KR20020024636A - 전동 파워스티어링의 모터장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전동 파워스티어링의 모터장치에 관한 것으로서, 그 목적은 감속기와 모터의 사이에 간단한 구조의 토오크 리미터를 마련하여 제작 및 조립공정이 용이해지는 전동 파워스티어링의 모터장치를 제공하는 것이며, 회전 가능하도록 모터(10)의 일측으로 연장 형성된 회전축(11)과, 상기 회전축(11)과 연결가능하도록 워엄축(21)과, 상기 회전축(11)을 통해 전달된 회전력을 상기 워엄축(21)에 선택적으로 전달할 수 있도록 그 사이에 마련된 토오크 리미터(30), 상기 토오크 리미터(30)는 중공으로 마련된 케이스(31)와, 상기 케이스(31)의 내부에서 회전 가능하게 설치되며 상기 회전축(11)과 워엄축(21)에 각각 연결될 수 있도록 마련된 한쌍의 연결부(32)와, 상기 연결부(32)의 서로 마주하는 면에 서로 맞물릴 수 있도록 산이 형성된 요철부(34a,34b)와, 일측에 마련된 상기 연결부(32)를 고정시킬 수 있도록 상기 케이스(31)의 내부 일측에 마련된 락너트(37)와, 타측에 마련된 상기 연결부(32)를 축방향으로 탄성지지하여 요철부(34a,34b)가 서로 맞물릴 수 있도록 상기 케이스(31)의 내부 타측에 마련된 스프링(38)으로 구비되는 구성이다.

Description

전동 파워스티어링의 모터장치 {MOTOR DEVICE OF ELECTRICAL POWER STEERING}

본 발명은 전동 파워스티어링의 모터장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 모터에서 발생되는 회전력을 워엄축으로 전달하는 회전축의 외부에 진동을 흡수할 수 있는 구조를 마련한 전동 파워스티어링의 모터장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량에는 조향상태의 안정성을 보장하기 위해 파워스티어링이 적용되고 있다. 이 가운데 전동 파워스티어링(EPS, ELECTRICAL POWER STEERING SYSTEM)은 모터로써 조향력을 조절하게 된다. 즉, 전동 파워스티어링은 차속센서 및 조향토크센서 등에서 감지한 차량의 운행조건에 따라 ECU에서 모터를 구동시키게 되는데, 이때 ECU는 모터를 정밀하게 제어함으로써, 저속운행시에는 운전자에게 가볍고 편안한 조향감을 부여하고, 고속운행시에는 무거운 조향감과 더불어 양호한 방향 안정성을 부여하며, 비상상황에서는 급속한 조향이 이루어지도록하여 운전자에게 최적의 조향 조건을 제공하게 된다.

도 1은 이와 같은 종래의 전동 파워스티어링의 모터장치를 나타낸 단면도이다. 이에 도시된 바와 같이, 도 1은 이와 같은 종래의 전동 파워스티어링의 모터장치를 나타낸 단면도이다. 이에 도시된 바와 같이, 전동 파워스티어링에 사용되는 모터장치는, 회전력을 발생시키는 모터(1)와, 이 모터(1)에서 발생되는 회전력을 전달받아 미도시된 로터리밸브측으로 전달하는 감속기(4), 그리고 모터(1)와 감속기(4)의 사이에 설치되는 토오크 리미터(3,TORQUE LIMITOR)로 구분된다.

먼저, 모터(1)는 중공 원통으로 마련되는데, 그 내부에는 고정자 및 회전자 등이 설치되어 회전력을 발생시키게 된다. 그리고 모터(1)의 중심측에는 회전자와 연동되는 회전축(2)이 외부 일측으로 연장되어 마련된다. 또, 외부로 연장된 회전축(2)의 일단에는 토오크 리미터(3)가 마련된다.

다음, 회전축(2)과 연결된 토오크 리미터(3)의 타측에는 워엄축(5)이 내장된 감속기(4)가 설치된다. 이 워엄축(5)은 감속기(4)의 내부 양측에 설치된 베어링(6a,6b)을 통해 회전 가능하게 지지되는 것으로서, 그 중간측에는 워엄기어(5a)가 형성된다.

한편, 이러한 회전축(2)과 워엄축(5)의 사이에 설치되는 토오크 리미터(3)는, 모터(1)에 설치된 회전축(2)과 감속기(4)에 설치된 워엄축(5)의 사이에 회전 가능하게 설치되며 과도한 토크의 전달시 슬립되어 회전력이 전달되는 것을 방지할 수 있도록 마련되는 것이다.

즉, 모터(1)의 회전축(2) 선단에는 이와 결합되어 연동되는 로터(3b)가 마련되고, 감속기(4)의 워엄축(5) 선단에는 이와 결합되어 연동되는 플레이트(3c)가 설치된다. 그리고 이러한 로터(3b)와 플레이트(3c)는 그 외측을 감싸는 하우징(3a)의 내부에 축방향으로 유동가능하게 설치되는 것이다. 또, 로터(3b)와 플레이트(3c)의 사이에는 마찰재(3d)와 판스프링(3e)이 설치되는데, 마찰재(3d)는 로터(3b)와 밀착되도록 설치되고 판스프링(3e)은 마찰재(3d)를 로터(3b)측으로 탄성지지하는 것이다.

이로써 토오크 리미터(3)를 통해 전달되는 토크가 판스프링(3e)이마찰재(3d)를 지지하는 힘보다 클 때 마찰재(3d)와 로터(3b) 사이에서 슬립현상이 발생하게됨으로써 과도한 토크의 전달이 방지되는 것이다.

그러나, 이와 같이 구성된 종래의 전동 파워스티어링의 모터장치는, 모터와 감속기를 연결해주는 토오크 리미터의 구조가 복잡하고 구성부품이 많아 이를 제작하는 공정과 조립하는 공정이 번거러운 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 감속기와 모터의 사이에 간단한 구조의 토오크 리미터를 마련하여 제작 및 조립공정이 용이해지는 전동 파워스티어링의 모터장치를 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 전동 파워스티어링의 모터장치를 보인 단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 전동 파워스티어링의 모터장치를 보인 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 토오크 리미터를 확대도시한 단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 토오크 리미터를 보인 분해사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10:모터11:회전축

12:회전축 스플라인20:감속기

21:워엄축22:워엄축 스플라인

23:워엄기어30:토오크 리미터

31:케이스31a:플랜지

32:연결부32a:회전축방향 연결부

32b:워엄축방향 연결부33a,33b:연결부 스플라인

34a,34b:요철부35a,35b:단턱

36:볼베어링37:락너트

38:스프링39:니들베어링

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전동 파워스티어링의 모터장치는, 회전 가능하도록 모터의 일측으로 연장 형성된 회전축과, 상기 회전축과 연결가능하도록 워엄축과, 상기 회전축을 통해 전달된 회전력을 상기 워엄축에 선택적으로 전달할 수 있도록 그 사이에 토오크 리미터가 구비된 전동 파워스티어링의 모터장치에 있어서, 상기 토오크 리미터는 중공으로 마련된 케이스와, 상기 케이스의 내부에서 회전 가능하게 설치되며 상기 회전축과 워엄축에 각각 연결될 수 있도록 마련된 한쌍의 연결부와, 상기 연결부의 서로 마주하는 면에 서로 맞물릴 수 있도록 산이 형성된 요철부와, 일측에 마련된 상기 연결부를 고정시킬 수 있도록 상기 케이스의 내부 일측에 마련된 락너트와, 타측에 마련된 상기 연결부를 축방향으로 탄성지지하여 요철부가 서로 맞물릴 수 있도록 상기 케이스의 내부 타측에 마련된스프링으로 구비되는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 전동 파워스티어링의 모터장치를 보인 단면도이다. 이에 도시된 바와 같이, 전동 파워스티어링에 사용되는 모터장치는, 회전력을 발생시키는 모터(10)와, 이 모터(10)에서 발생되는 회전력을 전달받아 미도시된 로터리밸브측으로 전달하는 감속기(20), 그리고 모터(10)와 감속기(20)의 사이에 설치되는 토오크 리미터(30,TORQUE LIMITOR)로 구분된다.

먼저, 모터(10)는 중공 원통으로 마련되는데, 그 내부에는 고정자 및 회전자 등이 설치되어 회전력을 발생시키게 된다. 그리고 모터(10)의 중심측에는 회전자와 연동되는 회전축(11)이 외부 일측으로 연장되어 마련된다. 또, 외부로 연장된 회전축(11)의 선단측 외주면에는 돌출 형성된 회전축 스플라인(12)이 마련된다.

다음, 모터(10)의 일측에는 회전축(11)과 연동가능하도록 내부에 워엄축(21)이 설치된 감속기(20)가 마련되는데, 이 감속기(20)의 내부 양측에는 워엄축(21)을 지지할 수 있도록 한쌍의 베어링(24,25)이 마련된다. 그리고 워엄축(21)은 그 중간측에 워엄기어(23)가 형성되고, 회전축(11)과 마주하는 일측의 외주면에는 돌출 형성되는 워엄축 스플라인(22)이 형성된다.

한편, 회전축(11)과 워엄축(21)의 사이에는 회전축(11)에서 발생된 회전력을 선택적으로 워엄축(21)에 전달하여 과도한 토크의 전달을 방지하여 감속기(20)를 보호할 수 있도록 토오크 리미터(30)가 마련된다. 특히 본 발명의 토오크리미터(30)는 제작 및 설치가 용이하도록 단순한 구조로서 마련된다.

즉, 본 발명의 토오크 리미터(30)는 서로 맞물릴 수 있도록 형성된 한쌍의 연결부(32)가 마련된다. 이 연결부(32)는 워엄축(21)과 연결되는 워엄축방향 연결부(32b)와 회전축(11)과 연결되는 회전축방향 연결부(32a)로 구비되는데, 중공으로 마련된 그 내부에는 회전축 스플라인(12)과 워엄축 스플라인(22)에 맞물릴 수 있도록 연결부 스플라인(33a,33b)이 마련된다. 그리고 서로 마주하는 측은 확장형성되며, 서로 마주하는 면에는 서로 맞물릴 수 있도록 산이 형성된 기어형상의 요철부(34a,34b)가 마련되는 것이다. 또, 요철부(34a,34b)의 후방측으로는 단턱(35a,35b)이 형성된다.

아울러, 이러한 연결부(32)의 외측으로는 케이스(31)가 마련된다. 이 케이스(31)는 양측이 연통되는 중공의 관으로서 그 내부에 회전축(11) 및 워엄축(21)이 삽입될 수 있도록 마련되는데, 워엄축(21)이 삽입되는 측에는 볼베어링(36)이 설치되고, 회전축(11)이 삽입되는 측에는 니들베어링(39)이 설치되어 연결부(32)의 양측을 지지하게 된다.

이때 워엄축방향 연결부(32b)는 볼베어링(36)에 압입되고, 이 볼베어링(36)은 케이스(31)의 내부에 삽입되는 락너트(37)에 의해 고정되므로 축방향으로는 고정되도록 마련되는 것이다. 이와는 반대로 회전축방향 연결부(32a)는 축방향으로 유동가능하게 마련되어 과다한 토크의 전달이 발생될 때 헛돌게 된다.

즉, 회전축방향 연결부(32a)의 요철부(34a) 후방측에는 스프링(38)이 설치되고, 이 스프링(38)은 케이스(31)의 회전축(11) 방향에 내측으로 축소된 지름으로마련된 플랜지(31a)에 의해 지지되는데, 스프링(38)과 플랜지(31a)의 사이에는 니들베어링(39)이 개재되는 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 전동 파워스티어링의 모터장치는, 모터(10)가 정상적으로 회전될 때 회전축(11)과 연결된 회전축방향 연결부(32a)가 이와 요철부(34a,34b)로서 맞물리는 워엄축방향 연결부(32b)를 회전시키게 되고, 워엄축방향 연결부(32b)는 워엄축(21)을 회전시키게되는 것이다. 그리고 이와는 달리 모터(10)가 정상치 이상으로 회전되어 회전축방향 연결부(32a)를 밀어주는 스프링(38)의 탄성력에 비해 토크가 크게 되면 회전축방향 연결부(32a)의 요철부(34a)와 워엄축방향 연결부(32b)의 요철부(34b)는 서로 이격되어 헛돌게 되므로 한 순간 전달되는 동력을 끊어주게 된다.

이로써 과다토크로 인해 감속기(20) 및 그 내부의 워엄기어(23)가 손상되는 것을 방지해주는 것이다. 이때 스프링(38)의 탄성력과 요철부(34a,34b)의 경사각도를 조정함으로써 연결부(32)가 이격될 수 있는 과대토크를 조절할 수 있게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전동 파워스티어링의 모터장치는, 서로 맞물리는 요철부를 구비한 단순한 구조로 마련되어 별도의 마찰재등이 필요치않고 그 구조가 단순화된다. 이로써 제작공정과 조립공정이 용이해지는 이점이 있다.

Claims (1)

1. 회전 가능하도록 모터의 일측으로 연장 형성된 회전축과, 상기 회전축과 연결가능하도록 워엄축과, 상기 회전축을 통해 전달된 회전력을 상기 워엄축에 선택적으로 전달할 수 있도록 그 사이에 토오크 리미터가 구비된 전동 파워스티어링의 모터장치에 있어서,

   상기 토오크 리미터(30)는 중공으로 마련된 케이스(31)와, 상기 케이스(31)의 내부에서 회전 가능하게 설치되며 상기 회전축(11)과 워엄축(21)에 각각 연결될 수 있도록 마련된 한쌍의 연결부(32)와, 상기 연결부(32)의 서로 마주하는 면에 서로 맞물릴 수 있도록 산이 형성된 요철부(34a,34b)와, 일측에 마련된 상기 연결부(32)를 고정시킬 수 있도록 상기 케이스(31)의 내부 일측에 마련된 락너트(37)와, 타측에 마련된 상기 연결부(32)를 축방향으로 탄성지지하여 요철부(34a,34b)가 서로 맞물릴 수 있도록 상기 케이스(31)의 내부 타측에 마련된 스프링(38)으로 구비되는 것을 특징으로 하는 전동 파워스티어링의 모터장치.