KR20200047033A - 전동식 조향장치 - Google Patents

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Abstract

전동식 조향장치에 대한 발명이 개시된다. 본 발명의 전동식 조향장치는: 모터부가 설치되는 하우징; 하우징의 내부에 설치되는 웜휠; 모터부에 연결되고, 웜휠에 맞물리게 설치되는 웜샤프트; 웜샤프트에 결합되는 샤프트 베어링부; 및 하우징에 설치되고, 탄성 변형됨에 의해 샤프트 베어링부를 가압함에 따라 웜샤프트를 웜휠에 밀착시키도록 내부가 비어 있는 형태를 갖는 예압부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전동식 조향장치{ELECRIC POWER STEERING APPARATUS}
본 발명은 전동식 조향장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 부품수를 줄일 수 있고, 조립성을 향상시킬 수 있는 전동식 조향장치에 관한 것이다.
일반적으로 전동식 조향장치는 모터부의 동력으로 조향력을 보조하는 장치이다. 모터부에는 웜샤프트가 연결되고, 웜샤프트는 웜휠에 맞물리도록 설치된다. 웜샤프트의 단부에는 샤프트 베어링부가 설치되고, 샤프트 베어링부에는 웜샤프트를 웜휠 측으로 가압하도록 플러그부가 설치된다. 웜샤프트는 플러그부의 플러그 스프링의 탄성력에 의해 웜휠 측으로 가압된다.
그러나, 종래에는 웜샤프트를 가압하는 플러그부가 플러그 헤드, 플러그핀 및 플러그 스프링을 구비하므로, 전동식 조향장치의 부품수가 증가되고, 조립성이 저하될 수 있다. 따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2016-0049591호(2010. 04. 01 공개, 발명의 명칭: 차량용 전동 스티어링 장치의 플러그 조립체)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 부품수를 줄일 수 있고, 조립성을 향상시킬 수 있는 전동식 조향장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 전동식 조향장치는: 모터부가 설치되는 하우징; 상기 하우징의 내부에 설치되는 웜휠; 상기 모터부에 연결되고, 상기 웜휠에 맞물리게 설치되는 웜샤프트; 상기 웜샤프트에 결합되는 샤프트 베어링부; 및 상기 하우징에 설치되고, 탄성 변형됨에 의해 상기 샤프트 베어링부를 가압함에 따라 상기 웜샤프트를 상기 웜휠에 밀착시키도록 내부가 비어 있는 형태를 갖는 예압부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 예압부재는 상기 샤프트 베어링부를 기준으로 상기 웜휠의 반대측에 배치되고, 상기 샤프트 베어링부의 외측면 일부를 탄성 지지하도록 설치될 수 있다.
상기 예압부재는 상기 샤프트 베어링부를 지지하는 탄성 가압부; 상기 탄성 가압부의 원주방향 양측에서 상기 하우징 방향으로 연장되는 연장부; 및 상기 연장부에 연결되고, 상기 탄성 가압부에 대향되며, 상기 탄성 가압부와 이격되는 서포트부를 포함할 수 있다.
상기 탄성 가압부는 상기 샤프트 베어링부의 외측면에 접촉되도록 상기 샤프트 베어링부 측으로 돌출되는 접촉부; 및 상기 샤프트 베어링부의 외측면에서 이격되도록 상기 서포트부 측으로 함몰되게 형성되는 함몰부를 포함할 수 있다.
상기 접촉부와 상기 함몰부는 상기 샤프트 베어링부의 원주방향을 따라 교번으로 배치될 수 있다.
상기 서포트부는 상기 웜샤프트의 길이방향으로 경사지게 형성될 수 있다.
상기 서포트부는 상기 웜샤프트의 원주방향을 따라 원호 형태로 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 예압부재가 중공형으로 형성되므로, 샤프트 베어링부를 가압하는 구조가 단순해짐에 따라 부품수를 감소시킬 수 있다. 또한, 예압부재의 부품수가 감소되므로, 전동식 조향장치의 조립성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 예압부재가 웜휠의 반대측에서 샤프트 베어링부의 외측면 일부를 탄성 지지하므로, 웜샤프트가 웜휠에서 이격되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 웜샤프트와 웜휠의 백래쉬를 방지하고, 모터부의 동력이 웜샤프트에 전달될 때에 기어의 래틀 소음이 발생되는 것을 방지할 수있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향장치를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향장치를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향장치에서 예압부재가 샤프트 베어링부에 밀착된 상태를 도시한 확대도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향장치의 예압부재를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향장치의 예압부재를 도시한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 전동식 조향장치의 일 실시예를 설명한다. 전동식 조향장치를 설명하는 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향장치를 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향장치를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향장치에서 예압부재가 샤프트 베어링부에 밀착된 상태를 도시한 확대도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향장치의 예압부재를 도시한 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향장치의 예압부재를 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향장치는 하우징(120), 웜휠(130), 웜샤프트(140), 샤프트 베어링부(150) 및 예압부재(160)를 포함한다.
하우징(120)에는 모터부(110)가 설치된다. 모터부(110)는 조향력을 보조하는 구성이다.
웜휠(130)은 하우징(120)의 내부에 설치된다. 웜휠(130)의 중심부에는 출력 샤프트(134)가 연결되고, 웜휠(130)의 둘레에는 웜기어부(132)가 형성된다. 출력 샤프트(134)는 조향 칼럼(미도시)에 연결되고, 조향 칼럼은 조향 핸들(미도시)에 연결된다. 조향 핸들이 조작됨에 따라 조향 칼럼과 출력 샤프트(134)가 회전된다.
웜샤프트(140)는 모터부(110)에 연결되고, 웜휠(130)에 맞물리게 설치된다. 웜샤프트(140)는 출력 샤프트(134)에 수직하게 배치된다. 웜샤프트(140)의 외측면에는 웜기어부(132)에 맞물리도록 샤프트 기어부(142)가 형성된다. 샤프트 기어부(142)는 웜기어부(132)에 맞물리도록 나선형으로 형성된다.
웜샤프트(140)의 모터부(110) 측에는 커넥팅 베어링부(113)가 설치된다. 커넥팅 베어링부(113)는 웜샤프트(140)의 모터부(110) 측을 지지한다. 커넥팅 베어링부(113)는 모터부(110)의 구동축(미도시)에 연결되는 커넥터(111)와 연결된다.
샤프트 베어링부(150)는 웜샤프트(140)의 모터부(110) 반대측에 결합된다. 샤프트 베어링부(150)는 웜샤프트(140)의 모터부(110) 반대측을 지지한다. 샤프트 베어링부(150)의 외측에는 샤프트 베어링부(150) 측으로 이물질이 유입되는 것을 차단하도록 엔드 플레이트(152)가 설치된다.
예압부재(160)는 하우징(120)에 설치되고, 탄성 변형됨에 의해 샤프트 베어링부(150)를 가압함에 따라 웜샤프트(140)를 웜휠(130)에 밀착시키도록 내부가 비어있는 형태를 갖는다. 여기서, 예압부재(160)의 내부가 비어있는 형태는 예압부재(160)의 내부 공간을 전체적으로 둘러싸는 구조와, 예압부재(160)의 내부와 외부가 연통되도록 예압부재(160)의 일부분이 개방된 구조를 모두 포함한다.
하우징(120)에는 예압부재(160)가 설치되도록 설치홈부(123)가 형성된다. 예압부재(160)가 중공형으로 형성되므로, 샤프트 베어링부(150)를 가압하는 구조가 단순해짐에 따라 부품수를 감소시킬 수 있다. 또한, 예압부재(160)의 부품수가 감소되므로, 전동식 조향장치의 조립성을 향상시킬 수 있다.
예압부재(160)가 샤프트 베어링부(150)를 가압하면, 웜샤프트(140)가 모터부(110)의 구동축에 대하여 미세하게 틸팅됨에 따라 웜휠(130)에 밀착된다.
예압부재(160)는 샤프트 베어링부(150)를 기준으로 웜휠(130)의 반대측에 배치되고, 샤프트 베어링부(150)의 외측면 일부를 탄성 지지하도록 설치된다. 예압부재(160)는 전체적으로 라운드지게 형성된다. 예압부재(160)가 웜휠(130)의 반대측에서 샤프트 베어링부(150)의 외측면 일부를 탄성 지지하므로, 웜샤프트(140)가 웜휠(130)에서 이격되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 웜샤프트(140)와 웜휠(130)의 백래쉬(backlash)를 방지하고, 모터부(110)의 동력이 웜샤프트(140)에 전달될 때에 기어의 래틀 소음(rattle noise)이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
예압부재(160)는 탄성 가압부(161), 연장부(165) 및 서포트부(167)를 포함한다. 탄성 가압부(161)는 샤프트 베어링부(150)를 지지한다. 연장부(165)는 탄성 가압부(161)의 원주방향 양측에서 하우징(120) 방향으로 연장된다. 연장부(165)는 샤프트 베어링부(150)의 반경방향을 따라 형성된다. 서포트부(167)는 연장부(165)에 양측이 연결되고, 탄성 가압부(161)에 대향되며, 탄성 가압부(161)와 이격된다. 탄성 가압부(161)가 서포트부(167)에서 이격되므로, 탄성 가압부(161)가 복원력(탄성력)에 의해 샤프트 베어링부(150)를 가압할 수 있다. 또한, 샤프트 베어링부(150)에서 전달되는 진동이나 충격이 탄성 가압부(161)에 의해 대부분 흡수될 수 있다.
탄성 가압부(161)는 접촉부(162)와 함몰부(163)를 포함한다. 접촉부(162)와 함몰부(163)는 적어도 하나 이상씩 형성된다. 접촉부(162)는 샤프트 베어링부(150)의 외측면에 접촉되도록 샤프트 베어링부(150) 측으로 돌출되게 형성된다. 함몰부(163)는 샤프트 베어링부(150)의 외측면에서 이격되도록 서포트부(167) 측으로 함몰되게 형성된다. 접촉부(162)와 함몰부(163)가 서로 반대방향으로 돌출 및 함몰되므로, 접촉부(162)와 함몰부(163)가 변형됨에 따라 탄성 가압부(161)가 신축될 수 있다. 따라서, 샤프트 베어링부(150)에 전달되는 진동이나 충격에 의해 예압부재(160)가 손상되거나 파손되는 것을 방지할 수 있다.
접촉부(162)와 함몰부(163)는 샤프트 베어링부(150)의 원주방향을 따라 교번으로 배치된다. 접촉부(162)와 함몰부(163)는 웜샤프트(140)의 길이방향을 따라 길게 형성된다. 접촉부(162)와 함몰부(163)가 교번으로 배치되므로, 탄성 가압부(161)의 탄성력이 중심부에서 양측으로 고르게 가해질 수 있다.
접촉부(162)와 함몰부(163)는 웜샤프트(140)에 가해지는 요구 탄성력(하중 조절력)에 따라 다양한 길이, 폭 및 두께로 형성될 수 있다. 접촉부(162)와 함몰부(163)의 형태 및 크기는 차종에 따라 적절하게 설계될 수 있다.
서포트부(167)는 웜샤프트(140)의 길이방향으로 일정 각도(θ) 경사지게 형성된다. 이때, 서포트부(167)는 모터부(110) 측 단부가 높고, 모터부(110)의 반대측 단부가 낮게 형성될 수 있다. 서포트부(167)가 경사지게 형성되므로, 예압부재(160)가 하우징(120)과 샤프트 베어링부(150) 사이에서 빠지는 것을 방지할 수 있다.
서포트부(167)는 웜샤프트(140)의 원주방향을 따라 원호 형태로 형성된다. 서포트부(167)가 원호 형태로 형성되므로, 하우징(120)의 설치홈부(123)에 서포트부(167)가 밀착될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
110: 모터부 111: 커넥터
113: 커넥팅 베어링부 120: 하우징
123: 설치홈부 130: 웜휠
132: 웜기어부 134: 출력 샤프트
140: 웜샤프트 142: 샤프트 기어부
150: 샤프트 베어링부 152: 엔드 플레이트
160: 예압부재 161: 탄성 가압부
162: 접촉부 163: 함몰부
165: 연장부 167: 서포트부

Claims (7)

  1. 모터부가 설치되는 하우징;
    상기 하우징의 내부에 설치되는 웜휠;
    상기 모터부에 연결되고, 상기 웜휠에 맞물리게 설치되는 웜샤프트;
    상기 웜샤프트에 결합되는 샤프트 베어링부; 및
    상기 하우징에 설치되고, 탄성 변형됨에 의해 상기 샤프트 베어링부를 가압함에 따라 상기 웜샤프트를 상기 웜휠에 밀착시키도록 내부가 비어 있는 형태를 갖는 예압부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 예압부재는 상기 샤프트 베어링부를 기준으로 상기 웜휠의 반대측에 배치되고, 상기 샤프트 베어링부의 외측면 일부를 탄성 지지하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 예압부재는,
    상기 샤프트 베어링부를 지지하는 탄성 가압부;
    상기 탄성 가압부의 원주방향 양측에서 상기 하우징 방향으로 연장되는 연장부; 및
    상기 연장부에 연결되고, 상기 탄성 가압부에 대향되며, 상기 탄성 가압부와 이격되는 서포트부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 탄성 가압부는,
    상기 샤프트 베어링부의 외측면에 접촉되도록 상기 샤프트 베어링부 측으로 돌출되는 접촉부; 및
    상기 샤프트 베어링부의 외측면에서 이격되도록 상기 서포트부 측으로 함몰되게 형성되는 함몰부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 접촉부와 상기 함몰부는 상기 샤프트 베어링부의 원주방향을 따라 교번으로 배치되는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치.
  6. 제3 항에 있어서,
    상기 서포트부는 상기 웜샤프트의 길이방향으로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 서포트부는 상기 웜샤프트의 원주방향을 따라 원호 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치.
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