KR930000718Y1 - 전동식 동력 조향 장치의 토오크 검출기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

전동식 동력 조향 장치의 토오크 검출기

제1도는 본 고안에 따른 토오크 검출기를 구비한 전동식 동력 조향 장치의 일부 파단 측면도.

제2도는 스풀과 작동 레버의 결합 상태의 단면도.

제3a도, 제3b도는 핀과 작동 레버의 상세한 결합 상태의 단면도.

제4a도, 제4b도는 전위차계의 내부 구성을 도시한 정면 단면도와 측단면도.

제5도는 브러시와 막형 저항체의 접속 상태의 평면도.

제6도는 토오크 검출기가 적용되는 종래 진동식 동력 조향 장치의 구성도.

제7도는 종래의 토오크 검출기를 구비한 전동식 동력 조향 장치의 일부 파단 측면도.

제8도는 토오크 검출기의 모델화한 출력 특성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 전동기 2 : 전자 클러치

4 : 제1소치차 5 : 제1대치차

6 : 중간축 7 : 제2소치차

8 : 제2대치차 9 : 피니온 출력축

10 : 제1유성치차 11 : 토션 바아

12 : 슬리이브축 13 : 선기어

14 : 제2유성치차 15 : 제1링기어

16 : 제2링기어 17 : 래크축

21 : 하우징 30 : 전위차계

30a : 검출 레버 30b : 핀구멍

30c : 모떼기 30e : 기판

30h : 브러시 홀더 30g : 브러시

30i : 안내부 30j : 귀환 스프링

33 : 스풀 35 : 동작 레버핀

38 : 핀

본 고안은 자동차의 전동식 동력 조향 장치에 관한 것으로, 특히 토오크 검출기에 관한 것이다.

종래의 전동식 동력 조향 장치에 있어서는 조향시에 조향 핸들에 발생하는 조향 토오크를 토오크 검출기에 의해 검출하고, 이 토오크 검출기로부터의 출력 신호에 대응하여 전동기를 구동하고, 조향측에 대해 동력 조달제어 하도록 구성되어 있다.

제6도는 토오크 검출기가 적용되는 전동식 동력 조향 장치의 구성도를 도시하며, 도면에 있어서, 1은 동력조달을 위한 전동기, 2는 이 전동기(1)의 출력축에 장착된 전자 클러치로서, 출력축(3)에 감속용 제1소치차(4)가 동축 고정되어 있다. 이 소치차(4)에 맞물린 제1대치차(5)가 중간축(6)의 일단부가 동축 고정되고, 중간축(6)의 타단부에 감속용 제2소치차(7)가 동축 고정되어 있다. 9는 피니온 출력축으로서, 이 출력축(9)의 일단부에 감속용 제2대치차(8)가 동축 고정되고, 상기 제2소치차(7)와 결합되어 있다. 또, 피니온 출력축(9)의 측단부에 형성된 플랜지부(9a)에 있어서 복수의 제1유성치차(10)가 핀(18)으로 결합되고, 피니온 출력축의 단부에 있어서 토션 바아(11)의 전단부가 삽입되는 동시에 핀(22)에 의해 쌍방이 서로 결합되어 있다. 토션 바아(11)의 후단부는 슬리이브(12)의 축중심에 형성된 중공부(24)에 삽입되고, 그 후단부에 있어서 핀(23)에 의해 쌍방이 서로 결합되어 있다. 슬리이브(12)의 선단부 외주에는 선기어(13)가 동축으로 헐겁게 끼워지고, 제1유성치차(10)와 맞물린다.

또, 제1유성치차(10)는 그 외주부가 하우징(21)에 고정된 제1링기어(15)와 맞물린다. 그리고, 슬리이브축(12) 중앙부에 형성한 플랜지부(12a)의 측면에 있어서 복수의 제2유성치차(14)가 핀(19)으로 결합되고, 상기 선기어(13) 및 하우징(21)과 결합되지 않고, 자유로운 제2링기어(16)와 맞물려 있다. 또, 상기 슬리이브축(12)의 축후단부에는 조향축(25)이 결합되고, 피니온 출력축(9)에는 조향 기어(도시않음)가 래크(17)로 결합되어 있다.

제7도는 종래의 토오크 검출기의 일예를 도시한 것으로, 30은 전위차계식 행정 센서이고, 이 전위차계(30)의 검출 레버(30a)가 스풀(33)의 우측 축단의 구멍에 압입 고정되고, 스풀(33)의 좌측에 스프링 받이구멍(33b)에 스풀(33)을 중립 위치로 유지하기 위한 스프링(34)이 삽입되고, 하우징(21)에 형성된 스풀 삽입구멍(32)중에 삽입하는 동시에 고정나사(36,37)에 의해 전위차계(30)는 하우징(21)에 고정되어 있다. 또, 스풀 삽입구멍(32)의 중앙부에 핀 삽입구멍(31)에 형성되어 있다. 35는 스풀(33)중앙부에 삽입된 작동 레버핀이고, 이 핀(35) 선단부(35a)가 제2링기어(16)의 외주부에 형성된 절결부(16a)에 결합되어 있다. 상기 구성에 의해, 작동레버핀(16a)은 제2링기어(l6)와 함께 좌우 방향으로 구동되기 때문에 스풀(33) 및 검출 레버(30a)도 좌우 방향으로 이동한다.

다음에 종래의 토오크 검출기의 동작에 대해 설명한다.

예를 들면, 지금 피니온 출력축(9)에 조향기어(도시않음) 및 래크(17)를 거처 부하 토오크가 전달되고 있는 상태이고, 핸들 조작이 행해져 조향축(25)에 조향 토오크가 작용한 경우를 생각해본다.

(가) 조향 토오크 부하 토오크보다 작은 경우에는 핸들의 조향 토오크가 슬리브(12)의 입력단(우단부)에 전달되는 동시에 피니온 출력축(9)에는 부하 토오크가 작용하기 때문에 토오크 검출용 토션 바아(11)는 이들 부하 토오크와 조향 토오크의 차에 비례하여 비틀림 변형을 받는다. 따라서 슬리이브축(12)의 플랜지부(12a)에 핀(19)으로 결합된 제2유성치차(14)는 슬리이브(12)의 비틀림 변형에 응동하여 회전 변위하려 하고, 이에 맞물린 선기어(13)를 회전시키려 하지만 이 선기어(13)에는 제2유성치차(10)를 거쳐 피니온 출력축(9)이 결합하고, 이 피니온 출력축(9)에는 부하 토오크가 작용하고 있으며, 또 부하 토오크쪽이 조향 토오크보다 크기때문에, 피니온 출력축(9)은 로크 상태가 되며, 이에 의해 제1유성치차(10)의 회전은 저지되는 동시에 선기어(13)의 회전도 방지된다.

이 때문에, 제2유성치차(14)는 제2링기어(l6)를 회전 변위시키게 된다. 이 결과, 제2링기어(16)에 결합한 작동레버핀(35)도 링기어의 회전 방향으로 변위된다. 그리고 이 레버핀(35)의 변위에 연동하여 전위차계(30)의 검출 레버(30a)도 같은 방향으로 구동 변위된다. 따라서, 조향 토오크에 비례한 토션 바아(11)의 비틀림변위가 최종적으로 전위차계의 행정 변화로 변환되고, 이 행정 변위를 전기 출력 형태로 취출하면 전기 출력은 조향 토오크에 비례한 양이 되며, 선형 토오크 검출기가 얻어진다.

(나) 조향 토오크가 미소한 경우에 있어서는, 조향 토오크에 의한 토션 바아(11)의 비틀림 변형은 발생하지 않고, 따라서 제2링기어(16)의 회전 변위도 생기지 않기 때문에, 토오크 검출은 불가능하게 된다.

즉, 토션 바아(11)의 비틀림 변형이 발생하지 않는 미소 토오크 밤위에서는 토오크 검출기의 움직임이 거의없다.

(다) 조향 토오크가 현저히 큰 경우에 있어서는 작동 레버핀(35)의 행정 범위는 작동 레버핀 삽입구멍(31)의 내경으로 규제되고 있으며, 이 범위를 초과하는 토션 바아의 변형에 대응한 조향 토오크의 검출은 불가능하게된다. 즉, 조향 토오크의 검출에도 상한이 설정되어 있다. 이상의 작용에서 토오크 검출기의 토오크 특성을 모델화하여 제8도에 도시한 바와 같이 된다.

그런데, 상기와 같은 종래의 토오크 검출기에 있어서는 검출기 출력의 직선성이 얻어지기 어렵다는 것, 또 전위차계 방식의 경우는 조립시 등에 발생하는 축의 편심등에 의해 접촉 저항이 변동하고, 출력 신호에 편차분이 포함되어 출력 변동의 원인이 되는 것, 또 전위차계(30)의 검출 레버(30a)는 스풀(33)의 계합구멍(33a)에 압입 고정되어 있으므로 예를 들면 이 계합구멍(33a)이 편심하여 가공되어 있으면 전위차계의 검출 레버(30a)도 편심 구동되고, 이 때문에 편심량이 큰 경우는 작동 불량이 되며, 또 편심량이 작은 경우에도 검출 레버(30a)와 하우징(21)의 마모를 증대시키는 결과, 브러시의 접촉 불량등의 동작 불량의 요인도 되어 토오크 검출기의 신뢰성도 저하한다는 문제가 있었다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 이루어진것으로, 검출기 출력의 직선성이 얻어지고, 또 신뢰성 향상을 도모할 수 있는 동시에 고장 방지 기능을 갖는 전동식 동력 조향 장치의 검출기를 얻는 것을 목적으로 한다.

본 고안에 관한 전동식 동력 조향 장치의 토오크 검출기는 제2링기의 구동 레버와 전위차계의 검출 레버를 스풀을 거쳐 접속하는 동시에 스풀에 지지한 핀과 검출 레버를 만능 결합하고, 또 전위차계에 브러시 및 막형저항체로 이루어지는 검출부를 2조 구비한 것이다.

본 고안에 있어서는 상기와 같이 구성하였으므로 스풀의 핀축에 편심이 생겼다 해도 이 핀 축에 전위차계의 검출 레버가 만능 결합되어 있기 때문에, 검출 레버는 편심 구동되지도 않고, 따라서 전위차계내의 브러시와 저항체의 접촉 상태를 원활하게 행할 수 있다. 또 전위차계의 검출부를 2조 설치하였으므로 1조의 검출부가 고장나도 다른 1조의 검출부를 이용함으로써 검출기의 고장 방지 기능이 도모된다.

이하, 본 고안의 일실시예를 도면에 대해 설명한다. 제1도는 본 고안에 따른 토오크 검출기를 파단하여 도시한 전동식 동력 조향 장치의 측면도, 제2도는 토오크 검출기의 요부 부분 단면도를 도시한 것으로, 38은 스풀(33)의 우측단에 형성한 요부(33c)에 직교하여 관통 지지한 핀이며, 이 핀(38)에는 전위차계(30)의 검출 레버(30a) 선단부가 핀 결합되어 있다.

상세하게는 상기 핀(38)에 핀 결합되는 검출 레버(30a)의 핀구멍(30b)은 제3도에 확대 도시한 바와 같이 구멍의 상하부를 테이퍼형으로 모떼기(30c)가 실시되는 것에 의해 핀(38)과 검출 레버(30a)는 소위 만능 결합이 형해지고 있다. 또, 제1도에 있어서, 그밖의 부호는 제7도에 도시한 종래의 장치와 동일하므로 설명은 생략한다.

상기와 같이 구성한 본 고안에 따른 토오크 검출기는 스풀(33)에 대해 핀(38)에 편심하거나 혹은 스풀(33)에 형성한 요부(33c)가 편심하여 가공되고, 핀(38)이 제3a도, 제3b도에 도시한 바와 같이 Y-Y축으로부터 편심해도, 전위차계(30)의 검출 레버(30a)는 X-X축상에 유지되게 되며, 이 결과, 전위차계내의 브러시의 접촉불량이 생기지 않고, 내구성 및 신뢰성이 높은 토오크 검출기가 된다.

제4a도, 제4b도 및 제5도는 전위차계(30)의 실시예를 도시한 것으로 30g는 브러시, 30f는 브러시(30g)에 전기적으로 접속하는 막형 저항체이며 이들 브러시(30g) 및 막형 저항체(30f)는 검출부로서 2조 구성되어 있다. 30r은 도전체, 30n은 막형 저항체(30f)와 외부 인출핀(30p)과의 접속부, 30e는 막형 저항체(30f)와 도전체(30r) 및 접속부(30n)를 형성하는 기판이며, 접속부(30n)와 외부 인출핀(30p)의 전기적 접속은 외부 인출핀(30p)의 스프링 힘에 의해 유지되어 있다. 30d는 전위차계(30)의 하우징, 30h는 브러시(30g)를 유지하고 있는 브러시 홀더이며, 이 홀더(30h)는 검출 레버(30a)에 동축으로 하여 안내부(30i)에 유지되며 축방향으로 이동 가능하다. 30j는 브러시 홀더(30h)를 중립 위치에 유지하는 귀환 스프링, 30k는 외부 인출선이며 외부 인출핀(30p)과는 납땜으로 접속되어 있다. 301, 30m은 전위차계(30)의 부착부이다.

상기와 같이 구성한 전위차계(30)의 1조의 검출부가 접촉 불량등에 의해 검출 불능인 경우라도 다른 1조의 검출부를 이용함으로써 검출계의 고장 방지 기능을 얻을 수 있다.

이상과 같이 본 고안에 따르면 제2링기어의 구동 레버와 전위차계의 검출 레버를 스풀을 거쳐 핀과 검출레버를 만능 결합하여 전위차계의 브러시와 막형 저항체의 접촉 상태를 원할하게 행할 수 있다.

또, 브러시와 저항체의 검출계를 2조 구비한 고장 방지 기능을 갖게 하였으므로 검출기 출력의 직전성 및 내구성, 신뢰성이 향상한 전동식 동력 조향 장치의 토오크 검출기가 된다.

Claims (2)

1. 동력 조달용의 전동기(1)와, 이 전동기의 출력축에 끼워지는 전자 클러치(2)와, 전자 클러치에 의해 상기 출력축과 결합되는 출력축에는 동축으로 고정되어 있는 감속용 제1소치차(4)와, 이 소치차와 계합하는 제1대치차(5)와, 이 대치차를 동축척으로 고정하기 위한 중간축(6)과, 중간축의 타단부에는 동축척으로 고정되는 제2소치차(7)와, 이 소치차와 계합하는 제2대치차(8)를 그 일단부에 동축적으로 고정하는 피니온 출력축(9)과, 이 피니온 출력축의 축단부에 형성한 플랜지부(9a)에 핀 결합되는 복수의 제1유성치차(10)와, 상기 피니온축에 그 일단이 삽통되고 피니온 축과 핀결합되는 토션 바아(11)와, 이 토션 바아를 그 중앙축에 두고 축단부에서 토션 바아를 핀 결합되어 이루어지는 슬리이브축(12)과, 슬리이브 축의 외주부에 동축으로 헐겁게 끼워져서 상기 제1유성치차와 계합하는 선기어(13)와, 슬리이브 축 외주부에 설치된 플랜지부의 일측면에 핀결합되고 선기어와 결합하는 제2유성치차(14)와, 상기 제1유성치차와 그 내부 이가 계합되고 그 외주면이 하우징에 고정되는 제1링기어(15)와, 제2유성치차와 그 내부 이가 결합되고 외주부가 상기 하우징에 고정되지 않는 제2링기어(16)와, 상기 슬리이브축의 축단부와, 결합되는 조향축(25)과, 상기 피니온 축과 래크(17) 결합되는 조향기어를 구비하여 이루어지는 전동식 동력 조향 장치의 토오크 검출기에 있어서, 상기 제2링기어(16) 외주면에 계합하는 구동 레버와, 이 구동 레버의 직전 변위를 검출하는 전위차계(30)의 검출 레버(30a)는 스풀(33)을 거쳐 접속되고, 스풀에 지지한 핀과 상기 검출 레버가 만능 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 전동식 동력 조향 장치의 토오크 검출기.
2. 제1항에 있어서, 상기 전위차계(30)는 내부에 브러시(30g) 및 막형 저항체(30f)로 이루어지는 검출부를 2조 구비한 것을 특징으로 하는 전동식 동력 조향 장치의 토오크 검출기.