KR20100073550A - 전동식 동력 보조 조향장치의 감속기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전동식 동력 보조 조향장치의 감속기에 관한 것이다.
본 발명은 웜휠과 치합되는 웜이 형성되어 있는 웜축의 모터축 결합부위 반대쪽 단부를 지지하는 웜축 베어링; 및 상기 웜축 베어링의 외측과 기어 하우징 사이에 결합되되, 중심부에 웜축이 삽입되는 삽입공이 구비되어 있고 상기 웜휠의 반대쪽 기어 하우징과 밀착되는 부위에 탄성 변형부가 구비되어 상기 탄성 변형부의 탄성력으로 상기 웜축의 끝단부를 상기 웜휠 방향으로 지지하는 탄성지지체;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전동식 동력 보조 조향장치의 감속기를 제공한다.
본 발명에 의하면 전동식 동력 보조 조향장치의 감속기에 있어서, 웜과 웜휠의 마모에 의한 유격을 방지하고 백래쉬에 의한 래틀 노이즈의 발생을 막게 되며, 유격 변화량에 따른 회전 토크의 변화를 최소화함으로써 운전자의 조향휠 조작력을 정확하게 보조할 수 있게 되는 효과가 있다.
조향장치, 감속기, 플러그 볼트, 플러그 너트, 모터
Description
본 발명은 전동식 동력 보조 조향장치의 감속기에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 전동식 동력 보조 조향장치의 감속기에 있어서, 웜과 웜휠의 마모에 의한 유격을 방지하고 백래쉬에 의한 래틀 노이즈의 발생을 막게 되며, 유격 변화량에 따른 회전 토크의 변화를 최소화함으로써 운전자의 조향휠 조작력을 정확하게 보조할 수 있게 되는 전동식 동력 보조 조향장치의 감속기에 관한 것이다.
도 1은 종래 전동식 동력 보조 조향장치의 구성도로서, 도 1에서 도시된 바와 같이 전동식 동력 보조 조향장치(100)는 조향휠(102)로부터 양측 바퀴(126)까지 이어지는 조향 계통(130) 및 조향 계통(130)에 조향 보조 동력을 제공하는 보조 동력 기구(140)를 포함하여 구성된다.
조향 계통(130)은 일측이 조향휠(102)에 연결되어 조향휠(102)과 함께 회전하고 타측은 한 쌍의 유니버설 조인트(104)를 매개로 피니언축(108)에 연결되는 조향축(106)을 포함하여 구성된다. 또한, 피니언축(108)은 랙-피니언 기구부(110)를 통해 랙바(112)에 연결되고, 랙바(112)의 양단은 타이로드(122)와 너클암(124)을 통해 차량의 바퀴(126)에 연결된다.
보조 동력 기구(140)는 운전자가 조향휠(102)에 가하는 토크를 감지하고 감지된 토크에 비례하는 전기 신호를 출력하는 토크 센서(142), 토크 센서(142)로부터 전해지는 전기신호에 기초하여 제어 신호를 발생하는 전자 제어 장치(144), 전자 제어 장치(144)로부터 전해지는 제어 신호에 기초하여 보조 동력을 발생시키는 모터(146) 및 모터(146)에서 발생한 보조 동력을 조향축(106)에 전달하기 위하여 웜(152) 및 웜휠(156)을 구비한 감속기(150)를 포함하여 구성된다.
따라서, 전동식 동력 보조 조향장치는 조향휠(102)의 회전에 의해 발생한 토크가 랙-피니언 기구부(110)를 거쳐서 랙바(112)에 전달되고, 발생된 토크에 따라 모터(146)에서 발생한 보조 동력이 랙바(112)에 전달되도록 구성된다.
즉, 조향휠(102)의 회전에 의해 발생한 토크와 모터(146)에서 발생한 보조 동력이 합쳐져서 랙바(112)를 축 방향으로 운동하도록 하는 것이다.
도 2는 종래 전동식 동력 보조 조향장치의 감속기를 나타내는 단면도로서, 도 2에서 도시된 바와 같이 감속기(150)는 웜(152)이 형성된 웜축(254)이 구비되고 웜축(254)의 양단에는 웜축 베어링(257)이 각각 설치되어 웜축(254)을 지지하며, 웜축 베어링(257)이 웜축(254)의 축방향으로 유격되는 것을 방지하기 위해 플러그 볼트(210)가 댐핑 커플러(240)와 웜축 베어링(257) 사이에 체결되고, 플러그 볼트(210)는 플러그 너트(220)에 의해 고정된다.
웜축(254)은 모터(146)와 댐핑 커플러(240)를 매개로 연결되어 모터(146)의 구동에 의해 웜축(254)이 회전하는 구조로 되어 있다.
그리고 웜축(254) 상에 형성된 웜(152)과 치물림될 수 있도록 웜(152)의 외경 일측에는 웜휠(156)이 구비되며, 웜휠(156)은 운전자가 조작하는 조향휠(도 1의 102참조)의 회전력을 전달하는 조향축(106)에 장착되어 모터(146)의 구동에 의한 웜축(254)의 회전력이 조향축(106)에 전달되는 구조이다.
기어 하우징(260)에는 웜(152), 웜휠(156) 등이 내주하고 기어 하우징(260)의 일측으로 웜축(254)에 구동력을 제공하는 모터(146)가 구비되며, 기어 하우징(260)과 모터(146)는 모터 커버(230)에 의해 볼트(250)로 결합된다.
이와 같은 구조로 이루어진 전동식 동력 보조 조향장치의 감속기는 차량 운행조건에 따라 차량에 구비된 전자 제어 장치에 의해 모터의 구동을 제어하고, 모터의 구동에 의한 웜축의 회전력이 운전자가 조작하는 조향휠의 회전력에 부가하여 조향축에 전달됨으로써, 운전자의 조향 운전 상태를 부드럽고 안정적으로 유지할 수 있도록 한 것이다.
그런데, 종래 전동식 동력 보조 조향장치의 감속기는 모터의 구동에 의해 회전하는 웜과 웜휠이 내구가 진행되면 마모에 의해 유격이 발생되고, 백래쉬로 인한 래틀 노이즈가 발생되는 문제점이 있었다.
또한, 내구 진행에 의한 유격 변화량에 따라 웜과 웜휠의 회전 토크 변화량이 증가하여 이로 인해 운전자에게 조향 보조력을 정확하게 제공할 수 없게 되는 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 전동식 동력 보조 조향장치의 감속기에 있어서, 웜과 웜휠의 마모에 의한 유격을 방지하고 백래쉬에 의한 래틀 노이즈의 발생을 막게 되며, 유격 변화량에 따른 회전 토크의 변화를 최소화함으로써 운전자의 조향휠 조작력을 정확하게 보조할 수 있게 되는 전동식 동력 보조 조향장치의 감속기를 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 웜휠과 치합되는 웜이 형성되어 있는 웜축의 모터축 결합부위 반대쪽 단부를 지지하는 웜축 베어링; 및 상기 웜축 베어링의 외측과 기어 하우징 사이에 결합되되, 중심부에 웜축이 삽입되는 삽입공이 구비되어 있고 상기 웜휠의 반대쪽 기어 하우징과 밀착되는 부위에 탄성 변형부가 구비되어 상기 탄성 변형부의 탄성력으로 상기 웜축의 끝단부를 상기 웜휠 방향으로 지지하는 탄성지지체;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전동식 동력 보조 조향장치의 감속기를 제공한다.
본 발명에 의하면 전동식 동력 보조 조향장치의 감속기에 있어서, 웜과 웜휠의 마모에 의한 유격을 방지하고 백래쉬에 의한 래틀 노이즈의 발생을 막게 되며, 유격 변화량에 따른 회전 토크의 변화를 최소화함으로써 운전자의 조향휠 조작력을 정확하게 보조할 수 있게 되는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서 는 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 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
이하 본 발명의 상세한 설명에 있어서, 구성 요소간의 설명의 편의상 방향은 도면을 기준으로 하여 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 전동식 동력 보조 조향장치의 감속기를 나타내는 단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 의한 전동식 동력 보조 조향장치의 감속기(300)는, 웜휠(156)과 치합되는 웜(152)이 형성되어 있는 웜축(254)의 모터축 결합부위 반대쪽 단부를 지지하는 웜축 베어링(257); 및 상기 웜축 베어링(257)의 외측과 기어 하우징(260) 사이에 결합되되, 중심부에 웜축(254)이 삽입되는 삽입공(315)이 구비되어 있고 상기 웜휠(156)의 반대쪽 기어 하우징(260)과 밀착되는 부위에 탄성 변형부(320)가 구비되어 상기 탄성 변형부(320)의 탄성력으로 상기 웜축(254)의 끝단부를 상기 웜휠(156) 방향으로 지지하는 탄성지지체(310);를 포함하여 구성된다.
본 발명에 의한 전동식 동력 보조 조향장치의 감속기(300)는 기어 하우징(260)의 외측에서 탄성지지체(310)의 탄성 복원력에 의해 웜축(254)을 웜휠(156) 방향으로 지지하는 구조로 되어 있어서, 웜(152)과 웜휠(156)의 회전 내구시 백래쉬가 없어지고, 래틀 노이즈를 예방하게 되는 데에 특징이 있다.
감속기(300)는 모터(146)의 구동력에 의해 웜(152)과 웜휠(156)이 연동되면서 조향축(106)을 회전시켜 운전자의 조향력을 보조하게 되는데, 모터(146)의 구동시 모터(146)의 축과 연동되는 웜축(254)의 양단에는 웜축 베어링(257)이 체결되어 웜축(254)의 회전을 지지하며, 조향축(105)과 연동되는 웜휠(156)과 웜(152)은 기어 하우징(260)에 내장되어 있다.
한편, 모터(146)의 반대 방향에는 웜축 베어링(257)이 기어 하우징(260)의 끝단부에서 웜축(254)의 회전을 지지하게 되는데, 웜축 베어링(257)의 외측에 설치된 탄성지지체(310)가 웜축(254)을 웜휠(156) 방향으로 지지하여 웜(152)과 웜휠(156)에서 발생되는 백래쉬를 방지하도록 되어 있다.
웜축 베어링(257)은 기어 하우징(260)의 내측에 장착되며 웜축(254)의 양단에서 웜축(254)의 회전을 지지하는데, 볼이 베어링 내륜과 외륜 사이에서 회전하며 웜축(254)의 회전 저항을 줄여준다.
이러한 웜축(254)의 회전 내구가 진행되면 웜(152)과 웜휠(156)의 마모로 인 한 유격으로 백래쉬가 발생되는데, 이러한 유격을 보상할 수 있도록 웜축(254)의 모터축 결합부의 반대쪽에서 웜축(254)을 웜휠(156)쪽으로 밀어 유격을 없애도록 되어 있다.
즉, 웜축 베어링(257)은 웜휠(156)과 치합되는 웜(152)이 형성되어 있는 웜축(254)의 모터축 결합부위 반대쪽 단부를 지지하고 웜축 베어링(257)의 외측과 기어 하우징(260) 사이에는 탄성지지체(310)가 결합되어 웜축(254)을 웜휠(156)쪽으로 지지하게 되어 있다.
여기서, 탄성지지체(310)는 플라스틱이나 러버 등과 같은 탄성 재질로 형성되는 장방형의 블록형상으로, 중심부에 웜축(254)이 삽입되는 삽입공(315)이 구비되어 있고 웜휠(156)의 반대쪽 기어 하우징(260)과 밀착되는 부위에 탄성 변형부(320)가 구비되어 있다. 다만 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 웜축 베어링(257)의 외측과 기어 하우징(260) 사이에 삽입되어 결합될 수 있는 한 원형, 타원형, 다각형 등과 같은 형상을 구비할 수 있다.
따라서, 웜축 베어링(257)의 외측과 기어 하우징(260) 사이에서 탄성 변형부(320)의 탄성력으로 웜축(254)을 지지하게 되는데, 도 4는 본 발명의 실시예에 의한 전동식 동력 보조 조향장치의 감속기 중 탄성지지체의 다양한 실시예를 나타내고 있다.
도 4의 (a)에 도시된 탄성지지체(310)의 탄성 변형부(320)는 삽입공(315)의 웜휠 반대쪽에, 웜휠 반대방향의 방사형으로 돌출된 핀형상의 돌기부(325)가 구비되어 있고, 이 돌기부(325)가 기어 하우징에 결합될 때 양측으로 벌어지는 탄성 변 형을 하게 된다.
따라서, 돌기부(325)의 탄성 복원력에 의해 탄성지지체(310)가 웜축을 웜휠쪽으로 지지하여 웜과 웜휠의 유격을 보상하게 되는데, 일반적인 블록 형상의 탄성체에 비해 눌림 면적이 줄어들게 되어 눌림량에 따른 작용 하중이 완만하게 되어 웜과 웜휠의 회전 토크 변화를 최소화하게 된다.
도 4의 (b)에 도시된 탄성지지체(310)의 탄성 변형부(320)는 삽입공(315)의 웜휠 반대쪽에 중공부(330)가 구비되어 있어서, 이 중공부(330)가 기어 하우징에 결합될 때 하측으로 압축되는 탄성 변형을 하게 된다.
도 4의 (c)에 도시된 탄성지지체(310)의 탄성 변형부(320)는 삽입공(315)의 웜휠 반대쪽에 웜휠 반대방향의 양측으로 폭이 넓어지게 형성되는 리브(340)가 구비되어 있어서, 이 리브(340)의 양단부가 기어 하우징에 결합될 때 하측으로 압축되는 탄성 변형을 하게 된다.
도 4의 (d)에 도시된 탄성지지체(310)의 탄성 변형부(320)는 삽입공(315)의 웜휠 반대쪽에 끝단부 중심으로부터 양측으로 경사지게 절개되어 형성되는 요홈(350)이 형성되어 있어서, 기어 하우징에 결합될 때 탄성 변형부(320)의 양측 끝단부(355)가 이 요홈(350)의 공간으로 압축되는 탄성 변형을 하게 된다.
도 4의 (e)에 도시된 탄성지지체(310)의 탄성 변형부(320)는 삽입공(315)의 웜휠 반대쪽에 탄성구(360)가 삽입되어 있어서, 기어 하우징에 결합될 때 이 탄성구(360)가 압축되는 탄성 변형을 하게 된다.
도 4의 (b) 내지 (e)에 도시된 탄성지지체(310)도 도 4의 (a)에 도시된 탄성 지지체(310)와 같이 탄성 변형부(320)가 눌림량에 따른 작용 하중이 완만하게 변형되는 형상과 구조를 구비하고 있어서, 단순히 웜축을 웜휠쪽으로 지지하는데 그치지 않고 웜과 웜휠의 회전 토크 변화도 최소화하게 되는 것이다.
이러한 형상과 구조를 갖는 본 발명에 의하면, 전동식 동력 보조 조향장치의 감속기에 있어서, 웜과 웜휠의 마모에 의한 유격을 방지하고 백래쉬에 의한 래틀 노이즈의 발생을 막게 되며, 유격 변화량에 따른 회전 토크의 변화를 최소화함으로써 운전자의 조향휠 조작력을 정확하게 보조할 수 있게 되는 효과가 있다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위 가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 종래 전동식 동력 보조 조향장치의 구성도;
도 2는 종래 전동식 동력 보조 조향장치의 감속기를 나타내는 단면도;
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 전동식 동력 보조 조향장치의 감속기를 나타내는 단면도;
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 전동식 동력 보조 조향장치의 감속기 중 탄성지지체의 다양한 실시예를 나타내는 정면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
310: 탄성지지체 315: 삽입공
320: 탄성 변형부 325: 돌기부
330: 중공부 340: 리브
350: 요홈 360: 탄성구
Claims (6)
- 웜휠과 치합되는 웜이 형성되어 있는 웜축의 모터축 결합부위 반대쪽 단부를 지지하는 웜축 베어링; 및상기 웜축 베어링의 외측과 기어 하우징 사이에 결합되되, 중심부에 웜축이 삽입되는 삽입공이 구비되어 있고 상기 웜휠의 반대쪽 기어 하우징과 밀착되는 부위에 탄성 변형부가 구비되어 상기 탄성 변형부의 탄성력으로 상기 웜축의 끝단부를 상기 웜휠 방향으로 지지하는 탄성지지체;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전동식 동력 보조 조향장치의 감속기.
- 제 1 항에 있어서,상기 탄성지지체는 장방형의 블록형상으로, 상기 웜휠의 반대쪽 기어 하우징과 밀착되는 부위에 형성된 탄성 변형부에 웜휠 반대방향의 방사형으로 돌출된 핀형상의 돌기부가 구비되어 상기 돌기부가 양측으로 벌어지면서 탄성 변형되어 상기 기어 하우징에 결합되는 것을 특징으로 하는 전동식 동력 보조 조향장치의 감속기.
- 제 1 항에 있어서,상기 탄성지지체는 장방형의 블록형상으로, 상기 웜휠의 반대쪽 기어 하우징과 밀착되는 부위에 형성된 탄성 변형부에 중공부가 구비되어 상기 중공부가 압축 되며 탄성 변형되어 상기 기어 하우징에 결합되는 것을 특징으로 하는 전동식 동력 보조 조향장치의 감속기.
- 제 1 항에 있어서,상기 탄성지지체는 장방형의 블록형상으로, 상기 웜휠의 반대쪽 기어 하우징과 밀착되는 부위에 형성된 탄성 변형부에 웜휠 반대방향의 양측으로 폭이 넓어지게 형성되는 리브가 구비되어 상기 리브의 양측 끝단부가 압축되며 탄성 변형되어 상기 기어 하우징에 결합되는 것을 특징으로 하는 전동식 동력 보조 조향장치의 감속기.
- 제 1 항에 있어서,상기 탄성지지체는 장방형의 블록형상으로, 상기 웜휠의 반대쪽 기어 하우징과 밀착되는 부위에 형성된 탄성 변형부에 끝단부 중심으로부터 양측으로 경사지게 절개되어 형성되는 요홈이 구비되고 상기 탄성 변형부의 양측 끝단부가 상기 요홈의 공간으로 압축되며 탄성 변형되어 상기 기어 하우징에 결합되는 것을 특징으로 하는 전동식 동력 보조 조향장치의 감속기.
- 제 1 항에 있어서,상기 탄성지지체는 장방형의 블록형상으로, 상기 웜휠의 반대쪽 기어 하우징과 밀착되는 부위에 형성된 탄성 변형부의 내부에 탄성구가 삽입되어 상기 탄성구 가 압축되며 탄성 변형되어 상기 기어 하우징에 결합되는 것을 특징으로 하는 전동식 동력 보조 조향장치의 감속기.
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