KR20060107751A - 전동 파워 스티어링 장치 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

전동 파워 스티어링 장치(1)가 회전축(8) 및 모터 하우징(18)을 포함하는 조타보조용 전동모터(7)를 구비한다. 전동모터(7)는 모터 하우징(18)에 고정된 스테이터(19)와, 회전축(8)과 일체 회전 가능한 로터(20)와, 로터(20)의 회전각을 검출하기 위한 회전각 검출수단(21)을 포함한다. 회전각 검출수단(21)은 모터 하우징(18)에 고정된 고정부(28)와, 로터(20)와 일체 회전 가능한 가동부(29)를 포함한다. 로터(20)는 로터 본체(31)와, 로터 본체(31)에 일체 회전 가능하게 부착된 로터 마그넷(32)을 포함한다. 로터(20)와 회전각 검출수단(21)의 가동부(29)를 포함하는 로터유닛(33)이 전동모터(7)의 서브 어셈블리로서 설치된다.

Description

전동 파워 스티어링 장치 및 그 제조방법{ELECTRIC POWER STEERING DEVICE AND METHOD OF PRODUCING THE SAME}

본 발명은, 자동차 등의 전동 파워 스티어링 장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.

조타보조력을 얻기 위한 전동모터를 갖는 전동 파워 스티어링 장치로서, 예를 들면 2001년 10월 10일에 일본국 특허청에 의해 공개된 일본 특허공개 2001-278078호에 기재된 전동 파워 스티어링 장치가 있다. 또한, 2003년 4월 18일에 일본국 특허청에 의해 공개된 일본 특허공개 2003-113909호 공보에 기재된 전동 파워 스티어링 장치가 있다.

후자의 전동 파워 스티어링 장치의 전동모터는 로터 마그넷과 스테이터를 갖는다. 전동모터를 구동하기 위해, 전동모터의 회전축의 회전각도를 검출하는 리졸버(resolver)가 설치되어 있다. 이 리졸버는 전동모터의 회전축과 일체 회전하는 가동부와, 전동모터의 모터 하우징에 고정되는 고정부를 갖는다.

후자의 전동 파워 스티어링 장치의 조립시에는, 우선 착자(着磁)된 로터 마그넷이 하우징 내의 스테이터에 장착된다. 이어서, 로터 마그넷 및 스테이터가 장착된 하우징 내에 리졸버가 설치된다.

그러나, 장착 후에 리졸버의 가동부와 로터 마그넷을 위치맞춤시키는 작업은 매우 곤란해서, 그 결과 전동 파워 스티어링 장치의 조립에 수고가 들고 있었다.

본 발명의 목적은, 조립에 수고가 들지 않는 전동 파워 스티어링 장치 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 바람직한 형태로서 회전축을 포함하는 조타보조용 전동모터와, 전동모터의 회전축의 회전을 감속해서 조타기구에 전하기 위한 감속기구를 구비한다. 상기 전동모터는 모터 하우징과, 모터 하우징에 고정된 스테이터와, 회전축과 일체 회전 가능한 로터와, 로터의 회전각을 검출하기 위한 회전각 검출수단을 포함한다. 상기 회전각 검출수단은 모터 하우징에 고정된 고정부와, 로터와 일체 회전 가능한 가동부를 포함한다. 상기 로터는 로터 본체와, 로터 본체에 일체 회전 가능하게 부착된 로터 마그넷을 포함한다. 상기 로터와 회전각 검출수단의 가동부를 포함하는 로터유닛이 전동모터의 서브 어셈블리로서 설치되어 있다.

본 형태에 의하면, 로터유닛 단독으로 회전각 검출수단의 가동부와 로터 마그넷의 자극을 용이하게 위치맞춤시킬 수 있다. 그 위치맞춤이 완료된 로터유닛을 모터 하우징 내에 장착하면 된다. 따라서, 장착 후에 회전각 검출수단의 가동부와 자극의 번거로운 위치맞춤을 할 필요가 없다. 그 결과, 전동모터의 조립이 용이하다. 나아가서는, 전동 파워 스티어링 장치의 조립의 수고를 경감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시형태의 전동 파워 스티어링 장치의 개략 구성의 단면도이며, 일부를 모식적으로 나타내고 있다.

도 2는 도 1의 전동 파워 스티어링 장치의 분해 단면도이다.

도 3은 조타보조용 전동모터의 측면도이다.

도 4(A)~도 4(F)는 전동모터의 조립순서를 나타내는 공정도이다.

이하에서는, 본 발명의 실시형태를 첨부 도면을 참조해서 상세하게 설명한다. 도 1은, 본 발명의 일실시형태의 전동 파워 스티어링 장치의 개략 구성을 나타내는 단면도이다.

본 전동 파워 스티어링 장치(1)는 차륜(도시생략)을 조향하기 위해 스티어링 휠(2)에 가해지는 조타 토크를 전달하는 스티어링 샤프트(3)와, 이 스티어링 샤프트(3)를 내부에 통과시켜서 회전 가능하게 지지하는 스티어링 칼럼(4)을 갖는다. 스티어링 샤프트(3)의 한쪽의 단부(3a)에 스티어링 휠(2)이 연결되고, 다른 쪽의 단부(3b)에 중간축(도시생략) 등을 통해서 차륜을 조향하기 위한 조타기구(5)가 연결된다. 스티어링 휠(2)이 조타되면, 그 스티어링 휠(2)에 부하된 조타 토크가 스티어링 샤프트(3) 등을 통해서 조타기구(5)에 전달되고, 이것에 의해 차륜을 조향할 수 있다.

또한, 본 전동 파워 스티어링 장치(1)는, 조타조작에 따라 생기는 조타저항에 알맞은 조타보조력을 얻을 수 있도록 되어 있다. 즉, 전동 파워 스티어링 장치(1)는, 스티어링 샤프트(3)에 관련하여 설치되어서 조타 토크를 검지하기 위한 토크센서(6)와, 이 토크센서(6)로부터의 출력신호, 차속신호 등에 기초해서 조타보조력을 발생시키는 전동모터(7)를 구비한다. 또한, 전동 파워 스티어링 장치(1)는, 상기 전동모터(7)의 회전축(8)의 회전을 감속해서 스티어링 샤프트(3)를 통해 조타기구(5)에 전달하기 위한 감속기구(9)와, 감속기구(9)를 수용하여 이를 지지하기 위한 하우징(10)을 구비한다. 하우징(10)은, 전동모터(7)의 후술하는 모터 하우징(18)을 지지한다. 하우징(10)은, 복수의 부품(도시생략)에 의해 구성되어 있다.

본 전동 파워 스티어링 장치(1)에서는, 스티어링 휠(2)이 조작되면, 토크센서(6)에 의한 토크 검출결과 및 도시생략된 차속센서에 의한 차속 검출결과 등에 따라서 전동모터(7)가 조타보조력을 발생시킨다. 그 조타보조력은 스티어링 휠(2)로부터의 조작력과 함께 조타기구(5)에 전해지고, 이것에 의해 차륜이 조타된다.

감속기구(9)는 구동기어(11)와, 이 구동기어(11)를 일체 회전 가능하게 갖는 입력축(12)과, 구동기어(11)와 맞물리는 종동기어(13)를 포함한다. 구체적으로는, 구동기어(11)는 소경의 헬리컬 기어로 이루어진다. 종동기어(13)는, 소경의 헬리컬 기어와 맞물려 이것에 의해 감속되어서 구동되는 대경의 헬리컬 기어로 이루어진다. 종동기어(13)는, 감속기구(9)의 출력축으로서의 스티어링 샤프트(3)와 일체 회전 가능하게 연결되어 있다. 그 스티어링 샤프트(3)는, 베어링(14)을 통해서 통형상의 하우징(10)에 회전 가능하게 지지되어 있다.

입력축(12)은 구동기어(11)를 일체적으로 형성함과 아울러, 전동모터(7)의 회전축(8)과 일체적으로 형성된다. 감속기구(9)의 입력축(12) 및 전동모터(7)의 회전축(8)은, 단일의 부재로 일체적으로 형성되어, 일체축(15)을 구성하고 있다.

그 일체축(15)은, 구동기어(11)를 일체축(15)의 제1의 단부(15a)에 인접해서 형성되어 있다. 일체축(15)의 제1의 단부(15a)는, 예를 들면 깊은 홈 볼 베어링으로 이루어지는 베어링(16)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 일체축(15)의 제2의 단부(15b)는 자유단으로 된다. 또한, 일체축(15)의 제1 및 제2의 단부(15a, 15b) 사이의 중간부(15c)가, 조합 앵귤러 볼 베어링(17)에 의해 이동 가능하게 지지되어 있다.

그 조합 앵귤러 볼 베어링(17)은 배면배열로 조합된 한쌍의 조합용 앵귤러 볼 베어링(17a, 17b)으로 이루어지고, 구동기어(11)와 전동모터(7) 사이에 배치되어 있다. 한쌍의 조합용 앵귤러 볼 베어링(17a, 17b)의 외륜은 서로 접촉되어 있다. 조합 앵귤러 볼 베어링(17)은, 지름방향 및 축방향에 대해서 일체축(15)을 고강성으로 지지할 수 있다. 한쌍의 조합용 앵귤러 볼 베어링(17a, 17b)의 외륜은 하우징(10)에 대한 축방향이동을 규제하고 있다. 각 조합용 앵귤러 볼 베어링(17a, 17b)의 내륜은 일체축(15)에 대한 축방향이동을 규제받고 있다. 이것에 의해, 일체축(15)은 하우징(10)에 대하여 축방향에 대해 이동을 규제받고 있다.

도 2는, 감속기구와 전동모터의 분해도이다. 도 1 및 도 2를 참조한다.

전동모터(7)는 모터 하우징(18)과, 모터 하우징(18)에 고정된 스테이터(19)와, 출력용 상술의 회전축(8)과, 회전축(8)과 일체 회전 가능한 로터(20)와, 로터(20)의 회전각을 검출하는 회전각 검출수단으로서의 리졸버(21)를 구비한다. 전동모터(7)는 브러시레스 모터로 이루어진다.

모터 하우징(18)은 하우징(10)에 지지되어 있고, 스테이터(19)와 회전축(8) 과 로터(20)와 리졸버(21)를 수용하고 있다. 모터 하우징(18)은 제1 및 제2의 단부(22a, 22b)를 갖는 통형상의 본체(22)와, 이 본체(22)에 부착 가능한 엔드커버(23)를 포함한다.

본체(22)의 제1의 단부(22a)에, 본체(22) 내로 리졸버(21)의 고정부(28)를 도입하기 위한 개구(24)가 형성되어 있다. 그 개구(24)를 상기 엔드커버(23)에 의해 폐쇄하는 상태에서, 엔드커버(23)가 나사(25)에 의해 본체(22)의 제1의 단부(22a)에 고정된다.

본체(22)의 제1의 단부(22a)에는 외향의 환형상 플랜지(38)가 형성되어 있고, 그 환형상 플랜지(38)에는 복수의 나사구멍(38)(도 2 참조)이 형성되어 있다. 엔드커버(23)는, 상기의 복수의 나사구멍(38)에 각각 대응하는 복수의 나사삽입구멍(27)을 갖고 있다. 각 나사(25)는, 엔드커버(23)가 대응하는 나사삽입구멍(27)을 통과하는 상태에서, 본체(1)의 제1의 단부(22a)가 대응하는 나사구멍(38)에 비틀어 넣어진다.

본체(22)의 제2의 단부(22b)에 본체(22) 내로 로터유닛(33)을 도입하기 위한 개구(26)가 형성되어 있다. 본체(22)의 제2의 단부(22b) 및 하우징(10)은 서로 결합 가능한 결합부(22c, 10c)를 구비한다. 본체(22)의 결합부(22c) 및 하우징(10)의 결합부(10c)가 서로 결합됨으로써, 통형상의 본체(22)와 통형상의 하우징(10)이 동축적으로 위치맞춤된다. 이렇게 동축적으로 위치맞춤된 상태에서 모터 하우징(18)의 본체(22)가 감속기구(9)의 하우징(10)에 고정된다.

리졸버(21)는, 모터 하우징(18)의 엔드커버(23)에 지름방향 및 둘레방향으로 위치맞춤되어서 고정된 환형상의 고정부(28)와, 로터(20)와 일체 회전 가능한 환형상의 가동부(29)를 포함한다. 리졸버(21)는, 예를 들면 릴럭턴스형 리졸버로 이루어지고, 고정부(28)에 대한 가동부(29)의 회전각도를 검출할 수 있다. 고정부(28)는 엔드커버(23)에 고정된 복수의 코어(28a)와, 각 코어(28a)에 각각 감긴 코일(28b)을 갖는다. 복수의 코어(28a)는 환형상을 이루어서 배치되고, 가동부(29)의 주위를 둘러싼다. 가동부(29) 및 고정부(28)를 개재하는 자기회로가 형성된다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 가동부(29)의 외주(29a)는 비원형으로 형성되고, 복수, 예를 들면 4개의 볼록부(30)를 갖는다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 엔드커버(23)는 원판으로 이루어진다. 상기의 나사삽입구멍(27)은, 엔드커버(23)의 둘레방향으로 연장되는 긴 구멍으로 형성되어 있다. 구체적으로는, 나사삽입구멍(27)은 엔드커버(23)의 중심(C1)과 동심의 원호형상으로 형성되어 있다. 또한, 엔드커버(23)의 이면(23a)에는 리졸버(21)의 고정부(28)를, 엔드커버(23)의 중심(C1)과 동심의 환형상으로 유지하기 위한 유지부(39)가 형성되어 있다. 유지부(39)는 엔드커버(23)의 중심(C1)과 동심의 통형상 돌기로 이루어지고, 유지부(39)의 내주면(39a)을 따라 리졸버(21)의 고정부(28)가 배치된다.

엔드커버(23)는 본체(22)의 둘레방향(R2)을 따라 위치조정 가능하다. 즉, 엔드커버(23)의 나사삽입구멍(27)에 삽입시킨 나사(25)를 모터 하우징(18)의 본체(22)의 나사구멍(38)에 느슨하게 비틀어 넣음으로써, 엔드커버(23)의 중심(C1)을 본체(22)의 중심(C2)에 일치시킨 상태에서 엔드커버(23)를 유지할 수 있다. 이렇 게, 엔드커버(23) 및 본체(22)의 중심(C1, C2)을 서로 일치시킨 상태에서 엔드커버(23)는 본체(22)의 둘레방향(R2)으로 변위 가능하다.

구체적으로는, 엔드커버(23)의 피안내부로서의 나사삽입구멍(27)과 안내부로서의 나사(25)의 결합에 의해, 엔드커버(23)는 본체(22)의 둘레방향(R2)으로의 변위가 안내된다. 이 안내에 의해, 본체(22)의 둘레방향(R2)에 관해서 엔드커버(23) 및 리졸버(21)의 고정부(28)의 위치를 조정할 수 있다. 조정 후, 나사(25)를 본체(22)의 나사구멍(38)에 강하게 비틀어 넣음으로써, 엔드커버(23)를 조정된 위치에 고정할 수 있다.

도 2를 참조해서, 로터(20)는 회전축(8)의 외주에 끼워맞춰진 환형상의 로터 본체(31)와, 이 로터 본체(31)에 일체 회전 가능하게 부착된 로터 마그넷(32)을 포함한다. 로터 마그넷(32)은, 로터 본체(31)를 둘러싸도록 환형상으로 형성되어 있다. 로터 마그넷(32)의 외주에는 복수의 자극이 형성되어 있다. 상기 복수의 자극은, 로터 마그넷(32)의 둘레방향으로 교대로 늘어서는 N극 및 S극을 포함한다.

로터 본체(31)는 외통부(50)와, 외통부(50)와 동축적으로 배치된 축부(51)와, 외통부(50)의 축방향 중간부 및 축부(51)를 서로 접속하는 접속부(52)를 구비한다.

외통부(50)의 외주면에는, 통형상의 로터 마그넷(32)이 끼워맞춰진다. 외통부(50)의 외주면에는, 끼워맞춰진 로터 마그넷(32)의 내주를 접착에 의해 걸기 위한 제1걸림부(61)가 형성되어 있다.

축부(51)는 외통부(50) 내에 배치된 제1의 단부(51a)와, 외통부(50) 밖으로 돌출되는 제2의 단부(51b)를 포함한다. 축부(51)의 제1의 단부(51a)는, 외통부(50) 내에서 접속부(52)를 통하여 외통부(50)와 연결되어 있다. 축부(51)의 제1의 단부(51a)에는, 회전축(8)을 연결하기 위한 연결부(70)가 형성되어 있다. 연결부(70)는 축부(51)와 동심으로 형성되고, 회전축(8)이 압입되는 끼워맞춤구멍으로 이루어진다.

축부(51)의 제2의 단부(51b)에는, 리졸버(21)의 환형상의 가동부(29)를 걸기 위한 제2걸림부(62)가 형성되어 있다. 축부(51)의 제2의 단부(51b)에는, 상기 가동부(29) 내에 압입되는 소경부(63)가 형성되어 있다. 제2걸림부(62)는 상기 소경부(63)의 외주면으로 이루어진다.

로터 마그넷(32)을 걸기 위한 제1걸림부(61) 및 가동부(29)를 걸기 위한 제2걸림부(62)는, 로터 본체(31)의 축방향 및 지름방향으로 서로 거리를 두고 배치되어 있다. 이것에 의해, 제1걸림부(61) 및 제2걸림부(62) 사이의 공간거리가 길어져 있다. 또한, 축부(51)의 제1의 단부(51a)가 제1걸림부(61)를 갖는 외통부(50)와 접속부(52)를 통해서 접속되고, 또한 축부(51)의 제2의 단부(51b)에 제2걸림부(62)가 형성되어 있다. 이것에 의해, 제1걸림부(61) 및 제2걸림부(62) 사이의 접속거리가 길어져 있다. 따라서, 착자에 의해 로터 마그넷(32)이 형성될 때에, 가동부(29)가 받는 악영향을 작게 억제할 수 있도록 되어 있다.

본 실시형태에서는, 로터(20)와 리졸버(21)의 가동부(29)를 포함하는 일체적인 로터유닛(33)이 구성된다. 로터유닛(33)은, 예를 들면 회전축(8)이나 스테이터(19) 등의 다른 부품으로부터 독립해서 단독으로 취급할 수 있는 제1의 서브 어 셈블리로 되어 있다. 이 제1의 서브 어셈블리로서의 로터유닛(33)에 회전축(8)이 부착된다. 또한, 로터유닛(33)을 스테이터(19) 내에 장착할 수 있다.

스테이터(19)는 코일(19a)이 감긴 복수의 코어(19b)를 갖고, 이들 코어(19b)는 로터 마그넷(32)의 주위를 둘러싸서 배치된다. 스테이터(19)와 로터 마그넷(32)은 그 사이에 지름방향의 소정의 간극을 두고, 서로 대향시켜 동심으로 배치되어 있다.

그런데, 예를 들면 브러시레스 모터에서는, 스테이터(19)의 여자(勵磁) 타이밍의 제어를 스테이터(19)에 대한 로터 마그넷(32)의 자극의 위치에 따라서 할 필요가 있다. 이 때문에, 본 실시형태에서는 리졸버(21)의 가동부(29)와 로터 마그넷(32)의 자극을 위치맞춤함으로써, 리졸버(21)의 고정부(28)와 스테이터(19)를 위치맞춤하고 있다.

다음에, 본 전동 파워 스티어링 장치(1)의 조립순서를 설명한다. 우선, 감속기구(9)를 조립한다. 즉, 도 2에 나타내는 바와 같이, 일체축(15)과 조합 앵귤러 볼 베어링(17)을 하우징(10)에 부착한다. 한편, 모터 하우징(18)의 본체(22)에 스테이터(19)를 축방향 및 둘레방향으로 위치맞춤해서 부착하여 제2의 서브 어셈블리(42)로 한다. 또 한편, 모터 하우징(18)의 엔드커버(23)에 리졸버(21)의 고정부(28)를 부착하여 제3의 서브 어셈블리(43)로 한다. 이와 함께, 제1의 서브 어셈블리로서의 로터유닛(33)을 이하와 같이 조립한다.

도 4A 및 도 4B에 나타내는 바와 같이, 로터 본체(31)의 제2걸림부(62)를 리졸버(28)의 가동부(29)에 압입함으로써 가동부(29)를 로터 본체(31)의 제2걸림 부(62)에 고정한다.

이어서 도 4C에 나타내는 바와 같이, 로터 본체(31)의 제1걸림부(61)에 로터 마그넷(32)의 제조용 중간체로서의 착자 가능 부재(34)를 끼워맞추고, 착자 가능 부재(34)를 로터 본체(31)의 제1걸림부(61)에 접착에 의해 고정한다.

이어서, 도 4D 및 도 4E를 참조하여, 가동부(29)를 기준으로 해서 착자 가능 부재(34)에 착자해서 로터 마그넷(32)을 형성한다.

구체적으로는, 착자 가능 부재(34)를 착자할 때의 기준으로 되는 기준부로서 가동부(29)의 외주의 볼록부(30)를 이용한다. 착자장치(35)를 착자 가능 부재(34)의 주위에 배치하여 볼록부(30)에 대해서 위치맞춤시킨다. 예를 들면, 볼록부(30) 및 착자장치(35)에 기계적으로 결합되는 위치 결정 지그(도시생략)를 사용해도 된다. 착자 가능 부재(34)는, 환형상을 이루며, 둘레방향의 어느 위치에서라도 착자 가능하다. 착자장치(35)에 의해, 볼록부(30)의 위치를 기준으로 한 소정의 복수위치에 각각 자극이 형성된다. 이것에 의해, 로터 마그넷(32)이 얻어져 로터유닛(33)이 완성된다.

이렇게 해서 조립된 로터유닛(33)의 로터 본체(31)의 끼워맞춤구멍으로 이루어지는 연결부(70)를, 도 4F에 나타내는 바와 같이, 하우징(10)에 의해 지지된 일체축(15)의 제2의 단부(15b)에 프레스 피트 상태에서 끼워맞춤으로써, 일체축(15)에 로터유닛(33)을 부착한다.

스테이터(19)가 부착된 본체(22)(상술의 제2의 서브 어셈블리(42)에 상당)는, 하우징(10)에 지지된 일체축(15)에 제1의 서브 어셈블리인 로터유닛(33)을 부 착하는 공정보다 전에 하우징(10)에 부착되어도 좋고, 일체축(15)에 로터유닛(33)이 부착된 후에 하우징(10)에 부착되어도 좋다. 전자의 경우, 로터유닛(33)은 본체(22)의 제1의 단부(22a)의 개구(24)를 통해 일체축(15)에 부착되게 된다. 로터유닛(33) 장착용 개구(24)를 폐쇄하는 작업과, 리졸버(21)의 고정부(28)를 본체(22)에 부착하는 작업을 일괄해서 실시할 수 있으므로, 조립의 수고를 경감할 수 있다.

이어서, 도 2를 참조하여, 하우징의 본체(22)의 제1의 단부(22a)에 리졸버(21)의 고정부(28)가 고정된 엔드커버(23)(제3의 서브 어셈블리(43)에 상당)를 부착한다.

부착시에, 상술한 바와 같이, 본체(22)에 유지된 엔드커버(23)를 본체(22)의 둘레방향(R2)을 따라 변위시켜서, 엔드커버(23)의 위치를 조정한다. 이것에 의해, 고정부(28)와 스테이터(19)의 위치관계를 적정하게 조정한다.

엔드커버(23)의 위치조정 전에, 이미 로터 마그넷(32)의 자극과 리졸버(21)의 가동부(29)가 서로 위치맞춤되고, 또한 스테이터(19)와 모터 하우징(18)의 본체(22)가 서로 위치맞춤되며, 또 리졸버(21)의 고정부(28)와 모터 하우징(18)의 엔드커버(23)가 서로 위치맞춤되어 있다. 따라서, 이들 위치맞춤의 오차를 흡수할 정도로 모터 하우징(18)의 본체(22)와 엔드커버(23)를 위치맞춤하면 된다. 그 위치조정작업은 용이해서, 예를 들면 미조정으로 충분하다.

또한, 상술의 조립방법에서는, 모터 하우징(18)의 본체(22)에 장착된 일체축(15)에 로터유닛(33)을 부착하도록 하고 있었지만, 이것에는 한정되지 않는다. 예를 들면, 모터 하우징(18)에 장착되기 전의 일체축(15)에 로터유닛(33)을 부착하 고, 그 후에 일체축(15)에 부착된 로터유닛(33)을 본체(22)의 개구(26)를 통해서 모터 하우징(18) 내에 장착하도록 해도 좋다.

본 실시형태에서는, 로터유닛(33)을 설치함으로써 이것 단독으로 가동부(29)와 로터 마그넷(32)의 자극을 용이하게 위치맞춤할 수 있게 된다. 이 위치맞춤이 완료된 로터유닛(33)을 모터 하우징(18) 내에 장착하면 된다. 장착 후에 리졸버(21)의 가동부(29)와 로터 마그넷(32)의 자극의 번거로운 위치맞춤을 할 필요가 없으므로, 전동모터(7)의 조립이 용이하다. 따라서, 전동 파워 스티어링 장치(1)의 조립의 수고를 경감할 수 있다.

또한, 로터유닛(33) 단독으로 리졸버(21)의 가동부(29)의 기준부로서의 볼록부(30)의 위치를 기준으로 해서 착자 가능 부재(34)에 착자해서 로터 마그넷(32)을 형성함으로써, 리졸버(21)의 가동부(29)와 로터 마그넷(32)의 자극을 용이하게 또한 정밀도 좋게 위치맞춤할 수 있다. 따라서, 전동모터(7)의 조립이 보다 한층 용이하다.

또한, 기준부에 기초해서 착자 가능 부재(34)에 착자함으로써, 리졸버(21)의 가동부(29)와 로터 마그넷(32)의 자극의 위치맞춤과 착자를 일괄해서 할 수 있어, 조립의 수고의 경감에 기여한다.

또한, 리졸버(21)의 고정부(28)가 부착된 엔드커버(23)는, 조립공정의 최종단계에서 본체(22)에 부착된다. 그 엔드커버(23)는 본체(22)에 유지된 상태에서 본체(22)에 대한 위치를 조정할 수 있다. 따라서, 조립공정의 최종단계에서 엔드커버(23)를 분리하는 일 없이 용이하게, 리졸버(21)의 고정부(28)와 스테이터(19)의 위치관계를 적정하게 조정할 수 있다.

또한, 만일 입력축(12)과 회전축(8)을 서로 별체로 형성한다고 하면, 이들 양자(8, 12)를 서로 연결하기 위한 이음매(도시생략)나, 입력축(12) 및 회전축(8)을 각각 지지하기 위해 4개이상의 베어링을 필요로 한다. 이것에 대하여, 본 실시형태에서는 입력축(12)과 회전축(8)을 일체적으로 형성한 일체축(15)을 사용하므로, 상술의 이음매를 폐기하거나 상술의 베어링의 수를 적게 하거나 할 수 있다. 그 결과, 부품점수를 삭감할 수 있음과 아울러, 전동모터(7)의 조립의 수고를 보다 한층 경감할 수 있다.

또한, 일체축(15)의 중간부(15c)를 조합 앵귤러 볼 베어링(17)에 의해 지지하므로, 최소한의 수의 베어링(본 실시형태에서는 깊은 홈 볼 베어링(16) 및 조합 앵귤러 볼 베어링(17)의 2개)을 사용하는 경우라도, 일체축(15)의 지지강성으로서 높은 지지강성을 얻을 수 있다. 결과적으로, 일체축(15)의 제2의 단부(15b)를 지지하는 베어링을 폐기할 수 있고, 일체축(15)을 2개소에서 캔틸레버 형상으로 지지할 수 있게 된다.

또한, 조합 앵귤러 볼 베어링(17)의 한쌍의 조합용 앵귤러 볼 베어링(17a, 17b)의 외륜끼리를 배면맞춤으로 배치한다. 즉 배면배열의 조합 앵귤러 볼 베어링(17)을 사용함으로써, 구부림에 대한 지지강성을 높게 할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는 가동부(29)를 부착한 로터유닛(33)에 대해서 착자하고, 착자 후의 로터유닛(33)을 모터 하우징(18)에 장착하는 조립방법을 채용하고 있다. 이 조립방법에 의한 전동모터(7)에서는, 로터유닛(33) 단독으로 리졸버(21) 의 가동부(29)와 로터 마그넷(32)의 자극의 위치를 확실하게 또한 용이하게 위치맞춤할 수 있어, 위치맞춤의 수고를 경감할 수 있다. 또한, 이렇게 가동부(29) 및 로터 마그넷(32)이 서로 위치맞춤된 로터유닛(33)을 모터 하우징(18) 내에 장착하면 되어, 조립의 수고를 경감할 수 있다. 따라서, 이 전동모터(7)를 사용함으로써, 전동 파워 스티어링 장치(1)의 조립의 수고를 경감할 수 있다.

리졸버(21)를 전동모터(7)의 엔드커버(23)측의 단부(감속기구(9)로부터 먼 측의 단부에 상당한다.)에 배치함으로써, 리졸버(21)로부터의 배선의 설계자유도를 높일 수 있다. 또한, 리졸버(21)의 고정부(28)로부터의 배선과 스테이터(19)로부터의 배선을 전동모터(7)의 축방향의 동측의 단부에 배치함으로써, 배선끼리를 근접시켜 공간절약으로 배치할 수 있고, 또 배선작업의 수고를 경감할 수 있다. 또한, 스테이터(19)로의 급전부재(36)로서의 환형상의 버스 바의 지름방향 내측의 공간을 이용해서 리졸버(21)를 배치할 수 있고, 축방향에 대하여 공간절약화할 수 있다.

본 발명은 상기의 실시형태에 한정되는 것이 아니라, 이하와 같이 변경해서 실시할 수 있다. 예를 들면, 로터유닛(33)의 조립방법에 있어서, 리졸버(21)의 가동부(29)를 부착한 로터 본체(31)에 착자 후의 로터 마그넷(32)을 부착하는 것도 고려된다. 또한, 착자 가능 부재(34) 또는 로터 마그넷(32)을 로터 본체(31)에 먼저 부착하고, 나중에 리졸버(21)의 가동부(29)를 부착하는 것도 고려된다.

조합 앵귤러 볼 베어링(17) 대신에 롤러 베어링이나 깊은 홈 볼 베어링을 사용하는 것이나, 일체축(15) 대신에 입력축(12)과 회전축(8)을 서로 별체의 부재에 의해 형성하여, 이들 부재를 이음매(도시생략)를 통해서 일체 회전 가능하게 연결 하는 것도 고려된다.

리졸버(21)를 모터 하우징(18)의 본체(22)에 고정해도 좋고, 리졸버(21)를 감속기구(9) 근처의 전동모터(7)의 단부에 배치해도 좋다. 회전각 검출수단으로서는, 상기의 릴럭턴스형 리졸버(21) 외, 예를 들면 가동부(29)에 코일을 갖는 타입의 리졸버, 광전식 또는 자기식 인코더 등의, 가동부(29)와 고정부(28) 사이의 상대회전각도를 검출할 수 있는 센서를 이용할 수 있다.

감속기구(9)로서는 한쌍의 헬리컬 기어를 사용한 것 외, 한쌍의 플랫 스퍼 기어(flat spur gear)를 사용한 것, 웜 축 및 웜 휠을 사용한 것, 나사기구를 사용한 것, 베벨 기어를 사용한 것 등을 생각할 수 있다.

전동 파워 스티어링 장치(1)로서는, 전동모터(7)가 스티어링 칼럼(4)에 지지 되어서 스티어링 샤프트(3)를 구동하는 칼럼 타입의 전동 파워 스티어링 장치를 예로 설명했지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 전동모터가 조타기구의 하우징에 지지되어 조타기구의 랙축을 구동해서 진퇴시키는 타입의 전동 파워 스티어링 장치에 적용할 수도 있다.

이상, 본 발명을 구체적인 형태에 의해 상세하게 설명했지만, 상기의 내용을 이해한 당업자는 그 변경, 개변 및 균등물을 용이하게 생각할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 청구항의 범위와 그 균등한 범위로 해야 한다.

본 출원은 2003년 11월 5일에 일본국 특허청에 제출된 일본 특허출원 2003-375874호에 대응되어 있고, 이 출원의 전체 개시는 여기 인용에 의해 갖추어지는 것으로 한다.

Claims (20)

1. 회전축을 포함하는 조타보조용 전동모터,및

   전동모터의 회전축의 회전을 감속해서 조타기구에 전하기 위한 감속기구를 구비하고,

   상기 전동모터는 모터 하우징과, 모터 하우징에 고정된 스테이터와, 회전축과 일체 회전 가능한 로터와, 로터의 회전각을 검출하기 위한 회전각 검출수단을 포함하고,

   상기 회전각 검출수단은 모터 하우징에 고정된 고정부와, 로터와 일체 회전 가능한 가동부를 포함하고,

   상기 로터는 로터 본체와, 로터 본체에 일체 회전 가능하게 부착된 로터 마그넷을 포함하고,

   상기 로터와 회전각 검출수단의 가동부를 포함하는 로터유닛이 전동모터의 서브 어셈블리로서 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 회전각 검출수단의 가동부는 로터 마그넷의 착자위치의 기준으로 되는 기준부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 기준부는 로터 마그넷의 제조용 중간체로서의 착자 가 능 부재를 착자 할 때의 기준으로 되는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 회전각 검출수단의 가동부는 환형상을 이루고, 상기 기준부는 가동부의 외주에 형성된 볼록부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 로터 본체는 로터 마그넷이 고정된 외통부와, 외통부와 동축적으로 배치되어 회전각 검출수단의 가동부를 유지하는 축부와, 외통부 및 축부를 서로 접속하는 접속부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 로터 마그넷은 통형상을 이루고, 상기 외통부의 외주면은 로터 마그넷을 끼워맞춘 상태에서 걸리는 제1걸림부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 축부는 외통부 내에 배치된 제1의 단부와, 외통부로부터 축방향으로 돌출되는 제2의 단부를 포함하고,

   상기 축부의 제1의 단부는 상기 접속부를 통해서 외통부에 접속되고,

   상기 축부의 제2의 단부에 회전각 검출수단의 가동부를 걸기 위한 제2걸림부 가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 축부의 제1의 단부에 전동모터의 회전축을 연결하기 위한 연결부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
9. 제1항에 있어서, 상기 모터 하우징은 제1 및 제2의 단부를 갖고 그 제1의 단부에 개구를 갖는 통형상의 본체와, 상기 본체의 제1의 단부에 부착되어 상기 제1의 단부의 개구를 폐쇄하는 엔드커버를 포함하고,

   상기 회전각 검출수단의 고정부가 엔드커버에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 엔드커버를 상기 본체의 제1의 단부에 상기 본체의 둘레방향으로 위치조정 가능하게 부착하는 부착부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
11. 제10항에 있어서, 상기 부착부재는 엔드커버에 형성된 나사삽입구멍을 통과해서, 상기 본체에 형성된 나사구멍에 비틀어 넣어지는 나사를 포함하고,

    상기 나사구멍에 느슨하게 비틀어 넣어진 상태의 상기 나사와 상기 나사삽입구멍이 함께 작용해서, 상기 본체의 둘레방향으로의 상기 엔드커버의 변위를 안내하는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
12. 제11항에 있어서, 상기 엔드커버는 상기 본체의 중심에 일치해서 배치되는 중심을 갖고,

    상기 나사삽입구멍은 엔드커버의 상기 중심을 중심으로 하는 원호형상을 이루고,

    상기 회전각 검출수단의 고정부는 엔드커버의 상기 중심을 중심으로 하는 환형상을 이루는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
13. 제9항에 있어서, 상기 본체의 제1의 단부에, 스테이터에 급전하기 위한 환형상의 급전부재가 부착되고,

    상기 회전각 검출수단은 상기 급전부재의 지름방향 안쪽에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
14. 제1항에 있어서, 상기 감속기구는 구동기어와, 상기 구동기어를 일체 회전 가능하게 갖는 입력축을 포함하고,

    감속기구의 입력축 및 전동모터의 회전축은 단일의 부재에 의해 일체축으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
15. 제14항에 있어서, 상기 일체축은 제1의 단부와, 제2의 단부와, 제1 및 제2의 단부 사이의 중간부를 포함하고,

    상기 일체축의 중간부는 조합 앵귤러 볼 베어링에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
16. 제15항에 있어서, 상기 조합 앵귤러 볼 베어링은 한쌍의 조합용 앵귤러 볼 베어링을 포함하고,

    상기 한쌍의 조합용 앵귤러 볼 베어링은 배면배열로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
17. 제15항에 있어서, 상기 일체축은 상기 제1의 단부를 지지하는 베어링 및 상기 일체축의 중간부를 지지하는 조합 앵귤러 볼 베어링에 의해서만 지지되는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
18. 제17항에 있어서, 상기 제1의 단부를 지지하는 베어링은 깊은 홈 볼 베어링을 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
19. 회전축을 포함하는 조타보조용 전동모터,및

    전동모터의 회전축의 회전을 감속해서 조타기구에 전하기 위한 감속기구를 구비하고,

    상기 전동모터는 모터 하우징과, 모터 하우징에 고정된 스테이터와, 회전축과 일체 회전 가능한 로터와, 로터의 회전각을 검출하기 위한 회전각 검출수단을 포함하고,

    상기 회전각 검출수단은 모터 하우징에 고정된 고정부와, 로터와 일체 회전 가능한 가동부를 포함하고,

    상기 로터는 로터 본체와, 로터 본체에 일체 회전 가능하게 부착된 로터 마그넷을 포함하고,

    상기 로터와 회전각 검출수단의 가동부를 포함하는 로터유닛이 전동모터의 서브 어셈블리로서 설치되어 있는 전동 파워 스티어링 장치의 제조방법으로서;

    상기 서브 어셈블리로서의 로터유닛을 조립하는 공정,및

    조립된 로터유닛을 모터 하우징 내에 장착하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치의 제조방법.
20. 제19항에 있어서, 상기 로터유닛을 조립하는 공정에서는,

    상기 로터 본체에 부착된 회전각 검출수단의 가동부를 기준으로 해서, 착자 가능 부재에 착자함으로써 로터 마그넷을 형성하는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치의 제조방법.

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