KR20150024995A - Coupler for coupling motor shaft for motor-driven power steering and worm shaft - Google Patents

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KR20150024995A KR20130102075A KR20130102075A KR20150024995A KR 20150024995 A KR20150024995 A KR 20150024995A KR 20130102075 A KR20130102075 A KR 20130102075A KR 20130102075 A KR20130102075 A KR 20130102075A KR 20150024995 A KR20150024995 A KR 20150024995A
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Abstract

The present invention relates to a coupler to connect a motor shaft and a worm shaft for a motor-driven power steering system and, more specifically, to a coupler to connect a motor shaft and a worm shaft for a motor-driven power steering system capable of improving a compensation of a misalignment between a motor and the worm shaft for the motor-driven power steering system. For the above effect, provided is a coupler to connect a motor shaft and a worm shaft for a motor-driven power steering system, which comprises: a cross shaft consisting of a pair of shafts perpendicular to each other; a first and a second yoke with yoke arms having coupling holes facing each other; the motor shaft inserted into the coupling hole of the first yoke; and the worm shaft inserted into the coupling hole of the second yoke, wherein the yoke arms are able to be rotated by being hinged on both ends of the respective shafts.

Description

전동식 파워스티어링 시스템용 모터 샤프트와 웜 샤프트를 연결하기 위한 커플러{COUPLER FOR COUPLING MOTOR SHAFT FOR MOTOR-DRIVEN POWER STEERING AND WORM SHAFT}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a coupler for coupling a motor shaft and a worm shaft for an electric power steering system,

본 발명은 전동식 파워스티어링 시스템용 모터 샤프트와 웜 샤프트를 연결하기 위한 커플러에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전동식 파워스티어링 시스템용 모터와 웜 샤프트 간의 미스얼라인먼트(misalignment) 보상을 향상시킬 수 있는 전동식 파워스티어링 시스템용 모터 샤프트와 웜 샤프트를 연결하기 위한 커플러에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a coupler for connecting a motor shaft for an electric power steering system and a worm shaft. More particularly, the present invention relates to an electric power steering device for improving misalignment compensation between a motor for an electric power steering system and a worm shaft And a coupler for connecting the motor shaft and the worm shaft for the system.

일반적으로 도 1에 도시한 바와 같이 종래기술에 의한 MDPS(Motor-Driven Power Steering) 모터 커플러(10)는 탄성 재질로 이루어져 있으며, 웜 샤프트(20)와 모터 샤프트(30) 사이에 장착되어 모터 토크를 웜 샤프트(20)에 전달한다. 이때, 상기 모터 MDPS 모터 커플러(10)는 모터 샤프트(30)와 웜 샤프트(20)의 미스얼라인먼트(misalignment)를 흡수하는 기능이 요구된다.1, a conventional motor-driven power steering (MDPS) motor coupler 10 is made of an elastic material and mounted between a worm shaft 20 and a motor shaft 30, To the worm shaft (20). At this time, the motor MDPS motor coupler 10 is required to absorb misalignment between the motor shaft 30 and the worm shaft 20.

특히, 래틀(rattle) 방지를 위한 anti-rattle 구조가 있는 MDPS 시스템에서는 웜 샤프트(20)가 웜 휠(40) 방향으로 틸팅(tilting)되므로 모터 샤프트(30)와 웜 샤프트(20) 간의 미스얼라인먼트 보상이 더욱 중요하게 되어 보다 탄성력 있는 구조와 재질이 요구된다.Particularly, in the MDPS system having an anti-rattle structure for preventing rattle, the warm shaft 20 is tilted toward the worm wheel 40, so that misalignment between the motor shaft 30 and the worm shaft 20 Compensation becomes more important and more resilient structures and materials are required.

하지만 커플러(10)의 탄성이 증대될 수록 모터 토크가 웜 샤프트(20)에 전달되는 속도가 느려질 뿐만 아니라, 조향 장치의 응답성 악화로 인한 조향감이 저하되는 문제점이 발생된다.However, as the elasticity of the coupler 10 increases, the speed at which the motor torque is transmitted to the worm shaft 20 is slowed down, and the steering feeling due to deterioration of the responsiveness of the steering apparatus is reduced.

이와 반대로, 조향감을 개선하기 위하여 강성이 높은 커플러를 적용하더라도 웜 샤프트(20)의 틸팅이 원활하게 이루어지지 못함으로써 웜 샤프트(20) 및 웜 휠(40)의 치간 래틀 소음이 유발될 수 있으며, 모터 샤프트(30) 및 웜 샤프트(20) 치합 불량에 의한 MDPS 작동 시 소음이 유발될 수 있다.
Conversely, even if a coupler having a high rigidity is applied to improve the steering feeling, the tilting of the worm shaft 20 can not be performed smoothly, so that interdental rattle noise of the worm shaft 20 and the worm wheel 40 can be caused, Noise may be generated during operation of the MDPS due to the engagement failure of the motor shaft 30 and the worm shaft 20. [

한국공개특허 10-2006-0035868Korean Patent Laid-Open No. 10-2006-0035868 한국등록특허 10-0621347Korean Patent No. 10-0621347

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 커플러 강성을 획기적으로 증대하여 조향감을 개선시킴과 동시에 웜 샤프트와 모터 샤프트 간의 미스얼라인먼트 보상을 극대화함으로써 MDPS 작동 이음을 예방하고, 웜 샤프트 및 웜 휠 치간 래틀 소음을 개선할 수 있는 전동식 파워스티어링 시스템용 모터 샤프트와 웜 샤프트를 연결하기 위한 커플러를 제공하는데 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to improve the steering feel by drastically increasing coupler rigidity and to maximize the misalignment compensation between the worm shaft and the motor shaft, And to provide a coupler for connecting a motor shaft for an electric power steering system and a worm shaft, which can improve joint noise and improve rattle noise between a worm shaft and a worm wheel.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 전동식 파워스티어링 시스템용 모터 샤프트와 웜 샤프트를 연결하기 위한 커플러는 상호 직교하는 한 쌍의 축으로 이루어지는 십자축,상기 각각의 축의 양단에 회전 가능하도록 각각 힌지 결합되는 결합 홀이 상호 마주보도록 배치되는 요크 암을 갖는 제1, 2 요크, 상기 제1 요크의 결합 홀에 삽입되는 모터 샤프트 및 상기 제2 요크의 결합 홀에 삽입되는 웜 샤프트를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a coupler for connecting a motor shaft and a worm shaft for an electric power steering system according to an embodiment of the present invention. The coupler includes a cross shaft having a pair of mutually orthogonal axes, A first yoke, a motor shaft inserted into a coupling hole of the first yoke, and a worm shaft inserted into a coupling hole of the second yoke, wherein the coupling holes are hinged to each other, .

또한, 상기 제1 요크 및 제2 요크와 모터 샤프트 및 웜 샤프트 간의 결합은 각각 세레이션으로 결합되는 것을 특징으로 한다.Further, the coupling between the first yoke and the second yoke, the motor shaft, and the worm shaft is serially connected.

또한, 제1 요크와 모터 샤프트의 사이 및 제2 요크와 웜 샤프트의 사이에는 각각 탄성 부재가 개재되는 것을 특징으로 한다.Further, elastic members are interposed between the first yoke and the motor shaft and between the second yoke and the warm shaft, respectively.

또한, 상기 탄성 부재는 중앙이 천공된 도넛 형상인 것을 특징으로 한다.Further, the elastic member is characterized in that it is in the form of a donut having a center hole.

또한, 상기 모터 샤프트의 단부에는 상기 제1 요크의 결합 홀의 내주면에 끼워질 수 있도록 결합 돌기가 돌출 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, a coupling protrusion is protruded from the end of the motor shaft so as to be fitted to the inner circumferential surface of the coupling hole of the first yoke.

또한, 상기 웜 샤프트의 단부에는 상기 제2 요크의 결합 홀의 내주면에 끼워질 수 있도록 결합 돌기가 돌출 형성되는 것을 특징으로 한다.
Further, an engaging protrusion is protruded from the end of the worm shaft so as to be fitted to the inner circumferential surface of the coupling hole of the second yoke.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 전동식 파워스티어링 시스템용 모터 샤프트와 웜 샤프트를 연결하기 위한 커플러에 의하면, 모터 토크의 웜 샤프트 전달 속도를 증대하여 조향 응답성을 개선함으로써 조향감을 향상시킬 수 있다.As described above, according to the coupler for connecting the motor shaft and the worm shaft for the electric power steering system according to the present invention, the steering feeling can be improved by improving the steering responsiveness by increasing the worm shaft transmission speed of the motor torque.

또한, 웜 샤프트와 모터 샤프트의 축 미스얼라인먼트 보상 기능을 개선하여 각종 감속기 이음 및 소음을 개선할 수 있다.In addition, it is possible to improve the misalignment compensation function between the worm shaft and the motor shaft to improve various reducer coupling and noise.

도 1은 종래기술에 의한 전동식 파워스티어링 시스템용 모터 샤프트와 웜 샤프트를 연결하기 위한 커플러를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 전동식 파워스티어링 시스템용 모터 샤프트와 웜 샤프트를 연결하기 위한 커플러를 나타낸 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 전동식 파워스티어링 시스템용 모터 샤프트와 웜 샤프트를 연결하기 위한 커플러를 나타낸 결합 사시도이다.1 is a perspective view showing a coupler for connecting a motor shaft and a worm shaft for an electric power steering system according to the related art.
2 is an exploded perspective view showing a coupler for connecting a motor shaft and an electric motor shaft for a power steering system according to an embodiment of the present invention.
3 is an assembled perspective view illustrating a coupler for connecting a motor shaft for an electric power steering system and a worm shaft according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 전동식 파워스티어링 시스템용 모터 샤프트와 웜 샤프트를 연결하기 위한 커플러를 나타낸 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 전동식 파워스티어링 시스템용 모터 샤프트와 웜 샤프트를 연결하기 위한 커플러를 나타낸 결합 사시도이다.FIG. 2 is an exploded perspective view showing a coupler for connecting a motor shaft and a warm shaft for an electric power steering system according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is an exploded perspective view of a motor shaft for an electric power steering system according to an embodiment of the present invention. And a coupler for connecting the worm shaft with the worm shaft.

도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 의한 전동식 파워스티어링 시스템용 모터 샤프트와 웜 샤프트를 연결하기 위한 커플러는 십자축(100), 제1 요크(110), 제2 요크(120), 상기 제1 요크(110)에 결합되는 모터 샤프트(200) 및 상기 제2 요크(120)에 결합되는 웜 샤프트(300)를 포함한다.2 and 3, a coupler for connecting a motor shaft for an electric power steering system and a worm shaft according to an embodiment of the present invention includes a cross shaft 100, a first yoke 110, A motor shaft 200 coupled to the first yoke 110 and a worm shaft 300 coupled to the second yoke 120.

상기 십자축(100)은 상호 직교하는 한 쌍의 축으로 이루어진다. 또한, 상기 십자축(100)의 각축 양단에 회전 가능하도록 상기 제1 요크(110) 및 제2 요크(120)가 결합된다.The cross shaft 100 is composed of a pair of shafts orthogonal to each other. The first yoke 110 and the second yoke 120 are coupled to be rotatable at both ends of each axis of the cross shaft 100.

이때, 상기 제1 요크(110)는 상기 십자축(100)의 어느 하나의 축에 대하여 회전 가능하도록 상호 마주보는 요크 암(114)을 구비한다. 또한, 상기 제2 요크(120)는 상기 십자축(100)의 다른 축에 대하여 회전 가능하도록 상호 마주보는 요크 암(124)을 구비한다. 즉 상기 십자축(100)에 대하여 상호 직교하는 2개의 축에 대하여 회전 가능한 2개의 요크는 통상적으로 적용할 수 있는 유니버설 조인트를 의미한다.At this time, the first yoke 110 has a yoke arm 114 facing each other so as to be rotatable with respect to any one axis of the cross shaft 100. The second yoke 120 is provided with a yoke arm 124 facing each other so as to be rotatable with respect to the other axis of the cross shaft 100. That is, two yokes rotatable about two axes that are mutually orthogonal to each other with respect to the cross shaft 100 refer to a universal joint that is generally applicable.

상기 제1 요크(110)와 제2 요크(120)는 각각 상기 모터 샤프트(200) 및 웜 샤프트(300)가 관통 결합될 수 있도록 관통 홀(111)을 구비한다. 이때, 상기 모터 샤프트(200)와 웜 샤프트(300)는 각각 세레이션으로 결합함으로써 토크 전달 강성을 높일 수 있다.The first yoke 110 and the second yoke 120 are provided with through holes 111 so that the motor shaft 200 and the worm shaft 300 can be coupled to each other. At this time, the motor shaft 200 and the worm shaft 300 are coupled with each other by serration, thereby enhancing the torque transmission rigidity.

여기서, 상기 모터 샤프트(200)의 제1 요크(110) 측 단부에는 상기 제1 요크(110)의 관통 홀(111)에 삽입될 수 있도록 결합 돌기(210)가 형성되고, 상기 웜 샤프트(300)의 제2 요크(120) 측 단부에는 상기 제2 요크(120)의 관통 홀(111)에 삽입될 수 있도록 결합 돌기(210)가 형성될 수 있다.A coupling protrusion 210 is formed at an end of the motor shaft 200 on the side of the first yoke 110 so as to be inserted into the through hole 111 of the first yoke 110, The coupling protrusion 210 may be formed at the end of the second yoke 120 on the side of the second yoke 120 so as to be inserted into the through hole 111 of the second yoke 120.

또한, 상기 제1 요크(110)와 모터 샤프트(200)의 사이 및 제2 요크(120)와 웜 샤프트(300)의 사이에는 각각 탄성 부재(150, 160)가 개재될 수 있다. 상기 탄성 부재(150, 160)는 소정의 탄성을 갖는 수지 재질로 이루어짐으로써 상기 제1 요크(110)와 제2 요크(120) 및 모터 샤트프(200)와 웜 샤프트(300) 간에 회전 시 발생되는 마찰에 의한 래틀 소음을 감소시킬 수 있다. 즉 상기 웜 샤프트(300)와 웜 휠(400)가 치합되어 회전하는 과정에서 발생되는 틸팅에 의한 소음이 감소하게 된다. 또한, 상기 탄성 부재(150, 160)는 중앙이 천공되어서 상기 모터 샤프트(200)의 결합 돌기(210) 및 웜 샤프트(300)의 결합 돌기(210)에 각각 삽입되어 압착될 수 있는 도넛 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.In addition, elastic members 150 and 160 may be interposed between the first yoke 110 and the motor shaft 200 and between the second yoke 120 and the worm shaft 300, respectively. The elastic members 150 and 160 are made of a resin material having elasticity so that the first yoke 110 and the second yoke 120 and the motor shaft 200 and the worm shaft 300 rotate It is possible to reduce the rattle noise caused by the friction. That is, the noise caused by the tilting generated in the process of rotating the worm shaft 300 and the worm wheel 400 is reduced. The elastic members 150 and 160 are inserted into the coupling protrusions 210 of the motor shaft 200 and the coupling protrusions 210 of the worm shaft 300, .

아울러, 상기 십자축(100)의 각 단부에는 각각 환형의 단턱이 형성되고, 상기 단턱에 각각 컵 형상의 베어링 캡(131, 132)이 씌워질 수 있다. 이러한 베어링 캡(131, 132)의 내주면에는 포켓(미도시)이 형성되고, 상기 포켓에는 원주를 따라 균등 간격으로 배치되는 복수개의 니들 베어링(미도시)이 설치됨으로써 상기 제1 요크(110)와 제2 요크(120)의 요크 암(124)이 상기 십자축(100)에 대하여 원활하게 회전할 수 있도록 한다.Further, each of the ends of the cross shaft 100 is formed with an annular step, and cup-shaped bearing caps 131 and 132 can be respectively attached to the step. Pockets (not shown) are formed on the inner circumferential surfaces of the bearing caps 131 and 132. The pockets are provided with a plurality of needle bearings (not shown) arranged at regular intervals along the circumference of the pockets, So that the yoke arm 124 of the second yoke 120 can be smoothly rotated with respect to the cruciform axis 100.

이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, And all changes to the scope that are deemed to be valid.

100: 십자축
110: 제1 요크
111: 결합 홀
114: 제1 요크 암
120: 제2 요크
124: 제2 요크 암
131, 132: 베어링 캡
150: 탄성 부재
160: 탄성 부재
200: 모터 샤프트
210: 결합 돌기
300: 웜 샤프트
310: 결합 돌기
400: 웜 휠100: Cross axis
110: first yoke
111: Coupling hole
114: first yoke arm
120: second yoke
124: second yoke arm
131, 132: bearing cap
150: elastic member
160: elastic member
200: Motor shaft
210: engaging projection
300: Worm shaft
310: engaging projection
400: Worm wheel

Claims (6)

상호 직교하는 한 쌍의 축으로 이루어지는 십자축;
상기 각각의 축의 양단에 회전 가능하도록 각각 힌지 결합되는 결합 홀이 상호 마주보도록 배치되는 요크 암을 갖는 제1, 2 요크;
상기 제1 요크의 결합 홀에 삽입되는 모터 샤프트; 및
상기 제2 요크의 결합 홀에 삽입되는 웜 샤프트를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워스티어링 시스템용 모터 샤프트와 웜 샤프트를 연결하기 위한 커플러.A cross shaft comprising a pair of mutually orthogonal axes;
First and second yokes each having a yoke arm disposed such that coupling holes that are hinged to be rotatable at both ends of the respective axes face each other;
A motor shaft inserted into a coupling hole of the first yoke; And
And a worm shaft inserted into a coupling hole of the second yoke. The coupler for connecting the motor shaft and the worm shaft for an electric power steering system. 제1항에 있어서,
상기 제1 요크 및 제2 요크와 모터 샤프트 및 웜 샤프트 간의 결합은 각각 세레이션으로 결합되는 것을 특징으로 하는 전동식 파워스티어링 시스템용 모터 샤프트와 웜 샤프트를 연결하기 위한 커플러.The method according to claim 1,
Wherein the coupling between the first yoke and the second yoke, and between the motor shaft and the worm shaft is serially connected. The coupling of the motor shaft and the worm shaft for an electric power steering system is characterized in that: 제1항에 있어서,
제1 요크와 모터 샤프트의 사이 및 제2 요크와 웜 샤프트의 사이에는 각각 탄성 부재가 개재되는 것을 특징으로 하는 전동식 파워스티어링 시스템용 모터 샤프트와 웜 샤프트를 연결하기 위한 커플러.The method according to claim 1,
Wherein a resilient member is interposed between the first yoke and the motor shaft and between the second yoke and the worm shaft, and a coupler for connecting the motor shaft and the worm shaft for an electric power steering system. 제3항에 있어서,
상기 탄성 부재는 중앙이 천공된 도넛 형상인 것을 특징으로 하는 전동식 파워스티어링 시스템용 모터 샤프트와 웜 샤프트를 연결하기 위한 커플러.The method of claim 3,
Wherein the resilient member has a donut shape with a center hole formed therein, and a coupler for connecting the motor shaft and the worm shaft for an electric power steering system. 제1항에 있어서,
상기 모터 샤프트의 단부에는 상기 제1 요크의 결합 홀의 내주면에 끼워질 수 있도록 결합 돌기가 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 전동식 파워스티어링 시스템용 모터 샤프트와 웜 샤프트를 연결하기 위한 커플러.The method according to claim 1,
Wherein a coupling protrusion is formed on an end of the motor shaft so as to be fitted to an inner circumferential surface of a coupling hole of the first yoke, and a coupler for connecting the motor shaft and the worm shaft for an electric power steering system. 제1항에 있어서,
상기 웜 샤프트의 단부에는 상기 제2 요크의 결합 홀의 내주면에 끼워질 수 있도록 결합 돌기가 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 전동식 파워스티어링 시스템용 모터 샤프트와 웜 샤프트를 연결하기 위한 커플러.The method according to claim 1,
And a coupling protrusion protruding from an end surface of the worm shaft so as to be fitted to an inner circumferential surface of a coupling hole of the second yoke, and a coupler for connecting the motor shaft and the worm shaft.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20190034926A (en) 2017-09-25 2019-04-03 주식회사 만도 Steering shaft of vehicle

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