KR100320869B1

KR100320869B1 - 모터 구동 파워 스티어링 장치의 모터 보호 구조

Info

Publication number: KR100320869B1
Application number: KR10-1999-0068355A
Authority: KR
Inventors: 강도갑
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 1999-12-31
Filing date: 1999-12-31
Publication date: 2004-09-07
Also published as: KR20010066510A

Abstract

본 발명은 모터 구동 파워 스티어링 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 모터 구동 파워 스티어링 장치에서 모터에 과부하가 인가될 때 모터의 파손을 방지할 수 있는 모터 구동 파워 스티어링 장치의 모터 보호 구조에 관한 것으로서, 모터 구동 파워 스티어링 장치의 구성을 단순화함과 아울러 모터를 과다 토크 입력으로부터 보호하기 위한 구성을 단순화할 수 있는 모터 구동 파워 스티어링 장치의 모터 보호 구조를 제공함에 있다.

상기한 목적을 실현하기 위하여 본 발명은 모터(54)로부터 동력을 전달받아 회전되는 축(56)에 설치된 제1클러치 하우징(60)과, 스티어링 축(50)을 회전시키도록 설치됨과 아울러 상기한 제1클러치 하우징(60)에 수납된 제2클러치 하우징(61)을 포함하는 모터 구동 파워 스티어링 장치의 모터 보호 구조에 있어서,

상기한 제2클러치 하우징(61) 외부에 형성된 수납부(1)와, 상기한 수납부(1)에 끼워짐과 아울러 제1, 2클러치 하우징(60, 61)이 결합되었을 때 압축된 상태에서 확장되는 탄성을 제1클러치 하우징(60)의 내면에 인가하도록 구성된 탄성링(2)을 포함함을 특징으로 한다.

Description

모터 구동 파워 스티어링 장치의 모터 보호 구조{MOTOR PROTECTION STRUCTURE OF POWER STEERING DEVICE ACTIONED MOTOR}

본 발명은 모터 구동 파워 스티어링 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 모터 구동 파워 스티어링 장치에서 모터에 과부하가 인가될 때 모터의 파손을 방지할 수있는 모터 구동 파워 스티어링 장치의 모터 보호 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차의 스티어링 장치는 스티어링 휠의 회전에 따라 타이 로드 및 이와 연결된 타이어가 회전되도록 함으로써 차량의 진행 방향을 조정하게 된다.

여기서, 상기한 스티어링 휠의 조향 시 매우 큰 조향력이 필요하게 되는 바, 상기한 조향력을 배가시킬 수 있도록 파워 스티어링 장치가 설치된다.

상기한 파워 스티어링 장치는 유압 파워 스티어링 장치와 모터 구동 파워 스티어링 장치로 구분되는 바, 상기한 모터 구동 파워 스티어링 장치는 도2에 도시된 바와 같이 스티어링 축(50)에 연결 설치된 스티어링 기어(51)와, 상기한 스티어링 기어(51)에 연동하여 타이어(T)를 조향하는 타이 로드(52)와, 상기한 스티어링 축(50)에 설치됨과 아울러 ECU(53)에 의해 제어되는 모터(54)와, 상기한 ECU(53)에 스티어링 축(50)의 토크를 감지하여 전달하는 토크 센서(55)로 구성되어 있다.

즉, 상기한 모터 구동 파워 스티어링 장치는 운전자가 스티어링 휠(W)을 회전시킬 때, 상기한 모터(54)가 회전되면서 스티어링 축(50)을 회전시켜 조향력을 배가시키게 되는 것이다.

여기서, 상기한 모터(54)가 스티어링 축(50)을 회전시키기 위한 구성은 도3과 도4에 도시된 바와 같이 감속기(미 도시)가 일체로 설치된 모터(54)와, 상기한 감속기에서 인출된 축(56)에 마그네트 클러치(57)로 연결됨과 아울러 스티어링 축(50)에 치합되도록 워엄 기어(58)가 형성된 워엄 기어 축(59)으로 구성되어 있다.

마그네트 클러치(57)는 축(56)에 연동하도록 설치된 제1클러치 하우징(60)과, 상기한 워엄 기어축(59)에 연동하도록 설치되고 상기한 제1클러치 하우징(60)에 밀착수납된 제2클러치 하우징(61)과, 상기한 제1클러치 하우징(60)에 설치되어 전원 인가에 따라 자화되면서 제2클러치 하우징(61)을 제1클러치 하우징(60)에 밀착시키는 전자석(62)으로 구성되어 있다.

상기한 전자석(62)에는 토크 센서(55)로부터 스티어링 축(50)의 회전력에 따른 정보를 받을 뿐만 아니라 스티어링 방향을 감지하는 센서(미 도시)로부터 정보를 받는 ECU(53)가 연결되어 있다.

즉, 토크 센서(55)에서 과다 토크 입력을 감지하면, 이를 ECU(53)에 전달하고, 상기한 ECU(53)는 전자석(62)에 인가되는 전원을 차단하게 되는 바, 상기한 전자석(62)의 전원이 차단되면 상기한 제1, 2클러치 하우징(60, 61)을 당기는 힘이 제거되기 때문에, 상기한 제1, 2클러치 하우징(60, 61)이 연동하지 않게 된다.

제1, 2클러치 하우징(60, 61)이 연동하지 않고 분리된 상태로 각각 회전되면, 실질적으로 모터(54)와 워엄 기어축(59)이 분리된 상태가 됨으로써, 과다한 토크(모터에서의 과다한 토크 입력 또는 타이어로부터의 역입력) 입력 시 모터(54)에 과부하가 걸리지 않게 된다.

모터(54)에 과부하가 인가될 때 이를 감지하여 전자석(62)에 전원을 차단하고, 과부하가 인가되지 않을 때 전원을 공급하여, 과부하가 모터(54)로 인가됨에 따른 모터 파손등을 방지할 수 있는 것이다.

그러나, 상기한 바와 같이 제1클러치에 전자석을 설치하고, 여기에 인가되는 전원을 토크 센서에 따라 차단/공급함으로써, 모터와 워엄 기어축의 연결/차단을 조절하게 되면, 상기한 스티어링 축에 인가되는 과다 토크를 감지하는 토크 센서 및 전자석을 설치해야 하기 때문에, 상기한 모터를 과다 토크로부터 보호하기 위한 장치가 복잡하게 되고, 이로 인해 제작비가 증가하게 되는 문제점이 있다.

또한, 상기한 전자석의 부피가 매우 크기 때문에, 이를 스티어링 축 및 모터에 설치하기가 매우 어렵게 되고, 이로 인해 모터 구동 파워 스티어링 장치의 조립 능률이 저하되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 모터 구동 파워 스티어링 장치의 구성을 단순화함과 아울러 모터를 과다 토크 입력으로부터 보호하기 위한 구성을 단순화할 수 있는 모터 구동 파워 스티어링 장치의 모터 보호 구조를 제공함에 있다.

상기한 목적을 실현하기 위하여 본 발명은 모터로부터 동력을 전달받아 회전되는 축에 설치된 제1클러치 하우징과, 스티어링 축을 회전시키도록 설치됨과 아울러 상기한 제1클러치 하우징에 수납된 제2클러치 하우징을 포함하는 모터 구동 파워 스티어링 장치의 모터 보호 구조에 있어서,

상기한 제2클러치 하우징 외부에 형성된 수납부와, 상기한 수납부에 끼워짐과 아울러 제1, 2클러치 하우징이 결합되었을 때 압축된 상태에서 확장되는 탄성을 제1클러치 하우징의 내면에 인가하도록 구성된 탄성링을 포함함을 특징으로 한다.

도1은 본 발명에 따른 모터 구동 파워 스티어링 장치의 모터 보호 구조를 도시한 부분 확대 단면도,

도2는 일반적인 모터 구동 파워 스티어링 장치를 도시한 개략 사시도,

도3은 도2에서 모터와 구동부를 도시한 단면도,

도4는 도3에서 A 부분의 확대 단면도.

＊ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1: 수납부 2: 탄성링

50: 스티어링 축 54: 모터

59: 워엄 기어 축 60: 제1클러치 하우징

61: 제2클러치 하우징

도1은 본 발명에 따른 모터 구동 파워 스티어링 장치의 모터 보호 구조를 도시한 부분 확대 단면도로서, 제2클러치 하우징(61) 외부에 형성된 수납부(1)와, 상기한수납부(1)에 끼워짐과 아울러 제1, 2클러치 하우징(60, 61)이 결합되었을 때 압축된 상태에서 확장되는 탄성을 제1클러치 하우징(60)의 내면에 인가하도록 구성된 탄성링(2)으로 구성되어 있다.

즉, 제1, 2클러치 하우징(60, 61)의 결합 시 수납부(1)에 끼워진 탄성링(2)은 제1클러치 하우징(60)의 내면에 의해 압축된 상태가 됨으로써, 상기한 제1, 2클러치 하우징(60, 61)의 사이에 탄성에 따른 마찰력을 인가하고, 상기한 마찰력에 의해 제1, 2클러치 하우징(60, 61)이 같이 회전되도록 함과 아울러 상기한 마찰력을 넘는 토크가 인가되면 슬립하도록 하는 것이다.

물론, 상기한 탄성링(2)은 비교적 마모에 강한 고무 재질로 제작되고, 제1, 2클러치 하우징(60, 61)에는 축(54)과 워엄 기어축(59)이 연결되어 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 작용 효과를 설명하면 상기한 스티어링 휠(W)을 회전시켜 소정 각도로 타이어(T)를 조향시키게 되면, 상기한 ECU(53)가 이를 감지하여 모터(54)를 구동시키게 된다.

모터(54)가 구동되면 상기한 감속기를 통해 감속된 토크가 축(56)을 통해 제1클러치 하우징(60)으로 전달되고, 상기한 토크는 탄성링(2)을 통해 제2클러치 하우징(61)으로 전달된다.

제2클러치 하우징(61)으로 전달된 토크는 상기한 워엄 기어축(59)을 회전시키게 되는 바, 상기한 워엄 기어축(59)이 스티어링 축(50)을 회전시키게 됨으로써, 스티어링 휠(W)의 조향력이 배가된다.

즉, 스티어링 휠(W)을 운전자가 회전시킬 때 상기한 모터(54)가 스티어링 축(50)을회전시키게 됨으로써, 상기한 조향력이 배가되어 운전자가 스티어링 휠(W)을 회전시키는 동작이 용이하게 되는 것이다.

이때, 상기한 조향 시 타이어(T)가 돌등에 걸려서 회전되지 않거나, 모터(54)에서 스티어링 축(50)을 회전시키는 토크가 과다하게 입력되면, 상기한 워엄 기어축(59)을 통해 역으로 축(56)이 회전되는 역입력 현상이 발생하게 된다.

상기한 역입력 현상이 발생될 때, 상기한 토크가 모터(54)를 파손시킬 정도로 크게 되면, 상기한 제1, 2클러치 하우징(60, 61)이 슬립하게 된다.

즉, 상기한 제2클러치 하우징(61)이 역입력 토크에 의해 회전되려고 하지만, 상기한 제1클러치 하우징(60)이 모터(54)의 회전력에 의해 회전되지 않고 있는 바, 상기한 제1, 2클러치 하우징(60, 61)의 사이에서 작용하는 힘이 탄성링(2)의 마찰력보다 커지게 되면, 상기한 제1클러치 하우징(60)이 탄성링(2)에서 슬립하게 되는 것이다.

이 상태에서, 운전자가 다시 스티어링 휠(W)을 중립 위치로 조향하게 되면, 상기한 ECU(53)가 센서로부터 이를 전달받아 모터(54)를 역회전시키게 된다.

모터(54)가 역회전되면 과부하(토크) 상태가 해제되는 바, 다시 상기한 탄성링(2)의 탄성에 의해 제1, 2클러치 하우징(60, 61)이 같이 회전하면서 스티어링 축(50)의 조향력을 배가시키게 된다.

이상과 같이 본 발명은 모터 구동 파워 스티어링 장치에서 모터의 감속기에서 인출된 축과 워엄 기어축을 연결하는 제1, 2클러치 하우징에 고무 재질인 탄성링을 삽입하여, 소정 마찰력을 인가함으로써, 상기한 마찰력을 넘는 토크가 인가되면 슬립하여 모터 파손을 방지함과 아울러 모터 구동 파워 스티어링 장치의 구성을 단순화할 수 있는 잇점이 있는 것이다.

Claims

모터로부터 동력을 전달받아 회전되는 축에 설치된 제1클러치 하우징과, 스티어링 축을 회전시키도록 설치됨과 아울러 상기한 제1클러치 하우징에 수납된 제2클러치 하우징을 포함하는 모터 구동 파워 스티어링 장치의 모터 보호 구조에 있어서,

상기한 제2클러치 하우징 외부에 형성된 수납부와, 상기한 수납부에 끼워짐과 아울러 제1, 2클러치 하우징이 결합되었을 때 압축된 상태에서 확장되는 탄성을 제1클러치 하우징의 내면에 인가하도록 구성된 탄성링을 포함함을 특징으로 하는 모터 구동 파워 스티어링 장치의 모터 보호 구조.