KR102318137B1 - 랙 어시스트 전동 조향장치 - Google Patents

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Abstract

랙 어시스트 전동 조향장치에 대한 발명이 개시된다. 개시된 랙 어시스트 전동 조향장치는: 랙바의 외측면을 감싸는 랙하우징본체와, 랙하우징본체에서 일측으로 연장형성되는 파워팩결합부를 구비하는 랙하우징부와; 파워팩결합부와 결합되어 랙하우징본체와 마주보는 파워팩부와; 랙하우징본체와 파워팩부 사이에 배치되고, 탄성재질을 포함하여 이루어지는 댐퍼부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

랙 어시스트 전동 조향장치{RACK-MOTOR DRIVEN POWER STEERING}
본 발명은 랙 어시스트 전동 조향장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 파워팩부에서 랙하우징부로 전달되는 진동이 감소됨은 물론, 파워팩부의 움직임이 줄어드는 랙 어시스트 전동 조향장치에 관한 것이다.
일반적으로, 랙 어시스트 전동 조향장치(Rack-Motor Driven Power Steering, 이하 R-MDPS)는 유압을 이용하지 않고, 모터동력으로 조향파워를 어시스트(assist)하는 방식이다. 이러한 랙 어시스트 전동 조향장치는 파워팩, 랙하우징 및 파워팩과 랙하우징을 연결하는 브라켓을 구비한다. 그러나, 파워팩에서 발생하는 진동이 브라켓을 통해 랙하우징으로 증가되어 전달되는 공진현상이 발생하는 문제점이 있다. 따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명에 대한 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2014-0006284호(발명의 명칭: 랙 어시스트 전동 조향장치 및 이의 조립방법, 공개일: 2014.01.16.)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로서, 파워팩부에서 랙하우징부로 전달되는 진동이 감소됨은 물론, 파워팩부의 움직임이 줄어드는 랙 어시스트 전동 조향장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 랙 어시스트 전동 조향장치는: 랙바의 외측면을 감싸는 랙하우징본체와, 상기 랙하우징본체에서 일측으로 연장형성되는 파워팩결합부를 구비하는 랙하우징부; 상기 파워팩결합부와 결합되어 상기 랙하우징본체와 마주보는 파워팩부; 및 상기 랙하우징본체와 상기 파워팩부 사이에 배치되고, 탄성재질을 포함하여 이루어지는 댐퍼부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 댐퍼부는, 탄성부; 및 상기 탄성부의 내부에 내장되는 제1플레이트와, 상기 제1플레이트에서 일측으로 설정각도로 구부러지게 연장되는 제2플레이트를 구비하는 플레이트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 탄성부에는 상기 파워팩부와 접촉되는 면에 이격되게 복수개의 진동조절홈부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 탄성부에는 상기 파워팩부와 접촉되는 면에 이격되게 복수개의 진동조절돌기부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2플레이트에는 구부러진 부분에 오목한 형상의 비드부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 랙하우징본체는 외측면에 결합홈부가 형성되고, 상기 제1플레이트에는 상기 결합홈부와 마주보는 결합홀부가 형성되며, 상기 결합홀부를 관통하여 상기 결합홈부에 결합되는 결합부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1플레이트는 상기 결합홀부의 테두리에서 상기 제2플레이트와 동일한 방향으로 연장형성되며, 상기 결합부의 이동을 안내하는 제3플레이트;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 랙 어시스트 전동 조향장치는 탄성재질을 포함하여 이루어지는 댐퍼부를 통해 파워팩부에서 랙하우징부로 전달되는 진동이 감소됨은 물론, 파워팩부의 움직임이 줄어드는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 댐퍼부는 탄성부의 내부에 플레이트가 내장된 구성으로, 이를 통해 댐퍼부는 움직임이 방지될 뿐만 아니라, 형상이 고정되는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 탄성부는 파워팩부와 접촉되는 면에 진동조절홈부 또는 진동조절돌기부가 형성됨으로써, 파워팩부와 댐퍼부의 접촉을 줄일 수 있어, 파워팩부로부터 발생하는 진동 주파수를 변동시켜 진동이 커지는 공진 현상이 발생하는 것을 막을 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 제2플레이트에는 구부러진 부분에 오목한 형상의 비드부가 형성되므로, 제2플레이트의 구부러진 상태가 지속적으로 유지될 뿐만 아니라, 사출성형작업시 탄성부가 비드부의 내부로 유입되어 일체로 사출성형됨으로써, 탄성부와 플레이트의 결합력이 증대될 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 결합홀부의 테두리에서 제2플레이트와 동일한 방향으로 연장형성되며, 결합부의 이동을 안내하는 제3플레이트를 통해 결합부가 플레이트를 용이하게 관통하여 랙하우징본체의 결합홈부에 결합될 수 있음은 물론, 결합부가 플레이트를 관통시 탄성부와 직접적으로 접촉되는 것이 방지되어 탄성부가 파손되는 것을 막을 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 랙 어시스트 전동 조향장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 랙 어시스트 전동 조향장치의 랙하우징부, 파워팩부 및 댐퍼부 부분을 확대한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 랙 어시스트 전동 조향장치의 랙하우징부로부터 파워팩부 및 댐퍼부를 분해한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 랙 어시스트 전동 조향장치의 댐퍼부를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 랙 어시스트 전동 조향장치의 댐퍼부를 분해한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 랙 어시스트 전동 조향장치의 댐퍼부의 일측을 바라본 도면이다.
도 7은 도 6의 A-A' 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 랙 어시스트 전동 조향장치의 댐퍼부의 다른 예를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 랙 어시스트 전동 조향장치를 설명하도록 한다.
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 랙 어시스트 전동 조향장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 랙 어시스트 전동 조향장치의 랙하우징부, 파워팩부 및 댐퍼부 부분을 확대한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 랙 어시스트 전동 조향장치의 랙하우징부로부터 파워팩부 및 댐퍼부를 분해한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 랙 어시스트 전동 조향장치의 댐퍼부를 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 랙 어시스트 전동 조향장치의 댐퍼부를 분해한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 랙 어시스트 전동 조향장치의 댐퍼부의 일측을 바라본 도면이고, 도 7은 도 6의 A-A' 단면도이다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 랙 어시스트 전동 조향장치(1)는 랙하우징부(100), 파워팩부(200) 및 댐퍼부(300)를 포함한다. 랙하우징부(100)는 랙하우징본체(110)와 파워팩결합부(120)를 구비한다. 랙하우징본체(110)는 관형상으로 랙바(미도시)의 외측면을 감싼다. 랙하우징본체(110)를 기준으로 좌측에(도 1 기준) 배치되는 제1타이로드(10)와, 우측에(도 1 기준) 배치되는 제2타이로드(20)는 각각 랙바와 연결된다. 이때, 제1타이로드(10) 및 제2타이로드(20)와 랙바과 연결된 부분의 외측을 벨로우드(30)가 감싼다. 이렇게 연결된 제1타이로드(10)는 좌측휠의 너클(미도시)과 연결되고, 제2타이로드(20)는 우측횔의 너클(미도시)과 연결된다.
파워팩결합부(120)는 랙하우징부(100)에서 일측으로 연장형성된다. 도 2에 도시된 것과 같이 파워팩결합부(120)는 랙하우징부(100)에서 하측으로(도 2 기준) 연장형성되어 파워팩부(200)의 측부가 접촉된다. 이때, 파워팩결합부(120)의 크기는 파워팩부(200)의 측부 크기와 동일하거나 넓을 수 있다.
파워팩부(200)는 파워팩결합부(120)와 결합되어 랙하우징본체(110)와 마주본다. 파워팩부(200)은 모터(미도시)와, 모터의 작동을 제어하는 전자제어부(ECU: Electronic Control Unit)(미도시)를 구비한다. 파워팩부(200)에는 복수개의 체결홈부(210)가 형성되며, 파워팩결합부(120)에는 체결홈부(210)와 마주보도록 복수개의 체결홀부(121)가 형성된다. 볼트 등 결합부재(500)가 체결홀부(121)를 관통하여 체결홈부(210)에 체결됨으로써, 파워팩부(200)와 파워팩결합부(120)가 결합될 수 있다.
댐퍼부(300)는 랙하우징본체(110)와 파워팩부(200) 사이에 배치되고, 탄성재질을 포함하여 이루어진다. 댐퍼부(300)는 탄성부(310)와 플레이트(320)를 포함한다. 일 예로, 탄성부(310)는 수소화니트릴부타디엔 고무(HNBR: Hydrogenated Nitrile Butadiene Rubber) 재질로 경도가 Hs70일 수 있다. 이로써, 파워팩부(200)에서 발생되는 진동이 랙하우징부(100)로 전달되는 것이 감소됨은 물론, 파워팩부(200)의 움직임을 줄일 수 있는 효과가 있다.
탄성부(310)는 플레이트(320)와 일체로 사출성형되어 플레이트(320)의 외측면을 감싸도록 제작된다. 이렇게 탄성부(310)가 플레이트(320)와 일체로 사출성형되는 제작과정에서 플레이트(320)는 고정부(미도시)를 통해 복수개의 부분이 고정되므로, 플레이트(320)가 견고하게 고정된 상태에서 사출성형 작업이 이루어질 수 있다. 따라서, 고정부가 고정된 부분에는 탄성부(310)가 존재하지 않게 된다. 즉, 탄성부(310)에는 고정홀부(312)가 남겨질 수 있다(도 5 참조).
플레이트(320)는 탄성부(310)의 내부에 내장된다. 이로 인해, 댐퍼부(300)가 랙하우징본체(110)와 결합되면, 탄성부(310)는 밀리는 등 움직이는 것이 방지될 뿐만 아니라, 형상이 고정된다. 즉, 댐퍼부(300)가 움직이는 것이 방지됨은 물론, 형성이 고정된다. 이때, 플레이트(320)는 냉간압연 강판(SPCC: Steel Plate Cold Commercial) 재질을 포함하여 이루어질 수 있다.
플레이트(320)는 제1플레이트(321)와 제2플레이트(322)를 구비한다. 제1플레이트(321)는 판 형상으로 형성되며, 랙하우징본체(110)와 파워팩부(200) 사이에 수직방향으로(도 2, 도 3 기준) 배치된다.
제2플레이트(322)는 제1플레이트(321)에서 일측으로 설정각도로 구부러지게 연장된다. 이때, 제2플레이트(322)의 구부러진 방향은 랙하우징본체(110)를 향한다.
탄성부(310)에는 파워팩부(200)와 접촉되는 면(310a)에 이격되게 복수개의 진동조절홈부(311)가 형성될 수 있다. 파워팩부(200)와 접촉되는 면(310a)은 파워팩부(200)의 라운드진 측부와 대응되도록 라운드지게 형성되며, 진동조절홈부(311)가 서로 이격되게 일렬로 배치된다.
이와 같이, 진동이 발생하는 진동 발생원인 파워팩부(200)와 접촉되는 면(310a)에 진동조절홈부(311)가 형성됨으로써, 파워팩부(200)와의 접촉을 줄일 수 있어, 파워팩부(200)로부터 발생하는 진동 주파수를 변동시켜 공진 영역을 회피할 수 있다. 즉, 진동이 커지는 공진 현상이 발생하는 것을 막을 수 있다. 이로써, 파워팩부(200)에서 랙하우징부(100)로 전달되는 진동을 감소시킬 수 있다.
제2플레이트(322)에는 구부러진 부분(322a)에 오목한 형상의 비드부(323)가 형성된다. 이에 따라, 제2플레이트(322)의 구부러진 상태가 오랫동안 유지될 수 있다. 또한, 사출성형작업시 탄성부(310)가 비드부(323)의 내부로 유입되어 일체로 사출성형됨으로써, 탄성부(310)와 플레이트(320)의 결합력이 증대될 수 있다.
랙하우징본체(110)는 외측면에 결합홈부(111)가 형성되고, 제1플레이트(321)에는 결합홈부(111)와 마주보는 결합홀부(321a)가 형성된다.
랙 어시스트 전동 조향장치(1)는 결합홀부(321a)를 관통하여 결합홈부(111)에 결합되는 결합부(400)를 더 포함한다. 결합부(400)는 볼트로 제1플레이트(321)에 형성된 결합홀부(321a)를 관통하여 결합홈부(111)에 결합되므로, 댐퍼부(300)와랙하우징본체(110)의 결합이 용이할 수 있을 뿐만 아니라, 댐퍼부(300)와 랙하우징본체(110)의 결합시 댐퍼부(300)가 부스러지거나 갈라지는 등 파손되는 것을 막을 수 있다.
제1플레이트(321)는 제3플레이트(324)를 더 포함한다. 제3플레이트(324)는 결합홀부(321a)의 테두리에서 제2플레이트(322)와 동일한 방향으로 연장형성되며, 결합부(400)의 이동을 안내한다. 즉, 결합부(400)가 제3플레이트(324)를 따라 이동되어 제1플레이트(321)를 용이하게 관통하여 랙하우징본체(110)의 결합홈부(111)에 결합될 수 있다. 더불어, 결합부(400)가 제1플레이트(321)를 관통시 탄성부(310)와 직접적으로 접촉되는 것을 막아 탄성부(310)가 파손되는 것을 방지할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 랙 어시스트 전동 조향장치의 댐퍼부의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 탄성부(310)에는 파워팩부(200)와 접촉되는 면(310a)에 이격되게 복수개의 진동조절돌기부(313)가 형성될 수 있다. 이때, 진동조절돌기부(313)는 파워팩부(200)와 접촉되는 면(310a)에 서로 이격되게 일렬로 배치된다.
이와 같이, 진동이 발생하는 진동 발생원인 파워팩부(200)와 접촉되는 면(310a)에 진동조절돌기부(313)가 형성됨으로써, 파워팩부(200)와의 접촉을 줄일 수 있어, 파워팩부(200)로부터 발생하는 진동 주파수를 변동시켜 공진 영역을 회피할 수 있다. 즉, 진동이 커지는 공진 현상이 발생하는 것을 막을 수 있다. 이로써, 파워팩부(200)에서 랙하우징부(100)로 전달되는 진동을 감소시킬 수 있다.
본 실시예에 따른 발명에서는 파워팩부(200)와 접촉되는 면(310a)에 진동조절돌기부(313) 또는 진동조절홈부(311)가 복수개가 일렬로 형성되는 것으로 도시되지만, 이는 한정된 것이 아니라 상황에 따라 배치방식이 달라질 수 있으며, 파워팩부(200)와 접촉을 줄일 수 있는 범위 내에서 진동조절돌기부(313) 또는 진동조절홈부(311)는 다양한 형상으로 변경가능하다.
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.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
1 : 랙 어시스트 전동 조향장치 10 : 제1타이로드
20 : 제2타이로드 30 : 벨로우드
100 : 랙하우징부 110 : 랙하우징본체
111 : 결합홈부 120 : 파워팩결합부
121 : 체결홀부 200 : 파워팩부
210 : 체결홈부 300 : 댐퍼부
310 : 탄성부 310a : 접촉면
311 : 진동조절홈부 312 : 고정홀부
313 : 진동조절돌기부 320 : 플레이트
321 : 제1플레이트 321a : 결합홀부
322 : 제2플레이트 322a : 구부러진 부분
323 : 비드부 324 : 제3플레이트
400 : 결합부
500 : 결합부재

Claims (7)

  1. 랙바의 외측면을 감싸는 랙하우징본체와, 상기 랙하우징본체에서 일측으로 연장형성되는 파워팩결합부를 구비하는 랙하우징부;
    상기 파워팩결합부와 결합되어 상기 랙하우징본체와 마주보는 파워팩부; 및
    상기 랙하우징본체와 상기 파워팩부 사이에 배치되고, 탄성재질을 포함하여 이루어지는 댐퍼부;를 포함하고,
    상기 댐퍼부는, 탄성부와, 상기 탄성부의 내부에 내장되는 제1플레이트와, 상기 제1플레이트에서 일측으로 설정각도로 구부러지게 연장되는 제2플레이트를 구비하는 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 랙 어시스트 전동 조향장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 탄성부에는 상기 파워팩부와 접촉되는 면에 이격되게 복수개의 진동조절홈부가 형성되는 것을 특징으로 하는 랙 어시스트 전동 조향장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 탄성부에는 상기 파워팩부와 접촉되는 면에 이격되게 복수개의 진동조절돌기부가 형성되는 것을 특징으로 하는 랙 어시스트 전동 조향장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제2플레이트에는 구부러진 부분에 오목한 형상의 비드부가 형성되는 것을 특징으로 하는 랙 어시스트 전동 조향장치.
  6. 랙바의 외측면을 감싸는 랙하우징본체와, 상기 랙하우징본체에서 일측으로 연장형성되는 파워팩결합부를 구비하는 랙하우징부;
    상기 파워팩결합부와 결합되어 상기 랙하우징본체와 마주보는 파워팩부; 및
    상기 랙하우징본체와 상기 파워팩부 사이에 배치되고, 탄성재질을 포함하여 이루어지는 댐퍼부;를 포함하고,
    상기 댐퍼부는, 탄성부와, 상기 탄성부의 내부에 내장되는 제1플레이트와, 상기 제1플레이트에서 일측으로 설정각도로 구부러지게 연장되는 제2플레이트를 구비하는 플레이트를 포함하고,
    상기 랙하우징본체는 외측면에 결합홈부가 형성되고,
    상기 제1플레이트에는 상기 결합홈부와 마주보는 결합홀부가 형성되며,
    상기 결합홀부를 관통하여 상기 결합홈부에 결합되는 결합부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 랙 어시스트 전동 조향장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제1플레이트는 상기 결합홀부의 테두리에서 상기 제2플레이트와 동일한 방향으로 연장형성되며, 상기 결합부의 이동을 안내하는 제3플레이트;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 랙 어시스트 전동 조향장치.
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