KR20050055960A

KR20050055960A - An electric type power steering system

Info

Publication number: KR20050055960A
Application number: KR1020030089026A
Authority: KR
Inventors: 조희권; 심창섭
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2003-12-09
Filing date: 2003-12-09
Publication date: 2005-06-14

Abstract

개시된 본 발명은 전동식 파워 스티어링 장치에 관한 것으로서, 그 기술적인 구성은, 볼스크류방식을 이용해 차륜조작에 필요한 조력을 발생토록 하는 랙타입 전동식 스티어링 장치에 있어서, 상기 볼너트(6)는 볼너트 바디(64)와 상기 볼너트 바디(64) 외주부에 압입토록 끼워지는 볼너트링(66)으로 분리구성되는 것을 요지로 한다.The present invention relates to an electric power steering apparatus, the technical configuration of which is a rack type electric steering apparatus for generating assistance for wheel operation using a ball screw method, wherein the ball nut (6) is a ball nut body The gasket and the ball nut body 64 are separated by a ball nut ring 66 fitted to be pressed in the outer circumference.

이와 같은 본 발명에 의하면, 볼너트 바디에 조립되는 디플렉터의 형상을 항상 일정하게 단순화 시킬 수 있어 디플렉터의 제작비용(금형비, 가공비 등)을 절감 시킬 수 있으며, 볼너트 바디에 디플렉터가 조립된 상태에서 볼너트링이 압입토록 끼워지므로서, 조립된 디플렉터의 외부이탈이 방지되어 제품의 성능 및 신뢰도를 가일층 향상 시킬 수 있게 된다. According to the present invention, it is possible to constantly simplify the shape of the deflector assembled to the ball nut body to reduce the manufacturing cost (mold ratio, processing cost, etc.) of the deflector, while the deflector is assembled to the ball nut body Since the ball nut ring is press-fitted, the detachment of the assembled deflector is prevented, further improving the performance and reliability of the product.

Description

Electric Power Steering System {An Electric Type Power Steering System}

본 발명은 전동식 파워 스티어링 장치에 관한 것으로, 이는 특히, 랙바 슬라이딩에 따른 조력을 발생토록 하는 랙타입(R-EPS) 전동식 스티어링 장치에서 모터로 부터 회전력을 전달받는 볼너트를 원기둥 형상의 볼너트 바디와 그 외주부에 끼워지는 볼너트링으로 분리 구성토록 하므로서, 볼너트에 조립되는 디플렉터(Deflector)의 형상을 단순화 시킬 수 있어 제품의 생산원가를 절감 시킬 수 있으며, 조립된 디플렉터의 외부이탈을 방지하여 제품의 성능 및 신뢰도를 가일층 향상 시킬 수 있도록 한 전동식 파워 스티어링 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an electric power steering device, and in particular, in a rack-type (R-EPS) electric steering device that generates assistance according to the sliding of the rack bar, a ball nut body receiving a rotational force from a motor is a cylindrical ball nut body. It is possible to simplify the shape of the deflector assembled to the ball nut by separating and configuring it with the ball nut ring fitted to the outer circumference of the ball nut, which can reduce the production cost of the product and prevent the external deviation of the assembled deflector. The present invention relates to an electric power steering device that can further improve product performance and reliability.

일반적으로 차량에는 조향상태의 안정성을 보장하기 위해 파워 스티어링 시스템이 적용되는바, 이와 같은 파워 스티어링 장치는 기존에는 유압을 이용한 유압식 파워 스티어링 장치(HPS; Hydraulic Power Steering System)가 차량에 널리 이용되었으나, 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.

한편, 이와 같은 전동식 파워 스티어링 장치는 그 설치상태에 따라 칼럼타입(C-EPS)과, 피니언 타입(P-EPS) 및 랙 타입(R-EPS)으로 세분된다.On the other hand, such electric power steering device is subdivided into column type (C-EPS), pinion type (P-EPS) and rack type (R-EPS) according to the installation state.

여기서, 상기 전동식 파워 스티어링 장치 중 상기 랙 타입(R-EPS) 스티어링 장치는, 랙 하우징 일측에 둔각 또는 예각의 기울기를 지니며 설치된 전동모터의 피니언 기어가 랙바 일측 외주부를 지지하고 있는 볼 너트의 종동기어와 치합된 상태에서 전동모터의 구동력에 의해 볼 너트를 회전시키며, 이 볼너트는 회전하면서 랙바를 좌·우 슬라이딩시키게 되므로서 핸들 조타시 랙바 슬라이딩에 따른 조력(助力)을 발생시키게 된다.Here, the rack-type (R-EPS) steering device of the electric power steering device, the pinion gear of the electric motor installed with an obtuse or acute inclination on one side of the rack housing is driven by the ball nut supporting the outer peripheral portion of the rack bar The ball nut is rotated by the driving force of the electric motor in a state of being engaged with the gear, and the ball nut rotates the rack bar left and right, thereby generating assistance due to the sliding of the rack bar when steering the handle.

도 1은 이와 같은 종래의 랙 타입 전동식 파워스티어링 장치(R-EPS)의 요부를 확대도시한 단면도 로서, 종래의 랙 타입 전동식 파워스티어링 장치는, 그 외주면 일측에 랙 기어(Rack gear;미도시)를 갖는 랙바(Rack bar;2)가 랙 하우징(1)에 내설되며, 상기 랙바(2) 양단부는 타이로드(Tie load;3)와 볼 조인트(Ball joint)되어 랙바(2)의 이송력에 따라 차륜을 가변시키도록 구성된다.1 is an enlarged cross-sectional view of a main portion of such a conventional rack-type electric power steering apparatus (R-EPS), the conventional rack-type electric power steering apparatus, the rack gear (not shown) on one side of the outer peripheral surface thereof; A rack bar having a rack bar (2) is built into the rack housing (1), both ends of the rack bar (Tie load) and the ball joint (Ball joint) to the transfer force of the rack bar (2) And to vary the wheel accordingly.

또한, 랙바(2) 일측에는 조향축으로 부터 회전토크를 전달받는 피니언 축(4)이 설치되고, 이 피니언 축(4) 일단에는 피니언 기어(미도시)가 구비되어 랙바(2) 일측에 형성된 랙 기어와 치합토록 되므로서 피니언 축의 회전운동을 랙바의 수평운동으로 변환하게 된다.In addition, one side of the rack bar (2) is provided with a pinion shaft (4) for receiving the rotational torque from the steering shaft, one end of the pinion shaft (4) is provided with a pinion gear (not shown) formed on one side of the rack bar (2) As it engages with the rack gear, it converts the rotational movement of the pinion shaft into the horizontal movement of the rack bar.

계속해서, 상기 랙 하우징(1) 타측에는 전동 모터(5)가 랙바의 중심축선과 예각 또는 둔각 등을 이루며 설치되며, 상기 전동 모터(5)의 회전축 단부에는 베벨 피니언(50a)이 축삽되어 랙 하우징(1) 내에서 랙바(2)의 타측을 지지하고 있는 볼너트(6) 외주부에 끼움고정된 베벨기어(60a)와 치합되어 구동토록 구성된다.Subsequently, on the other side of the rack housing 1, the electric motor 5 is installed to form an acute angle or an obtuse angle with the center axis of the rack bar, and a bevel pinion 50a is inserted into the rack shaft end of the electric motor 5 so that the rack It is configured to engage with the bevel gear 60a fixed to the outer circumference of the ball nut 6 supporting the other side of the rack bar 2 in the housing 1 to drive.

도 1의 부분확대도에 도시된 바와 같이, 상기 볼너트(6)는 랙 하우징 내에서 볼 베어링(7)에 의해 회전토록 설치되되 그 내측에는 스크류(22)가 형성된 랙바(2) 타측이 볼(8)을 매개로 슬라이딩 가능토록 삽입된다.As shown in a partially enlarged view of FIG. 1, the ball nut 6 is installed to be rotated by a ball bearing 7 in a rack housing, and the other side of the rack bar 2 having a screw 22 formed therein is viewed. (8) is inserted so as to be slidable.

도 2는 상기와 같은 종래의 볼너트(6)를 도시한 사시도 로서, 전술한 볼너트(6)는 그 외주에 베벨기어(60a) 및 베어링(7)이 삽입되어 고정되도록 외주면이 단차지게 형성되며, 그 내측에는 랙바 슬라이딩에 따른 볼(8)의 회전을 위한 스크류가 형성되고, 상기 스크류 중간중간에는 스크류를 따라 회전 이송되는 볼(8)을 원위치로 복귀시키위한 다수개의 디플렉터(Deflector; 62)가 볼너트(6) 외주부를 관통하며 설치된다. Figure 2 is a perspective view of the conventional ball nut 6 as described above, the above-described ball nut 6 is formed with a stepped outer peripheral surface so that the bevel gear 60a and the bearing 7 is inserted into the outer peripheral The inside of the screw is formed for the rotation of the ball 8 according to the sliding rack bar, a plurality of deflectors (Deflector) 62 for returning the ball (8) rotated along the screw to the original position in the middle of the screw ) Is installed through the outer peripheral portion of the ball nut (6).

그러나, 상기한 종래 랙 타입 전동식 파워 스티어링 장치에서의 볼너트(6)는 앞서 도시된 도 2에서와 같이 그 외부 형상이 복잡하여 이를 관통하며 조립되는 다수의 디플렉터의 형상과 길이 등이 서로 다르게 된다. 즉, 복잡한 볼너트(6)의 외형에 의해 이에 조립되는 디플렉터(62)의 외형도 복잡하게 구성되므로서, 디플렉터(62)의 가공이 용이하지 못함은 물론, 생산시 원가가 상승하게 되는 결점이 있었다.However, the ball nut 6 of the conventional rack-type electric power steering device described above has a complicated external shape as shown in FIG. 2, so that the shape and length of the plurality of deflectors assembled therethrough are different from each other. . That is, since the outer shape of the deflector 62 assembled to it by the complicated shape of the ball nut 6 is also complicated, the deflector 62 is not easy to be processed, and the cost increases in production. there was.

또한, 볼너트(6) 외부에서 상기 디플렉터(62)를 관통하며 조립할 경우에, 조립된 디플렉터의 이탈을 방지할 수 있는 별도의 수단이 마련되어 있질 않아 전체적인 시스템의 성능 및 신뢰도가 저하되는 등의 여러가지 문제가 있었다. In addition, when assembling through the deflector 62 from the outside of the ball nut 6, there is no separate means for preventing the assembled deflector from being detached, thereby degrading the performance and reliability of the overall system. There was a problem.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술에 따른 여러가지 문제점을 개선시키기 위해 안출된 것으로 그 목적은, 랙타입(R-EPS) 전동식 스티어링 장치에서 모터로 부터 회전력을 전달받는 볼너트를 단순 원기둥 형상의 볼너트 바디와 그 외주부에 압입토록 끼워지는 볼너트링으로 분리 구성하여, 볼너트에 조립되는 디플렉터의 형상을 일정하게 단순화 시킬 수 있어 제품의 생산원가를 절감 시킬 수 있으며, 기조립된 디플렉터의 외부이탈을 방지하여 제품의 성능 및 신뢰도를 가일층 향상 시킬 수 있는 전동식 파워 스티어링 장치를 제공하는데 있다. The present invention has been made to improve the various problems according to the prior art as described above, the object of the ball-type ball nut receiving the rotational force from the motor in a rack-type (R-EPS) electric steering device simple cylindrical shape ball nut By separating and configuring the ball nut ring inserted into the body and its outer circumference, the shape of the deflector assembled to the ball nut can be simplified to reduce the production cost of the product, and to prevent the external deviation of the assembled deflector. It is to provide an electric power steering device that can further improve the performance and reliability of the product.

상기한 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로서 본 발명은, 볼너트를 포함한 볼스크류방식을 이용해 차륜조작에 필요한 조력을 발생토록 하는 랙타입 전동식 스티어링 장치에 있어서, 상기 볼너트는 원기둥체 형상의 볼너트 바디와 상기 볼너트 바디 외주부에 압입토록 끼워지는 볼너트링으로 분리 구성되는 것을 특징으로 하는 전동시 파워 스티어링 장치를 마련함에 의한다. As a technical means for achieving the above object, the present invention is a rack-type electric steering device for generating the assistance required for wheel operation by using a ball screw method including a ball nut, the ball nut is a cylindrical ball According to the present invention, the power steering device is provided by a nut body and a ball nut ring which is inserted into the outer peripheral portion of the ball nut body.

이하, 첨부도면에 의거하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 따른 랙 타입 전동식 파워 스티어링 장치의 전체적인 구성상태를 나타낸 구성 단면도 이며, 도 4는 본 발명에 따른 전동식 스티어링 장치의 볼너트를 도시한 분해 사시도 이다.3 is a sectional view showing the overall configuration of the rack-type electric power steering apparatus according to the present invention, Figure 4 is an exploded perspective view showing a ball nut of the electric steering apparatus according to the present invention.

본 실시예에서 앞서 도시된 종래의 구성과 동일한 부분에 대해서는 동일한 도면참조부호 및 명칭을 사용하기로 한다. In the present embodiment, the same reference numerals and names will be used for the same parts as those shown in the related art.

우선, 본 발명에 적용된 랙 타입 전동식 파워 스티어링 장치의 전체적인 구성상태를 살펴보면, 랙 하우징(1)에 내설된 랙바(2)의 일측과 타측에 각각 랙기어(20)와 스크류(22)가 형성되며, 상기 랙기어(20)가 형성된 랙바(2) 일측에는 조향축과 연결되는 피니언축(4)이 교축되어 치합되고, 타측의 스크류(22)에는 전동모터(5)로 부터 구동력을 전달받는 볼 스크류부(9)가 설치되어 랙바(2)의 좌·우 슬라이딩에 필요한 조력(助力)을 발생시킨다.First, referring to the overall configuration of the rack-type electric power steering apparatus applied to the present invention, the rack gear 20 and the screw 22 are formed on one side and the other side of the rack bar 2 in the rack housing 1, respectively. On one side of the rack bar 2, the rack gear 20 is formed, the pinion shaft 4 connected to the steering shaft is throttled and engaged, and the screw 22 on the other side receives the driving force from the electric motor 5. The screw portion 9 is provided to generate the assistance necessary for the left and right sliding of the rack bar 2.

상기 볼 스크류부(9)는 도 3의 부분 확대도에서 보이는 바와 같이, 랙바(2) 타측의 스크류(22)를 감싸며 회전되는 볼너트(6)와, 상기 볼너트를 랙 하우징(1) 내경에서 회전토록 지지하는 볼 베어링(7)과, 상기 볼너트(6)와 랙바의 스크류(22)사이에 삽입되어 랙바 슬라이딩을 돕는 다수개의 볼(8)로 이루어 진다.As shown in the partial enlarged view of FIG. 3, the ball screw part 9 is a ball nut 6 which is rotated while surrounding the screw 22 on the other side of the rack bar 2, and the ball nut has an inner diameter of the rack housing 1. The ball bearing 7 to be rotated to support in, and the ball nut 6 and the rack between the screw 22 of the rack bar is made up of a plurality of balls (8) to help slide the rack bar.

계속해서, 상기 볼 스크류부(9)의 볼너트(6)의 외측에는 전동모터(5)로 부터의 구동력을 이 볼너트(6)에 전달토록 하는 베벨기어(60a)가 구비되며, 이 베벨기어(60a)는 전동모터(5) 축 단부에 축삽된 베벨 피니언(50a)과 치합된다.Subsequently, a bevel gear 60a is provided on the outside of the ball nut 6 of the ball screw part 9 so as to transmit the driving force from the electric motor 5 to the ball nut 6. The gear 60a meshes with the bevel pinion 50a inserted in the shaft end of the electric motor 5.

여기서 본 발명은, 전술한 볼너트(6)가 도 4에 도시된 바와 같이, 원기둥체 형상의 볼너트 바디(64)와, 이 볼너트(64) 바디 외주부에 압착되도록 끼워지는 볼너트링(66)으로 분리 구성된 것이 특징이다.In the present invention, the above-described ball nut 6, as shown in Figure 4, the cylindrical ball-shaped ball nut body 64, the ball nut ring is fitted to be pressed to the outer peripheral portion of the ball nut (64) ( 66).

그리고, 상기와 분리 구성된 볼너트 바디(64)와 볼너트링(66) 사이에는 랙바 슬라이딩시 스크류 나선을 따라 일측으로 회전 이송되는 볼(8)을 원위치로 복귀시키도록 하는 디플렉터(Deflector;62)가 볼너트 바디(64)를 관통하며 설치되어 그 외측에 설치된 상기 볼너트링(66)에 의해 외부 이탈이 방지토록 구성된다. And, between the ball nut body 64 and the ball nut ring (66), which are separated from the above, a deflector (62) for returning the ball (8) rotated to one side along the screw helix during the rack bar sliding to its original position. Is installed penetrating through the ball nut body 64, the outer nut is prevented by the ball nut ring 66 installed on the outside.

따라서, 상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다. Therefore, the operation and effects of the present invention having the above configuration will be described.

도 3내지 도 4를 연계하여 설명하면, 본 발명에 적용된 랙 타입 전동식 파워 스티어링 장치는, 랙바 일측에 끼워진 상태에서 랙바(2)를 슬라이딩 지지토록 하는 볼너트(6)가 단순 원기둥체 형상의 볼너트 바디(64)와 볼너트링(66)으로 최초 분리구성토록 되므로서, 상기 볼너트 바디(64)를 관통하여 설치되는 디플렉터(62)의 형상을 항상 일정하게 유지시킬 수 있어 디플렉터의 제작비용(금형비, 가공비 등)을 현저히 줄일 수 있게 된다.3 to 4, the rack type electric power steering apparatus applied to the present invention includes a ball nut 6 sliding and supporting the rack bar 2 in a state of being fitted to one side of the rack bar. Since the nut body 64 and the ball nut ring 66 are separated from each other for the first time, the shape of the deflector 62 installed through the ball nut body 64 can be kept constant at all times. (Mold ratio, processing cost, etc.) can be significantly reduced.

부연설명하면, 기존에는 일체로 형성되는 볼너트의 외형이 복잡하여 이를 관통하여 조립되는 디플렉터 역시 볼너트 외형에 맞게 복잡한 형상을 지녔으나, 본 발명에서는 상기 디플렉터가 조립되는 볼너트 바디(64)가 단순 원기둥체 형상으로 형성되므로서, 이 볼너트 바디(64)를 관통하여 조립되는 디플렉터(62)의 외형 역시 항상 일정한 형상을 지니게 되는 것이다.In detail, the deflector, which is conventionally formed integrally with the ball nut and is assembled through the ball nut, has a complicated shape to fit the ball nut, but in the present invention, the ball nut body 64 to which the deflector is assembled is provided. Since it is formed in a simple cylindrical shape, the outer shape of the deflector 62 assembled through the ball nut body 64 will always have a constant shape.

그리고 본 발명은, 상기 디플렉터(62)가 볼너트 바디(64)에 조립된 상태에서 그 외측에 볼너트링(66)이 압입토록 끼워지므로서, 상기 볼너트 바디(64)에 조립된 디플렉터(62)의 외부이탈을 방지할 수 있게 되어 제품의 결함을 미연에 방지하여 성능을 향상 시킬 수 있게 된다. In the present invention, the deflector 62 is assembled to the ball nut body 64 so that the ball nut ring 66 is press-fitted to the outside thereof, so that the deflector assembled to the ball nut body 64 is formed. 62) It is possible to prevent the external deviation of the product to prevent the defects of the product in advance to improve the performance.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명인 전동식 파워 스티어링 장치에 의하면, 모터로 부터 회전력을 전달받는 볼너트가 단순 원기둥 형상의 볼너트 바디와 그 외주부에 압입토록 끼워지는 볼너트링으로 분리 구성되므로서, 볼너트 바디에 조립되는 디플렉터의 형상을 항상 일정하게 단순화 시킬 수 있어 디플렉터의 제작비용(금형비, 가공비 등)을 절감 시킬 수 있으며, 볼너트 바디에 디플렉터가 조립된 상태에서 볼너트링이 압입토록 끼워지므로서, 조립된 디플렉터의 외부이탈이 방지되어 제품의 성능 및 신뢰도를 가일층 향상 시킬 수 있는 효과가 있다. As described above, according to the electric power steering apparatus of the present invention, since the ball nut receiving the rotational force from the motor is divided into a simple cylindrical ball nut body and a ball nut ring fitted into the outer circumference thereof, the ball nut The deflector assembled on the body can be simplified at any time, thus reducing the manufacturing cost of the deflector (mold cost, processing cost, etc.), and the ball nut ring is inserted into the ball nut body with the deflector assembled. In addition, the external deflection of the assembled deflector is prevented, and thus the performance and reliability of the product can be further improved.

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.

도 1은 종래의 랙 타입 전동식 파워스티어링 장치(R-EPS)를 나타낸 단면 구성도.1 is a cross-sectional configuration view showing a conventional rack type electric power steering apparatus (R-EPS).

도 2는 도 1에 따른 볼너트를 확대 도시한 사시도.Figure 2 is an enlarged perspective view of the ball nut according to FIG.

도 3은 본 발명인 랙 타입 전동식 파워 스티어링 장치를 나타낸 단면 구성도.Figure 3 is a cross-sectional view showing a rack type electric power steering apparatus of the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 전동식 파워 스티어링 장치의 볼너트를 나타낸 분해 사시도.Figure 4 is an exploded perspective view showing a ball nut of the electric power steering apparatus according to the present invention.

*도면의 주요 부위에 대한 부호 설명** Description of symbols on the main parts of the drawings *

6...볼너트6.Ball Nut

9...볼 스크류부9.Ball screw section

62...디플렉터62 ... deflector

64...볼너트 바디64.Ballnut Body

66...볼너트링 66.Ball Nut Ring

Claims

In the rack-type electric steering apparatus for generating the assistance required for the wheel operation by using a ball screw method including a ball nut (6);

The ball nut (6) is a power steering apparatus for electric power, characterized in that the ball nut body and the ball nut ring (66) is fitted to be fitted to the outer peripheral portion of the ball nut body (64).