KR101969284B1 - 소음저감형 전동식 조향장치 - Google Patents

Abstract

소음저감형 전동식 조향장치에 대한 발명이 개시된다. 개시된 소음저감형 전동식 조향장치는: 스티어링축의 외측에 고정되는 웜휠기어, 웜휠기어에 맞물려 돌아가는 웜샤프트, 웜샤프트가 삽입되는 내측통공을 구비하며 탄성재질을 포함하여 이루어지는 내륜부재, 내륜부재의 외측에 설치되어 마찰을 저감시키는 복수 개의 미끄럼부재, 미끄럼부재를 사이에 두고 내륜부재와 이격되는 외륜부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

소음저감형 전동식 조향장치{NOISE REDUCTION TYPE MOTOR DRIVEN POWER STEERING}

본 발명은 소음저감형 전동식 조향장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 웜샤프트의 유동폭을 제한하고, 웜샤프트의 축에 수직방향으로 전달되는 충격을 감소시켜 래틀 소음을 저감시키는 소음저감형 전동식 조향장치에 관한 것이다.

일반적으로, 전동식 조향장치는 운전자의 핸들 조작시, 모터의 힘을 이용하여 운전자의 조작력을 보조한다.

핸들과 연결된 스티어링축의 외주에는 웜휠기어가 일체로 회전되게 설치되며, 웜샤프트는 웜휠기어에 접하여 설치된다.

이러한 전동식 조향장치는, 차속센서 및 조향토크센서 등에서 감지한 차량의 운행조건에 따라 전자제어장치가 모터를 구동시키면, 모터는 웜샤프트를 회전시킨다.

이에 따라, 전동식 조향장치는, 차량의 저속 운행시에는 조향핸들의 조작력이 가벼워지도록 조향 보조력을 크게 하는 반면에, 고속 운행시에는 조향핸들의 조작력이 무거워지도록 조향 보조력을 작게 하여 주행 안정성을 도모한다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 2011-0073004호(2011.06.29 공개, 발명의 명칭: 전동식 동력 보조 조향장치의 감속기 및 이를 이용한 전동식 동력 보조 조향장치)에 개시되어 있다.

종래의 전동식 조향장치는, 웜휠기어로부터 웜샤프트의 종방향 및 횡방향으로 진동이 전달되며, 웜샤프트의 유동에 의해 래틀 소음(Rattle Noise)이 발생한다. 따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.

본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로서, 웜샤프트의 유동폭을 제한하여 웜샤프트를 통해 입력되는 축방향 및 종방향 진동을 저감시키고, 래틀 소음의 발생을 감소시킬 수 있는 소음저감형 전동식 조향장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 소음저감형 전동식 조향장치는: 스티어링축의 외측에 고정되는 웜휠기어; 상기 웜휠기어에 맞물려 돌아가는 웜샤프트; 상기 웜샤프트가 삽입되는 내측통공을 구비하며, 탄성재질을 포함하여 이루어지는 내륜부재; 상기 내륜부재의 외측에 설치되어 마찰을 저감시키는 복수 개의 미끄럼부재; 상기 미끄럼부재를 사이에 두고 상기 내륜부재와 이격되는 외륜부재;를 포함한다.

본 발명의 내륜부재는, 내주면이 상기 웜샤프트와 이격되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 내륜부재는, 상기 웜샤프트와 이격되는 내륜몸체; 및 상기 내륜부재의 외주면에 상기 미끄럼부재가 회전가능하게 안착되는 안착홈;을 포함한다.

본 발명의 미끄럼부재는, 원통형상인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 외륜부재는, 탄성부재를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 소음저감형 전동식 조향장치는, 탄성재질을 포함하여 이루어지는 내륜부재가 구비되어, 웜샤프트를 통해 입력되는 축에 수직방향 힘에 의한 웜샤프트의 유동을 저감시켜 래틀소음의 발생을 감소시키므로, 전동식 조향장치의 품질감성을 향상시킬 수 있다.

또한, 외륜부재는 탄성재질을 포함하여 이루어지므로, 웜샤프트의 진동을 제한하고, 소음을 저감하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소음저감형 전동식 조향장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 소음저감형 전동식 조향장치의 외형을 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 내륜부재, 미끄럼부재 및 외륜부재를 분해 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 소음저감형 전동식 조향장치의 설치상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 소음저감형 전동식 조향장치의 일 실시예를 설명한다. 설명의 편의를 위해 자동차에 사용되는 소음저감형 전동식 조향장치를 예로 들어 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소음저감형 전동식 조향장치를 개략적으로 도시한 단면도, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 소음저감형 전동식 조향장치의 외형을 도시한 사시도, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 내륜부재, 미끄럼부재 및 외륜부재를 분해 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 소음저감형 전동식 조향장치의 설치상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 소음저감형 전동식 조향장치(1)는, 스티어링축(20)의 외측에 고정되는 웜휠기어(22)와, 웜휠기어(22)에 맞물려 돌아가는 웜샤프트(12)와, 웜샤프트(12)가 삽입되는 내측통공(34)을 구비하며 탄성재질을 포함하여 이루어지는 내륜부재(30), 내륜부재(30)의 외측에 설치되어 마찰을 저감시키는 복수 개의 미끄럼부재(40), 미끄럼부재(40)를 사이에 두고 내륜부재(30)와 이격되는 외륜부재(50)를 포함한다.

핸들과 연결된 스티어링축(20)의 외측에 웜휠기어(22)가 고정되므로, 스티어링축(20)과 함께 웜휠기어(22)가 회전한다.

웜휠기어(22)에 맞물려 돌아가는 웜샤프트(12)는 모터부재(10)와 축 연결되며, 모터부재(10)의 동작에 의해 웜샤프트(12)가 회전된다.

웜샤프트(12)의 일측(도 1기준 좌측)에는 모터부재(10)가 연결되며, 웜샤프트(12)의 타측(도 1기준 우측)에는 가압베어링(14)이 설치된다.

가압베어링(14)은, 하우징(18)의 외측에서 내측으로 코일스프링(16)에 의해 외측이 가압되므로, 가압베어링(14)의 내측에 위치하는 웜샤프트(12)를 웜휠기어(22) 방향(도 1기준 하측)으로 가압한다.

웜샤프트(12)가 삽입되는 내측통공(34)을 구비하는 내륜부재(30)는 모터부(10)에 근접한 웜샤프트(12)의 일측에 설치된다.

본 실시예에서 내륜부재(30)는, 링형상을 기본으로 하며, 내주면이 웜샤프트(12)의 외측과 이격되게 설치된다.

내륜부재(30)는 웜샤프트(12)의 회전축의 유동을 제한하고 소음을 줄이기 위하여 탄성재질을 포함하여 이루어진다.

도 4를 참고하면, 일 실시예에 따른 내륜부재(30)는, 웜샤프트(12)의 외측을 이격된 상태로 감싸며 링형상으로 형성되는 내륜몸체(32) 및 내륜몸체(32)의 외측 둘레를 따라 미끄럼부재(40)를 안착하기 위한 안착홈(36)을 포함한다.

내륜부재(30)의 안착홈(36)에 회전가능하게 구비되는 미끄럼부재(40)는 복수로 구비되며, 내륜부재(30)와 외륜부재(50)의 사이에 위치한다.

미끄럼부재(40)는, 내륜부재(30)의 회전에 따른 외륜부재(50)와의 마찰을 저감시키는 기술사상 안에서 다양한 재질이 사용될 수 있다.

본 실시예에서 미끄럼부재(40)는 원통형상으로 형성된다. 미끄럼부재(40)는 회전축이 웜샤프트(12)의 중심축과 평행하게 구비되며, 회전축방향으로는 내륜부재(30) 및 외륜부재(50)에 걸리는 구조로 되어 이탈이 방지되게 안착홈(36)에 끼워진다.

미끄럼부재(40)는 원통형상으로 구비되어 외륜부재(50)와 선접촉되어 안착홈(36)에 위치한 상태에서 회전한다.

도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 미끄럼부재(40)를 사이에 두고 내륜부재(30)와 이격되는 외륜부재(50)는 외측이 하우징(18)에 고정된다.

일 실시예에 따른 외륜부재(50)는 "ㄷ"자 형상으로 형성되어 하측(도4 기준)이 개구되며, 이러한 외륜부재(50)에 미끄럼부재(40)가 안착되어 외륜부재(50)의 내주면을 따라 원주방향으로 이동할 수 있게 구비된다.

본 실시예에서 외륜부재(50)는 미끄럼부재(40)를 통하여 전달되는 진동에의한 소음을 방지하고, 탄성력에 의해 웜샤프트(12)의 중심축의 이동을 제한하기 위하여 탄성재질을 포함하여 이루어질 수 있다.

이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 소음저감형 전동식 조향장치의 작동상태를 상세히 설명한다.

웜휠기어(22)를 통해 웜샤프트(12)로 전달된 충격으로 인해, 웜샤프트(12)는 웜샤프트(12)의 축에 수직방향의 힘을 받는다.

웜샤프트(12)와 이격되어 있는 내륜부재(30)는 웜샤프트(12)가 축에 수직방향 힘에 의하여 도 4에서의 거리 d 이상 움직이면 웜샤프트(12)의 외측과 닿게된다.

내륜부재(30)는 탄성부재를 포함하여 이루어지므로 웜샤프트(12)가 이동하여 내륜부재(30)의 내주면에 닿으면 탄성력에 의하여 웜샤프트(12)의 유동을 제한한다.

내륜부재(30)가 웜샤프트(12)에 닿으면, 웜샤프트(12)에 의해 내륜부재(30)의 반경방향 힘 이외에 원주방향 힘이 내륜부재(30)에 전달된다.

원주방향 힘에 의해 내륜부재(30)가 웜샤프트(12)와 함께 회전하게 되는데, 내륜부재(30)의 외측에 위치한 미끄럼부재(40)가 회전하면서 외륜부재(50)의 내주면을 이동하여 마찰 및 소음을 방지한다.

외륜부재(50)는 탄성재질을 포함하여 이루어지므로 미끄럼부재(40)를 통하여 전달된 진동 및 힘을 흡수하고, 탄성력에 의하여 웜샤프트(12)의 유동을 2차적으로 제한한다.

따라서 웜샤프트(12)가 웜휠기어(22)에 회전 가능하게 맞물리는 보정이 가능하므로, 기기의 동작 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

본 발명에 따른 소음저감형 전동식 조향장치(1)는, 탄성재질을 포함하여 이루어지는 내륜부재(30)가 구비되어, 웜샤프트(12)를 통해 입력되는 축에 수직방향 힘에 의한 웜샤프트(12)의 유동을 저감시켜 래틀소음의 발생을 감소시키므로, 전동식 조향장치의 품질감성을 향상시킬 수 있다.

또한, 외륜부재(50)는 탄성재질을 포함하여 이루어지므로, 웜샤프트(12)의 진동을 제한하고, 소음을 저감하는 효과가 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

또한, 자동차에 사용되는 소음저감형 전동식 조향장치를 예로 들어 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 전동식 조향장치를 사용하는 다른 종류의 장치에도 본 발명에 의한 소음저감형 전동식 조향장치가 사용될 수 있다.

따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

1: 소음저감형 전동식 조향장치
10: 모터부재 12: 웜샤프트
14: 가압베어링 16: 코일스프링
18: 하우징 20: 스티어링축
22: 웜휠기어 30: 내륜부재
32: 내륜몸체 34: 내측통공
36: 안착홈 40: 미끄럼부재
50: 외륜부재

Claims (5)

1. 스티어링축의 외측에 고정되는 웜휠기어;
   상기 웜휠기어에 맞물려 돌아가는 웜샤프트;
   상기 웜샤프트가 삽입되는 내측통공을 구비하며 탄성재질을 포함하여 이루어지는 내륜부재;
   상기 내륜부재의 외측에 설치되어 마찰을 저감시키는 복수 개의 미끄럼부재;
   상기 미끄럼부재를 사이에 두고 상기 내륜부재와 이격되는 외륜부재;를 포함하고,
   상기 내륜부재는,
   내주면이 상기 웜샤프트와 이격되는 것을 특징으로 하는 소음저감형 전동식 조향장치.
   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 내륜부재는,
   상기 웜샤프트와 이격되는 내륜몸체; 및
   상기 내륜몸체의 외주면에 형성되고, 상기 미끄럼부재가 회전가능하게 안착되는 안착홈;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 소음저감형 전동식 조향장치.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 미끄럼부재는,
   원통형상인 것을 특징으로 하는 소음저감형 전동식 조향장치.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 외륜부재는,
   탄성재질을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 소음저감형 전동식 조향장치.
   

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