KR20210143160A - 조향 액추에이터 - Google Patents

Abstract

자동차의 후방 차축 조향용 조향 액추에이터는, 나사형 스핀들(16)에 연결되고 플레인 베어링(18)에 의해 하우징(6)에 장착되어 공기를 통과시키고 섀시 서스펜션 암에 결합하기 위해 제공된 부착 요소(12)에 그의 각 말단에서 연결되는 푸시로드(9)가 있는 스핀들 드라이브(5)를 포함하며, 각반(19, 20)은 각각의 경우에 한 측면에서 하우징(6)에 그리고 다른 한 측면에서 부착 요소(12)의 하나에 연결된다. 각각의 플레인 베어링(18)은 나사형 스핀들(16)의 일 회전을 허용하는 베어링으로 설계되며, 적어도 하나의 길이 방향 홈(21)은 플레인 베어링(18)의 하나의 가이드 부시(23)와 접한다.

Description

조향 액추에이터

본 발명은, 청구범위 제1항의 전제부에 따라 자동차의 후방 차축 조향에 사용하기에 적합한, 조향 액추에이터에 관한 것이다.

이러한 조향 액추에이터는, 예를 들어 DE 10 2015 219 198 B4에 공지되어 있다. 공지된 조향 액추에이터는 스핀들 드라이브를 포함하고, 이의 스핀들은 다각형 프로파일로 설계된 플레인 베어링 섹션을 갖는다. 벤트 채널은, 하우징 측면의 플레인 베어링 요소와 스핀들 사이의 다각형 프로파일의 모서리 영역에 형성되어, 각반(gaiter)으로 구분된 공간과 추가 중공형 공간 사이에서 공기를 통과시킨다. DE 10 2015 219 198 B4에 따른 조향 액추에이터는 한쪽 또는 양쪽에서 작동할 수 있다. 두 경우 모두, 공지된 조향 액추에이터의 스핀들 드라이브는 사다리꼴 나사 형태의 이동 나사를 포함한다.

자동차 섀시의 레벨을 조절하기 위해 US 8,454,029 B2로부터 공지된 액추에이터는, 조절 프로세스 동안에 변위된 공기를 수용할 수 있는 균등화 부피를 포함한다.

DE 10 2006 052 528 A1에 개시된 각반은, 동일한 부피를 최대한 수축되고 최대한 확장된 위치에서 감싸도록 하는 방식으로 설계되어야 한다.

선형 드라이브는 WO 2017/211463 A1에서 공지되어 있고, 여기서 말단 쉴드에 회전 가능하게 장착된 스핀들 너트와 변위 가능한 스핀들을 포함하되, 스핀들은 말단 쉴드가 위치한 하우징에서 두 개의 각반에 의해 밀봉된다. 말단 쉴드에 공기 덕트가 있고, 이를 통해, 선형 드라이브가 작동되는 경우에 각반에 의해 둘러싸인 공간 사이로 공기가 흐를 수 있다.

DE 10 2009 052 790 A1에, 상용차용 디스크 브레이크의 구성 요소가 설명되어 있다. 캡슐화된 공간이 형성되는 각반은, 가이드 바에 부착된다. 공간에 갇힌 공기는 가이드 바의 슬라이딩 베어링을 통해 흐를 수 있으며, 이런 목적으로 베어링 구성 요소에 길이 방향 홈이 형성된다.

본 발명의 목적은, 인용된 종래 기술에 비해 더욱 발전되고 슬라이딩 베어링을 통한 공기의 통과를 허용하는 조향 액추에이터를 구체화하는 것이며, 동시에 제조 기술 측면에서 유리한 구조가 제공된다.

본 발명에 따라, 본 목적은 청구범위 제1항의 특징부를 갖는 조향 액추에이터에 의해 달성된다. 자동차의 후방 차축 조향에 적합한 이 조향 액추에이터는, 그 자체로 알려진 기본 개념으로 스핀들 드라이브, 즉 회전-선형 변속기를 포함한다. 본원에서 스핀들 드라이브의 나사형 스핀들은, 푸시로드에 연결되거나 일체형으로 설계되어 있다. 푸시로드는, 플레인 베어링에 의해 하우징에 장착되어 공기를 통과시키고, 섀시 서스펜션 암(arm)에 결합하기 위해 제공된 부착 요소에 말단 연결되며, 각반은 한 측면에서 하우징에 그리고 다른 한 측면에서 부착 요소의 하나에 연결된다.

본 발명에 따라, 각각의 플레인 베어링은 나사형 스핀들의 일회전을 허용하는 베어링으로 설계되며, 여기서 적어도 하나의 길이 방향 홈은 플레인 베어링의 가이드 부시와 접하고, 이는 자유 흐름 단면을 나타낸다. 가이드 부시의 내주면 및/또는 외주면에 길이 방향 홈을 설계할 수 있다. 후자의 경우에, 길이 방향 홈, 즉 플레인 베어링의 축 방향으로 이어지는 홈이, 가이드 부시에 형성되거나 또는 가이드 부시를 수용하는 주변 구성 요소에 형성될 수 있다.

자유 흐름 단면이 가이드 부시의 내주면에 설계되고 따라서 슬라이딩 표면을 중단시키는 경우에, 바람직하게는 복수의 길이 방향 홈, 특히 최소 3개 및 최대 12개의 길이 방향 홈, 예를 들어 4개의 길이 방향 홈이 있고, 이는 특히 등거리 배열에서 플레인 베어링의 원주 상에 분포된다. 본원에서, 슬라이딩 표면의 원주 상의 길이 방향 홈은 바람직한 구현예에서 최소 30° 및 최대 150°인 전체 각도로 연장된다. 이 조건은, 예를 들어 슬라이딩 표면의 직경이 56.5 mm의 원주에 해당하는 18 mm인 경우에 충족되며, 여기서 슬라이딩 표면은 슬라이딩 표면의 원주 상에서 25.5°의 각도에 해당하는 너비가 4 mm인 각각의 4 개의 길이 방향 홈에 의해 중단된다. 슬라이딩 표면의 원주에서 길이 방향 홈이 차지하는 총 각도는, 이 경우에 약 102°이다.

나사형 스핀들의 반경 방향으로 측정되는 길이 방향 홈의 깊이에 관한 한, 근본적인 제한은 없다. 일반적인 설계에서, 나사형 스핀들의 반경 방향으로 측정되는 각 길이 방향 홈의 깊이는, 슬라이딩 표면의 원주 방향으로 측정되는 길이 방향 홈의 너비보다 작다. 각각의 길이 방향 홈은, 예를 들어 만곡형, 특히 타원형의 형태, 예를 들어 원형, 곡률, 또는 각이 지는 형태, 특히 직사각형 또는 사다리꼴 형태로 프로파일을 갖는다.

본 발명에 따라, 스핀들의 회전 잠금부는 슬라이딩 베어링에서 분리되며, 여기서 적어도 하나의 벤트 채널이 길이 방향 홈의 형태로 통합된다. 스핀들의 별도 회전 잠금부로 인해 플레인 베어링의 특히 간단하고 공정 신뢰성 있는 조립이 가능하다.

길이 방향 홈은, 슬라이딩 표면의 원주 또는 가이드 부시의 외주면에 분포되고, 따라서 언급된 기하학적 관계를 적용할 수 있는 경우에, 반드시 슬라이딩 베어링의 축 방향으로 정확하게 이어지는 것은 아니다. 오히려, 플레인 베어링의 두 말단면 사이에 자유 흐름 단면이 형성되는 한, 예를 들어 나선형으로 감긴 홈이 길이 방향 홈의 기능을 대신할 수도 있다.

길이 방향 홈의 수와 모양에 관계없이, 슬라이딩 표면에 접해 있다면, 흐름 저항이 거의 없는 공기의 추가 흐름을 촉진하기 위해 슬라이딩 표면을 넘어 스핀들 드라이브의 축 방향으로 연장하는 것이 바람직하다.

한 가지 가능한 개발에 따라, 조향 액추에이터의 각각의 각반은 압력 보상 요소를 갖는다. 이러한 압력 보상 요소가 있는 경우에, 해당 각반에 인접한 플레인 베어링을 통해 공기를 통과시킬 필요가 없다.

조향 액추에이터의 스핀들 드라이브는, 예를 들어 플래너터리 롤러 드라이브 또는 볼 스크류 드라이브로 설계되어 있다. 이러한 변속기의 가능한 유형과 관련하여, 예를 들어 플래너터리 롤러 드라이브에 관한 문서 DE 10 2017 124 388 A1, 및 볼 스크류 드라이브에 관한 문서 WO 2009/133064 A1를 참조한다.

다음에서, 본 발명의 여러 구현 예시를 도면을 통해 보다 상세하게 설명한다. 도면 중,
도 1은 자동차의 후방 차축 조향의 제1 구현 예시를 개략적으로 나타낸다.
도 2는 추가 후방 차축 조향을 상세하게 단면도로 나타낸다.
도 3은, 도 1에 따른 후방 차축 조향의 하우징을 사시도로 나타낸다.
도 4는, 도 3에 따른 하우징을 말단도로 나타낸다.
도 5는 후방 차축 조향용 각반을 나타낸다.
도 6은 후방 차축 조향용 플레인 베어링 구성 요소의 대안적인 구현예를 나타낸다.

달리 진술하지 않는 한, 다음 설명은 모든 예시적인 구현예에 관한 것이다. 서로 대응하거나 기본적으로 동일한 효과를 갖는 부품은 모든 도면에서 동일한 참조 부호로 표시된다.

전체적으로 참조 번호 1로 식별되는 후방 차축 조향은 자동차의 섀시에 설치하기 위한 것으로, 이는 더 이상 상세하게 나타나지 않는다. 후방 차축 조향 장치(1)는 조향 액추에이터(2)를 포함하며, 이는 약어로 액추에이터라고도 하며 전기 모터(3)와 직렬로 연결된 2개의 변속기(4, 5)를 갖는다. 변속기(4)는, 전기 모터(3)의 샤프트의 회전을 액추에이터(2) 내의 추가 요소의 회전으로 변환한다. 현재의 경우에, 변속기(4), 즉 회전-회전 변속기는 벨트 드라이브 형태의 무단 변속기이다. 회전-회전 변속기(4)의 하류에 연결된 변속기(5)는 회전-선형 변속기, 즉 스크류 드라이브로 설계된다. 예시적인 구현예에서, 볼 스크류 드라이브는 회전-선형 변속기(5)로서 스핀들 드라이브로 사용된다.

스핀들 드라이브(5)의 출력 측에, 도 2에서 부분적으로만 보이고 모든 구현 예시에서 가이드 섹션(8)에 변위 가능하게 장착되는 푸시로드(9)가 있다. 가이드 섹션(8)은 후방 차축 조향(1)의 하우징(6)의 일부이다. 하우징(6)은 차체에 연결된다. 이러한 목적으로 제공된 하우징(6)의 체결 윤곽선은 도 1에서 7로 표시된다.

전형적인 적용에서 인장력의 전달과 압축력의 전달 모두에 적합한 푸시로드(9)는, 스크류(10)에 의해 포크(12)에 단단히 연결된다. 포크(12)는 일반적으로 부착 요소라고도 하며 섀시 서스펜션 암(미도시)에 대한 관절 연결을 위해 사용된다. 볼트(또한 미도시)는 포크(12)의 개구(13)를 통해 가압될 수 있다.

각각의 푸시로드(9)는 도 1에만 나타낸 나사형 스핀들(16)에 고정적으로 연결되거나 그와 함께 일체식으로 만들어진다. 하우징(6) 내의 나사형 스핀들(16)의 회전은 하우징(6) 내측에 위치하는 회전 잠금부(17)에 의해 방지된다.

전체적으로, 포크(12)는 푸시로드(9)를 향해 테이퍼가 지는 형상을 갖는다. 이 경우에, 환형 섹션(14)이 푸시로드(9) 상으로 가압되고, 여기서 전술한 회전 잠금부(17)와 동일하지 않고 미도시된 회전 잠금 윤곽선이 환형 섹션(14) 및 푸시로드(9) 상에 설계될 수 있다. 푸시로드(9)의 반경 방향 내측 플랜지(15)는 환형 섹션(14)에 접하고 푸시로드(9)의 전방 측에 안착한다. 푸시로드(9)에 스크류 고정된 스크류(10)의 머리(11로 표시됨)는 플랜지(15)의 제2 말단면에 안착한다.

푸시로드(9)는 플레인 베어링(18)에 의해 가이드 섹션(8)의 말단에 장착된다. 각반(19, 20)은 포크(12)와 하우징(6) 사이의 가변 거리를 가교한다. 다양한 크기의 내부 공간 IR은 각각의 각반(19, 20)에 의해 둘러싸여 있다. 두 내부 공간 IR의 총 부피는 일정하다. 두 내부 공간 IR 사이의 공기 흐름을 허용하기 위해, 길이 방향 홈 형태의 채널(21)이 각각의 플레인 베어링(18)에 통합된다.

도 1 및 도 2에 따른 예시적인 구현예에서, 도 6에 따른 구현 예시에서와 같이, 22로 표시된 벽 표면은 길이 방향 홈(21)에 의해 중단된다. 도 6의 경우에, 벽 표면(22)은 가이드 부시(23)의 슬라이딩 표면이다. 대조적으로, 도 1의 경우 및 도 2의 경우에, 벽 표면(22)은 하우징(6)에 의해 제공되고, 가이드 부시(23)(미도시)는 프레스 피트에 의해 벽 표면(22)에 수용된다.

모든 예시적인 구현예에서, 4개의 길이 방향 홈(21)이 벽면(22)의 원주, 특히 슬라이딩 표면 상에 균일하게, 즉 90도 간격으로 분포된다. 스핀들 드라이브(5)의 길이 방향으로 이어지는 길이 방향 홈(21)은, 양쪽 말단면에서 가이드 부시(23)를 넘어 돌출하여, 각반(19, 20)의 내부 공간 IR과 하우징(6) 내의 비가변 내부 공간 사이에서 공기를 방해받지 않고 통과시킨다.

도 1에 따른 구현 예시는, 도 2에 따른 구현 예시와 마찬가지로, 도 6에 따른 구현 예시와 다음과 같은 점에서 상이하다. 즉, 길이 방향 홈(21)이, 하우징(6)의 내주면 상으로 몰딩됨으로써 가이드 부시(23)의 외주면에 설계된다. 이 경우에, 가이드 부시(23)는, 원형-원통형 단면을 갖고 연속적으로 매끄럽고 중단되지 않은 내주면 및 외주면을 갖는다.

도 1 및 도 2에 따른 예시적인 구현예에서, 길이 방향 홈(21)은 각각 만곡형 프로파일을 설명한다. 본원에서, 도 3 및 도 4에서 상세히 알 수 있는 바와 같이, 표면의 오목한 곡률, 즉 가이드 부시(23)(미도시)에 대한 프레스 피트가 있다.

이와 대조적으로, 도 6에 따른 예시적인 구현예의 길이 방향 홈(21)은 각이 지는, 대략적으로 직사각형인 프로파일을 설명한다. 두 경우 모두, 가이드 부시(23)는 원주 방향으로 푸시로드(9)에 대해 어떠한 가이드 기능도 제공하지 않는다. 이것은, 푸시로드(9)가 가이드 부시(23) 내에서 자유롭게 회전할 수 있고 회전 잠금부(17)에 의해서만 회전이 방지됨을 의미한다. 따라서, 조향 액추에이터(2)를 조립하는 경우에, 가이드 부시(23)와 푸시로드(9) 사이의 각도 관계는 관련이 없다.

도 5는 전술한 조향 액추에이터(2)의 각각의 구현예와 조합될 수 있는, 추가 개발된 각반(19)을 나타낸다. 도 5에 따른 각반(19)은, 공기를 내부 공간 IR로 직접 유입시키거나 공기를 내부 공간 IR로부터 배출시키는, 압력 보상 요소(24)를 포함한다. 길이 방향 홈(21)의 기능은 압력 보상 요소(24)에 의해 대체되거나 보충될 수 있다.

1 후방 차축 조향
2 조향 액추에이터
3 전기 모터
4 무단 변속기, 회전-회전 변속기
5 스핀들 드라이브, 회전-선형 변속기
6 하우징
7 고정 윤곽선
8 가이드 섹션
9 푸시로드
10 스크류
11 머리
12 포크, 부착 요소
13 개구
14 환형 섹션
15 플랜지
16 나사형 스핀들
17 회전 잠금부
18 플레인 베어링
19 각반
20 각반
21 채널, 길이 방향 홈
22 벽 표면, 슬라이딩 표면, 프레스 피트
23 가이드 부시
24 압력 보상 요소
IR 내부 공간

Claims (10)

1. 자동차의 후방 차축 조향용 조향 액추에이터로서, 나사형 스핀들(16)에 연결되고 플레인 베어링(18)에 의해 하우징(6)에 장착되어 공기를 통과시키고 섀시 서스펜션 암에 결합하기 위해 제공된 부착 요소에 그 말단에서 연결되는 푸시로드(9)를 포함하는 스핀들 드라이브가 있고, 각반(19, 20)은 각각의 경우에 한 측면에서 하우징(6)에 그리고 다른 한 측면에서 부착 요소(12)의 하나에 연결되고, 각각의 플레인 베어링(18)은 나사형 스핀들(16)의 일회전을 허용하는 베어링으로 설계되며, 적어도 하나의 길이 방향 홈(21)은 플레인 베어링(18)의 하나의 가이드 부시(23)와 접하는 것을 특징으로 하는, 조향 액추에이터.
2. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 길이 방향 홈(21)은 가이드 부시(23)의 외주면 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 조향 액추에이터.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 가이드 부시(23)를 수용하기 위한 그 슬라이딩 표면(22) 또는 그 프레스 피트는 적어도 하나의 길이 방향 홈(21)에 의해 중단되며, 이러한 길이 방향 홈(21)은 슬라이딩 표면(22) 또는 프레스 피트(22)를 넘어 연장되는 것을 특징으로 하는 조향 액추에이터.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 최소 3개 및 최대 12개의 길이 방향 홈(21)이 플레인 베어링(18)의 원주 상에 분포되는 것을 특징으로 하는 조향 액추에이터.
5. 제4항에 있어서, 슬라이딩 표면(22)의 원주 상의 길이 방향 홈(21)은 최소 30° 및 최대 150°인 총 각도로 연장되는 것을 특징으로 하는 조향 액추에이터.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 길이 방향 홈(21)은 만곡형 프로파일을 갖는 것을 특징으로 하는 조향 액추에이터.
7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 길이 방향 홈(21)은 각이 지고, 특히 직사각형 프로파일인 것을 특징으로 하는 조향 액추에이터.
8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 나사형 스핀들(16)의 반경 방향으로 측정되는 길이 방향 홈(21)의 깊이는, 슬라이딩 표면(22)의 원주 방향에서 측정되는 그 너비보다 작은 것을 특징으로 하는 조향 장치.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 스크류 드라이브는, 볼 스크류 드라이브와 플래너터리 롤러 스크류 드라이브를 포함한 스크류 드라이브 군에서, 스핀들 드라이브(5)로 선택되는 것을 특징으로 하는 조향 장치.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 각반(19, 20)은 압력 보상 요소(24)를 갖는 것을 특징으로 하는 조향 액추에이터.

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