KR101509802B1 - 전동식 파워 스티어링 시스템의 조향 록킹 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전동식 파워 스티어링 시스템의 조향 록킹 장치에 관한 것으로, 시동 오프(OFF)시 MDPS를 구성하는 웜샤프트(4)의 회전을 구속함으로써 스티어링 휠(1)을 이용한 조향 조작을 구속할 수 있게 되므로 시동 오프(OFF)시 차량 도난 방지의 법규를 충분히 만족시킬 수 있게 되고, 웜샤프트(4)와 연동된 구성을 갖출 수 있도록 MDPS와 함께 이루어진 구성으로 부품의 간소화를 통해 원가 절감 및 중량 감소를 도모할 수 있도록 된 것이다.

전동, 파워, 스티어링, 조향, 록킹

Description

전동식 파워 스티어링 시스템의 조향 록킹 장치{Steering locking apparatus of motor driven power steering system}

본 발명은 시동 오프(OFF)시 조향 조작을 구속할 수 있는 전동식 파워 스티어링 시스템의 조향 록킹 장치에 관한 기술이다.

일반적으로, 파워 스티어링은 오일의 유압을 이용하는 방식과 전기모터의 동력을 이용하는 방식이 있다.

상기 유압식은 유압펌프가 엔진의 힘으로 유체를 펌핑하여 유압을 형성하고 있다가 운전자가 핸들을 돌릴 때 조향하는 방향으로 유압을 보내어 핸들링이 가벼워지도록 하는 것이고, 전동식 파워 스티어링(motor driven power steering; 이하, MDPS라 한다)은 전기모터를 이용해 조타력을 향상시키도록 하는 것이다.

상기 MDPS는 주행 조건에 따라 전기모터가 자동으로 제어기능을 발휘하게 되며, 이에 따라 상기 유압식 파워 스티어링에 비해 보다 향상된 조타성능 및 조타감을 갖출 수 있게 된다.

한편, 상기 MDPS는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 스티어링 휠(1)과 결합된 스티어링 샤프트(2)에 관통되어 일체로 결합된 웜휠(3)과, 상기 웜휠(3)에 치합 되어 결합된 웜샤프트(4)와, 상기 웜샤프트(4)의 일단과 연결되면서 전자제어유니트(ECU)의 제어에 의해 구동하여 상기 웜샤프트(4)로 동력을 전달하는 모터(5)와, 상기 웜휠(3) 및 상기 웜샤프트(4)를 감싸는 하우징(6)을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 웜샤프트(4)의 양단은 틸트베어링(7) 및 웜샤트프베어링(8)을 관통하여 설치된 구성이고, 상기 틸트베어링(7)와 웜샤트프베어링(8)은 상기 하우징(6)에 고정 설치된 구조를 갖는다.

한편, 상기와 같은 MDPS에는 시동 오프(OFF)시 스티어링 휠(1)의 조향 조작을 구속할 수 있는 조향 록킹 장치(9)가 스티어링 칼럼(10)에 별도로 구비되어 있다.

상기 조향 록킹 장치(9)는 차량 도난 방지의 법규를 만족시키기 위하여 필수적으로 구비해야 하는 것으로, 열쇠와 같은 시동키를 사용하는 MSCL(Manual Steering Column Lock)과 스마트키를 사용하는 ESCL(Electric Steering Column Lock)이 있다.

그런데, 상기와 같은 종래의 조향 록킹 장치(9)는 MDPS와는 별도로 구성되어서 스티어링 칼럼(10)에 장착된 구성이기 때문에 상기 조향 록킹 장치(9)의 설치공간을 따로 마련해야 하는 단점이 있고, 또한 상기 조향 록킹 장치(9)에 의해 주변 부품들의 설치시 공간상 제약을 받게 되므로 설계의 자유도가 낮아지게 되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 시동 오프(OFF)시 스티어링 휠의 조향 조작을 구속할 수 있는 조향 록킹 장치를 MDPS에 함께 구성하여, 스티어링 칼럼의 외형을 간소화시킴으로 인해 설계의 자유도를 높일 수 있도록 하고, 부품의 간소화를 통해 원가 절감 및 중량 감소를 도모할 수 있도록 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 조향 록킹 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 전동식 파워 스티어링 시스템의 조향 록킹 장치는, 웜샤프트의 길이방향을 따라 연장된 가이드홈을 구비하고서 상기 웜샤프트를 보호하는 하우징에 일체로 결합되어 설치되는 솔레노이드하우징과; 상기 웜샤프트의 일단에서 상기 가이드홈을 향하여 일체로 돌출 형성된 샤프트돌기와; 상기 가이드홈을 따라 직선 이동할 수 있도록 상기 솔레노이드하우징내에 설치되면서 바깥 둘레면에는 차량의 시동 온(ON)시 전류가 흐르는 코일이 감겨지고 상기 샤프트돌기를 향하는 선단에는 상기 샤프트돌기가 삽입될 수 있는 돌기홈이 형성된 솔레노이드플런저와; 상기 솔레노이드하우징과 상기 솔레노이드플런저에 양단에 지지되도록 설치된 솔레노이드스프링;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 조향 록킹 장치는, 시동 오프(OFF)시 MDPS를 구성하는 웜샤프트의 회전을 구속함으로써 스티어링 휠을 이용한 조향 조작을 구속할 수 있게 되므로 시동 오프(OFF)시 차량 도난 방지의 법규를 충 분히 만족시킬 수 있게 되고, 웜샤프트와 연동된 구성을 갖출 수 있도록 MDPS와 함께 이루어진 구성으로 부품의 간소화를 통해 원가 절감 및 중량 감소를 도모할 수 있는 효과가 있다.

도 3에는 본 발명에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 조향 록킹 장치에 대한 도면이 도시되어 있다.

상기 전동식 파워 스티어링 시스템(MDPS)는 도시된 바와 같이 스티어링 샤프트(2)에 관통되어 일체로 결합된 웜휠(3)과, 상기 웜휠(3)에 치합되어 결합된 웜샤프트(4)와, 상기 웜샤프트(4)의 일단과 연결되면서 전자제어유니트(ECU)의 제어에 의해 구동하여 상기 웜샤프트(4)로 동력을 전달하는 모터(5)와, 상기 웜휠(3) 및 상기 웜샤프트(4)를 감싸는 하우징(6)을 포함하여 구성된다.

상기 스티어링 샤프트(2)의 일단에는 스티어링 휠(1; 도1 참조)이 결합된다.

그리고, 상기 웜샤프트(4)의 양단은 틸트베어링(7) 및 웜샤트프베어링(8)을 관통하여 설치된 구성이고, 상기 틸트베어링(7) 및 웜샤트프베어링(8)은 상기 하우징(6)에 고정 설치된 구조를 갖는다.

한편, 상기 MDPS에는 시동 오프(OFF)시 스티어링 휠(1)의 조향 조작을 구속할 수 있는 본 발명에 따른 조향 록킹 장치가 함께 구성된다.

즉, 상기 조향 록킹 장치는 상기 웜샤프트(4)의 길이방향을 따라 연장된 가이드홈(11a)을 구비하고서 상기 웜샤프트(4)를 보호하는 하우징(6)에 일체로 결합되어 설치되는 솔레노이드하우징(11)과, 상기 웜샤프트(4)의 일단에서 상기 가이드 홈(11a)을 향하여 일체로 돌출 형성된 샤프트돌기(12)와, 상기 가이드홈(11a)을 따라 직선 이동할 수 있도록 상기 솔레노이드하우징(11)내에 설치되면서 바깥 둘레면에는 차량의 시동 온(ON)시 전류가 흐르는 코일(13)이 감겨지고 상기 샤프트돌기(12)를 향하는 선단에는 상기 샤프트돌기(12)가 삽입될 수 있는 돌기홈(14a)이 형성된 솔레노이드플런저(14)와, 상기 솔레노이드하우징(11)과 상기 솔레노이드플런저(14)에 양단에 지지되도록 설치된 솔레노이드스프링(15)을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 샤프트돌기(12)는 상기 웜샤프트베어링(8)을 관통하여 설치된 구조를 갖는다.

그리고, 상기 솔레노이드플런저(14)는 상기 가이드홈(11a)을 따라 직선 이동만 할 수 있도록 상기 솔레노이드하우징(11)내에 설치되어 있다.

즉, 상기 솔레노이드플런저(14)는 상기 솔레노이드하우징(11)의 구속에 의해 회전 운동은 할 수 없는 구조이다.

그리고, 상기 샤프트돌기(12)와 상기 솔레노이드플런저(14)의 돌기홈(14a)은 서로 동일한 다각형의 단면을 갖도록 형성된다.

상기 샤프트돌기(12)와 상기 돌기홈(14a)이 본 발명에서는 사각 단면으로 도시되었으나, 원형 단면만 아니라면 이에 한정되는 것은 아니다.

그리고, 상기 솔레노이드스프링(15)은 상기 솔레노이드플런저(14)를 상기 샤프트돌기(12)쪽으로 이동시키도록 힘을 제공하는 압축스프링인 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명 실시예의 작용에 대해 설명한다.

도 3의 상태는 차량의 시동이 오프(OFF)된 상태로서, 이때에는 배터리의 전원이 차단되어 코일(13)로 전류가 흐르지 않게 된다.

코일(13)로 전류가 흐르지 않으면 솔레노이드플런저(14)는 솔레노이드스프링(15)의 힘에 의해 샤프트돌기(12)쪽으로 이동을 한 상태로 고정되며, 또한 상기 솔레노이드플런저(14)의 돌기홈(14a)속에는 상기 샤프트돌기(12)가 삽입된 상태가 된다.

따라서, 시동이 오프(OFF)된 상태에서는 웜샤프트(4)의 회전이 솔레노이드플런저(14)에 의해 구속된 상태이기 때문에 스티어링 휠(1)을 회전시키더라도 상기 웜샤프트(4)와 치합을 이룬 웜휠(3)이 회전을 하지 못하게 되고, 상기 웜휠(3)이 회전을 하지 못하게 됨에 따라 상기 스티어링 휠(1)도 회전을 하지 못하도록 구속된 상태가 된다.

이 결과, 본 발명의 실시예는 시동 오프(OFF)시 차량 도난 방지의 법규를 충분히 만족시킬 수 있게 된다.

그리고, 차량의 시동이 온(ON)되면 이때에는 배터리의 전원이 인가되어 코일(13)로 전류가 흐르게 된다.

코일(13)로 전류가 흐르게 되면 솔레노이드플런저(14)는 도 4와 같이 솔레노이드스프링(15)의 힘을 이기고 샤프트돌기(12)에서 멀어지는 방향으로 후퇴 이동을 하여 고정되며, 동시에 상기 샤프트돌기(12)는 상기 솔레노이드플런저(14)의 돌기홈(14a)으로부터 빠진 상태가 되므로 상기 샤프트돌기(12)는 구속이 해제된 상태가 된다.

이와 같이, 솔레노이드플런저(14)로부터 샤프트돌기(12)의 구속이 해제되면, 이때부터 스티어링 휠(1)을 이용한 조향 조작도 원활히 진행됨으로써 차량은 주행을 할 수 있는 상태가 된다.

이상과 같이 본 발명에 따른 조향 록킹 장치는 시동 오프(OFF)시 MDPS를 구성하는 웜샤프트(4)의 회전을 구속함으로써 스티어링 휠(1)을 이용한 조향 조작을 구속할 수 있게 되므로, 시동 오프(OFF)시 차량 도난 방지의 법규를 충분히 만족시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 조향 록킹 장치는 웜샤프트(4)와 연동된 구성을 갖출 수 있도록 MDPS에 함께 구성하여 이루어진 것이므로, 스티어링 칼럼(10)에 장착된 종래의 구성에 비해 상기 스티어링 칼럼(10)의 외형을 간소화시킬 수 있게 되고, 이를 통해 상기 스티어링 칼럼(10)에 대한 설계의 자유도를 높일 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 조향 록킹 장치는 MDPS와 함께 이루어진 구성으로 부품의 간소화를 이룩할 수 있게 되고, 이로 인해 원가 절감 및 중량 감소를 도모할 수 있는 장점도 있다.

도 1은 스티어링 칼럼에 조향 록킹 장치가 구비된 종래의 전동식 파워 스티어링 시스템을 보여주기 위한 도면,

도 2는 도 1의 전동식 파워 스티어링 시스템에 대한 도면,

도 3은 본 발명에 따라 전동식 파워 스티어링 시스템에 조향 록킹 장치가 구비된 도면,

도 4는 본 발명에 따른 조향 록킹 장치의 작동 상태 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

4 - 웜샤프트 6 - 하우징

11 - 솔레노이드하우징 11a - 가이드홈

12 - 샤프트돌기 13 - 코일

14 - 솔레노이드플런저 14a - 돌기홈

15 - 솔레노이드스프링

Claims (3)

1. 웜샤프트의 길이방향을 따라 연장된 가이드홈을 구비하고서 상기 웜샤프트를 보호하는 하우징에 일체로 결합되어 설치되는 솔레노이드하우징과;

   상기 웜샤프트의 일단에서 상기 가이드홈을 향하여 일체로 돌출 형성된 샤프트돌기와;

   상기 가이드홈을 따라 직선 이동할 수 있도록 상기 솔레노이드하우징내에 설치되면서 바깥 둘레면에는 차량의 시동 온(ON)시 전류가 흐르는 코일이 감겨지고 상기 샤프트돌기를 향하는 선단에는 상기 샤프트돌기가 삽입될 수 있는 돌기홈이 형성된 솔레노이드플런저와;

   상기 솔레노이드하우징과 상기 솔레노이드플런저에 양단에 지지되도록 설치된 솔레노이드스프링;을 포함하고,

   상기 샤프트돌기와 상기 돌기홈은 서로 동일한 다각형의 단면을 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 조향 록킹 장치.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서, 상기 솔레노이드스프링은 상기 솔레노이드플런저를 상기 샤프트돌기쪽으로 이동시키도록 힘을 제공하는 압축스프링인 것;

   을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 조향 록킹 장치.

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