KR20130119350A - 파워 스티어링 장치을 위한 구름 베어링 - Google Patents

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Abstract

내부 링(16)과 외부링(14)을 포함하는 파워 스티어링 장치를 위한 구름베어링은 상기 링들 중 하나와 축방향 및 방사상으로 접촉하는 탄성 슬리브(22); 및 상기 슬리브를 고정하고 축 부분(40)과 상기 축 부분을 연장하고 상기 슬리브에 축방향 예압을 가하도록 슬리브에 대해 접촉 장착되는 두 측면 플랜지(42, 44)를 포함하는 하우징(24)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

파워 스티어링 장치을 위한 구름 베어링{ROLLING BEARING FOR POWER STEERING MECHANISM}
본 발명은 구름 베어링의 분야에 관한 것으로, 특히 자동차를 위한 파워 스티어링 장치에 관한 것이다. 파워 스티어링 장치는 전기 지원 스티어링 모터, 상기 모터의 출력 샤프트에 장착되거나, 예를들어 스티어링 칼럼의 샤프트에 고정되거나 중간 피니언을 통해 스티어링 랙에 연결된 톱니 휠과 맞물린 웜 스크류를 포함한다.
일반적으로, 파워 스티어링 장치는 시간이 지남에 따라 웜 스크류의 톱니 또는 톱니들 및/또는 연결된 톱니 휠의 톱니의 마모를 자동으로 보상하는 시스템을 포함한다. 더욱 자세하게는, 참조로 예시된 DE-A1-100 53 183에 마모 보상 시스템이 공개되어 있다.
상기 문서에서, 마모 보상 시스템은 웜 스크류의 한 단부에 장착되고, 상기 스크류의 다른 단부는 구름 베어링을 통해 하우징 내부에서 회전하도록 장착된다. 베어링과 하우징 사이에는 마모 보상 작용을 하도록 톱니 휠을 향하여 베어링과 웜 스크류가 반경 방향으로 변위되도록 하는 금속 공차 링이 배치된다.
이와 같은 방법은 웜 스크류와 하우징의 축의 각도 정렬 오류의 흡수, 특히 마모 보 작용이 가능하지 않은 결점을 가지며 또한, 장착되는 두 가지 요소, 즉, 금속 공차 링과 구름 베어링을 제공되어야 한다.
본 발명은 이러한 단점을 해결하는 것을 목적으로 한다.
특히, 본 발명은 구름베어링 특히, 베어링이 장착되는 샤프트의 축과 관련된 하우징의 축의 각도 정렬 오류에 적용될 수 있고 강성을 가지며 제조 및 장착이 용이한 파워 스트어링 장치를 위한 구름 베어링을 제공하기 위한 것이다.
한 실시예에서, 특히 파워 스티어링 장치를 위한 구름 베어링은, 내부 링, 외부 링, 상기 링 들 중 하나에 축 방향과 반경 방향으로 접촉하는 탄성 슬리브, 상기 슬리브를 고정하는 하우징을 포함한다. 상기 하우징은 축 부분과 축 부분으로 연장되고 상기 슬리브에 축상 예약을 가하기 위해 슬리브에 대해 접촉 장착되는 두 측면 플랜지를 포함한다.
한 실시예에서, 하우징의 측면 플랜지 중 적어도 하나는 슬리브를 향해 안쪽으로 만곡된다.
한 실시예에서, 베어링은 상기 링들 사이에 배치된 구름 요소 중 적어도 하나의 열을 포함한다. 바람직하게는, 상기 구름 베어링의 각 링은 단단하고 구름 요소에 대해 적어도 하나의 오목한 주로를 포함한다.
한 실시예에서, 슬리브는 축 부분 및 축 부분의 단부에 각각 배치된 두 개의 방사상 부분을 포함한다. 상기 슬리브의 각 방사상 부분은 상기 링과 관련된 하우징의 측면 플랜지사이에서 방사방향으로 둘러쌀 수 있다. 상기 슬리브의 축 부분은 하우징의 축 부분과 링의 원통형 표면사이에서 방사방향으로 배치되는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 슬리브는 하우징과 함께, 적어도 하나의 자유 공간을 한정한다. 상기 슬리브는 하우징과 접촉하는 복수의 돌기를 포함할 수 있다. 본 발명은 또한 앞에 정의된 구름 베어링을 포함하는 자동차를 위한 파워 스티어링 장치에 관한 것이다.
본 발명은 비제한적인 예시로 첨부된 도면에 도시된 실시예의 상세한 설명으로 더 잘 이해될 수 있다.:
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 구름 베어링의 축 방향 단면도.
도 2는 도 1의 II-II에 따른 단면도.
도 3은 도 1과 2의 베어링의 분해 사시도이다.
도 1 내지 3에서, 축(12)의 구름 베어링(10)은 외부 링(14), 내부 링(16), 여기서 볼 형태로 제공된 복수의 구름 요소(18), 구름 요소의 일정한 원주 간격을 유지하기 위한 케이지(20), 외부링에 장착된 탄성 슬리브(22) 및 상기 슬리브를 고정하는 하우징(24)을 포함한다.
외부 링(14)은 원통형 축 외부 표면(14a), 단계적으로 형성된 보어(14b), 두 대향된 반사형 정면 표면(14c와 14d) 및 상기 보어(14b)의 중간에 형성되어 보이는 깊은 그루브가 형성된 주로를 포함한다.
내부 링(16)은 원통형 보어(16a), 원통형 축 외부 표면(16b), 두 대향된 방사상 정면 표면(16c와 16d) 및 상기 외부 표면(16b)의 중간에 형성되고, 단면에서 구름표면(18)에 결합된 오목한 내부 프로파일을 보이는 깊은 그루브가 형성된 주로를 포함한다.
정면 표면(16c, 16d)은 내부링의 정면 표면(14c, 14d)을 포함하는 방사상 평면에 각각 위치한다. 외부 및 내부 링(14, 16)은 강체이다. 표면 "강체 링"은 그 형상이 튜브, 바, 단조 및/또는 압연된 프리폼에서 파편을 제거(터닝, 그라인딩)하도록 가공하여 얻은 링를 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
슬리브(22)는, 예를 들어, 엘라스토머 또는 고무와 같은 탄성 합성 물질로 만들어 질 수 있다. 슬리브(22)는 외부 링(10)에 고정 부착된다. 예를 들어, 외부 링(10)은 예를 들어, 접착으로 다른 적절한 수단에 의해 고정 되거나 외부링(10)에 오버몰딩될 수 있다.
슬리브(22)는 일체이고 U 섹션과 환상 형태를 이룬다. 슬리브(22)는 외부링(14)과 축 방향 및 반경 방향으로 접촉한다. 슬리브(22)는 방사상 내부로 향하고 축 부분(26)의 대향 단부들에 배치된 두 환상 방사상 부분(28, 30)과 환상 축 부분(26)을 포함한다. 도시된 예시적인 실시예에서, 반사상 부분(28, 30)은 롤링 요소(18)의 중심을 지나는 베어링의 방사상 중간 평면에 대해 서로 대칭이다. 축 부분(26)은 외부 링의 외부 표면(14a)과 방사상 접촉하고 이를 방사상으로 둘러싼다.방사상 부분(28, 30)은 외부 링(10)의 방사상 표면(14c, 14d)과 축상 접촉한다.
축 부분(26)의 외부 표면은 도시된 예시적인 실시예에서 축 방향으로 경사되는 복수의 톱니(32)가 형성된다. 톱니(32)는 원주 방향으로 서로 이격되어 있다. 두 개의 연속 된 톱니(32) 사이에는 자유 공간(34)이 형성된다. 복수의 자유 공간(34)은 톱니(32)로 구분되고 원주 방향에서 규칙적으로 서로 이격된다. 상기 톱니(32)는 방사상 힘의 효과로 붕괴되어 자유공간을 부분적으로 채움으로써 변형될 수 있다. 슬리브(22)의 재질은 탄성이 있으나 압축가능하지는 않으며 자유 공간(34)은 두 연속된 톱니(32)사이의 구분된 각 자유공간의 체적과 형태를 변형함으로써 미리 결정될 수 있는 좋은 변형능력을 슬리브(22)에 부여한다.
상술한 바와 같이 도시된 예시적인 실시예에서, 슬리브(22)는, 그 외부 표면에 톱니(32)에 의해 형성된 다수의 돌출부의 다수를 포함한다. 변형예로써, 축 부분(26)의 외부 표면에, 사각형, 사다리꼴, 원형 또는 비원형 등으로 이루어질 수 있는 가로 섹션을 가진 예를들어 원형의 복수의 돌출 스터드가 제공될 수 있다. 상기 경우, 상기 스터드는 방사상 힘의 효과로 변형될 수 있는 자유공간들 사이에서 한정된다.
고정 하우징(24)은 바람직하게 커팅 및 스탬핑으로 시트 금속 플랭크로부터 경제적으로 제조될 수 있다. 하우징(24)은 일체형이고 U 섹션을 가진 원형이다. 하우징(24)은 원주 방향으로 연속되며 슬리브(22)와 축 방향 및 반경 방향으로 접촉한다. 하우징(24)은 원통형 축 부분(40)과 상기 축 부분(40)에 각각 배치되고 내부로 방사상으로 연장되는 두 원형 측면 변부 또는 플랜지(42, 44)를 포함한다. 상기 슬리브(26)의 축 부분(26)은 외부 링의 외부 표면과 하우징의 축 부분(40)사이에 방사상으로 위치한다.
하우징의 축 부분(40)의 보어는 슬리브의 축 부분(26)의 톱니(32)와 방사상 접촉하여 방사상으로 둘러싼다. 슬리브의 톱니(32) 사이에 형성된 자유 공간(34)은 축 부분(40)의 보어에 의해 방사상으로 닫힌다. 자유 공간(34)은 슬리브(22)와 하우징(24)으로 구분된다.
하우징의 측면 플랜지(42, 44)는 외부 링(10)의 반사상 표면(14c, 14c)에 대향된 측면에서 방사상으로 슬리브의 방사상 부분(28, 30)과 접촉한다. 각 측면 플랜지(42, 44)는 슬리브의 축 방향으로 예압이 가해지도록 슬리브의 관련된 방사상 부분(28, 30)을 향하여 내부로 방사상으로 만곡된다. 슬리브(22)에 가해진 축 방향 예압은 외부 링(14), 슬리브(22) 및 하우징(24) 사이에서 구성요소가 불필요하게 움직이는 것을 방지한다. 또한, 구름 베어링(10)의 전체 축 방향 강성이 강화된다. 슬리브의 각 방사상 부분(28, 30)은 하우징과 외부링(10)의 관련된 측면 플랜지(42, 44)사이를 축방향으로 둘러싼다. 방사상 부분(28, 30)은 외부링(10)의 방사상 표면(14c, 14d)에 대해 축방향으로 직접 접촉하고 하우징의 측면 플랜지(42, 44)에 대해 축방향으로 직접 접촉한다. 상기 하우징의 측면 플랜지(42, 44)는 슬리브(22)에 대하여 축방향으로 직접 접촉한다.
도시된 예시적인 실시예에서, 측면 플랜지(42, 44)는 구름요소의 중심을 지나는 베어링의 방사상 중간 평면에 대해 서로 대칭이다. 변형예에서, 측면 플랜지(42, 44) 중 오직 하나는 비스듬하게 연장되도록 슬리브의 관련된 방사상 부분(28, 30)을 향해 내부로 축방향으로 만곡될 수 있고, 다른 플랜지는 방사상으로 연장될 수 있다.
하우징(24)의 외부 표면은 하우징과 회전샤프트에 장착되는 내부링 내부에 배치되고, 구름 베어링(10)이 파워 스티어링 장치에서 사용되는 경우, 특히 전원 전기 모터와 관련된 웜 스크류에 배치되도록 설계된다.
도 1에서, 구름 베어링(10)은 내부 링(16)과 관련된 샤프트의 축(12)이 하우징(24)과 관련된 하우징을 고정하는 축에 동일하게 각도상 오정렬되지 않는 위치에 나타난다.
내부 링(16)의 축(12)이 예를 들어 파워 스티어링 장치에서 베어링을 사용 할때 자동 마모 보상 작업에서 발생할 수 있는 하우징(24)의 축에 대한 각도로 기울어 지는 경우, 먼저 내부링에 대해 약간의 피벗회전이 발생한다. 상기 피벗 회전은 오목한 주로를 가진 단단한 외부 및 내부(14, 16 링)의 사용으로 가능하게 된다. 그후, 탄성 슬리브(22)는 각도상 오정렬을 흡수하도록 변형된다. 슬리브의 톱니(32)는 상기 방사상 부분 압축 및 다른 방사상 부분이 확대되도록 하는 슬리브의 방사상 부분(28, 30)의 측면을 약간 붕괴시킨다. 변형가능한 탄성 슬리브가 제공되고 상기 구름베어링이 강체 링을 포함함에 따라, 하우징(24)의 축에 대한 내부링(16)의 축의 각도상 경사는 예를들어 약 5°가 될 수 있다.
또한, 슬리브(22)의 이러한 변형으로, 베어링(10)은 하우징의 측면 플랜지(42, 44)에 의해 가해지는 축 방향 예압으로 인해 좋은 축 방향 강성을 유지한다. 또한, 슬리브(22) 역시 외부 링(14)에 대해 하우징(24)이 반사상으로 변위 될 수 있도록 한다.
도시된 예시적인 실시예에서 변형가능한 슬리브(22)는 슬리브가 쉽게 변형되도록 하기 위해 상기 자유 공간의 일부를 유지하면서 고정 하우징(24)과 외부링(14) 사이에 형성된 환상 공간에 배치된다. 변형예에서, 고정 하우징(24)과 외부링 사이에 형성된 환상 공간을 전체적으로 채우는 슬리브가 제공될 수 있다. 상기 경우, 베어링에 의해 허용되는 각도 경사는 더 제한되고 슬리브에 사용되는 탄성 소재의 특성에 주로 의존한다.
도시된 예시적인 실시예에서, 슬리브 및 하우징은 외부 링에 장착된다. 변형예에서, 그것은 내부 링의 원통형 보어에 슬리브를 장착하여 슬리브의 보어에 고정 하우징을 배치할 수 있다. 도시된 예시적인 실시예에서, 베어링은 구름 베어링이다. 선택적으로, 베어링은 서로 방사상으로 가압하도록 배치된 두 개의 링을 포함하는 미끄럼 베어링일 수 있다. 그러나, 이 경우, 하우징의 축에 대해 내부 링의 각도상 경사의 정도는 롤링 요소를 위해 오목한 주로를 가진 강체 링를 포함하는 구름 베어링에 비해 감소된다.
10: 베어링 12: 축
16: 내부링 22: 슬리브
24: 고정 하우징 42, 44: 측면 플랜지

Claims (11)

  1. 내부 링(16)과 외부링(14)을 포함하는 파워 스티어링 장치를 위한 구름베어링에 있어서,
    상기 링들 중 하나와 축방향 및 방사상으로 접촉하는 탄성 슬리브(22); 및
    상기 슬리브를 고정하고 축 부분(40)과 상기 축 부분을 연장하고 상기 슬리브에 축방향 예압을 가하도록 슬리브에 대해 접촉 장착되는 두 측면 플랜지(42, 44)를 포함하는 하우징(24)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 구름 베어링.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 하우징의 측면 플랜지(42, 44) 중 하나 이상이 슬리브를 향해 내부로 만곡되는 것을 특징으로 하는 구름 베어링.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 하우징의 두 측면 하우징(42, 44)이 슬리브를 향해 내부로 만곡되는 것을 특징으로 하는 구름 베어링.
  4. 전항중 어느 한 항에 있어서, 상기 링들(14, 16)사이에 배치된 하나이상의 구름 베어링(18)의 열을 포함하는 것을 특징으로 하는 구름 베어링.
  5. 제 4항에 있어서, 각 링(16, 18)이 강체이고 상기 구름 베어링을 위해 하나이상의 오목한 주로를 포함하는 것을 특징으로 하는 구름 베어링.
  6. 전 항 중 어느 한 항에 있어서, 슬리브(22)가 축 부분(26) 및 상기 축 부분의 단부에 각각 배치된 두 개의 방사상 부분 (28, 30)을 포함하는 것을 특징으로 하는 구름 베어링.
  7. 제 6항에 있어서, 슬리브의 각 방사상 부분(28, 30)이 상기 링과 하우징의 관련된 측면 플랜지(42, 44) 사이에서 축방향으로 둘러싸는 것을 특징으로 하는 구름 베어링.
  8. 제 6항 또는 제 7항에 있어서, 슬리브의 축 부분(26)이 하우징의 축 부분 (40)과 상기 링의 원통형 표면 사이에 방사상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 구름 베어링.
  9. 전항 중 어느 한 항에있어서, 상기 슬리브(22)가 적어도 하나의 자유공간에서 하우징 (24)과 함께 구분되는 것을 특징으로 하는 구름 베어링.
  10. 전항 중 어느 한 항에있어서, 상기 슬리브(22)가 하우징과 접촉하는 복수 의 돌출부(32)를 포함하는 것을 특징으로 하는 구름 베어링.
  11. 전항 중 어느 한항에 따른 구름 베어링의 포함하는 자동차를 위한 파워 스티어링 장치.
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