KR20240024000A

KR20240024000A - Steer by wire type steering apparatus

Info

Publication number: KR20240024000A
Application number: KR1020230023988A
Authority: KR
Inventors: 신우진
Original assignee: 에이치엘만도 주식회사
Priority date: 2022-08-16
Filing date: 2023-02-23
Publication date: 2024-02-23

Abstract

본 실시예들은 스티어 바이 와이어식 조향장치에 관한 것으로, 외주세레이션부와 체결부가 구비되어 있는 조향출력축, 내주세레이션부와 외주나사부가 구비되며 대경부가 구비되어 있는 리드 스크류, 내주나사부가 구비되어 있는 링 형상으로 리드 스크류의 회전시 축방향으로 이동하는 이동너트, 중심부에 조향출력축이 관통되는 관통홀이 구비되고 리드 스크류의 단부에 결합되어 함께 회전하며 이동너트의 축방향 이동을 제한하는 스토퍼부재, 관통홀에 관통된 조향출력축의 체결부에 결합되어 스토퍼부재를 축방향으로 고정하는 락너트를 포함하는 스티어 바이 와이어식 조향장치가 제공될 수 있다.These embodiments relate to a steer-by-wire steering device, which includes a steering output shaft provided with an outer serration and a fastening portion, a lead screw provided with an inner serration and an outer threaded portion and a large diameter portion, and an inner threaded portion. A moving nut in the shape of a ring that moves in the axial direction when the lead screw rotates, a stopper member provided with a through hole in the center through which the steering output shaft passes and rotating together with the end of the lead screw to limit the axial movement of the moving nut, A steer-by-wire steering device may be provided that includes a lock nut that is coupled to the fastening portion of the steering output shaft penetrating the through hole and secures the stopper member in the axial direction.

Description

Steer-by-wire type steering system {STEER BY WIRE TYPE STEERING APPARATUS}

본 실시예들은 스티어 바이 와이어식 조향장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 스티어 바이 와이어식 조향장치에 있어서 바퀴의 회전이 최대점에 이른 경우에는 조향휠이 기계적으로 더 이상 회전되지 않도록 하고 모터나 전자제어장치 등의 오류가 발생되더라도 조향반력을 제공할 수 있는 스티어 바이 와이어식 조향장치에 관한 것이다.The present embodiments relate to a steer-by-wire steering device, and more specifically, in a steer-by-wire steering device, when the rotation of the wheel reaches the maximum point, the steering wheel is mechanically prevented from rotating any further and the motor or This relates to a steer-by-wire steering device that can provide steering reaction force even if an error occurs in the electronic control device, etc.

일반적으로, 차량의 조향장치는 운전자의 스티어링 휠의 조작력을 보조하여 운전 조작의 편의를 제공하기 위해 파워스티어링이 개발되어 적용되고 있고, 파워스티어링은 유압을 이용한 유압식과, 유압과 모터의 전동력을 동시에 이용하는 전동 유압식, 모터의 전동력만을 이용한 전동식 등이 개발되어 적용되었다.In general, power steering has been developed and applied to the steering system of a vehicle to provide convenience in driving by assisting the driver's steering wheel operation force. Power steering is either hydraulic using hydraulic pressure or the electric power of hydraulic pressure and a motor simultaneously. Electric-hydraulic type that uses only the electric power of the motor, and electric type that uses only the electric power of the motor have been developed and applied.

최근에는 스티어링 휠과 바퀴사이의 스티어링 컬럼이나 유니버설 조인트 혹은 피니언 샤프트와 같은 기계적인 연결장치를 제거하는 대신에 모터와 같은 전동기를 이용하여 차량의 조향이 이루어지도록 하는 스티어 바이 와이어(Steer By Wire; SBW)식 조향장치가 개발되어 적용되고 있다.Recently, Steer By Wire (SBW) uses electric motors such as motors to steer the vehicle instead of removing mechanical linkages such as steering columns, universal joints, or pinion shafts between the steering wheel and wheels. ) type steering system has been developed and is being applied.

그런데, 이러한 스티어 바이 와이어식 조향장치의 경우 조향축과 바퀴와의 기계적인 연결이 없기 때문에 운전자의 조향휠 회전이 무한정 회전할 수 있어서 운전자의 조향감과 조향안정성을 떨어트리는 문제가 있었다.However, in the case of this steer-by-wire steering system, there is no mechanical connection between the steering shaft and the wheels, so the driver's steering wheel can rotate indefinitely, which has the problem of deteriorating the driver's steering feel and steering stability.

또한, 스티어 바이 와이어식 조향장치에 있어서 모터나 전자제어장치의 오작동 내지는 불능이 발생되면 조향반력을 발생시킬 수 없게 되어 운전자의 조향감과 조향안정성을 떨어트리는 문제가 있었다.Additionally, in the steer-by-wire type steering system, if the motor or electronic control device malfunctions or is disabled, the steering reaction force cannot be generated, which reduces the driver's steering feel and steering stability.

따라서, 바퀴의 회전이 최대점에 이른 경우(일반적인 조향장치에서 조향휠 또는 바퀴가 풀턴 상태인 경우) 등에는 조향휠이 더 이상 회전되지 않도록 하고 모터나 전자제어장치의 오류가 발생되더라도 운전자의 조향감과 조향안정성을 떨어트리는 것을 방지하기 위한 연구의 필요성이 대두되고 있다.Therefore, when the rotation of the wheel reaches the maximum point (when the steering wheel or wheels are in a full turn state in a general steering system), the steering wheel is prevented from rotating any further and the driver controls the steering even if an error occurs in the motor or electronic control device. The need for research to prevent deterioration of feel and steering stability is emerging.

이에 본 실시예들은 전술한 배경에서 안출된 것으로, 스티어 바이 와이어식 조향장치에 있어서 바퀴의 회전이 최대점에 이른 경우에는 조향휠이 기계적으로 더 이상 회전되지 않도록 함으로써 운전자의 조향감과 조향안정성을 상승시킬 수 있는 스티어 바이 와이어식 조향장치를 제공할 수 있다.Accordingly, the present embodiments were developed against the above-described background, and in a steer-by-wire steering system, when the rotation of the wheel reaches the maximum point, the steering wheel is mechanically prevented from rotating any further, thereby improving the driver's steering feeling and steering stability. A steer-by-wire steering device that can be used can be provided.

또한, 본 실시예들은 스티어 바이 와이어식 조향장치에 있어서 회전각제한부재의 오조립을 방지함으로써 운전자의 조향안정성을 상승시킬 수 있는 스티어 바이 와이어식 조향장치를 제공할 수 있다.Additionally, the present embodiments can provide a steer-by-wire steering device that can increase the driver's steering stability by preventing incorrect assembly of the rotation angle limiting member in the steer-by-wire steering device.

또한, 본 발명의 실시예들이 해결하고자 하는 과제는 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.In addition, the problems to be solved by the embodiments of the present invention are not limited thereto, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

본 실시예들에 의하면, 외주면에 축방향의 외주세레이션부가 구비되고 외주세레이션부와 축방향으로 이격된 위치에 외주면 직경이 축소되며 나사산이 형성된 체결부가 구비되어 있는 조향출력축, 내주면에 외주세레이션부에 결합되는 내주세레이션부가 구비되고 외주면에 외주나사부가 구비되며, 축방향의 일측 단부에는 직경이 확대된 대경부가 구비되어 있는 리드 스크류, 내주면에 외주나사부와 결합되는 내주나사부가 구비되어 있는 링 형상으로 외주면에는 반경방향으로 돌출된 가이드부가 구비되어 리드 스크류의 회전시 하우징에 형성된 가이드홈에 지지되며 축방향으로 이동하는 이동너트, 중심부에 조향출력축이 관통되는 관통홀이 구비되고 리드 스크류의 단부에 결합되어 함께 회전하며 이동너트의 축방향 이동을 제한하는 스토퍼부재, 관통홀에 관통된 조향출력축의 체결부에 결합되어 스토퍼부재를 축방향으로 고정하는 락너트를 포함하는 스티어 바이 와이어식 조향장치가 제공될 수 있다.According to the present embodiments, a steering output shaft is provided with an axial outer serration portion on the outer circumferential surface and a fastening portion having a reduced outer circumferential diameter and a thread at a position spaced apart from the outer circumferential serration portion in the axial direction. A lead screw is provided with an inner serration part that is coupled to the ration part, an outer peripheral screw part is provided on the outer peripheral surface, a lead screw with a large diameter part with an enlarged diameter at one end in the axial direction, and a ring that has an inner peripheral thread part that is coupled with the outer peripheral screw part on the inner peripheral surface. A guide portion protruding in the radial direction is provided on the outer peripheral surface, and when the lead screw rotates, it is supported in a guide groove formed in the housing and moves in the axial direction. A through hole is provided in the center through which the steering output shaft passes, and the end of the lead screw is provided. A steer-by-wire steering device includes a stopper member that is coupled to and rotates together to limit the axial movement of the moving nut, and a lock nut that is coupled to the fastening portion of the steering output shaft penetrating the through hole and secures the stopper member in the axial direction. can be provided.

이와 같은 본 실시예들에 의하면, 스티어 바이 와이어식 조향장치에 있어서 바퀴의 회전이 최대점에 이른 경우에는 조향휠이 기계적으로 더 이상 회전되지 않도록 함으로써 운전자의 조향감과 조향안전성을 상승시킬 수 있다.According to these embodiments, in the steer-by-wire steering system, when the rotation of the wheel reaches the maximum point, the steering wheel is mechanically prevented from rotating any further, thereby improving the driver's steering feeling and steering safety.

또한, 스티어 바이 와이어식 조향장치에 있어서 회전각제한부재의 오조립을 방지함으로써 운전자의 조향안정성을 상승시킬 수 있다.In addition, the driver's steering stability can be improved by preventing incorrect assembly of the rotation angle limiting member in the steer-by-wire steering system.

도 1은 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치를 개략적으로 나타내는 구성도,
도 2는 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치 중 일부를 나타내는 사시도,
도 3과 도 4는 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치 중 일부를 나타내는 분해사시도,
도 5 내지 도 7은 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치 중 일부를 나타내는 정면도이다.1 is a schematic configuration diagram of a steer-by-wire steering device according to the present embodiments;
Figure 2 is a perspective view showing some of the steer-by-wire steering devices according to the present embodiments;
3 and 4 are exploded perspective views showing some of the steer-by-wire steering devices according to the present embodiments;
5 to 7 are front views showing some of the steer-by-wire steering devices according to the present embodiments.

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 기술사상의 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.Hereinafter, some embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to illustrative drawings. In adding reference numerals to components in each drawing, the same components may have the same reference numerals as much as possible even if they are shown in different drawings. Additionally, in describing the present embodiments, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present technical idea, the detailed description may be omitted. When “comprises,” “has,” “consists of,” etc. mentioned in the specification are used, other parts may be added unless “only” is used. When a component is expressed in the singular, it can also include the plural, unless specifically stated otherwise.

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. Additionally, in describing the components of the present disclosure, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, sequence, order, or number of the components are not limited by the term.

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. In the description of the positional relationship of components, when two or more components are described as being “connected,” “coupled,” or “connected,” the two or more components are directly “connected,” “coupled,” or “connected.” ", but it should be understood that two or more components and other components may be further "interposed" and "connected," "combined," or "connected." Here, other components may be included in one or more of two or more components that are “connected,” “coupled,” or “connected” to each other.

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.In the description of temporal flow relationships related to components, operation methods, production methods, etc., for example, temporal precedence relationships such as “after”, “after”, “after”, “before”, etc. Or, when a sequential relationship is described, non-continuous cases may be included unless “immediately” or “directly” is used.

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.On the other hand, when a numerical value or corresponding information (e.g., level, etc.) for a component is mentioned, even if there is no separate explicit description, the numerical value or corresponding information is related to various factors (e.g., process factors, internal or external shocks, It can be interpreted as including the error range that may occur due to noise, etc.).

도 1은 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치를 개략적으로 나타내는 구성도, 도 2는 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치 중 일부를 나타내는 사시도, 도 3과 도 4는 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치 중 일부를 나타내는 분해사시도, 도 5 내지 도 7은 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치 중 일부를 나타내는 정면도이다.1 is a schematic diagram showing a steer-by-wire steering device according to the present embodiments, FIG. 2 is a perspective view showing a portion of the steer-by-wire steering device according to the present embodiments, and FIGS. 3 and 4 are schematic diagrams of the steer-by-wire steering device according to the present embodiments. Figures 5 to 7 are exploded perspective views showing some of the steer-by-wire steering devices according to the embodiments, and Figures 5 to 7 are front views showing some of the steer-by-wire steering devices according to the present embodiments.

이들 도면에 도시된 바와 같이 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치는, 외주면에 축방향의 외주세레이션부(203)가 구비되고 외주세레이션부(203)와 축방향으로 이격된 위치에 외주면 직경이 축소되며 나사산이 형성된 체결부(205)가 구비되어 있는 조향출력축(201), 내주면에 외주세레이션부(203)에 결합되는 내주세레이션부(213)가 구비되고 외주면에 외주나사부(215)가 구비되며, 축방향의 일측 단부에는 직경이 확대된 대경부(211)가 구비되어 있는 리드 스크류(210), 내주면에 외주나사부(215)와 결합되는 내주나사부(225)가 구비되어 있는 링 형상으로 외주면에는 반경방향으로 돌출된 가이드부(221)가 구비되어 리드 스크류(210)의 회전시 하우징(180)에 형성된 가이드홈(183)에 지지되며 축방향으로 이동하는 이동너트(220), 중심부에 조향출력축(201)이 관통되는 관통홀(235)이 구비되고 리드 스크류(210)의 단부에 결합되어 함께 회전하며 이동너트(220)의 축방향 이동을 제한하는 스토퍼부재(230), 관통홀(235)에 관통된 조향출력축(201)의 체결부(205)에 결합되어 스토퍼부재(230)를 축방향으로 고정하는 락너트(170)를 포함한다.As shown in these drawings, the steer-by-wire steering device according to the present embodiments is provided with an axial outer serration portion 203 on the outer peripheral surface and is located at a position spaced apart from the outer serration portion 203 in the axial direction. The steering output shaft 201 has a reduced diameter on the outer circumferential surface and is provided with a threaded fastening part 205, and is provided with an inner serration part 213 coupled to the outer serration part 203 on the inner circumferential surface, and an outer screw part on the outer circumferential surface ( 215) is provided, and the lead screw 210 is provided with a large diameter portion 211 with an enlarged diameter at one end in the axial direction, and an inner peripheral thread portion 225 coupled to the outer peripheral thread portion 215 is provided on the inner peripheral surface. The movable nut 220 is provided with a guide portion 221 that protrudes in the radial direction on the outer peripheral surface in a ring shape and is supported by the guide groove 183 formed in the housing 180 when the lead screw 210 rotates and moves in the axial direction. , a stopper member 230 that is provided with a through hole 235 through which the steering output shaft 201 passes in the center, is coupled to the end of the lead screw 210, rotates together, and limits the axial movement of the moving nut 220, It includes a lock nut 170 that is coupled to the fastening portion 205 of the steering output shaft 201 penetrating the through hole 235 and fixes the stopper member 230 in the axial direction.

먼저, 도 1을 참조하면, 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치는, 조향휠(101)과 연결된 조향축(103)의 일측에 앵글센서(105)와 토크센서(107)가 결합되고, 운전자의 조향휠(101) 조작시 이를 감지하는 앵글센서(105)와 토크센서(107)가 전기 신호를 전자제어장치(110)에 보내 조향축 모터(120)와 피니언축 모터(130)가 작동되도록 되어 있다.First, referring to FIG. 1, in the steer-by-wire steering device according to the present embodiments, an angle sensor 105 and a torque sensor 107 are coupled to one side of the steering shaft 103 connected to the steering wheel 101. The angle sensor 105 and torque sensor 107, which detect when the driver operates the steering wheel 101, send an electric signal to the electronic control device 110 to control the steering shaft motor 120 and the pinion shaft motor 130. is set to work.

전자제어장치(110)는 앵글센서(105)와 토크센서(107)로부터 전송된 전기 신호와 기타 자동차에 장착된 여러 센서들로부터 전송된 전기 신호들을 기초로 조향축 모터(120)와 피니언축 모터(130)를 제어하게 된다.The electronic control device 110 operates the steering shaft motor 120 and the pinion shaft motor based on the electrical signals transmitted from the angle sensor 105 and the torque sensor 107 and other electrical signals transmitted from various sensors mounted on the vehicle. (130) is controlled.

조향축 모터(120)는 모터의 회전수를 감속하는 감속기(미도시)와 연결되어 있으며, 일반주행시에는 운전자의 조향휠(101) 조작시 반대방향의 조향반력감을 느낄 수 있게 조향축(103)에 반력을 제공하고 자율주행시에는 운전자의 의지가 개입되지 않고 전자제어장치(110)의 제어에 의한 조향이 이루어지게 된다.The steering shaft motor 120 is connected to a reducer (not shown) that reduces the rotation speed of the motor, and during normal driving, the steering shaft 103 allows the driver to feel a steering reaction force in the opposite direction when operating the steering wheel 101. A reaction force is provided, and during autonomous driving, steering is performed under the control of the electronic control device 110 without the driver's will being involved.

피니언축 모터(130)는 피니언축(113)과 연결된 랙바(111)를 슬라이딩시켜 타이로드(115)와 너클암(117)을 통해 양측 바퀴(119)의 조향을 수행하게 되어 있다.The pinion shaft motor 130 slides the rack bar 111 connected to the pinion shaft 113 to steer both wheels 119 through the tie rod 115 and knuckle arm 117.

다만, 본 실시예들에서의 도면에는 설명의 편의를 위해 조향축(103)에 구비되는 앵글센서(105)와 토크센서(107), 조향 정보를 전자제어장치(110)로 송부하기 위한 차속센서(104), 바퀴회전각센서(106)가 구비된 것을 일례로 도시하였으나, 이외에 모터 포지션센서, 각종 레이더와 라이더, 카메라와 같은 화상센서 등이 구비될 수 있으며, 이하 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.However, for convenience of explanation, the drawings in the present embodiments include an angle sensor 105 and a torque sensor 107 provided on the steering shaft 103, and a vehicle speed sensor for transmitting steering information to the electronic control device 110. (104) and the wheel rotation angle sensor 106 are shown as an example, but in addition, motor position sensors, various radars, lidar, image sensors such as cameras, etc. may be provided, and detailed descriptions thereof will be omitted below. Do this.

이러한 스티어 바이 와이어식 조향장치에 있어서는 조향휠(101)과 바퀴(119)가 기계적으로 연결되어 있지 않기 때문에 운전자의 조향휠(101) 조작시 조향휠(101)의 회전이 일정한 각도에서 멈추게 하는 기계적 제한이 필요하게 된다.In this steer-by-wire steering device, the steering wheel 101 and the wheel 119 are not mechanically connected, so when the driver operates the steering wheel 101, the rotation of the steering wheel 101 is stopped at a certain angle. Restrictions become necessary.

즉, 바퀴(119)의 회전이 최대점에 이른 경우(일반적인 조향장치에서는 조향휠 또는 바퀴가 풀턴 상태인 경우)에 더 이상 조향휠(101)이 회전되지 않도록 기계적으로 조향축(103)의 회전각도를 제한하는 회전각제한부재(190)가 구비됨으로써 운전자에게 정확한 조향감을 제공하게 되어 있다.That is, when the rotation of the wheel 119 reaches the maximum point (in a general steering system, when the steering wheel or wheel is in a full turn state), the steering shaft 103 is mechanically rotated so that the steering wheel 101 is no longer rotated. The rotation angle limiting member 190 that limits the angle is provided to provide an accurate steering feel to the driver.

회전각제한부재(190)는 조향컬럼(100)의 하단부에 구비되며 조향축(103)연결되는 조향출력축(201), 조향출력축(201)과 연동되어 회전하는 리드 스크류(210), 리드 스크류(210)의 회전시 축방향으로 이동하는 이동너트(220), 이동너트(220)의 축방향 이동을 제한하는 스토퍼부재(230), 스토퍼부재(230)를 축방향으로 고정하는 락너트(170), 리드 스크류(210)와 이동너트(220), 스토퍼부재(230)가 내장되며 조향컬럼(100)의 하단부에 결합되는 하우징(180) 등이 구비되어 있다.The rotation angle limiting member 190 is provided at the lower part of the steering column 100 and includes a steering output shaft 201 connected to the steering shaft 103, a lead screw 210 that rotates in conjunction with the steering output shaft 201, and a lead screw ( A movable nut 220 that moves in the axial direction when the movable nut 210 rotates, a stopper member 230 that limits the axial movement of the movable nut 220, a lock nut 170 that secures the stopper member 230 in the axial direction, A lead screw 210, a moving nut 220, and a stopper member 230 are built in, and a housing 180 coupled to the lower end of the steering column 100 is provided.

여기서, 리드 스크류(210)와 이동너트(220), 스토퍼부재(230)는 가조립된 스토퍼모듈(200)로 조향출력축(201)에 조립된다.Here, the lead screw 210, the moving nut 220, and the stopper member 230 are assembled to the steering output shaft 201 as a temporarily assembled stopper module 200.

조향축(103)의 단부와 연결되는 조향출력축(201)은 외주면에 축방향의 외주세레이션부(203)가 구비되어 있고 외주세레이션부(203)와 축방향으로 이격된 위치에는 외주면 직경이 축소되며 나사산이 형성된 체결부(205)가 구비되어 있다.The steering output shaft 201 connected to the end of the steering shaft 103 is provided with an axial outer serration portion 203 on its outer circumferential surface, and has an outer circumferential diameter at a position spaced apart from the outer serration portion 203 in the axial direction. A fastening portion 205 that is reduced and has threads is provided.

리드 스크류(210)는 내주면에 외주세레이션부(203)와 결합되는 내주세레이션부(213)가 구비되어 조향출력축(201)과 연동되어 회전하며 외주면에 외주나사부(215)가 형성되어 있어서 리드 스크류(210)의 외주측에 이동너트(220)가 결합되어 축방향으로 이동된다. The lead screw 210 is provided with an inner serration part 213 coupled to the outer serration part 203 on the inner circumferential surface, rotates in conjunction with the steering output shaft 201, and has an outer screw part 215 formed on the outer circumferential surface, so that the lead screw A moving nut 220 is coupled to the outer circumference of (210) and moves in the axial direction.

이동너트(220)는 리드 스크류(210)의 외주측에 결합되는데, 내주면에 리드 스크류(210)의 외주나사부(215)와 대응되는 내주나사부(225)가 형성되어 있어서 리드 스크류(210)의 회전시 축방향으로 이동한다.The moving nut 220 is coupled to the outer peripheral side of the lead screw 210, and an inner peripheral thread portion 225 corresponding to the outer peripheral thread portion 215 of the lead screw 210 is formed on the inner peripheral surface to rotate the lead screw 210. moves in the axial direction.

그리고, 이동너트(220)의 외주면에는 반경방향으로 돌출된 가이드부(221)가 구비되어 있어서, 이동너트(220)의 축방향 이동시 하우징(180)의 내부에 형성된 가이드홈(183)에 삽입되어 지지되면서 이동너트(220)의 회전을 방지한다.In addition, the outer peripheral surface of the movable nut 220 is provided with a guide portion 221 that protrudes in the radial direction, and is inserted into the guide groove 183 formed inside the housing 180 when the movable nut 220 moves in the axial direction. While supported, rotation of the moving nut 220 is prevented.

스토퍼부재(230)는 중심부에 조향출력축(201)이 관통되는 관통홀(235)이 구비되어 있으며 리드 스크류(210)의 단부에 결합되어 함께 회전하면서 이동너트(220)의 축방향 이동을 제한한다.The stopper member 230 has a through hole 235 in the center through which the steering output shaft 201 passes, and is coupled to the end of the lead screw 210 to rotate together to limit the axial movement of the moving nut 220. .

락너트(170)는 스토퍼부재(230)의 관통홀(235)에 관통된 조향출력축(201)의 체결부(205)에 결합되어 스토퍼부재(230)를 축방향으로 고정한다.The lock nut 170 is coupled to the fastening portion 205 of the steering output shaft 201 that penetrates the through hole 235 of the stopper member 230 and fixes the stopper member 230 in the axial direction.

리드 스크류(210)와 이동너트(220)가 내장되는 하우징(180)은 조향컬럼(100)의 하단부에 구비된 감속기에 결합되며, 하우징(180)의 내주면에는 이동너트(220)의 가이드부(221)를 지지하며 이동너트(220)의 축방향 이동을 가이드하는 가이드홈(183)이 구비되어 있다.The housing 180, in which the lead screw 210 and the moving nut 220 are built, is coupled to a reducer provided at the lower end of the steering column 100, and the guide portion of the moving nut 220 is located on the inner peripheral surface of the housing 180 ( A guide groove 183 is provided to support 221) and guide the axial movement of the moving nut 220.

가이드부(221)의 외측면에는 하우징(180)의 가이드홈(183)에 지지되는 댐퍼(227)가 결합될 수 있으며 가이드부(221)의 외측면에는 댐퍼(227)가 안착되는 안착홈(미도시)이 구비될 수 있다.A damper 227 supported by the guide groove 183 of the housing 180 may be coupled to the outer surface of the guide portion 221, and a seating groove ( (not shown) may be provided.

따라서, 리드 스크류(210)의 회전으로 인한 이동너트(220)의 회전방향과 직선방향 유동이 댐퍼(227)에 의해 흡수되어 진동과 소음이 없어지게 된다.Accordingly, the rotational direction and linear flow of the moving nut 220 due to the rotation of the lead screw 210 are absorbed by the damper 227, thereby eliminating vibration and noise.

하우징(180)은 대략 원통형으로 형성되는데 원통형의 몸체 일측단에는 체결홀(187)이 형성된 체결플랜지(185)가 구비되어 있어서 체결부재(187a)로 조향컬럼(100)의 하부에 결합된다.The housing 180 is formed in a substantially cylindrical shape. A fastening flange 185 with a fastening hole 187 is provided at one end of the cylindrical body, and is coupled to the lower part of the steering column 100 with a fastening member 187a.

리드 스크류(210)의 축방향 일측 단부에는 직경이 확대되어 형성되는 대경부(211)가 구비되어 있어서 리드 스크류(210)의 회전시 이동하는 이동너트(220)의 일측이 대경부(211)에 지지되며 멈출 수 있게 되어 있다.At one end of the lead screw 210 in the axial direction, a large-diameter portion 211 is formed with an enlarged diameter, so that one side of the moving nut 220, which moves when the lead screw 210 rotates, is attached to the large-diameter portion 211. It is supported and can be stopped.

그리고, 대경부(211)의 내측면에는 축방향으로 돌출된 제1스토퍼돌기(219)가 구비되고 이와 마주보는 이동너트(220)의 축방향 일측면에는 축방향으로 돌출된 제1돌출부(223a)가 구비되어 있다.In addition, a first stopper protrusion 219 protruding in the axial direction is provided on the inner surface of the large diameter portion 211, and a first protrusion 223a protruding in the axial direction is provided on one axial side of the moving nut 220 facing this. ) is provided.

따라서, 이동너트(220)가 축방향으로 이동시 대경부(211)의 제1스토퍼돌기(219)가 이동너트(220)의 제1돌출부(223a)에 지지됨으로써 리드 스크류(210)의 회전이 제한되며 이동너트(220)의 축방향 이동이 멈추게 된다.Therefore, when the movable nut 220 moves in the axial direction, the first stopper protrusion 219 of the large diameter portion 211 is supported by the first protrusion 223a of the movable nut 220, thereby limiting the rotation of the lead screw 210. And the axial movement of the moving nut 220 stops.

여기서, 제1돌출부(223a)는 원주방향으로 갈수록 이동너트(220)의 일측면에서 축방향의 돌출량이 점진적으로 증대되는 경사면을 이루게 형성된다.Here, the first protrusion 223a is formed to form an inclined surface in which the amount of protrusion in the axial direction gradually increases on one side of the movable nut 220 as it goes in the circumferential direction.

또한, 이동너트(220)의 축방향 타측면에는 축방향으로 돌출된 제2돌출부(223b)가 구비되고 이와 마주보는 스토퍼부재(230)의 일측면에는 축방향으로 돌출되어 제2돌출부(223b)가 지지되며 회전이 제한되는 제2스토퍼돌기(233)가 구비되어 있다.In addition, a second protrusion 223b is provided on the other axial side of the moving nut 220, and a second protrusion 223b is provided on one side of the stopper member 230 facing the axial direction. is supported and is provided with a second stopper protrusion 233 whose rotation is restricted.

따라서, 이동너트(220)가 축방향으로 이동시 스토퍼부재(230)의 제2스토퍼돌기(233)가 이동너트(220)의 제2돌출부(223b)에 지지되며 리드 스크류(210)의 회전이 제한되며 이동너트(220)의 축방향 이동이 제한된다.Therefore, when the movable nut 220 moves in the axial direction, the second stopper protrusion 233 of the stopper member 230 is supported by the second protrusion 223b of the movable nut 220, and the rotation of the lead screw 210 is limited. And the axial movement of the moving nut 220 is limited.

제2돌출부(223b)는 원주방향으로 갈수록 이동너트(220)의 타측면에서 축방향의 돌출량이 점진적으로 증대되는 경사면을 이루게 형성된다.The second protrusion 223b is formed to form an inclined surface in which the amount of protrusion in the axial direction gradually increases on the other side of the moving nut 220 as it goes in the circumferential direction.

또한, 리드 스크류(210)의 단부에는 반경방향으로 대향되는 위치에 스토퍼부재(230)를 향하는 축방향으로 연장된 원호형상의 연장돌기(217)가 구비되어 있다.In addition, the end of the lead screw 210 is provided with an arc-shaped extension protrusion 217 extending in the axial direction toward the stopper member 230 at a position opposite to the radial direction.

그리고, 스토퍼부재(230)의 관통홀(235)에는 반경방향으로 대향되는 위치에 리드 스크류(210)의 연장돌기(217)가 삽입되어 지지되는 삽입홀(237)이 구비되어 리드 스크류(210)의 단부에 스토퍼부재(230)가 결합되어 함께 회전한다.In addition, the through hole 235 of the stopper member 230 is provided with an insertion hole 237 at a radially opposite position into which the extension protrusion 217 of the lead screw 210 is inserted and supported, so that the lead screw 210 A stopper member 230 is coupled to the end of and rotates together.

여기서, 스토퍼부재(230)의 관통홀(235) 내경(C)은 조향출력축(201)의 외주세레이션부(203) 외경(A)보다 작게 형성된다.Here, the inner diameter (C) of the through hole (235) of the stopper member (230) is formed to be smaller than the outer diameter (A) of the outer serration portion (203) of the steering output shaft (201).

그리고, 리드 스크류(210)의 내주세레이션부(213) 내경(B)은 조향출력축(201)의 외주세레이션부(203) 외경(A)과 동일하게 형성되거나 치합 공차 범위 내에서 크게 형성되어 내주세레이션부(213)와 외주세레이션부(203)가 헛돌지 않게 치합된다.In addition, the inner diameter (B) of the inner serration portion 213 of the lead screw 210 is formed to be the same as the outer diameter (A) of the outer serration portion 203 of the steering output shaft 201 or is formed larger within the meshing tolerance range to increase the inner diameter. The ration portion 213 and the outer serration portion 203 are engaged without rotation.

즉, 도 5 내지 도 7에 도시된 바와같이 조향출력축(201)의 외주세레이션부(203) 외경(A)은 리드 스크류(210)의 내주세레이션부(213) 내경(B)과 동일하게 형성되거나 치합 공차 범위 내에서 크게 형성됨으로써 된다.That is, as shown in FIGS. 5 to 7, the outer diameter (A) of the outer serration portion 203 of the steering output shaft 201 is formed to be the same as the inner diameter (B) of the inner serration portion 213 of the lead screw 210. This can be done by forming a large size within the meshing tolerance range.

여기서, 치합 공차는 대략 0.05 ~ 0.15 mm로 조향출력축(201)과 리드 스크류(210)의 세레이션끼리의 조립에 무리가 없는 범위로 설정된다.Here, the meshing tolerance is set to approximately 0.05 to 0.15 mm, within a range that does not cause difficulty in assembling the serrations of the steering output shaft 201 and the lead screw 210.

또한, 스토퍼부재(230)의 관통홀(235) 내경(C)이 조향출력축(201)의 외주세레이션부(203) 외경(A)보다 작게 형성되어 오조립을 방지하도록 되어 있다.In addition, the inner diameter (C) of the through hole (235) of the stopper member (230) is smaller than the outer diameter (A) of the outer serration portion (203) of the steering output shaft (201) to prevent incorrect assembly.

즉, 리드 스크류(210)와 이동너트(220), 스토퍼부재(230)는 가조립된 스토퍼모듈(200)로 조향출력축(201)에 조립되는데, 이때 조향출력축(201)에 리드 스크류(210)가 장착되는 방향으로 조립이 이루어져야 하지만 작업자의 실수로 조향출력축(201)에 스토퍼부재(230)가 장착되는 반대 방향으로 조립이 이루어지는 경우 조향휠의 최대 회전각도가 변경되어 자동차 조향에 문제가 발생된다.That is, the lead screw 210, the moving nut 220, and the stopper member 230 are assembled to the steering output shaft 201 with a temporarily assembled stopper module 200. At this time, the lead screw 210 is attached to the steering output shaft 201. Assembly must be performed in the direction in which it is installed, but if assembly is performed in the opposite direction to where the stopper member 230 is mounted on the steering output shaft 201 due to an operator's mistake, the maximum rotation angle of the steering wheel is changed, causing problems with vehicle steering.

따라서, 스토퍼부재(230)의 관통홀(235) 내경(C)이 조향출력축(201)의 외주세레이션부(203) 외경(A)보다 작게 형성되어 조립 자체가 되지 않도록 함으로써, 오조립으로 인한 문제가 발생되지 않게 된다.Therefore, the inner diameter (C) of the through hole (235) of the stopper member (230) is formed to be smaller than the outer diameter (A) of the outer serration portion (203) of the steering output shaft (201) to prevent assembly itself, thereby preventing misassembly. Problems will not occur.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시예들에 의하면, 스티어 바이 와이어식 조향장치에 있어서 바퀴의 회전이 최대점에 이른 경우에는 조향휠이 기계적으로 더 이상 회전되지 않도록 함으로써 운전자의 조향감과 조향안전성을 상승시킬 수 있게 된다.As described above, according to the present embodiments, in the steer-by-wire steering system, when the rotation of the wheel reaches the maximum point, the steering wheel is mechanically prevented from rotating any further, thereby improving the driver's steering feeling and steering safety. You can do it.

또한, 스티어 바이 와이어식 조향장치에 있어서 회전각제한부재의 오조립을 방지함으로써 운전자의 조향안정성을 상승시킬 수 있게 된다.In addition, the driver's steering stability can be improved by preventing misassembly of the rotation angle limiting member in the steer-by-wire steering system.

이상의 설명은 본 개시의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 기술사상의 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 개시의 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. The above description is merely an illustrative explanation of the technical idea of the present disclosure, and those skilled in the art will be able to make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present disclosure. In addition, since the present embodiments are not intended to limit the technical idea of the present disclosure, but rather to explain it, the scope of the technical idea of the present disclosure is not limited by these embodiments. The scope of protection of this disclosure should be interpreted in accordance with the claims below, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of rights of this disclosure.

101: 조향휠 103: 조향축
180: 하우징 190: 회전각제한부재
201: 조향출력축 210: 리드 스크류
220: 이동너트 230: 스토퍼부재101: steering wheel 103: steering shaft
180: Housing 190: Rotation angle limiting member
201: steering output shaft 210: lead screw
220: Moving nut 230: Stopper member

Claims

A steering output shaft having an outer circumferential serration portion in the axial direction on the outer circumferential surface and a fastening portion having a reduced outer circumferential diameter and forming a thread at a position spaced apart from the outer circumferential serration portion in the axial direction;
A lead screw having an inner serration part coupled to the outer serration part on an inner circumferential surface, an outer screw part on an outer circumferential surface, and a large diameter part with an enlarged diameter at one end in the axial direction;
A moving nut having a ring shape with an inner screw part coupled to the outer circumferential screw part on the inner circumferential surface and a radially protruding guide part on the outer circumferential surface, which is supported by a guide groove formed in the housing and moves in the axial direction when the lead screw rotates;
a stopper member provided at the center with a through hole through which the steering output shaft passes, coupled to an end of the lead screw, rotating together, and limiting axial movement of the moving nut;
A lock nut coupled to a fastening portion of the steering output shaft penetrating the through hole to secure the stopper member in the axial direction;
Steer-by-wire steering device including.

According to claim 1,
The large diameter portion of the lead screw is provided with a first stopper protrusion that protrudes in the axial direction, and a first protrusion that protrudes in the axial direction and is supported by the first stopper protrusion and whose rotation is restricted is provided on one axial side of the moving nut. A steer-by-wire steering device characterized in that.

According to claim 2,
A second protrusion protruding in the axial direction is provided on the other axial side of the moving nut, and a second stopper protrusion is provided on one side of the stopper member in the axial direction to support the second protrusion and limit rotation. A steer-by-wire steering device characterized by a.

According to claim 3,
The end of the lead screw is provided with an arc-shaped extension protrusion extending in the axial direction toward the stopper member at a radially opposite position, and the extension protrusion is provided at a through hole of the stopper member at a radially opposite position. A steer-by-wire steering device, characterized in that it is provided with an insertion hole into which it is inserted and supported.

According to claim 4,
A steer-by-wire steering device, characterized in that the inner diameter of the through hole is smaller than the outer diameter of the outer serration portion.