KR20140115793A - 랙구동형 동력 보조 조향장치 - Google Patents

랙구동형 동력 보조 조향장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 랙구동형 동력 보조 조향장치에 관한 것으로, 본 발명의 일실시예에 의하면, 락스크류의 돌출단부에 축방향으로 이탈방지부를 형성함으로써, 탄성지지체가 파손되더라도 이탈방지부가 탄성지지체의 경방향 이동을 제한하여 탄성지지체가 락스크류와 베어링 사이에서 이탈되는 것을 방지할 수 있고, 락스크류의 돌출단부에 인접한 내주면에 유동방지부를 형성함으로써, 락스크류와 베어링 사이에 구비된 탄성지지체가 경방향으로 유동되는 것을 방지하여서, 탄성지지체의 응력 산포가 불균일해지는 것을 방지할 수 있으며, 이에 따라 탄성지지체의 내구성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

랙구동형 동력 보조 조향장치{Rack assist type Electric Power Steering Apparatus}
본 발명은 랙구동형 동력 보조 조향장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 락스크류의 돌출단부에 축방향으로 이탈방지부를 형성함으로써, 탄성지지체가 파손되더라도 이탈방지부가 탄성지지체의 경방향 이동을 제한하여 탄성지지체가 락스크류와 베어링 사이에서 이탈되는 것을 방지할 수 있고, 락스크류의 돌출단부에 인접한 내주면에 유동방지부를 형성함으로써, 락스크류와 베어링 사이에 구비된 탄성지지체가 경방향으로 유동되는 것을 방지하여서, 탄성지지체의 응력 산포가 불균일해지는 것을 방지할 수 있으며, 이에 따라 탄성지지체의 내구성을 향상시킬 수 있는 랙구동형 동력 보조 조향장치에 관한 것이다.
도 1은 종래의 랙구동형 동력 보조 조향장치의 개략적인 구성도이다. 도 2는 종래의 랙구동형 동력 보조 조향장치의 일부에 대한 개략적인 단면도이다.
이들 도면들에 도시된 바와 같이, 종래 랙구동형 동력 보조 조향장치는, 조향컬럼(110)의 상단에 장착된 토크 센서(111)를 통해 조향휠(113)의 조향 정도를 판단하는 전자제어장치(ECU)에 의해 제어되어 동력을 발생시키는 구동수단(120); 조향휠(113)의 조향 정도에 따라 바퀴(131)에 연결된 타이로드(133)를 이동시키는 랙바(130); 및 구동수단(120)의 회전력을 전달받아 랙바(130)에 축방향 이동력으로 변환하여 전달하는 종동수단(140)을 포함하여 이루어진다.
여기서, 구동수단(120)은 도 2에 도시된 바와 같이, 전자제어장치(ECU)에 의해 제어되는 전동모터(210); 전동모터(210)의 축(212)에 고정된 구동풀리(211); 및 구동풀리(211)에 감겨진 구동벨트(213)를 포함하여 구성된다.
또한, 종동수단(140)은 랙바(130)를 감싸는 랙 하우징(220)의 내부에 랙바(130)를 지지하는 볼너트(230)가 구비되고, 볼너트(230)의 외주면에 종동풀리(240)가 조립 형성된다.
전동모터(210)의 축(212)에 연결된 구동풀리(211)와 볼너트(230)에 결합된 종동풀리(240)는 서로 평행하게 배치되며, 구동풀리(211)와 종동풀리(240)에는 구동벨트(213)가 끼워져 전동모터(210)의 회전력을 랙바(130)에 전달하고, 볼너트(230)의 동작에 의하여 랙바(130)를 좌우로 이동시켜 조력(助力)을 발생시키게 된다.
볼너트(230)의 내주면에는 반구형 단면의 나선형으로 이뤄진 내주나선홈이 형성되고, 랙바(130)의 외주면에도 반구형 단면의 나선형으로 이뤄진 외주나선홈이 형성되며, 내주나선홈과 외주나선홈 사이에는 볼이 삽입된다.
볼너트(230)의 일측에는 종돌풀리(240)가 결합되고, 타측에는 랙 하우징(220)의 내주면 또는 락 스크류(270)에 의해 지지되는 볼베어링(250)이 결합되어 볼너트(230)를 지지한다.
한편, 락 스크류(270)와 볼베어링(250) 사이에는 웨이브와셔와 같은 탄성부재가 구비되어 볼베어링(250)의 축방향 유동을 댐핑시키게 된다.
그런데 이러한 구조의 종래 랙구동형 동력 보조 조향장치에서, 내구 진행으로 인해 락 스크류와 볼베어링 사이에 구비된 탄성부재가 파손되는 경우, 파손된 탄성부재가 락 스크류와 볼베어링 사이에서 이탈하여 타 부품의 고장을 유발하는 문제점이 있었다.
또한, 탄성부재의 경방향 유동으로 인해 탄성부재의 응력 산포가 불균일해져 탄성부재의 내구성이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 배경에서 안출된 것으로, 락스크류의 돌출단부에 축방향으로 이탈방지부를 형성함으로써, 탄성지지체가 파손되더라도 이탈방지부가 탄성지지체의 경방향 이동을 제한하여 탄성지지체가 락스크류와 베어링 사이에서 이탈되는 것을 방지할 수 있는 랙구동형 동력 보조 조향장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 락스크류의 돌출단부에 인접한 내주면에 유동방지부를 형성함으로써, 락스크류와 베어링 사이에 구비된 탄성지지체가 경방향으로 유동되는 것을 방지하여서, 탄성지지체의 응력 산포가 불균일해지는 것을 방지할 수 있으며, 이에 따라 탄성지지체의 내구성을 향상시킬 수 있는 랙구동형 동력 보조 조향장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 외주면에 외주스크류홈이 형성되어 있으며, 랙하우징 내에 위치하는 랙바; 볼을 매개로 랙바와 결합되도록 내주면에 외주스크류홈과 대응되는 내주스크류홈이 형성되어 있고, 외주면 일측에는 베어링이 결합되며, 외주면 타측에는 전동모터의 축에 연결된 구동풀리와 구동벨트로 연결되는 종동풀리가 결합되어 있는 볼너트; 베어링의 일측을 지지하도록 내주면 일측에 경방향 내측으로 돌출된 돌출단부와, 이 돌출단부로부터 축방향으로 돌출된 이탈방지부가 형성되어 있고, 외주면이 랙하우징의 내측면에 지지되는 환형의 락스크류; 및 락스크류의 돌출단부와 베어링 사이에 결합되는 환형의 탄성지지체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 랙구동형 동력 보조 조향장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 락스크류의 돌출단부에 축방향으로 이탈방지부를 형성함으로써, 탄성지지체가 파손되더라도 이탈방지부가 탄성지지체의 경방향 이동을 제한하여 탄성지지체가 락스크류와 베어링 사이에서 이탈되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 락스크류의 돌출단부에 인접한 내주면에 유동방지부를 형성함으로써, 락스크류와 베어링 사이에 구비된 탄성지지체가 경방향으로 유동되는 것을 방지하여서, 탄성지지체의 응력 산포가 불균일해지는 것을 방지할 수 있으며, 이에 따라 탄성지지체의 내구성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 랙구동형 동력 보조 조향장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 종래의 랙구동형 동력 보조 조향장치의 일부에 대한 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 랙구동형 동력 보조 조향장치의 일부에 대한 분해 사시도이다.
도 4는 도 3의 락스크류의 사시도이다.
도 5는 도 3의 랙구동형 동력 보조 조향장치가 결합된 상태의 일부에 대한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 랙구동형 동력 보조 조향장치의 일부에 대한 분해 사시도이다. 도 4는 도 3의 락스크류의 사시도이다. 도 5는 도 3의 랙구동형 동력 보조 조향장치가 결합된 상태의 일부에 대한 단면도이다.
이들 도면들에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 랙구동형 동력 보조 조향장치는, 외주면에 외주스크류홈(311)이 형성되어 있으며, 랙하우징(320) 내에 위치하는 랙바(310); 볼(511)을 매개로 랙바(310)와 결합되도록 내주면에 외주스크류홈(311)과 대응되는 내주스크류홈(532)이 형성되어 있고, 외주면 일측에는 베어링(330)이 결합되며, 외주면 타측에는 전동모터(530)의 축(531)에 연결된 구동풀리(533)와 구동벨트(535)로 연결되는 종동풀리(350)가 결합되어 있는 볼너트(537); 베어링(330)의 일측을 지지하도록 내주면 일측에 경방향 내측으로 돌출된 돌출단부(371)와, 이 돌출단부(371)로부터 축방향으로 돌출된 이탈방지부(373)가 형성되어 있고, 외주면이 랙하우징(320)의 내측면에 지지되는 환형의 락스크류(370); 및 락스크류(370)의 돌출단부(371)와 베어링(330) 사이에 결합되는 환형의 탄성지지체(391);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
랙하우징(320)은 양단이 개구된 구조로 이뤄져 있는데, 이러한 랙하우징(320)의 내측에는 랙바(310)가 내주하게 된다.
랙바(310)는 랙하우징(320) 내에 위치하며, 외주면에 외주스크류홈(311)이 형성되어 있는데, 랙바(310)는 조향휠(113, 도 1 참조)의 회전에 따라 좌우로 이동하며 바퀴(131)를 조향하게 되어 있다.
볼너트(537)는 볼(511)을 매개로 랙바(310)와 결합되도록 내주면에 랙바(310)의 외주스크류홈(311)과 대응되는 내주스크류홈(532)이 형성되어 있다.
그리고 볼너트(537)의 외주면 일측에는 베어링(330)이 결합되어 있으며, 외주면 타측에는 종동풀리(350)가 결합되어 있다.
여기서 종동풀리(350)는 전동모터(530)의 축(531)에 연결된 구동풀리(533)와 구동벨트(535)로 서로 연결되어 있어서, 전동모터(530)의 축(531)이 회전하게 되면, 이에 결합된 구동풀리(533)가 회전하게 되고, 더불어 구동풀리(533)와 구동벨트(535)로 연결된 종동풀리(350)가 회전하면서 볼너트(537)를 회전시키게 되며, 볼너트(537가 회전함에 따라 볼(511)을 매개로 볼너트(537)와 결합된 랙바(310)가 좌우로 이동하게 된다.
락스크류(370)는 환형으로 이뤄지며, 베어링(330)의 일측(좀 더 구체적으로, 축방향에 수직이 되는 베어링(330)의 일측면 가장자리 부분)을 지지하도록 내주면 일측에 경방향 내측으로 돌출된 돌출단부(371)가 형성되어 있고, 외주면이 랙하우징(320)의 내측면에 지지되도록 되어 있다.
한편, 락스크류(370)의 돌출단부(371)에는, 후술할 탄성지지체(391)의 파손시 탄성지지체(391)가 이탈되는 것을 방지할 수 있도록 축방향으로 돌출된 이탈방지부(373)가 형성되어 있는데, 이러한 이탈방지부(373)는 돌출단부(371)의 경방향 내측 말단부에 형성될 수 있다.
이와 같이, 락스크류(370)의 돌출단부(371)에 축방향으로 돌출되도록 이탈방지부(373)가 형성됨으로써, 탄성지지체(391)가 파손되더라도 이탈방지부(373)가 탄성지지체(391)의 경방향 이동을 제한하여 탄성지지체(391)가 락스크류(370)와 베어링(330) 사이에서 이탈되는 것을 방지할 수 있게 되는 것이다.
여기서, 락스크류(370)의 돌출단부(371)에 형성되어 있는 이탈방지부(373)는, 도면들에 도시된 바와 같이, 돌출단부(371)의 경방향 내측 말단부에 원주방향으로 연속된 환형의 고리 형상으로 형성될 수 있다.
물론, 이탈방지부(373)는 1개 또는 2개 이상의 절개부를 가진 비연속적인 형상으로 이뤄질 수도 있다.
또한, 락스크류(370)의 돌출단부(371)에 인접한 내주면에는, 탄성지지체(391)의 경방향 유동을 방지하도록 경방향 내측으로 돌출된 유동방지부(375)가 더 형성될 수 있다.
이와 같이, 락스크류(370)의 돌출단부(371)에 인접한 내주면에 유동방지부(375)를 형성함으로써, 락스크류(370)와 베어링(330) 사이에 구비된 탄성지지체(391)가 경방향으로 유동되는 것을 방지하여서, 탄성지지체(391)의 응력 산포가 불균일해지는 것을 방지할 수 있으며, 이에 따라 탄성지지체(391)의 내구성을 향상시킬 수 있게 된다.
한편, 전술한 유동방지부(375)는 도면들에 도시된 바와 같이, 락스크류(370)의 내주면에 원주방향으로 연속되게 형성될 수 있다.
물론, 유동방지부(375)는 1개 또는 2개 이상의 절개부를 가진 비연속적인 형상으로 이뤄질 수도 있다.
탄성지지체(391)는 락스크류(370)의 돌출단부(371)와 베어링(330) 사이에 결합되는데, 탄성지지체(391)는 환형으로 이뤄지며, 일 예로, 탄성지지체(391)는 웨이브 와셔로 제공될 수 있다.
한편, 베어링(330)의 타측과 랙하우징(320) 사이에도 탄성지지체(393)가 구비되는데, 이러한 탄성지지체(393) 역시 웨이브 와셔로 제공될 수 있다.
이러한 탄성 지지체(391,393)는 냉간압연강판(SPCC), 열간압연강판(SPHC) 등의 재질로 형성될 수 있다.
이어서, 베어링(330)에는, 베어링(330)의 일측 또는 양측에서 외륜(331)과 내륜(551) 사이에 삽입되어 결합되는 베어링 씰(570)이 더 결합될 수 있는데, 이러한 베어링 씰(570)은 베어링(330)의 외륜(331)과 내륜(551) 사이로 이물질이 침투하는 것을 방지하게 된다.
한편, 베어링(330)의 외륜(331) 일측 또는 양측 내주면에는, 베어링 씰(570)의 경방향 외측부가 끼워져 고정되도록 단차진 안착홈(536)이 형성되어 있으며, 안착홈(536)의 입구 쪽은 내륜(551) 방향을 향해 돌출되게 형성되어 있다.
이와 같이, 베어링(330)의 외륜(331)에 안착홈(536)을 형성함으로써, 베어링(330)의 외륜(331)과 내륜(551) 사이에서 베어링 씰(570)이 견고히 결합되어 고정될 수 있게 된다.
이와 같이 본 발명의 일실시예에 의하면, 락스크류의 돌출단부에 축방향으로 이탈방지부를 형성함으로써, 탄성지지체가 파손되더라도 이탈방지부가 탄성지지체의 경방향 이동을 제한하여 탄성지지체가 락스크류와 베어링 사이에서 이탈되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있게 된다.
또한, 락스크류의 돌출단부에 인접한 내주면에 유동방지부를 형성함으로써, 락스크류와 베어링 사이에 구비된 탄성지지체가 경방향으로 유동되는 것을 방지하여서, 탄성지지체의 응력 산포가 불균일해지는 것을 방지할 수 있으며, 이에 따라 탄성지지체의 내구성을 향상시킬 수 있는 효과가 있게 된다.
310 : 랙바 311 : 외주스크류홈
320 : 랙하우징 330 : 베어링
350 : 종동풀리 370 : 락스크류
371 : 돌출단부 373 : 이탈방지부
375 : 유동방지부 391, 393 : 탄성지지체
511 : 볼 530 : 전동모터
531 : 전동모터의 축 532 : 내주스크류홈
533 : 구동풀리 535 : 구동벨트
537 : 볼너트

Claims (7)

  1. 외주면에 외주스크류홈이 형성되어 있으며, 랙하우징 내에 위치하는 랙바;
    볼을 매개로 상기 랙바와 결합되도록 내주면에 상기 외주스크류홈과 대응되는 내주스크류홈이 형성되어 있고, 외주면 일측에는 베어링이 결합되며, 외주면 타측에는 전동모터의 축에 연결된 구동풀리와 구동벨트로 연결되는 종동풀리가 결합되어 있는 볼너트;
    상기 베어링의 일측을 지지하도록 내주면 일측에 경방향 내측으로 돌출된 돌출단부와, 이 돌출단부로부터 축방향으로 돌출된 이탈방지부가 형성되어 있고, 외주면이 상기 랙하우징의 내측면에 지지되는 환형의 락스크류; 및
    상기 락스크류의 돌출단부와 상기 베어링 사이에 결합되는 환형의 탄성지지체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 랙구동형 동력 보조 조향장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 이탈방지부는, 상기 돌출단부의 경방향 내측 말단부에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 랙구동형 동력 보조 조향장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 이탈방지부는, 상기 돌출단부의 경방향 내측 말단부에 원주방향으로 연속되게 형성되는 것을 특징으로 하는 랙구동형 동력 보조 조향장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 락스크류의 상기 돌출단부에 인접한 내주면에는, 상기 탄성지지체의 경방향 유동을 방지하도록 경방향 내측으로 돌출된 유동방지부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 랙구동형 동력 보조 조향장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 유동방지부는, 상기 락스크류의 내주면에 원주방향으로 연속되게 형성되는 것을 특징으로 하는 랙구동형 동력 보조 조향장치.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 베어링의 일측 또는 양측에서 외륜과 내륜 사이에 삽입되어 결합되는 베어링 씰이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 랙구동형 동력 보조 조향장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 베어링의 외륜 일측 또는 양측 내주면에는,
    상기 베어링 씰의 경방향 외측부가 끼워져 고정되도록 단차진 안착홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 랙구동형 동력 보조 조향장치.
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