KR20120058808A - Ｅｐｓ모터의 베어링 결합 구조 및 결합 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 EPS모터 하우징의 포켓부와 베어링의 사이의 공차에 의한 갭을 제거하여 부품 조립의 정밀도를 향상하고 소음을 저감할 수 있는 EPS모터의 베어링 결합 구조에 관한 것으로, 하우징의 하측에 결합되는 베어링을 통해 회전축의 회전을 지지하는 EPS모터의 베어링 결합 구조로서, 상기 하우징의 저면에서 상측으로 절곡되어 형성되고 상기 베어링의 외주면을 내벽에서 지지하도록 내부에 원통 형상의 공간을 이루는 베어링 포켓을 포함하고, 상기 베어링 포켓의 내벽과 상기 베어링의 외주면 사이의 갭은 코킹에 의해 상기 내벽이 내주측으로 변형되어 제거되는 EPS모터의 베어링 결합 구조를 제공한다. 따라서, 베어링과 하우징 간의 결합력이 강화될 수 있어, 모터의 조립 및 작동 신뢰성이 향상된다.

Description

ＥＰＳ모터의 베어링 결합 구조 및 결합 방법{BONDING STRUCTURE AND METHOD OF BEARING FOR EPS MOTOR}

본 발명은 EPS모터의 하우징과 베어링의 결합 구조 및 결합 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 EPS모터 하우징의 포켓부와 베어링의 사이의 공차에 의한 갭을 제거하여 부품 조립의 정밀도를 향상하고 소음을 저감할 수 있는 EPS모터의 베어링 결합 구조 및 결합 방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 조향의 안정성을 보장하기 위한 장치로 별도의 동력으로 보조하는 조향장치가 사용된다. 기존에는 이와 같은 보조 조향장치를 유압을 이용한 장치로 사용하였으나, 최근에는 동력의 손실이 적고 정확성이 우수한 전동식 조향장치(Electronic Power Streeing System}가 사용된다.

상기와 같은 전동식 조향장치(EPS)는 차속센서, 토크 앵글센서 및 토크센서 등에서 감지한 운행조건에 따라 전자제어장치(Electronic Control Unit)에서 모터를 구동하여 선회 안정성을 보장하고 신속한 복원력을 제공함으로써 운전자로 하여금 안전한 주행이 가능하도록 한다.

도 1은 종래기술에 따른 EPS모터의 측단면도이다. 도시된 바와 같이 대략 원통 형상으로 상부가 개방된 형상의 하우징(1)과 상기 하우징의 상부에 결합하는 브라켓(2)이 그 외형을 이룬다.

상기 하우징(1)과 브라켓(2)에는 회전축(3)이 각각 지지된다. 상기 회전축(3)의 상부에는 차량의 조향축이 연결되어 상기한 바와 같이 조향을 보조하는 동력을 제공하게 된다.

상기 회전축(3)의 외주면에는 코어와 마그네트로 이루어진 로터(5)가 배치되고, 하우징(1)의 내주면에는 코어와 코일로 이루어진 스테이터(4)가 결합되어 상기 로터(5)의 외주면에서 전자기력을 제공한다.

상기 스테이터에 전류가 인가되면 로터와 스테이터의 전자기적 상호작용에 의하여 로터(5)가 회전하면 회전축(3)을 회전되면서 조향축의 회전을 보조하게 된다.

상기 회전축(3)은 하우징(1)의 상측과 하측에서 각각 베어링(6, 7)에 의해 지지되는데, 상부 베어링(6)과 하부 베어링(7) 사이에는 동심을 유지하여야 로터(5)의 원활한 회전이 가능하다.

하우징(1)에 직접 결합하는 하부 베어링(7)의 경우, 하우징(1)의 소정 부위에 압입되는 방식으로 결합하여 회전축(3)을 하측에서 회전지지하게 되는데, 하우징(1)은 일반적으로 딥드로잉을 통한 프레스물로 제작되어 저렴하게 생산되는 반면 치수 정밀도가 떨어지는 문제가 있었다.

이에 따라, 하부 베어링(7)과 하우징(1) 간에 조립 공차가 발생하게 되고, 이는 회전 정밀도를 악화시켜 소음을 유발하는 문제가 있었다.

또한, 이러한 경우 하부 베어링이 조립과정이나 작동 과정에서 손상되는 문제도 발생하였다.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 하우징과 베어링 간에 견고하게 결합할 수 있는 구조를 가짐으로써 회전축의 회전지지가 정확하게 이루어지고, 작동간에 소음 발생과 베어링의 손상을 방지할 수 있는 EPS모터의 베어링 결합 구조와 함께 결합 방법을 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명에 따른 EPS모터의 베어링 결합 구조는, 하우징의 하측에 결합되는 베어링을 통해 회전축의 회전을 지지하는 EPS모터의 베어링 결합 구조로서, 상기 하우징의 저면에서 상측으로 절곡되어 형성되고 상기 베어링의 외주면을 내벽에서 지지하도록 내부에 원통 형상의 공간을 이루는 베어링 포켓을 포함하고, 상기 베어링 포켓의 내벽과 상기 베어링의 외주면 사이의 갭은 코킹에 의해 상기 내벽이 내주측으로 변형되어 제거되는 EPS모터의 베어링 결합 구조를 제공한다. 따라서, 베어링과 하우징 간의 결합력이 강화될 수 있어, 모터의 조립 및 작동 신뢰성이 향상된다.

또한, 본 발명에 따른 EPS모터의 베어링 결합 구조는, 상기 코킹에 의해 상기 베어링 포켓의 내벽에서 내주측으로 돌출되어 형성되는 융기부 또는 돌부를 더 포함하는 EPS모터의 베어링 결합 구조를 제공한다.

한편, 본 발명에 따른 EPS모터의 베어링 결합 방법은, 하우징의 하측에 베어링을 결합하는 EPS모터의 베어링 결합 방법으로서, 상기 베어링을 하우징의 저면에 형성된 베어링 포켓에 삽입하는 단계와, 상기 베어링 포켓의 외벽에서 코킹하여 내벽과 상기 베어링의 외주면 사이의 갭을 제거하는 단계로 구성된 EPS모터의 베어링 결합 방법을 제공한다. 따라서, 베어링과 하우징 간의 갭을 효과적이고 간단한 방법을 통해 제거할 수 있으므로, 조립 신뢰성이 향상되는 동시에 생산에 효율이 향상되는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 EPS모터의 베어링 결합 방법은, 상기 삽입하는 단계는, 상기 베어링을 상기 베어링 포켓의 내부에 압입하는 방식으로 이루어지는 EPS모터의 베어링 결합 방법을 제공한다.

전술한 내용과 같이 구성된 본 발명에 따른 EPS모터의 베어링 결합 구조와 결합 방법은 하우징과 베어링 간의 결합이 긴밀하게 이루어질 수 있고, 삽입과정에서 손상을 방지할 수 있는 구조를 가짐으로써, 하우징 제작시나 베어링 조립시에 오차가 발생한 경우라도 긴밀한 결합력을 가지게 되고, 회전축의 회전지지가 정확하게 이루어짐으로써 소음과 베어링의 손상을 방지하여 모터의 작동 신뢰성이 보장되는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 따른 EPS모터를 나타내는 측단면도.
도 2는 본 발명에 따른 EPS모터의 베어링 결합 구조를 나타내는 측단면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 EPS모터의 베어링 결합 구조를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 EPS모터의 베어링 결합 구조를 나타내는 측단면도이다.

하우징(10)은 상부가 개방된 대략 원통 형상으로 이루어지며, 내부에 스테이터(도 1의 4)를 수용하며 지지한다. 이하, 상기 하우징(10)의 개구가 형성된 부위를 상부로, 하부 베어링(70)이 결합하는 부위를 하부로 정의한다.

상기 하우징(10)은 금속재질로 형성되며, 일반적으로 열전도성이 높은 알루미늄으로 형성된다.

상기 하우징(10)의 하부 내측에는 대략 원통 형상의 공간인 베어링 포켓(80)이 형성되는데, 하부 베어링(70)이 삽입되어 지지할 수 있는 공간이다.

따라서, 하우징(10)의 하부는 중심축 부근에서 원통형 공간을 형성하기 위해 상방으로 절곡되는 방식으로 베어링 포켓(80)이 형성되는데, 하우징이 프레스 가공되는 경우에 정밀도가 떨어지는 문제가 있음은 상기한 바와 같다.

하부 베어링(70)은 대략 링 형상으로 이루어져 내부의 공간에 회전축(30)의 하단을 회전지지한다.

상기 하부 베어링(70)은 외주면에서 상기 베어링 포켓(80)의 내벽에 밀착되어 지지되고, 결합과정에서 상측에서 하측으로 압입되는 방식으로 결합된다. 다만, 후술할 바와 같이 베어링 포켓(80)과 하부 베어링(70)의 갭을 삽입 이후에 제거하는 공정이 추가되는 경우, 압력을 가하지 않고 압입할 수도 있음은 물론이다.

이 경우, 조립 과정에서 베어링(70)의 손상이 최소화될 수 있는 이점이 있음에 유의하여야 한다.

상기와 같이 하우징, 특히 베어링 포켓(80)의 제작공차로 인하여 하부 베어링(70)의 결합 및 지지가 완전하지 못하게 되고 이에 따라 회전축(30)의 회전에 따른 소음 발생을 방지하기 위한 구조가 이하에서 구체적으로 설명된다.

상기 베어링 포켓(80)은 하부 베어링(70)의 하면을 마주보는 저면부와, 하부 베어링(70)의 외주면과 밀착하는 내벽 및 외부에서 볼때 하우징에서 상방으로 절곡되어 수직 벽체를 이루는 외벽으로 이루어진다.

제작 공차에 의하여 발생한 상기 베어링 포켓(80)의 내벽과 상기 하부 베어링(70)의 외주면 사이의 갭(Gap)은 코킹(caulking)에 의해 보강될 수 있다.

코킹(caulking)이란 밀착된 부품 사이의 기밀을 유지하기 위해 날끝이 뭉뚝한 코킹 정을 사용하여 가장자리 등을 쪼아서 틈새를 없애는 공정을 말하는 것으로 상기한 코킹 공정은 상기 베어링 포켓(80)의 외벽에서 내주방향 즉, 하부 베어링(70)이 결합된 방향으로 이루어지게 된다.

도 2에서 코킹의 방향은 화살표로 도시되며, 베어링 포켓(80)의 외벽의 양측에서 내주방향으로 힘을 가하되, 양측에서 동시에 이루어질 수도 있고, 원주방향을 따라 순차적으로 이루어질 수도 있다.

상기 코킹 공정의 결과 상기 베어링 포켓(80)의 내벽과 하부 베어링(70)의 외주면 사이의 갭은 완전히 메워질 수 있고, 경우에 따라 일부분에 결합력을 강화하는 형상으로 내벽이 내주방향으로 융기부 또는 돌부를 형성할 수도 있다.

이렇게 갭을 보완하는 형상은 하우징의 재질이나 코킹 정의 모양 또는 두드리는 강도나 횟수 등에 의해 다양하게 이루어질 수 있다.

상기한 바와 같이 베어링 포켓(80)에 베어링(70)을 결합하는 방법에 의한 과정을 설명하면, 하우징(10)의 하측에 프레스 방식 등을 통해 베어링 포켓(80)을 마련하고, 상기 베어링(70)을 하우징의 저면에 형성된 베어링 포켓(80)에 삽입하는 단계를 완료하면, 상기 베어링 포켓의 외벽에서 코킹하여 내벽과 상기 베어링의 외주면 사이의 갭을 제거하는 단계를 통해 밀착 및 결합력을 강화하게 된다.

한편, 상기 삽입하는 단계는 압입되는 방식으로 이루어질 수도 있고, 추후 코킹을 감안하여 압력을 가하지 않고 삽입되는 방식으로 이루어질 수도 있음은 물론이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 EPS모터의 베어링 결합 구조 및 결합방법에 의해, 하우징의 생산과정에서 오차를 보완할 수 있고, 결합의 견고성을 담보할 수 있으므로 작동 및 조립의 신뢰성이 향상되며, 특히 작동간에 소음 발생을 방지할 수 있는 이점이 있다.

이상에서, 본 발명은 실시예 및 첨부도면에 기초하여 상세히 설명되었다. 그러나, 이상의 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.

10...하우징 30...회전축
70...하부 베어링 80...베어링 포켓

Claims (4)

1. 하우징의 하측에 결합되는 베어링을 통해 회전축의 회전을 지지하는 EPS모터의 베어링 결합 구조로서,
   상기 하우징의 저면에서 상측으로 절곡되어 형성되고 상기 베어링의 외주면을 내벽에서 지지하도록 내부에 원통 형상의 공간을 이루는 베어링 포켓;을 포함하고,
   상기 베어링 포켓의 내벽과 상기 베어링의 외주면 사이의 갭은 코킹에 의해 상기 내벽이 내주측으로 변형되어 제거되는 EPS모터의 베어링 결합 구조.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 코킹에 의해 상기 베어링 포켓의 내벽에서 내주측으로 돌출되어 형성되는 융기부 또는 돌부;를 더 포함하는 EPS모터의 베어링 결합 구조.
   
3. 하우징의 하측에 베어링을 결합하는 EPS모터의 베어링 결합 방법으로서,
   상기 베어링을 하우징의 저면에 형성된 베어링 포켓에 삽입하는 단계와,
   상기 베어링 포켓의 외벽에서 코킹하여 내벽과 상기 베어링의 외주면 사이의 갭을 제거하는 단계로 구성된 EPS모터의 베어링 결합 방법.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 삽입하는 단계는, 상기 베어링을 상기 베어링 포켓의 내부에 압입하는 방식으로 이루어지는 EPS모터의 베어링 결합 방법.

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