JP6953528B2 - カプラーおよびこれを含むモーター組立体 - Google Patents

Description

実施例は、鍛造工法と射出工法を併用して製作したカプラーおよびこれを含むモーター組立体に関する。

車両のパワーステアリング装置は、ステアリングホイールの角回転操作力の軽減のための装置であって、油圧を用いたパワーステアリング（Ｐｏｗｅｒ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ）方式が継続的に使用されてきた。最近に発売される車両には、走行速度に応じる操舵力を変化させるために、電動式パワーステアリング装置（ＭＤＰＳ：Ｍｏｔｏｒ Ｄｒｉｖｅｎ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ）が搭載される。

一般的に、ＥＰＳ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ）モーターは、ＭＤＰＳ（Ｍｏｔｏｒ Ｄｒｉｖｅｎ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ）コラムに付着してドライバーの操向を助ける用途として使用される。

ＥＰＳ用モーターがコラムの減速機軸に結合してトルクを発生させ、減速機を駆動させるためには、「カプラー」という部材を使用する必要がある。

しかし、従来の鍛造方法で製造されたカプラーは、鍛造方法の特徴上、形状の実装に困難があり、組立工程上で位置が外れる場合、シャフトとの結合力の確保が難しい問題点があった。

また、モーターの駆動時に結合する他の物体とカプラーの面接触による騷音発生の問題も指摘される。

実施例は、鍛造工法と射出工法を併用して製作したカプラーを提供する。

本発明が解決しようとする課題は、以上で言及した課題に限定されず、ここで言及していないまた他の課題は、以下の記載から当業者に明確に理解されるであろう。

本発明の実施例は、貫通孔を含む内側挿入部と、前記内側挿入部の外部を包む外側支持部を含み、前記内側挿入部は、前記外側支持部が貫通する連結溝を含み、前記外側支持部は、前記貫通孔の中心方向に突出する少なくとも１つの突起部を含み、前記突起部は、溝部を含むカプラーを提供する。

前記内側挿入部は、一定の厚さを有する板状のプレートと前記貫通孔が形成される突出部を含み得る。

前記プレートは、多角形の構造を備え得る。

前記プレートの多角形の構造は、前記突起部の数の倍数の角形として設けられ得る。

前記突起部の下部には、前記プレートの最外殻点が位置し得る。

前記貫通孔を形成する貫通面には、線形のギア歯が形成され得る。

前記貫通孔を形成する貫通面には、螺旋状のねじ山が形成され得る。

前記外側支持部は、円筒状の外壁を含み、前記突起部は、前記外壁から内側方向に突出し得る。

前記突起部および隣接する前記突起部は、前記外側支持部に同じ間隔で配置され得る。

前記突起部の上側面は、前記突起部の下側に傾斜部を備え得る。

前記突起部の側面は、インボリュート曲線として形成され得る。

前記内側挿入部は、鍛造工法で製造され、前記外側支持部は、射出工法で製造され得る。

本発明のまた他の実施例は、回転軸と、前記回転軸が配置されるホールを含むローターと、前記ローターの外側に配置されるステーターと、前記ローターおよび前記ステーターを収容するハウジングと、前記回転軸と結合するカプラーと、を含み、貫通孔を含む内側挿入部と、前記内側挿入部の外部を包む外側支持部を含み、前記内側挿入部は、前記外側支持部が貫通する連結溝を含み、前記外側支持部は、前記貫通孔の中心方向に突出する少なくとも１つの突起部を含み、前記突起部は、溝部を含むモーター組立体を提供する。

実施例によると、鍛造工法と射出工法を併用して詳細な形状を具現することにより、結合力を増大させる効果がある。

また、カプラーの内径に追加的な結合構造を付加して結合力の信頼性を確保できる効果がある。

また、結合面の構造をインボリュート形状で具現して回転方向の変更時に発生する騷音を減少させる効果がある。

本発明の多様かつ有益な長所と効果は、前述した内容に限定されず、本発明の具体的な実施形態を説明する過程で、より容易に理解されるであろう。

本発明の実施例によるカプラーの斜視図。 図１の構成要素である内側挿入部の構成を示す図面。 図１の内側挿入部が外側支持部に挿入された状態を示す投影図。 図１の断面図。 図１の内側挿入部の実施例を示す図面。 図１の内側挿入部の実施例を示す図面。 図１の構成要素である突起部の形状を示す図面。 図１の構成要素である突起部の形状を示す図面。 本発明のまた他の実施例によるカプラーを含むモーター組立体の分解斜視図。 カプラーが結合されたモーター組立体の断面図である。

本発明は、様々な変更を加えることができ、様々な実施例を有することができるところ、特定実施例を図面に例示して説明しようとする。しかし、これは本発明の実施例を特定の実施形態について限定するものではなく、実施例の思想および技術の範囲に含まれるすべての変更、均等物ないし代替物を含むことと理解されるべきである。

第１、第２などのように、序数を含む用語は、様々な構成要素を説明するために使用することができるが、前記構成要素は、前記用語によって限定されない。前記用語は、１つの構成要素を他の構成要素から区別する目的のみに使用される。例えば、実施例の権利の範囲を逸脱することなく第２構成要素は第１構成要素と命名することができ、同様に第１構成要素も第２構成要素と命名することができる。および／またはという用語は、複数の係る記載された項目の組合または複数の係る記載された項目のうち、いずれかの項目を含む。

本出願で使用した用語は、単に特定の実施例を説明するために使用されたものであって、本発明の実施例を限定しようとする意図ではない。単数の表現は、文脈上明らかに別の方法で意味しない限り、複数の表現を含む。本出願で、「含む」または「有する」などの用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとするものであり、１つまたはその以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものなどの存在または付加の可能性を予め排除しないものと理解されるべきである。

実施例の説明において、いずれかのｅｌｅｍｅｎｔが他のｅｌｅｍｅｎｔの「上（うえ）または下（した）（Ｏｎ ｏｒ Ｕｎｄｅｒ）」に形成されるものと記載される場合において、上（うえ）または下（した）（Ｏｎ ｏｒ Ｕｎｄｅｒ）は、２つのｅｌｅｍｅｎｔが互いに直接（Ｄｉｒｅｃｔｌｙ）接触されるか、または１つ以上の他のｅｌｅｍｅｎｔが前記２つのｅｌｅｍｅｎｔとの間に配置されて（Ｉｎｄｉｒｅｃｔｌｙ）形成されることをすべて含む。また「上（うえ）または下（した）（Ｏｎ ｏｒ Ｕｎｄｅｒ）」と表現される場合、１つのｅｌｅｍｅｎｔを基準に上側方向だけでなく、下側方向の意味も含み得る。

以下、添付された図面を参照して実施例を具体的に説明するが、図面符号にかかわらず同一または対応する構成要素は、同じ参照番号を付与し、これについての重複する説明は省略する。

図１ないし図８は、本発明を概念的に明確に理解するために、主要な特徴部分のみを明確に図示したものであり、その結果、図解の様々な変形が予想され、図面に図示された特定の形状によって本発明の範囲が制限される必要はない。

図１は、本発明の実施例によるカプラーの斜視図であり、図２は、本発明の構成要素である内側挿入部の構成を示す図面であり、図３は、内側挿入部が外側支持部に挿入された状態を示す投影図であり、図４は、カプラーの断面図である。

図１ないし図４を参照すると、本発明の実施例によるカプラー１は、内側挿入部１００および外側支持部２００を含む。

内側挿入部１００は、プレート１１０および突出部１３０を含み得、金属材質で形成され得る。

プレート１１０は、一定の厚さを有する板状に設けられ得、外側支持部２００との結合時に外部に現われないように外側支持部２００に挿入されることができる。プレート１１０は、多角形の構造を備え得る。これは、プレート１１０が外側支持部２００に挿入され、貫通孔１５０にシャフト（図示せず）が連結されて回転する場合、プレート１１０が外側支持部２００の内側でスリップが発生することを防止するためである。

プレート１１０は、多角形の形状を備え得る。多角形の構造は、突起部２３０の数の倍数の角形として設けられ得る。一実施例で、突起部２３０が４つで構成される場合、プレート１１０は、８角形の構造として設けられ得る。これは、外側支持部２００の突起部２３０に荷重がかかる場合、支持力を増大させ、作用する荷重を全体に均等に分布させるためである。図面では、８角形の構造を例にしているが、突起部２３０が４つの場合、１２角形に形成され得る。

多角形の構造のプレート１１０の最外殻点は、突起部２３０の下部に位置し得る。これは、突起部２３０が他の物体と結合する場合、突起部２３０には多くの荷重がかかるようになる。このとき、下部に位置するプレート１１０の最外殻点は、突起部２３０の支持力を増大させる。また、最外殻点が突起部２３０の下部に位置する場合、突起部２３０と突起部２３０との間に位置する最外殻点の数が全体的に同じであるため、荷重を安定的に分布させることができる。

一実施例で、突起部２３０および隣接する突起部２３０は、外側支持部２００に同じ間隔で配置され、内側挿入部１００は、外側支持部２００に配置される突起部２３０の数の２倍数を有する多角の構造として備えられ得る。

前記の場合、突起部２３０の下部には、正多角形の構造を有するプレート１１０の最外殻点が位置することになり、突起部２３０と突起部２３０との間に隣接する最外殻点が位置し得る。このとき、最外殻点は、正多角形の構造で同じ角度で突起部２３０と突起部２３０との間の中央に位置するため、突起部２３０に作用するトルクが安定的に分散することができる。

また、内側挿入部１００には、少なくとも１つの連結溝１１２が形成され、連結溝１１２には、外側支持部が連結され得る。連結溝１１２は、射出工法を用いて外側支持部２００と内側挿入部１００を連結する場合、結合力を向上させることができる。

一実施例で、連結溝１１２は、プレート１１０に複数の貫通ホールとして形成され得る。連結溝１１２が複数の貫通ホールとして形成される場合、外側支持部２００を構成する要素が貫通ホールの内側を貫通して連結され得る。この場合、回転に応じる力の伝達力を増大させることができる。

図面では、連結溝１１２が貫通ホールに形成されることを例にしているが、ここに限定されず、突出するように設けられて外側支持部２００との結合力を増大することもできる。

突出部１３０は、プレート１１０の中央の一領域から突出するように設けられ、突出部１３０には、シャフト（図示せず）と連結される貫通孔１５０が形成され得る。一実施例で、突出部１３０は、多角形の構造のプレート１１０と中心を共有し、貫通孔１５０が形成される管形状に設けられ得る。

外側支持部２００は、収容部２１０、外壁２２０および突起部２３０を含み得る。外側支持部２００は、内側挿入部１００の外部を包むように連結され得る。

収容部２１０は、内側挿入部１００の一領域が挿入され、外側支持部２００の下部面を形成し得る。収容部２１０は、内側挿入部１００のプレート１１０が挿入されることができる。一実施例で、収容部２１０は、プレート１１０が挿入され、突出部１３０の外側面と接触する外側突出部２４０が連結され得る。このとき、外側突出部２４０が突出部１３０と接触する面積には制限がない。

外壁２２０は、収容部２１０の端部と連結され、一側に突出するように形成される。一実施例で、外壁２２０は、他の物体との結合時に一側の端部を収容する内部空間を形成し得、突起部２３０を支持することができる。外壁２２０の形状は、結合する他の物体の形状に合わせて変形することができ、図面の形状に限定されない。

外壁２２０には、内側方向に突出する少なくとも１つの突起部２３０が配置され得る。突起部２３０は、複数で設けられて他の物体との結合を安定的に支持することができ、隣接する突起部２３０と一定の間隔で離隔するように位置して荷重およびトルクを安定的に支持することができる。

突起部２３０は、少なくとも１つの溝部２３４が形成され得る。外側支持部２００が射出工法を通じて形成される場合、突起部２３０は、厚さのために乾燥に問題が発生し得る。これらの問題を防止するために突起部２３０の一領域には、溝部２３４が形成され得る。一実施例で、溝部２３４は、突起部２３０の上部から下部に向けるように形成され得、突起部２３０の中央部に位置し得る。

突起部２３０の上側面には、突起部２３０の下側に傾斜を有する傾斜部２３２が備えられ得る。傾斜部２３２は、突起部２３０の他の物体との締結を容易にするように助けることができる。

図１ないし図４を参照して本発明のカプラー１の製造過程を説明すると、以下のようである。

シャフトと結合する内側挿入部１００は、金属材質で設けられ、鍛造工法を通じて製作される。これは、シャフトとの結合時に異種材質が使用される場合、剛性の差で破損になることを防止するためである。

以後、内側挿入部１００を一定の位置に位置させ、射出を通じて外側支持部２００を形成することになる。これを通じてシャフトと連結溝１１２は、剛性を確保でき、他の物体と結合する突起部２３０は、形状を容易に変形することができるため、締結力を向上することができる。

図５および図６は、本発明の構成要素である内側挿入部の実施例を示す図面である。シャフト（図示せず）と結合する貫通孔１５０は、ストレート形状のシャフトが貫通孔１５０に挿入される場合、面対面の圧入であるため、公差管理が難しい。また、シャフトが挿入される場合、スリップ発生のおそれが存在する。

これらの問題を防止するために、貫通孔１５０のスリップ防止のための要素が備えられ得る。

図５は、貫通孔１５０を形成する貫通面１３１には、貫通孔１５０の長さ方向に線形のギア歯１３２ａが備えられることを示す。この場合は、シャフト（図示せず）の外周面にギア歯１３２ａが形成されて型合する構造として結合することができ、また、円筒状の柱部がギア歯１３２ａに締りばめで挿入されるように位置し得る。

図６は、貫通孔１５０を形成する貫通面１３１には、スパイラル形状のねじ山１３２ｂが備えられることを示す。シャフト（図示せず）の外周面には、ねじ山１３２ｂが形成されて前記内側挿入部１００とねじ結合できる。

シャフトが貫通孔１５０と結合後、離脱を防止するためにシャフトと貫通孔１５０の接合面には、溶接を通じて追加的な固定をし得る。

図７および図８は、図１の構成要素である突起部の形状を示す図面である。

突起部２３０は、側面が曲面の形状に設けられて挿入される他の物体と結合できる。一実施例で、突起部２３０の側面は、インボリュート形状に設けられ得る。インボリュート曲線として設けられる曲線は、他の物体と点接合をすることになる。

従来のカプラーは、他の物体と面対面の接触をする構造を有する。この場合、モーターの回転方向が変更され、他の物体のカプラー面とモーターのカプラー面から騷音が発生した。しかし、インボリュート曲線で設けられる突起部２３０は、他の物体と点接触をするため、モーターの方向の変更時に騷音発生を減らすことができる。

一方、以下では、添付された図面を参照して本発明のまた他の実施例によるカプラーを含むモーター組立体を説明すると、次のようである。単に、本発明の一実施例によるカプラーで説明したことと同じものについては、その説明を省略する。

図９は、本発明のまた他の実施例によるカプラーを含むモーター組立体の分解斜視図であり、図１０は、カプラーが結合されたモーター組立体の断面図である。図９および図１０において、図１ないし図８と同じ参照符号は、同じ部材を示し、具体的な説明は省略する。

本発明のまた他の実施例によるモーター組立体２は、回転軸３０、前記回転軸３０が配置されるホールを含むローター１０、前記ローター１０の外側に配置されるステーター２０、前記ローター１０および前記ステーター２０を収容するハウジング４０、前記回転軸３０と結合するカプラー１を含み得る。

ローター１０は、ステーター２０の内側に配置される。ローター１０は、ローターコアとローターコアに結合するマグネットを含み得る。ローター１０は、ローターコアとマグネットの結合方式に応じて、次のような形に区分されることができる。

ローター１０は、マグネットがローターコアの外周面に結合されるタイプとして具現され得る。これらのタイプのローター１０は、マグネットの離脱を防止し、結合力を高めるために別の缶部材がローターコアに結合できる。またはマグネットとローターコアが２重射出されて一体として形成され得る。

ローター１０は、マグネットがローターコアの内部に結合されるタイプに具現され得る。これらのタイプのローター１０は、ローターコアの内部にマグネットが挿入されるポケットが設けられ得る。

ローター１０のローターコアは、薄い鋼板の形の複数のプレートが相互積層されて構成され得る。

ローター１０は、スキュー（Ｓｋｅｗ）角を形成する複数のパック（Ｐｕｃｋ）が積層される形態として構成され得る。

ステーター２０は、ローター１０との電気的相互作用を誘発してローター１０の回転を誘導する。ローター１０と相互作用を誘発するためにステーター２０にコイルを巻くことができる。コイルを巻くためのステーター２０の具体的な構成は次のようである。

ステーター２０は、複数のティースを含むステーターコアを含み得る。ステーターコアは、環状のヨーク部分が設けられ、ヨーク部分の外周面には、コイルが巻かせるティースが設けられ得る。ティースは、ヨーク部分の外周面に沿って一定の間隔で設けられ得る。一方、ステーターコアは、薄い鋼板の形の複数のプレートが相互積層されて構成され得る。また、ステーターコアは、複数の分割コアが相互結合されるか、または連結されて構成され得る。

回転軸３０は、ローター１０に結合できる。電流の供給を通じてローター１０とステーター２０に電磁気的相互作用が発生すると、ローター１０が回転し、これに連動して回転軸３０が回転する。回転軸３０は、車両の操向軸と連結されて操向軸に動力を伝達することができる。回転軸３０は、ベアリングによって支持されることができる。

ハウジング４０は、円筒状に形成され、内壁にステーター２０を結合できる。ハウジング４０の上部は、開いた状態で実施されることができ、ハウジング４０の下部は、閉じた状態で実施されることができる。ハウジング４０の下部には、回転軸３０の下部を支持するベアリングを収容するポケット部が設けられ得る。開放されたハウジング４０の上部には、ブラケットを結合できる。ブラケットにも、回転軸３０の上部を支持するポケット部が設けられ得る。そして、ブラケットは、外部ケーブルが連結されたコネクターが挿入されるホールまたは溝を含み得る。

カプラー１は、回転軸３０の端部と結合し、モーターの回転力を伝達することができる。カプラー１は、前述した実施例が使用されることができる。

以上で、本発明の実施例について添付された図面を参照して具体的に説明した。

以上の説明は、本発明の技術思想を例示的に説明したものに過ぎないものであって、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば、本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲内で様々な修正、変更および置換が可能であろう。したがって、本発明に開示された実施例および添付された図面は、本発明の技術思想を限定するためのものではなく、説明するためのものであり、これらの実施例および添付された図面によって本発明の技術思想の範囲が限定されるものではない。本発明の保護の範囲は、以下の請求の範囲によって解釈されるべきであり、それと同等な範囲内にあるすべての技術思想は、本発明の技術的範囲に含まれるものと解釈されるべきである。

１：カプラー
２：モーター組立体
１０：ローター
２０：ステーター
３０：回転軸
４０：ハウジング
１００：内側挿入部
１１０：プレート
１１２：連結溝
１３０：突出部
１３１：貫通面
１３２ａ：ギア歯
１３２ｂ：ねじ山
１５０：貫通孔
２００：外側支持部
２１０：収容部
２２０：外壁
２３０：突起部
２３２：傾斜部
２３４：溝部
２４０：外側突出部

Claims (7)

1. 内側挿入部と、
   前記内側挿入部の外部を包む外側支持部と、を含み、
   前記内側挿入部は、
   中心に配置された貫通孔を有する円筒状の突出部と、
   前記突出部の外周面から半径方向に延びるように構成された多角形の形状のプレートと、を含み、
   前記外側支持部は、
   前記プレートに結合された収容部と、
   前記収容部の縁から延びるように構成された円筒状の外壁と、
   前記外壁の内側から前記突出部に向かって延びるように構成された複数の突起部と、を含み、
   前記プレートは、複数の連結溝を含み、
   前記収容部は、前記連結溝に部分的に設けられ、
   前記プレートの多角形の構造は、前記複数の突起部の数の倍数の角形として設けられ、
   前記突起部の下部には、前記プレートの最外殻点が位置し、
   前記突起部の上側面は、前記突起部の下側に傾斜部を備える、
   カプラー。
2. 前記突出部は、前記貫通孔を形成する貫通面を含み、
   前記貫通面には、線形のギア歯が形成される、
   請求項１に記載のカプラー。
3. 前記突出部は、前記貫通孔を形成する貫通面を含み、
   螺旋状のねじ山が前記貫通面に形成される、
   請求項１に記載のカプラー。
4. 前記突起部および隣接する前記突起部は、前記外側支持部に同じ間隔で配置される、請求項１に記載のカプラー。
5. 前記突起部の側面は、インボリュート曲線で形成される、
   請求項１に記載のカプラー。
6. 前記内側挿入部は、鍛造工法によって製造され、
   前記外側支持部は、射出工法によって製造される、
   請求項１に記載のカプラー。
7. 回転軸と、
   前記回転軸が配置されるホールを含むローターと、
   前記ローターの外側に配置されるステーターと、
   前記ローターおよび前記ステーターを収容するハウジングと、
   前記回転軸と結合するカプラーと、
   を含み、
   内側挿入部と、
   前記内側挿入部の外部を包む外側支持部と、を含み、
   前記内側挿入部は、
   中心に配置された貫通孔を有する円筒状の突出部と、
   前記突出部の外周面から半径方向に延びるように構成された多角形の形状のプレートと、を含み、
   前記外側支持部は、
   前記プレートに結合された収容部と、
   前記収容部の縁から延びるように構成された円筒状の外壁と、
   前記外壁の内側から前記突出部に向かって延びるように構成された複数の突起部と、を含み、
   前記プレートは、複数の連結溝を含み、
   前記収容部は、前記連結溝に部分的に設けられ、
   前記プレートの多角形の構造は、前記複数の突起部の数の倍数の角形として設けられ、
   前記突起部の下部には、前記プレートの最外殻点が位置し、
   前記突起部の上側面は、前記突起部の下側に傾斜部を備える、
   モーター組立体。

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