KR20170034248A - 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; 웜샤프트에 결합되는 샤프트 베어링; 샤프트 베어링을 지지하도록 케이스에 설치되는 베어링 커버; 샤프트 베어링을 베어링 커버에 구속하도록 베어링 커버에서 돌출되게 형성되는 후크부; 및 후크부를 웜휠 측으로 가압하도록 후크부의 외측에 설치되는 가압부를 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 슬라이딩 댐퍼에 끼우지고, 슬라이딩 댐퍼는 케이스에 지지된다. 웜휠의 반대측에는 슬라이딩 댐퍼를 웜휠 측으로 가압하도록 가압장치가 설치된다. 가압장치는 슬라이딩 댐퍼에 접촉되는 슬라이딩 핀과, 슬라이딩 핀을 슬라이딩 댐퍼 측으로 가압하도록 설치되는 코일 스프링과, 코일 스프링이 수용되는 플러그를 포함한다. 슬라이딩 댐퍼의 일측에는 베어링과 슬라이딩 댐퍼를 지지하도록 엔드 커버가 설치된다.
그러나, 종래에는 웜샤프트가 유동되는 것을 억제할 수 있도록 슬라이딩 댐퍼, 가압장치 및 엔드 커버 등이 설치되므로, 감속기의 구조와 조립 공정이 복잡해지고, 품질 관리 대상이 증가될 수 있다.
또한, 엔드 커버가 웜샤프트의 일측을 지지하도록 설치되므로, 차량의 조타방향에 따라 웜샤프트의 유동성이 차이가 발생된다. 예를 들면, 웜샤프트의 일측에 엔드 커버가 설치되므로, 차량이 일측으로 조타되는 경우 엔드 커버가 웜샤프트의 일방향 유동을 제한한다. 반면, 웜샤프트의 타측에 엔드 커버가 설치되지 않으므로, 차량이 타방향으로 조타되는 경우 웜샤프트의 타방향 유동이 상대적으로 커지게 된다. 웜샤프트가 축방향으로 유동됨에 따라 차량의 래틀 소음이 증가될 수 있다. 또한, 웜샤프트와 웜휠의 마찰 및 작동 소음이 차량의 조타 방향에 따라 편차가 발생되므로, 차량의 성능 및 품질에 관한 산포의 요인이 된다.
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 웜샤프트에 결합되는 샤프트 베어링; 상기 샤프트 베어링을 지지하도록 케이스에 설치되는 베어링 커버; 상기 샤프트 베어링을 상기 베어링 커버에 구속하도록 상기 베어링 커버에서 돌출되게 형성되는 후크부; 및 상기 후크부를 상기 웜휠 측으로 가압하도록 상기 후크부의 외측에 설치되는 가압부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 후크부는 상기 베어링 커버에서 연장되고, 상기 샤프트 베어링을 구속하도록 상기 웜휠의 반대측에 형성되고, 상기 가압부에 의해 상기 웜휠 측으로 가압되는 가압 후크; 및 상기 샤프트 베어링의 둘레부를 구속하도록 상기 베어링 커버에 형성되는 구속 후크를 포함할 수 있다.
상기 구속 후크는 상기 샤프트 베어링의 둘레부를 따라 복수 형성될 수 있다.
상기 가압부는 상기 베어링 커버의 둘레부에 상기 후크부와 이격되게 형성되고, 상기 케이스에 의해 지지되는 서포터부; 및 상기 후크부를 상기 웜휠 측으로 가압하도록 상기 서포터부와 상기 후크부 사이에 배치되는 탄성부재를 포함할 수 있다.
상기 후크부는 상기 베어링 커버에서 상기 웜휠의 반대측에 형성되는 가압 후크를 포함하고, 상기 서포터부는 상기 가압 후크와 이격되게 형성되고, 상기 탄성부재는 상기 가압 후크를 상기 샤프트 베어링 측으로 가압하도록 상기 서포터부와 상기 가압 후크 사이에 배치될 수 있다.
상기 서포터부는 상기 케이스에 지지될 수 있다.
상기 케이스에는 상기 서포터부가 삽입되도록 삽입홈부가 형성될 수 있다.
상기 서포터부는 상기 베어링 커버에서 상기 웜샤프트 측으로 연장되고, 상기 웜휠의 반대편에 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 샤프트 베어링을 구속하는 후크부와 가압부가 베어링 커버에 형성되므로, 감속기의 구조와 조립 공정이 단순해지고, 품질 관리 대상이 감소될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 후크부가 샤프트 베어링을 베어링 커버에 구속하므로, 샤프트 베어링과 웜샤프트의 양측 유동성이 거의 동일해진다. 샤프트 베어링의 축방향 양측 유동성이 거의 동일해지므로, 웜휠과 웜샤프트 사이의 마찰 및 작동 소음이 차량의 조타 방향에 따라 편차가 발생되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 가압부가 후크부를 웜휠 측으로 가압하므로, 웜샤프트가 샤프트 베어링에 의해 웜휠 측으로 가압될 수 있다. 따라서, 웜샤프트가 웜휠에서 이격되는 것을 방지할 수 있으므로, 차량의 래틀 소음이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 탄성부재가 후크부의 가압 후크를 웜휠 측으로 가압하도록 서포터부와 가압 후크 사이에 배치되므로, 웜샤프트가 웜휠에서 이격되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 차량의 래틀 소음을 감소시키고, 웜샤프트와 웜휠 사이의 마찰을 저하시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향장치를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향장치의 베어링 커버, 후크부 및 가압부를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향장치의 베어링 커버, 후크부 및 가압부에 의해 샤프트 베어링이 구속되는 상태를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향장치의 베어링 커버에 샤프트 베어링이 조립되는 구조를 도시한 분해 사시도이다.
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 조향장치의 베어링 커버, 후크부 및 가압부를 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향장치의 베어링 커버, 후크부 및 가압부에 의해 샤프트 베어링이 구속되는 상태를 도시한 사시도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향장치의 베어링 커버에 샤프트 베어링이 조립되는 구조를 도시한 분해 사시도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향장치는 웜휠(110), 웜샤프트(120), 샤프트 베어링(130), 베어링 커버(140), 후크부(150) 및 가압부(160)를 포함한다. 웜휠(110), 웜샤프트(120) 등은 전동식 조향장치의 감속기를 구성한다.
웜휠(110)에는 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 배치된다. 웜샤프트(120)의 외측면에는 웜휠(110)의 웜기어부(113)에 맞물리도록 샤프트 기어부(123)가 형성된다. 샤프트 기어부(123)는 웜기어부(113)에 맞물리도록 나선형으로 형성된다.
웜샤프트(120)의 일측에는 샤프트 베어링(130)이 설치된다. 샤프트 베어링(130)은 케이스(100)에 의해 지지된다. 샤프트 베어링(130)은 웜샤프트(120)를 회전 가능하도록 지지한다. 웜샤프트(120)의 타측에는 커넥터부(미도시)를 매개로 모터부(125)의 구동축이 연결된다. 커넥터부는 베어링 모듈(127)에 의해 지지된다.
베어링 커버(140)는 샤프트 베어링(130)의 일측을 지지하도록 케이스(100)에 설치된다. 베어링 커버(140)에는 샤프트 베어링(130)의 외경과 동일한 직경을 갖는 원판 형태의 접촉단부(141)가 형성된다. 접촉단부(141)는 베어링 커버(140)의 웜샤프트(120) 측 일면과 단차지게 형성된다.
베어링 커버(140)의 둘레부는 케이스(100)의 안착홈부(미도시)에 안착된다. 안착홈부는 웜샤프트(120)의 원주방향을 따라 링형태로 형성된다. 베어링 커버(140)는 샤프트 베어링(130)과 웜샤프트(120)가 웜샤프트(120)의 축방향 일측으로 유동되는 것을 제한한다. 또한, 베어링 커버(140)는 웜휠(110)과 웜샤프트(120)가 설치되는 공간으로 이물질이 침투되는 것을 방지한다.
후크부(150)는 샤프트 베어링(130)을 베어링 커버(140)에 구속하도록 베어링 커버(140)에서 돌출되게 형성된다. 후크부(150)는 베어링 커버(140)에서 웜샤프트(120) 측으로 돌출된다. 후크부(150)가 샤프트 베어링(130)을 베어링 커버(140)에 구속하므로, 샤프트 베어링(130)과 웜샤프트(120)가 웜샤프트(120)의 축방향 양측으로 유동되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 후크부(150)가 샤프트 베어링(130)을 베어링 커버(140)에 구속하므로, 샤프트 베어링(130)의 양측 유동성(도 1에서 웜샤프트(120)의 축방향 좌우 유동성)이 거의 동일해진다. 샤프트 베어링(130)의 축방향 좌우 유동성이 거의 동일해지므로, 웜휠(110)과 웜샤프트(120) 사이의 마찰 및 작동 소음이 차량의 조타 방향에 따라 편차가 발생되는 것을 억제할 수 있다. 다시 말해, 차량이 일측으로 조타되는 경우와 타방향으로 조타되는 경우에, 후크부(150)가 샤프트 베어링(130)의 일측 유격 거리(도 1의 우측 유격 거리)와 타측 유격 거리(도 1의 좌측 유격 거리)를 동일하게 제한한다. 샤프트 베어링(130)의 양측 유동 편차를 해소할 수 있으므로, 웜샤프트(120) 역시 축방향 양측 유동 편차가 해소될 수 있다. 따라서, 차량의 성능 및 품질에 대한 산포 요인이 해소될 수 있다.
후크부(150)는 가압 후크(151)와 구속 후크(155)를 포함한다. 가압 후크(151)는 베어링 커버(140)에서 웜휠(110)의 반대측에 샤프트 베어링(130)을 구속하도록 형성된다. 가압 후크(151)의 단부에는 샤프트 베어링(130)의 둘레부가 걸리도록 가압 돌기부(152)가 형성된다. 구속 후크(155)는 베어링 커버(140)에서 샤프트 베어링(130)의 둘레부를 구속하도록 형성된다. 구속 후크(155)의 단부에는 샤프트 베어링(130)의 둘레부가 걸리도록 구속 돌기부(156)가 형성된다. 가압 후크(151)와 구속 후크(155)는 웜샤프트(120)의 길이방향과 나란하도록 웜샤프트(120) 측으로 연장된다. 가압 후크(151)와 구속 후크(155)의 외측면은 케이스(100)에 의해 지지된다.
가압 후크(151)와 구속 후크(155)가 샤프트 베어링(130)의 둘레에 밀착된 상태로 설치되므로, 샤프트 베어링(130)이 웜샤프트(120)의 축방향과 수직한 방향으로 유동되는 것을 억제할 수 있다. 가압 후크(151)와 구속 후크(155)가 베어링 커버(140)의 접촉단부(141)에 샤프트 베어링(130)을 밀착시키도록 샤프트 베어링(130)을 구속하므로, 샤프트 베어링(130)이 웜샤프트(120)의 축방향으로 유동되는 것을 억제할 수 있다.
가압 후크(151)는 베어링 커버(140)에서 웜휠(110)의 반대측에 하나 형성된다. 구속 후크(155)는 샤프트 베어링(130)의 둘레부를 따라 복수 형성된다. 또한, 구속 후크(155)는 샤프트 베어링(130)의 직경방향 양측에 형성된다. 2개의 구속 후크(155)는 가압 후크(151)와 등간격으로 이격되게 배치된다. 구속 후크(155)가 복수 형성되므로, 샤프트 베어링(130)의 복수의 부분이 구속 후크(155)에 의해 지지될 수 있다.
가압부(160)는 후크부(150)를 웜휠(110) 측으로 가압하도록 후크부(150)의 외측에 설치된다. 가압부(160)가 후크부(150)를 웜휠(110) 측으로 가압하므로, 웜샤프트(120)가 샤프트 베어링(130)에 의해 웜휠(110)측으로 가압될 수 있다. 따라서, 웜샤프트(120)가 웜휠(110)에서 이격되는 것을 방지할 수 있으므로, 차량의 래틀 소음이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
가압부(160)는 서포터부(161) 및 탄성부재(163)를 포함한다. 서포터부(161)는 베어링 커버(140)의 둘레부에 후크부(150)와 이격되게 형성되고, 케이스(100)에 의해 지지된다. 이때, 서포터부(161)는 후크부(150)의 가압 후크(151)와 대응되는 위치에 형성된다. 탄성부재(163)는 후크부(150)를 웜휠(110) 측으로 가압하도록 서포터부(161)와 가압 후크(151) 사이에 배치된다. 탄성부재(163)가 후크부(150)를 웜휠(110) 측으로 가압하므로, 웜샤프트(120)가 웜휠(110)에 밀착된다. 따라서, 웜샤프트(120)가 웜휠(110)에서 이격되는 것을 방지할 수 있으므로, 차량의 래틀 소음을 감소시키고, 웜샤프트(120)와 웜휠(110) 사이의 마찰을 저하시킬 수 있다.
서포터부(161)는 베어링 커버(140)에서 웜샤프트(120) 측으로 연장되고, 웜휠(110)의 반대편에 형성된다. 서포터부(161)가 웜휠(110)의 반대편에 형성되므로, 가압 후크(151)가 탄성부재(163)에 의해 웜휠(110) 측으로 가압될 수 있다. 따라서, 웜샤프트(120)가 웜휠(110)에서 이격되는 것을 방지할 수 있으므로, 차량의 래틀 소음을 감소시키고, 웜샤프트(120)와 웜휠(110) 사이의 마찰을 저하시킬 수 있다.
서포터부(161)는 케이스(100)에 지지된다. 서포터부(161)가 케이스(100)에 지지되므로, 탄성부재(163)의 탄성력에 의해 서포터부(161)가 웜휠(110)의 반대편으로 휘어지는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 탄성부재(163)의 탄성력이 저하되는 것을 방지하므로, 웜샤프트(120)가 웜휠(110)에서 이격되는 것을 방지할 수 있다.
케이스(100)에는 서포터부(161)가 삽입되도록 삽입홈부(103)가 형성된다. 서포터부(161)가 삽입홈부(103)에 형성되므로, 베어링 커버(140)가 웜샤프트(120)의 원주방향을 따라 유동되는 것을 방지할 수 있다.
탄성부재(163)는 대략 "ㄷ" 형태로 형성된다. 탄성부재(163)의 일측은 서포터부(161)에 지지되고, 탄성부재(163)의 타측은 가압 후크(151)에 의해 지지된다. 탄성부재(163)가 서포터부(161)와 가압 후크(151) 사이에 개재되므로, 웜샤프트(120)가 웜휠(110) 측으로 가압되는 구조를 간단하게 구현할 수 있다. 탄성부재(163)가 벌어지는 각도, 탄성부재(163)의 두께는 탄성부재(163)가 가압 후크(151)를 가압하는 정도에 따라 적절하게 조절될 수 있다.
상기와 같이, 후크부(150)가 샤프트 베어링(130)을 베어링 커버(140)에 구속하므로, 샤프트 베어링(130)과 웜샤프트(120)의 양측 유동성(도 1에서 웜샤프트(120)의 축방향 좌우 유동성)이 거의 동일해진다. 샤프트 베어링(130)의 축방향 양측 유동성이 거의 동일해지므로, 웜휠(110)과 웜샤프트(120) 사이의 마찰 및 작동 소음이 차량의 조타 방향에 따라 편차가 발생되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 가압부(160)가 후크부(150)를 웜휠(110) 측으로 가압하므로, 웜샤프트(120)가 샤프트 베어링(130)에 의해 웜휠(110) 측으로 가압될 수 있다. 따라서, 웜샤프트(120)가 웜휠(110)에서 이격되는 것을 방지할 수 있으므로, 차량의 래틀 소음이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 탄성부재(163)가 후크부(150)의 가압 후크(151)를 웜휠(110) 측으로 가압하도록 서포터부(161)와 가압 후크(151) 사이에 배치되므로, 웜샤프트(120)가 웜휠(110)에서 이격되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 차량의 래틀 소음을 감소시키고, 웜샤프트(120)와 웜휠(110) 사이의 마찰을 저하시킬 수 있다.
또한, 후크부(150)와 가압부(160)가 베어링 커버(140)에 형성되므로, 감속기의 구조와 조립 공정이 단순해지고, 품질 관리 대상이 감소될 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.
100: 케이스 103: 삽입홈
110: 웜휠 113: 웜기어부
115: 출력 샤프트 120: 웜샤프트
123: 샤프트 기어부 125: 모터부
127: 커넥터 베어링모듈 130: 샤프트 베어링부
140: 베어링 커버 141: 접촉단부
150: 후크부 151: 가압 후크
152: 가압 돌기부 155: 구속 후크
156: 구속 돌기부 160: 가압부
161: 서포터부 163: 탄성부재

Claims (8)

  1. 출력 샤프트에 축결합되는 웜휠;
    상기 출력 샤프트에 수직하게 배치되고, 상기 웜휠에 맞물리는 웜샤프트;
    상기 웜샤프트에 결합되는 샤프트 베어링;
    상기 샤프트 베어링을 지지하도록 케이스에 설치되는 베어링 커버;
    상기 샤프트 베어링을 상기 베어링 커버에 구속하도록 상기 베어링 커버에서 돌출되게 형성되는 후크부; 및
    상기 후크부를 상기 웜휠 측으로 가압하도록 상기 후크부의 외측에 설치되는 가압부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 후크부는,
    상기 베어링 커버에서 연장되고, 상기 샤프트 베어링을 구속하도록 상기 웜휠의 반대측에 형성되고, 상기 가압부에 의해 상기 웜휠 측으로 가압되는 가압 후크; 및
    상기 샤프트 베어링의 둘레부를 구속하도록 상기 베어링 커버에 형성되는 구속 후크를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 구속 후크는 상기 샤프트 베어링의 둘레부를 따라 복수 형성되는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 가압부는,
    상기 베어링 커버의 둘레부에 상기 후크부와 이격되게 형성되고, 상기 케이스에 의해 지지되는 서포터부; 및
    상기 후크부를 상기 웜휠 측으로 가압하도록 상기 서포터부와 상기 후크부 사이에 배치되는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 후크부는 상기 베어링 커버에서 상기 웜휠의 반대측에 형성되는 가압 후크를 포함하고,
    상기 서포터부는 상기 가압 후크와 이격되게 형성되고,
    상기 탄성부재는 상기 가압 후크를 상기 샤프트 베어링 측으로 가압하도록 상기 서포터부와 상기 가압 후크 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 서포터부는 상기 케이스에 지지되는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 케이스에는 상기 서포터부가 삽입되도록 삽입홈부가 형성되는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치.
  8. 제4 항에 있어서,
    상기 서포터부는 상기 베어링 커버에서 상기 웜샤프트 측으로 연장되고, 상기 웜휠의 반대편에 형성되는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치.
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