KR100369524B1 - Reverse rotation preventing apparatus of motor for power steering of car - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자동차의 전동식 파워 스티어링용 모터의 역회전 방지장치에 대한 것으로서, 발명의 주된 목적은 별도의 클러치가 없이 원추형 접촉면의 마찰력 만으로 동력이 전달될 수 있도록 하여 많은 부품을 줄이고, 생산 원가를 낮추며, 부품을 줄이는 만큼 조립, 생산성도 크게 향상시킬 수 있도록 하는데 있는 것이다.The present invention relates to an anti-rotation device for a motor for electric power steering of an automobile. The main object of the present invention is to reduce the number of parts and lower the production cost by allowing power to be transmitted only by the frictional force of the conical contact surface without a separate clutch. In other words, the assembly and productivity can be greatly improved as the number of parts is reduced.
이를 위한 특징적인 수단은 하우징의 중심부에 내장하되, 조향축과 연결된 인풋 샤프트와, 외주면에 워엄기어가 결합된 채, 내부의 토션바로써 상기 인풋 샤프트에 연결된 아웃풋 샤프트와, 상기 워엄기어에 치합된 워엄기어와, 워엄기어가 치합된 워엄을 가지는 워엄축과, 상기 워엄축에 단락 가능토록 연결한 모터축과, 그 모터로 이루어진 구동장치, 그리고 상기한 인풋 샤프트의 중앙에 내장된 토션바와, 상기 토션바의 끝단과 연결된 아웃풋 샤프트와, 아웃풋 샤프트의 일측편에 구비된 토오크센서로 이루어진 전자식 조향 장치에 있어서, 상기한 모터축의 끝단에 축착하되, 요형 테이퍼면을 갖는 원동 마찰부재와, 상기한 워엄축의 일단에 축착하되, 원추형 테이퍼면을 갖는 종동 마찰부재와, 상기한 원동 마찰부재 및 종동 마찰부재의 둘레에 감합하도록 용기모양으로 형성하되, 측단면이 원동 마찰부재의 뒤에 접하고, 그 개구부에는 조절나사를 끼울 수 있도록 한 원통부재와, 상기한 조절나사와, 종동 마찰부재의 사이에 개입시켜 마찰력을 조절하기 위한 탄성부재로 구성하는 것이다.Characteristic means for this is built in the center of the housing, the input shaft connected to the steering shaft, the worm gear is coupled to the outer peripheral surface, the output shaft connected to the input shaft with an internal torsion bar and the worm gear A worm gear, a worm shaft having a worm with which the worm gear is engaged, a motor shaft connected to the worm shaft to be short-circuited, a drive device formed of the motor, and a torsion bar built in the center of the input shaft; An electronic steering device comprising an output shaft connected to an end of a torsion bar, and a torque sensor provided on one side of the output shaft, wherein the motor is frictionally attached to an end of the motor shaft and has a concave tapered surface, and the worm described above. It is fixed on one end of the shaft, and fits the driven friction member having a conical tapered surface, and the circumference of the above-mentioned driven friction member and driven friction member. It is formed in the shape of a container so that the side cross section is in contact with the back of the kinetic friction member, and the opening for adjusting the friction force between the cylindrical member and the above-mentioned adjustment screw, the driven friction member between the adjustment screw and the opening. It is composed of an elastic member.
Description
본 발명은 자동차의 전동식 파워 스티어링용 모터의 역회전 방지장치에 대한 것으로서, 더 상세하게는 바퀴로부터 전자식 조향장치의 구동모터로 역회전 구동력이 전달되는 것을 차단할 수 있도록 하는데 특징이 있는 것이다.The present invention relates to a reverse rotation prevention device of a motor for electric power steering of a vehicle, and more particularly, it is characterized in that it is possible to block the transmission of the reverse rotation drive force from the wheel to the drive motor of the electronic steering device.
일반적으로 자동차의 조향 장치에는 유압을 이용하여 조향력을 배가 시키는 방법과 모터 등의 전기 장치를 이용하여 조향력을 배가 시키는 방법이 알려져 있다.BACKGROUND ART In general, a steering apparatus of a vehicle is known to double the steering force by using hydraulic pressure and a method of doubling the steering force by using an electric device such as a motor.
후자의 경우 도 1에서 보는 바와 같이 조향축(1)의 조향 핸들(11)을 돌렸을 때, 그 힘이 하우징(7) 내부의 토션바(4)와 인풋 샤프트(2)에 전달되고, 인풋 샤프트(2)에서 아웃풋 샤프트(3)로 전달되는 과정에서 회전 토오크를 토오크센서(6)가 감지하여 ECU에 전달하고, ECU에서는 그 값에 따라 배력 구동장치(5)를 구동시키도록 지시한다.In the latter case, when the steering wheel 11 of the steering shaft 1 is turned as shown in FIG. 1, the force is transmitted to the torsion bar 4 and the input shaft 2 inside the housing 7 and the input shaft. In the process of transmitting to the output shaft 3 in (2), the torque is detected by the torque sensor 6 and transmitted to the ECU, and the ECU instructs the driving of the power booster 5 according to the value thereof.
이와 같이 구동장치(5)의 모터(51)에서 나오는 구동력은 워엄(52)을 통해 아웃풋 샤프트(3)의 워엄기어(31)를 회전시키게 되고, 워엄기어(31)에 의해 회전하는 아웃풋 샤프트(3)는 랙바(도시하지 않았음)를 작동시키게 된다.As such, the driving force from the motor 51 of the driving device 5 rotates the worm gear 31 of the output shaft 3 through the worm 52, and the output shaft (rotated by the worm gear 31) 3) activates the rack bar (not shown).
한편, 이와 같은 전동식 파워 스티어링장치는 모터(51)로부터 나온 동력이 차륜의 방향 전환을 위해 사용되는 것이나, 그 역으로 동력이 전달되는 경우가 있으며, 이러한 역회전은 상기 모터(51)의 손상을 유발하고, 그 수명을 단축시키는 결과를 초래한다.On the other hand, such an electric power steering device is that the power from the motor 51 is used to change the direction of the wheel, the power may be transmitted in reverse, this reverse rotation is to damage the motor 51 And shorten its lifespan.
예컨데, 자동차가 비포장 도로나 요철구간을 주행할 때는 차륜이 흔들리게 되고, 차륜이 흔들려 랙바가 좌,우 진동을 하게되면 아웃풋 샤프트(3)의 워엄기어(31)가 회전하고, 워엄기어(31)의 회전력은 워엄(52)을 가진 모터축을 회전시키는 경우가발생하는 것이다.For example, when a car runs on an unpaved road or uneven section, the wheels are shaken. When the wheels are shaken and the rack bar vibrates left and right, the worm gear 31 of the output shaft 3 rotates, and the worm gear (31). The rotation force of) is a case where the motor shaft with the worm 52 is rotated.
따라서 종래의 전동식 파워 스티어링장치에서는 상기와 같은 모터의 역회전을 방지하기 위해 도 2에서 보는 바와 같은 클러치를 설치하였다.Therefore, in the conventional electric power steering device, a clutch as shown in FIG. 2 is installed to prevent the reverse rotation of the motor as described above.
즉, 모터(51)의 모터축(51a)에는 전자석용 코일(53)에 의해 축의 길이 방향으로 이동할 수 있는 유동 클러치판(54)을 축설하고, 워엄축(52a)에는 상기 유동 클러치판(54)이 착탈될 수 있는 고정 클러치판(55)을 축설하여, 모터(51)의 동력을 차륜쪽으로 전달하고자 할 때만 클러치가 접촉될 수 있도록 되어 있는 것이다.That is, a flow clutch plate 54 which can move in the longitudinal direction of the shaft by the electromagnet coil 53 is installed on the motor shaft 51a of the motor 51, and the flow clutch plate 54 is provided on the worm shaft 52a. ), The clutch can be contacted only when the fixed clutch plate 55, which can be attached and detached, is intended to transmit power of the motor 51 to the wheel side.
그러나 상기와 같은 종래의 전동식 파워 스티어링장치는 모터의 역회전 구동을 방지하기 위해 클러치를 추가로 설치하여야 하는 바, 제조 공정이 많아 생산성이 떨어짐은 물론 많은 부품이 사용되므로 제조 원가가 높아지는 단점이 있다.However, the conventional electric power steering apparatus as described above has to additionally install a clutch to prevent the reverse rotation driving of the motor, there is a disadvantage in that the manufacturing cost increases because of a large number of manufacturing processes and many parts are used. .
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 이를 해결 보완하고자 안출한 것으로서, 발명의 주된 목적은 별도의 클러치가 없이 원추형 접촉면의 마찰력 만으로 동력이 전달될 수 있도록 하여 많은 부품을 줄이고, 생산 원가를 낮추며, 부품을 줄이는 만큼 조립, 생산성도 크게 향상시킬 수 있도록 하는데 있는 것이다.Therefore, the present invention has been made in view of the conventional problems as described above to solve the problem, the main object of the invention to reduce the number of parts, the production cost by allowing power to be transmitted only by the frictional force of the conical contact surface without a separate clutch It is to reduce the number of parts and increase the assembly and productivity as much as the number of parts is reduced.
이를 위한 특징적인 수단은 하우징의 중심부에 내장하되, 조향축과 연결된 인풋 샤프트와, 외주면에 워엄기어가 결합된 채, 내부의 토션바로써 상기 인풋 샤프트에 연결된 아웃풋 샤프트와, 상기 워엄기어에 치합된 워엄기어와, 워엄기어가 치합된 워엄을 가지는 워엄축과, 상기 워엄축에 단락 가능토록 연결한 모터축과, 그 모터로 이루어진 구동장치, 그리고 상기한 인풋 샤프트의 중앙에 내장된 토션바와, 상기 토션바의 끝단과 연결된 아웃풋 샤프트와, 아웃풋 샤프트의 일측편에 구비된 토오크센서로 이루어진 전자식 조향 장치에 있어서, 상기한 모터축의 끝단에 축착하되, 요형 테이퍼면을 갖는 원동 마찰부재와, 상기한 워엄축의 일단에 축착하되, 원추형 테이퍼면을 갖는 종동 마찰부재와, 상기한 원동 마찰부재 및 종동 마찰부재의 둘레에 감합하도록 용기모양으로 형성하되, 측단면이 원동 마찰부재의 뒤에 접하고, 그 개구부에는 조절나사를 끼울 수 있도록 한 원통부재와, 상기한 조절나사와, 종동 마찰부재의 사이에 개입시켜 마찰력을 조절하기 위한 탄성부재로 구성하는 것이다.Characteristic means for this is built in the center of the housing, the input shaft connected to the steering shaft, the worm gear is coupled to the outer peripheral surface, the output shaft connected to the input shaft with an internal torsion bar and the worm gear A worm gear, a worm shaft having a worm with which the worm gear is engaged, a motor shaft connected to the worm shaft to be short-circuited, a drive device formed of the motor, and a torsion bar built in the center of the input shaft; An electronic steering device comprising an output shaft connected to an end of a torsion bar, and a torque sensor provided on one side of the output shaft, wherein the motor is frictionally attached to an end of the motor shaft and has a concave tapered surface, and the worm described above. It is fixed on one end of the shaft, and fits the driven friction member having a conical tapered surface, and the circumference of the above-mentioned driven friction member and driven friction member. It is formed in the shape of a container so that the side cross section is in contact with the back of the kinetic friction member, and the opening for adjusting the friction force between the cylindrical member and the above-mentioned adjustment screw, the driven friction member between the adjustment screw and the opening. It is composed of an elastic member.
도 1은 전동식 파워 스티어링의 구성을 보인 단면도1 is a cross-sectional view showing the configuration of the electric power steering
도 2는 종래의 파워 스티어링용 모터의 역회전 방지장치 단면도Figure 2 is a cross-sectional view of the conventional anti-rotation device of the power steering motor
도 3은 본 발명의 파워 스티어링용 모터의 역회전 방지장치의 단면도Figure 3 is a cross-sectional view of the reverse rotation prevention device of the power steering motor of the present invention
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
1 : 조향축 2 : 인풋 샤프트1: steering shaft 2: input shaft
3 : 아웃풋 샤프트 4 : 토션바3: output shaft 4: torsion bar
5 : 구동장치 6 : 토오크 센서5: drive device 6: torque sensor
7 : 하우징 11 : 핸들7 housing 11 handle
31 : 워엄기어 51 : 모터31: worm gear 51: motor
52 : 워엄 56 : 원동 마찰부재52: worm 56: circular friction member
57 : 종동 마찰부재 58 : 원통부재57: driven friction member 58: cylindrical member
59 : 조절나사59: adjusting screw
이하 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 작용을 첨부 도면에 따라 상세히 설명한다.Hereinafter, the configuration and operation according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 전자식 파워 스티어링을 보인 것이고, 도 3은 본 발명에 따른 요부 구성을 보인 단면도이다.1 is a view showing the electronic power steering, Figure 3 is a cross-sectional view showing the main portion configuration according to the present invention.
도 1에서 보듯이 전자식 파워 스티어링은 하우징(7)의 중심부에 내장하되, 조향축(1)과 연결된 인풋 샤프트(2)와, 외주면에 워엄기어(31)가 결합된 채, 내부의 토션바(4)로써 상기 인풋 샤프트에 연결된 아웃풋 샤프트(3)와, 상기 워엄기어(31)에 치합된 워엄기어(31)와, 워엄기어가 치합된 워엄(52)을 가지는 워엄축(52a)과, 상기 워엄축에 단락 가능토록 연결한 모터축(51a)과, 그 모터(51)로 이루어진 구동장치(5), 그리고 상기한 인풋 샤프트(2)의 중앙에 내장된 토션바(4)와, 상기 토션바(4)의 끝단과 연결된 아웃풋 샤프트(3)와, 아웃풋 샤프트(3)의 일측편에 구비된 토오크센서(6)로 이루어 진다.As shown in FIG. 1, the electronic power steering is built in the center of the housing 7, the input shaft 2 connected to the steering shaft 1, and the worm gear 31 coupled to the outer circumferential surface thereof. 4) a worm shaft (52a) having an output shaft (3) connected to the input shaft, a worm gear (31) meshed with the worm gear (31), a worm (52) with the worm gears, and A motor shaft 51a connected to the worm shaft so as to be short-circuited, a drive device 5 formed of the motor 51, a torsion bar 4 built in the center of the input shaft 2, and the torsion It consists of an output shaft (3) connected to the end of the bar (4), and a torque sensor (6) provided on one side of the output shaft (3).
본 발명은 상기한 워엄축(52a)과 모터축(51a) 사이에 동력을 단락시킬 수 있는 새로운 구조를 추가하기 위한 것으로서, 상기한 모터축(51a)의 끝단에 축착하되, 요형 테이퍼면(56a)을 갖는 원동 마찰부재(56)와, 상기한 워엄축(52a)의 일단에 축착하되, 원추형 테이퍼면(57a)을 갖는 종동 마찰부재(57)와, 상기한 원동 마찰부재(56) 및 종동 마찰부재(57)의 둘레에 감합하도록 용기모양으로 형성하되, 측단면(58a)이 원동 마찰부재(56)의 뒤에 접하고, 그 개구부(58b)에는 조절나사(59)를 끼울 수 있도록 한 원통부재(58)와, 상기한 조절나사(59)와, 종동 마찰부재(57)의 사이에 개입시켜 마찰력을 조절하기 위한 탄성부재(59a)로 구성된다.The present invention is to add a new structure that can short-circuit the power between the worm shaft (52a) and the motor shaft (51a), and is fixed to the end of the motor shaft (51a), the concave tapered surface 56a And a driven friction member 56 which is in contact with one end of the worm shaft 52a, having a conical tapered surface 57a, and the driven friction member 56 and driven. A cylindrical member is formed in a container shape to fit around the friction member 57, and the side end surface 58a is in contact with the back of the motive friction member 56, and the adjustment member 59 can be inserted into the opening 58b. (58), and an elastic member (59a) for adjusting the friction force through the adjustment screw (59) and the driven friction member (57).
이상과 같이 구성된 본 발명은 평상시 파워 스티어링의 기능을 할 때는 앞서 설명한 바와 같이 핸들(11)의 회전력이 하우징(7) 내부의 토션바(4)와 인풋 샤프트(2)에 전달되고, 인풋 샤프트(2)에서 아웃풋 샤프트(3)로 전달되는 과정에서 회전 토오크를 토오크센서(6)가 감지하여 ECU에 전달하고, ECU에서는 그 값에 따라 배력 구동장치(5)를 구동시키도록 지시한다.In the present invention configured as described above, the rotational force of the handle 11 is transmitted to the torsion bar 4 and the input shaft 2 inside the housing 7 as described above when the power steering function is normally performed. In the process of transmitting to the output shaft 3 in 2), the torque is detected by the torque sensor 6 and transmitted to the ECU, and the ECU instructs the driving of the power driving device 5 according to the value.
이와 같이 구동장치(5)의 모터(51)에서 나오는 구동력은 워엄축(52a)으로 전달되는 바, 그 과정을 자세히 살펴보면 모터축(51a)에 축착된 채 요형 테이퍼면(56a)을 갖는 원동 마찰부재(56)와 원추형 테이퍼면(57a)을 갖는 종동 마찰부재(57)가 서로 상접되어 있는 상태이고, 모터축(51a)이 고속회전하기 때문에 원동 마찰부재(56)가 종동 마찰부재(57)를 회전시키게 되고, 따라서 워엄축(52a)의 워엄(52)이 회전하여 워엄기어(31)를 회전시킬 수 있게 된다.As described above, the driving force from the motor 51 of the driving device 5 is transmitted to the worm shaft 52a. In detail, the driving force of the driving device 5 has a concave tapered surface 56a that is fixed to the motor shaft 51a. Since the driving friction member 57 having the member 56 and the conical tapered surface 57a are in contact with each other, and the motor shaft 51a rotates at a high speed, the driving friction member 56 is driven driven member 57. And rotates the worm 52 of the worm shaft 52a so that the worm gear 31 can be rotated.
반대로 차륜의 진동 등이 발생하여 워엄기어(31)가 유동되면 워엄(52)으로 치합된 워엄축(52a)이 회전하게 되고, 워엄축(52a)의 회전이 발생하게 되었을 때, 이 워엄축(52a)의 회전력은 극 저속이기 때문에 원추형 테이퍼면(57a)을 갖는 종동 마찰부재(57)는 회전하여도 요형 테이퍼면(56a)을 갖는 원동 마찰부재(56)는 회전하지 않는다.On the contrary, when the worm gear 31 flows due to the vibration of the wheel, the worm shaft 52a engaged with the worm 52 rotates, and when the worm shaft 52a rotates, the worm shaft ( Since the rotational force of 52a) is extremely low speed, even if the driven friction member 57 having the conical tapered surface 57a rotates, the moving friction member 56 having the concave tapered surface 56a does not rotate.
한편, 상기와 같은 원추형 테이퍼면(57a)과 요형 테이퍼면(56a)의 접촉 정도를 조절하기 위해서는 종동 마찰부재(57)의 뒤에 나삽된 조절나사(59)를 돌린다.On the other hand, to adjust the degree of contact between the conical tapered surface 57a and the concave tapered surface 56a, the adjustment screw 59 screwed behind the driven friction member 57 is turned.
조절나사(59)를 돌리면 그 사이에 개입된 탄성부재(59a)가 원추형 테이퍼면(57a)을 갖는 종동 마찰부재(57)를 요형 테이퍼면(56a)을 갖는 원동 마찰부재(56)쪽으로 이동시켜 밀착력을 높이거나, 혹은 그 반대로 밀착력을 낮출 수 있게 된다.Turning the adjustment screw 59 causes the elastic member 59a interposed therebetween to move the driven friction member 57 having the conical tapered surface 57a toward the driven friction member 56 having the concave tapered surface 56a. The adhesion can be increased, or vice versa.
위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명은 모터축(51a)으로부터 나오는 동력을 워엄축(52a)으로 전달하되, 조향을 위해 정상적으로 작동할 때는 고속으로 회전하는 요형 테이퍼면(56a)을 갖는 원동 마찰부재(56)가 원추형 테이퍼면(57a)을 갖는 종동 마찰부재(57)를 구동시키고, 반대로 차륜의 진동 등에 의해 발생한 워엄축(52a)의 저속 회전력은 모터축(51a)쪽으로 전달하지 못하게 하여 모터의 역회전 구동을 방지할 수 있게 되며, 더 나가서 클러치 없이 단락이 가능하므로 생산성 향상은 물론 제조 원가를 크게 낮출 수 있는 것이다.The present invention as described in detail above transfers the power coming from the motor shaft (51a) to the worm shaft (52a), but the kinetic friction member 56 having a concave tapered surface 56a that rotates at high speed when operating normally for steering. ) Drives the driven friction member 57 having the conical tapered surface 57a, and on the contrary, the low-speed rotational force of the worm shaft 52a generated by the vibration of the wheels does not transfer to the motor shaft 51a so that the motor reverses rotation. The driving can be prevented, and the short circuit can be performed without going out of the clutch, thereby improving productivity and significantly lowering manufacturing costs.
Claims (1)
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
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Payment date: 20130102 Year of fee payment: 11 |
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