KR101303491B1 - Gear's teeth contact upkeep typed motor driven power steering system in vehicle - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량용 전동 조향 장치의 가공 공차 흡수장치에 관한 것으로, 초기 조립 시 축간 거리 공차를 제거하여 조향 조작을 전달하는 웜축과 웜휠간 기어이의 치합 상태를 정확히 유지되도록 해, 가공 공차에 따른 웜축과 웜휠 간 기어이의 래틀(Rattle)소음의 발생을 방지함에 그 목적이 있다.The present invention relates to a machining tolerance absorber of an electric steering apparatus for a vehicle. The worm shaft and the worm wheel that accurately transmit the steering operation by removing the distance tolerance between shafts during initial assembly can be maintained accurately, and the worm shaft according to the machining tolerance The purpose is to prevent the generation of rattle noise of gears between worm wheels.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, ECU에 의해 모터(2)를 제어하여 운전자의 조타력을 모터(2)의 회전력으로 변환해 조향력을 발생하는 구동수단(1)을 통해 회전 되도록 하우징(4)내 수용되어 베어링으로 지지되는 웜축(3)과, 상기 웜축(3)에 치합되어 모터(2)의 구동력을 기어 기구 쪽으로 전달하는 웜휠(5)로 이루어진전동 조향 장치에서, The present invention for achieving the above object, the housing to be rotated through the drive means 1 for controlling the motor 2 by the ECU to convert the steering force of the driver to the rotational force of the motor 2 to generate a steering force (4) In the electric steering apparatus which consists of the worm shaft 3 accommodated in the bearing and supported by the bearing, and the worm wheel 5 which meshes with the worm shaft 3, and transmits the driving force of the motor 2 to a gear mechanism,
상기 웜축(3)은 하우징(4)내에서 모터(2)에 결합되는 끝단부위의 반대쪽 끝단 부위를 회전 자재하게 지지하면서, 서로 맞물린 웜휠(5)쪽으로 웜축(3)을 눌러 웜휠(5)과 웜축(3)의 가공 공차를 흡수하도록 된 유격 조절 편심 부재(6)가 더 구비되어진 것을 특징으로 한다. The worm shaft (3) rotatably supports the opposite end portion of the end portion coupled to the motor (2) in the housing (4) while pressing the worm shaft (3) toward the interlocking worm wheel (5) and the worm wheel (5) It is characterized in that the clearance adjusting eccentric member 6 is further provided to absorb the processing tolerance of the worm shaft 3.
Description
도 1은 본 발명에 따른 차량용 전동 조향 장치의 가공 공차 흡수장치의 구성도1 is a configuration diagram of a processing tolerance absorber of a vehicle electric steering apparatus according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 유격 조절 편심 부재의 구성도2 is a block diagram of a clearance control eccentric member according to the present invention
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명> <Description of the symbols for the main parts of the drawings>
1 : 구동수단 2 : 모터1: driving means 2: motor
3 : 웜축 4 : 하우징3: worm shaft 4: housing
5 : 웜휠 6 : 유격 조절 편심 부재5: worm wheel 6: play control eccentric member
7 : 삽입단 8 : 밀착 플랜지7: insertion end 8: close contact flange
9 : 지지홀 10 : 조절홈9: support hole 10: adjusting groove
A : 래틀 스프링A: Rattle Spring
a : 인너중심 b : 아우터중심a: inner center b: outer center
r : 인너반경 R : 아우터반경r: inner radius R: outer radius
본 발명은 차량용 전동 조향 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 부품간 가공 공차로 인한 오차를 흡수하도록 된 차량용 전동 조향 장치의 가공 공차 흡수장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적으로, 차량의 조타력을 발생하는 파워 조향 장치는 조향 휠의 조작력을 가볍고 원활하게 하면서도 신속한 조향이 가능하도록 하기 위해서 유압을 이용하도록 설계되어 작동된다.In general, a power steering device that generates steering force of a vehicle is designed and operated to use hydraulic pressure in order to enable quick steering while making the steering wheel light and smooth.
이와 같은, 파워 조향 장치는 작은 힘으로 조향 조작을 할 수 있으며 조향 기어비의 조작력에 관계없이 선정할 수 있으며, 노면의 요철에서 오는 충격을 흡수하여 핸들에 전달되는 것을 방지할 수 있는 등의 이점이 있다.Such a power steering device can perform steering operation with a small force, can be selected regardless of the steering force of the steering gear ratio, and can absorb the impact from the unevenness of the road surface and prevent it from being transmitted to the handle. have.
또한, 최근에는 차속 센서 및 조향 토크센서 등에서 감지한 차량의 운행조건에 따라 전자제어장치(ECU)에서 모터를 구동시켜 저속 운행 시에는 가볍고 편안한 조향감을 부여하고, 고속 운행 시에는 무거운 조향감과 더불어 양호한 방향 안정성을 부여하며, 비상상황에서는 급속한 조향이 이루어지도록 하여 운전자에게 최적의 조향 조건을 제공하는 전동 식 조향 장치를 이용하고 있는 추세이다. In addition, in recent years, the electronic control unit (ECU) drives the motor according to the driving conditions of the vehicle detected by the vehicle speed sensor and the steering torque sensor to provide a light and comfortable steering feeling at low speed, and a heavy steering feeling at high speed. Directional stability is given, and in an emergency situation, the trend is to use an electric steering device that provides the driver with optimum steering conditions by allowing rapid steering.
이러한 전동 식 조향 장치는 통상 EHPS(Electro-hydraulic Power Steering)이나 또는 MDPS(Motor Driven Power Steering)가 있으며, 이중 MDPS 시스템은 펌프에서 유압을 형성하여 파워를 어시스트(assist)하는 유압 시스템과 달리 모터의 회전력으로 조향 파워를 어시스트(assist)하는 구조로서, 동력을 발생하는 모터와 연결된 웜축(Worm-Shaft)이 조향 축(Steering-Shaft)와 연결되어 있는 웜휠(Worm Wheel)을 회전 시켜 조향력을 어시스트(assist)하게 된다. Such electric steering system is usually EHPS (Electro-hydraulic Power Steering) or Motor Driven Power Steering (MDPS), and the dual MDPS system, unlike the hydraulic system that forms the hydraulic pressure in the pump and assists the power, It is a structure that assists steering power with rotational force.Worm-Shaft, which is connected to the power generating motor, rotates the Worm Wheel, which is connected to Steering-Shaft, to assist steering power. assisted.
이때, 기어간에 치합되어 회전력을 전달하는 구조에서는 사용 경과에 따라 회전부의 접촉부들간에 마모가 점진적으로 발생하게 되고 특히, 웜축의 축 방향 유격이 증가함으로써 웜과 웜휠이 맞물려 회전하는 부분에서 래틀 노이즈(Rattle Noise)가 필연적으로 유발되며, 이에 따라 이러한 현상을 방지하도록 통상 래틀 스프링(Rattle Spring)을 이용하여 웜축과 웜휠 간의 유격(Gap)을 없애도록 웜축을 웜휠쪽으로 가압하여 주는 유격방지수단이 사용되어진다.At this time, in the structure that is engaged between the gears to transmit the rotational force, wear occurs gradually between the contact portions of the rotating portion as the use progresses, and in particular, the axial play of the worm shaft is increased, the rattle noise ( Rattle Noise is inevitably caused. Therefore, a gap prevention means is used to press the worm shaft toward the worm wheel so as to eliminate the gap between the worm shaft and the worm wheel by using a rattle spring. Lose.
또한, 이와 같은 유격방지수단은 전동 식 조향 장치에 장착하는 틸트(Tilt)장치의 틸팅(Tilting) 작동 후에도, 정상적인 작동이 이루어지도록 웜축과 웜휠을 항상 틈이 없이 완전하게 맞물려진 상태를 유지하도록 작용하게 된다.In addition, such a play prevention means acts to keep the worm shaft and the worm wheel completely engaged without gaps at all times so that the normal operation is performed even after the tilting operation of the tilting device mounted on the electric steering device. Done.
그러나, 이와 같은 전동 식 조향 장치는 웜축과 웜휠이 기어 이를 통해 서로 맞물려 치합되는 특성상, 웜축의 정착 구조가 그 양쪽부위가 하우징에 고정되는 베어링을 이용하여 지지됨에 따라 웜축과 웜휠간의 가공 공차가 각각 공차 상 한치나 하 한치로 맞물리는 경우, 작동 시 웜축과 웜힐의 기어 이간 밀착정도가 떨어져 접촉에 따른 래틀(Rattle) 소음이 유발되고 이는 진행되는 기어 이의 마모로 인해 더욱 심하게 발생되어 품질 저하는 물론 내구성도 약화시키게 된다.However, in the electric steering apparatus, due to the property that the worm shaft and the worm wheel are engaged with each other through gears, the tolerances of the worm shaft and the worm wheel are supported by using a bearing in which both parts of the worm shaft are fixed to the housing. If the upper limit or the lower limit is engaged, the contact between the worm shaft and the worm heel is in close contact with the gear, causing rattle noise due to contact, which is more severely caused by the wear of the gear. It also weakens durability.
이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 초기 조립 시 축간 거리 공차를 제거하여 조향 조작을 전달하는 웜축과 웜휠간 기어이의 치합 상태 를 정확히 유지되도록 해, 가공 공차에 따른 웜축과 웜휠 간 기어이의 래틀(Rattle)소음의 발생을 방지함에 그 목적이 있다.Therefore, the present invention was invented in view of the above-mentioned, and it is possible to accurately maintain the engagement state between the gear shaft between the worm shaft and the worm wheel which transmits the steering operation by removing the distance tolerance between the axes during the initial assembly, and the worm shaft and the worm wheel according to the processing tolerance. The purpose is to prevent the generation of rattle noise of the internal gear.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, ECU에 의해 모터를 제어하여 운전자의 조타력을 모터의 회전력으로 변환해 조향력을 발생하는 구동수단을 통해 회전 되도록 하우징내 수용되어 베어링으로 지지되는 웜축과, 상기 웜축에 치합되어 모터의 구동력을 기어 기구 쪽으로 전달하는 웜휠로 이루어진 전동 조향 장치에서, The present invention for achieving the above object, the worm shaft accommodated in the housing and supported by the bearing to be rotated through the drive means for controlling the motor by the ECU to convert the steering force of the driver to the rotational force of the motor to generate a steering force and In the electric steering device made of a worm wheel meshed with the worm shaft and transmitting the driving force of the motor toward the gear mechanism,
상기 웜휠쪽으로 웜축을 눌러 웜휠과 웜축의 가공 공차를 흡수하도록 된 유격 조절 편심 부재가,The clearance adjustment eccentric member adapted to absorb the machining tolerances of the worm wheel and the worm shaft by pressing the worm shaft toward the worm wheel,
모터의 반대쪽에서 베어링 지지된 웜축의 끝단부위를 지지하도록 하우징에 결합되는 삽입단과, 상기 삽입단에 대해 큰 직경으로 동심원을 이루면서 하우징의 바깥으로 노출되어진 밀착플랜지, 상기 삽입단의 아우터 중심에 대해 편향된 인너 중심을 형성해 회전 방향에 따라 삽입단을 편향시켜 베어링 지지된 웜축을 웜휠쪽으로 이동시키는 지지홀 및 외부로 노출된 밀착플랜지면에 도구를 이용해 회전력을 가하도록 파여진 조절홈으로 이루어진 것을 특징으로 한다.An insertion end coupled to the housing so as to support an end portion of the bearing-supported worm shaft on the opposite side of the motor, a contact flange exposed to the outside of the housing while forming a concentric circle with a large diameter with respect to the insertion end, and a deflection with respect to the outer center of the insertion end Forming an inner center to deflect the insertion end according to the direction of rotation, characterized in that consisting of a support hole for moving the bearing-supported worm shaft toward the worm wheel and an adjustment groove which is excavated to apply a rotational force to the contact surface of the contact surface exposed to the outside. .
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 차량용 전동 조향 장치의 가공 공차 흡수장치의 구성도를 도시한 것인바, 본 발명은 ECU에 의해 모터(2)를 제어하여 운전자의 조타력을 모터(2)의 회전력으로 변환해 조향력을 발생하는 구동수단(1)을 통해 회전 되도록 하우징(4)내 수용되어 베어링으로 지지되는 웜축(3)과, 상기 웜축(3)에 치합되어 모터(2)의 구동력을 기어 기구 쪽으로 전달하는 웜휠(5)로 이루어진전동 조향 장치에서, Figure 1 shows the configuration of the processing tolerance absorber of the vehicle electric steering apparatus according to the present invention, the present invention controls the motor (2) by the ECU to control the steering force of the driver to the rotational force of the motor (2) The
상기 웜축(3)은 하우징(4)내에서 모터(2)에 결합되는 끝단부위의 반대쪽 끝단 부위를 회전 자재하게 지지하면서, 서로 맞물린 웜휠(5)쪽으로 웜축(3)을 눌러 웜휠(5)과 웜축(3)의 가공 공차를 흡수하도록 된 유격 조절 편심 부재(6)가 더 구비되어진다.The worm shaft (3) rotatably supports the opposite end portion of the end portion coupled to the motor (2) in the housing (4) while pressing the worm shaft (3) toward the interlocking worm wheel (5) and the worm wheel (5) A clearance adjusting eccentric member 6 is further provided to absorb the machining tolerance of the
여기서, 상기 유격 조절 편심 부재(6)는 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 모터(2)의 반대쪽에서 베어링 지지된 웜축(3)의 끝단부위를 지지하도록 하우징(4)에 결합되는 삽입단(7)과, 상기 삽입단(7)에 대해 큰 직경으로 동심원을 이루면서 하우징(4)의 바깥으로 노출되어진 밀착플랜지(8), 상기 삽입단(7)의 아우터 중심(b,아우터반경(R))에 대해 편향된 인너 중심(a, 인너반경(r))을 형성해 회전 방향에 따라 삽입단(7)을 편향시켜 베어링 지지된 웜축(3)을 웜휠(5)쪽으로 이동시키는 지지홀(9) 및 외부로 노출된 밀착플랜지(8)면에 도구를 이용해 회전력을 가하도록 파여진 조절홈(10)으로 이루어진다.Here, the play control eccentric member 6 is inserted into the
이때, 상기 조절홈(10)은 도 2에 도시된 바와 같이 1곳에 형성되거나 또는, 회전력을 가하기 용이하도록 다수 위치로 형성될 수 있다.At this time, the
그리고, 이 설명부호 A는 래틀 스프링(Rattle Spring)을 이용하여 웜축(3)과 웜휠(5) 간의 유격(Gap)을 없애도록, 웜축(3)을 웜휠(5)쪽으로 가압하여 주는 통상적인 유격방지수단이다.In addition, the reference numeral A denotes a conventional play that presses the
이하 본 발명의 작용을 첨부된 면을 참조로 상세히 설명한다.Hereinafter, the operation of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 일반적인 전동 식 조향 장치의 작용과 동일하게 차속 센서 및 조향 토크센서 등에서 감지한 차량의 운행조건에 따라, 전자제어장치(ECU)에서 모터를 구동시켜 저속 운행 시에는 가볍고 편안한 조향감을 부여하고, 고속 운행 시에는 무거운 조향감과 더불어 양호한 방향 안정성을 부여하며, 비상상황에서는 급속한 조향이 이루어지도록 하는 기능을 수행하며, 이러한 통상적인 작동에 대한 설명은 생략하고 초기 조립 시 웜축(3)과 웜휠(5)의 가공 공차에 따른 웜축(3)과 웜휠(5)의 기어 이간 유격 형성을 제거하는 가공 공차 흡수 장치에 대한 작용을 설명한다.The present invention, according to the operating conditions of the vehicle detected by the vehicle speed sensor and the steering torque sensor in the same way as the general electric steering device, by driving the motor in the electronic control unit (ECU) to give a light and comfortable steering feeling at low speed In addition, heavy steering and good directional stability are provided at high speeds, and the emergency steering function is performed to achieve rapid steering. The description of such a normal operation is omitted, and the initial assembly of the
본 발명은 조향 휠의 조타력을 모터(2)의 회전력으로 변환하는 구동 수단(1)을 통해 구동되는 웜축(3)과 웜휠(5)이 기어 이를 통해 서로 치합된 상태로 결합할 때, 즉 상기 웜축(3)의 기어 이가 웜휠(5)의 기어 이에 치합되도록 조립한 후, 상기 웜축(3)과 웜휠(5)의 가공 공차로 인해 발생되는 기어 이간 유격형성을 하우징(4)의 외부로 노출된 유격 조절 편심 부재(6)를 통해 제거하게 된다.According to the present invention, when the
이는 도 1에 도시된 바와 같이 구동 수단(1)과 웜축(3) 및 웜휠(5)이 조립된 상태에서, 모터(2)쪽의 반대쪽에서 유격 조절 편심 부재(6)를 이용해 지지된 웜축(3)이 유격 조절 편심 부재(6)의 간단한 회전 조작만으로 웜휠(5)쪽으로 이동해, 상기 웜축(3)과 웜휠(5)의 기어 이가 가공 공차로 인해 발생되는 유격이 제거되도록 서로 맞물린 상태를 유지하게 된다.As shown in FIG. 1, the worm shaft supported by the clearance adjusting eccentric member 6 on the opposite side of the
즉, 도 2에 도시된 바와 같이 유격 조절 편심 부재(6)의 밀착플랜지(8)에 파 여진 조절홈(10)에 도구를 끼워 회전력을 가하면, 상기 유격 조절 편심 부재(6)를 시계 방향으로 돌려줌에 따라 삽입단(7)의 아우터 중심(b)에 대해 편향된 지지홀(9)이 위치 변화되고, 이러한 지지홀(9)의 위치 변화는 지지홀(9)에 결합된 웜축(3)의 끝단 부위를 웜휠(5)쪽으로 눌러주게 된다.That is, as shown in FIG. 2, when the tool is inserted into the adjusting
이때, 이러한 웜축(3)의 눌림 정도는 삽입단(7)의 아우터 중심(b)과 지지홀(9)의 인너 중심(a)간 형성된 편향 간격만큼 형성되는데, 이는 웜축(3)과 웜휠(5)의 가공 공차에 따라 다르며 통상적으로, 유격 조절 편심 부재(6)의 최대 회전 전 가공 공차가 모두 흡수될 수 있는 정도로 결정되어진다.At this time, the pressing degree of the worm shaft (3) is formed by a deflection gap formed between the outer center (b) of the insertion end (7) and the inner center (a) of the support hole (9), which is the worm shaft (3) and the worm wheel ( It depends on the machining tolerance of 5) and is usually determined to the extent that all machining tolerances before the maximum rotation of the play control eccentric member 6 can be absorbed.
이와 같이 웜축(3)과 웜휠(5)이 조립된 상태에서 도구를 이용해 외부로 노출된 유격 조절 편심 부재(6)를 회전시킴에 따라, 회전 정도에 따른 축간 편심으로 웜축(3)이 웜휠(5)쪽으로 눌려지는 힘을 받게 되어, 가공 공차가 형성될 수밖에 없는 웜축(3)과 웜휠(5)간 기어 이의 유격을 제거하여 밀접한 기어 이 맞물림 상태를 유지하므로, 작동 시 기어이간 가공 공차로 인한 유격에 따른 래틀(Rattle)소음 발생을 차단시켜 주게 된다.As the
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 서로 맞물린 상태를 유지하는 웜축과 웜휠의 가공 공차로 인해 기어 이간 형성되는 유격이 조립 시에 제거됨에 따라, 필연적으로 형성될 수밖에 없는 가공 공차로 인한 웜축과 웜휠의 기어 이간 유격에 따른 래틀(Rattle) 소음을 방지할 수 있는 효과가 있게 된다.As described above, according to the present invention, as the clearance formed between the gears due to the machining tolerances of the worm shaft and the worm wheel maintaining the engaged state is removed at the time of assembly, the worm shaft and the worm wheel are inevitably formed due to machining tolerances. Rattle noise due to the clearance between the gears can be prevented.
또한, 본 발명은 웜축과 웜휠의 조립상태에서 웜축을 지지하는 끝단부위에 대해 가하는 회전을 통하여 웜축을 웜휠쪽으로 눌러주어 가공 공차를 제거하므로, 조정 작업이 간단하면서 편리하게 이루어 질 수 있는 효과가 있게 된다.In addition, the present invention by pressing the worm shaft toward the worm wheel through the rotation applied to the end portion supporting the worm shaft in the assembled state of the worm shaft and the worm wheel, eliminating the machining tolerance, so that the adjustment work can be made simple and convenient do.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |