KR20090110576A

KR20090110576A - 충격 흡수 타입 전동 조향 장치

Info

Publication number: KR20090110576A
Application number: KR1020080036153A
Authority: KR
Inventors: 김대중
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2008-04-18
Filing date: 2008-04-18
Publication date: 2009-10-22

Abstract

본 발명의 EPS(Electric Power Steering)는 조향 시, 모터(6)를 통해 출력 토크를 발생하면서 조향 컬럼(2)과 차체 쪽으로 장착된 모터 앗세이(4)쪽에서, 차체에 체결된 마운팅 브라켓(11)과 모터(6) 및 감속기를 수용한 하우징(7)을 통해 결합된 댐퍼(15)를 구비한 충격 흡수 앗세이(10)가 결합되어져, 비포장 도로와 같은 험로 주행 시 차륜 쪽에서 전달되어 모터 앗세이(4)부위의 진동을 유발시키는 외부 충격을 댐퍼(15)부위로 흡수·완충시켜줌에 따라, 모터 앗세이(4)쪽에서 발생되는 래틀(Rattle)소음을 차단함은 물론, 진동 차단을 통한 내구성도 향상할 수 있는 특징이 있다.

충격, 하우징, 댐퍼

Description

충격 흡수 타입 전동 조향 장치{Collapse absorbing typed electric power steering system in vehicle}

본 발명은 전동 조향 장치에 관한 것으로, 특히 충격 흡수 타입 전동 조향 장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 조타력을 발생하는 동력 조향 장치는 핸들의 조작력을 가볍고 원활하게 하면서도 신속한 조향이 가능하도록 하기 위해서 유압을 이용하도록 설계되어 작동된다.

이와 같은, 동력 조향 장치는 작은 힘으로 조향 조작을 할 수 있으며 조향 기어비의 조작력에 관계없이 선정할 수 있으며, 노면의 요철에서 오는 충격을 흡수하여 핸들에 전달되는 것을 방지할 수 있는 등의 이점이 있다.

또한, 최근에는 차속 센서 및 조향 토크센서 등에서 감지한 차량의 운행조건에 따라 전자제어장치(ECU)에서 모터를 구동시켜 저속 운행 시에는 가볍고 편안한 조향감을 부여하고, 고속 운행 시에는 무거운 조향감과 더불어 양호한 방향 안정성을 부여하며, 비상 상황에서는 급속한 조향이 이루어지도록 하여, 운전자에게 최적의 조향 조건을 제공하는 전동 식 조향 장치인 EPS(Electric Power Steering)가 적 용되고 있다.

이와 같은 EPS는 통상, 센서로부터 조향 정보를 받고, 주행중인 차속과 차량 상태에 대한 정보를 ECU로부터 받아들여 모터 제어신호를 발생해, 적정한 보조 조타력(보타력)을 구현하는 방식으로 이루어지며, 차량의 전륜 축 하중 및 주변 부품의 배치에 의해서 컬럼 구동방식(C-EPS; Column Assist Type Electric Ppwer Steering), 피니온 구동방식(P-EPS), 랙 구동방식(R-EPS) 등으로 구분되어진다.

이와 더불어 EPS 시스템은 차량에 장착된 상태에서 작동 시, 보타력(조향 보조력)이 조향 컬럼의 파워 헤드(모터 장착 부)쪽에서 발생됨에 따라, EPS 파워 헤드 부위는 발생된 보타력을 지지하고 안정적인 작동을 위한 마운팅 브라켓을 견고하게 설치해 주게된다.

하지만, EPS는 유압을 이용하지 않는 특성에 따라, 차량 주행 중 지속적으로 전달되는 외부 충격과 소음(Noise) 성분을 흡수하는 유압 설비가 전혀 없고 이로 인해, 기계적 구조만 이용하는 EPS는 외부 충격과 소음(Noise) 성분에 대하여 상당히 취약한 점이 있게 된다.

즉, EPS가 장착된 차량이 노면이 거친 도로나, 비포장 도로와 같은 험로 주행하는 경우는 통상, 험로 주행 --> 타이어 충격 --> 스티어링 기어 충격 --> 유니버셜 조인트 충격 --> EPS 파워 헤드 감속기 충격이 일어나게 되고, 이러한 경로를 거쳐 전달된 충격은 하우징을 거쳐 파워 헤드로 전달된 충격은 기계적 래틀(Rattle)등의 충격음을 발생시키게 되고, 이는 EPS 시스템에 잠재적 손상을 유발하는 원인으로 작용하게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, EPS(Electric Power Steering)을 이루면서 보타력을 발생하는 감속기를 구비한 파워 헤드 부위를 차체 쪽으로 체결하는 마운팅 브라켓 부위로 댐퍼(Damper)를 설치해줌에 따라, 비포장 도로와 같은 험로 주행으로 인해 타이어 쪽에서 스티어링 기어와 유니버셜 조인트를 거쳐 EPS 파워 헤드 부위로 충격이 전달되더라도, 마운팅 브라켓 부위를 통해 흡수·완충되어져 파워 헤드부위의 기계적 래틀(Rattle) 충격음 발생을 크게 줄여 줌은 물론, 래틀 소음으로 인한 EPS 시스템의 내구성 저하를 방지함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 전동 조향 장치가 조향 휠의 조작에 따라 차륜을 거동시키는 타이로드를 이동 시켜주는 랙 앗세이에 이어진 조향 컬럼과;

조향 휠의 조타 정보에 따른 모터의 출력 토크와 모터의 위치 감지를 통한 피드 백 제어를 구현하는 ECU를 구비하고, 모터를 통해 회전 토크를 발생하는 감속기를 구비한 모터 앗세이 및;

차체 쪽으로 볼트 체결된 마운팅 브라켓에 결합된 댐퍼 브라켓을 관통하는 댐퍼 볼트가 조향 컬럼을 감싼 하우징과 함께 체결되어져, 타이어 쪽에서 랙 앗세 이와 조향 컬럼을 거쳐 모터 앗세이쪽으로 전달되는 외부 충격을 흡수·완충하는 충격 흡수 앗세이;

로 구성되어진 것을 특징으로 한다.

이를 위해 상기 충격 흡수 앗세이는 차체 쪽으로 결합되는 마운팅 브라켓의 안쪽으로 덧대어지면서, 하우징에서 돌출된 댐퍼 보스의 양쪽으로 위치된 상기 댐퍼 브라켓과, 한쪽에서 반대쪽으로 끼워져 댐퍼 브라켓과 댐퍼 보스를 관통한 후, 너트체결되는 댐퍼 볼트 및 상기 댐퍼 볼트가 관통하는 댐퍼 브라켓에 각각 결합되어진 탄성재질의 댐퍼로 구성되고, 상기 댐퍼에 끼워져 댐퍼 볼트를 감싸는 칼라와 더불어, 상기 칼라가 결합된 댐퍼의 안쪽에는 댐퍼와 댐퍼 보스사이에 위치되는 와셔가 구비되어진다.

이러한 본 발명에 의하면, EPS(Electric Power Steering)작동 시 조향 보조력인 보타력을 발생하는 파워 헤드 부위가 댐퍼(Damper)를 설치한 마운팅 브라켓를 매개로 차체 쪽에 조립됨에 따라, 비포장 도로와 같은 험로 주행 시 EPS 파워 헤드 부위로 전달되는 충격을 댐퍼를 이용해 흡수·완충할 수 있어, 기계적 래틀(Rattle) 충격음 발생에 따른 EPS 시스템의 내구성 저하를 방지할 수 있는 효과가 있게 된다.

또한, 본 발명은 EPS(Electric Power Steering)를 차체 쪽으로 체결하는 마운팅 브라켓 부위로 충격을 흡수·완충하는 댐퍼(Damper)가 설치됨에 따라, EPS 조 립 공정 상에 추가 공정이 거의 없으면서도, 험로 주행 중 EPS를 작동하더라도 조향 휠 쪽으로 진동이 전달되지 않아 조타 안정감이 크게 향상될 수 있는 효과가 있게 된다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명에 따른 충격 흡수 타입 전동 조향 장치의 구성도를 도시한 것인바, 본 발명에 따른 전동 조향 장치인 EPS(Electric Power Steering)는 조향 조작이 이루어지는 조향 휠(1)과, 상기 조향 휠(1)의 조작 정도에 따라 구동 토크를 출력하는 모터(6)를 구비한 모터 앗세이(4), 상기 모터(6)에서 발생된 토크를 조향 컬럼(2)을 통해 전달받아, 타이로드를 통해 차륜을 거동시키는 랙 앗세이(3) 및 차륜으로부터 모터 앗세이(4)쪽으로 전달된 외부 충격을 흡수·완충해 모터 앗세이(4)쪽의 래틀(Rattle)소음을 차단하는 충격 흡수 앗세이(10)로 구성되어진다.

그리고, 상기 조향 컬럼(2)은 조향 휠(1)쪽으로 일단이 연결되어, 모터(6)를 통해 발생된 출력 토크를 전달하는 조향 축이 랙 앗세이(3)쪽으로 이어지며, 조향 컬럼(2)사이는 통상 조인트(Universal Joint)를 매개로 서로 연결되도록 구성되어진다.

또한, 상기 랙 앗세이(3)는 조향 컬럼(2)에서 전달된 토크를 통해 직선 운동으로 변환하는 랙과 피니언으로 이루어진 기어를 구비하고, 랙 바의 직선 운동을 통해 차륜을 거동시키는 타이로드를 구비한 통상적인 구조를 이루게 된다.

이와 더불어, 상기 모터 앗세이(4)는 조향 휠(1)의 조타 각과 모터의 회전수를 제공받아 제어 신호를 발생하는 컨트롤러인 ECU(5)와, 상기 ECU(5)를 통해 구동되어 출력 토크를 발생하면서, 구동 상태를 ECU(5)쪽으로 피드 백(Feedback)하는 모터(6) 및 조향 컬럼(2)부위로 결합되면서 차체 쪽으로 체결되는 하우징(7)으로 구성됨과 더불어, 모터(6)에서 발생된 토크를 감속하는 감속기로 구성되어진다.

그리고, 상기 충격 흡수 앗세이(10)는 조향 컬럼(2)부위로 결합된 하우징(7)에 체결되어져, 차체 쪽으로 결합되는 마운팅 브라켓(11)의 안쪽으로 덧대어진 댐퍼 브라켓(12)과, 상기 하우징(7)에서 돌출된 댐퍼 보스(13)의 양쪽으로 위치된 상기 댐퍼 브라켓(12)을 관통해, 차륜 쪽으로부터 전달된 외부 충격을 흡수·완충하는 댐퍼 부재로 구성되어진다.

이를 위해, 상기 댐퍼 브라켓(12)은 마운팅 브라켓(11)의 안쪽으로 위치된 상태에서 차체 쪽으로 체결되는 볼트를 매개로 해 서로 결합되며, 상기 댐퍼 보스(13)는 모터(6)와 감속기 등을 수용한 하우징(7)에서 일체로 돌출되어 축이 관통되도록 홀이 형성되면서, 서로 간격을 두고 좌·우로 각각 위치되어 상기 댐퍼 브라켓(12)이 바깥쪽으로 덧대어지게된다.

또한, 상기 댐퍼 부재는 도 2에 도시된 바와 같이, 한쪽에서 반대쪽으로 끼워져 댐퍼 브라켓(12)과 댐퍼 보스(13)를 관통한 후, 너트(17)체결되는 댐퍼 볼 트(14)와, 상기 댐퍼 볼트(14)가 관통하는 댐퍼 브라켓(12)에 각각 결합되어진 탄성재질의 댐퍼(15), 상기 댐퍼(15)의 안쪽으로 위치되어 댐퍼 볼트(14)를 감싸는 칼라(18) 및 상기 댐퍼(15)의 안쪽에서 댐퍼(15)와 댐퍼 보스(13)사이에 위치되는 와셔(16)로 구성되어진다.

여기서, 상기 댐퍼(15)는 댐퍼 브라켓(12)에 끼워진 상태에서 댐퍼 브라켓(12)의 양쪽 면을 감싸도록 접촉되는 플랜지를 구비한 단면 구조를 갖추며, 상기 칼라(18)는 댐퍼 볼트(14)의 안쪽에서 댐퍼 볼트(14)와 댐퍼(15)사이와 너트(17)와 댐퍼(15)사이로 위치되는 플랜지 부위를 형성한 단면 구조를 갖추게 된다.

이하 본 발명의 작동을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

이러한 본 발명의 EPS가 갖는 특징은 조향 시 ECU(5)의 제어를 받아 출력 토크를 발생하는 모터 앗세이(4)부위에 구비된 충격 흡수 앗세이(10)를 통해 구현되 는데 즉, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 모터 앗세이(4)가 조향 컬럼(2)에 장착되어 마운팅 브라켓(11)을 통해 차체 쪽으로 체결됨에 따라, 상기 모터 앗세이(4)는 험로 주행 시 랙 앗세이(3)와 조향 컬럼(2)을 통해 유입된 진동을 직접 받고, 이러한 진동으로 모터 앗세이(4)에 나타나는 유동이 충격 흡수 앗세이(10)를 이루는 댐퍼(15)를 매개로 차단됨에 기인하게 된다.

이는 충격 전달 경로가 험로 주행 --> 타이어 충격 --> 스티어링 기어 충격 --> 유니버셜 조인트 충격 --> EPS 파워 헤드 감속기를 이루는 모터 앗세이(4)로 전달됨에 따라, 상기 모터 앗세이(4)를 이루는 하우징(7) 부위에서 유동이 발생되더라도 도 2에 도시된 바와 같이, 하우징(7)과 마운팅 브라켓(11)사이에 결합된 충격 흡수 앗세이(10)가 유동을 흡수·완충해 주게 된다.

즉, 하우징(7)에 일체로 돌출된 댐퍼 보스(13)를 이용해 마운팅 브라켓(11)의 안쪽으로 덧대어진 댐퍼 브라켓(12)이 댐퍼 볼트(14)를 통해 결합되고, 이러한 상기 댐퍼 볼트(14)와 이에 체결된 너트(17)가 하우징(7)과 댐퍼 브라켓(12)을 서로 밀착시키면서 잡아 준 상태를 유지함에 따라, 진동 전달로 인해 상기 하우징(7)에서 발생되는 유동을 구속함과 더불어, 상기 하우징(7)을 통해 댐퍼 브라켓(12)으로 전달되는 진동 경로를 차단해 줄 수 있게 된다.

이에 더해, 상기 댐퍼 볼트(14)가 관통된 댐퍼 브라켓(12)에서 댐퍼 볼트(14)를 감싸면서 댐퍼(15)가 더 구비됨에 따라, 하우징(7)에서 댐퍼 볼트(14)쪽으로 전달된 진동은 탄성재질의 댐퍼(15)를 통해 다시 한번 더 흡수되어진다.

이와 같이, 조향 컬럼(2)에 장착된 모터 앗세이(4)가 마운팅 브라켓(11)을 매개로 차체 쪽으로 체결되는 부위로 탄성 재질의 댐퍼(15)와 함께 댐퍼 볼트(14)가 조립됨에 따라, 상기 댐퍼 볼트(14)가 모터 앗세이(4)부위의 진동을 1차적으로 흡수함과 더불어, 상기 댐퍼(15)를 이용해 진동을 2차적으로 다시 한번 더 흡수하게 되므로, 험로 주행 --> 타이어 충격 --> 랙 앗세이(3) 기어 충격 --> 유니버셜 조인트를 거치는 전달 경로를 갖는 외부 진동이 EPS 모터 앗세이(4)쪽에서 차단될 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 충격 흡수 타입 전동 조향 장치의 구성도

도 2는 본 발명에 따른 충격 흡수를 위한 구성도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 조향 휠 2 : 조향 컬럼

3 : 랙 바 앗세이 4 : 모터 앗세이

5 : ECU 6 : 모터

7 : 하우징 10 : 충격 흡수 앗세이

11 : 마운팅 브라켓 12 : 댐퍼 브라켓

13 : 댐퍼 보스 14 : 댐퍼 볼트

15 : 댐퍼 16 : 와셔

17 : 너트 18 : 칼라

Claims

조향 휠(1)의 조작에 따라 차륜을 거동시키는 타이로드를 이동 시켜주는 랙 앗세이(3)에 이어진 조향 컬럼(2)과;

조향 휠(1)의 조타 정보에 따른 모터(6)의 출력 토크와 모터(6)의 위치 감지를 통한 피드 백 제어를 구현하는 ECU(5)를 구비하고, 모터(6)를 통해 회전 토크를 발생하는 감속기를 구비한 모터 앗세이(4) 및;

차체 쪽으로 볼트 체결된 마운팅 브라켓(11)에 결합된 댐퍼 브라켓(12)을 관통하는 댐퍼 볼트(14)가 조향 컬럼(2)을 감싼 하우징(7)과 함께 체결되어져, 타이어 쪽에서 랙 앗세이(3)와 조향 컬럼(2)를 거쳐 모터 앗세이(4)쪽으로 전달되는 외부 충격을 흡수·완충하는 충격 흡수 앗세이(10);

로 구성되어진 것을 특징으로 하는 충격 흡수 타입 전동 조향 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 충격 흡수 앗세이(10)는 차체 쪽으로 결합되는 마운팅 브라켓(11)의 안쪽으로 덧대어지면서, 하우징(7)에서 돌출된 댐퍼 보스(13)의 양쪽으로 위치된 상기 댐퍼 브라켓(12)과, 한쪽에서 반대쪽으로 끼워져 댐퍼 브라켓(12)과 댐퍼 보스(13)를 관통한 후, 너트(17)체결되는 댐퍼 볼트(14) 및 상기 댐퍼 볼트(14)가 관통하는 댐퍼 브라켓(12)에 각각 결합되어진 탄성재질의 댐퍼(15)로 구성되는 것을 특징으로 하는 충격 흡수 타입 전동 조향 장치
청구항 2에 있어서, 상기 댐퍼 보스(13)는 모터(6)와 감속기 등을 수용한 하우징(7)에서 일체로 돌출되어 축이 관통되도록 홀이 형성되면서, 서로 간격을 두고 좌·우로 각각 위치되는 것을 특징으로 하는 충격 흡수 타입 전동 조향 장치
청구항 2에 있어서, 상기 충격 흡수 앗세이(10)에는 댐퍼(15)에 끼워져 댐퍼 볼트(14)를 감싸는 칼라(18)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 충격 흡수 타입 전동 조향 장치
청구항 4에 있어서, 상기 칼라(18)가 결합된 댐퍼(15)의 안쪽에는 댐퍼(15)와 댐퍼 보스(13)사이에 위치되는 와셔(16)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 충격 흡수 타입 전동 조향 장치