KR20240174001A - Steer by wire type steering apparatus - Google Patents
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Abstract
본 실시예들은, 볼너트와 볼을 매개로 결합되어 볼너트의 회전시 축방향으로 슬라이딩하는 랙바, 볼너트와 랙바를 수용하는 중공 형상으로 내주면에 안착홈이 구비되어 있는 하우징, 하우징의 안착홈에 결합되어 랙바의 슬라이딩을 지지하며 회전을 방지하는 회전방지부재를 포함하는 스티어 바이 와이어식 조향장치를 제공한다.The present embodiments provide a steer-by-wire type steering device including a rack bar that is connected via a ball nut and a ball and slides axially when the ball nut rotates, a housing that has a hollow shape and an inner circumferential surface having a receiving groove for accommodating the ball nut and the rack bar, and a rotation prevention member that is connected to the receiving groove of the housing and supports the sliding of the rack bar and prevents rotation.
Description
본 실시예들은 스티어 바이 와이어식 조향장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 스티어 바이 와이어식 조향장치에 있어서 조향축과 바퀴와의 기계적인 연결이 없더라도 운전자의 조향휠 조작시 볼너트의 회전토크로 인한 랙바의 회전을 방지할 수 있는 스티어 바이 와이어식 조향장치에 관한 것이다.The present embodiments relate to a steer-by-wire steering device, and more specifically, to a steer-by-wire steering device capable of preventing rotation of a rack bar due to rotational torque of a ball nut when a driver operates a steering wheel even when there is no mechanical connection between a steering shaft and a wheel in the steer-by-wire steering device.
일반적으로, 차량의 조향장치는 운전자의 스티어링 휠의 조작력을 보조하여 운전 조작의 편의를 제공하기 위해 파워스티어링이 개발되어 적용되고 있고, 파워스티어링은 유압을 이용한 유압식과, 유압과 모터의 전동력을 동시에 이용하는 전동 유압식, 모터의 전동력만을 이용한 전동식 등이 개발되어 적용되었다.In general, power steering is developed and applied to assist the driver's steering wheel operation power and provide convenience in driving operation. Power steering is developed and applied in the form of hydraulic type that uses hydraulic pressure, electro-hydraulic type that uses hydraulic pressure and electric power of a motor simultaneously, and electric type that uses only electric power of a motor.
최근에는 스티어링 휠과 바퀴사이의 스티어링 컬럼이나 유니버설 조인트 혹은 피니언 샤프트와 같은 기계적인 연결장치를 제거하는 대신에 모터와 같은 전동기를 이용하여 차량의 조향이 이루어지도록 하는 스티어 바이 와이어(Steer By Wire; SBW)식 조향장치가 개발되어 적용되고 있다.Recently, a steer-by-wire (SBW) steering system has been developed and applied that uses an electric motor, such as a motor, to steer the vehicle instead of removing mechanical connecting devices such as a steering column, universal joint, or pinion shaft between the steering wheel and wheels.
그런데, 이러한 스티어 바이 와이어식 조향장치의 경우 조향축과 바퀴와의 기계적인 연결이 없기 때문에 운전자의 조향휠 조작시 볼너트의 회전토크로 인해 랙바가 회전할 수 있어서 조향안정성을 떨어트리는 문제가 있었다.However, in the case of this steer-by-wire type steering device, since there is no mechanical connection between the steering shaft and the wheels, there was a problem that the rack bar could rotate due to the rotational torque of the ball nut when the driver operated the steering wheel, which reduced steering stability.
따라서, 조향축과 바퀴와의 기계적인 연결이 없더라도 운전자의 조향휠 조작시 볼너트의 회전토크로 인해 랙바가 회전되지 않도록 하기 위한 연구의 필요성이 대두되고 있다.Therefore, there is a growing need for research to prevent the rack bar from rotating due to the rotational torque of the ball nut when the driver operates the steering wheel, even if there is no mechanical connection between the steering shaft and the wheel.
이에 본 실시예들은 전술한 배경에서 안출된 것으로, 스티어 바이 와이어식 조향장치에 있어서 조향축과 바퀴와의 기계적인 연결이 없더라도 운전자의 조향휠 조작시 볼너트의 회전토크로 인한 랙바의 회전을 방지함으로써 운전자의 조향감과 조향안전성을 상승시킬 수 있는 스티어 바이 와이어식 조향장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present embodiments have been devised against the background described above, and the purpose of the present invention is to provide a steer-by-wire steering device capable of improving a driver's steering feel and steering safety by preventing rotation of a rack bar due to rotational torque of a ball nut when a driver operates a steering wheel even when there is no mechanical connection between the steering shaft and the wheel in a steer-by-wire steering device.
또한, 본 실시예들의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Furthermore, the purposes of the present embodiments are not limited thereto, and other purposes not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
본 실시예들에 의하면, 볼너트와 볼을 매개로 결합되어 볼너트의 회전시 축방향으로 슬라이딩하는 랙바, 볼너트와 랙바를 수용하는 중공 형상으로 내주면에 안착홈이 구비되어 있는 하우징, 하우징의 안착홈에 결합되어 랙바의 슬라이딩을 지지하며 회전을 방지하는 회전방지부재를 포함하는 스티어 바이 와이어식 조향장치가 제공될 수 있다.According to the present embodiments, a steer-by-wire type steering device can be provided, which includes a rack bar that is connected via a ball nut and a ball and slides in the axial direction when the ball nut rotates, a housing that has a hollow shape and an inner circumferential surface having a receiving groove for accommodating the ball nut and the rack bar, and a rotation prevention member that is connected to the receiving groove of the housing and supports the sliding of the rack bar and prevents rotation.
또한, 본 실시예들에서, 회전방지부재는, 일측이 절개된 링 형상으로 형성되며 안착홈에 결합되어 랙바의 외주면을 감싸는 본체, 본체의 내주면에 구비되어 랙바의 외주면을 지지하는 지지부를 포함할 수 있다.In addition, in the present embodiments, the anti-rotation member may include a main body formed in a ring shape with one side cut off and coupled to a fixing groove to surround an outer surface of the rack bar, and a support member provided on an inner surface of the main body to support the outer surface of the rack bar.
또한, 본 실시예들에서, 랙바의 외주면에는 지지부가 삽입되어 지지되는 축방향의 지지홈이 형성될 수 있다.Additionally, in the present embodiments, an axial support groove may be formed on the outer surface of the rack bar to which a support member is inserted and supported.
또한, 본 실시예들에서, 회전방지부재는, 본체에 회전 가능하게 결합되어 랙바의 슬라이딩시 랙바를 회전지지하는 회전지지부재를 더 포함할 수 있다.Additionally, in the present embodiments, the rotation prevention member may further include a rotation support member that is rotatably coupled to the main body and supports the rack bar to rotate when the rack bar slides.
또한, 본 실시예들에서, 본체에는 외주면과 내주면을 관통하여 형성되며 회전지지부재가 삽입되어 회전지지되는 장착홀이 구비될 수 있다.Additionally, in the present embodiments, the main body may be provided with a mounting hole formed through the outer surface and the inner surface and into which a rotational support member is inserted and rotationally supported.
또한, 본 실시예들에서, 랙바의 외주면에는 회전지지부재가 삽입되어 회전지지되는 축방향의 가이드홈이 형성될 수 있다.Additionally, in the present embodiments, a rotational support member may be inserted into the outer surface of the rack bar to form an axial guide groove that is rotationally supported.
또한, 본 실시예들에서, 지지홈은 가이드홈의 원주방향 양측으로 이격되어 배치되는 한쌍으로 구비될 수 있다.Additionally, in the present embodiments, the support grooves may be provided as a pair spaced apart on both sides of the circumference of the guide groove.
또한, 본 실시예들에서, 지지부는 회전지지부재의 원주방향 양측으로 이격되어 배치되는 한쌍으로 구비되어 지지홈 각각에 삽입되어 지지될 수 있다.Additionally, in the present embodiments, the support members may be provided as a pair spaced apart from each other on both sides of the circumference of the rotating support member and may be inserted into and supported in each of the support grooves.
또한, 본 실시예들에서, 회전방지부재는, 본체의 외주면에서 반경방향으로 돌출되어 안착홈에 지지되는 고정돌기를 더 포함할 수 있다.Additionally, in the present embodiments, the anti-rotation member may further include a fixing projection that protrudes radially from the outer surface of the main body and is supported in the fixing groove.
또한, 본 실시예들에서, 안착홈에는 고정돌기가 삽입되어 고정되는 고정홈이 형성될 수 있다.Additionally, in the present embodiments, a fixing groove may be formed into which a fixing projection is inserted and fixed.
이와 같은 본 실시예들에 의하면, 스티어 바이 와이어식 조향장치에 있어서 조향축과 바퀴와의 기계적인 연결이 없더라도 운전자의 조향휠 조작시 볼너트의 회전토크로 인한 랙바의 회전을 방지함으로써 운전자의 조향감과 조향안전성을 상승시킬 수 있는 효과가 있게 된다.According to these embodiments, even if there is no mechanical connection between the steering shaft and the wheel in a steer-by-wire type steering device, the rotation of the rack bar due to the rotational torque of the ball nut when the driver operates the steering wheel can be prevented, thereby improving the steering feel and steering safety of the driver.
도 1은 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치를 개략적으로 나타내는 개략도,
도 2 내지 도 6은 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치 중 일부를 나타내는 사시도,
도 7은 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치 중 일부를 나타내는 단면도이다.Figure 1 is a schematic diagram schematically showing a steer-by-wire type steering device according to the present embodiments.
Figures 2 to 6 are perspective views showing some of the steer-by-wire type steering devices according to the present embodiments.
Fig. 7 is a cross-sectional view showing a part of a steer-by-wire type steering device according to the present embodiments.
이하, 본 개시의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 실시예들을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 기술사상의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다. 본 명세서 상에서 언급된 "포함한다", "갖는다", "이루어진다" 등이 사용되는 경우 "~만"이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별한 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함할 수 있다.Hereinafter, some embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to exemplary drawings. When adding reference numerals to components of each drawing, the same components may have the same numerals as much as possible even if they are shown in different drawings. In addition, when describing the present embodiments, if it is determined that a specific description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present technical idea, the detailed description may be omitted. When "includes," "has," "consists of," etc. are used in this specification, other parts may be added unless "only" is used. When a component is expressed in singular, it may include a case where it includes plural unless there is a special explicit description.
또한, 본 개시의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. Additionally, in describing components of the present disclosure, terms such as first, second, A, B, (a), (b), etc. may be used. These terms are only intended to distinguish the components from other components, and the nature, order, sequence, or number of the components are not limited by the terms.
구성 요소들의 위치 관계에 대한 설명에 있어서, 둘 이상의 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속" 등이 된다고 기재된 경우, 둘 이상의 구성 요소가 직접적으로 "연결", "결합" 또는 "접속" 될 수 있지만, 둘 이상의 구성 요소와 다른 구성 요소가 더 "개재"되어 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 여기서, 다른 구성 요소는 서로 "연결", "결합" 또는 "접속" 되는 둘 이상의 구성 요소 중 하나 이상에 포함될 수도 있다. In a description of the positional relationship of components, when it is described that two or more components are "connected", "coupled" or "connected", it should be understood that the two or more components may be directly "connected", "coupled" or "connected", but the two or more components and another component may be further "interposed" to be "connected", "coupled" or "connected". Here, the other component may be included in one or more of the two or more components that are "connected", "coupled" or "connected" to each other.
구성 요소들이나, 동작 방법이나 제작 방법 등과 관련한 시간적 흐름 관계에 대한 설명에 있어서, 예를 들어, "~후에", "~에 이어서", "~다음에", "~전에" 등으로 시간적 선후 관계 또는 흐름적 선후 관계가 설명되는 경우, "바로" 또는 "직접"이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.In the description of the temporal flow relationship related to components, operation methods, or manufacturing methods, for example, when the temporal chronological relationship or the chronological flow relationship is described as "after", "following", "next to", or "before", it can also include cases where it is not continuous, as long as "immediately" or "directly" is not used.
한편, 구성 요소에 대한 수치 또는 그 대응 정보(예: 레벨 등)가 언급된 경우, 별도의 명시적 기재가 없더라도, 수치 또는 그 대응 정보는 각종 요인(예: 공정상의 요인, 내부 또는 외부 충격, 노이즈 등)에 의해 발생할 수 있는 오차 범위를 포함하는 것으로 해석될 수 있다.Meanwhile, when a numerical value or its corresponding information (e.g., level, etc.) for a component is mentioned, even if there is no separate explicit description, the numerical value or its corresponding information may be interpreted as including an error range that may occur due to various factors (e.g., process factors, internal or external impact, noise, etc.).
도 1은 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치를 개략적으로 나타내는 개략도, 도 2 내지 도 6은 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치 중 일부를 나타내는 사시도, 도 7은 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치 중 일부를 나타내는 단면도이다.FIG. 1 is a schematic diagram showing a steer-by-wire steering device according to the present embodiments, FIGS. 2 to 6 are perspective views showing a part of a steer-by-wire steering device according to the present embodiments, and FIG. 7 is a cross-sectional view showing a part of a steer-by-wire steering device according to the present embodiments.
본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치는, 볼너트(141)와 볼(142)을 매개로 결합되어 볼너트(141)의 회전시 축방향으로 슬라이딩하는 랙바(130), 볼너트(141)와 랙바(130)를 수용하는 중공 형상으로 내주면에 안착홈(167)이 구비되어 있는 하우징(160), 하우징(160)의 안착홈(167)에 결합되어 랙바(130)의 슬라이딩을 지지하며 회전을 방지하는 회전방지부재(150)를 포함한다.The steer-by-wire type steering device according to the present embodiments includes a rack bar (130) that is coupled via a ball nut (141) and a ball (142) and slides axially when the ball nut (141) rotates, a housing (160) that has a hollow shape that accommodates the ball nut (141) and the rack bar (130) and has a mounting groove (167) formed on its inner surface, and a rotation prevention member (150) that is coupled to the mounting groove (167) of the housing (160) to support the sliding of the rack bar (130) and prevent rotation.
먼저, 도 1을 참조하면, 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치는, 조향휠(101)과 연결된 조향축(103)의 일측에 앵글센서(105)와 토크센서(107)가 결합되고, 운전자의 조향휠(101) 조작시 이를 감지하는 앵글센서(105)와 토크센서(107)가 전기 신호를 전자제어장치(110)에 보내 조향축 모터(120)와 랙바 구동모터(145)가 작동되도록 되어 있다.First, referring to FIG. 1, the steer-by-wire steering device according to the present embodiments has an angle sensor (105) and a torque sensor (107) coupled to one side of a steering shaft (103) connected to a steering wheel (101), and when the driver operates the steering wheel (101), the angle sensor (105) and the torque sensor (107) detect this and send an electric signal to an electronic control device (110) so that the steering shaft motor (120) and the rack bar drive motor (145) are operated.
전자제어장치(110)는 앵글센서(105)와 토크센서(107)로부터 전송된 전기 신호와 기타 자동차에 장착된 여러 센서들로부터 전송된 전기 신호들을 기초로 조향축 모터(120)와 랙바 구동모터(145)를 제어하게 된다.The electronic control device (110) controls the steering shaft motor (120) and the rack bar drive motor (145) based on electric signals transmitted from the angle sensor (105) and the torque sensor (107) and other electric signals transmitted from various sensors mounted on the vehicle.
조향축 모터(120)는 모터의 회전수를 감속하는 감속기와 연결되어 있으며, 일반주행시에는 운전자의 조향휠(101) 조작시 반대방향의 조향반력감을 느낄 수 있게 조향축(103)에 반력을 제공하고 자율주행시에는 운전자의 의지가 개입되지 않고 전자제어장치(110)의 제어에 의한 조향이 이루어지게 된다.The steering shaft motor (120) is connected to a reducer that reduces the rotational speed of the motor, and during normal driving, it provides a reaction force to the steering shaft (103) so that the driver can feel a steering reaction force in the opposite direction when the driver operates the steering wheel (101), and during autonomous driving, steering is performed by the control of the electronic control device (110) without the intervention of the driver's will.
랙바 구동모터(145)는 벨트구동 감속기(140)를 통해 랙바(130)를 슬라이딩시켜 타이로드(133)와 너클암(135)을 통해 양측 바퀴(131)의 조향을 수행하게 되어 있다.The rack bar drive motor (145) slides the rack bar (130) through the belt drive reducer (140) to steer the wheels (131) on both sides through the tie rod (133) and the knuckle arm (135).
벨트구동 감속기(140)는 볼너트(141)에 결합된 너트풀리(143), 너트풀리(143)와 벨트(149)로 연결되는 모터풀리(147) 등으로 이루어지며, 랙바(130)의 스크류홈(130a)과 볼너트(141)의 스크류홈(141a)에 볼(142)이 결합되어 볼너트(141)의 회전시 랙바(130)가 축방향으로 슬라이딩된다.The belt drive reducer (140) is composed of a nut pulley (143) coupled to a ball nut (141), a motor pulley (147) connected to the nut pulley (143) and a belt (149), and a ball (142) is coupled to the screw groove (130a) of the rack bar (130) and the screw groove (141a) of the ball nut (141), so that the rack bar (130) slides axially when the ball nut (141) rotates.
다만, 본 실시예들에서의 도면에는 설명의 편의를 위해 조향축(103)에 구비되는 앵글센서(105)와 토크센서(107), 조향 정보를 전자제어장치(110)로 송부하기 위한 차속센서(102), 피니언축 회전각센서(104), 초음파센서(106), 화상센서(108)가 구비되는 것을 일례로 도시하였으나, 이 외에 모터 포지션 센서, 각종 레이더와 라이더 등이 구비될 수 있으며, 이하 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.However, for convenience of explanation, the drawings in the present embodiments illustrate an example in which an angle sensor (105) and a torque sensor (107) are provided on a steering shaft (103), a vehicle speed sensor (102) for transmitting steering information to an electronic control device (110), a pinion shaft rotation angle sensor (104), an ultrasonic sensor (106), and an image sensor (108) are provided, but in addition, a motor position sensor, various types of radars and lidars, etc. may be provided, and a detailed description thereof will be omitted below.
이러한 스티어 바이 와이어식 조향장치에 있어서는 조향휠(101)과 바퀴(119)가 기계적으로 연결되어 있지 않기 때문에 운전자의 조향휠(101) 조작시 벨트구동 감속기(140)에 의해 회전하는 볼너트(141)의 회전토크로 인해 랙바(130)가 회전하는 것을 방지하기 위한 기계적 제한이 필요하게 된다.In this type of steer-by-wire steering device, since the steering wheel (101) and the wheel (119) are not mechanically connected, a mechanical restriction is required to prevent the rack bar (130) from rotating due to the rotational torque of the ball nut (141) that rotates by the belt-driven reducer (140) when the driver operates the steering wheel (101).
따라서, 본 실시예들에서 랙바(130)의 축방향 슬라이딩을 지지하면서 랙바(130)의 회전을 방지하는 회전방지부재(150)가 구비된다.Therefore, in the present embodiments, a rotation prevention member (150) is provided to prevent rotation of the rack bar (130) while supporting axial sliding of the rack bar (130).
하우징(160)에 수용되어 축방향으로 슬라이딩하는 랙바(130)는 전술한 바와 같이 볼(142)을 매개로 볼너트(141)와 결합되고 이들을 수용하는 하우징(160)의 내주면에는 회전방지부재(150)가 결합되는 안착홈(167)이 구비된다.The rack bar (130) accommodated in the housing (160) and sliding in the axial direction is connected to the ball nut (141) via the ball (142) as described above, and the inner surface of the housing (160) that accommodates them is provided with a fixing groove (167) to which a rotation prevention member (150) is coupled.
그리고, 회전방지부재(150)와 함께 랙바(130)의 회전을 방지하는 피니언축(137)이 랙바(130)에 치합될 수 있다.Additionally, a pinion shaft (137) that prevents rotation of the rack bar (130) together with a rotation prevention member (150) can be engaged with the rack bar (130).
피니언축(137)에 형성된 피니언기어(139)와 랙바(130)의 일단에 형성된 랙기어(130b)는 서로 치합되어 랙바(130)는 슬라이딩되고 피니언축(137)은 회전하는 기어 구성이어서 피니언축(137)을 하우징(160)에 내장하여 회전지지함으로써 랙바(130)의 회전을 추가로 방지할 수 있게 된다.The pinion gear (139) formed on the pinion shaft (137) and the rack gear (130b) formed on one end of the rack bar (130) are meshed with each other so that the rack bar (130) slides and the pinion shaft (137) rotates. Thus, by building the pinion shaft (137) into the housing (160) and supporting its rotation, the rotation of the rack bar (130) can be additionally prevented.
회전방지부재(150)는, 일측이 절개된 링 형상으로 형성되며 하우징(160)의 안착홈(167)에 결합되어 랙바(130)의 외주면을 감싸는 본체(153), 본체(153)의 내주면에 구비되어 랙바(130)의 외주면을 지지하는 지지부(151a, 151b)를 포함한다.The anti-rotation member (150) is formed in a ring shape with one side cut off and includes a main body (153) that is coupled to a mounting groove (167) of a housing (160) and surrounds the outer surface of the rack bar (130), and a support member (151a, 151b) that is provided on the inner surface of the main body (153) and supports the outer surface of the rack bar (130).
본체(153)는 절개된 링 형상으로 형성되어 랙바(130)의 외주면 전체 중 반 이상을 감싸며 하우징(160)의 안착홈(167)에 결합된다.The main body (153) is formed in a cut ring shape and surrounds more than half of the entire outer surface of the rack bar (130) and is coupled to the mounting groove (167) of the housing (160).
본체(153)의 내주면에는 지지부(151a, 151b)가 구비되어 있어서 랙바(130)의 외주면을 지지하여 랙바(130)의 회전을 방지한다.The inner surface of the main body (153) is provided with a support member (151a, 151b) to support the outer surface of the rack bar (130) and prevent rotation of the rack bar (130).
지지부(151a, 151b)는 대략 원기둥 형상으로 형성되는데 본체(153)의 내주면에 일체로 형성되거나 별도 형성되어 본체(153)의 내주면에 결합될 수 있다.The support member (151a, 151b) is formed in a roughly cylindrical shape and may be formed integrally on the inner surface of the main body (153) or formed separately and joined to the inner surface of the main body (153).
랙바(130)의 외주면에는 본체(153)의 지지부(151a, 151b)가 삽입되어 지지되는 축방향의 지지홈(132)이 형성되어 있어서 랙바(130)의 슬라이딩시 랙바(130)의 지지홈(132)이 지지부(151a, 151b)에 가이드되며 슬라이딩이 이루어진다.An axial support groove (132) is formed on the outer surface of the rack bar (130) into which the support portions (151a, 151b) of the main body (153) are inserted and supported, so that when the rack bar (130) slides, the support groove (132) of the rack bar (130) is guided by the support portions (151a, 151b) and sliding is achieved.
그리고, 볼너트(141)에서 회전 토크가 전달되어 랙바(130)가 회전하려고 할 때 지지홈(132)이 지지부(151a, 151b)에 지지되어 회전이 방지되게 되어 있다.And, when the rotational torque is transmitted from the ball nut (141) and the rack bar (130) attempts to rotate, the support groove (132) is supported by the support member (151a, 151b) to prevent rotation.
이러한 회전방지부재(150)는, 본체(153)에 회전 가능하게 결합되어 랙바(130)의 슬라이딩시 랙바(130)를 회전지지하는 회전지지부재(155)를 더 포함할 수 있다.This rotation prevention member (150) may further include a rotation support member (155) that is rotatably coupled to the main body (153) and supports the rack bar (130) in rotation when the rack bar (130) slides.
여기서, 회전지지부재(155)는 구형상의 볼을 일례로 도시하였으나, 랙바(130)의 슬라이딩을 회전지지할 수 있는 롤러나 베어링, 핀 등이 이용될 수 있음을 밝혀 둔다.Here, the rotation support member (155) is illustrated as an example of a spherical ball, but it should be noted that a roller, bearing, pin, or the like capable of rotationally supporting the sliding of the rack bar (130) may be used.
본체(153)에는 외주면과 내주면을 관통하여 형성되는 장착홀(153a)이 형성되어 있으며 장착홀(153a)에는 회전지지부재(155)가 삽입 내지는 압입되어 회전지지된다.The main body (153) has a mounting hole (153a) formed through the outer and inner surfaces, and a rotational support member (155) is inserted or pressed into the mounting hole (153a) to be rotationally supported.
또한, 랙바(130)의 외주면에는 회전지지부재(155)가 삽입되어 회전지지되는 축방향의 가이드홈(134)이 형성되어 있어서 랙바(130)의 슬라이딩시 랙바(130)의 가이드홈(134)이 회전지지부재(155)에 가이드되며 슬라이딩이 이루어진다.In addition, a rotational support member (155) is inserted into the outer surface of the rack bar (130) to form an axial guide groove (134) that is rotationally supported, so that when the rack bar (130) slides, the guide groove (134) of the rack bar (130) is guided by the rotational support member (155) and sliding is performed.
그리고, 볼너트(141)에서 회전 토크가 전달되어 랙바(130)가 회전하려고 할 때 가이드홈(134)이 회전지지부재(155)에 지지되어 회전이 방지된다.And, when the rotational torque is transmitted from the ball nut (141) and the rack bar (130) attempts to rotate, the guide groove (134) is supported by the rotational support member (155) to prevent rotation.
지지홈(132)은 가이드홈(134)의 원주방향 양측으로 이격되어 배치되는 한쌍으로 구비되고 지지부(151a, 151b)는 회전지지부재(155)의 원주방향 양측으로 이격되어 배치되는 한쌍으로 구비되어 지지홈(132) 각각에 지지부(151a, 151b)가 삽입되어 지지된다.The support grooves (132) are provided as a pair spaced apart from each other on both sides of the circumference of the guide groove (134), and the support parts (151a, 151b) are provided as a pair spaced apart from each other on both sides of the circumference of the rotational support member (155), and the support parts (151a, 151b) are inserted into and supported in each of the support grooves (132).
따라서, 볼너트(141)에서 회전 토크가 전달되어 랙바(130)가 회전하려고 할 때 원주방향의 세곳에서 랙바(130)를 견고하게 지지함으로써 랙바(130)의 회전 방지력이 균일하게 유지될 수 있다.Accordingly, when the rotational torque is transmitted from the ball nut (141) and the rack bar (130) attempts to rotate, the rotation prevention force of the rack bar (130) can be maintained uniformly by firmly supporting the rack bar (130) at three locations in the circumferential direction.
이러한 회전지지부재(155)와 지지부(151a, 151b)는 1열로 배치되는 것을 일례로 도시하였으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 하나의 회전지지부재(155)와 한쌍의 지지부(151a, 151b)가 축방향으로 이격되며 2열 이상이 배치될 수도 있음을 밝혀 둔다.These rotational support members (155) and support members (151a, 151b) are shown as being arranged in one row as an example, but this is not necessarily limited to this, and it should be noted that one rotational support member (155) and a pair of support members (151a, 151b) may be arranged in two or more rows spaced apart in the axial direction.
또한 회전방지부재(150)는, 본체(153)의 외주면에서 반경방향으로 돌출되어 안착홈(167)에 지지되는 고정돌기(157)를 더 포함할 수 있다.In addition, the anti-rotation member (150) may further include a fixing projection (157) that protrudes radially from the outer surface of the main body (153) and is supported by a fixing groove (167).
고정돌기(157)는 본체(153)의 외주면에서 반경방향 외측으로 돌출되게 형성되며 축방향으로 긴 원기둥 형상으로 형성된다.The fixed projection (157) is formed to protrude radially outward from the outer surface of the main body (153) and is formed in the shape of a long cylinder in the axial direction.
이러한 고정돌기(157)는 회전지지부재(155)의 축방향 양측에 배치되어 축방향으로 균일한 고정력을 유지할 수 있게 된다.These fixed projections (157) are arranged on both axial sides of the rotation support member (155) so as to maintain a uniform fixing force in the axial direction.
그리고, 하우징(160)의 안착홈(167)에는 고정돌기(157)가 삽입되어 고정되는 고정홈(167)이 형성되어 있어서, 볼너트(141)에서 회전 토크가 전달되어 랙바(130)가 회전하려고 할 때 회전방지부재(150)도 함께 회전하려는 것을 방지함으로써 랙바(130)와 회전방지부재(150)의 회전 방지력을 일정하게 유지할 수 있게 된다.In addition, a fixing groove (167) into which a fixing projection (157) is inserted and fixed is formed in the fixing groove (167) of the housing (160), so that when the rotational torque is transmitted from the ball nut (141) and the rack bar (130) attempts to rotate, the rotation preventing member (150) is prevented from rotating as well, thereby maintaining the rotation preventing force of the rack bar (130) and the rotation preventing member (150) constant.
안착홈(167)은 하우징(160)의 내측에 형성되는 격벽 사이에 구비된다. The settling home (167) is provided between the partition walls formed on the inside of the housing (160).
즉, 랙바(130)를 수용하는 중공 형상으로 형성되는 하우징(160)은 개구부(165b)의 내측에 형성된 외측격벽(161)과 외측격벽(161)에서 축방향으로 이격된 내측격벽(163)을 구비하며 외측격벽(161)과 내측격벽(163) 사이에 안착홈이 구비되어 회전방지부재(150)의 본체(153)가 결합된다.That is, the housing (160) formed in a hollow shape that accommodates the rack bar (130) has an outer bulkhead (161) formed on the inner side of the opening (165b) and an inner bulkhead (163) spaced apart in the axial direction from the outer bulkhead (161), and a fixing groove is provided between the outer bulkhead (161) and the inner bulkhead (163) to which the main body (153) of the rotation prevention member (150) is coupled.
따라서, 회전방지부재(150)의 본체(153)가 외측격벽(161)과 내측격벽(163)에 축방향으로 지지되어 위치가 고정되고 축방향의 이탈을 방지하게 되며 외측격벽(161)에는 반경방향 내측으로 연장된 연장부(161a)가 구비되어 본체(153)를 보다 견고하게 지지할 수 있다.Accordingly, the main body (153) of the anti-rotation member (150) is axially supported by the outer bulkhead (161) and the inner bulkhead (163), thereby fixing the position and preventing axial displacement, and the outer bulkhead (161) is provided with an extension portion (161a) that extends radially inwardly to more firmly support the main body (153).
안착홈(167)에는 외측격벽(161)을 절개하여 안착홈(167)과 연통되는 고정홈(167)이 형성되고 고정홈(167)에 고정돌기(157)가 삽입되어 지지됨으로써 회전방지부재(150)의 회전 이탈을 방지하게 된다.In the fixing groove (167), a fixing groove (167) is formed by cutting the outer bulkhead (161) to communicate with the fixing groove (167), and a fixing projection (157) is inserted into the fixing groove (167) to support it, thereby preventing the rotational deviation of the rotational prevention member (150).
한편, 본 실시예들에서는 랙바(130)에 회전방지부재(150)가 한개 구비되는 것을 일례로 도시하였으나, 랙바 구동모터(145)와 벨트구동 감속기(140)의 볼너트(141) 회전력 설계값에 따라서 회전방지부재(150)의 갯수와 축방향의 위치 등이 변경될 수 있음을 밝혀둔다.Meanwhile, in the present embodiments, it is illustrated as an example that one anti-rotation member (150) is provided on the rack bar (130), but it should be noted that the number and axial position of the anti-rotation members (150) may be changed depending on the design value of the rotational force of the ball nut (141) of the rack bar drive motor (145) and the belt drive reducer (140).
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시예들에 의하면, 스티어 바이 와이어식 조향장치에 있어서 조향축과 바퀴와의 기계적인 연결이 없더라도 운전자의 조향휠 조작시 볼너트의 회전토크로 인한 랙바의 회전을 방지함으로써 운전자의 조향감과 조향안전성을 상승시킬 수 있는 효과가 있게 된다.As described above, according to the present embodiments, even if there is no mechanical connection between the steering shaft and the wheel in a steer-by-wire type steering device, the rotation of the rack bar due to the rotational torque of the ball nut when the driver operates the steering wheel can be prevented, thereby improving the steering feel and steering safety of the driver.
이상의 설명은 본 개시의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 기술사상의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 또한, 본 실시예들은 본 개시의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 이러한 실시예에 의하여 본 개시의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 개시의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 개시의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. The above description is merely an illustrative description of the technical idea of the present disclosure, and those skilled in the art to which the present disclosure pertains may make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the technical idea of the present disclosure. In addition, the present embodiments are not intended to limit the technical idea of the present disclosure but to explain it, and therefore the scope of the technical idea of the present disclosure is not limited by these embodiments. The protection scope of the present disclosure should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within a scope equivalent thereto should be interpreted as being included in the scope of the rights of the present disclosure.
Claims (10)
상기 볼너트와 랙바를 수용하는 중공 형상으로 내주면에 안착홈이 구비되어 있는 하우징;
상기 하우징의 안착홈에 결합되어 상기 랙바의 슬라이딩을 지지하며 회전을 방지하는 회전방지부재;
를 포함하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.A rack bar that is connected to a ball nut and a ball and slides axially when the ball nut rotates;
A housing having a hollow shape and a mounting groove on the inner surface for accommodating the above-mentioned ball nut and rack bar;
An anti-rotation member coupled to the fixing groove of the above housing to support sliding of the above rack bar and prevent rotation;
A steer-by-wire steering system including:
상기 회전방지부재는,
일측이 절개된 링 형상으로 형성되며 상기 안착홈에 결합되어 상기 랙바의 외주면을 감싸는 본체;
상기 본체의 내주면에 구비되어 상기 랙바의 외주면을 지지하는 지지부;
를 포함하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.In paragraph 1,
The above anti-rotation member is,
A main body formed in a ring shape with one side cut off and joined to the fixing groove to surround the outer surface of the rack bar;
A support member provided on the inner surface of the main body and supporting the outer surface of the rack bar;
A steer-by-wire steering system including:
상기 랙바의 외주면에는 상기 지지부가 삽입되어 지지되는 축방향의 지지홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.In the second paragraph,
A steer-by-wire type steering device characterized in that an axial support groove is formed on the outer surface of the rack bar to which the support member is inserted and supported.
상기 회전방지부재는,
상기 본체에 회전 가능하게 결합되어 상기 랙바의 슬라이딩시 상기 랙바를 회전지지하는 회전지지부재를 더 포함하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.In the third paragraph,
The above anti-rotation member is,
A steer-by-wire type steering device further comprising a rotational support member that is rotatably coupled to the main body and rotationally supports the rack bar when the rack bar slides.
상기 본체에는 외주면과 내주면을 관통하여 형성되며 상기 회전지지부재가 삽입되어 회전지지되는 장착홀이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.In paragraph 4,
A steer-by-wire type steering device characterized in that the main body is provided with a mounting hole formed through the outer and inner surfaces and into which the rotational support member is inserted and rotationally supported.
상기 랙바의 외주면에는 상기 회전지지부재가 삽입되어 회전지지되는 축방향의 가이드홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.In paragraph 4,
A steer-by-wire type steering device characterized in that an axial guide groove is formed on the outer surface of the rack bar to which the rotational support member is inserted and rotationally supported.
상기 지지홈은 상기 가이드홈의 원주방향 양측으로 이격되어 배치되는 한쌍으로 구비되는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.In paragraph 6,
A steer-by-wire type steering device characterized in that the above support grooves are provided as a pair spaced apart on both sides of the circumference of the above guide grooves.
상기 지지부는 상기 회전지지부재의 원주방향 양측으로 이격되어 배치되는 한쌍으로 구비되어 상기 지지홈 각각에 삽입되어 지지되는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.In paragraph 7,
A steer-by-wire type steering device, characterized in that the support members are provided as a pair spaced apart from each other on both sides of the circumferential direction of the rotating support member and are inserted into and supported by each of the support grooves.
상기 회전방지부재는,
상기 본체의 외주면에서 반경방향으로 돌출되어 상기 안착홈에 지지되는 고정돌기를 더 포함하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.In paragraph 4,
The above anti-rotation member is,
A steer-by-wire type steering device further comprising a fixed projection that protrudes radially from the outer surface of the main body and is supported by the mounting groove.
상기 안착홈에는 상기 고정돌기가 삽입되어 고정되는 고정홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.In Article 9,
A steer-by-wire type steering device characterized in that a fixing groove is formed in the above-mentioned fixing groove into which the fixing projection is inserted and fixed.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020230073215A KR20240174001A (en) | 2023-06-07 | 2023-06-07 | Steer by wire type steering apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020230073215A KR20240174001A (en) | 2023-06-07 | 2023-06-07 | Steer by wire type steering apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20240174001A true KR20240174001A (en) | 2024-12-16 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| US20230219614A1 (en) * | 2022-01-10 | 2023-07-13 | Hyundai Mobis Co., Ltd. | Steering actuator apparatus for vehicle |
-
2023
- 2023-06-07 KR KR1020230073215A patent/KR20240174001A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20230219614A1 (en) * | 2022-01-10 | 2023-07-13 | Hyundai Mobis Co., Ltd. | Steering actuator apparatus for vehicle |
| US12409881B2 (en) * | 2022-01-10 | 2025-09-09 | Hyundai Mobis Co., Ltd. | Steering actuator apparatus for vehicle |
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