KR101350650B1 - 랙 어시스트식 전동 파워 스티어링 장치의 축방향 유격보상구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 랙 어시스트식 전동 파워 스티어링 장치에 있어 조타력 생성부가 위치하는 랙 하우징부를 구성하는 여러 부품들에 대한 누적 공차에 따른 클리어런스 문제를 벨트 하우징부의 내부에 설치되는 베어링의 고정부에서 흡수하도록 하여, 랙 하우징부에 대한 공차 관리를 보다 용이하게 할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 랙 바아를 수용하는 제1 랙 하우징부와, 상기 제1 랙 하우징부에 결합되는 벨트 하우징부, 상기 벨트 하우징부에 결합되는 제2 랙 하우징부, 상기 제1 랙 하우징부에 설치되어 종동 풀리의 일단부를 지지하는 제1 베어링 및, 상기 벨트 하우징부에 설치되어 상기 종동 풀리의 타단부를 지지하는 제2 베어링을 포함하고; 상기 제1 베어링은 상기 제1 랙 하우징부의 내주면에 형성된 안착부에 지지되어, 상기 랙 바아의 축방향을 기준으로 일방향에 대한 상기 종동 풀리의 유동을 억제하며; 상기 제2 베어링은 상기 벨트 하우징부에 대해 누적 공차 흡수용 고정부를 매개로 지지되어, 상기 랙 바아의 축방향을 기준으로 상기 제1 베어링의 지지방향과 반대되는 타방향에 대한 상기 종동 풀리의 유동을 억제하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

랙 어시스트식 전동 파워 스티어링 장치의 축방향 유격 보상구조{axial clearance compensation structure for R-MDPS}

도 1은 종래 랙 어시스트식 전동 파워 스티어링 장치의 구성을 도시한 도면.

도 2는 도 1에 도시된 랙 어시스트부의 내부 구성을 도시한 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 랙 어시스트식 전동 파워 스티어링 장치에서 조타력 생성부가 위치하는 랙 하우징부에 대한 구조를 도시한 단면도.

도 4와 도 5는 각각 도 3의 요부를 확대하여 도시한 단면도로서, 스냅링의 설치 전후의 상태를 도시한 도면.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10-구동 풀리 12-벨트

14-종동 풀리 16-랙 바아

18-볼 너트 20-랙 하우징

22-제1 랙 하우징부 24-벨트 하우징부

26-제2 랙 하우징부 28-제1 베어링

30-제2 베어링 32-그루브

34-스냅링

본 발명은 스티어링 장치의 축방향 유격 보상구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 랙 어시스트식 전동 파워 스티어링 장치의 랙 하우징에 적용되는 축방향 유격 보상구조에 관한 것이다.

일반적으로 랙 어시스트식 전동 파워 스티어링 장치(R-MDPS; Rack assist Motor Driven Power Steering system)의 구성은 도 1에 도시된 바와 같다. 즉, 조향휠의 조작에 따라 조향을 구현하는 조향 기어부(1)와, 상기 조향 기어부(1)의 작동에 의한 조타력을 보조하도록 모터(2)의 구동에 따른 조타력을 생성하는 조타력 생성부(3) 및, 상기 조향 기어부(1)와 상기 조타력 생성부(3)의 작동에 의한 조타력을 조향륜에 제공하는 볼 스크류형 랙 바아(4)를 내장하는 랙 하우징(5) 등으로 구성된다.

여기서, 상기 조타력 생성부(3)가 위치한 랙 하우징(5)은 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 랙 바아(4)를 수용하고 모터 지지부(5a')를 갖춘 제1 랙 하우징부(5a)와, 상기 제1 랙 하우징부(5a)의 모터 지지부(5a')에 결합되어 구동 풀리(6)와 종동 풀리(7) 사이에 설치되는 벨트(8)를 내장시키는 벨트 하우징부(5b) 및, 상기 벨트 하우징부(5b)에 결합되고 상기 랙 바아(4)를 수용하는 제2 랙 하우징부(5c)로 이루어진다.

이 경우, 상기 종동 풀리(7)는 상기 랙 바아(4)에 치합되는 볼 너트(7a)를 내주면에 일체로 구비하고 있다.

또한, 상기 제1 랙 하우징부(5a)의 내부에는 상기 종동 풀리(7)의 일측을 회전 가능하게 지지하는 제1 베어링(9)이 설치되고, 상기 벨트 하우징부(5b)의 내부에는 상기 종동 풀리(7)의 타측을 회전 가능하게 지지하는 제2 베어링(11)이 설치되어 있다.

아울러, 상기 제2 베어링(11)은 외륜(11a)이 상기 벨트 하우징부(5b)의 내주면에 면착되고, 상기 외륜(11a)의 일측부는 상기 제2 랙 하우징부(5c)의 선단면에 면착되어 지지된다.

또한, 상기 제2 베어링(11)의 내륜(11b)은 별도의 서포트 부재(13)를 매개로 상기 볼 너트(7a)의 일측부를 지지하게 된다. 즉, 상기 제2 베어링(11)의 내주면이 상기 서포트 부재(13)의 외주면에 면착되고, 상기 서포트 부재(13)의 일측면이 상기 볼 너트(7a)의 일측면에 면착되어 지지된다.

한편, 상기 벨트 하우징부(5b)와 상기 제2 랙 하우징부(5c) 사이의 결합부위는 상기 벨트 하우징부(5b)의 일측 선단면이 상기 제2 랙 하우징부(5c)의 선단부에서 외측으로 돌출된 걸림턱(5c')에 면착되어 이루어진다.

따라서, 상기와 같은 구성의 랙 하우징(5)은 다수의 부재 사이의 결합을 통해 구성되므로, 상기 제1 랙 하우징부(5a)와 상기 벨트 하우징부(5b) 및 상기 제2 랙 하우징부(5c)의 전 부위가 정확한 치수로 가공되어야 하고, 조립시 각 부품 사이의 조립공차와 누적공차에 대한 관리를 집중적으로 해야만 한다.

즉, 상기 제2 랙 하우징부(5c)와 상기 제2 베어링(11) 사이의 접촉부위에 대 한 제1 공차(C1)를 정확하게 관리해야 하고, 아울러, 상기 제2 랙 하우징부(5c)의 걸림턱(5c')과 상기 벨트 하우징부(5b)의 선단부 사이의 결합부위에 대한 제2 공차(C2)를 정확하게 관리해야 한다.

예컨대, 상기 제2 랙 하우징부(5c)의 선단부와 상기 제2 베어링(11) 사이의 접촉부위에 대한 제1 공차(C1)만을 관리하게 되면, 상기 제2 랙 하우징부(5c)의 걸림턱(5c')과 상기 벨트 하우징부(5b)의 선단부 사이의 제2 공차(C2)가 맞지 않게 되어 정확한 조립이 이루어지지 않게 되고, 반대의 경우에도 동일한 결과를 초래하게 된다.

부연하자면, 상기 제1 공차(C1) 부위에 국한된 공차 관리만을 하게 되면, 제2 공차(C2) 부위 등에서 조립이 원활하게 이루어지지 않게 될 뿐만 아니라, 랙 바아(4)의 축방향으로 클리어런스가 생겨 랙 어시스트식 전동 파워 스티어링 장치의 작동시 소음 및 진동이 발생하게 된다.

아울러, 상기 제2 공차(C2) 부위에 대한 공차 관리만을 하게 되면, 랙 하우징(5)의 조립이 원활하게 이루어지지 않게 될 뿐만 아니라, 예압이 가해져 시스템상 성능의 저하를 야기하게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 사안들을 해소하기 위해 안출된 것으로, 랙 어시스트식 전동 파워 스티어링 장치에 있어 조타력 생성부가 위치하는 랙 하우징부를 구성하는 여러 부품들에 대한 누적 공차에 따른 클리어런스 문제를 벨트 하 우징부의 내부에 설치되는 베어링의 고정부에서 흡수하도록 하여, 랙 하우징부에 대한 공차 관리를 보다 용이하게 할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 랙 바아를 수용하고 일측에 모터 지지부를 갖춘 제1 랙 하우징부와;

상기 제1 랙 하우징부의 모터 지지부에 결합되어 구동 풀리와 종동 풀리 사이에 설치되는 벨트를 내장시키는 벨트 하우징부;

상기 벨트 하우징부에 결합되고 상기 랙 바아를 수용하는 제2 랙 하우징부;

상기 제1 랙 하우징부에 설치되어 상기 종동 풀리의 일단부를 지지하는 제1 베어링 및;

상기 벨트 하우징부에 설치되어 상기 종동 풀리의 타단부를 지지하는 제2 베어링을 포함하고;

상기 제1 베어링은 상기 제1 랙 하우징부의 내주면에 형성된 안착부에 지지되어, 상기 랙 바아의 축방향을 기준으로 일방향에 대한 상기 종동 풀리의 유동을 억제하며;

상기 제2 베어링은 상기 벨트 하우징부에 대해 누적 공차 흡수용 고정부를 매개로 지지되어, 상기 랙 바아의 축방향을 기준으로 상기 제1 베어링의 지지방향과 반대되는 타방향에 대한 상기 종동 풀리의 유동을 억제하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 누적 공차 흡수용 고정부는 상기 벨트 하우징부의 내주면 전 둘레에 걸쳐 일면이 입구로부터 저면을 향해 상기 종동 풀리를 향해 경사진 경사면을 갖춘 그루브와, 상기 경사면에 접촉하는 대응 경사면을 일면에 갖추고서 상기 그루브에 결합되는 스냅링으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

랙 어시스트식 전동 파워 스티어링 장치에 있어, 조타력 생성부는 모터(도시안됨)의 구동에 따라 동작하는 구동 풀리(10)와, 상기 구동 풀리(10)에 벨트(12)를 매개로 연동되는 종동 풀리(14), 상기 종동 풀리(14)와 일체로 회전하고 랙 바아(16)의 외주에 치합되는 볼 너트(18) 및, 상기의 구성요소를 내부에 수용하는 랙 하우징(20)으로 구성된다.

즉, 상기 랙 하우징(20)은 상기 랙 바아(16)를 수용하고 일측에 모터 지지부(22a)를 갖춘 제1 랙 하우징부(22)와, 상기 제1 랙 하우징부(22)의 모터 지지부(22a)에 결합되어 상기 구동 풀리(10)와 상기 벨트(12) 및 상기 종동 풀리(14)를 내장시키는 벨트 하우징부(24) 및, 상기 벨트 하우징부(24)에 결합되고 상기 랙 바아(16)를 수용하는 제2 랙 하우징부(26)로 구성된다.

그리고, 상기 제1 랙 하우징부(22)의 내부에는 상기 종동 풀리(14)의 일단부를 지지하는 제1 베어링(28)이 설치되고, 상기 벨트 하우징부(24)의 내부에는 상기 종동 풀리(14)의 타단부를 지지하는 제2 베어링(30)이 설치되어, 상기 종동 풀리(14)는 상기 제1,제2 베어링(28,30)을 매개로 상기 구동 풀리(10)로부터 벨트(12)를 통해 전달되는 구동력에 의해 회전되고, 이를 통해 상기 랙 바아(16)는 좌우방 향으로 이동되어 조향륜을 조타할 수 있게 된다.

이 경우, 상기 제1 베어링(28)은 이의 외륜(28a)이 상기 제1 랙 하우징부(22)의 내주면에 형성된 안착부(22b)에 지지되고, 내륜(28b)이 상기 종동 풀리(14)의 일측 단차부(14a)에 지지되어, 상기 랙 바아(16)의 축방향을 기준으로 일방향에 대한 상기 종동 풀리(14)의 유동을 억제하게 된다.

또한, 상기 제2 베어링(30)은 이의 외륜(30a)이 상기 벨트 하우징부(24)에 대해 누적 공차 흡수용 고정부를 매개로 지지되고, 내륜(30b)이 상기 종동 풀리(14)의 타측 단차부(14b)에 지지되어, 상기 랙 하우징(20)의 축방향을 기준으로 상기 제1 베어링(28)의 지지방향과 반대되는 타방향에 대한 상기 종동 풀리(14)의 유동을 억제하게 된다.

여기서, 상기 누적 공차 흡수용 고정부는 상기 벨트 하우징부(24)의 내주면 전 둘레에 걸쳐 일면이 입구로부터 바닥부의 저면을 향해 상기 종동 풀리(14)에 인접한 방향을 향해 경사진 형태의 경사면(32a)을 갖춘 그루브(32)와, 상기 경사면(32a)에 접촉하는 대응 경사면(34a)을 일면에 갖추고서 상기 그루브(32)에 결합되는 스냅링(34)으로 이루어진다.

이때, 상기 스냅링(34)의 대응 경사면(34a)은 스냅링(34)의 중심을 기준으로 내측으로부터 외측을 향해 상기 종동 풀리(14)에 인접한 방향을 향해 경사진 형태로 형성된다.

즉, 상기 제2 베어링(30)의 외륜(30a)은 상기 벨트 하우징부(24)의 그루브(32)에 결합된 상기 스냅링(34)에 의해 지지된다.

따라서, 상기와 같은 구성의 랙 하우징(20)에서는 상기 제1 랙 하우징부(22)와 상기 벨트 하우징부(24) 및 상기 제2 랙 하우징부(26)가 각각 다수의 체결부재(B)를 매개로 조립되고, 이들 내부의 공간으로 수용되는 랙 바아(16)에 볼 너트(18)를 매개로 종동 풀리(14)가 설치될 때, 상기 종동 풀리(14)는 상기 제1 랙 하우징부(22)의 안착부(22b)에 외륜(28a)이 지지되는 제1 베어링(28)에 의해 상기 랙 바아(16)의 축방향을 기준으로 일측으로 유동이 구속되는 상태가 되고, 상기 종동 풀리(14)는 상기 벨트 하우징부(24)의 그루브(32)에 결합되는 스냅링(34)에 의해 상기 랙 바아(16)의 축방향을 기준으로 타측으로 유동이 구속되는 상태가 된다.

이때, 상기 그루브(32)의 경사면(32a)과 상기 스냅링(34)의 대응 경사면(34a)은 각각 상기 종동 풀리(14)의 축방향 유동을 억제할 수 있는 방향으로 상기 제2 베어링(30)을 가압하게 되므로, 상기 랙 하우징(20)의 내부 공간에서 상기 종동 풀리(14)의 축방향 유동은 발생되지 않게 된다.

즉, 상기 그루브(32)내에 상기 스냅링(34)이 체결되는 방향(가)으로 삽입되어 확장될 수록 상기 종동 풀리(14)를 향한 상기 제2 베어링(30)의 축방향 가압력(나)이 커지게 되므로, 상기 종동 풀리(14)의 축방향 유동은 더욱 더 견고하게 구속될 수 있게 된다.

아울러, 상기와 같은 구조로 종동 풀리(14)의 축방향 유동을 구속하게 되면, 상기 랙 하우징(20)을 구성하는 여러 부품들에 대한 공차 관리에 있어 매우 유리하게 된다.

즉, 상기 제1 랙 하우징부(22)와 상기 벨트 하우징부(24) 사이의 조립부위와 상기 벨트 하우징부(24)와 상기 제2 랙 하우징부(26) 사이의 조립부위에 대한 규격만을 각각 별도로 하게 되면, 상기 랙 하우징(20)의 내부에서 종동 풀리(14)는 축방향으로의 유동이 억제된 상태에서 원활하게 작동하여 상기 볼 너트(18)를 매개로 한 랙 바아(16)의 축방향 이동을 유도할 수 있으므로, 안정된 조향 작동을 보장할 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 스티어링 장치의 축방향 유격 보상구조에 의하면, 랙 하우징내에 설치되는 각종 부품들 사이의 가공 및 조립 공차에 따른 클리어런스로부터 발생되는 종동 풀리의 축방향 유동 문제를 벨트 하우징부의 내부에 설치되는 베어링의 고정부에서 흡수할 수 있게 되어, 랙 하우징의 가공 및 조립 공차에 대한 관리가 용이해 진다.

또한, 랙 하우징을 구성하는 여러 부품들 사이의 누적 공차를 해소함으로써, 랙 어시스트식 전동 파워 스티어링 장치의 작동시 소음 및 진동의 발생을 억제할 수 있고, 시스템의 정상적인 기능 구현을 보장할 수 있게 된다.

Claims (3)

1. 랙 바아를 수용하고 일측에 모터 지지부를 갖춘 제1 랙 하우징부와;

   상기 제1 랙 하우징부의 모터 지지부에 결합되어 구동 풀리와 종동 풀리 사이에 설치되는 벨트를 내장시키는 벨트 하우징부;

   상기 벨트 하우징부에 결합되고 상기 랙 바아를 수용하는 제2 랙 하우징부;

   상기 제1 랙 하우징부에 설치되어 상기 종동 풀리의 일단부를 지지하는 제1 베어링 및;

   상기 벨트 하우징부에 설치되어 상기 종동 풀리의 타단부를 지지하는 제2 베어링을 포함하고;

   상기 제1 베어링은 상기 제1 랙 하우징부의 내주면에 형성된 안착부에 지지되어, 상기 랙 바아의 축방향을 기준으로 일방향에 대한 상기 종동 풀리의 유동을 억제하며;

   상기 제2 베어링은 상기 벨트 하우징부에 대해 누적 공차 흡수용 고정부를 매개로 지지되어, 상기 랙 바아의 축방향을 기준으로 상기 제1 베어링의 지지방향과 반대되는 타방향에 대한 상기 종동 풀리의 유동을 억제하고;

   상기 누적 공차 흡수용 고정부는 상기 벨트 하우징부의 내주면 전 둘레에 걸쳐 일면이 입구로부터 저면을 향해 상기 종동 풀리쪽으로 경사진 경사면을 갖춘 그루브와, 상기 경사면에 접촉하는 대응 경사면을 일면에 갖추고서 상기 그루브에 결합되는 스냅링으로 이루어지는 랙 어시스트식 전동 파워 스티어링 장치의 축방향 유격 보상구조.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 제1 베어링의 외륜은 상기 제1 랙 하우징부의 내주면에 형성된 안착부에 지지되고, 상기 제1 베어링의 내륜은 상기 종동 풀리의 일측 단차부에 지지되며, 상기 제2 베어링의 외륜은 상기 스냅링에 지지되고, 상기 제2 베어링의 내륜은 상기 종동 풀리의 타측 단차부에 지지되는 것을 특징으로 하는 랙 어시스트식 전동 파워 스티어링 장치의 축방향 유격 보상구조.

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