KR100366711B1 - 자동차용 전동식 파워스티어링 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 전동식 파워스티어링 장치에 대한 것으로서, 발명의 주된 목적은 랙바와 랙하우징간에 센터감지수단을 구비하여 랙바의 이동에 따른 신속한 대응과 정확한 조향이 이루어 질 수 있도록 하는데 있는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 특징적인 수단으로는 조향축의 끝단에 연결된 피니언과 치합된 채 좌,우 이동이 가능하도록 하되, 일측단에 나사부를 형성한 랙바, 상기한 랙바의 외주연에 끼우되, 일측으로 암나사부를 형성하여 상기 랙바의 나사부에 치합시킨 모터샤프트, 상기 모터샤프트의 외주연에 감합 고정한 마그네트 회전자와, 그 둘레의 모터하우징 내경에 설치한 코일 고정자와, 상기한 모터샤프트의 일단에 감합한 다극착자 마그네트와, 리어브라켓의 기판상에 고정된 홀센서를 포함하는 모터로 이루어진 전동 파워스티어링 장치에 있어서, 상기한 랙바의 중단에 형성한 단턱부와, 그 외측의 랙바하우징에 매설한 코일부 및 자로유도부재로써 센터감지수단을 형성하여, 상기 랙바의 이동에 따라 위치가 달라지는 단턱부가 코일부의 인덕턴스값을 가변시켜 센터의 위치를 측정할 수 있도록 하는데 있는 것이다.

Description

자동차용 전동식 파워스티어링 장치{Electromotive power steering apparatus for car}

본 발명은 자동차용 전동식 파워스티어링 장치에 대한 것으로서, 더 상세하게는 조향을 위한 어시스트 수단으로 전동 모터를 사용하되, 센터감지수단을 형성한데 특징이 있는 것이다.

일반적으로 자동차용 스티어링 장치는 배력장치가 없는 매뉴얼 스티어링장치가 있고, 이를 개선하여 유압의 힘으로 배력을 제공하는 유압식 스티어링 장치가 있으며, 근래에는 전동모터로써 배력을 제공하는 전동 스티어링 장치가 개발되고 있다.

종래의 전동식 파워스티어링 장치는 도 1에서 보는 바와 같이 랙바(1)의 일측부분에 나사부(11)를 형성하고, 상기 랙바(1)의 둘레에 파이프 타입의 모터샤프트(2)를 끼우되, 상기한 모터샤프트(2)와 그 둘레의 모터하우징(6)간에 고정자(32) 및 회전자(31)를 구성하여 모터를 형성하며, 모터에 의해 회전 가능한 모터샤프트(2)의 내경에 암나사부(21)를 형성하여 상기한 랙바(1)의 숫나사부(11)에 치합시켰을 때, 모터가 정,역회전 구동함에 따라 랙바(1)가 좌측 또는 우측으로 이동할 수 있도록 되어 있으므로 조향 배력을 제공할 수 있게 되는 것이다.

이와 같이 작동함에 있어서 좌,우 이송되는 랙바의 센터위치를 정확하게 감지할 필요가 있는 바, 종래의 전동 스티어링 장치는 센터감지 수단이 구성되어 있지 않았기 때문에 모터를 신속 정확하게 제어하기가 어려웠다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위해 안출한 것으로서, 발명의 주된 목적은 랙바와 랙하우징간에 센터감지수단을 구비하여 랙바의 이동에 따른 신속한 대응과 정확한 조향이 이루어 질 수 있도록 하는데 있는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 특징적인 수단으로는 조향축의 끝단에 연결된 피니언과 치합된 채 좌,우 이동이 가능하도록 하되, 일측단에 나사부를 형성한 랙바, 상기한 랙바의 외주연에 끼우되, 일측으로 암나사부를 형성하여 상기 랙바의 나사부에 치합시킨 모터샤프트, 상기 모터샤프트의 외주연에 감합 고정한 마그네트 회전자와, 그 둘레의 모터하우징 내경에 설치한 코일 고정자와, 상기한 모터샤프트의 일단에 감합한 다극착자 마그네트와, 리어브라켓의 기판상에 고정된 홀센서를 포함하는 모터로 이루어진 전동 파워스티어링 장치에 있어서, 상기한 랙바의 중단에 형성한 단턱부와, 그 외측의 랙바하우징에 매설한 코일부 및 자로유도부재로써 센터감지수단을 형성하여, 상기 랙바의 이동에 따라 위치가 달라지는 단턱부가 코일부의 인덕턴스값을 가변시켜 센터의 위치를 측정할 수 있도록 하는데 있는 것이다.

도 1은 종래의 전동식 파워스티어링장치를 보인 단면도

도 2는 본 발명의 전동식 파워스티어링장치를 보인 단면도

도 3은 본 발명의 요부 구성을 보인 확대 단면도

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예를 보인 확대 단면도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 랙바 2 : 모터샤프트

3 : 모터 4 : 랙바하우징

5 : 센터감지수단 6 : 모터하우징

11 : 나사부 21 : 암나사부

31 : 회전자 32 : 고정자

33 : 홀소자 34 : 다극착자 마그네트

51 : 단턱부 52 : 코일

53 : 자로유도부재

이하 본 발명의 실시예를 첨부 도면에 따라 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단면도이고, 도 3은 본 발명의 상세한 구성을 보인 요부 확대 단면도이다.

도 2에서 보듯이 본 발명의 전동식 파워스티어링 장치의 구성은 랙바하우징(4)의 내부에 내장된 랙바(1)와, 랙바(1)의 일측 외주연에 끼워진 모터샤프트(2)와, 모터샤프트의 외주연에 형성한 모터(3)로 이루어져 있다.

즉, 랙바(1)는 조향축의 끝단에 연결된 피니언과 치합된 채 랙바하우징(4)의 속에서 좌,우 이동이 가능하도록 하되, 일측단에 나사부(11)를 형성한 것이며, 모터샤프트(2)는 상기한 랙바(1)의 외주연에 끼우되, 일측으로 암나사부(21)를 연결하여 상기 랙바의 나사부에 치합시킨 것이고, 모터(3)는 상기 모터샤프트의 외주연에 감합 고정한 마그네트 회전자(31)와, 그 둘레의 모터하우징(6) 내경에 설치한 코일 고정자(32)와, 상기한 모터샤프트(2)의 일단에 감합한 다극착자 마그네트(34)와, 리어브라켓(35)의 기판(36)상에 고정된 홀센서(33)를 포함하는 것이다.

이때, 중요한 구성은 센터감지수단(5)을 형성하는데 있는 바, 이 센터감지수단(5)은 상기한 랙바(1)의 중단에 형성한 단턱부(51)와, 그 외측의 랙바하우징(4)에 매설한 코일부(52) 및 자로유도부재(53)로써 이루어 진다.

한편, 상기한 코일부(52)는 중앙에 자로유도부재(53)를 두고 그 양측으로 분할 배치할 수도 있고, 도 4에서 보는 바와 같이 자로유도부재(53) 없이 코일부(52)만으로 구성할 수도 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 조향핸들을 돌렸을 때, 조향축이 회전하게 되고, 조향축이 회전하면 피니언이 치합된 랙바(1)가 좌,우 이동을 할 수 있게 된다.

이때, 랙바(1)의 좌,우 이동을 어시스트하는 작동은 모터(3)에 의해 실시된다. 즉, 모터하우징(6)의 내부에 고정된 코일 고정자(32)에 전원이 공급되면 모터샤프트(2)에 감합고정된 마그네트 회전자(31)가 회전을 하게 되며, 회전자의 회전과 함께 모터샤프트(2)가 회전을 하면 여기에 연결 형성된 암나사부(21)가 회전하여나사부(11)를 좌측 또는 우측으로 이동시키게 된다.

따라서 조향핸들을 돌리는 방향으로 랙바(1)의 이동을 어시스트하게 되는 것이며, 상기와 같이 랙바(1)가 이동하면 랙바(1)에 형성된 단턱부(51)에 의해 센터감지수단(5)이 작동하여 조타량을 측정하게 된다.

더 자세히 말해서 랙바(1)의 단턱부(51)가 좌측으로 또는 우측으로 이동을 하게 되면, 그 단턱부의 높이차이가 외측의 랙하우징(4)에서 자로유도부재(53)를 기준으로 좌측 및 우측에 구비된 각각의 코일부(52)에 자력선의 변화를 주므로 즉, 인덕턴스값을 달리하게 되므로 랙바의 이동상태를 감지할 수 있게 되는 것이며, 따라서 랙바(1)가 좌,우 어느쪽으로도 움직이지 않은 상태일때를 코일부(52)의 센터값과 일치시키면 센터를 측정할 수 있게 되는 것이다.

한편, 자로유도부재없이 코일부(52)를 하나로 하였을 때도 자력선의 변화에 따라 센터위치를 측정할 수 있다. 이때도 단턱부(51)의 높은 위치가 코일부(52)와 얼마나 넓게 겹쳐지느냐에 따라 인덕턴스값이 달라지기 때문이다.

위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명은 랙바(1)의 외주면에 형성한 단턱부(51)와, 랙하우징(4)의 내면에 매설한 코일부(52)로써 단턱에 의해 발생하는 인덕턴스값을 측정할 수 있도록 하였기 때문에 그 인덕턴스값에 의한 랙바의 이동정도를 파악하여 센터를 감지할 수 있는 것이다.

따라서 랙바(1)의 좌,우 이동에 따른 상기 모터(3)의 신속한 대응이 가능하고, 그 외에 조향작동의 정밀도가 향상되어 상품성이 우수해지는 장점이 있다.

Claims (2)

1. 조향축의 끝단에 연결된 피니언과 치합된 채 좌,우 이동이 가능하도록 하되, 일측단에 나사부(11)를 형성한 랙바(1),

   상기한 랙바(1)의 외주연에 끼우되, 일측으로 암나사부(21)를 형성하여 상기 랙바의 나사부에 치합시킨 모터샤프트(2),

   상기 모터샤프트의 외주연에 감합 고정한 마그네트 회전자(31)와, 그 둘레의 모터하우징(6) 내경에 설치한 코일 고정자(32)와, 상기한 모터샤프트(2)의 일단에 감합한 다극착자 마그네트(34)와, 리어브라켓(35)의 기판(36)상에 고정된 홀센서(33)를 포함하는 모터(3)로 이루어진 전동 파워스티어링 장치에 있어서,

   상기한 랙바(1)의 중단에 형성한 단턱부(51)와, 그 외측의 랙바하우징(4)에 매설한 코일부(52) 및 자로유도부재(53)로써 센터감지수단(5)을 형성하여, 상기 랙바의 이동에 따라 위치가 달라지는 단턱부(51)가 코일부(52)의 인덕턴스값을 가변시켜 센터의 위치를 측정할 수 있도록 함을 특징으로 하는 자동차용 전동식 파워스티어링 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기한 센터감지수단(5)은 자로유도부재(53) 없이 코일부(52) 만으로 구성하여서 됨을 특징으로 하는 자동차용 전동식 파워스티어링 장치.