KR20120042087A - 전동식 동력 보조 조향장치의 감속기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전동식 동력 보조 조향장치의 감속기에 관한 것으로, 본 발명에 의하면, 전동식 동력 보조 조향장치의 감속기에 있어서 웜축으로부터 웜축베어링에 하중이 전달되는 경우, 그 하중이 어떤 방향에서 전달되어도 웜축이 중심 위치에 유지되고, 웜축을 중심방향으로 지지하는 지지력이 일정하게 발생되어 웜축이 어느 일측으로 편심되거나, 과도한 편하중으로 인해 웜축 지지부재의 이탈과 변형을 방지할 수 있는 효과가 있게 된다.

Description

전동식 동력 보조 조향장치의 감속기{Electric Power Steering Apparatus for Vehicle}

본 발명은 전동식 동력 보조 조향장치의 감속기에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 전동식 동력 보조 조향장치의 감속기에 있어서 웜축으로부터 웜축베어링에 하중이 전달되는 경우, 그 하중이 어떤 방향에서 전달되어도 웜축이 중심 위치에 유지되고, 웜축을 중심방향으로 지지하는 지지력이 일정하게 발생되어 웜축이 어느 일측으로 편심되거나, 과도한 편하중으로 인해 웜축 지지부재의 이탈과 변형을 방지할 수 있는 전동식 동력 보조 조향장치의 감속기에 관한 것이다.

일반적으로, 전동식 동력 보조 조향장치는 차속 센서 및 조향 토크 센서 등에서 감지한 차량의 운행 조건에 따라 전자 제어 장치에서 모터를 구동시켜 운전자의 조향 토크를 보조함으로써, 저속 운행시에는 가볍고 편안한 조향 상태를 제공하고, 고속 운행시에는 무겁고 안정적인 조향 상태를 제공하며, 돌발적인 비상 상황에서는 이에 대처하여 급속한 조향 운전이 가능하도록 하는 등 운전자에게 최적의 조향감을 유지할 수 있도록 하는 조향 성능을 제공한다.

도 1은 종래에 사용되는 전동식 동력 보조 조향장치의 감속기를 나타낸 단면도이다.

도시된 바와 같이 감속기는 중간부에 웜(102)이 형성된 웜축(104)이 구비되고, 웜축(104)의 양단에는 웜축베어링(106)이 각각 설치되어 웜축(104)을 지지하며, 웜축(104)과 모터축(108)이 연결되어 모터(110)의 구동에 의해 웜축(104)이 회전하는 구조로 되어 있다.

웜축(104)의 중간부에 형성된 웜(102)과 치물림될 수 있도록 웜(102)의 외경 일측에는 웜휠(114)이 구비되며, 웜휠(114)은 운전자가 조작하는 조향휠(미도시)의 회전력을 전달하는 조향축(112)에 장착되어, 모터(110)의 구동에 의한 웜축(104)의 회전력이 조향축(112)에 전달되게 한다. 웜기어 방식으로 치물림되는 이들 웜휠(114)과 웜축(104)은 외부로부터의 보호를 위해 하우징(116)의 내부에 장착되어 있다.

이에 따라, 차량 운행 조건에 따라 차량에 구비된 전자 제어 장치에 의해 모터(110)의 구동을 제어하고 모터(110)의 구동에 의한 웜축(104)의 회전력이 운전자가 조작하는 조향휠의 회전력에 부가되어 조향축(112)에 전달됨으로써 운전자의 조향 운전 상태를 부드럽고 안정적으로 유지할 수 있게 된다.

그런데, 이러한 종래의 전동식 동력 보조 조향장치의 감속기에 있어서는, 웜축 또는 하우징으로부터 하중이 전달되는 경우, 웜축이 하우징의 중심 위치에 유지되지 않아 웜축과 하우징이 간섭을 일으키거나 래틀 노이즈를 발생시키며, 웜축 또는 하우징을 파손시키는 문제점이 있었다.

또한, 웜축을 중심방향으로 지지하는 지지력이 일정하게 발생되지 않게 되어 웜축이 하우징의 어느 일측으로 편심되거나, 과도한 편하중으로 인해 웜축 지지부재의 이탈과 변형이 발생되어 웜축 지지부재의 잦은 교환으로 인한 비용과 웜축 또는 하우징의 파손으로 인한 교환 비용이 증대되는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 배경에서 안출된 것으로, 전동식 동력 보조 조향장치의 감속기에 있어서 웜축으로부터 웜축베어링에 하중이 전달되는 경우, 그 하중이 어떤 방향에서 전달되어도 웜축이 중심 위치에 유지되고, 웜축을 중심방향으로 지지하는 지지력이 일정하게 발생되어 웜축이 어느 일측으로 편심되거나, 과도한 편하중으로 인해 웜축 지지부재의 이탈과 변형을 방지하는 데에 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제1실시예는, 웜축베어링이 결합되는 외주면 부위에 웜축그루브가 원주 방향으로 형성되어 있는 웜축과, 일측이 개구된 환형으로 상기 웜축베어링의 이탈을 방지하도록 상기 그루브에 결합되는 웜축 지지부재, 및 상기 웜축베어링과 웜축 사이에 결합되는 축방향 가이드와, 상기 웜축베어링과 웜축 지지부재 사이에 결합되는 경방향 가이드를 구비한 웜축 가이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 동력 보조 조향장치의 감속기를 제공한다.

또한, 본 발명의 제2실시예는, 웜축베어링이 결합되는 내주면 부위에 하우징 그루브가 원주 방향으로 형성되어 있는 하우징과, 일측이 개구된 환형으로 상기 웜축베어링의 이탈을 방지하도록 상기 그루브에 결합되는 하우징 지지부재, 및 상기 웜축베어링과 하우징 사이에 결합되는 축방향 가이드와, 상기 웜축베어링과 하우징 지지부재 사이에 결합되는 경방향 가이드를 구비한 하우징 가이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 동력 보조 조향장치의 감속기를 제공한다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 전동식 동력 보조 조향장치의 감속기에 있어서 웜축으로부터 웜축베어링에 하중이 전달되는 경우, 그 하중이 어떤 방향에서 전달되어도 웜축이 중심 위치에 유지되고, 웜축을 중심방향으로 지지하는 지지력이 일정하게 발생되어 웜축이 어느 일측으로 편심되거나, 과도한 편하중으로 인해 웜축 지지부재의 이탈과 변형을 방지할 수 있는 효과가 있게 된다.

도 1은 종래에 사용되는 전동식 동력 보조 조향장치의 감속기를 나타낸 단면도,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 전동식 동력 보조 조향장치를 나타내는 단면도,
도 3은 도 2의 웜축 지지부재를 나타낸 사시도,
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 전동식 동력 보조 조향장치의 감속기를 나타낸 단면도,
도 5는 도 4의 하우징 지지부재를 나타낸 사시도이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 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 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, 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 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 전동식 동력 보조 조향장치를 나타내는 단면도이고, 도 3은 도 2의 웜축 지지부재를 나타낸 사시도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 제1실시예에 따른 전동식 동력 보조 조향장치의 감속기(200)는, 웜축베어링(106)이 결합되는 외주면 부위에 웜축그루브(203)가 원주 방향으로 형성되어 있는 웜축(104)과, 일측이 개구된 환형으로 상기 웜축베어링(106)의 이탈을 방지하도록 상기 웜축그루브(203)에 결합되는 웜축 지지부재(210), 및 상기 웜축베어링(106)과 웜축(104) 사이에 결합되는 축방향 가이드(205a)와, 상기 웜축베어링(106)과 웜축 지지부재(210) 사이에 결합되는 경방향 가이드(205b)를 구비한 웜축 가이드(205)를 포함하여 구성된다.

감속기는 하우징(116) 내부에 웜(102)이 형성된 웜축(104)이 구비되고 웜축(104)의 양단에는 베어링이 각각 설치되어 웜축(104)을 지지하며, 웜축(104)은 모터(110)와 연결되어 모터(110)의 구동에 의해 웜축(104)이 회전하는 구조로 되어 있다.

그리고 웜축(104) 상에 형성된 웜(102)과 치물림될 수 있도록 웜(102)의 외주 일측에는 웜휠(114)이 구비되며, 웜휠(114)은 운전자가 조작하는 조향휠의 회전력을 전달하는 조향축(112)에 장착되어 모터(110)의 구동에 의한 웜축(104)의 회전력이 조향축에 전달되는 구조이다.

여기서, 웜축(104)의 양단에 설치되는 베어링 중 모터의 축(108)과 연결되는 부위에는 웜축베어링(106)의 이탈을 방지하도록 웜축 지지부재(210)와 웜축 가이드(205)가 결합된다.

웜축 가이드(205)는 웜축(104)이 압입되는 축방향 가이드(205a)와, 축방향 가이드(205a)의 단부에서 외경 방향으로 형성된 경방향 가이드(205b)를 구비하고 있는데, 웜축 가이드(205)의 축방향 가이드(205a)는 웜축(104)과 웜축베어링(106) 사이에 압입되고, 웜축 가이드(205)의 경방향 가이드(205b)는 웜축 지지부재(210)와 웜축베어링(106) 사이에 결합되어 웜축(104)의 회전시 웜축베어링(106)으로부터 전달되는 축방향의 하중을 웜축 지지부재(210)에 전달하게 된다.

또한, 웜축(104)에는 웜축베어링(106)이 결합되는 외주면 부위에 원주 방향으로 형성되는 웜축그루브(203)가 구비되어 있어서, 이 웜축그루브(203)에 웜축 지지부재(210)가 결합되게 된다.

웜축 지지부재(210)는 몸체의 원주방향으로 간극이 형성되도록 이격되는 개구부(213)가 구비되어 있어서, 웜축(104)에 결합될 때 경방향으로 오므라지는 탄성 지지력이 발생되도록 되어 있다.

그리고, 웜축 지지부재(210)는 웜축그루브(203)에 삽입되는 내주면의 두께가 외주면의 두께보다 작은 쐐기 형상으로 형성되는데, 웜축 가이드(205)에 지지되는 면의 반대쪽 면에 내주면쪽으로 경사지는 테이퍼면(215)이 형성되어 있고, 웜축그루브(203)도 이에 대응되는 형상으로 형성된다.

따라서, 웜축 지지부재(210)가 웜축그루브(203)에 삽입되면서 경방향으로 오므라지는 탄성 지지력에 의해 웜축그루브(203)에 안착되면, 웜축 가이드(205)의 경방향 가이드(205b)를 지지하게 되어 웜축베어링(106)의 위치를 고정시키김과 동시에 축방향으로 전달되는 하중을 지지하게 된다.

즉, 웜축 가이드(205)의 축방향 가이드(205a)는 웜축베어링(106)의 내륜(106a)을 지지하고, 웜축 가이드(205)의 경방향 가이드(205b)는 웜축베어링(106)의 내륜(106a)과 외륜(106b)을 측면에서 지지하게 되어 있어서, 축방향의 하중이 전달되면 경방향 가이드(205b)의 전체면을 통해 웜축 지지부재(210)로 전달되어 웜축 지지부재(210)가 휘거나 이탈되는 것이 방지되게 되어 있다.

도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 전동식 동력 보조 조향장치의 감속기를 나타낸 단면도이고, 도 5는 도 4의 하우징 지지부재를 나타낸 사시도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 제2실시예에 따른 전동식 동력 보조 조향장치의 감속기(400)는, 웜축베어링(106)이 결합되는 내주면 부위에 하우징 그루브(403)가 원주 방향으로 형성되어 있는 하우징(116)과, 일측이 개구된 환형으로 상기 웜축베어링(106)의 이탈을 방지하도록 상기 하우징 그루브(403)에 결합되는 하우징 지지부재(410), 및 상기 웜축베어링(106)과 하우징(116) 사이에 결합되는 축방향 가이드(405a)와, 상기 웜축베어링(106)과 하우징 지지부재(410) 사이에 결합되는 경방향 가이드(405b)를 구비한 하우징 가이드(405)를 포함하여 구성된다.

본 발명의 제2실시예에 있어서 제1실시예와의 차이점은 웜축 지지부재 대신 하우징 지지부재(410)가 하우징(116)에 지지되면서 결합되어 웜축베어링(106)을 지지하게 되는 차이점이 있는데, 이하 본 발명의 제1실시예와 동일하거나 유사한 내용은 상세한 설명을 생략하기로 한다.

하우징 가이드(405)는 웜축베어링(106)이 압입되는 축방향 가이드(405a)와 축방향 가이드(405a)의 단부에서 내경 방향으로 형성된 경방향 가이드(405b)를 구비하고 있는데, 하우징 가이드(405)의 축방향 가이드(405a)는 하우징(116)과 웜축베어링(106) 사이에 압입되고, 하우징 가이드(405)의 경방향 가이드(405b)는 하우징 지지부재(410)와 웜축베어링(106) 사이에 결합되어 웜축(104)의 회전시 웜축베어링(106)으로부터 전달되는 축방향의 하중을 하우징 지지부재(410)에 전달하게 된다.

그리고, 하우징(116)에는 웜축베어링(106)이 결합되는 외주면 부위에 원주 방향으로 형성되는 하우징 그루브(403)가 구비되어 있어서, 이 하우징 그루브(403)에 하우징 지지부재(410)가 결합되게 된다.

이러한 하우징 지지부재(410)는 몸체의 원주방향으로 간극이 형성되도록 이격되는 개구부(413)가 구비되어 있어서, 하우징(116)에 결합될 때 경방향으로 벌어지는 탄성 지지력이 발생되도록 되어 있다.

또한, 하우징 지지부재(410)는 하우징 그루브(403)에 삽입되는 외주면의 두께가 내주면의 두께보다 작은 쐐기 형상으로 형성되는데, 하우징 가이드(405)에 지지되는 면의 반대쪽 면에 외주면쪽으로 경사지는 테이퍼면(415)이 형성되어 있고, 하우징 그루브(403)도 이에 대응되는 형상으로 형성된다.

따라서, 하우징 지지부재(410)가 하우징 그루브(403)에 삽입되면서 경방향으로 벌어지는 탄성 지지력에 의해 하우징 그루브(403)에 안착되면, 하우징 가이드(405)의 경방향 가이드(405b)를 지지하게 되어 웜축베어링(106)의 위치를 고정시키김과 동시에 축방향으로 전달되는 하중을 지지하게 된다.

즉, 하우징 가이드(405)의 축방향 가이드(405a)는 웜축베어링(106)의 외륜(106b)을 지지하고, 하우징 가이드(405)의 경방향 가이드(405b)는 웜축베어링(106)의 내륜(106a)과 외륜(106b)을 측면에서 지지하게 되어 있어서, 축방향의 하중이 전달되면 경방향 가이드(405b)의 전체면을 통해 하우징 지지부재(410)로 전달되어 하우징 지지부재(410)가 휘거나 이탈되는 것이 방지되게 되어 있다.

이와 같은 구조와 형상을 갖는 본 발명에 의하면, 전동식 동력 보조 조향장치의 감속기에 있어서 웜축으로부터 웜축베어링에 하중이 전달되는 경우, 그 하중이 어떤 방향에서 전달되어도 웜축이 중심 위치에 유지되고, 웜축을 중심방향으로 지지하는 지지력이 일정하게 발생되어 웜축이 어느 일측으로 편심되거나, 과도한 편하중으로 인해 웜축 지지부재의 이탈과 변형을 방지할 수 있게 되는 효과가 있다.

이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.

또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

104: 웜축 106: 웜축베어링
203: 웜축그루브 205: 웜축 가이드
210: 웜축 지지부재 403: 하우징 그루브
405: 하우징 가이드 410: 하우징 지지부재

Claims (6)

1. 웜축베어링이 결합되는 외주면 부위에 웜축그루브가 원주 방향으로 형성되어 있는 웜축;
   일측이 개구된 환형으로 상기 웜축베어링의 이탈을 방지하도록 상기 웜축그루브에 결합되는 웜축 지지부재; 및
   상기 웜축베어링과 웜축 사이에 결합되는 축방향 가이드와, 상기 웜축베어링과 웜축 지지부재 사이에 결합되는 경방향 가이드를 구비한 웜축 가이드;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 동력 보조 조향장치의 감속기.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 웜축 지지부재는 상기 웜축그루브에 삽입되는 내주면의 두께가 외주면의 두께보다 작은 쐐기 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전동식 동력 보조 조향장치의 감속기.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 웜축 지지부재는 상기 웜축 가이드의 경방향 가이드에 지지되는 면의 반대쪽 면에 내주면쪽으로 경사지는 테이퍼면이 형성되는 것을 특징으로 하는 전동식 동력 보조 조향장치의 감속기.
4. 웜축베어링이 결합되는 내주면 부위에 하우징그루브가 원주 방향으로 형성되어 있는 하우징;
   일측이 개구된 환형으로 상기 웜축베어링의 이탈을 방지하도록 상기 하우징그루브에 결합되는 하우징 지지부재; 및
   상기 웜축베어링과 하우징 사이에 결합되는 축방향 가이드와, 상기 웜축베어링과 하우징 지지부재 사이에 결합되는 경방향 가이드를 구비한 하우징 가이드;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 동력 보조 조향장치의 감속기.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 하우징 지지부재는 상기 하우징그루브에 삽입되는 외주면의 두께가 내주면의 두께보다 작은 쐐기 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전동식 동력 보조 조향장치의 감속기.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 하우징 지지부재는 상기 하우징 가이드의 경방향 가이드에 지지되는 면의 반대쪽 면에 외주면쪽으로 경사지는 테이퍼면이 형성되는 것을 특징으로 하는 전동식 동력 보조 조향장치의 감속기.

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