KR20050055958A - 칼럼형 동력조향장치용 감속기의 유격흡수구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 칼럼형 동력조향장치의 웜축과 웜휠로 구성된 감속기에서 웜축과 웜휠의 가공 치수 공차 등으로 인한 웜축과 웜휠간의 백래쉬를 보상할 수 있는 칼럼형 동력조향장치용 감속기의 유격흡수구조를 개시한다.

본 발명의 구성은, 조향력 조절용 모터의 모터축과 연결된 웜축이 웜휠과 교축된 상태로 기어 박스 하우징의 내부에 베어링으로 지지 설치된 칼럼형 동력조향장치용 감속기에서, 상기 기어 박스 하우징의 내측면과 상기 베어링 사이에 상기 웜축과 상기 웜휠간의 유격을 흡수하는 스프링이 설치된 것을 요지로 한다.

Description

칼럼형 동력조향장치용 감속기의 유격흡수구조 {Compensation Structure for Backlash of Speed Reducer in C-EPS}

본 발명은 자동차의 동력조향장치에 관련된 기술로서, 보다 상세하게는, 칼럼형 동력조향장치의 웜축과 웜휠로 구성된 감속기에서 베어링에 의해 지지되는 웜축에 반경방향으로 발생하는 웜휠과의 유격을 보상하기 위한 유격흡수구조에 관한 것이다.

자동차의 전동식 동력조향장치(EPS : Electrical Power Steering System)는 전동 모터의 동력에 의해 조향력을 조절함으로써 조향상태 안정성을 보장한다. 즉, 전동식 동력조향장치는 차속센서 및 조향토크센서 등에서 감지한 차량의 운행조건에 따라 전자제어장치(ECU)에서 모터를 구동시켜, 저속운행시에는 가볍고 편안한 조향감을 부여하고, 고속운행시에는 무거운 조향감과 더불어 양호한 방향 안정성을 부여하며, 비상상황에서는 급속한 조향이 이루어지도록 함으로써 운전자에게 최적의 조향 조건을 제공하게 된다.

이러한 전동식 동력조향장치로는 모터의 설치 위치에 따라 여러 타입이 있는데, 특히 칼럼형 동력조향장치(C-EPS : Column Assist Type Electric Ppwer Steering System)에서는 조향 휠의 회전력을 하측으로 전달할 수 있도록 조향 휠과 기어 박스의 사이에 위치한 조향 컬럼의 외부에 모터가 설치되어 그 내부의 조향축을 회전시키게 된다.

첨부도면 도 1에는 일반적인 칼럼형 전동식 동력조향장치의 감속기가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 기어 박스 하우징(1)의 내부에 길게 설치되어 모터축(2)과 연결되는 웜축(3)이 구비되어 있고, 웜축(3)의 외주면에는 나선형의 웜(3a)이 형성되어 있으며, 이 웜(3a)의 외경 일측에는 웜(3a)에 이물림될 수 있도록 웜축(3)과 교축되는 웜휠(4)이 구비되어, 모터의 회전력을 외부로 전달하게 된다. 그리고, 웜축(3)의 양단과 하우징(1)의 내측면 사이에는 웜축(3)을 지지하기 위한 한쌍의 베어링(5,6)이 설치되어 있다.

그런데, 이와 같은 일반적인 감속기에서는, 웜축(3)과 웜휠(4)의 가공 치수 공차 등으로 인해 웜축(3)과 웜휠(4)이 조립된 상태에서 웜축(3) 반경방향의 백래쉬(backlash) 즉 유격(遊動離隔)이 발생하게 된다. 웜축(3)과 웜휠(4)간의 이러한 유격 현상은 동력조향장치의 안정성과 동적 성능을 떨어뜨림으로써, 조향 작동시 이상 소음을 유발하고, ECU 로직에 따라서 유격에 의한 순간적인 반전으로 동력조향장치의 작동에 이상을 일으키는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은, 칼럼형 동력조향장치의 웜축과 웜휠로 구성된 감속기에서 웜축과 웜휠의 가공 치수 공차 등으로 인한 웜축과 웜휠간의 백래쉬를 보상할 수 있는 칼럼형 동력조향장치용 감속기의 유격흡수구조를 제공하는 데에 있다.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 칼럼형 동력조향장치용 감속기의 유격흡수구조는, 조향력 조절용 모터의 모터축과 연결된 웜축이 웜휠과 교축된 상태로 기어 박스 하우징의 내부에 베어링으로 지지 설치된 칼럼형 동력조향장치용 감속기에서, 상기 기어 박스 하우징의 내측면과 상기 베어링 사이에 상기 웜축과 상기 웜휠간의 유격을 흡수하는 스프링이 설치된 것을 요지로 한다.

특히, 상기 스프링은, 상기 베어링을 감싸는 파형 단면의 반원형 구조로 이루어질 수 있다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

첨부도면 도 2 및 도 3은 각각 본 발명에 따른 유격흡수구조가 적용된 감속기를 나타낸 단면도 및 이의 A-A선 단면도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용되는 칼럼형 동력조향장치의 감속기는, 외주면에 나선형의 웜(3a)이 형성되어 있는 웜축(3)이 조향력 조절용 모터의 모터축(2)과 연결된 채로 기어 박스 하우징(1)의 내부에 설치되어 있고, 웜축(3)의 외측에는 웜(3a)에 이물림되도록 웜휠(4)이 교축되어 있는 구성으로 이루어져 있다. 또, 웜축(3)의 양단과 기어 박스 하우징(1)의 내측면 사이에는 웜축(3)을 지지하기 위한 한쌍의 베어링(5,6) 즉 볼 베어링이 설치되어 있다.

여기서, 본 발명은, 기어 박스 하우징(1)의 내측면과 일측의 베어링(6) 사이에 스프링(7)이 설치된 구성에 의해, 웜축(3)과 웜휠(4)간의 유격을 흡수하는 구조를 개시한다. 즉, 기어 박스 하우징(1)의 내부에서 웜축(3)을 지지하고 있는 한쌍의 베어링(5,6)중 모터축(2)쪽에 위치한 베어링(6)의 둘레에 베어링(6)을 감싸는 형태로 스프링(7)이 개재되는 것이다.

특히, 상기 스프링(7)의 구체적인 예가 도 4에 도시되어 있는데, 스프링(7)의 형상은 표면이 울퉁불퉁한 파형 단면의 반원형 구조로 이루어짐으로써, 파형 단면 부위가 기어 박스 하우징(1)의 내측면과 베어링(6)의 사이에서 탄력적으로 신축되면서 웜축(3)과 웜휠(4)간의 유격을 흡수하게 된다.

이에 따라, 기어 박스 하우징(1)과 웜축(3) 및 웜휠(4) 등의 가공 치수 공차로 인해 웜축(3)과 웜휠(4)의 이물림 상태에서 유격 발생의 소지가 있더라도, 웜축(3)을 수용 및 지지하고 있는 기어 박스 하우징(1)의 내측면과 베어링(6)의 사이에 개재된 스프링(7)에 의해 유격이 흡수됨으로써 웜축(3)의 백래쉬 현상은 일어나지 않게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 칼럼형 동력조향장치용 감속기의 유격흡수구조는, 감속기를 구성하는 웜축과 웜휠의 가공 치수 공차 등으로 인한 웜축과 웜휠간의 백래쉬 현상을 방지함으로써, 동력조향장치의 안정성과 원활한 작동을 보장하는 데에 기여하는 효과가 있다.

도 1 : 일반적인 칼럼형 동력조향장치의 감속기를 나타낸 단면도

도 2 : 본 발명에 따른 유격흡수구조가 적용된 감속기를 나타낸 단면도

도 3 : 도 2의 A-A선 단면도

도 4 : 본 발명에 적용되는 스프링을 나타낸 사시도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 기어 박스 하우징 2 : 모터축

3 : 웜축 3a : 웜

4 : 웜휠 5,6 : 베어링

7 : 스프링

Claims (2)

1. 조향력 조절용 모터의 모터축과 연결된 웜축이 웜휠과 교축된 상태로 기어 박스 하우징의 내부에 베어링으로 지지 설치된 칼럼형 동력조향장치용 감속기에서, 상기 기어 박스 하우징의 내측면과 상기 베어링 사이에 상기 웜축과 상기 웜휠간의 유격을 흡수하는 스프링이 설치된 칼럼형 동력조향장치용 감속기의 유격흡수구조.
2. 제1항에 있어서,

   상기 스프링은, 상기 베어링을 감싸는 파형 단면의 반원형 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 칼럼형 동력조향장치용 감속기의 유격흡수구조.