KR20170079812A

KR20170079812A - 전동식 파워 스티어링 장치의 웜 휠 및 이의 코팅 방법

Info

Publication number: KR20170079812A
Application number: KR1020150190786A
Authority: KR
Inventors: 손승목; 손중락; 정명철; 박세정
Original assignee: 이래오토모티브시스템 주식회사
Priority date: 2015-12-31
Filing date: 2015-12-31
Publication date: 2017-07-10

Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 장치의 웜 휠은 스티어링 샤프트에 결합되고, 모터의 출력을 전달받아 회전되는 웜 샤프트에 구비된 웜 기어에 맞물려 회전되는 전동식 파워 스티어링 장치의 웜 휠로서, 웜 휠에는 사이클릭 아미드(Cyclic amide), PAI(Polyamideimide), PI(Polyimide), 폴리에스테르(Polyester), 에폭시(Epoxy), 페놀 수지(Phenol resin), 폴리아미드 수지(Polyamide resin), 우레탄 수지(urethane resin), 알키드 수지(alkyd resin), 비닐계 수지(Vinyl resin) 및 아세테이트 수지(acetate resin) 중 어느 하나를 기초로 형성되는 바인더(binder) 조성물이 코팅된다.

Description

전동식 파워 스티어링 장치의 웜 휠 및 이의 코팅 방법{Worm wheel for electric power steering apparatus and coating method thereof}

본 발명은 전동식 파워 스티어링 장치의 웜 휠 및 이의 코팅 방법에 관한 것이다.

일반적으로 전동식 파워 스티어링 장치는 모터와 연결되어 중간에 웜 기어가 형성되는 웜 샤프트와, 웜 기어에 맞물리는 웜 휠로 구성되어, 차속 센서 및 조향 토크 센서 등에서 감지한 차량의 운행 조건에 따라 전자 제어 장치에서 모터를 구동시켜 운전자의 조향력를 보조함으로써, 저속 운행 시에는 가볍고 편안한 조향 상태를 제공하고, 고속 운행 시에는 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.

웜 휠은 원통형의 몸체 둘레에 복수개의 기어 치(齒)가 돌출 형성된 구조로서, 웜 기어와 맞물려 감속 작용을 수행하는데, 일반적으로 웜 휠은 PA66(Polyamide66) 수지를 단독으로 사용하여 제작되거나, PA66 수지를 기초수지(base resin)로 하여 다른 계통의 수지를 소량으로 첨가하거나, 무기 보강제 즉, 유리섬유를 첨가하여 제작된다.

그러나, 웜 휠의 기초수지로 적용되는 PA66 수지는 쉽게 공기(대기) 중의 수분을 흡수하여 웜 휠의 부피를 팽창시키고, 이를 통해 웜 휠의 치수가 변화되는 문제점이 있었다.

즉, PA66 수지는 분자 사슬에 아미드 기(基, function group)를 보유하여, 대기 또는 주변 환경으로부터 수분을 흡수 또는 배출하게 되고, 이를 통해 웜 휠이 팽창하여 변형됨은 물론, 외형의 변형으로 인하여 작동 중 웜 기어에 소착되는 문제점이 있었다.

공개특허공보 제10-2012-0030199호

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 수분의 유입으로 인한 웜 휠의 변형 예방 및 윤활성을 향상시킬 수 있는 전동식 파워 스티어링 장치의 웜 휠 및 이의 코팅 방법을 제공하는 것이다.

상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 장치의 웜 휠은 스티어링 샤프트에 결합되고, 모터의 출력을 전달받아 회전되는 웜 샤프트에 구비된 웜 기어에 맞물려 회전되는 전동식 파워 스티어링 장치의 웜 휠로서, 웜 휠에는 사이클릭 아미드(Cyclic amide), PAI(Polyamideimide), PI(Polyimide), 폴리에스테르(Polyester), 에폭시(Epoxy), 페놀 수지(Phenol resin), 폴리아미드 수지(Polyamide resin), 우레탄 수지(urethane resin), 알키드 수지(alkyd resin), 비닐계 수지(Vinyl resin) 및 아세테이트 수지(acetate resin) 중 어느 하나를 기초로 형성되는 바인더(binder) 조성물이 코팅된다.

상기 바인더 조성물에는 PTFE(Polytetrafluoroethylene), 이황화몰리브덴(MoS2), ZnDTP(Zinc Dithiophosphate), MoDTP(Molybdenum Dialkyldithiophosphate) 및 MoDTC(Molybdenum Dialkyldithiocarbonate) 중 적어도 어느 하나가 포함될 수 있다.

상기 바인더 조성물이 상기 PAI를 기초로 형성될 경우, 상기 바인더 조성물은 상기 PAI, 상기 이황화몰리브덴, 상기 ZnDTP, 상기 MoDTP 및 용제로 구성될 수 있다.

상기 PAI, 상기 이황화몰리브덴, 상기 ZnDTP, 상기 MoDTP 및 상기 용제의 각 성분함량은 상기 PAI 40~67%, 상기 이황화몰리브덴 1~4%, 상기 ZnDTP 1~2%, 상기 MoDTP 1~4% 및 상기 용제 30~50%일 수 있다.

상기 웜 휠은 상기 바인더 조성물이 코팅 처리되기 전 순차적으로 에칭(etching), 수세(rinsing) 및 건조 처리 되고, 상기 바인더 조성물이 코팅 처리된 후 다시 건조 처리될 수 있다.

상기 웜 휠은 상기 에칭 처리 시, 웜 휠의 표면에 30~50℃의 에칭액을 5~15분간 도포하거나, 상기 웜 휠의 표면을 상기 30~50℃의 에칭액에 5~15분간 침지시킬 수 있다.

에칭액은 35% 염산 200mL/L, 유기산 20~30g/L 및 계면활성제 2~5g/L를 포함할 수 있다.

상기 웜 휠은 상기 수세 처리 시, 웜 휠의 표면에 30~50℃의 물을 5~15분간 도포하거나, 상기 웜 휠의 표면을 상기 30~50℃의 물에 5~15분간 침지시킬 수 있다.

상기 웜 휠은 상기 수세 처리된 후 건조 처리 시, 50~100℃에서 30~60분간 건조되고, 상기 바인더 조성물이 코팅된 후 건조 처리 시, 150~180℃에서 10~30분간 건조될 수 있다.

상기 웜 휠은 코팅 처리 시, 상기 웜 휠의 표면에 20~30℃의 바인더 조성물을 도포되거나, 상기 웜 휠의 표면을 상기 20~30℃의 바인더 조성물에 침지시킬 수 있다.

상기 웜 휠은 내측에 관통공이 형성되어 상기 스티어링 샤프트에 결합되는 결합부, 그리고 상기 결합부의 외측에 구비되어 둘레를 따라 상기 웜 기어에 치합되는 복수 개의 기어치가 형성되는 기어부를 포함할 수 있다.

상기 기어부는 PA66(Polyamide66) 수지로 제작되어 상기 바인더 조성물이 코팅 처리될 수 있다.

한편, 본 발명의 한 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 장치의 웜 휠 코팅 방법은 스티어링 샤프트에 결합되고, 모터의 출력을 전달받아 회전되는 웜 샤프트에 구비된 웜 기어에 맞물려 회전되는 전동식 파워 스티어링 장치의 웜 휠 코팅 방법으로서, 바인더 조성물을 형성하는 단계, 그리고 상기 바인더 조성물을 웜 휠에 코팅하는 단계를 포함한다.

상기 바인더 조성물을 형성하는 단계는 사이클릭 아미드(Cyclic amide), PAI(Polyamideimide), PI(Polyimide), 폴리에스테르(Polyester), 에폭시(Epoxy), 페놀 수지(Phenol resin), 폴리아미드 수지(Polyamide resin), 우레탄 수지(urethane resin), 알키드 수지(alkyd resin), 비닐계 수지(Vinyl resin) 및 아세테이트 수지(acetate resin) 중 어느 하나를 기초로 상기 바인더 조성물을 형성하는 단계, 그리고 상기 바인더 조성물에 PTFE(Polytetrafluoroethylene), 이황화몰리브덴(MoS2), ZnDTP(Zinc Dithiophosphate), MoDTP(Molybdenum Dialkyldithiophosphate) 및 MoDTC(Molybdenum Dialkyldithiocarbonate) 중 적어도 어느 하나를 첨가하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 바인더 조성물을 상기 웜 휠에 코팅하는 단계는 웜 휠의 표면에 30~50℃의 에칭액을 5~15분간 도포하거나, 상기 웜 휠의 표면을 상기 30~50℃의 에칭액에 5~15분간 침지시켜 상기 웜 휠을 에칭 처리하는 단계, 에칭 처리된 웜 휠의 표면에 30~50℃의 물을 5~15분간 도포하거나, 상기 에칭 처리된 웜 휠의 표면을 상기 30~50℃의 물에 5~15분간 침지시켜 상기 웜 휠을 수세 처리하는 단계, 수세 처리된 웜 휠의 표면을 50~100℃에서 30~60분간 건조 처리하는 단계, 건조 처리된 웜 휠의 표면에 20~30℃의 바인더 조성물을 도포하거나, 상기 건조 처리된 웜 휠의 표면을 상기 20~30℃의 바인더 조성물에 침지시켜 상기 웜 휠을 코팅 처리하는 단계, 그리고 코팅 처리된 웜 휠의 표면을 150~180℃에서 10~30분간 건조 처리하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 웜 휠은 내측에 관통공이 형성되어 상기 스티어링 샤프트에 결합되는 결합부, 그리고 상기 결합부의 외측에 구비되어 둘레를 따라 상기 웜 기어에 치합되는 복수 개의 기어치가 형성되고, PA66(Polyamide66) 수지로 제작되어 상기 바인더 조성물이 코팅 처리되는 기어부를 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면, PA66 수지로 제작된 웜 휠의 표면에 바인더 조성물을 코팅함으로써, 웜 휠이 외부로부터 수분을 흡수하거나, 흡수된 수분을 배출하는 것을 원천적으로 차단하여 웜 휠의 팽창 및 수축을 방지하고, 이를 통해 웜 휠을 항시 일정한 치수로 유지하여 웜 휠이 웜기어에 소착되는 것을 예방할 수 있다.

또한, 바인더 조성물에 수지의 윤활을 향상시키는 PTFE, 이황화몰리브덴, ZnDTP, MoDTP 및 MoDTC 중 적어도 어느 하나를 첨가함으로써, 웜 휠의 마찰계수를 저하시키고, 내마모성을 향상시켜, 웜 기어와 원활한 작동을 유지하도록 하여 안정적으로 동력 전달을 수행함은 물론, 차량의 조향감 및 차량의 조향 성능을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 웜 휠이 적용된 전동식 파워스티어링 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 절개한 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 웜 휠을 나타낸 사시도이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 장치의 웜 휠 코팅 방법을 나타낸 순서도이다.

이하에서 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 웜 휠이 적용된 전동식 파워스티어링 장치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 절개한 개략적인 단면도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 웜 휠을 나타낸 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 장치의 웜 휠(30)(이하 '전동식 파워 스티어링 장치의 웜 휠(30)'이라 함)은 모터(20) 및 웜 샤프트(10)와 함께 전동식 파워 스티어링 장치를 구성한다.

모터(20)는 출력축이 하우징(40)의 내부로 유입되어 웜 샤프트(10)와 체결되고, 전자 제어 유닛(60)과 전기적으로 연결되어 전자 제어 유닛(60)의 제어 신호를 통하여 제어될 수 있다. 예시적으로, 전자 제어 유닛(60)은 차량에 구비된 센서(미도시)로부터 조향 토크, 조향각 및 차속 등과 관련된 신호를 수신한 후, 이를 기초로 제어신호를 생성하여 모터(20)를 제어할 수 있다.

웜 샤프트(10)는 하우징(40)의 내측에 배치되고, 중앙부에 구비된 웜 기어(11)를 통하여 후술할 웜 휠(30)과 치합되어 모터(20)의 회전 시, 모터(20)의 구동력을 스티어링 샤프트(50)로 전달할 수 있다. 예시적으로, 웜 샤프트(10)는 모터(20)에 직접 연결되거나, 커플링 등과 같은 연결부재를 통하여 간접적으로 연결될 수 있다.

웜 휠(30)은 상기 모터(20) 및 웜 샤프트(10)와 함께 동력을 전달하는 동력전달수단 중의 하나로서, 스티어링 샤프트(50)에 결합되고, 모터(20)의 출력을 전달받아 회전되는 웜 샤프트(10)에 구비된 웜 기어(11)에 맞물려 회전되어, 스티어링 샤프트(50)에 모터(20)의 구동력을 전달한다.

더 자세하게는, 웜 휠(30)은 도 3에 도시된 바와 같이, 내측에 관통공(31a)이 형성되어 스티어링 샤프트(50)에 결합되는 결합부(31), 그리고 결합부(31)의 외측에 구비되어 둘레를 따라 웜 기어(11)에 치합되는 복수 개의 기어치(33a)가 형성되는 기어부(33)를 포함할 수 있다.

즉, 웜 휠(30)은 내측에 관통공(31a)이 형성되어 스티어링 샤프트(50)와 결합되어 스티어링 샤프트(50)와 일체로 회전되고, 둘레에는 복수 개의 기어치(33a)가 형성되어 웜 기어(11)에 맞물려 회전됨으로써, 웜 샤프트(10)로 전달되는 모터(10)의 회전력을 스티어링 샤프트(50)로 전달한다.

또한, 웜 휠(30)은 결합부(31) 및 기어부(33)의 소재가 동일한 일체형으로 제작되거나, 결합부(31) 및 기어부(33)의 소재가 서로 다른 형태로 제작될 수 있다. 예컨대, 일체형으로 제작된 웜 휠(30) 또는 결합부(31) 및 기어부(33)의 소재가 서로 다른 형태로 제작된 웜 휠(30)의 기어부(33)는 가공성, 작동 시 소음 및 진동 등을 고려하여 PA66(Polyamide66) 수지로 제작될 수 있다.

또한, 웜 휠(30)의 표면은 코팅(top coating) 처리 된다.

더 자세하게는, 웜 휠(30), 즉 일체형으로 제작된 웜 휠(30)의 표면 또는 결합부(31) 및 기어부(33)의 소재가 서로 다른 형태로 제작된 웜 휠(30)의 기어부(33)에는 미리 설정된 수지를 기초로 형성되는 바인더(binder) 조성물이 코팅된다. 예컨대, 웜 휠(30)은 전체가 모두 코팅되거나, 도 3의 A부위 및 B부위와 같이 소재에 따라 코팅될 부위를 구분하여, 특정 부위(도 3의 A부위)만 코팅될 수 있다.

여기서, 웜 휠(30)의 표면에 코팅되는 바인더 조성물은 사이클릭 아미드(Cyclic amide), PAI(Polyamideimide), PI(Polyimide), 폴리에스테르(Polyester), 에폭시(Epoxy), 페놀 수지(Phenol resin), 폴리아미드 수지(Polyamide resin), 우레탄 수지(urethane resin), 알키드 수지(alkyd resin), 비닐계 수지(Vinyl resin) 및 아세테이트 수지(acetate resin) 중 어느 하나를 기초로 형성된다.

즉, 바인더 조성물은 사이클릭 아미드, PAI, PI, 폴리에스테르, 에폭시, 페놀 수지, 폴리아미드 수지, 우레탄 수지, 알키드 수지, 비닐계 수지 및 아세테이트 수지 중 어느 하나로 형성되거나, 사이클릭 아미드, PAI, PI, 폴리에스테르, 에폭시, 페놀 수지, 폴리아미드 수지, 우레탄 수지, 알키드 수지, 비닐계 수지 및 아세테이트 수지 중 어느 하나를 기초로 다른 종류의 수지를 혼합하여 형성될 수 있다.

또한, 바인더 조성물에는 윤활 기능을 가지는 PTFE(Polytetrafluoroethylene), 이황화몰리브덴(MoS2), ZnDTP(Zinc Dithiophosphate), MoDTP(Molybdenum Dialkyldithiophosphate) 및 MoDTC(Molybdenum Dialkyldithiocarbonate) 중 적어도 어느 하나가 포함될 수 있다.

예컨대, 바인더 조성물이 PAI를 기초로 형성될 경우, 바인더 조성물은 PAI, 이황화몰리브덴, ZnDTP, MoDTP 및 용제로 구성되며, PAI, 이황화몰리브덴, ZnDTP, MoDTP 및 용제의 각 성분함량은 PAI 40~67%, 이황화몰리브덴 1~4%, ZnDTP 1~2%, MoDTP 1~4% 및 용제 30~50%일 수 있다.

이때, 웜 휠(30)은 바인더 조성물이 코팅 처리되기 전 순차적으로 에칭(etching), 수세(rinsing) 및 건조 처리 되고, 바인더 조성물이 코팅 처리된 후 다시 건조 처리될 수 있다.

더 자세하게는, 웜 휠(30)은 표면에 30~50℃의 에칭액이 5~15분간 도포되거나, 30~50℃의 에칭액에 5~15분간 침지(에칭 처리)되고, 표면에 30~50℃의 물이 5~15분간 도포되거나, 30~50℃의 물에 5~15분간 침지(수세 처리)된 후, 50~100℃에서 30~60분간 건조(건조 처리)되고, 건조가 완료되면 건조된 표면에 20~30℃의 바인더 조성물이 도포되거나, 20~30℃의 바인더 조성물에 침지되어 코팅(코팅 처리)될 수 있다. 여기서, 에칭액은 35% 염산 200mL/L, 유기산 20~30g/L 및 계면활성제 2~5g/L를 포함할 수 있다.

또한, 웜 휠(30)은 바인더 조성물이 코팅 처리 된 후에는 150~180℃에서 10~30분간 건조(건조 처리)될 수 있다.

이하에서는, 전동식 파워 스티어링 장치의 웜 휠(30) 코팅 방법에 대하여 설명한다.

참고로, 전동식 파워 스티어링 장치의 웜 휠(30) 코팅 방법을 설명하기 위한 각 구성에 대해서는 설명의 편의상 본 전동식 파워 스티어링 장치의 웜 휠(30)을 설명하면서 사용한 도면부호를 동일하게 사용하기로 하고, 중복된 설명은 생략하기로 한다.

도 2 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 장치의 웜 휠(30) 코팅 방법(이하 '전동식 파워 스티어링 장치의 웜 휠(30) 코팅 방법'이라 함)은 스티어링 샤프트(50)에 결합되고, 모터(20)의 출력을 전달받아 회전되는 웜 샤프트(10)에 구비된 웜 기어(11)에 맞물려 회전되는 전동식 파워 스티어링 장치의 웜 휠(30) 코팅 방법으로서, 바인더 조성물을 형성하는 단계(S100)를 포함한다.

도 5를 참조하면, 바인더 조성물을 형성하는 단계(S100)는 사이클릭 아미드(Cyclic amide), PAI(Polyamideimide), PI(Polyimide), 폴리에스테르(Polyester), 에폭시(Epoxy), 페놀 수지(Phenol resin), 폴리아미드 수지(Polyamide resin), 우레탄 수지(urethane resin), 알키드 수지(alkyd resin), 비닐계 수지(Vinyl resin) 및 아세테이트 수지(acetate resin) 중 어느 하나를 기초로 바인더 조성물을 형성하는 단계(S110)를 포함할 수 있다.

따라서, 작업자는 웜 휠(30)을 코팅하기 위하여, 먼저 미리 선정된 복수의 소재 중 하나를 선택하여, 선택된 소재만으로 웜 휠(30)의 표면에 코팅될 바인더 조성물을 형성하거나, 미리 선정된 복수의 소재 중 하나를 선택하고, 선택된 소재를 기초로 선택된 소재에 다른 소재를 혼합하여 바인더 조성물을 형성한다.

또한, 바인더 조성물을 형성하는 단계(S100)는 바인더 조성물에 PTFE(Polytetrafluoroethylene), 이황화몰리브덴(MoS2), ZnDTP(Zinc Dithiophosphate), MoDTP(Molybdenum Dialkyldithiophosphate) 및 MoDTC(Molybdenum Dialkyldithiocarbonate) 중 적어도 어느 하나를 첨가하는 단계(S120)를 포함할 수 있다.

즉, 작업자는 바인더 조성물에 상기 PTFE, 이황화몰리브덴, ZnDTP, MoDTP 및 MoDTC 중 적어도 어느 하나를 첨가하여, 바인더 조성물에 윤활 성능을 추가할 수 있다.

예컨대, 바인더 조성물이 PAI를 기초로 형성될 경우, 바인더 조성물은 PAI, 이황화몰리브덴, ZnDTP, MoDTP 및 용제로 구성되며, PAI, 이황화몰리브덴, ZnDTP, MoDTP 및 용제의 각 성분함량은 PAI 40~67%, 이황화몰리브덴 1~4%, ZnDTP 1~2%, MoDTP 1~4% 및 용제 30~50%일 수 있다..

이때, 바인더 조성물이 코팅될 웜 휠(30)은 내측에 관통공(31a)이 형성되어 스티어링 샤프트(50)에 결합되는 결합부(31), 그리고 결합부(31)의 외측에 구비되어 둘레를 따라 웜 기어(11)에 치합되는 복수 개의 기어치(33a)가 형성되는 기어부(33)를 포함할 수 있다.

여기서, 웜 휠(30)은 결합부(31) 및 기어부(33)의 소재가 동일한 일체형으로 제작되거나, 결합부(31) 및 기어부(33)의 소재가 서로 다른 형태로 제작될 수 있다. 예컨대, 일체형으로 제작된 웜 휠(30) 또는 결합부(31) 및 기어부(33)의 소재가 서로 다른 형태로 제작된 웜 휠(30)의 기어부(33)는 가공성, 작동 시 소음 및 진동 등을 고려하여 PA66(Polyamide66) 수지로 제작될 수 있다.

즉, 웜 휠(30)은 전체가 모두 코팅되거나, 도 3의 A부위 및 B부위와 같이 소재에 따라 코팅될 부위를 구분하여, 특정 부위(도 3의 A부위)만 코팅될 수 있다.

다음으로, 본 전동식 파워 스티어링 장치의 웜 휠(30) 코팅 방법은 바인더 조성물을 웜 휠(30)에 코팅하는 단계(S200)를 포함한다.

도 6을 참조하면, 바인더 조성물을 웜 휠(30)에 코팅하는 단계(S200)는 웜 휠(30)의 표면에 30~50℃의 에칭액을 5~15분간 도포하거나, 웜 휠(30)의 표면을 30~50℃의 에칭액에 5~15분간 침지시켜 웜 휠(30)을 에칭 처리하는 단계(S210), 에칭 처리된 웜 휠(30)의 표면에 30~50℃의 물을 5~15분간 도포하거나, 에칭 처리된 웜 휠(30)의 표면을 30~50℃의 물에 5~15분간 침지시켜 웜 휠(30)을 수세 처리하는 단계(S220), 수세 처리된 웜 휠(30)의 표면을 50~100℃에서 30~60분간 건조 처리하는 단계(S230), 건조 처리된 웜 휠(30)의 표면에 20~30℃의 바인더 조성물을 도포하거나, 건조 처리된 웜 휠(30)의 표면을 20~30℃의 바인더 조성물에 침지시켜 웜 휠(30)을 코팅 처리하는 단계(S240), 그리고 코팅 처리된 웜 휠(30)의 표면을 150~180℃에서 10~30분간 건조 처리하는 단계(S250)를 포함할 수 있다. 여기서, 에칭액은 35% 염산 200mL/L, 유기산 20~30g/L 및 계면활성제 2~5g/L를 포함할 수 있다.

즉, 웜 휠(30)은 순차적으로 에칭(etching), 수세(rinsing), 건조, 코팅 및 건조 처리될 수 있다.

이처럼 본 발명에 의하면, PA66 수지로 제작된 웜 휠(30)의 표면에 바인더 조성물을 코팅함으로써, 웜 휠(30)이 외부로부터 수분을 흡수하거나, 흡수된 수분을 배출하는 것을 원천적으로 차단하여 웜 휠(30)의 팽창 및 수축을 방지하고, 이를 통해 웜 휠(30)을 항시 일정한 치수로 유지하여 웜 휠(30)이 웜기어(11)에 소착되는 것을 예방할 수 있다.

또한, 바인더 조성물에 수지의 윤활을 향상시키는 PTFE, 이황화몰리브덴, ZnDTP, MoDTP 및 MoDTC 중 적어도 어느 하나를 첨가함으로써, 웜 휠(30)의 마찰계수를 저하시키고, 내마모성을 향상시켜, 웜 기어(11)와 원활한 작동을 유지하도록 하여 안정적으로 동력 전달을 수행함은 물론, 차량의 조향감 및 차량의 조향 성능을 향상시킬 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.

10. 웜 샤프트
11. 웜 기어
20. 모터
30. 웜 휠
31. 결합부
31a. 관통공
33. 기어부
33a. 기어치
40. 하우징
50. 스티어링 샤프트
60. 전자 제어 유닛

Claims

스티어링 샤프트에 결합되고, 모터의 출력을 전달받아 회전되는 웜 샤프트에 구비된 웜 기어에 맞물려 회전되는 전동식 파워 스티어링 장치의 웜 휠로서,
웜 휠에는
사이클릭 아미드(Cyclic amide), PAI(Polyamideimide), PI(Polyimide), 폴리에스테르(Polyester), 에폭시(Epoxy), 페놀 수지(Phenol resin), 폴리아미드 수지(Polyamide resin), 우레탄 수지(urethane resin), 알키드 수지(alkyd resin), 비닐계 수지(Vinyl resin) 및 아세테이트 수지(acetate resin) 중 어느 하나를 기초로 형성되는 바인더(binder) 조성물이 코팅되는 전동식 파워 스티어링 장치의 웜 휠.
제1항에서,
상기 바인더 조성물에는
PTFE(Polytetrafluoroethylene), 이황화몰리브덴(MoS2), ZnDTP(Zinc Dithiophosphate), MoDTP(Molybdenum Dialkyldithiophosphate) 및 MoDTC(Molybdenum Dialkyldithiocarbonate) 중 적어도 어느 하나가 포함되는 전동식 파워 스티어링 장치의 웜 휠.
제2항에서,
상기 바인더 조성물이 상기 PAI를 기초로 형성될 경우,
상기 바인더 조성물은
상기 PAI, 상기 이황화몰리브덴, 상기 ZnDTP, 상기 MoDTP 및 용제로 구성되는 전동식 파워 스티어링 장치의 웜 휠.
제3항에서,
상기 PAI, 상기 이황화몰리브덴, 상기 ZnDTP, 상기 MoDTP 및 상기 용제의 각 성분함량은
상기 PAI 40~67%, 상기 이황화몰리브덴 1~4%, 상기 ZnDTP 1~2%, 상기 MoDTP 1~4% 및 상기 용제 30~50%인 전동식 파워 스티어링 장치의 웜 휠.
제1항에서,
상기 웜 휠은
상기 바인더 조성물이 코팅 처리되기 전 순차적으로 에칭(etching), 수세(rinsing) 및 건조 처리 되고,
상기 바인더 조성물이 코팅 처리된 후 다시 건조 처리 되는 전동식 파워 스티어링 장치의 웜 휠.
제5항에서,
상기 웜 휠은 상기 에칭 처리 시,
웜 휠의 표면에 30~50℃의 에칭액을 5~15분간 도포하거나,
상기 웜 휠의 표면을 상기 30~50℃의 에칭액에 5~15분간 침지시키는 전동식 파워 스티어링 장치의 웜 휠.
제6항에서,
에칭액은 35% 염산 200mL/L, 유기산 20~30g/L 및 계면활성제 2~5g/L를 포함하는 전동식 파워 스티어링 장치의 웜 휠.
제5항에서,
상기 웜 휠은 상기 수세 처리 시,
웜 휠의 표면에 30~50℃의 물을 5~15분간 도포하거나,
상기 웜 휠의 표면을 상기 30~50℃의 물에 5~15분간 침지시키는 전동식 파워 스티어링 장치의 웜 휠.
제5항에서,
상기 웜 휠은
상기 수세 처리된 후 건조 처리 시,
50~100℃에서 30~60분간 건조되고,
상기 바인더 조성물이 코팅된 후 건조 처리 시,
150~180℃에서 10~30분간 건조되는 전동식 파워 스티어링 장치의 웜 휠.
제5항에서,
상기 웜 휠은 코팅 처리 시,
상기 웜 휠의 표면에 20~30℃의 바인더 조성물을 도포되거나,
상기 웜 휠의 표면을 상기 20~30℃의 바인더 조성물에 침지시키는 전동식 파워 스티어링 장치의 웜 휠.
제1항에서,
상기 웜 휠은
내측에 관통공이 형성되어 상기 스티어링 샤프트에 결합되는 결합부, 그리고
상기 결합부의 외측에 구비되어 둘레를 따라 상기 웜 기어에 치합되는 복수 개의 기어치가 형성되는 기어부
를 포함하는
전동식 파워 스티어링 장치의 웜 휠.
제5항에서,
상기 기어부는 PA66(Polyamide66) 수지로 제작되어 상기 바인더 조성물이 코팅 처리되는 전동식 파워 스티어링 장치의 웜 휠.
스티어링 샤프트에 결합되고, 모터의 출력을 전달받아 회전되는 웜 샤프트에 구비된 웜 기어에 맞물려 회전되는 전동식 파워 스티어링 장치의 웜 휠 코팅 방법으로서,
바인더 조성물을 형성하는 단계, 그리고
상기 바인더 조성물을 웜 휠에 코팅하는 단계
를 포함하는 전동식 파워 스티어링 장치의 웜 휠 코팅 방법.
제13항에서,
상기 바인더 조성물을 형성하는 단계는
사이클릭 아미드(Cyclic amide), PAI(Polyamideimide), PI(Polyimide), 폴리에스테르(Polyester), 에폭시(Epoxy), 페놀 수지(Phenol resin), 폴리아미드 수지(Polyamide resin), 우레탄 수지(urethane resin), 알키드 수지(alkyd resin), 비닐계 수지(Vinyl resin) 및 아세테이트 수지(acetate resin) 중 어느 하나를 기초로 상기 바인더 조성물을 형성하는 단계, 그리고
상기 바인더 조성물에 PTFE(Polytetrafluoroethylene), 이황화몰리브덴(MoS2), ZnDTP(Zinc Dithiophosphate), MoDTP(Molybdenum Dialkyldithiophosphate) 및 MoDTC(Molybdenum Dialkyldithiocarbonate) 중 적어도 어느 하나를 첨가하는 단계
를 포함하는 전동식 파워 스티어링 장치의 웜 휠 코팅 방법.
제14항에서,
상기 바인더 조성물이 상기 PAI를 기초로 형성될 경우,
상기 바인더 조성물은
상기 PAI, 상기 이황화몰리브덴, 상기 ZnDTP, 상기 MoDTP 및 용제로 구성되는 전동식 파워 스티어링 장치의 웜 휠 코팅 방법.
제15항에서,
상기 PAI, 상기 이황화몰리브덴, 상기 ZnDTP, 상기 MoDTP 및 상기 용제의 각 성분함량은
상기 PAI 40~67%, 상기 이황화몰리브덴 1~4%, 상기 ZnDTP 1~2%, 상기 MoDTP 1~4% 및 상기 용제 30~50%인 전동식 파워 스티어링 장치의 웜 휠 코팅 방법.
제14항에서,
상기 바인더 조성물을 상기 웜 휠에 코팅하는 단계는
웜 휠의 표면에 30~50℃의 에칭액을 5~15분간 도포하거나, 상기 웜 휠의 표면을 상기 30~50℃의 에칭액에 5~15분간 침지시켜 상기 웜 휠을 에칭 처리하는 단계,
에칭 처리된 웜 휠의 표면에 30~50℃의 물을 5~15분간 도포하거나, 상기 에칭 처리된 웜 휠의 표면을 상기 30~50℃의 물에 5~15분간 침지시켜 상기 웜 휠을 수세 처리하는 단계,
수세 처리된 웜 휠의 표면을 50~100℃에서 30~60분간 건조 처리하는 단계,
건조 처리된 웜 휠의 표면에 20~30℃의 바인더 조성물을 도포하거나, 상기 건조 처리된 웜 휠의 표면을 상기 20~30℃의 바인더 조성물에 침지시켜 상기 웜 휠을 코팅 처리하는 단계, 그리고
코팅 처리된 웜 휠의 표면을 150~180℃에서 10~30분간 건조 처리하는 단계
를 포함하는 전동식 파워 스티어링 장치의 웜 휠 코팅 방법.
제17항에서,
에칭액은 35% 염산 200mL/L, 유기산 20~30g/L 및 계면활성제 2~5g/L를 포함하는 전동식 파워 스티어링 장치의 웜 휠 코팅 방법.
제13항에서,
상기 웜 휠은
내측에 관통공이 형성되어 상기 스티어링 샤프트에 결합되는 결합부, 그리고
상기 결합부의 외측에 구비되어 둘레를 따라 상기 웜 기어에 치합되는 복수 개의 기어치가 형성되고, PA66(Polyamide66) 수지로 제작되어 상기 바인더 조성물이 코팅 처리되는 기어부
를 포함하는 전동식 파워 스티어링 장치의 웜 휠 코팅 방법.