KR20030033842A

KR20030033842A - Worm device of electric power steering system

Info

Publication number: KR20030033842A
Application number: KR1020010066001A
Authority: KR
Inventors: 김정탁
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2001-10-25
Filing date: 2001-10-25
Publication date: 2003-05-01

Abstract

PURPOSE: A worm device of an electric power steering system is provided to improve durability and prevent the breakage of a worm gear by the clearance compensation of a gear by the changes of temperature and buffer action from an outer impact by having an elastic member at the axial direction of the worm gear. CONSTITUTION: A worm device of an electric power steering system is composed of a worm shaft(20) installed to rotate inside a housing(10) and having a worm(30) to engage with a worm gear(80) in the middle, bearings(40,50) installed inside the housing and to support both ends of the worm shaft, a snap-ring(60) supporting one side of the bearings, a lock screw(70) equipped to the housing and to support other side of the bearings, and an elastic member(100) supporting elastically the worm shaft to move in an axial direction.

Description

Worm device of electric power steering system {WORM DEVICE OF ELECTRIC POWER STEERING SYSTEM}

본 발명은 전동식 파워스티어링 시스템의 워엄장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 간단한 구조로 워엄기어의 손상을 방지하고, 온도변화에 따른 기어의 유격 증가를 방지하며, 제품의 내구성이 향상되는 전동식 파워스티어링 시스템의워엄장치에 관한 것이다.The present invention relates to a worm device of an electric power steering system, and more particularly, a simple structure to prevent damage to the worm gear, to prevent the increase of the gear gap due to temperature changes, and to improve the durability of the electric power steering It relates to the warp device of the system.

일반적으로 차량에는 조향상태의 안정성을 보장하기 위해 파워스티어링장치가 적용되는데, 이중, 전동식 파워스티어링 시스템(EPS, ELECTRIC POWER STEERING SYSTEM)은 모터를 전자제어하여 조향력을 배가시킨다.In general, the power steering system is applied to the vehicle to ensure the stability of the steering state, and the dual, electric power steering system (EPS) doubles the steering power by electronically controlling the motor.

즉, 전동식 파워스티어링 시스템은 차속센서 및 조향각센서 등에서 감지한 차량의 운행조건에 따라 ECU에서 모터를 구동시키게 되는데, 이때 모터의 회전력을 직,간접적으로 이용하여 조향력을 배가시키게 된다.In other words, the electric power steering system drives the motor in the ECU according to the driving conditions of the vehicle detected by the vehicle speed sensor and the steering angle sensor. At this time, the steering power is doubled by directly or indirectly using the rotational force of the motor.

이로써, 전동식 파워스티어링 시스템은, 저속운행시에 운전자에게 가볍고 편안한 조향감을 부여하고, 고속운행시에는 무거운 조향감과 더불어 양호한 방향 안정성을 부여하며, 비상상황에서는 급속한 조향이 이루어지도록 하여 운전자에게 최적의 조향 조건을 제공하게 된다.As a result, the electric power steering system gives the driver a light and comfortable steering feeling at low speeds, a heavy steering feeling and good directional stability at high speeds, and enables quick steering in emergency situations. Provide a condition.

도 1은 이와 같은 종래의 전동식 파워스티어링 시스템의 워엄장치를 나타낸 단면도이다. 이에 도시된 바와 같이, 하우징(1)의 내부에는 길게 설치되어 모터축과 연결되는 워엄축(2)이 마련되고, 이 워엄축(2)을 지지할 수 있도록 워엄축(2) 양단과 하우징(1)의 내부측 사이에는 베어링(4,5)이 마련된다.1 is a cross-sectional view showing a worm device of such a conventional electric power steering system. As shown in the figure, a worm shaft 2 is installed inside the housing 1 and connected to the motor shaft, and both ends and the housing of the worm shaft 2 are supported so as to support the worm shaft 2. Bearings 4 and 5 are provided between the inner sides of 1).

또, 일측의 베어링(4)의 축방향 외측에는 이를 지지할 수 있도록 스냅링(6)이 마련되고, 타측의 베어링(5)이 삽입 설치될 수 있도록 개구 형성된 하우징(1)의 타측에는 이를 폐쇄할 수 있도록 락스크류(7)가 구비된다.In addition, a snap ring 6 is provided on the axially outer side of the bearing 4 on one side to support it, and the other side of the housing 1 formed with an opening so that the bearing 5 on the other side can be inserted thereinto. The lock screw 7 is provided to be able to.

즉, 일측의 베어링(4)은 하우징(1) 내부의 단과 스냅링(6)으로 지지되어 있으며, 타측의 베어링(5)은 하우징(1) 내부의 단과 락스크류(7)로 고정되어 워엄(3)이 축방향으로 움직이지 않도록 마련된다.That is, the bearing 4 on one side is supported by the end and the snap ring 6 inside the housing 1, and the bearing 5 on the other side is fixed by the end and the lock screw 7 inside the housing 1 so as to secure the worm 3. ) Is provided so as not to move in the axial direction.

아울러, 워엄축(2)의 중간측에는 나선형의 워엄(3)이 형성되고, 이 워엄(3)의 반경방향 일측에는 이에 이물림될 수 있도록 워엄축(2)과 교축되는 워엄기어(8)가 마련되어, 모터의 회전력을 외부로 전달하게 된다.In addition, a spiral worm (3) is formed on the middle side of the worm shaft (2), and on the radial side of the worm (3), the worm gear (8) is throttled with the worm shaft (2) so that it can be bitten. It is provided to transmit the rotational force of the motor to the outside.

그러나, 이와 같이 구성된 종래의 전동식 파워스티어링 시스템의 워엄장치는, 워엄축을 지지하는 베어링이 스냅링과 락스크류로 고정되어 워엄이 축방향으로 고정되므로, 모터에 과부하가 걸리거나 외부로부터 급격한 충격이 가해질 때는 워엄기어가 손상되는 문제점이 있었다.However, in the worm device of the conventional electric power steering system configured as described above, when the bearing supporting the worm shaft is fixed with the snap ring and the lock screw and the worm is fixed in the axial direction, when the motor is overloaded or suddenly impacted from the outside, There was a problem that the worm gear is damaged.

즉, 일반적으로 워엄은 금속으로 제작하지만 소음 감소를 위해 워엄기어는 플라스틱을 사용하므로, 모터에 과부하가 걸리거나 급격한 충격이 전달될 때 워엄기어가 파손되는 문제점이 있었다.That is, in general, the worm is made of metal, but because the worm gear is made of plastic for noise reduction, there is a problem that the worm gear is broken when the motor is overloaded or a sudden shock is transmitted.

또, 하우징, 베어링, 그리고 워엄축 등의 재질이 서로 달라 온도변화에 따라 그 사이의 기어 유격이 증가하게 되는 문제점이 있었다.In addition, the housing, the bearing, and the material of the worm shaft, such as different from each other there is a problem that the gear clearance between them increases with temperature changes.

한편, 워엄축에 토크리미터나 전동클러치 등을 사용하는 경우가 있으나, 그 구조가 외부로부터 급격한 충격이 전달될 때는 그 충격을 막지 못하게 되는 문제점이 있었다.On the other hand, there is a case in which a torque limiter or an electric clutch is used for the worm shaft, but when the structure is suddenly transmitted from the outside, there is a problem that the impact cannot be prevented.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 워엄기어의 축방향에 탄성부재를 마련하여, 온도변화에 따른 기어의 유격보상 및 외부충격으로부터의 완충작용으로 인해 워엄기어의 손상을 방지하여 제품의 내구성이 향상되는 전동식 파워스티어링 시스템의 워엄장치를 제공하는 것이다.The present invention is to solve such a conventional problem, the object is to provide an elastic member in the axial direction of the worm gear, damage of the worm gear due to the gap compensation of the gear according to the temperature change and the buffering action from the external shock It is to provide a worm device of the electric power steering system that prevents the improvement of the durability of the product.

도 1은 종래의 워엄장치를 보인 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a conventional worm device.

도 2는 본 발명에 따른 워엄장치를 보인 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing a worm device according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 탄성부재의 변형량을 보인 도표이다.3 is a diagram showing a deformation amount of the elastic member according to the present invention.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

10:하우징 20:워엄축10: housing 20: warm up

30:워엄 40,50:베어링30: Worm 40, 50: Bearing

60:스냅링 70:락스크류60: Snap ring 70: Lock screw

80:워엄기어 90:스페이서80: worm gear 90: spacer

100:탄성부재100: elastic member

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전동식 파워스티어링 시스템의 워엄장치는, 회전 가능하도록 하우징의 내부에 마련되되 중간 일측에는 워엄기어와 이물림될 수 있도록 워엄이 형성된 워엄축, 상기 워엄축의 양단을 지지할 수 있도록 상기 하우징의 내부에 설치되는 베어링, 상기 일측의 베어링을 지지할 수 있도록 마련된 스냅링과 상기 타측의 베어링을 지지할 수 있도록 상기 하우징에 설치되는 락스크류를 구비한 전동식 파워스티어링 시스템의 워엄장치에 있어서, 상기 워엄축이 축방향 이동될 수 있도록 이를 탄성지지하는 탄성부재가 마련된 것을 특징으로 한다.The worm device of the electric power steering system of the present invention for achieving the above object is provided in the inside of the housing to be rotatable, the middle one side of the worm shaft is formed with a worm so as to be separated from the worm gear, both ends of the worm shaft Worm of the electric power steering system having a bearing installed in the housing to support, a snap ring provided to support the bearing on one side, and lock screws provided on the housing to support the bearing on the other side. In the device, characterized in that the elastic member is provided to elastically support the worm shaft to be axially moved.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 워엄장치를 보인 단면도이다. 이에 도시된 바와 같이, 하우징(10)의 내부에는 모터축과 연결되는 워엄축(20)이 마련되고, 이 워엄축(20)을 지지할 수 있도록 워엄축(20) 양단에는 베어링(40,50)이 마련된다.2 is a cross-sectional view showing a worm device according to the present invention. As shown therein, a worm shaft 20 is provided inside the housing 10 and connected to the motor shaft, and bearings 40 and 50 are provided at both ends of the worm shaft 20 so as to support the worm shaft 20. ) Is provided.

또, 일측의 베어링(40)에는 이를 지지할 수 있도록 스냅링(60)이 마련되고, 타측의 베어링(50)이 삽입 설치될 수 있도록 개구 형성된 하우징(10)의 타측에는 락스크류(70)가 설치된다.In addition, the bearing 40 of one side is provided with a snap ring 60 to support it, the lock screw 70 is installed on the other side of the housing 10 is formed so that the bearing 50 on the other side can be inserted do.

즉, 일측의 베어링(40)은 하우징(10) 내부의 단과 스냅링(60)으로 지지되며, 타측의 베어링(50)은 하우징(10) 내부의 단과 락스크류(70)로 지지된다.That is, the bearing 40 of one side is supported by the stage and the snap ring 60 inside the housing 10, and the bearing 50 of the other side is supported by the stage and the lock screw 70 inside the housing 10.

아울러, 워엄축(20)의 중간측에는 나선형의 워엄(30)이 형성되고, 이에 이물림될 수 있도록 워엄축(20)과 교축되는 위치에는 워엄기어(80)가 마련된다.In addition, the worm 30 is formed on the middle side of the worm shaft 20, the worm gear 80 is provided at the position intersected with the worm shaft 20 so that it can be bitten.

한편, 본 발명에서는 온도변화에 따른 기어의 유격보상 및 외부충격으로부터의 완충작용을 이룰 수 있도록 워엄기어(80)의 축방향 양측에 탄성부재(100)가 마련된다.On the other hand, in the present invention, the elastic member 100 is provided on both sides in the axial direction of the worm gear 80 so as to achieve a gap compensation of the gear and a shock absorbing effect from the external shock according to the temperature change.

즉, 본 발명의 탄성부재(100)는 워엄축(20)의 양단에 두 개가 마련되는데, 일측의 베어링(40)과 스냅링(60)의 사이에 하나가 마련되고, 다른 하나는 타측의 베어링(50)과 락스크류(70)의 사이에 마련된다.That is, two elastic members 100 of the present invention are provided at both ends of the worm shaft 20, one is provided between the bearing 40 and the snap ring 60 on one side, the other bearing ( It is provided between 50 and the lock screw 70.

이때 탄성부재(100)는 스프링 와셔로 마련되고, 스냅링(60)과 탄성부재(100) 사이에는 스프링 와셔를 지지할 수 있도록 스페이서(90)가 마련된다.At this time, the elastic member 100 is provided with a spring washer, the spacer 90 is provided between the snap ring 60 and the elastic member 100 to support the spring washer.

이로써, 베어링(40,50)에 의해 회전지지되는 워엄축(20)은 베어링(40,50)의 축방향 외부 양측에 마련된 탄성부재(100)로 인한 모터의 과부하가 걸릴 때나 외부충격의 전달시 축방향으로 이동 가능하게 설치되는 것이다.As a result, the worm shaft 20 supported by the bearings 40 and 50 rotates when the motor is overloaded, or when the external shock is transmitted due to the elastic member 100 provided on both sides of the axially outer side of the bearings 40 and 50. It is installed to be movable in the axial direction.

도 3은 본 발명에 따른 탄성부재의 변형량을 보인 도표이다. 이에 도시된 바와 같이, 탄성부재(100)의 탄성력은 모터측의 최대 토크가 작용할 때 워엄축(20)에 작용하는 축방향 힘보다 크고(d1), 워엄기어(80)가 파손될 정도의 토크가 작용할 때 워엄축(20)에 작용하는 축방향 힘보다 작아야 한다(d2).3 is a diagram showing a deformation amount of the elastic member according to the present invention. As shown in the drawing, the elastic force of the elastic member 100 is greater than the axial force acting on the worm shaft 20 when the maximum torque of the motor side is applied (d1), and the torque is such that the worm gear 80 is broken. When acting it should be less than the axial force acting on the worm shaft 20 (d2).

즉, 원활한 회전력을 전달할 수 있도록 모터측의 최대 토크시에는 축방향으로 고정되어야하며, 워엄기어(80)가 파손될 정도의 토크 작용시에는 축방향으로 이동되어 워엄(30) 및 워엄기어(80)의 손상을 방지할 정도의 탄성력을 가져야하는 것이다.That is, the maximum torque of the motor side should be fixed in the axial direction so that the smooth rotational force can be transmitted, and the worm gear 80 and the worm gear 80 may be moved in the axial direction when the worm gear 80 acts as a breakage torque. It should have enough elastic force to prevent damage.

이와 같이 구성된 본 발명의 전동식 파워스티어링 시스템의 워엄장치는, 모터에 전원이 인가되어 회전력이 발생되었을 때 모터축과 연결된 워엄축(20)이 회전되고, 이의 중단에 형성된 워엄(30)과 워엄기어(80)가 맞물려 외부로 회전력이 전달하게 된다.In the worm device of the electric power steering system of the present invention configured as described above, when the power is applied to the motor and the rotation force is generated, the worm shaft 20 connected to the motor shaft is rotated, and the worm 30 and the worm gear formed at the interruption thereof are formed. The 80 is engaged to transmit the rotational force to the outside.

이때 모터측의 최대토크가 워엄축(20)에 전달될 때까지는 탄성부재(100)의 탄성력에 의해 워엄축(20)이 고정된 상태를 유지하고, 이 보다 큰 토크가 전달되거나, 워엄기어(80)가 손상될 정도의 토크가 전달될 때, 또는 외부의 충격력이 전달되면, 워엄축(20)이 탄성부재(100)의 탄성력을 이기고, 축방향으로 이동하게 된다.At this time, until the maximum torque of the motor side is transmitted to the worm shaft 20, the worm shaft 20 is kept fixed by the elastic force of the elastic member 100, and a larger torque is transmitted or the worm gear ( When the torque 80 is damaged or the external impact force is transmitted, the worm shaft 20 overcomes the elastic force of the elastic member 100 and moves in the axial direction.

이로써, 모터의 과부하 및 외부충격으로부터의 완충작용으로부터 워엄기어(80)의 손상을 방지하고, 온도변화에 따라 그 사이의 기어 유격이 증가될 때 이를 보상해주는 것이다.This prevents damage to the worm gear 80 from overloading of the motor and cushioning from external shocks, and compensates for the increase in the gear clearance therebetween as the temperature changes.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전동식 파워스티어링 시스템의 워엄장치는, 워엄기어의 축방향에 간단한 구조의 탄성부재를 마련함으로써, 온도변화에 따른 기어의 유격보상 및 외부충격으로부터의 완충작용으로 인해 워엄기어의 손상을 방지하여, 제품의 내구성 및 신뢰성이 향상되는 이점이 있다.As described in detail above, the worm device of the electric power steering system according to the present invention, by providing an elastic member of a simple structure in the axial direction of the worm gear, by the gap compensation of the gear according to the temperature change and buffering action from external shock Due to this prevents damage to the worm gear, there is an advantage that the durability and reliability of the product is improved.

Claims

It is provided inside the housing so as to be rotatable, but the middle one side is provided with a worm shaft formed with a worm so as to be separated from the worm gear, a bearing installed inside the housing to support both ends of the worm shaft, and the bearing of the one side. In the worm device of the electric power steering system having a snap ring provided to be able to support and the lock screw installed in the housing to support the bearing of the other side,

The worm device of the electric power steering system, characterized in that the elastic member 100 is provided to elastically support the worm shaft 20 to be axially moved.

The method of claim 1,

The elastic member 100 is a worm device of an electric power steering system, characterized in that the spring washer is interposed between the bearing (40, 50) and the snap ring (60) and the lock screw (70) on both sides.

The method of claim 2,

Warmer device of the electric power steering system, characterized in that the spacer 90 is provided between the snap ring 60 and the elastic member 100 to support one side of the elastic member (100).