KR101047389B1 - Caleb Type Electric Power Steering Device - Google Patents
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Abstract
개시된 본 발명은 모터 구동에 의해 차량 조향에 필요한 조력(助力)을 발생하는 전동식 파워 스티어링 장치에 관한 것으로, 그 기술적인 구성은, 칼럼타입 전동식 파워 스티어링 장치의 감속기에 있어서 이 감속기를 구성하는 윔휠(25)의 내경과 이 윔휠(25)이 압입토록 끼워지는 샤프트(26)의 외경에 홈(250)(260)을 형성하여 그 사이에 니들핀(28)을 압입되도록 설치하며, 상기 윔휠(25) 하측의 샤프트(26) 외주에는 고정판(29)을 마련하여 상기 윔휠(25)을 지지할 수 있도록 구성되는 것을 요지로 한다.The present invention relates to an electric power steering apparatus for generating a steering force necessary for steering a vehicle by driving a motor. The technical configuration of the present invention is a wheel for constituting the reducer in a reduction gear of a column type electric power steering apparatus. The grooves 250 and 260 are formed in the inner diameter of the shaft 25 and the outer diameter of the shaft 26 into which the wheel wheels 25 are press-fitted, and the needle pins 28 are press-fitted therebetween. The bottom of the shaft 26, the outer periphery of the fixed plate 29 is provided to support the wheel wheel 25 is a main point.
이와 같은 본 발명에 의하면, 설정된 일정범위의 토크치 내에서는 모터의 구동력이 윔휠(25)에 전달되어 샤프트(26)를 구동시킬 수 있게 되며, 상기 토크치 범위를 초과한 과도한 외력의 범위에서는 샤프트(26)상의 윔휠(25)이 니들핀(28)에 의해 슬립되면서 기어의 파손 및 모터의 부하를 방지하게 된다.
According to the present invention as described above, the driving force of the motor is transmitted to the wheel wheel 25 to drive the shaft 26 within a predetermined range of torque value, and in the range of excessive external force exceeding the torque value range, the shaft The wheel 25 on 26 is slipped by the needle pins 28 to prevent gear breakage and load on the motor.
C-EPS, 감속기, 윔휠, 샤프트, 니들핀C-EPS, Reducer, Wheel, Shaft, Needle Pin
Description
도 1은 종래의 칼럼타입 전동식 스티어링 장치의 요부를 도시한 단면도.1 is a cross-sectional view showing main parts of a conventional column type electric steering device.
도 2는 본 발명에 따른 칼럼타입 전동식 스티어링 장치의 요부를 도시한 단면도.Figure 2 is a cross-sectional view showing the main part of the column-type electric steering apparatus according to the present invention.
도 3은 상기 스티어링 장치의 감속기 부분을 확대 도시한 단면도.3 is an enlarged cross-sectional view of a reduction gear part of the steering apparatus;
도 4는 도 3에 따른 A-A선 단면을 나타낸 단면도4 is a cross-sectional view taken along the line A-A according to FIG.
<도면의 주요부위에 대한 부호설명><Code Description of Major Parts of Drawing>
23...구동 모터23 ... drive motor
24,25...웜과 웜휠24,25 ... worm and worm wheel
26...샤프트26 ... shaft
28...니들핀28 ... needle pin
29...고정판29.Fixed Edition
250,260...홈
250,260 ... Home
본 발명은 모터 구동에 의해 차량 조향에 필요한 조력(助力)을 발생토록 하는 전동식 파워 스티어링 장치에 관한 것으로, 이는 특히, 칼럼타입 전동식 스티어링 장치용 감속기에 있어서 외력에 의한 감속기의 파손을 방지하여 시스템의 안정성을 향상시킬 수 있도록 한 칼럼타입 전동식 파워 스티어링 장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric power steering device that generates a steering force necessary for steering a vehicle by driving a motor. In particular, the present invention relates to an electric power steering device that prevents damage of the reduction gear due to external force in a reduction gear for a column type electric steering device. The present invention relates to a column type electric power steering device for improving stability.
일반적으로 차량에는 조향상태의 안정성을 보장하기 위해 파워 스티어링 시스템이 적용되는바, 이와 같은 파워 스티어링 장치는 기존에 유압을 이용한 유압식 파워 스티어링 장치(HPS; Hydraulic Power Steering System)가 차량에 널리 용되었으나, 최근에는 유압을 사용하던 기존의 방식과는 달리 모터의 회전력을 이용하여 운전자의 조향력을 쉽게 해주며 환경친화적인 전동식 파워 스티어링 장치(EPS; Electrical Power Steering System)의 설치가 증가되는 추세이다.Generally, a power steering system is applied to a vehicle to ensure steering stability. Such a power steering device is a hydraulic power steering system (HPS) using a hydraulic pressure. Recently, unlike the conventional method of using hydraulic pressure, the rotational power of the motor makes it easier for the driver to steer and the installation of an environmentally friendly electric power steering system (EPS) is increasing.
이와 같은 전동식 파워 스티어링 장치는, 차속센서 및 조향토크센서 등에서 감지한 차량의 운행조건에 따라 ECU에서 모터를 구동시켜 저속 운행시에는 가볍고 편안한 조향감을 부여하고, 고속 운행시에는 무거운 조향감과 더불어 양호한 방향 안정성을 부여하며, 비상 상황에서는 급속한 조향이 이루어지도록 하여 운전자에게 최적의 조향 조건을 제공하게 된다.Such an electric power steering device drives a motor in the ECU according to the driving conditions of the vehicle detected by the vehicle speed sensor and the steering torque sensor to provide a light and comfortable steering feeling at low speed, and a heavy steering feeling at high speed and a good direction. It provides stability and allows for quick steering in emergency situations, providing the driver with optimal steering conditions.
이러한 전동식 파워 스티어링 장치는 구동모터의 설치위치에 따라 칼럼타입(C-EPS)과 랙 타입(R-EPS)으로 구별된다.The electric power steering apparatus is classified into a column type (C-EPS) and a rack type (R-EPS) according to the installation position of the drive motor.
여기서, 상기 칼럼타입 전동식 파워 스티어링 장치(이하에서는 C-EPS라 약칭 한다.)를 첨부된 도면 도 1과 함께 설명하면 다음과 같다.
Here, the column type electric power steering apparatus (hereinafter, abbreviated as C-EPS) will be described with reference to the accompanying drawings.
종래의 C-EPS는 일반적인 랙-피니언 방식의 조향장치를 기반으로 하고 있으며, 스티어링 휠의 조향각을 감지하는 조향각 센서(미도시)와, 조향 컬럼(10)내에 설치되어 조향시 비틀림이 발생되는 토션바(11)와, 토션바(11)의 비틀림을 감지하는 토크센서(12)와, 차량의 진행속도를 감지하는 차속 센서(미도시)와, 조향 컬럼(10)의 축상에 조향력을 보조할 수 있도록 설치되는 구동모터(13)와, 상기 조향각 센서, 차속 센서 및 토크 센서로 부터 입력되는 신호를 연산하여 구동모터의 구동력을 제어하는 ECU를 포함하여 구성된다.
Conventional C-EPS is based on a general rack-pinion type steering device, a steering angle sensor (not shown) for detecting the steering angle of the steering wheel, and the torsion generated in the
여기서, 상기 조향 컬럼(10) 하부의 토션바(11) 외측에는 이를 감싸며 조향력을 전달하는 중공의 샤프트(16)가 설치되며, 상기 샤프트(16)의 상단 외주부에는 윔휠(15)이 압입되어 이와 교축되는 구동모터의 웜기어(14)와 치합되므로서 구동모터(13)의 출력을 감속시켜주는 감속기를 이루게 된다.Here, a
즉, 구동모터(13)의 구동력은 웜(14)과 웜휠(15)이 치합되어 이루어진 감속기를 통해 샤프트(16)에 전달되어 운전자의 핸들 조타력을 어시스트(assist)하게 된다.
That is, the driving force of the driving
그러나, 이와 같은 종래의 칼럼타입 전동식 스티어링 장치의 감속기는 웜휠(15)을 샤프트(16)에 단순 압입(도 1의 부분확대도 참조)하여 토크가 전달되도 록 구성되었기 때문에, 샤프트에 끼워진 윔휠의 압입력에 의해서 설정된 값보다 과도한 외력이 작용하는 경우에는 통상 특수 플라스틱재질로 이루어진 감속기어의 치(齒)가 파손되거나, 치가 파손되지 않는 경우에는 샤프트(16)에 끼워진 웜휠(15)이 구동모터(13)의 구동력에 의해 헛돌면서 샤프트의 축방향으로 이탈되어 감속기로서의 기능을 상실하게 되는 문제가 있었다.
However, since the reducer of the conventional column type electric steering apparatus is configured to transmit torque by simply pressing the
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 감안하여 이를 개선시키고자 안출된 것으로, 칼럼타입 전동식 스티어링 장치의 감속기를 구성하는 윔휠의 내경과 이 윔휠이 압입토록 끼워지는 샤프트의 외경에 니들핀을 개재함과 동시에, 상기 윔휠 하단에 고정판을 설치함으로써, 과도한 외력이 작용하는 경우에 감속기 치(齒)의 파손을 방지하며, 아울러 축으로 부터 웜휠이 헛도는 경우에는 이 웜휠의 이탈을 방지하여 감속기의 기능을 유지하고, 이에 따라 시스템의 안정성을 향상시킬 수 있는 칼럼타입 전동식 파워 스티어링 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention has been made in view of the problems of the prior art as described above, and a needle pin is interposed between the inner diameter of the wheel wheel constituting the reducer of the column type electric steering device and the outer diameter of the shaft to which the wheel wheel is fitted. At the same time, by installing a fixed plate at the bottom of the wheel, it prevents damage to the gear reducer when excessive external force is applied, and prevents the worm wheel from falling off when the worm wheel is turned away from the shaft. The purpose is to provide a column type electric power steering device that can maintain the function of, thereby improving the stability of the system.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로서 본 발명은, 칼럼타입 전동식 파워 스티어링 장치의 감속기를 구성하는 윔휠의 내경과 이 윔휠이 압입토록 끼워지는 샤프트의 외경에 홈을 형성하여 그 사이에 니들핀을 압입되도록 끼우며, 상기 윔휠 하측의 샤프트 외주에는 고정판을 끼워 상기 윔휠을 지지할 수 있 도록 구성되는 것을 특징으로 하는 칼럼타입 전동식 파워 스티어링 장치를 마련함에 의한다.
As a technical means for achieving the above object, the present invention provides a needle between the inner diameter of the wheel wheel constituting the speed reducer of the column type electric power steering device and the outer diameter of the shaft to which the wheel wheel is fitted into the needle. By inserting a pin to press-fit, the shaft outer peripheral portion of the lower wheel by inserting a fixed plate to provide a column type electric power steering device, characterized in that configured to support the wheel.
이하, 첨부도면에 의거하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
첨부된 도면을 간략히 설명하면, 도 2는 본 발명에 따른 칼럼타입 전동식 스티어링 장치의 요부를 도시한 단면도 이며, 도 3은 상기 스티어링 장치의 감속기 부분을 확대 도시한 단면도 이고, 도 4는 도 3에 따른 A-A선 단면을 나타낸 단면도 이다.
Briefly described with reference to the accompanying drawings, Figure 2 is a cross-sectional view showing the main portion of the column type electric steering apparatus according to the present invention, Figure 3 is an enlarged cross-sectional view showing a reduction gear portion of the steering apparatus, Figure 4 is It is sectional drawing which shows the cross section along AA line.
본 발명에 적용된 컬럼타입 전동식 파워 스티어링 장치(Column type Electric Power Steering apparatus; 이하 C-EPS라 약칭함.)는 스티어링 휠, 조향 컬럼, 조향 기어 및 조향 링키지를 구비하고 있으며, 통상적인 랙-피니언 방식의 조향장치를 기반으로 하고 있다.The column type electric power steering apparatus (hereinafter referred to as C-EPS) applied to the present invention includes a steering wheel, a steering column, a steering gear, and a steering linkage, and a conventional rack-pinion type. It is based on the steering system.
이와 같은 C-EPS는, 스티어링 휠의 조향각을 감지하는 조향각 센서(미도시)가 조향 컬럼(20)의 일단에 설치되어 있으며, 조향 컬럼(20)내부에는 토션바(21)와 이 토션바(21)의 비틀림을 감지하는 토크 센서(22)가 내설되어 있고, 차량의 진행속도를 감지하는 차속 센서(미도시)가 구비되어 있다.In the C-EPS, a steering angle sensor (not shown) for detecting a steering angle of a steering wheel is installed at one end of the
또한, 조향력을 보조하는 구동모터(23)가 샤프트(26)의 축상에 직각방향으로 교축되도록 설치되며, 상기 구동모터(23) 측에는 이 모터의 구동력을 샤프트(26)에 전달할 수 있도록 웜(24)과 웜휠(25)이 치합되어 감속기를 이룬다.In addition, the
더하여, 이와 같은 C-EPS는 전술한 조향각 센서, 차속 센서 및 토크 센서로 부터 입력되는 신호를 연산하여 구동모터의 구동력을 제어하는 ECU를 포함하여 구성된다.In addition, the C-EPS includes an ECU which controls the driving force of the driving motor by calculating signals input from the steering angle sensor, the vehicle speed sensor, and the torque sensor described above.
특히, 본 발명에 적용된 C-EPS 구성에 따르면, 전술한 칼럼타입 전동식 파워 스티어링 장치의 감속기에 있어서, 상기 감속기에 과도한 외력이 작용했을때 이 감속기를 이루는 기어치의 파손을 미연에 방지하기 위한 수단으로서, 감속기어인 웜휠(25)의 내경과 이 윔휠(25)이 끼워지는 샤프트(26) 외경에 니들핀(28)을 개입시켜 시스템의 안정성을 향상시킬 수 있도록 한 것이 특징이다.In particular, according to the C-EPS configuration applied to the present invention, in the reduction gear of the above-described column type electric power steering apparatus, when excessive external force is applied to the reduction gear, it is a means for preventing the damage of the gear teeth constituting the reduction gear in advance. The
즉, 도 3내지 도 4에 도시된 바와 같이, 감속기어인 윔휠(25)의 내경과 이 윔휠(25)이 압입토록 끼워지는 상기 샤프트(26)의 외경에 소정의 깊이를 갖는 홈(250)(260)을 형성하며, 상기 홈(250)(260)이 형성된 윔휠(25)과 샤프트(26) 사이에 니들핀(28)을 압입하되, 이 니들핀(28)의 압입강도는 일정범위의 토크내에서는 모터의 구동력이 샤프트에 전달될 수 있도록 하며, 상기 토크의 범위를 초과한 과도한 외력의 범위에서는 샤프트(26)상의 윔휠(25)이 니들핀(28)에 의해 원주방향으로 슬립될 수 있도록 설정하는 것이 바람직 하다.That is, as shown in Figs. 3 to 4, the
한편, 상기와 같은 과도한 외력에 의해 샤프상(26)에서 윔휠(25)이 슬립될 경우에 이 윔휠(25)의 축방향 이탈을 방지하기 위한 수단으로서, 상기 윔휠(25) 하측의 샤프트 외주에는 고정판(29)이 마련되어 윔휠(25)을 지지할 수 있도록 구성된다.
On the other hand, as a means for preventing axial deviation of the
이때, 상기 고정판(29)은 코킹(Caulking)을 통해 샤프트에 고정될 수 있다.
In this case, the
따라서, 상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명은, 감속기 부분에 외부로 부터 과도한 외력이 작용하는 경우 즉, 니들핀(28)을 매개로 윔휠(25)과 샤프트(26)간에 압입력에 의해 설정된 토크치를 초과하는 경우에는 구동모터(13)의 구동력에 의해 샤프트(26)상에서 웜휠(25)이 원주방향으로 슬립되어 헛돌게 되므로서 기어치의 파손 및 모터의 과부하를 미연에 방지할 수 있다.Therefore, the present invention having the above-described configuration, when excessive external force is applied to the reduction gear portion, that is, the torque set by the pressure input between the
이때, 상기 윔휠(25) 하단에는 고정판(29)이 이를 지지토록 구성됨으로써, 상기와 같이 웜휠(25)이 슬립되는 경우에 웜휠(25)이 샤프트(26)로 부터 축방향으로 미끄러져 이탈되는 것 또한 방지할 수 있다.At this time, the
즉, 이와 같은 본 발명은, 설정된 일정범위의 토크치 내에서는 모터의 구동력이 윔휠(25)에 전달되어 샤프트(26)를 구동시킬 수 있게 되며, 상기 토크치 범위를 초과한 과도한 외력의 범위에서는 샤프트(26)상의 윔휠(25)이 니들핀(28)에 의해 슬립되면서 기어의 파손 및 부하를 방지하게 된다.
That is, according to the present invention, the driving force of the motor is transmitted to the
이상에서 살펴본 바와같이 본 발명인 칼럼타입 전동식 파워 스티어링 장치에 의하면, 감속기를 구성하는 윔휠의 내경과 이 윔휠이 끼워지는 샤프트의 외경에 홈을 형성하여 그 사이에 니들핀이 압입됨으로써, 과도한 외력 작용시 샤프트상의 웜휠이 슬립되면서 감속기 치(齒)의 파손 및 모터의 과부하를 방지할 수 있게 되고, 상기 윔휠 하단에는 고정판이 이를 지지토록 구성됨으로써, 과도한 외력에 의해 웜휠이 슬립되는 경우에 웜휠이 샤프트로 부터 축방향으로 미끄러져 이탈되는 것 또한 방지할 수 있어 감속기의 기능을 유지할 수 있게 되고, 이에 따라 시스템의 안정성을 가일층 향상시킬 수 있게 된다.
As described above, according to the column type electric power steering apparatus of the present invention, a groove is formed in the inner diameter of the wheel, which constitutes the reducer, and the outer diameter of the shaft to which the wheel is fitted, and the needle pin is pressed therebetween, As the worm wheel on the shaft slips, it is possible to prevent breakage of the reducer teeth and overload of the motor. The fixing plate is configured to support the lower part of the wheel, so that the worm wheel is moved to the shaft when the worm wheel slips due to excessive external force. Slip in the axial direction can also be prevented to maintain the function of the reducer, thereby further improving the stability of the system.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구의 범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.While the invention has been shown and described with respect to specific embodiments thereof, it will be appreciated that various changes and modifications can be made in the art without departing from the spirit or scope of the invention as set forth in the following claims. It will be appreciated that those skilled in the art can easily know.
Claims (2)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20180003362A (en) * | 2016-06-30 | 2018-01-09 | 주식회사 만도 | Reducer for vehicle |
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KR20020087696A (en) * | 2001-05-16 | 2002-11-23 | 주식회사 만도 | Steering column for vehicle |
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2004
- 2004-10-21 KR KR1020040084223A patent/KR101047389B1/en active IP Right Grant
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KR102459548B1 (en) | 2016-06-30 | 2022-11-03 | 에이치엘만도 주식회사 | Reducer for vehicle |
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