KR20130033186A

KR20130033186A - 전동식 조향장치

Info

Publication number: KR20130033186A
Application number: KR1020110097117A
Authority: KR
Inventors: 고용범
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2011-09-26
Filing date: 2011-09-26
Publication date: 2013-04-03

Abstract

본 발명은 전동식 조향장치에 관한 것으로, 윔기어가 구비되는 웜샤프트부와, 웜기어에 외주면이 맞물려 회전되는 웜휠부와, 웜샤프트부를 감싸는 케이스부와, 케이스부에 장착되고 웜샤프트부를 지지하는 지지부 및 지지부를 가압하는 가압부를 포함한다.
본 발명에 따른 전동식 조향장치는 차량의 주행 상태에 따라 지지부에 대한 가압력이 조절되어 주행 성능을 향상시킬 수 있다.

Description

전동식 조향장치{ELECTRIC POWER STEERING DEVICE}

본 발명은 전동식 조향장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 주행 상태에 따라 스프링의 하중을 조절함으로써, 웜휠에 대한 동력 전달과정에서의 충격을 흡수하고 소음을 저감하는 전동식 조향장치에 관한 것이다.

일반적으로 전동식 조향장치는 차속 센서 및 조향 토크 센서 등에서 감지한 차량의 운행 조건에 따라 전자 제어 장치에서 모터를 구동시켜 운전자의 조향력을 보조함으로써, 저속 운행시에는 가볍고 편안한 조향 상태를 제공하고, 고속 운행시에는 무겁고 안정적인 조향 상태를 제공하며, 돌발적인 비상 상황에서는 이에 대처하여 급속한 조향이 가능하도록 하는 등 운전자에게 최적의 조향감을 유지할 수 있도록 하는 조향 성능을 제공한다.

전동식 조향장치에는 모터, 모터와 연결되어 회전되는 웜샤프트, 웜샤프트와 맞물려 회전되는 웜휠이 구비된다. 이때, 웜휠은 운전자가 조작하는 조향휠의 회전력을 전달하는 조향축에 장착된다.

따라서, 모터의 구동에 의한 웜샤프트의 회전력이 운전자가 조작하는 조향휠의 회전력에 부가하여 조향축에 전달됨으로써, 운전자의 조향 운전 환경이 부드럽고 안정적으로 유지할 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 2010-0009380호(2010.01.27 공개, 발명의 명칭: 차량용 전동 조향 장치의 기어 치합 상태 유지장치)에 개시되어 있다.

종래의 전동식 조향장치는 웜휠과 맞물려 회전되는 웜샤프트가 스프링에 의해 맞물린 상태를 유지하지만, 스프링의 하중이 일정하면 불규칙한 노면 상태에 대응하기 어려운 문제점이 있다.

따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 스프링의 하중이 조절되어 차량의 주행 상태에 따라 웜샤프트를 안정적으로 지지하는 전동식 조향장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 윔기어가 구비되는 웜샤프트부; 상기 웜기어에 외주면이 맞물려 회전되는 웜휠부; 상기 웜샤프트부를 감싸는 케이스부; 상기 케이스부에 장착되고, 상기 웜샤프트부를 지지하는 지지부; 및 상기 지지부를 가압하는 가압부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치를 제공한다.

상기 안내부는 상기 웜샤프트부의 단부를 감싸는 베어링인 것을 특징으로 한다.

상기 가압부는 상기 안내부와 접촉되는 접촉부; 상기 케이스부에 결합되고, 길이가 가변되는 조절부; 및 상기 조절부와 상기 접촉부 사이에 배치되어 상기 접촉부를 탄성 지지하는 탄성부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 가압부는 차량의 주행 상태를 감지하는 감지부; 및 상기 감지부의 신호를 수신하여 상기 조절부를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 전동식 조향장치는 차량의 주행 상태에 따라 웜샤프트부를 지지하는 지지부에 대한 가압력이 조절되어 주행 성능이 향상되는 효과가 있다.

본 발명에 따른 전동식 조향장치는 차량이 험로 주행 중일 때 탄성부의 하중이 증대됨으로써, 래틀노이즈가 저감되는 효과가 있다.

본 발명에 따른 전동식 조향장치는 차량이 고속 주행 중일 때 탄성부의 하중이 완화됨으로써, 조향감이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향장치에서 험로 주행시 지지부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향장치에서 고속 주행시 지지부를 개략적으로 나타내는 도면이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 전동식 조향장치의 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 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 전동식 조향장치를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향장치에서 험로 주행시 지지부를 개략적으로 나타내는 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향장치에서 고속 주행시 지지부를 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향장치(1)에는 웜샤프트부(10), 웜휠부(20), 케이스부(30), 안내부(40) 및 지지부(50)가 구비된다.

웜샤프트부(10)의 외주면에는 웜기어(11)가 형성되고, 웜휠부(20)는 외주면이 웜기어(11)와 맞물려 회전된다. 이러한 웜휠부(20)는 조향축(70)과 결합된다.

웜샤프트부(10) 및 웜휠부(20)는 케이스부(30)에 내장되고, 모터부(60)는 케이스부(30)에 결합된다. 이러한 모터부(60)에 구비되는 모터축은 웜샤프트부(10)와 연결되어 웜샤프트부(10)를 회전시킨다.

지지부(40)는 케이스부(30)에 내장되고, 웜샤프트부(10)의 단부를 지지한다. 이러한 지지부(40)로는 웜샤프트부(10)의 단부가 관통되는 베어링을 사용하여, 웜샤프트부(10)가 원활히 회전되도록 한다.

가압부(50)는 케이스부(30)에 설치되어 지지부(40)를 가압한다. 이러한 가압부(50)는 지지부(40)와 접촉되어 지지부(40)를 지속적으로 가압함으로써, 웜샤프트부(10)와 웜휠부(20)의 맞물림 상태를 유지시킨다.

본 발명의 일 실시예에 따른 가압부(50)에는 접촉부(51), 조절부(52) 및 탄성부(53)가 구비된다.

접촉부(51)는 케이스부(30)에 안착되어 지지부(40)와 접촉된다. 예를 들어, 접촉부(51)에는 케이스부(30)에 안착되는 안착판(511) 및 안착판(511)에 결합되고 하방으로 돌출 형성되어 지지부(40)와 접촉되는 접촉핀(512)이 구비된다.

한편, 케이스부(30)에는 지지부(40)가 안착되고 웜휠부(20)와의 접촉에 의해 유동되는 웜샤프트부(10)로 인한 이동 경로를 제공하는 지지실(31), 접촉부(51)의 상하 이동이 가능한 공간을 형성하는 가압실(32) 및 지지실(31)과 가압실(32)을 연통시키는 연결통로(33)가 구비된다.

이때, 연결통로(33)는 가압실(32) 보다 작은 폭을 갖도록 형성되어, 안착턱(34)이 형성된다.

따라서, 안착판(511)은 안착턱(34)에 안착되고, 가압실(32)을 따라 상하 이동된다. 그리고, 접촉핀(512)은 연결통로(33)를 통과하여 지지부(40)에 접촉된다.

조절부(52)는 케이스부(30)에 결합된다. 이러한 조절부(52)는 가압실(32)의 단부에 배치되어 가압실(32)의 단부를 폐쇄한다.

조절부(52)로는 제어신호에 따라 길이가 가변되는 솔레노이드, 모터 또는 유압실린더 등이 될 수 있다.

이러한 조절부(52)의 길이가 변화되면, 가압실(32)에 내장된 안착판(511)과의 간격이 조절된다.

탄성부(53)는 조절부(52)와 접촉부(51)의 안착판(511) 사이에 배치된다. 이러한 탄성부(53)는 접촉부(51)를 탄성 지지한다.

따라서, 충격에 의해 웜샤프트부(10)의 진동이 발생하더라도, 탄성부(53)에 의해 지지되는 접촉부(51)는 지속적으로 웜샤프트부(10)의 단부와 결합된 지지부(40)에 밀착됨으로써, 웜샤프트부(10)와 웜휠부(20) 간의 접촉이 유지된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 가압부(50)에는 감지부(54) 및 제어부(55)가 구비된다.

감지부(54)는 차량의 주행 상태를 감지한다. 이러한 감지부(54)로는 차량의 주행과정에서 진동을 감지하는 진동감지센서, 차량의 속도를 감지하는 차속센서, 쇼크옵소바(shock absorber)를 감지하는 충격센서 등이 사용된다.

제어부(55)는 감지부(54)의 신호를 수신하여 조절부(52)를 제어한다. 예를 들어, 제어부(55)는 감지부(54)의 각종 센서 등을 통해 수신되는 정보를 이용하여, 노면 상태나 주행 상태를 분석 및 판단하여 조절부(52)의 길이를 조절함으로써, 차량의 주행 상태에 대응되도록 탄성부(53)의 하중을 변경한다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

웜샤프트부(10)에 웜휠부(20)가 맞물린 상태에서, 웜샤프트부(10)의 단부에는 지지부(40)가 장착되고, 가압부(50)가 지지부(40)를 가압한다.

이때, 가압부(50)에는 지지부(40)와 접촉되는 접촉부(51), 제어부(55)에 의해 길이가 가변되는 조절부(52) 및 조절부(52)와 접촉부(51) 사이에 배치되어 접촉부(51)를 탄성 지지하는 탄성부(53)가 구비된다.

상기한 상태에서, 차량이 험로를 주행하게 되면, 노면의 충격에 의해 웜휠부(20)와 접촉된 웜샤프트부(10)에 강한 진동이 발생한다.

이때, 감지부(54)를 통해 노면이 험로 상태라고 판단하는 제어부(55)는 조절부(52)의 길이를 가변시켜 탄성부(53)를 수축시킨다(도 2 참조).

이와 같이 조절부(52)의 길이변화로 인해 탄성부(53)가 수축되면, 탄성부(53) 자체의 하중이 증대되어 웜샤프트부(10)를 지지함으로써, 래틀 노이즈를 억제한다.

한편, 감지부(54)를 통해 차량이 고속으로 주행함을 감지한 제어부(55)는 조절부(52)의 길이를 가변시켜 탄성부(53)의 수축 상태를 해제한다(도 3 참조).

그리하면, 지지부(40)에 대한 접촉부(51)이 가압력이 완화되어 조향감이 향상된다.

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.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10 : 웜샤프트부 20 : 웜휠부
30 : 케이스부 40 : 지지부
50 : 가압부 51 : 접촉부
52 : 조절부 53 : 탄성부
54 : 감지부 55 : 제어부

Claims

윔기어가 구비되는 웜샤프트부;
상기 웜기어에 외주면이 맞물려 회전되는 웜휠부;
상기 웜샤프트부를 감싸는 케이스부;
상기 케이스부에 장착되고, 상기 웜샤프트부를 지지하는 지지부; 및
상기 지지부를 가압하는 가압부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치.
제 1항에 있어서, 상기 안내부는
상기 웜샤프트부의 단부를 감싸는 베어링인 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치.
제 2항에 있어서, 상기 가압부는
상기 안내부와 접촉되는 접촉부;
상기 케이스부에 결합되고, 길이가 가변되는 조절부; 및
상기 조절부와 상기 접촉부 사이에 배치되어 상기 접촉부를 탄성 지지하는 탄성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치.
제 3항에 있어서, 상기 가압부는
차량의 주행 상태를 감지하는 감지부; 및
상기 감지부의 신호를 수신하여 상기 조절부를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치.