KR20210152644A - 자동차의 조향장치 - Google Patents
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Abstract
본 실시예들에 의하면, 볼너트의 회전을 지지하는 베어링 내부에서의 유격 및 볼너트와 볼스크류 사이의 유격을 보상함으로써 노이즈 성능을 개선할 수 있으며, 베어링 내부 및 볼너트와 볼스크류 사이에서 과도한 마찰이 발생하는 것을 방지하여 운전자의 조향감을 상승시킬 수 있다.
Description
본 실시예들은 자동차의 조향장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 볼너트의 회전을 지지하는 베어링 내부에서의 유격 및 볼너트와 볼스크류 사이의 유격을 보상함으로써 노이즈 성능을 개선할 수 있으며, 베어링 내부 및 볼너트와 볼스크류 사이에서 과도한 마찰이 발생하는 것을 방지하여 운전자의 조향감을 상승시킬 수 있는 자동차의 조향장치에 관한 것이다.
랙구동형 동력 보조 조향장치 또는 스티어 바이 와이어식 조향장치에서는 양 단이 타이로드 및 너클암 등과 연결된 볼스크류, 볼을 매개로 볼스크류와 결합되는볼너트 및 볼너트를 회전시키는 모터 등을 구비하여 운전자의 조타력을 보조하거나 운전자의 조향휠 조작정보를 기반으로 차량을 조타한다.
이러한 조향장치에서는 볼스크류와 볼너트의 사이 및 볼너트의 회전을 지지하는 베어링에 볼이 구비되어 있는데, 볼의 조립 및 볼의 회전을 위해 필수적으로 구비되는 볼과 스크류홈의 사이 또는 볼과 내륜 및 외륜 사이의 유격으로 인해 구동 시 노이즈가 발생된다.
이와 같은 노이즈로 인해 운전자의 조향감이 저하되는 문제가 있어 노이즈 성능 개선이 요구되며, 특히 자율주행 차량에서는 자율주행 시 운전자에게 전달되는 노이즈를 극소화할 것이 요구된다.
본 실시예들은 전술한 배경에서 안출된 것으로, 볼너트의 회전을 지지하는 베어링 내부에서의 유격 및 볼너트와 볼스크류 사이의 유격을 보상함으로써 노이즈 성능을 개선할 수 있으며, 베어링 내부 및 볼너트와 볼스크류 사이에서 과도한 마찰이 발생하는 것을 방지하여 운전자의 조향감을 상승시킬 수 있는 자동차의 조향장치에 관한 것이다.
본 실시예들에 의하면, 내주면이 제 1 볼을 매개로 볼스크류와 결합되는 제 1 볼너트부재 및 제 2 볼너트부재를 포함하며, 제 1 볼너트부재의 외주면에는 너트풀리가 결합되고, 제 2 볼너트부재의 외주면에는 단턱부가 돌출형성되는 볼너트, 제 1 볼너트부재의 외주면에 결합되는 제 1 내륜 및 제 2 볼너트부재의 외주면에 결합되는 제 2 내륜을 포함하여 너트풀리와 단턱부 사이에 구비되는 내륜, 하우징에 결합되는 외륜, 제 1 내륜과 외륜의 사이에 구비되는 제 2 볼, 및 제 2 내륜과 외륜의 사이에 구비되는 제 3 볼을 포함하는 베어링, 너트풀리와 제 1 내륜의 사이에 구비되는 제 1 탄성부재, 단턱부와 제 2 내륜의 사이에 구비되는 제 2 탄성부재를 포함하는 자동차의 조향장치가 제공될 수 있다.
본 실시예들에 의하면, 볼너트의 회전을 지지하는 베어링 내부에서의 유격 및 볼너트와 볼스크류 사이의 유격을 보상함으로써 노이즈 성능을 개선할 수 있으며, 베어링 내부 및 볼너트와 볼스크류 사이에서 과도한 마찰이 발생하는 것을 방지하여 운전자의 조향감을 상승시킬 수 있다.
도 1은 본 실시예들에 의한 자동차의 조향장치의 단면도이다.
도 2는 도 1의 일부에 대한 분해사시도이다.
도 3 내지 도 4는 도 1의 일부에 대한 확대도이다.
도 5는 본 실시예들에 의한 자동차의 조향장치의 일부에 대한 단면도이다.
도 6 내지 도 8은 본 실시예들에 의한 자동차의 조향장치의 일부에 대한 분해사시도이다.
도 9는 본 실시예들에 의한 자동차의 조향장치의 일부에 대한 단면도이다.
도 10은 본 실시예들에 의한 자동차의 조향장치의 일부에 대한 분해사시도이다.
도 11은 본 실시예들에 의한 자동차의 조향장치의 일부에 대한 단면도이다.
도 2는 도 1의 일부에 대한 분해사시도이다.
도 3 내지 도 4는 도 1의 일부에 대한 확대도이다.
도 5는 본 실시예들에 의한 자동차의 조향장치의 일부에 대한 단면도이다.
도 6 내지 도 8은 본 실시예들에 의한 자동차의 조향장치의 일부에 대한 분해사시도이다.
도 9는 본 실시예들에 의한 자동차의 조향장치의 일부에 대한 단면도이다.
도 10은 본 실시예들에 의한 자동차의 조향장치의 일부에 대한 분해사시도이다.
도 11은 본 실시예들에 의한 자동차의 조향장치의 일부에 대한 단면도이다.
이하, 본 개시의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 실시예들을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 기술 사상의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다. 본 명세서 상에서 언급된 "포함한다", "갖는다", "이루어진다" 등이 사용되는 경우 "~만"이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별한 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함할 수 있다.
또한, 본 개시의 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 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다.
구성 요소들의 위치 관계에 대한 설명에 있어서, 둘 이상의 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속" 등이 된다고 기재된 경우, 둘 이상의 구성 요소가 직접적으로 "연결", "결합" 또는 "접속" 될 수 있지만, 둘 이상의 구성 요소와 다른 구성 요소가 더 "개재"되어 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 여기서, 다른 구성 요소는 서로 "연결", "결합" 또는 "접속" 되는 둘 이상의 구성 요소 중 하나 이상에 포함될 수도 있다.
구성 요소들이나, 동작 방법이나 제작 방법 등과 관련한 시간적 흐름 관계에 대한 설명에 있어서, 예를 들어, "~후에", "~에 이어서", "~다음에", "~전에" 등으로 시간적 선후 관계 또는 흐름적 선후 관계가 설명되는 경우, "바로" 또는 "직접"이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
한편, 구성 요소에 대한 수치 또는 그 대응 정보(예: 레벨 등)가 언급된 경우, 별도의 명시적 기재가 없더라도, 수치 또는 그 대응 정보는 각종 요인(예: 공정상의 요인, 내부 또는 외부 충격, 노이즈 등)에 의해 발생할 수 있는 오차 범위를 포함하는 것으로 해석될 수 있다.
도 1은 본 실시예들에 의한 자동차의 조향장치의 단면도, 도 2는 도 1의 일부에 대한 분해사시도, 도 3 내지 도 4는 도 1의 일부에 대한 확대도, 도 5는 본 실시예들에 의한 자동차의 조향장치의 일부에 대한 단면도, 도 6 내지 도 8은 본 실시예들에 의한 자동차의 조향장치의 일부에 대한 분해사시도, 도 9는 본 실시예들에 의한 자동차의 조향장치의 일부에 대한 단면도, 도 10은 본 실시예들에 의한 자동차의 조향장치의 일부에 대한 분해사시도, 도 11은 본 실시예들에 의한 자동차의 조향장치의 일부에 대한 단면도이다.
본 실시예들에 의한 자동차의 조향장치(100)는, 내주면이 제 1 볼(102)을 매개로 볼스크류(101)와 결합되는 제 1 볼너트부재(111) 및 제 2 볼너트부재(112)를 포함하며, 제 1 볼너트부재(111)의 외주면에는 너트풀리(140)가 결합되고, 제 2 볼너트부재(112)의 외주면에는 단턱부(113)가 돌출형성되는 볼너트(110), 제 1 볼너트부재(111)의 외주면에 결합되는 제 1 내륜(122) 및 제 2 볼너트부재(112)의 외주면에 결합되는 제 2 내륜(123)을 포함하여 너트풀리(140)와 단턱부(113) 사이에 구비되는 내륜(121), 하우징(미도시)에 결합되는 외륜(126), 제 1 내륜(122)과 외륜(126)의 사이에 구비되는 제 2 볼(124), 및 제 2 내륜(123)과 외륜(126)의 사이에 구비되는 제 3 볼(125)을 포함하는 베어링(120), 너트풀리(140)와 제 1 내륜(122)의 사이에 구비되는 제 1 탄성부재(131), 단턱부(113)와 제 2 내륜(123)의 사이에 구비되는 제 2 탄성부재(132)를 포함한다.
도 1 내지 도 2를 참고하여 살펴보면, 볼너트(110)는 제 1 볼(102)을 매개로 볼스크류(101)에 결합되고 너트풀리(140)는 벨트(미도시)에 의해 모터(미도시)와 연결되어, 모터의 회전력이 볼너트(110)의 회전에 의해 축방향으로 변환되어 볼스크류(101)에 전달되고 바퀴가 조타된다.
볼너트(110)는 제 1 볼너트부재(111)와 제 2 볼너트부재(112)를 포함하는데, 각각의 내주면에 스크류홈이 형성되어 제 1 볼(102)을 매개로 볼스크류(101)와 결합된다.
제 1 볼너트부재(111)의 외주면에는 너트풀리(140)가 결합되고 제 2 볼너트부재(112)의 외주면에는 단턱부(113)가 돌출형성된다.
베어링(120)은 외륜(126)이 하우징에 결합되고 내륜(121)이 너트풀리(140)와 단턱부(113)의 사이에서 볼너트(110)와 결합된다.
베어링(120)의 외륜(126)은 락스크류 등에 의해 하우징에 결합될 수 있으며 외륜(126)의 축방향 양측면에는 웨이브와셔 등의 탄성부재가 더 구비될 수 있는데, 이와 같이 외륜(126)이 하우징에 결합되는 구조는 널리 알려진 바와 동일하므로 자세한 설명 및 도시를 생략한다.
베어링(120)의 내륜(121)은 제 1 내륜(122) 및 제 2 내륜(123)을 포함하며, 제 1 내륜(122)은 제 1 볼너트부재(111)의 외주면에 결합되고 제 2 내륜(123)은 제 2 볼너트부재(112)의 외주면에 결합된다.
도면에 도시된 바와 같이, 너트풀리(140)와 단턱부(113)가 볼너트(110)의 축방향 외측에 위치하고 제 1 내륜(122)과 제 2 내륜(123)이 볼너트(110)의 축방향 내측에 위치함으로써, 내륜(121)이 너트풀리(140)와 단턱부(113)의 사이에 구비되게 된다.
제 1 내륜(122)과 외륜(126)의 사이에 제 2 볼(124)이 구비되고 제 2 내륜(123)과 외륜(126)의 사이에 제 3 볼(125)이 구비됨으로써, 베어링(120)에 의해 볼너트(110)의 회전이 하우징에 지지된다.
이와 같이 제 1 볼(102)에 의해 볼너트(110)의 회전이 볼스크류(101)의 축방향 슬라이딩으로 변환되고 제 2 볼(124) 및 제 3 볼(125)에 의해 볼너트(110)의 회전이 하우징에 지지되게 되는데, 제 1 볼(102), 제 2 볼(124) 및 제 3 볼(125)의 조립 및 회전을 위해서는 볼과 스크류홈 또는 볼과 내륜 및 외륜 사이의 유격이 필수적이다.
종래에는 구동 시 이러한 유격으로 인해 노이즈가 발생하는 문제가 있었는데, 본 실시예들에 의한 자동차의 조향장치(100)에 의하면 전술한 바와 같이 볼너트(110)를 제 1 볼너트부재(111)와 제 2 볼너트부재(112)로 분리하고 또한 제 1 탄성부재(131) 및 제 2 탄성부재(132)를 구비함으로써, 베어링(120) 내부 및 볼너트(110)과 볼스크류(101) 사이의 유격을 보상하여 노이즈 성능을 개선할 수 있다.
도 3을 참고하여 살펴보면, 너트풀리(140)와 제 1 내륜(122)의 사이에는 제 1 탄성부재(131)가 구비되고 단턱부(113)와 제 2 내륜(123)의 사이에는 제 2 탄성부재(132)가 구비된다.
이와 같은 제 1 탄성부재(131) 및 제 2 탄성부재(132)로는 예를 들어 웨이브와셔가 사용될 수 있다.
한편, 제 2 탄성부재(132)와 단턱부(113)의 사이에는 환형의 삽입부재(133)가 구비될 수 있는데, 삽입부재(133)를 구비함으로써 단턱부(113)의 높이를 낮게 형성할 수 있어 제 2 볼너트부재(112)의 가공을 용이하게 할 수 있다.
즉, 제 2 탄성부재(132)의 일측면에 온전히 지지되기 위해 단턱부(113)가 제 2 탄성부재(132)의 두께에 해당하는 높이로 형성될 경우 제 2 볼너트부재(112)의 가공이 까다롭고 원가 측면에서도 불리하다.
이 때, 제 2 탄성부재(132)와 단턱부(113)의 사이에 삽입부재(133)를 구비함으로써 단턱부(113)의 높이를 낮게 형성하더라도 제 2 탄성부재(132)에 온전히 지지될 수 있는 것이다.
이어서, 후술할 바와 같이 결합부재(150)가 너트풀리(140)를 축방향으로 지지하며 제 1 볼너트부재(111)에 결합됨으로써, 제 1 탄성부재(131) 및 제 2 탄성부재(132)가 압축되어 제 1 내륜(122), 제 2 내륜(123), 제 1 볼너트부재(111) 및 제 2 볼너트부재(112)에 탄성력을 가하게 된다.
도면에 도시된 바와 같이, 제 1 내륜(122)의 외주면에는 제 2 볼(124)에 지지되는 제 1 걸림부(301)가 너트풀리(140) 측 단부에서 돌출형성되고, 제 2 내륜(123)의 외주면에는 제 3 볼(125)에 지지되는 제 2 걸림부(302)가 단턱부(113) 측 단부에서 돌출형성된다.
또한, 외륜(126)의 내주면에는 제 2 볼(124)과 제 3 볼(125)에 지지되는 제 3 걸림부(303)가 돌출형성되는데, 이와 같은 제 3 걸림부(303)는 외륜(126)의 중앙에 구비될 수 있다.
그리고, 압축된 제 1 탄성부재(131) 및 제 2 탄성부재(132)가 제 1 내륜(122) 및 제 2 내륜(123)에 서로를 향하는 방향(도면부호 A 참조)으로 탄성력을 가하게 되므로, 제 2 볼(124)이 제 1 걸림부(301) 및 제 3 걸림부(303)와 밀착되고 제 3 볼(125)이 제 2 걸림부(302) 및 제 3 걸림부(303)와 밀착되어 유격이 보상된다.
즉, 제 1 내륜(122)과 제 2 내륜(123)은 각각 제 1 볼너트부재(111)의 외주면과 제 2 볼너트부재(112)의 외주면에서 축방향으로 슬라이딩 가능하게 구비되고, 제 1 내륜(122)과 제 2 내륜(123)이 제 1 탄성부재(131) 및 제 2 탄성부재(132)에 의해 서로를 향하는 방향으로 가압되며 베어링(120) 내부의 유격이 보상된다.
제 1 내륜(122)과 제 2 내륜(123)은 서로 이격되어 있으며, 따라서 제 1 탄성부재(131) 및 제 2 탄성부재(132)에 의해 서로를 향하는 방향으로 가압될 수 있다.
그리고, 볼너트(110)가 제 1 볼너트부재(111) 및 제 2 볼너트부재(112)로 분리됨으로써, 작용-반작용에 의해 제 1 탄성부재(131) 및 제 2 탄성부재(132)가 제 1 볼너트부재(111) 및 제 2 볼너트부재(112)에 서로 멀어지는 방향(도면부호 B 참조)으로 탄성력을 가하게 되므로, 제 1 볼(102)이 제 1 볼너트부재(111) 또는 제 2 볼너트부재(112)의 스크류홈, 및 볼스크류(101)의 스크류홈에 밀착되어 유격이 보상된다.
도면에 도시된 바와 같이 제 1 볼너트부재(111)와 제 2 볼너트부재(112)는 제 1 탄성부재(131) 및 제 2 탄성부재(132)의 탄성력에 의해 서로 이격되어 있다.
다만, 너트풀리(140)가 결합된 제 1 볼너트부재(111)와 달리 제 2 볼너트부재(112)에는 모터의 회전력이 직접적으로 전달되지 않는데, 후술할 바와 같이 제 1 볼너트부재(111) 및 제 2 볼너트부재(112)에 원주방향으로 지지되는 지지부재(601,1001)가 구비됨으로써 제 2 볼너트부재(112)는 제 1 볼너트부재(111)와 함께 회전되게 된다.
이와 같이 제 1 볼(102) 내지 제 3 볼(125)이 스크류홈과 걸림부 등에 밀착되어 유격이 보상됨으로써, 볼너트(110)에 유동이 발생하더라도 노이즈 발생이 최소화되고 운전자의 조향감을 상승시킬 수 있는 것이다.
한편, 도 4 내지 도 5를 참고하여 살펴보면, 제 1 볼너트부재(111)에는 너트풀리(140)를 제 1 내륜(122)을 향하는 방향으로 지지하는 결합부재(150)가 결합된다.
결합부재(150)가 너트풀리(140)를 지지하며 제 1 볼너트부재(111)에 결합됨에 따라, 너트풀리(140)의 위치가 제 1 볼너트부재(111)에 대해 고정된다. 그리고, 너트풀리(140)와 제 1 내륜(122)의 사이에서 제 1 탄성부재(131)가 압축되고 제 2 내륜(123)과 단턱부(113)의 사이에서 제 2 탄성부재(132)가 압축된다.
결합부재(150)는 제 1 볼너트부재(111)의 내주면에 결합되는 소경부(411) 및 너트풀리(140)에 지지되는 대경부(412)를 포함할 수 있다.
소경부(411)는 제 1 볼너트부재(111)에 예를 들어 압입되거나 나사결합될 수 있다.
즉, 소경부(411)가 전진하며 제 1 볼너트부재(111)에 결합됨에 따라 대경부(412)가 너트풀리(140)를 지지하여 제 1 탄성부재(131) 및 제 2 탄성부재(132)가 압축된다.
그런데, 결합부재(150)가 제 1 볼너트부재(111)에 결합될 때 너트풀리(140)가 깊게 전진되면, 제 1 및 제 2 탄성부재(132)의 탄성력이 과도해지게 되어 베어링(120) 내부 또는 볼너트(110)와 볼스크류(101) 사이에서 마찰이 크게 발생될 수 있다.
또는, 너트풀리(140)가 얕게 전진되면, 제 1 탄성부재(131) 및 제 2 탄성부재(132)의 탄성력이 부족하게 되어 베어링(120) 내부 또는 볼너트(110)와 볼스크류(101) 사이의 유격이 충분히 보상되지 못하고 노이즈가 발생될 수 있다.
따라서, 너트풀리(140)의 위치를 적절하게 설정할 필요가 있는데, 이는 너트풀리(140)에 돌출부(401) 또는 단차부(501)를 형성함으로써 실현 가능하다.
도 4에 도시된 바와 같이, 너트풀리(140)의 내주면에는 돌출부(401)가 돌출형성되고, 돌출부(401)는 대경부(412)와 제 1 볼너트부재(111)의 단부 사이에 구비될 수 있다.
대경부(412)는 제 1 볼너트부재(111)에 직접 지지되지는 않되 돌출부(401)를 매개로 지지되게 된다.
즉, 돌출부(401)가 제 1 볼너트부재(111)의 단부에 축방향으로 지지되므로 너트풀리(140)가 깊게 전진되는 것을 방지할 수 있다.
그리고, 소경부(411)가 제 1 볼너트부재(111)에 결합됨에 따라 대경부(412)가 돌출부(401)에 축방향으로 지지되게 되므로 너트풀리(140)가 얕게 전진되는 것을 방지할 수도 있다.
또는, 도 5에 도시된 바와 같이, 너트풀리(140)의 내주면에는 확경되며 형성되는 단차부(501)가 구비되고, 대경부(412)는 단차부(501) 및 제 1 볼너트부재(111)의 단부에 축방향으로 지지될 수 있다.
즉, 소경부(411)가 제 1 볼너트부재(111)에 결합됨에 따라 대경부(412)가 제 1 볼너트부재(111)의 단부에 축방향으로 지지되며 결합깊이가 제한되므로, 너트풀리(140)가 깊게 전진되는 것을 방지할 수 있으며, 또한 얕게 전진되는 것을 방지할 수도 있다.
이와 같이 너트풀리(140)에 돌출부(401) 또는 단차부(501)를 형성하고 제 1 및 제 2 탄성부재(132)의 강성 등을 고려하여 제 1 볼너트부재(111), 결합부재(150) 등의 치수를 설정함으로써, 베어링(120) 내부 또는 볼너트(110)와 볼스크류(101)의 사이에서 과도한 마찰 또는 노이즈가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이 제 2 볼너트부재(112)가 제 1 볼너트부재(111)와 함께 회전되기 위해, 제 1 볼너트부재(111) 및 제 2 볼너트부재(112)에 원주방향으로 지지되는 지지부재(601,1001)가 구비된다.
지지부재(601,1001)가 구비됨으로써 너트풀리(140)를 통해 제 1 볼너트부재(111)로 전달되는 모터의 회전력이 제 2 볼너트부재(112)로도 전달되게 되어, 제 1 볼너트부재(111) 및 제 2 볼너트부재(112)가 일체로 회전되게 된다.
또한, 전술한 바와 같이 제 1 탄성부재(131) 및 제 2 탄성부재(132)에 의해 제 1 볼너트부재(111)와 제 2 볼너트부재(112)가 서로 멀어지는 방향(도 3의 도면부호 B 참조)으로 탄성력을 받을 수 있도록, 지지부재(601,1001)는 제 1 볼너트부재(111)와 제 2 볼너트부재(112) 중 적어도 어느 하나와 축방향으로 슬라이딩 가능하게 결합된다.
즉, 지지부재(601,1001)는 제 1 볼너트부재(111)와 제 2 볼너트부재(112) 모두에 대해 축방향으로 슬라이딩 가능하게 결합되거나, 제 1 볼너트부재(111)와 제 2 볼너트부재(112) 중 어느 하나에 대해서는 축방향으로 슬라이딩 가능하게 결합되고 다른 하나에 대해서는 축방향으로 고정될 수 있으며, 지지부재(601,1001)로 인해 제 1 볼너트부재(111)와 제 2 볼너트부재(112)는 일체로 회전되되 축방향으로는 상대 운동이 가능하게 된다.
또한, 지지부재(601,1001)는 제 1 볼너트부재(111)와 제 2 볼너트부재(112) 중 어느 하나와는 축방향으로 슬라이딩 가능하게 결합되고 다른 하나와는 일체로 형성될 수도 있다.
즉, 지지부재(601,1001)은 제 1 볼너트부재(111) 또는 제 2 볼너트부재(112)와 일체로 형성되고, 나머지 하나는 지지부재(601,1001)에 원주방향으로 지지되되 축방향으로 슬라이딩 가능하게 결합될 수 있다.
지지부재(601,1001)가 제 1 볼너트부재(111)와 제 2 볼너트부재(112) 중 어느 하나와 일체로 형성되는 실시예는 도면에 도시되지는 않았으나, 도시된 도면으로부터 그 형태를 충분히 짐작할 수 있을 것이다.
한편, 제 1 볼너트부재(111)와 제 2 볼너트부재(112)의 축방향으로의 상대 운동이 가능하다 함은 제 1 볼(102)과 스크류홈의 유격만큼의 범위에서 가능하다는 것이지, 제 1 볼너트부재(111)와 제 2 볼너트부재(112)가 볼스크류(101)에 결합된 채 유격 이상의 범위로 가까워지거나 멀어지는 것을 의미하는 것이 아니며, 유격 이상의 범위로 가까워질 수도 멀어질 수도 없음을 유의하여야 한다.
즉, 제 1 볼너트부재(111)와 제 2 볼너트부재(112)가 볼스크류(101)에 결합되기 전에는 축방향으로 제한없이 상대 운동이 가능하지만, 제 1 볼너트부재(111)와 제 2 볼너트부재(112)가 볼스크류(101)에 결합된 후에는 지지부재(601,1001)가 원주방향으로 지지되어 제 1 볼너트부재(111)와 제 2 볼너트부재(112)가 일체로 회전되고 상대 회전은 불가능하므로 축방향으로의 상대 운동도 제한된다.
다시 말해, 볼스크류(101)에 결합된 제 1 볼너트부재(111)와 제 2 볼너트부재(112)가 축방향으로 이동하기 위해서는 회전이 동반되어야 하는데, 지지부재(601,1001)에 의해 일체로 회전되므로 제 1 볼너트부재(111)와 제 2 볼너트부재(112)는 축방향으로 동일한 거리만큼 슬라이딩될 수밖에 없어 유격 이상의 범위로 가까워질 수도 멀어질 수도 없는 것이다.
따라서, 제 1 볼너트부재(111)과 제 2 볼너트부재(112)가 서로 이격되며 볼너트(110), 베어링(120) 등이 해체되는 문제는 발생하지 않는다.
이어서, 지지부재(601,1001)는 도 6 내지 도 9에 도시된 바와 같이 바(bar) 형태이거나 도 10 내지 도 11에 도시된 바와 같이 핀(pin) 형태일 수 있는데, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 제 1 볼너트부재(111) 및 제 2 볼너트부재(112)에 원주방향으로 지지되고 그 중 적어도 어느 하나에 대해 축방향으로 슬라이딩 가능하게 결합될 수 있는 형태이면 족하다.
도 6을 참고하여 살펴보면, 제 1 볼너트부재(111)와 제 2 볼너트부재(112)의 외주면에는 서로를 향하는 방향으로 개구되는 삽입홈(611a,611b)이 형성되고, 지지부재(601)는 삽입홈(611a,611b)에 삽입되어 결합될 수 있다.
삽입홈(611a,611b)은 제 1 볼너트부재(111)와 제 2 볼너트부재(112)의 외주면 각각에서 축방향으로 길게 형성되고 서로를 향하는 방향으로 개구되어 있으며, 지지부재(601)는 제 1 볼너트부재(111)의 삽입홈(611a,611b)과 제 2 볼너트부재(112)의 삽입홈(611a,611b)에 걸쳐서 삽입되게 된다.
도면에는 지지부재(601) 및 삽입홈(611a,611b)이 볼너트(110)의 어느 일측에만 구비되는 실시예만 도시되어 있으나, 원주방향으로 두 개 이상 구비함으로써 안정성을 향상시킬 수도 있을 것이다.
지지부재(601)는 양 삽입홈(611a,611b) 중 적어도 어느 하나에 축방향으로 슬라이딩 가능하게 결합되어, 제 1 볼너트부재(111)와 제 2 볼너트부재(112)의 축방향 상대 운동이 가능하게 된다.
즉, 지지부재(601)는 양 삽입홈(611a,611b) 중 어느 하나에만 축방향으로 슬라이딩 가능하게 결합되고 다른 하나에는 축방향으로 고정되게 삽입(예를 들어, 압입)될 수 있다.
또는, 제 1 볼너트부재(111)와 제 2 볼너트부재(112) 중 어느 하나에만 삽입홈(611a,611b)이 형성되고 지지부재(601)는 다른 하나와 일체로 형성되어, 어느 하나의 삽입홈(611a,611b)에 축방향으로 슬라이딩 가능하게 결합될 수 있다.
한편, 지지부재(601)는 삽입홈(611a,611b)에 삽입되되 상측면이 제 1 볼너트부재(111) 또는 제 2 볼너트부재(112)의 외주면 보다 돌출되어, 돌출된 부위가 너트풀리(140), 제 1 내륜(122) 또는 제 2 내륜(123)과 맞물릴 수 있다.
도 7 및 도 9를 참고하여 살펴보면, 지지부재(601)는 제 1 볼너트부재(111)의 외주면 보다 경방향으로 돌출될 수 있다.
그리고, 너트풀리(140)의 내주면에 지지부재(601)의 돌출된 부위가 삽입되는 제 1 슬릿(711)이 형성되거나, 제 1 내륜(122)의 내주면에 지지부재(601)의 돌출된 부위가 삽입되는 제 2 슬릿(712)이 형성됨으로써, 지지부재(601)가 너트풀리(140) 또는 제 1 내륜(122)과 맞물릴 수 있다.
도 8 및 도 9를 참고하여 살펴보면, 지지부재(601)는 제 2 볼너트부재(112)의 외주면 보다 경방향으로 돌출될 수 있다.
그리고, 제 2 내륜(123)의 내주면에 지지부재(601)의 돌출된 부위가 삽입되는 제 3 슬릿(801)이 형성됨으로써, 지지부재(601)가 제 2 내륜(123)과 맞물릴 수 있다.
종래에는 볼너트와 너트풀리를 세레이션 등으로 결합시켜 일체로 회전되게 하였는데, 본 실시예들에서와 같이 지지부재(601)가 삽입홈(611a,611b) 및 제 1 슬릿(711)에 삽입되게 함으로써 세레이션 등을 형성할 필요없이 간편하게 볼너트(110)와 너트풀리(140)를 원주방향으로 고정할 수 있는 것이다.
또한, 전술한 바와 같이 제 1 내륜(122)과 제 2 내륜(123)은 각각 제 1 볼너트부재(111)와 제 2 볼너트부재(112)의 외주면에서 슬라이딩 가능하게 결합되는데, 지지부재(601)가 삽입홈(611a,611b) 및 제 2 슬릿(712) 또는 제 3 슬릿(801)에 삽입되게 함으로써, 제 1 볼너트부재(111)와 제 1 내륜(122)을 원주방향으로 고정하거나 제 2 볼너트부재(112)와 제 2 내륜(123)을 원주방향으로 고정하여 안정성을 향상시킬 수 있는 것이다.
도 10 내지 도 11을 참고하여 살펴보면, 제 1 볼너트부재(111)와 제 2 볼너트부재(112)의 서로 마주보는 면에는 삽입홀(1011a,1011b)이 형성되고, 지지부재(1001)는 삽입홀(1011a,1011b)에 삽입되어 결합될 수 있다.
도면에는 지지부재(1001) 및 삽입홀(1011a,1011b)이 볼너트(110)의 원주방향으로 이격되며 세 개 구비되는 실시예만 도시되어 있으나, 그보다 적거나 많은 개수로 구비될 수도 있을 것이다.
마찬가지로, 지지부재(1001)는 양 삽입홀(1011a,1011b) 중 적어도 어느 하나에 축방향으로 슬라이딩 가능하게 결합되어, 제 1 볼너트부재(111)와 제 2 볼너트부재(112)의 축방향 상대 운동이 가능하게 된다.
즉, 지지부재(1001)는 양 삽입홀(1011a,1011b) 중 어느 하나에만 축방향으로 슬라이딩 가능하게 결합되고 다른 하나에는 축방향으로 고정되게 삽입(예를 들어, 압입)될 수 있다.
또는, 제 1 볼너트부재(111)와 제 2 볼너트부재(112) 중 어느 하나에만 삽입홀(1011a,1011b)이 형성되고 지지부재(1001)는 다른 하나와 일체로 형성되어, 어느 하나의 삽입홀(1011a,1011b)에 축방향으로 슬라이딩 가능하게 결합될 수 있다.
이와 같은 형상을 가지는 자동차의 조향장치에 의하면, 볼너트의 회전을 지지하는 베어링 내부에서의 유격 및 볼너트와 볼스크류 사이의 유격을 보상함으로써 노이즈 성능을 개선할 수 있으며, 베어링 내부 및 볼너트와 볼스크류 사이에서 과도한 마찰이 발생하는 것을 방지하여 운전자의 조향감을 상승시킬 수 있다.
이상의 설명은 본 개시의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 기술 사상의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 또한, 본 실시예들은 본 개시의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 이러한 실시예에 의하여 본 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 개시의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 개시의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 자동차의 조향장치
101: 볼스크류
102: 제 1 볼 110: 볼너트
111: 제 1 볼너트부재 112: 제 2 볼너트부재
113: 단턱부 120: 베어링
121: 내륜 122: 제 1 내륜
123: 제 2 내륜 124: 제 2 볼
125: 제 3 볼 126: 외륜
131: 제 1 탄성부재 132: 제 2 탄성부재
133: 삽입부재 140: 너트풀리
150: 결합부재 301: 제 1 걸림부
302: 제 2 걸림부 303: 제 3 걸림부
401: 돌출부 411: 소경부
412: 대경부 501: 단차부
601: 지지부재 611a,b: 삽입홈
711: 제 1 슬릿 712: 제 2 슬릿
713: 제 3 슬릿 1001: 지지부재
1011a,b: 삽입홀
102: 제 1 볼 110: 볼너트
111: 제 1 볼너트부재 112: 제 2 볼너트부재
113: 단턱부 120: 베어링
121: 내륜 122: 제 1 내륜
123: 제 2 내륜 124: 제 2 볼
125: 제 3 볼 126: 외륜
131: 제 1 탄성부재 132: 제 2 탄성부재
133: 삽입부재 140: 너트풀리
150: 결합부재 301: 제 1 걸림부
302: 제 2 걸림부 303: 제 3 걸림부
401: 돌출부 411: 소경부
412: 대경부 501: 단차부
601: 지지부재 611a,b: 삽입홈
711: 제 1 슬릿 712: 제 2 슬릿
713: 제 3 슬릿 1001: 지지부재
1011a,b: 삽입홀
Claims (20)
- 내주면이 제 1 볼을 매개로 볼스크류와 결합되는 제 1 볼너트부재 및 제 2 볼너트부재를 포함하며, 상기 제 1 볼너트부재의 외주면에는 너트풀리가 결합되고, 상기 제 2 볼너트부재의 외주면에는 단턱부가 돌출형성되는 볼너트;
상기 제 1 볼너트부재의 외주면에 결합되는 제 1 내륜 및 상기 제 2 볼너트부재의 외주면에 결합되는 제 2 내륜을 포함하여 상기 너트풀리와 단턱부 사이에 구비되는 내륜, 하우징에 결합되는 외륜, 상기 제 1 내륜과 외륜의 사이에 구비되는 제 2 볼, 및 상기 제 2 내륜과 외륜의 사이에 구비되는 제 3 볼을 포함하는 베어링;
상기 너트풀리와 제 1 내륜의 사이에 구비되는 제 1 탄성부재;
상기 단턱부와 제 2 내륜의 사이에 구비되는 제 2 탄성부재;
를 포함하는 자동차의 조향장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 탄성부재와 단턱부의 사이에는 환형의 삽입부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 내륜의 외주면에는 상기 제 2 볼에 지지되는 제 1 걸림부가 상기 너트풀리 측 단부에서 돌출형성되고,
상기 제 2 내륜의 외주면에는 상기 제 3 볼에 지지되는 제 2 걸림부가 상기 단턱부 측 단부에서 돌출형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 외륜의 내주면에는 상기 제 2 볼과 제 3 볼에 지지되는 제 3 걸림부가 돌출형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 내륜과 제 2 내륜은 서로 이격되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 볼너트부재와 제 2 볼너트부재는 서로 이격되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 볼너트부재에는 상기 너트풀리를 상기 제 1 내륜을 향하는 방향으로 지지하는 결합부재가 결합되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향장치. - 제 7 항에 있어서,
상기 결합부재는 상기 제 1 볼너트부재의 내주면에 결합되는 소경부 및 상기 너트풀리에 축방향으로 지지되는 대경부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향장치. - 제 8 항에 있어서,
상기 너트풀리의 내주면에는 돌출부가 돌출형성되고, 상기 돌출부는 상기 대경부와 상기 제 1 볼너트부재의 단부 사이에 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향장치. - 제 8 항에 있어서,
상기 너트풀리의 내주면에는 확경되며 형성되는 단차부가 구비되고,
상기 대경부는 상기 단차부 및 상기 제 1 볼너트부재의 단부에 축방향으로 지지되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 볼너트부재 및 제 2 볼너트부재에 원주방향으로 지지되는 지지부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향장치. - 제 11 항에 있어서,
상기 지지부재는, 상기 제 1 볼너트부재와 제 2 볼너트부재 중 적어도 어느 하나와 축방향으로 슬라이딩 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향장치. - 제 12 항에 있어서,
상기 지지부재는 상기 제 1 볼너트부재와 제 2 볼너트부재 중 어느 하나와는 축방향으로 슬라이딩 가능하게 결합되고, 다른 하나와는 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향장치. - 제 11 항에 있어서,
상기 제 1 볼너트부재와 제 2 볼너트부재의 외주면에는 서로를 향하는 방향으로 개구되는 삽입홈이 형성되고,
상기 지지부재는 상기 삽입홈에 삽입되어 결합되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향장치. - 제 14 항에 있어서,
상기 지지부재는 상기 제 1 볼너트부재의 외주면 보다 경방향으로 돌출되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향장치. - 제 15 항에 있어서,
상기 너트풀리의 내주면에는 상기 지지부재의 돌출된 부위가 삽입되는 제 1 슬릿이 축방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향장치. - 제 15 항에 있어서,
상기 제 1 내륜의 내주면에는 상기 지지부재의 돌출된 부위가 삽입되는 제 2 슬릿이 축방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향장치. - 제 14 항에 있어서,
상기 지지부재는 상기 제 2 볼너트부재의 외주면 보다 경방향으로 돌출되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향장치. - 제 18 항에 있어서,
상기 제 2 내륜의 내주면에는 상기 지지부재의 돌출된 부위가 삽입되는 제 3 슬릿이 축방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향장치. - 제 11 항에 있어서,
상기 제 1 볼너트부재와 제 2 볼너트부재의 서로 마주보는 면에는 삽입홀이 형성되고,
상기 지지부재는 상기 삽입홀에 삽입되어 결합되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향장치.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020200069347A KR20210152644A (ko) | 2020-06-09 | 2020-06-09 | 자동차의 조향장치 |
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