KR20200047034A - 전동식 스티어링 댐핑부시 - Google Patents

전동식 스티어링 댐핑부시 Download PDF

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Abstract

전동식 스티어링 댐핑부시에 대한 발명이 개시된다. 개시된 전동식 스티어링 댐핑부시는: 베어링와, 베어링의 외측면에 장착되면 원주방향으로 팽창되어 탄성변형되되, 두께가 증가되는 오제틱(Auxetic) 구조를 가지는 댐핑부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전동식 스티어링 댐핑부시{ELECTRIC STEERING DAMPING BUSH}
본 발명은 전동식 스티어링 댐핑부시에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 부품수가 줄어들어 부품비용이 절감되고, 중량이 감소되는 전동식 스티어링 댐핑부시에 관한 것이다.
일반적으로, 전자식 파워스티어링 장치는 운전자의 스티어링 휠 조작력을 모터의 힘으로 보조하여 조향륜을 움직여 주도록 하는 장치로서, 윔샤프트의 축방향 유격을 흡수하고 소음과 진동을 줄여주기 위해 댐핑부시를 구비한다. 그러나, 댐핑부시는 외륜과 내륜 사이에 고무재질을 채워 사출성형해야 하므로, 부품비용이 많이 들고 중량이 증가되는 문제점이 있다. 따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명에 대한 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1650743호(발명의 명칭: 전동식 스티어링 댐핑부쉬, 등록일: 2016.08.18.)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로서, 부품수가 줄어들어 부품비용이 절감되고, 중량이 감소되는 전동식 스티어링 댐핑부시를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 전동식 스티어링 댐핑부시는: 베어링; 및 상기 베어링의 외측면에 장착되면 원주방향으로 팽창되어 탄성변형되되, 두께가 증가되는 오제틱(Auxetic) 구조를 가지는 댐핑부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 댐핑부는, 상기 베어링의 외측면에 장착되는 제1댐핑부재; 상기 제1댐핑부재를 감싸는 제2댐핑부재; 및 상기 제1댐핑부재와 상기 제2댐핑부재를 연결하는 제3댐핑부재;를 포함하고, 상기 제3댐핑부재는, 지그재그 형상을 가지며, 복수개로 원주방향으로 서로 이격되게 배치되고, 복수개의 지그부 및 재그부와, 상기 지그부 및 상기 재그부를 연결하는 연결부를 구비하는 완충격벽; 및 상기 완충격벽 사이에 배치되며, 상기 연결부 중 서로 반대방향을 향하는 상기 연결부를 연결하는 연결격벽;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1댐핑부재는, 내경이 상기 베어링의 외경과 동일하거나 상기 베어링의 외경보다 작은 제1댐핑부재본체; 및 상기 제1댐핑부재본체에서 내측으로 연장형성되며, 상기 베어링의 일측부에 밀착되는 제1댐핑부재연장부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 베어링의 외측면에 상기 제1댐핑부재가 장착되면, 상기 제1댐핑부재는 탄성변형되어 상기 베어링에 대응하여 내경이 넓어지고, 상기 완충격벽은 탄성변형되어 팽창되면서 길이가 길어지고, 상기 완충격벽과 상기 연결격벽에 의해 형성된 공간부의 크기가 넓어지되, 상기 연결격벽 및 상기 지그부와, 상기 연결격벽 및 상기 재그부가 이루는 각도는 증가되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 완충격벽은 원주방향으로 교대로 배치되는 제1완충격벽과 제2완충격벽을 포함하고, 상기 제1완충격벽은 상기 제1댐핑부재와 연결되는 제1지그부와, 제1연결부에 의해 상기 제1지그부와 번갈아 연결되되, 상기 제2댐핑부재와 연결되는 상기 제1재그부를 구비하고, 상기 제2완충격벽은 상기 제1댐핑부재와 연결되는 제2재그부와, 제2연결부에 의해 상기 제2재그부와 번갈아 연결되되, 상기 제2댐핑부재와 연결되는 상기 제2지그부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 연결격벽은 상기 제1완충격벽과 상기 제2완충격벽을 연결하되, 상기 제1연결부와 상기 제2연결부 중 서로 반대방향으로 향하는 상기 제1연결부와 상기 제2연결부를 연결하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전동식 스티어링 댐핑부시는 베어링에 장착시 원주방향으로 팽창되어 탄성변형되되, 두께가 넓어지는 오제틱 구조를 가진 댐핑부를 통해 별물의 외륜과 내륜 없이도 댐핑부 하나만으로 완충역할을 수행할 수 있으므로, 부품수가 줄어들어 부품비용이 절감됨은 물론, 전체 중량을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 스티어링 댐핑부시의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 스티어링 댐핑부시의 댐핑부를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 스티어링 댐핑부시의 분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 스티어링 댐핑부시의 댐핑부의 정면도 일부분을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 스티어링 댐핑부시의 베어링에 댐핑부가 장착되는 것을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 스티어링 댐핑부시의 베어링에 댐핑부가 장착되면서 탄성변형되는 댐핑부의 과정을 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 스티어링 댐핑부시를 설명하도록 한다.
이 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 스티어링 댐핑부시의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 스티어링 댐핑부시의 댐핑부를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 스티어링 댐핑부시의 분해사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 스티어링 댐핑부시의 댐핑부의 정면도 일부분을 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 스티어링 댐핑부시의 베어링에 댐핑부가 장착되는 것을 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 스티어링 댐핑부시의 베어링에 댐핑부가 장착되면서 탄성변형되는 댐핑부의 과정을 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 스티어링 댐핑부시(1)는 베어링(100)과 댐핑부(200)를 포함한다.
댐핑부(200)는 베어링(100)의 외측면에 장착되면 원주방향으로 팽창되어 탄성변형되되, 두께가 증가되는 오제틱(Auxetic) 구조를 가진다. 구체적으로, 댐핑부(200)는 베어링(100)의 외측면에 장착될 때, 탄성변형되어 원주방향으로 팽창된다. 이때, 댐핑부(200)는 고무재질을 포함하여 이루어지며, 도 1, 도 4와 같은 오제틱 구조를 가지므로, 원주방향으로 팽창되면서 두께가 증가될 수 있다(도 5, 도 6 참조). 이에 따라, 충격이나 진동의 완충성능이 향상될 수 있다. 그 결과, 외륜과 내륜 사이에 고무를 채워 사출성형하는 기존의 방식으로 댐핑부(200)을 제작하지 않아도 본 실시예에 따른 댐핑부(200) 하나만으로 충격이나 진동의 완충성능이 우수하므로, 부품수를 줄일 수 있어 부품비용이 절감됨은 물론, 댐핑부(200)의 전체 중량이 감소될 수 있다.
본 발명에서는 댐핑부(200)는 도 1, 도 4와 같은 오제틱 구조를 가지는 것으로 도시되지만, 이는 한정된 것이 아니라, 댐핑부(200)가 원주방향으로 팽창되면서 두께가 증가되는 범위 내에서 만자 형상의 오제틱 구조 등 다양한 형상의 오제틱 구조를 가질 수 있다.
댐핑부(200)는 제1댐핑부재(210), 제2댐핑부재(220) 및 제3댐핑부재(230)를 포함한다. 제1댐핑부재(210)는 링 형상으로 베어링(100)의 외측면에 장착된다.
제2댐핑부재(220)는 제1댐핑부재(210)를 감싼다. 제2댐핑부재(220)는 링 형상으로 직경이 제1댐핑부재(210)의 직경보다 크며, 제1댐핑부재(210)에서 제2댐핑부재(220) 측으로 연장형성되는 제3댐핑부재(230)에 의해 제1댐핑부재(210)와 연결된다.
제3댐핑부재(230)는 제1댐핑부재(210)와 제2댐핑부재(220)를 연결한다. 제3댐핑부재(230)는 완충격벽(231,232)와 연결격벽(233)을 구비한다. 완충격벽(231,232)은 지그재그 형상을 가지며, 복수개로 원주방향으로 서로 이격되게 배치된다. 완충격벽(231,232)은 지그부(231a, 232a), 재그부(231b, 232b) 및 연결부(231c, 232c)를 포함한다. 지그부(231a, 232a)는 / 형상으로 형성된 격벽이고, 재그부(231b, 232b)는 \ 형상으로 형성된 격벽이다. 연결부(231c, 232c)는 지그부(231a, 232a) 및 재그부(231b, 232b)를 연결한다. 연결부(231c, 232c)는 지그부(231a, 232a) 및 재그부(231b, 232b)를 연결하는 격벽이다(도 4참조).
제1댐핑부재(210)는 제1댐핑부재본체(211)와 제1댐핑부재연장부(212)를 포함한다(도 2, 도 4 참조). 제1댐핑부재본체(211)는 내경이 베어링(100)의 외경과 동일하거나 베어링(100)의 외경보다 작다. 이에 따라, 제1댐핑부재(210)가 베어링(100)의 외측면에 장착되면, 제1댐핑부재본체(211)가 베어링(100)에 밀착될 수 있다.
제1댐핑부재연장부(212)는 제1댐핑부재본체(211)에서 내측으로 연장형성되며, 베어링(100)의 일측부에 밀착된다. 이로써, 제1댐핑부재연장부(212)는 베어링(100)와의 결합이 보다 견고해질 수 있다.
베어링(100)의 외측면에 제1댐핑부재(210)가 장착되면, 제1댐핑부재(210)는 탄성변형되어 베어링(100)에 대응하여 내경이 넓어진다. 완충격벽(231,232)은 탄성변형되어 팽창되면서 길이가 길어지고, 완충격벽(231,232)과 연결격벽(233)에 의해 형성된 공간부(240)의 크기가 넓어진다. 연결격벽(233) 및 지그부(231a, 232a)와, 연결격벽(233) 및 재그부(231b, 232b)가 이루는 각도(θ1, θ2)는 증가된다.
일 예로, 댐핑부(200)가 탄성변형되기 전에는 연결격벽(233) 및 지그부(231a, 232a)와, 연결격벽(233) 및 재그부(231b, 232b)가 이루는 각도(θ1)가 약 15도 였으나, 댐핑부(200)가 탄성변형된 후, 연결격벽(233) 및 지그부(231a, 232a)와, 연결격벽(233) 및 재그부(231b, 232b)가 이루는 각도(θ2)가 약 30도로 증가되면서, 지그부(231a, 232a)와 재그부(231b, 232b)의 경사가 완만해져 지그부(231a, 232a) 및 재그부(231b, 232b)의 길이가 l1에서 l2로 늘어날 수 있다. 이에 따라, 완충격벽(231,232)의 길이가 늘어난다.
완충격벽(231,232)의 길이가 늘어나면, 완충격벽(231,232)과 연결격벽(233)에 의해 형성된 공간부의 너비가 W1 에서 W2로 넓어짐에 따라 크기가 증가될 수 있다. 이로써, 댐핑부(200)가 두께가 L1에서 L2로 증가되어 충격이나 진동의 완충성능이 향상될 수 있다(도 6(a), 도 6(b) 참조).
완충격벽(231,232)은 제1완충격벽(231)과 제2완충격벽(232)을 포함한다(도 6 참조). 제1완충격벽(231)는 제1댐핑부재(210)와 연결되는 제1지그부(231a)와, 제1연결부(231c)에 의해 제1지그부(231a)와 번갈아 연결되되, 제2댐핑부재(220)와 연결되는 제1재그부(231b)를 구비한다.
제2완충격벽(232)은 제1댐핑부재(210)와 연결되는 제2재그부(232b)와, 제2연결부(232c)에 의해 제2재그부(232b)와 번갈아 연결되되, 제2댐핑부재(220)와 연결되는 제2지그부(232a)를 구비한다. 제1완충격벽(231)과 제2완충격벽(232)은 원주방향으로 교대로 배치된다.
연결격벽(233)은 제1완충격벽(231)과 제2완충격벽(232)을 연결하되, 제1연결부(231c)와 제2연결부(232c) 중 서로 반대방향으로 향하는 제1연결부(231c)와 제2연결부(232c)를 연결한다.
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 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
1 : 전동식 스티어링 댐핑부시 100 : 베어링
200 : 댐핑부 210 : 제1댐핑부재
211 : 제1댐핑부재본체 212 : 제1댐핑부재연장부
220 : 제2댐핑부재 230 : 제3댐핑부재
231, 232 : 완충격벽 231a, 232a : 지그부
231b, 232b : 재그부 231c, 232c : 연결부
231 : 제1완충격벽 231a : 제1지그부
231b : 제1재그부 231c : 제1연결부
232 : 제2완충격벽 232a : 제2지그부
232b : 제2재그부 232c : 제2연결부
233 : 연결격벽 240 : 공간부

Claims (6)

  1. 베어링; 및
    상기 베어링의 외측면에 장착되면 원주방향으로 팽창되어 탄성변형되되, 두께가 증가되는 오제틱(Auxetic) 구조를 가지는 댐핑부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 스티어링 댐핑부시.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 댐핑부는,
    상기 베어링의 외측면에 장착되는 제1댐핑부재;
    상기 제1댐핑부재를 감싸는 제2댐핑부재; 및
    상기 제1댐핑부재와 상기 제2댐핑부재를 연결하는 제3댐핑부재;를 포함하고,
    상기 제3댐핑부재는,
    지그재그 형상을 가지며, 복수개로 원주방향으로 서로 이격되게 배치되고, 복수개의 지그부 및 재그부와, 상기 지그부 및 상기 재그부를 연결하는 연결부를 구비하는 완충격벽; 및
    상기 완충격벽 사이에 배치되며, 상기 연결부 중 서로 반대방향을 향하는 상기 연결부를 연결하는 연결격벽;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 스티어링 댐핑부시.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제1댐핑부재는,
    내경이 상기 베어링의 외경과 동일하거나 상기 베어링의 외경보다 작은 제1댐핑부재본체; 및
    상기 제1댐핑부재본체에서 내측으로 연장형성되며, 상기 베어링의 일측부에 밀착되는 제1댐핑부재연장부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 스티어링 댐핑부시.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 베어링의 외측면에 상기 제1댐핑부재가 장착되면, 상기 제1댐핑부재는 탄성변형되어 상기 베어링에 대응하여 내경이 넓어지고,
    상기 완충격벽은 탄성변형되어 팽창되면서 길이가 길어지고, 상기 완충격벽과 상기 연결격벽에 의해 형성된 공간부의 크기가 넓어지되,
    상기 연결격벽 및 상기 지그부와, 상기 연결격벽 및 상기 재그부가 이루는 각도는 증가되는 것을 특징으로 하는 전동식 스티어링 댐핑부시.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 완충격벽은 원주방향으로 교대로 배치되는 제1완충격벽과 제2완충격벽을 포함하고,
    상기 제1완충격벽은 상기 제1댐핑부재와 연결되는 제1지그부와, 제1연결부에 의해 상기 제1지그부와 번갈아 연결되되, 상기 제2댐핑부재와 연결되는 상기 제1재그부를 구비하고,
    상기 제2완충격벽은 상기 제1댐핑부재와 연결되는 제2재그부와, 제2연결부에 의해 상기 제2재그부와 번갈아 연결되되, 상기 제2댐핑부재와 연결되는 상기 제2지그부를 구비하는 것을 특징으로 하는 전동식 스티어링 댐핑부시.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 연결격벽은 상기 제1완충격벽과 상기 제2완충격벽을 연결하되, 상기 제1연결부와 상기 제2연결부 중 서로 반대방향으로 향하는 상기 제1연결부와 상기 제2연결부를 연결하는 것을 특징으로 하는 전동식 스티어링 댐핑부시.
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