KR20220005145A - Electric Power Steering Apparatus for Vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
본 실시예들은 전동식 동력 보조 조향장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 승용차에 비하여 상대적으로 큰 조향력이 필요한 트럭이나 버스의 경우에도 운전자의 조향력을 보조함과 더불어 자동차를 제어하는 자동 주차, 차선유지, 노면상태에 따른 주행보조, 자율주행제어 등의 부가기능을 사용할 수 있게 되어 운전자의 편의성을 높일 수 있는 전동식 동력 보조 조향장치에 관한 것이다.The present embodiments relate to an electric power-assisted steering system, and more particularly, in the case of a truck or bus requiring a relatively large steering force compared to a passenger car, automatic parking, lane keeping, and road surface control while assisting the driver's steering force It relates to an electric power assist steering system that can increase the convenience of a driver by enabling additional functions such as driving assistance and autonomous driving control according to the state to be used.
일반적으로 자동차의 조향장치는 자동차의 진행 방향을 운전자의 의지대로 변경할 수 있도록 하기 위한 장치로서 자동차의 앞바퀴가 선회하는 회전 중심을 임의로 변경하여 운전자가 원하는 방향으로 자동차를 진행시킬 수 있도록 보조하는 장치이다.In general, a steering system of a car is a device for changing the driving direction of the car at the will of the driver. It is a device that assists the driver to move the car in the desired direction by arbitrarily changing the center of rotation of the front wheel of the car. .
한편, 동력 보조 조향장치는 운전자가 자동차의 조향 휠(Steering Wheel)을 조작할 경우에 배력 장치를 이용하여 운전자의 조향 휠 조작력을 보조하여 줌으로써 보다 작은 힘으로 용이하게 차량의 진행 방향을 변경할 수 있도록 하는 장치이다.On the other hand, the power-assisted steering system assists the driver in operating the steering wheel by using a booster when the driver operates the steering wheel of the vehicle, so that the driving direction of the vehicle can be easily changed with less force. is a device that
이와 같은 동력 보조 조향장치는 전동식 동력 보조 조향장치(EPS: Electronic Power Steering Apparatus)와 유압식 동력 보조 조향장치(HPS: Hydraulic Power Steering Apparatus)로 크게 구분된다.Such a power-assisted steering system is largely divided into an electric power-assisted steering system (EPS) and a hydraulic power-assisted steering system (HPS: Hydraulic Power Steering Apparatus).
유압식 동력 보조 조향장치는 엔진의 회전축에 연결된 유압펌프가 작동유를 랙바(Rack Bar)와 연결되어 있는 작동 실린더로 공급하면, 작동유를 공급받은 작동 실린더의 피스톤이 움직임으로써 조향 조작력을 보조하게 되어 운전자로 하여금 작은 힘으로 조향 조작을 할 수 있도록 하는 조향장치이다. In the hydraulic power assist steering system, when the hydraulic pump connected to the engine's rotating shaft supplies hydraulic oil to the operating cylinder connected to the rack bar, the piston of the operating cylinder supplied with the hydraulic oil moves to assist the steering operation force, thereby helping the driver. It is a steering device that allows the steering operation to be performed with a small force.
반면, 전동식 동력 보조 조향장치는 유압펌프와 작동 실린더 대신에 모터를 구비하고 있어서 모터의 힘으로 조향휠의 조작력을 보조해 주는 조향장치이다. On the other hand, the electric power assist steering device is a steering device that includes a motor instead of a hydraulic pump and an operating cylinder, and thus assists the operating force of the steering wheel with the power of the motor.
그런데, 승용차에 비하여 상대적으로 큰 조향력이 필요한 트럭이나 버스의 경우에는 고출력이 필요한 이유로 유압식 동력 보조 조향장치를 이용하였는데, 유압식 동력 보조 조향장치에는 전자제어장치가 구비되어 있지 않아 전자제어장치를 이용한 자동 주차, 차선유지, 자율 주행 등의 기능을 사용할 수 없는 문제점이 있었다.However, in the case of a truck or bus that requires a relatively large steering force compared to a passenger car, a hydraulic power-assisted steering system was used for the reason that high power was required. There was a problem in that functions such as parking, lane keeping, and autonomous driving could not be used.
따라서, 승용차에 비하여 상대적으로 큰 조향력이 필요한 트럭이나 버스의 경우에도 조향력을 보조함과 더불어 전자제어장치를 이용한 자동 주차, 차선유지, 자율 주행 등을 가능하게 하기 위한 필요성이 대두되고 있다.Accordingly, in the case of a truck or a bus requiring a relatively large steering force compared to a passenger car, there is a need to assist the steering force and enable automatic parking, lane keeping, autonomous driving, etc. using an electronic control device.
이에 본 실시예들은 전술한 배경에서 안출된 것으로, 승용차에 비하여 상대적으로 큰 조향력이 필요한 트럭이나 버스의 경우에도 운전자의 조향력을 보조함과 더불어 자동차를 제어하는 자동 주차, 차선유지, 노면상태에 따른 주행보조, 자율주행제어 등의 부가기능을 사용할 수 있게 되어 운전자의 편의성을 높일 수 있는 전동식 동력 보조 조향장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.Accordingly, the present embodiments have been devised in the background described above, and even in the case of a truck or bus requiring a relatively large steering force compared to a passenger car, automatic parking, lane maintenance, and driving according to the road surface condition to control the vehicle while assisting the driver's steering force An object of the present invention is to provide an electric power assist steering system that can increase driver convenience by enabling additional functions such as assistance and autonomous driving control.
또한, 본 실시예들의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.In addition, the purpose of the present embodiments is not limited thereto, and other objects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 실시예들에 의하면, 일측단은 조향축과 연결되고 타측단에는 제1기어가 구비되어 있는 입력 샤프트, 일측단에는 제1기어와 결합되는 제2기어가 구비되고 외주측에는 볼을 매개로 볼너트가 결합되어 있는 출력 샤프트, 볼너트의 외주측에 형성된 외주기어와 결합되어 피트먼암을 작동하는 섹터 샤프트를 포함하는 전동식 동력 보조 조향장치가 제공될 수 있다.According to the present embodiments, one end of the input shaft is connected to the steering shaft and the other end is provided with a first gear, one end is provided with a second gear coupled to the first gear, and the outer peripheral side is provided with a ball through a ball. An electric power assist steering device including an output shaft to which a nut is coupled, and a sector shaft coupled to an outer gear formed on an outer peripheral side of the ball nut to operate a fitman arm may be provided.
이와 같은 본 실시예들에 의하면, 승용차에 비하여 상대적으로 큰 조향력이 필요한 트럭이나 버스의 경우에도 운전자의 조향력을 보조함과 더불어 자동차를 제어하는 자동 주차, 차선유지, 자율주행제어 등의 부가기능을 사용할 수 있게 되어 운전자의 편의성을 높일 수 있는 효과가 있다.According to the present exemplary embodiments, additional functions such as automatic parking, lane keeping, and autonomous driving control that assist the driver's steering force and control the vehicle are used even in the case of a truck or bus requiring a relatively large steering force compared to a passenger car. This has the effect of increasing the driver's convenience.
도 1은 본 실시예들에 의한 전동식 동력 보조 조향장치를 개략적으로 나타내는 구성도,
도 2는 본 실시예들에 의한 전동식 동력 보조 조향장치 중 일부를 나타내는 사시도,
도 3 은 본 실시예들에 의한 전동식 동력 보조 조향장치 중 일부를 나타내는 분해사시도,
도 4와 도 5는 본 실시예들에 의한 전동식 동력 보조 조향장치 중 일부를 나타내는 단면도,
도 6은 본 실시예들에 의한 전동식 동력 보조 조향장치 중 일부를 나타내는 사시도,
도 7과 도 8은 본 실시예들에 의한 전동식 동력 보조 조향장치 중 일부를 나타내는 단면도,
도 9는 본 실시예들에 의한 전동식 동력 보조 조향장치 중 일부를 나타내는 참고도이다.1 is a configuration diagram schematically showing an electric power assist steering device according to the present embodiments;
2 is a perspective view showing a part of the electric power assist steering apparatus according to the present embodiments;
3 is an exploded perspective view showing a part of the electric power assist steering system according to the present embodiments;
4 and 5 are cross-sectional views showing some of the electric power assist steering apparatus according to the present embodiments;
6 is a perspective view showing a part of the electric power assist steering device according to the present embodiments;
7 and 8 are cross-sectional views showing some of the electric power assist steering apparatus according to the present embodiments;
9 is a reference view illustrating a part of the electric power assist steering system according to the present embodiments.
이하, 본 실시예들의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세히 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 실시예들을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 실시예들의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present embodiments will be described in detail with reference to exemplary drawings. In adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same components are given the same reference numerals as much as possible even though they are indicated on different drawings. In addition, in the description of the present embodiments, if it is determined that a detailed description of a related well-known configuration or function may obscure the gist of the present embodiments, the detailed description thereof will be omitted.
또한, 본 실시예들의 구성 요소를 설명하는데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 또 다른 구성요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.Also, in describing the components of the present embodiments, terms such as first, second, A, B, (a), (b), etc. may be used. These terms are only for distinguishing the elements from other elements, and the essence, order, or order of the elements are not limited by the terms. When a component is described as being “connected”, “coupled” or “connected” to another component, the component may be directly connected to or connected to the other component, but another component is between each component. It should be understood that elements may also be “connected,” “coupled,” or “connected.”
도 1은 본 실시예들에 의한 전동식 동력 보조 조향장치를 개략적으로 나타내는 구성도, 도 2는 본 실시예들에 의한 전동식 동력 보조 조향장치 중 일부를 나타내는 사시도, 도 3 은 본 실시예들에 의한 전동식 동력 보조 조향장치 중 일부를 나타내는 분해사시도, 도 4와 도 5는 본 실시예들에 의한 전동식 동력 보조 조향장치 중 일부를 나타내는 단면도, 도 6은 본 실시예들에 의한 전동식 동력 보조 조향장치 중 일부를 나타내는 사시도, 도 7과 도 8은 본 실시예들에 의한 전동식 동력 보조 조향장치 중 일부를 나타내는 단면도, 도 9는 본 실시예들에 의한 전동식 동력 보조 조향장치 중 일부를 나타내는 참고도이다.1 is a configuration diagram schematically showing an electric power assisted steering system according to the present embodiments, FIG. 2 is a perspective view showing a part of the electric power assisted steering system according to the present embodiments, and FIG. 3 is a configuration diagram according to the present embodiments An exploded perspective view showing a part of the electric power assist steering system, FIGS. 4 and 5 are cross-sectional views showing some of the electric power assist steering system according to the present embodiments, and FIG. 6 is an electric power assist steering system according to the present embodiments A perspective view showing a part, FIGS. 7 and 8 are cross-sectional views showing a part of the electric power-assisted steering system according to the present embodiments, and FIG. 9 is a reference view showing a part of the electric power-assisted steering system according to the present embodiments.
본 실시예들에 의한 전동식 동력 보조 조향장치는, 일측단은 조향축(103)과 연결되고 타측단에는 제1기어(203)가 구비되어 있는 입력 샤프트(201), 일측단에는 제1기어(203)와 결합되는 제2기어(213)가 구비되고 외주측에는 볼을 매개로 볼너트(260)가 결합되어 있는 출력 샤프트(210), 볼너트(260)의 외주측에 형성된 외주기어와 결합되어 피트먼암(135)을 작동하는 섹터 샤프트(270)를 포함한다.In the electric power assist steering apparatus according to the present embodiments, one end is connected to the
이러한 본 실시예들에 의한 전동식 동력 보조 조향장치는, 조향휠(101)과 연결된 조향축(103)과 연결되는 앵글센서(105)와 토크 센서(107)가 구비되고, 운전자의 조향휠(101) 조작시 이를 감지하는 앵글센서(105)와 토크 센서(107)가 전기 신호를 전자제어장치(110)로 송출하고 전자제어장치(110)가 구동 모터(120)로 작동신호를 송출하게 되어 있다.The electric power assist steering apparatus according to the present embodiments includes an
또한, 전자제어장치(110)는 앵글센서(105)와 토크 센서(107)로부터 전송된 전기 신호와 함께 자동차에 장착된 여러 센서들로부터 전송된 전기 신호들을 기초로 구동 모터(120)를 제어하게 된다.In addition, the
다만, 본 실시예들에서의 도면에는 설명의 편의를 위해 앵글센서(105)와 토크 센서(107), 차속센서(104), 모터회전각센서(106)가 구비되는 것으로 도시하였으나, 조향 정보를 전자제어장치(110)로 송부하기 위한 모터 포지션센서와 각종 레이더, 라이더, 카메라 화상센서 등이 구비될 수 있으며 이들 각종 센서들에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.However, in the drawings in the present embodiments, for convenience of explanation, the
구동 모터(120)는 동력전달부재(130)를 통해 섹터 샤프트(270)와 연결된 피트먼암(135)을 작동시켜 피트먼암(135)과 연결된 링크(111)가 양측 차륜(119L,119R)과 연결된 링크들(115, 117)을 통해 양측 차륜(119L,119R)의 조향을 수행하게 되어 있다.The
입력 샤프트(201)의 상측단은 조향축(103)과 연결되어 회전하게 되는데, 여기서 입력 샤프트(201)는 조향축(103)과 연결되는 것으로 도시하였으나 조향축(103)으로 대체될 수도 있다.The upper end of the
즉, 자동차의 엔진룸 레이아웃에 따라서 조향축(103)이 일체로 구비되는 경우에는 조향축(103) 자체가 입력 샤프트(201)가 되며, 조향축(103)이 유니버설 조인트 등으로 꺾이면서 둘 이상이 구비되는 경우에는 조향축(103)이 입력 샤프트(201)와 연결될 수도 있다.That is, when the
그리고, 출력 샤프트(210)는 동력전달부재(130)를 매개로 구동 모터(120)와 결합되어 있어서, 전자제어장치(110)로부터 입력된 신호에 따라 구동 모터(120)가 작동되면 모터의 구동력이 동력전달부재(130)를 통해 출력 샤프트(210)로 전달되어 조향력을 감소시키거나 증가시킬 수 있게 되어 있다.And, the
구동 모터(120)의 구동력으로 입력 샤프트(201)을 회전시키는 동력전달부재(130)는, 구동 모터(120)의 축(120a)에 구비되는 입력 풀리(121), 출력 샤프트(210)에 구비되는 출력 풀리(211), 입력 풀리(121)와 출력 풀리(211)에 결합되는 벨트부재(230)를 포함한다.The
입력 풀리(121)는 구동 모터(120)의 축(120a)과 연결되어 연동되어 회전하면서 벨트부재(230)를 통해 출력 풀리(211)를 회전시키게 되는데, 여기서 입력 풀리(121)와 출력 풀리(211)는 각각 구동 모터(120)의 축(120a), 출력 샤프트(210)와 일체로 형성될 수 있으며, 본 실시예들에서는 입력 풀리(121)와 출력 풀리(211)가 별도 제작되어 구동 모터(120)의 축(120a), 출력 샤프트(210)에 결합되는 것을 일례로 도시하였다.The
입력 샤프트(201)는 제1샤프트(201a)와 제2샤프트(201b)가 중공으로 형성되어 제1샤프트(201a)와 제2샤프트(201b)의 내측 공간에 토션바(201c)가 결합되며, 제1샤프트(201a)의 외주측에는 운전자의 조향휠 조작시 발생되는 조향토크를 감지하는 토크 센서(107)가 결합된다.In the
그리고, 전자제어장치(110)는 토크 센서(107)로부터 입력된 신호값과 기설정된 데이터를 비교하여 구동 모터(120)로 신호값을 송출하고, 운전자의 조향휠(101) 조작시 조향앵글을 감지하는 앵글 센서(105)로부터 수신된 신호값을 기설정된 데이터와 비교하여 구동 모터(120)로 신호값을 송출한다.Then, the
따라서, 전자제어장치(110)는 앵글 센서(105)와 토크 센서(107)로부터 전송된 전기 신호와 함께 자동차에 장착된 차속센서(104), 모터회전각센서(106) 등으로부터 전송된 전기 신호들을 기초로 구동 모터(120)를 제어하게 된다.Accordingly, the
제2샤프트(201b)의 단부에는 제1기어(203)가 구비되어 출력 샤프트(210)에 구비된 제2기어(213)와 결합되어 입력 샤프트(201)의 회전력이 출력 샤프트(210)로 전달되도록 되어 있다.A
입력 샤프트(201)와 출력 샤프트(210)는 동축상으로 결합되지 않고 일정 각도를 이루도록 배치되어 제1기어(203)와 제2기어(213)가 결합되며, 본 실시예들에서는 제1기어(203)와 제2기어(213)가 베벨기어로 형성되어 직각으로 결합됨으로써 입력 샤프트(201)로부터 출력 샤프트(210)까지의 부피를 줄이면서 동력전달이 정확하게 이루어지도록 되어 있다.The
출력 샤프트(210)의 일측단은 볼너트(260)가 내장되는 너트하우징(130h)의 외부로 돌출되고, 출력 샤프트(210)의 돌출된 단부에 출력 풀리(211)와 제2기어(213)가 배치되어 벨트부재(230)가 내장되는 벨트하우징의 내부에 구비된다.One end of the
입력 샤프트(201)의 제1기어(203)와 결합되어 입력 샤프트(201)와 연동되어 회전하는 출력 샤프트(210)는 외주면에 외주스크류홈이 형성되어 있고, 볼을 매개로 출력 샤프트(210)와 결합되는 볼너트(260)는 내주면에 출력 샤프트(210)의 외주스크류홈과 대응되는 내주스크류홈이 형성되어 있어서, 출력 샤프트(210)의 회전시 볼너트(260)가 축방향으로 슬라이딩이 이루어진다.The
또한, 볼너트(260)의 외주면에는 외주기어가 형성되어 있어서 이와 치물림되는 기어치가 형성된 섹터 샤프트(270)를 회전시키게 된다.In addition, an outer gear is formed on the outer circumferential surface of the
따라서, 섹터 샤프트(270)는 볼너트(260)가 축방향으로 슬라이딩할 때 회전하면서 피트먼암(135)을 작동시키게 되어 있다.Accordingly, the
그리고, 출력 샤프트(210)의 상측단 외주면과 너트하우징(130h)의 상단 내주면 사이에는 출력 샤프트(210)의 회전과 축방향 하중을 지지하는 제1회전지지부재(300)가 구비될 수 있다.And, between the upper end outer peripheral surface of the
여기서, 제1회전지지부재(300)는 출력 샤프트(210)의 회전과 함께 축방향과 경방향의 하중을 지지하기 위한 것으로, 출력 샤프트(210)의 상측단 외주면이 결합되는 내측부재(303), 너트하우징(130h)의 내주면에 결합되는 외측부재(301), 내측부재(303)와 외측부재(301)의 사이에 구비되는 원통형상의 구름부재(305)를 포함한다.Here, the first
출력 샤프트(210)와 볼너트(260) 등이 내장되는 너트하우징(130h)의 상측은 입력 풀리(121)와 출력 풀리(211)가 내장되는 벨트하우징(220)과 결합되고, 벨트하우징(220)의 상측은 커버 하우징(240)이 결합되어 샤프트 하우징(250)과 결합된다.The upper side of the
출력 샤프트(210)의 상측단 외주면에는 상측단턱부가 형성되어 있고 내측부재(303)의 하측단이 상측단턱부에 지지되며 결합되도록 되어 있다.An upper stepped portion is formed on the outer peripheral surface of the upper end of the
그리고, 내측부재(303)의 경방향 내주면이 지지되는 출력 샤프트(210)의 상측 단부에는 출력 풀리(211)이 구비되어 있다.In addition, an
내측부재(303)와 외측부재(301)의 사이에는, 내주면에 구름부재(305)가 지지되어 회전하는 안착홈(308)이 형성되어 있는 중간지지부재(307)가 구비될 수 있다.Between the
내측부재(303)의 내주면에는 구름부재(305)가 지지되어 회전하는 지지홈(304)이 구비되고, 지지홈(304)과 안착홈(308)은 축방향과 경사지게 형성되는 경사면으로 형성되어 원통형상의 구름부재(305) 외주면이 지지홈(304)과 안착홈(308)에 지지되며 회전하게 된다.A
여기서, 지지홈(304)의 상측에 형성된 걸림턱과 하측에 형성된 걸림턱은 구름부재(305)의 상하측 단부와 소정의 유격 공간이 형성되도록 형성되어 있어서 중간지지부재(307)와 구름부재(305)가 축방향으로 유동이 이루어질 수 있게 되어 있다.Here, the locking jaw formed on the upper side of the
그리고, 외측부재(301)의 내주면과 중간지지부재(307)의 외주면은 지지홈(304) 및 안착홈(308)과 대응되는 경사면으로 형성되어 있다.In addition, the inner peripheral surface of the
또한, 중간지지부재(307)의 외주면에는 탄성돌기(309)가 원주방향으로 이격되며 복수개가 돌출 형성되어 있어서, 외측부재(301)의 내주면에 탄성지지되도록 되어 있다.In addition, the
따라서, 섹터 샤프트(270)를 통해 출력 샤프트(210)로 역입력되는 충격하중에 의해 축방향의 유동이 발생되면 탄성돌기(309)가 탄성 변형되면서 축방향의 유동이 이루어지며 충격하중을 흡수할 수 있게 된다.Therefore, when the flow in the axial direction is generated by the impact load reversely input to the
또한, 출력 샤프트(210)의 하측단 외주면과 너트하우징(130h) 사이에는 출력 샤프트(210)의 회전을 지지하는 제2회전지지부재(310)가 구비될 수 있다.In addition, a second
그리고, 출력 샤프트(210)의 하측단 외주면과 제2회전지지부재(310)의 사이에는 내측부시(322)가 결합되고, 너트하우징(130h)의 내주면과 제2회전지지부재(310)의 사이에는 외측부시(316)가 결합될 수 있다.And, an
여기서, 제2회전지지부재(310)는 출력 샤프트(210)의 회전과 함께 축방향과 경방향의 하중을 지지하기 위한 것으로, 제1회전지지부재(300)와 동일한 형상으로 형성되며 제1회전지지부재(300)와 상하 대칭 방향으로 결합된다.Here, the second
즉, 제2회전지지부재(310)는 내측부시(322)의 외주측에 결합되는 내측부재(313)와, 외측부시의 내주측에 결합되는 외측부재(311), 내측부재(313)와 외측부재(311)의 사이에 구비되는 구름부재(317)를 포함한다.That is, the second
출력 샤프트(210)의 하측단 외주면에는 하측단턱부가 형성되고 내측부시(322)의 상측단이 출력 샤프트(210)의 하측단턱부에 지지되며 결합된다.A lower stepped portion is formed on the outer peripheral surface of the lower end of the
그리고, 내측부재(313)와 외측부재(311)의 사이에는, 내주면에 구름부재(317)가 지지되어 회전하는 안착홈(318)이 형성되어 있는 중간지지부재(315)가 구비될 수 있다.And, between the
내측부재(313)의 내주면에는 구름부재(317)가 지지되어 회전하는 지지홈(314)이 구비되고, 지지홈(314)과 안착홈(318)은 축방향과 경사지게 형성되는 경사면으로 형성되어 원통형상의 구름부재(317) 외주면이 지지홈(314)과 안착홈(318)에 지지되며 회전하게 된다.A
여기서, 지지홈(314)의 상측에 형성된 걸림턱과 하측에 형성된 걸림턱은 구름부재(317)의 상하측 단부와 소정의 유격 공간이 형성되도록 형성되어 있어서 중간지지부재(315)와 구름부재(317)가 축방향으로 유동이 이루어질 수 있게 되어 있다.Here, the locking jaw formed on the upper side and the lower side of the
그리고, 외측부재(311)의 내주면과 중간지지부재(315)의 외주면은 지지홈(314) 및 안착홈(318)과 대응되는 경사면으로 형성되는데, 이러한 경사면들은 출력 샤프트(210)의 상측방향으로 갈수록 직경이 커지는 방향으로 형성되어 있다.And, the inner circumferential surface of the
또한, 중간지지부재(315)의 외주면에는 탄성돌기(319)가 원주방향으로 이격되며 복수개가 돌출 형성되어 있어서, 외측부재(301)의 내주면에 탄성지지되도록 되어 있다.In addition, the
따라서, 섹터 샤프트(270)를 통해 출력 샤프트(210)로 역입력되는 충격하중에 의해 축방향의 하중이 발생되면 탄성돌기(319)가 탄성 변형되면서 축방향의 유동이 이루어지며 충격하중을 흡수하게 된다.Therefore, when a load in the axial direction is generated by an impact load reversely input to the
또한, 너트하우징(130h)의 하측단부 내주면에는 제2회전지지부재(310)를 축방향으로 지지하는 축방향지지부재(320)가 결합되어 제2회전지지부재(310)를 축방향으로 지지함으로써 출력 샤프트(210)의 상측단에 결합되어 있는 제1회전지지부재(300)에도 축방향의 지지력이 가해지도록 되어 있다.In addition, an
따라서, 제1회전지지부재(300)와 제2회전지지부재(310)가 출력 샤프트(210)나 너트하우징(130h)과의 유격에 의한 헛돎이나 노이즈가 발생되는 것을 방지하게 된다.Accordingly, the first
이와 더불어, 제1회전지지부재(300)와 제2회전지지부재(310) 각각의 지지홈 및 안착홈의 경사진 방향이 상하 대칭 방향 즉, 제1회전지지부재(300)의 경사진 방향은 출력 샤프트(210)의 하측방향으로 갈수록 직경이 커지는 방향으로, 제2회전지지부재(310)의 경사진 방향은 출력 샤프트(210)의 상측방향으로 갈수록 직경이 커지는 방향으로 형성됨으로 인해, 출력 샤프트(210)는 제1회전지지부재(300)의 외측부재(301)가 지지되는 너트하우징(130h)과 제2회전지지부재(310)가 지지되는 축방향지지부재(320) 사이에서 상하방향의 축방향 유동이 이루어질 수 있게 된다.In addition, the inclined directions of the support grooves and the seating grooves of the first
여기서, 축방향지지부재(320)는, 외주면에서 축방향으로 돌출되되 원주방향으로 갈수록 돌출량이 커지게 형성되는 제1지지단부(323b)가 구비되며, 너트하우징(130h)의 하측단부 내주면에 삽입되어 제2회전지지부재(310)를 축방향으로 지지하는 제1지지부재(323), 제1지지단부(323b)와 대응되는 형상으로 돌출되어 제1지지단부(323b)와 맞물리는 제2지지단부(321a)가 구비되며, 너트하우징(130h)의 하측단부 내주면에 결합되는 제2지지부재(321), 제1지지부재(323)와 제2지지부재(321)의 사이에서 일측단은 제1지지부재(323)에 결합되고 타측단은 제2지지부재(321)에 결합되어 원주방향으로 탄성력을 발생시키는 탄성부재(325)를 포함한다.Here, the
따라서, 탄성부재(325)의 원주방향 탄성력에 의해 제1지지단부(323b)가 제2지지단부(321a)를 따라서 회전하며 제1지지부재(323)가 축방향의 유동이 가능하게 된다.Accordingly, the first supporting
즉, 제2지지부재(321)는 너트하우징(130h)에 압입 또는 나사결합되어 고정되며 제1지지부재(323)는 탄성압축된 탄성부재(325)를 매개로 제2지지부재(321)에 결합된 상태로 너트하우징(130h)의 하측단부 내주면에 유동가능하게 삽입된다.That is, the
그리고, 제2지지부재(321)를 너트하우징(130h)에 위치 고정하게 되면, 탄성부재(325)의 탄성 복원력에 의해 제1지지부재(323)에 회전력이 전가되고, 원주방향의 경사면을 이루는 제1지지단부(323b)의 경사면이 제2지지단부(321a)의 경사면을 따라서 제1지지부재(323)가 회전하고 축방향으로 유동하면서 제2회전지지부재(310)를 가압하게 된다.And, when the
여기서, 제2지지부재(321)는 너트하우징(130h)에 압입되거나 나사결합 될 수 있지만, 본 실시예들에서는 제2지지부재(321)에 나사부가 형성되어 너트하우징(130h)에 나사결합되는 것을 일례로 도시하였다.Here, the
제1지지부재(323)와 제2지지부재(321)는 탄성부재(325)가 원주방향으로 탄성압축된 상태로 조립되며 이때 제1지지단부(323b)와 제2지지단부(321a)의 위치는 각각의 멈춤단부가 맞닿은 상태로 조립되며, 제2지지부재(321)는 제2지지부재(321)의 멈춤단부가 제1지지부재(323)의 멈춤단부를 누르는 방향으로 나사조립된다.The
그리고 탄성부재(325)가 이탈되지 않고 원주방향으로 탄성변형이 가능하도록 탄성부재(325)의 일측단은 제1지지부재(323)의 걸림부(323a)에 고정되고 타측단은 제2지지부재(321)의 걸림부(321a)에 고정된다.In addition, one end of the
이렇게 탄성부재(370)의 걸림구조가 가능하도록 제1지지부재(323)와 제2지지부재(321)에는 각각 돌출된 걸림부(323a, 321a)가 구비되어 있다.To enable the locking structure of the elastic member 370 in this way, the first and
그리고, 제2지지부재(321)에 나사 결합되어 제1지지부재(323)를 직접 축방향으로 지지하는 가압부재(327)가 구비되어 있어서, 내구 진행 후 제1지지부재(323)를 회전시키는 탄성부재(325)의 탄성복원력이 부족하거나 제1지지부재(323)가 제2지지부재(321)에 고착되는 경우 등의 불량 발생시 축방향지지부재(320)의 교체없이 가압부재(327)의 나사 조임량을 조정하여 직접 제1지지부재(323)를 축방향으로 지지할 수 있게 되어 있다.And, a pressing
이러한 본실시예들에 의한 전동식 동력 보조 조향장치는, 운전자의 조향휠(101) 조작시 이를 감지하는 앵글센서(105)와 토크 센서(107)가 전기 신호를 전자제어장치(110)로 송출하고 전자제어장치(110)가 구동 모터(120)로 작동신호를 송출하게 되어 있다.In the electric power assist steering apparatus according to these embodiments, the
전자제어장치(110)는 앵글센서(105)와 토크 센서(107)로부터 전송된 전기 신호 외에 차속센서(104), 모터회전각센서(106) 등으로부터 전송된 각종 전기 신호들을 기초로 구동 모터(120)를 제어하게 된다.The
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시예들에 의하면, 승용차에 비하여 상대적으로 큰 조향력이 필요한 트럭이나 버스의 경우에도 운전자의 조향력을 보조할 수 있게 됨과 더불어 자동차를 제어하는 자동 주차, 차선유지, 노면상태에 따른 주행보조, 자율주행제어 등의 부가기능을 사용할 수 있게 되어 운전자의 편의성을 높일 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present embodiments, it is possible to assist the driver's steering force even in the case of a truck or bus requiring a relatively large steering force compared to a passenger car, and automatic parking, lane maintenance, and road surface conditions for controlling the vehicle Additional functions such as driving assistance and autonomous driving control can be used according to the driver's convenience, which has the effect of increasing the driver's convenience.
이상에서, 본 실시예들의 실시예들을 구성하는 모든 구성요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 실시예들이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 실시예들의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.In the above, even though it has been described that all components constituting the embodiments of the present embodiments are combined or operated in combination, the present embodiments are not necessarily limited to these embodiments. That is, within the scope of the purpose of the present embodiments, all of the components may operate by selectively combining one or more.
이상의 설명은 본 실시예들의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예들의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들에 개시된 실시예들은 본 실시예들의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예들의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예들의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예들의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present embodiments, and those of ordinary skill in the art to which the present embodiments pertain may make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present embodiments. will be. Accordingly, the embodiments disclosed in the present embodiments are for explanation rather than limiting the technical spirit of the present embodiments, and the scope of the technical spirit of the present embodiments is not limited by these embodiments. The protection scope of the present embodiments should be interpreted by the claims below, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be interpreted as being included in the scope of the present embodiments.
101: 조향휠
103: 조향축
110: 전자제어장치
120: 구동 모터
121: 입력 풀리
130: 동력전달부재
201: 입력 샤프트
203: 제1기어
210: 출력 샤프트
211: 출력 풀리
213: 제2기어
230: 벨트부재101: steering wheel 103: steering shaft
110: electronic control device 120: drive motor
121: input pulley 130: power transmission member
201: input shaft 203: first gear
210: output shaft 211: output pulley
213: second gear 230: belt member
Claims (20)
일측단에는 상기 제1기어와 결합되는 제2기어가 구비되고 외주측에는 볼을 매개로 볼너트가 결합되어 있는 출력 샤프트;
상기 볼너트의 외주측에 형성된 외주기어와 결합되어 피트먼암을 작동하는 섹터 샤프트;
를 포함하는 전동식 동력 보조 조향장치.an input shaft connected to the steering shaft at one end and provided with a first gear at the other end;
an output shaft having a second gear coupled to the first gear at one end and a ball nut coupled to an outer peripheral side through a ball;
a sector shaft coupled to an outer gear formed on the outer periphery of the ball nut to operate a fitman arm;
Electric power assist steering system comprising a.
상기 출력 샤프트는 동력전달부재를 매개로 구동 모터와 결합되는 것을 특징으로 하는 전동식 동력 보조 조향장치.The method of claim 1,
The output shaft is an electric power assist steering device, characterized in that coupled to the drive motor via a power transmission member.
상기 동력전달부재는,
상기 구동 모터의 축에 구비되는 입력 풀리;
상기 출력 샤프트에 구비되는 출력 풀리;
상기 입력 풀리와 출력 풀리에 결합되는 벨트부재;
를 포함하는 전동식 동려 보조 조향장치.3. The method of claim 2,
The power transmission member,
an input pulley provided on the shaft of the driving motor;
an output pulley provided on the output shaft;
a belt member coupled to the input pulley and the output pulley;
Electric motion assistance steering system comprising a.
상기 입력 샤프트는,
상기 조향축과 연결되는 제1샤프트;
상기 제1샤프트와 결합되는 제2샤프트;
상기 제1샤프트와 제2샤프트의 내측에 결합되는 토션바;
를 포함하는 전동식 동력 보조 조향장치.The method of claim 1,
The input shaft is
a first shaft connected to the steering shaft;
a second shaft coupled to the first shaft;
a torsion bar coupled to the inside of the first shaft and the second shaft;
Electric power assist steering system comprising a.
상기 제1샤프트의 외주측에 운전자의 조향휠 조작시 발생되는 조향토크를 감지하는 토크 센서가 결합되어 있는 전동식 동력 보조 조향장치.5. The method of claim 4,
An electric power assist steering device having a torque sensor coupled to an outer periphery of the first shaft to detect a steering torque generated when a driver operates a steering wheel.
상기 토크 센서로부터 입력된 신호값과 기설정된 데이터를 비교하여 상기 구동 모터로 신호값을 송출하는 전자제어장치를 더 포함하는 전동식 동력 보조 조향장치.6. The method of claim 5,
The electric power-assisted steering apparatus further comprising an electronic control device that compares the signal value input from the torque sensor with preset data and transmits a signal value to the driving motor.
상기 전자제어장치는 운전자의 조향휠 조작시 조향앵글을 감지하는 앵글 센서로부터 수신된 신호값을 기설정된 데이터와 비교하여 상기 구동 모터로 신호값을 송출하는 전동식 동력 보조 조향장치.7. The method of claim 6,
The electronic control device compares a signal value received from an angle sensor that detects a steering angle when a driver operates a steering wheel with preset data and transmits a signal value to the driving motor.
상기 입력 샤프트와 출력 샤프트는 일정 각도를 이루도록 배치되어 상기 제1기어와 제2기어가 결합되는 전동식 동력 보조 조향장치.The method of claim 1,
The input shaft and the output shaft are arranged to form a predetermined angle, the electric power assist steering device to which the first gear and the second gear are coupled.
상기 출력 샤프트는 일측단이 상기 볼너트가 내장되는 너트하우징의 외부로 돌출되고, 상기 출력 샤프트의 돌출된 단부에 상기 출력 풀리와 제2기어가 배치되어 상기 벨트부재가 내장되는 벨트하우징의 내부에 구비되는 전동식 동력 보조 조향장치.4. The method of claim 3,
One end of the output shaft protrudes to the outside of the nut housing in which the ball nut is embedded, and the output pulley and the second gear are disposed at the protruding end of the output shaft. Electric power assist steering system provided.
상기 출력 샤프트의 상측단에는 상기 볼너트가 내장되는 너트하우징의 상단 내주면에 지지되어 상기 출력 샤프트의 회전과 축방향 하중을 지지하는 제1회전지지부재가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 전동식 동력 보조 조향장치.The method of claim 1,
Electric power-assisted steering, characterized in that the upper end of the output shaft is supported on the inner peripheral surface of the upper end of the nut housing in which the ball nut is built in, the first rotation support member for supporting the rotation of the output shaft and the axial load is provided. Device.
상기 제1회전지지부재는,
상기 출력 샤프트의 상측단 외주면이 결합되는 내측부재와, 상기 너트하우징의 내주면에 결합되는 외측부재, 상기 내측부재와 외측부재의 사이에 구비되는 구름부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 동력 보조 조향장치.11. The method of claim 10,
The first rotation support member,
Electric power assist steering device comprising an inner member coupled to an outer circumferential surface of the upper end of the output shaft, an outer member coupled to the inner circumferential surface of the nut housing, and a rolling member provided between the inner member and the outer member .
상기 출력 샤프트의 상측단 외주면에는 상측단턱부가 형성되고 상기 내측부재의 하측단이 상기 상측단턱부에 지지되며 결합되는 것을 특징으로 하는 전동식 동력 보조 조향장치.12. The method of claim 11,
An upper stepped portion is formed on an outer peripheral surface of the upper end of the output shaft, and a lower end of the inner member is supported and coupled to the upper stepped portion.
상기 내측부재와 외측부재의 사이에는, 내주면에 상기 구름부재가 지지되어 회전하는 안착홈이 형성되어 있는 중간지지부재가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 전동식 동력 보조 조향장치.12. The method of claim 11,
Between the inner member and the outer member, the electric power assist steering device, characterized in that the intermediate support member is provided with a seating groove is formed to rotate the rolling member is supported on an inner circumferential surface.
상기 내측부재의 내주면에는 상기 구름부재가 지지되어 회전하는 지지홈이 구비되고, 상기 지지홈과 안착홈은 축방향과 경사지게 형성되는 경사면으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전동식 동력 보조 조향장치.14. The method of claim 13,
The inner peripheral surface of the inner member is provided with a support groove in which the rolling member is supported and rotated, and the support groove and the seating groove are formed as inclined surfaces inclined in the axial direction.
상기 외측부재의 내주면과 상기 중간지지부재의 외주면은 상기 지지홈 및 안착홈과 대응되는 경사면으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전동식 동력 보조 조향장치.15. The method of claim 14,
The electric power assist steering device, characterized in that the inner peripheral surface of the outer member and the outer peripheral surface of the intermediate support member are formed as inclined surfaces corresponding to the support groove and the seating groove.
상기 출력 샤프트의 하측단 외주면과 상기 볼너트가 내장되는 너트하우징의 사이에는 상기 출력 샤프트의 회전을 지지하는 제2회전지지부재가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 전동식 동력 보조 조향장치.The method of claim 1,
A second rotation support member for supporting the rotation of the output shaft is provided between the outer peripheral surface of the lower end of the output shaft and the nut housing in which the ball nut is incorporated.
상기 출력 샤프트의 하측단 외주면과 상기 제2회전지지부재의 사이에는 내측부시가 결합되는 것을 특징으로 하는 전동식 동력 보조 조향장치.17. The method of claim 16,
An inner bush is coupled between the outer peripheral surface of the lower end of the output shaft and the second rotation support member.
상기 너트하우징의 내주면과 상기 제2회전지지부재의 사이에는 외측부시가 결합되는 것을 특징으로 하는 전동식 동력 보조 조향장치.18. The method of claim 17,
An outer bushing is coupled between the inner circumferential surface of the nut housing and the second rotation support member.
상기 제2회전지지부재는,
상기 출력 샤프트의 하측단 외주면에 결합되는 내측부재와, 상기 너트하우징의 내주면에 결합되는 외측부재, 상기 내측부재와 외측부재의 사이에 구비되는 구름부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 동력 보조 조향장치.19. The method of claim 18,
The second rotation support member,
Electric power assist steering device comprising an inner member coupled to the outer circumferential surface of the lower end of the output shaft, an outer member coupled to the inner circumferential surface of the nut housing, and a rolling member provided between the inner member and the outer member .
상기 너트하우징의 하측단부 내주면에는 상기 제2회전지지부재를 축방향으로 지지하는 축방향지지부재가 결합되는 것을 특징으로 하는 전동식 동력 보조 조향장치.20. The method of claim 19,
An axial support member for supporting the second rotation support member in the axial direction is coupled to an inner circumferential surface of the lower end of the nut housing.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
KR1020200082599A KR20220005145A (en) | 2020-07-06 | 2020-07-06 | Electric Power Steering Apparatus for Vehicle |
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