KR20060035868A

KR20060035868A - 전동식 파워 스티어링 장치의 웜과 모터의 결합구조

Info

Publication number: KR20060035868A
Application number: KR1020040084229A
Authority: KR
Inventors: 박선홍
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2004-10-21
Filing date: 2004-10-21
Publication date: 2006-04-27

Abstract

개시된 본 발명은 모터 구동에 의해 차량의 스티어링 휠(핸들) 조향력을 어시스트(Assist) 하는 전동식 파워 스티어링 장치에 관한 것으로, 이는 특히, 스티어링 컬럼측에 모터가 설치되어 핸들의 조타력을 어시스트하는 컬럼타입의 전동식 파워 스티어링 장치에 있어서 웜과 모터의 축간 결합구조를 개선하여, 모터와 웜 연결부위의 마모로 인해 유발되는 유격 및 소음 저감시킬 수 있도록 한 컬럼타입 전동식 파워 스티어링 장치의 웜과 모터의 결합구조를 제공한다.

본 발명의 그 기술적인 구성의 요지는, 스티어링 컬럼측에 모터가 설치되어 핸들의 조타력을 어시스트하는 컬럼타입의 전동식 파워 스티어링 장치에 있어서,

감속기어인 웜(4)이 마련되는 웜 샤프트(40) 말단부 외경과 이 웜 샤프트(40)에 구동력을 전달하는 모터 회전축(30) 내경에 각각 암,수나사산(32,42)을 형성하여 상호 나사체결로서 연결되도록 이루어 지되, 상기 웜 샤프트(30)와 회전축(40)의 나사결합 부위에는 풀림방지를 위해 록너트(6)가 마련되어 구성되는 것을 특징으로 한다.

C-EPS, 감속기, 웜과 윔휠, 전동모터, 록너트

Description

전동식 파워 스티어링 장치의 웜과 모터의 결합구조{Worm ＆ Motor assembly structure of electrical power steering system}

도 1은 종래의 컬럼타입 전동식 스티어링 장치를 나타낸 사시도.

도 2는 도 1에 따른 스티어링 칼럼 내부의 감속기부를 도시한 구조도.

도 3은 본 발명에 따른 컬럼타입 전동식 스티어링 장치에 있어서의 웜과 모터의 결합구조를 도시한 도면.

<도면의 주요부위에 대한 부호설명>

3...구동 모터

4,5...웜과 웜휠

6...록너트

30...모터 회전축

40...웜 샤프트

32,42...암,수나사산

본 발명은 모터 구동에 의해 차량의 조향력을 어시스트(Assist) 하는 전동식 파워 스티어링 장치에 관한 것으로, 이는 특히 스티어링 컬럼측에 모터가 설치되어 핸들의 조타력을 어시스트하는 컬럼타입의 전동식 파워 스티어링 장치에 있어서 웜과 모터의 축간 연결구조를 개선하여, 모터와 웜 연결부위의 마모로 인해 유발되는 유격 및 소음 저감시킬 수 있도록 한 컬럼타입 전동식 파워 스티어링 장치의 웜과 모터의 결합구조에 관한 것이다.

일반적으로 차량에는 스티어링 휠(핸들)의 조타력을 경감하여 조향상태의 안정성을 보장하기 위기 수단으로서 파워 스티어링 시스템이 적용되는바, 이와 같은 파워 스티어링 장치는 기존에 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)가 차량에 보편적으로 설치되고 있다.

이와 같은 전동식 파워 스티어링 장치(EPS)는, 차속센서 및 조향토크센서 등에서 감지한 차량의 운행조건에 따라 ECU(Electric Control Unit)에서 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.

한편, 상기와 같으 전동식 파워 스티어링 장치는 조향 보조력을 제공하는 모터의 설치위치에 따라 다양하게 구분되는데, 그 중 컬럼타입 전동식 파워 스티어링 장치(Coulmn assist type Electric Power Steering System:이하, "C-EPS"라 약칭)는, 운전자의 스티어링 휠 회전력을 하측으로 전달할 수 있도록 스티어링 휠과 기어박스의 사이에 배치되는 스티어링 컬럼의 외부에 모터가 설치되어 그 내부의 스티어링 샤프트를 회전시킬 수 있도록 구성되어 스티어링 휠 조타에 따른 운전자의 조타력을 어시스트 하게 된다.

첨부도면 도 1은 상기와 같은 종래 C-EPS의 개략 구성상태를 보인 도면으로서, 종래의 C-EPS는 일반적인 랙-피니언 방식의 조향장치를 기반으로 하고 있으며, 중공으로 마련된 스티어링 컬럼(1)의 내부에는 회전 가능하도록 스티어링 샤프트(2)가 설치되는데, 이 스티어링 샤프트(2)는 일단이 운전석에 마련되는 스티어링 휠(미도시)에 결합되고, 타단은 기어박스측에 설치되는 유니버셜 조인트(미도시)와 연결된다.

그리고, 상기 스티어링 컬럼(2)의 외부에는 이와 직교하는 방향으로 조향보조력을 위한 모터(3)가 설치되되, 상기 모터(3)의 회전축 단부 및 스티어링 샤프트의 중앙부에는 한쌍의 구동기어와 종동기어로 이루어진 감속기어가 마련되어 상호 치합되므로서 모터의 구동력이 전달될 수 있도록 이루어져 있다.

이때, 상기 C-EPS에 사용되는 감속기는 두축이 엇갈린 상태에서 동력전달이 이루어져야 하기 때문에 통상 웜과 웜휠 기어를 한쌍으로 사용하고 있다.

도 2는 도 1에 따른 스티어링 칼럼(1) 내부의 감속기부를 도시한 구성도 로서, 전술한 스티어링 샤프트(2) 외주에 끼워지는 윔휠(5)에는 윔(4)이 치합되어 모터(3)로 부터의 동력 회전방향을 변환하고, 상기 웜(4)이 마련된 웜 샤프트(40)는 모터의 회전축(30)과 결합되어 회전동력을 전달받을 수 있도록 이루어져 있다.

여기서, 도 2의 부분 확대도에서도 보이는 바와 같이, 상기 모터의 회전축(30) 단부 내경 및 웜 샤프트(40)의 말단부 외경에는 각각 암,수 세레이션이 가공되어 상호 치합되어 조립될 수 있도록 이루어지므로서, 그 회전방향 동력이 미끄럼없이 전달될 수 있게 된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 구성은 전술한 바와 같이 모터(3)와 웜(4)이 세레이션을 통해 연결토록 구성되므로서, 모터의 회전으로 인한 내구진행에 따라 세레이션 연결부위에 마모가 발생하여 유격을 유발하게 되고, 이와 같은 유격은 장치의 진동,소음을 발생시켜 제품의 성능 및 신뢰성을 저하시키는 원인이 된다.

더욱이, 스플라인과 같은 정밀가공을 해야 했기 때문에, 제품의 양산성이 저하되고 생산비용이 상승하는 문제를 초래하였다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 개선시키고자 안출한 것으로, 컬럼타입의 전동식 파워 스티어링 장치에 있어서의 웜과 모터의 축간 연결 구조를 개선하여, 모터와 웜 연결부위의 마모로 인해 유발되는 유격 및 소음 저감시켜 장치의 성능 및 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 제품의 양산성을 향상시킬 수 있는 컬럼타입 전동식 파워 스티어링 장치의 웜과 모터의 결합구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로서 본 발명은, 스티어링 컬럼측에 모터가 설치되어 핸들의 조타력을 어시스트하는 컬럼타입의 전동식 파워 스티어링 장치에 있어서, 감속기어인 웜이 마련되는 웜 샤프트 말단부 외경과 이 웜 샤프트에 구동력을 전달하는 모터 회전축 내경에 각각 암,수나사산을 형성하여 상호 나사체결로서 연결되도록 이루어 지되, 상기 웜 샤프트와 모터 회전축의 나사결합 부위에는 풀림방지를 위해 록너트가 마련되어 구성되는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 장치의 웜과 모터의 결합구조를 마련함에 의한다.

이하, 첨부도면에 의거하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도면 도 3은 본 발명에 따른 컬럼타입 전동식 스티어링 장치에 있어서의 웜과 모터의 결합구조를 도시한 도면이다.

본 실시예에서 앞서 도시된 종래의 구성과 동일한 부분에 대해서는 동일한 도면참조부호 및 명칭을 사용하기로 한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 스티어링 샤프트 외주에 끼워지는 윔휠(5)에는 윔(4)이 치합되어 모터(3)로 부터의 동력 회전방향을 변환하고, 상기 웜(4)이 구비되는 웜 샤프트(40)는 모터의 회전축(30)과 연결되어 회전동력을 전달받을 수 있도록 이루어져 있다.

특히, 상기와 같은 웜(4)과 모터(3)의 연결은, 모터 회전축(30)의 단부 내경 및 웜 샤프트(40)의 말단부 외경에 각각 암,수나사산(32,42)이 가공되어 상호 나사체결로서 연결이 이루어 지게 되며, 상기 나사산이 형성된 웜 샤프트(40)와 모터의 회전축(30) 사이에는 회전토크 전달시 이들 나사체결부위의 체결력 저하 즉, 모터의 회전축(30)으로 부터 웜 샤프트(40)가 풀리는 것을 방지하기 위하여 록너트(6)가 개입된다.

즉, 웜 샤프트(40)의 말단부에 형성된 수 나사산(42)에 록너트(6)를 선 체결한 상태에서 웜 샤프트(40)의 말단부를 모터(3)의 회전축(30) 내경에 나사체결하여 모터의 회전축(30)과 웜 샤프트(40)를 연결한 후, 상기 록너트(6)를 모터의 회전축(30) 단부 쪽으로 조여주면 나사체결부위에 면압응력이 증대되어 풀림을 방지할 수 있게 된다.

따라서, 이와 같이 구성된 본 발명의 웜과 모터의 결합구조에 의하면, 모터(3)의 회전토크를 웜(4)에 전달하기 위해 상기 모터(3)의 회전축(30)과 웜 샤프트(40)가 나사체결되어 연결되므로서, 축간 연결을 위해 기존과 같이 스플라인과 같은 정밀가공을 요하지 않게 되어 제품을 양산성을 향상시킬 수 있게 된다.

특히, 상기 축간 나사연결부위에는 록너트(6)가 개입되어 이들의 풀림을 방지하므로서, 잦은 모터의 회전으로 인한 내구진행에 따른 마모를 최소화하여 유격발생을 억제할 수 있게 되고, 나아가서는 상기한 유격으로 인해 유발되는 장치의 진동,소음을 방지하여 제품성능을 개선시킬 수 있게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 모터와 웜 연결부위의 마모로 인해 유발되는 유격 및 소음 저감시켜 장치의 성능 및 신뢰성을 향상시킬 수 있고, 조립가공이 용이해 제품의 양산성을 가일층 증대시킬 수 있게 된다.

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 알수 있음을 밝혀두고자 한다.

Claims

스티어링 컬럼측에 모터가 설치되어 핸들의 조타력을 어시스트하는 컬럼타입의 전동식 파워 스티어링 장치에 있어서,

감속기어인 웜(4)이 마련되는 웜 샤프트(40) 말단부와 이 웜 샤프트(40)에 구동력을 전달하는 모터 회전축(30)에 각각 암,수나사산(32)(42)을 형성하여 상호 나사체결로서 연결되도록 이루어 지되, 상기 웜 샤프트(40)와 모터 회전축(30)의 나사결합 부위에는 풀림방지를 위해 록너트(6)가 마련되어 구성되는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 장치의 웜과 모터의 결합구조.