KR101894250B1 - 전동식 조향장치 - Google Patents

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KR101894250B1
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홍성종
윤형준
노승희
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남양공업주식회사
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    • B62D5/0442—Conversion of rotational into longitudinal movement
    • B62D5/0454—Worm gears
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Abstract

본 발명은 전동식 조향장치에 관한 것으로서, 외주에 웜 휠기어가 형성되고, 중심에 관통홀이 형성된 웜휠부와; 조향축이 끼움 결합되는 통공이 관통되게 형성되되, 상기 웜휠부의 관통홀에 외접하도록 관통 결합되는 보스단이 형성된 보스 이너부와; 상기 웜휠부로부터 상기 보스 이너부를 매개로 상기 조향축에 구동력 전달시 진동 또는 충격을 저감하는 댐퍼부를 포함하고, 상기 댐퍼부는, 상기 웜휠부의 관통홀 주변에 원주방향으로 소정거리 이격되게 관통 형성된 댐퍼 수용홀과; 상기 보스 이너부의 보스단의 외주로부터 소정거리 이격되는 동일원주 상에 원주방향으로 소정거리 이격되고, 상기 댐퍼 수용홀에 각각 수용되도록 돌출되게 방사상 형성된 복수개의 댐퍼 돌기와; 상기 복수개의 댐퍼 돌기와 상기 댐퍼 수용홀의 내측면 사이에 각각 개재되어 전방위적으로 마찰 및 충격을 저감하면서 함께 연계하여 회전작동하도록 하기 위한 사각의 댐퍼체를 포함함으로써, 회전시 발생되는 소음을 방지하여 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 이점을 제공한다.

Description

전동식 조향장치{Electrical Steering Apparatus}
본 발명은 전동식 조향장치에 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 조향장치에 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 웜축 쪽을 가압하여 주는 유격방지 수단이 사용되어 왔다.
이와 같이, 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 댐퍼부를 제공하면서도 조립이 간편하고 조향축 및 웜축으로부터 전달되는 하중에 대한 완충력을 부여할 수 있도록 그 구조가 개선된 전동식 조향장치를 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전동식 조향장치의 바람직한 일실시예는, 외주에 웜 휠기어가 형성되고, 중심에 관통홀이 형성된 웜휠부와; 조향축이 끼움 결합되는 통공이 관통되게 형성되되, 상기 웜휠부의 관통홀에 외접하도록 관통 결합되는 보스단이 형성된 보스 이너부와; 상기 웜휠부로부터 상기 보스 이너부를 매개로 상기 조향축에 구동력 전달시 진동 또는 충격을 저감하는 댐퍼부를 포함하고, 상기 댐퍼부는, 상기 웜휠부의 관통홀 주변에 원주방향으로 소정거리 이격되게 관통 형성된 댐퍼 수용홀과; 상기 보스 이너부의 보스단의 외주로부터 소정거리 이격되는 동일원주 상에 원주방향으로 소정거리 이격되고, 상기 댐퍼 수용홀에 각각 수용되도록 돌출되게 방사상 형성된 복수개의 댐퍼 돌기와; 상기 복수개의 댐퍼 돌기와 상기 댐퍼 수용홀의 내측면 사이에 각각 개재되어 전방위적으로 마찰 및 충격을 저감하면서 함께 연계하여 회전작동하도록 하기 위한 사각의 댐퍼체를 포함한다.
또한, 상기 웜휠부에는, 상기 관통홀의 내주를 따라 원주방향으로 소정거리 이격되게 형성되되, 반경방향 외측으로 요홈지게 복수개의 스토퍼홈이 더 형성될 수 있다.
또한, 상기 보스 이너부에는, 상기 보스단의 외주를 따라 원주방향으로 소정거리 이격되게 형성되되, 상기 복수개의 스토퍼홈에 치합되도록 수용되는 복수개의 스토퍼 돌기가 더 형성될 수 있다.
또한, 상기 복수개의 스토퍼 돌기는, 상기 복수개의 스토퍼홈에 치합되어, 상기 조향축의 회전방향으로의 상기 댐퍼체의 눌림량을 제한할 수 있다.
또한, 상기 댐퍼체는, 상기 댐퍼 돌기가 관통되는 돌기 관통홀과, 상기 돌기 관통홀의 주변을 둘러싸도록 형성된 4개의 댐핑면과, 상기 댐퍼 수용홀의 저면에 지지되는 웜휠 지지면과, 상기 보스 이너부에 지지되는 보스 지지면을 포함할 수 있다.
또한, 상기 보스 이너부의 일면에는, 상기 댐퍼 돌기의 주변이 함몰되게 형성되되, 상기 댐퍼체의 보스 지지면이 안착되는 댐퍼 안착홈이 형성될 수 있다.
또한, 상기 댐퍼 수용홀의 저면은, 상기 웜휠부의 일측면으로 상기 댐퍼체가 삽입 수용되고, 상기 웜휠부의 타측면으로 상기 댐퍼체의 웜휠 지지면이 안착됨과 동시에 상기 댐퍼 돌기의 선단부만이 관통되는 홀 단면적을 가지도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 댐퍼체의 상기 4개의 댐핑면 중 회전방향을 댐핑하는 2개의 댐핑면과 상기 돌기 관통홀에는, 회전시 유격을 방지하는 적어도 하나 이상의 유격방지 돌기가 외측으로 돌출되게 형성될 수 있다.
또한, 상기 댐퍼체의 웜휠 지지면과 보스 지지면에는, 상기 조향축의 축방향 하중을 지지하여 흡수하도록 축방향으로 돌출되게 적어도 하나 이상의 축방향 지지 돌기가 형성될 수 있다.
또한, 상기 댐퍼체의 4개의 댐핑면 중 상기 댐퍼 돌기의 외측면을 지지하는 댐핑면에는, 상기 댐퍼 돌기에 끼움 결합 시 외측으로 유동되고, 상기 댐퍼 수용홀에 끼움 결합되어 작동 시 유연하게 일측으로 유동되어 전방위적인 요동이 발생하더라도 그 사각 테두리의 두께 차이에 기인한 일방향 충격의 치우침을 규제하여, 그 강성을 상호 보완하도록 하기 위한 플렉서블 브릿지가 구비될 수 있다.
또한, 상기 댐퍼체는 외주방향의 변이 내주방향보다 더 큰 역 사다리꼴 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 댐퍼 돌기는 상기 댐퍼체와 유사한 역 사다리꼴 형태로 형성될 수 있다.
본 발명은 웜휠부에 자체 형성된 댐퍼 수용홀과 보스 이너부의 댐퍼 돌기 사이에 댐퍼체가 개재되도록 함으로써, 기존 웜축의 양단부에 마련된 복잡한 래틀방지 구조에 비하여 단순 구성으로 윔휠 구조체에 적용시킬 수 있는 바, 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, 댐퍼체의 4개의 댐핑면 중 적어도 2개에는 회전방향으로의 유격을 방지하는 유격방지 돌기부가 형성되고, 댐퍼체의 축방향 지지면 각각에는 축방향 하중을 지지 및 흡수하는 축방향 지지 돌기가 형성되어 댐핑 성능을 향상시키는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명에 따른 전동식 조향장치의 웜휠 구조체를 나타낸 사시도이고,
도 2a 및 도 2b는 도 1의 구성 중 웜휠부와 보스 이너부가 분리된 상태의 일면 및 타면이 관찰되도록 도시된 분해 사시도이며,
도 3은 도 2의 구성 중 댐퍼체를 나타낸 사시도이고,
도 4a는 도 2의 구성 중 보스 이너부의 댐퍼 돌기에 댐퍼체가 결합된 상태를 나타낸 정면도이며,
도 4b는 도 2의 구성 중 웜휠부의 댐퍼 수용홀에 댐퍼체가 결합된 상태를 나타낸 배면도이고,
도 4c는 도 2의 구성 중 스토퍼홈과 스토퍼 돌기의 작용관계를 나타낸 배면도이다.
이하, 본 발명에 따른 전동식 조향장치의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 전동식 조향장치의 웜휠 구조체를 나타낸 사시도이고, 도 2a 및 도 2b는 도 1의 구성 중 웜휠부와 보스 이너부가 분리된 상태의 일면 및 타면이 관찰되도록 도시된 분해 사시도이며, 도 3은 도 2의 구성 중 댐퍼체를 나타낸 사시도이고, 도 4a는 도 2의 구성 중 보스 이너부의 댐퍼 돌기에 댐퍼체가 결합된 상태를 나타낸 정면도이며, 도 4b는 도 2의 구성 중 웜휠부의 댐퍼 수용홀에 댐퍼체가 결합된 상태를 나타낸 배면도이고, 도 4c는 도 2의 구성 중 스토퍼홈과 스토퍼 돌기의 작용관계를 나타낸 배면도이다.
먼저, 본 발명에 따른 전동식 조향장치에 적용된 웜휠 구조체의 구체적인 구성을 설명한다.
본 발명에 따른 전동식 조향장치의 웜휠 구조체는, 도 1에 참조된 바와 같이, 감속기 케이스(10)에서 미도시의 전동 모터의 회전축에 연결되어 회전되는 웜 기어(20)의 기어치(22)와 치합되도록 구비된다.
본 발명에 따른 전동식 조향장치의 바람직한 일실시예는, 도 1 내지 도 2b에 참조된 바와 같이, 외주에 상술한 웜 기어(20)의 기어치(22)와 치합되는 웜 휠기어(31)가 형성되고, 중심에 관통홀(32)이 형성된 웜휠부(30)와, 미도시의 조향축이 끼움 결합되는 통공(42)이 관통되게 형성되되, 웜휠부(30)의 관통홀(32)에 외접하도록 관통 결합되는 보스단(41)이 형성된 보스 이너부(40)를 포함한다.
조향축은 보스 이너부(40)의 통공(42)에 억지 끼움 방식으로 압입되고, 보스 이너부(40)는 웜휠부(30)와 연동하도록 결합됨으로써, 상술한 전동 모터에 의하여 웜휠부(30)가 회전되면 보스 이너부(40)가 회전되면서 조향축으로 구동력을 전달하여 운전자의 스티어링 핸들 조타력을 보조하는 역할을 한다.
여기서, 웜휠부(30)와, 보스 이너부(40) 및 댐퍼부로 구성된 구조체를 편의상 웜휠 구조체(도면부호 미표기)라 칭하기로 한다.
한편, 웜휠부(30)는, 도 1 내지 도 2b에 참조된 바와 같이, 외주면에 형성된 웜 휠기어(31)는 상술한 전동 모터에 의하여 회전되는 웜 기어(20)의 외주에 형성된 기어치(22)와 치합된다.
또한, 웜휠부(30)에는, 중앙에 보스 이너부(40)의 보스단(41)이 끼움되기 위한 관통홀(32)이 형성되고, 관통홀(32)의 외측 가장자리 부근에 해당하는 내주에 복수개의 스토퍼홈(34)이 관통홀(32)의 중심으로부터 반경방향으로 요홈지게 형성된다. 복수개의 스토퍼홈(34)은, 웜휠부(30)의 일면 및 타면을 완전히 관통하도록 형성될 수 있으나, 도 2a 및 도 2b에 참조된 바와 같이, 보스 이너부(40)가 설치되는 웜휠부(30)의 일면으로는 개구되고, 후술하는 커버 플레이트(50)가 설치되는 웜휠부(30)의 타면으로는 폐쇄되어 저면부(34')가 형성되도록 홈 형상으로 구비되는 것이 바람직하다.
아울러, 보스 이너부(40)에는, 중앙에 상술한 보스단(41)이 걸림 플레이트(45)의 일면에서 웜휠부(30)의 관통홀(32) 측으로 돌출되게 형성되되, 보스단(41)의 중심에는 조향축이 압입 끼움될 수 있도록 통공(42)이 관통되게 형성된다.
보스 이너부(40)는, 보스단(41)이 웜휠부(30)의 일측면에서 관통홀(33)에 삽입되고, 보스단(41)의 선단부가 관통홀(33)을 관통하여 웜휠부(30)의 타측면으로 노출된다. 이때, 걸림 플레이트(45)는, 웜휠부(30)의 일측면에 형성된 플레이트 걸림홈(35)에 수용되어 걸림된다.
웜휠부(30)의 관통홀(33)을 관통하여 웜휠부(30)의 타측면으로 노출된 보스단(41)의 선단부는 웜휠부(30)의 타측면을 커버링하도록 구비된 커버 플레이트(50)와 결합된다. 아울러, 보스단(41)의 선단부에는, 커버 플레이트(50)의 후술하는 중공(52) 내주를 따라 형성된 복수의 돌기부(51)와 형합되어 걸림되는 복수의 요홈부(47)가 형성될 수 있다.
커버 플레이트(50)는, 조향축이 관통되는 중공(52)이 가운데에 형성되고, 상술한 바와 같이, 중공(52)의 내주에는 복수의 돌기부(51)가 형성된다.
한편, 본 발명에 따른 전동식 조향장치의 바람직한 일실시예는, 도 2a 및 도 2b에 참조된 바와 같이, 웜휠부(30)로부터 보스 이너부(40)를 매개로 조향축에 구동력 전달시 진동 또는 충격을 저감하는 댐퍼부를 더 포함할 수 있다.
여기서, 댐퍼부는, 어느 특정 구성요소만을 지칭하는 것은 아니고, 웜휠부(30)로부터 조향축 및 조향축으로부터 웜휠부(30)로의 조타력 전달시 발생할 수 있는 진동 또는 충격을 저감시키도록 구비된 모든 구성요소를 통칭한다.
보다 상세하게는 댐퍼부는, 도 2a 및 도 2b에 참조된 바와 같이, 웜휠부(30)의 관통홀(32) 주변에 원주방향으로 소정거리 이격되게 관통 형성된 댐퍼 수용홀(33)과, 보스 이너부(40)의 외주로부터 소정거리 이격되는 동일원주 상에 원주방향으로 소정거리 이격되고, 댐퍼 수용홀(33)에 각각 수용되도록 돌출되게 방사상으로 형성된 복수개의 댐퍼 돌기(43)와, 복수개의 댐퍼 돌기(43)와 댐퍼 수용홀(33)의 내측면 사이에 개재된 사각의 댐퍼체(70)를 포함할 수 있다.
복수개의 댐퍼 돌기(43)는, 도 2a 및 도 2b에 참조된 바와 같이, 대략 보스단(41)의 외주면을 둘러싸도록 배치된다.
여기서, 댐퍼체(70)는 외주방향의 변이 내주방향보다 더 큰 역 사다리꼴 형상으로 형성될 수 있고, 댐퍼 돌기(43)는 댐퍼체(70)와 유사하게 형성되어, 댐퍼체(70)의 역 사다리꼴 형상에 대응되는 역 사다리꼴 형태로 형성될 수 있다.
각각의 댐퍼 돌기(43)에는 댐퍼 수용홀(33)에의 돌출 방향으로 관통되게 체결부재 체결홀(46)이 형성될 수 있다.
체결부재 체결홀(46)은, 복수개의 댐퍼 돌기(43) 각각에 형성되되, 걸림 플레이트(45)의 타면으로 관통되도록 형성될 수 있다.
보스 이너부(40)의 보스단(41)을 웜휠부(30)의 일측면을 통해 관통홀(32)에 삽입하여 설치하면, 복수개의 댐퍼 돌기(43) 또한 각각의 댐퍼 수용홀(33)을 관통하여 웜휠부(30)의 타측면으로 돌출된다.
여기서, 커버 플레이트(50)에는, 웜휠부(30)의 타측면으로 돌출된 복수개의 댐퍼 돌기(43)의 선단에 대응되는 부위에 체결부재 관통홀(53)이 형성되고, 체결부재(60)가 상술한 복수개의 댐퍼 돌기(43)의 체결부재 체결홀(46) 및 커버 플레이트(50)의 체결부재 관통홀(53)을 관통하여 체결되면서, 웜휠부(30)의 일면에 보스 이너부(40)를 결합시키고, 웜휠부(30)의 타면에 커버 플레이트(50)를 결합시킨다.
체결부재(60)는, 체결부재 체결홀(46)부터 관통하여 일단부가 걸림 플레이트(45)의 외측면에 걸림되고, 체결부재 관통홀(53)의 외측으로 돌출된 부위가 리벳 체결방식으로 압입되어 커버 플레이트(50)의 외측면에 타단부가 걸림되는 리벳으로 구비될 수 있다.
이때, 보스 이너부(40)의 일면에 형성된 복수개의 스토퍼 돌기(44)가 웜휠부(30)에 형성된 복수개의 스토퍼홈(34)의 저면부(34')에 밀착되게 치합되는 동작으로 삽입된다.
복수개의 댐퍼 돌기(43)에 댐퍼체(70)가 개재된다. 댐퍼체(70)는, 복수개의 댐퍼 돌기(43)와 복수개의 댐퍼 수용홀(33) 각각에 개재되어 전방위적으로 마찰 및 충격을 저감하면서 함께 연계하여 회전작동함으로써, 조타력 전달시의 진동 및 충격을 흡수하는 역할을 한다.
보다 상세하게는 댐퍼체(70)는, 도 3에 참조된 바와 같이, 상술한 복수개의 댐퍼 돌기(43)가 관통되는 돌기 관통홀(76)과, 돌기 관통홀(76)의 주변을 둘러싸도록 형성된 4개의 댐핑면(71~74)과, 댐퍼 수용홀(33)의 저면에 지지되는 웜휠 지지면(79A)과, 보스 이너부(40)에 지지되는 보스 지지면(79B)을 포함할 수 있다.
이와 같은 구성을 가진 댐퍼체(70)는, 웜휠 지지면(79A)이 웜휠부(30)에 지지되고, 보스 지지면(79B)이 보스 이너부(40)에 지지된다.
보다 상세하게는, 댐퍼체(70)의 웜휠 지지면(79A)은, 댐퍼 수용홀(33)의 저면에 삽입되어 지지된다. 특히, 댐퍼 수용홀(33)의 저면은, 웜휠부(30)의 일측면으로는 댐퍼체(70)가 삽입 수용되고, 웜휠부(30)의 타측면으로는 댐퍼체(70)의 웜휠 지지면(79A)이 안착됨과 동시에 댐퍼 돌기(43)의 선단부만이 관통되는 홀 단면적을 가지도록 형성될 수 있다.
한편, 댐퍼체(70)의 보스 지지면(79B)은, 보스단(41)이 형성된 일면인 보스 이너부(40)의 일면에 댐퍼 돌기(43)의 주변이 함몰되게 형성된 댐퍼 안착홈(48)에 안착된다.
댐퍼체(70)는, 복수개의 댐퍼 돌기(46)기와 복수개의 댐퍼 수용홀(33) 각각에 개재되어, 스티어링 핸들의 조타력을 보조하기 위하여 전동 모터로부터 구동력을 조향축에 전달할 때 발생되는 진동 또는 충격을 흡수하는 역할을 한다.
이와 같은 댐퍼체(70) 중, 도 3에 참조된 바와 같이, 4개의 댐핑면(71~74) 중 회전방향을 댐핑하는 2개의 댐핑면(73,74)과 돌기 관통홀(76)의 내측면에는, 회전시 유격을 방지하는 적어도 하나 이상의 유격방지 돌기(75)가 외측으로 돌출되게 형성될 수 있다.
여기서, '외측으로'라 함은, 2개의 댐핑면(73,74)을 기준으로 하면 댐퍼 수용홀(33)의 내측면을 향하는 것을 의미하고, 돌기 관통홀(76)을 기준으로 하면 댐퍼 돌기(46)를 향하는 것을 의미할 수 있다.
유격방지 돌기(75)는 웜휠부(30)가 회전될 때, 댐퍼 돌기(43)의 외측면과 댐퍼 수용홀(33)의 내측면 사이에 밀착됨으로써 댐퍼 돌기(43)의 유격을 방지함은 물론, 댐퍼체(70) 자체의 적정 강성을 유지하도록 하는 역할을 한다.
한편, 댐퍼체(70) 중 웜휠 지지면(79A)과 보스 지지면(79B)에는, 조향축의 축방향 하중을 지지하여 흡수하도록 축방향으로 돌출되게 적어도 하나 이상의 축방향 지지 돌기(77)가 형성될 수 있다.
댐퍼체(70)의 축방향 지지 돌기(77)는, 웜휠부(30)의 일면과 타면에보스 이너부(40)와 커버 플레이트(50)가 각각 결합된 상태에서, 축방향으로의 하중을 지지함은 물론 전달된 축방향 하중을 흡수하는 역할을 한다.
아울러, 도 3에 참조된 바와 같이, 댐퍼체(70)의 4개의 댐핑면(71~74) 중 댐퍼 돌기(43)의 외측면을 지지하는 댐핑면(72)에는, 댐퍼 돌기(43)에 끼움 결합 시 외측으로 유동되고, 댐퍼 수용홀(33)에 끼움 결합되어 작동시 유연하게 일측으로 유동되어 전방위적인 요동이 발생하더라도 그 사각 테두리의 두께 차이에 기인한 일방향 충격의 치우침을 규제하여, 그 강성을 상호 보완하는 플렉서블 브릿지(78)가 구비될 수 있다.
댐퍼체(70)는, 조립자의 선호도에 따라, 웜휠부(30)에 보스 이너부(40)를 결합시키기 전에 댐퍼 수용홀(33)에 먼저 끼움 결합시키거나 보스 이너부(40)의 댐퍼 돌기(43)에 끼움 결합시킬 수 있다.
여기서, 플렉서블 브릿지(78)는, 댐퍼체(70)를 댐퍼 수용홀(33)에 먼저 수용되도록 끼움 결합시킬 경우, 돌기 관통홀(76) 측으로 구부러져 댐퍼체(70)의 용이한 결합을 돕는 역할을 함은 물론, 댐퍼체(70)의 돌기 관통홀(76)에 댐퍼 돌기(43)가 관통하도록 끼움 결합시킬 경우, 돌기 관통홀(76)의 외측으로 구부러져 댐퍼체(70)의 돌기 관통홀(76)에 대한 댐퍼 돌기(43)가 용이하게 끼움 결합되도록 하는 역할을 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 전동식 조향장치의 작동 모습을 첨부된 도면(특히, 도 4a 내지 도 4b)을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 4a에 참조된 바와 같이, 조립자의 선호도에 따라 상이하지만, 댐퍼 수용홀(33) 내부에 댐퍼체(70)를 먼저 끼움 결합시킬 경우, 상술한 바와 같이, 플렉서블 브릿지(78)가 돌기 관통홀(76) 측으로 구부러져 댐퍼체(70)의 용이한 결합을 도모할 수 있다. 댐퍼 수용홀(33)에 댐퍼체(70)가 수용 결합되면, 댐퍼체(70)의 자체 탄성력에 의하여 댐퍼 수용홀(33)의 내측면을 지지한다.
다음으로, 도 4b에 참조된 바와 같이, 보스 이너부(40)의 보스단(41)이 웜휠부(30)의 관통홀(32)을 관통하도록 웜휠부(30)의 일측면으로 이동시켜 결합시키면, 보스 이너부(40)의 댐퍼 돌기(43)가 댐퍼체(70)의 돌기 관통홀(76)을 통하여 끼움 결합되고, 상술한 바와 같이, 플렉서블 브릿지(78)가 돌기 관통홀(76)의 외측으로 구부러져 댐퍼 돌기(43)의 용이한 끼움 결합을 돕는다. 아울러, 웜휠부(30)의 스토퍼홈(34)에 보스 이너부(40)의 스토퍼 돌기(44)가 각각 치합되는 형식으로 수용되어 결합되고, 보스단(41)의 선단부는 커버 플레이트(50)와의 결합을 위하여 웜휠부(30)의 타측으로 소정길이 돌출된다.
그리고, 도 4b에 참조된 바와 같이, 웜휠부(30)가 전동 모터로부터 조타력을 보조하기 위하여 소정의 구동력을 전달받아 일측으로 회전될 때, 스토퍼홈(34)에 치합되게 수용된 스토퍼 돌기(44)가 스토퍼홈(34)의 일측벽에 밀착되는 동작으로 걸림되어, 댐퍼체(70)의 눌림량을 조절할 수 있다.
이상, 본 발명에 따른 전동식 조향장치의 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 청구범위에 의하여 정해진다고 할 것이다.
10: 감속기 케이스 20: 웜 기어
22: 기어치 30: 웜휠부
31: 웜 휠기어 32: 관통홀
33: 댐퍼 수용홀 34: 스토퍼홈
35: 플레이트 걸림홈 36: 커버 수용홈
40: 보스 이너부 41: 보스단
42: 통공 43: 댐퍼 돌기
44: 스토퍼 돌기 45: 걸림 플레이트
46: 체결부재 체결홀 47: 요홈부
48: 댐퍼 안착홈 50: 커버 플레이트
51: 돌기부 52: 중공
53: 체결부재 관통홀 60: 체결부재
70: 댐퍼체 71~74: 댐핑면
75: 유격방지 돌기 76: 돌기 관통홀
77: 축방향 지지 돌기 78: 플렉서블 브릿지
79A: 웜휠 지지면 79B: 보스 지지면

Claims (12)

  1. 외주에 웜 휠기어가 형성되고, 중심에 관통홀이 형성된 웜휠부와;
    조향축이 끼움 결합되는 통공이 관통되게 형성되되, 상기 웜휠부의 관통홀에 외접하도록 관통 결합되는 보스단이 형성된 보스 이너부와;
    상기 웜휠부의 타면에 상기 웜휠부의 타측면을 커버링하도록 결합되는 커버 플레이트와;
    상기 웜휠부로부터 상기 보스 이너부를 매개로 상기 조향축에 구동력 전달시 진동 또는 충격을 저감하는 댐퍼부를 포함하고,
    상기 댐퍼부는,
    상기 웜휠부의 관통홀 주변에 원주방향으로 소정거리 이격되게 관통 형성된 댐퍼 수용홀과;
    상기 보스 이너부의 보스단의 외주로부터 소정거리 이격되는 동일원주 상에 원주방향으로 소정거리 이격되고, 상기 댐퍼 수용홀에 각각 수용되도록 돌출되게 방사상 형성된 복수개의 댐퍼 돌기와;
    상기 복수개의 댐퍼 돌기와 상기 댐퍼 수용홀의 내측면 사이에 각각 개재되어 전방위적으로 마찰 및 충격을 저감하면서 함께 연계하여 회전작동하도록 하기 위한 사각의 댐퍼체를 포함하며,
    상기 댐퍼체는,
    상기 댐퍼 돌기가 관통되는 돌기 관통홀과, 상기 돌기 관통홀의 주변을 둘러싸도록 형성된 4개의 댐핑면과, 상기 댐퍼 수용홀의 저면에 지지되는 웜휠 지지면과, 상기 보스 이너부에 지지되는 보스 지지면을 포함하고,
    상기 보스 이너부의 일면에는, 상기 댐퍼 돌기의 주변이 함몰되게 형성되되, 상기 댐퍼체의 보스 지지면이 안착되는 댐퍼 안착홈이 형성되며,
    상기 댐퍼체의 웜휠 지지면과 보스 지지면에는, 상기 웜휠부의 일면에 결합된 상기 보스 이너부와 상기 웜휠부의 타면에 결합된 상기 커버 플레이트와의 사이에서 상기 조향축의 축방향 하중을 지지하여 흡수하도록 축방향으로 돌출되게 적어도 하나 이상의 축방향 지지 돌기가 형성되고,
    상기 댐퍼체의 4개의 댐핑면 중 상기 댐퍼 돌기의 외측면을 지지하는 댐핑면에는, 상기 댐퍼 돌기 및 상기 댐퍼 수용홀 중 상기 댐퍼 돌기에 먼저 끼움 결합 시 상기 돌기 관통홀의 외측으로 유동되어 상기 돌기 관통홀에 대한 상기 댐퍼 돌기가 용이하게 끼움 결합되도록 하고, 상기 댐퍼 돌기 및 상기 댐퍼 수용홀 중 상기 댐퍼 수용홀에 먼저 끼움 결합 시 상기 돌기 관통홀 측으로 구부러져 상기 댐퍼체의 상기 댐퍼 수용홀에 대한 결합을 용이하게 하며, 상기 댐퍼 수용홀에 끼움 결합되어 작동 시 유연하게 일측으로 유동되어 전방위적인 요동이 발생하더라도 사각 테두리의 두께 차이에 기인한 일방향 충격의 치우침을 규제하여, 강성을 상호 보완하도록 하기 위한 플렉서블 브릿지가 구비된 전동식 조향장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 웜휠부에는, 상기 관통홀의 내주를 따라 원주방향으로 소정거리 이격되게 형성되되, 반경방향 외측으로 요홈지게 복수개의 스토퍼홈이 더 형성된 전동식 조향장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 보스 이너부에는, 상기 보스단의 외주를 따라 원주방향으로 소정거리 이격되게 형성되되, 상기 복수개의 스토퍼홈에 치합되도록 수용되는 복수개의 스토퍼 돌기가 더 형성된 전동식 조향장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 복수개의 스토퍼 돌기는, 상기 복수개의 스토퍼홈에 치합되어, 상기 조향축의 회전방향으로의 상기 댐퍼체의 눌림량을 제한하는 전동식 조향장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 댐퍼 수용홀의 저면은,
    상기 웜휠부의 일측면으로 상기 댐퍼체가 삽입 수용되고, 상기 웜휠부의 타측면으로 상기 댐퍼체의 웜휠 지지면이 안착됨과 동시에 상기 댐퍼 돌기의 선단부만이 관통되는 홀 단면적을 가지도록 형성된 전동식 조향장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 댐퍼체의 상기 4개의 댐핑면 중 회전방향을 댐핑하는 2개의 댐핑면과 상기 돌기 관통홀에는, 회전시 유격을 방지하는 적어도 하나 이상의 유격방지 돌기가 외측으로 돌출되게 형성된 전동식 조향장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 댐퍼체는 외주방향의 변이 내주방향보다 더 큰 역 사다리꼴 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 댐퍼 돌기는 상기 댐퍼체와 유사한 역 사다리꼴 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치.
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