KR100754495B1 - 전동 파워 스티어링 시스템의 모터장치 - Google Patents

전동 파워 스티어링 시스템의 모터장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 간단한 구조로 플레이트와 워엄축 사이의 유격을 방지할 수 있도록 토크 리미터를 개선하여 소음과 진동이 저감되고 생산비용이 절감되는 전동 파워 스티어링 시스템의 모터장치를 제공하는 것으로서, 서로 마주하도록 모터축(111) 선단에 결합되는 로터(131)와 워엄축(121) 선단에 결합되는 플레이트(132), 상기 워엄축(121)의 외부와 상기 플레이트(132)의 내부에 서로 치합되도록 마련된 한 쌍의 스플라인(140,150), 상기 로터(131)와 플레이트(132)의 외부를 감싸 이들이 그 내부에서 축방향 유동되도록 마련된 하우징(133), 상기 플레이트(132)를 상기 로터(131) 방향으로 탄성지지하도록 마련된 웨이브와셔(134), 상기 로터(131)와 플레이트(132) 사이에 밀착되는 마찰재(137), 상기 플레이트(132)의 내부로 삽입되는 상기 워엄축(121)의 선단에 형성된 중공의 슬롯(160), 상기 플레이트(132)의 내부에 삽입되되 일부는 상기 슬롯(160)의 내부에 삽입될 수 있도록 외주면이 테이퍼진 압력캠(170), 상기 압력캠(170)을 탄성지지하도록 그 후방에 마련된 스프링(180), 상기 스프링(180)을 지지하도록 고정링(190)이 구비되는 구성이다.
토크 리미터, 스플라인, 유격방지, 유격보상, 슬롯, 압력캠, 스프링

Description

전동 파워 스티어링 시스템의 모터장치 {MOTOR DEVICE OF ELECTRIC POWER STEERING SYSTEM}
도 1은 종래의 모터장치를 보인 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 모터장치를 보인 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 모터장치의 요부를 보인 분해사시도이다.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
110:모터 111:모터축
120:감속기 121:워엄축
122:워엄기어 130:토크 리미터
131:로터 132:플레이트
140,150:스플라인 160:슬롯
170:압력캠 171:삽입부
180:스프링 190:고정링
본 발명은 전동 파워 스티어링 시스템의 모터장치에 관한 것으로서, 보다 상 세하게는 회전력을 발생시키는 모터와, 토크 리미터를 개재하여 이 모터와 연결되는 감속기 사이의 축방향 유격을 방지하는 전동 파워 스티어링 시스템의 모터장치에 관한 것이다.
일반적으로 전동 파워 스티어링 시스템(EPS, Electric Power Steering System)은 모터로서 조향력을 배가시키는 것으로서, 차속센서 및 조향각센서 등에서 감지한 차량의 운행조건에 따라 전자제어장치(ECU, Electronic Control Unit)에서 모터를 정밀하게 제어함으로써, 모터의 회전력을 직,간접적으로 조향력에 이용하게 된다.
이로써, 전동 파워 스티어링 시스템은, 저속운행시에 운전자에게 가볍고 편안한 조향감을 부여하고, 고속운행시에는 무거운 조향감과 더불어 양호한 방향 안정성을 부여하며, 비상상황에서는 급속한 조향이 이루어지도록 하여 운전자에게 최적의 조향 조건을 제공하게 된다.
도 1은 이와 같은 종래의 전동 파워 스티어링 시스템의 모터장치를 나타낸 단면도이다. 이에 도시된 바와 같이 모터장치는, 모터(10)와, 감속기(20)와, 토크 리미터(30, Torque Limitor)로 구분된다.
이 모터(10)는 그 내부에 고정자 및 회전자 등이 설치되어 회전력을 발생시키는 것으로서, 그 중심측에는 회전자와 연동되는 모터축(11)이 외부 일측으로 연장 형성되고, 외부로 연장된 모터축(11)의 선단에는 토크 리미터(30)가 설치된다.
그리고, 감속기(20)는 토크 리미터(30)와 연결되는 워엄축(21)이 내장되는데, 이때 워엄축(21)은 감속기(20)의 내부 양측에 설치된 베어링을 통해 회전 가능 하게 지지되며, 그 중간측에는 워엄기어(22)가 형성된다.
한편, 토크 리미터(30)는, 모터축(11) 선단에 결합되는 로터(31)와, 워엄축(21) 선단에 결합되는 플레이트(32)와, 로터(31)와 플레이트(32)의 외부를 감싸며 이들이 그 내부에서 축방향으로 유동될 수 있도록 마련된 하우징(33)과, 플레이트(32)를 로터(31) 방향으로 밀착시킬 수 있도록 그 후방을 탄성지지하는 웨이브와셔(34) 및 이 웨이브와셔(34)의 후방을 지지하는 스페이서(35)와 스냅링(36)과, 로터(31)와 플레이트(32) 사이에 밀착되는 마찰재(37)를 구비하여 마련된다.
이때, 플레이트(32)의 내부와 이에 삽입되는 워엄축(21)의 외부에는 축방향으로 유동가능하도록 서로 치합되는 한 쌍의 스플라인(40,50)이 형성된다.
이로써, 토크 리미터(30)를 통해 전달되는 토크가 웨이브와셔(34)가 마찰재(37)를 지지하는 힘보다 작을 때는 토크 리미터(30)를 통해 모터축(11)의 회전력이 워엄축(21)에 전달되고, 이와는 달리 토크가 지지력보다 클 때는 마찰재(37)와 로터(31) 사이에서 슬립현상이 발생되어 과도한 토크의 전달이 방지되는 것이다.
그러나, 이와 같이 구성된 종래의 전동 파워 스티어링 시스템의 모터장치는, 한 쌍의 스플라인으로 연결되는 플레이트와 워엄축 사이에서 축방향 유격이 형성되어 소음과 진동을 유발하게되는 문제점이 있다.
그리고, 유격을 감소시키기 위해서는 플레이트와 워엄축을 정밀하게 가공해야하는데, 이때의 공차는 수 미크론 단위이므로, 이러한 가공을 하기 위해서는 가공비용이 증대되는 문제점이 있었다.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 간단한 구조로서 플레이트와 워엄축 사이의 유격을 방지할 수 있도록 토크 리미터를 개선하여 소음과 진동이 저감되며, 생산비용이 절감되는 전동 파워 스티어링 시스템의 모터장치를 제공하는 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전동 파워 스티어링 시스템의 모터장치는, 회전 가능하도록 모터의 일측으로 연장 형성된 모터축과 이 모터축과 마주하도록 배치된 워엄축, 서로 마주하도록 상기 모터축 선단에 결합되는 로터와 상기 워엄축 선단에 결합되는 플레이트, 상기 워엄축의 외부와 상기 플레이트의 내부에 서로 치합되도록 마련된 한 쌍의 스플라인, 상기 로터와 플레이트의 외부를 감싸며 이들이 그 내부에서 축방향으로 유동되도록 마련된 하우징, 상기 플레이트를 상기 로터 방향으로 탄성지지하도록 마련된 웨이브와셔와 이의 후방을 지지하는 스페이서와 스냅링, 상기 로터와 플레이트 사이에 밀착되는 마찰재를 구비한 전동 파워 스티어링 시스템의 모터장치에 있어서, 상기 플레이트의 내부로 삽입되는 상기 워엄축의 선단에 형성된 슬롯과, 상기 플레이트의 내부에 삽입되되 일부는 상기 슬롯의 내부에 삽입될 수 있도록 외주면이 테이퍼진 압력캠과, 상기 압력캠을 탄성지지하도록 그 후방에 마련된 스프링과, 상기 스프링을 지지하도록 상기 플레이트의 내부에 고정 설치되는 고정링이 구비된 것을 특징으로 한다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세 히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 전동 파워 스티어링 시스템의 모터장치를 보인 단면도이다. 이에 도시된 바와 같이, 전동 파워 스티어링 시스템에 사용되는 모터장치는, 회전력을 발생시키는 모터(110)와, 이 모터(110)의 회전력을 감속하여 외부로 전달하는 감속기(120)와, 모터(110)와 감속기(120)의 사이에 설치되어 과도한 토크의 전달을 방지하는 토크 리미터(130, Torque Limitor)로 구분된다.
먼저, 모터(110)는 중공 원통으로 마련되며, 그 내부에는 고정자 및 회전자 등이 설치되어 회전력을 발생시키고, 모터(110)의 중심측에는 회전자와 연동되는 모터축(111)이 외부 일측으로 연장되어 마련된다.
다음, 감속기(120)에는 토크 리미터(130)를 개재하여 모터축(111)과 연결되고, 중간측에는 워엄기어(122)가 형성된 워엄축(121)이 내장되고, 이 감속기(120)의 내부 양측에는 워엄축(121)을 회전지지할 수 있도록 베어링이 설치된다.
아울러, 토크 리미터(130)는, 모터(110)에 설치된 모터축(111)과 감속기(120)에 설치된 워엄축(121)의 사이에서 회전력을 전달하며, 과도한 토크의 전달시 슬립되도록 마련된다.
즉, 토크 리미터(130)는, 모터축(111) 선단에 결합되는 로터(131)와, 워엄축(121) 선단에 결합되는 플레이트(132)와, 로터(131)와 플레이트(132)의 외부를 감싸며 이들이 그 내부에서 축방향으로 유동될 수 있도록 마련된 하우징(133)과, 플레이트(132)를 로터(131) 방향으로 밀착시킬 수 있도록 그 후방을 탄성지지하는 웨이브와셔(134) 및 이 웨이브와셔(134)의 후방을 지지하는 스페이서(135)와 스냅링(136)과, 로터(131)와 플레이트(132) 사이에 밀착되는 마찰재(137)를 구비하여 마련된다.
이때, 플레이트(132)의 내부와 이에 삽입되는 워엄축(121)의 외부에는 축방향으로 유동가능하도록 서로 치합되는 한 쌍의 스플라인(140,150)이 형성된다.
한편, 본 발명에서는 한 쌍의 스플라인(140,150)으로 연결되는 플레이트(132)와 워엄축(121) 사이에서의 축방향 유격을 방지함과 더불어 보상해줄 수 있는 구조가 마련된다.
즉, 플레이트(132)의 내부로 삽입되는 워엄축(121)의 선단에는 중공으로 마련되며 양측이 축방향으로 절개형성된 슬롯(160)이 형성되고, 이에 대응되도록 플레이트(132)의 내부에는 슬롯(160)의 내부로 삽입되는 일측의 외주면이 테이퍼 형성된 압력캠(170)이 마련된다.
이때, 슬롯(160)의 내부로 삽입되는 압력캠(170)의 삽입부(171)는 원추형상의 선단측을 반경방향으로 절단한 형상으로서 그 외주면이 슬롯(160)의 입구측 내부면과 마주하도록 설치되는 것이다.
또, 압력캠(170)의 후방측으로는 압력캠(170)이 슬롯(160)의 입구측과 항상 밀착될 수 있도록 탄성지지하는 스프링(180)이 설치되고, 이 스프링(180)은 그 후방에 배치되어 플레이트(132)의 내부에 고정 설치되는 고정링(190)에 의해 지지된다.
이로써, 플레이트(132)에 고정된 고정링(190)에 의해 일단이 지지되는 스프링(180)은 그 타단이 압력캠(170)을 워엄축(121) 방향으로 밀어주게되고, 이로 인 해 압력캠(170)의 삽입부(171)가 워엄축(121)의 슬롯(160)과 밀착되어, 플레이트(132)와 워엄축(121)간의 유격을 방지하게 되는 것이다.
이와 같이 구성된 본 발명의 전동 파워 스티어링 시스템의 모터장치는, 모터(110)의 모터축(111)에 토크 리미터(130)를 설치하고, 토크 리미터(130)의 플레이트(132) 일측단에 워엄축(121)을 삽입하게 되는데, 이때 플레이트(132)의 내부에 설치된 압력캠(170)이 워엄축(121)을 탄성지지한 채로 설치되어, 설치 후에도 압력캠(170)의 삽입부(171)와 슬롯(160)은 항상 밀착되어 그 사이의 유격을 방지하게 된다.
또, 외부의 충격 등으로 인해 압력캠(170)과 워엄축(121)의 사이가 이격되어 유격이 발생되었을 때에도 압력캠(170)을 탄성지지하는 스프링(180)에 의해 압력캠(170)이 축방향으로 이동되므로 유격을 보상할 수 있게되는 것이다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전동 파워 스티어링 시스템의 모터장치는, 간단한 구조의 슬롯과, 압력캠과, 스프링과, 고정링을 구비하여 플레이트와 워엄축 간에 유격을 방지함은 물론, 그 사이에 유격이 발생되는 경우에도 탄성력에 의해 유격을 보상할 수 있게 된다.
이로써, 저렴한 가격으로 유격방지 및 보상구조를 마련할 수 있어 생산비용을 절감할 수 있고, 유격으로 인한 소음 및 진동을 방지하여 제품의 신뢰성을 향상시키는 이점이 있다.

Claims (1)

  1. 회전 가능하도록 모터의 일측으로 연장 형성된 모터축과 이 모터축과 마주하도록 배치된 워엄축, 서로 마주하도록 상기 모터축 선단에 결합되는 로터와 상기 워엄축 선단에 결합되는 플레이트, 상기 워엄축의 외부와 상기 플레이트의 내부에 서로 치합되도록 마련된 한 쌍의 스플라인, 상기 로터와 플레이트의 외부를 감싸며 이들이 그 내부에서 축방향으로 유동되도록 마련된 하우징, 상기 플레이트를 상기 로터 방향으로 탄성지지하도록 마련된 웨이브와셔와 이의 후방을 지지하는 스페이서와 스냅링, 상기 로터와 플레이트 사이에 밀착되는 마찰재를 구비한 전동 파워 스티어링 시스템의 모터장치에 있어서,
    상기 플레이트(132)의 내부로 삽입되는 상기 워엄축(121)의 선단에 형성된 슬롯(160)과, 상기 플레이트(132)의 내부에 삽입되되 일부는 상기 슬롯(160)의 내부에 삽입될 수 있도록 외주면이 테이퍼진 압력캠(170)과, 상기 압력캠(170)을 탄성지지하도록 그 후방에 마련된 스프링(180)과, 상기 스프링(180)을 지지하도록 상기 플레이트(132)의 내부에 고정 설치되는 고정링(190)이 구비된 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 시스템의 모터장치.
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