KR20050095792A - 전동식 파워 스티어링 장치 및 이를 위한 보조 장치 - Google Patents

전동식 파워 스티어링 장치 및 이를 위한 보조 장치 Download PDF

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KR20050095792A
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도루 세가와
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닛뽄 세이꼬 가부시기가이샤
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Abstract

본 발명에 관한 전동식 파워 스티어링 장치용 보조 장치는 토오크 센서와, 스티어링 샤프트와, 예비-하중 패드(70)와, 토션 코일 스프링(30)과, 전기 모터(31)를 작도록 제공된다. 예비-하중 패드(70) 및 토션 코일 스프링(30)의 경우, 웜 휠(28)을 향한 방향으로 웜 샤프트(29)에 탄성력이 적용되어, 이에 의해 충돌 치형부 때문에 웜 휠(28)과 웜 샤프트(29) 사이의 맞물림부에서 소음의 발생이 방지된다.

Description

전동식 파워 스티어링 장치 및 이를 위한 보조 장치{ELECTRIC-POWERED POWER STEERING APPARATUS}
본 발명은, 전기 모터의 보조 전력을 이용함으로써 스티어링 휠(steering wheel)을 제어하는 작업자에 의해 요구된 전력을 감소시키는 것이 가능한, 자동차의 스티어링 장치내에 설치된 전동식 파워 스티어링 장치에 관한 것이다.
파워 스티어링 장치는 조타된 휠(통상적으로 지게차와 같은 특수 차량의 경우를 제외한 전륜)에 각을 적용할 경우 작업자가 스티어링 휠을 제어하기 위해 요구된 전력을 감소시키는 것이 가능한 장치로서 널리 사용되고 있다.
또한, 최근에 보조 전력원을 사용하는 전동식 파워 스티어링 장치가 이러한 유형의 파워 스티어링 장치로서 대중적이 되고 있다. 유압식 파워 스티어링 장치와 비교하면, 전동식 파워 스티어링 장치는 보다 콤팩트하고 경량으로 제조될 수 있고, 보조 전력의 크기(토오크)가 제어되기 쉬우며, 엔진의 전력 손실이 적다는 점에서 유리하다. 도 40은 종래의 전동식 파워 스티어링 장치의 기본 구성체를 도시하고 있다.
스티어링 휠(1)을 작동시킴으로써 회전되는 스티어링 샤프트(2)의 중간에는, 스티어링 휠(1)로부터 스티어링 샤프트(2)에 인가된 토오크의 방향 및 크기를 지향시키는 토오크 센서(3) 및 감속기(4)가 있다. 이러한 감속기(4)의 출력측은 스티어링 샤프트(2)의 중간부에 연결되고, 유사하게 입력측은 전기 모터(5)의 회전 샤프트에 연결된다. 또한, 토오크 센서(3)로부터의 감지 신호는, 차량 속도를 지시하는 신호와 함께, 전력을 전기 모터(5)로 제어하기 위한 제어기(6)로의 입력 신호이다. 더욱이, 과거에는 전력 전달 방향으로의 큰 리드 각(lead angle) 및 가역성을 갖는 웜-기어 리듀서(worm-gear reducer)가 일반적으로 감속기(4)로서 사용되어 왔다. 한편, 토오크를 수용하는 웜 휠(worm wheel)은 스티어링 샤프트(2)의 중간부에 고정되고, 토오크를 인가하는 전기 모터(5)의 회전 샤프트에 연결 및 고정되는 웜 샤프트(worm shaft)상의 웜은 웜 휠과 맞물린다.
조타된 휠(14)에 각을 적용하기 위하여, 스티어링 휠(1)이 작동하고 스티어링 샤프트(2)가 회전되면, 토오크 센서(3)는 회전 방향 및 스티어링 샤프트(2)의 토오크를 감지하고 제어기(6)에 감지된 값을 지시하는 신호를 보낸다. 그 다음, 제어기(6)는 전기 모터(5)로 전력을 보내고, 감속기(4)를 경유하여 스티어링 휠(1)의 회전 방향과 동일한 방향으로 스티어링 샤프트(2)를 회전시킨다. 결과로서, 스티어링 샤프트(2)의 팁 단부(도 40에서의 하단부)는 스티어링 휠(1)로부터 인가된 힘에 근거한 토오크보다 큰 토오크에 의해 회전한다.
스티어링 샤프트(2)의 팁 단부의 회전은 범용 조인트(universal joint) 및 중간 샤프트(8)를 경유하여 스티어링 기어(9)의 입력 샤프트(10)에 전달된다. 이러한 입력 샤프트(10)는 스티어링 기어(9)의 피니언(pinion)(11)을 회전시키고, 스티어링 휠(14)에 요망된 각을 적용시키기 위한 래크(rack)(12)를 경유하여 타이 로드(tie rod)(13)를 밀거나 당긴다. 상기 설명으로부터 명백히 알 수 있는 바와 같이, 범용 조인트(7)를 경유하여 스티어링 샤프트(2)의 팁 단부로부터 중간 샤프트(8)에 전달되는 토오크는 감속기(4)를 경유하여 전기 모터로부터 공급된 보조 전력의 양에 의해 스티어링 휠(1)로부터 스티어링 샤프트(2)의 기단부에 적용된 토오크보다 더 크다. 따라서, 스티어링 휠(1)을 작동시키고 조타된 휠(14)에 각을 적용시키기 위하여, 작업자에 의해 요구된 힘은 보조 전력의 양에 의해 더 작게 된다. 또한, 본 발명에 관한 종래 기술의 개시가 아래에 제공되어 있다.
(1) 국제 공개 팜플렛 제 WO99/65758 호, (2) 국제 공개 팜플렛 제 WO 99/11502 호, 일본 특허 공개 공보 제 1991-112784 호, (4) 일본 실용신안 공개 공보 제 1988-46281 호, (5) 일본 특허 공개 공보 제 1999-43062 호, (6) 국제 공개 팜플렛 제 WO02/32741 호, (7) 일본 특허 공개 공보 제 2002-98198 호, (8) 일본 특허 공개 공보 제 1998-281235 호, (9) 일본 특허 공개 공보 제 2000-43739 호, (10) 일본 특허 공개 공보 제 2002-21943 호, (11) 일본 특허 공개 공보 제 2002-29434 호, (12) 일본 특허 공개 공보 제 1997-30432 호, (13) 일본 특허 공개 공보 제 2001-233224 호, (14) 일본 특허 공개 공보 제 2001-233225 호.
상술된 전동식 파워 스티어링 장치의 경우, 웜-기어 리듀서가 전기 모터(5)와 스티어링 샤프트(2) 사이의 감속기(4)로서 사용된다. 그러나, 이러한 웜-기어 이듀서는 회피할 수 없는 백래시(backlash)가 있다. 웜 샤프트, 웜 휠 및 이러한 부재를 지지하는 베어링과 같은 웜-기어 리듀서의 구성 요소의 치수 에러 및 조립 에러가 보다 커질 때 이러한 백래시는 더 커진다. 이와 같이 큰 백래시가 있는 경우, 몇몇의 치형부 표면과 웜 휠과 웜 기어 사이에 큰 충돌이 있어, 크고 방해스런 소음을 일으킬 수 있다.
웜-기어 리듀서의 구성 요소를 함께 적당히 고정하고 치수의 정밀성을 고려함으로써 이러한 백래시를 감소시키는 것이 가능함이 고려된다. 그러나, 이러한 백래시를 감소시킬 때, 치수의 정밀성을 제어하고 구성 요소를 조립하는 작업은 성가시며 비용의 증가를 발생시킨다.
발명의 요약
상술된 문제점을 고려하면, 본 발명은 저렴하게 구성될 수 있고 기어 맞물림 섹션내의 충돌하는 치형부 때문에 방해스런 소음의 발생을 억제할 수 있는 구조체를 제공하는 것이다.
본 발명의 전동식 파워 스티어링 장치가 다음에 제공되어 있다.
(1) 토오크 센서와, 조력 샤프트와, 웜 휠과, 웜 샤프트와, 탄성력 적용 수단과, 전기 모터를 갖는 전동식 파워 스티어링 장치용 보조 장치에 있어서,
제 1 내지 제 4 베어링을 포함하며,
토오크 센서는 스티어링 샤프트 또는 피니언 주위에 위치되고, 조력 샤프트는 스티어링 샤프트와, 피니언과, 서브-피니언중 하나이고, 웜 휠은 스티어링 샤프트와, 피니언과, 서브-피니언중의 하나의 주위에 고정되고, 웜 샤프트는 웜 휠과 맞물리는 웜 기어를 가지고, 전기 모터는 회전 샤프트와, 회전 샤프트의 외경측상에 위치된 회전자와, 반경 방향으로 회전자를 향하도록 위치된 고정자를 포함하고, 회전 샤프트 및 웜 샤프트는 치형 조인트 또는 탄성 부재를 경유하여 서로 연결되는 전동식 파워 스티어링 장치용 보조 장치. 제 1 베어링은 웜 샤프트로부터 대향측상에 회전 샤프트의 단부 섹션을 케이싱내에서 지지하고, 제 2 베어링은 조인트 사이의 부분을 케이싱 내에서 지지하여 웜 샤프트와, 회전 샤프트와, 회전자를 연결하고, 제 3 베어링은 웜 샤프트가 특정 범위내에서 자유롭게 기울어질 수 있도록 기어 하우징내의 회전 샤프트의 측부상의 웜 샤프트의 단부를 지지하고, 제 4 베어링은 기어 하우징내의 회전 샤프트로부터 대향측상의 웜 샤프트의 단부를 지지한다. 또한, 제 4 베어링의 외측 레이스(race)의 외주 표면과 기어 하우징의 내측면 사이 또는 제 4 베어링의 내측 레이스의 내주 표면과 웜 샤프트의 외주 표면 사이에 반경방향으로 유극(遊隙)이 있다. 탄성력 적용 수단은 1N/mm 내지 20N/mm의 낮은 스프링 상수로부터 180N/mm 이상의 높은 스프링 상수로 변화될 수 있는 가변 스프링 상수를 갖는 탄성 부재를 포함하며, 제 4 베어링과 기어 하우징 사이, 제 4 베어링과 웜 샤프트 사이, 및/또는 기어 하우징과 웜 샤프트 사이에 위치되어 웜 샤프트의 반경 변위에 대응하는 탄성력을 적용시킨다. 또한, 전기 모터가 구동되지 않을 경우, 낮은 스프링 상수를 갖는 탄성력이 웜 및 웜 휠의 치형 표면의 일부에 예비-하중을 적용시켜 그들과 접촉하게 하고, 전기 모터의 최대 출력에 의해 구동되고 웜 샤프트가 웜 휠로부터 웜 샤프트에 적용된 반응력에 의해 웜 휠로부터 멀어지는 방향으로 이동된 경우, 맞물림 영역이 구동되지 않을 경우에 대하여 웜 샤프트의 반경 방향으로 0.1mm 내지 1.0mm만이 이동된다면, 높은 스프링 상수를 갖는 탄성력은 웜과 웜 휠의 치형 표면의 일부에 예비-하중을 적용시키고 그들과 접촉시킨다. 또한, 웜 샤프트가 웜 샤프트에 낮은 스프링 상수를 갖는 탄성력을 적용시킴으로써 발생된 웜 휠과 맞물리는 영역에서의 마찰력의 상승 때문에 조력 샤프트의 토오크의 증가량이 0.4Nm 내지 5Nm의 범위내에서 유지되는 전동식 파워 스티어링 장치용 보조 장치.
(2) 제 2 베어링의 내측 레이스와 회전 샤프트 사이의 고정 섹션에서와, 제 2 베어링의 외측 레이스와 케이싱의 내측면 사이의 고정 섹션에서, 제 2 베어링내에 존재하는 반경 방향으로의 갭(gap)의 총 합(δ1)은 제 3 베어링의 외측 레이스와 기어 하우징의 내측면 사이의 고정 섹션에서와, 제 3 베어링의 내측 레이스와 웜 샤프트 사이의 고정 섹션에서와, 웜 샤프트와 회전 샤프트 사이의 연결 섹션에서, 제 3 베어링내에 존재하는 반경 방향으로의 갭의 총 합(δ2)보다 적은, 상기 (1)에서 설명된 전동식 파워 스티어링 장치용 보조 장치.
(3) 20N 힘이 반경 방향으로 적용된 회전 샤프트의 중심축상의 점의 반경 방향으로의 변위량이 제 2 베어링과 축 방향으로 일치하는 회전 샤프트상의 위치로 x1로 취해지고, 20N 힘이 반경 방향으로 적용된 웜 샤프트의 중심축상의 점의 반경 방향으로의 변위량이 제 3 베어링과 축 방향으로 일치하는 웜 샤프트상의 위치로 x2로 취해지고, 20N 힘이 웜 샤프트와 회전 샤프트가 연결되는 회전 샤프트상의 부분에 반경 방향으로 적용된 경우, 회전 샤프트의 중심축과 웜 샤프트의 중심축을 연결하는 부분내의 웜 샤프트의 중심축에 관하여 회전 샤프트의 중심축의 반경 방향으로의 변위가 x3, x1 < (x2 + x3)로 취해진, 상기 (1)에서 설명된 전동식 파워 스티어링 장치용 보조 장치.
(4) 전기 모터에 의해 구동된 경우의 웜 샤프트와 회전 샤프트 사이의 각도는, 전기 모터에 의해 구동되지 않은 경우의 웜 샤프트와 회전 샤프트 사이의 각도보다 작은, 상기 항목 (1) 내지 (3)중 어느 것에 설명된 전동식 파워 스티어링 장치용 보조 장치.
(5) 웜 샤프트의 중심축과 회전 샤프트의 중심축 사이의 각도는 10분 이하인, 상기 항목 (1) 내지 (4)중 어느 것에 설명된 전동식 파워 스티어링 장치용 보조 장치.
(6) 제 3 베어링은 C2 또는 C3 내부 유극을 갖는 깊은 요홈부 타입의 볼 베어링인, 상기 항목 (1) 내지 (5)중 어느 것에 설명된 전동식 파워 스티어링 장치용 보조 장치.
(7) 제 3 베어링은 4-접점 타입의 볼 베어링인, 상기 항목 (1) 내지 (6)중 어느 것에 설명된 전동식 파워 스티어링 장치용 보조 장치.
(8) 제 3 및 제 4 베어링중의 적어도 하나의 볼은 20N 내지 200N의 힘에 의해 축 방향으로 예비-탑재된, 상기 항목 (1) 내지 (7)중 어느 것에 설명된 전동식 파워 스티어링 장치용 보조 장치.
(9) 웜 샤프트와 회전 샤프트 사이의 연결부는 제 3 베어링과 축 방향으로 일치하는 위치에 위치된, 상기 항목 (1) 내지 (8)중 어느 것에 설명된 전동식 파워 스티어링 장치용 보조 장치.
(10) 웜 샤프트와 회전 샤프트의 단부는 스플라인 조인트(spline joint)에 의해 연결되며, 스플라인 조인트의 반경 방향으로의 유격 때문에 양 축의 중심으로의 변위는 10㎛ 내지 200㎛에서 유지된, 상기 항목 (1) 내지 (9)중 어느 것에 설명된 전동식 파워 스티어링 장치용 보조 장치.
(11) 웜 샤프트와 회전 샤프트의 단부는 스플라인 조인트에 의해 서로 연결되며, 회전 샤프트의 단부를 지지하는 케이싱과 웜 샤프트의 단부를 지지하는 기어 하우징 사이의 유극 존재하는 인-로우(in-row) 섹션 때문에 웜 샤프트와 회전 샤프트의 중심의 변위는 스플라인 조인트에 존재하는 반경 방향으로의 유극 때문에 이러한 샤프트의 중심의 변위보다 작은, 상기 항목 (1) 내지 (10)중 어느 것에 설명된 전동식 파워 스티어링 장치용 보조 장치.
(12) 회전자는 영구 자석을 포함하고, 고정자는 코일을 포함하며, 벡터-제어(vector-control) 장치는 고정자의 자기력을 변화시키는, 상기 항목 (1) 내지 (11)중 어느 것에 설명된 전동식 파워 스티어링 장치용 보조 장치.
(13) 제어기는 웜 샤프트의 반경 방향으로의 변위량에 따라서 전기 모터의 출력을 제어하는, 상기 항목 (1) 내지 (12)중 어느 것에 설명된 전동식 파워 스티어링 장치용 보조 장치.
(14) 20N 힘이 반경 방향으로 적용되고, 웜 샤트프가 제 2 베어링과 축 방향으로 일치하는 부분에 웜 샤프트의 중심축의 반경 방향으로의 변위량은 5㎛ 내지 200㎛인, 상기 항목 (1) 내지 (13)중 어느 것에 설명된 전동식 파워 스티어링 장치용 보조 장치.
(15) 전기 모터에 의해 구동된 경우 웜 휠이 웜 샤프트와 맞물리는 영역에 작용하는 힘 때문에 회전 샤프트로부터 제 2 베어링에 의해 수용된 힘은 이러한 동일한 영역의 맞물림부에 작용하는 힘 때문에 웜 샤프트로부터 제 3 베어링에 의해 수용된 힘보다 작은, 상기 항목 (1) 내지 (14)중 어느 것에 설명된 전동식 파워 스티어링 장치용 보조 장치.
(16) 웜 샤프트와 회전 샤프트 사이의 스플라인 조인트의 축 방향으로의 중심 위치는 제 2 베어링과 제 3 베어링 사이의 축 방향으로의 중심 위치보다 제 3 베어링에 더 근접하게 위치되는, 상기 항목 (1) 내지 (15)중 어느 것에 설명된 전동식 파워 스티어링 장치용 보조 장치.
(17) 탄성력은 제 4 베어링을 경유함이 없이 기어 하우징내에 위치된 탄성력 적용 수단으로부터 웜 샤프트에 적용되는, 상기 항목 (1) 내지 (3)중 어느 것에 설명된 전동식 파워 스티어링 장치용 보조 장치.
(18) 탄성력 적용 수단은 웜 샤프트 주위에 위치된 토션 코일 스프링(torsion coil spring)을 포함하는, 상기 항목 (17)에 설명된 전동식 파워 스티어링 장치용 보조 장치.
(19) 토오크 센서와, 조력 샤프트와, 웜 휠과, 웜 샤프트와, 전기 모터를 갖는 전동식 파워 스티어링 장치용 보조 장치로서,
제 1 베어링과 제 4 베어링을 포함하며,
토오크 센서는 스티어링 샤프트 또는 피니언 주위에 위치되고, 조력 샤프트는 스티어링 샤프트와, 피니언과, 서브-피니언중의 어느 하나이고, 웜 휠은 스티어링 샤프트와, 피니언과, 서브-피니언중의 하나에 고정되고, 웜 샤프트는 웜 휠과 맞물리는 웜과 함께 형성되고, 전기 모터는 웜 샤프트의 부분과 일체화된 회전 샤프트와, 회전 샤프트의 외경측 주위에 위치된 회전자와, 반경 방향으로 회전자를 향하도록 위치된 고정자를 포함하며, 또한 제 1 베어링은 회전 샤프트가 특정 범위내에서 자유롭게 기울어질 수 있도록 케이싱내의 웜 샤프트로부터 대향된 측부상의 회전 샤프트의 단부를 지지하고, 제 4 베어링은 기어 하우징내의 회전 샤프트로부터 대향 측부상의 웜 샤프트의 단부를 지지하고, 또한 제 4 베어링의 외측 레이스와 케이싱의 내측면 사이, 또는 제 4 베어링의 내측 레이스의 내주면과 웜 샤프트의 외주면 사이 또는 제 4 베어링의 내부에 반경 방향으로 유격이 제공되는 전동식 파워 스티어링 장치용 보조 장치.
(20) 실린더형 부재는 웜 샤프트의 외주면 주위에 고정되고, 웜 치형부는 실린더형 부재의 외주면 주위에 형성되어 웜 휠과 맞물리는, 상기 항목 (19)의 전동식 파워 스티어링 장치용 보조 장치.
(21) 전기 모터에 의해 구동된 경우의 고정자의 중심축과 전기 모터의 회전 샤프트 사이의 각도는, 전기 모터에 의해 구동되지 않은 경우의 고정자의 중심축과 회전 샤프트 사이의 각도보다 작은, 상기 항목 (19) 및 (20)중 어느 하나의 전동식 파워 스티어링 장치용 보조 장치.
(22) 제 4 베어링의 내측 레이스의 내주면은 유극 또는 탄성 재료를 경유하여 웜 샤프트의 외주면을 향하는, 상기 항목 (19) 내지 (21)중 어느 하나의 전동식 파워 스티어링 장치용 보조 장치.
(23) 제 4 베어링은 구름 베어링이며, 이러한 구름 베어링의 내주면은 웜 샤프트의 외주면을 향하는, 상기 항목 (19) 내지 (21)중 어느 하나의 전동식 파워 스티어링 장치용 보조 장치.
(24) 제 4 베어링을 지지하는 기어 하우징내의 제 4 베어링을 조립하기 위한 홀(hole)이 제 4 베어링을 향하는 기어 하우징의 부분내에 형성되고, 이러한 홀은 커버로 차단되는, 상기 항목 (19) 내지 (23)중 어느 하나의 전동식 파워 스티어링 장치용 보조 장치.
(25) 전기 모터는 무브러시(brushless) 구성체를 사용하는, 상기 항목 (19) 내지 (24)중 어느 하나의 전동식 파워 스티어링 장치용 보조 장치.
(26) 지지 브러싱(support brushing)은, 기어 하우징내에 설치되기 전에 웜 샤프트를 지지하기 위한 케이싱의 부분내에 제공되는, 상기 항목 (19) 내지 (25)중 어느 하나의 전동식 파워 스티어링 장치용 보조 장치.
(27) 축 방향으로의 예비-하중이 제 1 및 제 4 베어링중의 적어도 하나의 볼에 적용되는, 상기 항목 (19) 내지 (26)중 어느 하나의 전동식 파워 스티어링 장치용 보조 장치.
(28) 제 1 베어링은 4-접점 타입의 볼 베어링인, 상기 항목 (19) 내지 (27)중 어느 하나의 전동식 파워 스티어링 장치용 보조 장치.
(29) 그의 후단부에 위치된 스티어링 휠을 갖는 스티어링 샤프트와, 스티어링 샤프트의 전단부에 위치된 피니언과, 래크(rack)의 치형부가 피니언 또는 피니언에 의해 지지된 부재와 맞물리는 래크와, 항목 (1) 내지 (28)중 어느 하나의 전동식 파워 스티어링용 보조 장치와, 전기 모터의 구동 상태를 제어하기 위한 제어기를 포함하는 전동식 파워 스티어링 장치.
(30) 스티어링 휠에 적용된 스티어링 토오크에 대응하는 크기로 웜 감속기에 의해 전기 모터의 출력을 감소시킴으로써 얻어진 토오크는 스티어링 샤프트에 적용되며, 탄성력 적용 수단은 웜 샤프트의 단부 또는 웜 샤프트의 단부를 지지하기 위한 베어링에 웜을 향한 탄성력을 적용시키는 전동식 파워 스티어링 장치.
(31) 탄성력 적용 수단은 기어 하우징내에 위치된 예비-하중 패드 및 이러한 예비-하중 패드 주위에 위치된 토션 코일 스프링이며, 이러한 예비-하중 패드는 합성 수지로 이루어지는, 상기 항목 (30)의 전동식 파워 스티어링 장치.
(32) 탄성력 적용 수단은 기어 하우징내에 위치된 예비-하중 패드와, 이러한 예비-하중 패드 주위에 위치된 토션 코일 스프링이며, 토션 코일 스프링의 각 배선의 와이어의 표면 사이에 축 방향으로 갭이 있는, 상기 항목 (30)의 전동식 파워 스티어링 장치.
(33) 탄성력 적용 수단은 기어 하우징내에 위치된 예비-하중 패드와, 이러한 예비-하중 패드 주위에 위치된 토션 코일 스프링이며, 웜 샤프트가 예비-하중 패드내에 형성된 관통 구멍을 통하여 삽입되기 전에 기어 하우징내의 예비-하중 패드의 변위를 제어하기 위해 예비-하중 패드의 부분상에 형성되는, 상기 항목 (30)의 전동식 파워 스티어링 장치.
(34) 탄성력 적용 수단은 기어 하우징내에 위치된 예비-하중 패드와, 이러한 예비-하중 패드 주위에 위치된 토션 코일 스프링이며, 예비-하중의 외주면과 토션 코일 스프링 사이의 접촉 영역은 접촉 영역으로부터 떨어진 예비-하중 패드의 외주면이 접촉 영역의 곡률 반경보다 작은, 상기 항목 (30)의 전동식 파워 스티어링 장치.
(35) 탄성력 적용 수단은 기어 하우징내에 위치된 예비-하중 패드와, 이러한 예비-하중 패드 주위에 위치된 토션 코일 스프링이며, 돌출 고정 섹션은 토션 코일 스프링이 예비-하중 패드 주위로부터 떨어져 나오는 것을 방지하기 위해 예비-하중 패드의 외주면의 부분상에 형성되는, 상기 항목 (30)의 전동식 파워 스티어링 장치.
(36) 탄성력 적용 수단은 기어 하우징내에 위치된 예비-하중 패드이며, 돌출부는 기어 하우징내의 예비-하중 패드의 축 방향으로의 변위를 제어하기 위해 예비-하중 패드의 축 방향으로 각 단부상의 2개 또는 그 이상의 위치에 형성되는, 상기 항목 (30)의 전동식 파워 스티어링 장치.
(37) 탄성력 적용 수단은 기어 하우징내에 위치된 예비-하중 패드이며, 탄성 재료는 예비-하중 패드가 기어 하우징내에서 회전하는 것을 방지하기 위해 기어 하우징 또는 기어 하우징에 고정된 부재와 예비-하중 패드의 외측면 사이에 위치된, 상기 항목 (30)의 전동식 파워 스티어링 장치.
(38) 탄성력 적용 수단은 기어 하우징내에 위치된 예비-하중 패드이며, 관통 구멍은 웜 샤프트의 팁 단부를 삽입하기 위해 예비-하중 패드의 부분내에 형성되고, 테이퍼진 표면은 웜 샤프트의 부분을 관통 구멍내로 안내하기 위해 예비-하중 패드의 부분상에 형성되는, 상기 항목 (30)의 전동식 파워 스티어링 장치.
(39) 탄성력 적용 수단은 기어 하우징내에 위치된 예비-하중 패드이며, 테이퍼진 표면은 예비-하중 패드 또는 웜 샤프트내의 웜 샤프트를 안내하기 위해 예비-하중 패드 또는 웜 샤프트의 부분상에 형성되며, 이러한 테이퍼진 표면의 개구부의 직경은 0.5mm 이상만큼 이러한 개구부내로 삽입된 웜 샤프트상의 부분의 직경보다 큰, 상기 항목 (30)의 전동식 파워 스티어링 장치.
상술된 본 발명의 전동식 파워 스티어링 장치의 경우, 탄성력 적용 장치에 의한 탄성력을 웜 휠을 향한 방향으로 웜 샤프트에 적용함으로써, 웜 휠과 웜 샤프트 사이의 맞물림 섹션상에 예비-하중을 적용가능하고, 저렴하게 전동식 파워 스티어링 장치 구성하여 맞물림 섹션내의 충돌 치형부 때문에 방해스런 소음의 발생을 억제 가능하다.
도 1은 본 발명의 제 1 예를 도시한 일부 절결도,
도 2는 도 1의 A-A선을 따라 취해진 일부 절결 단면도,
도 3은 도 2의 좌측부의 확대 단면도,
도 4는 도 2의 우측부의 확대 단면도,
도 5는 도 4의 B-B선을 따라 취해진 단면도,
도 6은 보조 장치가 피니언의 주변부내에 제공되는 구성체의 예를 도시한 도면,
도 7은 보조 장치가 서브-피니언(sub-pinion)의 주변부내에 제공되는 구성체의 예를 도시한 도면,
도 8은 무브러시 구조체를 갖는 전기 모터의 예를 도시한 도 3에 유사한 도면,
도 9는 가변 스프링 상수를 도시한 다이어그램,
도 10은 본 발명의 실시예의 제 2 예를 도시한 도 4에 유사한 도면,
도 11은 도 2의 C 부분에 대응하는 본 발명의 실시예의 제 3 예를 도시한 도면,
도 12는 본 발명의 실시예의 제 4 예를 도시한 도 11에 유사한 도면,
도 13은 도 4의 우측 반부에 대응하는 본 발명의 실시예의 제 5 예를 도시한 도면,
도 14는 도 13의 D-D선을 따라 취해진 단면도,
도 15는 본 발명의 실시예의 제 6 예를 도시한 도 13에 유사한 도면,
도 16은 본 발명의 실시예의 제 7 예를 도시한 도 13에 유사한 도면,
도 17은 도 16의 E-E선을 따라 취해진 단면도,
도 18은 플레이트 스프링이 회전하는 것을 방지하기 위해 돌출부를 위치시킨 구조체의 예를 도시한 도 17에 유사한 도면,
도 19는 도 4의 F 부분에 대응하는 본 발명의 실시예의 제 8 예를 도시한 도면,
도 20은 도 19의 G-G선을 따라 취해진 단면도,
도 21은 본 발명의 실시예의 제 9 예를 도시한 도 13에 유사한 도면,
도 22는 도 21의 H-H선을 따라 취해진 단면도,
도 23은 웜 샤프트의 팁 단부가 예비-하중 패드의 관통 구멍내로 삽입되기 전의 상태를 도시한 도 22에 유사한 도면,
도 24는 본 발명의 실시예의 제 10 예를 도시한 도 13에 유사한 도면,
도 25는 본 발명의 실시예의 제 11 예를 도시한 도 13에 유사한 도면,
도 26은 도 25의 I-I선을 따라 취해진 단면도,
도 27은 본 발명의 실시예의 제 12 예를 도시한 도 13에 유사한 도면,
도 28은 도 27로부터 취해진 예비-하중 패드를 도시한 확대도,
도 29는 도 28의 우측부로부터 취해진 도면,
도 30은 본 발명의 실시예의 제 13 예를 도시한 도 19에 유사한 도면,
도 31은 본 발명의 실시예의 제 14 예를 도시한 도 19에 유사한 도면,
도 32는 본 발명의 실시예의 제 15 예를 도시한 도 19에 유사한 도면,
도 33은 본 발명의 실시예의 제 16 예를 도시한 도 19에 유사한 도면,
도 34는 본 발명의 실시예의 제 17 예를 도시한 도 4에 유사한 도면,
도 35는 본 발명의 실시예의 제 18 예를 도시한 도 19에 유사한 도면,
도 36은 본 발명의 실시예의 제 19 예를 도시한 도 2의 하부에 유사한 도면,
도 37은 본 발명의 실시예의 제 20 예를 도시한 도 19에 유사한 도면,
도 38은 본 발명의 실시예의 제 21 예를 도시한 도 19에 유사한 도면,
도 39는 본 발명의 실시예의 제 22 예를 도시한 도 4에 유사한 도면,
도 40은 본 발명이 적용된 전동식 파워 스티어링 장치의 전체 구조를 도시한 개략도.
도 1 내지 도 5는 본 발명의 실시예의 제 1 예를 도시한 것이다. 본 실시예의 전동식 파워 스티어링 장치는, 스티어링 샤프트(2)의 후단부가 스티어링 휠(1)에 고정되는 스티어링 샤프트(2)와, 스티어링 샤프트(2)가 이를 통해 자유롭게 삽입되는 스티어링 칼럼(15)과, 보조 토오크를 스티어링 샤프트(2)에 적용하기 위한 보조 장치(16)를 포함한다.
이러한 구성 요소 중에, 스티어링 샤프트(2)는 토오크가 자유롭게 전달될 수 있도록 스플라인 조인트와 함께 결합되고 축 방향으로 이동할 수 있는 외측 샤프트(17)와 내측 샤프트(18)를 포함한다. 또한, 이러한 예에 있어서, 외측 샤프트의 전단부 및 내측 샤프트(18)의 후단부는 스플라인 조인트 및 합성 수지에 의해 서로 연결된다. 따라서, 충돌의 경우, 이러한 합성 수지를 절단함으로써 외측 샤프트(17)와 내측 샤프트(18)의 길이를 짧게 하는 것이 가능하다.
더욱이, 스티어링 샤프트(2)가 삽입되는 실린더형 스티어링 칼럼(15)이 망원경 형상으로 외측 칼럼(19)을 내측 칼럼(20)에 연결함으로써 압출가능하도록 형성되어, 축 방향으로 충격이 있을 경우 칼럼은 충격을 흡수하고 전체 길이가 더 짧아진다. 또한, 이러한 내측 칼럼(20)의 전단부는 기어 하우징(22)의 후단부의 표면에 연결 및 고정되고, 내측 샤프트(18)의 전단부는 기어 하우징(22)의 내부를 통과하고 기어 하우징(22)의 전단부의 표면으로부터 돌출한다. 이러한 예의 경우, 내측 샤프트(18)는 청구의 범위에서 조력 샤프트에 대응한다.
스티어링 칼럼(15)은 스티어링 칼럼(15)의 중간 섹션에서 지지 브라켓(24)을 이용하는 계기판의 바닥면과 같은 자동차 본체의 일부에 의해 부분적으로 지지된다. 또한, 지지 브라켓(24)과 자동차 본체(26) 사이에 위치된 고정 섹션(도시하지 않음)이 있고, 지지 브라켓(24)의 전방을 향한 방향으로의 충격이 있는 경우 지지 브라켓(24)은 이러한 고정 섹션으로부터 분리된다. 더욱이, 기어 하우징(22)의 상단부는 또한 자동차 본체(26)의 일부에 의해 지지된다. 이러한 예에 있어서, 틸트(tilt) 기구 및 망원경 기구를 이용함으로써 스티어링 휠(1)의 전후방 위치 및 높이는 자유롭게 조정될 수 있다. 이러한 틸트 기구 및 망원경 기구는 종래에 잘 공지되어 있으며 본 발명의 특징의 부분이 아니므로, 상세히 설명되지 않을 것이다.
기어 하우징(22)으로부터 돌출하는 내측 샤프트(18)의 전단부는 범용 조인트(7)를 경유하여 중간 샤프트(8)의 후단부에 연결된다. 더욱이, 중간 샤프트(8)의 전단부는 범용 조인트(7)를 경유하여 스티어링 기어(9)의 입력 샤프트(10)에 연결된다. 또한, 입력 샤프트(10)에 연결되는 피니언(11)은 래크(12)와 맞물린다(도 40 참조). 범용 조인트(7)내에 진동 흡수 장치를 설치하여 휠을 경유하여 땅으로부터 중간 샤프트(8)에 인가된 진동이 스티어링 휠(1)에 전달되는 것을 방지 가능하다.
더욱이, 보조 장치(16)는 토오크 센서(3)(도 40 참조)와, 내측 샤프트(18)와, 내측 샤프트(18)의 부분상에 고정되는 웜 휠(28)과, 웜 샤프트(29)와, 전기 모터(31)와, 청구의 범위에 기술된 탄성력 적용 수단에 대응하는 토션 코일 스프링(30)과, 예비-하중 패드(70)를 포함한다. 또한, 보조 장치(16)는 제 1 내지 제 4 볼 베어링(34 내지 37)을 각각 포함한다.
토오크 센서(3)는 스티어링 샤프트(2)의 중간 섹션 주위에 위치되고, 스티어링 휠(1)로부터 스티어링 샤프트(2)로 인가되는 토오크의 방향 및 크기를 감지하며, 제어기(6)(도 40 참조)로 감지된 값을 지시하는 신호(감지 신호)를 보낸다. 또한, 이러한 제어기(6)는 이러한 감지 신호에 근거한 전기 모터(31)를 구동하기 위한 신호를 보내어, 특정 방향 및 특정 크기로 보조 토오크를 발생시킨다.
웜 휠(28) 및 웜 샤프트(29)는 기어 하우징내에 위치되고, 웜 휠(28)은 웜 샤프트(29)의 중간 섹션 주위에 형성된 웜(27)과 맞물린다. 더욱이, 전기 모터(31)는 기어 하우징(22)에 연결 및 고정되는 케이싱(23)과, 케이싱(23)의 내주면 주위에 위치된 영구 자석 고정자(39)와, 케이싱(23)내에 위치된 회전 샤프트(32)와, 고정자(39)를 향하도록 회전 샤프트(32)의 중간 섹션 주위에 위치된 회전자(38)를 포함한다.
제 1 볼 베어링(34)은, 케이싱(23)의 바닥 플레이트 섹션(40)의 중앙부내에 형성된 오목 홀(concave hole)(41)의 내주면과 웜 샤프트(29)의 기단부의 외주면 사이에 위치되어, 오목 홀(41)에 대하여 자유롭게 회전하도록 회전 샤프트(32)의 기단부(도 2 및 도 3의 좌측 단부)를 지지한다. 제 2 볼 베어링(35)은, 케이싱(23)의 중앙에 내주면 주위에 위치된 분할 섹션(42)의 내주면과 회전 샤프트(32)의 중앙에 내주면 사이에 위치되어, 분할 섹션(42)에 대하여 자유롭게 회전하도록 회전 샤프트(32)의 중간 섹션을 지지한다. 회전자(38)는 회전 샤프트(32)의 중간 섹션내에 위치되어, 적층된 강 플레이트로 이루어진 코어(core)(43)와, 코어(43)의 외주면상의 원주 둘레의 다수의 위치부내에 위치된 슬롯(44) 주위에 권취된 코일(45)로 형성된다. 또한, 회전자(38)와 회전자 샤프트(32)의 팁 단부(도 2 및 도 3에서의 우측 단부) 근방의 분할부(42) 사이에 위치된 코일(45)내에서 전류를 발생시키기 위한 정류자(46)가 있다.
한편, 이러한 정류자(46)를 향하는 케이싱(23)의 내주면 주위의 섹션에 고정된 브러시 홀더(brush holder)(47)가 있다. 또한, 케이싱(23)의 반경 방향으로 자유롭게 이동할 수 있도록 이러한 브러시 홀더(47)내에 보유된 브러시(48)가 있다. 이러한 브러시(48)는 케이싱(23)의 외주면 주위에 위치된 커플러 단자(coupler terminal)(도시하지 않음)를 통과한다. 브러시 홀더(47)의 내부상에 지지된 스프링(49)에 의해 케이싱(23)의 반경 방향으로 내측으로 이러한 브러시(48)에 탄성력이 적용된다. 이러한 브러시(48)의 내부 단부상의 표면은 정류자(46)의 외주면과 활주식으로 탄성 접촉한다. 이러한 정류자(46) 및 브러시(48)는 코일(45)내의 여자 전류(excitation current)의 방향을 변환하기 위한 회전자 위상 감지기를 형성한다.
이러한 예의 경우, 웜 샤프트(28)의 기단부(도 2 및 도 4에서의 좌측 단부)의 내주면 주위에 형성된 암형 스플라인 섹션(female spline section)(50)은 스플라인 조인트에 의해 회전 샤프트(32)의 팁 단부상에 형성된 수형 스플라인 섹션(male spline section)(31)에 연결된다. 이러한 스플라인 조인트(33)는 샤프트(29, 32) 양자의 팁 단부를 연결한다. 이러한 구성체의 경우, 웜 샤프트(29)는 회전 샤프트(32)와 함께 회전한다.
제 3 볼 베어링(36)은 자유롭게 회전할 수 있도록 기어 하우징(22)내의 웜 샤프트(29)의 기단부를 지지한다. 이러한 제 3 볼 베어링(36)은 깊은 홈 타입의 볼 베어링이고, 볼(81)의 구름 접촉면은 외측 레이스(57)의 내주면 주위에 형성된 외측 레이스웨이(outer raceway)(133)와, 각 볼(81)상의 단지 하나의 점에만 접촉이 있도록 내측 레이스(52)의 외주면 주위에 형성된 내측 레이스웨이(inner raceway)(134)를 접촉한다. 더욱이, 내측 레이스(52)는 축 방향으로 스플라인 조인트(33)와 일치하도록 웜 샤프트(29)의 기단부상의 외주면 주위에 고정된다. 이러한 스플라인 조인트(33)의 축중심의 위치는 이러한 제 3 볼 베어링(36)의 축중심의 위치과 거의 일치한다. 또한, 내측 레이스(52)의 내주면과 웜 샤프트(29)의 외주면 사이의 작은 유극을 형성함으로써, 웜 샤프트(29)는 제 3 볼 베어링(36)에 대하여 어떠한 범위내에서 자유롭게 기울어질 수 있다. 또한, 이러한 제 3 볼 베어링(36)의 내측 레이스(52)의 축 방향으로의 양단부와 웜 샤프트(29)의 기단부 근방의 외주면 주위에 형성된 플랜지 섹션(53)의 측면과 이러한 웜 샤프트(29)의 기단부상에 형성된 수형 스크류 섹션(male screw section)(54)을 연결 및 고정하는 너트(55)의 내측 단부상의 표면 사이에 위치된 다수의 디스크 스프링(56)이 있다. 내측 레이스(52)는 플랜지 섹션(53)의 측면과 너트(55)의 내측 단부상의 표면(도 2 및 도 4에서의 좌측 단부상의 표면) 사이에 탄성적으로 보유된다. 또한, 웜 샤프트(29)는 제 3 볼 베어링(36)에 대하여 축 방향으로 어떠한 범위내에서 자유롭게 이동할 수 있다. 더욱이, 이러한 예에 있어서, 제 3 볼 베어링(36) 내부의 반경 방향으로 C2 또는 C3-스케일(scale) 유극이 있다.
제 3 볼 베어링(36)의 외측 레이스(57)는 기어 하우징(22)의 부분내에 형성된 지지 홀(59)의 내주면 주위에 고정된다. 이러한 외측 레이스(57)의 축 방향으로의 일 단부(도 2 및 도 4에서의 우측 단부)는 지지 홀(59)의 내주면 주위에 형성된 단차 섹션(stepped section)(58)과 접촉하고, 외측 레이스(57)의 축 방향으로의 다른 단부(도 2 및 도 4에서의 좌측 단부)는 이러한 내주면상에 부착된 부착 링(164)(도 4)에 의해 제 위치에 보유된다.
제 4 볼 베어링(37)은 자유롭게 회전할 수 있도록 기어 하우징(22) 내부의 웜 샤프트(29)의 팁 단부(도 2 및 도 4에서의 우측 단부)를 지지하기 위한 것이다. 이러한 제 4 볼 베어링(37)은 깊은 홈 타입의 베어링이고, 외측 레이스(60)의 내주면 주위에 형성된 외측 레이스웨이(133)와, 각 볼(81)상의 단지 하나의 점에만 접촉이 있도록 내측 레이스(65)의 외주면 주위에 형성된 내측 레이스웨이를 접촉한다. 제 4 볼 베어링(37)의 외측 레이스(60)는 기어 하우징(22)의 내부에 부착된 L-형상의 단면부를 갖는 일반적으로 원형의 홀더(61)의 반부의 내주면 주위에 형성된 대직경 섹션(large-diameter section)(62)의 내부에 고정된다. 또한, 브러싱(64)은 웜(27)으로부터 분리된 웜 샤프트(29)의 팁 단부 근방의 외주면의 섹션상에 형성된 대직경 섹션(63)상으로 고정된다. 이러한 브러싱(64)은 크랭크 형상의 단면부를 갖는 일반적으로 실린더 형상으로 형성된다. 또한, 웜 샤프트(29)의 팁 단부는 이러한 브러싱(64)의 내부를 느슨하게 통과하고, 이러한 팁 단부는 브러싱(64)의 축 방향으로 일 단부(도 2 및 도 4에서의 우측 단부)상에 형성된 내향 대면 플랜지 섹션(inward facing flange section)(66)의 외측면으로부터 돌출한다. 또한, 제 4 볼 베어링(37)의 내측 레이스(65)는 이러한 브러싱(64)의 축 방향으로 중간 섹션 주위에 고정된다. 이러한 내측 레이스(65)의 축 방향으로의 일 단부의 표면(도 2 및 도 4에서의 좌측 단부 표면)은 브러싱(64)의 축 방향으로의 다른 단부(도 2 및 도 4에서의 좌측 단부)상에 형성된 외향 대면 플랜지 섹션(67)의 내측면과 접촉한다. 또한, 이러한 예의 경우, 브러싱(64)의 내주면과 웜 샤프트(29)의 대직경 섹션(63)의 외주면 사이의 미소한 유극을 형성함으로써, 웜 샤프트(29)는 브러싱(64)에 대하여 어떠한 범위내에서 자유롭게 기울어질 수 있다.
또한, 웜 샤프트(29)상에 형성된 대직경 섹션(63)과 대직경 섹션(63)으로부터 분리된 팁 단부측상에 형성된 소직경 섹션(68) 사이의 연속적인 섹션인 단차 섹션(69)과 내향 대면 플랜지 섹션(66)의 내측면 사이에 미소한 갭이 형성된다. 웜 샤프트(29)의 팁 단부 표면과 소직경 섹션(68) 사이의 연속적인 섹션상에 형성된 테이퍼진 표면(143)도 있다.
이러한 소직경 섹션(68)중에, 브러싱(64)상에 형성된 내향 대면 플랜지 섹션(66)의 외측면으로부터 돌출하는 부분이 예비-하중 패드(70)의 부분내로 삽입된다. 도 5에서 상세히 도시한 바와 같이, 이러한 예비-하중 패드(70)는 고형의 윤활 재료와 혼합된 합성 수지로 이루어지고, 부품이 실린더형 외주면의 반경 방향으로 2개의 대향 측부로부터 제거되도록 형성되며, 편평한 섹션(138) 및 아암 섹션(139)는 예비-하중 패드(70)의 외주면상의 반경 방향으로 2개의 대향 측부 양자상에 형성된다. 그리고, 예비-하중 패드(70)가 홀더(61)의 다른 단부면(도 2 및 도 4의 우측 단부면)과 기어 하우징(22)의 부분내에 형성된 오목 홀(72)의 바닥면 사이에 위치된다. 관통 구멍(71)은 축 방향으로 중심을 통과하고, 웜 샤프트(29)의 소직경 섹션(68)이 이러한 관통 구멍(71)내를 자유롭게 삽입될 수 있도록 예비-하중 패드(70)내에 형성된다. 이러한 관통 구멍(71)의 내주면은 웜 샤프트(29)의 소직경 섹션(68)을 지지하는 구름 베어링으로서 기능을 한다. 이러한 관통 구멍(71)중에, 전기 모터(31)의 측부상의 반부의 내주면은 개구 단부를 향하여 직경이 증가하는 테이퍼진 표면(137)이다. 더욱이, 이러한 테이퍼진 표면(137)의 개구부의 직경은 0.5mm 이상만큼의 웜 샤프트(29)의 팁 단부상에 형성된 소직경 섹션(68)의 직경보다 작다.
또한, 토션 코일 스프링(30)은 예비-하중 패드(70) 주위에 위치되고, 한 쌍의 부착 섹션(73)은 이러한 토션 코일 스프링(30)의 양단부상에 반경 방향으로 대향 측부상의 2개의 위치에 위치되고 축 방향으로 돌출하도록 홀더(61)의 다른 단부면상에 반경 방향으로 대향 측부상의 2개의 위치에 위치된 한 쌍의 돌출 부착 섹션(74)의 유격 일측부(도 2, 도 4 및 도 5에서의 상측부)에 부착되거나 그와 면한다. 또한, 이러한 돌출 부착 섹션(74)의 팁 단부는 오목 홀(72)의 바닥면상의 2개의 위치에 형성된 내부 홀(도시하지 않음)을 고정시킨다. 이러한 돌출 부착 섹션(74)의 위치는 기어 하우징(22)에 대하여 어떠한 범위로 조절된다. 예비-하중 패드(70)의 외주면에서 웜 휠(28)로부터 대향된 측부(도 2, 도 4 및 도 5에서의 하측부)상의 제 1 부분 실린더형 표면(140)에 대하여 토션 코일 스프링(30)의 내주연을 가압함으로써, 웜 휠(28)을 향하는 방향으로 예비-하중 패드(70)를 경유하여 웜 샤프트(29)의 팁 단부에 탄성력이 적용된다. 이러한 탄성력을 팁 단부에 적용함으로써, 웜 샤프트(29)의 중심축과 웜 휠(28)이 그 주위에 고정되는 내측 샤프트(18) 사이의 거리가 짧아진다. 더욱이, 서로 접촉되는 웜 샤프트(29)와 웜 휠(28)의 웜(27)의 치형면에 예비-하중이 적용된다.
이러한 예에 있어서, 예비-하중 패드(70)의 외주면과 토션 코일 스프링(30) 사이의 접촉 영역은 원호 형상을 형성하고, 이러한 접촉 영역의 원호 방향의 길이는 토션 코일 스프링(30)의 하나의 권선의 길이에 대하여 충분히 작다. 또한, 예비-하중 패드(70)의 외주면 중에, 웜 휠(28)의 측부상의 제 2 부분 실린더형 표면(141)의 곡률 반경은 제 1 부분 실린더형 표면(140)의 곡률 반경보다 작게 제조된다.
이러한 예의 경우, 예비-하중 패드(70)상에 위치된 아암 섹션(139)의 일측부(도 5에서의 상측부)는 작은 갭을 통하여 돌출 부착 섹션(74)의 다른 측부(도 2, 도 4 및 도 5에서의 바닥 측부)를 면한다. 또한, 예비-하중 패드(70)의 외주면 주위에 형성된 제 1 부분 실린더형 표면(140)의 축 방향으로의 단부상의 돌출 부착 섹션(142)이 있고, 토션 코일 스프링(30)이 예비-하중 패드(70) 주위에 분리되는 것을 방지한다. 이러한 예의 경우, 토션 코일 스프링(30)이 예비-하중 패드(70) 주위에 위치된 경우, 토션 코일 스프링(30)의 각 배선의 와이어의 표면 사이(와이어 사이)의 축 방향으로의 갭이 있다.
또한, 토션 코일 스프링(30)의 탄성력을 웜 샤프트(29)에 적용함으로써, 웜 샤프트(29)와 웜 휠(28) 사이의 맞물림 영역에 마찰력의 증가 때문에 내측 샤프트(18)상의 토오크가 증가하는 양은 0.4Nm 내지 5Nm에서 조절된다. 보다 상세하게는, 이러한 토오크의 증가가 0.4Nm 내지 5Nm일 경우, 하기 식에 의해 알려진 F의 크기에 의해 탄성력이 조절된다.
[수학식 1]
F = (T L1 sinα)/(μcosｒR τL2)
이러한 식에 있어서, 내측 샤프트(18)의 토오크의 증가의 양은 T이고, 맞물림 섹션에서의 압력 각도는 α이고, 마찰 계수는 μ이고, 리드 각도는 ｒ이고, 웜 샤프트(29)와의 맞물림 섹션에서의 피치 사이클의 반경은 R이고, 맞물림 섹션에서의 기어 비율은 τ이고, 맞물림 섹션과 제 3 볼 베어링(36) 사이의 축 방향 거리는 L1이고, 제 3 볼 베어링과 제 4 볼 베어링(37) 사이의 축 방향 거리는 L2이다. 더욱이, 본 실시예에 있어서, 웜 휠(28)과의 맞물림 섹션에서, 탄성력 때문에 양자상의 가압력은 12.8N 내지 160N이다.
이러한 예에 있어서, 전기 모터(31)의 정격 출력에서 구동된 경우, 웜 샤프트(29)는 웜 휠(28)로부터 반응력을 수용하여 이러한 웜 휠(28)로부터 멀어지는 위치에서 웜 휠(28)과 맞물린다. 또한, 전기 모터(31)의 정격 출력에서 구동된 경우, 전기 모터(31)의 회전 샤프트(32)와 웜 샤프트(29) 사이의 각도는 전기 모터(31)의 정격 출력에 의해 구동되지 않은 경우 회전 샤프트(32)와 웜 샤프트(29) 사이의 각도보다 작게 된다. 또한, 이러한 예에 있어서, 전기 모터(31)의 정격 출력에서 구동된 경우, 회전 샤프트(32)와 웜 휠(29) 사이의 각도는 0분 내지 50분이고, 보다 바람직하게는 0분 내지 10분이다.
더욱이, 이러한 예에 있어서, 회전 샤프트(32)의 팁 단부상의 수형 스플라인 섹션(51)과 웜 샤프트(29)의 기단부상의 암형 스플라인 섹션(50) 사이의 스플라인 조인트(33)에서의 반경 방향으로의 유극 때문에 회전 샤프트(32)와 웜 샤프트(29) 사이의 중심 변위는 10㎛ 내지 200㎛이다. 또한, 전기 모터(31)의 케이싱(23)의 구성 요소의 인-로우 섹션에서의 유극과, 기어 하우징의 인-로우 섹션과 이러한 케이싱(23)에서의 유극 때문에 회전 샤프트(32)와 웜 샤프트(29) 사이의 중심 변위는 스플라인 조인트(33)에서의 반경 방향으로의 유극 때문에 샤프트(32, 29) 사이의 중심 변위보다 작다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 전동식 파워 스티어링 장치는 토오크 센서(3)와, 조력 샤프트인 내측 샤프트(18)와, 웜 휠(28)과, 웜 샤프트(29)와, 탄성력을 적용하기 위한 부재인 토션 코일 스프링(30) 및 예비-하중 패드(70)와, 전기 모터(31)를 포함하는 보조 장치(16)를 갖는다. 따라서, 상술된 예의 경우, 토션 코일 스프링(30)이 웜 휠(28)을 향한 방향으로 웜 샤프트(29)상의 탄성력을 적용시킬 경우, 웜 휠(28)과 웜 샤프트(29) 사이의 맞물림 섹션에 예비-하중을 적용하는 것이 가능하므로, 장치의 비용을 줄일 뿐만 아니라 맞물림 섹션내에서의 충돌 치형부의 소음을 방지하는 것이 가능하다.
또한, 이러한 예의 경우, 기어 하우징(22)내에 위치한 토션 코일 스프링(20)의 탄성력은 제 4 볼 베어링(37)을 지나감이 없이 웜 샤프트(29)의 팁 단부에 적용된다. 따라서, 토션 코일 스프링(30)이 위치된 오목 홀(72)의 내부 공간을 작게 하는 것이 가능하다. 그러나, 웜 샤프트(29)의 팁 단부상의 외주면 주위의 제 4 볼 베어링(37)을 지지하고, 반경 방향으로의 코일 스프링에 의해 웜 샤프트(29)상에 탄성력을 적용하기 위해 기어 하우징(22) 또는 기어 하우징(22)에 연결된 다른 부재와 이러한 제 4 볼 베어링(37) 사이의 코일 스프링을 위치시키는 것이 가능함이 또한 고려된다. 그러나, 그러한 구성체의 경우, 웜 샤프트(29)의 외주면으로부터의 코일 스프링의 돌출량이 커서, 기어 하우징(22)은 장치의 크기의 증가를 야기시킨다. 이러한 예의 경우, 토션 코일 스프링(30)으로부터의 탄성력은 제 4 볼 베어링(37)을 지남이 없이 웜 샤프트(29)의 팁 단부에 적용되어, 전술한 문제점이 발생하지 않는다.
또한, 이러한 예의 경우, 토션 코일 스프링(30)에 의해 예비-하중 패드(70)에 적용된 탄성력은 상술된 범위내에서 조절된다. 따라서, 장치가 전기 모터(31)에 의해 구동되고 있지 않는 경우, 웜 휠(28)과 웜 샤프트(29) 사이의 맞물림 섹션에서의 치형부 표면 사이의 예비-하중 및 접촉을 유지하는 것이 가능하므로, 충돌 치형부의 소음을 효과적으로 억제할 뿐만 아니라 전기 모터(31)로부터의 토오크의 증가가 문제점이 되는 것을 막는 것이 가능하다. 본 발명자에 의해 수행된 시험에 따르면, 전술한 범위내에서 탄성력을 조절함으로써, 충돌 치형부로부터의 소음이 사라졌고, 토오크의 증가가 충분히 작았다. 또한, 이러한 예의 경우, 예비-하중 패드(70)의 외주면과 토션 코일 스프링(30)의 내주연 사이의 접촉 영역은 토션 코일 스프링(30)의 하나의 권선의 길이에 대하여 충분히 작게 제조된다. 따라서, 웜 휠(28)을 향한 방향으로의 예비-하중 패드(70)상의 토션 코일 스프링(30)으로부터의 탄성력을 효과적으로 적용함이 가능하다. 더욱이, 이러한 예에 있어서, 예비-하중 패드(70)의 외주면 중에, 웜 휠(28)측상의 제 2 부분 실린더형 표면(141)의 곡률 반경(이러한 섹션의 반경)은 웜 휠(28)로부터의 대향 측부상의 제 1 부분 실린더형 표면(140)의 곡률 반경(이러한 섹션의 반경)보다 작다. 따라서, 토션 코일 스프링(30)의 치수 에러가 더 커지고 토션 코일 스프링(30)의 직경이 웜 샤프트(29)의 변위 때문에 증가하는 경우에도, 토션 코일 스프링(30)이 예비-하중 패드(70)의 제 1 부분 실린더형 표면(140)과 양호한 접촉을 하는 것이 가능하므로, 웜 샤프트(29)상의 안정한 탄성력을 적용할 수 있다.
웜 샤프트(29)의 팁 단부가 예비-하중 패드(70)내의 관통 구멍(71)을 통과하여 전기 모터(31)와 웜 휠(28)의 회전 샤프트(32)의 회전 때문에 제 4 볼 베어링(37)의 반경 방향으로 이동한다. 이러한 운동은 예비-하중 패드(70)를 이동하게 하고 예비-하중 패드(70) 주위의 토션 코일 스프링(30)을 뒤틀리게 하는 경우, 예비-하중 패드(70)와 토션 코일 스프링(30) 사이의 마찰이 증가하는 경향이 있다. 이러한 마찰이 증가하는 양은 예비-하중 패드(70)의 운동 방향에 따라서 다르다. 이러한 마찰의 증가는 토션 코일 스프링(30)에 의해 웜 샤프트(29)에 적용된 탄성력이 부적절하게 바뀌게 하여 바람직하지 않다. 그러나, 이러한 예에 있어서, 예비-하중 패드(70)는 고형의 윤활 재료와 혼합된 합성 수지로 이루어지기 때문에, 이러한 마찰의 증가를 억제함이 가능하므로, 특정 탄성력을 웜 샤프트(29)에 견실하게 적용하는 것이 가능하다. 또한, 토션 코일 스프링(30)의 각 배선의 와이어의 표면은 축 방향으로 서로 접촉하는 경우, 이러한 접촉 영역에서 발생하는 마찰은 또한 토션 코일 스프링(30)에 의해 웜 샤프트(29)에 적용된 탄성력이 부적절하게 변하게 한다. 그러나, 이러한 예에 있어서, 각 권선의 와이어의 표면 사이의 축 방향으로의 갭이 있기 때문에, 특정 탄성력이 웜 샤프트(29)에 견실하게 적용하는 것이 가능하다.
이러한 예의 경우에서와 같이, 국제 공개 팜플렛 제 WO99/65758 호에 개시된 전동식 파워 스티어링 장치의 경우, 탄성력 적용 부재는 웜 휠의 방향으로 웜 샤프트상의 탄성력을 적용시킨다. 그러나, 이러한 제 WO99/65758 호 팜플렛에 개시된 구성체의 경우, 전기 모터의 회전 샤프트의 팁 단부를 지지하는 구름 베어링과, 웜 샤프트의 기단부를 지지하는 구름 베어링은 하나의 구름 베어링으로 일체화된다. 따라서, 이러한 제 WO99/65758 호 팜플렛에 개시된 구성체의 경우, 전기 모터의 회전 샤프트가 전기 모터에 의해 구동되지 않고 전기 모터 케이싱내에 동심적으로 지지되는 경우에도, 전기 모터에 의해 구동된 경우 웜 샤프트가 웜 휠로부터 반응력을 수용하게 함으로써, 웜 샤프트는 웜 휠로부터 멀어지는 방향을 향한 구름 베어링에 대하여 기울어진다. 또한, 이 때문에, 회전 샤프트를 구름 베어링에 대하여 기울이는 것이 용이하다. 이것이 일어날 경우, 회전자와 회전 샤프트의 중간 섹션내의 고정자 사이의 거리가 바뀌고, 전기 모터로부터 안정된 출력을 얻기가 어렵게 된다.
그러나, 이러한 예의 경우, 제 1 및 제 2 볼 베어링(34, 35)은 회전 샤프트(32)의 양단부를 지지하고, 제 3 및 제 4 볼 베어링(36, 37)은 웜 샤프트(29)의 양단부를 지지하며, 각각의 4개의 베어링(34 내지 37)은 서로 분리된다. 따라서, 이러한 예에 있어서, 웜 샤프트(29)가 전기 모터(31)에 의해 구동된 때의 제 3 볼 베어링(36)에 대하여 기울어진 경우에도, 회전 샤프트(32)는 제 3 볼 베어링(36)에 대하여 기울어지는 것을 방지하므로, 전기 모터(31)로부터 안정된 출력을 얻는 것이 가능하다. 또한, 이러한 예에 있어서, 제 3 볼 베어링(36)내의 C2 또는 C3 크기의 유극이 있기 때문에, 제 3 볼 베어링(36)내의 각도 유극을 쉽게 유지하는 것이 가능하므로, 웜 샤프트(29)가 제 3 볼 베어링(36)에 대하여 기울어지게 하는 것이 쉽게 가능하다.
또한, 이러한 예에 있어서, 전기 모터(31)의 정격 출력에 의해 구동된 경우, 웜 샤프트(29)가 웜 휠(28)로부터 떨어진 경우 전기 모터(31)의 회전 샤프트(32)와 웜 샤프트(29) 사이의 각도는 전기 모터(31)에 의해 구동되지 않은 경우 회전 샤프트(32)와 웜 샤프트(29) 사이의 각도보다 작다. 따라서, 이러한 예의 경우, 전기 모터(31)에 의해 구동된 경우, 전기 모터(31)로부터의 출력을 웜 샤프트(29)에 부드럽게 전달하는 것이 가능하므로, 회전 샤프트(32)와 웜 샤프트(29) 사이의 스플라인 조인트(33)에서의 마찰의 증가를 억제함이 가능하다. 또한, 회전 샤프트(32)가 선회하는 것을 방지 가능하기 때문에, 전기 모터(31)로부터 훨씬 더 안정된 출력을 수득하고 진동의 발생을 방지 가능하다. 또한, 이러한 예에 있어서, 정격 출력으로 전기 모터에 의해 구동된 경우, 샤프트(32, 29) 사이의 각도는 0분 내지 50분 (및 보다 바람직하게는 0분 내지 10분)으로 충분히 작다. 따라서, 스플라인 조인트(33)의 수형 및 암형 스플라인 섹션(50, 51) 사이의 양호한 고정이 있으므로, 전기 모터(31)로부터의 출력을 웜 샤프트(29)로 훨씬 더 부드럽게 전달하고, 전기 모터(31)의 회전 샤프트(32)의 선회 운동을 효과적으로 방지 가능하다.
또한, 이러한 예에 있어서, 스플라인 조인트(33)는 제 3 볼 베어링의 위치와 축 방향으로 일치하는 위치에 위치된다. 따라서, 웜 샤프트(29)가 제 3 볼 베어링(32)에 대하여 기울어질 때에도, 수형 스플라인 섹션(51)이 형성된 회전 샤프트(32)의 부분이 반경 방향으로 이동하는 것을 효과적으로 방지 가능하여, 전기 모터(31)로부터의 훨씬 더 안정된 출력을 얻고 진동의 발생을 방지 가능하다.
더욱이, 이러한 예의 경우, 웜 샤프트(29)의 중심축과 회전 샤프트(32) 사이의 중심 변위는 10㎛ 내지 200㎛의 범위내에 유지된다. 따라서, 제 3 볼 베어링(36)에 대하여 웜 샤프트(29)의 틸팅은 웜 샤프트(29)상의 암형 스플라인 섹션(50) 및 회전 샤프트(32)상의 수형 스플라인 섹션(51)에 의한 간섭에 의해 방해되므로, 웜 샤프트(29)의 틸트 때문에 스플라인 조인트(33)내의 충돌 치형부의 수음 발생을 방지 가능하다.
또한, 이러한 예의 경우, 웜 샤프트(29)의 기단부와 제 3 볼 베어링(36) 사이의 디스크 스프링(56)을 위치시킴으로써, 축 방향으로의 특정 범위내에서 제 3 볼 베어링(36)에 대하여 웜 샤프트(29)의 변위가 가능하다. 따라서, 웜 샤프트(29)는 제 3 볼 베어링(36) 자체의 공전(空轉)(lost motion)에 의해 목적이 이루어지기가 어려우므로, 제 3 볼 베어링에 대하여 웜 샤프트(29)의 적절한 틸팅이 보다 쉬워진다.
또한, 이러한 예의 경우, 전기 모터(31)의 케이싱(23)의 구성 요소 사이의 인-로우 섹션내의 갭과 기어 하우징(22)과 케이싱(23) 사이의 인-로우 섹션내의 갭의 존재 때문에, 회전 샤프트(32)와 웜 샤프트(29) 사이의 중심 변위는 스플라인 조인트(33)에서의 반경 방향으로의 갭의 존재 때문에 샤프트(32, 29) 사이의 중심 변위보다 작다. 따라서, 샤프트(32, 29)가 중심에서 떨어진 경우, 수형 및 암형 스플라인 섹션(50, 51)과의 간섭 없이 케이싱(23)과 기어 하우징(22)내에서 이러한 샤프트(32, 29)를 설치함이 가능하므로, 토오크를 회전 샤프트(32)로부터 웜 샤프트(29)로 부드럽게 전달함이 가능하다. 또한, 전기 모터(31)로부터 안정된 출력을 얻는 것이 가능하다.
토션 코일 스프링(30)에 의해 웜 샤프트(29)에 적용된 탄성력은 다음과 같이 조절될 수 있다. 즉, 전동식 파워 스티어링 장치에 있어서, 내측 샤프트(18) 또는 스티어링 휠(1)(감지된 토오크)에 의해 감지된 토오크는, 래크(12)와 피니언(11)을 연결하지 않은 채로 그리고 전기 모터(31)에 흐르는 전류가 중단된 채로 맞물림 섹션에 미찰력에 대하여 내측 샤프트(18)를 회전시킴으로써 알게 된다. 따라서, 토션 코일 스프링(30)이 설치되지 않은 경우의 감지된 토오크는 토션 코일 스프링(30)이 설치된 경우의 감지된 토오크로 바뀐 후의 토오크의 값(최대의 토오크 증가)이 0.4Nm 내지 5Nm이도록 탄성력이 조절된다.
또한, 이러한 예의 장치를 조립하는 경우, 기어 하우징(22)내에 위치된 예비-하중 패드(70)내의 관통 구멍(71) 내측에 웜 샤프트(29)의 팁 단부를 삽입하는 것이 필요하다. 그러나, 팁 단부를 관통 구멍(71)내로 삽입하기 전에 토션 코일 스프링(30)으로부터의 탄성력을 예비-하중 패드(70)에 적용함으로써, 관통 구멍(71)의 중심축은 제 4 볼 베어링(37)의 중심축에 대하여 웜 휠(28)의 측부로 옮겨진다. 또한, 웜 샤프트(29)의 팁 단부 근방의 섹션상의 대직경 섹션(63)이, 제 4 볼 베어링(37)의 내부상에 지지되는 부싱(bushing)(64)내에 삽입된 경우, 그리고 팁 단부 근방의 섹션상의 소직경 섹션(68)이 관통 구멍(71)내로 삽입되는 경우, 이러한 소직경 섹션(68)은 예비-하중 패드(70)가 웜 휠(28)의 측부를 향하여 토션 코일 스프링(30)의 탄성력에 대하여 이동하게 한다.
이러한 방식으로 기어 하우징(22)내에 설치된 웜 샤프트(29)의 경우, 토션 코일 스프링(30)으로부터의 탄성력은 웜 휠(28)을 향한 방향으로 예비-하중 패드(70)를 경유하여 소직경 섹션(68)에 적용된다. 따라서, 특정의 탄성력이 기어 하우징(22)내의 웜 샤프트(29)를 조립한 후에 적용되기 위해, 이러한 예의 경우, 특정의 탄성력을 웜 샤프트(29)에 적용하고, 특수 조정을 수행하거나 탄성 부재를 조립하는 것과 같은 성가신 작업을 수행해야함이 없이 장치를 용이하게 조립 가능하다. 또한, 이러한 예의 경우, 그의 직경이 개구 단부를 향하여 증가하도록 예비-하중 패드(70)내의 관통 구멍(71)의 전기 모터(31)측상의 반부의 내주면상에 테이퍼진 표면(137)이 형성되고, 웜 샤프트(29)의 단부 표면 및 소직경 섹션(68)을 연결하는 연결 섹션내에 형성된 테이퍼진 표면이 있다. 따라서, 이러한 예에 있어서, 소직경 섹션(68)을 관통 구멍(71)내로 쉽게 삽입하고 조립을 보다 쉽게 수행 가능하다.
토션 코일 스프링(30)을 경유하여 웜 샤프트(29)와 웜 휠(28) 사이의 맞물림 섹션내의 충돌 치형부의 소음을 억제하기 위해, 탄성력을 특정 값 이상(예컨대, 20N 이상)의 웜 샤프트(29)에 적용함이 필요하다. 따라서, 예비-하중 패드(70)는, 웜 샤프트(29)의 팁 단부가 기어 하우징(22)내에 위치된 예비-하중 패드(70)내의 관통 구멍(71)내에 삽입되기 전의 상태에서 웜 휠(28)의 측부에 많이 이동하는 경향이 있다. 그러나, 이러한 변위가 과도하게 크게 될 때(탄성력이 20N 이상일 경우 4mm), 관통 구멍(71)의 중심축은 웜 샤프트(29)가 기어 하우징(22)내에 설치된 경우 웜 샤프트(29)의 중심축에 대하여 웜 휠(28)의 측부로 크게 변환되어, 웜 샤프트(29)의 팁 단부를 관통 구멍(71)내로 삽입하기가 어렵게 된다. 그러나, 이러한 예의 경우, 예비-하중 패드(70)의 부분내에 한 쌍의 아암 섹션(139)이 있고, 이러한 아암 섹션(139)은 홀더(61)내에 형성된 돌출 부착 섹션(74)을 면한다. 따라서, 탄성력이 특정값 이상인지에 관계없이, 웜 샤프트(28)의 팁 단부를 예비-하중 패드(70)내의 관통 구멍(71)내로 삽입하기 전에 관통 구멍(71)이 웜 휠(28)의 측부를 향하여 과도하게 이동하는 것을 방지하고, 쉽게 조립하는 것이 가능하다. 예를 들면, 한 쌍의 아암 섹션(139)을 이용함으로써, 웜 휠(28)의 측부를 향한 방향으로 예비-하중 패드(70)의 변위를 작게, 또는 약 0.5mm으로 유지 가능하다.
또한, 이러한 예의 경우, 피니언(11)은 래크(12)와 직접적으로 맞물리지만, 본 발명은 이러한 유형의 구성에 제한되지 않는다. 예를 들면, 소위 가변 속도 기어 비율 스티어링 기구(VGS)를 이용한 구성체를 제공 가능한데, 이는 피니언(11)의 하단부가 이러한 긴 홀의 길이 방향으로 자유롭게 이동할 수 있도록 피니언(11)으로부터 분리된 피니언 기어내의 긴 홀내에 고정되고, 이러한 피니언 기어는 래크와 맞물리고 자동차의 속도에 따라서 스티어링 샤프트의 회전 각도에 대하여 래크의 변위량의 비율을 변화시켜 이러한 구성체의 조합을 이러한 예의 구성체에 제공한다.
더욱이, 본 발명은 보조 장치의 조력 샤프트가 스티어링 샤프트(2)의 부분인 구성체에 제한되지 않는다. 예를 들면, 도 6에 도시한 바와 같이, 래크(12)와 맞물리는 피니언(11)(도 40 참조)이 조력 샤프트로서 기능을 하고 이러한 피니언(11) 근방에 전기 모터(31)를 위치시키는 것이 가능하다. 도 6에 도시한 구성체의 경우, 토오크 센서(도 40 참조)는 스티어링 샤프트(2) 근방 대신에 피니언(11) 근방에 위치될 수 있다. 또한, 도 7에 도시한 바와 같이, 피니언(11)과의 조인트로부터 분리된 위치에서 래크(12)의 부분과 맞물리는 서브-피니언(75)이 조력 샤프트로서 기능하게 함이 가능하다. 도 7에 도시한 구성체의 경우, 서브-피니언(75)에 부착된 웜 휠은 웜 샤프트(29)와 맞물린다. 또한, 전기 모터(31)는 이러한 서브-피니언(75) 근방에 위치된다. 또한, 도 7에 도시한 구성체의 경우, 피니언(11) 근방에 토오크 센서(3)를 위치시킴이 가능하다. 도 7에 도시한 구성체의 경우, 땅으로부터 휠을 거쳐 피니언(11)으로 전달되는 진동이 스티어링 휠(1)에 전달되는 것을 방지하기 위해, 충격 흡수 장치(76)는 중간 샤프트(8)의 중간에 위치된다. 예를 들면, 이러한 충격 흡수 장치(76)는 내측 샤프트와 외측 샤프트를 망원경 형상으로 결합시키고 이러한 샤프트의 단부상의 주면 사이의 탄성 재료를 연결시킴으로써 구성될 수 있다.
또한, 이러한 예의 경우, 전기 모터(31)의 코일(45)로 보내어진 여자 전류의 방향을 바꾸는 회전자-위상 감지기(rotor-phase detector)는 브러시(48) 및 정류자(46)를 포함한다. 그러나, 본 발명은 이러한 유형의 구성에 제한되지 않고, 도 8에 도시한 바와 같이, 전기 모터(31)가 소위 무브러시 구성체를 가질 수 있으며, 여기서 회전자-위상 감지기는 회전 샤프트(322)에 고정된 영구자석 인코더(encoder)와, Hall IC(77)를 포함한다. 또한, 도 8에 도시한 구성체의 경우, 고정자(39a)는 케이싱(23)의 내주면에 고정된 적층된 강 플레이트 코어(82)와, 코어(82)상의 다수의 위치에서 권취된 코일(83)을 포함하고, 회전자(38a)는 회전 샤프트(32)의 중간 섹션내의 외주면 주위에 고정된 영구 자석(84)을 포함한다. 더욱이, 이러한 유형의 구성체를 채용한 경우, 고정자(39a)로 보내어진 전류의 크기의 증가 또는 감소를 제어하는 벡터 제어기를 이용함으로써, 고정자(39a)의 자기력을 변화시킴이 가능하다.
더욱이, 이러한 예의 경우, 제 2 볼 베어링(35)의 내부상의 반경 방향으로, 이러한 제 2 볼 베어링(35)의 내측 레이스(79)와 회전 샤프트(32) 사이의 고정부에서, 및 이러한 제 2 볼 베어링(35)의 외측 레이스(80)와 케이싱(23)의 내주면 사이의 고정부에서의 유극의 합(δ1)은, 제 3 볼 베어링(36)의 내부상의 반경 방향으로, 이러한 제 3 볼 베어링의 외측 레이스(57)와 기어 하우징(22) 사이의 고정부에서, 이러한 제 3 볼 베어링(36)의 내측 레이스(56)와 웜 샤프트(29) 사이의 고정부에서 및 고정 섹션(33)에서의 유극의 합(δ2)보다 작다( δ1 < δ2). 이러한 방식으로 유극을 조절하는 경우, 웜 샤프트(29)의 틸트에 관계없이 전기 모터(31)로부터의 안정된 출력을 얻기 가능하고, 전기 모터(31)의 진동을 억제 가능하다. 또한, 회전 샤프트(32)의 팁 단부 섹션과 웜 샤프트(29)의 기단부를 연결하는 연결 섹션에 다수의 조인트가 있는 경우, 상술된 유극의 합(δ1)은 이러한 조인트의 반경 방향으로, 제 3 볼 베어링(36) 내부로, 제 3 볼 베어링(36)의 외측 레이스(57)와 기어 하우징(22) 사이의 고정부에서 및 이러한 제 3 볼 베어링(36)의 내측 레이스(56)와 웜 샤프트(29) 사이의 고정부에서 존재하는 유격의 합(δ3) 보다 작다(δ1 <δ3).
또한, 제 2 및 제 3 볼 베어링(35, 36)내와 각각의 고정 섹션내의 유극의 관계를 조절함이 없이, 대신에 다음의 변위량(x1 내지 x3)의 관계를 조절 가능하다. 즉, 20N 힘이 제 2 볼 베어링(35)과 반경 방향으로 일치하는 회전 샤프트(32)의 부분에 반경 방향으로 적용된 경우, 힘이 작용하는 회전 샤프트(32)의 중심축의 반경 방향으로의 변위량은 변위(x1)이고; 20N 힘이 제 3 볼 베어링(36)과 반경 방향으로 일치하는 웜 샤프트(29)의 부분에 반경 방향으로 적용된 경우, 힘이 작용하는 웜 샤프트(29)의 중심축의 반경 방향으로의 변위량은 변위(x2)이고; 20N 힘이 회전 샤프트(32)의 부분상의 스플라인 조인트(33)에 반경 방향으로 적용된 경우, 웜 샤프트(29)의 중심축에 대하여 회전 샤프트(32)의 중심선상의 스플라인 조인트(33)의 반경 방향으로의 변위량은 변위(x3)이다. 이 경우에, x1 < (x2 + x 3)이도록 관계가 조절된다. 이러한 방식으로 변위(x1 내지 x3)의 양을 조절하는 경우, 웜 샤프트(29)의 틸팅이 있을 때에도 전기 모터(31)로부터의 안정된 출력을 얻고, 전기 모터(31)의 전기 모터(31)의 진동을 억제 기능하다. 또한, 보다 바람직하게는, 20N 힘이 제 2 볼 베어링(35)과 반경 방향으로 일치하는 웜 샤프트(29)의 부분에 반경 방향으로 적용된 경우, 힘이 작용하는 웜 샤프트(29)의 중심축의 반경 방향으로의 변위량은 5㎛ 내지 200㎛내에서 조절된다. 이러한 유형의 조절의 경우, 웜 휠(29)로부터 웜 샤프트(28)까지 적용된 진동이 전기 모터(31)의 회전 샤프트(32)에 전달되는 것을 방지 가능하다.
더욱이, 보다 바람직하게는, 전기 모터(31)에 의해 구동된 경우, 웜 휠(28)이 웜 샤프트(29)와 맞물리는 영역상에 작용하는 힘 때문에 제 2 볼 베어링(35)이 회전 샤프트(29)로부터 수용하는 힘은, 이러한 맞물림 영역상에 작용하는 힘 때문에 제 2 볼 베어링(36)이 웜 샤프트(29)로부터 수용하는 힘보다 작다. 이러한 예의 경우, 웜 샤프트(29)와 회전 샤프트(32) 사이의 스플라인 조인트(33)의 축 방향으로의 중심 위치는 제 3 볼 베어링(36)의 축 방향으로의 중심 위치와 거의 일치한다. 한편, 제 3 볼 베어링(36)의 축 방향으로의 중심 위치로부터 스플라인 조인트(33)의 축 방향으로의 중심 위치를 변환 가능하다. 그러나, 이러한 경우에도, 웜 샤프트(29)의 틸팅이 있을 때에도 전기 모터(31)로부터의 안정된 출력을 얻을 수 있기 위해, 스플라인 조인트(33)의 축 방향으로의 중심 위치는 제 2 볼 베어링(35)과 제 3 볼 베어링(36) 사이의 축 방향으로의 중심 위치보다 제 3 볼 베어링(36)의 측부를 향해 더 멀리 위치되는 것이 바람직하다.
더욱이, 이러한 예의 경우, 탄성력 적용 수단의 토션 코일 스프링(30) 및 예비-하중 패드(70)는 기어 하우징(22)과 웜 샤프트(29)의 팁 단부 사이에 위치된다. 그러나, 탄성력 적용 수단은 이러한 방식으로 위치된 토션 코일 스프링(30) 및 예비-하중 패드(70)에 한정되지 않는다. 예를 들면, 탄성력 적용은 제 4 볼 베어링(37)의 외측 레이스(60)와 기어 하우징(22) 사이, 제 4 볼 베어링(37)의 내측 레이스(65)와 웜 샤프트(29) 사이, 또는 기어 하우징(22)과 웜 샤프트(29) 사이에 적어도 위치되어, 웜 샤프트(29)의 반경 방향으로의 변위에 대응하는 웜 샤프트(29)에 반경 방향으로의 탄성력을 적용할 수 있다.
웜 샤프트(29)의 대향 단부에 관해서는, 기어 하우징(22)내의 회전 샤프트(32)의 대향 측부상의 웜 샤프트(29)의 단부를 지지하기 위한 제 4 베어링은, 상술한 제 4 볼 베어링(37)과 다른 베어링일 수 있다. 예를 들면, 이러한 제 4 베어링은 볼 베어링에 한정되는 것이 아니라, 기어 하우징(22)내에서 자유롭게 회전하도록 웜 샤프트(29)의 팁 단부 근방의 부분을 지지하는 한 실린더형 롤러(roller) 베어링 또는 구름 베어링과 같은 다른 종류의 구름 베어링일 수 있으며, 웜 샤프트(29)의 반경 방향으로의 특정 범위내에서 변위를 허용하며, 또한 적어도 이러한 제 4 베어링의 외측 레이스와 기어 하우징 사이의 고정 섹션 또는 제 4 베어링의 내측 레이스와 웜 샤프트 사이의 고정 섹션에서 반경 방향으로의 유극을 갖는다.
웜 샤프트(29)의 대향 단부에 대해서는, 기어 하우징(22)내의 회전 샤프트(32)의 측부상의 웜 샤프트(29)의 단부를 지지하는 제 3 베어링은, 이러한 제 3 베어링에 대하여 자유롭게 기울어질 수 있도록 웜 샤프트(29)의 단부를 지지할 수 있는 한 제 3 볼 베어링(36)과 다른 베어링일 수 있다.
더욱이, 연결 섹션의 스플라인 조인트(33)와 케이싱(23)내의 전기 모터(31)의 회전자(38) 사이의 회전 샤프트(32)의 섹션을 지지하기 위한 제 2 베어링은, 웜 샤프트(29)가 제 3 베어링에 대하여 기울어지더라도 회전 샤프트(32)가 기울어지는 것을 방지할 수 있는 한 제 2 볼 베어링(35)과 다른 베어링일 수도 있다. 또한, 회전 샤프트(32)의 팁 단부 및 웜 샤프트(29)의 기단부는, 스플라인 조인트(22) 또는 톱니형 조인트와 같은 치형 맞물림에 의한 연결에 한정되는 것이 아니라, 이러한 팁 단부 및 기단부는 탄성 재료를 거쳐 연결될 수 있다.
또한, 탄성력 적용 수단은 또한 웜(29)의 반경 방향으로의 변위에 따른 값 사이에서 변경될 수 있는 스프링 상수 즉, 예컨대 1N/mm 내지 20N/mm의 낮은 스프링 상수 및 180N/mm 이상(예컨대, 360N/mm)의 높은 스프링 상수를 갖는 탄성 재료를 포함한다. 예를 들면, 스프링 상수로서 도 9에 도시한 유형을 사용 가능하다. 도 9에서의 수평방향 축은 전기 모터(31)에 의해 구동되지 않는 경우 웜 샤프트(29) 및 웜 휠(28)이 함께 맞물리는 영역에서 웜 휠(28)에 대하여 반경 방향으로의 웜 샤프트(29)의 변위량을 나타내며, 수직방향 축은 하중을 나타낸다. 또한, 실선(a, b)은 낮은 스프링 상수를 나타내고, 점선(c 내지 f)은 높은 스프링 상수를 나타낸다. 실선(a, b)에 대한 스프링 상수는 각각 1N/mm 내지 200N/mm이다. 또한, 점선(c 내지 f)중에, 점선(c)은 웜 샤프트(29)가 웜 휠(28)의 내경측상의 치형부와 맞물리는 경우에 대한 스프링 상수를 나타내고, 180N/mm이다. 점선(d)은 웜 샤프트(29)가 웜 휠(28)의 외경측상의 치형부와 맞물리는 경우에 대한 스프링 상수를 나타내고, 360N/mm이다. 점선(e, f)은 0.5mm의 변위에서 20N/mm의 낮은 스프링 상수와 일치하고, 340N/mm이며 각각 부정의 스프링 상수이다.
2개의 값 사이에서 변경될 수 있는 스프링 상수를 갖는 이러한 유형의 탄성력 적용 수단을 이용한 경우, 예비-하중을 적용하고, 회전 샤프트(32)가 전기 모터(31)에 의해 구동되지 않는 경우 낮은 스프링 상수를 갖는 탄성력에 의해 웜 샤프트(29)의 치형부는 웜 휠(28)의 치형부와 접촉하는 것이 가능하다. 또한, 전기 모터(31)의 최대 출력에서 구동된 경우, 웜 샤프트(29)는 웜 휠(28)로부터 웜 샤프트(29)까지 적용된 반응력에 의해 웜 휠(28)로부터 멀어지는 방향으로 이동되어, 높은 스프링 상수를 갖는 탄성력은 반응력이 균형 잡히고, 이러한 위치에서의 탄성력은 웜 샤프트(29)가 웜 휠(28)과 맞물린다. 이러한 경우, 전기 모터(31)의 최대 출력에서 구동된 경우의 맞물림 영역의 위치는 전기 모터(31)에 의해 구동되지 않은 경우의 맞물림 영역의 위치에 대하여 웜 샤프트(29)의 반경 방향으로 0.1mm 내지 1.0mm 옮겨지는 것이 바람직하다.
이러한 방식으로 적어도 2개의 레벨 사이를 변환할 수 있는 스프링 상수를 갖는 탄성 재료를 이용하는 경우, 전기 모터(31)에 의해 구동되는 경우 함께 맞물리는 적당한 위치로 웜 샤프트(29)와 웜 휠(28)을 가져가는 것이 가능하여, 적당한 양의 백래시를 가지며 이러한 부재(29, 28) 양자가 양호하게 함께 맞물리는 것이 가능하다. 따라서, 맞물림 영역의 마찰 때문에 토오크 손실이 작게 유지되는 것이 가능하다. 이러한 방식으로 2개의 값 사이를 변환하는 스프링 상수를 갖는 탄성 재료를 이용하는 경우, 웜 샤프트(29)의 반경 방향으로 변위량에 대응하는 전기 모터(31)의 출력의 크기를 제어하는 제어기를 이용하는 것도 가능하다.
다음, 낮은 스프링 상수를 갖는 탄성력이 웜 샤프트(29)에 적용되는 경우 맞물림 영역에서의 0.4Nm 내지 5Nm으로의 마찰력 증가 때문에 내측 샤프트(18)의 토오크의 증가량을 조절할 때 얻어진 결과를 체크하기 위한 본 발명의 발명자에 의해 수행된 시험의 결과가 설명될 것이다. 본 시험에 있어서, 5개의 동일한 전동식 파워 스티어링 장치(번호 1 내지 5)가 사용되었고, 충돌 치형부의 소음 및 전기 모터(31)의 응답성이 측정되었다. 이러한 방식으로 수행된 시험의 결과가 표 1-1 및 1-2에 나타나 있다.
표 1-1
충돌 치형부 소음
No.1 No.2 No.3 No.4 No.5
토오크증가량 0.2 △ × × × ×
(Nm) 0.3 Ｏ △ △ △ △
0.4 Ｏ △ Ｏ Ｏ △
0.5 Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ
1.0 Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ
2.0 Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ
3.0 Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ
4.0 Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ
5.0 Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ
5.3 Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ
5.7 Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ
6.0 Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ
6.5 Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ
표 1-2
충돌 치형부 소음
No.1 No.2 No.3 No.4 No.5 판단
토오크증가량 0.2 Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ ×
(Nm) 0.3 Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ ×
0.4 Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ
0.5 Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ
1.0 Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ
2.0 Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ
3.0 Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ
4.0 Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ
5.0 Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ
5.3 △ Ｏ Ｏ △ Ｏ ×
5.7 × Ｏ △ △ Ｏ ×
6.0 × △ Ｏ Ｏ △ ×
6.5 × × × × △ ×
표 1에 있어서, Ｏ 표시는 충돌 치형부의 소음이 충분히 작게 되거나, 전기 모터(31)의 응답성이 양호했음을 지시하고, △ 표시는 충돌 치형부의 소음이 다소 컷거나, 전기 모터(31)의 응답성이 다소 나빴음을 지시하며, ×표시는 충돌 치형부의 소음이 매우 심하거나, 전기 모터(31)의 응답성이 나빴음을 지시한다. 표 1에 나타낸 시험 결과로부터 명백히 알 수 있는 바와 같이, 토오크의 증가량이 0.4Nm 이하인 경우, 충돌 치형부의 소음은 크게 된다. 한편, 토오크의 증가량이 5.0Nm을 초과하는 경우, 전기 모터(31)의 응답성은 나빠진다. 그러나, 토오크의 증가량이 0.4Nm 내지 5.0Nm의 범위내에 있는 경우, 충돌 치형부의 소음은 작아졌고 전기 모터(31)의 응답성은 양호하였다. 이러한 시험 결과로부터, 토오크의 증가량을 조절함으로써 얻어진 효과가 확인될 수 있다.
다음으로, 본 발명의 실시예의 제 2 예가 도 10에 도시되어 있다. 이러한 예는 웜 샤프트(29)의 기단부(도 10에서의 좌측 단부)의 외주면이 수형 스크류 섹션(54)(도 2 및 도 4 참조)이 형성되지 않은 단차의 실린더형 표면이라는 점에서 상술된 제 1 예와 다르다. 이러한 실린더형 표면은 실린더형 섹션(85)의 외주면 주위에 형성되고, 지지 부재(86)는 이러한 실린더형 섹션(85)의 기단부 근방의 부분상에 고정시킨다. 이러한 지지 부재(86)는 일반적으로 실린더형 형상을 갖고, 기단부상의 외주면 주위에 형성된 외향 대면 플랜지 섹션(87)을 갖는다. 또한, 반경 방향으로 내향 돌출하는 내향 대면 플랜지 섹션(88)은 이러한 지지 부재(86)의 중간 섹션내의 내주면 주위에 모든 방향으로 형성된다. 또한, 주름진 섹션(crimped section)(90)은, 지지 부재(86)의 내향 대면 플랜지 섹션(88)의 일단부상의 표면(도 10에서의 우측 단부 표면)이 실린더형 표면의 중간 섹션 주위에 형성된 단차 섹션(89)의 표면과 접촉하도록 지지 부내(86)가 실린더형 표면 주위에 고정되는 경우, 스피닝(spinning), 크림핑(crimping) 등을 통하여 반경 방향 외측으로 이러한 실린더형 섹션(85)의 기단부를 펼침으로써 형성된다. 이러한 주름진 섹션(90)은 지지 부재(86)의 내향 대면 플랜지 섹션(88)의 다른 단부상의 표면(도 10에서의 좌측 단부)을 지지함으로써 실린더형 섹션(85)에 지지 부재(86)를 연결 및 고정시킨다.
이러한 예의 다른 구성 및 기능은 실질적으로 제 1 예에서와 동일하여, 동일한 참조 부호가 동일한 부품에 제공되며, 장황한 설명은 생략되어 있다.
다음으로, 도 11은 본 발명의 실시예의 제 3 예를 도시하고 있다. 이러한 예의 경우, 도 10에 도시한 제 2 예의 구성체에 있어서, 전기 모터(31)의 측부상의 웜 샤프트(29)의 기단부를 지지하는 제 3 볼 베어링(36a)은 4-접점 타입의 베어링이다. 다시 말하면, 제 3 볼 베어링(36a)의 외측 레이스(133a)의 내주면 주위에 형성된 외측-링 레이스웨이(outer-ring raceway)(133a) 및 내측 레이스(52)의 외주면 주위에 형성된 내측-링 레이스웨이(inner-ring raceway)(134a)는, 볼(81)의 구름 접촉 표면의 곡률 반경보다 큰 곡률 반경을 갖는 한 쌍의 원호부를 연결함으로써 형성된 소위 고딕 아치 형상의 단면을 갖는다. 또한, 볼(81)의 구름 접촉 표면은 각각의 볼(81)상의 2개의 점에서 각각 외측-링 레이스웨이(133a)와 내측-링 레이스웨이(134a) 양자와 접촉한다.
이러한 예의 경우, 제 3 볼 베어링(36a)이 4-접점 타입이기 때문에, 제 3 볼 베어링(36a)의 축 방향으로 강성을 증가 가능하다. 따라서, 이러한 제 3 볼 베어링(36a)에서 진동을 억제하므로, 비정상의 진동의 발생을 방지 가능하다.
이러한 예의 다른 구성 및 기능은 실질적으로 도 10에 도시한 제 2 예에서와 동일하여, 동일한 참조 부호가 동일한 부품에 제공되며, 장황한 설명은 생략되어 있다.
다음으로, 도 12는 본 발명의 실시예의 제 4 예를 도시하고 있다. 이러한 예의 경우, 도 11에 도시한 제 3 예의 구성체에 있어서, 고무 같은 탄성중합체(elastomer)와 같은 탄성 부재로 이루어진 실린더형 부재(135)는, 제 3 볼 베어링(36a)의 내측 레이스(52)의 내주면과 웜 샤프트(29)의 단부 섹션상의 외주면 사이에 탄성적으로 보유된다. 또한, 이러한 예는 디스크 스프링(56)(도 2 및 도 4 참조)이 웜 샤프트(29)의 기단부 근방 부분의 외주면 주위에 형성된 플랜지 섹션(53)의 일 표면(도 12의 좌측부 표면)과 지지 부재(86)의 내측 단부상의 표면(도 12에서의 우측 단부 표면) 사이에 제공되지 않는 점에서 상술된 다른 예와 다르며, 이러한 부재(52, 53, 86) 사이의 축 방향으로의 갭(136)이 있다.
상술한 예와 유사하게는, 이러한 예의 경우, 제 3 볼 베어링(36a)에 대하여 특정 범위내에서 웜 샤프트(29)를 가지는 것이 용이하다.
이러한 예의 다른 구성 및 기능은 실질적으로 도 11에 도시한 제 3 예에서와 동일하여, 동일한 참조 부호가 동일한 부품에 제공되며, 장황한 설명은 생략되어 있다.
도 11 및 도 12에 도시한 제 3 및 제 4 예의 경우와는 달리, 제 3 볼 베어링(36a)은 도 1 내지 도 5에 도시한 제 1 예에서와 같이 전형적인 깊은 홈 타입일 수 있으며, 전기 모터(31)의 팁 단부에 대향한 측부상의 웜 샤프트(29)의 팁 단부를 지지하기 위한 제 4 볼 베어링(37)(도 2 및 도 4 참조)은 4-접점 타입일 수 있으며, 제 3 볼 베어링(36a) 및 제 4 볼 베어링(37) 양자는 4-접점 타입일 수 있다.
다음으로, 도 13 및 도 14는 본 발명의 실시예의 제 5 예를 도시하고 있다. 본 발명의 이러한 예에 있어서, 제 4 볼 베어링(37)의 외측 레이스(60)는 기어 하우징(22)의 내측의 부분에 고정되는 실린더형 홀더(92)의 반부(도 13에서의 우측 반부)의 내주면 주위에 고정시킨다. 또한, 웜 샤프트(29)의 팁 단부상에 형성된 소직경 섹션(68)의 팁 단부 근방의 부분은, 상기 부분과 내주면 사이의 갭을 갖는 제 4 볼 베어링(37)의 내측 레이스(65)의 내경 측부상에 고정된 실린더형 슬리브(sleeve)(93)의 내주면으로 고정시킨다. 또한, 웜 휠(28)의 측부상의 비연속적인 섹션을 갖는 반실린더형 리테이너(retainer)(94)는 홀더(92)의 다른 반부(도 13에서의 좌측 반부)상에 위치된다. 탄성력 작용 수단으로서 역할을 하는 플레이트 스프링(96)의 중간 섹션은, 웜 휠(28)로부터 대향 측부상에 위치된, 이러한 리테이너(94)의 부분인 편평한 위치 섹션(95)의 내측면에 부착된다. 이러한 플레이트 스프링(96)은 편평한 플레이트(95)에 연결하기 위한 중간부내의 기부 섹션(97)과, 웜 휠(28)의 측부까지 개방하는 V-형성의 단명을 형성하는 양단부 섹션상의 한 쌍의 지지 섹션(98)을 갖는다. 이러한 플레이트 스프링(96)은 지지 섹션(98)의 팁 단부 상의 공간을 감소시키는 방향으로 탄성력을 갖는다. 더욱이, 제 5 볼 베어링(99)의 내측 레이스(100)는 웜 샤프트(29)의 소직경 섹션(68)의 기단부 섹션 주위에 고정되고, 그의 기단부에서 지지 섹션(98)의 일 표면은 제 5 볼 베어링(99)의 외측 레이스(101)의 외주면상의 2개의 위치에 대하여 탄성적으로 가압된다.
또한, 리테이너(94)의 부분상에, 지지 섹션(98)의 팁 단부를 향하는 2개의 위치에 형성된 C-형상 또는 U-형상의 노치(notch)(102)가 있고, 한 쌍의 고정 섹션(103)은 제 5 볼 베어링(99)을 향하여 이러한 노치(102)의 내측을 만곡시킴으로써 형성된다. 그의 팁 단부에서 플레이트 스프링(96)의 지지 섹션(98)의 표면(도 14에서의 상부 표면)중의 하나는 그 사이의 갭을 통하여 그의 기부에서 고정 섹션(103)의 표면(도 14에서의 하부 표면)중의 하나를 면한다.
제 4 볼 베어링(37)내로 웜 샤프트(29)의 팁 단부를 삽입하기 전에, 지지 섹션(98)의 팁 단부 사이의 공간은 도 14에 도시한 것으로부터 감소된다. 또한, 이러한 팁 단부가 고정 섹션(103)과 접촉하는 경우, 지지 섹션(98)의 위치는 조절된다. 이러한 상태에서, 소직경 섹션이 제 5 볼 베어링(99)에 의해 지지되는 웜 샤프트(29)의 팁 단부가 제 4 볼 베어링(37)내로 삽입되는 경우, 지지 섹션(98)의 팁 단부 사이의 공간은 제 5 볼 베어링(99)의 외측 레이스(101)에 의해 개방되어 탄성적으로 펼쳐진다. 더욱이, 웜 샤프트(29)의 팁 단부가 제 4 볼 베어링(37)내로 삽입된 경우, 웜 휠(28)을 향한 방향으로의 탄성력은 웜 샤프트(29)에 적용된다.
상술된 예의 경우와 같이, 이러한 예의 경우, 웜 휠(28)이 웜 샤프트(29)와 맞물리는 영역내의 충돌 치형부의 소음 발생을 억제 가능하다. 또한, 이러한 예에 있어서, 특정 탄성력이 웜 휠(28)을 향한 방향으로 웜 샤프트(29)에 적용된 경우, 기어 하우징(22)내의 웜 샤프트(29)를 설치하는 작업을 수행하는 것이 용이하게 된다.
이러한 예의 다른 구성 및 기능은 실질적으로 도 1 내지 도 5에 도시한 제 1 예에서와 동일하여, 동일한 참조 부호가 동일한 부품에 제공되며, 장황한 설명은 생략되어 있다.
다음으로, 도 15는 본 발명의 실시예의 제 6 예를 도시하고 있다. 이러한 예에 있어서, 웜 샤프트(29)의 길이방향으로 돌출하는 긴 돌출 고정 플레이트(104)는 실린더 형상으로 형성된 홀더(92a)의 일단부 표면(도 15에서의 좌측 단부 표면)상의 원주의 부분상에 형성된다. 이러한 고정 섹션(104)의 팁 단부에, 원호 단면부를 갖는 플레이트 스프링(105)의 기단부(도 15에서의 좌측 단부)가 고정된다. 이러한 플레이트 스프링(105)은 웜 휠(28)을 향하여 팁 단부(도 15에서의 우측 단부)를 이동하는 방향으로 작용하는 탄성력을 갖는다. 이러한 플레이트 스프링(105)의 팁 단부는 제 5 볼 베어링(99)의 외측 레이스(101)의 외주면의 원주상의 위치에 가압하여, 웜 휠(28)을 향하여 웜 샤프트(29)의 팁 단부에 탄성력을 적용한다.
상술한 이러한 예의 경우, 특정 탄성력이 웜 휠(28)로의 방향으로 웜 샤프트(29)에 적용된 경우, 기어 하우징(22)내의 웜 샤프트(29)를 조립하는 작업을 수행하기 용이해진다. 또한, 이러한 예의 경우, 웜 샤프트(29)의 길이 방향으로 플레이트 스프링(105)의 치수를 충분히 증가시키는 것이 가능하여, 이러한 플레이트 스프링(105)의 스프링 상수를 감소 가능하므로 웜 샤프트(29)에 안정된 탄성력을 적용 가능하다.
이러한 예의 다른 구성 및 기능은 실질적으로 도 13 및 도 14에 도시한 제 5 예에서와 동일하여, 동일한 참조 부호가 동일한 부품에 제공되며, 장황한 설명은 생략되어 있다.
다음으로, 도 16 및 도 17은 본 발명의 실시예의 제 7 예를 도시하고 있다. 이러한 예에 있어서, 제 4 볼 베어링(37)의 외측 레이스(60)는 도 1 내지 도 5에 도시된 제 1 예에서 기어 하우징(22)의 내측면의 부분내에 형성된 오목 홀(72)의 내주면 주위의 개구부 근방의 부분내로 직접적으로(임의의 다른 부재를 경유하지 않음) 고정된다. 또한, 관통 구멍(113)이 축 방향으로의 중심을 통해 형성된 홀더(107)는 이러한 오목 홀(72)의 축 방향으로의 중간 섹션내의 내주면내로 고정된다. 더욱이, 웜 휠(28)의 측부상의 그의 반부상의 이러한 홀더(107)의 일표면(도 16에서의 우측 표면)상에, 축 방향으로 돌출하는 반-칼럼형(semi-columnar) 돌출 고정 섹션(108)이 있다. 웜 휠(28)로부터 대향 측부(도 16 및 도 17에서의 바닥측부)상에, 축 방향으로의 그의 전체 길이를 따라, 이러한 돌출 고정 섹션(108)의 중간 섹션내의 측표면상에 형성된 요홈부(109)가 있다. 오목 홀(72)의 내부에 대하여, 돌출 고정 섹션(108)의 측표면을 향하는 표면에, 반-칼럼형 예비-하중 패드(110)가 있다. 이러한 예비-하중 패드(110)중에, 돌출 고정 섹션(108)내의 오목 홀(109)을 향하는 위치에, 축 방향으로 전체 길이를 따라 나아가는 돌출 섹션(11)이 있다. 예비-하중 패드(110)상의 돌출 섹션(111)이 돌출 고정 섹션(108)상의 요홈부(109)내에 고정되는 상태에서, 돌출 고정 섹션(108)과 예비-하중 패드(110)의 조합체가 실린더 형상이 되도록 돌출 고정 섹션(108)이 예비-하중 패드(110)와 결합한다.
더욱이, 관통 구멍(112)은, 돌출 섹션(111)을 구비하는 부분을 통하여 축 방향으로 통과하도록 예비-하중 패드(110)의 부분내에 형성된다. 웜 샤프트(29)의 팁 단부상에 형성된 소직경 섹션(68)은 관통 구멍(112) 및 홀더(107)내에 형성된 관통 구멍(113)을 통하여 자유롭게 삽입된다.
또한, C-형상의 단면부를 갖는 플레이트 스프링(114)은 돌출 고정 섹션(108)과 예비-하중 패드(110)의 외주면상에 고정시킨다. 이러한 플레이트 스프링(114)은 직경이 더 작아지게 되는 방향으로 작용하는 탄성력을 갖는다. 또한, 돌출 고정 섹션(108)의 측표면이 예비-하중 패드(110)의 측표면과 근접하게 접촉하는 경우, 예비-하중 패드(110)내에 형성된 관통 구멍(112)의 중심축은 제 4 볼 베어링(37)의 중심축에 대하여 웜 휠(28)을 향하여 변환한다. 더욱이, 웜 샤프트(29)의 팁 단부 섹션은 예비-하중 패드(110)의 관통 구멍(112)내로 삽입되고, 이러한 플레이트 스프링(114)으로부터의 탄성력은 예비-하중 패드(110)를 거쳐 웜 휠(28)을 향한 방향으로 이러한 팁 단부에 적용된다. 이러한 예에 있어서, 돌출 고정 섹션(108)의 부분 실린더형 표면의 원주 방향으로의 일단부상에 그리고 이러한 단부를 향하는 예비-하중 패드(110)의 부분 실린더형 표면의 원주 방향으로의 일단부상에 축 방향으로의 전체 길이를 따라 형성된 돌출부(115, 116)가 있다. 플레이트 스프링(114)은 이러한 돌출부(115, 116)에 의해 돌출 고정 섹션(108) 및 예비-하중 패드(110) 주위를 회전함을 방지한다.
상술한 이러한 예의 경우, 특정 탄성력이 웜 휠(28)을 향한 방향으로 웜 샤프트(29)에 적용된 경우, 기어 하우징(22)내의 웜 샤프트(29)를 조립하는 작업을 수행하기 용이해진다.
이러한 예의 다른 구성 및 기능은 실질적으로 도 13 내지 도 14에 도시한 제 5 예에서와 동일하여, 동일한 참조 부호가 동일한 부품에 제공되며, 장황한 설명은 생략되어 있다.
도 18에 도시한 바와 같이, 돌출 고정 섹션(108) 및 예비-하중 패드(110) 주위를 플레이트 스프링(114)이 회전하는 것을 방지하기 위한 돌출부는, 예비-하중 패드(110)의 부분 실린더형 표면상의 중간 섹션 바로 위에 형성된 돌출부(116a)일 수 있거나, 돌출 고정 섹션(108)의 부분 실린더형 표면의 중간 섹션 바로 위에 형성된 돌출부일 있다. 또한, 플레이트 스프링(114) 대신에, C-형상의 와이어 스프링을 사용 가능하다.
다음으로, 도 19 및 도 20은 본 발명의 실시예의 제 8 예를 도시하고 있다. 이러한 예에 있어서, 고무 같은 탄성중합체와 같은 탄성 부재로 이루어지며 내경측을 향한 방향으로 작용하는 탄성력을 갖는 실린더형 부재(117)는, 도 16 및 도 17에 도시한 제 7 예에서 홀더(107)의 돌출 고정 섹션(108) 및 예비-하중 패드(110)의 외주면 주위에 고정된다. 이러한 실린더형 부재(117)는 웜 휠(28)을 향한 방향으로 웜 샤프트(29)의 팁에 탄성력을 적용시킨다.
이러한 예의 다른 구성 및 기능은 실질적으로 도 16 및 도 17에 도시한 제 7 예에서와 동일하여, 동일한 참조 부호가 동일한 부품에 제공되며, 장황한 설명은 생략되어 있다.
다음으로, 도 21 내지 도 23은 본 발명의 실시예의 제 9 예를 도시하고 있다. 이러한 예는, 웜 휠(28)로부터의 대향 측부상의 원주 방향으로의 부분에서, 기어 하우징(22)내의 오목 홀(72)의 내주면상에 고정된 홀더(107a)의 일표면(도 21에서의 우측 표면)상에 제공된 돌출 고정 섹션(108a)이 있다는 점에서 도 16 및 도 17에 도시한 제 7 예와 다르다. 또한, 오목 홀(72) 내부에, 채널 형상의 단면부를 갖는 플레이트 스프링(118)의 양단부는 예비-하중 패드(110a)와, 돌출 고정 섹션(108a)을 향하는 예비-하중 패드(110a)를 갖는 돌출 고정 섹션(108a)에 연결된다. 이러한 플레이트 스프링(118)은 양단부 사이의 공간을 열어 펼치는 반향으로 작용하는 탄성력을 갖는다. 플레이트 스프링(118)은 웜 휠(28)을 향한 방향으로 웜 샤프트(20)의 팁 단부에 탄성력을 적용시킨다.
다시 말하면, 이러한 예에 있어서, 웜 샤프트(29)의 팁 단부가 예비-하중 패드(110a)내에 형성된 관통 구멍(112)내에 삽입되지 않은 경우, 예비-하중 패드(110a)의 측표면의 일단부(도 23에서의 좌측 단부)와 돌출 고정 섹션(108a)의 측표면의 일단부(도 23에서의 좌측 단부) 사이의 공간은, 도 23에 도시한 바와 같이 플레이트 스프링(118)에 의해 열어 탄성적으로 펼쳐진다. 이러한 상태에 있어서, 예비-하중 패드(110a)내에 형성된 관통 구멍의 중심축은 제 4 볼 베어링(37)의 중심축에 대하여 웜 휠(28)을 향하여 변환한다. 또한, 웜 샤프트(29)의 팁 단부가 웜 휠(28)로부터의 대향된 측부로 예비-하중 패드(110a)를 이동시키고 제 4 볼 베어링(37) 및 예비-하중 패드(110a)내에 형성된 관통 구멍(112)내로 삽입된 경우, 플레이트 스프링(118)은 웜 휠(28)을 향한 방향으로 웜 샤프트(29)의 팁 단부에 탄성력을 적용시킨다.
상술된 바와 같이 구성된 이러한 예의 경우, 특정 탄성력이 웜 휠(28)을 향한 방향으로 웜 샤프트(29)에 적용된 경우, 기어 하우징(22)내의 웜 샤프트(29)를 조립하기에 용이해진다.
이러한 예의 다른 구성 및 기능은 실질적으로 도 16 및 도 17에 도시한 제 7 예에서와 동일하여, 동일한 참조 부호가 동일한 부품에 제공되며, 장황한 설명은 생략되어 있다.
또한, 도 24는 본 발명의 실시예의 제 10 예를 도시하고 있다. 이러한 예에 있어서, 너트 부재(120)는 웜 휠(28)로부터 대향된 측부상에 이러한 기어 하우징(22)의 부분내에 형성된 스크류 홀(119)내로 도 16 및 도 17에 도시한 제 7 예의 기어 하우징(22)의 외측으로부터 나사결합된다. 또한, 이러한 너트 부재(120)의 팁 단부상의 표면(도 24에서의 상단부상의 표면)에 형성된 오목 홀(121)이 있고, 로드 형상의 예비-하중 패드(122)의 팁 단부 반체(도 24에서의 하단부 반체)는 축 방향으로 자유로이 이동할 수 있도록 오목 홀(121)내에 고정시킨다. 더욱이, 탄성력 작용 수단으로서 사용된 코일 스프링(124)은 예비-하중 패드(122)의 기단부(도 14에서의 상측부)상의 팁 단부 표면상에 형성된 부분적으로 오목한 구형 단부 표면을 갖는 헤드 섹션(123)의 일측부상의 표면과 너트 부재(120)의 팁 단부 표면 사이에 위치된다. 또한, 헤드 섹션(123)은 웜 샤프트(29)의 팁 단부 섹션의 외주면상에 형성된 부분적으로 오목한 구형 형상으로 오목 섹션(125)과 접촉한다. 이러한 구성의 경우, 탄성력은 웜 휠(28)을 향한 방향으로 웜 샤프트(29)의 팁 단부에 적용된다.
이러한 예의 다른 구성 및 기능은 실질적으로 도 16 및 도 17에 도시한 제 7 예에서와 동일하여, 동일한 참조 부호가 동일한 부품에 제공되며, 장황한 설명은 생략되어 있다.
다음으로, 도 25 및 도 26은 본 발명의 실시예의 제 11 예를 도시하고 있다. 이러한 예에 있어서, 팁 단부측을 향하여 웜(27)으로부터 멀어지는 웜 샤프트(29)의 섹션은 축 방향으로 짧은 길이부를 갖는 샤프트 섹션(126)이다. 이러한 샤프트 섹션(126)의 외주면은 단차지지 않은 단순한 실린더형 표면이다. 또한, 홀더(27)는 기어 하우징(22)의 부분내에 형성된 오목 홀(72)의 내측상에 위치되고, 실린더형 탄성 부재(128)는 홀더(127)의 팁 반부(도 25에 도시한 좌반부)의 외주면에 연결 및 고정된다. 더욱이, 이러한 탄성 부재(128)의 외주면과 오목 홀(72)의 내주면 사이의 작은 갭이 있다. 제 4 볼 베어링(37)의 외측 레이스(60)는 홀더(127)의 팁 반부의 내주면 주위에 고정되어 조여지고, 제 4 볼 베어링(37)의 내측 레이스(65)는 샤프트 섹션(126) 주위에 고정되어 조여진다.
또한, 제 4 볼 베어링(37)의 중심축에 수직으로 연장하는 삽입 홀(129)은 홀더(127)의 기부 반부(도 24에서의 우측반부)내에 형성된다. 핀 부재(130)의 팁 단부 반체는 기단부가 기어 하우징(22)의 부분내에 형성된 스크류 홀(119)에 연결 및 고정되는데, 이러한 삽입 홀(129)내로 삽입된다. 홀더(127)는 핀 부재(130)내에서 특정 범위내에서 길이 방향으로 자유롭게 이동한다. 더욱이, 삽입 홀(129)의 중간 섹션내에 형성된 단차 섹션(131)과 핀 부재(130)의 중간 섹션내에 형성된 단차 섹션(132) 사이에 코일 스프링(124)을 위치시킴으로써 웜 휠(28)을 향한 방향으로 홀더(127)에 탄성력이 적용된다. 이러한 구성체의 경우, 웜 휠(28)을 향한 방향으로 웜 샤프트(29)의 팁 단부 섹션에 탄성력이 적용된다. 또한, 이러한 예의 경우, 전기 모터(31)에 의해 구동된 경우(도 1 참조), 홀더(127)의 팁 단부 반부의 외주면 주위에 고정된 탄성 부재(128)는 웜 샤프트(29)의 변위를 조절하는 스토퍼(stopper)로서의 기능을 한다.
이러한 예의 다른 구성 및 기능은 실질적으로 도 24에 도시한 제 10 예에서와 동일하여, 동일한 참조 부호가 동일한 부품에 제공되며, 장황한 설명은 생략되어 있다.
다음으로, 도 27 내지 도 29는 본 발명의 실시예의 제 12 예를 도시하고 있다. 이러한 예에 있어서, 도 1 내지 도 5에 도시한 제 1 예의 구성에 있어서, 대직경 섹션(62) 및 웜 샤프트(29)의 팁 단부 근방의 외주면상에 형성된 소직경 섹션(68)은 테이퍼진 표면(144)에 의해 연결된다. 또한, 이러한 대직경 섹션(63)이 고정하는 부싱(64a)은 중간 섹션내의 그의 외주면 주위에 형성된 외향 대면 플랜지 섹션(67a)을 갖는다. 더욱이, 기어 하우징(22)의 오목 홀(72)내에 위치된 예비-하중 패드(70a)의 축 방향으로의 양단부상의 각 3개의 위치에 형성된 축 방향으로 돌출하는 돌출 섹션(146)이 있다. 예비-하중 패드(70a)상의 편평한 섹션(138)을 향하는 부분상에, 축 방향으로 돌출하도록, 예비-하중 패드(70a)를 향하는 기어 하우징(22)에 고정된 홀더(61)의 표면상에 형성된, 한 쌍의 돌출 고정 섹션(74)의 부분에 연결된 고무 같은 탄성중합체와 같은 탄성 재료(147)가 있다.
상술한 바와 같이 구성된 이러한 예의 경우, 다수의 돌출 섹션(146)이 예비-하중 패드(70a)의 축 방향으로의 양단부의 표면상에 형성되어, 이러한 돌출부(146)의 경우 오목 홀(72)내의 축 방향으로 예비-하중 패드(70a)의 변위를 보다 잘 제어 가능하다. 또한, 돌출부(146)와 대향 표면 사이의 접촉 영역이 작기 때문에, 오목 홀(72)의 바닥 표면의 평면 방향으로의 예비-하중 패드(70a)의 변위는 자연스레 수행될 수 있다. 특히, 기어 하우징(22)내의 그리스(grease)의 점도가 낮은 온도에서 커지나, 접촉 영역에 작용하는 마찰력이 작기 때문에, 예비-하중 패드(70a)의 변위는 낮은 온도에서도 항상 자연스럽게 조절될 수 있다.
이러한 예에 있어서, 예비-하중 패드(70a)의 부분과 홀더(61)상의 돌출 고정 섹션(74) 사이의 탄성 재료(147)가 있기 때문에, 예비-하중 패드(74)가 오목 홀(72)내에서 회전하는 것을 방지하고 웜 샤프트(29)에 탄성력이 적용 가능하다.
이러한 예의 다른 구성 및 기능은 실질적으로 도 1 내지 도 5에 도시한 제 1 예에서와 동일하여, 동일한 참조 부호가 동일한 부품에 제공되며, 장황한 설명은 생략되어 있다.
예비-하중 패드(70a)의 축 방향으로 양측부의 표면상에 형성된 돌출 섹션(146)은 각 측부상의 3개 위치에 형성되는 것에 한정되지 않으며, 각 측부상에 형성된 2개 또는 그 이상을 가질 수 있다.
다음으로, 도 30은 본 발명의 실시예의 제 13 예를 도시하고 있다. 이러한 예에 있어서, 도 1 내지 도 5에 도시한 제 1 예의 제 4 볼 베어링(37)의 외측 레이스(60)는, 기어 하우징(22)내의 오목 홀(72)의 내주면 주위에 직접적으로 고정시킨다. 또한, 웜 샤프트(29)의 팁 단부는 부싱(64b)을 거쳐 제 4 볼 베어링(37)의 내측 레이스(65)내에 지지된다. 이러한 부싱(64b)은 실린더 형상으로 고무 같은 탄성중합체와 같은 탄성 재료로 이루어지고, 그 내의 다수의 위치에 다수의 중공 캐비티(cavity)(148)가 있다. 부싱(64b)의 일단부(도 30에서의 우측단부)상의 외주면 주위에 형성된 플랜지 섹션(149)이 있고, 이러한 플랜지 섹션(149)의 일표면은 내측 레이스(65)의 단부 표면과 접촉한다. 이러한 부싱(64b)은 웜 휠(28)을 향한 방향으로 웜 샤프트(29)의 팁 단부에 탄성력을 적용시킨다. 이러한 예의 경우, 부싱(64b)내에 형성된 모든 중공 캐비티(148)가 닫히지 않은 경우, 이러한 부싱(64b)의 스프링 상수는 낮지만, 원주 방향으로의 중공 캐비티(148)의 부분이 닫힌 경우, 부싱(64b)의 스프링 상수는 높게 된다.
이러한 예의 다른 구성 및 기능은 실질적으로 도 1 내지 도 5에 도시한 제 1 예에서와 동일하여, 동일한 참조 부호가 동일한 부품에 제공되며, 장황한 설명은 생략되어 있다.
다음으로, 도 31은 본 발명의 실시예의 제 14 예를 도시하고 있다. 이러한 예에 있어서, 제 4 볼 베어링(37)의 외측 레이스(60)는 기어 하우징(22)의 오목 홀(72)내에 위치된 바닥의 실린더형 홀더(150)내에 고정시키고, 웜 샤프트(29)의 팁 단부는 제 4 볼 베어링(37)의 내측 레이스(65)의 내측상에 지지된다. 또한, 웜 휠(28)로부터 대향된 측부상의 기어 하우징(22)의 부분내에 형성된 스크류 홀(119)에 연결 및 고정된 바닥부를 갖는 실린더형 지지 부재(151)가 있다. 또한, 다각형 형상의 단면부를 갖는 고정 섹션(153)은 렌치(wrench)와 같은 공구로 고정용 지지 부재(151)의 기단부상의 표면(도 31에서의 바닥 표면)에 형성된다. 더욱이, 지지 부재(151)의 바닥 표면과 홀더(150)의 외주면의 부분 사이에 코일 스프링(154)을 위치시킴으로써, 웜 휠(28)을 향한 방향으로 홀더(150)에 특정 탄성력이 적용된다. 또한, 지지 부재(151)의 팁 단부 표면(도 31에서의 상부 표면)은 그들 사이의 갭을 통하여 홀더(150)의 외주면의 부분을 면한다.
이러한 유형의 예의 경우, 스크류 홀(119)과 지지 부재(151)의 수형-나사산 섹션(152) 사이의 연결부의 축 방향으로의 길이부를 변화시킴으로써, 코일 스프링(154)에 의해 웜 샤프트(29)의 팁 단부에 적용된 탄성력의 크기를 쉽게 조절 가능하다.
이러한 예의 다른 구성 및 기능은 실질적으로 도 1 내지 도 5에 도시한 제 1 예에서와 동일하여, 동일한 참조 부호가 동일한 부품에 제공되며, 장황한 설명은 생략되어 있다.
다음으로, 도 32는 본 발명의 실시예의 제 15 예를 도시하고 있다. 이러한 예에 있어서, 도 31에 도시한 제 14 예의 구성체의 경우, 코일 스프링(154)이 지지 부재(151)의 내측상에 위치되어, 코일 스프링(154)의 단부 섹션은 홀더(150)(도 31 참조) 없이 웜 샤프트(29)의 팁 단부상에 지지된 제 4 볼 베어링의 외주면의 부분을 가압한다. 또한, 이러한 코일 스프링(154)은 웜 샤프트(29)의 팁 단부에 특정 탄성력을 적용시킨다.
이러한 예의 다른 구성 및 기능은 실질적으로 도 31에 도시한 제 14 예에서와 동일하여, 동일한 참조 부호가 동일한 부품에 제공되며, 장황한 설명은 생략되어 있다.
다음으로, 도 33은 본 발명의 실시예의 제 16 예를 도시하고 있다. 본 발명에 있어서, 도 32에 도시한 제 15 예의 구성체의 경우, 제 4 베어링인 구름 베어링(155)은 웜 샤프트(29)의 팁 단부 섹션상에 고정시킨다. 또한, 코일 스프링(154)가 지지 부재(151)내에 위치되어, 코일 스프링(154)의 팁 단부는 이러한 구름 베어링(155)의 외주면의 부분에 대하여 직접적으로 가압한다. 이러한 예의 경우, 고무 같은 탄성중합체와 같은 탄성 재료로 이루어지고, 지지 부재(151)의 팁상의 표면(도 33에서의 상단부 표면)과 구름 베어링(155)의 외주면 사이에 위치된 충격 흡수 부재(156)가 있다. 이러한 충격 흡수 부재(156)는 구름 베어링(155)으로부터 적용된 충격을 흡수할 수 있다.
이러한 예의 다른 구성 및 기능은 실질적으로 도 32에 도시한 제 15 예에서와 동일하여, 동일한 참조 부호가 동일한 부품에 제공되며, 장황한 설명은 생략되어 있다.
다음으로, 도 34는 본 발명의 실시예의 제 16 예를 도시하고 있다. 이러한 예에 있어서, 내향 대면 플랜지 섹션(67a)은 도 1 내지 도 5에 도시한 제 1 예의 제 4 볼 베어링(37)의 내경측부상에 위치된 부싱(64)의 기단부 근방의 부분(도 34에서의 좌측단부 근방의 부분)의 외주면상에 형성된다. 또한, 내향 대면 플랜지 섹션(67a)의 측부중의 하나의 표면(도 34에서의 좌측부 표면)과 웜 샤프트(29)상에 형성된 웜(27)의 측부중의 하나의 표면(도 34에서의 우측부 표면) 사이에 위치되고, 탄성 부재로서의 작용을 하는 코일 스프링(91)이 있으며, 제 4 볼 베어링(37)의 볼에 20N 내지 200N 크기의 축 방향으로의 예비-하중이 적용된다. 더욱이, 이러한 예에 있어서, 전기 모터(31)에 의해 구동되지 않은 경우, 제 4 볼 베어링(37)의 축 방향으로 중심 위치를 일치시키는 웜 샤프트(29)의 중심축상의 위치(x)는 1.0mm 이상의 범위내에서 제 4 볼 베어링(37)의 축 방향으로 자유롭게 이동할 수 있다. 또한, 이러한 예에 있어서, 제 4 볼 베어링(37)의 반경 방향으로의 코일 스프링(91)의 강성도는 제 4 볼 베어링(37)의 축 방향으로의 이러한 코일 스프링(91)의 강성도보다 작다.
상술한 바와 같이 구성된 이러한 예의 경우, 제 4 볼 베어링(37)의 공전을 억제하고 소음 및 진동을 최소로 유지 가능하다. 또한, 이러한 예의 경우, 제 4 볼 베어링(37)의 반경 방향으로의 코일 스프링(91)의 강성도는 제 4 볼 베어링(37)의 축 방향으로의 이러한 코일 스프링(91)의 강성도보다 작다. 따라서, 코일 스프링(91)이 제 3 볼 베어링(36)에 대하여 웜 샤프트(29)의 틸팅을 방해하는 것이 방지 가능하다.
이러한 예의 다른 구성 및 기능은 실질적으로 도 1 내지 도 5에 도시한 제 1 예에서와 동일하여, 동일한 참조 부호가 동일한 부품에 제공되며, 장황한 설명은 생략되어 있다.
다음으로, 도 35는 본 발명의 실시예의 제 18 예를 도시하고 있다. 이러한 예에 있어서, 도 3에 도시한 제 15 예의 제 4 볼 베어링(37)의 외측 레이스(60)의 축 방향으로의 일 단부상의 표면(도 35에서의 우측단부 표면)과 기어 하우징(22)내의 오목 홀(72)의 바닥면 사이에 위치된 코일 스프링(91)이 있으며, 이러한 코일 스프링(91)은 제 4 볼 베어링(37)의 볼(81)에 축 방향으로의 예비-하중을 적용시킨다. 이러한 예에 있어서, 지지 링(retaining ring)(157)은 웜 샤프트(29)의 팁 단부 근방의 부분의 외주면 주위를 고정하고, 이러한 지지 링(157)의 일 표면(도 35에서의 우측 표면)은, 제 4 볼 베어링(37)의 내측 레이스(65)중 코일 스프링(91)으로부터 대향된 측부상에, 축 방향으로의 단부상의 표면(도 35에서의 좌측단부 표면)과 접촉한다.
도 34에 도시한 제 17 예와 유사하게는, 이러한 실시예의 경우, 제 4 볼 베어링의 공전을 억제하고, 소음 및 진동을 최소로 유지 가능하다.
이러한 예의 다른 구성 및 기능은 실질적으로 도 32에 도시한 제 15 예에서와 동일하여, 동일한 참조 부호가 동일한 부품에 제공되며, 장황한 설명은 생략되어 있다.
다음으로, 도 36은 본 발명의 실시예의 제 19 예를 도시하고 있다. 이러한 예는, 웜 샤프트(29a)의 기단부 근방의 부분이 전기 모터(31)의 회전 샤프트(32)이라는 점에서 다른 예와 다르다. 다시 말하면, 웜 샤프트(29) 및 회전 샤프트(32)는 단일 부재이다. 또한, 이러한 예에 있어서, 제 2 볼 베어링(35) 및 제 3 볼 베어링(36)(도 2 참조)은 제공되지 않는다. 더욱이, 제 1 볼 베어링(34) 및 제 4 볼 베어링(37)은 기어 하우징(22)내의 웜 샤프트(29a)의 양단부를 지지한다. 또한, 웜 샤프트(29a)는 제 1 볼 베어링(34)에 대하여 특정 범위내에서 자유롭게 기울일 수 있다. 또한, 이러한 예의 경우, 회전자(38a)를 갖는 웜 샤프트(29a)의 연결부의 축 방향으로의 일단부(도 36에서의 우측단부)는 0.05mm까지의 범위내에서 웜 샤프트(29a)의 반경 방향으로 자유롭게 이동할 수 있고, 웜 샤프트(29a)가 웜 휠(28)과 맞물리는 영역은 0.15mm까지의 범위내에서 웜 샤프트(29a)의 반경 방향으로 자유롭게 이동할 수 있다. 또한, 도 8에 도시한 구성체와 유사하게는, 이러한 예의 경우, 전기 모터(31)는 무브러시 구성체를 이용한다.
이러한 유형의 예의 경우, 제 2 볼 베어링(35) 및 제 3 볼 베어링(36)과 멀어짐으로써 장치는 보다 콤팩트하고 가벼워질 수 있다.
이러한 예의 다른 구성 및 기능은 실질적으로 도 1 내지 도 5 에 도시한 제 1 예 및 도 8에 도시한 구성체에서와 동일하여, 동일한 참조 부호가 동일한 부품에 제공되며, 장황한 설명은 생략되어 있다.
이러한 예에 있어서, 웜 샤프트(29)의 팁 단부 근방의 부분(도 36에서의 우측반부 근방의 부분) 주위에 고정시키는 실린더형 부재가 있으며, 웜의 치형부는 이러한 실린더형 부재의 외주면 주위에 형성될 수 있다. 또한, 전기 모터(31)에 의해 구동된 경우, 전기 모터(31)의 고정자(39a)의 중심축과 회전 샤프트(32) 사이의 각도는, 전기 모터(31)에 의해 구동되지 않은 경우 고정자(39a)의 중심축과 회전 샤프트(32) 사이의 각도보다 작다. 이러한 유형의 구성체를 채택하는 경우, 전기 모터(31)의 진동을 억제 가능하다.
이러한 예의 경우, 제 4 볼 베어링(37)의 내측 레이스(65)가 고정하는 부싱(64)의 내주면 주위와 웜 샤프트(29a)의 팁 단부의 외주면 사이의 갭이 있으며, 내측 레이스(65)의 내주면과 웜 샤프트(29a)의 팁 단부의 외주면 사이에 탄성 재료를 위치시키는 것이 가능하다. 또한, 이러한 예의 경우, Hall IC(77) 및 인코더(78)를 이용함으로써 회전자(38a)의 위상을 감지하기 위한 회전자-위상 감지기가 있으며, 도 1 내지 도 5에 도시한 제 1 예의 경우와 유사하게는 브러시(48) 및 정류자(46)를 이용하는 회전자-위상을 구성 가능하다.
다음, 도 37은 본 발명의 실시예의 제 20 예를 도시하고 있다. 이러한 예에 있어서, 웜 샤프트(29a)의 팁 단부 주위의 외주면은 그름 베어링(155)의 내측상에 지지되어, 홀더(150)의 바닥면을 향하는 기어 하우징(22)의 부분내에 형성된 스크류 홀(158)이 있으며, 커버(159)는 이러한 스크류 홀(158)내에 연결 및 고정된다. 이러한 커버(159)는 그의 외주면 주위에 형성된 스크류 홀(158)내에 나사결합용 수형 스크류 섹션(160)을 갖는다. 또한, 커버(159)의 바닥면은 홀더(150)의 바닥면을 면한다. 더욱이, 스크류 홀(158)의 내경은 홀더(150)의 외경보다 크다.
이러한 예의 경우, 스크류 홀(158)을 통하여 기어 하우징(22)내에 홀더(150)를 조립하는 것이 가능하다.
이러한 예의 다른 구성 및 기능은 실질적으로 도 31에 도시한 제 14 예 및 도 36에 도시한 제 19 예에서와 동일하여, 동일한 참조 부호가 동일한 부품에 제공되며, 장황한 설명은 생략되어 있다.
웜 샤프트(29a)의 팁 단부를 지지하기 위한 제 4 베어링은 도 38에 도시한 제 21 예에서와 같은 제 4 볼 베어링(37)일 수도 있다.
다음으로, 도 39는 본 발명의 실시예의 제 22 예를 도시하고 있다. 이러한 예에 있어서, 웜 샤프트(29a)의 중간 섹션은 전기 모터(31)의 케이싱(23)의 축 방향으로의 일단부(도 39에서의 우측단부)상에 형성된 관통 구멍(161)의 내측을 통하여 삽입된다. 또한, 기어 하우징(22)내에 조립하기 전에 웜 샤프트(29a)를 지지하기 위해 관통 구멍(161)의 내주면에 부착되고 탄성 재료로 이루어진 금속 지지 링(162) 및 지지 부싱(163)이 있다.
이러한 예의 다른 구성 및 기능은 실질적으로 도 36에 도시한 제 19 예에서와 동일하여, 동일한 참조 부호가 동일한 부품에 제공되며, 장황한 설명은 생략되어 있다.
도 34 및 도 35에 도시한 제 17 및 제 18 예에 유사하게는, 도 36 내지 도 39에 도시한 제 19 내지 제 22 예에 있어서, 웜 샤프트(29a)의 양단부를 지지하는 제 1 및 제 4 볼 베어링(34, 37) 사이, 그리고 기어 하우징과 같은 부착 부재와 이러한 볼 베어링(34, 37) 사이에 위치된 코일 스프링과 같은 탄성 부재가 있어서, 이러한 탄성 부재에 의해 볼 베어링(133a)의 볼(81)에 예비-하중을 적용 가능하다. 더욱이, 도 11 및 도 12에 도시한 제 1 및 제 4 예에서 사용된 제 3 볼 베어링(133a)과 유사하게는, 웜 샤프트(29a)의 기단부를 지지하기 위한 제 1 볼 베어링(34)은 4-접점 타입일 수 있다. 이러한 유형의 구성체의 경우, 제 1 볼 베어링(34)의 축 방향으로의 강성도를 높게 하여, 비정상의 진동의 발생을 억제 가능하다.
본 발명의 전동식 파워 스티어링 장치는 상술한 바와 같이 구성되어 기능을 하고, 저렴하며, 웜 휠이 웜 샤프트와 맞물리는 영역내의 충돌 치형부의 방해스런 소음을 억제 가능하다.

Claims (39)

  1. 토오크 센서와, 조력 샤프트와, 웜 휠과, 웜 샤프트와, 탄성력 적용 수단과, 전기 모터를 갖는 전동식 파워 스티어링 장치용 보조 장치에 있어서,
    제 1 내지 제 4 베어링을 포함하며,
    상기 토오크 센서는 스티어링 샤프트 또는 피니언 주위에 위치되고; 상기 조력 샤프트는 상기 스티어링 샤프트와, 상기 피니언 샤프트 및 서브-피니언중 하나이고; 상기 웜 휠은 상기 스티어링 샤프트, 상기 피니언 및 상기 서브-피니언중의 하나의 주위에 고정되고; 상기 웜 샤프트는 상기 웜 휠과 맞물리는 웜 기어를 가지고; 상기 전기 모터는 회전 샤프트와, 상기 회전 샤프트의 외경측부상에 위치된 회전자와, 반경 방향으로 상기 회전자를 향하도록 위치된 고정자를 포함하고; 상기 회전 샤프트 및 상기 웜 샤프트는 치형 조인트 또는 탄성 부재를 경유하여 서로 연결되며,
    상기 제 1 베어링은 상기 웜 샤프트로부터 대향측상에 상기 회전 샤프트의 단부 섹션을 상기 케이싱내에서 지지하고; 상기 제 2 베어링은 상기 조인트 사이의 부분을 상기 케이싱 내에서 지지하여 상기 웜 샤프트와, 상기 회전 샤프트와, 상기 회전자를 연결하고; 상기 제 3 베어링은 상기 웜 샤프트가 특정 범위내에서 자유롭게 기울어질 수 있도록 상기 기어 하우징내의 상기 회전 샤프트의 측부상의 상기 웜 샤프트의 단부를 지지하고; 상기 제 4 베어링은 상기 기어 하우징내의 상기 회전 샤프트로부터 대향측상의 상기 웜 샤프트의 단부를 지지하며,
    반경 방향으로의 유극이 상기 제 4 베어링의 외측 레이스(race)의 외주 표면과 상기 기어 하우징의 내측면 사이 또는 상기 제 4 베어링의 내측 레이스의 내주 표면과 상기 웜 샤프트의 외주 표면 사이에 제공되며,
    상기 탄성력 적용 수단은 1N/mm 내지 20N/mm의 낮은 스프링 상수로부터 180N/mm 이상의 높은 스프링 상수까지 변화될 수 있는 가변 스프링 상수를 갖는 탄성 부재를 포함하고, 상기 웜 샤프트의 반경 변위에 대응하는 탄성력을 적용시키도록 상기 제 4 베어링과 상기 기어 하우징 사이, 상기 제 4 베어링과 상기 웜 샤프트 사이, 및/또는 상기 기어 하우징과 상기 웜 샤프트 사이에 위치되며.
    상기 전기 모터가 구동되지 않을 경우, 낮은 스프링 상수를 갖는 탄성력이 상기 웜 및 웜 휠의 치형 표면의 일부에 예비-하중을 적용시켜 그들과 접촉하게 하고; 상기 전기 모터의 최대 출력에 의해 구동되고 상기 웜 샤프트가 상기 웜 휠로부터 상기 웜 샤프트에 적용된 반응력에 의해 상기 웜 휠로부터 멀어지는 방향으로 이동된 경우, 맞물림 영역이 구동되지 않을 경우에 대하여 상기 웜 샤프트의 반경 방향으로 0.1mm 내지 1.0mm만이 이동된다면, 높은 스프링 상수를 갖는 상기 탄성력은 상기 웜과 웜 휠의 치형 표면의 일부에 예비-하중을 적용시키고 그들과 접촉시키며,
    낮은 스프링 상수를 갖는 탄성력을 상기 웜 샤프트에 적용시킴으로써 발생된 상기 웜 샤프트가 상기 웜 휠과 맞물리는 영역에서의 마찰력의 상승 때문에 상기 조력 샤프트의 토오크의 증가량은 0.4Nm 내지 5Nm의 범위내에서 유지되는
    전동식 파워 스티어링 장치용 보조 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 베어링의 내측 레이스와 상기 회전 샤프트 사이의 고정 섹션에서와, 상기 제 2 베어링의 외측 레이스와 상기 케이싱의 내측면 사이의 고정 섹션에서, 상기 제 2 베어링내에 존재하는 반경 방향으로의 갭(gap)의 총 합(δ1)은, 상기 제 3 베어링의 외측 레이스와 상기 기어 하우징의 내측면 사이의 고정 섹션에서와, 상기 제 3 베어링의 내측 레이스와 상기 웜 샤프트 사이의 고정 섹션에서와, 상기 웜 샤프트와 상기 회전 샤프트 사이의 연결 섹션에서, 상기 제 3 베어링내에 존재하는 반경 방향으로의 갭의 총 합(δ2)보다 적은
    전동식 파워 스티어링 장치용 보조 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    20N 힘이 반경 방향으로 적용된 상기 회전 샤프트의 중심축상의 점의 반경 방향으로의 변위량이 상기 제 2 베어링과 축 방향으로 일치하는 상기 회전 샤프트상의 위치로 x1로 취해지고, 20N 힘이 반경 방향으로 적용된 상기 웜 샤프트의 중심축상의 점의 반경 방향으로의 변위량이 상기 제 3 베어링과 축 방향으로 일치하는 상기 웜 샤프트상의 위치로 x2로 취해지고, 20N 힘이 상기 웜 샤프트와 상기 회전 샤프트가 연결되는 상기 회전 샤프트상의 부분에 반경 방향으로 적용된 경우, 상기 회전 샤프트의 중심축과 상기 웜 샤프트의 중심축을 연결하는 부분내의 상기 웜 샤프트의 중심축에 관하여 상기 회전 샤프트의 중심축의 반경 방향으로의 변위가 x3, x1 <(x2 + x3)로 취해진
    전동식 파워 스티어링 장치용 보조 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기 모터에 의해 구동된 경우의 상기 웜 샤프트와 상기 회전 샤프트 사이의 각도는, 상기 전기 모터에 의해 구동되지 않은 경우의 상기 웜 샤프트와 상기 회전 샤프트 사이의 각도보다 작은
    전동식 파워 스티어링 장치용 보조 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 웜 샤프트의 중심축과 상기 회전 샤프트의 중심축 사이의 각도는 10분 이하인
    전동식 파워 스티어링 장치용 보조 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 3 베어링은 C2 또는 C3 내부 유극을 갖는 깊은 요홈부 타입의 볼 베어링인
    전동식 파워 스티어링 장치용 보조 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 3 베어링은 4-접점 타입의 볼 베어링인
    전동식 파워 스티어링 장치용 보조 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 3 및 제 4 베어링중의 적어도 하나의 볼은 20N 내지 200N의 힘에 의해 축 방향으로 예비-탑재된
    전동식 파워 스티어링 장치용 보조 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 웜 샤프트와 상기 회전 샤프트 사이의 연결부는 상기 제 3 베어링과 축 방향으로 일치하는 위치에 위치된
    전동식 파워 스티어링 장치용 보조 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 웜 샤프트와 상기 회전 샤프트의 단부는 스플라인 조인트(spline joint)에 의해 연결되며, 스플라인 조인트의 반경 방향으로의 유격 때문에 양 축의 중심으로의 변위는 10㎛ 내지 200㎛에서 유지된
    전동식 파워 스티어링 장치용 보조 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 웜 샤프트와 상기 회전 샤프트의 단부는 스플라인 조인트에 의해 서로 연결되며, 상기 회전 샤프트의 단부를 지지하는 상기 케이싱과 상기 웜 샤프트의 단부를 지지하는 상기 기어 하우징 사이의 유극 존재하는 인-로우(in-row) 섹션 때문에 상기 웜 샤프트와 상기 회전 샤프트의 중심의 변위는 상기 스플라인 조인트에 존재하는 반경 방향으로의 유극 때문에 상기 샤프트들의 중심의 변위보다 작은
    전동식 파워 스티어링 장치용 보조 장치.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전자는 영구 자석을 포함하고, 상기 고정자는 코일을 포함하며, 벡터-제어 장치(vector-control apparatus)는 고정자의 자기력을 변화시키는
    전동식 파워 스티어링 장치용 보조 장치.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제어기는 상기 웜 샤프트의 반경 방향으로의 변위량에 따라서 상기 전기 모터의 출력을 제어하는
    전동식 파워 스티어링 장치용 보조 장치.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    20N 힘이 반경 방향으로 적용되고, 상기 웜 샤트프가 상기 제 2 베어링과 축 방향으로 일치하는 부분에 상기 웜 샤프트의 중심축의 반경 방향으로의 변위량은 5㎛ 내지 200㎛인
    전동식 파워 스티어링 장치용 보조 장치.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기 모터에 의해 구동된 경우 상기 웜 휠이 상기 웜 샤프트와 맞물리는 영역에 작용하는 힘 때문에 상기 회전 샤프트로부터 상기 제 2 베어링에 의해 수용된 힘은 상기 동일한 영역의 맞물림부에 작용하는 힘 때문에 상기 웜 샤프트로부터 상기 제 3 베어링에 의해 수용된 힘보다 작은
    전동식 파워 스티어링 장치용 보조 장치.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 웜 샤프트와 상기 회전 샤프트 사이의 상기 스플라인 조인트의 축 방향으로의 중심 위치는 상기 제 2 베어링과 상기 제 3 베어링 사이의 축 방향으로의 중심 위치보다 상기 제 3 베어링에 더 근접하게 위치되는
    전동식 파워 스티어링 장치용 보조 장치.
  17. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탄성력은 상기 제 4 베어링을 경유함이 없이 상기 기어 하우징내에 위치된 상기 탄성력 적용 수단으로부터 웜 샤프트에 적용되는
    전동식 파워 스티어링 장치용 보조 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 탄성력 적용 수단은 상기 웜 샤프트 주위에 위치된 토션 코일 스프링을 포함하는
    전동식 파워 스티어링 장치용 보조 장치.
  19. 토오크 센서와, 조력 샤프트와, 웜 휠과, 웜 샤프트와, 전기 모터를 갖는 전동식 파워 스티어링 장치용 보조 장치로서,
    제 1 베어링과 제 4 베어링을 포함하며,
    상기 토오크 센서는 상기 스티어링 샤프트 또는 피니언 주위에 위치되고; 상기 조력 샤프트는 상기 스티어링 샤프트와, 상기 피니언과, 상기 서브-피니언중의 어느 하나이고; 상기 웜 휠은 상기 스티어링 샤프트와, 상기 피니언과, 상기 서브-피니언중의 하나에 고정되고; 상기 웜 샤프트는 상기 웜 휠과 맞물리는 웜과 함께 형성되고; 상기 전기 모터는 상기 웜 샤프트의 부분과 일체화된 회전 샤프트와, 상기 회전 샤프트의 외경측 주위에 위치된 회전자와, 반경 방향으로 상기 회전자를 향하도록 위치된 고정자를 포함하며,
    상기 제 1 베어링은 상기 회전 샤프트가 특정 범위내에서 자유롭게 기울어질 수 있도록 상기 케이싱내의 상기 웜 샤프트로부터 대향된 측부상의 상기 회전 샤프트의 단부를 지지하고, 제 4 베어링은 기어 하우징내의 회전 샤프트로부터 대향 측부상의 웜 샤프트의 단부를 지지하며,
    상기 제 4 베어링의 외측 레이스와 상기 케이싱의 내측면 사이, 또는 상기 제 4 베어링의 내측 레이스의 내주면과 상기 웜 샤프트의 외주면 사이 또는 상기 제 4 베어링의 내부에 반경 방향으로 유격이 제공되는
    전동식 파워 스티어링 장치용 보조 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    실린더형 부재는 상기 웜 샤프트의 외주면 주위에 고정되고, 웜 치형부는 상기 실린더형 부재의 외주면 주위에 형성되어 상기 웜 휠과 맞물리는
    전동식 파워 스티어링 장치용 보조 장치.
  21. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
    상기 전기 모터에 의해 구동된 경우의 상기 고정자의 중심축과 상기 전기 모터의 회전 샤프트 사이의 각도는, 상기 전기 모터에 의해 구동되지 않은 경우의 상기 고정자의 중심축과 상기 회전 샤프트 사이의 각도보다 작은
    전동식 파워 스티어링 장치용 보조 장치.
  22. 제 19 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 4 베어링의 내측 레이스의 내주면은 유극 또는 탄성 재료를 경유하여 상기 웜 샤프트의 외주면을 향하는
    전동식 파워 스티어링 장치용 보조 장치.
  23. 제 19 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 4 베어링은 구름 베어링이며, 상기 구름 베어링의 내주면은 상기 웜 샤프트의 외주면을 향하는
    전동식 파워 스티어링 장치용 보조 장치.
  24. 제 19 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 4 베어링을 지지하는 상기 기어 하우징내의 상기 제 4 베어링을 조립하기 위한 홀이 상기 제 4 베어링을 향하는 상기 기어 하우징의 부분내에 형성되고, 상기 홀은 커버로 차단되는
    전동식 파워 스티어링 장치용 보조 장치.
  25. 제 19 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기 모터는 무브러시(brushless) 구성체를 사용하는
    전동식 파워 스티어링 장치용 보조 장치.
  26. 제 19 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
    지지 브러싱(support brushing)은, 상기 기어 하우징내에 설치되기 전에 상기 웜 샤프트를 지지하기 위한 상기 케이싱의 부분내에 제공되는
    전동식 파워 스티어링 장치용 보조 장치.
  27. 제 19 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,
    축 방향으로의 예비-하중이 제 1 및 제 4 베어링중의 적어도 하나의 볼에 적용되는
    전동식 파워 스티어링 장치용 보조 장치.
  28. 제 19 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 베어링은 4-접점 타입의 볼 베어링인
    전동식 파워 스티어링 장치용 보조 장치.
  29. 전동식 파워 스티어링 장치에 있어서,
    그의 후단부에 위치된 스티어링 휠을 갖는 스티어링 샤프트와, 스티어링 샤프트의 전단부에 위치된 피니언과, 래크(rack)의 치형부가 피니언 또는 피니언에 의해 지지된 부재와 맞물리는 래크와, 제 1 항 내지 제 28 항 중 어느 하나의 전동식 파워 스티어링용 상기 보조 장치와, 상기 전기 모터의 구동 상태를 제어하기 위한 제어기를 포함하는
    전동식 파워 스티어링 장치.
  30. 전동식 파워 스티어링 장치에 있어서,
    상기 스티어링 휠에 적용된 상기 스티어링 토오크에 대응하는 크기로 웜 감속기에 의해 상기 전기 모터의 출력을 감소시킴으로써 얻어진 토오크는 상기 스티어링 샤프트에 적용되며,
    탄성력 적용 수단은 상기 웜 샤프트의 단부 또는 상기 웜 샤프트의 단부를 지지하기 위한 베어링에 웜을 향한 탄성력을 적용시키는
    전동식 파워 스티어링 장치.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 탄성력 적용 수단은 상기 기어 하우징내에 위치된 예비-하중 패드 및 상기 예비-하중 패드 주위에 위치된 토션 코일 스프링이며, 상기 예비-하중 패드는 합성 수지로 이루어지는
    전동식 파워 스티어링 장치.
  32. 제 30 항에 있어서,
    상기 탄성력 적용 수단은 상기 기어 하우징내에 위치된 예비-하중 패드와, 상기 예비-하중 패드 주위에 위치된 토션 코일 스프링이며, 상기 토션 코일 스프링의 각 배선의 와이어의 표면 사이에 축 방향으로 갭이 있는
    전동식 파워 스티어링 장치.
  33. 제 30 항에 있어서,
    상기 탄성력 적용 수단은 상기 기어 하우징내에 위치된 예비-하중 패드와, 상기 예비-하중 패드 주위에 위치된 토션 코일 스프링이며,
    상기 웜 샤프트가 상기 예비-하중 패드내에 형성된 관통 구멍을 통하여 삽입되기 전에 상기 기어 하우징내의 상기 예비-하중 패드의 변위를 제어하기 위해 예비-하중 패드의 부분상에 형성되는
    전동식 파워 스티어링 장치.
  34. 제 30 항에 있어서,
    상기 탄성력 적용 수단은 상기 기어 하우징내에 위치된 예비-하중 패드와, 상기 예비-하중 패드 주위에 위치된 토션 코일 스프링이며, 상기 예비-하중의 외주면과 상기 토션 코일 스프링 사이의 접촉 영역은 접촉 영역으로부터 떨어진 상기 예비-하중 패드의 외주면이 접촉 영역의 곡률 반경보다 작은
    전동식 파워 스티어링 장치.
  35. 제 30 항에 있어서,
    상기 탄성력 적용 수단은 상기 기어 하우징내에 위치된 예비-하중 패드와, 상기 예비-하중 패드 주위에 위치된 토션 코일 스프링이며, 돌출 고정 섹션은 상기 토션 코일 스프링이 상기 예비-하중 패드 주위로부터 떨어져 나오는 것을 방지하기 위해 상기 예비-하중 패드의 외주면의 부분상에 형성되는
    전동식 파워 스티어링 장치.
  36. 제 30 항에 있어서,
    상기 탄성력 적용 수단은 상기 기어 하우징내에 위치된 예비-하중 패드이며, 돌출부는 상기 기어 하우징내의 상기 예비-하중 패드의 축 방향으로의 변위를 제어하기 위해 상기 예비-하중 패드의 축 방향으로 각 단부상의 2개 또는 그 이상의 위치에 형성되는
    전동식 파워 스티어링 장치.
  37. 제 30 항에 있어서,
    상기 탄성력 적용 수단은 상기 기어 하우징내에 위치된 예비-하중 패드이며, 탄성 재료는 상기 예비-하중 패드가 상기 기어 하우징내에서 회전하는 것을 방지하기 위해 상기 기어 하우징 또는 상기 기어 하우징에 고정된 부재와 상기 예비-하중 패드의 외측면 사이에 위치된
    전동식 파워 스티어링 장치.
  38. 제 30 항에 있어서,
    상기 탄성력 적용 수단은 상기 기어 하우징내에 위치된 예비-하중 패드이며, 관통 구멍은 상기 웜 샤프트의 팁 단부를 삽입하기 위해 상기 예비-하중 패드의 부분내에 형성되고, 테이퍼진 표면은 상기 웜 샤프트의 부분을 상기 관통 구멍내로 안내하기 위해 상기 예비-하중 패드의 부분상에 형성되는
    전동식 파워 스티어링 장치.
  39. 제 30 항에 있어서,
    상기 탄성력 적용 수단은 상기 기어 하우징내에 위치된 예비-하중 패드이며, 테이퍼진 표면은 상기 예비-하중 패드내의 상기 웜 샤프트를 안내하기 위한 베어링 또는 상기 웜 샤프트의 부분상에 형성되며, 상기 테이퍼진 표면의 개구부의 직경은 0.5mm 이상만큼 상기 개구부내로 삽입된 상기 웜 샤프트상의 부분의 직경보다 큰
    전동식 파워 스티어링 장치.
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