KR101303491B1

KR101303491B1 - 차량용 전동 조향 장치의 가공 공차 흡수장치

Info

Publication number: KR101303491B1
Application number: KR1020060102759A
Authority: KR
Inventors: 이병훈
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2006-10-23
Filing date: 2006-10-23
Publication date: 2013-09-03
Anticipated expiration: 2026-10-23
Also published as: KR20080036304A

Abstract

본 발명은 차량용 전동 조향 장치의 가공 공차 흡수장치에 관한 것으로, 초기 조립 시 축간 거리 공차를 제거하여 조향 조작을 전달하는 웜축과 웜휠간 기어이의 치합 상태를 정확히 유지되도록 해, 가공 공차에 따른 웜축과 웜휠 간 기어이의 래틀(Rattle)소음의 발생을 방지함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, ECU에 의해 모터(2)를 제어하여 운전자의 조타력을 모터(2)의 회전력으로 변환해 조향력을 발생하는 구동수단(1)을 통해 회전 되도록 하우징(4)내 수용되어 베어링으로 지지되는 웜축(3)과, 상기 웜축(3)에 치합되어 모터(2)의 구동력을 기어 기구 쪽으로 전달하는 웜휠(5)로 이루어진전동 조향 장치에서,

상기 웜축(3)은 하우징(4)내에서 모터(2)에 결합되는 끝단부위의 반대쪽 끝단 부위를 회전 자재하게 지지하면서, 서로 맞물린 웜휠(5)쪽으로 웜축(3)을 눌러 웜휠(5)과 웜축(3)의 가공 공차를 흡수하도록 된 유격 조절 편심 부재(6)가 더 구비되어진 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 전동 조향 장치의 가공 공차 흡수장치{Gear's teeth contact upkeep typed motor driven power steering system in vehicle}

도 1은 본 발명에 따른 차량용 전동 조향 장치의 가공 공차 흡수장치의 구성도

도 2는 본 발명에 따른 유격 조절 편심 부재의 구성도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 구동수단 2 : 모터

3 : 웜축 4 : 하우징

5 : 웜휠 6 : 유격 조절 편심 부재

7 : 삽입단 8 : 밀착 플랜지

9 : 지지홀 10 : 조절홈

A : 래틀 스프링

a : 인너중심 b : 아우터중심

r : 인너반경 R : 아우터반경

본 발명은 차량용 전동 조향 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 부품간 가공 공차로 인한 오차를 흡수하도록 된 차량용 전동 조향 장치의 가공 공차 흡수장치에 관한 것이다.

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

이와 같은, 파워 조향 장치는 작은 힘으로 조향 조작을 할 수 있으며 조향 기어비의 조작력에 관계없이 선정할 수 있으며, 노면의 요철에서 오는 충격을 흡수하여 핸들에 전달되는 것을 방지할 수 있는 등의 이점이 있다.

또한, 최근에는 차속 센서 및 조향 토크센서 등에서 감지한 차량의 운행조건에 따라 전자제어장치(ECU)에서 모터를 구동시켜 저속 운행 시에는 가볍고 편안한 조향감을 부여하고, 고속 운행 시에는 무거운 조향감과 더불어 양호한 방향 안정성을 부여하며, 비상상황에서는 급속한 조향이 이루어지도록 하여 운전자에게 최적의 조향 조건을 제공하는 전동 식 조향 장치를 이용하고 있는 추세이다.

이러한 전동 식 조향 장치는 통상 EHPS(Electro-hydraulic Power Steering)이나 또는 MDPS(Motor Driven Power Steering)가 있으며, 이중 MDPS 시스템은 펌프에서 유압을 형성하여 파워를 어시스트(assist)하는 유압 시스템과 달리 모터의 회전력으로 조향 파워를 어시스트(assist)하는 구조로서, 동력을 발생하는 모터와 연결된 웜축(Worm-Shaft)이 조향 축(Steering-Shaft)와 연결되어 있는 웜휠(Worm Wheel)을 회전 시켜 조향력을 어시스트(assist)하게 된다.

이때, 기어간에 치합되어 회전력을 전달하는 구조에서는 사용 경과에 따라 회전부의 접촉부들간에 마모가 점진적으로 발생하게 되고 특히, 웜축의 축 방향 유격이 증가함으로써 웜과 웜휠이 맞물려 회전하는 부분에서 래틀 노이즈(Rattle Noise)가 필연적으로 유발되며, 이에 따라 이러한 현상을 방지하도록 통상 래틀 스프링(Rattle Spring)을 이용하여 웜축과 웜휠 간의 유격(Gap)을 없애도록 웜축을 웜휠쪽으로 가압하여 주는 유격방지수단이 사용되어진다.

또한, 이와 같은 유격방지수단은 전동 식 조향 장치에 장착하는 틸트(Tilt)장치의 틸팅(Tilting) 작동 후에도, 정상적인 작동이 이루어지도록 웜축과 웜휠을 항상 틈이 없이 완전하게 맞물려진 상태를 유지하도록 작용하게 된다.

그러나, 이와 같은 전동 식 조향 장치는 웜축과 웜휠이 기어 이를 통해 서로 맞물려 치합되는 특성상, 웜축의 정착 구조가 그 양쪽부위가 하우징에 고정되는 베어링을 이용하여 지지됨에 따라 웜축과 웜휠간의 가공 공차가 각각 공차 상 한치나 하 한치로 맞물리는 경우, 작동 시 웜축과 웜힐의 기어 이간 밀착정도가 떨어져 접촉에 따른 래틀(Rattle) 소음이 유발되고 이는 진행되는 기어 이의 마모로 인해 더욱 심하게 발생되어 품질 저하는 물론 내구성도 약화시키게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 초기 조립 시 축간 거리 공차를 제거하여 조향 조작을 전달하는 웜축과 웜휠간 기어이의 치합 상태 를 정확히 유지되도록 해, 가공 공차에 따른 웜축과 웜휠 간 기어이의 래틀(Rattle)소음의 발생을 방지함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, ECU에 의해 모터를 제어하여 운전자의 조타력을 모터의 회전력으로 변환해 조향력을 발생하는 구동수단을 통해 회전 되도록 하우징내 수용되어 베어링으로 지지되는 웜축과, 상기 웜축에 치합되어 모터의 구동력을 기어 기구 쪽으로 전달하는 웜휠로 이루어진 전동 조향 장치에서,

상기 웜휠쪽으로 웜축을 눌러 웜휠과 웜축의 가공 공차를 흡수하도록 된 유격 조절 편심 부재가,

모터의 반대쪽에서 베어링 지지된 웜축의 끝단부위를 지지하도록 하우징에 결합되는 삽입단과, 상기 삽입단에 대해 큰 직경으로 동심원을 이루면서 하우징의 바깥으로 노출되어진 밀착플랜지, 상기 삽입단의 아우터 중심에 대해 편향된 인너 중심을 형성해 회전 방향에 따라 삽입단을 편향시켜 베어링 지지된 웜축을 웜휠쪽으로 이동시키는 지지홀 및 외부로 노출된 밀착플랜지면에 도구를 이용해 회전력을 가하도록 파여진 조절홈으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 전동 조향 장치의 가공 공차 흡수장치의 구성도를 도시한 것인바, 본 발명은 ECU에 의해 모터(2)를 제어하여 운전자의 조타력을 모터(2)의 회전력으로 변환해 조향력을 발생하는 구동수단(1)을 통해 회전 되도록 하우징(4)내 수용되어 베어링으로 지지되는 웜축(3)과, 상기 웜축(3)에 치합되어 모터(2)의 구동력을 기어 기구 쪽으로 전달하는 웜휠(5)로 이루어진전동 조향 장치에서,

상기 웜축(3)은 하우징(4)내에서 모터(2)에 결합되는 끝단부위의 반대쪽 끝단 부위를 회전 자재하게 지지하면서, 서로 맞물린 웜휠(5)쪽으로 웜축(3)을 눌러 웜휠(5)과 웜축(3)의 가공 공차를 흡수하도록 된 유격 조절 편심 부재(6)가 더 구비되어진다.

여기서, 상기 유격 조절 편심 부재(6)는 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 모터(2)의 반대쪽에서 베어링 지지된 웜축(3)의 끝단부위를 지지하도록 하우징(4)에 결합되는 삽입단(7)과, 상기 삽입단(7)에 대해 큰 직경으로 동심원을 이루면서 하우징(4)의 바깥으로 노출되어진 밀착플랜지(8), 상기 삽입단(7)의 아우터 중심(b,아우터반경(R))에 대해 편향된 인너 중심(a, 인너반경(r))을 형성해 회전 방향에 따라 삽입단(7)을 편향시켜 베어링 지지된 웜축(3)을 웜휠(5)쪽으로 이동시키는 지지홀(9) 및 외부로 노출된 밀착플랜지(8)면에 도구를 이용해 회전력을 가하도록 파여진 조절홈(10)으로 이루어진다.

이때, 상기 조절홈(10)은 도 2에 도시된 바와 같이 1곳에 형성되거나 또는, 회전력을 가하기 용이하도록 다수 위치로 형성될 수 있다.

그리고, 이 설명부호 A는 래틀 스프링(Rattle Spring)을 이용하여 웜축(3)과 웜휠(5) 간의 유격(Gap)을 없애도록, 웜축(3)을 웜휠(5)쪽으로 가압하여 주는 통상적인 유격방지수단이다.

이하 본 발명의 작용을 첨부된 면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명은 일반적인 전동 식 조향 장치의 작용과 동일하게 차속 센서 및 조향 토크센서 등에서 감지한 차량의 운행조건에 따라, 전자제어장치(ECU)에서 모터를 구동시켜 저속 운행 시에는 가볍고 편안한 조향감을 부여하고, 고속 운행 시에는 무거운 조향감과 더불어 양호한 방향 안정성을 부여하며, 비상상황에서는 급속한 조향이 이루어지도록 하는 기능을 수행하며, 이러한 통상적인 작동에 대한 설명은 생략하고 초기 조립 시 웜축(3)과 웜휠(5)의 가공 공차에 따른 웜축(3)과 웜휠(5)의 기어 이간 유격 형성을 제거하는 가공 공차 흡수 장치에 대한 작용을 설명한다.

본 발명은 조향 휠의 조타력을 모터(2)의 회전력으로 변환하는 구동 수단(1)을 통해 구동되는 웜축(3)과 웜휠(5)이 기어 이를 통해 서로 치합된 상태로 결합할 때, 즉 상기 웜축(3)의 기어 이가 웜휠(5)의 기어 이에 치합되도록 조립한 후, 상기 웜축(3)과 웜휠(5)의 가공 공차로 인해 발생되는 기어 이간 유격형성을 하우징(4)의 외부로 노출된 유격 조절 편심 부재(6)를 통해 제거하게 된다.

이는 도 1에 도시된 바와 같이 구동 수단(1)과 웜축(3) 및 웜휠(5)이 조립된 상태에서, 모터(2)쪽의 반대쪽에서 유격 조절 편심 부재(6)를 이용해 지지된 웜축(3)이 유격 조절 편심 부재(6)의 간단한 회전 조작만으로 웜휠(5)쪽으로 이동해, 상기 웜축(3)과 웜휠(5)의 기어 이가 가공 공차로 인해 발생되는 유격이 제거되도록 서로 맞물린 상태를 유지하게 된다.

즉, 도 2에 도시된 바와 같이 유격 조절 편심 부재(6)의 밀착플랜지(8)에 파 여진 조절홈(10)에 도구를 끼워 회전력을 가하면, 상기 유격 조절 편심 부재(6)를 시계 방향으로 돌려줌에 따라 삽입단(7)의 아우터 중심(b)에 대해 편향된 지지홀(9)이 위치 변화되고, 이러한 지지홀(9)의 위치 변화는 지지홀(9)에 결합된 웜축(3)의 끝단 부위를 웜휠(5)쪽으로 눌러주게 된다.

이때, 이러한 웜축(3)의 눌림 정도는 삽입단(7)의 아우터 중심(b)과 지지홀(9)의 인너 중심(a)간 형성된 편향 간격만큼 형성되는데, 이는 웜축(3)과 웜휠(5)의 가공 공차에 따라 다르며 통상적으로, 유격 조절 편심 부재(6)의 최대 회전 전 가공 공차가 모두 흡수될 수 있는 정도로 결정되어진다.

이와 같이 웜축(3)과 웜휠(5)이 조립된 상태에서 도구를 이용해 외부로 노출된 유격 조절 편심 부재(6)를 회전시킴에 따라, 회전 정도에 따른 축간 편심으로 웜축(3)이 웜휠(5)쪽으로 눌려지는 힘을 받게 되어, 가공 공차가 형성될 수밖에 없는 웜축(3)과 웜휠(5)간 기어 이의 유격을 제거하여 밀접한 기어 이 맞물림 상태를 유지하므로, 작동 시 기어이간 가공 공차로 인한 유격에 따른 래틀(Rattle)소음 발생을 차단시켜 주게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 서로 맞물린 상태를 유지하는 웜축과 웜휠의 가공 공차로 인해 기어 이간 형성되는 유격이 조립 시에 제거됨에 따라, 필연적으로 형성될 수밖에 없는 가공 공차로 인한 웜축과 웜휠의 기어 이간 유격에 따른 래틀(Rattle) 소음을 방지할 수 있는 효과가 있게 된다.

또한, 본 발명은 웜축과 웜휠의 조립상태에서 웜축을 지지하는 끝단부위에 대해 가하는 회전을 통하여 웜축을 웜휠쪽으로 눌러주어 가공 공차를 제거하므로, 조정 작업이 간단하면서 편리하게 이루어 질 수 있는 효과가 있게 된다.

Claims

ECU에 의해 모터(2)를 제어하여 운전자의 조타력을 모터(2)의 회전력으로 변환해 조향력을 발생하는 구동수단(1)을 통해 회전 되도록 하우징(4)내 수용되어 베어링으로 지지되는 웜축(3)과, 상기 웜축(3)에 치합되어 모터(2)의 구동력을 기어 기구 쪽으로 전달하는 웜휠(5)로 이루어진 전동 조향 장치에서,

상기 웜축(3)은 끝단부위를 지지하도록 하우징(4)에 결합되는 삽입단(7)과, 상기 삽입단(7)에 대해 큰 직경으로 동심원을 이루면서 하우징(4)의 바깥으로 노출되어진 밀착플랜지(8)와, 상기 삽입단(7)의 아우터 중심(b,아우터반경(R))에 대해 편향된 인너 중심(a, 인너반경(r))을 형성해 회전 방향에 따라 삽입단(7)을 편향시켜 베어링 지지된 웜축(3)을 웜휠(5)쪽으로 이동시키는 지지홀(9) 및 외부로 노출된 밀착플랜지(8)면에 도구를 이용해 회전력을 가하도록 파여진 조절홈(10)으로 이루어져, 웜휠(5)쪽으로 웜축(3)을 눌러 가공 공차를 흡수하도록 된 유격 조절 편심 부재(6)를 이용해 회전 자제하게 지지되는 것을 특징으로 하는 차량용 전동 조향 장치의 가공 공차 흡수장치.
삭제
청구항 1에 있어서, 상기 조절홈(10)은 다수 위치에 1개 이상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 전동 조향 장치의 가공 공차 흡수장치.