KR20230143913A

KR20230143913A - 베벨기어가 적용된 전동식 조향장치

Info

Publication number: KR20230143913A
Application number: KR1020220133816A
Authority: KR
Inventors: 고경민
Original assignee: 에이치엘만도 주식회사
Priority date: 2022-04-06
Filing date: 2022-10-18
Publication date: 2023-10-13

Abstract

본 발명에 따른 베벨기어가 적용된 전동식 조향장치는 회전 구동력을 조향을 위한 직선운동으로 변환하는 기어 유닛; 상기 기어 유닛에 회전 구동력을 전달하는 구동 유닛; 및 스티어링 휠의 회전에 따라 회전하는 제1 베벨기어 및 상기 제1 베벨기어에 맞물리는 제2 베벨기어를 포함하는 베벨기어 유닛을 포함하고, 상기 베벨기어 유닛의 제2 베벨기어는 상기 구동 유닛이 배치되는 상기 베벨기어 유닛의 일측면의 반대쪽 타측면에 배치되는 것을 특징으로 한다.

Description

베벨기어가 적용된 전동식 조향장치{Electronic power steering device having bevel gears}

본 발명은 전동식 조향장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 베벨기어가 적용된 전동식 조향장치에 관한 것이다.

조향 보조 시스템은 운전자가 쉽게 조향할 수 있도록 조향력을 보조해주는 시스템으로, 구동 방식에 따라 펌프를 돌려 유압을 발생시켜서 조향 보조력을 제공하는 유압식(Hydraulic Power Steering; HPS)과 모터를 구동시켜 조향 보조력을 제공하는 전동식(Electronic Power Steering; EPS) 등이 있다. 최근에는 모터를 구동시켜 조향 보조력을 제공하는 전동식 조향 보조 시스템이 많이 사용되고 있다.

한편, 종래 버스, 트럭 등 상용차에 적용되는 조향 장치는 운전자의 조향 의지를 스티어링 휠(Steering Wheel), 컬럼(Column), 인터미디에이트 샤프트(Intermediate Shaft), 스티어링 기어(Steering Gear), 피트만 암(Pitman Arm) 및 링크(Link)를 거쳐 차륜으로 전달한다. 이 가운데 스티어링 기어는 유압펌프 및 관련 부품과 연결되어 유압을 제공함으로써 조향 시 운전자의 힘이 적게 들도록 파워 어시스트를 수행한다.

즉, 상용차용 조향 장치는 유압식으로 파워 스티어링을 구현하며, 유압을 생성하는 유압펌프, 작동유를 저장하는 리저버(Reservoir) 및 유압라인을 포함한다. 유압펌프는 자동차의 엔진 및 리저버에 연결되어 유압을 생성하고, 생성된 유압은 유압라인을 통해 스티어링 기어로 전달되며, 스티어링 기어가 조향 방향에 따라 랙 피스톤 압력을 배분하여 조향력을 보조하게 된다.

이와 같은 유압식 조향 장치는 몇 가지 문제점을 가지고 있다. 우선, 유압펌프가 엔진에 연결되어 엔진의 출력을 소모하므로 연비를 저하시킨다. 또한, 유압펌프, 리저버 및 유압라인 등 유압 관련 부품이 설치되어야 하므로 차량 내 공간의 효율성을 떨어뜨리고 비용을 상승시킨다. 또한, 작동유의 사용으로 인한 환경 오염 유발의 개연성도 높다. 또한, 전자식 제어가 불가능하므로 차선 유지, 자동 주차, 제동 등 타 시스템과의 협조 등과 같은 운전자 편의기능의 제공이 어렵다.

전술한 문제점들을 해결하기 위해서는 전동식 조향 동력 장치의 적용이 필요한데 상용차에 전동식 조향장치를 적용할 경우 기존 유압식 대비 축방향 길이가 증가하게 된다. 그리고, 이러한 축방향 길이의 증가는 차량 패키지 만족에 불리하게 되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 베벨기어 적용으로 인한 축방향 길이 증가를 최소화하여 차량 패키지에 유리한 전동식 조향장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 베벨기어가 적용된 전동식 조향장치는 회전 구동력을 조향을 위한 직선운동으로 변환하는 기어 유닛; 상기 기어 유닛에 회전 구동력을 전달하는 구동 유닛; 및 스티어링 휠의 회전에 따라 회전하는 제1 베벨기어 및 상기 제1 베벨기어에 맞물리는 제2 베벨기어를 포함하는 베벨기어 유닛을 포함하고, 상기 베벨기어 유닛의 제2 베벨기어는 상기 구동 유닛이 배치되는 상기 베벨기어 유닛의 일측면의 반대쪽 타측면에 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구동 유닛은 상기 제2 베벨기어에 연결되는 인풋 샤프트를 포함한다.

또한, 상기 구동 유닛의 인풋 샤프트는 상기 제2 베벨기어에 세레이션(serration) 결합된다.

또한, 상기 구동 유닛은 상기 인풋 사프트의 회전에 따라 비틀리도록 배치되는 토션 바를 더 포함한다.

또한, 상기 구동 유닛은 상기 토션 바의 비틀림 정보를 전자 제어 유닛에 전달하는 토크 센서를 더 포함한다.

또한, 상기 구동 유닛은 액츄에이터와, 상기 액츄에이터에 결합되어 회전하는 웜과, 상기 웜과 치합되어 회전하는 웜휠을 더 포함하고, 상기 액츄에이터는 상기 전자 제어 유닛의 제어에 따라 제어된다.

또한, 상기 제1 베벨기어는 상기 스티어링 휠이 연결되는 스티어링 칼럼의 회전에 따라 회전된다.

또한, 상기 베벨기어 유닛은 하우징을 더 포함하고, 제1 베벨기어의 회전축은 상기 하우징 내에서 베어링으로 지지된다.

또한, 상기 하우징은 상기 하우징의 상부를 덮는 상부 커버를 더 포함하고, 상기 제1 베벨기어의 회전축은 상기 상부 커버를 통해 상기 하우징 외부로 연장된다.

또한, 상기 제2 베벨기어의 회전축은 상기 구동 유닛이 배치되는 상기 베벨기어 유닛의 일측면의 반대쪽 타측면으로 연장된다.

또한, 상기 제2 베벨기어의 회전축은 상기 하우징의 측면부 내에서 베어링으로 지지된다.

또한, 상기 제2 베벨기어의 회전축이 배치되는 상기 하우징의 측면부에는 측면 커버가 배치된다.

본 발명의 일실시예에 따른 전동식 조향장치는 회전 구동력을 조향을 위한 직선운동으로 변환하는 기어 유닛; 상기 기어 유닛에 회전 구동력을 전달하는 구동 유닛; 및 스티어링 휠의 회전에 따라 회전하는 제1 베벨기어 및 상기 제1 베벨기어에 맞물리는 제2 베벨기어를 포함하는 베벨기어 유닛을 포함하고, 상기 베벨기어 유닛의 제2 베벨기어는 상기 제1 베벨기어의 회전축의 연장선을 기준으로 상기 구동 유닛의 반대쪽에 배치된다.

상기 구동 유닛은 상기 제2 베벨기어에 연결되는 인풋 샤프트를 포함하고, 상기 인풋 샤프트는 상기 제1 베벨기어의 하측에서 상기 제1 베벨기어의 회전축의 연장선을 가로질러 배치된다.

본 발명에 따르면 베벨기어 적용으로 인한 축방향 길이 증가를 최소화하여 차량 패키지에 유리한 전동식 조향장치가 제공된다.

도1은 본 발명에 따른 전동식 조향장치를 도시한 도면이며,
도2는 본 발명에 따른 전동식 조향장치의 단면도이고,
도3은 본 발명에 따른 전동식 조향장치에서 웜 및 웜휠의 배치를 나타낸 도면이며,
도4는 본 발명에 따른 전동식 조향장치에서 베벨기어 유닛의 상세도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 소자 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 아래에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.

본 명세서에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 그에 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 명세서에서 제1, 제2, 제3 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 벗어나지 않고, 제1 구성 요소가 제2 또는 제3 구성 요소 등으로 명명될 수 있으며, 유사하게 제2 또는 제3 구성 요소도 교호적으로 명명될 수 있다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 베벨기어가 적용된 전동식 조향장치를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향 장치(10)는, 기어 유닛(100), 구동 유닛(300), 및 베벨기어 유닛(200)을 포함한다.

기어 유닛(100)은 회전 구동력을 조향을 위한 직선 운동으로 변환한다. 구체적으로 기어 유닛(100)은 구동 유닛(300)의 회전 구동력을 직선 운동으로 변환하여 차륜 측으로 전달하여 조향이 이루어질 수 있게 해준다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서 기어 유닛(100)은 볼 너트 기어로 이루어질 수 있는데, 이 때, 기어 유닛(100)은 볼 스크류(110), 볼 너트(120), 섹터 샤프트(130), 베어링(140) 등을 포함하며, 이들은 기어 하우징(150) 내에 배치될 수 있다.

볼 스크류(110)는 기어 하우징(150) 내에 회전 가능하게 배치되며, 외주면에 나선형으로 형성된 그루브(111)를 포함하고 있다. 또한, 볼 너트(120)는 볼 스크류(110)에 결합되어 볼 스크류(110)의 회전에 따라 상방향 또는 하방향으로 직선거동을 한다. 볼 너트(120)의 내주면에는 나선형으로 그루브(121)가 형성되어 있으며, 볼 스크류(110)의 외주면과 볼 너트(120)의 내주면 사이 즉, 볼 스크류(110)의 그루브(111)와 볼 너트(120)의 그루브(121)에 의해 형성되는 통로에는 볼(122)이 배치된다. 볼(122)을 매개로 볼 스크류(110)와 볼 너트(120)는 회전운동을 직선운동으로 변환한다. 또한, 볼(122)은 볼 스크류(110)와 볼 너트(120) 사이의 마찰력을 감소시켜 주기도 한다. 이 때, 볼 너트(120)는 볼(122)의 순환을 위한 리서큘레이터(123)를 포함할 수 있다.

섹터 샤프트(130)는 볼 너트(120)의 외주면에 형성된 기어부(124)에 치합되어 있으며, 볼 너트(120)의 상하 거동에 따라 회전 거동한다. 섹터 샤프트(130)는 피트먼 암(미도시)와 연결되어 있으며, 회전 거동하며 상기 피트먼 암을 작동시켜 조향력을 차륜 쪽으로 전달한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에서는 기어 유닛(100) 내의 볼 스크류(110)의 상부와 하부가 베어링(140a)에 의해 지지되도록 배치되어 있다. 즉, 베어링(140a)이 볼 스크류(110)의 상부와 하부에 결합되어 볼 스크류(110)의 양측 지지 구조를 형성한다. 이와 같은 양측 지지 구조는 볼 스크류(110)의 축력이 구동 유닛(300)으로 전달되지 않게 해준다. 이에 따라 기어 유닛(100)의 내구성이 향상될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향 장치(10)는 볼 스크류(110)의 하단부에 배치된 베어링(140a)과 기어 하우징(150)의 사이에 배치되는 락 스크류(160)를 더 포함한다. 락 스크류(160)는 볼 스크류(110)의 상부와 하부에 결합된 베어링(140a)에 의한 양측 지지 구조가 풀리는 것을 방지한다. 본 발명의 일실시예에서 기어 하우징(150)은 하단부가 하우징 커버(151)에 의해 밀폐되도록 이루어져 있는데, 락 스크류(160)가 볼 스크류(110)의 하단부에 배치된 베어링(140a)과 하우징 커버(151) 사이에 배치됨으로써 볼 스크류(110)의 양측 지지 구조의 풀림을 방지하여 준다. 더욱 상세하게는, 락 스크류(160)를 통해 베어링(140a)에 예압을 주어 지지 안정성을 확보할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에서 기어 하우징(150)은 하단부가 하우징 커버(151)에 의해 밀폐되도록 이루어져 있으므로 기어 하우징(150)의 하단이 개방된 상태에서 기어 유닛(100)의 조립 과정이 수행될 수 있다. 이와 같은 구조를 통해 볼 스크류(110)의 양측 지지 구조가 용이하게 구현될 수 있다.

구동 유닛(300)은 기어 유닛(100)에 회전 구동력을 전달한다. 도1 및 도2에 도시된 바와 같이 구동 유닛(300)은 액추에이터(310), 액추에이터(310)에 결합되어 회전하는 웜(330), 웜(330)과 치합되어 회전하는 웜휠(350), 베벨기어 유닛(200)의 제2 베벨기어(250)에 결합되는 인풋 샤프트(360), 인풋 샤프트(360)의 회전에 따라 비틀리도록 배치된 토션 바(370) 및 토션 바(370)의 비틀림 정보를 전자 제어 유닛(미도시)에 전달하는 토크 센서(380)를 포함할 수 있다.

액추에이터(310)는 전자 제어 유닛의 제어에 따라 회전 구동력을 생성한다. 구체적인 예를 들면, 액추에이터(310)는 모터일 수 있다.

웜(330)은 액추에이터(310)에 결합되어 회전한다. 이 때, 웜휠(350)은 웜(330)에 치합되어 회전하며 기어 유닛(100)으로 회전 구동력을 전달한다.

도 3에는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향 장치(10)의 웜(330)및 웜휠(350)의 배치를 나타낸 사시도가 나타나 있는데, 이를 통해 확인할 수 있는 바와 같이, 웜(330)의 회전축은 웜휠(350)의 회전축과 수직을 이룰 수 있다.

또한, 웜휠(350)은 기어 유닛(100)의 볼 스크류(110)에 회전 구동력을 전달하는데, 웜휠(350)의 회전축과 볼 스크류(110)의 회전축은 일치하도록 배치되는 것이 바람직하다.

본 발명의 일실시예에서는 기어 유닛(100)의 볼 스크류(110)가 별도의 아웃풋 샤프트(390)에 의해 웜휠(350)과 연결되어 있다. 즉, 구동 유닛(300)이 인풋 샤프트(360)와 볼 스크류(110) 사이에 배치된 아웃풋 샤프트(390)를 더 포함하며, 웜휠(350)의 회전 구동력을 전달하는 아웃풋 샤프트(390)와 볼 스크류(110)가 분리되어 있다. 한편 다른 예로서 웜휠(350)에 볼 스크류(110)가 직접 결합할 수도 있다.

아웃풋 샤프트(390)의 안정적인 동력 전달을 위해 아웃풋 샤프트(390) 중 웜휠(350) 하부에 배치된 부분에는 베어링이 결합될 수 있다.

이와 같은 구조를 통해 기어 유닛(100)과 구동 유닛(300)의 패키지를 일체형이 아닌 분리형으로 구현하는 것이 용이하게 된다. 그 결과 제조의 효율성이 향상될 수 있다.

인풋 샤프트(360)는 베벨기어 유닛(200)의 제2 베벨기어(250)에 결합되어 제2 베벨기어(250)가 회전함에 따라 함께 회전한다. 인풋 샤프트(360)는 구동 유닛(300)이 배치되는 베벨기어 유닛(200)의 일측면에서 반대쪽 타측면으로 연장되고, 인풋 샤프트(360)의 단부가 제2 베벨기어(250)에 결합된다.

토션 바(370)는 인풋 샤프트(360)의 회전에 따라 비틀리도록 배치된다. 구체적으로, 토션 바(370)는 인풋 샤프트(360)와 아웃풋 샤프트(390)의 내부에 배치되되 일부분은 인풋 샤프트(360)에 배치되고, 나머지 부분은 아웃풋 샤프트(390) 내부에 배치되어 있다.

토크 센서(380)는 토션 바(370)의 비틀림 정보를 측정하여 전자 제어 유닛(미도시)에 전달한다. 토크 센서(380)에 의해 전달된 토션 바(370)의 비틀림 정보는 전자 제어 유닛의 제어에 활용될 수 있다. 즉, 전자 제어 유닛은 토크 센서(380)로부터 전달된 토션 바(370)의 비틀림 정보에 근거하여 적절한 조향 보조력이 생성되도록 액추에이터(310)를 제어할 수 있다.

상기 베벨기어 유닛(200)은 스티어링 휠(20)에 연결되는 스티어링 칼럼(30)과 전술한 구동 유닛(300) 사이에 배치되어 스티어링 휠(20)에 의한 회전력을 회전축 방향을 변경하여 구동 유닛(300)에 전달하는 것으로 도4에 도시된 바와 같이 하우징(201) 내에 배치되는 제1 베벨기어(230)와 제2 베벨기어(250)를 포함한다.

제1 베벨기어(230)는 차량의 스티어링 휠(20)의 조향 토크를 전달 받아 회전하며, 제1 베벨기어(230)의 회전축(231)이 내부결합체(204) 내부에서 베어링(202)으로 지지된다. 베어링(202)은 볼 베어링 또는 니들 베어링이 사용될 수 있고 두 가지가 함께 사용될 수 있다.

내부결합체(204) 내부에서 베어링(202)의 상하측에는 베어링(202)을 고정하기 위해 각각 스냅링(206)이 배치되고 내부결합체(204) 상부에는 회전축(231) 주위 오일 누설을 방지하는 씰부재(seal, 207)가 배치된다.

내부결합체(204)는 하우징(201)에 나사결합되고 락너트(205)로 고정된다.

제1 베벨기어(230)의 회전축(231)은 하우징(201) 상부에 배치되는 상부 커버(203)를 통해 외부로 연장되고, 상부 커버(203)를 통해 외부로 연장되는 회전축(231)의 단부에는 스티어링 휠(20)에 연결되는 스티어링 칼럼(30)이 연결된다.

따라서, 운전자가 스티어링 휠(20)을 회전시키면 스티어링 칼럼(30)이 회전하고 스티어링 칼럼(30)에 연결된 제1 베벨기어(230)가 회전하게 된다.

스티어링 칼럼(30)과 제1 베벨기어(230)의 회전축(231) 사이에는 중간 샤프트(intermediate shaft, 미도시)가 배치될 수도 있다.

제2 베벨기어(250)는 제1 베벨기어(230)에 맞물려 제1 베벨기어(230)가 회전함에 따라 함께 회전하는 것으로, 본 발명에서 제2 베벨기어(250)는 베벨기어 유닛(200)에서 구동 유닛(300)가 결합되는 일측면의 반대쪽 타측면에 배치된다. 즉, 제1 베벨기어(230)를 중심으로 구동 유닛(300)와 제2 베벨기어(250)가 서로 마주보도록 배치되고, 제2 베벨기어(250)는 제1 베벨기어(230)의 회전축의 연장선(X)을 기준으로 구동 유닛(300)의 반대쪽에 배치된다.

따라서, 구동 유닛(300)의 인풋 샤프트(360)는 구동 유닛(300)이 결합되는 베벨기어 유닛(200)의 일측면에서 제1 베벨기어(230)의 회전축(231)의 연장선(X)을 가로질러 반대쪽 타측면으로 연장되고, 연장된 인풋 샤프트(360)의 단부가 제2 베벨기어(250)에 세레이션(serration) 결합된다.

이를 위해 인풋 샤프트(360)의 외주면이 톱니 형상으로 형성될 수 있고, 인풋 샤프트(360)가 결합되는 제2 베벨기어(250)의 내주면이 대응되는 톱니 형상으로 형성될 수 있다. 인풋 샤프트(360)의 회전축은 제2 베벨기어(250)의 회전축(251)과 동일축선상에 배치될 수 있다.

제2 베벨기어(250)의 회전축(251)은 베벨기어 유닛(200)에서 바깥 방향으로 향하여 연장된다. 구체적으로 제2 베벨기어(250)의 회전축(251)은 베벨기어 유닛(200)에서 구동 유닛(300)이 결합되는 일측면 방향이 아닌 반대쪽 타측면으로 연장되고, 반대쪽 타측면인 하우징(201) 측면부에서 베어링(210)으로 지지된다. 그리고 하우징(201) 측면부에는 베어링(210)을 고정하기 위한 스냅링(211)이 배치된다. 제2 베벨기어(250)의 회전축(251) 단부 근방에는 락너트(212) 및 하우징(201) 측면부를 덮는 측면 커버(213)가 배치된다.

제2 베벨기어(250)의 회전축(251) 방향과 제1 베벨기어(230)의 회전축(231) 방향이 교차하는 각도는 본 실시예에서 약 90도이나 다른 각도로 교차될 수도 있다.

본 발명에서는 이와 같이 제2 베벨기어(250)가 베벨기어 유닛(200)에서 구동 유닛(300)가 결합되는 일측면이 아니라 그 반대쪽 타측면에 배치됨으로써 기어 유닛(100)의 섹터 샤프트(130)와 제1 베벨기어(230)의 회전축(231) 간 거리(L)를 단축시켜 차량 패키지에 유리하다.

또한, 본 발명은 전술한 바와 같이 구성됨으로써 기어 유닛(100), 구동 유닛(300), 및 베벨기어 유닛(200)을 모듈화하여 모듈단위로 분리하는 것이 용이하게 된다. 그 결과 제조의 효율성이 향상되고 품질 관리가 향상될 수 있다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며, 당해 기술분야의 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능할 수 있을 것이다.

10 : 전동식 조향장치 100 : 기어 유닛
110 : 볼 스크류 120 : 볼 너트
130 : 섹터 샤프트 140 : 베어링
150 : 기어 하우징 200 : 베벨기어 유닛
201 : 하우징 230 : 제1 베벨기어
231 : 회전축 250 : 제2 베벨기어
300 : 구동 유닛 310 : 액츄에이터
330 : 웜 350 : 웜휠
360 : 인풋 샤프트 370 : 토션 바

Claims

회전 구동력을 조향을 위한 직선운동으로 변환하는 기어 유닛;
상기 기어 유닛에 회전 구동력을 전달하는 구동 유닛; 및
스티어링 휠의 회전에 따라 회전하는 제1 베벨기어 및 상기 제1 베벨기어에 맞물리는 제2 베벨기어를 포함하는 베벨기어 유닛을 포함하고,
상기 베벨기어 유닛의 제2 베벨기어는 상기 구동 유닛이 배치되는 상기 베벨기어 유닛의 일측면의 반대쪽 타측면에 배치되는 베벨기어가 적용된 전동식 조향장치.
제1항에 있어서,
상기 구동 유닛은 상기 제2 베벨기어에 연결되는 인풋 샤프트를 포함하는 베벨기어가 적용된 전동식 조향장치.
제2항에 있어서,
상기 구동 유닛의 인풋 샤프트는 상기 제2 베벨기어에 세레이션(serration) 결합되는 베벨기어가 적용된 전동식 조향장치.
제2항에 있어서,
상기 구동 유닛은 상기 인풋 사프트의 회전에 따라 비틀리도록 배치되는 토션 바를 더 포함하는 베벨기어가 적용된 전동식 조향장치.
제4항에 있어서,
상기 구동 유닛은 상기 토션 바의 비틀림 정보를 전자 제어 유닛에 전달하는 토크 센서를 더 포함하는 베벨기어가 적용된 전동식 조향장치.
제5항에 있어서,
상기 구동 유닛은
액츄에이터와,
상기 액츄에이터에 결합되어 회전하는 웜과,
상기 웜과 치합되어 회전하는 웜휠을 더 포함하고,
상기 액츄에이터는 상기 전자 제어 유닛의 제어에 따라 제어되는 베벨기어가 적용된 전동식 조향장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 베벨기어는 상기 스티어링 휠이 연결되는 스티어링 칼럼의 회전에 따라 회전되는 베벨기어가 적용된 전동식 조향장치.
제1항에 있어서,
상기 베벨기어 유닛은 하우징을 더 포함하고,
상기 제1 베벨기어의 회전축은 상기 하우징 내에서 베어링으로 지지되는 베벨기어가 적용된 전동식 조향장치.
제8항에 있어서,
상기 하우징은 상기 하우징의 상부를 덮는 상부 커버를 더 포함하고,
상기 제1 베벨기어의 회전축은 상기 상부 커버를 통해 상기 하우징 외부로 연장되는 베벨기어가 적용된 전동식 조향장치.
제1항에 있어서,
상기 제2 베벨기어의 회전축은 상기 구동 유닛이 배치되는 상기 베벨기어 유닛의 일측면의 반대쪽 타측면으로 연장되는 베벨기어가 적용된 전동식 조향장치.
제10항에 있어서,
상기 제2 베벨기어의 회전축은 상기 하우징의 측면부 내에서 베어링으로 지지되는 베벨기어가 적용된 전동식 조향장치.
제11항에 있어서,
상기 제2 베벨기어의 회전축이 배치되는 상기 하우징의 측면부에는 측면 커버가 배치되는 베벨기어가 적용된 전동식 조향장치.
회전 구동력을 조향을 위한 직선운동으로 변환하는 기어 유닛;
상기 기어 유닛에 회전 구동력을 전달하는 구동 유닛; 및
스티어링 휠의 회전에 따라 회전하는 제1 베벨기어 및 상기 제1 베벨기어에 맞물리는 제2 베벨기어를 포함하는 베벨기어 유닛을 포함하고,
상기 베벨기어 유닛의 제2 베벨기어는 상기 제1 베벨기어의 회전축의 연장선을 기준으로 상기 구동 유닛의 반대쪽에 배치되는 베벨기어가 적용된 전동식 조향장치.
제13항에 있어서,
상기 제1 베벨기어는 상기 스티어링 휠이 연결되는 스티어링 칼럼의 회전에 따라 회전되는 베벨기어가 적용된 전동식 조향장치.
제13항에 있어서,
상기 베벨기어 유닛은 하우징을 더 포함하고,
상기 제1 베벨기어의 회전축은 상기 하우징 내에서 베어링으로 지지되는 베벨기어가 적용된 전동식 조향장치.
제13항에 있어서,
상기 구동 유닛은 상기 제2 베벨기어에 연결되는 인풋 샤프트를 포함하는 베벨기어가 적용된 전동식 조향장치.
제16항에 있어서,
상기 인풋 샤프트는 상기 제1 베벨기어의 하측에서 상기 제1 베벨기어의 회전축의 연장선을 가로질러 배치되는 베벨기어가 적용된 전동식 조향장치.
제16항에 있어서,
상기 구동 유닛의 인풋 샤프트는 상기 제2 베벨기어에 세레이션(serration) 결합되는 베벨기어가 적용된 전동식 조향장치.
제16항에 있어서,
상기 구동 유닛은
상기 인풋 사프트의 회전에 따라 비틀리도록 배치되는 토션 바를 더 포함하는 베벨기어가 적용된 전동식 조향장치.
제13항에 있어서,
상기 제2 베벨기어의 회전축은 상기 구동 유닛이 배치되는 상기 베벨기어 유닛의 일측면의 반대쪽 타측면으로 연장되는 베벨기어가 적용된 전동식 조향장치.