KR101509794B1 - 전동식 파워스티어링의 노이즈 저감 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상대적으로 간단한 구성으로 웜기어축을 웜휠을 향하여 탄성적으로 지지하도록 함으로써, 웜휠의 흡습에 의한 팽창에 융통성있게 대응하여 계속적으로 안정된 치합 상태를 확보할 수 있도록 함은 물론, 상기 웜기어와 웜휠 사이의 유격을 제거하여 래틀 노이즈가 발생하지 않도록 하며, 또한 적절한 수준의 탄성력을 제공하여 상기 웜휠과 웜기어 사이의 마찰력 증가로 조타감이 떨어지는 것을 방지할 수 있도록 한다.

흡습, 래틀, 노이즈, 웜휠, 웜기어

Description

전동식 파워스티어링의 노이즈 저감 구조{Noise Reducing Structure for Motor Driven Power Steering}

본 발명은 전동식 파워스티어링의 구조에 관한 기술로서, 보다 상세하게는 발생하는 모터에서 발생된 동력을 스티어링샤프트로 전달하는 경로를 이루는 기어들 사이에서 발생되는 노이즈를 저감시키는 기술에 관한 것이다.

종래 전동식 파워스티어링은 모터의 설치 위치에 따라 다양하게 구분되는 데, 도 1에는 모터가 스티어링샤프트에 설치된 컬럼형 전동식 파워스티어링의 일례가 도시되어 있다.

즉, 스티어링휠과 연결된 스티어링샤프트(1)의 외주에는 웜휠(2)이 일체로 회전되게 장착되고, 상기 웜휠(2)과 치합하는 웜기어(3)는 웜기어축(3a)에 형성되어 있으며, 상기 웜기어축(3a)은 그 양단에서 베어링(4a, 4b)으로 회전 가능하게 지지되고, 상기 웜기어축(3a)은 커플링(6)을 매개로 모터(5)로부터 회전력을 전달받을 수 있도록 연결되어 있다.

상기 웜기어(3)와 웜휠(2)은 상기 구동모터(5)의 회전 속도를 감속해서 스티 어링샤프트(1)에 전달하는 감속기를 구성한다.

상기 웜기어(3)와 웜휠(2) 사이의 치합 상태가 안정되게 유지되지 못하면, 험로 주행 등의 경우에 스티어링샤프트(1)를 통해 역으로 입력되는 하중 등에 의해 상기 웜기어(3)와 웜휠(2)의 사이에서는 기어들이 서로 부딪히면서 래틀 노이즈가 발생하게 된다.

따라서, 상기 웜기어(3)가 구비된 웜기어(3)축과 상기 웜휠(2)을 일정한 위치관계로 구속하여 고정하면, 상기한 바와 같은 래틀 노이즐를 크게 저감시킬 수 있겠지만, 상기 웜휠(2)은 통상 플라스틱 수지재로 제작되는 경우가 많으며 이와 같은 웜휠(2)은 습기를 흡수하면, 자체적으로 팽창하는 성질이 있어서, 상기와 같이 웜기어(3)축과 웜휠(2)의 상대 위치가 일정하게 고정되면, 웜기어(3)와 웜휠(2)이 서로 끼이는 상태가 발생할 수 있다.

따라서, 적절한 수준으로 상기 웜기어(3)축을 상기 웜휠(2)을 향하여 탄성적으로 지지하도록 함으로써, 상기 웜휠(2)의 흡습에 의한 팽창을 감당함은 물론, 상기 웜기어(3)와 웜휠(2) 사이의 유격을 제거하여 래틀 노이즈가 발생하지 않도록 해야 하며, 또한 지나치게 강한 탄성력으로 지지하면 상기 웜휠(2)과 웜기어(3) 사이의 마찰력 증가로 조타감이 떨어지므로, 상기 웜휠(2)과 웜기어(3) 사이에 적절한 수준의 탄성력을 제공할 수 있도록 해야 한다.

본 발명은 상기한 바와 같은 필요성에 의해 안출된 것으로서, 상대적으로 간단한 구성으로 웜기어축을 웜휠을 향하여 탄성적으로 지지하도록 함으로써, 웜휠의 흡습에 의한 팽창에 융통성있게 대응하여 계속적으로 안정된 치합 상태를 확보할 수 있도록 함은 물론, 상기 웜기어와 웜휠 사이의 유격을 제거하여 래틀 노이즈가 발생하지 않도록 하며, 또한 적절한 수준의 탄성력을 제공하여 상기 웜휠과 웜기어 사이의 마찰력 증가로 조타감이 떨어지는 것을 방지할 수 있도록 한 전동식 파워스티어링의 노이즈 저감 구조를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출된 본 발명 전동식 파워스티어링의 노이즈 저감 구조는

스티어링샤프트에 결합된 웜휠과;

상기 웜휠에 치합되는 웜기어를 구비한 웜기어축과;

상기 웜기어축이 상기 웜휠을 향하여 회동하는 것을 허용하면서 상기 웜기어축의 일단을 지지하는 틸트베어링과;

상기 웜기어축의 타단을 지지하는 지지베어링과;

상기 웜기어축의 웜휠을 향한 회동시 상기 지지베어링의 움직임을 수용할 수 있도록 타원형 내경부를 구비한 타원링과;

상기 웜기어축을 상기 웜휠을 향하여 미는 방향으로 상기 지지베어링을 가압하도록 상기 타원링의 내경부에 돌출된 탄성부재돌기;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 전동식 파워스티어링의 노이즈 저감 구조는

스티어링샤프트에 결합된 웜휠과;

상기 웜휠에 치합되는 웜기어를 구비한 웜기어축과;

상기 웜기어축이 상기 웜휠을 향하여 회동하는 것을 허용하면서 상기 웜기어축의 일단을 지지하는 틸트베어링과;

상기 웜기어축의 타단을 지지하는 지지베어링과;

상기 웜기어축의 웜휠을 향한 회동시 상기 지지베어링의 움직임을 수용할 수 있도록 타원형 내경부를 구비한 타원링과;

상기 웜기어축을 상기 웜휠을 향하여 미는 방향으로 상기 지지베어링을 가압하도록 상기 타원링의 내경부에 설치된 판스프링;

을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상대적으로 간단한 구성으로 웜기어축을 웜휠을 향하여 탄성적으로 지지하도록 함으로써, 웜휠의 흡습에 의한 팽창에 융통성있게 대응하여 계속적으로 안정된 치합 상태를 확보할 수 있도록 함은 물론, 상기 웜기어와 웜휠 사이의 유격을 제거하여 래틀 노이즈가 발생하지 않도록 하며, 또한 적절한 수준의 탄성력을 제공하여 상기 웜휠과 웜기어 사이의 마찰력 증가로 조타감이 떨어지는 것을 방지할 수 있도록 한다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명 실시예는 스티어링샤프트에 결합된 웜휠(10)과; 상기 웜휠(10)에 치합되는 웜기어(11)를 구비한 웜기어축(12)과; 상기 웜기어축(12)이 상기 웜휠(10)을 향하여 회동하는 것을 허용하면서 상기 웜기어축(12)의 일단을 지지하는 틸트베어링(13)과; 상기 웜기어축(12)의 타단을 지지하는 지지베어링(15)과; 상기 웜기어축(12)의 웜휠(10)을 향한 회동시 상기 지지베어링(15)의 움직임을 수용할 수 있도록 타원형 내경부를 구비한 타원링(17)과; 상기 웜기어축(12)을 상기 웜휠(10)을 향하여 미는 방향으로 상기 지지베어링(15)을 가압하도록 상기 타원링(17)의 내경부에 돌출된 탄성부재돌기(19)를 포함하여 구성된다.

즉, 상기 웜기어축(12)은 상기 틸트베어링(13)에 의해 지지된 부분이 피벗축으로 작용하여 상기 웜휠(10)을 향하여 회동할 수 있는 상태로 장착되어 있고, 이 상태에서 상기 웜기어축(12)을 상기 탄성부재돌기(19)로 가압하여 상기 웜기어축(12)의 웜기어(11)가 상기 웜휠(10)에 탄성적으로 밀착된 상태를 확보하도록 한 것이다.

본 실시예에서, 상기 탄성부재돌기(19)는 고무재질로 이루어지고, 상기 탄성부재돌기(19)는 상기 타원링(17)의 외주를 감싸는 고무링(21)으로부터 상기 타원링(17)을 관통하여 상기 타원링(17)의 내경부로 돌출된 구조이다.

물론, 이외에도 상기 탄성부재돌기(19) 및 고무링(21)의 재질로는 우레탄 등의 재질이 사용될 수 있을 것이다.

상기 탄성부재돌기(19)는 상기 타원링(17)의 내경부로부터 반구형으로 돌출되어 볼록하게 솟아오른 부분이 상기 지지베어링(15)을 탄성적으로 밀게 되어 있다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 노이즈 저감 구조는 상기와 같이 탄성부재돌기(19)를 상기 타원링(17)에 구비하는 것과 같은 간단한 구성으로, 상기 웜기어축(12)을 상기 웜휠(10)을 향해 탄성적으로 지지함으로써, 상기 웜휠(10)의 흡습에 의한 팽창과 수축 및 험로 주행시에 입력되는 외력 등에 대하여, 항상 상기 웜기어(11)와 웜휠(10)이 안정된 치합상태를 유지하고 그 사이에 유격이 발생하지도 않고 지나치게 강한 치합상태가 이루어지는 것도 방지함으로써, 래틀 노이즈의 발생을 억제하고 부드럽고 안정된 조타감을 형성시킬 수 있도록 한다.

도 5와 도 6은 본 발명의 다른 실시예를 도시한 것으로서, 스티어링샤프트에 결합된 웜휠(10)과; 상기 웜휠(10)에 치합되는 웜기어(11)를 구비한 웜기어축(12)과; 상기 웜기어축(12)이 상기 웜휠(10)을 향하여 회동하는 것을 허용하면서 상기 웜기어축(12)의 일단을 지지하는 틸트베어링(13)과; 상기 웜기어축(12)의 타단을 지지하는 지지베어링(15)과; 상기 웜기어축(12)의 웜휠(10)을 향한 회동시 상기 지지베어링(15)의 움직임을 수용할 수 있도록 타원형 내경부를 구비한 타원링(17)과; 상기 웜기어축(12)을 상기 웜휠(10)을 향하여 미는 방향으로 상기 지지베어링(15)을 가압하도록 상기 타원링(17)의 내경부에 설치된 판스프링(23)을 포함하여 구성된다.

즉, 상기한 실시예에 비교하여서는 상기 탄성부재돌기(19) 대신 상기 판스프링(23)을 상기 타원링(17)의 내경부와 상기 지지베어링(15) 사이에 설치한 것이다.

상기 판스프링(23)은 중앙부가 상기 지지베어링(15)을 향하여 돌출되고, 상기 중앙부를 중심으로 양쪽으로 굴곡지게 연장된 단부가 상기 타원링(17)의 내경부에 밀착되는 형상으로 설치된다.

상기와 같은 구조에서도 상기 첫 번째 실시예와 유사하게, 상기 타원링(17)과 지지베어링(15) 사이에 판스프링(23)을 구비하는 간단한 구성으로, 상기 웜기어축(12)을 상기 웜휠(10)을 향해 탄성적으로 지지함으로써, 상기 웜휠(10)의 흡습에 의한 팽창과 수축 및 험로 주행시에 입력되는 외력 등에 대하여, 항상 상기 웜기어(11)와 웜휠(10)이 안정된 치합상태를 유지하고, 그 사이에 유격이 발생하지도 않고 지나치게 강한 치합상태가 이루어지는 것도 방지함으로써, 래틀 노이즈의 발생을 억제하고 부드럽고 안정된 조타감을 형성시킬 수 있도록 한다.

도 1은 종래 기술에 의한 전동식 파워스티어링의 일예를 설명한 도면,

도 2는 본 발명에 따른 전동식 파워스티어링의 노이즈 저감 구조를 도시한 도면,

도 3은 도 2의 우측방향 관측도,

도 4는 도 1의 타원링과 고무링 및 탄성부재돌기를 도시한 도면,

도 5는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 도면,

도 6은 도 5의 우측방향 관측도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

10; 웜휠 12; 웜기어축

11; 웜기어 13; 틸트베어링

15; 지지베어링 17; 타원링

19; 탄성부재돌기 21; 고무링

23; 판스프링

Claims (5)

1. 스티어링샤프트에 결합된 웜휠과;

   상기 웜휠에 치합되는 웜기어를 구비한 웜기어축과;

   상기 웜기어축이 상기 웜휠을 향하여 회동하는 것을 허용하면서 상기 웜기어축의 일단을 지지하는 틸트베어링과;

   상기 웜기어축의 타단을 지지하는 지지베어링과;

   상기 웜기어축의 상기 웜휠을 향한 회동시 상기 지지베어링의 움직임을 수용할 수 있도록 타원형 내경부를 구비한 타원링과;

   상기 웜기어축을 상기 웜휠을 향하여 미는 방향으로 상기 지지베어링을 가압하도록 상기 타원링의 내경부에 돌출된 탄성부재돌기를 포함하고,

   상기 탄성부재돌기는 고무재질로 이루어지고;

   상기 탄성부재돌기는 상기 타원링의 외주를 감싸는 고무링으로부터 상기 타원링을 관통하여 상기 타원링의 내경부로 돌출된 것

   을 특징으로 하는 전동식 파워스티어링의 노이즈 저감 구조.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 탄성부재돌기는 상기 타원링의 내경부로부터 반구형으로 돌출된 것

   을 특징으로 하는 전동식 파워스티어링의 노이즈 저감 구조.
4. 스티어링샤프트에 결합된 웜휠과;

   상기 웜휠에 치합되는 웜기어를 구비한 웜기어축과;

   상기 웜기어축이 상기 웜휠을 향하여 회동하는 것을 허용하면서 상기 웜기어축의 일단을 지지하는 틸트베어링과;

   상기 웜기어축의 타단을 지지하는 지지베어링과;

   상기 웜기어축의 상기 웜휠을 향한 회동시 상기 지지베어링의 움직임을 수용할 수 있도록 타원형 내경부를 구비한 타원링과;

   상기 웜기어축을 상기 웜휠을 향하여 미는 방향으로 상기 지지베어링을 가압하도록 상기 타원링의 내경부에 설치된 판스프링을 포함하고,

   상기 판스프링은 중앙부가 상기 지지베어링을 향하여 돌출되고, 상기 중앙부를 중심으로 양쪽으로 굴곡지게 연장된 단부가 상기 타원링의 내경부에 밀착되는 형상으로 설치되는 것

   을 특징으로 하는 전동식 파워스티어링의 노이즈 저감 구조.
5. 삭제

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