KR20080022425A - 래틀 노이즈가 감소되는 전동식 조향장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전동식 조향장치에 관한 것이다.
본 발명은, 외주면에 제 1 세레이션부를 구비하는 모터축; 외주면에 제 2 세레이션부를 구비하는 웜축; 및 상기 제 1 세레이션부 및 상기 제 2 세레이션부에 맞물리는 제 3 세레이션부를 내측에 구비하는 댐핑 커플러를 포함하는 전동식 조향장치로서, 상기 제 1 세레이션부, 상기 제 2 세레이션부 및 상기 제 3 세레이션부 중 하나 이상에는 고무 코팅이 되어 있는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치를 제공한다.
본 발명에 의하면, 세레이션부 사이의 유격 때문에 발생하는 래틀 노이즈의 발생을 방지하는 효과가 있으며, 모터축, 댐핑 커플러 및 웜축의 어긋남을 보상하여 진동이나 소음의 발생을 방지하는 효과가 있다.
래틀, 노이즈, 고무, 모터축, 웜축

Description

래틀 노이즈가 감소되는 전동식 조향장치{Electric Power Steering Apparatus Having Rattle Diminished}
도 1은 종래 기술에 따른 전동식 조향장치의 구성도,
도 2는 종래 기술에 따른 감속기구를 나타내는 단면도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전동식 조향장치를 나타내는 요부 분해 사시도,
도 4는 웜축이 댐핑 커플러에 삽입된 상태를 나타내는 횡단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
130: 모터201: 웜
210: 웜축211: 모터축
213: 댐핑 커플러301: 제 1 세레이션부
303: 제 2 세레이션부305: 제 3 세레이션부
401: 고무
본 발명은 전동식 조향장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 모터축 및 웜축의 세레이션부에 고무 코팅을 함으로써 래틀 노이즈를 감소시킬 수 있는 전동식 조향장치에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 조향장치로는 유압 펌프의 유압을 이용한 유압식 조향장치(Hydraulic Power Steering Apparatus)가 사용되고 있지만, 1990년대 이후 모터를 이용한 전동식 조향장치(Electric Power Steering Apparatus)가 점차로 보편화되어 가고 있다.
기존의 유압식 조향장치는 조향 보조 동력을 공급하는 동력원인 유압 펌프가 엔진에 의해 구동되어 조향휠의 회전 여부와 관계없이 항상 에너지를 소모하는 데 비해서 전동식 조향장치는 조향휠의 회전에 의해 조향 토크가 발생되면 모터가 발생된 조향 토크에 비례하는 조향 보조 동력을 공급한다. 따라서 전동식 조향장치를 사용하는 경우에는 유압식 조향장치를 사용하는 경우에 비해 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 전동식 조향장치의 구성도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 감속기구를 나타내는 단면도이다.
도 1 및 도 2에서 각각 도시하는 바와 같이 일반적으로 전동식 조향장치는 조향휠(101)부터 양측 바퀴(108)까지 이어지는 조향 계통(100) 및 조향 계통에 조향 보조 동력을 공급하는 보조 동력 기구(120)를 포함하여 구성된다.
조향 계통(100)은, 상단이 조향휠(101)에 연결되어 조향휠(101)과 함께 회전하고 하단은 한 쌍의 유니버설 조인트(103)를 매개로 피니언축(104)에 연결되는 조향축(102)을 포함하여 구성된다. 또한, 피니언축(104)은 랙-피니언 기구부(105)를 통해 랙 바(109)에 연결되고, 랙 바(109)의 양단은 타이로드(106) 및 너클암(107)을 통해 자동차의 바퀴(108)에 연결된다.
랙-피니언 기구부(105)는 피니언축(104)의 하단에 형성되는 피니언 기어(111)와 랙 바(109)의 외주면 일측에 형성되어 있는 랙 기어(112)가 서로 맞물려서 형성되며, 랙-피니언 기구부(105)를 통해 피니언축(104)의 회전 운동이 랙 바(109)의 직선 운동으로 변화한다. 따라서, 운전자가 조향휠(101)을 조작하면 피니언축(104)이 회전하고, 피니언축(104)의 회전에 따라 랙 바(109)가 축 방향으로 직선 운동을 하며, 랙 바(109)의 직선 운동이 타이 로드(106) 및 너클암(107)을 통해 바퀴(108)를 조향하게 된다.
보조 동력 기구(120)는 운전자가 조향휠(101)에 가하는 조향 토크를 감지하고 감지된 조향 토크에 비례하는 전기 신호를 출력하는 토크 센서(121), 토크 센서(121)로부터 전해지는 전기 신호에 기초하여 제어 신호를 발생하는 전자 제어 장치(ECU: Electronic Control Unit, 123), 전자 제어 장치(123)로부터 전해지는 제어 신호에 기초하여 조향 보조 동력을 발생시키는 모터(130) 및 모터(130)에서 발생한 조향 보조 동력을 조향축(102)에 전달하기 위하여 웜(201) 및 웜휠(203)을 구비한 감속기구(140)를 포함하여 구성된다.
감속기구(140)는 외주면 일측에 웜(201)이 형성되어 있고 양단이 베어링(205, 206)에 의해 회전 가능하게 지지되는 웜축(210)을 포함하여 구성되는데, 웜(201)은 조향축(102)의 외주면 일정 위치에 형성되어 있는 웜휠(203)에 맞물리도록 형성되고 웜축(210)은 모터(130)에 의해 구동된다.
따라서, 전동식 조향장치는 조향휠(101)의 회전에 의해 발생한 조향 토크가 랙-피니언 기구부(105)를 거쳐서 랙 바(109)에 전달되고, 발생된 조향 토크에 따라 모터(130)에서 발생한 조향 보조 동력이 감속기구(140)에 의해 조향축(102)에 전달되도록 구성된다. 즉, 조향 계통(100)에서 발생한 조향 토크와 모터(130)에서 발생한 조향 보조 동력이 합쳐져서 랙 바(109)를 축 방향으로 운동하도록 하는 것이다.
그런데, 이와 같은 종래의 전동식 조향장치의 경우 모터축(211)과 웜축(210) 사이에 댐핑 커플러(213)가 구비되고, 댐핑 커플러(213)의 내측, 모터축(211) 및 웜축(210)의 외주면 일측에 형성된 세레이션(Serration)부를 통해 모터축(211) 및 웜축(210)이 댐핑 커플러(213)에 연결되기 때문에 세레이션부 사이의 유격의 존재로 인한 래틀 노이즈가 발생하는 문제점이 있었다.
한편, 이러한 문제점을 해결하기 위해 종래에는 세레이션부에 본드를 도포하기도 하였으나 이 경우 본드 구매로 인해 원가가 상승하고, 본드를 도포하는 공정이 추가되어 제조 기간이 길어지는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 모터축 및 웜축의 세레이션부에 고무 코팅을 함으로써 래틀 노이즈를 감소시킬 수 있는 전동식 조향장치를 제공하는 데 그 주된 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 외주면에 제 1 세레이션부를 구비하는 모터축; 외주면에 제 2 세레이션부를 구비하는 웜축; 및 상기 제 1 세레이션부 및 상기 제 2 세레이션부에 맞물리는 제 3 세레이션부를 내측에 구비하는 댐핑 커플러를 포함하는 전동식 조향장치로서, 상기 제 1 세레이션부, 상기 제 2 세레이션부 및 상기 제 3 세레이션부 중 하나 이상에는 고무 코팅이 되어 있는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치를 제공한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전동식 조향장치를 나타내는 요부 분해 사시도이다.
도 3에서 도시하는 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전동식 조향장치는 모터(130)에 의해 회전하되 외주면에 제 1 세레이션부(301)를 구비하는 모터축(211), 외주면에 제 2 세레이션부(303)를 구비하는 웜축(210) 및 제 3 세레이션부(305)를 내측에 구비하는 댐핑 커플러(213)를 포함하여 구성된다.
모터축(211)은 모터(130)의 일측으로부터 돌출 형성되며 끝단 외주면에 제 1 세레이션부(301)를 구비하고 있다.
제 1 세레이션부(301)는 소정 길이로 형성되되 그 형상은 모터축(211)의 길이 방향에 평행하게 이루어진다. 또한, 제 1 세레이션부(301)에는 고무 코팅이 되어 있는데, 고무로는 천연 고무 및 인조 고무를 비롯한 다양한 것이 사용될 수 있다.
웜축(210)은 외주면에 웜(201)이 형성되어 있으며, 끝단에는 제 2 세레이션부(303)를 구비한다. 제 2 세레이션부(303)는 웜축(210)의 길이 방향에 평행하게 소정 길이로 형성된다. 또한, 제 2 세레이션부(303)에는 고무 코팅이 되어 있다.
댐핑 커플러(213)는 양단에 모터축(211) 및 웜축(210)이 각각 삽입되도록 내측에 제 3 세레이션부(305)를 구비하며 모터축(211) 및 웜축(210) 사이에 형성된다. 한편, 필요에 따라 제 3 세레이션부(305)에도 고무 코팅을 할 수 있다.
도 4는 웜축이 댐핑 커플러에 삽입된 상태를 나타내는 횡단면도이다.
도 4에서 도시하는 바와 같이 제 2 세레이션부(303)에 고무(401)가 코팅되어 있기 때문에 제 2 세레이션부(303)와 제 3 세레이션부(305) 사이의 마찰이나 충돌을 방지하므로 결과적으로 래틀 노이즈 발생이 감소하게 된다. 또한, 이는 모터축(211)의 경우에도 마찬가지이다.
한편, 모터축(211), 댐핑 커플러(213) 및 웜축(210)의 축 중심이 다소 어긋나더라도 고무 코팅이 축의 어긋남을 보상할 수 있으므로 역시 진동이나 소음의 발생을 방지할 수 있게 된다.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 세레이션부 사이의 유격 때문에 발생하는 래틀 노이즈의 발생을 방지하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 모터축, 댐핑 커플러 및 웜축의 어긋남을 보상하여 진동이나 소음의 발생을 방지하는 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 외주면에 제 1 세레이션부를 구비하는 모터축;
    외주면에 제 2 세레이션부를 구비하는 웜축; 및
    상기 제 1 세레이션부 및 상기 제 2 세레이션부에 맞물리는 제 3 세레이션부를 내측에 구비하는 댐핑 커플러를 포함하는 전동식 조향장치로서,
    상기 제 1 세레이션부, 상기 제 2 세레이션부 및 상기 제 3 세레이션부 중 하나 이상에는 고무 코팅이 되어 있는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치.
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