KR20130071257A - 소음저감형 전동식 조향장치 - Google Patents

소음저감형 전동식 조향장치 Download PDF

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Abstract

소음저감형 전동식 조향장치에 대한 발명이 개시된다. 개시된 소음저감형 전동식 조향장치는: 스티어링축의 외측에 고정되는 웜휠기어와, 웜휠기어에 맞물려 돌아가는 웜샤프트와, 웜샤프트에 결합되어 회전시 발생하는 마찰을 감소시키는 베어링부재와, 베어링부재의 외측 둘레를 감싸는 내측부재와, 내측부재의 둘레를 따라 설치되는 외측부재 및 내측부재와 외측부재의 사이에 설치되어 충격을 흡수하는 탄성부재를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

소음저감형 전동식 조향장치{NOISE REDUCTION TYPE MOTOR DRIVEN POWER STEERING}
본 발명은 소음저감형 전동식 조향장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 웜샤프트를 웜휠기어가 설치된 방향으로 가압하는 구조를 개선하여 부품수 감소 및 조립공정을 단축시킬 수 있는 소음저감형 전동식 조향장치에 관한 것이다.
일반적으로, 운전자의 핸들 조작시, 운전자의 조작력을 보조하는 조향장치가 자동차에 구비된다.
이러한 조향장치는, 유압을 발생시켜 운전자의 핸들 조작력을 보조하는 유압식 조향장치가 주로 사용된다.
근래에는 모터의 회전력을 이용하여 운전자의 핸들 조작력을 보조하는 전동식 조향장치가 사용된다.
핸들과 연결된 스티어링축의 외주에는 웜휠기어가 일체로 회전되게 설치되며, 웜샤프트는 웜휠기어에 접하여 설치된다.
이러한 전동식 조향장치는, 차속센서 및 조향토크센서 등에서 감지한 차량의 운행조건에 따라 전자제어장치가 모터를 구동시키면, 모터는 웜샤프트를 회전시킨다.
이에 따라, 전동식 조향장치는, 차량의 저속 운행시에는 조향핸들의 조작력이 가벼워지도록 조향 보조력을 크게 하는 반면에, 고속 운행시에는 조행핸들의 조작력이 무거워지도록 조향 보조력을 작게 하여 주행 안정성을 도모한다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 2011-0073004호(2011.06.29 공개, 발명의 명칭: 전동식 동력 보조 조향장치의 감속기 및 이를 이용한 전동식 동력 보조 조향장치)에 개시되어 있다.
웜샤프트를 웜휠기어가 설치된 방향으로 가압하는데 사용되는 부품의 수가 많으므로 조립성 및 생산성이 저하된다. 따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로서, 웜샤프트를 웜휠기어가 설치된 방향으로 가압하는 구조를 개선하여 부품수 감소 및 조립공정을 단축시킬 수 있는 소음저감형 전동식 조향장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 소음저감형 전동식 조향장치는: 스티어링축의 외측에 고정되는 웜휠기어와, 웜휠기어에 맞물려 돌아가는 웜샤프트와, 웜샤프트에 결합되어 회전시 발생하는 마찰을 감소시키는 베어링부재와, 베어링부재의 외측 둘레를 감싸는 내측부재와, 내측부재의 둘레를 따라 설치되는 외측부재 및 내측부재와 외측부재의 사이에 설치되어 충격을 흡수하는 탄성부재를 포함한다.
또한 본 발명은, 내측부재의 통공중심과 웜휠기어 사이의 간격보다 웜샤프트의 축중심과 웜휠기어 사이의 간격이 길게 형성되는 것이 바람직하다.
내측부재의 통공중심은, 웜샤프트의 축중심보다 웜휠기어에 근접하게 설치되는 것이 바람직하다.
또한 외측부재는, 내측부재와 마주하며 설치되는 원통형상의 지지부재 및 지지부재의 외측으로 굽어져서 케이스부에 걸리는 걸림부재를 포함하는 것이 바람직하다.
또한 탄성부재는 오링을 포함하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명은, 탄성부재와 마주하는 내측부재에 홈부를 형성하여 탄성부재의 일측이 삽입되는 제1홈부 및 탄성부재와 마주하는 외측부재에 홈부를 형성하여 탄성부재의 타측이 삽입되는 제2홈부를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 소음저감형 전동식 조향장치는, 탄성부재를 중심으로 내측부재와 외측부재가 설치되며, 이러한 내측부재의 내부에 베어링부재가 설치되어 웜샤프트를 웜휠기어 방향으로 가압하므로, 래틀(Rattle)을 저감시키는 부품수가 감소되어 제조비 절감 및 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소음저감형 전동식 조향장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 소음저감형 전동식 조향장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 내측부재와 외측부재 및 탄성부재를 분해 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 내측부재와 외측부재 및 탄성부재를 도시한 부분 절개 측면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 소음저감형 전동식 조향장치의 일 실시예를 설명한다. 설명의 편의를 위해 자동차에 사용되는 소음저감형 전동식 조향장치를 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 소음저감형 전동식 조향장치를 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 소음저감형 전동식 조향장치를 개략적으로 도시한 단면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 내측부재와 외측부재 및 탄성부재를 분해 도시한 단면도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 내측부재(30)와 외측부재 및 탄성부재를 도시한 부분 절개 측면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 소음저감형 전동식 조향장치(1)는, 스티어링축(20)의 외측에 고정되는 웜휠기어(22)와, 웜휠기어(22)에 맞물려 돌아가는 웜샤프트(12)와, 웜샤프트(12)에 결합되어 회전시 발생하는 마찰을 감소시키는 베어링부재(16)와, 베어링부재(16)의 외측 둘레를 감싸는 내측부재(30)와, 내측부재(30)의 둘레를 따라 설치되는 외측부재(50) 및 내측부재(30)와 외측부재(50)의 사이에 설치되어 충격을 흡수하는 탄성부재(40)를 포함한다.
핸들과 연결된 스티어링축(20)의 외측에 웜휠기어(22)가 고정되므로, 스티어링축(20)과 함께 웜휠기어(22)가 회전한다.
웜휠기어(22)에 맞물려 돌아가는 웜샤프트(12)는 모터부재(10)와 축 연결되며, 모터부재(10)의 동작에 의해 웜샤프트(12)가 회전된다.
웜샤프트(12)의 일측(도 1기준 좌측)에는 모터부재(10)가 연결되며, 웜샤프트(12)의 타측(도 1기준 우측)에는 베어링부재(16)가 설치된다.
베어링부재(16)는 링 형상으로 형성되며, 이러한 베어링부재(16)는 내측부재(30)에 회전 가능하게 설치된다.
베어링부재(16)는, 웜샤프트(12)에 결합되어 회전시 발생하는 마찰을 감소시키므로, 부품의 내구성을 향상시키며 마찰로 인한 소음을 저감시킨다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 베어링부재(16)의 외측 둘레를 감싸는 내측부재(30)는 파이프 형상으로 형성되며, 이러한 내측부재(30)의 통공중심(34)은, 웜샤프트(12)의 축중심(14)보다 웜휠기어(22)에 근접하게 설치된다.
즉, 내측부재(30)의 내측에 베어링부재(16)가 장착되는 통공이 형성되며, 이러한 통공의 중심을 통공중심(34)이라 설정하고, 웜샤프트(12)의 중심을 축중심(14)이라 설정한다.
내측부재(30)의 통공중심(34)이, 웜샤프트(12)의 축중심(14)보다 웜휠기어(22)를 향한 하측(도 4기준)에 위치하므로, 웜샤프트(12)는 웜휠기어(22)를 향한 방향으로 가압된다.
이를 보다 상세하게 설명하면, 웜샤프트(12)의 외측에 베어링부재(16)가 설치되며, 이러한 웜샤프트(12)와 베어링부재(16)는 내측부재(30)에 의해 웜휠기어(22)를 향한 방향으로 가압된 상태로 설치되므로, 웜샤프트(12)와 웜휠기어(22)가 이격되어 발생하는 래틀을 저감한다.
내측부재(30)와 이격된 상태로 설치되는 외측부재(50)는, 내측부재(30)의 외측 둘레를 따라 설치된다.
이러한 외측부재(50)는, 내측부재(30)와 마주하며 설치되는 원통형상의 지지부재(52) 및 지지부재(52)의 외측으로 굽어져서 케이스부(18)에 걸리는 걸림부재(54)를 포함한다.
케이스부(18)는, 웜샤프트(12)와 외측부재(50)의 외측을 감싸는 형상으로 설치되며, 이러한 케이스부(18)의 내측에 외측부재(50)가 설치된다.
케이스부(18)에 설치되는 외측부재(50)의 단면 형상은 "ㄴ"자 형상으로 형성되며, 외측부재(50)와 내측부재(30)의 사이에 탄성부재(40)가 설치되어 진동을 저감시킨다.
이러한 내측부재(30)와 외측부재(50)의 사이에 탄성부재(40)가 설치되어 충격을 흡수하며, 이러한 기술사상 안에서 다양한 종류의 부재가 탄성부재(40)로 사용될 수 있다.
일 실시예에 따른 탄성부재(40)는 오링을 사용하므로, 생산원가는 절감하면서도 내측부재(30)에서 외측부재(50)로 전달되는 진동이 저감된다.
이러한 탄성부재(40)의 설치가 안정적으로 이루어지도록, 탄성부재(40)와 마주하는 내측부재(30)에 링 형상의 홈부를 형성하여 탄성부재(40)의 일측이 삽입되는 제1홈부(32)가 구비된다.
탄성부재(40)와 마주하는 외측부재(50)에 홈부를 형성하여 탄성부재(40)의 타측이 삽입되는 제2홈부(56)가 구비되므로, 탄성부재(40)의 외측은 제2홈부(56)에 일부가 삽입되며, 탄성부재(40)의 내측은 제1홈부(32)에 일부가 삽입된다.
이러한 내측부재(30)와 외측부재(50)는 플라스틱 사출품을 사용할 수 있으며, 탄성부재(40)는 오링 외에도 고무 재질의 사출품을 사용할 수 있다.
내측부재(30)의 통공중심(34)과 웜휠기어(22) 사이의 간격보다 웜샤프트(12)의 축중심(14)과 웜휠기어(22) 사이의 간격이 길게 형성된다.
즉, 내측부재(30)의 통공중심(34)과 웜휠기어(22) 사이의 간격이 6mm라 할 경우, 웜샤프트(12)의 축중심(14)과 웜휠기어(22) 사이의 간격은 7mm이다.
일 실시예에 따른 통공중심(34)은 축중심(14) 대비 약 1mm 정도 웜휠기어(22)를 향한 방향으로 설치되므로, 웜샤프트(12)가 웜휠기어(22)에 접한 상태를 항상 유지한다.
내측부재(30)의 통공중심(34)이 웜샤프트(12)의 축중심(14)보다 윔휠기어 방향으로 위치하므로, 이러한 내측부재(30)에 설치된 베어링부재(16)에 의해 웜샤프트(12)의 축중심(14)이 웜휠기어(22) 방향으로 이동되어 웜휠기어(22)와 웜샤프트(12) 사이의 유격을 방지한다.
또한, 내측부재(30)와 외측부재(50)의 사이에 설치되는 탄성부재(40)는, 과도한 역입력에 대한 웜샤프트(12)의 이동에 댐핑력을 주므로 래틀을 방지한다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 소음저감형 전동식 조향장치(1)의 작동상태를 상세히 설명한다.
모터부재(10)의 동작으로 웜샤프트(12)가 회전되며, 이러한 웜샤프트(12)의 축중심(14)보다 내측부재(30)의 통공중심(34)이 웜휠기어(22)를 향한 방향에 위치하므로, 웜샤프트(12)는 웜휠기어(22)에 접하여 회전된다.
윔휠기어를 통해 웜샤프트(12)로 전달되는 충격 등은 탄성부재(40)에 의해 흡수되어, 진동에 의한 소음을 저감시킬 수 있다.
상술한 바와 같은 구성에 의하면, 일 실시예에 따른 소음저감형 전동식 조향장치(1)는, 탄성부재(40)를 중심으로 내측부재(30)와 외측부재(50)가 설치되며, 이러한 내측부재(30)의 내부에 베어링부재(16)가 설치되어 웜샤프트(12)를 웜휠기어(22) 방향으로 가압하므로, 래틀(Rattle)을 저감시키는 부품수가 감소되어 제조비 절감 및 생산성을 향상시킬 수 있다.
즉, 일 실시예에 따른 소음저감형 전동식 조향장치(1)는, 래틀을 저감시키기 위한 구조가 외측부재(50)와 내측부재(30) 및 탄성부재(40)로 이루어지므로, 기존사양 대비 동일 성능을 구현하면서도 부품수가 감소된다.
또한, 내측부재(30)와 외측부재(50) 및 탄성부재(40)의 치수를 변경하므로, 설계변경 및 튜닝이 용이하게 이루어진다.
또한 본 발명은, 부품수 감소에 의해 조립성이 향상되며, 튜닝 사양의 선정이 용이하며, 서브 아세이 상태로 조립이 가능하다.
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 소음저감형 전동식 조향장치를 예로 들어 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 전동식 조향장치를 사용하는 다른 종류의 장치에도 본 발명에 의한 소음저감형 전동식 조향장치가 사용될 수 있다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
1: 소음저감형 전동식 조향장치
10: 모터부재 12: 웜샤프트
14: 축중심 16: 베어링부재
18: 케이스부 20: 스티어링축
22: 웜휠기어 30: 내측부재
32: 제1홈부 34: 통공중심
40: 탄성부재 50: 외측부재
52: 지지부재 54: 걸림부재
56: 제2홈부

Claims (5)

  1. 스티어링축의 외측에 고정되는 웜휠기어;
    상기 웜휠기어에 맞물려 돌아가는 웜샤프트;
    상기 웜샤프트에 결합되어 회전시 발생하는 마찰을 감소시키는 베어링부재;
    상기 베어링부재의 외측 둘레를 감싸는 내측부재;
    상기 내측부재의 둘레를 따라 설치되는 외측부재; 및
    상기 내측부재와 상기 외측부재의 사이에 설치되어 충격을 흡수하는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 소음저감형 전동식 조향장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 내측부재의 통공중심과 상기 웜휠기어 사이의 간격보다 상기 웜샤프트의 축중심과 상기 웜휠기어 사이의 간격이 길게 형성되는 것을 특징으로 하는 소음저감형 전동식 조향장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 외측부재는, 상기 내측부재와 마주하며 설치되는 원통형상의 지지부재; 및
    상기 지지부재의 외측으로 굽어져서 케이스부에 걸리는 걸림부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 소음저감형 전동식 조향장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 탄성부재는 오링을 포함하는 것을 특징으로 하는 소음저감형 전동식 조향장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 탄성부재와 마주하는 상기 내측부재에 홈부를 형성하여 상기 탄성부재의 일측이 삽입되는 제1홈부; 및
    상기 탄성부재와 마주하는 상기 외측부재에 홈부를 형성하여 상기 탄성부재의 타측이 삽입되는 제2홈부를 포함하는 것을 특징으로 하는 소음저감형 전동식 조향장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20170080899A (ko) 2015-12-31 2017-07-11 남양공업주식회사 전동식 파워 스티어링장치의 베어링 홀더 구조체
KR20190137378A (ko) 2018-06-01 2019-12-11 주식회사 우진산전 전동식 조향 시스템의 웜샤프트 구조체
KR102208240B1 (ko) * 2019-07-30 2021-01-28 남양넥스모 주식회사 전동식 파워 스티어링의 조타 보조 장치

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