KR20030004671A - Motor device of electric power steering system - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A motor of an electric power steering system is provided to prevent clearance between a plate and a worm shaft, and to reduce vibration and noise by modifying a torque limiter with simple structure. CONSTITUTION: A motor device for an electric power steering system is composed of a rotor(131) combined with a motor shaft(111); a plate(132) combined with the end of a worm shaft(121); two splines(140,150) engaged with the worm shaft and the plate; a housing(133) moving axially with covering the rotor and the plate; a wave washer(134) supporting the plate for the rotor; a friction member(137) contacted between the rotor and the plate; a slot(160) formed in the end of the worm shaft inserted to the plate; a pressure cam(170) inserted to the plate and the slot; a spring(180) supporting the pressure cam; and a fixing ring(190) supporting the spring. Clearance between the plate and the worm shaft is prevented by modifying the torque limiter, and vibration and noise are reduced.

Description

전동 파워 스티어링 시스템의 모터장치 {MOTOR DEVICE OF ELECTRIC POWER STEERING SYSTEM}Motor device of electric power steering system {MOTOR DEVICE OF ELECTRIC POWER STEERING SYSTEM}

본 발명은 전동 파워 스티어링 시스템의 모터장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 회전력을 발생시키는 모터와, 토크 리미터를 개재하여 이 모터와 연결되는 감속기 사이의 축방향 유격을 방지하는 전동 파워 스티어링 시스템의 모터장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motor device of an electric power steering system, and more particularly, to a motor of an electric power steering system which prevents axial play between a motor generating a rotational force and a reducer connected to the motor via a torque limiter. Relates to a device.

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.In general, Electric Power Steering System (EPS) doubles steering power as a motor, and the motor is controlled by an electronic control unit (ECU) according to the driving conditions of the vehicle detected by the vehicle speed sensor and the steering angle sensor. By precise control, the rotational force of the motor is directly and indirectly used for steering force.

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.As a result, the electric power steering system gives the driver a light and comfortable steering feeling at low speeds, a heavy steering feeling and good directional stability at high speeds, and enables quick steering in emergency situations. Provide a condition.

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.1 is a cross-sectional view showing a motor device of such a conventional electric power steering system. As shown therein, the motor apparatus is divided into a motor 10, a speed reducer 20, and a torque limiter 30.

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.The motor 10 has a stator, a rotor, and the like installed therein to generate rotational force. A motor shaft 11 interlocked with the rotor extends to one outside of the motor shaft, and the motor shaft extends to the outside. A torque limiter 30 is provided at the tip of (11).

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 가능하게 지지되며, 그 중간측에는 워엄기어(22)가 형성된다.And, the reducer 20 has a worm shaft 21 is connected to the torque limiter 30 is built, wherein the worm shaft 21 is rotatably supported through the bearings installed on both sides of the reducer 20, The worm gear 22 is formed in the intermediate side.

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.Meanwhile, the torque limiter 30 includes a rotor 31 coupled to the tip of the motor shaft 11, a plate 32 coupled to the tip of the worm shaft 21, and an exterior of the rotor 31 and the plate 32. The housing 33 provided so that they can flow in the axial direction therein, and the wave washer 34 and the wave washer elastically supporting the rear side so that the plate 32 can be brought into close contact with the rotor 31. A spacer 35 supporting the rear of the 34 and the snap ring 36 are provided, and a friction material 37 in close contact between the rotor 31 and the plate 32 is provided.

이때, 플레이트(32)의 내부와 이에 삽입되는 워엄축(21)의 외부에는 축방향으로 유동가능하도록 서로 치합되는 한 쌍의 스플라인(40,50)이 형성된다.At this time, a pair of splines 40 and 50 engaged with each other to be axially flowable are formed inside the plate 32 and outside of the worm shaft 21 inserted therein.

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.Thus, when the torque transmitted through the torque limiter 30 is less than the force that the wave washer 34 supports the friction material 37, the rotational force of the motor shaft 11 is increased through the torque limiter 30. In contrast, when the torque is greater than the bearing force, slip is generated between the friction material 37 and the rotor 31 to prevent excessive transmission of torque.

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.However, the motor device of the conventional electric power steering system configured as described above has a problem that an axial play is formed between a plate and a worm shaft connected by a pair of splines, causing noise and vibration.

그리고, 유격을 감소시키기 위해서는 플레이트와 워엄축을 정밀하게 가공해야하는데, 이때의 공차는 수 미크론 단위이므로, 이러한 가공을 하기 위해서는 가공비용이 증대되는 문제점이 있었다.In order to reduce the play, the plate and the worm shaft must be precisely processed, and the tolerance at this time is a unit of several microns.

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.The present invention is to solve such a conventional problem, the purpose of the simple structure is to improve the torque limiter to prevent the play between the plate and the worm shaft, noise and vibration is reduced, the production cost is reduced It is to provide a motor unit of a power steering system.

도 1은 종래의 모터장치를 보인 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a conventional motor device.

도 2는 본 발명에 따른 모터장치를 보인 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing a motor device according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 모터장치의 요부를 보인 분해사시도이다.Figure 3 is an exploded perspective view showing the main portion of the motor apparatus according to the present invention.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

110:모터 111:모터축110: motor 111: motor shaft

120:감속기 121:워엄축120: Reducer 121: Worm axis

122:워엄기어 130:토크 리미터122: worm gear 130: torque limiter

131:로터 132:플레이트131: rotor 132: plate

140,150:스플라인 160:슬롯140,150: Spline 160: Slot

170:압력캠 171:삽입부170: pressure cam 171: insertion portion

180:스프링 190:고정링180: spring 190: retaining ring

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.The motor device of the electric power steering system of the present invention for achieving the above object is a motor shaft extending to one side of the motor so as to be rotatable, and a worm shaft disposed to face the motor shaft, at the tip of the motor shaft to face each other. A plate coupled to the rotor and the worm shaft tip to be coupled, a pair of splines provided to be engaged with each other on the outside of the worm shaft and the inside of the plate, wrapped around the outside of the rotor and the plate are provided to flow in the axial direction A motor device of an electric power steering system having a housing, a wave washer provided to elastically support the plate in the rotor direction, a spacer supporting a rear portion thereof, a snap ring, and a friction material in close contact with the rotor and the plate. Tip of the worm shaft inserted into the inside A formed slot, a pressure cam having a tapered outer circumference to be inserted into the inside of the plate, a part of which is inserted into the slot, a spring provided at a rear thereof to elastically support the pressure cam, and the spring to support the spring Characterized in that the fixing ring is fixed to the inside of the plate.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

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.2 is a cross-sectional view showing a motor device of the electric power steering system according to the present invention. As shown therein, the motor device used in the electric power steering system includes a motor 110 for generating a rotational force, a reducer 120 for reducing the rotational force of the motor 110 to the outside, and a motor 110. And a torque limiter 130 installed between the reducer and the reducer 120 to prevent excessive torque transmission.

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.First, the motor 110 is provided in a hollow cylinder, the stator and the rotor is installed therein to generate a rotational force, the motor shaft 111 that is interlocked with the rotor on the center side of the motor 110 to the outside one side It is extended.

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.Next, the reducer 120 is connected to the motor shaft 111 via the torque limiter 130, and a worm shaft 121 in which the worm gear 122 is formed is built in the middle side thereof, and both inner sides of the reducer 120 are built-in. The bearing is installed to support the worm shaft 121 to rotate.

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.In addition, the torque limiter 130 transmits a rotational force between the motor shaft 111 installed in the motor 110 and the worm shaft 121 installed in the reducer 120, and is provided to slip when excessive torque is transmitted.

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)와스냅링(136)과, 로터(131)와 플레이트(132) 사이에 밀착되는 마찰재(137)를 구비하여 마련된다.That is, the torque limiter 130 may include a rotor 131 coupled to the tip of the motor shaft 111, a plate 132 coupled to the tip of the worm shaft 121, and an exterior of the rotor 131 and the plate 132. The housing 133 provided so that they can flow in the axial direction therein, the wave washer 134 and the wave washer elastically supporting the rear of the plate 132 to be in close contact with the rotor 131 direction. The spacer 135 supporting the rear of the 134 and the snap ring 136, and the friction material 137 in close contact between the rotor 131 and the plate 132 is provided.

이때, 플레이트(132)의 내부와 이에 삽입되는 워엄축(121)의 외부에는 축방향으로 유동가능하도록 서로 치합되는 한 쌍의 스플라인(140,150)이 형성된다.At this time, a pair of splines 140 and 150 that are engaged with each other to be axially flowable are formed inside the plate 132 and outside of the worm shaft 121 inserted therein.

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.On the other hand, the present invention is provided with a structure that can compensate and prevent the axial play between the plate 132 and the worm shaft 121 connected by a pair of splines (140,150).

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.That is, the front end of the worm shaft 121 that is inserted into the plate 132 is provided in the hollow and the slot 160 is formed in both sides cut in the axial direction is formed, so that the slot ( A pressure cam 170 having a tapered outer peripheral surface of one side inserted into the inside of the 160 is provided.

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.At this time, the insertion portion 171 of the pressure cam 170 inserted into the slot 160 is a shape cut radially from the tip side of the conical shape so that the outer peripheral surface thereof faces the inner surface of the inlet side of the slot 160. It is installed.

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.In addition, a spring 180 is provided on the rear side of the pressure cam 170 so as to be elastically supported so that the pressure cam 170 can always be in close contact with the inlet side of the slot 160. It is disposed and supported by the fixing ring 190 fixedly installed in the interior of the plate 132.

이로써, 플레이트(132)에 고정된 고정링(190)에 의해 일단이 지지되는 스프링(180)은 그 타단이 압력캠(170)을 워엄축(121) 방향으로 밀어주게되고, 이로 인해 압력캠(170)의 삽입부(171)가 워엄축(121)의 슬롯(160)과 밀착되어, 플레이트(132)와 워엄축(121)간의 유격을 방지하게 되는 것이다.As a result, one end of the spring 180 supported by the fixing ring 190 fixed to the plate 132 pushes the pressure cam 170 toward the worm shaft 121 in the other end thereof, whereby the pressure cam ( The insertion portion 171 of the 170 is in close contact with the slot 160 of the worm shaft 121, thereby preventing the play between the plate 132 and the worm shaft 121.

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.In the motor device of the electric power steering system of the present invention configured as described above, the torque limiter 130 is installed on the motor shaft 111 of the motor 110, and the worm shaft is provided at one end of the plate 132 of the torque limiter 130. In this case, the pressure cam 170 installed inside the plate 132 is installed while elastically supporting the worm shaft 121, and then the insertion part 171 of the pressure cam 170 is installed even after installation. The slot 160 is always in close contact to prevent play therebetween.

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.In addition, the pressure cam 170 is elastically supported by a spring 180 that elastically supports the pressure cam 170 even when a clearance is generated between the pressure cam 170 and the worm shaft 121 due to an external impact. Since it moves in the axial direction, it is possible to compensate for play.

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.As described above in detail, the motor device of the electric power steering system according to the present invention, having a slot of simple structure, a pressure cam, a spring, and a fixing ring to prevent play between the plate and the worm shaft, Even when a play occurs in the meantime, the play can be compensated for by the elastic force.

이로써, 저렴한 가격으로 유격방지 및 보상구조를 마련할 수 있어 생산비용을 절감할 수 있고, 유격으로 인한 소음 및 진동을 방지하여 제품의 신뢰성을 향상시키는 이점이 있다.As a result, it is possible to provide a play prevention and compensation structure at a low price, thereby reducing production costs, and preventing noise and vibration caused by play, thereby improving the reliability of the product.

Claims (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,A motor shaft extending to one side of the motor so as to be rotatable, and a worm shaft disposed to face the motor shaft, a rotor coupled to the motor shaft tip to face each other, and a plate coupled to the worm shaft tip, the outside of the worm shaft and the A pair of splines provided to be engaged with each other in the interior of the plate, a housing which surrounds the outside of the rotor and the plate and is provided so as to axially flow therein, and a wave washer provided to elastically support the plate in the rotor direction and the rear thereof. In a motor device of an electric power steering system having a spacer for supporting and a snap ring, the friction material in close contact between the rotor and the plate, 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.The slot 160 is formed at the tip of the worm shaft 121 is inserted into the plate 132, and the inside of the plate 132 is inserted into the slot 160, a part of the slot 160 is to be inserted into the inside of the slot 160 A tapered pressure cam 170 having an outer circumferential surface, a spring 180 provided at a rear side thereof to elastically support the pressure cam 170, and a fixed installation inside the plate 132 to support the spring 180. Motor device of the electric power steering system, characterized in that the fixing ring 190 is provided.
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