KR20090085522A - Superimposed steering system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 청구항 1항의 전제부에 명시된 차량용, 특히 엔진 차량의 서보 또는 파워 스티어링 시스템용 중첩 스티어링 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a superposition steering system for a vehicle as specified in the preamble of claim 1, in particular for a servo or power steering system of an engine vehicle.
중첩 스티어링 시스템은 이미 알려져 있으며 그 특징은, 필요 시 스티어링 핸들에서 운전자에 의해 선택된 조향각에 다른 회전각이 액추에이터를 통해 중첩될 수 있다는 것이다. 추가적인 회전각은 전자 제어 및/또는 조절 장치(ESP 컨트롤러)에 의해 제어되며 차량 주행 안정성 제고 또는 기타 목적에 사용된다. 이와 관련하여 예를 들어 독일 특허 DE 101 59 800 A1에는 유성 기어 드라이브로 공개되어 있거나 또는 미국 특허 US 6 938 724 B1에는 샤프트 드라이브(harmonic drive)로 공개된 차동 드라이브가 설명되어 있다. Overlap steering systems are already known and their feature is that other rotation angles can be superimposed via the actuator, if necessary, at the steering angle selected by the driver at the steering wheel. The additional angle of rotation is controlled by an electronic control and / or regulating device (ESP controller) and is used to improve vehicle running stability or for other purposes. In this regard, a differential drive is disclosed, for example, as a planetary gear drive in the German patent DE 101 59 800 A1 or as a shaft drive in the US patent US 6 938 724 B1.
중첩 기능을 갖는 서보 스티어링 시스템의 기어비는 스티어링 기어 및 차동 드라이브의 기어비로 이루어진다. 이 목적을 위해 차동 드라이브는 제1 변속기 입력축 및 제2 변속기 입력축을 포함하며 변속기 입력축에서 발생하는 회전각을 변속기 출력축으로 중첩시킨다. The gear ratio of the servo steering system with the superimposition function consists of the gear ratio of the steering gear and the differential drive. For this purpose, the differential drive comprises a first transmission input shaft and a second transmission input shaft and superimposes the rotation angle occurring at the transmission input shaft onto the transmission output shaft.
제1 변속기 입력축은 스티어링 핸들과 연동 결합되어 있거나 또는 회전 고정 식으로 결합되어 있고, 제2 변속기 입력축은 서보 모터의 출력축과 회전 고정식으로 결합되거나 또는 연동 결합되어 있다. 변속기 출력축은 스티어링 기어와 결합되므로 차동 드라이브는 스티어링 핸들과 스티어링 기어 사이의 스티어링 샤프트에서 서보 모터와 연결된다. 바람직하게도 변속기 출력축은 샤프트 드라이브의 서포트 링(circular spline)과 결합되며, 알려진 샤프트 드라이브에서는 변속기 출력축 또는 서포트 링이 복수의 레이디얼 베어링을 통해 기어박스 하우징에서 지지된다. 기어박스 하우징 자체는 멀티피스로 형성되어 있으며, 이러한 중첩 스티어링 시스템의 부착이 복잡하고 샤프트 드라이브의 구성품이 공차를 갖도록 레이디얼 베어링의 외경이 선택되어 있다. The first transmission input shaft is interlocked or rotationally coupled with the steering wheel, and the second transmission input shaft is rotationally fixed or interlocked with the output shaft of the servo motor. The transmission output shaft is coupled to the steering gear, so the differential drive is connected to the servo motor at the steering shaft between the steering handle and the steering gear. Preferably the transmission output shaft is coupled with a support spline of the shaft drive, in which the transmission output shaft or support ring is supported in the gearbox housing via a plurality of radial bearings. The gearbox housing itself is formed as a multipiece, and the outer diameter of the radial bearing is chosen so that the attachment of this overlapping steering system is complex and the components of the shaft drive have tolerances.
본 발명의 목적은 최소한의 베어링 공차로 간단하게 부착할 수 있는 중첩 스티어링 시스템을 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide an overlapping steering system which can be simply attached with minimal bearing tolerances.
이 목적은 청구항 1항의 특징을 포함하는 중첩 스티어링 시스템을 통해 달성된다. This object is achieved through an overlapping steering system comprising the features of claim 1.
샤프트 드라이브를 위한 기어박스 하우징의 축방향 단부에서 서포트 링과 기어박스 하우징 사이에 배치된 제1 레이디얼 베어링이, 제1 레이디얼 베어링에 대해 축방향 간격을 가지면서 배치된 제2 레이디얼 베어링과 같은 또는 더 큰 외경을 가짐으로써, 바람직하게도 샤프트 드라이브를 제1 레이디얼 베어링의 측에서 부착하는 것이 가능하며, 이로써 샤프트 드라이브의 간단한 부착 및 짧은 디자인이 가능하다. The first radial bearing disposed between the support ring and the gearbox housing at the axial end of the gearbox housing for the shaft drive comprises a second radial bearing disposed with an axial gap with respect to the first radial bearing. By having the same or larger outer diameter, it is advantageously possible to attach the shaft drive on the side of the first radial bearing, thereby allowing simple attachment and short design of the shaft drive.
바람직한 실시는 종속항에 설명된다. Preferred implementations are described in the dependent claims.
바람직하게도 제1 레이디얼 베어링의 외경은 제2 레이디얼 베어링의 외경과 같거나 또는 최대 1.2배이다. 바람직하게도 샤프트 드라이브의 방사상 유연성 롤링 부시의 직경에 대한 제1 레이디얼 베어링의 내경의 비율은 1에서 2 사이이다. 제2 변속기 입력축의 지지를 위해 기어박스 하우징에 배치된 제3 레이디얼 베어링은 제1 및 제2 레이디얼 베어링보다 더 작은 또는 현저히 더 작은 외경을 가지며 제1 및 제2 레이디얼 베어링과 동일한 부착 방향에서 부착할 수 있다. Preferably the outer diameter of the first radial bearing is equal to or equal to the maximum of 1.2 times the outer diameter of the second radial bearing. Preferably the ratio of the inner diameter of the first radial bearing to the diameter of the radially flexible rolling bush of the shaft drive is between 1 and 2. The third radial bearing disposed in the gearbox housing for supporting the second transmission input shaft has a smaller or significantly smaller outer diameter than the first and second radial bearings and has the same direction of attachment as the first and second radial bearings. Can be attached at
특히 바람직한 실시예에서는 서보 모터 및 그 전자 제어장치로의 윤활제 침입을 방지하기 위하여 샤프트 드라이브용 기어박스 하우징은 서보 모터의 하우징에 대해 밀봉된다. 이는 예를 들어 샤프트 드라이브와 서보 모터의 하우징 사이의 밀폐된 하우징 측벽을 통해 이루어질 수 있거나 그리고/또는 하우징 측벽에서 제2 변속기 입력축용의 밀폐된 또는 밀봉된 레이디얼 베어링을 통해 이루어질 수 있다. 이에는 예를 들어 레이디얼 샤프트 실(radial shaft seal) 또는 메카니컬 샤프트 실 또는 라비린스 실이 적합하다. 기어박스 하우징은 그리스와 달리 기어박스 하우징에서 마모의 발생을 억제하는 오일로 채워질 수 있다. In a particularly preferred embodiment, the gearbox housing for the shaft drive is sealed against the housing of the servo motor in order to prevent lubricant ingress into the servo motor and its electronic control device. This can be done, for example, via a sealed housing sidewall between the shaft drive and the housing of the servo motor and / or via a sealed or sealed radial bearing for the second transmission input shaft at the housing sidewall. For example, radial shaft seals or mechanical shaft seals or labyrinth seals are suitable for this. The gearbox housing can be filled with oil which, unlike grease, suppresses the occurrence of wear in the gearbox housing.
샤프트 드라이브에서 작은 외경을 갖는 레이디얼 베어링을 축방향으로 배치함으로써, 적어도 차동 드라이브를 단 하나의 부착 방향에서, 바람직하게는 기어박스 하우징에서 돌출되는 변속기 출력축의 샤프트 단부의 방향에서 부착하는 것이 가능하다. 바람직하게도 기어박스 하우징 그리고/또는 서보 모터의 하우징은 차량 또는 차체에 고정되게 배치된다. 중첩 스티어링 시스템은 전자 또는 유압식 파워 스티어링 시스템의 일부일 수 있다. By axially arranging a radial bearing with a small outer diameter in the shaft drive, it is possible to attach at least a differential drive in only one mounting direction, preferably in the direction of the shaft end of the transmission output shaft projecting from the gearbox housing. . Preferably the gearbox housing and / or the housing of the servo motor is arranged to be fixed to the vehicle or the vehicle body. The overlapping steering system can be part of an electronic or hydraulic power steering system.
본 발명은 최소한의 베어링 공차로 간단하게 부착할 수 있는 중첩 스티어링 시스템을 제공하는 효과를 제공한다. The present invention provides the effect of providing an overlapping steering system that can be simply attached with minimal bearing tolerances.
하기에서 본 발명은 실시예에 대한 첨부한 도면을 근거로 상세히 설명된다. 도면은 다음과 같다: In the following the invention is described in detail on the basis of the accompanying drawings for the embodiments. The drawings are as follows:
도 1은 본 발명에 따른 중첩 스티어링 시스템의 개략적 종단면도를 나타낸다. 1 shows a schematic longitudinal cross-sectional view of an overlapping steering system according to the invention.
도 1에는 액티브 스티어링(active steering)으로서 형성된 승용차용 중첩 스티어링 시스템(1)의 종단면도가 도시되어 있다. 중첩 스티어링 시스템은, 차체에 고정된 부품(20)에서 스위블 베어링(21)을 통해 그 엔드 실드(22)로 지지되는 전동 중공 샤프트 모터로서 형성된 서보 모터(10)를 포함한다. 스티어링 핸들(9)과 회전 고정식으로 결합된 스티어링 샤프트(8)는 중첩 스티어링 시스템(1)에 포함된 차동 드라이브(5)를 위한 제1 변속기 입력축을 형성한다. 도시된 실시예에서 차동 드라이브(5)는 샤프트 드라이브(4)로서 형성되어 있다. 샤프트 드라이브(4)는 제1 변속기 출력축(2)으로 전달되는 조향각을, 서보 모터(10)에 의해 제2 변속기 입력축(3)으로 전달된 회전각과 중첩시키는 기능을 한다. 제2 변속기 입력축(3)은 서보 모터(10)의 회전자 자석이 고정된 중공 샤프트(23)로서 실시된다. 중공 샤프트(23)은 편심 드라이브 코어(24)와 일체형으로 형성된다. 편심 드라이브 코어(24)의 타원형 둘레에 유연성 볼 베어링(25)이 감싸여 있다. 편심 드라이브 코어(24)는 그 축방향 진행을 통하여 탄성 강판 재질의 포트(pot) 형태의 방사상 유연성의 롤링 부시(15)에 맞물린다. 방사상 유연성의 롤링 부시(15)는 타원형 확장부의 작용 하에서 편심 드라이브 코어(24)에 의해 외치를 통하여 알려진 방식으로 서포트 링(7)의 내치에 맞물린다. 서포트 링(7)은 회전 고정식으로 차동 드라이브(5)의 변속기 출력축(6)과 결합되어 있다. 제1 변속기 입력축(2)과 변속기 출력축(6)은 스티어링 샤프트(8)를 형성한다. 서포트 링(7), 변속기 입력축(2, 3) 및 변속기 출력축(6)은 동 심성으로 배치되어 있다. 내치를 갖는 서포트 링(7)은 방사상 유연성의 롤링 부시(15)보다 더 많은 톱니 수를 가지며, 따라서 편심 드라이브 코어(24)의 회전당 제1 변속기 입력축(2)에 대해 상대적인 서포트 링(7) 및 이로써 변속기 출력축(6)의 회전이 톱니 수의 편차만큼 이루어진다. 제1 변속기 입력축(2) 및 방사상 유연성 롤링 부시(15)는 볼트 플랜지 결합부(26)를 통해 회전 고정식으로 서로 결합된다. 1 shows a longitudinal cross-sectional view of a superposition steering system 1 for a passenger car formed as active steering. The superposition steering system comprises a
제1 레이디얼 베어링(11)은 차동 드라이브(6)의 기어박스 하우징(13)에서 서포트 링(7)을 지지하기 위해 축방향 단부에 제공된다. 제2 레이디얼 베어링(14)은 축방향 간격(a)을 가지면서 기어박스 하우징(13)의 하우징 측벽과 서포트 링(7) 사이에 배치된다. 제1 레이디얼 베어링(11)은 제2 레이디얼 베어링(14)의 외경(D2)보다 약간 더 큰 외경(D1)을 갖는다.The first
제3 레이디얼 베어링(16)은 더 작은 직경을 갖는데, 도시된 실시예에서는 제1 및 제2 레이디얼 베어링의 외경부다 현저히 더 작은 직경을 갖는다. 제3 휠 베어링(16)은 차동 드라이브(5)의 기어박스 하우징(13)에서 제2 변속기 입력축(3)을 지지하고 고정하는 기능을 한다. 따라서 차동 드라이브(5) 전체가 부착 방향(R)에서, 즉 변속기 출력축(6)의 하우징 측 단부(19)의 방향에서 부착된다. 차동 드라이브(5)의 기어박스 하우징(13)은 볼트 체결부(27)를 통해 서보 모터(10)의 하우징(17)과 둘레 전체에서 일체형으로 체결된다. 제3 레이디얼 베어링(16)은 밀폐된 레이디얼 베어링으로서 실시되며 하우징 측벽(18)은 축방향에서 차동 드라이브(5) 와 서보 모터(10) 사이에서 서보 모터(10) 방향으로 개구를 갖지 않으므로, 차동 드라이브(5)가 서보 모터(10)에 대해 밀봉되며 윤활제로서 샤프트 드라이브의 운전 소음을 저감시키는 오일을 사용하는 것이 가능하다. The third
도 1은 본 발명에 따른 중첩 스티어링 시스템의 개략적 종단면도를 나타낸다. 1 shows a schematic longitudinal cross-sectional view of an overlapping steering system according to the invention.
[도면 부호의 설명][Description of Drawing Reference]
1 중첩 스티어링 시스템 1 nested steering system
2 제1 변속기 입력축 2 first transmission input shaft
3 제2 변속기 입력축 3 second transmission input shaft
4 샤프트 드라이브 4 shaft drive
5 차동 드라이브 5 differential drive
6 변속기 출력축 6 transmission output shaft
7 서포트 링 7 support ring
8 스티어링 샤프트 8 steering shaft
9 스티어링 핸들 9 steering wheel
10 서보 모터 10 servo motor
11 제1 레이디얼 베어링 11 first radial bearing
12 축방향 단부 12 axial ends
13 기어박스 하우징 13 gearbox housing
14 제2 레이디얼 베어링 14 second radial bearing
15 방사상 유연성 롤링 부시 15 radially flexible rolling bush
16 제3 레이디얼 베어링 16 third radial bearing
17 10의 하우징 Housing of 17 10
18 하우징 측벽 18 housing sidewalls
19 하우징 대응측 단부 19 Housing counterpart end
20 차체 고정 부품 20 bodywork fixing parts
21 스위블 베어링 21 swivel bearing
22 엔드 실드 22 end shield
23 중공 샤프트 23 hollow shaft
24 편심 드라이브 코어 24 eccentric drive cores
25 유연성 볼 베어링 25 flexible ball bearings
26 볼트 플랜지 26 bolt flange
D1 외경 D 1 outer diameter
D2 외경 D 2 outer diameter
a 축방향 간격 a axial gap
R 부착 방향 R mounting direction
DL2 11의 내경 Inner diameter of
DL1 15의 직경 Diameter of
DL3 14의 내경 Inner diameter of
Claims (15)
Applications Claiming Priority (2)
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