JP2001171531A - Electric power steering device - Google Patents

Electric power steering device

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JP2001171531A
JP2001171531A JP35517099A JP35517099A JP2001171531A JP 2001171531 A JP2001171531 A JP 2001171531A JP 35517099 A JP35517099 A JP 35517099A JP 35517099 A JP35517099 A JP 35517099A JP 2001171531 A JP2001171531 A JP 2001171531A
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Japan
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output shaft
electric power
power steering
gear
shaft
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JP35517099A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenichi Hayakawa
賢一 早川
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NSK Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To facilitate adjustment, in particular, for a backlash in a spur bevel gear transmission mechanism such as a worm gear mechanism constituting a power transmission mechanism, and to eliminate a hob cutting process to reduce a cost, in an electric power steering device. SOLUTION: A worm 30a driven by an electric motor is meshed with a tapered helical gear 23 provided in an output shaft 3. The backlash is easily adjusted by adjusting an axial-directional position of the output shaft 3 or the helical gear 23 with adjustment of shims A, B. Since the helical gear 23 is formed by injection molding without using a hob, hobbing is not required, and a manufacturing cost is reduced thereby.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は電動式パワーステア
リング装置に関し、特に動力伝達機構を構成するウォー
ムギヤ機構等の食い違い歯車伝動機構のバックラッシュ
調整を可能とする電動式パワーステアリング装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric power steering apparatus, and more particularly to an electric power steering apparatus capable of adjusting a backlash of a staggered gear transmission mechanism such as a worm gear mechanism constituting a power transmission mechanism.

【0002】[0002]

【従来の技術】車両の電動式パワーステアリング装置と
して、補助操舵トルクとなる電動モータの回転出力を歯
車装置により減速して操舵機構の出力軸に伝達し、ステ
アリングホイールに加えられた操舵力に補助動力を与
え、車輪の操舵を軽トルクで行なえるように構成したも
のが知られている。
2. Description of the Related Art As an electric power steering device for a vehicle, the rotational output of an electric motor, which is an auxiliary steering torque, is reduced by a gear device and transmitted to an output shaft of a steering mechanism, thereby assisting the steering force applied to a steering wheel. There is known an apparatus which is configured to provide power and perform steering of a wheel with light torque.

【0003】このような電動式パワーステアリング装置
においては、ハウジング内に設けられたウォームギヤ機
構等の動力伝達機構を用いて、電動モータの回転を減速
しつつ出力軸に動力を伝達している。
In such an electric power steering device, a power transmission mechanism such as a worm gear mechanism provided in a housing is used to transmit power to an output shaft while reducing the rotation of the electric motor.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、例えばウォ
ームギヤ機構等の食い違い歯車伝動装置を用いた電動式
パワーステアリング装置における一つの問題は、食い違
い歯車伝動装置を構成するウォーム及びウォームホイー
ル等の両歯車の歯面間に生じるバックラッシュをいかに
適切に設定するかという点にある。
One problem with an electric power steering system using a staggered gear transmission such as a worm gear mechanism is that two gears such as a worm and a worm wheel that constitute the staggered gear transmission. The point is how to properly set the backlash that occurs between the tooth surfaces.

【0005】即ち、かかるバックラッシュが小さすぎれ
ば、噛合する歯同士が競り合いを起こし、バックラッシ
ュが大きすぎれば、急激なトルク変動により噛合する歯
同士が衝接し、それにより打音や歯面の早期摩耗等を招
来し、また円滑なトルク伝達が阻害されて、電動式パワ
ーステアリング装置の機能を損なう恐れがある。従っ
て、歯面間のバックラッシュの量を適切な値に設定する
必要がある。
[0005] That is, if the backlash is too small, the meshing teeth will compete with each other, and if the backlash is too large, the meshing teeth will abut against each other due to a sudden change in torque, thereby causing a hitting sound and a tooth surface. Premature wear and the like may be caused, and smooth torque transmission may be impaired, which may impair the function of the electric power steering device. Therefore, it is necessary to set the amount of backlash between the tooth surfaces to an appropriate value.

【0006】ここで、従来の電動式パワーステアリング
装置においては、ウォームホイール等の一方の歯車を取
り付けた出力軸と、これに噛合するウォーム等のもう一
方の歯車を回転軸に取り付けた電動モータとがそれぞれ
同一のハウジングに取り付けられており、従ってかかる
バックラッシュの量を所望の範囲内に抑えるためには、
ハウジングとウォーム及びウォームホイール等の2つの
歯車の寸法・形状精度を相当向上させる必要があった。
Here, in the conventional electric power steering apparatus, an output shaft having one gear such as a worm wheel attached thereto, and an electric motor having the other gear such as a worm engaged with the output shaft attached to a rotary shaft. Are mounted in the same housing, so that the amount of such backlash is kept within the desired range:
It is necessary to considerably improve the dimensional and shape accuracy of the housing and the two gears such as the worm and the worm wheel.

【0007】しかしながら、ハウジングはともかく、ウ
ォーム及びウォームホイール等の歯車の歯面は複雑な形
状を有するため、互いの歯面間に所望のバックラッシュ
を設定するに必要な歯形を得るためには、極めて精密な
加工が必要とされ、それにより製造コストが増大するこ
とが避けられない。
However, aside from the housing, the tooth surfaces of gears such as a worm and a worm wheel have a complicated shape. Therefore, in order to obtain a tooth shape necessary for setting a desired backlash between the tooth surfaces, Extremely precise processing is required, which inevitably increases manufacturing costs.

【0008】一方、精密な加工を施すことによって所望
の形状を有する歯面が形成され、適正なバックラッシュ
の量が設定されたとしても、長期間使用しているうちに
ウォーム及びウォームホイール等の歯車に歯面の摩耗が
生じる。歯面の摩耗は、バックラッシュの量を増大さ
せ、当初の適正な状態が維持できなくなる。
On the other hand, even if a tooth surface having a desired shape is formed by performing precision processing, and an appropriate amount of backlash is set, even if the worm and the worm wheel are used for a long period of time, Tooth surface wear occurs on the gear. Tooth surface wear increases the amount of backlash and prevents the initial proper state from being maintained.

【0009】しかしながら、歯面摩耗により増大したバ
ックラッシュを初期値に戻すよう調整することは困難で
あるため、まだ使用可能であるウォーム及びウォームホ
イール等の歯車を新品に交換することにより、電動式パ
ワーステアリング装置を継続使用するようにしている。
このようなウォーム及びウォームホイールの歯車の交換
は使用者に無駄な消費を強いることになる。
However, it is difficult to adjust the backlash, which has been increased due to the tooth surface wear, back to the initial value. Therefore, by replacing the gears such as the worm and the worm wheel which can still be used with new ones, the electric type can be changed. The power steering device is used continuously.
Such replacement of the worm and worm wheel gears results in wasteful consumption of the user.

【0010】そこで本願発明は、かかる問題点に鑑み、
食い違い歯車伝動装置を構成する2つの歯車の歯面間に
生じるバックラッシュの調整を可能とすることにより、
製造コストを低減させかつ信頼性を高めた電動式パワー
ステアリング装置を提供することを課題とする。
Therefore, the present invention has been made in view of such a problem,
By enabling the adjustment of the backlash occurring between the tooth surfaces of the two gears constituting the staggered gear transmission,
An object of the present invention is to provide an electric power steering device with reduced manufacturing cost and improved reliability.

【0011】更に、本願発明は、長期間使用しているう
ちにウォーム及びウォームホイールの2つの歯車に歯面
摩耗が生じてバックラッシュの量が増大したとして、比
較的容易にもとのようなバックラッシュ量に調整するこ
とができる電動式パワーステアリング装置を提供するこ
とを課題とする。
Further, the present invention can be applied to a case where two gears of a worm and a worm wheel are worn over a long period of time and the amount of backlash is increased due to the occurrence of tooth flank wear. An object of the present invention is to provide an electric power steering device that can be adjusted to a backlash amount.

【0012】また、電動式パワーステアリング装置にお
けるウォームホィールの歯を加工するために使用される
ホブのピッチ円直径はウォームのピッチ円直径に対して
大きく設定(5倍程度)されている。このため中心位置
からずれた位置におけるウォームホィールの歯はプラス
に転位しており、歯厚が噛み合い中心よりも厚くなって
いる。
The pitch diameter of the hob used for machining the teeth of the worm wheel in the electric power steering apparatus is set to be larger (about five times) than the pitch diameter of the worm. Therefore, the teeth of the worm wheel at positions deviated from the center position are positively displaced, and the tooth thickness is larger than the meshing center.

【0013】本願発明は、このことを利用して、電動式
パワーステアリング装置におけるウォーム及びウォーム
ホイールのバックラッシュ量の調整を容易に行うことを
更なる課題とする。
It is a further object of the present invention to make use of this fact to easily adjust the backlash amount of the worm and the worm wheel in the electric power steering apparatus.

【0014】また、従来、電動式パワーステアリング装
置においてはウォームとウォームホィールとで構成され
る食い違い歯車伝動装置(2つの軸が平行でなく交わり
もしない歯車伝動装置)が採用されている。近年ウォー
ムホィールは金属製の芯金とその外周の樹脂からなるギ
ア部分から構成することが多くなってきている。このギ
ア部分は成形型の中心に芯金(又は出力軸を圧入した芯
金)を置いた状態でこれと一体に成形される。このとき
ウォームホィールの歯形部分はこのような型による成形
ができない(型から抜けない)ので、後の工程でホブ切
りによって形成しているため、別工程を設けることにな
り、コストの増大を招いていた。
Conventionally, in an electric power steering apparatus, a staggered gear transmission (a gear transmission in which two axes are not parallel and do not intersect) constituted by a worm and a worm wheel has been employed. In recent years, worm wheels have often been constituted by a metal core and a gear portion made of resin on the outer periphery thereof. This gear portion is integrally formed with a core (or a core into which the output shaft is press-fitted) placed at the center of the mold. At this time, since the tooth profile portion of the worm wheel cannot be formed by such a mold (does not come off from the mold), since it is formed by hobbing in a later step, a separate step is provided, which leads to an increase in cost. I was

【0015】本願の別の発明は、先の課題を解決すると
ともに、上記のようなウォームホィールのホブ切り工程
を不要とし、コストを低減することが可能な電動式パワ
ーステアリング装置を提供することを課題とするもので
ある。
Another object of the present invention is to provide an electric power steering apparatus which solves the above-mentioned problem and eliminates the worm wheel hobbing step as described above and can reduce the cost. It is an issue.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
本発明は以下の解決手段をとる。
In order to achieve the above object, the present invention takes the following means.

【0017】第1番目の発明の電動式パワーステアリン
グ装置は、ハウジングと、上記ハウジング内に回転可能
に支持された入力軸と、上記ハウジング内に回転可能に
支持された出力軸と、上記入力軸と上記出力軸間に設け
られたトーションバーと、電動モータと、上記出力軸に
一方の歯車が設けられ、これに噛み合う他方の歯車が上
記電動モータに接続された食い違い歯車伝動装置と、上
記入力軸と上記出力軸の相対回転角を検出して操舵力を
検出する操舵力検出装置と、上記操舵力検出装置によっ
て検出された操舵力に基づき、上記モータを制御する制
御装置と、を備えた電動式パワーステアリング装置であ
って、上記食い違い歯車伝動装置の上記出力軸に設けら
れた歯車は、その軸方向に沿って実質的に転位量と外径
が大きくなる歯を有する歯車であって、この歯車の軸方
向の位置を調整可能とする調整装置が設けられている。
According to a first aspect of the present invention, an electric power steering apparatus includes a housing, an input shaft rotatably supported in the housing, an output shaft rotatably supported in the housing, and the input shaft. A torsion bar provided between the output shaft, an electric motor, and a staggered gear transmission in which one gear is provided on the output shaft, and the other gear meshing with the gear is connected to the electric motor; and A steering force detection device that detects a steering force by detecting a relative rotation angle between a shaft and the output shaft, and a control device that controls the motor based on the steering force detected by the steering force detection device. An electric power steering device, wherein the gear provided on the output shaft of the staggered gear transmission has teeth whose dislocation amount and outer diameter substantially increase along the axial direction. To a gear, the adjusting device is provided that allows adjusting the axial position of the gear.

【0018】ステアリングホイールを操舵すると、この
回転が入力軸に伝達され、操舵力に応じてトーションバ
ーがねじれ、入力軸と出力軸との間で相対回動が発生す
る。操舵力検出装置は、この相対回動の方向および量に
応じて信号を出力する。この信号に基づき、制御装置は
電動モータをトーションバーのねじれをなくす方向に回
転して補助操舵力を発生させる。かかる電動モータの回
転は、食い違い歯車伝動装置により減速されて出力軸3
に伝達され、これから操舵機構に伝達される。
When the steering wheel is steered, this rotation is transmitted to the input shaft, and the torsion bar is twisted in accordance with the steering force, causing relative rotation between the input shaft and the output shaft. The steering force detection device outputs a signal according to the direction and amount of the relative rotation. Based on this signal, the control device rotates the electric motor in a direction that eliminates the torsion of the torsion bar to generate an auxiliary steering force. The rotation of the electric motor is reduced by the staggered gear transmission to reduce the output shaft 3.
To the steering mechanism.

【0019】このような電動式パワーステアリング装置
において、調整手段によって、出力軸に設けられた歯車
の軸方向位置を調整することができ、出力軸に設けられ
た歯車とこれに噛み合う食い違い歯車伝動装置のもう一
方の歯車との間に生じるバックラッシュを調整すること
ができるので、これら2つの歯車の精度を必要以上に向
上させることなく適宜のバックラッシュ量に調整するこ
とができる。また、この電動式パワーステアリング装置
を使用しているうちに上記2つの歯車の歯面の摩耗が生
じたとしても、交換することなくバックラッシュを適正
に調整することができる。
In such an electric power steering apparatus, the adjusting means can adjust the axial position of the gear provided on the output shaft, and the staggered gear transmission meshes with the gear provided on the output shaft. Since the backlash generated between the two gears can be adjusted, the backlash amount can be adjusted to an appropriate amount without increasing the accuracy of these two gears more than necessary. Also, even if the tooth surfaces of the two gears are worn while using the electric power steering device, the backlash can be properly adjusted without replacement.

【0020】第2番目の発明の電動式パワーステアリン
グ装置は、第1番目の発明の電動式パワーステアリング
装置において、食い違い歯車伝動装置をウォームホィー
ルとウォームから構成し、出力軸にはウォームホィール
を設けるようにしたものであるから、これまでの電動式
パワーステアリング装置において普通に使用されている
ウォームホィールとウォームをそのまま使用することが
できる。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an electric power steering apparatus according to the first aspect, wherein the staggered gear transmission comprises a worm wheel and a worm, and the output shaft is provided with a worm wheel. With such a configuration, the worm wheel and the worm that are commonly used in the conventional electric power steering apparatus can be used as they are.

【0021】第3番目の発明の電動式パワーステアリン
グ装置は、第1番目の発明の電動式パワーステアリング
装置において、食い違い歯車伝動装置をテーパーヘリカ
ルギアとウォームから構成し、出力軸にはテーパーヘリ
カルギアを設けるようにしたものであるから、テーパー
ヘリカルギアを射出成形によって製造することができ、
歯部をホブ切りする必要がなく製造が容易であり、製造
コストを引き下げることが可能となる。
A third aspect of the present invention provides the electric power steering apparatus according to the first aspect, wherein the staggered gear transmission comprises a tapered helical gear and a worm, and the output shaft has a tapered helical gear. Since the taper helical gear can be manufactured by injection molding,
There is no need to hob the teeth, making it easy to manufacture and reducing manufacturing costs.

【0022】第4番目の発明の電動式パワーステアリン
グ装置は、第1から第3番目の発明の電動式パワーステ
アリング装置において、調整装置は、ケーシングと出力
軸との間、及び、出力軸と食い違い歯車伝動装置の出力
軸との間のいずれか又は両方に設けられたシムによって
バックラッシュ調整を行うので、シムの厚さ又は組み合
わせを変えることにより微調整と安定した調整が可能と
なる。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the electric power steering apparatus according to the first to third aspects, wherein the adjusting device is provided between the casing and the output shaft and between the casing and the output shaft. Since the backlash adjustment is performed by a shim provided on one or both of the output shaft and the gear transmission, fine adjustment and stable adjustment can be performed by changing the thickness or combination of the shims.

【0023】第5番目の発明の電動式パワーステアリン
グ装置は、第1から第3番目の発明の電動式パワーステ
アリング装置において、上記調整装置は、上記ケーシン
グと上記出力軸との間、及び、上記出力軸と上記食い違
い歯車伝動装置の上記出力軸との間のいずれか又は両方
に設けられたシムによってバックラッシュ調整を行うの
で、シムの厚さ又は組み合わせを変えることにより微調
整と安定した調整が可能となる。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an electric power steering apparatus according to the first to third aspects, wherein the adjusting device is provided between the casing and the output shaft, and Since backlash adjustment is performed by a shim provided on one or both of the output shaft and the output shaft of the staggered gear transmission, fine adjustment and stable adjustment can be performed by changing the thickness or combination of the shims. It becomes possible.

【0024】第6番目の発明の電動式パワーステアリン
グ装置は、第1から第3番目の発明の電動式パワーステ
アリング装置において、ケーシングは、出力軸を支持す
る出力側ケーシングと入力軸を支持する入力側ケーシン
グからなり、出力側ケーシングと入力側ケーシングとの
間に設けられている調整装置によってバックラッシュ調
整が行われる。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the electric power steering apparatus according to the first to third aspects, wherein the casing has an output side casing for supporting the output shaft and an input for supporting the input shaft. The backlash adjustment is performed by an adjustment device that includes a side casing and is provided between the output side casing and the input side casing.

【0025】第7番目の発明の電動式パワーステアリン
グ装置は、第1から第3番目の発明の電動式パワーステ
アリング装置において、調整装置は、出力軸を支持する
軸受の外輪を支持する軸受ホルダの雄ねじと、この軸受
ホルダが螺合するケーシングの雌ねじと、上記軸受ホル
ダに螺合するロックナットとからなり、ロックナットを
ゆるめた状態で軸受ホルダを回してバックラッシュを調
整し、その後ロックナットを締めるものである。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an electric power steering apparatus according to the first to third aspects, wherein the adjusting device comprises a bearing holder for supporting an outer ring of a bearing for supporting the output shaft. It consists of a male screw, a female screw of the casing with which this bearing holder is screwed, and a lock nut which is screwed with the above-mentioned bearing holder, adjusts the backlash by turning the bearing holder with the lock nut loosened, and then locks the lock nut. It is something to tighten.

【0026】第8番目の発明のテーパーヘリカルギアの
製造方法は、芯金又は芯金が同心に嵌合された軸とこれ
らの周囲に同心に形成されたギア部分とを有するテーパ
ーヘリカルギア軸の製造方法であって、芯金又は芯金が
同心に嵌合された軸を支持するインサートピン駒と、イ
ンサートピン駒と同心に回転可能に支持され、テーパー
ヘリカルギアの歯面を成形する内面を有するギア駒と、
樹脂を注入するための通路を有するゲート駒と、からな
る金型に、通路を通して樹脂を注入することにより芯金
又は芯金が同心に嵌合された軸にギア部分を一体に射出
成形するものである。
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a tapered helical gear shaft having a core or a shaft concentrically fitted with a core and a gear portion formed concentrically therearound. A manufacturing method, wherein an insert pin piece that supports a core or a shaft concentrically fitted with a core, and an inner surface that is rotatably supported concentrically with the insert pin piece and that forms the tooth surface of the tapered helical gear. Having gear pieces,
Injecting resin through a passage into a mold consisting of a gate piece having a passage for injecting resin, and a metal part integrally molded with a core or a shaft on which the core is fitted concentrically. It is.

【0027】この方法によれば、後のホブ切り工程が不
要となり、この方法により得られた第9番目の発明のテ
ーパーヘリカルギアを用いたとき、テーパーヘリカルギ
アを軸方向に移動させることによりこれと噛合する歯車
とのバックラッシュを調整することができる。
According to this method, the subsequent hobbing step becomes unnecessary, and when the tapered helical gear of the ninth invention obtained by this method is used, the tapered helical gear is moved in the axial direction. The backlash between the gear and the gear meshing with the gear can be adjusted.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】以下、本願発明の実施例を図面を
参照して詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0029】第1実施例 図1は、本発明の実施の形態である電動式パワーステア
リング装置を、入力軸の軸線に沿って切断して示す断面
図である。この実施例の電動式パワーステアリング装置
はピニオンタイプとして知られている形式のものであ
る。
First Embodiment FIG. 1 is a sectional view showing an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention by cutting along an axis of an input shaft. The electric power steering apparatus of this embodiment is of a type known as a pinion type.

【0030】ハウジング1は、出力側ハウジング1aと
入力側ハウジング1bとからなり、このハウジング1内
に入力軸2および出力軸3が延在している。
The housing 1 comprises an output side housing 1a and an input side housing 1b. In the housing 1, an input shaft 2 and an output shaft 3 extend.

【0031】中空の入力軸2は、右端を図示しないステ
アリングシャフトに連結され、更にステアリングシャフ
トは図示しないステアリングホイールに連結される。入
力軸2は、軸受4により入力側ハウジング1bに対して
回転自在に支持されている。右端を入力軸2に左端を出
力軸3に連結したトーションバー5が、入力軸2の中空
内を延在している。
The hollow input shaft 2 has a right end connected to a steering shaft (not shown), and the steering shaft is further connected to a steering wheel (not shown). The input shaft 2 is rotatably supported by a bearing 4 with respect to the input side housing 1b. A torsion bar 5 having a right end connected to the input shaft 2 and a left end connected to the output shaft 3 extends inside the hollow of the input shaft 2.

【0032】入力軸2の左端近傍において、受けたトル
クに比例してトーションバー5がねじれることに基づ
き、操舵トルクを検出する検出装置すなわちトルクセン
サ6が設けられている。このトルクセンサ6は、ロータ
リー式非接触トルクセンサであって、トーションバー5
のねじれに基づく入力軸2と出力軸3との相対角度変位
を、所定の磁気回路におけるインピーダンスの変化とし
てコイル7により検出し、電気信号として不図示の制御
回路へ出力するものである。
In the vicinity of the left end of the input shaft 2, there is provided a detecting device for detecting the steering torque, that is, a torque sensor 6, based on the fact that the torsion bar 5 is twisted in proportion to the received torque. The torque sensor 6 is a rotary non-contact torque sensor,
The relative angular displacement between the input shaft 2 and the output shaft 3 based on the torsion is detected by the coil 7 as a change in impedance in a predetermined magnetic circuit, and is output as an electric signal to a control circuit (not shown).

【0033】出力軸3の左方にはピニオン歯車3aが形
成されており、紙面垂直方向に延在するラック軸11の
ラック歯11aと噛合している。ラック軸11は、ラッ
クガイド12a、スプリング12b、ロック部材12c
からなる公知のラックサポート装置12により背面から
支持され、ピニオン歯車3aに向かって押圧されてい
る。ラック軸11は周知の操舵機構(不図示)に取り付
けられており、ピニオン歯車3aの回転につれてラック
軸11が図1において紙面直角方向に移動することによ
り操舵される。
A pinion gear 3a is formed on the left side of the output shaft 3, and meshes with a rack tooth 11a of a rack shaft 11 extending in a direction perpendicular to the paper surface. The rack shaft 11 includes a rack guide 12a, a spring 12b, and a lock member 12c.
And is supported from the back by a well-known rack support device 12, and is pressed toward the pinion gear 3a. The rack shaft 11 is attached to a well-known steering mechanism (not shown), and is steered by the rack shaft 11 moving in a direction perpendicular to the plane of FIG. 1 as the pinion gear 3a rotates.

【0034】出力軸3の右方端外周には、ウォームホイ
ール13が圧入等により固定的に取り付けられている。
ウォームホイール13は、不図示の電動モータの回転軸
に連結されたウォーム30aと噛合している。この電動
モータは、上記不図示の制御回路に連結されているが、
この制御回路は、トルクセンサ6の出力や車速等の情報
を入力し、所定の電力を電動モータに供給して適切な補
助トルクを発生させるものである。出力軸3は、以下の
ようにして右方軸受14、左方軸受15によりハウジン
グ1に対して回転自在に支持されている。
A worm wheel 13 is fixedly mounted around the right end of the output shaft 3 by press-fitting or the like.
The worm wheel 13 meshes with a worm 30a connected to a rotating shaft of an electric motor (not shown). This electric motor is connected to the control circuit (not shown),
This control circuit inputs information such as the output of the torque sensor 6 and the vehicle speed, and supplies predetermined electric power to the electric motor to generate an appropriate auxiliary torque. The output shaft 3 is rotatably supported by the housing 1 by a right bearing 14 and a left bearing 15 as described below.

【0035】図2に示されるように、ウォームホィール
13は芯金13aとその周囲の樹脂からなるギア部分1
3bとからなり、ギア部分13bにはウォーム歯が形成
されている。出力軸3の右方におけるウォームホイール
13の近傍に、右方軸受14は嵌合している。右方軸受
14の内輪は、出力軸3の右方端近傍に形成された段部
3bに圧入固定されており、右方軸受14の外輪は出力
軸3が後述のバックラッシュ調整時に左右移動可能なよ
うに出力側ハウジング1aに嵌合されている。
As shown in FIG. 2, the worm wheel 13 is composed of a metal core 13a and a gear portion 1 made of a resin around the metal core 13a.
3b, and a worm tooth is formed on the gear portion 13b. A right bearing 14 is fitted near the worm wheel 13 to the right of the output shaft 3. The inner ring of the right bearing 14 is press-fitted and fixed to a step 3b formed near the right end of the output shaft 3. The outer ring of the right bearing 14 allows the output shaft 3 to move left and right during backlash adjustment described later. Thus, it is fitted to the output side housing 1a.

【0036】更に、出力軸3の左方端には左方軸受15
が嵌合している。左方軸受15の外輪は、ねじカバー9
を出力側ハウジング1aに対してねじ込むことにより、
ハウジング1の段部壁1dに対して後述のシムAを介し
て固定されるようになっている。一方、左方軸受15の
内輪は、ナット17を出力軸3に対してねじ込むことに
より、後述のシムBを介して出力軸3に対して取り付け
られるようになっている。なお左方軸受15は、アキシ
ャル方向のガタが少ないアンギュラコンタクトタイプの
軸受を使用することができ、かかる軸受15を用いるこ
とにより、出力軸3の軸線方向の位置決めができる。
Further, a left bearing 15 is provided at the left end of the output shaft 3.
Are fitted. The outer ring of the left bearing 15 is a screw cover 9
Is screwed into the output side housing 1a,
The housing 1 is fixed to a step wall 1d via a shim A described later. On the other hand, the inner ring of the left bearing 15 is attached to the output shaft 3 via a shim B described later by screwing the nut 17 into the output shaft 3. Note that the left bearing 15 can be an angular contact type bearing with little backlash in the axial direction. By using such a bearing 15, the output shaft 3 can be positioned in the axial direction.

【0037】このように、ウォーム30a、ウォームホ
ィール13、出力軸3、ラック軸11等は出力側ハウジ
ング1aに設けられている。
As described above, the worm 30a, the worm wheel 13, the output shaft 3, the rack shaft 11 and the like are provided on the output side housing 1a.

【0038】さて、ここで、この実施例に示す電動式パ
ワーステアリング装置の動作を説明する。車両が直進状
態にあり、図示しないステアリングホイールおよびステ
アリングシャフトを介して、入力軸2に操舵力が入力さ
れていないとすると、トルクセンサ6は出力信号を発生
せず、従って電動モータは補助操舵力を発生しない。
Now, the operation of the electric power steering apparatus shown in this embodiment will be described. Assuming that the vehicle is in a straight running state and no steering force is input to the input shaft 2 via a steering wheel and a steering shaft (not shown), the torque sensor 6 does not generate an output signal, and therefore the electric motor uses the auxiliary steering force. Does not occur.

【0039】車両がカーブを曲がろうとするときに運転
者が不図示のステアリングホイールを操舵すると、操舵
力に応じてトーションバー5がねじれ、入力軸2と出力
軸3との間で相対回動が発生する。トルクセンサ6は、
この相対回動の方向および量に応じて信号を出力する。
この信号に基づき、電動モータはトーションバーのねじ
れをなくす方向に回転して補助操舵力を発生する。かか
る電動モータの回転は、ウォームギヤ機構により減速さ
れて出力軸3に伝達され、ラック軸11を移動させる補
助となる。
When the driver steers a steering wheel (not shown) while the vehicle is about to make a curve, the torsion bar 5 is twisted in accordance with the steering force, and the input shaft 2 and the output shaft 3 are relatively rotated. Occurs. The torque sensor 6
A signal is output according to the direction and amount of the relative rotation.
Based on this signal, the electric motor rotates in a direction to eliminate the twist of the torsion bar and generates an auxiliary steering force. The rotation of the electric motor is reduced by the worm gear mechanism and transmitted to the output shaft 3 to assist in moving the rack shaft 11.

【0040】図3は、ウォームホィール13とウォーム
30aの噛み合い部をこれらの軸に平行な切断面(図1
中のA−A断面)で切断したときの断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the meshing portion of the worm wheel 13 and the worm 30a parallel to their axes (FIG. 1).
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.

【0041】ウォームホィール13をホブ切りすると
き、通常これと噛み合うウォームのピッチ円直径に対し
て5倍程度大きいピッチ円直径を有するホブによって切
削されるが、このとき中心からずれた位置では実質的に
プラス転位した歯が形成される。そして、図3に示すよ
うに、ウォームホィール13の歯部断面で見たとき、そ
の歯厚は図3に示されるように歯筋方向に沿って中央部
で薄く、側面に行くほど厚くなっている。言い換えれ
ば、歯と歯の間隔は歯筋両側部側が小さく中央部が大き
い。
When the worm wheel 13 is hobbed, the worm wheel 13 is usually cut by a hob having a pitch circle diameter approximately five times larger than the pitch circle diameter of the worm meshing with the worm wheel. A positively displaced tooth is formed. As shown in FIG. 3, when viewed in the tooth section of the worm wheel 13, the tooth thickness is thinner at the center along the tooth trace direction as shown in FIG. I have. In other words, the distance between the teeth is small on both sides of the tooth muscle and large at the center.

【0042】ウォーム30aの歯が、ウォームホィール
13の歯の一つの一方の面と接触しているとき、これと
隣り合うウォームホィール13の歯の反対側の面はウォ
ームから離れており、この離れている量がバックラッシ
ュB/Lである。
When the tooth of the worm 30a is in contact with one surface of one of the teeth of the worm wheel 13, the opposite surface of the tooth of the worm wheel 13 adjacent thereto is separated from the worm, and this separation is caused. Is the backlash B / L.

【0043】このバックラッシュB/Lが小さすぎれ
ば、噛合する歯同士が競り合いを起こし、バックラッシ
ュが大きすぎれば、急激なトルク変動により噛合する歯
同士が衝接し、それにより打音や歯面の早期摩耗等を招
来し、また円滑なトルク伝達が阻害されて、電動式パワ
ーステアリング装置の機能を損なうので、適宜のバック
ラッシュB/L量にすることが必要であることは既に述
べた。
If the backlash B / L is too small, the meshing teeth will compete with each other. If the backlash is too large, the meshing teeth will abut against each other due to a sudden torque change, thereby causing a hitting sound and a tooth surface. As described above, it is necessary to adjust the backlash B / L to an appropriate value, since it causes early wear and the like and hinders smooth torque transmission and impairs the function of the electric power steering apparatus.

【0044】この発明では、ウォームホィール13の軸
方向位置を調整することにより、バックラッシュB/L
が調整される。すなわち、この実施例では、図3から明
らかなように、ウォーム30aに対しウォームホィール
13の軸方向位置を点線で示すようにずらすと、ウォー
ム30aの歯の間隔は不変なので、上記バックラッシュ
B/Lの量を減少させることができるという性質が利用
される。
In the present invention, the backlash B / L is adjusted by adjusting the axial position of the worm wheel 13.
Is adjusted. That is, in this embodiment, as is apparent from FIG. 3, if the axial position of the worm wheel 13 is shifted with respect to the worm 30a as shown by a dotted line, the tooth spacing of the worm 30a is invariable. The property that the amount of L can be reduced is utilized.

【0045】ウォームホィール13の軸方向位置の調整
は、具体的にはこの実施例では、上記シムA及びシムB
の内の一方又は両方を、厚さが異なるものに交換するこ
とにより行われる。なおここで、シムA及びシムBは常
に両方が備えられなければならないというものではな
く、組み立てられる電動式パワーステアリング装置1台
毎のバックラッシュB/Lの量に応じて一方のみを備え
るようにすることができる。
The adjustment of the axial position of the worm wheel 13 is specifically performed in this embodiment by the shim A and the shim B.
By replacing one or both of them with a different thickness. Here, both the shim A and the shim B do not always have to be provided, and only one is provided according to the amount of backlash B / L for each electric power steering device to be assembled. can do.

【0046】また、シムAを厚くすればウォームホィー
ル13は左方向に寄り、シムBを厚くすれば右に寄るの
で、これらの厚さの組み合わせによってバックラッシュ
B/Lの量を調整することができる。
Also, if the shim A is made thicker, the worm wheel 13 is shifted to the left, and if the shim B is made thicker, the worm wheel 13 is shifted to the right. Therefore, the amount of backlash B / L can be adjusted by a combination of these thicknesses. it can.

【0047】第2実施例 図4は、別の実施例であって、本発明が適用されたコラ
ムタイプの電動パワーステアリング装置の要部断面図で
ある。これは先に説明したピニオンタイプの電動パワー
ステアリング装置と共通する構造を有するものである
が、基本的には出力軸3にピニオン歯車3aが形成され
ていない点と、このピニオン歯車3aに噛合するラック
軸11を有していない点で大きく異なる。以下対応する
部材に対しては同じ符号を用いて説明する。
Second Embodiment FIG. 4 is another embodiment, and is a sectional view of a main part of a column type electric power steering apparatus to which the present invention is applied. This has the same structure as the pinion-type electric power steering apparatus described above, but basically has no pinion gear 3a formed on the output shaft 3 and meshes with the pinion gear 3a. It differs greatly in that it does not have the rack shaft 11. Hereinafter, the corresponding members will be described using the same reference numerals.

【0048】ハウジング1は、出力側ハウジング1aと
入力側ハウジング1bとからなり、このハウジング1内
に入力軸2および出力軸3が延在している。
The housing 1 includes an output side housing 1a and an input side housing 1b, and an input shaft 2 and an output shaft 3 extend inside the housing 1.

【0049】中空の入力軸2は、ステアリングシャフト
に連結され、更にステアリングシャフトはステアリング
ホイールに連結されている。また、入力軸2は、不図示
の軸受により入力側ハウジング1bに対して回転自在に
支持されている。右端を入力軸2に左端を出力軸3に連
結したトーションバー5が、入力軸2の中空内を延在し
ている。
The hollow input shaft 2 is connected to a steering shaft, and the steering shaft is connected to a steering wheel. The input shaft 2 is rotatably supported by the input housing 1b by a bearing (not shown). A torsion bar 5 having a right end connected to the input shaft 2 and a left end connected to the output shaft 3 extends inside the hollow of the input shaft 2.

【0050】入力軸2の左端近傍において、受けたトル
クに比例してトーションバー5がねじれることに基づ
き、操舵トルクを検出する検出装置すなわちトルクセン
サ6が設けられている。このトルクセンサ6は、接触式
のトルクセンサであって、トーションバー5のねじれに
基づく入力軸2と出力軸3との相対角度変位を、ポテン
ショメータの抵抗値の変化により検出し、電気信号とし
て不図示の制御回路へ出力するものである。なお、本願
発明においては、トルクセンサ6がどのようなタイプの
ものであってもかまわない。
In the vicinity of the left end of the input shaft 2, a detecting device for detecting the steering torque, that is, a torque sensor 6, is provided based on the fact that the torsion bar 5 is twisted in proportion to the received torque. The torque sensor 6 is a contact-type torque sensor that detects a relative angular displacement between the input shaft 2 and the output shaft 3 based on a torsion of the torsion bar 5 based on a change in a resistance value of a potentiometer, and detects an electric signal. This is output to the control circuit shown in the figure. In the present invention, any type of torque sensor 6 may be used.

【0051】出力軸3の左方は、ユニバーサルジョイン
ト等不図示の伝動機構を介して周知の操舵機構(不図
示)に接続されている。
The left side of the output shaft 3 is connected to a well-known steering mechanism (not shown) via a transmission mechanism (not shown) such as a universal joint.

【0052】出力軸3の右方端外周には、ウォームホイ
ール13が圧入等により固定的に取り付けられている。
ウォームホィール13は芯金13aとその周囲の樹脂か
らなるギア部分13bとからなり、ギア部分13aには
ウォーム歯が形成されている。また、ウォームホイール
13は、電動モータMの回転軸に連結されたウォーム3
0aと噛合している。この電動モータMは、上記不図示
の制御回路に連結されているが、この制御回路は、トル
クセンサ6の出力や車速等の情報を入力し、所定の電力
を電動モータに供給して適切な補助トルクを発生させる
ものである。出力軸3は、右方軸受14、左方軸受15
により出力側ハウジング1aに回転自在に支持されてい
る。右方軸受14の内輪と出力軸3の段部壁1eの間に
はシムAが介在しており、また、右方軸受14と左方軸
受15の間にスリーブ20を介在させて、ナット21を
締め付けることにより出力軸3に固定される。
A worm wheel 13 is fixedly mounted on the outer periphery of the right end of the output shaft 3 by press fitting or the like.
The worm wheel 13 includes a cored bar 13a and a gear portion 13b formed of a resin around the cored bar 13a. The gear portion 13a has worm teeth. The worm wheel 13 is connected to the worm 3 connected to the rotating shaft of the electric motor M.
0a. The electric motor M is connected to the control circuit (not shown). The control circuit inputs information such as the output of the torque sensor 6 and the vehicle speed, supplies predetermined electric power to the electric motor, and This is to generate auxiliary torque. The output shaft 3 includes a right bearing 14 and a left bearing 15
And is rotatably supported by the output side housing 1a. A shim A is interposed between the inner ring of the right bearing 14 and the step wall 1 e of the output shaft 3, and a sleeve 20 is interposed between the right bearing 14 and the left bearing 15 to form a nut 21. Is fixed to the output shaft 3.

【0053】このように、出力軸3とこれに取り付けら
れたウォームホイール13は出力側ハウジング1aに属
し、ウォーム30aを含む他の部材は入力側ハウジング
1bに属している。
As described above, the output shaft 3 and the worm wheel 13 attached thereto belong to the output side housing 1a, and other members including the worm 30a belong to the input side housing 1b.

【0054】以上のコラムタイプの電動パワーステアリ
ング装置の動作は、既に述べたピニオンタイプのものと
基本的に変わるところがないので説明を省略する。
The operation of the column-type electric power steering apparatus described above is basically the same as that of the pinion-type electric power steering apparatus described above, and a description thereof will be omitted.

【0055】本実施例において、出力側ハウジング1a
と入力側ハウジング1bの結合部にはシムBが、また、
出力軸3の段部壁1eと右方軸受14の内輪との間には
シムAが介在しているので、これらのシムを異なる厚さ
のものに交換すること又は組み合わせを変えることによ
りウォーム30aに対するウォームホィール13の軸方
向位置を調整することができる。先の実施例に述べた理
由と同様の理由から、この相対位置(ウォームホィール
13の軸方向の相対位置)の調整によってバックラッシ
ュの量を調整することができる。
In this embodiment, the output side housing 1a
A shim B is provided at the joint between the input side housing 1b and
Since the shim A is interposed between the stepped wall 1e of the output shaft 3 and the inner ring of the right bearing 14, the worm 30a can be changed by replacing these shims with those having different thicknesses or by changing the combination. , The axial position of the worm wheel 13 can be adjusted. For the same reason as described in the previous embodiment, the amount of backlash can be adjusted by adjusting the relative position (the relative position in the axial direction of the worm wheel 13).

【0056】第3実施例 図5は、別の実施例であって、第1実施例のようなピニ
オンタイプの電動式パワーステアリング装置である。
Third Embodiment FIG. 5 shows another embodiment, which is an electric power steering apparatus of a pinion type as in the first embodiment.

【0057】ここに開示のものは、第1実施例におけ
る、ウォームホィール13がテーパーヘリカルギア23
に置き換えられたものであり、テーパーヘリカルギア2
3は芯金23aとその周囲の歯が形成された樹脂からな
るギア部分23bからなっている。このため、構造、動
作及びシムA、Bによってバックラッシュが調整される
ことについては第1実施例と同様であるから、これらに
ついては説明しない。
The worm wheel 13 according to the first embodiment has a tapered helical gear 23 in the first embodiment.
Helical gear 2
Reference numeral 3 denotes a core 23a and a gear portion 23b made of a resin having teeth formed around the core 23a. For this reason, the structure, the operation, and the adjustment of the backlash by the shims A and B are the same as those in the first embodiment, and therefore they will not be described.

【0058】上記テーパーヘリカルギア23は歯幅方向
の両端で転位量に差を付け、中間を一定の変化量でつな
いだものであり、ウォームと噛み合わせることができ
る。
The tapered helical gear 23 has a difference in the amount of dislocation at both ends in the face width direction and connects the middle portion with a constant change amount, and can be engaged with the worm.

【0059】図6において、(a)は、テーパーヘリカ
ルギア23の歯の一つをこのギアの軸方向から見た図で
あり、(b)は歯のB−B断面図、(c)は歯を横から
見たテーパーヘリカルギア23の断面図である。
6A is a view of one of the teeth of the tapered helical gear 23 as viewed from the axial direction of the gear, FIG. 6B is a sectional view of the teeth taken along the line BB, and FIG. FIG. 3 is a sectional view of the tapered helical gear 23 when the teeth are viewed from the side.

【0060】テーパーヘリカルギア23は外観上は円錐
状であるが、基礎円の直径はどの軸直角断面においても
一定である。この歯の歯厚をある円筒断面(例えばB−
B断面)上で計ったとき、一方の歯幅端部における歯厚
d1は他方の歯幅端部に向かってしだいに大きく(厚
く)なり、d2になっている。
The tapered helical gear 23 is conical in appearance, but the diameter of the base circle is constant in any cross section perpendicular to the axis. The tooth thickness of this tooth is determined by a cylindrical section (for example, B-
When measured on the (B cross section), the tooth thickness d1 at one end of the tooth width gradually becomes larger (thicker) toward the other end of the tooth width and becomes d2.

【0061】図6(b)には、テーパーヘリカルギア2
3の歯の断面とともにウォーム30aの歯の断面も示さ
れている。ウォーム30aを右方向にずらすと、点線で
示されるようにバックラッシュB/Lの量がしだいに小
さくなっていくのがわかる。つまりテーパーヘリカルギ
ア23とウォーム30aの相対位置をシムA、Bの厚
さ、及びその組み合わせを変更することによってずら
し、バックラッシュB/Lを調整することができる。
FIG. 6B shows the tapered helical gear 2
The cross section of the worm 30a is also shown along with the cross section of the third tooth. When the worm 30a is shifted to the right, it can be seen that the amount of backlash B / L gradually decreases as indicated by the dotted line. That is, the relative positions of the tapered helical gear 23 and the worm 30a can be shifted by changing the thicknesses of the shims A and B and the combination thereof, thereby adjusting the backlash B / L.

【0062】第4実施例 図7は第4実施例のピニオンタイプの電動式パワーステ
アリング装置の断面図である。この実施例はバックラッ
シュ調整のための構造が第3実施例と実質的に相違する
だけであるから、この構造についてのみ説明する。
Fourth Embodiment FIG. 7 is a sectional view of a pinion type electric power steering apparatus according to a fourth embodiment. This embodiment differs from the third embodiment only in the structure for adjusting the backlash, and therefore, only this structure will be described.

【0063】第4実施例においてはシムが使用されてい
ない。左方軸受15の内輪は、出力軸3の段部壁とナッ
ト17によって出力軸3に固定されており、外輪は軸受
ホルダ24の空所に設けられた段部壁とテーパー止め輪
25によって固定されている。
In the fourth embodiment, no shim is used. The inner ring of the left bearing 15 is fixed to the output shaft 3 by a stepped wall of the output shaft 3 and a nut 17, and the outer ring is fixed to a stepped wall provided in an empty space of the bearing holder 24 by a tapered retaining ring 25. Have been.

【0064】軸受ホルダ24の外周には雄ねじが切られ
ており、この雄ねじは出力側ハウジング1aの左端に設
けられた雌ねじに螺合可能になっている。上記雄ねじに
はロックナット26が螺合している。この電動式パワー
ステアリング装置は、このような構造をしているので、
バックラッシュ調整のためテーパーヘリカルギア23の
軸方向位置を変えるためには、ロックナット26をゆる
め、適宜の量だけ軸受ホルダ24を回転させて出力軸3
を移動させればよい。調整が終わればロックナット26
を再び締め付けて、自然に緩まないようにする。
A male screw is cut on the outer periphery of the bearing holder 24, and this male screw can be screwed into a female screw provided at the left end of the output side housing 1a. A lock nut 26 is screwed to the male screw. Since this electric power steering device has such a structure,
In order to change the axial position of the tapered helical gear 23 for backlash adjustment, loosen the lock nut 26, rotate the bearing holder 24 by an appropriate amount, and
Should be moved. When the adjustment is completed, lock nut 26
Again so that it does not loosen naturally.

【0065】以上に示すように、第3実施例及び第4実
施例の電動式パワーステアリング装置において使用され
ているテーパーヘリカルギア23は、第1実施例及び第
2実施例の電動式パワーステアリング装置において使用
されているウォームホィール13と比較したときに、以
下に説明するように射出成形ができるというきわめて有
利な点を有している。
As described above, the tapered helical gear 23 used in the electric power steering devices of the third and fourth embodiments is different from the electric power steering device of the first and second embodiments. In comparison with the worm wheel 13 used in the above, there is a very advantageous point that injection molding can be performed as described below.

【0066】図8は、テーパーヘリカルギア23を成形
するための射出成形機の金型の主要部断面図である。こ
の金型50全体はインサートピン駒51、外径芯出し用
駒52、ギア駒53及びゲート駒54からなっている。
インサートピン駒51は、その孔内に芯金13aに圧入
された出力軸3すなわちインサート56を挿入して、位
置決め固定するとともに射出成形型の一部の面を構成す
るものである。外径芯出し用駒52はインサートピン駒
51が嵌合されるものであって、その上部に後述のベア
リング57が嵌合されている。
FIG. 8 is a sectional view of a main part of a mold of an injection molding machine for molding the tapered helical gear 23. The entire mold 50 includes an insert pin piece 51, an outer diameter centering piece 52, a gear piece 53, and a gate piece 54.
The insert pin piece 51 inserts the output shaft 3, that is, the insert 56, which is press-fitted into the core metal 13 a, into the hole to fix and position the output shaft 3, and to constitute a part of the surface of the injection mold. The outer diameter centering piece 52 is fitted with the insert pin piece 51, and a bearing 57 described later is fitted on the upper part thereof.

【0067】ギア駒53は、上記テーパーヘリカルギア
23のギア部分23bの歯面を成形するための空所を有
し上記ベアリング57を介して回転可能にされている。
ゲート駒54は、ギア駒53等で形成される空所に開口
する樹脂の通路を有しているとともに成形されるギア部
分23bのための壁面を有している。
The gear piece 53 has a space for forming the tooth surface of the gear portion 23b of the tapered helical gear 23, and is rotatable via the bearing 57.
The gate piece 54 has a resin passage that opens into a space formed by the gear piece 53 and the like, and has a wall surface for the gear portion 23b to be molded.

【0068】上記金型50を用いてギア部分23bを射
出成形するには次のようにする。インサートピン駒5
1、外径芯出し用駒52及びギア駒53を組み立てて、
図8の状態とする一方、ゲート駒54を図8上で上方に
引き上げた状態で、インサート56の出力軸3を上方か
らインサートピン駒51の孔内に挿入し、これを位置決
め固定する。次にゲート駒54を下降させ下面を適宜の
圧力でギア駒53に押し付ける。
Injection molding of the gear portion 23b using the mold 50 is performed as follows. Insert pin piece 5
1. Assembling the outer diameter centering piece 52 and the gear piece 53,
8, the output shaft 3 of the insert 56 is inserted into the hole of the insert pin piece 51 from above while the gate piece 54 is pulled upward in FIG. 8, and is positioned and fixed. Next, the gate piece 54 is lowered and the lower surface is pressed against the gear piece 53 with an appropriate pressure.

【0069】これにより芯金23a、インサートピン駒
51、ギア駒53及びゲート駒54によって射出成形す
べきギア部分23bの空所が形成されたので、樹脂注入
孔からゲート駒54の樹脂の通路58を介してこの空所
内に樹脂を注入する。
Since the core 23a, the insert pin piece 51, the gear piece 53 and the gate piece 54 form a space in the gear portion 23b to be injection-molded, the resin passage of the gate piece 54 from the resin injection hole is formed. The resin is injected into this space via the.

【0070】注入された樹脂が冷却、固化した後すなわ
ち射出成形が終了したら、ゲート駒54を引き上げ、イ
ンサート56を下方から突き上げる。成形されたテーパ
ーヘリカルギアは抜き勾配を有しているので、ベアリン
グ57によってギア駒53が回転しながらテーパーヘリ
カルギアは上方に押し上げられ、ギア駒53から抜き出
される。この後、樹脂の通路に当たる部分の樹脂を取り
除いて、出力軸3、芯金23a、ギア部分23bが一体
となった使用可能なテーパーヘリカルギア23が得られ
る。
After the injected resin is cooled and solidified, that is, when the injection molding is completed, the gate piece 54 is pulled up, and the insert 56 is pushed up from below. Since the formed tapered helical gear has a draft, the tapered helical gear is pushed upward while the gear piece 53 is rotated by the bearing 57, and is extracted from the gear piece 53. After that, the resin in the portion corresponding to the resin passage is removed to obtain a usable tapered helical gear 23 in which the output shaft 3, the core metal 23a, and the gear portion 23b are integrated.

【0071】このようにして成形したテーパーヘリカル
ギア23はギア部分23bがホブ切りのようなコストの
かかる加工が必要とされず、そのまま使用することがで
きる。
The tapered helical gear 23 formed in this manner does not require costly processing such as hobbing of the gear portion 23b, and can be used as it is.

【0072】上記第3実施例及び第4実施例においては
このようにウォームホィール13をテーパーヘリカルギ
ア23に置き換えたものであるが、ウォームホィールを
テーパーヘリカルギア23に置き換えると一般的に接触
面圧が大となるといわれ、これにより摩耗が促進され、
速くバックラッシュが大きくなるように思える。
In the third and fourth embodiments, the worm wheel 13 is replaced by the tapered helical gear 23 as described above. However, when the worm wheel is replaced by the tapered helical gear 23, the contact surface pressure generally increases. Is said to be large, this promotes wear,
It seems that backlash grows faster.

【0073】しかしながら、電動式パワーステアリング
装置において使用されているウォームホィールは通常ピ
ッチ円直径の5倍程度のホブで加工されることが多いの
で、これと比較したときには面圧上の遜色はそれほどで
もない。
However, the worm wheel used in the electric power steering apparatus is usually processed with a hob having a diameter of about 5 times the pitch circle diameter. Absent.

【0074】また、先に述べたようにウォームホィール
13の場合は、その歯までも金型によっては成形できな
いため、ホブ切りが必要となる。ところがウォームホィ
ール13は強度を増すためグラスファイバ等の強化繊維
が混入されることが多く、ホブ切りすることにより樹脂
層が削られるため、強化繊維が露出し、これと噛み合う
ウォームの歯面を削り取るという現象が生じ、ウォーム
の歯面摩耗が促進され適正なバックラッシュの状態が失
われてしまう。また、ホブ切りの際、強化繊維によって
ホブの切れ刃の摩耗も促進されるので頻繁なホブの研ぎ
直しが必要となる。
Further, in the case of the worm wheel 13 as described above, even the teeth thereof cannot be formed by a metal mold, so that hob cutting is required. However, the worm wheel 13 is often mixed with reinforcing fibers such as glass fiber in order to increase the strength, and the resin layer is shaved by hobbing, so that the reinforcing fibers are exposed and the tooth surface of the worm meshing with the worm is scraped off. Occurs, the worm tooth surface wear is accelerated, and the proper backlash state is lost. In addition, at the time of hobbing, the abrasion of the cutting edge of the hob is promoted by the reinforcing fibers, so that the hob needs to be sharpened frequently.

【0075】これに対し、上記のテーパーヘリカルギア
は射出成形のみによって歯面が形成可能なので、ホブ切
りしたときのように強化繊維が露出することなく、露出
した強化繊維がこれと噛み合うウォームを削り取り、適
正なバックラッシュ状態が早期に失われるようなことが
ない。また、ホブ切りが必要とされないこと、及び、こ
れに伴いホブの研ぎ直しも必要とされないので、この点
からも製造コストを下げることができる。
On the other hand, since the above-described tapered helical gear can form the tooth surface only by injection molding, the reinforcing fibers are not exposed as in the case of hobbing. Therefore, the proper backlash state is not lost early. Further, since hobbing is not required, and re-sharpening of the hob is not required, the manufacturing cost can be reduced from this point as well.

【0076】[0076]

【発明の効果】本発明は、食い違い歯車伝動装置を構成
する2つの歯車の歯面間に生じるバックラッシュの調整
を可能とすることにより、製造コストを低減させかつ信
頼性を高めた電動式パワーステアリング装置を得ること
ができるという効果を奏する。
According to the present invention, there is provided an electric power system which can reduce the manufacturing cost and improve the reliability by enabling the adjustment of the backlash generated between the tooth surfaces of the two gears constituting the staggered gear transmission. There is an effect that a steering device can be obtained.

【0077】更に、本願発明は、長期間使用しているう
ちにウォーム及びウォームホイール等の食い違い歯車伝
動装置の2つの歯車に歯面摩耗が生じてバックラッシュ
の量が増大したとして、比較的容易にもとのようなバッ
クラッシュ量に調整することができる電動式パワーステ
アリング装置を得ることができるという効果を奏する。
Further, according to the present invention, it is relatively easy to reduce the amount of backlash due to the occurrence of tooth flank wear on two gears of a staggered gear transmission such as a worm and a worm wheel during a long period of use. This has the effect of obtaining an electric power steering device that can be adjusted to the amount of backlash as originally.

【0078】本発明は、ウォームホィール又はテーパー
ヘリカルギアの歯は転位量が軸方向で異なることを利用
して、電動式パワーステアリング装置におけるウォーム
及びウォームホイール又はテーパーヘリカルギアのバッ
クラッシュ量の調整を容易に行うことができるという効
果を奏する。
The present invention utilizes the fact that the dislocation amount of the teeth of the worm wheel or the tapered helical gear is different in the axial direction to adjust the backlash amount of the worm and the worm wheel or the tapered helical gear in the electric power steering device. There is an effect that it can be easily performed.

【0079】本発明は、ウォームホイールに代えてテー
パーヘリカルギアを使用することによりウォームホィー
ルのホブ切り工程を不要とし、射出成形によって容易に
成形できコストを低減することが可能な電動式パワース
テアリング装置を得ることができるという効果を奏す
る。
According to the present invention, an electric power steering apparatus is provided which uses a tapered helical gear instead of a worm wheel, eliminates the need for a hob cutting step of a worm wheel, can be easily formed by injection molding, and can reduce costs. Is obtained.

【0080】更に、本発明は、テーパーヘリカルギアの
歯面を射出成形により成形したので、ホブ切りが施され
たウォームホイールの場合のウォームの歯面に比べて歯
面の摩耗を少なくすることができ、動式パワーステアリ
ング装置の寿命を延ばすことができるという効果を奏す
る。
Further, according to the present invention, since the tooth surface of the tapered helical gear is formed by injection molding, wear of the tooth surface can be reduced as compared with the tooth surface of the worm in the case of a worm wheel subjected to hobbing. This has the effect of extending the life of the dynamic power steering device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態である電動式パワーステア
リング装置を、入力軸の軸線に沿って切断して示す断面
図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention, cut along an axis of an input shaft.

【図2】実施の形態のウォームホィール13の断面図で
ある。
FIG. 2 is a sectional view of the worm wheel 13 according to the embodiment.

【図3】ウォームホィール13とウォーム30aの噛み
合い部をこれらの軸に平行な切断面(図1中のA−A断
面)で切断したときの断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view when a meshing portion of the worm wheel 13 and the worm 30a is cut along a cutting plane (AA cross section in FIG. 1) parallel to these axes.

【図4】本発明が適用されたコラムタイプの電動パワー
ステアリング装置の別の実施例の要部断面図である。
FIG. 4 is a sectional view of a main part of another embodiment of a column type electric power steering apparatus to which the present invention is applied.

【図5】本発明が適用されたコラムタイプの電動パワー
ステアリング装置の別の実施例の断面図である。
FIG. 5 is a sectional view of another embodiment of a column type electric power steering device to which the present invention is applied.

【図6】テーパーヘリカルギアとウォームの噛み合いを
説明するための説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the engagement between the tapered helical gear and the worm.

【図7】本発明が適用されたコラムタイプの電動パワー
ステアリング装置の別の実施例の断面図である。
FIG. 7 is a sectional view of another embodiment of a column type electric power steering apparatus to which the present invention is applied.

【図8】テーパーヘリカルギア23を成形するための射
出成形機の金型の主要部断面図である。
FIG. 8 is a sectional view of a main part of a mold of an injection molding machine for molding the tapered helical gear 23.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ハウジング 1a 出力側ハウジング 1b 入力側ハウジング 1d、1e 段部壁 2 入力軸 3 出力軸 3a ピニオン歯車 4 軸受 5 トーションバー 6 トルクセンサ 7 コイル 11 ラック軸 11a ラック歯 12 ラックサポート装置 12a ラックガイド 12b スプリング 12c ロック部材 13 ウォームホィール 13a 芯金 13b ギア部分 14 右方軸受 15 左方軸受 17 ナット 20 スリーブ 21 ナット 23 テーパーヘリカルギア 23a 芯金 23b ギア部分 24 軸受ホルダ 25 テーパー止め輪 30a ウォーム 50 金型 51 インサートピン駒 52 外径芯出し用駒 53 ギア駒 54 ゲート駒 56 インサート 57 ベアリング 58 通路 100 電動式パワーステアリング装置 A、B シム M 電動モータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Housing 1a Output side housing 1b Input side housing 1d, 1e Step wall 2 Input shaft 3 Output shaft 3a Pinion gear 4 Bearing 5 Torsion bar 6 Torque sensor 7 Coil 11 Rack shaft 11a Rack teeth 12 Rack support device 12a Rack guide 12b Spring 12c Locking member 13 Worm wheel 13a Core 13b Gear 14 Right bearing 15 Left bearing 17 Nut 20 Sleeve 21 Nut 23 Taper helical gear 23a Core 23b Gear part 24 Bearing holder 25 Taper retaining ring 30a Worm 50 Mold 51 Insert Pin piece 52 Outer diameter centering piece 53 Gear piece 54 Gate piece 56 Insert 57 Bearing 58 Passage 100 Electric power steering device A, B Shim M Electric motor

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ハウジングと、 上記ハウジング内に回転可能に支持された入力軸と、 上記ハウジング内に回転可能に支持された出力軸と、 上記入力軸と上記出力軸間に設けられたトーションバー
と、 電動モータと、 上記出力軸に一方の歯車が設けられ、これに噛み合う他
方の歯車が上記電動モータに接続された食い違い歯車伝
動装置と、 上記入力軸と上記出力軸の相対回転角を検出して操舵力
を検出する操舵力検出装置と、 上記操舵力検出装置によって検出された操舵力に基づ
き、上記モータを制御する制御装置と、を備えた電動式
パワーステアリング装置において、 上記食い違い歯車伝動装置の上記出力軸に設けられた歯
車は、その軸方向に沿って実質的に転位量と外径が大き
くなる歯を有する歯車であって、この歯車の軸方向の位
置を調整可能とする調整装置が設けられていることを特
徴とする電動式パワーステアリング装置。
A housing; an input shaft rotatably supported in the housing; an output shaft rotatably supported in the housing; and a torsion bar provided between the input shaft and the output shaft. An electric motor, and one of the gears provided on the output shaft, and the other gear meshing with the output shaft is connected to the electric motor, and a staggered gear transmission, and a relative rotation angle between the input shaft and the output shaft is detected. An electric power steering device comprising: a steering force detection device that detects a steering force by controlling the motor based on the steering force detected by the steering force detection device; The gear provided on the output shaft of the device is a gear having teeth whose dislocation amount and outer diameter are substantially increased along the axial direction, and the position of the gear in the axial direction. Electric power steering apparatus characterized by adjustable with adjusting devices are provided.
【請求項2】 請求項1に記載された電動式パワーステ
アリング装置において、 上記食い違い歯車伝動装置はウォームホィールとウォー
ムからなり、上記出力軸にはウォームホィールが設けら
れていることを特徴とする電動式パワーステアリング装
置。
2. The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the staggered gear transmission comprises a worm wheel and a worm, and the output shaft is provided with a worm wheel. Power steering device.
【請求項3】 請求項1に記載された電動式パワーステ
アリング装置において、 上記食い違い歯車伝動装置はテーパーヘリカルギアとウ
ォームからなり、上記出力軸にはテーパーヘリカルギア
が設けられていることを特徴とする電動式パワーステア
リング装置。
3. The electric power steering device according to claim 1, wherein the staggered gear transmission comprises a tapered helical gear and a worm, and the output shaft is provided with a tapered helical gear. Electric power steering device.
【請求項4】 請求項1乃至請求項3のいずれかに記載
された電動式パワーステアリング装置において、 上記調整装置は、上記ケーシングと上記出力軸との間、
及び、上記出力軸と上記食い違い歯車伝動装置の上記出
力軸との間のいずれか又は両方に設けられたシムである
ことを特徴とする電動式パワーステアリング装置。
4. The electric power steering device according to claim 1, wherein the adjusting device is provided between the casing and the output shaft.
And an electric power steering device provided with a shim provided on one or both of the output shaft and the output shaft of the staggered gear transmission.
【請求項5】 請求項1乃至請求項3のいずれかに記載
された電動式パワーステアリング装置において、 上記調整装置は、上記ケーシングと上記出力軸との間、
及び、上記出力軸と上記食い違い歯車伝動装置の上記出
力軸との間のいずれか又は両方に設けられたシムである
ことを特徴とする電動式パワーステアリング装置。
5. The electric power steering device according to claim 1, wherein the adjusting device is provided between the casing and the output shaft.
And an electric power steering device provided with a shim provided on one or both of the output shaft and the output shaft of the staggered gear transmission.
【請求項6】 請求項1乃至請求項3のいずれかに記載
された電動式パワーステアリング装置において、 上記ケーシングは、出力軸を支持する出力側ケーシング
と上記入力軸を支持する入力側ケーシングからなり、上
記調整装置は上記出力側ケーシングと上記入力側ケーシ
ングとの間に設けられていることを特徴とする電動式パ
ワーステアリング装置。
6. The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the casing comprises an output casing supporting an output shaft and an input casing supporting the input shaft. An electric power steering device, wherein the adjusting device is provided between the output casing and the input casing.
【請求項7】 請求項1乃至請求項3のいずれかに記載
された電動式パワーステアリング装置において、 上記調整装置は、上記出力軸を支持する軸受の外輪を支
持する軸受ホルダの雄ねじと、この軸受ホルダが螺合す
る上記ケーシングの雌ねじと、上記軸受ホルダに螺合す
るロックナットとからなることを特徴とする電動式パワ
ーステアリング装置。
7. The electric power steering device according to claim 1, wherein the adjusting device includes: a male screw of a bearing holder that supports an outer ring of a bearing that supports the output shaft; An electric power steering apparatus comprising: a female screw of the casing into which a bearing holder is screwed; and a lock nut which is screwed into the bearing holder.
【請求項8】 芯金又は芯金が同心に嵌合された軸とこ
れらの周囲に同心に形成されたギア部分とを有するテー
パーヘリカルギア軸の製造方法であって、 上記芯金又は芯金が同心に嵌合された軸を支持するイン
サートピン駒と、 上記インサートピン駒と同心に回転可能に支持され、上
記テーパーヘリカルギアの歯面を成形する内面を有する
ギア駒と、 樹脂を注入するための通路を有するゲート駒と、からな
る金型に、上記通路を通して樹脂を注入することにより
上記芯金又は上記芯金が同心に嵌合された軸にギア部分
を一体に射出成形することを特徴とするテーパーヘリカ
ルギアの製造方法。
8. A method of manufacturing a tapered helical gear shaft having a core or a shaft concentrically fitted with the shaft and a gear portion formed concentrically around the core or the shaft, the method comprising: An insert pin piece that supports a shaft concentrically fitted; a gear piece that is rotatably supported concentrically with the insert pin piece and has an inner surface that forms the tooth surface of the tapered helical gear; and injects resin. And a gate piece having a passage for forming a metal part, by injecting a resin through the passage to form a gear part integrally with the core or the shaft on which the core is fitted concentrically. Characteristic method of manufacturing a tapered helical gear.
【請求項9】 請求項8に記載された製造方法によって
製造されたことを特徴とするテーパーヘリカルギア軸。
9. A tapered helical gear shaft manufactured by the manufacturing method according to claim 8.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2009022524A1 (en) * 2007-07-24 2009-02-19 Mitsuba Corporation Motor with reduction gear mechanism
KR20150000093U (en) * 2013-06-28 2015-01-07 상하이 코울러 일렉트로닉스, 리미티드 gear box

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