KR20060032283A

KR20060032283A - 전동식 파워 스티어링 장치용 모터의 회전축

Info

Publication number: KR20060032283A
Application number: KR1020040081172A
Authority: KR
Inventors: 김지웅
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2004-10-12
Filing date: 2004-10-12
Publication date: 2006-04-17

Abstract

본 발명은, 모터의 회전축을 구성하는 출력단과 설치단의 세레이션에서 가공 공차에 의해 발생하는 유격을 간단한 구성에 의해 보상함으로써, 이상 소음의 발생과 비용 상승의 문제를 해결하게 되는 전동식 파워 스티어링 장치용 모터의 회전축을 개시한다.

본 발명의 주요 구성은, 모터의 선단에 구비된 중공의 출력단과, 이 출력단에 연결됨과 아울러 베벨 기어가 설치되는 설치단 및, 상기 출력단과 상기 설치단에 각각 형성되어 맞물리는 세레이션으로 구성된 전동식 파워 스티어링 장치용 모터의 회전축에 있어서, 상기 출력단의 세레이션과 상기 설치단의 세레이션 중 어느 하나에 그루브가 형성되고, 이 그루브에는 상기 세레이션들간의 유격을 흡수하는 유격 흡수재가 설치된 것을 특징으로 한다.

EPS, 모터, 세레이션, 유격, 그루브, 오-링, 스프링

Description

전동식 파워 스티어링 장치용 모터의 회전축 {Shaft of Motor for Electrical Power Steering System}

도 1 : 전동식 파워 스티어링 장치의 일례를 나타낸 도면

도 2 : 도 1의 모터 연결부를 나타낸 단면도

도 3 : 종래의 회전축을 구비한 모터를 나타낸 도면

도 4 : 본 발명의 제1실시예에 따른 회전축이 적용된 모터를 나타낸 도면

도 5 : 본 발명의 제2실시예에 따른 회전축이 적용된 모터를 나타낸 도면

도 6 : 본 발명의 제3실시예에 따른 회전축이 적용된 모터를 나타낸 도면

도 7 : 본 발명의 제4실시예에 따른 회전축이 적용된 모터를 나타낸 도면

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10,20,30,40 : 회전축 11,21,31,41 : 출력단

12,22,32,42 : 설치단

13,14,23,24,33,34,43,44 : 세레이션 14a,24a,33a,43a : 그루브

15,35 : 오-링 25,45 : 스프링

M : 모터 G : 베벨 기어

본 발명은 자동차의 스티어링 장치에 관련된 기술로서, 보다 상세하게는, 전동 모터에 의해 조향력이 보조되는 전동식 파워 스티어링 장치에서 전동 모터의 회전력을 외부로 출력하는 모터의 회전축에 관한 것이다.

차량의 조향 안정성을 보장하기 위한 파워 스티어링 장치중에 전동식 파워 스티어링 장치(EPS : Electrical Power Steering System)는 전동 모터의 동력에 의해 조향력을 조절한다.

즉, EPS는 차속 센서 및 조향 토크 센서 등에서 감지한 차량의 운행조건에 따라 전자제어장치(ECU)에서 모터를 구동시켜 저속운행시에는 가볍고 편안한 조향감을 부여하고, 고속운행시에는 무거운 조향감과 더불어 양호한 방향 안정성을 부여하며, 비상상황에서는 급속한 조향이 이루어지도록 하여 운전자에게 최적의 조향 조건을 제공하게 된다.

이러한 EPS는 전동 모터의 장착 위치에 따라서, 컬럼-타입과 피니언-타입 및 랙-타입으로 구분되고 있다. 즉, 컬럼-타입은 모터와 감속기어가 조향 휠의 하측에 위치한 컬럼부에 장착된 형식이고, 피니언-타입은 랙과 맞물리는 피니언부에 장착된 형식이며, 랙-타입은 모터가 랙 샤프트와 비스듬히 가로질러 배치되고 감속 기어기구가 랙 샤프트 부위에 설치된 형식으로 이루어진 것이다.

첨부도면 도 1은 그 일례로서 랙-타입의 EPS를 나타내고 있는데, 랙 샤프트(110)의 일측에 랙(110a)이 형성되어 있어서 피니언(120)과 치합되고, 랙 샤프트(110)의 타측에는 볼 스크류(110b)가 형성되어 있어서 모터(130)의 동력에 의해 회전하는 볼 너트(140)와 치합된다. 특히, 도 2에 나타난 바와 같이, 랙 하우징(150) 내의 모터(130)에 회전축(131)이 구비되어서 이 회전축(131)의 말단에 베벨 기어(160)가 설치되고, 이 베벨 기어(160)는 볼 너트(140)의 외주측에 설치되는 베벨 기어(160')와 치합됨으로써, 모터(130)의 회전 동력이 베벨 기어(160,160')들에 의해 볼너트(140)로 전달되면 그 회전운동이 볼(170)과 볼 스크류(110b)에 의해 직선운동으로 변환되어 랙 샤프트(110)의 좌우 직선운동을 보조하게 된다.

한편, 베벨 기어(160)가 설치되는 모터(130)의 회전축(131)은, 도 3에 나타나 있는 바와 같이, 모터(130)의 선단에 구비된 중공의 출력단(出力端 : 131a)과, 이 출력단(131a)에 삽입됨과 아울러 베벨 기어(160)가 직접 설치되어 있는 설치단(131b) 및, 출력단(131a)의 내주면과 함께 설치단(131b)의 말단 외주면에 각각 형성되어 맞물리는 암 ·수 세레이션(131c,131d)으로 구성되어 있다. 이에 따라, 모터(130)가 작동하면 출력단(131a)에 세레이션(131c,131d)으로 결합되어 있는 설치단(131b)을 통해 모터(130)의 회전력이 베벨 기어(160)로 전달되고, 이 회전력은 베벨 기어(160,160')쌍과 연결되어 있는 볼 너트(140)와 볼 스크류(110b)에 의해 직선 운동으로 변환되어 랙 샤프트(110)로 전달된다.

그런데, 전술한 바와 같은 종래의 회전축(131)을 구비한 모터(130)는, 회전축(131)을 구성하는 출력단(131a)과 설치단(131b)에 각각 형성되어 있는 세레이션(131c,131d)이 가공 공차에 의해 정밀한 맞물림 상태를 유지하지 못하고 유격(遊動離隔)을 발생시킴으로써 이상 소음(異常騷音)을 유발하는 문제가 있다. 또, 이러한 유격의 발생을 미연에 방지하기 위해서는 세레이션(131c,131d)의 가공을 매우 정밀하게 하여야 하는데, 이는 정밀 가공 기계를 요하게 되므로 비용 상승을 초래하는 문제가 있다.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은, 모터의 회전축을 구성하는 출력단과 설치단의 세레이션에서 가공 공차에 의해 발생하는 유격을 간단한 구성에 의해 보상함으로써, 이상 소음의 발생과 비용 상승의 문제를 해결하게 되는 전동식 파워 스티어링 장치용 모터의 회전축을 제공하는 데에 있다.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전동식 파워 스티어링 장치용 모터의 회전축은, 모터의 선단에 구비된 중공의 출력단과, 이 출력단에 연결됨과 아울러 베벨 기어가 설치되는 설치단 및, 상기 출력단과 상기 설치단에 각각 형성되어 맞물리는 세레이션으로 구성된 전동식 파워 스티어링 장치용 모터의 회전축 에 있어서, 상기 출력단의 세레이션과 상기 설치단의 세레이션 중 어느 하나에 그루브가 형성되고, 이 그루브에는 상기 세레이션들간의 유격을 흡수하는 유격 흡수재가 설치된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 출력단의 세레이션은 수 세레이션이고, 상기 설치단의 세레이션은 암 세레이션으로 구성되어, 상기 그루브와 상기 유격 흡수재가 상기 출력단의 수 세레이션에 각각 구비되는 구조로 개시될 수 있다. 혹은, 상기 설치단의 세레이션은 수 세레이션이고, 상기 출력단의 세레이션은 암 세레이션으로 구성되어, 상기 그루브와 상기 유격 흡수재가 상기 설치단의 수 세레이션에 각각 구비되는 구성으로 개시될 수도 있다. 또, 상기 유격 흡수재는 오-링이나 스프링으로 구체화될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

먼저, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 회전축이 적용된 모터를 나타낸 도면이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예의 모터(M)에 구비되는 회전축(10)은, 모터(M)의 선단에 구비된 중공(中空)의 출력단(11)과, 이 출력단(11)에 삽입됨과 아울러 베벨 기어(G)가 직접 설치되는 설치단(12) 및, 출력단(11)과 설치단(12)에 각각 형성되어 맞물리는 세레이션들(13,14)로 구성되어 있다. 특히, 출력단(11)의 세레이션(13)은 출력단(11)의 내주면에 암 세레이션으로 형성되어 있고, 설치단(12)의 세레이션(14)은 설치단(14)의 말단 외주면에 수 세레이션으 로 형성되어 있다. 여기서, 설치단(12)의 세레이션(14) 즉 수 세레이션에 원주 둘레를 따라 그루브(14a)가 환형으로 형성되어 있고, 이 그루브(14a)에는 세레이션들(13,14)간의 유격을 흡수할 수 있도록 탄성 복원력을 갖는 유격 흡수재로서 오-링(15)이 설치된 구조가 개시된다.

한편, 도 5에 도시된 본 발명의 제2실시예는, 모터(M)의 회전축(20)을 구성하는 출력단(21)과 설치단(22) 및 세레이션들(23,24)의 개시 내용은 전술한 제1실시예와 동일하나, 설치단(22)의 세레이션(24)에 형성된 그루브(24a)에 설치되는 유격 흡수재가 스프링(25)으로 개시된 점에서 차이가 있다.

다음으로, 도 6은 본 발명의 제3실시예를 나타내고 있는데, 여기서는 모터(M)의 회전축(30)에 대한 구성에 있어서, 모터(M)의 선단에 구비되는 출력단(31)에 수 세레이션(33)이 형성되어 있고, 베벨 기어(G)가 설치되는 설치단(32)의 말단부가 중공의 구조로 되어 그 내주면에 출력단(31)의 수 세레이션(33)과 맞물리는 암 세레이션(34)이 형성된 구조로 이루어져 있다. 여기서, 상기 출력단(31)의 수 세레이션(33)은 그 원주 둘레를 따라 환형의 그루브(33a)를 구비하고, 이 그루브(33a)에 세레이션들(33,34)간의 유격을 흡수하는 유격 흡수재로서 오-링(35)이 설치되어 있다.

한편, 도 7은 본 발명의 제4실시예를 나타내고 있는데, 모터(M)의 회전축(40)을 구성하는 출력단(41)과 설치단(42) 및 세레이션들(43,44)의 개시 내용은 전술한 제3실시예와 동일하나, 출력단(41)의 세레이션(43)에 형성된 그루브(43a)에 설치되는 유격 흡수재가 스프링(45)으로 개시된 점에서 차이가 있다.

이상과 같은 실시예들에서 개시된 구성에 따라, 모터(M)의 출력단(11,21,31,41)과 설치단(12,22,32,42)이 세레이션(13,14,23,24,33,34,43,44)으로 맞물려 회전하게 될 때, 세레이션(13,14,23,24,33,34,43,44)들 사이에서 발생하는 유격을 오-링(15,35) 또는 스프링(25,45)이 탄성 변형하면서 흡수하게 된다. 따라서, 본 발명에 따른 모터의 회전축은 세레이션(13,14,23,24,33,34,43,44)의 가공 공차를 최소화하기 위한 정밀 가공을 요하지 않으면서도 종래에 세레이션의 유격으로 인해 발생하던 이상 소음을 미연에 방지할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전동식 파워 스티어링 장치용 모터의 회전축은, 회전축을 구성하는 출력단과 설치단의 세레이션에서 가공 공차에 의해 발생하는 유격을 오-링이나 스프링의 탄성력에 의해 보상 흡수할 수 있게 됨으로써, 세레이션의 유격으로 인한 이상 소음의 발생을 미연에 방지할 수 있음은 물론, 종래에 세레이션의 가공 공차를 최소화하는 데에 소요되는 기술적인 비용 상승의 문제를 해결하게 되는 효과가 있다.

Claims

모터의 선단에 구비된 중공의 출력단과, 이 출력단에 연결됨과 아울러 베벨 기어가 설치되는 설치단 및, 상기 출력단과 상기 설치단에 각각 형성되어 맞물리는 세레이션으로 구성된 전동식 파워 스티어링 장치용 모터의 회전축에 있어서,

상기 출력단의 세레이션과 상기 설치단의 세레이션 중 어느 하나에 그루브가 형성되고, 이 그루브에는 상기 세레이션들간의 유격을 흡수하는 유격 흡수재가 설치된 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 장치용 모터의 회전축.
제1항에 있어서,

상기 출력단의 세레이션은 수 세레이션이고, 상기 설치단의 세레이션은 암 세레이션으로 구성되어, 상기 그루브와 상기 유격 흡수재가 상기 출력단의 수 세레이션에 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 장치용 모터의 회전축.
제1항에 있어서,

상기 설치단의 세레이션은 수 세레이션이고, 상기 출력단의 세레이션은 암 세레이션으로 구성되어, 상기 그루브와 상기 유격 흡수재가 상기 설치단의 수 세레 이션에 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 장치용 모터의 회전축.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 유격 흡수재는 오-링인 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 장치용 모터의 회전축.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 유격 흡수재는 스프링인 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 장치용 모터의 회전축.