KR20100137170A

KR20100137170A - 랙 구동식 전동 파워 스티어링 장치

Info

Publication number: KR20100137170A
Application number: KR1020090055461A
Authority: KR
Inventors: 남궁주; 김일용
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2009-06-22
Filing date: 2009-06-22
Publication date: 2010-12-30
Also published as: CN101927784B; CN101927784A; KR101261093B1; US20100319471A1

Abstract

본 발명은, 랙하우징의 내부에 장착되어 회전되는 볼너트와, 상기 볼너트의 회전에 의하여 상기 랙하우징의 내부에서 좌우이동되는 랙바와, 상기 볼너트의 외주면 일측에 구동벨트가 끼워지는 종동풀리와, 상기 볼너트의 회전운동을 지지하기 위하여 상기 랙하우징의 내주면과 상기 볼너트의 타측 외주면 사이에 접촉 결합된 베어링을 구비한 랙 구동식 전동 파워 스티어링 장치에 있어서, 상기 베어링을 둘러싸고 외주면에 방사상으로 돌출부가 형성된 리테이너와, 상기 돌출부의 축방향 양측으로 댐핑부재가 구비되되, 이 댐핑부재의 일측에 고정돌기를 일체형으로 형성시킴으로써, 내구성을 가지면서도 구조가 간단하고 생산성 향상과 단순화 된 구조에 의해 부품감소와 아울러 제조 원가를 절감할 수 있을 뿐 아니라 조립성이 크게 향상되는 효과를 가지게 된다.

랙바, 볼너트, 폴리, 베어링

Description

랙 구동식 전동 파워 스티어링 장치 {Rack Assist Type Electric Power Steering System}

본 발명은 랙 구동식 전동 파워 스티어링 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 리테이너에 접합된 댐핑부재의 랙하우징과 밀착되는 면에 고정돌기를 일체형으로 형성시킴으로써, 내구성을 가지면서도 구조가 간단하고 생산성 향상과 단순화 된 구조에 의해 부품감소와 아울러 제조 원가를 절감할 수 있을 뿐 아니라 조립성이 크게 향상되는 랙 구동식 전동 파워스티어링 장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 조타력을 발생하는 파워 스티어링 장치는, 핸들의 조작력을 가볍고 원활하게 하면서도 신속한 조향이 가능하도록 하기 위해서 유압을 이용하도록 설계되어 작동된다.

이와 같은, 파워 스티어링 장치는 작은 힘으로 조향조작을 할 수 있고 조향기어비의 조작력에 관계없이 선정할 수 있으며, 노면의 요철에서 오는 충격을 흡수하여 핸들에 전달되는 것을 방지할 수 있는 등의 이점이 있다.

또한, 최근에는 차속센서 및 조향토크센서 등에서 감지한 차량의 운행조건에 따라 전자제어장치(ECU)에서 모터를 구동시켜 저속운행시에는 가볍고 편안한 조향 감을 부여하고, 고속운행시에는 무거운 조향감과 더불어 양호한 방향 안정성을 부여하며, 비상상황에서는 급속한 조향이 이루어지도록 하여 운전자에게 최적의 조향 조건을 제공하는 전동식 파워 스티어링 장치를 이용하고 있는 추세이다.

이러한 전동식 파워 스티어링 장치중 랙 구동식 전동 파워 스티어링 장치는 모터에 의한 구동 토크를 받아 랙바의 축 이동을 구현하는 형태로서, 통상 모터의 구동 토크를 벨트와 풀리를 이용해 전달하여 랙바를 축방향 이동시켜 주게 된다.

이때, 모터의 구동 토크를 전달받아 랙바를 축방향 이동시키기 위해서는 풀리와 함께 회전하는 볼너트를 이용하게 되는데, 상기 볼너트와 풀리의 일측을 베어링으로 지지하여 회전을 용이하게 하는 구조를 택하게 된다.

종래 기술에 따른 상기 랙 구동식 전동 파워 스티어링 장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 조향컬럼(C)의 상단에 장착된 센서(S)를 통해 조향휠(W)의 조향 정도를 판단하는 전자제어장치(ECU)에 의해 제어되어 동력을 발생시키는 구동수단(1)과, 상기 조향휠(W)의 조향 정도에 따라 차륜에 연결된 타이로드(T)를 이동시키는 랙어셈블리(R) 및, 상기 구동수단(1)의 회전력을 전달받아 랙어셈블리(R)에 축방향 이동력으로 변환하여 전달하는 종동수단(2)으로 이루어진다.

여기서, 상기 구동수단(1)은 도 2에 도시된 바와 같이, 전자제어장치(ECU)에 의해 제어되는 전동모터(10)와, 상기 전동모터(10)의 축에 고정된 구동풀리(15) 및, 상기 구동풀리(15)에 감겨진 구동벨트(35)로 구성되어진다.

또한, 상기 종동수단(2)은 랙어셈블리(R)를 감싸는 랙하우징(5)의 내부에 랙바(20)를 지지하는 볼너트(25)가 구비되고, 상기 볼너트(25)의 외주면에 별도로 성 형된 종동풀리(30)가 조립 형성된다.

상기 전동모터(10)의 구동풀리(15)와 상기 랙바(20)의 종동풀리(30)는 서로 평행하게 배치되며, 이 구동풀리(15)와 종동풀리(30)에는 구동벨트(35)가 끼워져 상기 전동모터(10)의 회전력을 상기 랙바(20)에 전달하고, 볼너트(25)의 동작에 의하여 상기 랙바(20)를 좌우로 이동시켜 조력(助力)을 발생시키게 된다.

여기서, 상기 구동벨트(35)는 구동풀리(15) 및 종동풀리(30)의 외주면에 접촉되되, 일면은 소정의 톱니형상으로 형성된 타이밍벨트로 구비되는 것이 바람직하며, 상기 구동풀리(15) 및 종동풀리(30)의 외주면 또한 상기 타이밍벨트의 톱니형상이 치합되도록 톱니형상으로 형성됨이 바람직하다. 이는 상기 구동벨트(35)가 상기 전동모터(10)에 의하여 구동될 때 구동풀리(15) 및 종동풀리(30)의 외주면에서 미끄럼이 발생하지 않도록 하기 위함이다.

상기 볼너트(25)의 내주면과 랙바(20)의 외주면에는 랙바(20)를 축방향으로 동작시켜 조력을 발생시킬 수 있도록 동력전달구조가 마련되는데, 이 동력전달구조는 랙바(20)의 외주면에 반구형 단면의 나선형으로 마련된 외주나선홈과, 이에 삽입되는 볼 및, 외주나선홈과 대응되게 볼너트(25)의 내주면에 반구형 단면의 나선형으로 마련된 내주나선홈으로 이루어진다.

상기, 볼너트(25)는 내주면에 내주나선홈이 형성된 중공관으로서, 외주면 양측에 단턱이 형성되어 그 축방향 일측에 종동풀리(30)가 단턱에 밀착 설치되고, 이 볼너트(25)의 일측 끝단에는 외주면과 나사결합되는 락너트(43)가 설치되어 종동폴리(30)를 고정하게 된다.

또한, 그 축방향 타측에는 베어링(40)이 단턱에 밀착 설치되며, 이 볼너트(25)의 타측 끝단에 외주면과 나사결합되는 락너트(45)에 의해 베어링(40)이 고정된다.

그리고, 상기 베어링(40)을 둘러싸는 리테이너(50)가 설치되며, 리테이너(50)의 내주면과 나사결합될 수 있도록 설치되는 락스크류(60)에 의해 베어링(40)이 고정된다.

아울러, 상기 리테이너(50)의 외주면에는 방사상으로 돌출부(90)가 형성되고, 이 돌출부(90)의 축방향 양측으로 소정의 소음을 줄이기 위해 고무재질의 탄성체로 된 댐핑부재(55)가 접합 또는 몰딩으로 구비된다.

댐핑부재(55)는 단차지게 형성된 랙하우징(5)의 내주면 일측에 밀착되게 설치되는데, 리테이너(50)의 외측에서 축방향으로 관통하는 관통공(65)과, 랙하우징(5)의 내주면에서 리테이너(50)의 관통공(65)과 대응되게 형성된 지지홀(70)에 핀(75)을 삽입하여 체결한다.

이어서, 랙하우징(5)의 내주면 일측에 밀착된 리테이너(50)의 타측 댐핑부재(55)에 밀착되도록 와셔(80)를 끼우고 랙하우징(5)과 나사결합될 수 있도록 설치되는 락스크류(95)에 의해 고정되어 볼너트의 외주면을 지지하는 역할을 한다.

이로써, 핀(75)으로 고정 설치되는 리테이너(50)는 락스크류(95)에 의한 나사결합이 보다 견고해지는 것이다.

하지만, 종래기술에 따른 랙 구동식 전동 파워 스티어링 장치는, 종동수단(2)이 자리잡게 하는 핀(75)을 구비하고 있는데, 상기 리테이너(50)의 외주면과 랙하우징(5)의 내주면이 핀(75)을 삽입하여 체결하기 때문에 구조가 복잡하고, 제조원가가 상승되며, 조립성이 저하되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 리테이너에 접합된 댐핑부재의 랙하우징과 밀착되는 면에 고정돌기를 일체형으로 형성시킴으로써, 내구성을 가지면서도 구조가 간단하고 생산성 향상과 단순화 된 구조에 의해 부품감소와 아울러 제조 원가를 절감할 수 있을 뿐 아니라 조립성이 크게 향상되는 랙 구동식 전동 파워스티어링 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

이러한 목적을 성취하기 위한 본 발명에 따른 랙 구동식 전동 파워스티어링 장치는, 랙하우징의 내부에 장착되어 회전되는 볼너트와, 상기 볼너트의 회전에 의하여 상기 랙하우징의 내부에서 좌우이동되는 랙바와, 상기 볼너트의 일측 외주면에 구동벨트가 끼워지는 종동풀리와, 상기 볼너트의 회전운동을 지지하기 위하여 상기 랙하우징의 내주면과 상기 볼너트의 타측 외주면 사이에 접촉 결합된 베어링을 구비한 랙 구동식 전동 파워 스티어링 장치에 있어서, 베어링의 외주면을 감싸고 외주면에 방사상으로 돌출부가 형성된 리테이너와, 상기 돌출부의 축방향 양측으로 댐핑부재가 구비되되, 이 댐핑부재의 일측에 고정돌기가 형성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 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 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 랙 구동식 전동 파워 스티어링 장치의 단면도이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 랙 구동식 전동 파워 스티어링 장치의 결합관계를 도시한 분해 사시도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 랙 구동식 전동 파워 스티어링 장치는, 구동수단(1)과 종동수단(2) 및 랙어셈블리(R)를 구비하는바, 구동수단(1)은 전자제어장치(ECU)에 의해 제어되는 전동모터(10)와, 상기 전동모터(10)의 축에 고정된 구동풀리(15) 및, 상기 구동풀리(15)에 감겨진 구동벨트(35)로 구성되어진다.

또한, 상기 종동수단(2)은 랙어셈블리(R)를 감싸는 랙하우징(5)의 내부에 랙바(20)를 지지하는 볼너트(25)가 구비되고, 상기 볼너트(25)의 외주면에 별도로 성형된 종동풀리(30)가 조립 형성된다.

상기 전동모터(10)의 구동풀리(15)와 상기 랙바(20)의 종동풀리(30)는 서로 평행하게 배치되며, 이 구동풀리(15)와 종동풀리(30)에는 구동벨트(35)가 끼워져 상기 전동모터(10)의 회전력을 상기 랙바(20)에 전달하고, 볼너트(25)의 동작에 의하여 상기 랙바(20)를 좌우로 이동시켜 조력을 발생시키게 된다.

여기서, 상기 구동벨트(35)는 구동풀리(15) 및 종동풀리(30)의 외주면에 접촉되되, 일면은 소정의 톱니형상으로 형성된 타이밍벨트로 구비되는 한편, 상기 구동풀리(15) 및 피동풀리(30)의 외주면 또한 상기 타이밍벨트의 톱니형상이 치합되도록 톱니형상으로 형성되는 것이 좋다. 이는 상기 구동벨트(35)가 상기 전동모터(10)에 의하여 구동될 때 구동풀리(15) 및 종동풀리(30)의 외주면에서 미끄럼이 발생하지 않도록 하기 위함이다.

상기 댐핑부재(55)는 리테이너(50)와 접합되는 타측에 원주방향으로 돌기가 형성되어 충격을 흡수해 주고, 진동과 소음을 감소시킨다.

또한, 상기 댐핑부재(55)는 단차지게 형성된 랙하우징(5)의 내주면 일측에 밀착되게 설치되는데, 댐핑부재(55)의 랙하우징(5)과 밀착되는 면에 댐핑부재(55)가 동작 중에 정 위치를 유지할 수 있도록 축방향으로 고정돌기(100)가 형성되며, 이 형성된 고정돌기(100)는 랙하우징(5)의 단턱 일측에 댐핑부재(55)의 고정돌기(100)와 대응되게 형성된 지지홀(72)에 삽입하여 체결한다.

상기 고정돌기(100)와 지지홀(72)은 일정 간격을 두고 1개 이상 형성될 수 있다.

이로써, 고정돌기(100)가 일측에 형성된 댐핑부재(55)는 동작 중에 정 위치를 유지하게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명의 랙 구동식 전동 파워 스티어링 장치는, 리테이너(50)에 접합된 댐핑부재(55)의 랙하우징(5)과 밀착되는 면에 고정돌기(100)를 일체형으로 형시킴으로써, 내구성을 가지면서도 구조가 간단하고 생산성 향상과 단순화 된 구조에 의해 부품감소와 아울러 제조 원가를 절감할 수 있을 뿐 아니라 조립성이 크게 향상되는 효과를 가지게 된다.

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.

또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

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. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 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.

도 1은 종래기술에 의한 랙 구동식 전동 파워 스티어링 장치의 구성도이다.

도 2는 종래기술에 의한 랙 구동식 전동 파워 스티어링 장치의 단면도이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 랙 구동식 전동 파워 스티어링 장치의 단면도이다.

도 4은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 랙 구동식 전동 파워 스티어링 장치의 결합관계를 도시한 분해 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1:구동수단 2:종동수단

5:랙하우징 10:전동모터

15:구동풀리 20:랙바

25:볼너트 30:종동풀리

35:구동벨트 40:베어링

43, 45:락너트 50:리테이너

55:댐핑부재 60, 95:락스크류

80:와셔 100:고정돌기

Claims

랙하우징의 내부에 장착되어 회전되는 볼너트와, 상기 볼너트의 회전에 의하여 상기 랙하우징의 내부에서 좌우이동되는 랙바와, 상기 볼너트의 외주면 일측에 구동벨트가 끼워지는 종동풀리와, 상기 볼너트의 회전운동을 지지하기 위하여 상기 랙하우징의 내주면과 상기 볼너트의 타측 외주면 사이에 접촉 결합된 베어링을 구비한 랙 구동식 전동 파워 스티어링 장치에 있어서,

상기 베어링을 둘러싸고, 외주면에 방사상으로 돌출부가 형성된 리테이너와;

상기 돌출부의 축방향 양측으로 댐핑부재;가 구비되되,

이 댐핑부재의 일측에 고정돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 랙 구동식 전동 파워 스티어링 장치.
제 1항에 있어서,

상기 고정돌기는 댐핑부재의 축방향을 향하여 형성되며, 1개 이상 형성되는 것을 특징으로 하는 랙 구동식 전동 파워 스티어링 장치.