KR102254485B1

KR102254485B1 - 베어링 부시

Info

Publication number: KR102254485B1
Application number: KR1020140128306A
Authority: KR
Inventors: 강원호
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2014-09-25
Filing date: 2014-09-25
Publication date: 2021-05-21
Also published as: KR20160036289A

Abstract

베어링 부시에 대한 발명이 개시된다. 본 발명에 따른 베어링 부시는: 웜 샤프트의 일측에 설치되는 베어링을 감싸고, 일면에 개구되는 탄성부재 장착부가 형성되는 베어링 가이드; 탄성부재 장착부에 장착되고, 베어링에 탄성력을 제공하는 탄성부재; 및 베어링 가이드의 외주면에 장착되고, 웜 샤프트의 진동을 흡수하는 댐퍼;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

베어링 부시{BEARING BUSH}

본 발명은 베어링 부시에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전동조향장치인 MDPS(Motor Driven Power Steering)에서 래틀 소음(Rattle Noise) 발생을 억제하는 베어링 부시에 관한 것이다.

일반적으로 전동조향장치인 MDPS는 유압을 이용하지 않고, 모터동력으로 조향파워를 어시스트(assist)하는 방식이다. 이를 위해, MDPS는 ECU(Electronic Control Unit)에 의해 제어되어 동력을 발생하는 모터와, 모터를 통해 회전되는 웜(Worm-Shaft)과 이에 치합된 웜휠(Worm Wheel)을 구비함으로써, 웜휠의 회전력을 기어박스쪽으로 전달해 조타력을 보조한다.

이와 같이 MDPS는 맞물린 웜과 웜휠을 이용함으로써 치차 마모와 기타 여러 요인으로 인한 치간 갭(Gab)에 따른 금속성 소음인 래틀 소음이 발생되는 문제점이 있다. 따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2009-0082821호(2009.07.31. 공개, 발명의 명칭: 전동식 동력 보조 조향장치)에 개시되어 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출한 것으로, 본 발명의 목적은 웜 샤프트에 설치되는 베어링을 외부로부터 보호함과 동시에 베어링을 감싸면서 베어링의 유동을 억제하는 베어링 부시를 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 목적은 베어링에 탄성력을 제공하여 베어링의 유동을 억제하는 베어링 부시를 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 목적은 래틀 소음 발생시 충격을 흡수하는 베어링 부시를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 베어링 부시는: 웜 샤프트의 일측에 설치되는 베어링을 감싸고, 일면에 개구되는 탄성부재 장착부가 형성되는 베어링 가이드; 상기 탄성부재 장착부에 장착되고, 상기 베어링에 탄성력을 제공하는 탄성부재; 및 상기 베어링 가이드의 외주면에 장착되고, 상기 웜 샤프트의 진동을 흡수하는 댐퍼;를 포함한다.

본 발명에서 상기 탄성부재는, 테두리가 상기 탄성부재 장착부에 장착되고, 중심부가 개구되는 몸체부; 및 일단은 상기 몸체부의 중심부의 가장자리에 고정되고 타단은 상기 베어링과 접하며, 상기 베어링에 탄성력을 제공하는 탄성부;를 포함한다.

본 발명에서 상기 탄성부는 상기 몸체부에서 상기 베어링을 향하여 경사지게 형성된다.

본 발명에서 상기 탄성부재 장착부는 상기 베어링 가이드에서 단차지게 형성된다.

본 발명에서 상기 댐퍼는 상기 웜 샤프트로부터의 진동을 흡수할 수 있도록 탄성 변형 가능한 재질을 포함하여 이루어진다.

본 발명에서 상기 댐퍼의 외주면에는 복수개의 홈부가 형성된다.

본 발명에서 상기 홈부는 상기 댐퍼의 외주면에 형성되고, 원주방향의 길이보다 폭방향의 길이가 더 길게 형성된다.

본 발명에서 상기 베어링 가이드와 상기 탄성부재는 이중 사출 공정으로 한번에 사출 성형된다.

본 발명에 따른 베어링 부시는, 웜 샤프트의 일측에 설치되는 베어링을 외부로부터 보호함과 동시에 베어링을 감싸 유동을 억제하고, 베어링에 탄성력을 제공하며, 충격을 흡수하여 전동조향장치의 소음을 감소할 수 있다.

또한 본 발명에 따르면 전동조향장치의 소음을 감소할 수 있으므로, 차량 탑승자에게 편한 승차감과 편의성을 제공할 수 있다.

또한 본 발명에 따르면 베어링 가이드와 탄성부재를 이중 사출 공정에 의하여 한번에 성형할 수 있으므로, 조립 공정의 단순화와 제품의 원가를 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 부시가 장착되는 전동조향장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 부시를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 부시를 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성부재를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 부시를 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 부시를 개략적으로 도시한 부분 확대도이다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 베어링 부시를 설명한다. 이 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 베어링 부시가 장착되는 전동조향장치를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 부시를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 부시를 개략적으로 도시한 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성부재를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 부시를 개략적으로 도시한 정면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 부시를 개략적으로 도시한 부분 확대도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 부시(100)가 전동조향장치(1)에 장착된 것을 나타낸다.

전동조향장치(1)는 웜(4)의 웜 샤프트(5)의 일측에 설치된 베어링(6)을 감싸 베어링(6)의 유동을 억제하고 래틀 성능을 확보하는 베어링 부시(100)를 포함한다. 하우징(2) 내의 협소한 공간에 설치되는 웜휠(3), 웜(4), 웜 샤프트(5), 베어링 부시(100) 등은 조립성과 생산성을 고려할 때, 전동조향장치(1)를 구성하는 부품의 수량이 적게 되는 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 베어링 부시(100)는 베어링(6)을 감싸 유동을 억제하면서 전동조향장치(1)에서 상하로 유동하는 베어링(6) 등에의하여 발생되는 래틀 소음을 해결하기 위한 것이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 부시(100)는 베어링 가이드(10), 탄성부재(20), 댐퍼(30)를 포함하여 이루어진다.

베어링 가이드(10)는 웜 샤프트(5)의 일측에 설치되는 베어링(6)을 감싸고, 웜 샤프트(5)의 움직임을 가이드한다. 베어링 가이드(10)에는 댐퍼 장착부(11), 스톱퍼(12), 플러그(13), 탄성부재 장착부(15)가 형성된다.

댐퍼 장착부(11)는 베어링 가이드(10)의 원주방향(A)을 따라서 형성된 외주면으로, 댐퍼 장착부(11)의 표면에 댐퍼(30)가 장착된다. 댐퍼(30)가 댐퍼 장착부(11)에 접촉되는 면적이 넓기 때문에 변형에 대한 민감도가 작고, 댐퍼 장착부(11)를 통하여 댐퍼(30)에 진동 및 소음이 전달이 용이하게 이루어져 진동 및 소음 흡수가 빠르게 이루어진다.

스톱퍼(12)는 베어링 가이드(10)의 일단(도 3 기준 우측)에 환형으로 돌출 형성되어, 댐퍼 장착부(11)에 장착된 댐퍼(30)가 베어링 가이드(10)에서 이탈되는 것을 방지한다.

플러그(13)는 베어링 가이드(10)의 타단(도 3 기준 좌측)에 환형으로 돌출 형성되고, 베어링(6)을 외부와 차단하여, 외부로부터의 이물질 등의 유입 및 베어링(6)의 파손을 방지할 수 있다.

스톱퍼(12)와 플러그(13)는 베어링 가이드(10)에 일체로 형성된다. 즉, 베어링 가이드(10)와 스톱퍼(12)와 플러그(13)는 사출 성형 방식에 따라 일체로 형성될 수 있다. 베어링 가이드(10)에 스톱퍼(12)와 플러그(13)가 일체형으로 제작되기 때문에 조립 공정이 단순화되어 생산성이 향상되며, 조립시 조립 편의성이 증대된다. 그리고, 스톱퍼(12)와 플러그(13)가 각각 별개로 설치되는 것과는 달리 하나의 공정에서 베어링 가이드(10)에 형성되기 때문에 설치 부품수가 줄어들어 조립 공정 비용 절감 및 원가 절감이 가능하게 된다.

탄성부재 장착부(15)는 베어링 가이드(10)의 일면(도 3 기준 상부면)에 개구된 부분의 가장자리에 돌출 형성되는 것으로, 탄성부재(20)의 몸체부(21)가 안착된다. 탄성부재 장착부(15)는 댐퍼 장착부(11)로부터 단차지게 형성된다. 탄성부재 장착부(15)는 탄성부재(20)의 몸체부(21)가 노출된 면이 댐퍼 장착부(11)의 표면과 일치하도록 단차지게 형성된다. 즉, 탄성부재 장착부(15)에 장착된 탄성부재(20)가 댐퍼(30)와 밀착될 수 있도록, 탄성부재 장착부(15)가 단차지게 형성된다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 탄성부재(20)는 탄성부재 장착부(15)에 장착되고, 베어링(6)에 탄성력을 제공한다. 탄성부재(20)는 몸체부(21)와 탄성부(22)를 포함하여 이루어진다. 몸체부(21)는 중심부가 개구되고, 테두리가 탄성부재 장착부(15)에 장착된다. 몸체부(21)는 개구된 베어링 가이드(10)의 일면(도 3 기준 상부면)과 탄성부재 장착부(15)의 형상에 따라 형성된다. 몸체부(21)의 두께는 탄성부재 장착부(15)에 장착된 상태에서 몸체부(21)와 댐퍼 장착부(11)와 같은 표면을 형성하도록 형성된다. 따라서, 몸체부(21)는 탄성부재 장착부(15)와 유격이 없게 베어링 가이드(10)와 접하게 된다. 본 발명의 실시예에서 탄성부재 장착부(15)는 사각형으로 형성된 베어링 가이드(10)의 일면(도 3 기준 상부면)의 가장자리에 돌출 형성되어, 몸체부(21)도 그에 따라 사각형상으로 형성된다. 탄성부(22)는 일단이 몸체부(21)의 중심부의 가장자리인 연결부(21a)에 고정되고, 타단이 베어링(6)과 접하면서 탄성 변형되어, 베어링(6)에 탄성력을 제공한다. 탄성부(22)는 몸체부(21)에서 베어링(6)을 향하여 경사지게 형성된다. 도 4에서 (a)는 탄성부재(20)의 탄성부(22)가 탄성 변형되기 전의 상태이고, (b)는 탄성부재(20)의 탄성부(22)가 베어링(6)과 접하여 탄성 변형된 상태이다. 도 4의 (b)를 참조하면, 탄성부(22)가 베어링(6)과 접촉하면서 가압되어, 탄성부(22)의 탄성 복원력은 하측 방향으로 작동되어 베어링(6)을 원위치시킨다.

베어링 가이드(10)와 탄성부재(20)는 이중 사출 성형에 의하여 일체로 형성된다. 먼저 베어링 가이드(10)를 성형하고, 성형된 베어링 가이드(10)의 축을 회전시키면서 베어링 가이드(10)의 개구된 일면에 탄성부재(20)를 형성한다. 이때, 베어링 가이드(10)와 탄성부재(20)는 각각 수지로 성형되고, 베어링 가이드(10)와 탄성부재(20)는 동일한 재질을 포함하는 수지로 형성되거나 서로 다른 재질을 포함하여 형성될 수 있다.

베어링 가이드(10)와 탄성부재(20)는 이중 사출 공정으로 일체형으로 이루어짐으로써, 한번의 성형으로 베어링 가이드(10)와 탄성부재(20)가 성형되어 일체형으로 제작되기 때문에 조립 공정이 단순화되고, 생산성이 향상되고, 조립 편의성이 증대되며, 대량 생산이 용이하게 이루어질 수 있다. 탄성부재(20)가 베어링 가이드(10)의 탄성부재 장착부(15)에 형성되어서 베어링(6)과 접촉하면서 탄성력을 베어링(6)에 제공하여 베어링(6)의 유동을 제어할 수 있다.

댐퍼(30)는 베어링 가이드(10)의 원주방향(A)을 따라서 형성된 외주면인 댐퍼 장착부(11)에 장착되고, 웜 샤프트(5)에서 발생되는 진동을 흡수하는 것으로, 탄성 변형 가능한 재질을 포함하여 이루어진다. 댐퍼(30)는 플러그(13)에서 스톱퍼(12)까지 댐퍼 장착부(11) 표면 전체를 둘러싼다. 베어링 가이드(10)와 댐퍼(30) 사이에 탄성부재(20)가 위치한다. 댐퍼(30)는 베어링 가이드(10)의 댐퍼 장착부(11)의 표면 전체를 감싸고 있어서 진동 및 소음 흡수가 댐퍼(30)의 전체면을 통하여 이루어질 수 있다.

댐퍼(30)는 탄성 변형 가능한 재질을 포함하여 이루어져 웜 샤프트(5)의 유동에 의한 진동 및 소음을 흡수할 수 있어, 차량의 탑승자에게 편한 승차감과 편의성을 제공할 수 있다. 댐퍼(30)는 탄성 변형 가능한 재질로서 고무, 실리콘, 수지 등으로 이루어질 수 있다. 본 발명의 실시예에서 댐퍼(30)는 고무 재질을 포함하여 이루어진다. 댐퍼(30)는 고무 재질을 포함하여 이루어짐으로써, 댐퍼 장착부(11)에 밀착 설치되고, 값싸면서 우수한 탄성력을 베어링 가이드(10)에 제공하여 진동을 줄이고 소음을 흡수할 수 있게 된다.

댐퍼(30)의 외주면에는 복수개의 홈부(31)가 형성된다. 홈부(31)는 단면의 형상이 삼각형으로 이루어질 수 있다. 또는 홈부(31)는 단면의 형상이 반구형으로 이루어질 수 있다. 홈부(31)는 댐퍼(30)가 탄성 변형될 수 있도록 형성되는 것으로 상기 예시에 한정되지 않는다.

홈부(31)는 댐퍼(30)의 외주면에 원주방향(A)을 따라서 복수개로 형성된다. 댐퍼(30)의 외주면에 복수개의 홈부(31)가 형성되어, 웜 샤프트(5)의 유동에 의한 진동 및 소음이 발생하는 경우, 홈부(31)가 탄성 변형되면서 진동 및 소음을 흡수할 수 있게 된다. 댐퍼(30)의 외주면에서는 홈부(31)와 같이 일정 깊이로 파인 구조 외에도, 일정 크기의 구멍으로 형성되는 복수개의 홀부가 형성될 수 있다.

홈부(31)는 댐퍼(30)의 외주면에 형성되고, 폭방향(B)의 길이가 원주방향(A)의 길이보다 더 길게 형성된다. 홈부(31)는 폭방향(B)의 길이가 원주방향(A)의 길이보다 길게 형성되어, 댐퍼(30)가 베어링 가이드(10)에 조립시에 수평방향으로 압축될 수 있게 되어 조립이 용이하게 이루어지고, 진동 발생시 댐퍼(30)의 홈부(31)가 압축 또는 팽창되면서 진동 및 소음을 흡수할 수 있게 된다.

상기와 같은 구성요소로 이루어진 베어링 부시(100)의 작동을 살펴보면 다음과 같다.

도 1을 참조하면, 차량이 운행되면서 모터(미도시)의 구동에 의하여, 웜(4)과 이에 치합된 웜휠(3)이 회전하게 된다. 이때, 웜(4)과 웜휠(3)과 회전하면서 서로 치차가 마모되고 치차의 갭에 따른 금속성 소음인 래틀 소음 및 진동이 발생된다. 웜(4)의 일측(도 1 기준 좌측)에는 웜 샤프트(5)가 형성되고, 웜 샤프트(5)에는 베어링(6)이 설치된다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 웜 샤프트(5)에 설치된 베어링(6)을 감싸는 베어링 가이드(10)는 베어링(6)의 움직임을 잡아서 위치를 고정시킨다. 이때, 베어링 가이드(10)의 탄성부재 장착부(15)에 장착된 탄성부재(20)는 상측 방향으로 유동하는 베어링(6)과 접촉되고 탄성력을 하측 방향으로 제공하여 베어링(6)의 유동을 제어하고 원위치로 복귀시킨다.

또한 베어링 가이드(10)의 댐퍼 장착부(11)에 장착된 댐퍼(30)에서 베어링 가이드(10)로 전달된 진동과 소음을 흡수한다. 댐퍼(30)의 홈부(31)가 댐퍼(30)에 전달된 진동에 따라 압축 또는 팽창되면서, 진동 및 소음을 흡수하게 되어, 전동조향장치(1) 내의 소음이 감소하게 된다. 따라서, 차량의 탑승자에서 소음의 전달이 차단 내지 감소되어, 운전 또는 탑승의 편의성이 증대될 수 있다.

본 발명에 따르면, 웜 샤프트(5)의 일측에 설치되는 베어링(6)을 베어링 가이드(10)에서 외부로부터 보호함과 동시에 베어링(6)의 유동을 억제하고, 탄성부재(20)에서 베어링(6)에 탄성력을 제공하여 유동을 제어하며, 댐퍼(30)에서 웜 샤프트(5)로부터의 충격을 흡수하여 전동조향장치의 소음을 감소할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시되는 일 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 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

1: 전동조향장치 2: 하우징
3: 웜휠 4: 웜
5: 웜 샤프트 6: 베어링
10: 베어링 가이드 11: 댐퍼 장착부
12: 스톱퍼 13: 플러그
15: 탄성부재 장착부 20: 탄성부재
21: 몸체부 21a: 연결부
22: 탄성부 30: 댐퍼
31: 홈부 100: 베어링 부시
A: 원주방향 B: 폭방향

Claims

웜 샤프트의 일측에 설치되는 베어링을 감싸고, 일면이 개구되고 탄성부재 장착부가 형성되는 베어링 가이드;
상기 탄성부재 장착부에 장착되고, 상기 베어링에 탄성력을 제공하는 탄성부재; 및
상기 베어링 가이드의 외주면에 장착되고, 상기 웜 샤프트의 진동을 흡수하는 댐퍼;를 포함하고,
상기 탄성부재 장착부는 상기 베어링 가이드에서 단차지게 형성되고,
상기 탄성부재는,
테두리가 상기 탄성부재 장착부에 장착되고, 중심부가 개구되는 몸체부; 및
일단은 상기 몸체부의 중심부의 가장자리에 고정되고 타단은 상기 베어링과 접하며, 상기 베어링에 탄성력을 제공하는 탄성부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 베어링 부시.
삭제
제1항에 있어서,
상기 탄성부는 상기 몸체부에서 상기 베어링을 향하여 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 베어링 부시.
삭제
제1항에 있어서,
상기 댐퍼는 상기 웜 샤프트로부터의 진동을 흡수할 수 있도록 탄성 변형 가능한 재질을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 베어링 부시.
제5항에 있어서,
상기 댐퍼의 외주면에는 복수개의 홈부가 형성되는 것을 특징으로 하는 베어링 부시.
제6항에 있어서,
상기 홈부는 상기 댐퍼의 외주면에 형성되고, 원주방향의 길이보다 폭방향의 길이가 더 길게 형성되는 것을 특징으로 하는 베어링 부시.
제1항에 있어서,
상기 베어링 가이드와 상기 탄성부재는 이중 사출 공정으로 한번에 사출 성형되는 것을 특징으로 하는 베어링 부시.