KR20150138779A - 원형보조기구를 적용한 차량용 조향장치 유성기어 유격보상구조 - Google Patents

원형보조기구를 적용한 차량용 조향장치 유성기어 유격보상구조 Download PDF

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박정식
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Abstract

본 발명은 원형보조기구를 적용한 차량용 유성기어 유격보상구조에 관한 것으로서, 캐리어와, 상기 캐리어의 상부에 위치한 선기어, 상기 선기어에 외접하는 유성기어, 그리고 상기 유성기어에 내접하는 링기어로 구성된 기어부를 포함하고, 상기 기어부는, 기어간 유격을 보상하는 원형보조기구가 구성된 것을 특징으로 한다.
따라서 본 발명은 유성기어 앗세이에 구성된 기어에 원형보조기구를 장착하여, 유성기어 앗세이의 전체 길이와 무게를 감소시켜줄 수 있으며, 양방향 입력에 대한 기어간 유격을 보상해줄 수 있는 효과가 있다.
또한, 유성기어 앗세이에 구성된 기어에 원형보조기구를 장착하여, 출력축으로 전달되는 역입력에 의한 기어의 파손과, 래틀소음을 줄여줄 수 있는 효과가 있다.

Description

원형보조기구를 적용한 차량용 조향장치 유성기어 유격보상구조{Planetary system spacing compensation by circular component of steering apparatus for vehicle}
본 발명은 원형보조기구를 적용한 차량용 조향장치 유성기어 유격보상구조로서, 보다 상세하게는 유성기어 앗세이의 선기어, 유성기어, 링기어에 원형보조기구를 장착하여, 양방향 입력에 대한 기어간 유격 보상이 가능하고, 래틀 소음을 최소화할 수 있으며, 출력축으로 전달되는 역입력에 의한 기어의 파손과 래틀 소음을 줄여줄 수 있는 원형보조기구를 적용한 차량용 조향장치 유성기어 유격보상구조에 관한 것이다.
일반적으로 유성기어 앗세이는 선 기어와, 그리고 캐리어에 의해 지지되고, 상기 선 기어에 외접하는 유성기어 및 상기 유성기어가 내접하는 링기어를 포함하여 구성된다.
이러한 유성기어 앗세이는 간단하게 구성할 수 있으며, 선 기어, 유성기어 및 링기어로 이루어지는 각각의 구성 기어를 각각의 고정측, 입력측 또는 출력측으로 설정함으로써, 감속비(또는 증속비)를 용이하게 변경할 수 있는 장점이 있기 때문에 자동차의 조향장치에 많이 사용되고 있다.
그런데 이러한 유성기어 앗세이에 있어서, 선 기어의 톱니와 유성기어의 톱니 사이 및 유성기어의 톱니와 링기어의 톱니 사이에 유격(Backlash)이 존재하게 된다.
보다 구체적으로, 상기 유격은 한 기어의 톱니와 다른 기어의 톱니가 서로 맞물릴 때, 맞물린 톱니의 후방에 생기는 공간을 지칭한다.
한편, 구동기어와 종동기어가 맞물리는 기어장치에 있어서, 구동기어와 종동기어의 속도가 일정한 경우에는 문제가 없으나, 어떠한 이유로 인하여 속도가 일정하지 않게 되는 경우에는 기어간 유격으로 인하여, 래틀소음이 발생할 수 있다.
자동차의 조향장치의 경우, 기어간 유격으로 인하여 발생되는 래틀소음은 조향 시에 불쾌감을 일으키고, 기어의 톱니 마모가 진행됨에 따라 점점 증가된다.
따라서, 기어간 유격을 보상하여 래틀소음을 줄여줄 수 있는 유격보상구조가 연구되고 있다.
종래의 유격보상구조로는 US 등록특허 제6148684호(2000.11.21. 이하 '종래기술'이라 함.)의 '안티 백래쉬 기어'가 개시되어 있다.
상기 종래기술은 도 1 에 도시된 바와 같이, 구동기어(10)와, 상기 구동기어(10)와 동일 수의 톱니를 갖고 있는 종동기어(20)로 구성되어 있으며, 상기 기어(10, 20)에는 다수의 홀(30)이 형성되어 있다.
그리고, 원형의 로드 링(40)에 다수의 스프링 로드(50)가 장착되어 있고, 상기 스프링 로드(50)는 구동기어(10)와 종동기어(20)에 형성된 홀(30)에 관통되어 있다.
따라서, 구동기어(10)의 구동 시, 상기 스프링 로드(50)의 탄성변화를 통해서, 종동기어(20)가 기어간 유격을 보상해준다.
여기서, 종래기술은 기어간 유격을 보상하여, 래틀소음을 줄여주는 효과를 얻을 수 있으나, 로드 링과 스프링 로드, 그리고 별도의 다른 부품을 이용함으로써, 기어의 전체 구조가 두꺼워지고, 무게가 증가되는 문제점과, 부품수의 증가로 인하여, 제작비의 증가된다는 문제점이 있다.
US 등록특허 제6148684호
본 발명은 상기한 바와 같은 문제들을 해결하기 위해 안출된 것으로,
유성기어 앗세이의 전체 길이와 무게를 감소시키는 것을 하나의 목적으로 한다.
또한, 유격보상구조를 간편하게 구성하여 제작비 감소와 작업공수를 줄이는 것을 또 하나의 목적으로 한다.
이와 같이 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 원형보조기구를 적용한 차량용 조향장치 유성기어 유격보상구조는,
캐리어, 상기 캐리어의 상부에 위치한 선기어와, 상기 선기어에 외접하는 유성기어, 그리고 상기 유성기어에 내접하는 링기어로 구성된 기어부를 포함하고, 상기 기어부는, 기어간 유격을 보상하는 원형보조기구가 구성된 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 원형보조기구를 적용한 차량용 조향장치 유성기어 유격보상구조는,
유성기어 앗세이에 구성된 기어에 원형보조기구를 장착하여, 유성기어 앗세이의 전체 길이와 무게를 감소시켜주는 효과가 있다.
또한, 유성기어 앗세이에 구성된 기어에 원형보조기구를 장착하여, 양방향 입력에 대한 기어간 유격을 보상해줄 수 있는 효과가 있다.
또한, 유성기어 앗세이에 구성된 기어에 원형보조기구를 장착하여, 기어간 발생되는 마모를 줄여주고, 래틀소음을 줄여주는 효과가 있다.
또한, 유성기어 앗세이에 구성된 기어에 원형보조기구를 장착하여, 출력축으로 전달되는 역입력에 의한 기어의 파손과, 래틀소음을 줄여줄 수 있는 효과가 있다.
또한, 유성기어 앗세이에 구성된 기어에 원형보조기구를 장착하여, 기어간 유격을 보상하기 위한 유격보상구조가 간단해지고, 제작비 감소와 작업공수를 줄여줄 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 종래기술의 구조를 나타내기 위한 분해 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 원형보조기구를 적용한 차량용 조향장치 유성기어 유격보상구조의 사시도.
도 3 은 본 발명에 따른 원형보조기구를 적용한 차량용 조향장치 유성기어 유격보상구조에서 선기어의 사시도.
도 4 는 본 발명에 따른 원형보조기구를 적용한 차량용 조향장치 유성기어 유격보상구조에서 유성기어의 사시도.
도 5 는 본 발명에 따른 원형보조기구를 적용한 차량용 조향장치 유성기어 유격보상구조에서 링기어의 사시도.
도 6 은 도 2 의 A - A 섹션도.
도 7 은 본 발명에 따른 원형보조기구를 적용한 차량용 조향장치 유성기어 유격보상구조의 제 1 실시예.
도 8 은 본 발명에 따른 원형보조기구를 적용한 차량용 조향장치 유성기어 유격보상구조의 제 2 실시예.
도 9 는 본 발명에 따른 원형보조기구를 적용한 차량용 조향장치 유성기어 유격보상구조의 제 3 실시예.
이하, 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 도 2 는 본 발명에 따른 원형보조기구를 적용한 차량용 조향장치 유성기어 유격보상구조를 설명하기 위한 사시도로서,
캐리어(100)와, 상기 캐리어(100)의 상부에 위치한 선기어(210), 그리고 상기 선기어(210)에 외접하는 유성기어(220), 그리고 상기 유성기어(220)에 내접하는 링기어(230)로 구성된 기어부(200)를 포함하고 있다.
상기 캐리어(100)와 선기어(210)에 조향축(미도시)이 관통되어 있으며, 유성기어(220)에 관통된 고정축(400)은 캐리어(100)에 압입되어 있다.
상기 기어부(200)에는 링 형상의 원형보조기구(300)가 장착되어 있으며, 다음에 기재되지만, 상기 원형보조기구(300)는 탄성재질의 제 1 원형보조기구(310)와 스틸재질의 제 2 원형보조기구(310)로 구성되어 있다.
여기서, 기어부(200)에 제 1 원형보조기구(310)만 장착할 수 있고, 또는 상기 제 1 원형보조기구(310)에 제 2 원형보조기구(320)가 밀착되도록 장착될 수 있다.
도 3 내지 도 5 는 본 발명에 따른 원형보조기구를 적용한 차량용 조향장치 유성기어 유격보상구조에서 기어부(200)를 설명하기 위한 분해 사시도로서,
선기어(210)와 유성기어(220)는 중앙에 관통공(250)이 형성되어 있으며, 상기 선기어(210)와 유성기어(220)의 외주면 둘레에는, 단차가 형성된 걸림턱(240)이 구성되어 있다.
그리고 링기어(230)는 내주면 둘레에 단차가 형성된 걸림턱(240)이 구성되어 있으며, 상기 기어부(200)에 형성된 걸림턱(240)에 링 형상의 원형보조기구(300)가 장착된다.
도 6 은 도 2 의 A - A 섹션도로서, 본 발명에 따른 원형보조기구를 적용한 차량용 조향장치 유성기어 유격보상구조에서, 원형보조기구(300)가 장착된 기어부(200)의 단면을 나타낸다.
캐리어(100) 상부에 선기어(210)가 위치하고, 상기 선기어(210)는 유성기어(220)에 외접하고 있으며, 상기 유성기어(220)에 관통된 고정축(400)은 캐리어(100)에 압입되어 있다.
그리고 링기어(230)는 캐리어(100)의 둘레에 위치하고 있으며, 유성기어(220)에 내접하고 있다.
캐리어(100)를 기준으로 하여, 상기 선기어(210)와 유성기어(220)의 외주면 상부, 그리고 링기어의 내주면 상부에는, 단차가 형성된 걸림턱(240)이 구성되어 있고, 상기 걸림턱(240)에 원형보조기구(300)가 장착되어 있다.
이때, 상기 걸림턱(240)은 선기어(210)와 유성기어(220) 외주면과, 링기어(230)의 내주면 상부에 형성되어 있으나, 이에 한정하지 않고, 중간부 또는 하부에 형성될 수 있다.
상기 기어부(200)에 장착된 원형보조기구(300)는 상호 밀착되어 있으며, 조향축(미도시)의 구동에 의하여, 상기 기어부(200)가 회전하게 되면, 상기 원형보조기구(300) 또한 상호 연속적으로 밀착된 상태로 회전하게 된다.
따라서, 상기 기어부(200)에 장착된 원형보조기구(300)가 상호 연속적으로 밀착되어 회전함으로써, 조향축(미도시)의 양방향 구동에 대해, 기어 간 유격이 보상되어, 원활하고, 확실한 물림 상태를 유지할 수 있고, 기어간 마모를 줄여줄 수 있으며, 상기 원형보조기구(300)간 탄성변형에 의하여 기어간 요동이 상쇄되어, 래틀소음이 저감되는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 차량운행 시, 지면으로부터 전해지는 불특정 외력에 의한 역입력이 전륜측에 연결된 조향축(미도시)으로 전달되어, 기어에 요동이 생길 수 있다.
이 경우에도 상기 원형보조기구(300)간 탄성변형에 의하여, 기어에 발생되는 요동이 상쇄됨으로써, 기어의 파손과 래틀소음을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
도 7 은 본 발명에 따른 원형보조기구를 적용한 차량용 조향장치 유성기어 유격보상구조의 제 1 실시예를 나타내는 사시도로서,
캐리어(100)의 상부에 위치한 선기어(210)가 유성기어(220)에 외접하고 있으며, 상기 유성기어(220)가 링기어(230)에 내접하고 있으며, 상기 기어부(200)의 걸림턱(240)에 원형보조기구(300)가 상호 밀착되게 장착되어 있다.
상기 원형보조기구(300)는 탄성재질의 제 1 원형보조기구(310)와 표면이 매끄러운 스틸재질의 제 2 원형보조기구(320)로 구성되어 있으며, 본 실시예에서는, 기어부(200)에 제 1 원형보조기구(310)가 장착되어 있다.
따라서, 조향축(미도시)의 양방향 구동 시, 기어부(200)에 장착된 제 1 원형보조기구(310)가 상호 연속적으로 밀착되어 회전함으로써, 기어 간 유격이 보상되어, 원활하고, 확실한 물림 상태를 유지할 수 있고, 기어간 마모를 줄여줄 수 있으며, 상기 제 1 원형보조기구(310)간 탄성변형에 의해 기어간 요동이 상쇄되어, 래틀소음이 저감되는 효과를 얻을 수 있다.
하지만, 기어부(200)에 제 1 원형보조기구(310)만 장착될 경우, 상기 제 1 원형보조기구(310)의 마모진행이 빨라질 수 있는 문제점이 야기될 수 있으므로, 상기 문제점을 보완하기 위하여, 다음에 기재되는 제 2, 3 실시예와 같이, 상기 기어부(200)에 스틸재질의 제 2 원형보조기구(320)를 적용할 수 있다.
도 8 은 본 발명에 따른 원형보조기구를 적용한 차량용 조향장치 유성기어 유격보상구조의 제 2 실시예를 나타내는 사시도로서,
캐리어(100)의 상부에 위치한 선기어(210)가 유성기어(220)에 외접하고 있으며, 상기 유성기어(220)가 링기어(230)에 내접하고 있으며, 상기 기어부(200)의 걸림턱(240)에 원형보조기구(300)가 상호 밀착되게 장착되어 있다.
본 실시예에서는, 기어부(200)에 탄성재질의 제 1 원형보조기구(310)와 표면이 매끄러운 스틸재질의 제 2 원형보조기구(320)가 장착되어 있다.
여기서, 상기 제 2 원형보조기구(320)는 스틸재질에 한정하지 않고, 강성이 있고 표면이 매끄러운 재질이면 적용 가능하다.
상기 제 1 원형보조기구(310)는 탄성변형을 통하여, 기어에 발생되는 요동을 상쇄시켜주는 기능을 함으로서, 선기어(210)에 제 1 원형보조기구(310)가 장착되고, 상기 선기어(210)에 외접하는 유성기어(220)에는 제 2 원형보조기구(320)가 장착되며, 상기 유성기어(220)에 내접하는 링기어(230)에는 제 1 원형보조기구(310)가 장착된다.
따라서, 조향축(미도시)의 양방향 구동 시, 기어부(200)에 장착된 제 1 원형보조기구(310)와 제 2 원형보조기구(320)가 상호 연속적으로 밀착되어 회전함으로써, 기어 간 유격이 보상되어, 원활하고, 확실한 물림 상태를 유지할 수 있고, 기어간 마모를 줄여줄 수 있으며, 상기 제 1 원형보조기구(310)의 탄성변형에 의해 기어간 요동이 상쇄되어, 래틀소음이 저감되는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 기어부(200)에 제 1 원형보조기구(310)와 제 2 원형보조기구(320)가 장착되고, 상호 연속적으로 밀착되어 회전됨으로써, 제 1 원형보조기구(310)의 마모진행을 늦춰줄 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
도 9 는 본 발명에 따른 원형보조기구를 적용한 차량용 조향장치 유성기어 유격보상구조의 제 3 실시예를 나타내는 사시도로서,
캐리어(100)의 상부에 위치한 선기어(210)가 유성기어(220)에 외접하며, 상기 유성기어(220)가 링기어(230)에 내접하고, 상기 기어부(200)의 걸림턱(240)에 원형보조기구(300)가 상호 밀착되게 장착되어 있다.
본 실시예에서는, 기어부(200)에 탄성재질의 제 1 원형보조기구(310)와 스틸재질의 제 2 원형보조기구(320)가 장착되어 있다.
여기서, 상기 제 2 원형보조기구(320)는 스틸재질에 한정하지 않고, 강성이 있고 표면이 매끄러운 재질이면 적용 가능하다.
상기 제 1 원형보조기구(310)는 탄성변형을 통하여, 기어에 발생되는 요동을 상쇄시켜주는 기능을 함으로서, 선기어(210)에 제 2 원형보조기구(320)가 장착되고, 상기 선기어(210)에 외접하는 유성기어(220)에는 제 1 원형보조기구(310)가 장착된다.
그리고 상기 유성기어(220)에 내접하는 링기어(230)에는 제 2 원형보조기구(320)가 장착된다.
따라서, 조향축(미도시)의 양방향 구동 시, 기어부(200)에 장착된 제 1 원형보조기구(310)와 제 2 원형보조기구(320)가 상호 연속적으로 밀착되어 회전함으로써, 기어 간 유격이 보상되어, 원활하고, 확실한 물림 상태를 유지할 수 있고, 기어간 마모를 줄여줄 수 있으며, 상기 제 1 원형보조기구(310)의 탄성변형에 의해 기어간 요동이 상쇄되어, 래틀소음이 저감되는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 기어부(200)에 제 1 원형보조기구(310)와 제 2 원형보조기구(320)가 장착되고, 상호 연속적으로 밀착되어 회전됨으로써, 제 1 원형보조기구(310)의 마모진행을 늦춰줄 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
이상에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 원형보조기구를 적용한 차량용 조향장치 유성기어 유격보상구조를 설명함에 있어 특정 형상 및 방향을 위주로 설명하였으나, 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 구동기어 20 : 종동기어
30 : 홀 40 : 로드링
50 : 스프링로드
100 : 캐리어 200 : 기어부
210 : 선기어 220 : 유성기어
230 : 링기어 240 : 걸림턱
250 : 관통공 300 : 원형보조기구
310 : 제 1 원형보조기구 320 : 제 2 원형보조기구
400 : 고정축

Claims (6)

  1. 캐리어(100);
    상기 캐리어(100)의 상부에 위치한 선기어(210)와, 상기 선기어(210)에 외접하는 유성기어(220), 그리고 상기 유성기어(220)에 내접하는 링기어(230)로 구성된 기어부(200);를 포함하고,
    상기 기어부(200)는, 기어간 유격을 보상하는 원형보조기구(300)가 구성된 것을 특징으로 하는 원형보조기구를 적용한 차량용 조향장치 유성기어 유격보상구조.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 기어부(200)는
    둘레에 단차가 형성된 걸림턱(240)을 포함하는 것을 특징으로 하는 원형보조기구를 적용한 차량용 조향장치 유성기어 유격보상구조.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 원형보조기구(300)는 상기 걸림턱(240)에 장착되는 것을 특징으로 하는 원형보조기구를 적용한 차량용 조향장치 유성기어 유격보상구조.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 원형보조기구(300)는 상호 밀착되어 회전하는 것을 특징으로 하는 원형보조기구를 적용한 차량용 조향장치 유성기어 유격보상구조.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 원형보조기구(300)는
    탄성재질로 형성된 제 1 원형보조기구(310)와, 스틸재질로 형성된 제 2 원형보조기구(320)로 구성된 것을 특징으로 하는 원형보조기구를 적용한 차량용 조향장치 유성기어 유격보상구조.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 기어부(200)에는
    상기 제 1 원형보조기구(310)만 장착되거나, 상기 제 1 원형보조기구(310)에 제 2 원형보조기구(320)가 밀착되게 장착될 수 있는 것을 특징으로 하는 원형보조기구를 적용한 차량용 조향장치 유성기어 유격보상구조.
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