KR20200048767A - 전동식 조향 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전동식 조향 w아치에 관한 것으로서, 특히, 외주에 웜 휠기어가 형성되고, 중심에 관통홀이 형성된 웜휠부, 조향축이 끼움 결합되는 통공이 관통되게 형성되되, 상기 웜휠부의 관통홀에 외접하도록 관통 결합되는 이너 보스가 형성된 허브부, 상기 웜휠부의 타측면을 커버링하도록 결합되는 커버 플레이트 및 상기 웜휠부로부터 상기 허브부를 매개로 상기 조향축에 구동력 전달시 진동 또는 충격을 저감하는 댐퍼부를 포함하고, 상기 댐퍼부는, 상기 웜휠부의 일측면에 원주 방향으로 이격되게 형성된 다수의 일측 댐퍼 수용홈에 수용 결합되는 다수의 일측 댐퍼 및 상기 웜휠부의 타측면에 원주 방향으로 이격되게 형성된 다수의 타측 댐퍼 수용홈에 수용 결합되는 다수의 타측 댐퍼를 포함함으로써, 원가를 절감하고 제조 공정 수를 단축하며 댐퍼의 손상을 최소화하여 내구성을 향상시킬 수 있는 이점을 제공한다.

Description

전동식 조향 장치{ELECTRICAL WHEEL STEERING APPARATUS}
본 발명은 전동식 조향 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 원가를 절감시키고, 기어 치강도를 증대시킴과 아울러, 댐퍼의 손상을 방지할 수 있는 전동식 조향 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차의 조향장치는 자동차의 진행방향을 운전자의 의지대로 변경할 수 있도록 하기 위한 장치로서 자동차의 앞바퀴가 선회하는 회전 중심을 임의로 변경하여 운전자가 원하는 방향으로 자동차를 진행시킬 수 있도록 보조하는 장치이다.
이러한 자동차의 조향장치에 있어서 모터에 의해 조향력이 조절되는 전동식 파워 스티어링장치(MDPS: Motor-Driven Power Steering)가 있으며, 이는 차속 센서 및 조향 토크 센서 등과 같은 각종 센서에서 감지된 차량의 운행 조건에 따라 전자 제어 장치에서 모터를 정밀하게 구동하고, 모터에서 발생한 토크가 감속기를 거쳐 조향 컬럼 또는 피니언에 전달되어서 이 조향컬럼 및 피니언에 연결된 조향휠을 조작하는 운전자의 조향력을 돕게 된다.
이에 따라, 전동식 파워 스티어링장치는 저속 주행 시에는 가볍고 편안한 조향 상태를 제공하고, 고속 주행 시에는 무겁고 안정적인 조향 상태를 제공하며, 돌발적인 비상 상황에서는 이에 대처하여 급속한 조향 운전이 가능하도록 하는 등 운전자에게 최적의 조향 조건을 유지할 수 있도록 하는 조향 성능을 제공하는 것이다.
이러한 전동식 파워 스티어링장치는 장착되는 위치에 따라 여러 가지 종류로 나눠질 수 있는데, 주로 운전석의 조향휠과 차량 하부의 기어박스를 연결하는 조향축을 차체에 고정하기 위한 조향컬럼 부위 또는 랙바와 결합되는 피니언이 내장된 기어박스 부위 등에 모터를 구비한 감속기를 설치하고, 운전자가 조작하는 조향휠의 회전력이 모터와 감속기에 의해서 랙바에 전달될 수 있도록 하는 장치이다.
상기와 같은 컬럼식 전동식 조향 장치가 적용된 차량의 운행 시 노면으로부터 전달되는 충격 등의 요인으로 인해 역입력 하중이 들어오거나, 기어간에 치합되어 회전력을 전달하는 구조에서는 사용 경과에 따라 회전부의 접촉부들간에 마모가 점진적으로 발생하는데, 특히 웜축의 축방향 유격이 증가함으로써 웜축과 웜휠이 맞물려 회전하는 부위에서 래틀 노이즈(Rattle Noise)가 필연적으로 발생하게 된다.
이와 같은 현상을 방지하도록 통상 래틀 스프링(Rattle Spring)을 이용하여 웜축과 웜휠간의 유격(Gap)을 없애도록 웜축 쪽을 가압하여 주는 유격방지 수단이 사용되어 왔다.
이와 같이, 종래의 컬럼식 전동식 조향 장치는 상기와 같이 래틀현상을 예방하기 위한 수단을 구비하는 것이 일반적이고, 이러한 수단은 상기 웜샤프트와 웜휠기어의 유격을 보상함으로써 이루어지며, 예를 들어 상기 웜휠 양단에 러버 구조물(통상 이를 '댐퍼'라 칭한다)을 넣거나, 상기 웜휠을 틸팅시키는 구조가 적용되고 있다.
그런데, 웜휠 양단에 댐퍼를 구비하는 경우에는, 댐퍼의 폭과 동일한 허브 측의 돌출부 전장이 필요한 실정이고, 웜휠부를 기준으로 허브가 결합되는 면과 반대면에 결합되는 커버 플레이트의 내주면에는 웜휠부와의 사이에 상기 댐퍼 외의 별도 충격 흡수를 위한 고무 링 부재가 필요한 실정이며, 이를 적용하기 위해서는 추가로 커버 플레이트에의 사출 공정 또는 본딩 공정이 필수적이다.
아울러, 댐퍼는 허브에 형성된 다수의 댐퍼 돌기에 끼워진 채로 웜휠부를 관통하도록 형성된 댐퍼 수용홀에 장착되는데, 댐퍼 수용홀 내에서 댐퍼가 댐퍼 돌기에 의해 찍힘 현상이 발생하여 댐퍼 손상이 빈번하다.
그리고, 웜휠부의 다수의 댐퍼 수용홀이 외주면에 형성된 기어치에 근접하게 위치되어 있어 기구적인 강도가 저하되는 문제점도 추가로 지적된다.
본 발명은 웜휠부의 양면에 각각 다수의 댐퍼가 홀 관통 방식이 아닌 홈 안착 방식으로 분배되어 구비됨으로써 커버 플레이트에 추가적인 댐핑 역할을 위해 구비되던 고무 부재를 삭제함으로써 제품의 원가 절감이 가능한 전동식 조향 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 댐퍼의 과변형을 방지하기 위해 마련된 기존의 음각 형성된 스토퍼부를 양각 형식으로 변경 설계하되 다수의 댐퍼 돌기의 외경보다 더 큰 외경을 갖는 위치의 웜휠부 양면에 형성함으로써 웜휠 기어의 기어 치강도를 개선시킬 수 있는 전동식 조향 장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
아울러, 본 발명은 댐퍼가 댐퍼 돌기에 의하여 찍힘되는 현상을 최소화함으로써 내구성을 증대시킬 수 있는 전동식 조향 장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명에 따른 전동식 조향 장치의 일 실시예는, 외주에 웜 휠기어가 형성되고, 중심에 관통홀이 형성된 웜휠부, 조향축이 끼움 결합되는 통공이 관통되게 형성되되, 상기 웜휠부의 관통홀에 외접하도록 관통 결합되는 이너 보스가 형성된 허브부, 상기 웜휠부의 타측면을 커버링하도록 결합되는 커버 플레이트 및 상기 웜휠부로부터 상기 허브부를 매개로 상기 조향축에 구동력 전달시 진동 또는 충격을 저감하는 댐퍼부를 포함하고, 상기 댐퍼부는, 상기 웜휠부의 일측면에 원주 방향으로 이격되게 형성된 다수의 일측 댐퍼 수용홈에 수용 결합되는 다수의 일측 댐퍼 및 상기 웜휠부의 타측면에 원주 방향으로 이격되게 형성된 다수의 타측 댐퍼 수용홈에 수용 결합되는 다수의 타측 댐퍼를 포함한다.
여기서, 상기 댐퍼부 중 상기 다수의 일측 댐퍼는, 상기 웜휠부에 접하는 상기 허브부의 대향면에 형성된 다수의 허브 댐퍼 돌기가 상기 다수의 일측 댐퍼 수용홈에 끼움되는 동작으로 결합되고, 상기 댐퍼부 중 상기 다수의 타측 댐퍼는, 상기 웜휠부에 접하는 상기 커버 플레이트의 대향면에 형성된 다수의 커버 댐퍼 돌기가 상기 다수의 타측 댐퍼 수용홈에 끼움되는 동작으로 결합될 수 있다.
또한, 상기 다수의 일측 댐퍼 수용홈과 상기 다수의 타측 댐퍼 수용홈은, 상기 웜휠부의 양면에 각각 대칭되는 위치에 형성될 수 있다.
또한, 상기 다수의 일측 댐퍼 수용홈과 상기 다수의 타측 댐퍼 수용홈은, 상기 웜휠부의 양면에 각각 비대칭되는 위치에 형성될 수 있다.
또한, 상기 웜휠부의 일면에 상기 다수의 일측 댐퍼 수용홈이 위치된 경우 대칭되는 위치에 해당하는 상기 웜휠부의 타면에는 살빼기 홈부가 형성될 수 있다.
또한, 상기 웜휠부의 양면에는 각각 상기 댐퍼부의 과변형을 방지하기 위한 스토퍼 돌기가 형성되되, 상기 스토퍼 돌기는, 상기 다수의 일측 댐퍼 수용홈 및 다수의 타측 댐퍼 수용홈의 선단보다 외측으로 더 돌출되는 양각 돌기 형태로 형성될 수 있다.
또한, 상기 스토퍼 돌기는, 상기 다수의 일측 댐퍼 수용홈 및 다수의 타측 댐퍼 수용홈의 외측단이 형성하는 외경보다 더 큰 외경을 가지도록 원주 방향으로 이격되게 다수개가 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 전동식 조향 장치의 일 실시예에 따르면 다음과 같은 다양한 효과를 달성할 수 있다.
첫째, 기존 커버 플레이트에 구비하던 고무 부재를 삭제할 수 있으므로, 원가 절감은 물론 고무 부재의 구비를 위한 제조 공정 수를 줄일 수 있는 효과를 가진다.
둘째, 웜 기어의 기어 치강도를 개선함과 아울러 댐퍼의 손상을 최소화하여 내구성을 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명에 따른 전동식 조향 장치의 웜휠 구조체를 나타낸 사시도이고,
도 2a 및 도 2b는 도 1의 일측 방향 분해 사시도 및 타측 방향 분해 사시도이며,
도 3은 도 1의 측면도이고,
도 4는 도 1의 구성 중 댐퍼체를 나타낸 사시도이며,
도 5는 도 1의 정면도이고,
도 6a 및 도 6b는 도 3의 A-A선을 따라 취한 단면도이며,
도 7은 도 5의 B-B선을 따라 취한 절개 사시도이다.
이하, 본 발명에 따른 전동식 조향 장치의 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 도는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 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. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명에 따른 전동식 조향 장치의 웜휠 구조체를 나타낸 사시도이고, 도 2a 및 도 2b는 도 1의 일측 방향 분해 사시도 및 타측 방향 분해 사시도이며, 도 3은 도 1의 측면도이고, 도 4는 도 1의 구성 중 댐퍼체를 나타낸 사시도이며, 도 5는 도 1의 정면도이고, 도 6a 및 도 6b는 도 3의 A-A선을 따라 취한 단면도이며, 도 7은 도 5의 B-B선을 따라 취한 절개 사시도이다.
본 발명에 따른 전동식 조향 장치의 일 실시예는, 미도시의 감속기 케이스에서 전동 모터의 회전축에 연결되어 회전되는 웜 기어의 기어치와 치합되도록 구비된 웜휠 기어체(1)를 포함한다.
웜휠 기어체(1)는, 도 1 내지 도 4에 참조된 바와 같이, 외주에 웜 기어(미도시)의 기어치와 치합되는 웜 휠기어(13)가 원주 방향으로 형성되고, 중심에 관통홀(11)이 형성된 웜휠부(10)와, 미도시의 조향축이 끼움 결합되는 통공(21)이 관통되게 형성되되, 웜휠부(10)의 관통홀(11)에 외접하도록 관통 결합되는 이너 보스(23)가 형성된 허브부(20)와, 웜휠부(10)에 결합된 허브부(20)와 기구적으로 결합되는 커버 플레이트(30)를 포함한다.
조향축은 허브부(20)의 통공(21)에 억지 끼움 방식으로 압입되고, 허브부(20)는 웜휠부(10) 및 커버 플레이트(30)와 연동하도록 결합됨으로써 상술한 전동 모터에 의하여 웜휠부(10)가 회전되면 허브부(20)가 회전되면서 조향축으로 구동력을 전달하여 운전자의 스티어링 핸들 조타력을 보조하는 역할을 한다.
여기서, 웜휠부(10)와, 허브부(20), 커버 플레이트(30) 및 댐퍼부로 구성된 구조체를 상술한 바와 같이 편의상 웜휠 구조체라 칭하기로 한다.
한편, 웜휠부(10)에는 후술하는 허브부(20)의 이너 보스(23)가 내접되어 끼움되기 위한 관통홀(11)이 형성되고, 웜휠부(10)의 양측면 중 어느 하나(이하, '웜휠부(10)의 일측면'이라 한다)에는 허브부(20)가 밀착되게 결합되며, 웜휠부(10)의 양측면 중 다른 하나(이하, '웜휠부(10)의 타측면'이라 한다)에는 커버 플레이트(30)가 밀착되게 결합된다.
웜휠부(10)의 일측면과 타측면은, 각각 후술하는 허브부(20)의 걸림 플레이트(22) 및 커버 플레이트(30)가 형합되도록 웜휠부(10)의 두께 방향으로 음각 형성된 일측 형합부(15A) 및 타측 형합부(15B)가 형성될 수 있다. 일측 형합부(15A)와 타측 형합부(15B)는 각각 웜휠부(10)의 일측면과 타측면에서 일정 깊이 원형으로 함몰되게 형성될 수 있다.
아울러, 웜휠부(10)의 일측 형합부(15A)에는 후술하는 허브부(20)에 구비된 다수의 일측 댐퍼 돌기(27) 및 다수의 일측 댐퍼 돌기(27)의 외주면에 개재된 다수의 댐퍼체가 수용되는 다수의 일측 댐퍼 수용홈(17A)이 원주 방향으로 각각 소정 거리 이격되게 음각 형성될 수 있다. 또한, 웜휠부(10)의 일측 형합부(15A)에는 다수의 일측 댐퍼 수용홈(17A) 각각의 사이에 음각 형성된 다수의 살빼기 홈(18A)이 형성될 수 있다. 즉, 다수의 일측 댐퍼 수용홈(17A) 및 다수의 살빼기 홈(18A)은 상호 교번되게 원주 방향으로 형성될 수 있다. 다수의 살빼기 홈(18A)은, 웜휠부(10)의 중량을 낮추어 제품 전체의 중량을 절감시키는 역할을 한다.
웜휠부(10)의 타측 형합부(15B)에도, 각각 후술하는 커버 플레이트(30)에 구비된 다수의 타측 댐퍼 돌기 및 다수의 타측 댐퍼 돌기의 외주면에 개재된 다수의 댐퍼체가 수용되는 다수의 타측 댐퍼 수용홈(17B)이 원주 방향으로 각각 소정 거리 이격되게 음각 형성될 수 있다. 마찬가지로, 웜휠부(10)의 타측 형합부(15B)에는 다수의 타측 댐퍼 수용홈(17B) 각각의 사이에 음각 형성된 다수의 살빼기 홈(18B)이 형성될 수 있다. 즉, 다수의 타측 댐퍼 수용홈(17B) 및 다수의 살빼기 홈(18B)은 상호 교번되게 원주 방향으로 형성될 수 있다.
여기서, 웜휠부(10)의 일측 형합부(15A)에 형성된 다수의 일측 댐퍼 수용홈(17A)과 다수의 살빼기 홈(18A) 및 웜휠부(10)의 타측 형합부(15B)에 형성된 다수의 타측 댐퍼 수용홈(17B)과 다수의 살빼기 홈(18B)은, 도 6a에 참조된 바와 같이, 웜휠부(10)의 양면에 대하여 상호 대칭되는 위치에 구비될 수 있으나, 도 6b에 참조된 바와 같이, 웜휠부(10)의 양면에 대하여 상호 엇갈리는 위치에 비대칭되게 구비될 수 있다.
웜휠부(10)의 일측 형합부(15A) 중 외주단에는, 도 2a에 참조된 바와 같이, 웜휠부(10)의 일측면에 형합 결합되는 허브부(20)의 원주 방향 유동을 방지하도록 원주 방향으로 소정거리 이격되게 구비되고, 양각 돌기 형태로 외측으로 돌출되게 다수의 일측 스토퍼 돌기(19A)가 형성될 수 있다. 여기서, 다수의 일측 스토퍼 돌기(19A)의 외측 방향 돌출 높이는 다수의 웜 휠기어(13)가 형성된 테두리 단부를 형성하는 면보다 낮도록 형성됨이 바람직하다.
마찬가지로, 웜휠부(10)의 타측 형합부(15B) 중 외주단에는, 도 2b에 참조된 바와 같이, 웜휠부(10)의 타측면에 형합 결합되는 커버 플레이트(30)의 원주 방향 유동을 방지하도록 원주 방향으로 소정거리 이격되게 구비되고, 양각 돌기 형태로 외측으로 돌출되게 다수의 타측 스토퍼 돌기(19B)가 형성될 수 있다.
웜휠부(10)의 일측 스토퍼 돌기(19A)와 타측 스토퍼 돌기(19B)는, 도 6a에 참조된 바와 같이, 일측 형합부(15A) 및 타측 형합부(15B)의 음각 형성에 의하여 축소된 웜 휠기어(13)와의 이격 거리(D2)를 보충함으로써 결과적으로 웜 휠기어(13)의 골과의 사이에 형성되는 단면부의 거리를 D1으로 증가시킴으로써 치강도를 개선하는 효과를 창출할 수 있다.
또한, 웜휠부(10)의 일측 스토퍼 돌기(19A)와 타측 스토퍼 돌기(19B)는, 웜휠부(10)의 관통홀(11)을 통하여 웜휠부(10)의 일측면과 타측면에 구비되어 상호 결합된 허브부(20) 및 커버 플레이트(30)의 원주 방향 유동을 제한함으로써 결과적으로 댐퍼부의 과변형을 방지하여 댐퍼체의 손상을 방지할 수 있는 추가적인 기능도 수행할 수 있다.
한편, 허브부(20)는, 도 2a 및 도 2b에 참조된 바와 같이, 원판 형상으로 형성되어 웜휠부(10)의 일면에 면착되는 걸림 플레이트(22)와, 걸림 플레이트(22)의 중앙을 관통하도록 상술한 통공(21)이 형성되고, 웜휠부(10)의 관통홀(11)을 관통하도록 웜휠부(10)의 일면 측으로 돌출된 이너 보스(23)를 포함할 수 있다.
웜휠부(10)의 일측면에 면착되는 걸림 플레이트(22)의 일면 테두리 부위에는 원주 방향으로 다수의 일측 댐퍼 돌기(27)가 웜휠부(10)의 일측면을 향하여 돌출되게 형성될 수 있다. 아울러, 걸림 플레이트(22)의 테두리단으로서 다수의 일측 댐퍼 돌기(27)의 외측단이 형성하는 외경보다 더 큰 내경을 가지도록 원주 방향을 따라 이격되게 배치되되 웜휠부(10)의 일면에 형성된 스토퍼부의 다수의 일측 스토퍼 돌기(19A)가 각각 삽입 안착되는 다수의 일측 스토퍼홈(29)이 외측으로 함몰되게 형성될 수 있다.
또한, 이너 보스(23)의 중간 부위에는 커버 플레이트(30)에 형성된 다수의 내측 교합 돌기(38)가 삽입되어 교합되는 다수의 내측 교합홈(28)이 원주 방향으로 이격되게 형성될 수 있다.
그리고, 웜휠부(10)의 관통홀(11) 및 후술하는 커버 플레이트(30)의 중심홀(31)을 관통하여 돌출된 이너 보스(23)의 선단부에 후술하는 브이 링(50)(V-Ring)이 개재되는 링 설치홈(25)이 형성될 수 있다.
걸림 플레이트(22)와 이너 보스(23)는 동일한 재질로 일체로 사출 성형될 수 있으나, 제품 중량이 증가하는 것을 방지하기 위하여 이너 보스(23)는 강성 재질로 구비되고 걸림 플레이트(22)는 경량 재질로 구비되되, 이중 사출 성형 방식으로 일체 제작되는 것도 가능함은 물론이다.
한편, 본 발명에 따른 전동식 조향 장치의 일 실시예는, 도 1 내지 도 3에 참조된 바와 같이, 웜휠부(10)의 타측면을 커버링하도록 결합되는 커버 플레이트(30)를 더 포함할 수 있다.
커버 플레이트(30)는, 허브부(20)의 걸림 플레이트(22)와 같이, 웜휠부(10)의 타면에 접하도록 설치되고, 미도시의 조향축이 관통되어 웜휠부(10)의 일면에 결합되는 허브부(20)의 이너 보스(23)에 억지 끼움 결합되도록 중앙부가 관통된 중심홀(31)이 형성될 수 있다.
보다 상세하게는, 커버 플레이트(30)는, 도 2a 및 도 2b에 참조된 바와 같이, 가운데가 전후로 관통된 상기 중심홀(31)을 가진 링 형상으로 형성될 수 있다.
웜휠부(10)의 타면에 면착되는 커버 플레이트(30)의 내측면 테두리 부위에는 원주 방향으로 다수의 타측 댐퍼 돌기가 웜휠부(10)의 타면을 향하여 돌출되게 형성될 수 있다. 아울러, 커버 플레이트(30)의 테두리단으로서 다수의 타측 댐퍼 돌기의 외측단이 형성하는 외경보다 더 큰 내경을 가지도록 원주 방향을 따라 이격되게 배치되되 웜휠부(10)의 타면에 형성된 스토퍼부의 다수의 타측 스토퍼 돌기(19B)가 각각 삽입 안착되는 다수의 타측 스토퍼홈(39)이 외측으로 함몰되게 형성될 수 있다.
또한, 커버 플레이트(30)의 중심홀(31) 부위에는 허브부(20)의 이너 보스(23)의 중간 부위에 형성된 다수의 내측 교합홈(28)에 각각 삽입되어 교합되도록 다수의 내측 교합 돌기(38)가 원주 방향으로 이격되게 형성될 수 있다.
한편, 댐퍼부는, 도 2a 내지 도 2b, 그리고 도 7에 참조된 바와 같이, 웜휠부(10)로부터 허브부(20)를 매개로 조향축에 구동력 전달 시 진동 또는 충격을 저감하는 역할을 한다.
이와 같은 댐퍼부는, 어느 특정 구성요소만을 지칭하는 것은 아니고, 일반적으로 웜휠부(10)로부터 조향축 및 조향축으로부터 웜휠부(10)로부터 조타력 전달 시 발생할 수 있는 진동 또는 충격을 저감시키도록 구비된 모든 구성요소를 통칭할 수 있다.
여기서의 댐퍼부는, 편의상 개개의 구성을 '댐퍼체'라 지칭하고, 웜휠부(10)의 일면에 형성된 다수의 일측 댐퍼 수용홈(17A)에 수용되는 댐퍼체는 '일측 댐퍼체(40A)'라 지칭하며, 웜휠부(10)의 타면에 형성된 다수의 타측 댐퍼 수용홈(17B)에 수용되는 댐퍼체는 '타측 댐퍼체(40B)'라 지칭하여 설명한다.
댐퍼체(즉, 일측 댐퍼체(40A)와 타측 댐퍼체(40B))는, 도 4에 참조된 바와 같이, 다수의 일측 댐퍼 돌기(27) 또는 다수의 타측 댐퍼 돌기가 각각 관통되는 돌기 관통홀(11)과, 돌기 관통홀(11)의 주변을 둘러싸도록 형성된 4개의 4개의 댐핑면(41~44)과, 다수의 일측 댐퍼 수용홈(17A) 또는 다수의 타측 댐퍼 수용홈(17B)의 저면에 지지되는 웜휠 지지면(49A)과, 허브부(20)의 걸림 플레이트(22) 내측면 또는 커버 플레이트(30)의 내측면에 지지되는 외측 지지면(49B)을 포함할 수 있다.
이와 같은 구성을 가진 댐퍼체는, 웜휠 지지면(49A)이 웜휠부(10)에 지지되고 외측 지지면(49B)이 각각에 결합되는 허브부(20) 또는 커버 플레이트(30)에 지지된다.
보다 상세하게는, 일측 댐퍼체(40A)의 웜휠 지지면(49A)은, 다수의 일측 댐퍼 수용홈(17A) 중 대응되는 일측 댐퍼 수용홈(17A)의 저면에 삽입되어 지지된다. 또한, 타측 댐퍼체(40B)의 웜휠 지지면(49A)은, 다수의 타측 댐퍼 수용홈(17B) 중 대응되는 타측 댐퍼 수용홈(17B)의 저면에 삽입되어 지지된다.
그리고, 일측 댐퍼체(40A)의 외측 지지면(49B)은, 웜휠부(10)의 일측면에 형성된 일측 형합부(15A) 측에 허브부(20)가 결합될 때, 허브부(20)의 걸림 플레이트(22) 내측면에 지지되고, 타측 댐퍼체(40B)의 외측 지지면(49B)은, 웜휠부(10)의 타측면에 형성된 타측 형합부(15B) 측에 커버 플레이트(30)가 결합될 때, 커버 플레이트(30)의 내측면에 지지된다.
이와 같은 댐퍼체는, 다수의 일측 댐퍼 돌기(27) 및 다수의 타측 댐퍼 돌기와 함께 웜휠부(10)의 일측면과 타측면에 각각 형성된 다수의 일측 댐퍼 수용홈(17A) 및 다수의 타측 댐퍼 수용홈(17B)에 삽입 결합됨으로써, 스티어링 핸들의 조타력을 보조하기 위하여 전동 모터로부터 구동력을 조향축에 전달할 때 발생되는 진동 또는 충격을 흡수하는 역할을 수행한다.
일측 댐퍼체(40A)는, 도 4에 참조된 바와 같이, 4개의 4개의 댐핑면(41~44) 중 회전방향을 댐핑하는 2개의 댐핑면(43,44)과 돌기 관통홀(11)의 내측면에 웜휠부(10)의 회전 시 유격을 방지하는 적어도 하나 이상의 유격방지 돌기(45)가 외측으로 돌출되게 형성될 수 있다. 여기서, '외측으로'라 함은, 2개의 댐핑면(43,44)을 기준으로는 일측 댐퍼 수용홈(17A)의 내측면을 향하는 것을 의미하고, 돌기 관통홀(11)을 기준으로 하면 이에 개재된 일측 댐퍼 돌기(27)를 향하는 것을 의미한다.
유격방지 돌기(45)는, 웜휠부(10)가 회전될 때, 일측 댐퍼 돌기(27)의 외측면과 일측 댐퍼 수용홈(17A)의 내측면 사이에 밀착됨으로서 일측 댐퍼 돌기(27)와의 유격을 방지함은 물론, 일측 댐퍼체(40A) 자체의 적정 강성을 유지하도록 하는 역할을 한다.
한편, 일측 댐퍼체(40A)중 웜휠 지지면(49A)과 보스 지지면에는, 조향축의 축방향 하중을 지지하여 흡수하도록 축방향으로 돌출되게 적어도 하나 이상의 축방향 지지 돌기(47)가 형성될 수 있다.
일측 댐퍼체(40A)의 축방향 지지 돌기(47)는, 웜휠부(10)의 일측면과 타측면에 허브부(20)와 커버 플레이트(30)가 각각 결합된 상태에서 작용되는 축방향으로의 하중을 지지함은 물론 전달된 축방향 하중을 흡수하는 역할을 한다.
아울러, 도 4에 참조된 바와 같이, 일측 댐퍼체(40A)의 4개의 4개의 댐핑면(41~44) 중 일측 댐퍼 돌기(27)의 외측면을 지지하는 댐핑면(42)에는, 일측 댐퍼 돌기(27)에의 끼움 결합 시 외측으로 유동되고, 일측 댐퍼 수용홈(17A) 끼움 결합되어 외력이 작용할 때 유연하게 일측으로 유동되어 전방위적인 요동이 발생하더라도 그 사각 테두리의 두께 차이에 기인한 일방향 충격의 치우침을 규제하여, 그 강성을 상호 보완하는 플렉서블 브릿지(48)가 구비될 수 있다.
일측 댐퍼체(40A)는, 조립자의 선호도에 따라, 웜휠부(10)의 일측면 및 타측면에 각각 허브부(20) 및 커버 플레이트(30)를 결합시키기 전에 일측 댐퍼 수용홈(17A)에 먼저 끼움 결합시키거나 허브부(20)의 일측 댐퍼 돌기(27)에 끼움 결합시킬 수 있다.
여기서, 플렉서블 브릿지(48)는, 일측 댐퍼체(40A)를 일측 댐퍼 수용홈(17A)에 먼저 수용되도록 끼움 결합시킬 경우, 돌기 관통홀(11) 측으로 구부러져 일측 댐퍼체(40A) 자체의 용이한 결합을 돕는 역할을 함은 물론, 일측 댐퍼체(40A)의 돌기 관통홀(11)에 일측 댐퍼 돌기(27)가 관통하도록 끼움 결합시킬 경우, 돌기 관통홀(11)의 외측으로 구부러져 일측 댐퍼체(40A)의 돌기 관통홀(11)에 대한 일측 댐퍼 돌기(27)가 용이하게 끼움 결합되도록 하는 역할을 한다.
지금까지는, 일측 댐퍼체(40A)가 웜휠부(10)의 일측면에 형성된 일측 댐퍼 수용홈(17A)에 허브부(20)의 걸림 플레이트(22)에 형성된 일측 댐퍼 돌기(27)에 개재되어 결합된 상태를 기준으로 일측 댐퍼체(40A)의 결합 모습을 상세하게 설명하였으나, 일측 댐퍼체(40A)와 타측 댐퍼체(40B)는 동일한 사양으로 제조되고, 웜휠부(10)의 일측면 및 타측면에 형성된 일측 댐퍼 수용홈(17A)과 타측 댐퍼 수용홈(17B)에 수용 결합되는 차이만 있으므로, 타측 댐퍼체(40B)의 구체적인 결합 모습은 일측 댐퍼체(40A)의 결합 모습의 설명으로 대신하기로 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향 장치의 작동 모습을 첨부된 도면을 참조하여 간략하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 2a 및 도 2b에 참조된 바와 같이, 조립자의 선호도에 따라 상이하나, 웜휠부(10)의 일측면에 구비된 일측 댐퍼 수용홈(17A) 및 타측면에 형성된 타측 댐퍼 수용홈(17B)에 각각 삽입 가능하게 구비된 일측 댐퍼체(40A)와 타측 댐퍼체(40B)를 수용 결합시킨다. 이때, 상술한 바와 같이, 일측 댐퍼체(40A) 및 타측 댐퍼체(40B)의 플렉서블 브릿지(48)가 돌기 관통홀(11) 측으로 구부러져 일측 댐퍼체(40A) 및 타측 댐퍼체(40B) 각각의 일측 댐퍼 수용홈(17A) 및 타측 댐퍼 수용홈(17B)에 대한 용이한 결합을 도모할 수 있다. 일측 댐퍼 수용홈(17A)과 타측 댐퍼 수용홈(17B) 각각에 수용 결합된 일측 댐퍼체(40A) 및 타측 댐퍼체(40B)는 그 자체 탄성력에 의하여 일측 댐퍼 수용홈(17A) 및 타측 댐퍼 수용홈(17B)의 내측면을 지지하게 된다.
다음으로, 도 2a 및 도 2b에 참조된 바와 같이, 허브부(20)의 이너 보스(23)를 웜휠부(10)에 형성된 관통홀(11)을 관통하도록 웜휠부(10)의 일측면으로 이동시켜 결합시키면, 걸림 플레이트(22)에 형성된 다수의 댐퍼 돌기 각각이 웜휠부(10)의 일측 댐퍼 수용홈(17A)에 각각 수용 결합된 일측 댐퍼체(40A)의 돌기 관통홀(11)을 관통하여 끼움 결합된다. 마찬가지로, 커버 플레이트(30)를 웜휠부(10)의 타측면으로 이동시켜 결합시키면, 커버 플레이트(30)에 형성된 다수의 댐퍼 돌기 각각이 웜휠부(10)의 타측 댐퍼 수용홈(17B)에 각각 수용 결합된 타측 댐퍼체(40B)의 돌기 관통홀(11)을 관통하여 끼움 결합된다.
이때, 일측 댐퍼체(40A) 및 타측 댐퍼체(40B)의 플렉서블 브릿지(48)가 돌기 관통홀(11)을 기준으로 외측으로 구부러져 일측 댐퍼 돌기(27)와 타측 댐퍼 돌기의 용이한 끼움 결합을 돕는다.
아울러, 스토퍼부 중 웜휠부(10)의 일측면과 타측면에 형성된 다수의 스토퍼 돌기가 각각 허브부(20)의 걸림 플레이트(22)에 형성된 다수의 스토퍼홈 및 커버 플레이트(30)에 형성된 다수의 스토퍼홈에 끼움되면서 상호 간의 유동을 방지할 수 있다. 추가적으로, 웜휠부(10)의 일측면과 타측면에 구비된 다수의 스토퍼 돌기는 일측 형합부(15A) 및 타측 형합부(15B)의 외주단에 양각 형태로 형성되어 웜휠부(10)의 웜 휠기어(13)의 치강도를 증대시킬 수 있다.
한편, 웜휠부(10)의 관통홀(11) 및 커버 플레이트(30)의 중심홀(31)을 동시에 관통하여 반대편으로 돌출된 허브부(20)의 이너 보스(23)의 선단에는 브이 링(50)(V-Ring)이 개재됨으로써 웜휠부(10)의 양면에 대한 허브부(20) 및 커버 플레이트(30)의 조립이 완료되고, 허브부(20)의 이너 보스(23)에 형성된 통공(21)을 통해 조향축이 억지 끼움 결합됨으로써, 본 발명에 따른 전동식 조향 장치의 일 실시예의 조립 공정이 모두 완료된다.
이상, 본 발명에 따른 전동식 조향 장치의 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하였다. 그러나, 본 발명의 실시예가 반드시 상술한 일 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 변형 및 균등한 범위에서의 실시가 가능함은 당연하다고 할 것이다. 그러므로, 본 발명의 진정한 권리범위는 후술하는 청구범위에 의하여 정해진다고 할 것이다.
1: 웜휠 기어체 10: 웜휠부
11: 관통홀 13: 웜 휠기어
15A: 일측 형합부 15B: 타측 형합부
17A: 일측 댐퍼 수용홈 18A: 살빼기 홈
19A: 일측 스토퍼 돌기 17B: 타측 댐퍼 수용홈
18B: 살빼기 홈 19A: 타측 스토퍼 돌기
20: 허브부 21: 통공
22: 걸림 플레이트 23: 이너 보스
25: 링 설치홈 27: 일측 댐퍼 돌기
28: 내측 교합홈 29: 일측 스토퍼홈
30: 커버 플레이트 31: 중심홀
38: 내측 교합 돌기 39: 타측 스토퍼홈
40A: 일측 댐퍼체 40B: 타측 댐퍼체
41~44: 댐핑면 45: 유격방지 돌기
46: 하면 댐퍼 돌기 47: 축방향 지지 돌기
48: 플렉서블 브릿지 49A: 웜휠 지지면
49B: 외측 지지면 50: 브이 링(V-Ring)

Claims (7)

  1. 외주에 웜 휠기어가 형성되고, 중심에 관통홀이 형성된 웜휠부;
    조향축이 끼움 결합되는 통공이 관통되게 형성되되, 상기 웜휠부의 관통홀에 외접하도록 관통 결합되는 이너 보스가 형성된 허브부;
    상기 웜휠부의 타측면을 커버링하도록 결합되는 커버 플레이트; 및
    상기 웜휠부로부터 상기 허브부를 매개로 상기 조향축에 구동력 전달시 진동 또는 충격을 저감하는 댐퍼부; 를 포함하고,
    상기 댐퍼부는,
    상기 웜휠부의 일측면에 원주 방향으로 이격되게 형성된 다수의 일측 댐퍼 수용홈에 수용 결합되는 다수의 일측 댐퍼; 및
    상기 웜휠부의 타측면에 원주 방향으로 이격되게 형성된 다수의 타측 댐퍼 수용홈에 수용 결합되는 다수의 타측 댐퍼; 를 포함하는, 전동식 조향 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 댐퍼부 중 상기 다수의 일측 댐퍼는, 상기 웜휠부에 접하는 상기 허브부의 대향면에 형성된 다수의 허브 댐퍼 돌기가 상기 다수의 일측 댐퍼 수용홈에 끼움되는 동작으로 결합되고,
    상기 댐퍼부 중 상기 다수의 타측 댐퍼는, 상기 웜휠부에 접하는 상기 커버 플레이트의 대향면에 형성된 다수의 커버 댐퍼 돌기가 상기 다수의 타측 댐퍼 수용홈에 끼움되는 동작으로 결합되는, 전동식 조향 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 다수의 일측 댐퍼 수용홈과 상기 다수의 타측 댐퍼 수용홈은, 상기 웜휠부의 양면에 각각 대칭되는 위치에 형성된, 전동식 조향 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 다수의 일측 댐퍼 수용홈과 상기 다수의 타측 댐퍼 수용홈은, 상기 웜휠부의 양면에 각각 비대칭되는 위치에 형성된, 전동식 조향 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 웜휠부의 일면에 상기 다수의 일측 댐퍼 수용홈이 위치된 경우 대칭되는 위치에 해당하는 상기 웜휠부의 타면에는 살빼기 홈부가 형성된, 전동식 조향 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 웜휠부의 양면에는 각각 상기 댐퍼부의 과변형을 방지하기 위한 스토퍼 돌기가 형성되되,
    상기 스토퍼 돌기는, 상기 다수의 일측 댐퍼 수용홈 및 다수의 타측 댐퍼 수용홈의 선단보다 외측으로 더 돌출되는 양각 돌기 형태로 형성된, 전동식 조향 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 스토퍼 돌기는, 상기 다수의 일측 댐퍼 수용홈 및 다수의 타측 댐퍼 수용홈의 외측단이 형성하는 외경보다 더 큰 외경을 가지도록 원주 방향으로 이격되게 다수개가 형성된, 전동식 조향 장치.
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