KR101772463B1 - 전동식 파워 스티어링장치의 웜휠 구조체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전동식 파워 스티어링장치의 웜휠 구조체에 관한 것으로서, 특히, 외주에 웜축과 기어 맞물림 결합되는 기어치가 마련되고, 두께 방향으로 관통되도록 중앙에 형성된 통공의 반경방향 외측에 복수의 댐퍼 가이드홈이 일측면과 타측면에서 두께 방향으로 함몰되게 형성된 웜휠 본체와, 상기 웜휠 본체의 일측면에 접하도록 결합됨과 아울러, 중앙에 조향축이 끼워지는 끼움공이 형성되고, 상기 웜휠 본체의 일측면에 접하는 대향면에는 복수의 상기 댐퍼 가이드홈의 내부로 요입되는 복수의 제1댐퍼 가이드블록이 두께 방향으로 돌출 형성된 웜휠 허브와, 상기 웜휠 본체의 타측면에 접하도록 결합되고, 상기 웜휠 본체의 타측면에 접하는 대향면에는 복수의 상기 댐퍼 가이드홈의 내부로 요입되는 복수의 제2댐퍼 가이드블록이 두께 방향으로 돌출 형성된 허브 커버와, 상기 웜휠 본체의 일측과 상기 웜휠 허브 사이 및 상기 웜휠 본체의 타측과 상기 허브 커버 사이에 개재되되, 적어도 일부가 상기 댐퍼 가이드홈 및 상기 제1댐퍼 가이드블록과, 상기 댐퍼 가이드홈 및 상기 제2댐퍼 가이드블록의 사이에 개재되는 충격흡수 댐퍼를 포함함으로써, 조립이 간편하고 조향축 및 웜축으로부터 전달되는 다양한 하중에 대해 완충력을 부여할 수 있는 이점을 제공한다.

Description

전동식 파워 스티어링장치의 웜휠 구조체{Structure of worm gear for electric power steering system}
본 발명은 전동식 파워 스티어링장치의 웜휠 구조체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 웜휠에 단순 구조의 래틀 완충구조를 제공함과 아울러, 조립이 간편하고 조향축 및 웜축으로부터 전달되는 하중에 대해 완충력을 부여할 수 있도록 그 구조가 개선된 전동식 파워 스티어링장치의 웜휠 구조체에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 조향장치는 자동차의 진행방향을 운전자의 의지대로 변경할 수 있도록 하기 위한 장치로서 자동차의 앞바퀴가 선회하는 회전 중심을 임의로 변경하여 운전자가 원하는 방향으로 자동차를 진행시킬 수 있도록 보조하는 장치이다.
이러한 자동차의 조향장치에 있어서 모터에 의해 조향력이 조절되는 전동식 파워 스티어링장치(MDPS : Motor-Driven Power Steering)가 있으며, 이는 차속 센서 및 조향 토크 센서 등과 같은 각종 센서에서 감지된 차량의 운행 조건에 따라 전자 제어 장치에서 모터를 정밀하게 구동하고, 모터에서 발생한 토크가 감속기를 거쳐 조향컬럼 또는 피니언에 전달되어서 이 조향컬럼 및 피니언에 연결된 조향휠을 조작하는 운전자의 조향력을 돕게 된다.
이에 따라, 전동식 파워 스티어링장치는 저속 주행 시에는 가볍고 편안한 조향 상태를 제공하고, 고속 주행 시에는 무겁고 안정적인 조향 상태를 제공하며, 돌발적인 비상 상황에서는 이에 대처하여 급속한 조향 운전이 가능하도록 하는 등 운전자에게 최적의 조향 조건을 유지할 수 있도록 하는 조향 성능을 제공하는 것이다.
이러한 전동식 파워 스티어링장치는 장착되는 위치에 따라 여러 가지 종류로 나눠질 수 있는데, 주로 운전석의 조향휠과 차량 하부의 기어박스를 연결하는 조향축을 차체에 고정하기 위한 조향컬럼 부위 또는 랙바와 결합되는 피니언이 내장된 기어박스 부위 등에 모터를 구비한 감속기를 설치하고, 운전자가 조작하는 조향휠의 회전력이 모터와 감속기에 의해서 랙바에 전달될 수 있도록 하는 장치이다.
상기와 같은 컬럼식 전동식 조향 장치가 적용된 차량의 운행 시 노면으로부터 전달되는 충격 등의 요인으로 인해 역입력 하중이 들어오거나, 기어간에 치합되어 회전력을 전달하는 구조에서는 사용 경과에 따라 회전부의 접촉부들간에 마모가 점진적으로 발생하는데, 특히, 웜축의 축방향 유격이 증가함으로써 웜축과 웜휠이 맞물려 회전하는 부위에서 래틀 노이즈(Rattle Noise)가 필연적으로 발생하게 된다.
이와 같은 현상을 방지하도록 통상 래틀 스프링(Rattle Spring)을 이용하여 웜축과 웜휠간의 유격(Gap)을 없애도록 웜축쪽을 가압하여 주는 유격방지 수단이 사용되어 왔다.
따라서, 종래의 컬럼식 전동식 조향 장치는 상기와 같이 래틀현상을 예방하기 위한 수단을 구비하는 것이 일반적이고, 이러한 수단은 상기 웜샤프트와 웜휠기어의 유격을 보상함으로써 이루어지며, 예를 들어, 상기 웜휠 양단에 러버 구조물을 넣거나, 상기 웜휠을 틸팅시키는 구조가 적용되고 있다.
래틀 소음 방지를 위한 종래 선행기술로는 한국 등록특허공보 제10-0645766호 “래틀 소음 방지타입 차량용 전동 스티어링장치”(등록일자: 2006.11.06.)에 개시된 바와 같이, 운전자의 조타력을 회전력을 변환하는 모터에 의해 회전되는 웜축과 조향축에 연결된 기어박스를 작동하는 조향 파워를 전달하는 웜휠 사이에 유격 발생을 차단하는 유격방지수단이, 조향 파워를 어시스트하는 모터에 의해 회전되는 웜축의 끝단 축 부에 결합된 지지베어링과, 기어박스에 연결되는 조향축으로 회전력을 전달하도록 상기 웜축에 치합되어 회전되는 웜휠을 수용한 하우징의 내측면과 상기 지지베어링 사이의 공간으로 끼워져 웜축으로 지속적인 가압력을 가하는 테이퍼슬라이더로 이루어진 것이다.
상기한 종래 선행기술은 웜축에 적용된 것이며, 이와 반대로 웜휠에 적용된 종래 다른 선행기술로는 한국 공개특허공보 제10-2012-0137027호 “전동식 조향장치”(공개일자: 2012.12.20.)에 개시된 바와 같이, 웜기어가 구비되는 웜샤프트부와, 웜기어에 외주면이 맞물려 회전되는 웜휠부와, 웜휠부의 내주면과 맞물려 회전되는 허브부와, 웜샤프트부를 회전시키는 모터부 및 허브부에 장착되어 소음을 억제하는 방진부를 포함한 것이다.
그런데, 기존 웜축과 관련된 래틀방지구조는 유격방지수단을 구비하고 있으나, 웜축에 지속적인 가압력을 제공하는 방식이므로 웜축에 외부 충격이 직접 전달되어 반복적인 충격에 의해 쉽게 부품이 손상될 우려가 있다.
또한 기존 웜휠에 마련된 래틀방지구조는 점성유체 및 커버관을 갖는 방진부를 구비하여 소음을 억제하는 구조로 되어 있으나, 이 경우에는 점성유체가 외부로 유출될 경우 오염이 될 뿐만 아니라, 정상적인 방진 기능을 상실할 우려가 있으며 수시로 점성유체를 주입해야 하는 번거로움이 있다.
한국등록특허공보 제10-0645766호(2006.11.06) 한국공개특허공보 제10-2012-0137027호(2012.12.20)
본 발명은 상기한 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 그 목적은 웜축이 아닌 웜휠에 단순 구조의 래틀 완충구조를 제공하면서도 조립이 간편하고 조향축 및 웜축으로부터 전달되는 하중에 대한 완충력을 부여할 수 있도록 그 구조가 개선된 전동식 파워 스티어링장치의 웜휠 구조체를 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전동식 파워 스티어링장치의 웜휠 구조체는, 외주에 웜축과 기어 맞물림 결합되는 기어치가 마련되고, 두께 방향으로 관통되도록 중앙에 형성된 통공의 반경방향 외측에 복수의 댐퍼 가이드홈이 일측면과 타측면에서 두께 방향으로 함몰되게 형성된 웜휠 본체와, 상기 웜휠 본체의 일측면에 접하도록 결합됨과 아울러, 중앙에 조향축이 끼워지는 끼움공이 형성되고, 상기 웜휠 본체의 일측면에 접하는 대향면에는 복수의 상기 댐퍼 가이드홈의 내부로 요입되는 복수의 제1댐퍼 가이드블록이 두께 방향으로 돌출 형성된 웜휠 허브와, 상기 웜휠 본체의 타측면에 접하도록 결합되고, 상기 웜휠 본체의 타측면에 접하는 대향면에는 복수의 상기 댐퍼 가이드홈의 내부로 요입되는 복수의 제2댐퍼 가이드블록이 두께 방향으로 돌출 형성된 허브 커버와, 상기 웜휠 본체의 일측과 상기 웜휠 허브 사이 및 상기 웜휠 본체의 타측과 상기 허브 커버 사이에 개재되되, 적어도 일부가 상기 댐퍼 가이드홈 및 상기 제1댐퍼 가이드블록과, 상기 댐퍼 가이드홈 및 상기 제2댐퍼 가이드블록의 사이에 개재되는 충격흡수 댐퍼를 포함한다.
여기서, 상기 충격흡수 댐퍼는, 상기 제1댐퍼 가이드 블록 및 제2댐퍼 가이드 블록의 외둘레를 감싸도록 위치되고, 상기 웜휠 허브 및 상기 허브 커버로부터 상기 웜휠 본체로 역전달되는 회전 방향 및 반경 방향의 충격을 흡수하는 복수의 포켓부와, 상기 복수의 포켓부를 연결시키고, 상기 웜휠 허브 및 상기 허브 커버로부터 상기 웜휠 본체로 역전달되는 반경 방향의 충격을 흡수하는 복수의 연결 댐퍼부를 포함하고, 상기 복수의 포켓부 및 연결 댐퍼부는 일체로 형성될 수 있다.
또한, 상기 복수의 포켓부는, 원형으로 형성된 하나의 연결 댐퍼부로부터 일부가 반경 방향으로 돌출되게 절곡 형성될 수 있다.
또한, 상기 복수의 포켓부는, 반경 방향으로 주름지게 형성될 수 있다.
또한, 상기 복수의 댐퍼 가이드홈은, 상기 웜휠 본체의 통공이 구비된 방향으로 개구되게 형성되고, 상기 복수의 연결 댐퍼부는, 상기 웜휠 본체의 통공의 내주면과 상기 웜휠 허브의 끼움공 외둘레에 상기 통공으로 삽입되게 형성된 끼움부 사이에 개재될 수 있다.
또한, 상기 웜휠 본체의 상기 통공의 외측에는 복수의 결합공이 형성되고, 상기 웜휠 허브 및 상기 허브 커버에는 각각 상기 복수의 결합공과 대응되는 위치에 복수의 결합수단을 통하여 결합시키도록 상기 웜휠 본체의 일측면 및 타측면으로 각각 돌출 형성된 제1돌출부 및 제2돌출부가 형성되고, 상기 제1돌출부 및 제2돌출부는, 상기 복수의 제1댐퍼 가이드블록 및 제2댐퍼 가이드블록이 형성하는 원주(이하, '제1원주'라 함)와 상이한 원주(이하, '제2원주'라 함)를 갖도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1돌출부 및 제2돌출부는, 상기 웜휠 본체의 회전 중심을 기준으로 각각 소정의 각도로 이격되게 상기 제2원주 상에 배치되고, 상기 제1댐퍼 가이드블록 및 제2댐퍼 가이드블록은, 상기 웜휠 본체의 회전 중심을 기준으로 각각 상기 제1돌출부 및 제2돌출부들의 사이에 해당되는 상기 제1원주 상에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1돌출부 및 제2돌출부는 상기 제1댐퍼 가이드블록 및 제2댐퍼 가이드블록과 원주 방향을 따라 교호 배치될 수 있다.
또한, 상기 포켓부에는 회전 방향의 충격시 상기 포켓부의 탄성변형된 일부 체적이 이동되도록 상기 연결 댐퍼부와의 연결 부위에 소정 깊이의 탄성가변홈이 오목 형성될 수 있다.
본 발명은 웜휠 본체에 복수개로 형성된 댐퍼 가이드홈과 웜휠 허브 및 허브 커버에 복수개로 형성된 제1댐퍼 가이드블록 및 제2댐퍼 가이드블록 사이에 충격흡수 댐퍼가 개재되도록 함으로써, 기존 웜축의 양단부에 마련된 복잡한 래틀방지 구조에 비해 단순 구성으로 웜휠 구조체에 적용시킬 수 있게 되어 제조 비용을 절감할 수 있는 유용한 효과를 가진다.
또한, 본 발명은 웜휠 구조체의 조립이 간편하게 이루어져 생산성이 향상되고 웜축으로부터 전달되는 하중 뿐만 아니라, 조향축으로부터 전달되는 하중에 대해서 충격 흡수 기능을 수행할 수 있는 유용한 효과를 가진다.
아울러, 본 발명은 충격흡수 댐퍼의 일부(특히, 복수의 포켓부)가 반경 방향으로 주름지게 형성됨으로써, 반경 방향의 충격을 흡수하여 충격흡수 댐퍼의 파손(찢어짐) 현상을 방지할 수 있는 바 내구성을 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.
또한, 본 발명은 웜휠 본체와 웜휠 허브 및 허브 커버를 결합시키기 위하여 형성된 제1돌출부 및 제2돌출부, 그리고 충격흡수 댐퍼를 개재시키기 위하여 웜휠 본체와 웜휠 허브 및 허브 커버에 형성된 제1댐퍼 가이드블록 및 제2댐퍼 가이드블록과 복수의 댐퍼 가이드홈이 상호 회전 중심을 기준으로 소정 각도로 이격되게 배치되되, 각각 회전 중심을 기준으로 어긋나게 배치됨으로써 제품의 조밀한 설계가 가능한 설계상의 이점을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전동식 파워 스티어링장치의 웜휠 구조체를 나타낸 사시도이고,
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 전동식 파워 스티어링장치의 웜휠 구조체의 구성을 나타낸 일측방향 및 타측방향 분해 사시도이며,
도 3은 도 2a 및 도 2b의 결합상태도이고,
도 4는 본 발명에 따른 전동식 파워 스티어링장치의 웜휠 구조체의 정면도이고,
도 5는 도 4의 A-A선을 따라 취한 단면도이며,
도 6은 도 3의 절개 사시도이고,
도 7은 본 발명에 따른 전동식 파워 스티어링장치의 사용상태도이며,
도 8a 및 도 8b는 웜휠 허브 및 허브 커버의 다양한 결합례를 나타낸 부분 절개 사시도이다.
이하, 본 발명에 따른 전동식 파워 스티어링장치의 웜휠 구조체의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 전동식 파워 스티어링장치의 웜휠 구조체를 나타낸 사시도이고, 도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 전동식 파워 스티어링장치의 웜휠 구조체의 구성을 나타낸 일측방향 및 타측방향 분해 사시도이며, 도 3은 도 2a 및 도 2b의 결합상태도이고, 도 4는 본 발명에 따른 전동식 파워 스티어링장치의 웜휠 구조체의 정면도, 도 5는 도 4의 A-A선을 따라 취한 단면도이며, 도 6은 도 3의 절개 사시도이고, 도 7은 본 발명에 따른 전동식 파워 스티어링장치의 사용상태도이다.
본 발명에 따른 전동식 파워 스티어링장치의 웜휠 구조체의 바람직한 일실시예는, 도 1 내지 도 7에 참조된 바와 같이, 중앙에 통공(110)이 형성되고 통공(110)의 외측가장자리 부위에 회전 중심을 기준으로 소정각도 서로 이격되게 회전 방향으로 배치된 복수의 댐퍼 가이드홈(125)이 일측면과 타측면에서 두께 방향으로 함몰되게 형성된 웜휠 본체(100)를 포함한다.
웜휠 본체(100)의 일측면과 타측면에는 후술하는 웜휠 허브(200) 및 허브 커버(300)가 볼트(510) 및 너트(520)와 같은 결합수단(510,520)을 통하여 각각 면 접촉되도록 결합된다.
보다 상세하게는, 웜휠 본체(100)는 링 형태로 구성되고, 사출성형으로 제조되되, 복수의 결합공(120)들이 두께 방향으로 관통되도록 천공 형성될 수 있다. 또한, 웜휠 본체(100)의 일측면과 타측면에는, 각각 두께 방향으로 함몰 형성된 복수의 댐퍼 가이드홈(125)이 구비된다. 복수의 댐퍼 가이드홈(121)은 통공(110)을 향하는 부분이 개구되게 형성되도록 통공(110)의 가장자리 부위에 형성될 수 있다.
한편, 웜휠 허브(200)는, 웜휠 본체(100)의 일측면에 접하도록 결합됨과 아울러, 중앙에 조향축(30)이 끼워지는 끼움공(210)이 형성될 수 있다. 또한, 웜휠 본체(100)의 일측면에 접하는 대향면에는 상술한 복수의 댐퍼 가이드홈(125)의 내부로 요입되는 복수의 제1댐퍼 가이드블록(230)이 두께 방향으로 돌출 형성될 수 있다.
또한, 웜휠 허브(200)에는, 끼움공(210)을 중심으로 하여 소정의 반경을 갖는 제1원주 상에 상술한 바와 같은 제1댐퍼 가이드블록(230)이 원형을 이루도록 소정거리 이격되게 복수개가 배치된다. 여기서, 웜휠 허브(200)에 형성된 제1댐퍼 가이드블록(230)의 개수는 상술한 복수의 댐퍼 가이드홈(125)의 개수에 대응되게 구비되는 것은 당연하다.
웜휠 본체(100)의 타측면에 결합되는 허브 커버(300)는, 도 2a 및 도 2b에 참조된 바와 같이, 중앙에 조향축(30)이 압입되어 끼워지는 연결공(310)이 형성되고, 웜휠 허브(200)에 형성된 제1댐퍼 가이드블록(230)과 대응되는 제2댐퍼 가이드블록(330)이 두께 방향으로 돌출되게 형성된다.
한편, 웜휠 본체(100)의 일측면 및 타측면에는, 통공(110)의 회전 중심으로부터 소정의 반경을 갖는 제2원주 상에 두께 방향으로 함몰되게 복수의 결합공(120)이 더 형성되고, 웜휠 허브(200) 및 허브 커버(300)의 대향면 중 복수의 결합공(120)에 대응되는 부위에는 복수의 결합공(120)에 끼움 결합되는 제1돌출부(220) 및 제2돌출부(320)가 형성된다.
제1돌출부(220) 및 제2돌출부(320)는 제1댐퍼 가이드블록(230) 및 제2댐퍼 가이드블록(330)의 원주 방향을 따라 교호 배치될 수 있다.
이와 같은 제1돌출부(220) 및 제2돌출부(320)는, 웜휠 본체(100)의 강성을 확보함은 물론, 본 발명의 실시예에서 제1 및 제2 충격흡수 댐퍼(400A, 400B)의 크기 증대에 따른 댐핑기능 증대 등의 효과를 도출하는 역할을 한다.
제1돌출부(220)는 웜휠 허브(200)를 웜휠 본체(100)의 일측면에 결합시킬 때, 웜휠 본체(100)에 형성된 복수의 결합공(120) 중 대응되는 곳에 삽입되고, 제2돌출부(320) 또한 허브 커버(300)를 웜휠 본체(100)의 타측면에 결합시킬 때, 웜휠 본체(100)에 형성된 복수의 결합공(120) 중 대응되는 곳에 삽입되어, 복수의 결합공(120) 내에서 제1돌출부(220) 및 제2돌출부(320)가 상호 접촉되게 된다.
제1돌출부(220)는, 두께 방향 선단부에 요철 형상의 조립 홈(222)이 형성되고, 반대로 제2돌출부(320)는, 두께 방향 선단부에 요철 형상의 조립 돌기(322)가 형성됨으로써, 복수의 결합공(120) 내에서 상호 형합되어 안정적인 결합을 유도한다. 이에 대한 구체적인 결합 관계는 후술한다.
여기서, 상술한 제1댐퍼 가이드블록(230) 및 제2댐퍼 가이드블록(330)과 복수의 댐퍼 가이드홈(125)이 형성된 제1원주의 반경은, 제1돌출부(220) 및 제2돌출부(320)가 형성된 제2원주의 반경보다 작도록 설정됨이 바람직하다.
상기 웜휠 본체(100)는 외주면 둘레에 웜축(20)의 기어치(22)와 기어 맞물림 결합되는 기어치(102)가 마련된다.
또한, 웜휠 본체(100)는 중앙 부위가 양측으로 오목한 단턱을 갖도록 구성되어 좌,우 양측에 웜휠 허브(200)와 허브 커버(300)가 수용되어 볼트(510) 및 너트(520)와 같은 결합수단(510,520)을 매개로 결속되도록 결합되는 구조를 갖는다.
상기 웜휠 허브(200)는 중앙에 위치한 끼움공(210)의 테두리 부위가 웜휠 본체(100)측으로 돌출되어 웜휠 본체(100)의 통공(110) 및 허브 커버(300)의 연결공(310) 내에 끼워지는 끼움부(215)가 연장 형성되어 있다.
웜휠 허브(200)는 일측면에 복수의 제1돌출부(220)가 상기 허브 커버(300)측으로 돌출되고, 허브 커버(300)는 타측면에 제1돌출부(220)와 대응되는 복수의 제2돌출부(320)가 상기 웜휠 허브(200)측으로 돌출되도록 형성된다.
또한, 제1돌출부(220) 및 제2돌출부(320)는 단부가 서로 마주보는 형태로 조립되며 중앙에 각각의 조립공(225,325)이 형성될 수 있다.
각 제1돌출부(220) 및 제2돌출부(320)의 조립공(225,325)에는 볼트(510)가 관통되고, 볼트(510)의 단부에 너트(520)가 체결되어 허브 커버(300)와 웜휠 허브(200)를 웜휠 본체(100)의 일측면 및 타측면에 견고하게 결속시키게 된다.
한편, 상술한 바와 같이, 각각의 제1돌출부(220) 및 제2돌출부(320)는 서로 마주보는 면의 중간에 요철 형태의 조립 홈(222)과 조립 돌기(322)가 형성되고, 이 조립 홈(222)과 조립 돌기(322)는 복수의 결합공(120) 내에서 상호 요철 결합되어 제1돌출부(220) 및 제2돌출부(320)의 조립 및 웜휠 허브(200)와 허브 커버(300)의 조립을 가이드함과 아울러, 조립공(225,325)을 동일 선상에 위치시켜 조립볼트(510)과의 조립을 가이드하는 기능을 수행하게 된다.
더욱 바람직하게는, 조립홈(222)은 내측으로 갈수록 폭이 좁아지도록 경사지게 형성되고, 조립돌기(322)도 조립홈(222)의 내면과 대응되는 형태로 형성되도록 함으로써, 조립성을 향상시킬 수 있게 된다.
즉, 본 발명의 결합수단은 서로 마주보는 각각의 제1돌출부(220) 및 제2돌출부(320)의 동일직선상에 위치되도록 조립공(225,325)이 각각 형성되고, 각 조립공(225,325)에 각각의 볼트(510)가 관통된 후에 너트(520)로 체결되는 결합 구조를 갖는다.
또한, 본 발명의 결합수단은 제1돌출부(220) 및 제2돌출부(320)의 조립공(225,325)에 조립볼트(510)가 아닌 리벳(미도시)을 채용할 수도 있다.
한편, 본 발명에 따른 전동식 파워 스티어링장치의 웜휠 구조체의 바람직한 일실시예는, 웜휠 본체(110)의 일측과 웜휠 허브(200) 사이 및 웜휠 본체(100)의 타측과 허브 커버(300) 사이에 개재되되, 적어도 일부가 상술한 웜휠 본체(100)의 댐퍼 가이드홈(125) 및 제1댐퍼 가이드블록(230)과, 댐퍼 가이드홈(125) 및 제2댐퍼 가이드블록(330)의 사이에 개재되는 충격흡수 댐퍼(400A,400B)를 더 포함할 수 있다.
충격흡수 댐퍼(400A,400B)는, 도 2a 및 도 2b에 참조된 바와 같이, 제1댐퍼 가이드블록(230) 및 제2댐퍼 가이드블록(330)의 외둘레를 감싸도록 위치되고, 웜휠 허브(200) 및 허브 커버(300)로부터 웜휠 본체(100)로 역전달되는 회전 방향 및 반경 방향의 충격을 흡수하는 복수의 포켓부(410)와, 복수의 포켓부(410)를 연결시키고, 웜휠 허브(200) 및 허브 커버(300)로부터 웜휠 본체(100)로 역전달되는 반경 방향의 충격을 흡수하는 복수의 연결 댐퍼부(420)를 포함할 수 있다.
여기서, 복수의 포켓부(410)와 복수의 연결 댐퍼부(420)는 본래 하나의 재질로 이루어진 일체로 형성됨이 바람직하다.
충격흡수 댐퍼(400A,400B)는, 웜축(20) 또는 조향축(30)으로부터 전달되는 하중에 의해 탄성 변형 가능하고 자체 탄성력에 의해 복원 가능한 소재로서, 일 예로 고무, 우레탄, 실리콘 등의 소재를 채택할 수 있다.
아울러, 복수의 포켓부(410)는, 원형으로 형성된 하나의 연결 댐퍼부(420)로부터 일부가 반경 방향으로 돌출되게 절곡 형성될 수 있다. 반경 방향으로 돌출된 복수의 포켓부(410)는 상술한 바와 같이 통공(110)을 향하여 개구되게 형성된 복수의 댐퍼 가이드홈(125)의 내측으로 수용되는 부분이다. 복수의 포켓부(410)는, 복수의 댐퍼 가이드홈(125)의 내벽면에 밀착되되, 상술한 제1댐퍼 가이드블록(230) 및 제2댐퍼 가이드블록(330)에 의하여 견고하게 밀착 개재된다.
나아가, 복수의 연결 댐퍼부(420)는, 웜휠 본체(100)의 통공(110)의 내주면과 웜휠 허브(200)의 끼움공(210) 외둘레에 통공(110)으로 삽입되게 형성된 끼움부(215) 사이에 개재된다.
이와 같이 개재된 복수의 포켓부(410)와 복수의 연결 댐퍼부(420)는, 웜휠 구조체(10)의 반경 방향으로는 웜휠 본체(100)의 통공(110)의 내주면과 웜휠 허브(200)의 끼움부(215) 및 복수의 댐퍼 가이드블록(230)(330)의 반경 방향 외측면과 복수의 댐퍼 가이드홈(125)의 반경 방향 내측면 사이에서 충격을 흡수함과 아울러, 웜휠 구조체(10)의 회전 방향으로는 복수의 댐퍼 가이드블록(230)(330)의 회전 방향 외측면과 복수의 댐퍼 가이드홈(125)의 회전 방향 내측면 사이에서 충격을 흡수하게 된다.
미설명 부호 "50"은 웜 감속기의 케이스를 나타낸 것이다.
이러한 구조를 갖는 본 발명 웜휠 구조체(10)의 바람직한 일실시예에서, 먼저 조립과정을 간략하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 웜휠 본체(100)의 일측 중간에 오목한 부위에 웜휠 허브(200)가 수용되도록 조립하고, 웜휠 본체(100)의 타측 중간에 오목한 부위에 허브 커버(300)가 수용되도록 한 후에 볼트(510)와 너트(520)를 이용하여 일체로 결속시킨다.
이때, 웜휠 허브(200)는 끼움부(215)가 웜휠 본체(100)의 통공(110)을 통과하여 허브 커버(300)의 연결공(310) 내에 진입되어 끼움 결합된다.
또한, 웜휠 허브(200)의 제1돌출부(220)는 웜휠 본체(100)의 결합공(120)의 좌측에 접촉되어 지지되고, 허브 커버(300)의 제2돌출부(320)는 웜휠 본체(100)의 결합공(120) 내의 우측에 위치하게 되어 제1돌출부(220) 및 제2돌출부(320)의 단부가 서로 마주보는 방향으로 배치되어 결합공(120) 내에서 형합된다.
이때, 충격흡수 댐퍼(400A,400B)는, 복수의 포켓부(410)가 복수의 댐퍼 가이드홈(125)에 각각 수용되도록 배치됨과 아울러, 복수의 연결 댐퍼부(420)는 외측면이 웜휠 본체(100)의 통공(110)의 내주면에 접촉됨과 아울러 내측면이 웜휠 허브(200)의 끼움부(215)의 외측면에 접촉되도록 개재된다.
이로 인해, 충격흡수 댐퍼(400A,400B)는 웜축(20) 또는 조향축(30)으로부터 회전 방향 하중(도 7의 도면부호 “가” 참조)이 전달될 경우, 도 7에서와 같이 충격흡수 댐퍼(400A,400B) 중 복수의 포켓부(410)의 일부 및 복수의 연결 댐퍼부(420)가 전달되는 하중에 의해 변형되어 충격흡수 기능을 수행함과 동시에, 충격흡수 댐퍼(400A,400B)는 웜축(20) 또는 조향축(30)으로부터 반경 방향 하중(도 7의 도면부호 “나” 참조)이 전달된 경우, 도 7에서와 같이 충격흡수 댐퍼(400A,400B) 중 복수의 포켓부(410)의 일부가 전달되는 하중에 의해 변형되어 충격흡수 기능을 수행함으로써 래틀(rattle)현상을 완화시킬 수 있는 역할을 갖는다.
특히, 복수의 포켓부(410)의 일부는 반경 방향으로 주름지게 형성된 바, 웜휠 구조체(10)의 작동에 따른 떨림 또는 유격에 의하여 찢어지는 등의 파손이 방지됨으로써 내구성을 향상시킬 수 있다.
보다 상세하게는, 포켓부(410)에는 회전 방향의 충격시 포켓부(410)의 탄성변형된 일부 체적이 이동되도록 연결 댐퍼부(420)와의 연결 부위에 소정 깊이의 탄성가변홈(411)이 오목 형성될 수 있다.
탄성가변홈(411)은 양단의 연결 댐퍼부(420) 사이에 적어도 2개가 주름 모양으로 오목하게 형성될 수 있다. 전술한 형태의 탄성가변홈(411)은, 회전 방향으로 충격이 발생하는 경우 포켓부(410)의 탄성변형된 일부 체적이 이동함으로써 충격이 그대로 전달되어 포켓부(410)가 찢어져 파손되는 현상을 미연에 방지하여 내구성을 향상시킬 수 있다.
이어서, 제1돌출부(220) 및 제2돌출부(320)가 결합공(120) 내에 끼워지면, 각각의 조립공(225,325)이 동일선상에 배치되어 볼트(510)를 각각의 조립공(225,325) 내에 관통시킨 후에, 볼트(510)의 단부에 너트(520)를 체결함으로써, 볼트(510)에 의한 조립이 간편하게 이루어지게 되고 볼트(510)와 너트(520)의 조임 체결력으로 웜휠 허브(200)와 허브 커브(300)를 웜휠 본체(100)의 일측면 및 타측면에 일체로 결속시킬 수 있게 된다.
따라서, 본 발명은 웜휠 본체(100)에 복수개로 형성된 결합공(120)내에 웜휠 허브(200)와 허브 커버(300)에 돌출된 제1돌출부(220) 및 제2돌출부(320)가 수용되어 형합되도록 결합시킨 후에, 복수의 댐퍼 가이드홈(125) 및 복수의 댐퍼 가이드블록(230)(330)을 이용하여 탄성 변형 가능한 충격흡수 댐퍼(400A,400B)가 개재되도록 함으로써, 기존 웜축(20)의 양단부에 마련된 복잡한 래틀방지구조에 비해 단순 구성으로 웜휠 구조체(10)에 적용시킬 수 있게 되어 제조 비용을 절감할 수 있고, 조립이 간편하게 이루어져 생산성이 향상되고 웜축(20)으로부터 전달되는 반경 방향 하중(나) 뿐만 아니라 조향축(30)으로부터 전달되는 회전 방향 하중(가)에 대해서 충격 흡수 기능을 수행할 수 있는 유용한 효과를 갖는다.
도 8a 및 도 8b는 웜휠 허브 및 허브 커버의 다양한 결합례를 나타낸 부분 절개 사시도이다.
앞서 설명한 바와 같이 제1돌출부(220) 및 제2돌출부(320)의 조립공(225,325)에 볼트(510)가 아닌 리벳(600)을 이용하여 리벳팅 결합될 경우, 볼트의 너트 풀림현상을 예방할 수 있는 이점이 있다.
보다 상세하게는, 도 8a에 참조된 바와 같이, 허브 커버(300) 외측에는 리벳 머리부(610)가 배치되고, 웜휠 허브(200)의 외측에는 압착 공구(700)에 의해 형상 변경되는 리벳 결합부(620)가 배치될 수 있다. 이와 같이, 압착 공구(700)에 의해 리벳 결합되면 허브 커버(300)와 웜휠 허브(200) 사이의 결속력이 크게 증대될 수 있다.
또한, 도 8b에 참조된 바와 같이, 허브 커버(300)의 외측에는 일반의 너트(520)가 배치되고, 웜휠 허브(200)의 외측에는 접시머리 볼트(800)의 머리부(810)가 배치될 수 있다. 접시머리 볼트(800)는, 외측으로 돌출되지 않으므로, 외부 구조물 등에 간섭되지 않음은 물론 외관미를 개선시키는 이점을 가진다.
이상, 본 발명에 따른 전동식 파워 스티어링장치의 웜휠 구조체의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하였다. 그러나, 본 발명의 실시예가 반드시 상술한 바람직한 일실시예에 의하여 한정되는 것은 아니고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 변형 및 균등한 범위에서의 실시가 가능함은 당연하다고 할 것이다. 그러므로, 본 발명의 진정한 권리범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 정해진다고 할 것이다.
10: 웜휠 구조체 20: 웜축
30: 조향축 50: 케이스
100: 웜휠 본체 102: 기어치
110: 통공 120: 결합공
200: 웜휠 허브 210: 끼움공
215: 끼움부 220: 제1돌출부
225,325: 조립공 300: 허브 커버
310: 연결공 320: 제2돌출부
400A,400B: 충격흡수 댐퍼 410: 복수의 포켓부
420: 복수의 연결 댐퍼부 510: 볼트
520: 너트

Claims (10)

  1. 조향축(30)에 지지결합되는 웜휠 본체(100)와;
    상기 웜휠 본체(100)의 양면에 각각 오목 형성된 다수의 댐퍼 가이드홈(125)의 내부로 삽입되는 다수의 제1댐퍼 가이드블록(230)이 두께 방향으로 방사상 돌출 형성된 웜휠 허브(200)와;
    상기 웜휠 허브(200)와 함께, 상기 웜휠 본체(100)의 타면에 각각 접하도록 결합되고, 상기 다수의 타면측 댐퍼 가이드홈(125)의 내부로 삽입되는 다수의 제2댐퍼 가이드블록(330)이 두께 방향으로 방사상 돌출 형성된 허브 커버(300)와;
    상기 허브 커버(300) 및 상기 웜휠 허브(200)와 상기 웜휠 본체(100)의 양면 사이에서, 상기 댐퍼 가이드홈(125)에 외곽부가 각각 게재되고, 그의 내곽부에는 상기 제2 및 제1 댐퍼 가이드블록(330, 230)이 각각 게재되어 상기 웜휠 본체(100)와 상기 웜휠 허브(200) 그리고 상기 웜휠 본체(100)와 상기 허브 커버(300) 사이의 회전력 전달 상의 접촉 충격이, 접촉부위 전체에 걸쳐 다방위로 연속하여 차단되도록 반경방향 및 외주방향으로 일부 돌출하여 구획 구성된 제1 및 제2 충격흡수 댐퍼(400A, 400B)를 포함하고,
    상기 웜휠 본체(100)의 중앙에 형성된 통공(110)의 외측에는 복수의 결합공(120)이 형성되고,
    상기 웜휠 허브(200) 및 상기 허브 커버(300)에는 각각 상기 복수의 결합공(120)과 대응되는 위치에 복수의 결합수단(510,520)을 통하여 결합시키도록 상기 웜휠 본체(100)의 일측면 및 타측면으로 각각 돌출 형성된 제1돌출부(220) 및 제2돌출부(320)가 형성되고,
    상기 제1돌출부(220) 및 제2돌출부(320)는, 상기 복수의 제1댐퍼 가이드블록(230) 및 제2댐퍼 가이드블록(330)이 형성하는 원주(이하, '제1원주'라 함)와 상이한 원주(이하, '제2원주'라 함)를 갖도록 형성되고,
    상기 제1돌출부(220) 및 제2돌출부(320)는, 상기 웜휠 본체(100)의 회전 중심을 기준으로 각각 소정의 각도로 이격되게 상기 제2원주 상에 배치되고,
    상기 제1댐퍼 가이드블록(230) 및 제2댐퍼 가이드블록(330)은, 상기 웜휠 본체(100)의 회전 중심을 기준으로 각각 상기 제1돌출부(220) 및 제2돌출부(320)들의 사이에 해당되는 상기 제1원주 상에 배치되는 전동식 파워 스티어링장치의 웜휠 구조체.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 및 제2 충격흡수 댐퍼(400A, 400B)는, 상기 다수의 댐퍼 가이드홈(125)에 외곽부가 각각 게재되고, 그의 내곽부에는 상기 제2 및 제1 댐퍼 가이드블록(330, 230)이 각각 게재되도록 포켓부(410)가 다수개 형성된 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링장치의 웜휠 구조체.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 및 제2 충격흡수 댐퍼(400A,400B)의 다수의 포켓부(410)는, 상기 웜휠 본체(100)로 역전달되는 회전 방향 및 반경 방향의 충격을 끊김없이 연속적으로 흡수하도록, 상기 조향축(30)을 따라 다수개 일정 간격으로 형성된 연결 댐퍼부(420)와 일체로 연결 구성되는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링장치의 웜휠 구조체.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 복수의 포켓부(410)는, 원형으로 형성된 하나의 연결 댐퍼부(420)로부터 일부가 반경 방향으로 돌출되게 절곡 형성된 형상으로 이루어지는 전동식 파워 스티어링장치의 웜휠 구조체.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 복수의 포켓부(410)의 최외곽면은, 접선방향 및 외주방향의 완충 작용을 배가하도록 파형상으로 주름지게 형성된 전동식 파워 스티어링장치의 웜휠 구조체.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 복수의 댐퍼 가이드홈(125)은, 상기 웜휠 본체(100)의 상기 통공(110)이 구비된 방향으로 오목 형성되고,
    상기 복수의 연결 댐퍼부(420)는, 상기 웜휠 본체(100)의 통공(110)의 내주면과 상기 웜휠 허브(200)의 끼움공(210) 외둘레에 상기 통공(110)으로 삽입되게 형성된 끼움부(215) 사이에 개재되는 전동식 파워 스티어링장치의 웜휠 구조체.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1돌출부(220) 및 제2돌출부(320)는 상기 제1댐퍼 가이드블록(230) 및 제2댐퍼 가이드블록(330)의 원주 방향을 따라 교호 배치된 전동식 파워 스티어링장치의 웜휠 구조체.
  10. 청구항 3에 있어서,
    상기 포켓부(410)에는 회전 방향의 충격시 상기 포켓부(410)의 탄성변형된 일부 체적이 이동되도록 상기 연결 댐퍼부(420)와의 연결 부위에 소정 깊이의 탄성가변홈(411)이 오목 형성된 전동식 파워 스티어링장치의 웜휠 구조체.
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