KR102106292B1 - 스티어 바이 와이어식 조향장치 - Google Patents

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Abstract

본 실시예들은 스티어 바이 와이어식 조향장치에 관한 것으로, 본 실시예들에 의하면, 구동모터에 의해 회전하며 외주면에 외주스크류홈이 형성되어 있는 볼스크류, 외주면에는 기어치가 형성되고 내주면에는 외주스크류홈과 대응되는 내주스크류홈이 형성되어 볼을 매개로 볼스크류와 결합되는 볼너트, 볼너트의 기어치와 결합되어 볼너트의 축방향 슬라이딩시 회전하면서 피트먼암을 작동시키는 섹터샤프트, 볼너트의 슬라이딩시 지지되며 멈출수 있도록, 볼너트하우징의 내주면 일측단과 타측단에 구비되거나, 볼너트의 양측단에 구비되는 멈춤지지부재를 포함하는 스티어 바이 와이어식 조향장치가 제공될 수 있다.

Description

스티어 바이 와이어식 조향장치{Steer-By-Wire Type Steering Apparatus}
본 실시예들은 스티어 바이 와이어식 조향장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 스티어 바이 와이어식 조향장치에 있어서 바퀴의 회전이 최대점에 이른 경우에는 기계적으로 바퀴가 더 이상 회전되지 않도록 함으로써 운전자의 조향안정성을 상승시킬 수 있는 스티어 바이 와이어식 조향장치에 관한 것이다.
일반적으로, 차량의 조향장치는 운전자의 스티어링 휠의 조작력을 보조하여 운전 조작의 편의를 제공하기 위해 파워스티어링이 개발되어 적용되고 있고, 파워스티어링은 유압을 이용한 유압식과, 유압과 모터의 전동력을 동시에 이용하는 전동 유압식, 모터의 전동력만을 이용한 전동식 등이 개발되어 적용되었다.
최근에는 스티어링 휠과 바퀴사이의 스티어링 컬럼이나 유니버설 조인트 혹은 피니언 샤프트와 같은 기계적인 연결장치를 제거하는 대신에 모터와 같은 전동기를 이용하여 차량의 조향이 이루어지도록 하는 스티어 바이 와이어(Steer By Wire; SBW)식 조향장치가 개발되어 적용되고 있다.
그런데, 이러한 스티어 바이 와이어식 조향장치의 경우 조향축과 바퀴와의 기계적인 연결이 없기 때문에 운전자의 조향휠 회전이 무한정 회전할 수 있어서 운전자의 조향감각을 떨어트리는 문제가 있었다.
즉, 바퀴의 회전이 최대점에 이른 경우(일반적인 조향장치에서 조향휠 또는 바퀴가 풀턴 상태인 경우) 등에는 바퀴가 더 이상 회전되지 않도록 함으로써 운전자에게 이러한 정보를 줄 수 있는 필요성이 대두되고 있다.
이에 본 실시예들은 전술한 배경에서 안출된 것으로, 스티어 바이 와이어식 조향장치에 있어서 바퀴의 회전이 최대점에 이른 경우에는 기계적으로 바퀴가 더 이상 회전되지 않도록 함으로써 운전자의 조향안정성을 상승시킬 수 있는 스티어 바이 와이어식 조향장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 실시예들의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 실시예들에 의하면, 구동모터에 의해 회전하며 외주면에 외주스크류홈이 형성되어 있는 볼스크류, 외주면에는 기어치가 형성되고 내주면에는 외주스크류홈과 대응되는 내주스크류홈이 형성되어 볼을 매개로 볼스크류와 결합되는 볼너트, 볼너트의 기어치와 결합되어 볼너트의 축방향 슬라이딩시 회전하면서 피트먼암을 작동시키는 섹터샤프트, 볼너트의 슬라이딩시 지지되며 멈출수 있도록, 볼너트하우징의 내주면 일측단과 타측단에 구비되거나, 볼너트의 양측단에 구비되는 멈춤지지부재를 포함하는 스티어 바이 와이어식 조향장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 실시예들에 의하면, 외주면에 외주스크류홈이 형성되어 있는 볼스크류, 외주면에는 기어치가 형성되고 내주면에는 외주스크류홈과 대응되는 내주스크류홈이 형성되어 볼을 매개로 볼스크류와 결합되는 볼너트, 볼너트의 기어치와 결합되어 회전하며 피트먼암을 작동시키는 섹터샤프트, 볼스크류의 단부가 결합되는 웜휠과 치합되는 웜샤프트에 구비되어 웜샤프트를 회전시키는 구동모터의 회전시 웜샤프트의 회전각을 제한하는 회전각제한부재를 포함하는 스티어 바이 와이어식 조향장치가 제공될 수 있다.
이와 같은 본 실시예들에 의하면, 스티어 바이 와이어식 조향장치에 있어서 바퀴의 회전이 최대점에 이른 경우에는 기계적으로 바퀴가 더 이상 회전되지 않도록 함으로써 운전자의 조향안전성을 상승시킬 수 있는 효과가 있게 된다.
도 1은 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치를 개략적으로 나타내는 구성도,
도 2는 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치 중 일부를 나타내는 사시도,
도 3과 도 4는 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치 중 일부를 나타내는 단면도,
도 5는 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치 중 일부를 나타내는 분해사시도,
도 6은 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치 중 일부를 나타내는 단면도,
도 7내지 도 9는 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치 중 일부를 나타내는 분해사시도,
도 10은 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치 중 일부를 나타내는 단면도이다.
이하, 본 실시예들의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세히 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 실시예들을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 실시예들의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 실시예들의 구성 요소를 설명하는데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 또 다른 구성요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치를 개략적으로 나타내는 구성도, 도 2는 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치 중 일부를 나타내는 사시도, 도 3과 도 4는 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치 중 일부를 나타내는 단면도, 도 5는 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치 중 일부를 나타내는 분해사시도, 도 6은 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치 중 일부를 나타내는 단면도, 도 7내지 도 9는 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치 중 일부를 나타내는 분해사시도, 도 10은 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치 중 일부를 나타내는 단면도이다.
본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치는, 구동모터(140)에 의해 회전하며 외주면에 외주스크류홈(315)이 형성되어 있는 볼스크류(310), 외주면에는 너트기어(327)가 형성되고 내주면에는 외주스크류홈(315)과 대응되는 내주스크류홈(325)이 형성되어 볼(313)을 매개로 볼스크류(310)와 결합되는 볼너트(320), 볼너트(320)의 너트기어(327)와 결합되어 볼너트(320)의 축방향 슬라이딩시 회전하면서 피트먼암(135)을 작동시키는 섹터샤프트(330), 볼너트(320)의 슬라이딩시 지지되며 멈출수 있도록, 볼너트하우징(160)의 내주면 일측단과 타측단에 구비되거나, 볼너트(320)의 양측단에 구비되는 멈춤지지부재(340)를 포함한다.
이러한 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치는, 운전자쪽에 가깝게 배치되는 제1조향기(100a)와 바퀴쪽에 가깝게 배치되는 제2조향기(100b)가 구비되며, 조향휠(101)과 연결된 조향축(103)의 일측에 앵글센서(105)와 토크센서(107)가 결합되고, 운전자의 조향휠(101) 조작시 이를 감지하는 앵글센서(105)와 토크센서(107)가 전기 신호를 전자제어장치(110)에 보내 반력모터(120)와 구동모터(140)가 작동되도록 되어 있다.
전자제어장치(110)는 앵글센서(105)와 토크센서(107)로부터 전송된 전기 신호와 기타 자동차에 장착된 여러 센서들로부터 전송된 전기 신호들을 기초로 반력모터(120)와 구동모터(140)를 제어하게 된다.
다만, 본 실시예들에서의 도면에는 설명의 편의를 위해 조향축(103)에 구비된 앵글센서(105)와 토크센서(107)를 조향센서로 설명하고 도시하였으나, 조향 정보를 전자제어장치(110)로 송부하기 위한 속도센서(104), 바퀴조향각센서(106), 모터 포지션센서와 각종 레이더, 카메라 화상센서 등이 구비될 수 있으며 이들 각종 센서들에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
구동모터(140)는 기어박스(130)와 연결된 피트먼암(135)을 작동시켜 피트먼암(135)과 연결된 링크(111)와 바퀴와 연결된 링크들(115, 117)을 통해 양측 바퀴(119)의 조향을 수행하게 되고, 반력모터(120)는 운전자의 조향휠(101) 조작시 반대방향의 조향 반력감을 생성시키거나 자율주행시 조향축(103)의 조향을 수행하게 되어 있다.
이러한 스티어 바이 와이어식 조향장치에 있어서는 조향휠(101)과 바퀴(119)가 기계적으로 연결되어 있지 않기 때문에 운전자의 조향휠(101) 조작시 바퀴를 임의의 각도에서 회전을 멈추게 하는 기계적 제한이 필요하게 된다.
즉, 바퀴(119)의 회전이 최대점에 이른 경우(일반적인 조향장치에서는 조향휠(101) 또는 바퀴(119)가 풀턴 상태인 경우)에 더 이상 회전되지 않도록 멈춤지지부재(340) 또는 회전각재한부재(360)가 구비됨으로써 정해진 조향 각도에서 벗어나는 바퀴의 회전을 방지하게 되어 있다.
먼저, 도 2 내지 도 4를 참조하면, 멈춤지지부재(340)는 볼너트(320)의 슬라이딩 거리를 제한하여 섹터샤프트(330)의 회전각을 제한할 수 있도록 볼너트(320)의 양측단에 구비되거나 볼너트하우징(160)의 내주면에 구비되어 있다.
구동모터(140)에 의해 회전하는 볼스크류(310)는 외주면에 외주스크류홈(315)이 형성되어 있고 볼(313)을 매개로 볼스크류(310)와 결합되는 볼너트(320)는 내주면에 볼스크류(310)의 외주스크류홈(315)과 대응되는 내주스크류홈(325)이 형성되어 있다.
볼너트(320)의 외주면에는 너트기어(327)가 형성되어 있어서 이와 맞물리는 섹터샤프트(330)를 회전시키게 된다.
섹터샤프트(330)는 일측에 볼너트(320)의 너트기어(327)와 결합되는 섹터기어(337)가 형성되어 있어서, 볼너트(320)가 회전하면서 축방향으로 슬라이딩할 때 섹터샤프트(330)가 회전하면서 피트먼암(135)을 작동시키게 되어 있다.
그리고, 볼너트(320)의 슬라이딩시 지지되며 멈출수 있도록, 멈춤지지부재(340)가 볼너트하우징(160)의 내주면 일측단과 타측단에 구비되거나, 볼너트(320)의 양측단에 구비된다.
즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 멈춤지지부재(340)가 볼너트하우징(160)의 일측단과 타측단에 구비되는 경우 멈춤지지부재(340)는 링형상으로 형성되며 볼너트하우징(160)의 단턱부에 축방향으로 지지되며 락스크류(345)로 고정된다.
볼스크류(310)의 상단 외주면과 하단 외주면에는 각각 상부베어링(161)과 하부베어링(163)이 결합되어 지지되고, 상부베어링(161)의 외륜과 볼너트하우징(160)의 사이에는 상부지지부재(162)가 결합되며, 볼너트하우징(160)의 하측 단부에 결합되는 커버부재(165)에는, 하부베어링(163)의 외륜과 볼너트하우징(160)의 사이를 지지하는 돌출지지부(166)가 구비된다.
그리고, 볼너트(320)의 슬라이딩시 볼너트하우징(160)의 일측단에서는 멈춤지지부재(340)가 상부베어링(161)의 외륜과 상부지지부재(162)의 하측을 지지하고, 볼너트하우징(160)의 타측단에서는 멈춤지지부재(340)가 볼너트하우징(160)의 하측 단부에 형성된 단턱부(164)와 커버부재(165)의 돌출지지부(166) 상측을 지지한다.
다만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 멈춤지지부재(340)가 볼너트하우징(160)의 일측단과 타측단에 구비되는 경우 멈춤지지부재(340)가 볼너트하우징(160)의 내주면에 일체로 형성될 수 있다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이 멈춤지지부재(340)가 볼너트(320)의 양측단에 구비되는 경우, 멈춤지지부재(340)는 링형상으로 형성되어 볼너트(320)의 외주면에 형성된 단턱부에 축방향으로 지지되며 락너트(346)로 고정된다.
그리고, 볼너트(320)의 슬라이딩시 볼너트하우징(160)의 일측단에서는 멈춤지지부재(340) 또는 락너트(346)가 상부지지부재(162)에 지지되고, 볼너트하우징(160)의 타측단에서는 멈춤지지부재(340) 또는 락너트(346)가 볼너트하우징(160)의 단턱부(164)와 커버부재(165)의 돌출지지부(166)에 지지된다.
다만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 멈춤지지부재(340)가 볼너트(320)의 양측단에 구비되는 경우, 멈춤지지부재(340)가 볼너트(320)의 외주면에 일체로 형성될 수 있다.
볼스크류(310)와 구동모터(140)의 사이에는 감속기(150)가 구비되는데, 여기서 감속기(150)는 볼스크류(310)의 단부가 결합되는 웜휠(305), 웜휠(305)과 치합되며 구동모터(140)와 연결되어 회전하는 웜샤프트(350)를 포함한다.
그리고, 이러한 본실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치는, 조향휠(101)의 작동에 따른 운전자의 조향신호를 감지하는 조향센서가 구비되어 있는 제1조향기(100a), 조향센서로부터 입력되는 조향신호에 따라 구동모터(140)로 조향 제어신호를 송출하는 전자제어장치(110)를 포함할 수 있다.
여기서, 운전자의 조향신호를 감지하는 조향센서에는 앵글센서(105)와 토크센서(107)와 기타 자동차에 장착된 속도센서(104), 바퀴조향각센서(106) 등의 여러 센서들이 포함될 수 있으며, 이들 각종 센서로부터 전송된 전기 신호들을 기초로 구동모터(140)를 제어하게 된다.
한편, 도 5 내지 도 10을 참조하면 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치는, 외주면에 외주스크류홈(315)이 형성되어 있는 볼스크류(310), 외주면에는 너트기어(327)가 형성되고 내주면에는 외주스크류홈(315)과 대응되는 내주스크류홈(325)이 형성되어 볼(313)을 매개로 볼스크류(310)와 결합되는 볼너트(320), 볼너트(320)의 너트기어(327)와 결합되어 회전하며 피트먼암(135)을 작동시키는 섹터샤프트(330), 볼스크류(310)의 단부가 결합되는 웜휠(305)과 치합되는 웜샤프트(350)에 구비되어 웜샤프트(350)를 회전시키는 구동모터(140)의 회전시 웜샤프트(350)의 회전각을 제한하는 회전각제한부재(360)를 포함한다.
이 경우, 전술한 도 2 내지 도 4에 도시된 실시예와 달리 회전각제한부재(360)는 웜샤프트(350)에 구비되어 있으며 구동모터(140)의 회전시 웜샤프트(350)와 웜휠(305), 볼스크류(310), 볼너트(320)의 회전각을 제한시켜 섹터샤프트(330)의 작동각을 제한하게 되어 있다.
볼스크류(310)는 외주면에 외주스크류홈(315)이 형성되어 있고 볼을 매개로 볼스크류(310)와 결합되는 볼너트(320)는 내주면에 볼스크류(310)의 외주스크류홈(315)과 대응되는 내주스크류홈(325)이 형성되어 있다.
볼스크류(310)의 상단 외주면과 하단 외주면에는 각각 상부베어링(161)과 하부베어링(163)이 결합되어 지지되고, 상부베어링(161)의 외륜과 볼너트하우징(160)의 사이에는 상부지지부재(162)가 결합되며, 볼너트하우징(160)의 하측 단부에 결합되는 커버부재(165)에는, 하부베어링(163)의 외륜과 볼너트하우징(160)의 사이를 지지하는 돌출지지부(166)가 구비된다.
볼너트(320)의 외주면에는 너트기어(327)가 형성되어 있어서 이와 맞물리는 섹터기어를 회전시키게 된다.
섹터샤프트(330)는 일측에 볼너트(320)의 너트기어(327)와 결합되는 섹터기어(337)가 형성되어 있어서, 볼너트(320)가 회전하면서 축방향으로 슬라이딩할 때 섹터샤프트(330)가 회전하면서 피트먼암(135)을 작동시키게 되어 있다.
그리고, 볼너트(320)의 슬라이딩시 지지되며 멈출수 있도록, 멈춤지지부재(340)가 볼너트하우징(160)의 내주면 일측단과 타측단에 구비되거나, 볼너트(320)의 양측단에 구비된다.
도 5 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 회전각제한부재(360)는 웜샤프트(350)의 단부에 구비되며 볼스크류(310)의 단부와 결합되는 웜휠(305)과 치합되어 있어서 웜샤프트(350)를 회전시키는 구동모터(140)의 회전시 웜샤프트(350)의 회전각을 제한시킨다.
여기서, 회전각제한부재(360)는, 원통형으로 형성되어 웜샤프트(350)의 단부에 구비되며 외주면에 제1스크류홈(361a)이 형성되어 있는 스크류부재(361), 원통형으로 형성되어 스크류부재(361)의 외주측에 결합되며 내주면에 스크류부재(361)의 제1스크류홈(361a)과 대응되는 제2스크류홈(371a)이 형성되어 스크류부재(361)의 회전시 축방향으로 이동하는 스크류너트(370), 스크류부재(361)의 일측단과 타측단의 외주면에 각각 고정되는 제1스토퍼(365a) 및 제2스토퍼(365b), 기어하우징(155)에 고정되며 스크류너트(370)의 외주면을 지지하여 웜샤프트(350)의 회전시 스크류너트(370)의 회전을 방지하는 가이드부재(380)를 포함한다.
웜샤프트(350)의 단부가 삽입되도록 원통형으로 형성되는 스크류부재(361)는 외주면에 나사형상으로 형성되는 제1스크류홈(361a)이 형성되어 내주면에 이와 대응되는 나사형상의 제2스크류홈(371a)이 형성되어 있는 스크류너트(370)와 결합된다.
따라서, 스크류부재(361)가 웜샤프트(350)와 연동되어 회전하면 스크류너트(370)가 축방향으로 슬라이딩 운동이 이루어지게 되어 있다.
그리고, 스크류너트(370)는 외주면 일측에 가이드부재(380)가 지지되어 회전이 방지되는 지지면(377)이 구비되어 있어서 스크류부재(361)의 회전시 스크류너트(370)가 회전되지 않고 축방향의 슬라이딩이 이루어지게 되어 있다.
여기서, 스크류너트(370)에 구비되어 있는 지지면(377)은 스크류너트(370)의 외주면 일측이 절개되어 평면 또는 곡면으로 형성되어 가이드부재(380)에 지지됨으로써 스크류너트(370)가 회전되는 것을 방지하게 되어 있다.
가이드부재(380)는 기어하우징(155)에 결합되어 고정되는 고정부(381)와, 고정부(381)에서 돌출되어 스크류너트(370)에 지지되는 가이드부(385)가 구비되어 있다.
제1스토퍼(365a)와 제2스토퍼(365b)는 각각 스크류너트(370)에 결합되는 락너트(362, 364)로 축방향으로 지지되며 고정되어 스크류너트(370)와 연동되어 회전한다.
또한, 웜샤프트(350)의 단부 외주면에는 축방향으로 형성되는 외주세레이션(351)이 구비되어 있고 스크류부재(361)의 내주면에는 웜샤프트(350)의 외주세레이션(351)에 대응되는 내주세레이션(361b)이 구비되어 있어서, 웜샤프트(350)의 회전시 스크류부재(361)가 헛돌지 않게 되어 있다.
스크류너트(370)의 일측면과 타측면에는 각각 원주방향으로 갈수록 축방향의 돌출량이 커지도록 경사면으로 형성된 제1너트지지부(375a)와 제2너트지지부(375b)가 구비되어 있다.
그리고, 제1너트지지부(375a)와 대향되는 제1스토퍼(365a)의 대향면과, 제2너트지지부(375b)와 대향되는 제2스토퍼(365b)의 대향면 각각에는 제1너트지지부(375a)와 제2너트지지부(375b)에 각각 대응되는 제1스토퍼지지부(366a)와 제2스토퍼지지부(366b)가 구비되어 있다.
여기서, 제1너트지지부(375a)는 일측 원주방향으로 갈수록 축방향의 돌출량이 커지도록 형성되고, 상기 제2너트지지부(375b)는 타측 원주방향으로 갈수록 축방향의 돌출량이 커지도록 형성된다.
그리고, 제1스토퍼지지부(366a)는 제1너트지지부(375a)와 반대인 타측 원주방향으로 갈수록 축방향의 돌출량이 커지도록 형성되고, 상기 제2스토퍼지지부(366b)는 제2너트지지부(375b)와 반대인 일측 원주방향으로 갈수록 축방향의 돌출량이 커지도록 형성된다.
즉, 제1스토퍼(365a)와 스크류너트(370), 제2스토퍼(365b)를 축방향으로 보았을때 서로 대향되는 제1스토퍼지지부(366a)와 제1너트지지부(375a)가 서로 반대방향의 원주방향으로 갈수록 축방향의 돌출량이 커지도록 형성되고, 제2너트지지부(375b)와 제2스토퍼지지부(366b)도 서로 반대방향의 원주방향으로 갈수록 축방향의 돌출량이 커지도록 형성된다.
따라서, 스크류너트(370)가 축방향의 일측으로 슬라이딩될 때 웜샤프트(350)와 연동되어 회전하는 제1스토퍼(365a)가 회전하면서 제1너트지지부(375a)와 결합되고, 스크류너트(370)가 축방향의 타측으로 슬라이딩될 때 웜샤프트(350)와 연동되어 회전하는 제2스토퍼(365b)가 회전하면서 제2너트지지부(375b)와 결합되어 스크류너트(370)가 멈추도록 되어 있다.
여기서, 점진적으로 돌출되는 원주방향은 웜샤프트(350)의 회전방향과 스크류너트(370)의 슬라이딩 방향에 따라서 가장 많이 돌출된 부위끼리 서로 맞물리도록 결정된다.
이러한 본실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치는, 조향휠(101)의 작동에 따른 운전자의 조향신호를 감지하는 조향센서가 구비되어 있는 제1조향기(100a), 조향센서로부터 입력되는 조향신호에 따라 구동모터(140)로 조향 제어신호를 송출하는 전자제어장치(110)를 포함할 수 있다.
여기서, 운전자의 조향신호를 감지하는 조향센서에는 앵글센서(105)와 토크센서(107)와 기타 자동차에 장착된 속도센서(104), 바퀴조향각센서(106) 등의 여러 센서들이 포함될 수 있으며, 이들 각종 센서로부터 전송된 전기 신호들을 기초로 구동모터(140)를 제어하게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시예들에 의하면, 스티어 바이 와이어식 조향장치에 있어서 바퀴의 회전이 최대점에 이른 경우에는 기계적으로 바퀴가 더 이상 회전되지 않도록 함으로써 운전자의 조향감각을 상승시킬 수 있는 효과가 있게 된다.
이상에서, 본 실시예들의 실시예들을 구성하는 모든 구성요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 실시예들이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 실시예들의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.
이상의 설명은 본 실시예들의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예들의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들에 개시된 실시예들은 본 실시예들의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예들의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예들의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예들의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
101: 조향휠 103: 조향축
130: 기어박스 135: 피트먼암
140: 구동모터 150: 감속기
155: 기어하우징 310: 볼스크류
320: 볼너트 330: 섹터샤프트
350: 웜샤프트 361: 스크류부재
365a: 제1스토퍼 365b: 제2스토퍼
370: 스크류너트

Claims (18)

  1. 구동모터에 의해 회전하며 외주면에 외주스크류홈이 형성되어 있는 볼스크류;
    외주면에는 기어치가 형성되고 내주면에는 상기 외주스크류홈과 대응되는 내주스크류홈이 형성되어 볼을 매개로 상기 볼스크류와 결합되는 볼너트;
    상기 볼너트의 기어치와 결합되어 상기 볼너트의 축방향 슬라이딩시 회전하면서 피트먼암을 작동시키는 섹터샤프트;
    상기 볼너트의 슬라이딩시 지지되며 멈출수 있도록, 볼너트하우징의 내주면 일측단과 타측단에 구비되거나, 상기 볼너트의 양측단에 구비되는 멈춤지지부재;
    상기 볼스크류의 상단 외주면을 지지하는 상부베어링;
    상기 볼스크류의 하단 외주면을 지지하는 하부베어링;
    상기 상부베어링의 외륜과 상기 볼너트하우징의 사이에 결합되는 상부지지부재;
    상기 하부베어링의 외륜과 상기 볼너트하우징의 사이를 지지하는 돌출지지부가 구비되며 상기 볼너트하우징의 하측 단부에 결합되는 커버부재;
    를 포함하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 멈춤지지부재가 상기 볼너트하우징의 일측단과 타측단에 구비되는 경우 상기 멈춤지지부재는 링형상으로 형성되어 상기 볼너트하우징에 축방향으로 지지되며 락스크류로 고정되어, 상기 볼너트하우징의 일측단에서는 상기 상부베어링의 외륜과 상기 상부지지부재의 하측을 지지하고, 상기 볼너트하우징의 타측단에서는 상기 볼너트하우징의 하측 단부에 형성된 단턱부와 상기 돌출지지부의 상측을 지지하는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 멈춤지지부재가 상기 볼너트하우징의 일측단과 타측단에 구비되는 경우 상기 멈춤지지부재는 상기 볼너트하우징의 내주면에 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 멈춤지지부재가 상기 볼너트의 양측단에 구비되는 경우, 상기 멈춤지지부재는 링형상으로 형성되어 상기 볼너트에 축방향으로 지지되며 락너트로 고정되어 상기 멈춤지지부재 또는 락너트가 일측에서는 상기 상부지지부재에 지지되고 타측에서는 상기 볼너트하우징의 하측 단부에 형성된 단턱부와 상기 돌출지지부에 지지되는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 멈춤지지부재가 상기 볼너트의 양측단에 구비되는 경우, 상기 멈춤지지부재는 상기 볼너트의 외주면에 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 볼스크류와 구동모터의 사이에는 상기 볼스크류의 단부가 결합되는 웜휠, 상기 웜휠과 치합되며 상기 구동모터와 연결되어 회전하는 웜샤프트를 포함하는 감속기가 구비되는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    조향휠의 작동에 따른 운전자의 조향신호를 감지하는 조향센서가 구비되어 있는 제1조향기;
    상기 조향센서로부터 입력되는 조향신호에 따라 상기 구동모터로 조향 제어신호를 송출하는 전자제어장치;
    를 포함하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  8. 외주면에 외주스크류홈이 형성되어 있는 볼스크류;
    외주면에는 기어치가 형성되고 내주면에는 상기 외주스크류홈과 대응되는 내주스크류홈이 형성되어 볼을 매개로 상기 볼스크류와 결합되는 볼너트;
    상기 볼너트의 기어치와 결합되어 회전하며 피트먼암을 작동시키는 섹터샤프트;
    상기 볼스크류의 단부가 결합되는 웜휠과 치합되는 웜샤프트에 구비되어 상기 웜샤프트를 회전시키는 구동모터의 회전시 상기 웜샤프트의 회전각을 제한하는 회전각제한부재;
    상기 볼스크류의 상단 외주면을 지지하는 상부베어링;
    상기 볼스크류의 하단 외주면을 지지하는 하부베어링;
    상기 상부베어링의 외륜과 상기 볼너트하우징의 사이에 결합되는 상부지지부재;
    상기 하부베어링의 외륜과 상기 볼너트하우징의 사이를 지지하는 돌출지지부가 구비되며 상기 볼너트하우징의 하측 단부에 결합되는 커버부재;
    를 포함하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 회전각제한부재는,
    원통형으로 상기 웜샤프트의 단부에 구비되며 외주면에 제1스크류홈이 형성되어 있는 스크류부재;
    원통형으로 상기 스크류부재의 외주측에 결합되며 내주면에 상기 제1스크류홈과 대응되는 제2스크류홈이 형성되어 상기 스크류부재의 회전시 축방향으로 이동하는 스크류너트;
    상기 스크류부재의 일측단과 타측단의 외주면에 각각 고정되는 제1스토퍼 및 제2스토퍼;
    기어하우징에 고정되며 상기 스크류너트의 외주면을 지지하여 상기 웜샤프트의 회전시 상기 스크류너트의 회전을 방지하는 가이드부재;
    를 포함하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 스크류너트는 외주면 일측에 상기 가이드부재가 지지되어 회전이 방지되는 지지면이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 지지면은 상기 스크류너트의 외주면 일측이 절개되어 형성되는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 가이드부재는 상기 기어하우징에 결합되어 고정되는 고정부와 상기 고정부에서 돌출되어 상기 스크류너트에 지지되는 가이드부가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1스토퍼와 제2스토퍼는 각각 상기 스크류너트에 결합되는 락너트로 축방향으로 지지되며 고정되는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 웜샤프트의 단부 외주면에는 축방향으로 형성되는 외주세레이션이 구비되고 상기 스크류부재의 내주면에는 상기 외주세레이션에 대응되는 내주세레이션이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 스크류너트의 일측면과 타측면에는 각각 원주방향으로 갈수록 축방향의 돌출량이 커지도록 경사면으로 형성된 제1너트지지부와 제2너트지지부가 구비되고, 상기 제1너트지지부와 대향되는 상기 제1스토퍼의 대향면과 상기 제2너트지지부와 대향되는 제2스토퍼의 대향면 각각에 상기 제1너트지지부와 제2너트지지부에 각각 대응되는 제1스토퍼지지부와 제2스토퍼지지부가 구비되는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제1너트지지부는 일측 원주방향으로 갈수록 축방향의 돌출량이 커지도록 형성되고, 상기 제2너트지지부는 타측 원주방향으로 갈수록 축방향의 돌출량이 커지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제1스토퍼지지부는 타측 원주방향으로 갈수록 축방향의 돌출량이 커지도록 형성되고, 상기 제2스토퍼지지부는 일측 원주방향으로 갈수록 축방향의 돌출량이 커지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  18. 제 8 항에 있어서,
    조향휠의 작동에 따른 운전자의 조향신호를 감지하는 조향센서가 구비되어 있는 제1조향기;
    상기 조향센서로부터 입력되는 조향신호에 따라 상기 구동모터로 조향 제어신호를 송출하는 전자제어장치;
    를 포함하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
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