KR20170088167A - 랙구동형 동력 보조 조향장치 - Google Patents

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오진수
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Abstract

본 발명은 랙구동형 동력 보조 조향장치에 관한 것으로, 내주면에 랙바가 결합되고, 서로 나사결합되어 함께 회전되는 제1볼너트와 제2볼너트로 분리되되, 제1볼너트와 제2볼너트 중 어느 하나에는 일측단에서 축방향으로 돌출되어 원통형으로 형성되는 제1결합부가 구비되고 나머지 하나에는 외주면에서 직경이 축소되어 형성되어 제1결합부에 나사결합되는 제2결합부가 구비되어 있고, 제1볼너트의 외주면에 링형상의 단턱부재가 결합되는 볼너트, 랙하우징 내측에 결합되어 제1볼너트와 제2볼너트의 회전을 지지하며, 내륜의 일측은 제2볼너트 외주면에 체결되는 락너트에 지지되고 내륜의 타측은 락너트의 체결력으로 단턱부재를 지지하는 베어링을 포함한다.

Description

랙구동형 동력 보조 조향장치{Rack Assist Type Power Steering Apparatus}
본 발명은 랙구동형 동력 보조 조향장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 랙바, 볼, 볼너트의 백래시를 단순히 제1볼너트와 제2볼너트의 나사결합량으로 조절할 수 있어서 조립이 간편해지며 조립공정 수가 줄어들어 조립 시간이 단축되며 조립원가가 절감될 뿐만 아니라, 랙바, 볼, 볼너트의 백래시를 원하는 백래시 값으로 조립시킬 수 있어서 진동 및 소음을 최소화 하며 운전자의 조향감이 향상되는 랙구동형 동력 보조 조향장치에 관한 것이다.
도 1은 종래 랙구동형 동력 보조 조향장치의 개략적 구성도이다. 도 2는 일반적인 랙구동형 동력 보조 조향장치 중 일부에 대한 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)으로 이루어진다.
여기서, 구동수단(120)은 전자제어장치(ECU)에 의해 제어되는 전동 모터(121); 전동 모터(121)의 축에 고정된 모터풀리(123); 및 모터풀리(123)에 감겨진 벨트(125)를 포함한다.
또한, 종동수단(140)은 랙바(130)를 감싸는 랙하우징의 내부에서 랙바(130)를 지지하는 볼너트(141); 및 볼너트(141)의 외주면에 결합되는 너트풀리(143)를 포함한다.
전동 모터(121)의 축에 연결된 모터풀리(123)와 볼너트(141)에 결합된 너트풀리(143)는 서로 평행하게 배치되며, 모터풀리(123)와 너트풀리(143)에는 벨트(125)가 결합되어 전동 모터(121)의 회전력을 랙바(130)에 전달하고, 볼너트(141)의 동작에 의하여 랙바(130)를 좌우로 이동시켜 조력(助力)을 발생시키게 된다.
볼너트(141)는 볼(230)을 매개로 랙바(130)와 결합되어 회전하면서 랙바(130)를 랙하우징(200)의 내측에서 슬라이딩시키게 되고, 볼너트(141)의 외주면에는 볼너트(141)의 회전을 지지하는 베어링(240)이 장착되어 있다.
이러한 볼너트(141)에 형성되는 내주스크류홈(220a)과 랙바(130)에 형성되는 외주스크류홈(155a) 사이에서 볼(230)의 구름에 의한 이동에 의하여 랙바(130)를 슬라이딩시키게 된다.
그런데 이러한 종래의 랙구동형 동력 보조 조향장치는 랙바, 볼, 볼너트의 백래시를 맞추기 위해 랙바의 지름, 볼너트의 지름을 측정한 후 매칭되는 볼을 조립한 후 백래시를 측정하며, 원하는 백래시 값이 측정될 때까지 이러한 공정이 반복됨에 따라 조립공정 수가 많아지고 조립 시간이 오래걸릴 뿐만 아니라 원하는 백래시 값을 맞추기도 어려운 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 배경에서 안출된 것으로, 랙바, 볼, 볼너트의 백래시를 단순히 제1볼너트와 제2볼너트의 나사결합량으로 조절할 수 있어서 조립이 간편해지며 조립공정 수가 줄어들어 조립 시간이 단축되며 조립원가가 절감되고, 조립성이 향상되는 랙구동형 동력 보조 조향장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 랙바, 볼, 볼너트의 백래시를 제1볼너트에 제2볼너트를 나사결합 하면서 측정하며, 원하는 백래시에 맞춰 제1볼너트에 제2볼너트를 나사결합시킴에 따라 단순히 제1볼너트로부터 제2볼너트를 나사결합시키면서 원하는 백래시 값으로 조립시킬 수 있으며, 이로 인해 진동 및 소음이 저감되어 운전자의 조향감이 향상되는 랙구동형 동력 보조 조향장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따르면, 내주면에 랙바가 결합되고, 서로 나사결합되어 함께 회전되는 제1볼너트와 제2볼너트로 분리되되, 제1볼너트와 제2볼너트 중 어느 하나에는 일측단에서 축방향으로 돌출되어 원통형으로 형성되는 제1결합부가 구비되고 나머지 하나에는 외주면에서 직경이 축소되어 형성되어 제1결합부에 나사결합되는 제2결합부가 구비되어 있고, 제1볼너트의 외주면에 링형상의 단턱부재가 결합되는 볼너트, 랙하우징 내측에 결합되어 제1볼너트와 제2볼너트의 회전을 지지하며, 내륜의 일측은 제2볼너트 외주면에 체결되는 락너트에 지지되고 내륜의 타측은 락너트의 체결력으로 단턱부재를 지지하는 베어링을 포함하는 랙구동형 동력 보조 조향장치가 제공될 수 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 랙바, 볼, 볼너트의 백래시를 단순히 제1볼너트와 제2볼너트의 나사결합량으로 조절할 수 있어서 조립이 간편해지며 조립공정 수가 줄어들어 조립 시간이 단축되며 조립원가가 절감되고, 조립성이 향상되는 효과가 있다.
또한, 랙바, 볼, 볼너트의 백래시를 제1볼너트에 제2볼너트를 나사결합 하면서 측정하며, 원하는 백래시에 맞춰 제1볼너트에 제2볼너트를 나사결합시킴에 따라 단순히 제1볼너트로부터 제2볼너트를 나사결합시키면서 원하는 백래시 값으로 조립시킬 수 있으며, 이로 인해 진동 및 소음이 저감되어 운전자의 조향감이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 랙구동형 동력 보조 조향장치를 개략적으로 나타낸 개략도;
도 2는 일반적인 랙구동형 동력 보조 조향장치 중 일부에 대한 단면도;
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 랙구동형 동력 보조 조향장치의 일부에 대한 단면도;
도 4는 도 3의 확대도;
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 랙구동형 동력 보조 조향장치의 일부에 대한 단면도;
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 랙구동형 동력 보조 조향장치의 일부에 대한 분해사시도;
도 7은 본 발명의 여러가지 실시예에 따른 랙구동형 동력 보조 조향장치의 일부에 대한 단면도; 및
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 랙구동형 동력 보조 조향장치의 일부에 대한 단면도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세히 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 랙구동형 동력 보조 조향장치의 일부에 대한 단면도이며, 도 4는 도 3의 확대도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 랙구동형 동력 보조 조향장치의 일부에 대한 단면도이며, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 랙구동형 동력 보조 조향장치의 일부에 대한 분해사시도이고, 도 7은 본 발명의 여러가지 실시예에 따른 랙구동형 동력 보조 조향장치의 일부에 대한 단면도이며, 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 랙구동형 동력 보조 조향장치의 일부에 대한 단면도이다.
도 1과 이들 도면에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 랙구동형 동력 보조 조향장치는, 내주면에 랙바(130)가 결합되고, 서로 나사결합되어 함께 회전되는 제1볼너트(310)와 제2볼너트(320)로 분리되되, 제1볼너트(310)와 제2볼너트(320) 중 어느 하나에는 일측단에서 축방향으로 돌출되어 원통형으로 형성되는 제1결합부(311)가 구비되고 나머지 하나에는 외주면에서 직경이 축소되어 형성되어 제1결합부(311)에 나사결합되는 제2결합부(321)가 구비되어 있고, 제1볼너트(310)의 외주면에 링형상의 단턱부재(313)가 결합되는 볼너트(300), 랙하우징(200) 내측에 결합되어 제1볼너트(310)와 제2볼너트(320)의 회전을 지지하며, 내륜의 일측은 제2볼너트(320) 외주면에 체결되는 락너트(307)에 지지되고 내륜의 타측은 락너트(307)의 체결력으로 단턱부재(313)를 지지하는 베어링(330)을 포함한다.
이러한 랙구동형 동력 보조 조향장치를 살펴보면, 조향력을 보조하기 위한 구동수단(도 1의 120 참고)과 종동수단(도 1의 140 참고)을 구비하는데, 구동수단(120)은 전자제어장치(ECU)에 의해 제어되는 모터(121)와, 모터(121)의 축(121a)에 결합된 모터풀리(123), 벨트(125) 등으로 이루어진다.
또한, 종동수단(140)은 랙바(130)를 감싸는 랙하우징(200)의 내부에 랙바(130)를 지지하는 볼너트(300)와, 볼너트(300)의 외주면에 결합되는 너트풀리(143) 등으로 이루어진다.
모터(121)의 축(121a)과 연결된 모터풀리(123)와, 볼너트(300)와 연결된 너트풀리(143)는 서로 평행하게 배치되며, 이 모터풀리(123)와 너트풀리(143)에는 벨트(125)가 끼워져 모터(121)의 회전력을 볼너트(300)를 통해 랙바(130)에 전달하고, 볼너트(300)의 동작에 의하여 랙바(130)를 좌우로 이동시켜 조향 보조력을 발생시키게 된다.
이러한 볼너트(300)는 내주면에 내주스크류홈(300a)이 형성된 중공관으로서, 외주면에 단턱부재(313)가 결합되며, 단턱부재(313)를 기준으로 일측이 제1볼너트(310), 타측이 제2볼너트(320)로 분리된다.
다시말해서, 제1볼너트(310)에는 끝단에 단턱부재(313)가 결합되며 너트풀리(143)가 결합되어 모터(121)의 회전력을 벨트(125)를 통해 전달받고, 제2볼너트(320)에는 베어링(330)이 결합되어 제1볼너트(310)와 제2볼너트(320)가 랙하우징(200)에 회전가능하게 결합된다.
여기서, 단턱부재(313)는 제1볼너트(310)의 외주면의 끝단에 형성되는 결합홈(312)에 결합되어 축방향으로 이동되지 않고 고정될 수 있게 된다.
이러한 제1볼너트(310)와 제2볼너트(320)는 서로 나사결합되어 함께 회전될 수 있으며, 일예로, 제1볼너트(310)에 일측단에서 축방향으로 돌출되어 원통형으로 형성되는 제1결합부(311)가 구비되며, 제2볼너트(320)에 제1결합부(311)가 나사결합되는 제2결합부(321)가 구비되어 제1볼너트(310)와 제2볼너트(320)가 함께 회전되는 예를 설명하며, 반대의 경우는 후술한다.
이러한 제2결합부(321)는 제2볼너트(320)의 외주면에서 직경이 축소되어 형성되되 외주면에 나사산이 형성되며, 제1결합부(311)의 내주면에 나사산이 형성되어 제2결합부(321)에 제1결합부(311)가 나사결합될 수 있게 된다.
그리고, 볼너트(300)는 랙하우징(200) 내측에 베어링(330)을 매개로 결합되어 회전운동이 지지되며, 베어링(330)은 랙하우징(200)에 결합되는 외륜(333), 제2볼너트(320)에 결합되는 내륜(331), 외륜(333)과 내륜(331) 사이에 구비되는 베어링볼(335)로 구성된다.
또한, 베어링(330)의 외륜(333)은 랙하우징(200)에 결합되어 락스크류(309)로 고정되며, 베어링(330)의 내륜(331)은 제2볼너트(320)에 결합되어 제1볼너트(310)에 결합되는 단턱부재(313)에 지지되며, 제2볼너트(320) 외주면에 락너트(307)가 체결되어 고정된다.
여기서, 제1볼너트(310)와 제2볼너트(310) 사이의 거리가 거리가 좁아지거나 멀어지게되면, 베어링(330)의 내륜의 일측이 단턱부재(313)에 지지되는 상태에서 제1볼너트(310)에 락너트(307)를 더 체결하거나 체결해제함에 따라 베어링(330)을 안정적으로 결합시켜 랙하우징(200)에서 볼너트(300)의 회전이 안정적으로 지지된다.
이러한 베어링(330)은 내륜(331)의 일측이 락너트(307)에 지지되고 내륜(331)의 타측이 단턱부재(313)에 지지됨에 따라, 락너트(307)의 체결력으로 내륜(331)의 타측이 단턱부재(313)를 지지하는 상태로 결합되며 내륜(331)의 타측과 단턱부재(313)가 맞닿은 상태로 마찰지지되어 내륜(331)과 제1볼너트(310)는 함께 회전하게 되고, 제2볼너트(320)도 함꼐 회전하게 된다.
다시 말해서, 락너트(307)의 체결력에 따른 단턱부재(313)와 베어링(330)의 내륜(331) 사이의 마찰지지력으로 제1볼너트(310)와 제2볼너트(320)의 나사결합이 풀리지 않고 함께 회전하게 된다.
이러한 볼너트(300)는 내주면에 반구형 내지는 아크형 단면을 가지며 나선형으로 형성된 내주스크류홈(300a)이 형성되며, 랙바(130)의 외주면에 반구형 내지는 아크형 단면을 가지며 나선형으로 형성된 외주스크류홈(130a)과, 내주스크류홈(300a)과 외주스크류홈(130a) 사이에 삽입되는 볼(303)이 구비되어 모터(121)의 구동에 따라 볼너트(300)가 회전하면 볼(303)의 구름운동으로 랙바(130)가 축방향으로 슬라이딩되며, 조향 보조력을 발생시킨다.
이때, 제1볼너트(310)와 제2볼너트(320)의 나사결합량이 조절됨에 따라, 백래시의 값이 원하는 값보다 작을 시에는 제1볼너트(310)와 제2볼너트(320) 사이 거리를 좁히며, 백래시의 값이 원하는 값보다 클 시에는 제1볼너트(310)와 제2볼너트(320) 사이의 거리를 넓혀 원하는 백래시 값으로 맞출 수 있게 된다.
다시말해서 랙바(130), 볼(303), 볼너트(300)의 조립시 제1볼너트(310)에 제2볼너트(320)를 가조립한 후 백래시를 측정하며, 측정된 값에 따라 제1볼너트(310)와 제2볼너트(320)의 나사조립량을 조절하여 랙바(130), 볼(303), 볼너트(300)를 원하는 백래시 값으로 조립시킬 수 있게 된다.
이에 따라, 진동 및 소음을 최소화할 수 있어서 운전자의 조향감을 개선시킨다.
또한, 종래 랙바, 볼, 볼너트의 백래시를 맞추기 위해 랙바의 지름, 볼너트의 지름을 측정한 후 매칭되는 볼을 조립한 후 백래시를 측정하며, 원하는 백래시 값이 측정될 때까지 이러한 공정이 반복되던 것에 비해, 제1볼너트(310)와 제2볼너트(320)로 분리하며 단순히 제1볼너트(310)와 제2볼너트(320)의 나사결합량으로 백래시 값을 조절함에 따라 조립성이 향상된다.
이와 같이, 도 3에는 단순히 제1볼너트(310)와 제2볼너트(320)의 나사결합을 조절하여 랙바(130), 볼(303), 볼너트(300)가 원하는 백래시 값으로 조립된 상태를 보여준다.
제1볼너트(310)와 제2볼너트(320)는 나사결합량이 많을수록 그 사이가 가까워지며, 나사결합량이 적을수록 그 사이가 멀어진다.
도면에서는 볼(303)이 외주스크류홈(130a)과 내주스크류홈(300a)에 접하는 상태로, 제1볼너트(310)의 외주스크류홈(130a)과 랙바(130)의 내주스크류홈(300a)에 결합된 볼(303a)과 제2볼너트(320)의 외주스크류홈(130a)과 랙바(130)의 내주스크류홈(300a)에 결합된 볼(303b)은, 접촉하는 부분이 서로 반대가 된다.
또한, 제1볼너트(310)와 제2볼너트(320) 사이가 멀어질수록 제1볼너트(310)는 도면상 우측으로 이동하여 볼(303a)을 가압하며, 제2볼너트(320)는 좌측으로 이동하여 볼(303b)을 가압하므로 백래시가 작아지게 된다.
반대로, 제1볼너트(310)와 제2볼너트(320) 사이가 가까워질수록 제1볼너트(310)는 좌측으로 이동하여 볼(303a)과의 틈이 발생되며, 제2볼너트(320)는 우측으로 이동하여 볼(303b)과의 틈이 발생되므로 백래시가 커지게 된다.
따라서, 제1볼너트(310)와 제2볼너트(320)의 나사결합으로 외주스크류홈(130a)과 내주스크류홈(300a) 사이에서 볼(303)의 백래시를 조절할 수 있게 된다.
한편, 제1볼너트(310)와 제2볼너트(320)로 분리된 볼너트(300)의 나사결합이 풀리지 않고 함께 회전하도록, 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이, 베어링(330)의 내륜(331)과 단턱부재(313) 사이에는 탄성부재(550)가 압축되는 상태로 결합된다.
또한, 탄성부재(550)가 압축되는 상태로 결합되는 경우 단턱부재(313)는 제1볼너트(310)와 일체로 형성되며, 즉, 단턱부재(313)가 제1볼너트(310)의 외주면에서 돌출되어 형성된다.
탄성부재(550)는 단턱부재(313)를 지지하는 링형상의 제1지지부(551), 베어링(330)의 내륜(331)을 지지하는 링형상의 제2지지부(552), 제1지지부(551)와 제2지지부(552) 사이에 일체로 형성된 예압부(555)로 이루어져 예압부(555)는 압축되어 단턱부재(313)와 베어링(330)의 내륜(331)을 축방향으로 탄성지지하는 상태로 결합된다.
예압부(555)는 제1지지부(551)와 제2지지부(552) 사이에서 사출되어 형성될 수 있으며, 제1지지부(551)와 제2지지부(552)는 강도가 높은 재질로 형성되고, 예압부(555)는 탄성이 있어 압축 가능한 재질로 형성된다.
또한, 탄성부재(550)가 단턱부재(313)와 베어링(330)의 내륜(331) 사이에 결합되되 예압부(555)가 압축된 상태로 결합되어 예압부(555)의 복원력으로 단턱부재(313)와 베어링(330)의 내륜(331) 사이을 탄성지지하며, 베어링(330)의 내륜(331)은 제2볼너트(320)와 함께 회전하므로 제1볼너트(310)와 제2볼너트(320)가 함께 회전된다.
또한, 제1지지부(551)에는 단턱부재(313)와 맞닿는 일측에서 축방향으로 돌출 형성되는 제1회전방지돌기(651a)가 구비되며, 단턱부재(313)에는 제1회전방지돌기(651a)가 결합되는 제1회전방지홈(615)이 형성되어 제1지지부(551)와 단턱부재(313) 사이가 헛도는 것을 방지한다.
이러한 제1회전방지돌기(651a)는 제1지지부(551)에 원주방향으로 이격되며 복수개 형성되고, 제1회전방지홈(615)도 제1회전방지돌기(651a)에 대응되어 단턱부재(313)에 원주방향으로 이격되며 복수개 형성된다.
또한, 제1회전방지돌기(651a)는 탄성부재(550)의 원주방향을 따라 길게 형성되며 제1회전방지홈(615)의 형상도 제1회전방지돌기(651a)의 형상과 대응되게 형성되어 제1회전방지홈(615)으로부터 제1회전방지돌기(651a)가 이탈되는 것을 방지한다.
그리고, 제2지지부(552)에는 베어링(330)의 내륜(331)의 측면과 맞닿는 일측면에서 축방향으로 돌출 형성되는 제2회전방지돌기(652a)가 구비되며, 베어링(330)의 내륜(331)의 측면에는 제2회전방지돌기(652a)가 결합되는 제2회전방지홈(735)이 형성되어 제2지지부(552)와 베어링(330)의 내륜(331) 사이가 헛도는 것을 방지한다.
이러한 제2회전방지돌기(652a)는 제2지지부(552)에 원주방향으로 이격되며 복수개 형성되고, 제2회전방지홈(735)도 제2회전방지돌기(652a)에 대응되어 단턱부재(313)에 원주방향으로 이격되며 복수개 형성된다.
또한, 제2회전방지돌기(652a)는 탄성부재(550)의 원주방향을 따라 길게 형성되며 제2회전방지홈(735)의 형상도 제2회전방지돌기(652a)의 형상과 대응되게 형성되어 제2회전방지홈(735)으로부터 제2회전방지돌기(652a)가 이탈되는 것을 방지한다.
이러한 탄성부재(550)에 형성되는 제1회전방지돌기(651a)와 제2회전방지돌기(652a)는 서로 엇갈리게 형성되어 탄성부재(550)와 단턱부재(313) 사이, 탄성부재(550)와 베어링(330)의 내륜(331) 사이가 안정적으로 결합된다.
다시 말해서, 제2회전방지돌기(652a)는 제1회전방지돌기(651a) 사이에 위치되도록 형성되어 제1회전방지돌기(651a)와 제2회전방지돌기(652a)가 엇갈리게 형성된다.
이러한 탄성부재(550) 외에도 도 7에 도시된 바와 같이, 다양한 탄성부재가 결합될 수 있으며 아래에 상세하게 설명한다.
먼저, 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 베어링(330)의 내륜(331)과 단턱부재(313) 사이에는 링형상의 탄성부재(750)가 축방향으로 압축된 상태로 결합되며, 압축된 탄성부재(750)가 베어링(330)의 내륜(331)과 단턱부재(313) 사이를 탄성지지하여 베어링(330)의 내륜(331)과 단턱부재(313)가 함께 회전하게 되고, 제1볼너트(310)와 제2볼너트(320) 사이의 헛도는 것을 방지하며 함께 회전할 수 있게 된다.
이러한 탄성부재(750)는 웨이브 와셔 또는 러버 재질의 탄성이 있는 오링 등으로 구비될 수 있으며, 탄성부재(750)와 단턱부재(313) 사이, 탄성부재(750)와 베어링(330)의 내륜(331) 사이에는 마찰판(756)이 구비되어 마찰지지력을 높인다.
또한, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 베어링(330)의 내륜(331)과 단턱부재(313) 사이에는 제1지지부(551), 제2지지부(552), 예압부(555)로 이루어지는 탄성부재(550)가 축방향으로 압축된 상태로 결합되며, 제1지지부(551)와 단턱부재(313) 사이에는 마찰판(756)이 구비되고, 제2지지부(552)와 베어링(330)의 내륜(331) 사이에도 마찰판(756)가 구비되어 제1볼너트(310)와 제2볼너트(320) 사이가 헛도는 것을 방지하며 함께 회전할 수 있게 된다.
이러한 마찰판(756)은 마찰재로 형성되며, 마찰재로는 브레이크 패드 형성 재질과 같이 마찰력이 좋은 재질이 이용될 수 있다.
또한, 도 7의 (c)에 도시된 바와 같이, 베어링(330)의 내륜(331)과 단턱부재(313) 사이에는 제1지지부(551), 제2지지부(552), 예압부(555)로 이루어지는 탄성부재(550)가 구비되되, 제1지지부(551)는 제1회전방지돌기(651a)가 형성되어 단턱부재(313)의 제1회전방지홈(615)에 결합되며 제2지지부(552)는 제2회전방지돌기(652a)가 구비되어 베어링(330)의 내륜(331)의 제2회전방지홈(735)에 결합된다.
이러한 회전방지돌기(651a,652a)와 회전방지홈(615,735)이 결합되어 제1볼너트(310)와 제2볼너트(320) 사이가 헛도는 것을 방지하며 함께 회전할 수 있게 된다.
한편, 도 8에 도시된 바와 같이, 제1볼너트(310)와 제2볼너트(320)는 반대로, 제1볼너트(310)에 제2결합부(821)가 구비되며, 제2볼너트(310)에 제1결합부(811)가 구비된다.
이러한 제2결합부(821)는 제1볼너트(310)의 외주면에서 직경이 축소되어 형성되되 외주면에 나사산이 형성되며, 제1결합부(811)의 내주면에 나사산이 형성되어 제2결합부(821)에 제1결합부(811)가 나사결합될 수 있게 된다.
이러한 제1결합부(811)는 볼너트(320)의 일측단에서 축방향으로 돌출되어 원통형으로 형성되며 내주면에 나사산이 형성된다.
또한, 제1결합부(811)의 외주면에는 결합홈(822)이 형성되어 단턱부재(313)가 결합홈(822)에 결합되어 베어링(330)의 위치가 고정된다.
또한, 제1볼너트(310)에 제2결합부(821)가 구비되며, 제2볼너트(310)에 제1결합부(811)가 구비되는 경우, 도 8의 (b)와 같이, 제1결합부(811)의 끝단과 제2결합부(821) 사이에는 별도의 탄성부재(850)가 구비될 수도 있다.
이러한 탄성부재(850)는 제1볼너트(310)와 제2볼너트(320) 사이가 가까워지면 압축되고 멀어지면 다시 복원되면서 제1결합부(811)와 제2결합부(821) 사이의 공간을 흡수하며 제1볼너트(310)와 제2볼너트(320) 사이를 탄성지지한다.
이러한 탄성부재(850)는 제2볼너트(320)의 제1결합부(811)와 제1볼너트(310)의 제2결합부(821) 사이를 탄성지지함에 따라 헛도는 것을 방지한다.
이러한 형상과 구조를 갖는 본 발명의 실시예들에 의하면 랙바, 볼, 볼너트의 백래시를 단순히 제1볼너트와 제2볼너트의 나사결합량으로 조절할 수 있어서 조립이 간편해지며 조립공정 수가 줄어들어 조립 시간이 단축되며 조립원가가 절감되고, 조립성이 향상되는 효과가 있다.
또한, 랙바, 볼, 볼너트의 백래시를 제1볼너트에 제2볼너트를 나사결합 하면서 측정하며, 원하는 백래시에 맞춰 제1볼너트에 제2볼너트를 나사결합시킴에 따라 단순히 제1볼너트로부터 제2볼너트를 나사결합시키면서 원하는 백래시 값으로 조립시킬 수 있으며, 이로 인해 진동 및 소음이 저감되어 운전자의 조향감이 향상되는 효과가 있다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
300: 볼너트 310: 제1볼너트
311: 제1결합부 313: 단턱부재
320: 제2볼너트 321: 제2결합부
330: 베어링 550: 탄성부재
551: 제1지지부 552: 제2지지부
555: 예압부 615: 제1회전방지홈
651a: 제1회전방지돌기 652a: 제2회전방지돌기
735: 제2회전방지홈 750: 탄성부재
756: 마찰판

Claims (9)

  1. 내주면에 랙바가 결합되고, 서로 나사결합되어 함께 회전되는 제1볼너트와 제2볼너트로 분리되되, 상기 제1볼너트와 제2볼너트 중 어느 하나에는 일측단에서 축방향으로 돌출되어 원통형으로 형성되는 제1결합부가 구비되고 나머지 하나에는 외주면에서 직경이 축소되어 형성되어 상기 제1결합부에 나사결합되는 제2결합부가 구비되어 있고, 상기 제1볼너트의 외주면에 링형상의 단턱부재가 결합되는 볼너트; 및
    랙하우징 내측에 결합되어 상기 제1볼너트와 제2볼너트의 회전을 지지하며, 내륜의 일측은 상기 제2볼너트 외주면에 체결되는 락너트에 지지되고 내륜의 타측은 상기 락너트의 체결력으로 상기 단턱부재를 지지하는 베어링;
    을 포함하는 랙구동형 동력 보조 조향장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 베어링의 내륜과 상기 단턱부재 사이에는 링형상의 탄성부재가 축방향으로 결합되어 탄성지지하는 것을 특징으로 하는 랙구동형 동력 보조 조향장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 베어링의 내륜과 단턱부재 사이에 탄성부재가 축방향으로 탄성지지하여 결합되되, 상기 탄성부재는 상기 단턱부재를 지지하는 링형상의 제1지지부, 상기 베어링의 내륜을 지지하는 링형상의 제2지지부, 상기 제1지지부와 제2지지부 사이에 일체로 형성된 예압부가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 랙구동형 동력 보조 조향장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1지지부에는 상기 단턱부재와 맞닿는 일측에서 축방향으로 돌출 형성되는 제1회전방지돌기가 구비되며, 상기 단턱부재에는 상기 제1회전방지돌기가 결합되는 제1회전방지홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 랙구동형 동력 보조 조향장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1회전방지돌기와 제1회전방지홈은 상기 제1지지부와 단턱부재에 원주방향으로 이격되며 복수개가 형성되는 것을 특징으로 하는 랙구동형 동력 보조 조향장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제2지지부에는 상기 베어링의 내륜의 측면과 맞닿는 일측면에서 축방향으로 돌출 형성되는 제2회전방지돌기가 구비되며, 상기 베어링의 내륜의 측면에는 상기 제2회전방지돌기가 결합되는 제2회전방지홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 랙구동형 동력 보조 조향장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제2회전방지돌기와 제2회전방지홈은 상기 제2지지부와 베어링의 내륜에 원주방향으로 이격되며 복수개가 형성되는 것을 특징으로 하는 랙구동형 동력 보조 조향장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제2회전방지돌기는 상기 제1회전방지돌기 사이에 위치되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 랙구동형 동력 보조 조향장치.
  9. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 탄성부재와 단턱부재 사이와, 상기 탄성부재와 베어링의 내륜 사이에는 마찰판이 구비되는 것을 특징으로 하는 랙구동형 동력 보조 조향장치.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20190032699A (ko) * 2017-09-19 2019-03-28 현대자동차주식회사 조향시스템용 댐핑장치
WO2021040291A1 (ko) * 2019-08-23 2021-03-04 이종기 중심 일치 장치 및 이를 포함하는 직선운동 장치
US20210380159A1 (en) * 2020-06-09 2021-12-09 Mando Corporation Steering device of vehicle

Cited By (4)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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US20210380159A1 (en) * 2020-06-09 2021-12-09 Mando Corporation Steering device of vehicle
US11447171B2 (en) * 2020-06-09 2022-09-20 Mando Corporation Steering device of vehicle

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