KR20090017934A - 전동식 동력 보조 조향장치의 브러시리스 모터 - Google Patents

전동식 동력 보조 조향장치의 브러시리스 모터 Download PDF

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KR20090017934A
KR20090017934A KR1020070082463A KR20070082463A KR20090017934A KR 20090017934 A KR20090017934 A KR 20090017934A KR 1020070082463 A KR1020070082463 A KR 1020070082463A KR 20070082463 A KR20070082463 A KR 20070082463A KR 20090017934 A KR20090017934 A KR 20090017934A
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Abstract

본 발명은 전동식 동력 보조 조향장치의 브러시리스 모터에 관한 것이다.
본 발명은 조향장치의 감속기구와 연결되어 보조 동력을 조향축으로 전달하는 브러시리스 모터에 있어서, 감속기구와 연결되는 구동축; 상기 구동축의 외주 양측에 구비되는 베어링; 상기 구동축 및 상기 베어링이 내부에 구비되며 상기 베어링이 장착되는 베어링 포켓부가 형성된 하우징; 상기 하우징과 결합하며, 상기 베어링이 장착되는 베어링 장착부가 형성된 커버; 및 상기 하우징에 장착되는 상기 베어링의 외주에 구비되는 제 1 탄성 부재와, 상기 커버에 장착되는 상기 베어링의 외주면에 구비되되 내주에 아크형 홈부가 형성된 제 2 탄성 부재로 이루어진 탄성 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 브러시리스 모터를 제공한다.
본 발명에 의하면 브러시리스 모터의 구동축의 양측에 장착되어 있는 베어링의 외주면에 탄성 부재를 구비함으로써, 모터와 웜 간의 공차 및 조립오차 등에 의해서 발생하는 유격을 보상하고, 이에 발생하는 진동 및 노이즈가 저감되는 효과가 있다.
직류 모터, 진동, 노이즈, 소음, 탄성 부재

Description

전동식 동력 보조 조향장치의 브러시리스 모터{Brushless Motor of Electric Power Steering Apparatus}
본 발명은 전동식 동력 보조 조향장치의 브러시리스 모터에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 브러시리스 모터의 구동축의 양측에 장착되어 있는 베어링의 외주면에 탄성 부재를 구비함으로써, 모터와 웜 간의 공차 및 조립오차 등에 의해서 발생하는 유격을 보상하고, 이에 발생하는 진동 및 노이즈를 저감시키는 전동식 동력 보조 조향장치의 브러시리스 모터에 관한 것이다.
일반적으로, 조향장치는 자동차의 진행 방향을 운전자가 의도하는 바에 따라 임의로 바꿀 때 조작되는 모든 장치로서, 조향휠(Steering Wheel)을 회전시켜 조향 기어에 그 회전력을 전달함으로써, 차륜의 각도를 바꾸어 차량의 진행 방향을 바꿀 수 있도록 한 것으로서, 유압식 동력 보조 조향장치(HPS: Hydraulic Power Steering System) 또는 전동식 동력 보조 조향장치(EPS: Electrical Power Steering System) 등의 다양한 동력 보조 조향장치들이 개발되고 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 전동식 동력 보조 조향장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 전동식 동력 보조 조향장치(100)는 조향휠(102)로부터 양측 바퀴(126)까지 이어지는 조향 계통(130) 및 조향 계통(130)에 조향 보조 동력을 제공하는 보조 동력 기구(140)를 포함하여 구성된다.
조향 계통(130)은 일측이 조향휠(102)에 연결되어 조향휠(102)과 함께 회전하고 타측은 한 쌍의 유니버설 조인트(104)를 매개로 피니언축(108)에 연결되는 조향축(106)을 포함하여 구성된다. 또한, 피니언축(108)은 랙-피니언 기구부(110)를 통해 랙바(112)에 연결되고, 랙바(112)의 양단은 타이로드(122)와 너클암(124)을 통해 차량의 바퀴(126)에 연결된다.
보조 동력 기구(140)는 운전자가 조향휠(102)에 가하는 토크를 감지하고 감지된 토크에 비례하는 전기 신호를 출력하는 토크 센서(142), 토크 센서(142)로부터 전해지는 전기신호에 기초하여 제어 신호를 발생하는 전자 제어 장치(Electronic Control Unit: 144), 전자 제어 장치(144)로부터 전해지는 제어 신호에 기초하여 보조 동력을 발생시키는 브러시리스 모터(146) 및 브러시리스 모터(146)에서 발생한 보조 동력을 조향축(106)에 전달하기 위하여 웜(152) 및 웜휠(156)을 구비한 감속기구(150)를 포함하여 구성된다.
따라서, 전동식 동력 보조 조향장치는 조향휠(102)의 회전에 의해 발생한 토크가 랙-피니언 기구부(110)를 거쳐서 랙바(112)에 전달되고, 발생된 토크에 따라 브러시리스 모터(146)에서 발생한 보조 동력이 랙바(112)에 전달되도록 구성된다. 즉, 조향 계통(130)에서 발생한 토크와 브러시리스 모터(146)에서 발생한 보조 동력이 합쳐져서 랙바(112)를 축 방향으로 운동하도록 하는 것이다.
도 2는 종래 기술에 따른 전동식 동력 보조 조향장치의 브러시리스 모터를 나타낸 요부 단면도이다.
도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 전동식 동력 보조 조향장치의 브러시리스 모터(146)는 자동차의 조향 컬럼에 장착되어 전자 제어 장치(144)에 의해서 보조 동력을 조향축(106)에 전달하기 위한 것이다.
이와 같은 브러시리스 모터(146)는 감속기구(150)의 웜(152) 및 웜휠(156)과 연결되는 구동축(210)과, 구동축(210)의 양측 단부에 구비되어 구동축(210)의 회전을 지지하는 전방 베어링(222) 및 후방 베어링(224)으로 구성되는 베어링(220)과, 구동축(210) 및 베어링(220)이 내부에 구비되되 후방 베어링(224)이 장착되는 베어링 포켓부(232)가 돌출 형성되는 하우징(230) 및 하우징(230)이 결합되되 전방 베어링(222)이 장착되는 베어링 장착부(242)가 형성된 커버(240)를 포함하여 구성된다.
여기서, 하우징(230)은 일측이 개방되어 내부에 구동축(210) 및 베어링(220)이 구비되며, 일단에는 구동축(210)에 결합된 후방 베어링(224)이 장착되는 베어링 포켓부(232)가 돌출 형성된다.
또한, 커버(240)는 개방된 하우징(230)의 일측을 밀폐시키기 위해 하우징(230)과 체결되는 것으로 구동축(210)에 결합된 전방 베어링(222)이 장착되는 베어링 장착부(242)가 돌출 형성되어 있으며, 중앙에 구동축(210)의 외주 직경보다 소정의 크기만큼 크게 형성되어 구동축(210)에 결합되어 있는 위치 검출 센서(250)가 삽입 및 고정되는 고정홀(244)이 형성된다.
하지만, 브러시리스 모터(146)를 조립할 때 브러시리스 모터(146)와 결합되는 감속기구(150)와의 얼라인먼트가 틀어지거나 또는 브러시리스 모터(146)의 각각의 구성 요소들 간의 공차에 의한 유격으로 인해 브러시리스 모터(146)가 회전할 때 진동 및 노이즈가 발생하는 문제점이 있었다.
또한, 브러시리스 모터(146)가 자동차의 조향 컬럼에 장착되어 있어서, 브러시리스 모터(146)가 회전하면서 발생하는 진동 및 노이즈가 조향휠로까지 전해지는 문제점이 있었다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 브러시리스 모터의 구동축의 양측에 장착되어 있는 베어링의 외주면에 탄성 부재를 구비함으로써, 모터와 웜 간의 공차 및 조립오차 등에 의해서 발생하는 유격을 보상하고, 이에 발생하는 진동 및 노이즈를 저감시키는 데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 조향장치의 감속기구와 연결되어 보조 동력을 조향축으로 전달하는 브러시리스 모터에 있어서, 감속기구와 연결되는 구동축; 상기 구동축의 외주 양측에 구비되는 베어링; 상기 구동축 및 상기 베어링이 내부에 구비되며 상기 베어링이 장착되는 베어링 포켓부가 형성된 하우징; 상기 하우징과 결합하며, 상기 베어링이 장착되는 베어링 장착부가 형성된 커버; 및 상기 하우징에 장착되는 상기 베어링의 외주에 구비되는 제 1 탄성 부재와, 상기 커버에 장착되는 상기 베어링의 외주면에 구비되되 내주에 아크형 홈부가 형성된 제 2 탄성 부재로 이루어진 탄성 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 브러시리스 모터를 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 브러시리스 모터의 구동축의 양측에 장착되어 있는 베어링의 외주면에 탄성 부재를 구비함으로써, 모터와 웜 간의 공차 및 조립오차 등에 의해서 발생하는 유격을 보상하고, 이에 발생하는 진동 및 노이즈가 저감되는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명 한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전동식 동력 보조 조향장치의 브러시리스 모터를 나타낸 요부 단면도이고, 도 4 및 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 브러시리스 모터에 탄성 부재가 장착된 상태를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전동식 동력 보조 조향장치의 브러시리스 모터(300)는 전자 제어 장치(144)에 의해서 보조 동력을 조향축(106)에 전달하기 위한 것으로서, 감속기구(150)의 웜(152) 및 웜휠(156)과 연결되는 구동축(310), 구동축(310)의 양측 단부에 구비되는 베어링(220), 구동축(210) 및 베어링(220)이 내부에 구비되며 베어링 포켓부(334)가 형성된 하우징(330), 하우징(330)이 결합되되 베어링 장착부(344)가 형성된 커버(340) 및 베어링(320)과 하우징(330) 및 커버(340) 사이에 구비되는 탄성 부재(350)를 포함하여 구성된다.
구동축(310)은 감속기구(150)의 웜(152) 및 웜휠(156)과 연결되고, 외주면에는 회전자(312)가 구동축(310)을 둘러싸도록 형성되어 있으며 회전자(312)의 외주에는 마그네트(314)가 구비된다. 또한, 구동축(310)의 외주 양측에는 구동축(310)의 회전을 지지하는 베어링(320)이 장착되어 있다.
이와 같은 구동축(310)의 외측 외주면 즉, 전방 베어링(322)의 외측부에는 회전자(312)의 위치를 검출하는 위치 검출 센서(360)가 구비된다.
베어링(320)은 구동축(310)의 외주 양측에 구비되어 구동축(310)의 회전을 지지하는 것으로 구동축(310)의 일측 즉, 구동축(310)의 전방에 구비되어 커버(340)에 장착되는 전방 베어링(322)과, 구동축(310)의 타측 즉, 구동축(310)의 후방에 구비되어 하우징(330)에 장착되는 후방 베어링(324)으로 구성된다.
하우징(330)은 일측이 개방되어 내부에 구동축(310) 및 베어링(320)이 구비되며, 하우징(330)의 개방된 일측 내주면에는 커버(340)와 체결되도록 나사산이 형성된다. 또한, 하우징(330)의 내측 격벽에는 구동축(310)에 구비된 회전자(312) 및 마그네트(314)와 소정 간격 이격되게 구비되는 고정자(332)가 구비된다.
이러한 하우징(330)의 일단에는 구동축(310)의 타측 외주면에 결합된 후방 베어링(324)이 장착되는 베어링 포켓부(334)가 구동축(310)의 전방측으로 돌출 형성되며, 이 베어링 포켓부(334)의 내주에는 베어링 포켓부(334)와 후방 베어링(324)의 외주면 사이에 구비되는 탄성 부재(350)가 삽입 및 고정되는 삽입홈(336)이 형성된다.
커버(340)는 개방된 하우징(330)의 일측을 밀폐시키기 위해 하우징(330)과 체결되는 것으로 중앙에 구동축(310)의 외주 직경보다 소정의 크기만큼 크게 형성되어 구동축(310)에 결합되어 있는 위치 검출 센서(360)가 삽입 및 고정되는 고정홀(342)이 형성된다.
이러한 커버(340)에는 구동축(310)의 일측에 결합된 전방 베어링(322)이 장 착되는 베어링 장착부(344)가 구동축(310)의 후방측으로 돌출 형성되어 있으며, 베어링 장착부(344)와 전방 베어링(322)의 외주면 사이에 구비되는 탄성 부재(350)가 삽입 및 고정되는 고정홈(346)이 형성된다.
여기서, 커버(340)와 하우징(330) 사이에는 수밀성을 향상시키기 위한 실링 부재(348)가 구비되도록 커버(340)의 외주면에 실링홈이 형성될 수도 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
탄성 부재(350)는 구동축(310)의 후방에 구비되는 후방 베어링(324)의 외주면에 구비되는 제 1 탄성 부재(352)와, 구동축(310)의 전방에 구비되는 전방 베어링(322)의 외주면에 구비되는 제 2 탄성 부재(354)를 포함하여 구성된다.
이와 같은 탄성 부재(350)는 소정의 탄성력을 가지고 있는 고무 재질로 제작되는 것이 바람직하나, 이에 한정하는 것은 아니다.
제 1 탄성 부재(352)는 후방 베어링(324)의 외주면과 하우징(330)의 베어링 포켓부(334) 사이에 구비되되 베어링 포켓부(334)에 형성되는 삽입홈(336)에 삽입되어 후방 베어링(324)의 외주면과 접한다.
이러한 제 1 탄성 부재(352)는 후방 베어링(324)의 외주면 전체를 감싸도록 형성되어 후방 베어링(324)을 지지하는 것이 바람직하나, 이에 한정하는 것은 아니며 복수개의 제 1 탄성 부재(352)를 구비하되 후방 베어링(324)의 외주를 따라 소정 간격 이격되게 구비되어 후방 베어링(324)의 외주의 각 모서리부를 지지함으로써, 브러시리스 모터(300)의 회전시 발생하는 진동 및 노이즈를 최소화할 수 있게 된다.
제 2 탄성 부재(354)는 전방 베어링(322)의 외주면과 커버(340)의 베어링 장착부(344) 사이에 구비되되 베어링 장착부(344)에 형성되는 고정홈(346)에 삽입되어 전방 베어링(322)의 외주면과 접하면서 웜(152)과 브러시리스 모터(300) 간의 조립시 발생되는 얼라인먼트 및 조립 오차 등을 보상하여 진동 및 노이즈를 최소화한다.
이와 같은 제 2 탄성 부재(354)는 전방 베어링(322)의 외주면 전체를 감싸도록 형성되어 전방 베어링(322)을 지지하는 것이 바람직하나, 이에 한정하는 것은 아니며 복수개의 제 2 탄성 부재(352)를 구비하되 전방 베어링(322)의 외주를 따라 소정 간격 이격되게 구비되어 전방 베어링(322)의 외주의 각 모서리부를 지지할 수도 있을 것이다.
또한, 제 2 탄성 부재(354)의 내주면에는 소정의 깊이로 함몰되는 아크형 홈부(356)가 형성되어 있어서, 전방 베어링(322)이 구동축(310)과 베어링 장착부(344) 사이에서 흔들거림이 발생하지 않도록 보다 완전하게 고정될 수 있도록 한다.
여기서, 아크형 홈부(356)는 제 2 탄성 부재(354)의 내주면을 따라 띠 형상으로 길게 형성될 수도 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며 제 2 탄성 부재(354)의 내주면에 소정의 간격을 가지면서 반구형의 홈으로 형성될 수도 있을 것이다.
한편, 제 2 탄성 부재(354)에 형성되는 아크형 홈부(356)는 제 1 탄성 부재(352)의 내주면에도 형성되는 것이 바람직하나, 이에 한정하는 것은 아니다.
이와 같이 본 발명에 따른 브러시리스 모터(300)는 각각 구동축(310)의 외주 에 접하는 전방 베어링(322) 및 후방 베어링(324)의 외주면에 탄성 부재(350)를 구비하여, 브러시리스 모터(300)에서 발생하는 진동 및 노이즈를 흡수함으로써, 운전자에게 전달되는 진동 및 노이즈를 최소화할 수 있는 것이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 전동식 동력 보조 조향장치를 개략적으로 도시한 구성도,
도 2는 종래 기술에 따른 전동식 동력 보조 조향장치의 브러시리스 모터를 나타낸 요부 단면도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전동식 동력 보조 조향장치의 브러시리스 모터를 나타낸 요부 단면도,
도 4 및 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 브러시리스 모터에 탄성 부재가 장착된 상태를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
300: 브러시리스 모터 310: 구동축
312: 회전자 314: 마그네트
320: 베어링 322: 전방 베어링
324: 후방 베어링 330: 하우징
332: 고정자 334: 베어링 포켓부
336: 삽입홈 340: 커버
342: 고정홀 344: 베어링 장착부
346: 고정홈 348: 실링 부재
350: 탄성 부재 352: 제 1 탄성 부재
354: 제 2 탄성 부재 356: 아크형 홈부

Claims (6)

  1. 조향장치의 감속기구와 연결되어 보조 동력을 조향축으로 전달하는 브러시리스 모터에 있어서,
    감속기구와 연결되는 구동축;
    상기 구동축의 외주 양측에 구비되는 베어링;
    상기 구동축 및 상기 베어링이 내부에 구비되며 상기 베어링이 장착되는 베어링 포켓부가 형성된 하우징;
    상기 하우징과 결합하며, 상기 베어링이 장착되는 베어링 장착부가 형성된 커버; 및
    상기 하우징에 장착되는 상기 베어링의 외주에 구비되는 제 1 탄성 부재와, 상기 커버에 장착되는 상기 베어링의 외주면에 구비되되 내주에 아크형 홈부가 형성된 제 2 탄성 부재로 이루어진 탄성 부재
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 브러시리스 모터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 커버의 상기 베어링 장착부에는 상기 제 2 탄성 부재가 삽입 및 고정되는 고정홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 브러시리스 모터.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 탄성 부재는 상기 베어링의 외주면을 감싸도록 구비되는 것을 특징으로 하는 브러시리스 모터.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 탄성 부재는 상기 베어링의 외주면을 따라 소정 간격 이격되게 구비되는 것을 특징으로 하는 브러시리스 모터.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징의 상기 베어링 포켓부에는 상기 제 1 탄성 부재가 삽입되는 삽입홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 브러시리스 모터.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 커버의 외측에는 위치 검출 센서가 추가로 포함되는 것을 특징으로 하는 브러시리스 모터.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20150146329A (ko) 2014-06-23 2015-12-31 주식회사 만도 브러시리스형 계자 모터
KR101595722B1 (ko) * 2014-11-11 2016-02-22 현대모비스 주식회사 차량 조향용 구동장치

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