KR20120130649A - 차량용 전동 스티어링장치 - Google Patents

차량용 전동 스티어링장치 Download PDF

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Abstract

차량용 전동 스티어링장치에 대한 발명이 개시된다. 개시된 차량용 전동 스티어링장치는: 구동모터의 동작으로 회전되는 구동풀리와, 구동풀리와 벨트부재로 연결되는 종동풀리와, 외측은 종동풀리에 나사 결합되며 내측은 스크류랙바에 맞물려 돌아가는 볼너트부 및 볼너트부의 외측을 감싸며 설치되는 베어링부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 전동 스티어링장치{POWER STEERING DEVICE FOR MOTOR}
본 발명은 차량용 전동 스티어링장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스크류바에 맞물려서 회전되는 종동부를 하나의 모듈로 조립하므로, 생산성을 향상시킬 수 있는 차량용 전동 스티어링장치에 관한 것이다.
일반적으로, 차량의 진행방향을 변경하기 위해 마련되는 스티어링 시스템(Steering System)은, 차량의 운전석에 마련된 스티어링휠과 이에 연결된 피니언샤프트, 그리고 피니언샤프트와 교축되도록 배치되는 기어박스 등을 포함한다.
기어박스를 형성하는 랙하우징의 내부에는 축방향으로 슬라이딩되는 스크류바가 마련되어 스티어링휠과 피니언샤프트를 통해 전달된 조향 동력을 양측의 조향륜으로 전달한다.
이러한 스티어링 시스템에는 전동식 파워 스티어링 시스템과, 유압식 파워 스티어링 시스템 및 랙 어시스트식 전동 파워 스티어링 시스템(R-MDPS; Rack assist Motor Driven Power Steering System) 등이 있다.
랙 어시스트식 전동 스티어링 시스템에는, 스티어링휠을 통하여 입력되는 조향 토크를 증대하기 위한 벨트 전동장치가 구비된다.
랙 어시스트식 전동 파워 스티어링 시스템의 구성은, 스티어링휠의 조작에 따라 조향을 구현하는 기어박스와, 기어박스의 작동에 의한 조타력을 보조하도록 보조 조타력을 제공하는 벨트 전동장치 및 기어박스와 벨트 전동장치의 작동에 의한 조타력을 조향륜에 제공하는 스크류바를 내장하는 랙하우징으로 이루어진다.
이러한 벨트전동장치에는, 구동모터의 동력이 벨트부재를 통해 종동부를 구성하는 종동풀리로 전달되며, 종동풀리는 내측에 나사산이 형성된 볼너트를 회전시킨다.
볼너트가 회전되면 볼너트에 치합된 스크류바가 이동되므로, 스티어링휠을 통하여 입력되는 조향 토크를 증대시킨다.
상기한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 종래기술을 의미하는 것은 아니다.
스크류바에 맞물려서 회전되는 종동부의 외경보다, 종동부를 고정시키는 외경락너트의 내경이 작아서, 종동부를 하나의 모듈로 조립하여 설치하는 작업이 불가능하므로 생산성이 저하된다. 따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로서, 스크류바에 맞물려서 회전되는 종동부를 모듈화하므로, 생산성을 향상시킬 수 있는 차량용 전동 스티어링장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 차량용 전동 스티어링장치는: 구동모터의 동작으로 회전되는 구동풀리와, 구동풀리와 벨트부재로 연결되는 종동풀리와, 외측은 종동풀리에 나사 결합되며 내측은 스크류랙바에 맞물려 돌아가는 볼너트부 및 볼너트부의 외측을 감싸며 설치되는 베어링부를 포함한다.
또한 본 발명은, 볼너트부와 스크류랙바의 사이에 설치되어 마찰을 감소시키는 구 형상의 볼부재를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한 베어링부는, 볼너트부의 외측에 접하여 설치되는 내측하우징과, 내측하우징의 둘레를 따라 설치되는 베어링볼 및 베어링볼의 외측을 감싸며 설치되는 외측하우징을 포함하며, 외측하우징은, 외륜락너트가 장착되는 안착부를 구비하는 것이 바람직하다.
또한 안착부는, 외륜락너트의 모서리를 감싸며 "ㄱ"자 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명은, 볼너트부의 외측에 나사 결합되어 종동풀리의 이동을 구속하는 내륜락너트를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 차량용 전동 스티어링장치는, 볼너트의 외측에 종동풀리가 나사 결합되고, 베어링부의 외측에 외륜락너트가 설치되어 종동부의 모듈화가 이루어지므로, 제품의 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 전동 스티어링장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 전동 스티어링장치를 분해 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 전동 스티어링장치의 종동부를 개략적으로 도시한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 차량용 전동 스티어링장치의 일 실시예를 설명한다. 설명의 편의를 위해 자동차에 사용되는 전동 스티어링장치를 예로 들어 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 전동 스티어링장치를 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 전동 스티어링장치를 분해 도시한 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 전동 스티어링장치의 종동부를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 전동 스티어링장치(1)는, 구동모터(12)의 동작으로 회전되는 구동풀리(16)와, 구동풀리(16)와 벨트부재(20)로 연결되는 종동풀리(32)와, 외측은 종동풀리(32)에 나사 결합되며 내측은 스크류랙바(50)에 맞물려 돌아가는 볼너트부(40) 및 볼너트부(40)의 외측을 감싸며 설치되는 베어링부(60)를 포함한다.
구동부(10)를 구성하는 구동모터(12)는 구동축(14)을 회전시키며, 이러한 구동축(14)에 구동풀리(16)가 결합된다.
구동풀리(16)의 외측에는 치형이 형성되며, 이러한 구동풀리(16)에 맞물려 돌아가는 벨트부재(20)의 내측에도 치형이 형성된다.
벨트부재(20)와 연결되어 동력을 전달받는 종동부(30)는, 스크류랙바(50)의 외측에 구비된 스크류부(52)에 맞물려서 회전되므로, 스크류랙바(50)를 이동시키는 기술사상 안에서 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 종동부(30)는, 벨트부재(20)와 연결되는 종동풀리(32), 종동풀리(32)의 내측에 치합되는 볼너트부(40) 및 볼너트부(40)의 회전을 안내하는 베어링부(60)를 포함한다.
원통 형상의 종동풀리(32)는 구동풀리(16)와 벨트부재(20)로 연결되며, 종동풀리(32)의 외측에는, 벨트부재(20)의 내측에 구비된 치형과 대응하는 형상으로 치형이 형성된다.
이러한 종동풀리(32)의 양측에는 링 형상의 가이드부재(34)가 설치되므로, 종동풀리(32)에 맞물려 회전되는 벨트부재(20)의 측면 이탈을 방지한다.
종동풀리(32)의 내측에는 암나사가 형성된 나사부(33)가 구비되며, 이러한 나사부(33)는 볼너트부(40)의 외측에 구비된 외측나사부(44)에 체결된다.
볼너트부(40)의 외측은 종동풀리(32)에 나사 결합되며, 내측은 스크류랙바(50)에 맞물려 돌아간다.
이러한 볼너트부(40)는 스크류랙바(50)의 외측에 설치되며, 종동풀리(32)에 결합되므로, 종동풀리(32)와 함께 회전된다.
볼너트부(40)는, 파이프 형상의 볼너트몸체(42)의 외측에 수나사가 구비되는 외측나사부(44)가 형성되며, 볼너트몸체(42)의 일측(도 2기준 우측)은 외측으로 돌출되어 돌출부(46)를 형성한다.
볼너트부(40)의 외측에 장착되는 베어링부(60)는, 돌출부(46)에 걸려서 측면 이동이 구속된다.
볼너트부(40)의 내측에는 구 형상의 볼부재(48)가 복수 개 설치되며, 이러한 볼부재(48)는 볼너트부(40)와 스크류랙바(50)의 사이에 설치되어 마찰을 감소시킨다.
볼너트부(40)의 내측에는 볼부재(48)가 이동되는 통로를 형성하기 위하여 나선형의 홈부가 구비된다.
스크류랙바(50)의 외측에 구비된 스크류부(52)도 나선형의 홈부를 형성하며, 스크류부(52)와 이격되어 랙기어부(54)가 형성된다.
볼너트부(40)의 외측을 감싸며 설치되는 베어링부(60)는, 볼너트부(40)의 외측에 접하여 설치되는 내측하우징(62)이 구비된다.
내측하우징(62)의 둘레를 따라 복수의 베어링볼(64)이 설치되며, 이러한 베어링볼(64)의 외측을 감싸며 외측하우징(66)이 설치된다.
외측하우징(66)의 외측에는 외륜락너트(70)가 설치되며, 이를 위하여 외측하우징(66)에는 외륜락너트(70)가 장착되는 안착부(68)가 구비된다.
안착부(68)는, 외측하우징(66)의 둘레를 따라 외륜락너트(70)의 모서리를 감싸며 "ㄱ"자 형상으로 형성된다.
외륜락너트(70)는 베어링부(60)의 안착부(68)에 설치되어 이동이 구속되며, 이러한 외륜락너트(70)의 외측에는 외륜나사부(72)가 형성되어 다른 부재와 결합된다.
볼너트부(40)의 외측에 구비된 외측나사부(44)에 나사 결합되는 내륜락너트(80)는, 종동풀리(32)의 이동을 구속한다.
링 형상으로 형성된 내륜락너트(80)의 내측에는 내륜나사부(82)가 구비되며, 내륜나사부(82)는 볼너트부(40)의 외측나사부(44)에 치합된다.
종동풀리(32)의 일측(도 3기준 우측)에는 베어링부(60)가 설치되며, 종동풀리(32)의 타측(도 3기준 좌측)에는 내륜나사부(82)가 설치되므로, 종동풀리(32)의 측방향(도 3기준 횡방향) 이동이 구속된다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 전동 스티어링장치(1)의 작동상태를 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 구동부(10)를 구성하는 구동모터(12)가 동작되면, 구동축(14)에 연결된 구동풀리(16)가 회전되면서 벨트부재(20)를 회전시킨다.
벨트부재(20)는 종동부(30)를 회전시켜 스크류랙바(50)를 이동시키므로, 스티어링휠(도시생략)을 통하여 입력되는 조향 토크를 증대시킨다.
종동부(30)의 동작을 보다 상세히 설명하면, 벨트부재(20)에 맞물려 돌아가는 종동풀리(32)가 회전되면, 종동풀리(32)에 치합된 볼너트부(40)도 회전된다.
볼너트부(40)의 회전으로, 볼부재(48)를 매개로 볼너트부(40)의 내측에 치합된 스크류부(52)가 이동된다.
이러한 종동부(30)는, 종동풀리(32)와 볼너트부(40)가 하나로 치합되므로, 종동풀리(32)와 볼너트부(40)를 결합하기 위한 별도의 체결볼트가 생략되어 부품비를 절감할 수 있으며, 생산공정도 단축되어 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 외륜락너트(70)가 베어링부(60)의 외측에 구비된 안착부(68)에 걸려서 설치되므로, 종동풀리(32)와 볼너트부(40)와 베어링부(60)를 하나의 종동부(30)로 모듈화 생산을 한 후, 외륜락너트(70)가 구비된 장치에 설치할 수 있다.
상술한 바와 같은 구성에 의하면, 일 실시예에 따른 차량용 전동 스티어링장치(1)는, 볼너트의 외측에 종동풀리(32)가 나사 결합되고, 베어링부(60)의 외측에 외륜락너트(70)가 설치되어 종동부(30)의 모듈화가 이루어지므로, 제품의 생산성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
또한, 자동차에 사용되는 전동 스티어링장치를 예로 들어 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 전동 스티어링을 사용하는 다른 기계장치에도 본 발명에 의한 차량용 전동 스티어링장치가 사용될 수 있다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
1: 차량용 전동 스티어링장치
10: 구동부 12: 구동모터
14: 구동축 16: 구동풀리
20: 벨트부재 30: 종동부
32: 종동풀리 33: 나사부
34: 가이드부재 40: 볼너트부
42: 볼너트몸체 44: 외측나사부
46: 돌출부 48: 볼부재
50: 스크류랙바 52: 스크류부
54: 랙기어부 60: 베어링부
62: 내측하우징 64: 베어링볼
66: 외측하우징 68: 안착부
70: 외륜락너트 72: 외륜나사부
80: 내륜락너트 82: 내륜나사부

Claims (5)

  1. 구동모터의 동작으로 회전되는 구동풀리;
    상기 구동풀리와 벨트부재로 연결되는 종동풀리;
    외측은 상기 종동풀리에 나사 결합되며, 내측은 스크류랙바에 맞물려 돌아가는 볼너트부; 및
    상기 볼너트부의 외측을 감싸며 설치되는 베어링부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 전동 스티어링장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 볼너트부와 상기 스크류랙바의 사이에 설치되어 마찰을 감소시키는 구 형상의 볼부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 전동 스티어링장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 베어링부는, 상기 볼너트부의 외측에 접하여 설치되는 내측하우징;
    상기 내측하우징의 둘레를 따라 설치되는 베어링볼; 및
    상기 베어링볼의 외측을 감싸며 설치되는 외측하우징을 포함하며,
    상기 외측하우징은, 외륜락너트가 장착되는 안착부를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 전동 스티어링장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 안착부는, 상기 외륜락너트의 모서리를 감싸며 "ㄱ"자 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 전동 스티어링장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 볼너트부의 외측에 나사 결합되어 상기 종동풀리의 이동을 구속하는 내륜락너트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 전동 스티어링장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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