일부 볼의 사이에 유격 흡수용 탄성체가 개재된 것을 특징으로 하는 볼 너트식 조향장치의 볼 스크류 유닛.
제1항에 있어서,

상기 유격 흡수용 탄성체는 코일 스프링인 것을 특징으로 하는 볼 너트식 조향장치의 볼 스크류 유닛.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 유격 흡수용 탄성체는 상기 볼의 직경보다 작은 길이로 이루어진 것을 특징으로 하는 볼 너트식 조향장치의 볼 스크류 유닛.