KR102080454B1 - 전동 조향장치의 안티 래틀 장치 - Google Patents

전동 조향장치의 안티 래틀 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 웜축 및 웜축과 치합하는 웜휠을 구비하는 차량의 전동 조향장치에 설치되는 안티 래틀 장치에 있어서, 웜축의 일측에 결합된 베어링을 수용하는 몸체부를 가지는 스프링 가이드; 상기 몸체부 외주면에 일단부가 결합되어 감기도록 마련되며, 상기 스프링 가이드를 탄성 지지함으로써, 상기 베어링의 유동에 따른 하중을 지지하는 지지스프링;및 상기 지지스프링의 외면을 감싸며, 상기 지지스프링의 타단부가 내측면에 결합되는 가이드 수용부를 가지는 아우터 케이지;를 포함하는 전동 조향장치의 안티 래틀 장치를 이용하여, 종래 기술과는 달리 베어링이 유동할 수 있는 모든 방향에서 베어링의 유동에 따른 하중을 지지하고, 스프링 하중의 미세 조정을 통하여 최적의 프릭션과 래틀 소음 방지 효과를 갖도록 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 부품수의 감소로 인한 공정의 단순화와 원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.

Description

전동 조향장치의 안티 래틀 장치{Anti Rattle Device of Moter Driving Power Steering}
본 발명은 전동 조향장치의 안티 래틀 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 웜축 및 상기 웜축과 치합하는 웜휠을 구비하는 전동 조향장치에 구비되는 안티 래틀 장치에 있어서, 전동 조향장치의 동작시 웜축과 웜휠의 치간 갭(gap)에 의하여 발생하는 래틀 소음(Rattle Noise)을 저감시키는 전동 조향장치의 안티 래틀 장치에 관한 것이다.
일반적으로 전동 조향장치인 MDPS(Motor Driven Power Steering)는 유압을 이용하지 않고, 모터동력으로 조향파워를 어시스트(assist)하는 방식이다.
이를 위해, MDPS는 ECU 제어되어 동력을 발생하는 모터와, 모터를 통해 회전되는 웜축(Worm의Shaft)과 이에 치합된 웜휠(Worm Wheel)을 구비함으로써, 웜휠(Worm Wheel)의 회전력을 기어박스쪽으로 전달해 조타력을 어시스트(assist)한다.
상기와 같이 MDPS는 치합된 웜축과 웜휠을 이용함으로써 치마모와 기타 여러요인으로 인한 치간 갭(Gab)에 따른 금속성 소음인 래틀 소음(Rattle Noise)이 발생될 수 있다.
도 1a는 종래의 안티 래틀 장치의 결합단면도이다. 상기 전동 조향장치의 안티 래틀 장치(2)는 웜축(Worm Shaft)(9)과 웜휠(Worm Wheel)(8)이 결합되며, 웜축(9)의 단부에 연결된 베어링(10)을 수직 가압하는 슬라이딩 핀(6)과 슬라이딩 핀(6)을 눌러주는 안티 래틀 스프링(5), 외부 이물질의 유입 방지를 위한 안티 래틀 플러그(4)로 구성되어 있다. 또한, 베어링(10)을 감싸는 오발링(7)과 오발링(7)에 축 방향으로 결합되어 외부와 차단하는 베어링 커버(3)로 구성되어 있다.
도 1의b는 안티 래틀 장치(2)의 분해사시도이다. 안티 래틀 스프링(5)의 힘으로 슬라이딩 핀(6)이 웜축(9) 끝단의 베어링(10)을 눌러서 웜축(9)과 웜휠(8) 회전시 발생하는 소음을 저감시킨다.
도 1c는 안티 래틀 장치(2)의 오발링(7)의 사시도와 정면도이다. 오발링(7)의 가로축은 베어링(10)을 잡아줘서 가로방향 유동이 없게 하며, 세로축은 베어링(10)보다 여유가 있어 웜축(9)이 일정 구간만을 틸팅(Tilting)할 수 있게 해준다.
그러나 종래의 안티 래틀 장치(2)는 조립이 복잡하고, 프릭션(Friction) 또는 래틀 소음(Rattle Noise)을 조절하기 위해 사양별로 안티 래틀 스프링(5)의 하중이 각각 다른 부품을 사용해야 하며, 스프링이 일정 값의 하중을 갖기 때문에 스프링 하중의 미세한 조정이 어렵다.
또한 베어링 커버(3), 안티 래틀 플러그(4), 안티 래틀 스프링(5), 슬라이딩 핀(6)과 오발링(7)의 5개의 부품으로 조립되어 비용이 많이 드는 단점이 있었다.
대한민국 공개특허공보 제10-2011-0086358호
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로 베어링을 수용하는 스프링 가이드의 외주면에 결합된 지지스프링의 탄성가압력을 이용하여, 종래 기술과는 달리 베어링이 유동할 수 있는 모든 방향에서 베어링의 유동에 따른 하중을 지지하고, 스프링 하중의 미세 조정을 통하여 최적의 프릭션과 래틀 소음 방지 효과를 갖도록 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 부품수의 감소로 인한 공정의 단순화와 원가를 절감하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 웜축 및 웜축과 치합하는 웜휠을 구비하는 차량의 전동 조향장치에 설치되는 안티 래틀 장치에 있어서, 웜축의 일측에 결합된 베어링을 수용하는 몸체부를 가지는 스프링 가이드; 상기 몸체부 외주면에 일단부가 결합되어 감기도록 마련되며, 상기 스프링 가이드를 탄성 지지함으로써, 상기 베어링의 유동에 따른 하중을 지지하는 지지스프링;및 상기 지지스프링의 외면을 감싸며, 상기 지지스프링의 타단부가 내측면에 결합되는 가이드 수용부를 가지는 아우터 케이지;를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 스프링 가이드는, 상기 몸체부의 일단에 외주면으로부터 돌출되도록 마련되며, 상기 아우터 케이지와 결합하는 돌출결합부;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 아우터 케이지는, 상기 아우터 케이지의 일단에 외주면으로부터 돌출되도록 마련되며, 전동 조향장치의 안티 래틀 장치를 고정하는 아우터 체결부;를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 돌출결합부는 외측으로 돌출된 하나 이상의 가이드 스토퍼를 포함하고, 상기 아우터 케이지의 아우터 체결부에는 하나 이상의 결합홈이 형성되며, 상기 가이드 스토퍼는 상기 결합홈에 고정되는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 스프링 가이드는 양 방향으로 회전이 가능하며, 상기 스프링 가이드의 회전에 의하여 상기 지지스프링의 탄성가압력이 증가 또는 감소되는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 돌출결합부의 노출면에는 상기 스프링 가이드를 회전시키기 위한 회전홈이 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 전동 조향장치의 안티 래틀 장치에 의하면, 베어링을 수용하는 스프링 가이드의 외주면에 결합된 지지스프링의 탄성가압력을 이용하여, 종래 기술과는 달리 베어링이 유동할 수 있는 모든 방향에서 베어링의 유동에 따른 하중을 지지하고, 스프링 하중의 미세 조정을 통하여 최적의 프릭션과 래틀 소음 방지 효과를 갖도록 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 부품수의 감소로 인한 공정의 단순화와 원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1a는 종래의 전동 조향장치의 안티 래틀 장치의 결합단면도이고, 도 1b는 종래의 전동 조향장치의 안티 래틀 장치의 분해사시도이고, 도 1c는 종래의 전동 조향장치의 안티 래틀 장치의 구성요소인 오발링의 사시도와 정면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전동 조향장치의 안티 래틀 장치로, 도 2의(a)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전동 조향장치의 안티 래틀 장치의 결합사시도이고, 도 2의(b)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전동 조향장치의 안티 래틀 장치의 분해사시도이다.
도 3의(a)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전동 조향장치의 안티 래틀 장치의 사시도이고, 도 3의(b)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전동 조향장치의 안티 래틀 장치에서 스프링의 탄성력을 변화시키기 위한 스프링 가이드의 동작도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 본 발명의 바람직한 실시예인 전동 조향장치의 안티 래틀 장치를 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전동 조향장치의 안티 래틀 장치로, 도 2의(a)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전동 조향장치의 안티 래틀 장치(100)가 전동 조향장치에 결합된 결합사시도이고, 도 2의(b)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전동 조향장치의 안티 래틀 장치의 분해사시도이다.
도 2의(a)를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전동 조향장치의 안티 래틀 장치(100)는 웜축(9)의 한쪽 단부에 구비된 베어링(10)에 결합한다.
도 2의(b)를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전동 조향장치의 안티 래틀 장치(100)는 지지스프링(20), 스프링 가이드(30) 및 아우터 케이지(40)를 포함한다.
지지스프링(20)은 축에 수직방향의 단면이 층상의 구조를 가지도록 감기며, 일례로 지지스프링(20)은 스파이럴스프링(Spiral Spring)일 수 있다. 지지스프링(20)은 자체 회전방향 탄성력을 이용하여 종래 기술과는 달리 베어링(10)이 유동할 수 있는 모든 방향에서 베어링(10)의 유동에 따른 하중을 지지한다. 즉, 지지스프링(20)은 웜축(9)의 축방향에 대략 수직 방향으로 유동하는 베어링(10)의 유동을 흡수 또는 완충하는 기능을 수행한다.
스프링 가이드(30)는 몸체부(32), 돌출결합부(34)와 가이드 스토퍼(36)을 포함한다.
몸체부(32)는 웜축(9)과 웜축의 한쪽 단면에 결합하는 베어링(10)을 내부에 수용할 수 있는 원통의 형상을 가지며, 외주면의 일영역에는 지지스프링(20)의 내측면 또는 지지스프링(20)의 내측 단부가 결합한다.
돌출결합부(34)는 몸체부(32)의 베어링이 수용되는 반대쪽 단부에 구비되며, 일 실시예에 있어서 상기 돌출결합부(34)는 원판의 형상으로 몸체부(32)의 직경보다 큰 단면을 가진다.
또한, 돌출결합부(34)는 몸체부(34)의 일단에 외주면을 따라 몸체부(32)의 외측방향으로 돌출되도록 마련된다.
가이드 스토퍼(36)는 돌출결합부(34)의 외주면으로부터 돌출되며, 돌출결합부(34)는 하나 이상의 가이드 스토퍼(36)를 가진다.
스프링 가이드(30)는 지지스프링(20)의 축방향 탄성력에 의해 축방향으로 이동이 가능하므로, 외력을 가하여 내측으로 이동이 가능하며, 외력을 제거하면 지지스프링의 탄성력에 의해 원상태로 복귀한다.
아우터 케이지(40)는 가이드 수용부(42)와 아우터 체결부(44)를 포함한다.
가이드 수용부(42)는 원통의 형상을 가지며, 지지스프링(20)과 결합한 가이드 스토퍼(30)를 수용할 수 있는 크기의 직경을 가진다. 가이드 수용부(42)의 내측면에는 지지스프링(20)의 외측면 또는 외측 단부가 결합한다.
아우터 체결부(44)는 원통의 형상으로 구비될 수 있으며, 가이드 수용부(42)보다 큰 직경을 갖도록 형성될 수 있다. 아우터 체결부(44)는 전동 조향장치의 하우징에 고정되어 전체 안티 래틀 장치(100)를 고정시킨다.
도 3의(a)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전동 조향장치의 안티 래틀 장치의 사시도이고, 도 3의(b)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전동 조향장치의 안티 래틀 장치에서 지지스프링의 탄성력을 변화시키기 위한 스프링 가이드의 동작도이다.
도 3의(a)를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예인 전동 조향장치의 안티 래틀 장치(20)의 주요부 구성요소인 지지스프링(20), 스프링 가이드(30)와 아우터 케이지(40)가 결합한 상태가 도시된다.
도 3의(b)를 참조하면, 아우터 케이지(30)의 아우터 체결부(44)에는 스프링 가이드(20)의 돌출결합부(34)와 결합하여 스프링 가이드(30)의 회전을 방지하기 위한 결합홈(30)이 하나 이상 형성되어 있다
스프링 가이드(30)는 지지스프링(20)이 감기는 방향 또는 풀리는 방향으로 회전할 수 있으며, 이를 통하여 지지스프링(20)의 탄성가압력을 증가 또는 감소하도록 조절하여 최적의 프릭션과 래틀 소음 방지 효과를 갖도록 기계적 조절이 가능하다.
전술한 바와 같이, 지지스프링(20)의 내측 단부는 스프링 가이드(30)의 몸체부(32) 외주면에 결합되고, 지지스프링(20)의 외측 단부는 아우터 케이지(40)의 가이드 수용부(42)의 내주면에 결합된다. 스프링 가이드(30)가 아우터 케이지 (40)에 대해 상대적으로 회전함에 따라 지지스프링(20)의 탄성력을 변화시키는 것이 가능하다.
또한, 스프링 가이드(30)의 돌출결합부(34)에는 스프링 가이드(30)를 회전시키기 위한 회전홈(38)이 형성되어 있다.
안티 래틀 장치(100)의 지지스프링(20)의 탄성가압력을 조절하는 바람직한 실시예로 스프링 가이드(30)를 안쪽으로 밀어넣은 상태에서 탄성가압력을 증가 또는 감소시키는 방향으로 회전시키고, 가이드 스토퍼(36)를 결합홈(46)에 결합한다. 회전에 의해 증가 또는 감소한 탄성가압력을 유지한 상태로 고정하여 베어링(10)의 유동에 따른 하중에 효율적인 대처가 가능하다.
이와 같이, 본 발명의 전동 조향장치의 안티 래틀 장치(20)에 의하면, 베어링(10)을 수용하는 스프링 가이드(30)의 외주면에 결합된 지지스프링(20)의 탄성가압력을 이용하여, 종래 기술과는 달리 베어링(10)이 유동할 수 있는 모든 방향에서 베어링(10)의 유동에 따른 하중을 지지하고, 스프링 하중의 미세 조정을 통하여 최적의 프릭션과 래틀 소음 방지 효과를 갖도록 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 부품수의 감소로 인한 공정의 단순화와 원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
2 : 종래의 전동 조향장치의 안티 래틀 장치
3 : 베어링 커버 4 : 안티 래틀 플러그
5 : 안티 래틀 스프링 6 : 슬라이딩 핀
7 : 오발링 8 : 웜휠
9 : 웜축 10 : 베어링
20 : 지지스프링
30 : 스프링 가이드 32 : 몸체부
34 : 돌출결합부 36 : 가이드 스토퍼
38 : 회전홈
40 : 아우터 케이지 42 : 가이드 수용부
44 : 아우터 체결부
100 : 본 발명인 전동 조향장치의 안티 래틀 장치

Claims (6)

  1. 웜축 및 웜축과 치합하는 웜휠을 구비하는 차량의 전동 조향장치에 설치되는 안티 래틀 장치에 있어서,
    웜축의 일측에 결합된 베어링을 수용하는 몸체부를 가지는 스프링 가이드;
    상기 몸체부 외주면에 일단부가 결합되어 감기도록 마련되며, 상기 스프링 가이드를 탄성 지지함으로써, 상기 베어링의 유동에 따른 하중을 지지하는 지지스프링;및
    상기 지지스프링의 외면을 감싸며, 상기 지지스프링의 타단부가 내측면에 결합되는 가이드 수용부를 가지는 아우터 케이지;를 포함하고,
    상기 스프링 가이드는,
    상기 몸체부의 일단에 외주면을 따라 상기 몸체부의 외측방향으로 돌출되도록 마련되며, 상기 아우터 케이지와 결합하는 돌출결합부;를 더 포함하며,
    상기 스프링 가이드는 양 방향으로 회전이 가능하고,
    상기 스프링 가이드의 회전에 의하여 상기 지지스프링의 탄성가압력이 증가 또는 감소되는 것을 특징으로 하는 전동 조향장치의 안티 래틀 장치.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 아우터 케이지는,
    상기 아우터 케이지의 일단에 외주면으로부터 돌출되도록 마련되며, 전동 조향장치의 안티 래틀 장치를 고정하는 아우터 체결부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 조향장치의 안티 래틀 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 돌출결합부는 외측으로 돌출된 하나 이상의 가이드 스토퍼를 포함하고,
    상기 아우터 케이지의 아우터 체결부에는 하나 이상의 결합홈이 형성되며,
    상기 가이드 스토퍼는 상기 결합홈에 고정되는 것을 특징으로 하는 전동 조향장치의 안티 래틀 장치.
  5. 삭제
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 돌출결합부의 노출면에는 상기 스프링 가이드를 회전시키기 위한 회전홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 전동 조향장치의 안티 래틀 장치.
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