KR100738376B1 - Motor-joint of Electrical Power Steering System for in Use Vehicle - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자동차의 모터 구동식 조향장치의 모터 조인트에 관한 것이다.The present invention relates to a motor joint of a motor-driven steering apparatus of an automobile.
본 발명은 운전자의 조향력을 보조하는 조향 보조 장치에 있어서, 상기 운전자의 조향력을 보조하기 위한 모터; 상기 모터의 외부로 연장된 구동축; 상기 운전자의 조향력을 보조하기 위해서 상기 모터의 회전비를 감가속하는 기어 장치; 상기 구동축의 회전 중심 선상에 설치되고 상기 구동축의 회전력을 상기 기어 장치에 전달하는 피동축; 및 상기 피동축과 상기 구동축 사이에 설치되어 상기 구동축에서 상기 피동축으로 회전력을 전달하는 모터 조인트를 포함하되, 상기 모터 조인트는, 상기 피동축의 외주면에서 방사 방향으로 돌출되는 구조로 상기 피동축과 함께 회전하는 하나 이상의 돌출부를 갖는 내측 로터; 상기 내측 로터를 감싸는 내주면을 갖고 상기 구동축에 고정되어 상기 구동축과 함께 회전하는 외측 로터; 및 상기 외측 로터와 상기 내측 로터 사이에 구성되되, 상기 돌출부와 상기 외측 로터의 내주면에 밀착되어 형성되며, 상기 구동 모터에서 발생한 진동과 소음을 흡수하는 탄성체를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 구동식 조향 보조 장치를 제공한다.The present invention provides a steering assist device for assisting a driver's steering force, comprising: a motor for assisting the driver's steering force; A drive shaft extending out of the motor; A gear device for decelerating and decelerating a rotation ratio of the motor to assist the driver's steering force; A driven shaft installed on a rotation center line of the drive shaft and transmitting a rotational force of the drive shaft to the gear device; And a motor joint installed between the driven shaft and the driving shaft to transmit a rotational force from the driving shaft to the driven shaft, wherein the motor joint protrudes radially from an outer circumferential surface of the driven shaft. An inner rotor having one or more protrusions that rotate together; An outer rotor having an inner circumferential surface surrounding the inner rotor and fixed to the drive shaft to rotate together with the drive shaft; And an elastic body configured between the outer rotor and the inner rotor and being in close contact with the protrusion and the inner circumferential surface of the outer rotor, the elastic body absorbing vibration and noise generated by the driving motor. Provide auxiliary devices.
본 발명에 의하면, 내측 로터와 외측 로터 사이에 탄성체를 삽입하며 내측 로터의 돌출부의 개수를 증가시키거나 방사 방향으로 길이를 증가시킴으로써 구동 모터의 구동축과 웜 축을 연결하는 모터 조인트가 전달할 수 있는 회전력의 범위를 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라 구동축의 회전을 정밀하게 전달하는 효과가 있다.According to the present invention, by inserting an elastic body between the inner rotor and the outer rotor and increasing the number of protrusions of the inner rotor or increasing the length in the radial direction of the rotational force that can be transmitted by the motor joint connecting the drive shaft and the worm shaft of the drive motor Not only can increase the range, but also has the effect of precisely transmitting the rotation of the drive shaft.
조인트, 커플링, 모터, 조향, 로터, 진동 Joint, coupling, motor, steering, rotor, vibration
Description
도 1은 종래의 조향축 모터 구동식 조향장치의 일부 개략도,1 is a partial schematic view of a conventional steering shaft motor-driven steering apparatus;
도 2는 종래의 조향축 모터 구동식 조향장치의 일부 단면도,2 is a partial cross-sectional view of a conventional steering shaft motor-driven steering apparatus;
도 3a는 종래의 조향축 모터 구동식 조향장치를 구성하는 모터 조인트의 분해 사시도,3A is an exploded perspective view of a motor joint constituting a conventional steering shaft motor driven steering apparatus;
도 3b는 종래의 조향축 모터 구동식 조향장치를 구성하는 모터 조인트의 조립 단면도,Figure 3b is an assembled cross-sectional view of the motor joint constituting the conventional steering shaft motor drive steering device,
도 4a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 조향축 모터 구동식 조향장치를 구성하는 모터 조인트의 분해 사시도,4A is an exploded perspective view of a motor joint constituting a steering shaft motor driven steering device according to a first embodiment of the present invention;
도 4b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 조향축 모터 구동식 조향장치를 구성하는 모터 조인트의 단면도,4B is a cross-sectional view of a motor joint constituting a steering shaft motor driven steering device according to a first embodiment of the present invention;
도 4c는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 조향축 모터 구동식 조향장치를 구성하는 모터 조인트의 분해 사시도,4C is an exploded perspective view of a motor joint constituting a steering shaft motor driven steering device according to a second embodiment of the present invention;
도 4d는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 조향축 모터 구동식 조향장치를 구성하는 모터 조인트의 분해 사시도,4D is an exploded perspective view of a motor joint constituting a steering shaft motor driven steering apparatus according to a third embodiment of the present invention;
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 조향축 모터 구동식 조향장치를 구성하는 모터 조인트의 정밀도를 높이기 위한 설명도이다.5 is an explanatory diagram for increasing the precision of the motor joint constituting the steering shaft motor-driven steering apparatus according to the embodiment of the present invention.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
100: 조향휠 110: 상부 조향축100: steering wheel 110: upper steering shaft
111: 하부 조향축 130: 토션바111: lower steering shaft 130: torsion bar
131: 변위 센서 132: 제 1 변위 치차131: displacement sensor 132: first displacement gear
133: 제 2 변위 치차 140: 웜 기어133: second displacement gear 140: worm gear
150: 웜 축 151: 웜 축 기어 150: worm shaft 151: worm shaft gear
160: 피니언 170: 랙바 160: pinion 170: rack bar
180: 전자 제어 유닛 190: 구동 모터180: electronic control unit 190: drive motor
191: 구동축 200: 외측 로터191: drive shaft 200: outer rotor
210: 탄성체 220: 내측 로터210: elastic body 220: inner rotor
250: 제 1 베어링 251: 제 2 베어링250: first bearing 251: second bearing
252: 압축 스프링 253: 압축 나사252: compression spring 253: compression screw
254: 틈 270: 기어 하우징254: clearance 270: gear housing
310: 직선부 320: 대향 직선부310: straight portion 320: opposite straight portion
420: 내측 로터 421: 돌출부 420: inner rotor 421: protrusion
430: 탄성체 440: 외측 로터 430: elastomer 440: outer rotor
510: 기준선 520: 제 1 오차선 510: reference line 520: first error line
525: 제 2 오차선 551: 제 1 기준점 525: second error line 551: first reference point
552: 제 2 기준점 561: 제 1 접점 552: second reference point 561: first contact point
562: 제 2 접점 562: second contact
A: 제 1 원 B: 제 2 원 A: 1st circle B: 2nd circle
x: 제 1 회전각 y: 제 2 회전각 x: 1st rotation angle y: 2nd rotation angle
본 발명은 자동차의 모터 구동식 조향장치의 모터 조인트에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 자동차의 모터 구동식 조향장치에 있어서 구동 모터의 구동축과 웜 축을 연결하는 조인트가 전달할 수 있는 회전력의 범위를 증가시키고 전달 가능한 회전력의 조절을 용이하게 할 뿐만 아니라 구동축의 회전력을 회전각 차이 없이 정밀하게 전달하는 자동차의 모터 구동식 조향장치의 모터 조인트에 관한 것이다.The present invention relates to a motor joint of a motor-driven steering apparatus of an automobile. More specifically, in a motor-driven steering apparatus of an automobile, the joint connecting the drive shaft and the worm shaft of the drive motor increases the range of rotational force that can be transmitted, facilitates the adjustment of the transferable torque, and also rotates the rotational force of the drive shaft. The present invention relates to a motor joint of a motor-driven steering device of a vehicle that transmits precisely without any difference.
자동차의 안전성을 향상시키고 운전자의 조작 편의성을 위해서 자동차에는 다양한 장치가 설치되는데, 그 중에서 조향장치는 운전자가 조향 핸들을 돌려 자동차의 진행 방향을 자유로이 바꿀 수 있게 하는 장치로서, 자동차의 앞 바퀴가 선회하는 회전 중심을 임의로 변경하여 운전자가 원하는 방향으로 자동차를 진행시킬 수 있도록 보조하는 장치다.Various devices are installed in the car for improving the safety of the car and for the convenience of the driver. Among them, the steering device allows the driver to turn the steering wheel to freely change the direction of travel of the car. It is a device that assists the driver to advance the car in the desired direction by changing the rotation center arbitrarily.
이러한 조향장치에 있어서 운전자의 힘을 덜어주기 위해 동력 조향장치(Power Steering System)가 추가되게 되는데, 이러한 동력 조향장치는 크게 엔진의 힘을 이용하여 유압 펌프를 작동시켜 조향력을 보조하는 유압을 이용한 유압 구동식 조향장치와 전기 모터를 이용한 모터 구동식 조향장치가 있다. In this steering system, a power steering system is added to relieve the driver's power. The power steering system uses hydraulic pressure to support steering power by operating a hydraulic pump using engine power. There is a motorized steering device using a driven steering device and an electric motor.
유압 구동식 조향장치는 조향휠의 회전을 감지하여 엔진에서 회전력을 받아 유압 펌프를 작동시키고 이 유압을 랙바 혹은 조향축에 구성된 실린더와 같은 구동부에 보내어 운전자의 조향력을 보조해 주는 구조를 가진다.The hydraulically-driven steering system senses the rotation of the steering wheel and receives the rotational force from the engine to operate the hydraulic pump, and sends the hydraulic pressure to a driving unit such as a cylinder configured on the rack bar or the steering shaft to assist the driver's steering force.
모터 구동식 조향장치는 조향휠의 회전을 감지하여 랙 혹은 조향축에 설치되어 회전 운동을 도와주는 모터를 가동시켜 조향장치가 원활하게 작동되도록 하는 구조를 가지며, 모터 구동식 조향장치는 크게 랙 구동형(R-EPS)과 조향축 구동형(C-EPS)이 있다.The motor-driven steering system detects the rotation of the steering wheel and is installed on the rack or steering shaft to operate the motor to assist the rotational movement so that the steering system operates smoothly. The motor-driven steering system is largely rack driven. There are two types (R-EPS) and steering shaft drive type (C-EPS).
모터 구동식 조향장치는 모터의 구동축과 피동축이 연결되는데 이때, 구동축과 피동축 사이에 진동이 전달되는 것을 방지하기 위해서 플랙시블 조인트가 많이 사용된다.The motor-driven steering device is connected to the drive shaft and the driven shaft of the motor, in which a flexible joint is used a lot to prevent the transmission of vibration between the drive shaft and the driven shaft.
랙 앤 피니언형 조향장치는 조향축에 직접 연결되어 있는 피니언 기어의 움직임이 직접적으로 랙으로 전달되기 때문에 조향휠의 움직임에 조향 바퀴가 직접적으로 반응하는 구조로 되어 있으며 구조가 간단하고 중량이 가벼워 소형차의 전륜 구동 자동차에 널리 사용되고 있다.The rack-and-pinion type steering system has a structure in which the steering wheel responds directly to the movement of the steering wheel because the movement of the pinion gear directly connected to the steering shaft is directly transmitted to the rack. Are widely used in front wheel drive cars.
도 1은 종래의 조향축 모터 구동식 조향장치의 일부 개략도이다.1 is a partial schematic view of a conventional steering shaft motor-driven steering apparatus.
도시한 것과 같이 조향축 모터 구동 조향장치는 조향휠(100), 상부 조향축(110), 토션바(130), 하부 조향축(111), 피니언(160), 랙바(170), 제 1 변위 치차(132), 제 2 변위 치차(133), 웜 축(150), 웜 기어(140), 구동 모터(190), 변위 센서(131) 및 전자 제어 유닛(180)을 포함하여 구성된다.As shown in the figure, the steering shaft motor driving steering apparatus includes a
상부 조향축(110)의 일단은 조향휠(100)의 회전 중심에 연결되며 타단은 토 션바(130)에 연결된다. 또한, 하부 조향축(111)의 일단은 토션바(130)에, 타단은 피니언(160)에 연결되어 결국, 조향휠(100)의 회전운동은 피니언(160)의 회전운동을 유발하고 피니언(160)의 회전이 랙바(170)의 직선운동으로 전환되어 바퀴를 조향시키게 된다.One end of the
랙바(170)를 움직이기 위해서는 피니언(160)에 일정 이상의 회전력(토크)이 전달되어야 하는데, 운전자가 조향휠(100)에 가하는 회전력을 보조하기 위하여 동력 보조장치가 설치되게 된다. 도시한 것과 같이 하부 조향축(111)의 외주면에는 웜 기어(140)가 구성되며, 웜 축(150)이 웜 기어(140)와 치합되는데 이 웜 축(150)에는 구동 모터(190)가 연결되어 있다. 따라서 구동 모터(190)가 회전함으로써 웜 축(150)이 회전하고, 웜 기어(140)가 회전함으로써 하부 조향축(111)이 회전하며 결국, 운전자의 조향력을 보조하게 된다.In order to move the
제 1 변위 치차(132)는 상부 조향축(110)에 연결되며, 제 2 변위 치차(133)는 하부 조향축(111)과 연결되는데, 제 1 변위 치차(132)와 제 2 변위 치차(133)는 도시한 것과 같이 서로 마주보고 있다. 상부 조향축(110)과 하부 조향축(111)이 토션바(130)로 연결되어 있기 때문에 토션바(130)가 비틀릴 경우에는 제 1 변위 치차(132)와 제 2 변위 치차(133) 사이에 상대 위치가 서로 변하게 된다. 이러한 제 1 변위 치차(132)와 제 2 변위 차차(133)의 상대 위치의 변화를 감지하여 센서 신호를 발생시키는 변위 센서(131)가 설치되며, 변위 센서(131)는 이렇게 감지한 센서 신호를 전자 제어 유닛(180)에 전송하는 기능도 하게 된다. 전자 제어 유닛(180)은 변위 센서(131)에서 수신한 센서 신호를 분석하여 토션바(130)의 비틀림의 정도를 파악하여 구동 모터(190)를 구동시키거나 중지시킨다.The
도 2는 종래의 조향축 모터 구동식 조향장치의 일부 단면도이다.2 is a partial cross-sectional view of a conventional steering shaft motor-driven steering apparatus.
도시한 것과 같이 조향축 모터 구동 조향장치는 구동 모터(190), 구동축(191), 내측 로터(220), 외측 로터(200), 탄성체(210), 제 1 베어링(250), 웜 축(150), 웜 축 기어(151), 제 2 베어링(251), 압축 나사(253), 압축 스프링(252), 틈(254) 및 기어 하우징(270)을 포함하여 구성된다.As illustrated, the steering shaft motor driving steering apparatus includes a
도시한 것과 같이 구동 모터(190)는 구동 모터 하우징 외부로 연장된 구동축(191)을 가지며, 외측 로터(200)는 내부가 중공으로 일측이 구동축과 연결되어 연동된다.As shown, the
제 2 베어링(251)과 제 1 베어링(250)은 웜 축 기어(151)를 하부 조향축(111)에 설치된 웜 기어(140)측으로 고정한다. 압축 스프링(252)은 압축 나사(253)를 단 삼아 웜 축 기어(151)를 웜 기어(140) 방향으로 탄지하며 제 2 베어링(251)에 구성된다. 따라서, 압축 나사(253)를 죄면 틈(254) 방향으로 압축 나사(253)가 이동하여 압축 스프링(252)이 수축하게 되며 결국, 압축 스프링(252)의 압축력으로 웜 축 기어(151)가 웜 기어(140)와 견고하게 물릴 수 있도록 한다.The
웜 축(150)에는 내측 로터(220)가 구성되는데, 내측 로터(220)는 일측이 구동축(191)과 연결되는 외측 로터(200)의 내부로 삽입되는 구조를 가진다.The
도 3a는 종래의 조향축 모터 구동식 조향장치를 구성하는 모터 조인트의 분해 사시도이다.3A is an exploded perspective view of a motor joint constituting a conventional steering shaft motor driven steering apparatus.
도시한 것과 같이 조향축 모터 구동식 조향장치를 구성하는 모터 조인트는 외측 로터(200), 탄성체(210) 및 내측 로터(220)를 포함하여 구성되는데, 외측 로터(200)가 내측 로터(220)를 내삽할 수 있는 구조로 되어 있으며 내측 로터(220)와 외측 로터(200)사이에는 탄성체가 구비될 수 있는 구조를 가진다. 또한, 내측 로터(220)의 외주면을 일부 깎아내어 직선부(310)를 형성하고 외측 로터(200)에는 이 직선부(310)와 맞물리는 대향 직선부(320)를 구성한다. 일반적으로 직선부(310)는 두 개 이상을 구비하며 마찬가지로 대향 직선부(320)도 두 개 이상을 구비한다.As illustrated, the motor joint constituting the steering shaft motor-driven steering apparatus includes an
도 3b는 종래의 조향축 모터 구동식 조향장치를 구성하는 모터 조인트의 조립 단면도이다.Figure 3b is an assembled cross-sectional view of the motor joint constituting the conventional steering shaft motor-driven steering apparatus.
외측 로터(200)가 내측 로터(220)에 회전력을 전달하기 위해서 내측 로터(220)에는 직선부(310)가 형성되고 외측 로터(200)에는 대향 직선부(320)가 설치되는데, 이와 같은 직선부(310)와 대향 직선부(320)는 서로 맞물려 외측 로터(200)의 회전력이 내측 로터(220)로 전달될 때 회전 슬립을 막는 기능을 한다.In order for the
외측 로터(200)의 내주면과 내측 로터(220)의 외주면 사이에 설치된 탄성체(210)는 외측 로터(200)와 내측 로터(220)사이가 직접적으로 부딪히는 것을 방지하여 회전 전달시의 진동과 소음을 감쇠하여 줄여줄 뿐만 아니라 구동축(191)과 웜 축(150)의 길이 방향으로 상대 운동을 흡수하는 기능도 하고 길이 방향으로 생기는 길이 변형과 웜 축(150)과 구동축(191) 사이의 미세한 각 변화도 흡수하는 기능을 한다.The
지금까지 설명한 것과 같이 종래의 모터 구동식 조향장치에 사용되는 외측 로터(200)와 내측 로터(220)의 구조는 내측 로터(220)의 외주면을 깎아내어 형성된 직선부(310)와 외측 로터(200)의 외주면에 형성된 대향 직선부(320), 즉 서로 맞물리는 직선부(310)와 대향 직선부(320)의 의해서 외측 로터(200)에서 내측 로터(220)로 회전력을 전달한다.As described above, the structures of the
직선부(310)는 웜 축(150)의 외주면을 깍아서 만들기 때문에 내측 로터(220)의 회전 중심에서 직선부(310)까지의 거리는 내측 로터(220)의 외경보다 작다. 따라서, 이러한 구조는 구동축(191)의 회전력을 전달하는 데 있어서 전달 가능한 회전력의 한계가 있을 뿐만 아니라 구동축(191)의 회전과 웜 축(150)의 회전 사이에 회전각 오차가 많이 발생하게 되어 결국 조향 정밀도를 저해하는 문제점이 있다.Since the
상기한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 자동차의 모터 구동식 조향장치에 있어서 구동 모터의 구동축과 웜 축을 연결하는 조인트가 전달할 수 있는 회전력의 범위를 증가시키고 전달 가능한 회전력의 조절을 용이하게 할 뿐만 아니라 구동축의 회전력을 회전각 차이 없이 정밀하게 전달하는 조향축 모터 구동식 조향장치의 모터 조인트를 제공하는 것이 그 목적이다.In order to solve the above problems, the present invention, in the motor-driven steering device of the vehicle, not only increases the range of rotational force that can be transmitted by the joint connecting the drive shaft and the worm shaft of the drive motor, but also facilitates the adjustment of the transmittable torque. It is also an object of the present invention to provide a motor joint of a steering shaft motor-driven steering apparatus which accurately transmits the rotational force of the drive shaft without any difference in the rotation angle.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 운전자의 조향력을 보조하는 조향 보조 장치에 있어서, 상기 운전자의 조향력을 보조하기 위한 모터; 상기 모터의 외부로 연장된 구동축; 상기 운전자의 조향력을 보조하기 위해서 상기 모터의 회전비를 감가속하는 기어 장치; 상기 구동축의 회전 중심 선상에 설치되고 상기 구동축의 회전력을 상기 기어 장치에 전달하는 피동축; 및 상기 피동축과 상기 구동축 사 이에 설치되어 상기 구동축에서 상기 피동축으로 회전력을 전달하는 모터 조인트를 포함하되, 상기 모터 조인트는, 상기 피동축의 외주면에서 방사 방향으로 돌출되는 구조로 상기 피동축과 함께 회전하는 하나 이상의 돌출부를 갖는 내측 로터; 상기 내측 로터를 감싸는 내주면을 갖고 상기 구동축에 고정되어 상기 구동축과 함께 회전하는 외측 로터; 및 상기 외측 로터와 상기 내측 로터 사이에 구성되되, 상기 돌출부와 상기 외측 로터의 내주면에 밀착되어 형성되며, 상기 구동 모터에서 발생한 진동과 소음을 흡수하는 탄성체를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 구동식 조향 보조 장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a steering assistance device for assisting a driver's steering force, comprising: a motor for assisting the driver's steering force; A drive shaft extending out of the motor; A gear device for decelerating and decelerating a rotation ratio of the motor to assist the driver's steering force; A driven shaft installed on a rotation center line of the drive shaft and transmitting a rotational force of the drive shaft to the gear device; And a motor joint installed between the driven shaft and the drive shaft to transmit rotational force from the drive shaft to the driven shaft, wherein the motor joint is configured to protrude in a radial direction from an outer circumferential surface of the driven shaft. An inner rotor having one or more protrusions that rotate together; An outer rotor having an inner circumferential surface surrounding the inner rotor and fixed to the drive shaft to rotate together with the drive shaft; And an elastic body configured between the outer rotor and the inner rotor and being in close contact with the protrusion and the inner circumferential surface of the outer rotor, the elastic body absorbing vibration and noise generated by the driving motor. Provide auxiliary devices.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First of all, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are used as much as possible even if displayed on different drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related well-known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
도 4a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 조향축 모터 구동식 조향장치를 구성하는 모터 조인트의 분해 사시도이다.Figure 4a is an exploded perspective view of the motor joint constituting the steering shaft motor drive steering apparatus according to the first embodiment of the present invention.
도시한 것과 같이 모터 조인트는 외측 로터(440), 내측 로터(420), 돌출부(421) 및 탄성체(430)를 포함하여 구성된다.As shown, the motor joint includes an
내측 로터(420)는 웜 축(150)의 외주면에 네 개의 돌출부(421)를 형성함으로써 구성되고, 외측 로터(440)는 구동 모터(190)의 외부로 연장된 구동축(191)에 고 정되는 내측 로터(420)를 감싸는 구조로 형성되는데, 내측 로터(420)와 외측 로터(440) 사이에 탄성체(430)가 구비된다. The
탄성체(430)의 주요 기능은, 외측 로터(440)의 내주면과 내측 로터(420)의 외주면 사이에 직접적으로 부딪혀서 생길 수 있는 진동과 소음을 줄여주는 기능과 구동축(191)과 웜 축(150)의 길이 방향으로 상대 운동을 흡수하는 기능과 웜 축과 구동축 사이에 길이 변형을 흡수하는 것과 웜 축(150)과 구동축(191) 사이의 미세한 각 변화를 흡수하는 기능을 포함한다. 또한, 웜 축(150)의 회전 중심과 구동축(191)의 회전 중심선이 일치하지 않더라도 구동축(191)에서 웜 축(150)으로 회전력이 원활하게 전달되도록 한다.The main function of the
탄성체(430)는 돌출부(421)와 외측 로터(440)의 내주면 사이에 삽입되거나 혹은 돌출부(421)에 탄성체(430)를 오버 몰딩시킨 후에 탄성체(430)를 포함하는 내측 로터(420)를 외측 로터(440)의 내부로 삽입할 수도 있을 것이다. 또한, 외측 로터(440)의 내면에 탄성체(430)를 오버 몰딩시킨 후에 내측 로터(420)를 내부로 삽입하여 구성할 수도 있을 것이다.The
도 4b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 조향축 모터 구동식 조향장치를 구성하는 모터 조인트의 단면도이다.4B is a cross-sectional view of a motor joint constituting a steering shaft motor-driven steering apparatus according to the first embodiment of the present invention.
도시한 것과 같이 모터 조인트는 외측 로터(440), 내측 로터(420), 돌출부(421) 및 탄성체(430)를 포함하여 구성되는데, 구동 모터(190)가 회전하면 외측 로터(440)가 회전하여 결국 내측 로터(420)도 회전하는 구조로 되어 있으며, 내측 로터(420)와 외측 로터(440) 사이에 형성된 탄성체(430)가 외측 로터(440)와 내측 로 터(420) 사이에 구성되어 진동과 소음을 감쇠시키고 축 정렬 오차를 보상하면서 구동 모터(190)의 회전력을 전달하도록 한다. 뿐만 아니라, 돌출부(421)의 개수와 길이를 조절함으로써 전달 가능한 토크, 즉 회전력의 범위를 증가하며, 조향의 정밀도를 향상할 수 있다.As shown, the motor joint includes an
돌출부(421)와 외측 로터(440)의 내주면 사이에 틈 간격을 조정하면 탄성체(430)의 두께를 다르게 구성할 수도 있는데, 탄성체(430)가 두꺼운 경우에는 보다 진동과 소음을 원활하게 흡수할 것이며, 탄성체(430)의 두께가 얇은 경우에는 보다 정밀한 조향 작동을 가능하게 한다.If the gap gap between the
한편, 탄성체(430)에 돌기(432)를 형성하여 탄성체(430)와 외측 로터(440)의 내주면 사이 혹은 탄성체(430)와 내측 로터(420)의 외주면 사이에 유격을 보상할 수도 있을 것이다.Meanwhile, the
도 4c는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 조향축 모터 구동식 조향장치를 구성하는 모터 조인트의 분해 사시도이다.Figure 4c is an exploded perspective view of the motor joint constituting the steering shaft motor-driven steering apparatus according to the second embodiment of the present invention.
도시한 것과 같이 모터 조인트는 외측 로터(440), 내측 로터(420), 돌출부(421) 및 탄성체(430)를 포함하여 구성된다.As shown, the motor joint includes an
내측 로터(420)는 웜 축(150)의 외주면에 하나의 돌출부(421)를 형성함으로써 구성되고, 외측 로터(440)는 구동 모터(190)의 외부로 연장된 구동축(191)에 고정되는 내측 로터(420)를 감싸는 구조로 형성되는데, 내측 로터(420)와 외측 로터(440) 사이에 탄성체(430)가 구성된다.The
도 4d는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 조향축 모터 구동식 조향장치를 구성 하는 모터 조인트의 분해 사시도이다.Figure 4d is an exploded perspective view of the motor joint constituting the steering shaft motor-driven steering apparatus according to the third embodiment of the present invention.
본 발명의 제 3 실시예에 따른 조향축 모터 구동식 조향장치는 두 개의 돌출부(421)가 외주면에 포함되어 구성되는 내측 로터(420)를 외측 로터(440)가 감싸는 구조로 형성되는데, 내측 로터(420)와 외측 로터(440) 사이에는 탄성체(430)가 구성된다. 여기서 두 개의 돌출부(421)는 웜 축(150)의 외주면에 서로 180 도의 각도로 마주 보도록 형성되며, 내측 로터(420)가 외측 로터(440)의 내주면에 삽입된다.The steering shaft motor-driven steering apparatus according to the third embodiment of the present invention is formed in a structure in which the
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 조향축 모터 구동식 조향장치를 구성하는 모터 조인트의 정밀도를 높이기 위한 설명도이다.5 is an explanatory diagram for increasing the precision of the motor joint constituting the steering shaft motor-driven steering apparatus according to the embodiment of the present invention.
도시한 것과 같이 도 5는 제 1 원(A), 제 2 원(B), 기준선(510), 제 1 오차선(520), 제 2 오차선(525), 제 1 기준점(551), 제 2 기준점(552), 제 1 접점(561), 제 2 접점(562), 제 1 회전각(x) 및 제 2 회전각(y)을 포함한다.As shown in FIG. 5, the first circle A, the second circle B, the
제 1 원(A)은 반지름이 r이고 제 2 원(B)은 반지름이 2r이며 이 두 개의 원은 동심원이다. 각 원의 중심에서 12시 방향으로 기준선(510)을 그리고 이 기준선(510)과 제 1 원(A)과의 교차점을 제 1 기준점(551)이라고 하고, 이 기준선(510)과 제 2 원(B)과의 교차점을 제 2 기준점(552)이라고 하면, 각각 제 1 기준점(551)과 제 2 기준점(552)에서 길이가 동일한 두 개의 제 1, 2 오차선(520, 525)을 긋는다. 이 각각의 제 1, 2 오차선(520, 525)과 제 1 원(A)이 만나는 점을 제 1 접점(561)이라고 하고 제 2 원(B)이 만나는 점을 제 2 접점(562)이라고 하며, 원심에서 각각의 제 1 접점(561)과 제 2 접점(562)을 향해 각각 두 개의 선을 그으면 제 1 회전각(x)과 제 2 회전각(y)이 형성된다.The first circle A has a radius r, the second circle B has a radius 2r and these two circles are concentric circles. The
제 1 원(A)과 제 2 원(B)에 구성된 각각의 제 1, 2 오차선(520, 525)의 길이는 같지만 두 개의 원(A, B)에 형성된 제 1 회전각(x)과 제 2 회전각(y)은 약 두 배에 가까운 큰 차이를 보여준다. 그 이유는 두 개의 원(A, B)의 지름의 차이로 설명할 수 있을 것이다. 나아가서 제 2 원(B)의 지름이 더 커진다면 제 2 회전각(y)은 더욱 줄어들게 될 것이다.Although the first and
위에서 설명한 원리를 본 발명에 적용하면 내측 로터(420)와 외측 로터(440) 사이에 회전 공차가 발생하더라도 회전각의 차이를 줄일 수 있다. 즉, 내측 로터(420)의 외주면에서 방사 방향으로 형성된 돌출부(421)의 길이를 길게 하고 탄성체(430)를 회전 중심에서 최대한 먼 부분에 구성함으로써 회전각의 차이를 줄일 수 있는 것이다.If the above-described principle is applied to the present invention, even if a rotational tolerance occurs between the
결론적으로 돌출부(421)의 길이와 탄성체(430)의 구성 위치를 조절함으로써 회전각의 차이를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 전달 가능한 회전력도 증가시킬 수 있는 것이다. In conclusion, by adjusting the length of the
구동 모터(190)의 회전 토크가 작을 경우에는 돌출부(421)의 길이를 짧게 구성하거나 개수를 적게 구성하고, 구동 모터(190)의 회전 토크가 클 경우에는 돌출부(421)의 길이를 길게 하거나 개수를 늘일 수 있을 것이며, 구동 모터(190)와 웜 축(150) 사이에 회전각의 차이를 줄이기 위해서 돌출부(421)의 길이를 길게 한 후 탄성체(430)를 회전 중심에서 먼 부분에 설치할 수 있다.When the rotational torque of the
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질 적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and changes without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 내측 로터와 외측 로터 사이에 탄성체를 삽입하며 내측 로터의 돌출부의 개수를 증가시키거나 방사 방향으로 길이를 증가시킴으로써 구동 모터의 구동축과 웜 축을 연결하는 모터 조인트가 전달할 수 있는 회전력의 범위를 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라 구동축의 회전을 정밀하게 전달하는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, the motor joint connecting the drive shaft and the worm shaft of the drive motor by inserting an elastic body between the inner rotor and the outer rotor and increasing the number of protrusions of the inner rotor or increasing the length in the radial direction. Not only can increase the range of torque that can be transmitted, but also has the effect of precisely transmitting the rotation of the drive shaft.
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