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KR101560980B1 - 전동식 동력 보조 조향장치의 동력전달 장치 - Google Patents

전동식 동력 보조 조향장치의 동력전달 장치 Download PDF

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Publication number
KR101560980B1
KR101560980B1 KR1020140076332A KR20140076332A KR101560980B1 KR 101560980 B1 KR101560980 B1 KR 101560980B1 KR 1020140076332 A KR1020140076332 A KR 1020140076332A KR 20140076332 A KR20140076332 A KR 20140076332A KR 101560980 B1 KR101560980 B1 KR 101560980B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
shaft
protrusion
gear
receiving portion
groove
Prior art date
Application number
KR1020140076332A
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English (en)
Inventor
채한상
박정식
Original Assignee
주식회사 만도
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Filing date
Publication date
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Priority to DE102015210822.8A priority patent/DE102015210822A1/de
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Priority to CN201510350110.5A priority patent/CN105197099B/zh
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Abstract

본 발명은 전동식 동력 보조 조향장치의 동력전달 장치에 관한 것이다.
본발명은 회전중심에 수용부가 형성된 모터의 구동축과, 상기 수용부에 삽입되며, 축관통공이 형성된 결합부재 및 일측은 상기 축관통공에 결합되는 결합부가 형성되고, 타측은 기어부가 형성된 기어축을 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 동력 보조 조향장치의 동력전달 장치를 제공한다.
본 발명에 의하면 모터의 구동축과 기어축과의 걸림감과 회전 저항을 줄여 운전자의 조향감을 증대시키면서, 동시에 기어의 마모에 의한 백래쉬의 증대로 발생되거나, 노면으로부터 바퀴와 조향축을 통해 전달되는 충격으로 발생되는 래틀 노이즈도 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

전동식 동력 보조 조향장치의 동력전달 장치{Power Transmission Device of Electric Power Steering Apparatus}
본 발명은 전동식 동력 보조 조향장치의 동력전달 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 모터의 구동축과 기어축과의 걸림감과 회전 저항을 줄여 운전자의 조향감을 증대시키면서, 동시에 기어의 마모에 의한 백래쉬의 증대로 발생되거나, 노면으로부터 바퀴와 조향축을 통해 전달되는 충격으로 발생되는 래틀 노이즈도 감소시킬 수 있는 전동식 동력 보조 조향장치의 동력전달 장치에 관한 것이다.
도 1은 종래의 전동식 동력 보조 조향장치의 동력전달 장치를 나타내는 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 전동식 동력 보조 조향장치의 동력전달 장치는 모터(130), 구동축(205), 내측 로터(220), 외측 로터(215), 탄성체(210), 제1 베어링(250), 웜축(235), 웜 기어(245), 제2 베어링(270), 압축 나사(255), 압축 스프링(265) 및 기어 하우징(260)을 포함하여 구성된다.
모터(130)는 모터 하우징 외부로 연장된 구동축(205)을 가지며, 구동축(205)에 내부가 중공으로 이루어진 외측 로터(215)가 연결되어 연동된다.
제1 베어링(270)과 제2 베어링(250)은 웜 기어(245)를 조향축(102)에 설치된 웜휠기어(240)쪽으로 고정하게 된다.
압축 스프링(265)은 압축 나사(255)에 의해 웜 기어(245)를 웜휠 기어(240) 방향으로 지지하는 것으로, 웜 기어(245)에 설치된 제2 베어링(270)을 지지하게 된다.
따라서, 압축 나사(255)를 죄면 압축 나사(255)가 이동하여 압축 스프링(265)을 수축시키고 결국, 압축 스프링(265)의 압축력으로 웜 기어(245)가 웜휠 기어(240)와 견고하게 물릴 수 있게 되는 것이다.
웜축(235)에는 내측 로터(220)가 연결되는데, 내측 로터(220)는 구동축(205)과 연결되는 외측 로터(215)의 내부로 삽입되는 구조이다.
이와 같은 구조로 이루어진 전동식 동력 보조 조향장치의 동력전달 장치는 차량 운행조건에 따라 차량에 구비된 전자제어 장치에 의해 모터의 구동을 제어하게 되고, 모터의 구동에 의한 웜축의 회전력이 운전자가 조작하는 조향휠의 회전력에 부과되어 조향축에 전달됨으로써, 운전자의 조향 상태를 부드럽고 안정적으로 할 수 있게 된다.
그러나, 종래 전동식 동력 보조 조향장치의 동력전달 장치는 웜축과 모터축의 결합부위에 제조상의 오차와 조립상의 오차가 누적되어 모터의 구동축과 웜축이 동축상에 위치하지 않게 되며, 베어링의 걸림감이 발생되고 웜축의 회전 저항이 증대되는 문제점이 있었다.
또한, 웜과 웜휠이 내구가 진행되면 마모에 의해 유격이 발생되고, 백래쉬로 인한 래틀 노이즈가 발생되는 문제점과, 노면으로부터 바퀴와 조향축을 통해 전달되는 충격으로 래틀 노이즈로 인해 운전자에게 조향휠 조작시 불쾌감을 일으키게 되는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 전술한 배경에서 안출된 것으로, 모터의 구동축과 기어축과의 걸림감과 회전 저항을 줄여 운전자의 조향감을 증대시키면서, 동시에 기어의 마모에 의한 백래쉬의 증대로 발생되거나, 노면으로부터 바퀴와 조향축을 통해 전달되는 충격으로 발생되는 래틀 노이즈도 감소시킬 수 있는 전동식 동력 보조 조향장치의 동력전달 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 회전중심에 수용부가 형성된 모터의 구동축과, 상기 수용부에 삽입되며, 축관통공이 형성된 결합부재 및 일측은 상기 축관통공에 결합되는 결합부가 형성되고, 타측은 기어부가 형성된 기어축을 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 동력 보조 조향장치의 동력전달 장치를 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 전동식 동력 보조 조향장치의 동력전달 장치에 있어서, 모터의 구동축과 기어축과의 걸림감과 회전 저항을 줄여 운전자의 조향감을 증대시키면서, 동시에 기어의 마모에 의한 백래쉬의 증대로 발생되거나, 노면으로부터 바퀴와 조향축을 통해 전달되는 충격으로 발생되는 래틀 노이즈도 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 전동식 동력 보조 조향장치의 동력전달 장치를 나타내는 단면도;
도 2는 본 발명에 의한 전동식 동력 보조 조향장치의 동력전달 장치를 나타내는 일부 분해 사시도;
도 3은 본 발명에 의한 전동식 동력 보조 조향장치의 동력전달 장치를 나타내는 부분 단면도;
도 4는 본 발명에 의한 전동식 동력 보조 조향장치의 동력전달 장치의 돌기가 변화된 상태를 나타내는 부분 단면도;
도 5는 본 발명에 따른 다양한 실시예의 전동식 동력 보조 조향장치의 동력전달 장치를 나타내는 부분 단면도;
도 6은 본 발명에 따른 다른 실시예의 전동식 동력 보조 조향장치의 동력전달 장치를 나타내는 일부 분해 사시도;
도 7은 본 발명에 따른 다른 실시예의 전동식 동력 보조 조향장치의 동력전달 장치를 나타내는 부분 단면도;
도 8은 본 발명에 따른 또 다른 실시예의 전동식 동력 보조 조향장치의 동력전달 장치를 나타내는 일부 분해 사시도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 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 발명에 의한 전동식 동력 보조 조향장치의 동력전달 장치를 나타내는 일부 분해 사시도, 도 3은 본 발명에 의한 전동식 동력 보조 조향장치의 동력전달 장치를 나타내는 부분 단면도, 도 4는 본 발명에 의한 전동식 동력 보조 조향장치의 동력전달 장치의 돌기가 변화된 상태를 나타내는 부분 단면도, 도 5는 본 발명에 따른 다양한 실시예의 전동식 동력 보조 조향장치의 동력전달 장치를 나타내는 부분 단면도이다.
도 2와 도 3을 참조하여 특징적인 구조를 상세하게 설명하면, 이들 도면들에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전동식 동력 보조 조향장치의 동력전달 장치는 회전중심에 수용부(314)가 형성된 모터(310)의 구동축(312)과, 상기 수용부(314)에 삽입되며, 축관통공(332)이 형성된 결합부재(330) 및 일측은 상기 축관통공(332)에 결합되는 결합부(322)가 형성되고, 타측은 기어부(324)가 형성된 기어축(320)을 포함하여 구성된다.
모터(310)는 모터 하우징(318) 외부로 연장된 구동축(312)을 가지며, 구동축(312)의 회전중심에는 수용부(314)가 형성된다.
수용부(314)는 회전중심에 축방향 깊이를 갖는 홈일 수도 있고, 이와는 다르게 중공의 형상인 홀일 수도 있다.
이와 같은 수용부(314)의 내주면에는 축방향의 홈(316a) 및 돌기(316b)가 하나 이상 형성된다.
결합부재(330)는 축관통공(332)이 형성되며, 외주면에 수용부(314)의 홈(316a) 및 돌기(316b)와 대응되는 돌기(334a) 및 홈(334b)이 하나 이상 형성되고, 수용부(314)의 내주면에 형성된 돌기(316b)에 결합부재(330)의 외주면에 형성된 돌기(334a)중 적어도 하나는 탄성 압축되며 결합되도록 수용부(314)에 삽입되어 결합된다.
즉, 수용부(314)의 내주면에 형성된 돌기(316b)에 결합부재(330)의 외주면에 형성된 돌기(334a)중 적어도 하나가 탄성 압축되며 결합되도록 형성되는 것으로, 본 발명에서는 일례로 도 3에, 탄성 압축되며 결합되는 결합부재(330)의 돌기(334a) 3개가 원주방향으로 동일한 간격을 두고 형성된 경우를 도시하였다. 즉, 탄성 압축되며 결합되는 결합부재(330)의 돌기(334a) 3개가 120°간격을 두고 형성되는 것이다.
이와는 다르게, 수용부(314)의 내주면에 형성된 돌기(316b)에 결합부재(330)의 외주면에 형성된 돌기(334a)는 다수개가 탄성 압축되며 결합되도록 형성될 수도 있다.
또한, 수용부(314)의 내주면에 형성된 돌기(316b)에 일부분이 탄성 압축되며 결합된 결합부재(330)의 돌기(334a)는 수용부(314)의 내주면에 형성된 홈(316a)보다 작게 형성된다.
따라서, 결합부재(330)와 수용부(314)의 결합시, 결합부재(330)의 외주면에 형성된 돌기(334a)중 수용부(314)의 내주면에 형성된 돌기(316b)에 탄성 압축되며 결합되도록 형성된 돌기(334a)가 수용부(312)의 홈(316a) 보다 작게 형성되어 빈 공간으로 변형되면서 결합하게 된다.
즉, 홈(316a)의 폭 보다 돌기(334a)의 폭을 좁게 하여 공간을 형성하고, 인접한 돌기(316b)와 겹쳐지게 하여 결합시 탄성 압축되도록 변형되며 결합되는 것이다.
다시말해, 도 4의 (a)에 나타난 바와 같이 결합부재(330)의 돌기(334a)중 수용부(314)의 돌기(316b)에 탄성 압축되며 결합되도록 형성된 돌기(334a)가 도 4의 (b)에 나타난 바와 같이 변형되면서 결합하게 되면, 지속적으로 탄성 복원력이 발생되면서 구동축(312)과 결합부재(330)와의 유격을 없애주게 된다.
따라서, 돌기(334a)의 탄성 복원력으로 인해, 결합부재(330)에 결합되는 모터(310)의 구동축(312)과 후술하는 기어축(320)의 결합부(322)가 동축상에 위치되지 않게 되거나, 노면에서 유입되는 충격으로 기어축(320)이 유동되더라도 모터(310)의 구동시 기어축(320)의 회전 중심이 모터(310)의 구동축(312)상으로 움직이게 되어 모터(310)의 구동력이 안정적으로 기어축(320)에 전달되는 것이다.
여기서, 결합부재(330)는 재질이 고무나 플라스틱 등과 같은 합성수지로 형성되어 자동차의 주행시 노면으로부터 충격이 유입되어도 래틀 노이즈가 발생되지 않도록 댐핑 역할을 하게 된다.
이와 같이, 수용부(314)의 내주면에 형성된 돌기(316b)에 결합부재(330)의 외주면에 형성된 돌기(334a) 중 적어도 하나의 돌기(334a)가 탄성 압축되며 결합되어 돌기(316b, 334a)의 마찰력에 의하여 결합부재(330)가 축방향으로 유동되거나 슬립되는 것을 방지하게 되는 것이다.
이와 더불어, 도 5에 도시된 바와 같이, 결합부재(330)가 축방향으로 유동되거나 슬립되는 것을 방지하기 위하여 결합부재(330)의 외주면에 형성된 돌기(334a) 중 적어도 하나의 돌기(334a)가 홈(316a) 보다 크게 형성되는 것으로, 도 5의 (a)에서와 같이 홈(316a)의 폭 보다 돌기(334a)의 폭이 넓게 형성될 수도 있고, 도 5의 (b)에서와 같이 홈(316a)의 깊이보다 돌기(334a)의 돌출된 높이가 높게 형성될 수도 있다.
즉, 도 5의 (a)는 홈(316a)의 깊이보다 돌기(334a)의 돌출된 높이를 낮게 하여 공간을 형성하고, 홈(316a)의 폭 보다 돌기(334a)의 폭을 넓게 형성하여 겹쳐진 홈(316a)과 돌기(334a)의 결합시 탄성 압축되도록 변형되며 결합되는 것이다.
그리고 도 5의 (b)는 홈(316a)의 폭 보다 돌기(334a)의 폭을 좁게 하여 공간을 형성하고, 홈(316a)의 깊이보다 돌기(334a)의 돌출된 높이를 높게 형성하여 겹쳐진 홈(316a)과 돌기(334a)의 결합시 탄성 압축되도록 변형되며 결합되는 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 다른 실시예의 전동식 동력 보조 조향장치의 동력전달 장치를 나타내는 일부 분해 사시도, 도 7은 본 발명에 따른 다른 실시예의 전동식 동력 보조 조향장치의 동력전달 장치를 나타내는 부분 단면도이다.
이어서, 도 6과 도 7을 참조하여 특징적인 구조를 상세하게 설명하면, 이들 도면들에 도시된 바와 같이, 결합부재(330)의 내주면에는 홈(336b) 및 돌기(336a)가 하나 이상 형성되며, 후술하는 기어축(320)의 결합부(322)가 삽입되어 결합된다.
기어축(320)은 일측이 결합부재(330)의 축관통공(332)에 결합되는 결합부(322)가 형성되고, 타측은 기어부(324)가 형성된다.
그리고, 결합부재(330)의 내주면에 삽입 결합되는 결합부(322)의 외주면에는 결합부재(330)의 내주면에 형성된 홈(336b) 및 돌기(336a)와 대응되는 돌기(326b) 및 홈(326a)이 하나 이상 형성되고, 결합부(322)의 외주면에 형성된 돌기(326b)에 결합부재(330)의 내주면에 형성된 돌기(336a)중 적어도 하나는 탄성 압축되며 결합되도록 형성된다.
즉, 결합부(322)의 외주면에 형성된 돌기(326b)에 결합부재(330)의 내주면에 형성된 돌기(336a) 중 적어도 하나가 탄성 압축되며 결합되는 것으로, 본 발명에서는 일례로 도 7에, 탄성 압축되며 결합되는 결합부재(330)의 돌기(336a) 3개가 원주방향으로 동일한 간격을 두고 형성된 경우를 도시하였다. 즉, 탄성 압축되며 결합되는 결합부재(330)의 돌기(336a) 3개가 120°간격으로 형성되는 것이다.
이와는 다르게, 결합부(322)에 형성된 돌기(326b)에 결합부재(330)의 내주면에 형성된 돌기(336a) 중 다수개가 탄성 압축되며 결합되도록 형성될 수도 있다.
또한, 결합부(322)의 외주면에 형성된 돌기(326b)와 일부분 탄성 압축되며 결합된 결합부재(330)의 돌기(336a)는 결합부(322)의 외주면에 형성된 홈(326a)보다 작게 형성된다.
따라서, 결합부재(330)와 결합부(322)의 결합시 결합부재(330)의 내주면에 형성된 돌기(336a)중 결합부(322)의 외주면에 형성된 돌기(326b)와 탄성 압축되며 결합되도록 형성된 돌기(336a)가 결합부(322)의 홈(326a) 보다 작게 형성되어 빈 공간으로 변형되면서 결합하게 된다.
즉, 홈(326a)의 폭 보다 돌기(336a)의 폭을 좁게 하여 공간을 형성하고, 인접한 돌기(326b)와 겹쳐지게 하여 결합시 탄성 압축되도록 변형되며 결합되는 것이다.
다시말해, 결합부재(330)의 돌기(336a)중 결합부(322)의 돌기(326b)와 탄성 압축되며 결합되도록 형성된 돌기(336a)가 변형되면서 결합하게 되면, 지속적으로 탄성 복원력이 발생되면서 기어축(320)과 결합부재(330)와의 유격을 없애주게 된다.
따라서, 돌기(336a)의 탄성 복원력으로 인해, 결합부재(330)에 결합되는 모터(310)의 구동축(312)과 기어축(320)의 결합부(322)가 동축상에 위치되지 않게 되거나, 노면에서 유입되는 충격으로 기어축(320)이 유동되더라도 모터(310)의 구동시 기어축(320)의 회전 중심이 모터(310)의 구동축(312)상으로 움직이게 되어 모터(310)의 구동력이 안정적으로 기어축(320)에 전달되는 것이다.
이와 같이, 결합부(322)의 외주면에 형성된 돌기(326b)에 결합부재(330)의 내주면에 돌기(336a) 중 적어도 하나의 돌기(336a)가 탄성 압축되며 결합되어 돌기(336a, 326b)의 마찰력에 의하여 결합부재(330)가 축방향으로 유동되거나 슬립되는 것을 방지하게 되는 것이다.
도 8은 본 발명에 따른 또 다른 실시예의 전동식 동력 보조 조향장치의 동력전달 장치를 나타내는 일부 분해 사시도이다.
위 실시예에서 모터축(312)의 수용부(314)가 홀로 이루어지고, 기어축(320)의 기어부(324)가 유성기어의 선기어로 이루어져 수용부(314)에 결합부재(330)가 결합되고, 결합부재(330)의 축관통공(332)에 기어축(320)의 결합부(322)가 결합되는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
즉, 도 8에 도시된 바와 같이, 모터축(312)의 수용부(314)가 홈으로 이루어지고, 기어축(320)의 기어부(324)가 웜기어로 이루어져 수용부(314)에 결합부재(330)가 결합되고, 결합부재(330)의 축관통공(332)에 기어축(320)의 결합부(322)가 결합될 수도 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 모터의 구동축과 기어축과의 걸림감과 회전 저항을 줄여 운전자의 조향감을 증대시키면서, 동시에 기어의 마모에 의한 백래쉬의 증대로 발생되거나, 노면으로부터 바퀴와 조향축을 통해 전달되는 충격으로 발생되는 래틀 노이즈도 감소시킬 수 있는 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. 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. 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.
310 : 모터 312 : 모터축
314 : 수용부 320 : 기어축
322 : 결합부 324 : 기어부
330 : 결합부재 332 : 축관통공

Claims (7)

  1. 회전중심에 수용부가 형성된 모터의 구동축;
    상기 수용부에 삽입되며, 축관통공이 형성된 결합부재; 및
    일측은 상기 축관통공에 결합되는 결합부가 형성되고, 타측은 기어부가 형성된 기어축을 포함하되,
    상기 수용부의 내주면에는 축방향의 홈 및 돌기가 형성되고, 상기 결합부재의 외주면에는 상기 수용부의 홈 및 돌기와 대응되는 돌기 및 홈이 형성되며,
    상기 결합부재의 외주면에 형성된 돌기중 적어도 하나가 상기 수용부의 내주면에 형성된 돌기에 탄성 압축 변형되며 결합되고,
    상기 결합부재의 돌기중 상기 수용부의 돌기에 탄성 압축 변형되며 결합된 돌기는 공간이 형성되도록 상기 수용부의 홈 보다 폭이 좁게 형성되고, 인접한 상기 수용부의 돌기와 겹쳐지게 형성되어 결합시 탄성 압축 변형되며 결합되는 것을 특징으로 하는 전동식 동력 보조 조향장치의 동력전달 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 결합부의 외주면에는 축방향의 홈 및 돌기가 형성되고, 상기 결합부재의 내주면에는 상기 결합부의 홈 및 돌기와 대응되는 돌기 및 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 전동식 동력 보조 조향장치의 동력전달 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 결합부재의 내주면에 형성된 돌기중 적어도 하나가 상기 결합부의 외주면에 형성된 돌기에 탄성 압축 변형되며 결합되는 것을 특징으로 하는 전동식 동력 보조 조향장치의 동력전달 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 결합부재의 돌기중 상기 결합부의 돌기에 탄성 압축 변형되며 결합된 돌기는 공간이 형성되도록 상기 결합부의 홈 보다 폭이 좁게 형성되고, 인접한 상기 결합부의 돌기와 겹쳐지게 형성되어 결합시 탄성 압축 변형되며 결합되는 것을 특징으로 하는 전동식 동력 보조 조향장치의 동력전달 장치.
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