KR20150013470A - 전동 파워 스티어링 장치 - Google Patents

Abstract

전동 파워 스티어링 장치는, 전동 모터의 회전축에 조인트를 통하여 요동 가능하게 연결된 웜을 구비한다. 웜의 제1 단부 및 제2 단부를 제1 베어링 및 제2 베어링으로 지지한다. 한 쌍의 탄성 부재가, 웜을 축 방향의 중립 위치에 탄성적으로 가압한다. 하우징에 유지된 환형의 판 스프링이, 제2 베어링을 통하여 제2 단부를 웜 휠 측으로 가압한다. 제2 베어링에, 판 스프링에 접촉된 슬라이딩 접촉면을 가지는 합성 수지 부재를 일체로 설치한다.

Description

전동 파워 스티어링 장치{ELECTRIC POWER STEERING DEVICE}

본 발명은 전동 파워 스티어링 장치에 관한 것이다.

전동 파워 스티어링 장치에서는, 전동 모터의 출력을 웜(worm) 및 웜 휠(worm wheel)을 통하여 감속하여 스티어링 기구(機構)에 전달함으로써, 스티어링 조작의 토크를 어시스트하고 있다.

웜과 웜 휠과의 맞물림에는, 백래시(backlash)가 필요하지만, 주행 시에, 백래시에 기인한 래틀 사운드(rattle sound)가 발생할 우려가 있다.

그래서, 종래, 웜을 지지하는 베어링을 웜 휠 측에 탄성적으로 가압함으로써, 백래시를 제거하는 전동 파워 스티어링 장치가 제안되어 있다.

이와 같이 웜을 지지하는 베어링을 웜 휠 측으로 가압하여 백래시를 제거하는 타입의 전동 파워 스티어링 장치에 있어서, 웜을 지지하는 베어링을 축 방향으로 예압(preload)하여 베어링의 반력을 제거함으로써, 베어링의 반력에 기인하는 이상음(abnormal sound)의 발생을 방지하는 기술이 제안되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1을 참조).

일본 공개특허 제2009―287647호 공보

특허 문헌 1에서는, 하우징의 부싱 장착부에 고정된 합성 수지제의 아우터 부싱을, 웜을 지지하는 베어링의 외부 링에 끼워맞추어 있다. 또한, 아우터 부싱의 외주에 설치된 절결부(切缺部)와 하우징의 부싱 장착부와의 사이에, 웜을 웜 휠 측으로 가압하는 합성 수지 부재나 고무 등의 탄성 재료로 형성된 가압 부재가 개재되어 있다.

특허 문헌 1에서는, 웜이 축 방향으로 이동할 때, 상기 가압 부재와 아우터 부싱과의 사이의 마찰 저항 때문에, 웜이 축 방향으로 원활하게 이동할 수 없는 문제가 있다. 따라서, 웜이 구동력을 받고 있지 않은 미소 스티어링(fine steering) 시에 있어서, 베어링의 내부 간극에 의한 반동(덜거덕거림)을 제거할 수 없는 경우가 있고, 그 경우, 스티어링 필링(steering feeling)이 저하된다.

발명의 제1 관점에 의하면, 전동 파워 스티어링 장치(1)는, 전동 모터(16)의 회전축(20)에 조인트(21)를 통하여 요동(搖動) 가능하고 또한 토크 전달 가능하게 연결된 제1 단부(端部)(18a) 및 상기 제1 단부의 반대측의 제2 단부(18b)를 가지는 웜(18)과, 상기 웜에 맞물리는 웜 휠(19)와, 상기 웜 및 상기 웜 휠을 수용하는 하우징(17a)과, 상기 하우징에 유지되고, 상기 웜의 제1 단부를 회전 가능하게 지지하는 제1 베어링(25)과, 상기 웜의 제2 단부를 회전 가능하게 지지하는 제2 베어링(26)과, 상기 웜의 축 방향(X1)에 대하여 상기 제1 베어링의 양측에 배치되고, 상기 웜을 축 방향의 중립 위치로 탄성적으로 가압하는 한 쌍의 탄성 부재(27A, 27B)와, 상기 하우징에 마찰 걸어맞춤에 의해 유지되어 상기 제2 베어링의 주위를 에워싸고, 상기 제2 베어링을 통하여 상기 웜의 제2 단부를 상기 웜 휠 측에 탄성적으로 가압하는 환형(環形)의 판 스프링(50)과, 상기 제2 베어링의 외주에 설치되고, 상기 판 스프링에 접촉된 슬라이딩 접촉면(46b)을 가지는 합성 수지 부재(46)를 구비해도 된다. 상기 판 스프링과 상기 합성 수지 부재의 슬라이딩 접촉면과의 마찰력이, 상기 판 스프링과 상기 하우징과의 마찰력보다 작게 되어도 된다.

그리고, 괄호 내의 영숫자(alphanumeric)는, 후술하는 실시형태에 있어서의 대응 구성 요소 등을 나타내지만, 이것은, 물론, 본 발명이 이들의 실시형태에 한정되는 것을 의미하는 것은 아니다. 이하에 있어서도 같다.

발명의 제2 관점에 의하면, 상기 합성 수지 부재의 슬라이딩 접촉면은, 상기 웜의 회전 중심(C1)을 포함하는 단면에 있어서 볼록 만곡면(convex arcuate surface)을 포함하는 크라우닝 형상(crowning shape)을 가지고 있고, 상기 판 스프링은, 상기 슬라이딩 접촉면이 슬라이딩 접촉하는 원통면(51e)을 포함해도 된다.

발명의 제3 관점에 의하면, 상기 판 스프링은, 상기 합성 수지 부재의 슬라이딩 접촉면을 둘러싸는 유단 환형의 주 몸체부(51)와, 상기 주 몸체부의 주위 방향의 한 쌍의 단부(51a, 51b)로부터 각각 절곡 상태로 연장 형성된 한 쌍의 회전 규제부(52)와, 상기 한 쌍의 회전 규제부로부터 각각 연장된 캔틸레버형(cantilever-like)의 한 쌍의 탄성 설편(elastic tongue pieces)(53)을 포함ㅎ하한다. 상기 하우징은, 상기 판 스프링을 통하여 상기 제2 베어링을 유지하는 베어링 유지공(47)을 포함하고, 상기 베어링 유지공의 내주는, 상기 제2 베어링에 대하여 상기 웜 휠 측과는 반대의 방향으로 오목한 수용 오목부(54)를 포함하고, 상기 수용 오목부(54)는, 상기 한 쌍의 탄성 설편의 선단을 수용하는 바닥부(54c)와, 상기 베어링 유지공의 주위 방향(Z1)에 대향하고, 상기 한 쌍의 회전 규제부에 각각 걸어맞추어져 상기 판 스프링의 회전을 규제하는 한 쌍의 내벽(54a, 54b)을 포함하고, 상기 한 쌍의 탄성 설편은, 대응하는 회전 규제부 및 상기 주 몸체부의 대응하는 단부를 통하여, 상기 제2 베어링에, 상기 웜 휠 측을 향해 서로 역방향으로 경사지는 2방향으로부터 가압력(F2, F3)을 부여하도록 구성되어 있어도 된다.

또한, 발명의 제4 관점에 의하면, 전동 파워 스티어링 장치(101, 101A)는, 웜(118) 및 웜 휠(119)을 가지는 감속기(117)와, 상기 웜을 구동하는 전동 모터(116)와, 상기 감속기를 수용하는 하우징(117a)과, 상기 웜의 제1 단부(118a)를 회전 가능하게 지지하는 제1 베어링(125)과, 상기 웜의 제2 단부(118b)를 회전 가능하게 지지하는 제2 베어링(126)과 웜의 축 방향(X1)에 대하여 상기 제1 베어링의 양쪽에 위치하고, 또한 상기 제1 베어링과 상기 하우징과의 사이, 또는 상기 제1 베어링과 웜과의 사이에 배치되고, 상기 웜을 축 방향으로 탄성 지지하는 한 쌍의 탄성 부재(127A, 127B)와, 상기 제2 베어링의 외주에 설치된 저마찰 수지층(146)과, 상기 하우징에 설치되고, 상기 저마찰 수지층이 형성된 상기 제2 베어링을 축 방향 이동 가능하게 수용하여, 상기 저마찰 수지층 중 적어도 일부를 직접 또는 개재(介在) 부재(152, 154)를 통하여 간접적으로 수용하는 수용공(147)을 구비해도 된다.

발명의 제5 관점에 의하면, 상기 하우징에 지지되고, 상기 저마찰 수지층을, 상기 웜 및 상기 웜 휠의 중심 간 거리(D1)가 감소하는 방향(Y2)으로 가압하는 가압 부재(54)와, 상기 웜의 제1 단부와 상기 전동 모터의 회전축과의 사이에 배치되고, 양축을 요동 가능하게 연결하는 조인트(21)를 구비하고, 상기 저마찰 수지층의 외주에, 축 방향의 크라우닝이 행하여져 있어도 된다.

발명의 제1 관점에 의하면, 제2 베어링의 외주에 설치된 합성 수지 부재의 슬라이딩 접촉면이, 판 스프링에 접촉되고 있으므로, 판 스프링이 웜의 축 방향 이동을 방해하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 한 쌍의 탄성 부재에 의해 축 방향의 중립 위치로 가압된 웜의 축 방향 이동이 매우 원활하게 되므로, 웜이 구동력을 받고 있지 않는 미소 스티어링 시에 있어서도, 베어링의 내부 간극에 의한 반동을 확실하게 제거하여 스티어링 필링을 향상시킬 수 있다.

특히, 판 스프링과 합성 수지 부재의 슬라이딩 접촉면과의 마찰력이, 판 스프링과 하우징과의 마찰력보다 작으므로, 하우징에 유지된 판 스프링이, 웜의 축 방향 이동을 방해하는 것을 확실하게 억제할 수 있다.

또한, 제1 베어링의 양측에 배치된 한 쌍의 탄성 부재가, 웜을 축 방향으로 가압하고, 또한 제2 베어링을 에워싸는 판 스프링이, 제2 베어링의 주위를 에워싸 웜을 요동시킨다. 즉, 웜을 축 방향으로 가압하는 기능과, 웜을 직경 방향(웜 휠 측)으로 가압하는 기능을, 웜의 양단에 각각 배치하는 형식에 있어서, 미소 스티어링 시의 스티어링 필링을 향상시킬 수 있다.

발명의 제2 관점에 의하면, 합성 수지 부재의 슬라이딩 접촉면에 축 방향의 크라우닝이 행해져 있으므로, 노면으로부터의 역입력에 의해 웜이 요동할 때, 충분한 요동량을 확보할 수 있고, 이로써, 웜의 반력(prying)의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 크라우닝에 의해, 판 스프링에 대한, 합성 수지 부재의 슬라이딩 접촉면의 접촉 면적을 적게 할 수 있으므로, 웜의 요동 및 축 방향 이동이 한층 원활하게 된다. 또한, 크라우닝 형상을 가지는 슬라이딩 접촉면과 원통면과의 접촉이므로, 염가로 웜의 요동과 축 방향 이동의 순조로움을 달성할 수 있다.

발명의 제3 관점에 의하면, 제2 베어링의 외주(합성 수지 부재의 외주)를 에워싸는 상기 유단 환형의 주 몸체부의 주위 방향의 모든 영역의 합력은, 제2 베어링을 웜 휠로부터 멀어지는 방향으로 가압한다. 한편, 상기 한 쌍의 탄성 설편이, 대응하는 회전 규제부를 통하여, 제2 베어링을, 웜 휠 측을 향해 서로 역방향으로 경사지는 2방향으로부터 가압한다. 즉, 제2 베어링이 판 스프링에 의해 3방향으로부터 가압되므로, 가로 방향(웜과 웜 휠과의 중심 간 거리가 증감하는 방향에 대하여 직교하는 방향)의 반동에 대하여 제2 베어링의 움직임을 억제하기 쉽다. 이로써, 제2 베어링과 하우징의 베어링 유지공과의 반동에 기인하는 이상음의 발생을 억제할 수 있다.

발명의 제4 관점에 의하면, 제2 베어링의 외주에 저마찰 수지층이 형성되어 있으므로, 수용공과 저마찰 수지층과의 마찰 저항 또는 개재 부재와 저마찰 수지층과의 마찰 저항을 저감할 수 있다. 따라서, 제1 베어링의 양측의 한 쌍의 탄성 부재에 의해 축 방향으로 가압된 웜의 축 방향 이동이 매우 원활하게 되므로, 웜이 구동력을 받고 있지 않는 미소 스티어링 시에 있어서도, 듀얼 베어링의 내부 간극에 의한 반동을 확실하게 제거하여 스티어링 필링을 향상시킬 수 있다. 또한, 노면으로부터의 역입력시의 충격을 저마찰 수지층에 의해 완충할 수 있다.

발명의 제5 관점에 의하면, 저마찰 수지층의 외주에 축 방향의 크라우닝(crowning)이 행해져 있으므로, 노면으로부터의 역입력에 의해 웜이 요동할 때, 충분한 요동량을 확보할 수 있고, 이로써, 웜의 반력의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 크라우닝에 의해, 수용공과 저마찰 수지층과의 접촉 면적, 또는 개재 부재와 저마찰 수지층과의 접촉 면적을 감소시킬 수 있으므로, 웜의 요동 및 축 방향 이동이 한층 원활하게 된다.

도 1은 제1 실시형태의 전동 파워 스티어링 장치의 모식도이며, 전동 파워 스티어링 장치의 개략적인 구성을 나타내고 있다.
도 2는 전동 파워 스티어링 장치의 주요부의 단면도(斷面圖)이다.
도 3은 전동 파워 스티어링 장치의 주요부의 확대 단면도이며, 웜의 제1 단부의 주변을 나타내고 있다.
도 4는 전동 파워 스티어링 장치의 주요부의 확대 단면도이며, 웜의 제2 단부의 주변을 나타내고 있다.
도 5는 도 2의 V―V 선을 따른 단면도이다.
도 6은 판 스프링의 사시도이다.
도 7은 제2 실시형태의 전동 파워 스티어링 장치의 모식도이며, 전동 파워 스티어링 장치의 개략적인 구성을 나타내고 있다.
도 8은 전동 파워 스티어링 장치의 주요부의 단면도이다.
도 9는 전동 파워 스티어링 장치의 주요부의 확대 단면도이며, 웜의 제1 단부의 주변을 나타내고 있다.
도 10은 도 8의 10―10선을 따른 단면도이며, 웜의 제2 단부의 주변을 나타내고 있다.
도 11은 제3 실시형태의 전동 파워 스티어링 장치의 주요부의 확대 단면도이며, 웜의 제1 단부의 주변을 나타내고 있다.

본 발명의 바람직한 실시형태를 첨부 도면을 참조하면서 설명한다.

도 1은, 제1 실시형태의 전동 파워 스티어링 장치의 개략적인 구성도이다. 도 1을 참조하여, 전동 파워 스티어링 장치(1)는, 스티어링 휠 등의 스티어링 부재(2)에 연결되는 스티어링 샤프트(3)와, 유니버셜 조인트(4)를 통하여 스티어링 샤프트(3)에 연결되는 중간축(5)과, 중간축(5)에 유니버셜 조인트(6)를 통하여 연결되는 피니언축(7)과, 피니언축(7)의 단부 근방에 설치된 피니언(7a)에 맞물리는 랙(rack)(8a)을 가지고 자동차의 좌우 방향으로 연장되는 스티어링 샤프트으로서의 랙 바(8)를 가지고 있다. 피니언축(7) 및 랙 바(8)에 의해, 랙 앤 피니언 기구로 이루어지는 스티어링 기구(A)가 구성되어 있다.

랙 바(8)는 차체에 고정되는 하우징(9) 내에, 도시하지 않은 복수의 베어링을 통하여 직선 왕복이동 가능하게 지지되어 있다. 랙 바(8)의 양 단부는 하우징(9)의 양측으로 돌출하고, 각각의 단부에는 각각 지지봉(10)이 결합되어 있다. 각 지지봉(10)은 대응하는 너클 암(knuckle arm)(도시하지 않음)을 통하여 대응하는 스티어링 휠(11)에 연결되어 있다.

스티어링 부재(2)가 조작되어 스티어링 샤프트(3)가 회전되면, 이 회전이 피니언(7a) 및 랙(8a)에 의해, 자동차의 좌우 방향을 따른 랙 바(8)의 직선 운동으로 변환된다. 이로써, 스티어링 휠(11)의 스티어링이 달성된다.

스티어링 샤프트(3)는, 일단에 스티어링 부재(2)가 연결된 입력측의 제1스티어링 샤프트(3a)과, 피니언 축(7)에 이어지는 출력 측의 제2 스티어링 샤프트(3b)과, 제1 스티어링 샤프트(3a)과 제2 스티어링 샤프트(3b)을 동일 축선 상에서 상대 회전 가능하게 연결한 토션 바(12)를 구비하고 있다.

토션 바(12)를 통해 제1 스티어링 샤프트(3a)과 제2 스티어링 샤프트(3b)과의 사이의 상대 회전 변위량에 기초하여 스티어링 토크를 검출하는 토크 센서(13)가 설치되어 있다. 토크 센서(13)의 토크 검출 결과는, ECU(Electronic Control Unit: 전자 제어 유닛)(14)에 주어진다. ECU(14)에서는, 토크 검출 결과와, 도시하지 않은 차속 센서로부터 부여되는 차속 검출 결과 등에 기초하여, 구동 회로(15)를 통하여 스티어링 보조용의 전동 모터(16)를 구동 제어한다.

전동 모터(16)의 출력 회전이 전동 장치로서의 감속기(17)를 통하여 감속되어 피니언축(7)에 전달되고, 랙 바(8)의 직선 운동으로 변환되어, 스티어링을 보조한다. 감속기(17)는, 전동 모터(16)에 의해 회전 구동되는 구동 기어로서의 웜(18)과 이 웜(18)에 맞물리는 동시에 스티어링 샤프트(3)의 제2 스티어링 샤프트(3b)에 일체로 회전 가능하게 연결된 피동 기어(driven gear)로서의 웜 휠(19)을 구비하고 있다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 웜(18)은 전동 모터(16)의 회전축(20)과 동축 상에 배치된다. 웜(18)은, 웜의 축 길이 방향으로 이격되는 제1 단부(18a) 및 제2 단부(18b)와, 제1 단부(18a) 및 제2 단부(18b) 사이의 중간부에 톱니부(18c)를 가진다.

웜 휠(19)은, 스티어링 샤프트(3)의 제2 스티어링 샤프트(3b)의 축 방향 중간부에 일체로 회전 가능하고 또한 축 방향으로 이동 불가능하게 연결되어 있다. 웜 휠(19)은, 제2 스티어링 샤프트(3b)에 일체로 회전 가능하게 결합된 환형의 맨드릴(mandrel)(19a)과, 맨드릴(19a)의 주위를 에워싸고 외주에 톱니부(19c)를 형성한 합성 수지 부재(19b)를 구비한다. 맨드릴(19a)은, 예를 들면, 합성 수지 부재(19b)의 수지 성형 시에 금형(die) 내에 인서트되는 것이다.

웜(18)의 제1 단부(18a)와 이에 대향하는 전동 모터(16)의 회전축(20)(출력축)의 단부와는, 조인트(21)를 통하여 토크 전달 가능하게 또한 서로 요동 가능하게 연결되어 있다. 구체적으로는, 조인트(21)는, 전동 모터(16)의 회전축(20)에 일체로 회전 가능하고 또한 축 방향으로 이동 불가능하게 연결된 제1 걸어맞춤 부재(22)와, 웜(18)의 제1 단부(18a)에 일체로 회전 가능하고 또한 축 방향으로 이동 불가능하게 연결된 제2 걸어맞춤 부재(23)와, 제1 걸어맞춤 부재(22)와 제2 걸어맞춤 부재(23)와의 사이에 개재하고, 상기 걸어맞춤 부재(22, 23) 사이에 토크를 전달하는 탄성 부재(24)를 구비하고 있다.

제1 걸어맞춤 부재(22) 및 제2 걸어맞춤 부재(23)는, 서로의 걸어맞춤 돌기(221, 231)를 주위 방향에 교호적(交互的)으로 배치하고 있다. 도시하지 않지만, 탄성 부재(24)는, 환형의 주 몸체부로부터 방사상으로 연장되는 복수의 걸어맞춤 암(engagement arms)을 가지고 있다. 양 걸어맞춤 부재(22, 23)의 주위 방향으로 인접하는 걸어맞춤 돌기(221, 231) 사이에, 탄성 부재(24)의 대응하는 걸어맞춤 암이 협지되어 있다. 조인트(21)의 탄성 부재(24)가 탄성 변형되는 것에 의해, 회전축(20)에 대한 웜(18)의 요동이 허용되고 있다.

도 2의 일부를 확대한 도 3에 나타낸 바와 같이, 제2 걸어맞춤 부재(23)는, 웜(18)의 제1 단부(18a)에 일체로 회전 가능하고 또한 축 방향으로 이동 불가능하게 끼워맞추어진 보스(23a)와, 보스(23a)로부터 직경 방향 외측으로 연장되는 환형 플랜지(23b)를 구비하고 있다. 상기 걸어맞춤 돌기는, 환형 플랜지(23b)로부터 축 방향으로 연장되어 있다.

다시 도 2를 참조하면, 웜(18)의 제1 단부(18a)는, 제1 베어링(25)을 통하여 감속기(17)의 하우징(17a)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 웜(18)의 제2 단부(18b)는, 제2 베어링(26)을 통하여 감속기(17)의 하우징(17a)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 제1 베어링(25) 및 제2 베어링(26)은, 예를 들면, 볼 베어링에 의해 구성되어 있다. 웜(18)의 제1 단부(18a)에는, 웜(18)을 축 방향의 중립 위치로 가압하는 한 쌍의 탄성 부재(27A, 27B)가 배치되어 있다.

제1 베어링(25)은, 웜(18)의 제1 단부(18a)에, 일체로 회전 가능하게 끼워맞추어진 내부 링(28)과, 감속기(17)의 하우징(17a)에 설치된 베어링 유지공(29)에 부싱(30)을 통하여 유지된 외부 링(31)을 구비하고 있다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 외부 링(31)과 부싱(30)의 단부의 환형 플랜지(30a)가, 베어링 유지공(29)의 단부에 설치된 위치 결정 단부(段部)(32)와 베어링 유지공(29)에 나사 끼워맞추어진 지정 부재(33)와의 사이에서 축 방향으로 클램핑되어 있다. 이로써, 외부 링(31)의 축 방향 이동이 규제된다.

제1 베어링(25)의 내부 링(28)은, 웜(18)의 제1 단부(18a)의 외주에 일체로 회전 가능하게 끼워맞추어져 있다. 한 쌍의 탄성 부재(27A, 27B)는, 내부 링(28)을 축 방향으로 협지한 양측에 배치되어 있고, 웜(18)을 축 방향의 중립 위치로 가압하고 있다. 탄성 부재(27A, 27B)는, 예를 들면, 고무, 열가소성 엘라스토머 등의 탄성 재료로 형성된 부싱이다.

한쪽의 탄성 부재(27A)는, 웜(18)의 외주의 위치 결정 단부(34)와 맞닿은 환형의 수용판(35)과 내부 링(28)의 한쪽의 단면(端面)과 맞닿은 환형의 수용판(36)과의 사이에 개재되어 있다. 다른 쪽의 탄성 부재(27B)는, 내부 링(28)의 다른 쪽의 단면과 맞닿은 환형의 수용판(37)과 조인트(21)의 제2 걸어맞춤 부재(23)의 환형 플랜지(23b)와 맞닿은 수용판(38)과의 사이에 개재되어 있다. 각각의 수용판(35, 36, 37, 38)은, 예를 들면, 금속제이다.

제1 단부(18a)의 외주에는, 수용판(35) 및 한쪽의 탄성 부재(27A)가 끼워맞추어진 제1 환형 오목부(39)와, 내부 링(28)이 끼워맞추어진 제2 환형 오목부(40)와, 제2 걸어맞춤 부재(23)의 보스(23a)가 끼워맞추어진 제3 환형 오목부(41)가 설치되어 있다. 제1 환형 오목부(39), 제2 환형 오목부(40) 및 제3 환형 오목부(41)의 순서로, 외경(外徑)이 단계적으로 작게 되어 있다.

도 2 및 도 2의 일부를 확대한 도 4에 나타낸 바와 같이, 제2 베어링(26)의 내부 링(42)은, 웜(18)의 제2 단부(18b)의 외주에 설치된 제4 환형 오목부(43)에 일체로 회전 가능하게 끼워맞추어져 있다. 내부 링(42)의 한쪽의 단면이, 제2 단부(18b)의 외주에 설치된 위치 결정 단부(44)와 맞닿아 있고, 이로써, 웜(18)에 대한 내부 링(42)의 축 방향 이동이 규제되어 있다.

제2 베어링(26)의 외부 링(45)의 외주(45a)에는, 예를 들면, 폴리아세탈 등의 저마찰 수지로 이루어지는 환형의 합성 수지 부재(46)가 끼워맞춤에 의해 일체로 되어 있다. 합성 수지 부재(46)의 내주(46a)는, 외부 링(45)의 외주(45a)를 따르는 원통면으로 이루어진다. 합성 수지 부재(46)의 외주에 설치된 슬라이딩 접촉면(46b)의 축 방향 단면(斷面)(웜의 회전 중심(C1)을 포함하는 단면에 상당)은, 볼록 만곡면을 포함하는 크라우닝 형상을 가지고 있다.

제2 베어링(26)을 유지하기 위한 베어링 유지공(47)이 하우징(17a)에 설치되어 있다. 베어링 유지공(47)은, 제2 베어링(26)을, 웜(18)과 웜 휠(19)의 중심 간 거리(D1)[웜(18)의 회전 중심(C1)과 웜 휠(19)의 회전 중심(C2)과의 거리에 상당]가 증감할 방향(Y1, Y2)[증가하는 방향(Y1) 및 감소하는 방향(Y2)]으로 편의(bias) 가능하게 유지할 수 있는 편의공(bias bore)에 형성되어 있다.

베어링 유지공(47)의 내주와 제2 베어링(26)의 외부 링(27)에 일체화된 합성 수지 부재(46)의 외주의 슬라이딩 접촉면(46b)과의 사이에, 환형의 판 스프링(50)이 개재되어 있다. 판 스프링(50)은, 중심 간 거리(D1)가 감소하는 방향(Y2)으로 제2 베어링(26)을 가압한다.

판 스프링(50)은, 예를 들면, 금속판에 의해 형성되는 박판형(薄板形)의 부재이다. 도 2의 V―V 선을 따른 단면도인 도 5 및 사시도인 도 6을 참조하면, 판 스프링(50)은, 제2 베어링(26)의 외부 링(45)에 일체화된 합성 수지 부재(46)의 외주의 슬라이딩 접촉면(46b)을 둘러싸는 유단 환형을 이루는 주 몸체부(51)와, 주 몸체부(51)의 주위 방향의 단부인 제1 단부(51a) 및 제2 단부(51b)로부터 각각 절곡 상태로 연장 형성된 한 쌍의 회전 규제부(52)와, 각각의 회전 규제부(52)로부터 각각 절곡 상태로 연장되는 한 쌍의 캔틸레버형의 탄성 설편(53)을 포함한다. 각각의 회전 규제부(52)의 폭은 주 몸체부(51)의 폭보다 좁게 되어 있다. 주 몸체부(51)는, 마찰 걸어맞춤에 의해 하우징(17a)의 베어링 유지공(47)의 내주에 유지되어 있다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 판 스프링(50)의 주 몸체부(51)의 내주(51e)(원통면)가, 합성 수지 부재(46)의 슬라이딩 접촉면(46b)의 정상부(頂部)와 맞닿아 있다. 판 스프링(50)[판 스프링의 내주(51e)]과 합성 수지 부재(46)의 슬라이딩 접촉면(46b)과의 마찰력은, 판 스프링(50)과 하우징(17a)과의 마찰력보다 작다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 한 쌍의 탄성 설편(53)의 한쪽은 제1 사이드 에지(51c) 측에 배치되고, 다른 쪽의 탄성 설편(53)은 제2 사이드 에지(51d) 측에 배치되어, 서로 엇갈리도록 되어 있다.

다시 도 5를 참조하여, 하우징(17a)의 베어링 유지공(47)은, 구멍의 내주의 일부에, 제2 베어링(26)에 대하여 웜 휠(19) 측[중심 간 거리가 감소하는 방향(Y2)과는 반대의 방향], [중심 간 거리가 증가하는 방향(Y1)]에 대향하는 방향으로 오목한 수용 오목부(54)를 형성하고 있다. 판 스프링(50)의 각 탄성 설편(53)의 선단은, 베어링 유지공(47)의 수용 오목부(54)의 바닥부(54c)에 의해 수용되어 각 탄성 설편(53)의 가압력이, 제2 베어링(26)을 통하여 웜(18)의 제2 단부(18b)를, 상기 중심 간 거리(D1)가 감소하는 방향(Y2)으로 가압하고 있다.

수용 오목부(54)는 베어링 유지공(47)의 주위 방향(Z1)에 각각 대향하는 한 쌍의 내벽(54a, 54b)을 가지고 있고, 판 스프링(50)의 각각의 회전 규제부(52)는, 대응하는 내벽(54a, 54b)과 맞닿음으로써, 베어링 유지공(47)의 주위 방향(Z1)에서의, 판 스프링(50)의 회전을 규제한다.

본 실시형태에 의하면, 제2 베어링(26)의 외주[외부 링(45)의 외주(45a)]에 설치된 합성 수지 부재(46)의 외주의 슬라이딩 접촉면(46b)이, 판 스프링(50)[주 몸체부(51)의 내주(51e)]에 접촉되고 있으므로, 판 스프링(50)이 웜(18)의 축 방향(X1)의 이동을 방해하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 한 쌍의 탄성 부재(27A, 27B)에 의해 축 방향(X1)의 중립 위치로 가압된 웜(18)의 축 방향 이동이 매우 원활하게 되므로, 웜(18)이 구동력을 받고 있지 않는 미소 스티어링 시에 있어서도, 듀얼 베어링(25, 26)의 내부 간극에 의한 반동을 확실하게 제거하여 스티어링 필링을 향상시킬 수 있다.

또한, 판 스프링(50)과 합성 수지 부재(46)의 슬라이딩 접촉면(46b)과의 마찰력이, 판 스프링(50)과 하우징(17a)과의 마찰력보다 작으므로, 하우징(17a)에 유지된 판 스프링(50)이, 웜(18)의 축 방향(X1)의 이동을 방해하는 것을 확실하게 억제할 수 있다.

또한, 제1 베어링(25)[제1 베어링의 내부 링(28)]의 양측에 배치된 한 쌍의 탄성 부재(27A, 27B)가, 웜(18)을 축 방향(X1)으로 가압하고, 또한 판 스프링(50)이, 제2 베어링(26)의 주위를 에워싸서 웜(18)을 요동시킨다. 즉, 웜(18)을 축 방향(X1)으로 가압하는 기능과, 웜(18)을 직경 방향[웜 휠(19) 측]으로 가압하는 기능을, 웜(18)의 양단(both ends)에 배치하는 형식에 있어서, 미소 스티어링 시의 스티어링 필링을 향상시킬 수 있다.

또한, 노면으로부터의 역입력을 받았을 때, 합성 수지 부재(46)가, 역입력에 의한 충격을 완화하는 작용을 행한다. 따라서, 역입력시에 웜(18)과 웜 휠(19)의 맞물림부를 보호할 수 있다.

또한, 합성 수지 부재(46)의 슬라이딩 접촉면(46b)에 축 방향의 크라우닝[축 방향 단면에 있어서 볼록 만곡면을 포함하는 크라우닝]이 행해져 있으므로, 노면으로부터의 역입력에 의해 웜(18)이 요동할 때, 충분한 요동량을 확보할 수 있고, 이로써, 웜(18)의 반력을 억제할 수 있다. 또한, 크라우닝에 의해, 판 스프링(50)[판 스프링의 주 몸체부(51)의 내주(51e)]에 대한, 합성 수지 부재(46)의 슬라이딩 접촉면(46b)의 접촉 면적을 적게 할 수 있으므로, 웜(18)의 요동 및 축 방향 이동이 한층 원활하게 된다.

또한, 크라우닝을 가지는 슬라이딩 접촉면(46b)과 원통면[주 몸체부(51)의 내주(51e)]이 접촉하므로, 염가로 웜(18)의 요동과 축 방향 이동의 순조로움을 달성할 수 있다. 즉 구면(球面) 베어링을 사용하는 경우와 비교하여 현저하게 염가로 웜(18)의 원활한 요동(swing)을 허용할 수 있고, 또한 구면 베어링에서는 달성할 수 없는 웜(18)의 축 방향 이동을 원활하게 허용할 수 있다.

또한, 도 5를 참조하여, 제2 베어링(26)의 외주[합성 수지 부재(46)의 외주]를 에워싸는 유단 환형(open-ended annular)의 주 몸체부(51)의 주위 방향(Z1)의 모든 영역의 합력은, 제2 베어링(26)을 웜 휠(19)로부터 멀어지는 방향으로 가압하는 가압력(F1)이 된다. 한편, 한 쌍의 탄성 설편(53)이, 대응하는 회전 규제부(52)를 통하여, 제2 베어링(26)에, 웜 휠(19) 측을 향해 서로 역방향으로 경사지는 2방향으로부터 가압하는 가압력(F2, F3)을 인가하게 한다.

즉, 제2 베어링(26)이 판 스프링(50)에 의해 3방향으로부터 가압되므로, 가로 방향[중심 간 거리가 증감할 방향(Y1, Y2)에 대하여 직교하는 방향]의 반동에 대하여 제2 베어링(26)의 동작을 쉽게 억제한다. 이로써, 제2 베어링(26)과 하우징(17a)의 베어링 유지공(47)과의 반동에 기인하는 이상음의 발생을 억제할 수 있다.

도 7은, 제2 실시형태의 전동 파워 스티어링 장치의 개략적인 구성도이다. 도 7을 참조하면, 전동 파워 스티어링 장치(101)는, 스티어링 휠 등의 스티어링 부재(102)에 연결되는 스티어링 샤프트(103)와, 유니버셜 조인트(104)를 통하여 스티어링 샤프트(103)에 연결되는 중간축(105)과, 유니버셜 조인트(106)를 통하여 중간축(105)에 연결되는 피니언축(107)과, 피니언축(107)의 단부 근방에 설치된 피니언(107a)에 맞물리는 랙(108a)을 가지고, 자동차의 좌우 방향으로 연장되는 스티어링 샤프트으로서의 랙 바(108)를 가지고 있다. 피니언축(107) 및 랙 바(108)에 의해, 랙 앤 피니언 기구로 이루어지는 스티어링 기구(A2)가 구성되어 있다.

랙 바(108)는 차체에 고정되는 하우징(109) 내에, 도시하지 않은 복수의 베어링을 통하여 직선 왕복이동 가능하게 지지되어 있다. 랙 바(108)의 양 단부는 하우징(109)의 양측으로 돌출하고, 각각의 단부에는 각각 지지봉(110)이 결합되어 있다. 각 지지봉(110)은 대응하는 너클 암(도시하지 않음)을 통하여 대응하는 스티어링 휠(111)에 연결되어 있다.

스티어링 부재(102)가 조작되어 스티어링 샤프트(103)가 회전되면, 이 회전이 피니언(107a) 및 랙(108a)에 의해, 자동차의 좌우 방향을 따른 랙 바(108)의 직선 운동으로 변환된다. 이로써, 스티어링 휠(111)의 스티어링이 달성된다.

스티어링 샤프트(103)는, 스티어링 부재(102)가 일단에 연결된 입력측의 제1스티어링 샤프트(103a)와, 피니언축(107)에 이어지는 출력측의 제2 스티어링 샤프트(103b)와, 제1 스티어링 샤프트(103a)와 제2 스티어링 샤프트(103b)를 동일 축선 상에서 상대 회전 가능하게 연결한 토션 바(112)를 구비하고 있다.

토션 바(112)를 통해 제1 스티어링 샤프트(103a)와 제2 스티어링 샤프트(103b)와의 사이의 상대 회전 변위량에 기초하여 스티어링 토크를 검출하는 토크 센서(113)가 설치되어 있다. 토크 센서(113)의 토크 검출 결과는, ECU(Electronic Control Unit: 전자 제어 유닛)(114)에 주어진다. ECU(114)에서는, 토크 검출 결과나 도시하지 않은 차속 센서로부터 부여되는 차속 검출 결과 등에 기초하여, 구동 회로(115)를 통하여 스티어링 보조용의 전동 모터(116)를 구동 제어한다.

전동 모터(116)의 출력 회전이 전동 장치로서의 감속기(117)를 통하여 감속되어 피니언축(107)에 전달되고, 랙 바(108)의 직선 운동으로 전환되어, 스티어링이 보조된다. 감속기(117)는, 전동 모터(116)에 의해 회전 구동되는 구동 기어로서의 웜(118)과, 이 웜(118)에 맞물리는 동시에 스티어링 샤프트(103)의 제2 스티어링 샤프트(103b)에 일체로 회전 가능하게 연결된 피동 기어로서의 웜 휠(119)을 구비하고 있다.

도 8에 나타낸 바와 같이, 웜(118)은 전동 모터(116)의 회전축(120)과 동축 상에 배치된다. 웜(118)은, 웜의 축 방향(X1)에서 이격되는 제1 단부(118a) 및 제2 단부(118b)와, 제1 단부(118a) 및 제2 단부(118b) 사이의 중간부에 설치된 톱니부(118c)를 가진다.

웜 휠(119)은, 스티어링 샤프트(103)의 제2 스티어링 샤프트(103b)의 축 방향 중간부에 일체로 회전 가능하고 또한 축 방향으로 이동 불가능하게 연결되어 있다. 웜 휠(119)은, 제2 스티어링 샤프트(103b)에 일체로 회전 가능하게 결합된 환형의 맨드릴(119a)과 맨드릴(119a)의 주위를 에워싸고 외주에 톱니부(119c)를 형성한 합성 수지 부재(119b)를 구비한다. 맨드릴(119a)은, 예를 들면, 합성 수지 부재(119b)의 수지 성형 시에 금형 내에 인서트되는 것이다.

웜(118)의 제1 단부(118a)와 이에 대향하는 전동 모터(116)의 회전축(120)(출력축)의 단부는, 조인트(121)를 통하여 토크 전달 가능하게 또한 서로 요동 가능하게 연결되어 있다. 구체적으로는, 조인트(121)는, 전동 모터(116)의 회전축(120)에 일체로 회전 가능하고 또한 축 방향으로 이동 불가능하게 연결된 제1 걸어맞춤 부재(122)와, 웜(118)의 제1 단부(118a)에 일체로 회전 가능하고 또한 축 방향으로 이동 불가능하게 연결된 제2 걸어맞춤 부재(123)와, 제1 걸어맞춤 부재(122)와 제2 걸어맞춤 부재(123)의 사이에 개재되고, 상기 걸어맞춤 부재(122, 123) 사이에 토크를 전달하는 탄성 부재(124)를 구비하고 있다.

제1 걸어맞춤 부재(122)와 제2 걸어맞춤 부재(123)는, 서로의 걸어맞춤 돌기(1221, 1231)를 주위 방향에 교호적으로 배치하고 있다. 도시하지 않지만, 탄성 부재(124)는, 환형의 주 몸체부로부터 방사상으로 연장되는 복수의 걸어맞춤 암을 가지고 있다. 양 걸어맞춤 부재(122, 123)의 주위 방향으로 인접하는 걸어맞춤 돌기(1221, 1231) 사이에, 탄성 부재(124)의 대응하는 걸어맞춤 암이 협지되어 있다. 조인트(121)의 탄성 부재(124)가 탄성 변형되는 것에 의해, 회전축(120)에 대한 웜(118)의 요동이 허용되고 있다.

도 8의 일부를 확대한 도 9에 나타낸 바와 같이, 제2 걸어맞춤 부재(123)는, 웜(118)의 제1 단부(118a)에 일체로 회전 가능하고 또한 축 방향으로 이동 불가능하게 끼워맞추어진 보스(123a)와, 보스(123a)로부터 직경 방향 외측으로 연장되는 환형 플랜지(123b)를 구비하고 있다. 상기 걸어맞춤 돌기는, 환형 플랜지(123b)로부터 축 방향으로 연장되어 있다.

다시 도 8을 참조하면, 웜(118)의 제1 단부(118a)는, 제1 베어링(125)을 통하여 감속기(117)의 하우징(117a)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 웜(118)의 제2 단부(118b)는, 제2 베어링(126)을 통하여 감속기(117)의 하우징(117a)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 제1 베어링(125) 및 제2 베어링(126)은, 예를 들면, 볼베어링에 의해 구성되어 있다. 웜(118)의 제1 단부(118a)에는, 웜(118)을 축 방향(X1)의 중립 위치로 가압하는 한 쌍의 탄성 부재(127A, 127B)가 배치되어 있다.

제1 베어링(125)은, 웜(118)의 제1 단부(118a)에, 일체로 회전 가능하게 끼워맞추어진 내부 링(128)과, 감속기(117)의 하우징(117a)에 설치된 베어링 유지공(129)에 부싱(130)을 통하여 유지된 외부 링(131)을 구비하고 있다.

도 9에 나타낸 바와 같이, 외부 링(131)과 부싱(130)의 단부의 환형 플랜지(130a)가, 베어링 유지공(129)의 단부에 설치된 위치 결정 단부(132)와 베어링 유지공(129)의 입구에 나사 끼워맞추어진 지정 부재(133)와의 사이에서 축 방향으로 협지되어 있다. 이로써, 외부 링(131)의 축 방향 이동이 규제되어 있다.

제1 베어링(125)의 내부 링(128)은, 웜(118)의 제1 단부(118a)의 외주에 일체로 회전 가능하게 끼워맞추어져 있다. 한 쌍의 탄성 부재(127A, 127B)는, 내부 링(128)을 축 방향으로 협지한 양측에 배치되어 있고, 웜(118)을 축 방향(X1)의 중립 위치로 가압하고 있다. 탄성 부재(127A, 127B)는, 예를 들면, 고무, 열가소성 엘라스토머 등의 탄성 재료로 형성된 부싱이다.

한쪽의 탄성 부재(127A)는, 웜(118)의 외주의 위치 결정 단부(134)와 맞닿은 환형의 수용판(135)과 내부 링(128)의 한쪽의 단면과 맞닿은 환형의 수용판(136)과의 사이에 개재되어 있다. 다른 쪽의 탄성 부재(127B)는, 내부 링(128)의 다른 쪽의 단면과 맞닿은 환형의 수용판(137)과 조인트(121)의 제2 걸어맞춤 부재(123)의 환형 플랜지(123b)와 맞닿은 수용판(138)과의 사이에 개재되어 있다. 각각의 수용판(135, 136, 137, 138)은, 예를 들면, 금속제이다.

제1 단부(118a)의 외주에는, 수용판(135) 및 한쪽의 탄성 부재(127A)가 끼워맞추어진 제1 환형 오목부(139)와, 내부 링(128)이 끼워맞추어진 제2 환형 오목부(140)와, 제2 걸어맞춤 부재(123)의 보스(123a)가 끼워맞추어진 제3 환형 오목부(141)가 설치되어 있다. 제1 환형 오목부(139), 제2 환형 오목부(140) 및 제3 환형 오목부(141)의 순서로, 외경이 단계적으로 작게 되어 있다.

다시 도 8을 참조하여, 제2 베어링(126)의 내부 링(142)은, 웜(118)의 제2 단부(118b)의 외주에 설치된 제4 환형 오목부(143)에 일체로 회전 가능하게 끼워맞추어져 있다. 내부 링(142)의 한쪽의 단면이, 제2 단부(118b)의 외주에 설치된 위치 결정 단부(144)와 맞닿아 있고, 이로써, 웜(118)에 대한 내부 링(142)의 축 방향 이동이 규제되어 있다.

저마찰 수지층(146)이 제2 베어링(126)의 외주, 즉 외부 링(145)의 외주(145a)에 설치되어 있다. 저마찰 수지층(146)은, 예를 들면, 폴리아세탈 등의 저마찰 수지로 이루어지고, 끼워맞춤에 의해 외부 링(145)과 일체로 되어 있다. 저마찰 수지층(146)의 내주(146a)는, 외부 링(145)의 외주(145a)를 따르는 원통면으로 이루어진다. 저마찰 수지층(146)의 외주에 설치된 슬라이딩 접촉면(146b)에는, 축 방향의 크라우닝이 행해져 있다.

저마찰 수지층(146)이 설치된 제2 베어링(126)을 수용하기 위한 수용공(147)이 하우징(117a)에 설치되어 있다. 수용공(147)은, 저마찰 수지층(146)이 설치된 제2 베어링(126)을, 웜(118)과 웜 휠(119)의 중심 간 거리(D1)[웜(118)의 회전 중심(C1)과 웜 휠의 회전 중심(C2)과의 거리에 상당]가 증감할 방향(Y1, Y2)[증가하는 방향(Y1) 및 감소하는 방향(Y2)]으로 편의 가능하게 유지할 수 있는 편의공에 형성되어 있다.

전동 파워 스티어링 장치(101)는, 웜(118)과 웜 휠(119)과의 백래시를 제거하는 백래시 제거 기구(150)를 구비하고 있다.

도 8 및 도 8의 10―10선을 따른 단면도인 도 10에 나타낸 바와 같이, 백래시 제거 기구(150)는, 수용공(147)과 연통되도록 하우징(117a)에 설치된 지지공(151)과, 지지공(151)의 깊이 방향으로 슬라이딩 이동 가능하게 지지되고, 저마찰 수지층(146)과 맞닿는 압압(押壓) 부재(152)와, 지지공(151)의 단부를 밀봉하는 실링(sealing) 부재(153)와, 실링 부재(153)와 압압 부재(152)와의 사이에 개재되고, 압압 부재(152) 및 제2 베어링(126)을 통하여 웜(118)의 제2 단부(118b)를 웜 휠(119) 측[중심 간 거리(D1)가 감소하는 방향(Y2)]으로 탄성적으로 가압하는, 예를 들면, 압축 코일 스프링으로 이루어지는 가압 부재(154)를 구비하고 있다.

지지공(151)은, 웜 휠(119)과는 반대 방향으로 수용공(147)으로부터 연장되어 있다. 지지공(151)은, 하우징(117a)에 설치된 통형(筒形) 돌기(155)를 관통하고 있다. 실링 부재(153)는, 지지공(151)의 단부의 개구를 폐색하는 단벽(端壁)(153a)과 주위 측벽(153b)을 구비하고, 주위 측벽(153b)의 내주의 암나사부가, 통형 돌기(155)의 단부의 외주의 수나사부에 나사결합됨으로써, 실링 부재(153)가, 통형 돌기(155)에 고정되어 있다.

압압 부재(152)는, 평탄한 압압면(pressing surface)(152a)을 가지는 압압부(pressing portion)(152b)와, 압압부(152b)의 외주로부터 연장되고, 지지공(151)의 내주에 슬라이딩 이동 가능하게 지지된 통형부(152c)와, 압압부(152b)의 중앙부로부터 실링 부재(153) 측으로 연장되는 축부(shaft portion)(152d)를 구비하고 있다.

축부(152d)의 외주에는, 통형의 스프링 가이드(156)가 끼워맞추어져 있다. 스프링 가이드(156)는, 압축 코일 스프링으로 이루어지는 가압 부재(154) 내에 삽통(揷通)되고, 가압 부재(154)가 넘어지는 것을 억제하고 있다. 가압 부재(154)의 일단은, 스프링 가이드(156)의 외주와 통형부(152c)의 내주와의 사이에 배치되어 있다.

개재 부재로서의 가압 부재(154)와 개재 부재로서의 압압 부재(152)가, 하우징(117a)과 일체의 통형 돌기(155)에 고정된 실링 부재(153)와 저마찰 수지층(146)과의 사이에 개재되어 있다. 탄성 부재(127A, 127B)에 의해 축 방향(X1)으로 가압된 웜(118)이 축 방향(X1)으로 이동할 때, 저마찰 수지층(146)이 설치된 제2 베어링(126)이, 웜(118)으로 같이 이동한다.

이때, 저마찰 수지층(146)의 외주의 일부는, 백래시 제거 기구(150)의 압압면(152a)과 슬라이딩 접촉한다. 또한, 저마찰 수지층(146)의 외주의 다른 일부는, 수용공(147)의 내주와 슬라이딩 접촉한다. 지지공(151)은 수용공(147)의 일부를 구성하고, 저마찰 수지층(146)의 일부를 개재 부재[가압 부재(154), 압압 부재(152)]를 통하여 간접적으로 수용한다. 웜(118)에 부하가 걸려 있는 경우, 도 10의 위쪽으로 저마찰 수지층(146)과 수용공(147)이 슬라이딩 접촉한다. 웜 휠(119)이 마모된 경우, 도 10의 아래쪽으로 슬라이딩 접촉하는 것도 있다.

본 실시형태에 의하면, 제2 베어링(126)의 외주[외부 링(145)의 외주(145a)]에, 저마찰 수지층(146)이 형성되어 있으므로, 수용공(147)과 저마찰 수지층(146)과의 마찰 저항, 또는 개재 부재(압압 부재(152)와 저마찰 수지층(146)과의 마찰 저항을 저감할 수 있다. 따라서, 제1 베어링(125)의 양측의 한 쌍의 탄성 부재(127A, 127B)에 의해 축 방향(X1)으로 가압된 웜(118)의 축 방향 이동이, 매우 원활하게 되므로, 웜(118)이 구동력을 받고 있지 않은 미소 스티어링 시에 있어서도, 듀얼 베어링(125, 126)의 내부 간극에 의한 반동을 확실하게 제거하여 스티어링 필링을 향상시킬 수 있다. 또한, 노면으로부터의 역입력시의 충격을 저마찰 수지층(146)에 의해 완충할 수 있어 저소음을 실현할 수 있다.

또한, 저마찰 수지층(146)의 외주[슬라이딩 접촉면(146b)]에 축 방향(X1)의 크라우닝이 행해져 있으므로, 노면으로부터의 역입력에 의해 웜(118)이 요동할 때, 충분한 요동량을 확보할 수 있고, 이로써, 웜(118)의 반력의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 크라우닝에 의해, 가압 부재(154)와 저마찰 수지층(146)과의 접촉 면적을 적게 할 수 있으므로, 웜(118)의 요동 및 축 방향 이동이 한층 원활하게 된다.

본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 도 9의 실시형태에서는, 한 쌍의 탄성 부재(127A, 127B)를, 웜(118)의 축 방향(X1)에 대하여, 제1 베어링(125)의 내부 링(128)의 양측에 배치되어 있었다. 각 탄성 부재(127A, 127B)는, 제1 베어링(125)의 내부 링(128)과 웜(118)의 소정 부재와의 사이에 개재하고, 내부 링(128)에 대하여 웜(118)을 축 방향(X1)의 중립 위치에 탄성적으로 가압하고 있었다.

이 대신에, 도 11의 실시형태의 전동 파워 스티어링 장치(101A)에 나타낸 바와 같이, 한 쌍의 탄성 부재(127C, 127D)를, 웜(118)의 축 방향(X1)에 대하여, 제1 베어링(125)의 외부 링(131)의 양측에 배치해도 된다. 이 경우, 각 탄성 부재(127C, 127D)는, 제1 베어링(125)의 외부 링(131)과 하우징(117a)(하우징의 소정 부재)과의 사이에 개재되고, 제1 베어링(125)을 통하여, 웜(118)을 축 방향(X1)의 중립 위치에 탄성적으로 가압한다. 탄성 부재(127C, 127D)는, 예를 들면, 고무, 열가소성 엘라스토머 등의 탄성 재료로 형성된 부싱이다.

한쪽의 탄성 부재(127C)는, 하우징(117a)의 내주의 위치 결정 단부(160)와 맞닿은 환형의 수용판(161)과, 외부 링(131)의 한쪽의 단면과 맞닿은 환형의 수용판(162)과의 사이에 개재되어 있다. 다른 쪽의 탄성 부재(127D)는, 외부 링(131)의 다른 쪽의 단면과 맞닿은 환형의 수용판(163)과, 하우징(117a)의 나사부(117b)에 나사결합된 나사 부재(164)의 환형 플랜지(164a)와 맞닿은 수용판(165)과의 사이에 개재되어 있다. 각각의 수용판(161, 162, 163, 165)은, 예를 들면, 금속제이다.

하우징(117a)의 베어링 유지공(1129)에는, 수용판(161) 및 한쪽의 탄성 부재(127C)가 끼워맞추어진 제1 환형 오목부(166)와, 수용판(162) 및 외부 링(131)이 끼워맞추어진 제2 환형 오목부(167)와, 수용판(163) 및 나사 부재(164)의 통형 돌기(164b)가 끼워맞추어진 제3 환형 오목부(168)가 설치되어 있다. 제1 환형 오목부(166), 제2 환형 오목부(167) 및 제3 환형 오목부(168)의 순서로, 외경이 단계적으로 크게 되어 있다.

도 11의 실시형태의 구성 요소에 있어서, 도 7∼도 10의 실시형태의 구성 요소와 같은 구성 요소에는, 도 7∼도 10의 실시형태의 구성 요소의 참조 부호와 같은 참조 부호를 부여하고 있다. 도 11 실시형태에 있어서도, 웜(118)을 축 방향(X1)으로 가동(可動)하는 전동 파워 스티어링 장치(101A)에 있어서, 미소 스티어링 시에 양호한 스티어링 필링을 확보할 수 있다.

본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않고, 본 발명의 청구항에 기재된 범위 내에서 각종 변경을 행할 수 있다.

1…전동 파워 스티어링 장치, 2…스티어링 부재, 3…스티어링 샤프트, 16…전동 모터, 17…감속기, 17a…하우징, 18…웜, 18a…제1 단부, 18b…제2 단부, 19…웜 휠, 20…(전동 모터의) 회전축, 21…조인트, 25…제1 베어링, 26…제2 베어링, 27A, 27B…탄성 부재, 28…(제1 베어링의) 내부 링, 31…(제1 베어링의) 외부 링, 42…(제2 베어링의) 내부 링, 45…(제2 베어링의) 외부 링, 45a…외주(원통면), 46…합성 수지 부재, 46b…슬라이딩 접촉면, 47…베어링 유지공, 50…판 스프링, 51…주 몸체부, 51a, 51b…단부, 51e…내주(원통면), 52…회전 규제부, 53…탄성 설편, 54…수용 오목부, 54a, 54b…내벽, 54c…바닥부, C1…(웜의) 회전 중심, C2…(웜 휠의) 회전 중심, D1…중심 간 거리, F1, F2, F3…가압력, X1…(웜의) 축 방향, Y1…중심 간 거리가 증가하는 방향, Y2…중심 간 거리가 감소하는 방향, Z1…(베어링 유지공의) 주위 방향
101; 101A…전동 파워 스티어링 장치, 102…스티어링 부재, 103…스티어링 샤프트, 116…전동 모터, 117…감속기, 117a…하우징, 118…웜, 118a…제1 단부, 118b…제2 단부, 119…웜 휠, 120…(전동 모터의) 회전축, 121…조인트, 125…제1 베어링, 126…제2 베어링, 127A, 127B; 127C, 127D…탄성 부재, 128…(제1 베어링의) 내부 링, 131…(제1 베어링의 외부 링), 142…(제2 베어링의) 내부 링, 145…(제2 베어링의) 외부 링, 145a…외주(원통면), 146…저마찰 수지층, 146b…슬라이딩 접촉면, 147…수용공, 150…백래시 제거 기구, 152…압압 부재(개재 부재), 154…가압 부재(개재 부재), C1…(웜의) 회전 중심, C2…(웜 휠의) 회전 중심, D1…중심 간 거리, X1…(웜의) 축 방향, Y1…중심 간 거리를 증가하는 방향, Y2…중심 간 거리를 감소하는 방향

Claims (5)

1. 조인트(joint)를 통하여 전동 모터의 회전축에 요동(搖動) 가능하게 연결되고 또한 토크 전달 가능하게 연결된 제1 단부(端部) 및 상기 제1 단부의 반대측의 제2 단부를 가지는 웜(worm);
   상기 웜에 맞물리는 웜 휠(worm wheel);
   상기 웜 및 상기 웜 휠을 수용하는 하우징;
   상기 하우징에 유지되고, 상기 웜의 제1 단부를 회전 가능하게 지지하는 제1 베어링;
   상기 웜의 제2 단부를 회전 가능하게 지지하는 제2 베어링;
   상기 웜의 축 방향에 대하여 상기 제1 베어링의 양측에 배치되고, 상기 웜을 축 방향의 중립 위치에 탄성적으로 가압하는 한 쌍의 탄성 부재;
   상기 하우징에 마찰 걸어맞춤에 의해 유지되어 상기 제2 베어링의 주위를 에워싸고, 상기 제2 베어링을 통하여 상기 웜의 제2 단부를 상기 웜 휠 측으로 탄성적으로 가압하는 환형(環形)의 판 스프링(leaf spring); 및
   상기 제2 베어링의 외주에 설치되고, 상기 판 스프링에 접촉된 슬라이딩 접촉면을 가지는 합성 수지 부재
   를 포함하고,
   상기 판 스프링과 상기 합성 수지 부재의 슬라이딩 접촉면과의 마찰력이, 상기 판 스프링과 상기 하우징과의 마찰력보다 작게 되어 있는,
   전동 파워 스티어링 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 합성 수지 부재의 슬라이딩 접촉면은, 상기 웜의 회전 중심을 포함하는 단면에 있어서 볼록 만곡면(convex arcuate surface)을 포함하는 크라우닝 형상(crowning shape)을 가지고 있고,
   상기 판 스프링은, 상기 슬라이딩 접촉면이 슬라이딩 접촉하는 원통면을 포함하는, 전동 파워 스티어링 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 판 스프링은, 상기 합성 수지 부재의 슬라이딩 접촉면을 둘러싸는 유단 환형의 주 몸체부와, 상기 주 몸체부의 주위 방향의 한 쌍의 단부로부터 각각 절곡 상태로 연장 형성된 한 쌍의 회전 규제부와, 상기 한 쌍의 회전 규제부로부터 각각 연장된 캔틸레버형(cantilever-like)의 한 쌍의 탄성 설편(elastic tongue pieces)을 포함하고,
   상기 하우징은, 상기 판 스프링을 통하여 상기 제2 베어링을 유지하는 베어링 유지공을 포함하고,
   상기 베어링 유지공의 내주(inner periphery)는, 상기 제2 베어링에 대하여 상기 웜 휠 측과는 반대의 방향으로 오목한 수용 오목부(receiving recess)를 포함하고,
   상기 수용 오목부는, 상기 한 쌍의 탄성 설편의 선단을 수용하는 바닥부와, 상기 베어링 유지공의 주위 방향으로 대향하고, 상기 한 쌍의 회전 규제부에 각각 걸어맞추어져 상기 판 스프링의 회전을 규제하는 한 쌍의 내벽을 포함하고,
   상기 한 쌍의 탄성 설편은, 대응하는 회전 규제부 및 상기 주 몸체부의 대응하는 단부를 통하여, 상기 제2 베어링에, 상기 웜 휠 측을 향해 서로 역방향으로 경사지는 2방향으로부터 가압력을 부여하도록 구성되어 있는, 전동 파워 스티어링 장치.
4. 웜 및 웜 휠을 가지는 감속기;
   상기 웜을 구동하는 전동 모터;
   상기 감속기를 수용하는 하우징;
   상기 웜의 제1 단부를 회전 가능하게 지지하는 제1 베어링;
   상기 웜의 제2 단부를 회전 가능하게 지지하는 제2 베어링;
   상기 웜의 축 방향에 대하여 상기 제1 베어링의 양쪽에 위치하고, 상기 제1 베어링과 상기 하우징과의 사이, 또는 상기 제1 베어링과 웜과의 사이에 배치되고, 상기 웜을 축 방향으로 탄성 지지하는 한 쌍의 탄성 부재;
   상기 제2 베어링의 외주에 설치된 저마찰 수지층; 및
   상기 하우징에 설치되고, 상기 저마찰 수지층이 형성된 상기 제2 베어링을 축 방향으로 이동 가능하게 수용하여, 상기 저마찰 수지층 중 적어도 일부를 직접 또는 개재(介在) 부재를 통하여 간접적으로 수용하는 수용공;
   을 포함하는 전동 파워 스티어링 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 하우징에 지지되고, 상기 저마찰 수지층을, 상기 웜 및 상기 웜 휠의 중심 간 거리가 감소하는 방향으로 가압하는 가압 부재; 및
   상기 웜의 제1 단부와 상기 전동 모터의 회전축과의 사이에 배치되고, 양축을 요동 가능하게 연결하는 조인트;를 포함하고,
   상기 저마찰 수지층의 외주에, 축 방향의 크라우닝이 행해져 있는, 전동 파워 스티어링 장치.
   

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