KR20150008550A - 리어 휠 스티어링 장치의 리드스크류 회전 방지 구조 - Google Patents

리어 휠 스티어링 장치의 리드스크류 회전 방지 구조 Download PDF

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Abstract

리어 휠 스티어링 장치의 리드스크류 회전 방지 구조가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 리드스크류 회전 방지 구조는 리어 휠 스티어링 장치에 마련되는 중공모터; 중공모터의 회전축에 결합되어 중공모터와 함께 회전하는 너트 스크류; 너트 스크류에 연결되고, 너트 스크류의 회전운동에 따라 직선방향으로 운동하는 리드스크류; 리드스크류가 관통되는 관통홀을 구비하고, 리드스크류를 외부에서 감싸도록 배치되는 하우징; 및 관통홀에 마련되는 것으로 상기 리드스크류의 외주면과 결합함으로써 리드스크류의 회전을 방지하는 부시를 포함한다.

Description

리어 휠 스티어링 장치의 리드스크류 회전 방지 구조{STRUCTURE FOR PREVENTING ROTATION OF LEADSCREW OF RWS}
본 발명은 리어 휠 스티어링 장치에 있어 리드스크류가 회전하는 것을 방지하기 위한 리드스크류 회전 방지 구조에 관한 것이다.
차량이 고속으로 주행할 때에는 조향각이 상대적으로 작아도 되지만, 좁은 장소에 주차할 때 또는 급커브를 저속으로 선회할 때 등에는 조향각이 상대적으로 커야 한다. 짧은 시간 내에 스티어링휠을 여러 바퀴 회전시켜야 하기 때문이다. 그러나 후륜까지 조향시킬 경우(4륜 조항 방식)에는 회전반경을 작게 할 수 있으며, 차량의 선회 안정성을 크게 향상시킬 수 있다.
차량의 후륜 조향장치인 리어 휠 스티어링 장치는 운전자의 조향 입력각, 차량 속도, 요 레이트(yaw rate)에 기반하여 차량의 ECU(electric control unit)에서 제어신호를 송출함으로써 모터를 구동시키고 상기 모터의 구동각과 운전자의 조향 입력각이 조합됨으로써 후륜 조향을 할 수 있는 장치이다.
차량의 리어 휠 스티어링 장치는 다양할 수 있고, 그 중 리드스크류(leadscrew)를 이용한 리어 휠 스티어링 장치가 있다. 리드스크류를 이용한 리어 휠 스티어링 장치는 모터와, 상기 모터와 함께 회전하도록 결합되는 너트스크류와, 상기 너트 스크류에 연결되고 상기 너트 스크류의 회전운동에 따라 직선 방향으로 운동하는 리드스크류를 포함한다. 리드스크류와 너트 스크류가 나사결합하므로 너트 스크류의 회전운동이 리드스크류를 좌우로 이동시킬 수 있기 때문이다. 그리고 리드스크류의 단부에는 타이로드가 연결되고, 상기 타이로드는 후륜의 조향각을 조절하게 된다.
이와 같은 리드스크류를 이용한 리어 휠 스티어링 장치에 있어, 경우에 따라서는 모터의 회전력에 의해 리드스크류가 함께 회전하는 경우가 발생할 수 있다. 리드스크류가 직선 운동을 하지 않고 모터와 함께 회전 운동을 하는 경우에는 타이로드와의 결합력이 약해질 가능성이 있어 안전성 문제가 일어날 수 있다. 따라서 리드스크류가 회전 운동을 하지 않고 직선 운동만을 하도록 구조를 개선할 필요가 있다.
본 발명의 실시예들은 리드스크류를 이용한 리어 휠 스티어링 장치에 있어, 리드스크류의 회전을 방지가능한 리드스크류 회전 방지 구조를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 리어 휠 스티어링 장치에 마련되는 중공모터; 상기 중공모터의 회전축에 결합되어 상기 중공모터와 함께 회전하는 너트 스크류; 상기 너트 스크류에 연결되고, 상기 너트 스크류의 회전운동에 따라 직선방향으로 운동하는 리드스크류; 상기 리드스크류가 관통되는 관통홀을 구비하고, 상기 리드스크류를 외부에서 감싸도록 배치되는 하우징; 및 상기 관통홀에 마련되는 것으로 상기 리드스크류의 외주면과 결합함으로써 상기 리드스크류의 회전을 방지하는 부시를 포함하는 리드스크류 회전 방지 구조가 제공될 수 있다.
이 때, 상기 리드스크류의 외주면에는 소정 간격으로 복수개의 제1 홈부가 길이 방향으로 형성되고, 상기 부시의 내주면에는 상기 제1 홈부에 수용되는 복수개의 제1 돌출부가 길이 방향으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 홈부의 길이는 상기 제1 돌출부의 길이보다 길게 형성될 수 있다.
또한, 상기 부시의 외주면에는 소정 간격으로 복수개의 제2 돌출부가 길이 방향으로 형성되고, 상기 하우징의 관통홀에는 상기 제2 돌출부를 수용하는 제2 홈부가 형성될 수 있다.
또한, 일단이 상기 리드스크류와 연결되고 타단이 후륜에 연결되는 타이로드를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 리드스크류가 관통되는 하우징의 관통홀에 리드스크류의 외주면과 결합하여 리드스크류의 회전을 방지하는 부시를 마련함으로써, 리드스크류가 회전 운동하는 것을 방지할 수 있다.
따라서 리드스크류가 회전운동하여 타이로드와의 체결력이 저하되는 문제를 방지할 수 있으며, 리드스크류의 회전운동시 발생 가능한 소음을 저감시킬 수 있다.
도 1은 리어 휠 스티어링 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 리드스크류 회전 방지 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 A 부분을 확대하여 도시한 도면이다.
도 4는 도 2의 부시를 개략적으로 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다.
도 1은 리어 휠 스티어링 장치를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1에서는 종래 리어 휠 스티어링 장치를 도시하고 있다.
도 1을 참조하면, 리어 휠 스티어링 장치는 중공모터(110)와, 중공모터(110) 양측에 결합되는 하우징(140)과, 하우징(140)과 각각 결합되는 타이로드(150)를 포함한다.
중공모터(110)는 운전자의 조향 입력각, 차량속도, 요 레이트(Yaw rate)에 기반하여 차량의 ECU(electric control unit)에서 송출된 제어신호에 따라 회전하는 모터이다.
하우징(140)은 중공모터(110)에 양측에 각각 결합된다. 도 1에 미도시된 너트 스크류가 중공모터(110)의 회전축에 결합되어 있다. 상기 너트 스크류는 중공모터(110)의 회전축이 회전하면 함께 회전한다. 그리고 너트 스크류에는 봉형의 리드스크류(leadscrew)가 결합되어 있다.
너트 스크류가 회전하면 상기 리드스크류는 좌방향 또는 우방향으로 직선 운동한다. 즉, 너트 스크류의 회전 운동이 직선운동으로 변환되어 리드스크류를 움직이게 된다. 이는 리드스크류와 너트 스크류가 나사결합하기 때문으로, 공지된 내용인 바 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
리드스크류가 직선운동하게 되면, 리드스크류의 운동은 리드스크류와 연결되어 있는 타이로드(150)에 전달된다. 타이로드(150)는 후륜과 연결되어 후륜의 조향각을 조절하게 된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 리드스크류 회전 방지 구조(100, 이하에서는 회전 방지 구조라고 칭하기로 함)를 개략적으로 도시한 도면이고(도 2는 도 1의 Ⅱ 부분을 도시한 것이다), 도 3은 도 2의 A 부분을 확대하여 도시한 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면 회전 방지 구조는 리어 휠 스티어링 장치에 마련되는 중공모터(110)와, 중공모터(110)의 회전축에 결합되는 너트 스크류(120)와, 너트 스크류(120)에 연결되는 리드스크류(130)와, 리드스크류(130)가 관통되는 관통홀(141)을 구비하고 리드스크류(130)를 외부에서 감싸도록 배치되는 하우징(140)과, 관통홀(141)에 마련되어 리드스크류(130)의 회전을 방지하는 부시(150)를 포함한다.
중공모터(110)는 앞서 설명한 것과 동일하므로 중복 설명은 생략한다. 중공모터(110)는 중앙부에 홀이 마련되어 있으며(중공부) 상기 홀에 리드스크류(130)가 삽입 체결된다.
너트 스크류(120)는 도 2 및 도 3에 제대로 도시되어 있지는 않으나 중공모터(110)의 중공부에 배치되며 중공모터(110)의 회전축과 연결된다. 따라서 중공모터(110)가 회전하면 너트 스크류(120)는 함께 회전한다.
리드 스크류(130)는 중공모터(110)의 중공부에 일부가 삽입되어 체결된다. 구체적으로 리드 스크류(130)는 중공모터(110)의 중공부에 배치되어 있는 너트 스크류(120)와 나사 체결된다. 예컨대 너트 스크류(120)의 내주면에 형성된 암나사부에 리드 스크류(130) 외주면에 형성된 숫나사부가 맞물릴 수 있다. 즉, 리드 스크류(130)는 중공모터(110)의 회전축과 너트 스크류(120)를 통해 연결된다.
너트 스크류(120)가 회전운동하면 너트 스크류(120)와 나사체결된 리드 스크류(130)는 직선운동한다. 즉, 리드 스크류(130)는 중공모터(110)를 기준으로 좌우로 직진 운동할 수 있다. 리드 스크류(130)의 단부에는 도 1에 도시된 것처럼 타이로드(160)가 체결되어, 리드 스크류(130)의 직선운동을 전달받아 후륜의 조향각을 조절할 수 있다.
하우징(140)은 리드스크류(130)를 외부에서 감싸도록 배치된다. 하우징(140)에는 관통홀(141)이 구비되고, 리드스크류(130)는 관통홀(141)에 관통 배치된다. 리드스크류(130)의 중공모터(110)와 반대쪽 단부는 하우징(140)의 관통홀(141)을 관통한 상태로 외부로 노출된다. 하우징(140)은 중공모터(110)에 볼팅 등의 부재를 통해 결합할 수 있으며, 그 형태는 특정되지 않는다.
부시(150)는 하우징(140)의 관통홀(141)에 마련되는 것으로 리드스크류(130)의 외주면과 결합한다. 부시(150)는 리드스크류(130)의 외주면을 잡아주는 기능을 하므로 리드스크류(130)가 중심축을 기준으로 회전하는 것을 방지하는 기능을 한다. 부시(150)는 탄성력을 가진 물질로 제조될 수 있으며, 상기 탄성력을 가진 물질은 특정 물질로 한정되지 않는다.
도 4는 도 2의 부시(150)를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 4를 참조하면, 부시(150)의 내주면에는 제1 돌출부(151)가 형성되고, 외주면에는 제2 돌출부(153)가 형성된다. 제1 돌출부(151) 및 제2 돌출부(153)는 모두 부시(150)의 길이 방향으로 형성된다. 제1 돌출부(151) 및 제2 돌출부(153)는 복수개가 형성될 수 있으며, 예컨대 부시(150)의 내주면/외주면을 따라 등간격으로 형성될 수 있다.
부시(150)에는 돌출부(151,153)들 사이에 소정 크기의 절개부(155)가 형성될 수 있다. 절개부(155)는 부시(150)가 내부에 리드스크류(130)를 수용할 때에 발생하는 탄성변형이 용이하게 일어나도록 마련되는 것이다.
다시 도 2 및 도 3을 참조하면, 리드스크류(130)의 외주면에는 소정 간격으로 복수개의 제1 홈부(131)가 형성된다. 제1 홈부(131)는 리드스크류(130)의 길이 방향으로 형성된다. 제1 홈부(131)는 복수개가 형성될 수 있으며, 리드스크류(130)의 외주면을 따라 등간격으로 형성될 수 있다. 제1 홈부(131)의 개수는 부시(150)의 제1 돌출부(151)의 개수와 대응한다.
부시(150)의 제1 돌출부(151)는 리드스크류(130)의 제1 홈부(131)에 수용된다(소위 스플라인 결합). 따라서 리드스크류(130)의 회전운동은 제1 홈부(131)에 수용된 제1 돌출부(151)에 의해 방지될 수 있다. 제1 돌출부(151)에 의해 리드스크류(130)의 위치가 고정되기 때문이다.
제1 홈부(131)의 길이는 제1 돌출부(151)의 길이보다 길게 형성될 수 잇다. 도 2 및 도 3에서는 제1 홈부(131)의 길이가 제1 돌출부(151)의 길이보다 더 길도록 도시되어 있다. 리드스크류(130)는 앞서 설명한 것과 같이 좌우로 직선운동을 한다. 제1 홈부(131)의 길이가 제1 돌출부(151)의 길이와 대응하도록 형성되는 경우에는, 리드스크류(130)의 직선운동시 제1 돌출부(151)의 단부가 제1 홈부(131)의 단부에 걸려 상기 운동에 방해요소로 작용할 수 있다. 따라서 제1 홈부(131)의 길이를 제1 돌출부(151)보다 길게 형성함으로써, 리드스크류(130)가 직선 운동할 때에 제1 돌출부(151)가 제1 홈부(131) 내부에서 상기 직선 운동에 따라 위치가 변경되도록 할 수 있다.
하우징(140)의 관통홀(141)에는 소정 간격으로 복수개의 제2 홈부(141a)가 형성된다. 제2 홈부(141a)는 관통홀(141)의 길이 방향으로 형성된다. 제2 홈부(141a)는 복수개가 형성될 수 있으며, 관통홀(141)의 내주면을 따라 등간격으로 형성될 수 있다. 제2 홈부(141a)의 개수는 부시(150)의 제2 돌출부(153)의 개수와 대응한다.
부시(150)의 제2 돌출부(153)는 관통홀(141)의 제2 홈부(141a)에 수용된다. 따라서 부시(150)가 관통홀(141)에 고정 결합될 수 있다. 부시(150)의 고정은 리드스크류(130)의 회전운동을 방지하는데에 보다 효과적이다. 즉, 부시(150)는 제2 돌출부(153)가 관통홀(141)의 제2 홈부(141a)와 맞물리고, 이에 따라 부시(150)는 관통홀(141)에 고정결합된다. 그리고 부시(150)의 제1 돌출부(151)는 리드스크류(130)의 제1 홈부(131)와 맞물리므로 리드스크류(130)의 회전이 방지될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들은 리드스크류가 관통되는 하우징의 관통홀에 리드스크류의 외주면과 결합하여 리드스크류의 회전을 방지하는 부시를 마련함으로써, 리드스크류가 회전 운동하는 것을 방지할 수 있다. 따라서 리드스크류가 회전운동하여 타이로드와의 체결력이 저하되는 문제를 방지할 수 있으며, 리드스크류의 회전운동시 발생 가능한 소음을 저감시킬 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
110: 중공모터 120: 너트 스크류
130: 리드스크류 131: 제1 홈부
140: 하우징 141: 관통홀
141a: 제2 홈부 150: 부시
151: 제1 돌출부 153: 제2 돌출부
155: 절개부 160: 타이로드

Claims (5)

  1. 리어 휠 스티어링 장치에 마련되는 중공모터;
    상기 중공모터의 회전축에 결합되어 상기 중공모터와 함께 회전하는 너트 스크류;
    상기 너트 스크류에 연결되고, 상기 너트 스크류의 회전운동에 따라 직선방향으로 운동하는 리드스크류;
    상기 리드스크류가 관통되는 관통홀을 구비하고, 상기 리드스크류를 외부에서 감싸도록 배치되는 하우징; 및
    상기 관통홀에 마련되는 것으로 상기 리드스크류의 외주면과 결합함으로써 상기 리드스크류의 회전을 방지하는 부시를 포함하는 리드스크류 회전 방지 구조.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 리드스크류의 외주면에는 소정 간격으로 복수개의 제1 홈부가 길이 방향으로 형성되고, 상기 부시의 내주면에는 상기 제1 홈부에 수용되는 복수개의 제1 돌출부가 길이 방향으로 형성되는 리드스크류 회전 방지 구조.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 홈부의 길이는 상기 제1 돌출부의 길이보다 길게 형성되는 리드스크류 회전 방지 구조.
  4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 부시의 외주면에는 소정 간격으로 복수개의 제2 돌출부가 길이 방향으로 형성되고, 상기 하우징의 관통홀에는 상기 제2 돌출부를 수용하는 제2 홈부가 형성되는 리드스크류 회전 방지 구조.
  5. 청구항 4에 있어서,
    일단이 상기 리드스크류와 연결되고 타단이 후륜에 연결되는 타이로드를 더 포함하는 리드스크류 회전 방지 구조.
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