KR20090123059A - Motor driven power steering system - Google Patents

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KR20090123059A
KR20090123059A KR1020080048942A KR20080048942A KR20090123059A KR 20090123059 A KR20090123059 A KR 20090123059A KR 1020080048942 A KR1020080048942 A KR 1020080048942A KR 20080048942 A KR20080048942 A KR 20080048942A KR 20090123059 A KR20090123059 A KR 20090123059A
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worm
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KR1020080048942A
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신영귀
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현대자동차주식회사
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    • B62D5/20—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle specially adapted for particular type of steering gear or particular application
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Abstract

PURPOSE: An electric power steering system is provided to prevent a rattle noise and a release noise of a steering by allowing a worm shaft to move only in a vertical direction, not an axial direction. CONSTITUTION: An electric power steering system comprises a worm shaft(20), and a pair of worm shaft bearings(30,40). The worm shaft is comprised of a worm wheel joint(21) which is coupled with a worm wheel(11), and a motor joint(23) which is connected to the worm wheel joint via a universal joint(22) on one end and connected to a motor(15) on the other. The worm shaft bearings are coupled with the worm wheel joint and the motor joint and fixed in a housing(16).

Description

전동식 파워 스티어링 시스템{Motor driven power steering system}Motor driven power steering system

본 발명은 스티어링 휠의 조타후 릴리즈시 발생하는 소음 및 래틀소음의 발생을 예방할 수 있도록 하는 전동식 파워 스티어링 시스템에 관한 기술이다.The present invention relates to an electric power steering system that can prevent the generation of noise and rattle noise generated when the steering wheel is released after steering.

일반적으로, 파워 스티어링은 오일의 유압을 이용하는 방식과 전기모터의 동력을 이용하는 방식이 있다.In general, the power steering is a method using the oil pressure of the oil and the method of using the power of the electric motor.

상기 유압식은 유압펌프가 엔진의 힘으로 유체를 펌핑하여 유압을 형성하고 있다가 운전자가 핸들을 돌릴 때 조향하는 방향으로 유압을 보내어 핸들링이 가벼워지도록 하는 것이고, 전동식 파워 스티어링(motor driven power steering; 이하, MDPS라 한다)은 전기모터를 이용해 조타력을 향상시키도록 하는 것이다.The hydraulic type is to create a hydraulic pressure by the hydraulic pump pumps the fluid by the power of the engine to send the hydraulic pressure in the steering direction when the driver turns the steering wheel to lighten the handling, the motor driven power steering (hereinafter referred to as motor driven power steering; MDPS) is to use the electric motor to improve the steering power.

상기 MDPS는 주행 조건에 따라 전기모터가 자동으로 제어기능을 발휘하게 되며, 이에 따라 상기 유압식 파워 스티어링에 비해 보다 향상된 조타성능 및 조타감을 갖출 수 있게 된다.In the MDPS, the electric motor automatically exerts a control function according to the driving conditions, and accordingly, it is possible to have improved steering performance and a feeling of steering compared to the hydraulic power steering.

한편, 상기 MDPS는 도 1에 도시된 바와 같이, 스티어링 샤프트(1)에 관통되어 일체로 결합된 웜휠(11)과, 상기 웜휠(11)에 치합되어 결합된 웜샤프트(12)와, 상기 웜샤프트(12)의 양단에 일체로 결합된 틸트베어링(13) 및 웜샤트프베어링(14) 과, 상기 틸트베어링(13)을 관통한 상기 웜샤프트(12)의 일단과 연결되면서 전자제어유니트(ECU)의 제어에 의해 구동하여 상기 웜샤프트(12)로 동력을 전달하는 모터(15)와, 일단은 상기 웜휠(11)을 감싸는 부위의 하우징(16)에 볼트(17)를 매개로 고정 결합되고 기역(ㄱ)자로 절곡된 타단은 상기 하우징(16)을 관통하여 그 끝이 상기 웜샤트프베어링(14)을 가압하도록 설치된 리프스프링(18)을 포함하여 구성된다.Meanwhile, as shown in FIG. 1, the MDPS is a worm wheel 11 penetrated and integrally coupled to the steering shaft 1, a worm shaft 12 engaged and coupled to the worm wheel 11, and the worm. An electronic control unit (ECU) connected to one end of the tilt bearing 13 and the worm shaft bearing 14 integrally coupled to both ends of the shaft 12 and the worm shaft 12 penetrating the tilt bearing 13. Motor 15 for transmitting power to the worm shaft 12 by the control of the) and one end is fixedly coupled via the bolt 17 to the housing 16 of the portion surrounding the worm wheel 11 The other end bent by air force (a) is configured to include a leaf spring (18) installed through the housing (16) so that its end presses the worm shaft bearing (14).

여기서, 상기 웜샤프트(12)의 일단은 플렉시블 커플링(19)을 매개로 상기 모터(15)의 축과 연결되어, 상기 모터(15)의 동력을 전달받도록 구성되어 있다.Here, one end of the worm shaft 12 is connected to the shaft of the motor 15 via the flexible coupling 19, and is configured to receive the power of the motor 15.

그리고, 상기 리프스프링(18)은 자체의 탄성력으로 상기 웜샤트프베어링(14)을 상기 웜휠(11)쪽으로 가압하게 되고, 이를 통해 상기 웜휠(11)에 대한 상기 웜샤프트(12)의 상하방향 유격을 없앨 수 있도록 하는 것인 바, 이를 위해 상기 웜샤프트(12)는 상기 리프스프링(18)의 가압력에 의해 축방향 중심선(C1)으로부터 상하방향으로 틸팅 동작(C2,C3)을 할 수 있어야 하며, 상기 웜샤프트(12)의 틸팅 동작을 가능하게 하는 것이 바로 상기 틸팅베어링(13)인 것이다.In addition, the leaf spring 18 presses the worm shaft bearing 14 toward the worm wheel 11 by its elastic force, through which the vertical spring of the worm shaft 12 with respect to the worm wheel 11 is located. To this end, the worm shaft 12 should be capable of tilting (C2, C3) in the vertical direction from the axial center line (C1) by the pressing force of the leaf spring (18) It is the tilting bearing 13 that enables the tilting operation of the worm shaft 12.

즉, 상기 틸팅베어링(13)은 도시된 바와 같이, 상기 웜샤프트(12)의 외주면에 압입 결합되는 내륜(13a)과, 상기 하우징(16)에 고정 결합되는 외륜(13b) 및, 상기 내,외륜(13a,13b)의 베어링홈(13c,13d)속에 설치되어 상기 내,외륜(13a,13b)의 상대회전을 가능하게 하는 다수개의 볼베어링(13e)으로 구성되는데, 상기 내,외륜(13a,13b)에 형성된 베어링홈(13c,13d)이 상기 볼베어링(13e)보다 큰 타원모양으로 형성되어 있음으로 인해, 상기 틸팅베어링(13)이 상기 웜샤프트(12)의 틸팅 동 작을 가능하게 하는 것이다.That is, the tilting bearing 13 has an inner ring 13a that is press-fitted to the outer circumferential surface of the worm shaft 12, an outer ring 13b fixedly coupled to the housing 16, and the inner, It is composed of a plurality of ball bearings 13e installed in the bearing grooves 13c and 13d of the outer rings 13a and 13b to enable relative rotation of the inner and outer rings 13a and 13b. Since the bearing grooves 13c and 13d formed in the 13b) are formed in an elliptical shape larger than the ball bearing 13e, the tilting bearing 13 enables the tilting operation of the worm shaft 12.

그러나, 상기와 같이 구성된 종래의 MDPS는 정차 상태에서 스티어링 휠의 조타 후 릴리즈시 탁탁거리는 둔탁한 소음이 발생하고, 또한 차량이 험로나 또는 요철로를 주행함에 따라 노면으로부터 큰 반력이 스티어링 샤프트로 전달될 때에 상기 웜휠과 상기 웜샤프트사이의 유격발생으로 인해 래틀소음(rattle noise)이 발생하는 문제점이 있다.However, the conventional MDPS configured as described above has a dull noise when the steering wheel is released after steering of the steering wheel in a stopped state, and also a large reaction force is transmitted from the road surface to the steering shaft as the vehicle travels on a rough road or an uneven road. At this time, there is a problem that rattle noise occurs due to play between the worm wheel and the worm shaft.

상기와 같은 소음들은 상기 틸트베어링(13)에 구비된 베어링홈(13c,13d)이 상기 볼베어링(13e)보다 큰 타원모양으로 형성되고, 이로 인해 상기 틸트베어링(13)의 내륜(13a)이 상기 웜샤프트(12)의 축방향으로 유동함에 따라 발생하는 것이다.Such noises are formed in an elliptical shape in which the bearing grooves 13c and 13d of the tilt bearing 13 are larger than the ball bearings 13e, and thus the inner ring 13a of the tilt bearing 13 is It occurs as it flows in the axial direction of the worm shaft 12.

이에 본 발명은, 웜샤프트가 축방향 유동은 할 수 없고 상하방향 유동만 가능한 구조를 갖도록 개선하여, 스티어링 휠의 조타 후 릴리즈시 발생하는 소음과 래틀소음의 발생을 예방할 수 있도록 하고, 이를 상품에 대한 소비자의 신뢰를 높일 수 있도록 하는 전동식 파워 스티어링 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention, the worm shaft is improved to have a structure that can not axial flow, but only up and down flow, it is possible to prevent the occurrence of noise and rattle noise generated when the steering wheel releases after steering, it is The purpose is to provide an electric power steering system that can increase consumer confidence.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명 전동식 파워 스티어링 시스템은, 웜휠과 치합을 이루면서 결합된 웜휠결합부, 일단은 상기 웜휠결합부와 유니버설조인트를 매개로 연결되고 타단은 모터의 축과 연결되어 상기 모터의 동력을 전달받 아 회전하는 모터결합부로 구성된 웜샤프트와; 상기 웜휠결합부와 상기 모터결합부에 각각 결합되면서 하우징에 고정되도록 설치되는 한 쌍의 웜샤프트베어링;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.Electric motor power steering system of the present invention for achieving the object of the above, the worm wheel coupling portion coupled to form a worm wheel, one end is connected via the worm wheel coupling portion and the universal joint and the other end is connected to the shaft of the motor A worm shaft composed of a motor coupling part which rotates by receiving power of the motor; And a pair of worm shaft bearings fixed to the housing while being coupled to the worm wheel coupling portion and the motor coupling portion, respectively.

본 발명에 의하면, 웜샤프트의 축방향 유동을 없앨 수 있게 됨으로써, 스티어링 휠의 조타 후 릴리즈시나 또는 노면으로부터 큰 반력이 스티어링 샤프트로 전달될 때에 발생하는 심한 소음을 예방할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, by being able to eliminate the axial flow of the worm shaft, there is an effect that can prevent the severe noise generated when releasing after steering of the steering wheel or when a large reaction force is transmitted from the road surface to the steering shaft.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a preferred embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링(MDPS)은 도 2에 도시된 바와 같이, 스티어링 샤프트(1)에 관통되어 일체로 결합된 웜휠(11)과, 상기 웜휠(11)에 치합되어 결합된 웜샤프트(20)와, 상기 웜샤프트(20)의 양단에 일체로 결합된 한 쌍의 웜샤트프베어링(30,40)과, 상기 웜샤프트(20)의 일단과 연결되면서 전자제어유니트(ECU)의 제어에 의해 구동하여 상기 웜샤프트(20)로 동력을 전달하는 모터(15)와, 일단은 상기 웜휠(11)을 감싸는 부위의 하우징(16)에 볼트(17)를 매개로 고정 결합되고 기역(ㄱ)자로 절곡된 타단은 상기 하우징(16)을 관통하여 그 끝이 상기 웜샤트프베어링(30)을 가압하도록 설치된 리프스프링(18)을 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 2, the electric power steering (MDPS) according to the embodiment of the present invention has a worm wheel 11 penetrated and integrally coupled to the steering shaft 1, and is engaged with and coupled to the worm wheel 11. An electronic control unit (ECU) is connected to one end of the worm shaft 20, the pair of worm shaft bearings 30 and 40 integrally coupled to both ends of the worm shaft 20, and the worm shaft 20. Motor 15 for driving power to the worm shaft 20 by the control of the one, and one end is fixedly coupled via the bolt 17 to the housing 16 of the portion surrounding the worm wheel 11, The other end bent by (a) is configured to include a leaf spring (18) installed through the housing (16) so that its end pressurizes the worm shaft bearing (30).

여기서, 상기 웜샤프트(20)의 일단은 플렉시블 커플링(19)을 매개로 상기 모 터(15)의 축과 연결되어, 상기 모터(15)의 동력을 전달받도록 구성되어 있다.Here, one end of the worm shaft 20 is connected to the shaft of the motor 15 via a flexible coupling 19, it is configured to receive the power of the motor 15.

한편, 본 발명의 실시예는 스티어링 휠의 조타 후 릴리즈시 발생하는 소음과 래틀소음의 발생을 예방할 수 있도록 하기 위해 상기 웜샤프트(20)가 축방향 유동은 할 수 없고 상하방향 유동만 가능한 구조를 갖는 구성이다.On the other hand, the embodiment of the present invention has a structure in which the worm shaft 20 can not flow in the axial direction, but only up and down flow in order to prevent the generation of noise and rattle noise generated when the steering wheel is released after steering. It is a structure having.

이를 실현하기 위한 상기 웜샤프트(20)는, 상기 웜휠(11)과 치합을 이루도록 바깥 둘레면에 나사홈이 구비된 웜휠결합부(21)와, 일단은 상기 웜휠결합부(21)와 유니버설조인트(22)를 매개로 연결되고 타단은 상기 모터(15)의 축과 연결되어 상기 모터(15)의 동력을 전달받아 회전하는 모터결합부(23)로 구성된다.The worm shaft 20 for realizing this, the worm wheel coupling portion 21 is provided with a screw groove on the outer circumferential surface to be engaged with the worm wheel 11, one end of the worm wheel coupling portion 21 and the universal joint It is connected via the 22 and the other end is connected to the shaft of the motor 15 is composed of a motor coupling portion 23 is rotated by receiving the power of the motor 15.

또한, 본 발명의 실시예는 상기 웜샤프트(20)의 양단에 동일한 구조로 된 한 쌍의 웜샤트프베어링(30,40)이 결합되어 상기 웜샤프트(20)의 축방향 유동을 방지할 수 있는 구조이다.In addition, the embodiment of the present invention is coupled to a pair of worm shaft bearings 30, 40 having the same structure at both ends of the worm shaft 20 can prevent the axial flow of the worm shaft 20 Structure.

상기 웜샤트프베어링(30,40)은 도시된 바와 같이, 상기 웜휠결합부(21)와 상기 모터결합부(23)의 외주면에 각각 압입 결합되는 내륜(31,41)과, 상기 하우징(16)에 고정 결합되는 외륜(32,42)과, 상기 내,외륜(31,41,32,42)에 구비된 베어링홈(33,43,34,44)속에 설치되어 상기 내,외륜(31,41,32,42)의 상대회전을 가능하게 하는 다수개의 볼베어링(35,45)으로 구성되며, 특히 상기 베어링홈(33,43,34,44)은 상기 볼베어링(35,45)의 바깥 둘레면과 동일한 크기의 원호로서 형성된다.The worm shaft bearings 30 and 40 are inner rings 31 and 41 which are press-fitted to the outer circumferential surfaces of the worm wheel engaging portion 21 and the motor engaging portion 23, respectively, as shown, and the housing 16. The inner and outer rings 31 and 41 are installed in the outer ring 32 and 42 fixedly coupled to the bearing grooves 33, 43, 34 and 44 provided in the inner and outer rings 31, 41, 32 and 42. It consists of a plurality of ball bearings (35, 45) to enable the relative rotation of the, 32, 42, in particular the bearing grooves (33, 43, 34, 44) and the outer peripheral surface of the ball bearing (35, 45) It is formed as an arc of the same size.

즉, 상기 베어링홈(33,43,34,44)속에 삽입된 상기 볼베어링(35,45)은 구름운동을 할 수 없는 구조이고, 이에 따라 상기 웜샤트프베어링(30,40)의 내륜(31,41) 은 도 1을 참조로 설명한 종래와 같이 상기 웜샤프트(20)의 축방향으로 유동할 수 없는 구조인 바, 이 결과 본 발명에 실시예에 따른 상기 웜샤트프(20)는 축방향으로 유동할 수 없게 된다.That is, the ball bearings 35 and 45 inserted into the bearing grooves 33, 43, 34, and 44 are not able to perform rolling motion, and thus the inner ring 31 of the worm shaft bearings 30 and 40 may be formed. 41 is a structure that cannot flow in the axial direction of the worm shaft 20 as in the prior art described with reference to Figure 1, as a result the worm shaft 20 according to the embodiment of the present invention flows in the axial direction You will not be able to.

따라서, 본 발명 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링(MDPS)은 웜샤트프(20)가 유니버설조인트(22)를 매개로 연결된 웜휠결합부(21) 및 모터결합부(23)로 이루어진 구성이기 때문에, 상기 웜샤트프(20)는 유니버설조인트(22)를 중심으로 상기 웜휠결합부(21)가 축방향 중심선(C1)으로부터 상하방향으로 틸팅 동작(C2,C3)을 원활히 수행할 수 있게 된다.Therefore, the electric power steering (MDPS) according to the embodiment of the present invention is because the worm shaft 20 is composed of a worm wheel coupling portion 21 and a motor coupling portion 23 connected through the universal joint 22. The worm shaft 20 allows the worm wheel coupling portion 21 to smoothly perform the tilting operation C2 and C3 in the vertical direction from the axial center line C1 around the universal joint 22.

또한, 본 발명의 실시예는 웜샤트프베어링(30,40)의 내륜(31,41)이 웜샤프트(20)의 축방향으로 유동할 수 없고, 이로 인해 웜샤트프(20)도 축방향으로 유동할 수 없는 구조이기 때문에, 정차 상태에서 스티어링 휠의 조타 후 릴리즈시 탁탁거리는 둔탁한 소음이나 또는 래틀소음(rattle noise)의 발생을 없앨 수 있게 된다.In addition, in the embodiment of the present invention, the inner rings 31 and 41 of the worm shaft bearings 30 and 40 cannot flow in the axial direction of the worm shaft 20, and thus the worm shaft 20 also flows in the axial direction. Since the structure is impossible, the turbidity at the time of release after steering of the steering wheel in the stop state can eliminate the occurrence of dull noise or rattle noise.

즉, 스티어링 휠의 조타 후 릴리즈시 웜샤프트(20)는 웜휠(11)의 회전에 의해 축의 길이방향으로 움직이려는 힘을 갖게 되지만, 상기 웜샤프트(20)가 본 발명 실시예에 따른 웜샤트프베어링(30,40)에 의해 구속되어 축의 길이방향으로 유동할 수 없기 때문에, 스티어링 휠의 조타 후 릴리즈시 탁탁거리는 둔탁한 소음의 발생을 예방할 수 있게 되는 것이다.That is, when the steering wheel releases after steering, the worm shaft 20 has a force to move in the longitudinal direction of the shaft by the rotation of the worm wheel 11, the worm shaft 20 is a worm shaft bearing according to an embodiment of the present invention Since it is constrained by (30, 40) and cannot flow in the longitudinal direction of the shaft, the turbidity at release after steering of the steering wheel is able to prevent the occurrence of dull noise.

또한, 차량이 험로나 또는 요철로를 주행하면, 노면으로부터 큰 반력이 스티어링 샤프트로 전달되고, 이로 인해 웜휠(11)이 회전하고 동시에 웜샤프트(20)는 축의 길이방향으로 움직이려는 힘을 갖게 된다.In addition, when the vehicle travels on a rough road or uneven road, a large reaction force is transmitted from the road surface to the steering shaft, which causes the worm wheel 11 to rotate and at the same time the worm shaft 20 has a force to move in the longitudinal direction of the shaft. .

이때에도, 상기 웜샤프트(20)는 웜샤트프베어링(30,40)에 의해 구속되어 축의 길이방향으로 유동할 수 없기 때문에, 래틀소음(rattle noise)의 발생도 효과적으로 예방할 수 있게 된다.In this case, since the worm shaft 20 is restricted by the worm shaft bearings 30 and 40 and cannot flow in the longitudinal direction of the shaft, the occurrence of rattle noise can be effectively prevented.

이상과 같이, 본 발명의 실시예는 MDPS의 구성에서 소음발생을 예방할 수 있게 됨으로써 실내 정숙성을 보다 향상시킬 수 있게 되고, 아울러 상품에 대한 소비자의 신뢰를 더욱 높일 수 있는 장점이 있다.As described above, the embodiment of the present invention can prevent the occurrence of noise in the configuration of the MDPS can further improve the quietness of the room, and also has the advantage of further increasing the consumer's confidence in the product.

도 1은 종래의 전동식 파워 스티어링 시스템을 설명하기 위한 도면,1 is a view for explaining a conventional electric power steering system,

도 2는 본 발명 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템을 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining an electric power steering system according to an embodiment of the present invention.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

11 - 웜휠 15 - 모터11-worm wheel 15-motor

20 - 웜샤프트 21 - 웜휠결합부20-Worm shaft 21-Worm wheel coupling

22 - 유니버설조인트 23 - 모터결합부22-Universal Joint 23-Motor Coupling

30,40 - 웜샤프트베어링30,40-Worm shaft bearing

Claims (2)

웜휠과 치합을 이루면서 결합된 웜휠결합부, 일단은 상기 웜휠결합부와 유니버설조인트를 매개로 연결되고 타단은 모터의 축과 연결되어 상기 모터의 동력을 전달받아 회전하는 모터결합부로 구성된 웜샤프트와;A worm shaft comprising a worm wheel coupling portion engaged with the worm wheel, one end of which is connected through the worm wheel coupling portion and a universal joint, and the other end of which is connected to the shaft of the motor to receive the power of the motor and rotate the motor coupling portion; 상기 웜휠결합부와 상기 모터결합부에 각각 결합되면서 하우징에 고정되도록 설치되는 한 쌍의 웜샤프트베어링;A pair of worm shaft bearings fixed to a housing while being coupled to the worm wheel coupling portion and the motor coupling portion, respectively; 을 포함하는 전동식 파워 스티어링 시스템.Electric power steering system comprising a. 청구항 1에 있어서, 상기 웜샤프트베어링은,The method of claim 1, wherein the worm shaft bearing, 상기 웜휠결합부와 상기 모터결합부의 외주면에 각각 압입 결합되는 내륜과;An inner ring press-fitted to the outer circumferential surfaces of the worm wheel coupling portion and the motor coupling portion; 상기 하우징에 고정 결합되는 외륜과;An outer ring fixedly coupled to the housing; 상기 내,외륜에 구비된 베어링홈속에 설치되어 상기 내,외륜의 상대회전을 가능하게 하는 다수개의 볼베어링으로 구성되는데;A plurality of ball bearings installed in the bearing grooves provided in the inner and outer rings to enable relative rotation of the inner and outer rings; 상기 베어링홈은 상기 볼베어링의 바깥 둘레면과 동일한 크기의 원호로 형성된 것;The bearing groove is formed of an arc of the same size as the outer peripheral surface of the ball bearing; 을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템.Electric power steering system characterized in that.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20150005041A (en) 2013-07-04 2015-01-14 현대모비스 주식회사 Motor driven power steering system
CN109773978A (en) * 2019-03-01 2019-05-21 长安大学 A kind of cutter device and its application method for concrete modular projects

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