KR101499213B1 - A Structure for Protecting Rattle Noise of Electric Power Steering Apparatus - Google Patents

A Structure for Protecting Rattle Noise of Electric Power Steering Apparatus Download PDF

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Abstract

본 발명은 전동식 조향장치의 래틀 방지 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 웜 휠과 베벨기어를 포함하여 전동식 조향장치를 구성하고, 상기 웜휠의 하단에 웨이브스프링으로 이루어진 유격보상수단를 구비함으로써, 전동식 조향장치의 래틀에 의한 소음을 방지할 수 있는 전동식 조향 장치의 래틀 방지 구조에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a rattle preventing structure of an electric steering system, and more particularly, to an electric steering system including a worm wheel and a bevel gear and a clearance compensating means formed of a wave spring at a lower end of the worm wheel, To a rattling prevention structure of an electric power steering apparatus capable of preventing noise caused by a rattle of a steering apparatus.

Description

전동식 조향장치의 래틀 방지 구조{A Structure for Protecting Rattle Noise of Electric Power Steering Apparatus}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an electric steering system,

본 발명은 전동식 조향장치의 래틀 방지 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 웜 휠과 베벨기어를 포함하여 전동식 조향장치를 구성하고, 상기 웜휠은 샤프트와 스플라인 구조로 형성함과 동시에, 상기 웜휠의 하단에 웨이브스프링으로 이루어진 유격보상수단를 구비함으로써, 전동식 조향장치의 래틀에 의한 소음을 방지할 수 있는 전동식 조향 장치의 래틀 방지 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a rattle preventing structure of an electric steering system, and more particularly, to an electric steering apparatus including a worm wheel and a bevel gear, wherein the worm wheel is formed with a shaft and a spline structure, And a ratchet preventing structure of an electric power steering apparatus capable of preventing noise caused by a rattle of an electric power steering apparatus by providing a clearance compensating unit formed of a wave spring at the lower end.

일반적으로, 자동차에 사용되는 컬럼식 전동식 조향 장치(C-MDPS)는 도 1에 도시된 바와 같이, 컬럼축에 웜샤프트와 웜휠 기어를 구비하는 구성을 가지고 있으며, 전기모터를 감속하여 조타력을 보조하는 기능을 한다. Generally, as shown in Fig. 1, a column-type electric steering system (C-MDPS) used in an automobile has a configuration in which a worm shaft and a worm wheel gear are provided on a column shaft, It functions as an assistant.

그러나, 상기와 같은 컬럼식 전동식 조향 장치가 적용된 차량의 운행시 노면 외란으로 인하여 역입력 하중이 들어올 경우 종래의 유압식이나 매뉴얼 기어와는 달리 웜샤프트 / 웜휠 기어라는 추가 구조물의 유격에 의한 래틀 소음이 발생하게 된다. 상기 래틀 소음(rattle noise)은 상기 웜샤프트와 웜휠 기어에 의한 떨림음 을 말하는 것으로서, 차량의 운행시 차체에 전해지는 진동에 의하여 상기 웜샤프트와 웜휠기어가 서로 닿거나 간섭되어 연속적으로 부딪히게되고 이에따라 발생되는 소음을 말한다.However, unlike the conventional hydraulic type or manual gear, when the reverse input load is applied due to the road surface disturbance during the operation of the vehicle in which the column type electric power steering apparatus is applied, rattle noise due to the clearance of the additional structure called the worm shaft / worm wheel gear . The rattle noise refers to the shaking sound caused by the worm shaft and the worm wheel gear. The worm shaft and the worm wheel gear come into contact with each other or interfere with each other due to vibration transmitted to the vehicle body when the vehicle is running, This refers to the noise generated.

따라서, 종래의 컬럼식 전동식 조향 장치는 상기와 같이 래틀 소음을 방지하기 위한 수단을 구비하는 것이 일반적이고, 이러한 수단은 상기 웜샤프트와 웜휠기어의 유격을 보상함으로써 이루어지며, 예를 들어, 상기 웜휠 양단에 러버 구조물을 넣거나, 또는, 상기 웜휠을 틸팅시키는 구조가 적용되고 있다. Therefore, the conventional column type electric power steering apparatus generally includes a means for preventing rattle noise as described above. This means is made by compensating the clearance of the worm shaft and the worm wheel gear. For example, A structure in which a rubber structure is inserted at both ends or a structure for tilting the worm wheel is applied.

그러나, 상기와 래틀 소음 방지 수단이 적용된 컬럼식 전동식 조향 장치는 그 구조가 복잡해지며, 이에 따라 제조원가가 상승하는 문제점이 있었다.However, the above-mentioned column type electric motor type steering apparatus to which the rattle noise preventing means is applied has a complicated structure, and thus the manufacturing cost is increased.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 자동차 조향장치의 구조에 있어서,웜 휠과 베벨기어를 포함하여 전동식 조향장치를 구성하고, 상기 웜휠은 샤프트와 스플라인 구조로 형성함과 동시에, 상기 웜휠의 하단에 웨이브스프링으로 이루어진 유격보상수단를 구비함으로써, 전동식 조향장치의 래틀에 의한 소음을 방지할 수 있는 전동식 조향 장치의 래틀 방지 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a steering system for an automobile steering system, And a ratchet-preventing structure of an electric steering system that can prevent noise from the ratchet of the electric steering system by providing the ratchet-compensating means made of a wave spring at the lower end of the worm wheel.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 전동식 조향장치의 래틀 방지 구조에 있어서, 모터와 연결된 베벨기어; 상기 베벨기어와 맞물려 구동되며, 컬럼축에 상하로 유동 가능하도록 결합된 웜휠; 상기 웜휠의 하단에 배치되고 컬럼축의 길이방향을 따라 상기 웜휠을 상기 베벨기어쪽 방향으로 가압하는 유격보상수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a rack preventing structure for an electric steering system, comprising: a bevel gear connected to a motor; A worm wheel driven to engage with the bevel gear and coupled to the column shaft so as to be vertically movable; And a gap compensating means disposed at a lower end of the worm wheel and pressing the worm wheel in the direction of the bevel gear along the longitudinal direction of the column shaft.

또한, 상기 유격보상수단은 웨이브스프링을 포함하는 것을 특징으로 한다. Further, the play compensating means includes a wave spring.

또한, 상기 웜휠은 컬럼축에 스플라인 구조로 축방향 유동 가능하도록 결합되는 것을 특징으로 한다.Further, the worm wheel is coupled to the column shaft so as to be axially flowable in a spline structure.

전동식 조향장치에 베벨기어를 적용함으로써, 유격이 발생하는 방향을 축방향으로 이루어지도록 함으로써, 유격 방지 구조를 간단하게 할 수 있으며, 이에따라, 제조가격을 낮출 수 있는 효과가 있다.By applying the bevel gear to the electric power steering apparatus, the clearance preventing structure can be simplified by making the direction in which the clearance occurs in the axial direction, thereby reducing the manufacturing cost.

또한, 웨이브스프링에 의하여 웜휠에 상 방향으로 지속적인 힘을 가하게 함으로써, 베벨기어를 통하여 가해지는 무게에 의하여 웜휠의 유격을 보상할 수 있도록 하는 효과가 있다.In addition, by applying a constant force to the worm wheel in the upward direction by the wobbling spring, the clearance of the worm wheel can be compensated for by the weight applied through the bevel gear.

또한, 웜휠과 베벨기어의 결합을 웨이브스프링의 힘에 의하여 이루어지도록 함으로써, 제조공차 및 내구성 열화에 의한 차이를 보상할 수 있도록 하는 효과가 있다.In addition, since the worm wheel and the bevel gear are engaged with each other by the force of the wave spring, it is possible to compensate for the difference in manufacturing tolerance and durability deterioration.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전동식 조향장치의 래틀 방지 구조를 간략하게 나타내며, 도 3은 상기 전동식 조향장치의 래틀 방지 구조의 웜휠(10)을 나타내는 사시도이다.FIG. 2 is a schematic view of a rattle preventing structure of an electric steering system according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a perspective view showing a worm wheel 10 of a rattle preventing structure of the electric steering system.

도시된 바와 같이, 본 발명의 전동식 조향장치의 래틀 방지 구조는 스플라인 구조에 따라 컬럼축과 슬라이딩 가능하도록 결합된 웜휠(10)과, 차량의 구동을 위하여 모터와 연결된 베벨기어(20)를 포함한다.As shown, the anti-rattle structure of the electric steering system of the present invention includes a worm wheel 10 slidably coupled to a column shaft in accordance with a spline structure, and a bevel gear 20 connected to a motor for driving the vehicle .

바람직하게는, 상기 웜휠(10)은 컬럼축에 스플라인 구조로 결합됨으로써, 상기 웜휠(10)이 컬럼축의 길이방향으로 상하운동을 하도록 구성된다. Preferably, the worm wheel 10 is coupled to the column shaft in a splined manner, so that the worm wheel 10 moves up and down in the longitudinal direction of the column shaft.

상기와 같이 구성된 웜휠(10)과 베벨기어(20)의 결합구조에서 외란에 의하여 충격이 전달되면, 상기 웜휠(10)은 베벨기어(20)에서 전해지는 충격에 의하여 컬럼축의 길이방향을 따라 아래로 이동하고, 상기 베벨기어(20)와의 사이에 유격이 발생된다. 따라서, 본 발명의 전동식 조향장치의 래틀 방지 구조는 상기와 같이 발생된 웜휠(10)과 베벨기어(20)의 유격을 보상하기 위하여 상기 웜휠(10)이 결합된 캠축의 길이방향을 따라 베벨기어(20)쪽 방향으로 힘을 가하여 상기 웜휠(10)을 이동시킬 수 있는 유격보상수단을 구비하며, 도 4를 참조하여 설명한다.When the impact is transmitted due to the disturbance in the combined structure of the worm wheel 10 and the bevel gear 20 constructed as described above, the worm wheel 10 is moved downward along the longitudinal direction of the column shaft by the impact transmitted from the bevel gear 20 And a clearance is generated between the bevel gear 20 and the bevel gear 20. Accordingly, in order to compensate for the clearance of the worm wheel 10 and the bevel gear 20 generated as described above, the anti-rattle structure of the electric steering system of the present invention is constructed so that the bevel gear 10 is moved along the longitudinal direction of the cam shaft, And a clearance compensation means for moving the worm wheel 10 by applying a force in the direction of the worm wheel 20, will be described with reference to Fig.

도 4 및 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전동식 조향장치의 래틀 방지 구조를 구성하는 웜휠(10)을 나타낸다.4 and 5 show the worm wheel 10 constituting the anti-rattle structure of the electric power steering apparatus according to the preferred embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에서 웜휠(10)의 하부에는 유격보상수단으로 웨이브스프링(30)이 구비되고, 상기 웨이브스프링(30)을 상기 웜휠(10)에 체결할 수 있는 웨이브스프링 체결수단(31)이 더 구비된다.As shown in the figure, in the preferred embodiment of the present invention, the worm wheel 10 is provided with a wave spring 30 as a clearance compensating means, and the wave spring 30 is fixed to the worm wheel 10 by a wave The spring fastening means 31 is further provided.

상기 웨이브스프링(30)은 탄성을 가지도록 굴곡을 형성하여 이루어지고, 상하 방향으로 힘을 받으면 웨이브스프링(30)의 굴곡이 상하로 압축됨에 따라서 가해지는 힘을 상쇄하며, 상기 웨이브스프링(30)에 가해지는 힘이 중단되면, 탄성에 의하여 압축된 굴곡이 원상태로 돌아감으로써, 복원력을 갖는 성질을 가진 스프링이다. The wave spring 30 is formed by bending such that it has elasticity. When the wave spring 30 receives a force in the vertical direction, the wave spring 30 cancels the force applied as the bending of the wave spring 30 is compressed. Is a spring having a restoring force by returning to its original state the bending compressed by the elasticity.

따라서, 웜휠(10)에 진동이 가해지지 않는 초기상태에서는 상기 웨이브스프링(30)이상기 웜휠(10)이 결합된 캠축의 길이방향을 따라 지속적으로 상기 웜 휠(10)에 베벨기어(20)쪽 방향으로 힘을 가하고, 이에따라 상기 웜휠(10)은 베벨기어(20)쪽 방향으로 밀려있는 상태로 존재한다.Therefore, in the initial state in which no vibration is applied to the worm wheel 10, the worm wheel 10 is continuously moved in the longitudinal direction of the cam shaft to which the worm wheel 30 is coupled, So that the worm wheel 10 is pushed in the direction of the bevel gear 20.

이 상태에서, 상기 웜휠(10)이 모터축에 베벨기어(20)와 맞물리면, 베벨기어(20)에 의하여 상기 웜휠(10)이 베벨기어(20)와는 반대방향, 즉 아래쪽 방향으로 눌리게 되고, 상기 웜휠(10)의 하부에 배치된 웨이브스프링(30)은 웜휠(10)에서 가해지는 압력에 따라 압축된다. In this state, when the worm wheel 10 meshes with the bevel gear 20 on the motor shaft, the worm wheel 10 is pressed by the bevel gear 20 in a direction opposite to the bevel gear 20, that is, downward The worm wheel 30 disposed at the lower portion of the worm wheel 10 is compressed according to the pressure applied by the worm wheel 10. [

이때, 상기 웨이브스프링(30)은 압축되면서 탄성에 의하여 상기 웜휠(10)에 상기 베벨기어(20)쪽 방향으로 힘을 지속적으로 가하며, 이러한 웨이브스프링(30)의 힘과 상기 베벨기어(20)에 의하여 가해지는 힘이 상쇄되어 소정구간 아래쪽 방향으로 이동한 상기 웜휠(10)이 더이상 이동하지 못하게 되고, 이에따라 상기 웜휠(10)과 베벨기어(20)는 서로 맞물린다.At this time, the wing springs 30 are compressed and elastically apply force to the worm wheel 10 in the direction of the bevel gear 20, and the force of the wobble springs 30 and the forces of the bevel gear 20, The worm wheel 10 moving in the downward direction of the predetermined section can not move any more, and the worm wheel 10 and the bevel gear 20 are engaged with each other.

상기와 같이 웜휠(10)과 베벨기어(20)를 웨이브스프링(30)의 탄력에 의하여 서로 맞물리도록 함으로써, 상기 웜휠(10) 또는 베벨기어(20)의 제조시 발생할 수 있는 소정의 오차를 용이하게 보상할 수 있으며, 또한, 차량의 지속적인 운행에 따른 상기 웜휠(10) 또는 상기 베벨기어(20)의 내구성 열화에 의한 오차를 지속적으로 보상할 수 있는 장점이 있다.The worm wheel 10 and the bevel gear 20 are meshed with each other by the elastic force of the worm springs 30 so that a predetermined error that may occur in manufacturing the worm wheel 10 or the bevel gear 20 can be easily And also the error caused by the deterioration of the durability of the worm wheel 10 or the bevel gear 20 due to the continuous operation of the vehicle can be continuously compensated.

상기 웨이브스프링 체결수단(31)은 바람직하게는 두개의 원형판과 이를 고정하는 수단을 포함하여 이루어지며, 이러한 원형판이 상기 컬럼축에 압입되어 고정되고, 상기 두 원형판 사이에 상기 웜휠(10)과 웨이브스프링(30)을 배치하도록 하는 것이 바람직하다.Preferably, the wave spring fastening means 31 includes two circular plates and means for fixing the circular plates. The circular plate is press-fitted into the column shaft, and between the two circular plates, the worm wheel 10 and the wave It is preferable to arrange the spring 30.

도 6은 본 발명의 전동식 조향장치의 래틀 방지 구조의 유격을 보상하는 단계를 나타낸다.6 shows a step of compensating the clearance of the anti-rattle structure of the electric power steering apparatus of the present invention.

상술한 바와 같이 결합된 웜휠(10)과 베벨기어(20)에 차체로부터 진동이 전달되면, 도시된 바와 같이, 스플라인 구조로 컬럼축에 결합되어 상하 방향으로 유동되는 웜휠(10)은 상기 컬럼축의 길이방향을 따라 상하 방향으로 계속적으로 반복하여 진동한다.When the worm wheel 10 and the bevel gear 20 are coupled to the worm wheel 10 and the bevel gear 20 as described above, the worm wheel 10, which is coupled to the column shaft in the spline structure and flows in the vertical direction, It repeatedly oscillates in the vertical direction along the longitudinal direction.

이때, 상기 베벨기어(20)의 진동에 의하여 전달되는 힘에 따라, 또는 진동에 의하여 웜휠(10)이 아래로 움직이면, 상기 웜휠(10)의 하부에 배치된 웨이브스프링(30)은 상하로 압축됨에 따라서 초기상태의 웨이브스프링(30)에서 압축된상태의 웨이브스프링(30')으로 형상을 변형하며 상기 베벨기어(20)에서 전해지는 힘 또는 진동에 의하여 웜휠(10)에 아래쪽 방향으로 전해지는 힘을 상쇄하고, 상기 웜휠(10)이 더이상 아래쪽 방향으로 이동하지 못하게 한다.At this time, when the worm wheel 10 moves downward according to the force transmitted by the vibration of the bevel gear 20 or by the vibration, the wobble spring 30 disposed at the lower portion of the worm wheel 10 compresses up and down The worm wheel 30 is deformed in a state of being compressed by the wave spring 30 in the initial state and is transmitted to the worm wheel 10 in the downward direction due to the force or vibration transmitted from the bevel gear 20 So that the worm wheel 10 can no longer move in the downward direction.

또한, 전달되는 진동에 의하여 상기 웜휠(10)과 상기 베벨기어(20) 사이에 유격이 발생되어 전달되는 힘이 중단되거나, 베벨기어(20)가 위쪽 방향으로 움직이면, 상기 베벨기어(20)로부터 아래쪽 방향으로 가해지던 힘에 의하여 압축된 형상으로 힘을 상쇄하며 웜홀을 지지하고 있는 웨이브스프링(30')은 그 형상을 원상태로 복원시키려는 복원력에 의하여 상기 웜홀을 위쪽으로 이동시키며 원래의 초기상태의 웨이브스프링(30)의 형상으로 돌아온다, 이에따라, 상기 베벨기어(20)와 상기 웜휠(10)은 다시 맞물린다.When a force is generated between the worm wheel 10 and the bevel gear 20 due to the transmitted vibration and the transmitted force is interrupted or when the bevel gear 20 moves in the upward direction, The wormhole 30 'supporting the wormhole cancels the force in the compressed shape by the force applied in the downward direction and moves the wormhole upward by the restoring force to restore the shape of the wormhole to its original state, So that the bevel gear 20 and the worm wheel 10 are engaged again.

따라서, 상기와 같이 웜홀에 전달되는 진동이 웨이브스프링(30)에 의하여 상쇄되도록 구성됨에 따라, 상기 베벨기어(20)와 웜홀 사이에 발생할 수 있는 유격이 신속히 보상되고, 유격에 의하여 발생되는 래틀 소음을 최대한 감소시킬 수 있다.Accordingly, since the vibration transmitted to the wormhole is canceled by the wobble spring 30, the clearance that may occur between the bevel gear 20 and the wormhole is quickly compensated, and the rattle noise Can be reduced as much as possible.

이상으로 본 발명의 전동식 조향장치의 래틀 방지 구조의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하였으나, 이는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 특정한 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도, 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. Although the preferred embodiments of the anti-rattle structure of the electric power steering system according to the present invention have been described in detail, the present invention is not limited to the specific embodiments thereof, . It will be apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention are possible in addition to the embodiments disclosed herein.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전동식 조향장치의 래틀 방지 구조를 간략하게 나타낸다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 schematically shows a rattling prevention structure of an electric steering system according to a preferred embodiment of the present invention. Fig.

도 2는 상기 전동식 조향장치의 래틀 방지 구조의 웜휠을 나타내는 사시도이다.2 is a perspective view showing a worm wheel of the ratchet-preventing structure of the electric power steering apparatus.

도 3 및 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전동식 조향장치의 래틀 방지 구조를 구성하는 웜휠을 나타낸다.Fig. 3 shows a worm wheel constituting the anti-rattle structure of the electric power steering apparatus according to the preferred embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전동식 조향장치의 래틀 방지 구조를 구성하는 웜휠을 나타낸다.4 shows a worm wheel constituting a rattle preventing structure of an electric power steering apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.

도 5 는 본 발명의 전동식 조향장치의 래틀 방지 구조의 유격을 보상하는 단계를 나타낸다.Fig. 5 shows a step of compensating the clearance of the anti-rattle structure of the electric power steering apparatus of the present invention.

*도면의 주요 부호에 대한 설명DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS

10: 웜휠 20: 베벨기어10: Worm wheel 20: Bevel gear

30: 웨이브스프링 31: 웨이브스프링 체결수단30: wave spring 31: wave spring fastening means

Claims (3)

컬럼식 전동식 조향장치의 래틀 방지 구조에 있어서,A rattling prevention structure for a column type electric power steering apparatus, 모터와 연결된 베벨기어(20);A bevel gear 20 connected to the motor; 상기 베벨기어(20)와 맞물려 구동되며, 컬럼축에 상하로 유동 가능하도록 결합된 웜휠(10);A worm wheel 10 driven by the bevel gear 20 and coupled to the column shaft so as to be vertically movable; 상기 웜휠(10)의 하단에 배치되고 컬럼축의 길이방향을 따라 상기 웜휠(10)을 상기 베벨기어(20)쪽 방향으로 가압하는 유격보상수단; 및A clearance compensating means disposed at a lower end of the worm wheel 10 and pressing the worm wheel 10 toward the bevel gear 20 along the longitudinal direction of the column shaft; And 두개의 원형판과 이를 고정하는 고정수단을 포함하고, 상기 두개의 원형판 사이에 상기 웜휠(10)과 상기 유격보상수단을 배치하는 웨이브스프링 체결수단(31)을 포함하고,And a wave spring fastening means (31) that includes two circular plates and fastening means for fastening the two circular plates, and arranges the worm wheel (10) and the clearance compensating means between the two circular plates, 상기 웜휠(10)은 컬럼축에 스플라인 구조로 결합됨으로써 축방향 유동 가능하도록 결합되는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치의 래틀 방지 구조.Wherein the worm wheel (10) is coupled to the column shaft in a splined manner so as to be axially flowable. 제 1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 유격보상수단은 웨이브스프링(30)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치의 래틀 방지 구조.Characterized in that the clearance compensating means comprises a wave spring (30). 삭제delete
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