KR100365835B1 - Electromotive power steering apparatus for car - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자동차용 전동식 파워스티어링 장치에 대한 것으로서, 발명의 주된 목적은 랙바의 나사부에 결합되는 암나사부를 모터샤프트와 분리하여 형성하므로써, 암나사부가공과 로터조립공정을 각각 따로 실시할 수 있도록 하는데 있으며, 또 다른 한편으로는 따로 형성한 암나사부를 스플라인으로써 연결하여 유격을 최소한으로 줄여 정,역회전 절환시 곧바로 동력이 전달될 수 있도록 하는데 있는 것이다.The present invention relates to an electric power steering apparatus for automobiles, and a main object of the present invention is to separately form a female thread coupled to a screw part of a rack bar from a motor shaft, so that the female thread machining and the rotor assembly process can be performed separately. On the other hand, by separately connecting the female thread formed by the spline to minimize the play so that the power can be transferred immediately when switching forward and reverse.
상기 목적을 달성하기 위한 특징적인 수단으로는 조향축의 끝단에 연결된 피니언과 치합된 채 좌,우 이동이 가능하도록 하되, 일측단에 수나사부를 형성한 랙바, 상기한 랙바의 외주연에 끼운 모터샤프트, 상기 모터샤프트의 외주연에 감합 고정한 마그네트 회전자와, 그 둘레의 모터하우징 내경에 설치한 코일 고정자를 포함하는 모터로써, 전동 파워스티어링 장치를 구성한 것에 있어서, 상기한 모터샤프트의 일측 끝단 외경에는 스플리인축부를 형성하고, 상기한 수나사부에 결합될 암나사부를 가지도록 너트를 별도로 형성한 후, 상기 너트의 일측단 내경에 스플라인홈부를 형성하여 결합하며, 스플라인홈부가 형성된 외경에 지지베어링을 개입시켜 구성하는데 있다.As a characteristic means for achieving the above object, while being engaged with the pinion connected to the end of the steering shaft, it is possible to move left and right, a rack bar having a male thread formed at one end, a motor shaft fitted to the outer periphery of the rack bar, A motor including a magnet rotor fixed to the outer circumference of the motor shaft and a coil stator provided at an inner diameter of a motor housing around the motor shaft, wherein the electric power steering device is configured, wherein a spool is provided at an outer diameter of one end of the motor shaft. After forming the re-shaft portion, and separately forming the nut to have a female screw portion to be coupled to the male screw portion, by forming a spline groove portion in the inner diameter of one side end of the nut, the spline groove portion is formed through the support bearing through the outer diameter formed It is in composition.
Description
본 발명은 자동차용 전동식 파워스티어링 장치에 대한 것으로서, 더 상세하게는 조향을 위한 어시스트 수단으로 전동 모터를 사용하되, 전동모터의 회전운동을 직선운동으로 바꾸기 위해 사용하는 너트의 결합구조를 개선한 것이다.The present invention relates to an electric power steering device for an automobile, and more particularly, an electric motor is used as an assist means for steering, and an improved coupling structure of a nut used to change the rotational motion of the electric motor into a linear motion is provided. .
일반적으로 자동차용 스티어링 장치는 배력장치가 없는 매뉴얼 스티어링장치가 있고, 이를 개선하여 유압의 힘으로 배력을 제공하는 유압식 스티어링 장치가 있으며, 근래에는 전동모터로써 배력을 제공하는 전동 스티어링 장치가 개발되고 있다.In general, the steering device for automobiles has a manual steering device without a boosting device, and there is a hydraulic steering device that provides a boost by hydraulic power by improving it, and in recent years, an electric steering device that provides a boost as an electric motor has been developed. .
종래의 전동식 파워스티어링 장치는 도 1에서 보는 바와 같이 랙바(1)의 일측부분에 수나사부(11)를 형성하고, 상기 랙바(1)의 둘레에 파이프 타입의 모터샤프트(2)를 끼우되, 상기한 모터샤프트(2)와 그 둘레의 모터하우징(6)간에 고정자(32) 및 회전자(31)를 구성하여 모터를 형성하며, 모터에 의해 회전 가능한 모터샤프트(2)의 내경에 암나사부(21)를 형성하여 상기한 랙바(1)의 수나사부(11)에 치합시켰을 때, 모터가 정,역회전 구동함에 따라 랙바(1)가 좌측 또는 우측으로 이동할 수 있도록 되어 있어 조향 배력을 제공할 수 있게 되는 것이다.In the conventional electric power steering device, as shown in FIG. 1, a male screw portion 11 is formed at one side of the rack bar 1, and a pipe-type motor shaft 2 is inserted around the rack bar 1, A stator 32 and a rotor 31 are formed between the motor shaft 2 and the motor housing 6 around the motor shaft to form a motor, and a female screw portion is formed on the inner diameter of the motor shaft 2 that can be rotated by the motor. When the 21 is formed and engaged with the external threaded portion 11 of the rack bar 1, the rack bar 1 can move to the left or the right as the motor rotates forward and reverse to provide steering power. You can do it.
이와 같은 종래의 구성에 있어서 크게 지적되는 문제점은 모터샤프트(2)의 내경에 형성한 암나사부(21)와, 랙바(1)의 외주면에 형성한 수나사부(11)가 나사결합되어 있으나, 모터가 정회전을 하다가 역회전을 하는 경우, 또 그 반대로 역회전을 하다가 정회전을 하는 경우, 수나사 산과 암나사 골이 갖는 공차 때문에 정확한동력전달이 이루어지지 못하는 경우가 있을 뿐만 아니라 암나사부(21)가 모터샤프트(2)에 일체로 되어 있기 때문에 로터의 마그네트 조립공정, 암나사부가공공정 등 여러공정을 나누어 실시할 수 없어 생산성이 떨어지는 단점이 있다.The problem that is largely pointed out in such a conventional configuration is that the female screw portion 21 formed on the inner diameter of the motor shaft 2 and the male screw portion 11 formed on the outer circumferential surface of the rack bar 1 are screwed together, but the motor If the reverse rotation while the reverse rotation, and the reverse rotation while the reverse rotation is reversely, the correct power transmission may not be achieved due to the tolerance between the male thread and the female thread goal, as well as the female screw portion 21 Since it is integrated in the motor shaft 2, there are disadvantages in that productivity cannot be reduced by performing various processes such as a magnet assembly process of the rotor and a female thread adding process.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위해 안출한 것으로서, 발명의 주된 목적은 랙바의 나사부에 결합되는 암나사부를 모터샤프트와 분리하여 형성하므로써, 암나사부가공과 로터조립공정을 각각 따로 실시할 수 있도록 하는데 있으며, 또 다른 한편으로는 따로 형성한 암나사부를 스플라인으로써 연결하여 유격을 최소한으로 줄여 정,역회전 절환시 곧바로 동력이 전달될 수 있도록 하는데 있는 것이다.Therefore, the present invention has been made in order to improve the conventional problems as described above, the main object of the invention is to form a female screw coupled to the screw portion of the rack bar separated from the motor shaft, the female thread machining and rotor assembly process to be carried out separately. On the other hand, it is to connect the female thread formed separately by spline to reduce the play to the minimum so that power can be transferred immediately when switching between forward and reverse rotation.
상기 목적을 달성하기 위한 특징적인 수단으로는 조향축의 끝단에 연결된 피니언과 치합된 채 좌,우 이동이 가능하도록 하되, 일측단에 수나사부를 형성한 랙바, 상기한 랙바의 외주연에 끼운 모터샤프트, 상기 모터샤프트의 외주연에 감합 고정한 마그네트 회전자와, 그 둘레의 모터하우징 내경에 설치한 코일 고정자를 포함하는 모터로써, 전동 파워스티어링 장치를 구성한 것에 있어서, 상기한 모터샤프트의 일측 끝단 외경에는 스플리인축부를 형성하고, 상기한 수나사부에 결합될 암나사부를 가지도록 너트를 별도로 형성한 후, 상기 너트의 일측단 내경에 스플라인홈부를 형성하여 결합하며, 스플라인홈부가 형성된 외경에 지지베어링을 개입시켜 구성하는데 있다.As a characteristic means for achieving the above object, while being engaged with the pinion connected to the end of the steering shaft, it is possible to move left and right, a rack bar having a male thread formed at one end, a motor shaft fitted to the outer periphery of the rack bar, A motor including a magnet rotor fixed to the outer circumference of the motor shaft and a coil stator provided at an inner diameter of a motor housing around the motor shaft, wherein the electric power steering device is configured, wherein a spool is provided at an outer diameter of one end of the motor shaft. After forming the re-shaft portion, and separately forming the nut to have a female screw portion to be coupled to the male screw portion, by forming a spline groove portion in the inner diameter of one side end of the nut, the spline groove portion is formed through the support bearing through the outer diameter formed It is in composition.
도 1은 종래의 전동식 파워스티어링장치를 보인 단면도1 is a cross-sectional view showing a conventional electric power steering device.
도 2는 본 발명의 전동식 파워스티어링장치를 보인 단면도2 is a cross-sectional view showing the electric power steering apparatus of the present invention.
도 3은 본 발명의 요부 구성을 보인 확대 단면도3 is an enlarged cross-sectional view showing the main configuration of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
1 : 랙바 2 : 모터샤프트1: rack bar 2: motor shaft
3 : 모터 4 : 랙바하우징3: motor 4: rack housing
5 : 센터감지수단 6 : 모터하우징5: center sensing means 6: motor housing
7 : 너트 8 : 지지베어링7: nut 8: support bearing
11 : 나사부 22 : 스플라인축부11 threaded portion 22 spline shaft portion
31 : 회전자 32 : 고정자31: rotor 32: stator
33 : 홀소자 34 : 다극착자 마그네트33: Hall element 34: Multipolar magnet
71 : 스플라인홈부 72 : 암나사부71: spline groove 72: female thread
81 : 반원홈 82 : 볼81: semicircle groove 82: ball
83 : 볼케이지 84 : 외륜83: ball cage 84: paddle
이하 본 발명의 실시예를 첨부 도면에 따라 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단면도이고, 도 3은 본 발명의 상세한 구성을 보인 요부 확대 단면도이다.2 is a cross-sectional view according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 3 is an enlarged cross-sectional view of the main portion showing a detailed configuration of the present invention.
도 2에서 보듯이 본 발명의 전동식 파워스티어링 장치의 구성은 랙바하우징(4)의 내부에 내장된 랙바(1)와, 랙바(1)의 일측 외주연에 끼워진 모터샤프트(2)와, 모터샤프트의 외주연에 형성한 모터(3)로 이루어져 있다.As shown in FIG. 2, the electric power steering apparatus of the present invention includes a rack bar 1 embedded in the rack bar housing 4, a motor shaft 2 fitted to one outer circumference of the rack bar 1, and a motor shaft. It consists of a motor (3) formed on the outer periphery.
즉, 랙바(1)는 조향축의 끝단에 연결된 피니언과 치합된 채 랙바하우징(4)의 속에서 좌,우 이동이 가능하도록 하되, 일측단에 수나사부(11)를 형성한 것이며, 모터샤프트(2)는 상기한 랙바(1)의 외주연에 끼우되, 그 외주면에 부착 고정한 마그네트 회전자(31)와, 그 둘레의 모터하우징(6) 내경에 설치한 코일 고정자(32)와, 상기한 모터샤프트(2)의 일단에 감합한 다극착자 마그네트(34)와, 리어브라켓(35)의 기판(36)상에 고정된 홀센서(33)로써 모터(3)를 형성한 것이다.That is, the rack bar (1) is left and right movable in the rack bar housing (4) while engaged with the pinion connected to the end of the steering shaft, but the male screw portion 11 is formed on one side, the motor shaft ( 2) is a magnet rotor 31 fitted to the outer circumference of the rack bar (1), and fixed to the outer circumferential surface, the coil stator (32) provided in the inner diameter of the motor housing (6) around the above, and the The motor 3 is formed by the multipolar magnet magnet 34 fitted to one end of the motor shaft 2 and the hall sensor 33 fixed on the substrate 36 of the rear bracket 35.
이때, 모터샤프트(2)의 끝단 외경에는 스플라인축부(22)를 형성하고, 그 끝에 스플라인홈부(71)를 갖는 너트(7)를 연결한 후, 이 너트를 지지베어링(8)으로써 결합하는데 특징이 있는 것이다.At this time, the spline shaft portion 22 is formed at the outer diameter of the end of the motor shaft 2, and the nut 7 having the spline groove portion 71 is connected to the end thereof, and then the nut is joined by a support bearing 8. Is there.
즉, 내경의 암나사부(72)가 랙바(1)의 수나사부(11)에 나삽되는 너트(7)를 별도로 형성한 후, 그 내경 일단에 스플라인홈부(71)를 형성하고, 상기한 모터샤프트(2)의 끝단 외경에 상기 스플라인홈부(71)에 맞는 스플라인축부(22)를 형성하여 서로 결합하므로써 같이 회전될 수 있도록 하고, 상기 스플라인홈부(71)의 외경과모터하우징(6)과의 사이에는 지지베어링(8)을 개입시킨다. 이 지지베어링(8)은 너트(7)의 외경에 형성한 반원홈(81)을 내륜으로 하고, 링모양의 볼케이지(83)에 의해 단속되는 다수의 볼(82)과, 볼의 외측을 감합한 외륜(84)으로 형성한 것이다.That is, the female screw portion 72 of the inner diameter separately forms a nut 7 which is screwed into the male screw portion 11 of the rack bar 1, and then forms the spline groove portion 71 at one end of the inner diameter, and the motor shaft (2) the spline shaft portion 22 corresponding to the spline groove portion 71 in the outer diameter of the end so as to be rotated together by coupling with each other, and between the outer diameter of the spline groove portion 71 and the motor housing (6) The support bearing 8 is intervened. The support bearing 8 has a semicircular groove 81 formed in the outer diameter of the nut 7 as an inner ring, and a plurality of balls 82 interposed by a ring-shaped ball cage 83 and an outer side of the ball. It is formed by the fitted outer ring 84.
상기와 같이 구성된 본 발명은 조향핸들을 돌렸을 때, 조향축이 회전하게 되고, 조향축이 회전하면 피니언이 치합된 랙바(1)가 좌,우 이동을 할 수 있게 된다.According to the present invention configured as described above, when the steering wheel is turned, the steering shaft rotates, and when the steering shaft rotates, the rack bar 1 in which the pinion is engaged can move left and right.
이때, 랙바(1)의 좌,우 이동을 어시스트하는 작동은 모터(3)에 의해 실시된다. 즉, 모터하우징(6)의 내부에 고정된 코일 고정자(32)에 전원이 공급되면 모터샤프트(2)에 감합고정된 마그네트 회전자(31)가 회전을 하게 되며, 회전자의 회전과 함께 모터샤프트(2)가 회전을 하면 그 스플라인축부(22)에 스플라인홈부(71)가 결합된 너트(7)가 지지베어링(8)에 의해 지지된 채 제자리에서 함께 회전 하므로 너트 내경의 암나사부(72)는 수나사부(11)를 좌측 또는 우측으로 이동시키게 된다.At this time, the operation of assisting the left and right movement of the rack bar 1 is performed by the motor (3). That is, when power is supplied to the coil stator 32 fixed inside the motor housing 6, the magnet rotor 31 fitted to the motor shaft 2 rotates, and the motor rotates together with the rotor. When the shaft 2 rotates, the nut 7 coupled to the spline shaft portion 22 to the spline shaft portion 22 rotates together in place while being supported by the support bearing 8 so that the female thread portion 72 of the nut inner diameter 72 may be rotated. ) Moves the male screw portion 11 to the left or the right.
위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명은 수나사부(11)가 형성된 랙바(1)를 좌,우 이송시키되, 모터샤프트(2)의 회전력을 스플라인축부(22) 및 스플라인홈부(71)로써 연결한 별도의 너트(7)가 지지베어링(8)에 지지된 채 회전되도록하였기 때문에 정,역회전에 따른 유격을 최소한으로 줄여 방향전환에 따른 동력전달이 즉시즉시 이루어질 수 있도록 되는 것이며, 더 나가서 모터를 구성해야하는 모터샤프트(2)와, 암나사부(72)를 정밀하게 가공하여야 하는 너트(7)를 따로 분리형성하였기 때문에 각각 따로 가공 및 조립할 수 있어 생산성이 향상되는 장점을 가진다.According to the present invention as described above in detail, the rack bar 1 having the male threaded portion 11 is transferred to the left and right, and the separate power connecting the rotational force of the motor shaft 2 to the spline shaft portion 22 and the spline groove portion 71. Since the nut (7) is rotated while being supported by the support bearing (8), the play caused by the forward and reverse rotation is reduced to the minimum, so that the power transmission according to the change of direction can be performed immediately. Since the motor shaft 2 and the nut 7 to be precisely processed to the female screw portion 72 are separately formed, the motor shaft 2 and the nut 7 can be processed and assembled separately, thereby improving productivity.
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| JPS60154955A (en) * | 1984-01-25 | 1985-08-14 | Nissan Motor Co Ltd | Motor-driven power steering device |
| JPH10152061A (en) * | 1996-11-22 | 1998-06-09 | Kayaba Ind Co Ltd | Rear wheel steering device |
| JPH10220484A (en) * | 1997-02-06 | 1998-08-21 | Mitsuba Corp | Hollow shaft |
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1999
- 1999-02-10 KR KR1019990004652A patent/KR100365835B1/en not_active IP Right Cessation
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| JPS60154955A (en) * | 1984-01-25 | 1985-08-14 | Nissan Motor Co Ltd | Motor-driven power steering device |
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| JPH10220484A (en) * | 1997-02-06 | 1998-08-21 | Mitsuba Corp | Hollow shaft |
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