KR20170027937A - 전동식 조향장치 - Google Patents

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Abstract

전동식 조향장치에 대한 발명이 개시된다. 본 발명의 전동식 조향장치는: 출력 샤프트에 축결합되는 웜휠; 출력 샤프트에 수직하게 배치되고, 웜휠에 맞물리는 웜샤프트; 웜샤프트의 일측에 결합되는 샤프트 베어링부; 샤프트 베어링부가 끼워지고, 케이스에 지지되는 베어링 가이드부를 포함하고, 베어링 가이드부는, 샤프트 베어링부의 외측면을 둘러싸도록 설치되는 이너 가이드부; 이너 가이드부의 외측을 둘러싸고, 이너 가이드부와 이격되게 형성되는 아우터 가이드부; 이너 가이드부의 외측을 지지하도록 이너 가이드부와 아우터 가이드부 사이에 배치되는 갭유지 댐퍼부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전동식 조향장치{ELECRIC POWER STEERING APPARATUS}
본 발명은 전동식 조향장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 웜샤프트가 유동되는 것을 억제할 수 있는 전동식 조향장치에 관한 것이다.
일반적으로 전동식 조향장치는 모터부의 동력으로 조향력을 보조하는 장치이다. 전동식 조향장치는 조향력을 보조하는 모터부와, 모터부에 연결되는 웜샤프트와, 웜샤프트에 맞물리게 결합되는 웜휠과, 웜휠에 축결합되는 출력 샤프트를 포함한다. 웜샤프트와 출력 샤프트는 베어링에 의해 지지된다. 베어링은 베어링 가이드에 끼우지고, 베어링 가이드는 케이스에 지지된다. 베어링 가이드는 베어링을 지지한다.
그러나, 종래에는 베어링 가이드가 웜샤프트로부터 전달되는 진동 또는 충격에 의해 변형될 수 있다. 베어링 가이드가 변형됨에 따라 웜샤프트가 축방향 또는 반경방향으로 유동될 수 있다. 웜샤프트가 축방향 또는 반경방향으로 유동되면, 진동 및 충격의 흡수 성능이 저하되고, 소음이 증가될 수 있다. 또한, 웜샤프트가 유격됨에 따라 차량의 래틀 소음이 증가될 수 있다. 따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2014-0065578호(2014. 06. 30 공개, 발명의 명칭: 통합형 전동조향장치)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 웜샤프트가 유동되는 것을 억제할 수 있는 전동식 조향장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 전동식 조향장치는: 출력 샤프트에 축결합되는 웜휠; 상기 출력 샤프트에 수직하게 배치되고, 상기 웜휠에 맞물리는 웜샤프트; 상기 웜샤프트의 일측에 결합되는 샤프트 베어링부; 상기 샤프트 베어링부가 끼워지고, 케이스에 지지되는 베어링 가이드부를 포함하고, 상기 베어링 가이드부는, 상기 샤프트 베어링부의 외측면을 둘러싸도록 설치되는 이너 가이드부; 상기 이너 가이드부의 외측을 둘러싸고, 상기 이너 가이드부와 이격되게 형성되는 아우터 가이드부; 및 상기 이너 가이드부의 외측을 지지하도록 상기 이너 가이드부와 상기 아우터 가이드부 사이에 배치되는 갭유지 댐퍼부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 샤프트 베어링부의 폭방향 일측을 지지하도록 상기 이너 가이드부의 폭방향 일측에 형성되는 이너 댐퍼부를 더 포함할 수 있다.
상기 이너 댐퍼부를 지지하도록 상기 이너 댐퍼부의 상기 웜샤프트 반대측에 형성되는 스토퍼부를 더 포함할 수 있다.
상기 이너 가이드부에는 관통홀부가 형성되고, 상기 아우터 가이드부에는 상기 관통홀부를 통과하여 상기 샤프트 베어링부를 상기 웜휠 측으로 가압하도록 가압리브가 형성될 수 있다.
상기 가압리브는 상기 아우터 가이드부에서 상기 웜휠의 반대측에 배치될 수 있다.
상기 갭유지 댐퍼부는 상기 이너 가이드부에서 상기 가압리브의 양측에 배치될 수 있다.
상기 갭유지 댐퍼부는 상기 샤프트 베어링부의 직경방향 양측에 배치될 수 있다.
상기 이너 댐퍼부는 상기 이너 가이드부에서 상기 가압리브의 양측에 배치될 수 있다.
상기 갭유지 댐퍼부와 상기 이너 댐퍼부는 상기 샤프트 베어링부의 직경방향을 따라 나란하게 배치될 수 있다.
본 발명에 따르면, 갭유지 댐퍼부가 이너 가이드부의 외측을 지지하도록 이너 가이드부와 아우터 가이드부 사이에 배치되므로, 이너 가이드부가 웜샤프트의 반경방향으로 변형되거나 이동되는 것을 억제할 수 있다. 이너 가이드부의 변형 또는 이동이 억제되므로, 웜휠과 웜샤프트가 헐거워지거나 이격되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 차량의 래틀 소음을 방지하고, 웜휠과 웜샤프트가 유동됨에 의해 서로 마찰되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 이너 댐퍼부가 샤프트 베어링부의 폭방향 일측을 지지하므로, 샤프트 베어링부가 웜샤프트의 축방향으로 유동되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 차량의 래틀 소음, 웜휠과 웜샤프트의 마찰을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 스토퍼부가 이너 댐퍼부를 지지하므로, 샤프트 베어링부와 웜샤프트가 축방향으로 유동되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 가압리브가 샤프트 베어링부를 웜휠 측으로 가압하므로, 샤프트 베어링부가 웜휠 측에 보다 가깝게 위치될 수 있다. 따라서, 웜샤프트가 웜휠에 밀착되므로, 웜샤프트가 웜휠과 유격되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향장치를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향장치에서 베어링 가이드부를 도시한 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향장치에서 베어링 가이드부를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향장치에서 베어링 가이드부를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향장치에서 샤프트 베어링부와 베어링 가이드부의 결합 구조를 도시한 확대 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 전동식 조향장치의 일 실시예를 설명한다. 전동식 조향장치를 설명하는 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향장치를 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향장치에서 베어링 가이드부를 도시한 정면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향장치는 웜휠(110), 웜샤프트(120), 샤프트 베어링부(130) 및 베어링 가이드부(140)를 포함한다.
웜휠(110)은 출력 샤프트(115)에 축결합된다. 출력 샤프트(115)는 조향 칼럼(미도시)에 압입되고, 조향 칼럼은 조향 핸들(미도시)에 연결된다. 조향 핸들이 조작됨에 따라 조향 칼럼과 출력 샤프트(115)가 회전된다.
웜휠(110)의 중심부에는 출력 샤프트(115)가 압입된다. 웜휠(110)의 둘레에는 웜기어부(113)가 형성된다. 웜휠(110)은 원판 형태로 형성된다. 출력 샤프트(115)가 회전됨에 따라 웜휠(110)이 회전된다.
웜샤프트(120)는 출력 샤프트(115)에 수직하게 배치되고, 웜휠(110)의 웜기어부(113)에 맞물린다. 웜샤프트(120)의 외측면에는 웜기어부(113)에 맞물리도록 샤프트 기어부(123)가 형성된다. 샤프트 기어부(123)는 웜기어부(113)에 맞물리도록 나선형으로 형성된다.
웜샤프트(120)의 일측에는 샤프트 베어링부(130)가 설치된다. 샤프트 베어링부(130)는 케이스(100)에 의해 지지된다. 샤프트 베어링부(130)는 웜샤프트(120)를 회전 가능하도록 지지한다. 웜샤프트(120)의 타측에는 커넥터부(미도시)를 매개로 모터부(125)의 구동축이 연결된다. 커넥터부는 커넥터 베어링모듈(127)에 의해 지지된다.
베어링 가이드부(140)의 내측에는 샤프트 베어링부(130)가 끼워진다. 베어링 가이드부(140)는 케이스(100)에 의해 지지된다. 베어링 가이드부(140)는 전체적으로 환형으로 형성된다. 베어링 가이드부(140)의 일부분은 개방되게 형성된다. 베어링 가이드부(140)의 일부분이 개방되게 형성되므로, 베어링 가이드부(140)가 가압된 상태에서 케이스(100)의 안착부에 설치된다. 베어링 가이드부(140)에 가해진 압력이 해제되면, 베어링 가이드부(140)가 다시 벌어지게 된다.
베어링 가이드부(140)의 외측에는 샤프트 베어링부(130) 측으로 이물질이 유입되는 것을 차단하도록 베어링 커버(미도시)가 설치된다. 베어링 커버는 둘레부에 플랜지가 형성되는 원판 형태로 형성된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향장치에서 베어링 가이드부를 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향장치에서 베어링 가이드부를 도시한 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향장치에서 샤프트 베어링부와 베어링 가이드부의 결합 구조를 도시한 확대 단면도이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 베어링 가이드부(140)는 이너 가이드부(141), 아우터 가이드부(143) 및 갭유지 댐퍼부(146)를 포함한다.
이너 가이드부(141)는 샤프트 베어링부(130)의 외측면을 둘러싸도록 설치된다. 이너 가이드부(141)는 전체적으로 환형으로 형성되고, 일부분이 개방된다. 이너 가이드 부(141)는 샤프트 베어링부(130)의 외측면에 밀착되어 샤프트 베어링부(130)의 조립 공차를 감소시킨다.
아우터 가이드부(143)는 이너 가이드부(141)의 외측을 둘러싸고, 이너 가이드부(141)와 이격되게 형성된다. 아우터 가이드부(143)는 전체적으로 환형으로 형성되고, 일부분이 개방된다. 아우터 가이드부(143)의 개방 측 단부와 이너 가이드부(141)의 개방측 단부는 서로 연결된다. 따라서, 아우터 가이드부(143)와 이너 가이드부(141)가 일체로 형성된다. 아우터 가이드부(143)는 케이스(100)의 안착부에 의해 지지된다.
갭유지 댐퍼부(146)는 이너 가이드부(141)의 외측을 지지하도록 이너 가이드부(141)와 아우터 가이드부(143) 사이에 배치된다. 갭유지 댐퍼부(146)는 이너 가이드부(141)에 전달되는 진동 및 충격을 흡수할 수 있도록 쿠션 재질로 형성된다. 갭유지 댐퍼부(146)가 이너 가이드부(141)의 외측을 지지하므로, 웜샤프트(120)와 샤프트 베어링부(130)로부터 전달되는 진동이나 충격에 의해 이너 가이드부(141)가 웜샤프트(120)의 반경방향으로 변형되거나 이동되는 것을 억제할 수 있다. 이너 가이드부(141)의 변형 또는 이동이 억제되므로, 웜휠(110)의 웜기어부(113)와 웜샤프트(120)의 샤프트 기어부(123)가 헐거워지거나 이격되는 것을 방지할 수 있다.
따라서, 웜휠(110)과 웜샤프트(120)가 맞물려 회전될 때에 웜휠(110)과 웜샤프트(120)의 유격 소음이 발생되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 웜휠(110)과 웜샤프트(120)가 유격되면서 마모되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 웜휠(110)과 웜샤프트(120)의 맞물림이 헐거워지는 것을 방지하므로, 웜샤프트(120)가 축방향의 모터부(125) 반대측으로 이동되는 백래쉬 현상을 방지할 수 있다. 따라서, 웜샤프트(120)가 축방향으로 유동됨에 의해 래틀 소음이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
베어링 가이드부(140)는 샤프트 베어링부(130)의 폭방향 일측(모터부(125)의 반대측)을 지지하도록 이너 가이드부(141)의 폭방향 일측에 형성되는 이너 댐퍼부(147)를 더 포함한다. 이너 댐퍼부(147)는 샤프트 베어링부(130)로 전달되는 진동 및 충격을 흡수할 수 있도록 쿠션 재질로 형성된다. 이너 댐퍼부(147)가 샤프트 베어링부(130)의 폭방향 일측을 지지하므로, 샤프트 베어링부(130)가 웜샤프트(120)의 축방향(모터부(125)의 반대측)으로 유동되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 차량의 래틀 소음이 발생되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 웜휠(110)과 웜샤프트(120)가 유동됨에 의해 서로 마찰되는 것을 방지할 수 있다.
베어링 가이드부(140)는 이너 댐퍼부(147)를 지지하도록 이너 댐퍼부(147)의 웜샤프트(120) 반대측에 형성되는 스토퍼부(148)를 더 포함한다. 스토퍼부(148)가 이너 댐퍼부(147)를 지지하므로, 샤프트 베어링부(130)가 웜샤프트(120)의 축방향으로 유동되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 차량의 래틀 소음이 발생되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 웜샤프트(120)가 유동됨에 의해 웜휠(110)과 웜샤프트(120)가 서로 마찰되는 것을 방지할 수 있다.
이너 가이드부(141)에는 관통홀부(142)가 형성되고, 아우터 가이드부(143)에는 관통홀부(142)를 통과하여 샤프트 베어링부(130)를 웜휠(110) 측으로 가압하도록 가압리브(144)가 형성된다. 가압리브(144)는 아우터 가이드부(143)의 내측면에 대하여 경사지게 형성된다. 가압리브(144)가 샤프트 베어링부(130)를 웜휠(110) 측으로 가압하므로, 샤프트 베어링부(130)가 웜휠(110) 측에 보다 가깝게 위치될 수 있다. 샤프트 베어링부(130)가 웜휠(110) 측에 가까워짐에 따라 웜샤프트(120)가 웜휠(110)에 밀착되므로, 웜샤프트(120)가 웜휠(110)과 유격되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 웜샤프트(120)가 축방향으로 유동되는 백래쉬 현상을 방지할 수 있으므로, 차량의 래틀 소음이 발생되는 것을 방지할 수 있고, 웜샤프트(120)가 유동됨에 의해 웜샤프트(120)와 웜휠(110)이 서로 마찰되는 것을 방지할 수 있다.
가압리브(144)는 아우터 가이드부(143)에서 웜휠(110)의 반대측에 배치된다. 가압리브(144)가 웜휠(110)의 반대측에 배치되므로, 가압리브(144)가 샤프트 베어링부(130)를 웜휠(110) 측으로 가압할 수 있다. 따라서, 샤프트 베어링부(130)가 웜휠(110) 측으로 가까워짐에 의해 웜샤프트(120)가 웜휠(110)에 밀착되므로, 웜샤프트(120)가 웜휠(110)과 유격되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 웜샤프트(120)가 축방향으로 유동되는 백래쉬 현상을 방지할 수 있다.
갭유지 댐퍼부(146)는 이너 가이드부(141)에서 가압리브(144)의 양측에 배치된다. 따라서, 가압리브(144)는 샤프트 베어링부(130)를 웜휠(110) 측으로 가압하고, 갭유지 댐퍼부(146)는 이너 가이드부(141)가 변형 또는 이동되는 것을 억제할 수 있다. 이너 가이드부(141)가 변형 또는 이동되는 것을 억제할 수 있으므로, 웜샤프트(120)가 웜휠(110)에서 유격되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 웜샤프트(120)의 백래쉬 현상을 방지하고, 웜샤프트(120)와 웜휠(110)이 마모되는 것을 억제할 수 있다.
갭유지 댐퍼부(146)는 샤프트 베어링부(130)의 직경방향 양측에 배치된다. 갭유지 댐퍼부(146)는 웜샤프트(120)의 회전축을 중심으로 가압리브(144)와 90° 정도 이격되는 위치에 배치될 수 있다. 따라서, 이너 가이드부(141)가 샤프트 베어링부(130)의 직경방향 양측에서 대칭되게 지지되므로, 이너 가이드부(141)가 변형되거나 이동되는 것을 억제할 수 있다.
이너 댐퍼부(147)는 이너 가이드부(141)에서 가압리브(144)의 양측에 배치된다. 이때, 갭유지 댐퍼부(146)와 이너 댐퍼부(147)는 샤프트 베어링부(130)의 직경방향을 따라 나란하게 배치된다. 이너 댐퍼부(147)가 갭유지 댐퍼부(146)와 샤프트 베어링부(130)의 직경방향으로 나란하게 배치되므로, 이너 가이드부(141)에서 지지력이 가장 큰 부분에 이너 댐퍼부(147)가 배치될 수 있다. 따라서, 이너 가이드부(141)가 샤프트 베어링부(130)의 폭방향 일측을 보다 안정적으로 지지할 수 있으므로, 웜샤프트(120)가 축방향으로 유동되는 것을 방지할 수 있다.
상기와 같이, 갭유지 댐퍼부(146)가 이너 가이드부(141)의 외측을 지지하도록 이너 가이드부(141)와 아우터 가이드부(143) 사이에 배치되므로, 이너 가이드부(141)가 웜샤프트(120)의 반경방향으로 변형되거나 이동되는 것을 억제할 수 있다. 이너 가이드부(141)의 변형 또는 이동이 억제되므로, 웜휠(110)의 웜기어부(113)와 웜샤프트(120)의 샤프트 기어부(123)가 헐거워지거나 이격되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 차량의 래틀 소음을 방지하고, 웜휠(110)과 웜샤프트(120)가 유동됨에 의해 서로 마찰되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 이너 댐퍼부(147)가 샤프트 베어링부(130)의 폭방향 일측을 지지하므로, 샤프트 베어링부(130)가 웜샤프트(120)의 축방향으로 유동되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 차량의 래틀 소음, 웜휠(110)과 웜샤프트(120)의 마찰이 감소될 수 있다.
또한, 스토퍼부(148)가 이너 댐퍼부(147)를 지지하므로, 샤프트 베어링부(130)와 웜샤프트(120)가 축방향으로 유동되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 가압리브(144)가 샤프트 베어링부(130)를 웜휠(110) 측으로 가압하므로, 샤프트 베어링부(130)가 웜휠(110) 측에 보다 가깝게 위치될 수 있다. 샤프트 베어링부(130)가 웜휠(110) 측에 가까워짐에 따라 웜샤프트(120)가 웜휠(110)에 밀착되므로, 웜샤프트(120)가 웜휠(110)과 유격되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
110: 웜휠 113: 웜기어부
115: 출력 샤프트 120: 웜샤프트
123: 샤프트 기어부 125: 모터부
127: 커넥터 베어링모듈 130: 샤프트 베어링부
140: 베어링 가이드부 141: 이너 가이드부
142: 관통홀부 143: 아우터 가이드부
144: 가압리브 146: 갭유지 댐퍼부
147: 이너 댐퍼부 148: 스토퍼부

Claims (9)

  1. 출력 샤프트에 축결합되는 웜휠;
    상기 출력 샤프트에 수직하게 배치되고, 상기 웜휠에 맞물리는 웜샤프트;
    상기 웜샤프트의 일측에 결합되는 샤프트 베어링부;
    상기 샤프트 베어링부가 끼워지고, 케이스에 지지되는 베어링 가이드부를 포함하고,
    상기 베어링 가이드부는,
    상기 샤프트 베어링부의 외측면을 둘러싸도록 설치되는 이너 가이드부;
    상기 이너 가이드부의 외측을 둘러싸고, 상기 이너 가이드부와 이격되게 형성되는 아우터 가이드부; 및
    상기 이너 가이드부의 외측을 지지하도록 상기 이너 가이드부와 상기 아우터 가이드부 사이에 배치되는 갭유지 댐퍼부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 샤프트 베어링부의 폭방향 일측을 지지하도록 상기 이너 가이드부의 폭방향 일측에 형성되는 이너 댐퍼부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 이너 댐퍼부를 지지하도록 상기 이너 댐퍼부의 상기 웜샤프트 반대측에 형성되는 스토퍼부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 이너 가이드부에는 관통홀부가 형성되고,
    상기 아우터 가이드부에는 상기 관통홀부를 통과하여 상기 샤프트 베어링부를 상기 웜휠 측으로 가압하도록 가압리브가 형성되는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 가압리브는 상기 아우터 가이드부에서 상기 웜휠의 반대측에 배치되는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 갭유지 댐퍼부는 상기 이너 가이드부에서 상기 가압리브의 양측에 배치되는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 갭유지 댐퍼부는 상기 샤프트 베어링부의 직경방향 양측에 배치되는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치.
  8. 제5 항에 있어서,
    상기 이너 댐퍼부는 상기 이너 가이드부에서 상기 가압리브의 양측에 배치되는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 갭유지 댐퍼부와 상기 이너 댐퍼부는 상기 샤프트 베어링부의 직경방향을 따라 나란하게 배치되는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치.
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