KR20110062014A

KR20110062014A - 전동식 동력조향장치의 동력전달장치

Info

Publication number: KR20110062014A
Application number: KR1020090118581A
Authority: KR
Inventors: 권오성; 김경태
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2009-12-02
Filing date: 2009-12-02
Publication date: 2011-06-10

Abstract

본 발명은 구동모터의 회전동력을 베벨기어를 통해 스티어링 칼럼 샤프트에 원활하게 전달하여 원만한 동력조향이 이루어질 수 있도록 하고, 불규칙한 노면의 외란으로 인한 역입력 하중에 의해 발생하는 래틀 노이즈를 효과적으로 저감시키며 구조도 간단한 전동식 동력조향장치의 동력전달장치를 제공하기 위해, 스티어링 칼럼 샤프트에 일체로 회전되게 결합된 스티어링 칼럼 샤프트측 베벨기어와, 구동모터의 모터축에 일체 회전 및 축방향 이동가능하게 결합되면서 상기 스티어링 칼럼 샤프트 베벨기어와 치합하는 모터측 베벨기어를 구비한다.

전동식 동력조향장치, 베벨기어, 고무댐퍼, 탄성부재

Description

전동식 동력조향장치의 동력전달장치{Power transmission device for Motor Driven Power Steering system}

본 발명은 전동식 동력조향장치에 관한 것으로, 특히 베벨기어를 사용하여 래틀 노이즈를 저감시킬 수 있도록 한 전동식 동력조향장치의 동력전달장치에 관한 것이다.

종래 차량의 조향장치로서 운전자의 조향핸들의 조작력을 보조하는 동력조향장치가 널리 사용되고 있고, 상기 동력조향장치는 유압을 발생시켜 운전자의 핸들 조작력을 보조하는 유압식 동력조향장치가 일반적으로 적용되어 오고 있지만, 최근에는 모터의 회전력을 이용하여 운전자의 핸들 조작력을 보조하는 친환경적인 전동식 동력조향장치가 사용되고 있다.

상기 전동식 동력조향장치는 차속센서 및 조향토크센서 등에서 감지한 차량의 운행조건에 따라 전자제어장치가 구동모터를 구동시켜 차량의 저속 운행시에는 조향핸들의 조작력이 가벼워지도록 조향 보조력을 크게 하는 반면에 고속 운행시에는 조행들의 조작력이 무거워지도록 조향 보조력을 작게 하여 주행 안정성을 도모하고, 비상 상황시에는 조향 보조력을 크게 하여 급속한 조향이 이루어질 수 있도 록 함으로써 운전자에게 항상 최적으로 조향 보조력을 제공하게 되어 있다.

상기 전동식 동력조향장치는 상기 모터의 설치 위치에 따라 다양하게 구분되는 데, 도 1에는 모터가 스티어링 칼럼에 설치된 컬럼형 전동식 동력조향장치의 일례가 도시되어 있다.

즉 스티어링 핸들과 연결된 스티어링 칼럼 샤프트(1)의 외주에는 웜휠 기어(2)가 일체로 회전되게 장착되고, 상기 웜휠 기어(2)와 치합하는 웜 기어(3)는 웜 기어축(3a)에 형성되어 있으며, 상기 웜 기어축(3a)은 그 양단에서 베어링(4)으로 회전가능하게 지지되고, 상기 웜 기어축(3a)은 도시도지 않은 구동모터와 커플링을 매개로 회전 동력을 전달받을 수 있도록 연결되어 있다.

상기 웜 기어(3)와 웜휠 기어(2)는 상기 구동모터의 회전 속도를 감속해서 스티어링 칼럼 샤프트에 전달하는 감속기어를 구성한다.

그런데 상기와 같은 종래의 전동식 동력조향장치에서는 노면 외란으로 인한 역입력 하중이 유입될 경우에 종래 유압식 조향장치나 매뉴얼 기어와는 달리 웜 기어와 웜 휠기어라는 추가 구조물의 유격에 의해 래틀 노이즈가 발생하게 된다.

상기와 같은 래틀 노이즈를 저감하기 위해 종래에는 웜 휠기어의 양단에 고무 구조물을 넣거나 웜 휠기어를 틸팅시키는 구조를 적용하기도 하였으나, 이는 구조가 복잡해지고 제품의 가격을 상승시키는 단점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 안출된 것으로, 전동식 동력조향장 치에서 구동모터의 회전동력을 베벨기어를 통해 원활하게 전달하여 원만한 동력조향이 이루어질 수 있도록 하고, 불규칙한 노면의 외란으로 인한 역입력 하중에 의해 발생하는 래틀 노이즈를 효과적으로 저감시키며 구조도 간단한 전동식 동력조향장치의 동력전달장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 스티어링 칼럼 샤프트에 일체로 회전되게 결합된 스티어링 칼럼 샤프트측 베벨기어와, 구동모터의 모터축에 일체 회전 및 축방향 이동가능하게 결합되면서 상기 스티어링 칼럼 샤프트 베벨기어와 치합하는 모터측 베벨기어를 구비한다.

바람직하기로는 상기 모터측 베벨기어는 고무댐퍼를 통해 상기 모터축에 연결된 것을 특징으로 한다.

상기 모터측 베벨기어는 탄성부재를 통해 상기 모터축에 연결된 것을 특징으로 한다.

상기 모터축에는 연결블록이 일체로 형성되고, 상기 연결블록에 상기 모터측 베벨기어의 기어축이 삽입되어 상기 고무댐퍼 혹은 상기 탄성부재를 개재하여 연결된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 전동식 동력조향장치의 동력전달장치에 의하면, 스티어링 칼럼 샤프트에는 스티어링 칼럼 샤프트 베벨기어가 일체로 회전되게 장착됨과 더불어 상기 스티어링 칼럼 샤프트와 직각으로 배치되는 구동모터의 모터축에도 상기 베벨 기어와 치합하는 모터축 베벨기어가 장착되어, 구동모터의 회전동력이 베벨기어를 통해 스티어링 칼럼 샤프트에 원활하게 전달되어져 원만한 동력조향이 이루어질 수 있고, 상기 모터축과 모터축 베벨기어 사이에는 고무댐퍼나 스프링이 설치되어 노면의 외란으로 인한 역입력 하중이 스티어링 칼럼 샤프트 베벨기어를 통해 모터축 베벨기어로 유입될 때에 상기 고무댐퍼와 스프링이 탄성 변형하면서 상기 역입력 하중을 원활하게 흡수하여 저감시키면서 유격이 방지됨으로써, 래틀 노이즈의 효과적인 저감을 통해 동력조향장치의 조종안정성과 운전피로를 경감할 수 있으며, 구조가 간단하여 저렴하게 제작할 수 있는 등의 효과가 있다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

도 2에는 본 발명에 따른 전동식 동력조향장치의 동력전달장치의 구성이 측면도로 도시되어 있는 바, 스티어링 칼럼 샤프트(11)는 도시되지 않은 스티어링 핸들과 일체로 회전되게 연결되어, 스티어링 핸들의 조작력이 스티어링 칼럼 샤프트를 통해 조향기어박스로 전달되면서 차량의 조향이 이루어지게 된다.

상기 스티어링 칼럼 샤프트(11)에는 스티어링 칼럼 샤프트측 베벨기어(12)가 스티어링 칼럼 샤프트(11)와 일체로 회전되게 장착되어, 상기 스티어링 칼럼 샤프트 베벨기어(12)를 통해 전달되는 회전력이 스티어링 칼럼 샤프트(11)로 그대로 전달되게 된다.

또한 상기 스티어링 칼럼 샤프트 베벨기어(12)에 대해 직각 방향으로 모터측 베벨기어(13)가 배열되어 함께 회전하도록 치합되고, 상기 모터측 베벨기어(13)는 베어링(15)을 매개로 적절히 회전가능하게 지지된다.

상기 모터측 베벨기어(13)는 구동모터(14)에 일체로 회전되게 연결되어, 상기 구동모터(14)의 회전력이 모터측 베벨기어(13)를 통해 스티어링 칼럼 샤프트측 베벨기어(12)로 전달되게 된다.

따라서 상기 구동모터(14)의 회전동력이 베벨기어(12,13)를 통해 스티어링 칼럼 샤프트로 전달되어, 운전자가 조향핸들을 조향할 때에 조향핸들의 조작력을 보조해서 동력조향이 이루어지게 된다.

또한 상기 모터측 베벨기어(13)는 축방향으로 전후로 이동가능하게 배열되어 상기 스티어링 칼럼 샤프트를 통해 외란이 유입될 경우에 상기 모터측 베벨기어(13)가 도 2에서 화살표로 도시한 바와 같이 축방향으로 전후로 이동하면서 유격을 방지하게 된다.

도 3에는 상기 모터측 베벨기어(13)를 축방향으로 이동가능하게 상기 모터(14)와 연결하는 구조가 도시되어 있는 바, 구동모터(14)의 모터축(14a)의 선단부에는 내측으로 홈이 파여진 연결블록(14b)이 일체로 형성되고, 상기 연결블록(14b)의 홈에 상기 모터측 베벨기어(13)의 기어축(13a)이 일체로 회전되게 끼워져 삽입되며, 상기 기어축(13a)의 선단부를 고무댐퍼(16)를 개재하여 상기 연결블록(14b)과 결합됨으로써, 상기 기어축(13a)은 상기 고무댐퍼(16)의 신축 작용에 따라 축방향으로 이동가능하게 될 뿐만 아니라 모터축(14a)과 일체로 회전될 수 있게 된다.

상기 고무댐퍼(16)는 상기 스티어링 칼럼 샤프트측 베벨기어(12)와 모터측 베벨기어(13)를 통해 역유입되는 소음 및 진동, 충격과 같은 외란을 적절히 흡수해서 저감시켜 래틀 노이즈를 방지하게 된다.

도 4에는 다른 실시예로서 상기 베벨기어(13)의 기어축(13a)이 상기 연결블록(14b)에 탄성부재(17,스프링)를 매개로 축방향 이동 및 일체 회전이 가능하게 연결된 구조가 개략적으로 도시되어 있다. 상기 탄성부재(17)는 상기 고무댐퍼(16)와 동일한 역할을 하여 래틀 노이즈를 효과적으로 저감시키게 된다.

도 1은 종래 기술에 따른 전동식 동력조향장치의 동력전달장치의 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 전동식 동력조향장치의 동력전달장치의 구성도,

도 3과 도 4는 본 발명에 따른 전동식 동력조향장치의 동력전달장치의 상세 단면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

11-스티어링 칼럼 샤프트 12-스티어링 칼럼 샤프트측 베벨기어

13-모터측 베벨기어 14-구동모터

15-베어링 16-고무댐퍼

17-탄성부재

Claims

스티어링 칼럼 샤프트에 일체로 회전되게 결합된 스티어링 칼럼 샤프트측 베벨기어와, 구동모터의 모터축에 일체 회전 및 축방향 이동가능하게 결합되면서 상기 스티어링 칼럼 샤프트 베벨기어와 치합하는 모터측 베벨기어를 구비한 전동식 동력조향장치의 동력전달장치.
청구항 1에 있어서, 상기 모터측 베벨기어는 고무댐퍼를 통해 상기 모터축에 연결된 것을 특징으로 하는 전동식 동력조향장치의 동력전달장치.
청구항 1에 있어서, 상기 모터측 베벨기어는 탄성부재를 통해 상기 모터축에 연결된 것을 특징으로 하는 전동식 동력조향장치의 동력전달장치.
청구항 2 또는 3에 있어서, 상기 모터축에는 연결블록이 일체로 형성되고, 상기 연결블록에 상기 모터측 베벨기어의 기어축이 삽입되어 상기 고무댐퍼 혹은 상기 탄성부재를 개재하여 연결된 것을 특징으로 하는 전동식 동력조향장치의 동력전달장치.