KR20110024372A - 자동 벨트 장력 조절타입 랙 어시스트식 전동 조향장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 R-MDPS(Rack assist Motor Driven Power Steering)는 모터(4)의 회전력을 랙바(2a)의 축방향 이동으로 전환하는 볼너트(9)를 회전시키는 종동풀리(7)가 모터(4)와 랙바(2a)의 축간거리를 조립전후로 변화시킴으로써, 공정상 번거러움없이 상기 종동풀리(7)를 볼너트(9)에 조립하는 작업만으로 자동으로 벨트(8)의 장력을 확보하는 편리함과 조립시간 단축은 물론, 조립공정 자동화적용을 용이하게 구현할 수 있는 특징을 갖는다.

벨트, 장력, 풀리

Description

자동 벨트 장력 조절타입 랙 어시스트식 전동 조향장치{Belt tension automatic adjusted type Rack assist Motor Driven Power Steering}

본 발명은 랙 어시스트식 전동 조향장치에 관한 것으로, 특히 조립이 이루어지면서 자동으로 벨트 장력을 갖도록 하는 자동 벨트 장력 조절타입 랙 어시스트식 전동 조향장치에 관한 것이다.

일반적으로 전동 조향장치는 차속과 조향 토크센서 측정값으로 전동모터를 제어하여, 운전자에게 최적의 조향 조작성을 제공하는 편리함을 갖는다.

상기와 같은 전동 조향장치로는 EHPS(Electro-hydraulic Power Steering)이나 또는 MDPS(Motor Driven Power Steering)가 있으며, 이중 MDPS는 동력을 발생하는 모터와 연결된 웜축(Worm-Shaft)이 조향축(Steering-Shaft)과 연결된 웜휠(Worm Wheel)을 회전시킴으로써, 운전자의 조향력을 어시스트(assist)한다.

또한, 랙 어시스트식 전동 조향장치인 R-MDPS(Rack assist Motor Driven Power Steering)는 모터에 의한 구동 토크(Torque)를 받아 랙바(Rack Bar)의 축 이동을 구현하는 방식이다.

상기와 같은 R-MDPS는 모터 회전력을 랙바의 축방향 이동으로 전환하기 위한 수단이 요구되고, 이를 위해 벨트와 풀리 및 볼너트를 이용한다.

상기 볼너트는 랙바에 결합되고, 상기 풀리는 볼너트를 회전시키도록 고정되며, 상기 벨트는 모터쪽과 풀리간을 연결해 모터 동력을 전달한다.

상기 벨트는 모터쪽과 풀리사이에서 적절한 장력을 유지해야 하므로 조립시 모터의 장착 위치를 적절히 조절하는 작업 공정을 수행하며, 이러한 작업은 모터가 결합된 하우징간 조립 위치를 조절해 구현된다.

일례로, 모터쪽 하우징과 풀리쪽 하우징에 한쌍의 힌지볼트(A,B)를 체결한 후, 한쪽 힌지볼트(A)를 중심으로 모터를 회전시켜 모터 장착 위치를 잡으면서 벨트 장력을 확보한 다음, 다시 모터를 윈위치시켜 힌지볼트(B)를 체결하는 방식을 적용한다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 벨트로 연결된 모터쪽과 랙바쪽 풀리간 축간거리를 조립과정에서 변화시켜 벨트 장력을 자동으로 형성시킴으로써, 벨트의 조립과 장력조절을 위한 공정상 번거러움을 해소하면서도 벨트 부여 장력 품질을 일정하게 유지할 수 있는 R-MDPS(Rack assist Motor Driven Power Steering)를 제공함에 목적이 있다.

또한, 본 발명은 벨트에 부여되는 최적 장력을 풀리 조립시 자동적으로 구현됨으로써, 조립시간을 단축하면서 조립공정을 용이하게 자동화 할 수 있는 R- MDPS(Rack assist Motor Driven Power Steering)를 제공함에 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 조향기어(1)를 장착한 랙하우징(2)의 랙바(2a)의 축방향 이동을 위한 동력을 모터(4)로 제공하는 랙 어시스트식 전동 조향장치에 있어서,

상기 모터(4)에 고정된 구동풀리(6)와 벨트(8)로 연결되어, 상기 랙바(2a)에 결합된 볼너트(9)로 회전력을 전달하는 종동풀리(7)를 갖추되, 상기 랙바(2a)의 축중심에 대해 상하로 움직이는 여유간격을 갖고, 상기 볼너트(9)와 조립완료상태에서 상기 랙바(2a)의 축중심에 일치되는 상기 종동풀리(7)를 포함한 것을 특징으로 한다.

상기 종동풀리(7)는 안쪽 공간으로 외측내경단(7a)에 이어진 내측내경단(7b)의 직경을 줄여 2단 직경으로 단차시키며, 상기 내측내경단(7b)은 상기 볼너트(9)의 최대 직경인 위치플랜지(9a)가 삽입될 수 있는 직경을 갖는다.

상기 종동풀리(7)에는 상기 랙바(2a)의 직경보다 큰직경으로 축중심에 축홀(7c)을 뚫고, 상기 축홀(7c)의 주위로 다수의 볼트홀(7d)을 뚫어준다.

이러한 본 발명에 의하면, 모터쪽과 랙바쪽 풀리 조립시 변화되는 축간거리를 이용해 벨트장력을 자동으로 일정하게 유지할 수 있어, 벨트장력 조절을 위한 공정상 번거러움 제거로 조립시간 단축은 물론, 조립공정 자동화적용도 용이하게 구현되는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 벨트장력 형성이 모터쪽과 랙바쪽 풀리의 축간거리 변화로 이루어지므로, 벨트장력 조정시 모터쪽 추가적인 작업이나 조립 구조등을 필요로하는 힌지볼트 적용에 따른 제반 문제를 모두 해소함은 물론, 구조 단순화에 따른 원가 절감 효과를 갖는다.

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 자동 벨트 장력 조절타입 랙 어시스트식 전동 조향장치의 구성도를 도시한 것인바, 본 발명의 랙 어시스트식 전동 조향장치인 R-MDPS(Rack assist Motor Driven Power Steering)는 조향휠의 조작에 따라 조향을 구현하는 조향기어(1)와, 직선이동으로 차륜을 조타하는 랙바(2a)를 갖춘 랙하우징(2)과, 상기 조향기어(1)의 작동에 따른 조타력을 모터(4)의 동력으로 발생시키는 조타력부여기(3)를 갖춘다.

본 실시예에 따른 상기 조타력부여기(3)는 모터(4)를 이용해 회전동력을 발생시키고, 상기 모터(4)의 회전력을 랙바(2a)쪽으로 전달하면서 동시에 랙바(2a)를 축방향으로 이동시키는 동력전환수단으로 구성한다.

상기 모터(4)는 DC 모터를 적용한다.

상기 동력전환수단은 풀리하우징(5)과, 모터(4)의 모터축(4a)에 결합된 구동풀리(6)와, 랙바(2a)를 축방향으로 이동시키는 회전력을 발생하는 볼너트(9)와, 상기 볼너트(9)에 고정되어 볼너트(9)를 회전시키는 종동풀리(7)와, 상기 구동풀리(6)의 회전력을 상기 종동풀리(7)로 전달하도록 연결된 벨트(8)로 구성한다.

상기와 같은 동력전환수단을 구성하는 회전부 일례로, 상기 종동풀리(7)와 볼너트(9)등에는 풀리하우징(5)을 이용해 설치된 다수 베어링으로 지지되며, 이는 일반적인 구성요소이다.

본 실시예에서는 상기 구동풀리(6)와 종동풀리(7)의 축간거리를 조립과정에서 변화시켜줌으로써, 상기 구동풀리(6)와 종동풀리(7)를 감싸 연결한 벨트(8)에 부여되는 장력을 자동으로 형성하는 방식을 적용한다.

이를 위해 상기 종동풀리(7)는 개방된 반대쪽의 막혀진 부위로 축중심에 뚫린 축홀(7c)의 주위로 다수의 볼트홀(7d)을 뚫어 고정구조를 갖추며, 안쪽 공간으로 외측내경단(7a)에 이어진 내측내경단(7b)을 단차진 직경으로 가공한 구조를 갖는다.

상기 외측내경단(7a)은 볼너트(9)의 최대 직경인 위치플랜지(9a)에 비해 큰 직경이며, 상기 내측내경단(7b)은 상기 위치플랜지(9a)와 거의 동일한 직경을 가지 며, 상기 축홀(7c)은 랙바(2a)의 직경보다 큰 직경을 갖는다.

이와 같이 본 실시예에 따른 R-MDPS(Rack assist Motor Driven Power Steering)는 모터(4)의 회전력을 전달하는 종동풀리(7)가 모터(4)와 랙바(2a)의 축간거리를 조립전후로 변화시킴으로써, 벨트(8)의 장력 확보를 자동으로 구현한다.

도 2(가),(나)는 본 실시예에 따라 벨트(8)의 장력 확보가 조립시 구현됨을 나타낸다.

도 2(가)에 도시된 바와 같이 모터(4)가 랙바(2a)에 대해 위치를 잡으면, 모터(4)의 모터축(4a)에 고정된 구동풀리(6)와 랙바(2a)사이는 축간거리B를 형성한다.

상기와 같은 축간거리B는 변화될 수 없는 고정간격이다.

이러한 상태에서 상기 랙바(2a)에 종동풀리(7)를 끼운 후, 상기 종동풀리(7)를 위쪽으로 올려 랙바(2a)에 결합된 볼너트(9)쪽으로 밀착된 가조립 상태로 만들어 준다.

상기와 같이 종동풀리(7)를 위쪽으로 올리면, 상기 종동풀리(7)는 외측내경단(7a)의 아래쪽이 볼너트(9)의 최대 직경인 위치플랜지(9a)에 밀착되지만, 그 위쪽은 상기 위치플랜지(9a)에서 떨어진 간격C을 형성한다.

상기 종동풀리(7)와 볼너트(9)사이에 형성된 간격C로 인해 구동풀리(6)쪽으로 위치된 벨트(8)도 간격D로 구동풀리(6)에서 떨어진 상태를 가지며, 상기 간격 C와 D는 동일한 간격이다.

이는 구동풀리(6)와 종동풀리(7)간 축간거리A를 형성함을 나타내고, 상기 축간거리A는 축간거리B에 비해 간격C(또는 D)만큼 짧게 형성된다.

상기와 같이 가조립된 상태에서 도 2(나)에 도시된 바와 같이, 종동풀리(7)를 볼너트(9)쪽으로 강하게 밀어 넣으면, 상기 볼너트(9)에 종동풀리(7)가 압입되면서 간격C와 D가 제거되면서 축간거리A와 축간거리B를 같게 만드는 동일한 축간거리E로 전환된다.

이는, 상기 볼너트(9)의 위치플랜지(9a)가 종동풀리(7)의 외측내경단(7a)을 지나 내측내경단(7b)에 끼워져 종동풀리(7)와 볼너트(9)의 축중심이 서로 일치된 조립 상태를 이루고, 이와 같이 상기 종동풀리(7)와 볼너트(9)간 조립 완료로서 상기 구동풀리(6)와 종동풀리(7)를 감싼 벨트(8)의 장력이 자동적으로 만들어진다.

이어 벨트(8)의 장력형성을 위한 조립이 완료되면, 상기 종동풀리(7)의 볼트홀(7d)을 통해 볼트(10)를 체결해 볼너트(9)를 고정한다.

이와 같이 본 실시예는 모터(4)의 회전력을 랙바(2a)의 축방향 이동으로 전환하는 볼너트(9)를 회전시키는 종동풀리(7)가 모터(4)와 랙바(2a)의 축간거리를 조립전후로 변화시킴으로써, 공정상 번거러움없이 상기 종동풀리(7)를 볼너트(9)에 조립하는 작업만으로 자동으로 벨트(8)의 장력을 확보하는 편리함과 조립시간 단축은 물론, 조립공정 자동화적용을 용이하게 구현할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 자동 벨트 장력 조절타입 랙 어시스트식 전동 조향장치의 구성도

도 2(가),(나)는 본 발명에 따른 자동 벨트 장력 조절타입 조타력 발생기 부분의 조립도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 조향기어 2 : 랙하우징

2a : 랙바 3 : 조타력부여기

4 : 모터 4a : 모터축

5 : 풀리하우징 6 : 구동풀리

7 : 종동풀리 7a : 외측내경단

7b : 내측내경단 7c : 축홀

8 : 벨트 9 : 볼너트

9a : 위치플랜지 10 : 볼트

Claims (3)

1. 조향기어를 장착한 랙하우징의 랙바의 축방향 이동을 위한 동력을 모터로 제공하는 랙 어시스트식 전동 조향장치에 있어서,

   상기 모터에 고정된 구동풀리와 벨트로 연결되어, 상기 랙바에 결합된 볼너트로 회전력을 전달하는 종동풀리를 갖추되, 상기 랙바의 축중심에 대해 상하로 움직이는 여유간격을 갖고, 상기 볼너트와 조립완료상태에서 상기 랙바의 축중심에 일치되는 상기 종동풀리를 포함한 것을 특징으로 하는 자동 벨트 장력 조절타입 랙 어시스트식 전동 조향장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 종동풀리는 안쪽 공간으로 외측내경단에 이어진 내측내경단의 직경을 줄여 2단 직경으로 단차시키며, 상기 내측내경단은 상기 볼너트의 최대 직경인 위치플랜지가 삽입될 수 있는 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 자동 벨트 장력 조절타입 랙 어시스트식 전동 조향장치.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 종동풀리에는 상기 랙바의 직경보다 큰직경으로 축중심에 축홀을 뚫고, 상기 축홀의 주위로 다수의 볼트홀을 뚫은 것을 특징으로 하는 자동 벨트 장력 조절타입 랙 어시스트식 전동 조향장치.

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