KR100804617B1 - 전동식 파워 스티어링 장치의 기어박스 하우징 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모터 구동에 의해 차량 조향에 필요한 조력(助力)을 발생토록 하는 전동식 파워 스티어링 장치에 관한 것으로, 이는 특히 피니언 타입 전동식 파워 스티어링 장치에 있어서, 종동기어 및 구동기어가 치합되어 이루어진 감속기가 내설되는 기어박스 하우징을 종동기어 하우징과 구동기어 하우징으로 각각 분리 가능토록 형성시킴으로써, 상기 감속기의 기어부 가공오차 또는 사용경과에 따른 마모로 인한 백래쉬(Back-lash)를 적절히 조절하여 장치의 수명을 연장토록 함은 물론, 이의 내구성을 향상시킬 수 있도록 한 전동식 파워 스티어링 장치의 기어박스 하우징에 관한 것이다.

기어박스 하우징, 종동·구동기어 하우징, 백래쉬, 탄성부재, 감속기

Description

전동식 파워 스티어링 장치의 기어박스 하우징 {A gear-box housing of an electric type power steering apparatus}

도 1은 종래의 피니언 타입 전동식 파워 스티어링 장치의 기어박스 하우징을 도시한 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 피니언 타입 전동식 파워 스티어링 장치의 전체적인 구성상태를 도시한 개략 구성도.

도 3은 본 발명에 따른 전동식 파워 스티어링 장치의 기어박스 하우징을 나타낸 단면도.

<도면의 주요부위에 대한 부호설명>

10...기어박스 하우징 20...감속기

30...탄성부재 10a...종동기어 하우징
10b...구동기어 하우징 B...체결부재

100...입력축 110...토션바

120...피니언 축 210...종동기어

220...구동기어 230...구동모터

본 발명은 모터 구동에 의해 차량 조향에 필요한 조력(助力)을 발생토록 하는 전동식 파워 스티어링 장치에 관한 것으로, 특히 피니언 타입 전동식 파워 스티어링 장치에 있어서, 종동기어 및 모터 단부에 축삽된 구동기어가 치합되어 이루어진 감속기가 내설되는 기어박스 하우징을 종동기어 하우징과 구동기어 하우징으로 각각 분리 가능토록 형성시켜서, 상기 감속기의 기어부 가공오차 또는 사용경과에 따른 마모로 인한 백래쉬(Back-lash)를 적절히 조절하여 장치의 수명을 연장토록 함은 물론, 이의 내구성을 향상시킬 수 있도록 한 전동식 파워 스티어링 장치의 기어박스 하우징에 관한 것이다.

일반적으로 차량에는 조향상태의 안정성을 보장하기 위해 파워 스티어링 장치가 적용되는바, 이와 같은 파워 스티어링 장치는 기존에 유압을 이용한 유압식 파워 스티어링 장치(HPS; Hydraulic Power Steering System)가 차량에 널리 이용되었으나, 최근에는 유압을 사용하던 기존의 방식과는 달리 모터의 회전력을 이용하여 운전자의 조향력을 쉽게 해주며 환경친화적인 전동식 파워 스티어링 장치(EPS; Electrical Power Steering System)의 설치가 증가되는 추세이다.

상기와 같은 전동식 파워 스티어링 장치는 차속센서 및 조향토크센서 등에서 감지한 차량의 운행조건에 따라 ECU에서 모터를 구동시켜 저속 운행시에는 가볍고 편안한 조향감을 부여하고, 고속 운행시에는 무거운 조향감과 더불어 양호한 방향 안정성을 부여하며, 비상 상황에서는 급속한 조향이 이루어지도록 하여 운전자에게 최적의 조향조건을 제공하게 된다.

이와 같은 전동식 파워 스티어링 장치는 그 설치상태에 따라 칼럼타입(C-EPS)과 피니언 타입(P-EPS) 및 랙 타입(R-EPS)으로 세분된다.

여기서, 상기와 같이 구분된 전동식 파워 스티어링 장치 중 피니언 타입(P-EPS)은, 기어박스 하우징 내에 조향축과 연결되는 입력축이 내설되고, 상기 입력축의 중앙 외주부에는 종동기어가 축삽되어 하우징 내에 구비된 구동모터의 구동기어와 치합토록 되어서, 구동모터로부터 공급된 구동력을 종동기어에 전달하여 입력축을 회전시키게 되고 이로 인해 운전자의 핸들 조타에 따른 조력을 발생시켜 핸들 조향력을 가볍게 해주는 것이다.

도 1은 상술한 바와 같은 종래의 피니언 타입 전동식 파워 스티어링 장치의 기어박스 하우징을 도시한 단면도로서, 기어박스 하우징(10)의 내측에 조향축(미도시)과 연결되는 입력축(100)이 내설되고, 상기 입력축(100) 내측에는 토션바(110)가 내설된다.

또한, 상기 토션바(110)의 하단은 피니언 축(120)에 축삽되어 조향축으로부터 전달된 회전력을 피니언 축에 전달하게 되고, 상기 피니언 축(120)의 일단에는 피니언 기어(122)가 형성되어 랙 하우징에 내설된 랙바(미도시)와 상호 치합이 이루어져 이를 슬라이딩 운동시킴으로써 차륜을 가변시킨다.

한편, 상기 기어박스 하우징에 내설된 입력축(100)의 중앙 외주부에는 종동기어(210)가 축삽되어 그 외측에 마련된 구동모터(230)의 구동기어(220)와 치합되어 감속기(20)를 이루며, 구동모터(230)의 구동력을 전달받아 입력축 회전에 따른 회전 조력을 발생시키게 된다.

그러나, 이와 같은 종래의 피니언 타입 전동식 파워 스티어링 장치의 경우에는 상기 감속기(20)를 포함한 기어박스 하우징(10)이 일체로 형성되어 있어서 최초 조립시 기어부 가공에 따른 가공오차 또는 잦은 사용으로 인한 기어부의 마모 등으로 인해 백래쉬가 발생했을 때 백래쉬의 증가를 보정하는 것이 불가능하였으며, 이로 인해 장치의 수명이 짧아지게 됨은 물론, 내구성이 저하되는 등의 결점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 개선시키기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 종동기어 및 구동기어가 치합되어 이루어진 감속기가 내설되는 기어박스 하우징을 종동기어 하우징과 구동기어 하우징으로 각각 분리 가능토록 형성시키되, 이들 종동기어 하우징과 구동기어 하우징의 결합부위에 별도의 탄성부재를 개재하여서, 상기 감속기의 기어부 가공오차 또는 사용경과에 따른 마모로 인한 백래쉬를 조절할 수 있도록 하여 장치의 수명을 연장토록 함은 물론, 내구성을 향상시킬 수 있는 전동식 파워 스티어링 장치의 기어박스 하우징을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 조향축과 연결되는 입력축과, 랙바와 치합되는 피니언 축과, 상기 입력축 외주부에 설치된 감속기가 내설토록 되는 기어박스 하우징을 포함한 피니언 타입 전동식 파워 스티어링 장치에 있어서,

상기 감속기가 내설되는 기어박스 하우징이 종동기어 하우징과 구동기어 하우징으로 각각 분리되게 구성되어, 체결부재를 통해 결합이 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 구동기어 하우징 및 종동기어 하우징이 체결되는 결합부위 사이에 탄성부재가 끼워져 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면에 의거하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도면을 간략하게 설명하면, 도 2는 본 발명에 따른 피니언 타입 전동식 파워 스티어링 장치의 전체적인 구성상태를 도시한 개략 구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 전동식 파워 스티어링 장치의 기어박스 하우징을 나타낸 단면도이다.

본 실시예에서 앞서 도시된 종래의 구성과 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조부호 및 명칭을 사용하기로 한다.

먼저, 도 2를 참조하여 본 발명에 적용된 피니언 타입 전동식 파워 스티어링 장치의 전체적인 구성상태를 살펴보면, 랙 하우징(40)의 내측에는 좌우로 슬라이딩되는 랙바(50)가 내설되며, 상기 랙바(50)의 양단부는 타이로드(60)와 볼 조인트(Ball joint) 되어 랙바의 좌우 이송력을 타이로드에 전달하게 된다.

그리고, 랙 하우징(40)의 외주부 일측에는 기어박스 하우징(10)이 구비되어 이에 내설된 피니언 축(120)이 상기 랙바(50) 일측에 형성된 랙 기어부(52)와 치합되는 구성으로 이루어진다.

여기서 상기 기어박스 하우징(10)은 도 3에 도시된 바와 같이, 랙바(50)와 상호 치합되는 피니언 축(120)이 내설되며, 피니언 축(120)의 상측에는 그 상단부가 조향축과 연결되는 입력축(100)이 축 결합되고, 입력축(100)의 내측에는 일정각 비틀림 강성을 갖는 토션바(110)가 내설되어 피니언 축(120)에 회전 토크를 전달하게 된다.

계속해서, 상기와 같이 기어박스 하우징(10)에 내설된 입력축(100)의 축 중앙 외주부에는 종동기어(210)가 축삽되어 그 외측 반경방향으로 구비된 모터(230)의 구동기어(220)와 치합되어 감속기(20)를 이루게 된다.

본 발명은 특히 상기와 같이 감속기(20)가 내설된 기어박스 하우징(10)이 구동기어 하우징(10b)과 종동기어 하우징(10a)으로 각각 분리 형성되며, 이들 구동기어 하우징(10b)과 종동기어 하우징(10a)은 체결부재(B) 등을 통해 상호 결합되되, 구동기어 하우징(10b)과 종동기어 하우징(10a)의 결합부위에는 탄성부재(30)가 개재되어서, 가공오차 및 마모로 인한 감속기 부분의 백래쉬를 조절토록 하는 구성으로 이루어진다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 작용 및 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.

도 2와 도 3을 연계하여 설명하면, 조향축(미도시)의 회전력이 기어박스 하우징(10)에 내설된 입력축(100) 및 토션바(110)에 전달되면, 상기 입력축(100) 및 토션바(110)는 회전토크를 전달받아 이와 연설된 피니언 축(120)을 회전시키게 되고, 상기 피니언 축(120)은 입력축(100)으로부터 전달된 회전토크를 랙바(50)에 전달하여 이를 좌우로 슬라이딩시키게 되어서 차륜(미도시)을 가변시키게 된다.

여기서, 상기 기어박스 하우징(10) 내측의 입력축(100)에는 종동기어(210)와 구동기어(220)로 이루어진 감속기(20)가 설치되어 있어서, 조향축에 의해 회전되는 입력축(100)에 조력을 발생시켜 핸들 조향을 가볍게 해줄 수 있게 되는 것이다.

본 발명은 특히 상기와 같이 감속기(20)가 내설된 기어박스 하우징(10)이 구동기어 하우징(10b)과 종동기어 하우징(10a)으로 각각 분리 형성되어 있어서, 감속기(20)에 포함된 기어부의 최초 치(齒) 가공시에 생긴 가공오차 및 잦은 사용에 따른 기어부의 마모 등으로 인해 백래쉬가 발생되었을 경우에, 구동기어 하우징(10b)과 종동기어 하우징(10a)을 상호 체결하는 체결부재(B), 즉 볼트 등의 체결력을 가감시켜 가면서 백래쉬를 조정할 수 있게 되는 것이다.

더구나, 상기 구동기어 하우징(10b)과 종동기어 하우징(10a)이 상호 체결부재(B)를 통해 결합되는 결합부위에 자체 탄성을 갖는 탄성부재(30)를 개재시킴으로써, 체결부재(B)의 체결력이 가감되면 탄성부재(30)가 탄성압축되면서 이들 구동기어 하우징(10b)과 종동기어 하우징(10a) 간에 체결거리를 용이하게 조절할 수 있게 되고, 이로 인해 구동기어 하우징(10b)에 내설된 구동기어(220)가 종동기어(210)의 반경방향으로 거리조절이 가능케 되어, 기어부 가공오차 또는 마모로 인한 백래쉬를 용이하게 조절할 수 있게 되는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명인 전동식 파워 스티어링 장치의 기어박스 하우징에 의하면, 종동기어 및 구동기어가 치합되어 이루어진 감속기가 내설되는 기어박스 하우징을 종동기어 하우징과 구동기어 하우징으로 각각 분리 가능토록 형성하여 상호 체결부재를 통해 결합하되, 그 결합부위에 별도의 탄성부재가 개재되게 하여서, 체결부재의 가감력으로 상기 감속기의 기어부 가공오차 또는 사용경과에 따른 마모로 인한 백래쉬를 조절할 수 있어, 장치의 유지 및 보수가 용이하며, 이로 인해 장치의 수명을 연장시킬 수 있는 우수한 효과가 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구의 범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.

Claims (2)

1. 전동식 파워 스티어링 장치에 있어서,

   감속기(20)가 내설되는 기어박스 하우징(10)이 종동기어 하우징(10a)과 구동기어 하우징(10b)으로 각각 분리되어 체결부재(B)를 통해 상호 결합되도록 구성됨과 더불어,

   상기 종동기어 하우징(10a) 및 구동기어 하우징(10b)이 결합되는 결합부위에는 탄성부재(30)가 개재되어 구성됨을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 장치의 기어박스 하우징.
2. 삭제

Images