KR20140115605A - 차량용 전동식 동력조향장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 웜샤프트와, 상기 웜샤프트와 결합하는 베어링과 상기 웜샤프트의 후단에 결합하는 웜샤프트 도그를 포함하는 차량용 전동식 동력조향장치로서, 상기 웜샤프트와 상기 베어링의 선단 사이에 개재되는 제1 웨이브 와셔부와, 상기 웜샤프트와 상기 베어링의 후단 사이에 개재되는 제2 웨이브 와셔부; 및 상기 베어링의 내륜과 상기 웜샤프트의 외주연 사이에 설치되는 적어도 하나의 환형의 탄성부재를 포함하는 차량용 전동식 동력조향장치를 제공하여, 축방향 하중이 베어링에 전달되기 전에 흡수함으로써, 웜샤프트와 베어링 사이의 축방향 유격에 의한 흔들림을 방지할 수 있으며, 베어링의 내륜과 웜샤프트의 외주연 사이에 오링(O-ring)을 설치하여 웜샤프트와 베어링 사이의 틈새에 의한 틸팅 각도를 확보하는 유리한 효과를 제공할 수 있다.

Description

차량용 전동식 동력조향장치{Electric power steering apparatus for vehicle}

본 발명은 차량용 전동식 동력조향장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 웜샤프트의 축방향 하중을 흡수 및 베어링 유격을 방지하고, 틸팅 각도를 확보하기 위한 차량용 전동식 동력조향장치에 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 있었지만, 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 모터를 구동시켜 차량의 저속 운행시에는 조향핸들의 조작력이 가벼워지도록 조향 보조력을 크게 하는 반면에 고속 운행시에는 조향핸들의 조작력이 무거워지도록 조향 보조력을 작게 하여 주행 안정성을 도모하고, 비상 상황 시에는 급속한 조향이 이루어질 수 있도록 하여 운전자에게 항상 최적으로 조향 보조력을 제공하게 되어 있다.

또한 운전자가 자신의 체형에 맞게 조향핸들의 높이와 기울기를 적절히 조절할 수 있는 조향핸들의 틸트 및 텔레스코픽 기능도 조향장치에 적용되고 있다.

도 1은 축방향 하중을 흡수하는 구성을 구비한 종래의 차량용 전동식 동력조향장치의 웜샤프트 주변의 구성을 도시한 도면이다.

도 1에는 축방향 하중을 흡수할 수 있는 웜샤프트 주변의 개략적인 구성이 도시되어 있는 바, 도 1을 참조하면, 차량용 전동식 동력 조향 장치는 웜샤프트(10)의 후부에 위치한 장착영역에 베어링(20)이 설치되며, 웜샤프트(10)의 후단부에는 웜샤프트 도그(30)가 장착된다. 이때, 축방향 하중을 흡수를 위해 하우징(50)과 베어링(20)의 외륜 사이에 고무와 같은 탄성부재(40)가 형성된다. 여기서 축방향이라 함은 도 1의 화살표에서 나타내는 바와 같이, 웜샤프트(10)의 축방향을 의미한다.

그런데 상기와 같은 종래의 전동식 동력조향장치 구조에서는 베어링(20)에 축방향 하중이 먼저 전달되기 때문에, 베어링(20)과 웜샤프트(10)의 축방향 유격으로 인한 흔들림이 발생할 우려가 있다.

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 축방향 하중이 베어링에 도달하기 전에 먼저 흡수할 수 있는 차량용 전동식 동력조향장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 웜샤프트와 베어링 사이의 틈새에 의한 틸팅 각도를 확보할 수 있는 차량용 전동식 동력조향장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 웜샤프트와, 상기 웜샤프트와 결합하는 베어링과 상기 웜샤프트의 후단에 결합하는 웜샤프트 도그를 포함하는 차량용 전동식 동력조향장치로서, 상기 웜샤프트와 상기 베어링의 선단 사이에 개재되는 제1 웨이브 와셔부와, 상기 웜샤프트와 상기 베어링의 후단 사이에 개재되는 제2 웨이브 와셔부 및 상기 베어링의 내륜과 상기 웜샤프트의 외주연 사이에 설치되는 적어도 하나의 환형의 탄성부재를 포함하는 차량용 전동식 동력조향장치를 제공할 수 있다.

바람직하게는, 상기 탄성부재는, 상기 웜샤프트의 길이 방향을 기준으로 할 때, 상기 베어링의 내륜의 선단부와 상기 웜샤프트의 외주연 사이에 형성되는 제1 오링 (O-ring)과, 상기 베어링의 내륜의 중간부와 상기 웜샤프트의 외주연 사이에 형성되는 제2 오링 (O-ring)과, 상기 베어링의 내륜의 후단부와 상기 웜샤프트의 외주연 사이에 형성되는 제3 오링 (O-ring)을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 제2 오링의 반경이 상기 제1 오링의 반경 및 상기 제3 오링의 반경보다 크게 형성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 웜샤프트의 외주연에는 둘레를 따라 상기 제1 오링, 상기 제2 오링 및 상기 제3 오링이 삽입되는 요홈이 각각 형성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 웜샤프트의 외주연과 상기 요홈의 경계는 라운드 형태로 형성되어 틸팅유도틈새를 형성시킬 수 있다.

바람직하게는, 상기 탄성부재는 오링(O-ring)으로 구성되고, 상기 웜샤프트의 외주연에는 둘레를 따라 상기 오링이 삽입되는 적어도 하나의 요홈이 형성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 웜샤프트의 외주연과 상기 요홈의 경계는 라운드 형태로 형성되어 틸팅유도틈새를 형성시킬 수 있다.

본 발명에 따른 차량용 전동식 동력조향장치에 따르면, 베어링의 선단과 하단에 각각 제1 웨이브 와셔부 및 제2 웨이브 와셔부를 설치하여, 축방향 하중이 베어링에 전달되기 전에 흡수함으로써, 웜샤프트와 베어링 사이의 축방향 유격에 의한 흔들림을 방지할 수 있는 유리한 효과를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 차량용 전동식 동력조향장치에 따르면, 베어링의 내륜과 웜샤프트의 외주연 사이에 오링(O-ring)을 설치하여 웜샤프트와 베어링 사이의 틈새에 의한 틸팅 각도를 확보하는 유리한 효과를 제공할 수 있다.

도 1은 축방향 하중을 흡수하는 구성을 구비한 종래의 차량용 전동식 동력조향장치의 웜샤프트 주변의 구성을 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 차량용 전동식 동력조향장치를 도시한 도면,
도 3은 도 2에서 도시한 제1 웨이브 와셔부를 도시한 도면,
도 4는 도 2에서 도시한 환형의 탄성부재를 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 차량용 전동식 동력조향장치를 도시한 도면이다.

이러한, 도 2는 본 발명을 개념적으로 명확히 이해하기 위하여, 주요 특징 부분만을 명확히 도시한 것이며, 그 결과 도해의 다양한 변형이 예상되며, 도면에 도시된 특정 형상에 의해 본 발명의 범위가 제한될 필요는 없다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 차량용 전동식 동력조향장치는, 제1 웨이브 와셔부(110)와, 제2 웨이브 와셔부(120)와, 환형의 탄성부재(130)를 포함한다.

도 3은 도 2에서 도시한 제1 웨이브 와셔부를 도시한 도면이다.

도 2 및 도 3을 병행 참조하면, 제1 웨이브 와셔부(110)는 베어링(20)의 앞쪽에 설치되며, 제2 웨이브와셔부(120)는 베어링(20)의 뒤쪽에 설치된다. 제1 웨이브 와셔부(110) 및 제2 웨이브 와셔부(120)는 이렇게 베어링(20)의 앞쪽과 뒤쪽에 각각 설치되어 축방향 하중이 베어링(20)에 전달되기 전에 미리 축방향 하중을 흡수하는 역할을 한다.

일실시예에 있어서, 제1 웨이브 와셔부(110)는 댐핑 케이지(111)와 웨이브 와셔(112)로 구성되고 웜샤프트(10)에는 베어링(20)의 선단(21) 앞에서 댐핑 케이지(111)가 장착되기 위한 공간이 오목하게 형성될 수 있다. 댐핑 케이지(111)의 앞 측은 웜샤프트(10)에 접하고 댐핑 케이지(111)의 뒤 측은 베어링(20)의 선단(21)에 접하게 된다.

제2 웨이브 와셔부(120) 또한 댐핑 케이지(121) 웨이브 와셔(122)로 구성되고 웜샤프트 도그(30)에는 베어링(20)의 후단(21) 뒤에서 댐핑 케이지(111)가 장착되기 위한 공간이 오목하게 형성될 수 있다. 댐핑 케이지(121)의 앞 측은 베어링(20)의 후단(22)에 접하고 댐핑 케이지(121)의 뒤 측은 웜샤프트 도그(30)에 접하게 된다.

제1 웨이브 와셔부(110) 및 제2 웨이브 와셔부(120)에 축방향 하중이 전달되면, 웨이브와셔(112,122)는 축방향으로 압축되어 축방향 하중을 흡수하게 된다.

이렇게 베어링(20)의 앞뒤로 제1 웨이브 와셔부(110) 및 제2 웨이브 와셔부(120)가 형성되기 때문에 축방향 하중에 의하여 베어링(20) 및 웜샤프트(10)가 흔들리는 것을 방지 할 수 있다.

환형의 탄성부재(130)는 베어링(20)의 내륜과 웜샤프트(10)의 외주연 사이에 설치된다. 일실시예에 있어서, 환형의 탄성부재(130)는 오링(O-ring)으로 구성될 수 있다.

도 4는 도 2에서 도시한 환형의 탄성부재를 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 환형의 탄성부재(130)로서, 제1 오링(131)과 제2 오링(132)과, 제3 오링(133)이 설치될 수 있다. 그리고, 웜샤프트(10)의 외주연 둘레를 따라 제1 오링(131)과 제2 오링(132)과, 제3 오링(133)이 각각 설치되는 요홈(11,12,13)이 형성될 수 있다.

먼저, 제1 오링(131)은 베어링(20)의 선단(21) 부근에 접하도록 설치되며, 제3 오링(133)은 베어링(20)의 후단(22) 부근에 접하도록 설치된다. 그리고 베어링(20)의 중간 부근에 접하도록 제2 오링(132)이 설치된다. 이때, 제2 오링(132)의 반경(R2)은 제1 오링(131)의 반경(R1)과 제3 오링(133)의 반경(R2)보다 크게 형성될 수 있다.

한편, 웜샤프트(10)의 외주연과 요홈(11,12,13)의 경계는 라운드 형태로 커팅되어 틸팅유도틈새(11a,12a,13a)가 형성될 수 있다. 이는 웜샤프트(10)의 틸팅 각도(예를 들어, 0.3° 내지 0.5°)를 용이하게 확보하기 위함이다.

본 발명을 설명함에 있어서, 3개의 오링을 예시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 전동식 동력조향장치의 설계 조건에 따라 다양하게 변형 실시 가능하다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 웜샤프트
11,12,13 : 요홈
11a,12a,13a : 틸팅유도틈새
20 : 베어링
30 : 웜샤프트 도그
40 : 탄성부재
50 : 하우징
110 : 제1 웨이브 와셔부
111,121 : 댐핑 케이지
112,122 : 웨이브와셔
120 : 제2 웨이브 와셔부
130 : 환형의 탄성부재
131 : 제1 오링
132 : 제2 오링
133 : 제3 오링

Claims (7)

1. 웜샤프트와, 상기 웜샤프트와 결합하는 베어링과 상기 웜샤프트의 후단에 결합하는 웜샤프트 도그를 포함하는 차량용 전동식 동력조향장치로서,
   상기 웜샤프트와 상기 베어링의 선단 사이에 개재되는 제1 웨이브 와셔부;
   상기 웜샤프트와 상기 베어링의 후단 사이에 개재되는 제2 웨이브 와셔부; 및
   상기 베어링의 내륜과 상기 웜샤프트의 외주연 사이에 설치되는 적어도 하나의 환형의 탄성부재
   를 포함하는 차량용 전동식 동력조향장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 탄성부재는,
   상기 웜샤프트의 길이 방향을 기준으로 할 때, 상기 베어링의 내륜의 선단부와 상기 웜샤프트의 외주연 사이에 형성되는 제1 오링 (O-ring)과, 상기 베어링의 내륜의 중간부와 상기 웜샤프트의 외주연 사이에 형성되는 제2 오링 (O-ring)과, 상기 베어링의 내륜의 후단부와 상기 웜샤프트의 외주연 사이에 형성되는 제3 오링 (O-ring)을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 전동식 동력조향장치.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 제2 오링의 반경이 상기 제1 오링의 반경 및 상기 제3 오링의 반경보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 전동식 동력조향장치.
4. 제3 항에 있어서,
   상기 웜샤프트의 외주연에는 둘레를 따라 상기 제1 오링, 상기 제2 오링 및 상기 제3 오링이 삽입되는 요홈이 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 전동식 동력조향장치.
5. 제4 항에 있어서,
   상기 웜샤프트의 외주연과 상기 요홈의 경계는 라운드 형태로 형성되어 틸팅유도틈새를 형성시키는 것을 특징으로 하는 차량용 전동식 동력조향장치.
6. 제1 항에 있어서,
   상기 탄성부재는 오링(O-ring)으로 구성되고, 상기 웜샤프트의 외주연에는 둘레를 따라 상기 오링이 삽입되는 적어도 하나의 요홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 전동식 동력조향장치.
7. 제6 항에 있어서,
   상기 웜샤프트의 외주연과 상기 요홈의 경계는 라운드 형태로 형성되어 틸팅유도틈새를 형성시키는 것을 특징으로 하는 차량용 전동식 동력조향장치.

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