KR20030023270A - Motor apparatus of electric power steering system - Google Patents

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KR20030023270A
KR20030023270A KR1020010056408A KR20010056408A KR20030023270A KR 20030023270 A KR20030023270 A KR 20030023270A KR 1020010056408 A KR1020010056408 A KR 1020010056408A KR 20010056408 A KR20010056408 A KR 20010056408A KR 20030023270 A KR20030023270 A KR 20030023270A
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진종학
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Abstract

PURPOSE: A motor device of an electrical power steering system is provided to facilitate the manufacturing and assembling and reduce the manufacturing cost by simplifying the coupling of a permanent magnet and a rotor core. CONSTITUTION: An electrical power steering system has a permanent magnet(53) installed inside a rotor fixed in a motor housing; a rotor core(52) installed within the permanent magnet to interlock with the permanent magnet in the rotational direction; and a rotating shaft installed inside the rotor core. Magnetic protrusions(53a) and magnetic grooves(53b) are disposed at both ends of the permanent magnet, and core grooves(52a) and core protrusions(52b) corresponding to the magnetic grooves and magnetic protrusions are disposed at both ends of the rotor core.

Description

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

본 발명은 전동 파워 스티어링 시스템의 모터장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 회전자를 이루는 영구자석과 회전자코어의 결합구조를 개선하여 제작 및 조립이 용이하고 생산원가가 절감되는 전동 파워 스티어링 시스템이 모터장치에 관한 것이다.The present invention relates to a motor device of an electric power steering system, and more particularly, an electric power steering system that is easy to manufacture and assemble and to reduce production costs by improving a coupling structure of a permanent magnet and a rotor core forming a rotor. It relates to a motor device.

일반적으로 차량에는 조향상태의 안정성을 보장하기 위해 파워 스티어링 시스템이 적용되고 있다. 이 가운데 전동 파워 스티어링 시스템(EPS, Electrical Power Steering System)은 모터장치로 조향력을 조절하는 것이다.Generally, a power steering system is applied to a vehicle to ensure steering stability. Among these, the electric power steering system (EPS) is a steering device that controls steering power.

즉, 전동 파워 스티어링 시스템은 차속센서 및 조향토크센서 등에서 감지한 차량의 운행조건에 따라 ECU에서 모터장치를 구동시켜 저속운행시에는 가볍고 편안한 조향감을 부여하고, 고속운행시에는 무거운 조향감과 더불어 양호한 방향 안정성을 부여하며, 비상상황에서는 급속한 조향이 이루어지도록하여 운전자에게 최적의 조향 조건을 제공하게 된다.In other words, the electric power steering system drives the motor unit in the ECU according to the driving conditions of the vehicle detected by the vehicle speed sensor and the steering torque sensor to give a light and comfortable steering feeling at low speeds, and a good steering direction at high speeds. It provides stability and provides the driver with optimum steering conditions by allowing rapid steering in emergency situations.

한편, 모터장치는 조향력을 발생시키는 구동수단으로서, 전류를 공급받아 자기력을 발생시키는 고정자와, 이 고정자 내부에 회전가능하게 설치되어 고정자에서 발생된 자기력에 의해 회전하는 회전자로 대별된다.On the other hand, the motor device is a driving means for generating a steering force, and is divided into a stator for generating a magnetic force by receiving a current, and a rotor rotatably installed in the stator to rotate by the magnetic force generated in the stator.

이때, 회전자는 모터하우징 양측에 베어링으로 지지되는 회전축과, 일정두께를 갖는 플레이트를 적층하여 회전축에 압입된 회전자코어와, 이 회전자코어의 외측둘레면을 감싼 상태로 접촉되어 N, S극 배열을 순차적으로 갖는 영구자석으로 구비된다.At this time, the rotor is in contact with the rotating shaft supported by the bearing on both sides of the motor housing, the rotor core pressed into the rotating shaft by laminating a plate having a certain thickness, and the outer peripheral surface of the rotor core in contact with the N, S poles It is provided with a permanent magnet having an array sequentially.

도 1은 이러한 종래의 회전자를 보인 단면도이다. 이에 도시된 바와 같이, 중심측에는 회전력을 외부로 전달할 수 있도록 회전축(1)이 마련되고, 이 회전축(1)의 외측으로는 다수개가 적층되는 회전자코어(2)가 설치된다.1 is a cross-sectional view showing such a conventional rotor. As shown in the figure, a rotating shaft 1 is provided at the center side to transmit the rotating force to the outside, and a plurality of rotor cores 2 are provided outside the rotating shaft 1.

그리고 이 회전자코어(2)의 외부측으로는 영구자석(3)이 설치되는데, 이 영구자석(3)은 외경은 그 외부측에 설치되는 고정자(미도시)와 대응될 수 있도록 원형단면으로 마련되고, 내경은 회전자코어(2)와 회전방향으로 연동될 수 있도록 비원형으로 마련된다.And the permanent magnet (3) is provided on the outer side of the rotor core (2), the permanent magnet (3) is provided with a circular cross section so that the outer diameter can correspond to the stator (not shown) installed on the outer side The inner diameter is provided in a non-circular shape so as to be interlocked with the rotor core 2 in the rotational direction.

즉, 영구자석(3)의 내경은 모서리가 모떼기된 대략 사각형상의 단면으로 마련되고, 그 내부에 삽입되는 회전자코어(2)는 회전방향으로 고정될 수 있도록 이에 대응되는 외경으로 마련된다.That is, the inner diameter of the permanent magnet (3) is provided in a substantially rectangular cross-section chamfered, the rotor core (2) inserted therein is provided with an outer diameter corresponding to it to be fixed in the rotation direction.

그러나, 이와 같이 구성된 종래의 영구자석은 내경이 비원형단면으로 마련됨으로 인해 외경의 가공과는 달리 원형가공 후에 밀링머신등을 이용하여 평면가공을 추가하여야하므로, 제작공정이 복잡해지는 문제점이 있었다.However, the conventional permanent magnets configured as described above have a problem in that the manufacturing process is complicated because the inner diameter is provided as a non-circular cross-section, so that the planar processing must be added using a milling machine after circular processing, unlike the machining of the outer diameter.

또, 영구자석의 내경과 이에 대응되도록 형성되는 회전자코어의 원활한 조립을 위해 정밀가공이 필요하게되는데, 원형가공과는 달리 평면가공에서는 정밀가공이 복잡하고 까다로워 결국 생산원가가 상승되는 문제점이 있었다.In addition, precision processing is required for smooth assembly of the rotor core formed to correspond to the inner diameter of the permanent magnet. Unlike circular processing, precision processing is complicated and difficult in planar processing, resulting in increased production cost. .

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 영구자석과 그 내부에 삽입되는 회전자코어의 결합을 단순화하여, 제작 및 조립이 용이하고 생산원가가 절감되는 전동 파워 스티어링 시스템이 모터장치를 제공하는것이다.The present invention is to solve such a conventional problem, the purpose is to simplify the coupling of the permanent magnet and the rotor core inserted therein, the electric power steering system that is easy to manufacture and assembly and reduce the production cost To provide a motor unit.

도 1은 종래 모터장치의 회전자를 보인 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a rotor of a conventional motor device.

도 2는 본 발명 전동 파워 스티어링 시스템의 모터장치를 보인 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing a motor device of the electric power steering system of the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 모터장치의 회전자를 보인 사시도이다.3 is a perspective view showing a rotor of the motor apparatus according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 영구자석을 보인 도면이다.4 is a view showing a permanent magnet according to the present invention.

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

10:모터장치 20:동력전달부10: motor unit 20: power transmission unit

30:모터 31:모터하우징30: motor 31: motor housing

40:고정자 41:고정자코어40: Stator 41: Stator Core

42:고정자코일 50:회전자42: stator coil 50: rotor

51:회전축 52:회전자코어51: rotating shaft 52: rotor core

52a:코어홈 52b:코어돌기52a: core groove 52b: core protrusion

53:영구자석 53a:자석돌기53: permanent magnet 53a: magnet projection

53b:자석홈53b: Magnet groove

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전동 파워 스티어링 시스템의 모터장치는, 모터하우징 내부에 고정된 고정자의 내측으로 설치되는 영구자석과, 상기 영구자석과 회전방향으로 연동될 수 있도록 그 내부에 설치되는 회전자코어와, 상기 회전자코어의 내부에 압입 설치되는 회전축을 구비하는 전동 파워 스티어링 시스템의 모터장치에 있어서, 상기 영구자석은 내경이 반경방향 단면의 원형으로 마련되고 양단측에는 자석돌기와 자석홈이 마련되며, 상기 회전자코어는 외경의 반경방향 단면이 원형으로 마련되고 양단측에는 상기 자석돌기와 자석홈에 대응되도록 코어홈과 코어돌기가 마련된 것을 특징으로 한다.The motor device of the electric power steering system of the present invention for achieving the above object is a permanent magnet installed in the stator fixed inside the motor housing, and installed therein so as to be interlocked with the permanent magnet in a rotational direction. In the motor device of the electric power steering system having a rotor core and a rotating shaft that is press-installed in the rotor core, the permanent magnet is provided with a circular diameter of the radial cross section of the inner diameter and magnet projections and magnet grooves on both ends; The rotor core is provided with a radial cross section of an outer diameter in a circular shape, and both ends are provided with a core groove and a core protrusion to correspond to the magnet protrusion and the magnet groove.

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 발명의 전동 파워 스티어링 시스템의 모터장치를 보인 단면도이다. 이에 도시된 바와 같이, 모터장치(3)는 중공 원통의 모터(30)와 이 모터(30)에서 발생되는 회전력을 전달받아 외부로 전달하는 동력전달부(20)로 구분된다.2 is a cross-sectional view showing a motor device of the electric power steering system of the present invention. As shown in the drawing, the motor device 3 is divided into a motor 30 of a hollow cylinder and a power transmission part 20 which receives the rotational force generated from the motor 30 and transmits it to the outside.

먼저, 동력전달부(20)는 모터(30)의 외형을 이루는 모터하우징(31)과 연결되는 워엄하우징(21)과, 그 내부에 설치되며 모터(30)에서 외부로 연장되는 회전축(51)과 연결되되 중간측에는 워엄기어(23)가 형성된 워엄축(22)이 마련된다.First, the power transmission unit 20 is a worm housing 21 is connected to the motor housing 31 forming the outer shape of the motor 30, and the rotating shaft 51 is installed therein and extends from the motor 30 to the outside It is connected with the worm gear 22 is formed on the middle side worm gear 23 is provided.

그리고, 이 워엄축(22)과 회전축(51) 사이에 설치되어 과도한 토오크의 전달시 슬립가능하도록 마련되는 토오크 리미터(24)와, 워엄축(22)의 양단을 지지할 수있도록 워엄하우징(21)의 내부에 설치되는 지지베어링(25)을 구비하여 마련된다.Then, the torque limiter 24 is provided between the worm shaft 22 and the rotary shaft 51 so as to be able to slip when the excessive torque is transmitted, and the worm housing 21 so as to support both ends of the worm shaft 22. It is provided with a support bearing 25 is installed inside.

다음, 모터(30)는 이러한 동력전달부(20)에 동력을 전달할 수 있도록 마련되는 구동수단으로서, 전류를 공급받아 자기력을 발생시키는 고정자(40)와, 이 고정자(40) 내부에 회전가능하게 설치되어 고정자(40)에서 발생된 자기력에 의해 회전하는 회전자(50)를 구비한다.Next, the motor 30 is a driving means provided to transmit power to the power transmission unit 20, the stator 40 for generating a magnetic force by receiving a current, and rotatably inside the stator 40 It is provided with a rotor 50 that is rotated by the magnetic force generated in the stator 40.

이때, 고정자(40)는 모터하우징(31)의 내부면에 밀착 고정되는 고정자코어(41)와, 이 고정자코어(41)에 권선되는 고정자코일(42)로 이루어지고, 회전자(50)는 모터하우징(31) 양측에 베어링으로 지지되는 회전축(51)과, 일정두께를 갖는 플레이트를 적층하여 회전축(51)에 압입된 회전자코어(52)와, 이 회전자코어(52)의 외측둘레면을 감싼 상태로 접촉되어 N, S극 배열을 순차적으로 갖는 영구자석(53)으로 이루어진다.At this time, the stator 40 is composed of a stator core 41 tightly fixed to the inner surface of the motor housing 31, a stator coil 42 wound around the stator core 41, the rotor 50 is A rotor shaft 52 supported by bearings on both sides of the motor housing 31, a plate having a predetermined thickness, and a rotor core 52 pressed into the rotation shaft 51 and the outer circumference of the rotor core 52 It is made of a permanent magnet (53) having a N- and S-pole arrangement in sequence by contacting the surface wrapped.

한편, 본 발명의 회전자는 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이 영구자석(53)과 회전자코어(52)의 결합구조를 단순화하여 제작 및 조립이 용이하고 생산원가가 절감되도록 마련된다.On the other hand, the rotor of the present invention, as shown in Figures 3 and 4 is provided to simplify the coupling structure of the permanent magnet 53 and the rotor core 52 is easy to manufacture and assembly and to reduce the production cost.

즉, 영구자석(53)은 고정자코어(41)의 내부에서 회전 가능하도록 그 외경이 원형단면으로 마련되고, 내경 역시 원형단면으로 마련되므로, 그 내,외경의 형상 가공 및 정밀가공이 용이해지게 된다.That is, the permanent magnet 53 is provided with a circular cross section whose outer diameter is rotatable inside the stator core 41, and the inner diameter is also provided with a circular cross section, so that the shape and precision processing of the inner and outer diameters are facilitated. do.

또, 회전자코어(52)는 다수개의 플레이트를 축방향으로 적층하여 결합시켜 하나의 부품으로 마련되는 것으로서, 내경이 원형으로 마련된 영구자석(53)의 내부에 삽입될 수 있도록 그 외경의 반경방향 단면이 원형으로 마련된다.In addition, the rotor core 52 is provided as a single component by stacking and coupling a plurality of plates in the axial direction, and the radial direction of the outer diameter so that the inner diameter can be inserted into the permanent magnet 53 provided in a circular shape The cross section is provided in a circular shape.

아울러, 영구자석(53)과 회전자코어(52)가 회전방향으로 연동될 수 있도록 영구자석(53)의 양단측에는 축방향으로 돌출되는 자석돌기(53a)와 축방향으로 함몰 형성되는 자석홈(53b)이 마련된다.In addition, the magnet protrusions 53a protruding in the axial direction and the magnet grooves recessed in the axial direction are formed at both ends of the permanent magnet 53 so that the permanent magnet 53 and the rotor core 52 can be interlocked in the rotational direction. 53b).

그리고, 이 자석돌기(53a)와 자석홈(53b)에 대응되도록 회전자코어(52)의 양단측에는 상기 자석돌기(53a)가 삽입되도록 반경방향으로 함몰 형성된 코어홈(52a)과 상기 자석홈(53b)의 내부로 삽입되도록 반경방향으로 돌출 형성되는 코어돌기(52b)가 마련된다.The core grooves 52a and the magnet grooves recessed in radial directions so that the magnet protrusions 53a are inserted at both ends of the rotor core 52 so as to correspond to the magnet protrusions 53a and the magnet grooves 53b. A core protrusion 52b protruding radially is provided to be inserted into the inside of 53b).

이때, 자석돌기(53a)와 자석홈(53b)은 반경방향으로 서로 마주하는 위치에 두 개가 한 쌍으로 각각 마련되고, 코어홈(52a)과 코어돌기(52b)는 이에 대응되도록 반경방향으로 서로 마주하는 위치에 두 개가 한 쌍으로 각각 마련되어 자석돌기(53a)와 자석홈(53b)에 각각 결합됨으로써, 영구자석(53)과 회전자코어(52)는 회전방향으로 연동된다.At this time, the magnet protrusions 53a and the magnet grooves 53b are provided in pairs respectively at positions facing each other in the radial direction, and the core grooves 52a and the core protrusions 52b are mutually in the radial direction so as to correspond thereto. Two are provided in pairs at opposite positions, respectively, and are coupled to the magnet protrusions 53a and the magnet grooves 53b, respectively, so that the permanent magnets 53 and the rotor core 52 are interlocked in the rotational direction.

이와 같이 구성되는 본 발명의 전동 파워 스티어링 시스템의 모터장치는, 영구자석(53)의 내경과 외경의 반경방향 단면이 모두 원형이므로, 영구자석(53)의 제작시 동일한 가공기계로 내경과 외경을 가공하며, 양측단에는 간단한 형상의 자석돌기(53a)와 자석홈(53b)을 형성한다.In the motor device of the electric power steering system of the present invention configured as described above, since both the inner and outer diameters of the permanent magnet 53 have a circular cross section, the inner and outer diameters are the same as the same machine as the permanent magnet 53. The two ends are formed with a simple magnet projection 53a and a magnet groove 53b.

또, 회전자코어(52)는 외경을 반경방향 단면으로 마련하되 그 양측단에 배치되는 플레이트에는 자석돌기(53a)와 자석홈(53b)에 대응되는 간단한 형상의 코어홈(52a)과 코어돌기(52b)를 형성하게 된다.In addition, the rotor core 52 is provided with a radial cross section of the outer diameter, the plate disposed at both ends of the core groove 52a and the core protrusion of a simple shape corresponding to the magnet protrusion 53a and the magnet groove 53b. 52b is formed.

이로써, 모터(30)의 회전자(50)를 조립할 때, 영구자석(53)의 내부로 회전자코어(52)를 삽입하여, 자석돌기(53a)와 자석홈(53b)에 코어홈(52a)과 코어돌기(52b)가 결합됨으로써, 영구자석(53)과 그 내부에 설치되는 회전자코어(52)는 회전방향으로 연동되도록 결합되는 것이다.Thus, when assembling the rotor 50 of the motor 30, the rotor core 52 is inserted into the permanent magnet 53, and the core groove 52a is inserted into the magnet protrusion 53a and the magnet groove 53b. ) And the core protrusion 52b are coupled, so that the permanent magnet 53 and the rotor core 52 installed therein are coupled to interlock in the rotation direction.

아울러, 영구자석(53)과 회전자코어(52)와 회전축(51)이 결합된 회전자(50)를 고정자코어(41)에 고정자코일(42)이 권선된 고정자(40)의 내부측으로 삽입 설치하고, 모터하우징(31)의 외부로 연장되는 회전축(51)에는 동력전달부(20)의 워엄축(22)을 연결한 후 외부의 전원을 모터(30)에 인가하면, 회전자(50)는 고정자(40)의 내부에서 회전된다.In addition, the rotor 50 into which the permanent magnet 53, the rotor core 52, and the rotating shaft 51 are coupled is inserted into the stator 40 in which the stator coil 42 is wound on the stator core 41. The rotor 50 is installed by connecting the worm shaft 22 of the power transmission unit 20 to the rotating shaft 51 extending to the outside of the motor housing 31, and then applying external power to the motor 30. ) Is rotated inside the stator 40.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전동 파워 스티어링 시스템의 모터장치는, 서로 연동되는 영구자석과 회전자코어의 결합구조를 개선하여, 영구자석의 내, 외경의 가공 및 회전자코어와의 원활한 조립을 위한 영구자석의 정밀 가공이 용이해지므로, 제품의 제작성과 조립성이 향상되고, 이에 따라 생산원가를 절감할 수 있는 이점이 있다.As described in detail above, the motor device of the electric power steering system according to the present invention, by improving the coupling structure of the permanent magnet and the rotor core interlocked with each other, processing the inner and outer diameter of the permanent magnet and the rotor core Since the precision processing of the permanent magnet for easy assembly is easy, the production and assembly of the product is improved, thereby reducing the production cost.

Claims (2)

모터하우징 내부에 고정된 고정자의 내측으로 설치되는 영구자석과, 상기 영구자석과 회전방향으로 연동될 수 있도록 그 내부에 설치되는 회전자코어와, 상기 회전자코어의 내부에 압입 설치되는 회전축을 구비하는 전동 파워 스티어링 시스템의 모터장치에 있어서,A permanent magnet installed inside the stator fixed inside the motor housing, a rotor core installed therein so as to be interlocked with the permanent magnet in a rotational direction, and a rotary shaft press-fitted into the rotor core; In the motor device of the electric power steering system, 상기 영구자석(53)은 내경이 반경방향 단면의 원형으로 마련되고 양단측에는 자석돌기(53a)와 자석홈(53b)이 마련되며, 상기 회전자코어(52)는 외경의 반경방향 단면이 원형으로 마련되고 양단측에는 상기 자석돌기(53a)와 자석홈(53b)에 대응되도록 코어홈(52a)과 코어돌기(52b)가 마련된 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 시스템의 모터장치.The permanent magnet 53 has an inner diameter of a circular cross section in the radial direction, and a magnet protrusion 53a and a magnet groove 53b are provided at both ends thereof, and the rotor core 52 has a radial cross section of the outer diameter in a circular shape. The motor device of the electric power steering system, characterized in that the core grooves (52a) and the core projections (52b) are provided on both ends to correspond to the magnet protrusion (53a) and the magnet groove (53b). 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 자석돌기(53a)와 자석홈(53b)은 반경방향으로 서로 마주하는 위치에 두 개씩 마련되고, 상기 코어홈(52a)과 코어돌기(52b)는 이에 대응되도록 두 개씩 마련된 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 시스템의 모터장치.The magnet protrusions 53a and the magnet grooves 53b are provided in two positions facing each other in the radial direction, and the core grooves 52a and the core protrusions 52b are provided in two to correspond thereto. Motor unit of the power steering system.
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