JP2005231487A - Electric power steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は操舵補助力の発生源として電動モータを用いてなる電動パワーステアリング装置に関する。 The present invention relates to an electric power steering apparatus using an electric motor as a generation source of a steering assist force.
車両用の電動パワーステアリング装置は、操舵補助用の電動モータ及び該電動モータの回転力を舵取手段に伝える減速歯車機構を備えており、ステアリングホイールの操作に応じた舵取手段の動作を前記電動モータの回転により補助し、舵取りのための運転者の労力負担を軽減するように構成されている。 The electric power steering device for a vehicle includes an electric motor for assisting steering and a reduction gear mechanism that transmits a rotational force of the electric motor to the steering means, and the operation of the steering means according to the operation of the steering wheel is described above. It is configured to assist by the rotation of the electric motor and reduce the labor burden on the driver for steering.
減速歯車機構は前記電動モータの出力軸に軸継手を介して連動連結される駆動歯車と、該駆動歯車に噛合し、前記舵取手段に繋がる従動歯車とを備えている。前記軸継手は出力軸及び駆動歯車にセレーション嵌合されたセレーション筒体が用いられており、出力軸の回転力をセレーション筒体から駆動歯車に伝動するようにしてある(例えば、特許文献1)。 The reduction gear mechanism includes a drive gear coupled to the output shaft of the electric motor via a shaft coupling, and a driven gear that meshes with the drive gear and is connected to the steering means. The shaft coupling uses a serration cylinder that is serrated and fitted to the output shaft and the drive gear, and the rotational force of the output shaft is transmitted from the serration cylinder to the drive gear (for example, Patent Document 1). .
また、転がり軸受により支持された前記駆動歯車の反電動モータ側を駆動歯車及び従動歯車の回転中心間距離が短くなる方向に弾圧する弾圧手段を備え、該弾圧手段により駆動歯車及び従動歯車の噛合部に予圧を加え、前記噛合部のバックラッシュ量を少なくして転舵時のバックラッシュによる歯打ち音をなくするように構成された電動パワーステアリング装置も知られている(例えば、特許文献1)。
ところが、特許文献1のようにセレーション筒体からなる軸継手を備える電動パワーステアリング装置にあっては、セレーション筒体、出力軸及び駆動歯車のセレーション部の寸法公差を吸収させるためには適宜のラジアル隙間が必要である。このラジアル隙間が大きくなると軸継手部分にガタつきが発生することになり、ガタつきによる異音が車室に洩れ、運転者に不快感を与えることになる。
However, in the electric power steering apparatus having a shaft coupling made of a serration cylinder as in
軸継手部分のガタつきをなくするには外周部に複数の伝動凹部を有するゴム製の弾性体を用いることが望まれる(特開2002−145083号公報参照)。しかしながら、弾性体からなる軸継手にあっては、出力軸の回転力が弾性体から駆動歯車に伝動されるため、回転方向の剛性を維持しつつガタつきをなくする必要がある。ところが、回転方向の剛性を維持するには弾性体の全体の剛性が高くなる、換言すればラジアル方向に撓み難くなり、弾性体から駆動歯車に加わるラジアル方向の弾性復元力が大きくなるため、駆動歯車を支持する転がり軸受への負担が増加し、駆動歯車の回転性が低下することになり、また、弾性体の耐久性が小さくなる等の問題があった。また、弾性体の耐久性の劣化により伝動凹部がへたった場合、軸継手部分にガタつきが発生し、異音の原因となる。 In order to eliminate the backlash of the shaft coupling portion, it is desirable to use a rubber elastic body having a plurality of transmission recesses on the outer peripheral portion (see JP 2002-145083 A). However, in a shaft coupling made of an elastic body, since the rotational force of the output shaft is transmitted from the elastic body to the drive gear, it is necessary to eliminate rattling while maintaining the rigidity in the rotational direction. However, maintaining the rigidity in the rotational direction increases the overall rigidity of the elastic body, in other words, it becomes difficult to bend in the radial direction, and the elastic restoring force in the radial direction applied from the elastic body to the drive gear increases. There is a problem that the load on the rolling bearing that supports the gear increases, the rotational performance of the drive gear decreases, and the durability of the elastic body decreases. Further, when the transmission recess is bent due to the deterioration of the durability of the elastic body, the shaft coupling portion is rattled, causing abnormal noise.
また、前記噛合部に予圧を加えるように構成された場合、駆動歯車は転がり軸受の支持部を支点として揺動し、出力軸の軸線に対して偏角することになるため、この駆動歯車の前記支持部を支点とする揺動を許容するには、前記弾性体の剛性を低くする必要があり、回転方向の剛性を維持することができなくなる。しかも、駆動歯車が転がり軸受の支持部を支点として揺動する場合、弾圧手段の弾圧力により軸継手の弾性体がラジアル方向へ撓み、該弾性体の弾性復元力が駆動歯車の電動モータ側端部に加わるため、弾圧手段による駆動歯車の予圧が低減することになり、噛合反力等により前記駆動歯車が従動歯車から離隔することがあった。 Further, when the preload is applied to the meshing portion, the drive gear swings with the support portion of the rolling bearing as a fulcrum and deviates with respect to the axis of the output shaft. In order to allow swinging with the support portion as a fulcrum, it is necessary to reduce the rigidity of the elastic body, and the rigidity in the rotational direction cannot be maintained. In addition, when the drive gear swings with the support portion of the rolling bearing as a fulcrum, the elastic body of the shaft coupling is bent in the radial direction by the elastic pressure of the elastic means, and the elastic restoring force of the elastic body is the end of the drive gear on the electric motor side. Therefore, the preload of the drive gear by the elastic means is reduced, and the drive gear may be separated from the driven gear by a meshing reaction force or the like.
本発明は斯る事情に鑑みてなされたものであり、主たる目的は軸継手部分の回転方向の剛性を維持することができ、しかも、可撓性を有する金属板から駆動歯車に加わるラジアル方向の弾性復元力を低減できる電動パワーステアリング装置を提供することにある。また、他の目的は、出力軸及び駆動歯車に偏心ピンを設け、軸継手の弾性体に前記偏心ピンが嵌合される伝動孔を設けた構成とした場合、偏心ピンを伝動孔に確実に嵌入し得る電動パワーステアリング装置を提供することにある。また、他の目的は伝動孔に嵌入された偏心ピン及び伝動孔部分が軸線方向に相対移動するのを阻止することができる電動パワーステアリング装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and the main object is to maintain the rigidity in the rotational direction of the shaft coupling portion, and in the radial direction applied to the drive gear from a flexible metal plate. An object of the present invention is to provide an electric power steering device that can reduce elastic restoring force. Another object is to provide an eccentric pin on the output shaft and the drive gear, and when the transmission hole for fitting the eccentric pin is provided on the elastic body of the shaft coupling, the eccentric pin can be securely attached to the transmission hole. An object of the present invention is to provide an electric power steering device that can be inserted. Another object is to provide an electric power steering device capable of preventing the eccentric pin and the transmission hole portion fitted in the transmission hole from relatively moving in the axial direction.
第1発明に係る電動パワーステアリング装置は、電動モータの出力軸に連動連結される駆動歯車と、該駆動歯車に噛合し、舵取手段に繋がる従動歯車とを備え、前記電動モータの回転によって操舵補助するようにした電動パワーステアリング装置において、前記出力軸及び前記駆動歯車は、縁部に伝動部を有しており、可撓性を有する金属板により連動連結されていることを特徴とする。 An electric power steering apparatus according to a first aspect of the present invention includes a drive gear that is interlocked and connected to an output shaft of an electric motor, and a driven gear that meshes with the drive gear and is connected to steering means, and is steered by the rotation of the electric motor. In the assisting electric power steering apparatus, the output shaft and the drive gear have a transmission portion at an edge portion, and are interlocked and connected by a flexible metal plate.
第1発明にあっては、出力軸の回転力が可撓性を有する金属板から駆動歯車に伝動される場合、前記回転力は金属板の板厚方向と直交する方向に加わることになるため、板厚方向に撓み易くした金属板の回転方向の剛性を維持することができ、金属板の耐久性を得ることができる。また、出力軸に対して駆動歯車が偏心又は偏角している場合、縁部に伝動部を有し全体が板厚方向に撓み易いように構成されている金属板を板厚方向に撓ませることができるため、金属板から駆動歯車に加わるラジアル方向の弾性復元力を低減できる。従って、駆動歯車を支持する転がり軸受への負担を低減でき、駆動歯車の回転性を維持することができる。また、駆動歯車及び従動歯車の噛合部に予圧を加えるように構成された場合、弾圧手段が噛合部に加える予圧の減少を少なくすることができ、噛合部のバックラッシュ量が少ない状態を維持することができる。 In the first invention, when the rotational force of the output shaft is transmitted from the flexible metal plate to the drive gear, the rotational force is applied in a direction orthogonal to the plate thickness direction of the metal plate. The rigidity in the rotation direction of the metal plate that is easily bent in the plate thickness direction can be maintained, and the durability of the metal plate can be obtained. Further, when the drive gear is decentered or deviated with respect to the output shaft, a metal plate having a transmission portion at the edge and configured to be easily bent in the plate thickness direction is bent in the plate thickness direction. Therefore, the radial elastic restoring force applied to the drive gear from the metal plate can be reduced. Therefore, the burden on the rolling bearing that supports the drive gear can be reduced, and the rotation of the drive gear can be maintained. Further, when the preload is applied to the meshing portion of the drive gear and the driven gear, the reduction of the preload applied by the elastic pressure means to the meshing portion can be reduced, and the state where the backlash amount of the meshing portion is small is maintained. be able to.
第2発明に係る電動パワーステアリング装置は、電動モータの出力軸に連動連結される駆動歯車と、該駆動歯車に噛合し、舵取手段に繋がる従動歯車とを備え、前記電動モータの回転によって操舵補助するようにした電動パワーステアリング装置において、前記出力軸及び前記駆動歯車は、前記出力軸の回転方向への撓みを抑制する撓み抑制手段を有する弾性体により連動連結されていることを特徴とする。 An electric power steering apparatus according to a second aspect of the present invention includes a drive gear that is interlocked and connected to an output shaft of an electric motor, and a driven gear that meshes with the drive gear and is connected to steering means, and is steered by the rotation of the electric motor. In the electric power steering apparatus configured to assist, the output shaft and the drive gear are interlocked and connected by an elastic body having a bending suppression unit that suppresses bending of the output shaft in the rotation direction. .
第2発明にあっては、出力軸の回転力が弾性体から駆動歯車に伝動される場合、弾性体は出力軸の回転方向への撓みを撓み抑制手段により抑制するため、弾性体の回転方向の剛性を高めることができ、回転方向のトルク伝動機能を高めることができる。また、出力軸に対して駆動歯車が偏心又は偏角している場合、出力軸の軸線と交差する方向への撓みが抑制されない弾性体を出力軸の軸線と交差する方向へ撓ませることができるため、弾性体から駆動歯車に加わるラジアル方向の弾性復元力を低減できる。従って、駆動歯車を支持する転がり軸受への負担を低減でき、駆動歯車の回転性を維持することができる。また、駆動歯車及び従動歯車の噛合部に予圧を加えるように構成された場合、弾圧手段が噛合部に加える予圧の減少を少なくすることができ、噛合部のバックラッシュ量が少ない状態を維持することができる。また、回転方向のトルクが弾性体に加わった場合、弾性体を捩じらせ、該弾性体に軸線方向の変位を発生させることができるため、電動モータが駆動されない操舵領域での操舵負荷を低減することができ、操舵フィーリングを改善することができる。 In the second aspect of the invention, when the rotational force of the output shaft is transmitted from the elastic body to the drive gear, the elastic body suppresses the bending of the output shaft in the rotational direction by the bending suppression means. The torque transmission function in the rotational direction can be enhanced. In addition, when the drive gear is eccentric or deviated with respect to the output shaft, the elastic body that is not restrained from bending in the direction intersecting the axis of the output shaft can be deflected in the direction intersecting the axis of the output shaft. Therefore, the radial elastic restoring force applied from the elastic body to the drive gear can be reduced. Therefore, the burden on the rolling bearing that supports the drive gear can be reduced, and the rotation of the drive gear can be maintained. Further, when the preload is applied to the meshing portion of the drive gear and the driven gear, the reduction of the preload applied by the elastic pressure means to the meshing portion can be reduced, and the state where the backlash amount of the meshing portion is small is maintained. be able to. In addition, when a torque in the rotational direction is applied to the elastic body, the elastic body can be twisted and the elastic body can be displaced in the axial direction, so that the steering load in the steering region where the electric motor is not driven can be reduced. The steering feeling can be improved.
第3発明に係る電動パワーステアリング装置は、電動モータの出力軸に連動連結される駆動歯車と、該駆動歯車に噛合し、舵取手段に繋がる従動歯車とを備え、前記電動モータの回転によって操舵補助するようにした電動パワーステアリング装置において、前記出力軸及び前記駆動歯車は、該出力軸及び駆動歯車にそれぞれ突設された複数の偏心ピンと、各偏心ピンが内嵌され、内周部が補強部材により補強された伝動孔を有する弾性体とにより連動連結されていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided an electric power steering apparatus comprising: a drive gear coupled to an output shaft of an electric motor; and a driven gear meshing with the drive gear and connected to a steering means; and steering by rotation of the electric motor. In the electric power steering apparatus configured to assist, the output shaft and the drive gear include a plurality of eccentric pins projecting from the output shaft and the drive gear, and the eccentric pins are internally fitted, and the inner peripheral portion is reinforced. It is interlockedly connected by the elastic body which has the transmission hole reinforced with the member, It is characterized by the above-mentioned.
第3発明にあっては、出力軸の回転力が弾性体から駆動歯車に伝動される場合、弾性体の伝動孔は内周部が補強部材により補強され、出力軸の回転方向への撓みを抑制されているため、弾性体の回転方向の剛性を維持することができ、弾性体の耐久性を得ることができる。また、出力軸に対して駆動歯車が偏心又は偏角している場合、弾性体を出力軸の軸線と交差する方向へ撓ませることができるため、弾性体から駆動歯車に加わるラジアル方向の弾性復元力を低減できる。従って、駆動歯車を支持する転がり軸受への負担を低減でき、駆動歯車の回転性を維持することができる。また、駆動歯車及び従動歯車の噛合部に予圧を加えるように構成された場合、弾圧手段が噛合部に加える予圧の減少を少なくすることができ、噛合部のバックラッシュ量が少ない状態を維持することができる。また、駆動歯車及び従動歯車の噛合部に予圧を加えるように構成された場合、弾圧手段が噛合部に加える予圧の減少を少なくすることができ、噛合部のバックラッシュ量が少ない状態を維持することができる。また、回転方向のトルクが弾性体に加わった場合、弾性体を捩じらせ、該弾性体に軸線方向の変位を発生させることができるため、電動モータが駆動されない操舵領域での操舵負荷を低減することができ、操舵フィーリングを改善することができる。 In the third aspect of the invention, when the rotational force of the output shaft is transmitted from the elastic body to the drive gear, the inner periphery of the transmission hole of the elastic body is reinforced by the reinforcing member, and the output shaft is bent in the rotational direction. Since it is suppressed, the rigidity of the elastic body in the rotation direction can be maintained, and the durability of the elastic body can be obtained. Further, when the drive gear is eccentric or deviated with respect to the output shaft, the elastic body can be bent in a direction intersecting the axis of the output shaft, so that the elastic recovery in the radial direction applied from the elastic body to the drive gear Power can be reduced. Therefore, the burden on the rolling bearing that supports the drive gear can be reduced, and the rotation of the drive gear can be maintained. Further, when the preload is applied to the meshing portion of the drive gear and the driven gear, the reduction of the preload applied by the elastic pressure means to the meshing portion can be reduced, and the state where the backlash amount of the meshing portion is small is maintained. be able to. Further, when the preload is applied to the meshing portion of the drive gear and the driven gear, the reduction of the preload applied by the elastic pressure means to the meshing portion can be reduced, and the state where the backlash amount of the meshing portion is small is maintained. be able to. In addition, when a torque in the rotational direction is applied to the elastic body, the elastic body can be twisted and the elastic body can be displaced in the axial direction, so that the steering load in the steering region where the electric motor is not driven can be reduced. The steering feeling can be improved.
第4発明に係る電動パワーステアリング装置は、前記偏心ピン及び伝動孔部分の軸長方向への相対移動を阻止する阻止手段を備えていることを特徴とする。 An electric power steering apparatus according to a fourth aspect of the invention is characterized in that the electric power steering apparatus includes blocking means for blocking relative movement of the eccentric pin and the transmission hole portion in the axial length direction.
第4発明にあっては、偏心ピン及び伝動孔部分の軸長方向への相対移動が阻止手段により阻止されているため、出力軸に対して駆動歯車が偏心又は偏角している場合であっても、偏心ピン及び伝動孔部分の軸長方向への相対移動をなくすることが可能であり、相対移動による摩耗をなくすることが可能であり、弾性体及び偏心ピンの耐久性を向上できる。 In the fourth invention, since the relative movement in the axial length direction of the eccentric pin and the transmission hole portion is blocked by the blocking means, the drive gear is eccentric or deviated with respect to the output shaft. However, it is possible to eliminate the relative movement of the eccentric pin and the transmission hole portion in the axial length direction, it is possible to eliminate wear due to the relative movement, and the durability of the elastic body and the eccentric pin can be improved. .
第1発明によれば、板厚方向に撓み易くした可撓性を有する金属板の回転方向の剛性を維持することができ、金属板の耐久性を得ることができ、しかも、金属板から駆動歯車に加わるラジアル方向の弾性復元力を低減でき、駆動歯車を支持する転がり軸受への負担を低減できるとともに、弾圧手段が噛合部に加える予圧の減少を少なくすることができ、噛合部のバックラッシュ量が少ない状態を維持することができる。 According to the first invention, it is possible to maintain the rigidity in the rotation direction of the flexible metal plate that is easily bent in the plate thickness direction, to obtain the durability of the metal plate, and to drive from the metal plate. The radial elastic restoring force applied to the gear can be reduced, the load on the rolling bearing supporting the drive gear can be reduced, and the reduction of the preload applied to the meshing portion by the elastic means can be reduced, and the backlash of the meshing portion can be reduced. A state where the amount is small can be maintained.
第2発明によれば、弾性体の回転方向の剛性を維持することができ、弾性体の耐久性を得ることができ、しかも、弾性体から駆動歯車に加わるラジアル方向の弾性復元力を低減でき、駆動歯車を支持する転がり軸受への負担を低減できるとともに、弾圧手段が噛合部に加える予圧の減少を少なくすることができ、噛合部のバックラッシュ量が少ない状態を維持することができる。また、電動モータが駆動されない操舵領域での操舵負荷を低減することができ、操舵フィーリングを改善することができる。 According to the second invention, the rigidity of the elastic body in the rotational direction can be maintained, the durability of the elastic body can be obtained, and the elastic restoring force in the radial direction applied from the elastic body to the drive gear can be reduced. In addition to reducing the burden on the rolling bearing that supports the drive gear, it is possible to reduce the decrease in the preload applied by the elastic means to the meshing portion, and to maintain the state where the backlash amount of the meshing portion is small. In addition, the steering load in the steering region where the electric motor is not driven can be reduced, and the steering feeling can be improved.
第3発明によれば、弾性体の回転方向の剛性を維持することができ、弾性体の耐久性を得ることができ、しかも、弾性体から駆動歯車に加わるラジアル方向の弾性復元力を低減でき、駆動歯車を支持する転がり軸受への負担を低減できるとともに、弾圧手段が噛合部に加える予圧の減少を少なくすることができ、噛合部のバックラッシュ量が少ない状態を維持することができる。また、電動モータが駆動されない操舵領域での操舵負荷を低減することができ、操舵フィーリングを改善することができる。 According to the third invention, the rigidity of the elastic body in the rotational direction can be maintained, the durability of the elastic body can be obtained, and the radial elastic restoring force applied to the drive gear from the elastic body can be reduced. In addition to reducing the burden on the rolling bearing that supports the drive gear, it is possible to reduce the decrease in the preload applied by the elastic means to the meshing portion, and to maintain the state where the backlash amount of the meshing portion is small. In addition, the steering load in the steering region where the electric motor is not driven can be reduced, and the steering feeling can be improved.
第4発明によれば、出力軸に対して駆動歯車が偏心又は偏角している場合であっても、偏心ピン及び伝動孔部分の軸長方向への相対移動をなくすることが可能であり、相対移動による摩耗をなくすることが可能であり、弾性体及び偏心ピンの耐久性を向上できる。 According to the fourth invention, even if the drive gear is eccentric or deviated with respect to the output shaft, it is possible to eliminate relative movement of the eccentric pin and the transmission hole portion in the axial length direction. It is possible to eliminate wear due to relative movement, and the durability of the elastic body and the eccentric pin can be improved.
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
実施の形態1
図1は本発明に係る電動パワーステアリング装置の実施の形態1の構成を示す減速歯車機構部分の拡大断面図、図2は電動パワーステアリング装置の全体構成を示す断面図、図3は要部の分解した拡大斜視図、図4は要部の拡大断面図である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings illustrating embodiments thereof.
FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view of a reduction gear mechanism portion showing the configuration of the first embodiment of the electric power steering device according to the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view showing the entire configuration of the electric power steering device, and FIG. FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a main part.
電動パワーステアリング装置は、操舵補助用の電動モータ1と、該電動モータ1の出力軸1aに軸継手2を介して連動連結される駆動歯車としてのウォーム3及び該ウォーム3に噛合する従動歯車としてのウォームホイール4を有する減速歯車機構Aと、ウォームホイール4に繋がる舵取手段5とを備えている。
The electric power steering device includes an
この舵取手段5は、一端部が舵取りのためのステアリングホイールBに繋がり、他端部に筒部51aを有する第1の操舵軸51と、筒部51a内に挿入されてその一端部が第1の操舵軸51の筒部51aに連結され、ステアリングホイールBに加わる操舵トルクの作用によって捩れるトーションバー52と、他端部がトーションバー52の他端部に連結され、ウォームホイール4に繋がる第2の操舵軸53とを備え、該第2の操舵軸53がユニバーサルジョイントを介して例えばラックピニオン式の舵取機構(不図示)に繋がる。
The steering means 5 has one end connected to a steering wheel B for steering and a
減速歯車機構Aのウォーム3は両端に軸部3a,3bを有しており、一方の軸部3aが転がり軸受6を介してアルミニウム製の支持部材7に回転自在に収容支持された状態で電動モータ1の出力軸1aに連動連結され、他方の軸部3bが軸受部材8を介して支持部材7に収容支持されている。尚、軸部3aは転がり軸受6の内輪に圧入されている。また、転がり軸受6は普通の深溝玉軸受からなる。
The
ウォームホイール4は外周部に歯を有する合成樹脂製の環状歯体41と、該環状歯体41の内側に結合された金属製の芯部材42とからなり、この芯部材42が第2の操舵軸53の途中に嵌合固定されている。また、合成樹脂製の環状歯体41により、ウォーム3との噛合による音鳴りを低減するようにしてある。
The
支持部材7はウォーム3を収容し、該ウォーム3の軸部3a,3bを、転がり軸受6及び軸受部材8を介して回転自在に支持した第1収容部7aと、ウォームホイール4を収容し、該ウォームホイール4を第2の操舵軸53及び該第2の操舵軸53に嵌合された2つの転がり軸受9,10を介して支持した第2収容部7bとを有する。
The
第1収容部7aはウォーム3の軸長方向に長くなっており、その長手方向一端部には転がり軸受6を遊嵌合により支持する支持孔71と、該支持孔71に連なる段部72及びねじ孔73と、モータ取付部74が設けられており、転がり軸受6の外輪に接触して外輪を段部72との間で固定するためのねじ環11がねじ孔73に螺着されている。また、モータ取付部74に電動モータ1が複数本のボルトにより取付けられている。
The first accommodating portion 7a is elongated in the axial direction of the
電動モータ1の出力軸1a及びウォーム3の軸部3aは、出力軸1aに突設された2つの偏心ピン21,21と、軸部3aに突設された2つの偏心ピン22,22と、縁部に各偏心ピン21,22が内嵌された伝動部としての伝動孔23a,23a、23b,23bを有し、板厚方向が出力軸1aの軸線方向となり、可撓性を有する金属板23とにより連動連結されている。
The output shaft 1a of the
偏心ピン21,21は、出力軸1aの端部に外嵌された筒部21aからラジアル方向へ延出されたアーム21b,21bの端部に一体に設けられている。偏心ピン22,22は、軸部3aに外嵌された筒部22aからラジアル方向へ延出されたアーム22b,22bの端部に一体に設けられている。
The eccentric pins 21 and 21 are integrally provided at the end portions of the
金属板23はばね鋼からなり、中心部から4つの板片が放射状に延出された略+字形になっており、縁部となる各板片の先端部に板厚方向に貫通する伝動孔23a,23bが設けられている。対称位置の2つの板片の伝動孔23a,23aに偏心ピン21,21が内嵌され、残りの板片の伝動孔23b,23bに偏心ピン22,22が内嵌され、各偏心ピン21,22の端縁部がカシメられることにより一体的に結合されており、金属板23の全体が板厚方向に撓み易いようになっている。尚、金属板23は略+字形である他、円板形、四角形であってもよく、その形状は特に制限されないが、図示したように隣り合う伝動孔23a,23b間に凹所を有する構成とすることにより、金属板23の全体を板厚方向により一層撓み易くできる。また、各偏心ピン21,22はカシメにより金属板23に結合する他、溶接等の結合手段により結合してもよい。
The
第1収容部7aの他端部には、軸受部材8を収容する収容孔75及び該収容孔75の中心部に臨む貫通孔76が設けられており、また、支持部材7の外側には受座77が突設されている。
A receiving
軸受部材8は軸部3bに内輪が外嵌された転がり軸受81と、該転がり軸受81の外輪に外嵌固定された軸受ハウジング82とを備えている。軸受ハウジング82は、転がり軸受81に外嵌され、収容孔75に遊嵌された有底の円筒部82aと、該円筒部82aの底部に円筒部82aと同芯的に突設され、貫通孔76に挿入された軸部82bとを有しており、軸部82b及び受座77に引張りコイルバネからなる弾圧部材12が掛設され、ウォーム3を該ウォーム3及びウォームホイール4の回転中心間距離Hが短くなる方向へ弾圧している。
The bearing
円筒部82aの外周部には環状溝83が設けられており、該環状溝83にゴム製のOリングからなる弾性環84が保持されている。また、軸受ハウジング82の底部と収容孔75との間には隙間を設け、底部が支持部材7と接触しないようにしてある。
An
また、軸受ハウジング82の軸部82bには回転中心間距離Hが長短となる方向に穿設された引掛孔を有しており、該引掛孔に弾圧部材12(引張りコイルバネ)の一端部が嵌入されることにより、軸受ハウジング82の周方向位置を維持するようにしてある。
Further, the
尚、支持部材7内には、トーションバー52の捩れに応じた操舵軸51、53の相対回転変位量によってステアリングホイールBに加わる操舵トルクを検出するトルクセンサ13が内装されており、該トルクセンサ13が検出したトルク等に基づいて電動モータ1が駆動制御されるように構成されている。
The
以上のように構成された電動パワーステアリング装置は、ウォーム3及び電動モータ1を組込む場合、軸部3aに転がり軸受6が外嵌され、軸部3bに軸受部材8が外嵌されたウォーム3を支持部材7の第1収容部7aに挿入し、金属板23と一体的に結合された各偏心ピン21の筒部22aを軸部3aに外嵌し、各偏心ピン21の筒部21aに出力軸1aを内嵌しつつ電動モータ1をモータ取付部74に取付ける一方、支持部材7の貫通孔76に挿入された軸部82b及び受座77に弾圧部材(引張りコイルバネ)12の両端部を掛止することにより、ウォーム3を回転中心間距離Hが短くなる方向に弾圧し、噛合部に予圧を加える。
In the electric power steering apparatus configured as described above, when the
予圧が加えられたウォーム3は、転がり軸受6の軸線方向中央近傍位置Oを中心として回転中心間距離Hが短くなる方向に揺動し、金属板23は板厚方向に撓む。この場合、弾圧部材12の弾圧力がF方向に加わり、予圧がF1方向に加わり、金属板23を撓ませる力がF2方向に加わり、ウォーム3の電動モータ1側端部には金属板23の弾性復元力が前記F2と反対方向に加わることになるため、噛合部に加わる予圧は低減されることになる。しかしながら、金属板23の縁部に出力軸1a側の偏心ピン21,21及びウォーム3側の偏心ピン22,22が結合されており、金属板23の全体が板厚方向に撓み易いように構成されているため、金属板23からウォーム3に加わるラジアル方向の弾性復元力を低減できる。図示した金属板23には2つの偏心ピン21,21と、2つの偏心ピン22,22とが周長の1/4間隔で結合されているため、各偏心ピン21,22に対して金属板23の全体を板厚方向に撓ませることができる。従って、ウォーム3を支持する転がり軸受6への負担を低減でき、ウォーム3の回転性を維持することができるとともに、弾圧部材12が噛合部に加える予圧の減少を少なくすることができ、噛合部のバックラッシュ量が少ない状態を維持することができる。尚、ウォームホイール4の環状歯体41が合成樹脂製である場合、周囲温度により環状歯体41が膨張し、周囲湿度により環状歯体41が膨潤することになり、また、周囲温度により環状歯体41が収縮し、周囲湿度により環状歯体41が収縮することになり、この膨張、収縮によってもウォーム3の偏角は変わることになる。
The
また、出力軸1aの回転力が金属板23からウォーム3に伝動される場合、前記回転力は各偏心ピン21,22から金属板23の板厚方向と直交する方向に加わることになるため、板厚方向に撓み易くした金属板23の回転方向の剛性を維持することができ、金属板23の耐久性を得ることができる。
When the rotational force of the output shaft 1a is transmitted from the
実施の形態2
図5は電動パワーステアリング装置の実施の形態2の構成を示す要部の拡大した分解斜視図、図6は弾性体の拡大断面図、図7は図6のVII −VII 線の断面図である。
この実施の形態2の電動パワーステアリング装置は、実施の形態1のように板厚が比較的薄い金属板23を備える代わりに、合成ゴム、合成樹脂等の板厚が比較的厚い板状であり、出力軸1aの回転方向への撓みを抑制する撓み抑制手段25を有する弾性体24を備える構成としたものである。
5 is an enlarged exploded perspective view of a main part showing the configuration of the electric power steering apparatus according to
The electric power steering apparatus according to the second embodiment is a plate having a relatively thick plate such as a synthetic rubber or a synthetic resin instead of the
実施の形態2において、弾性体24は可撓性を有する厚さの円板状に成形されており、外周部には出力軸1a側の各偏心ピン21,21、及びウォーム3側の各偏心ピン22,22が内嵌される伝動部としての伝動孔24a,24a、24b,24bが等配されている。
In the second embodiment, the
撓み抑制手段25は、各伝動孔24a,24bに対応する4つの成形用ピンがキャビティに突設された成形用型の前記成形用ピンに合繊糸を長円形に複数回巻き掛けた状態でキャビティに合成ゴム、合成樹脂等の可撓性を有する材料を充填して成形することにより各伝動孔24a,24bの周り、及び各伝動孔24a,24b間を合繊糸25aにより補強し、出力軸1aの回転方向へ撓み難いようにしている。この場合、合繊糸25aは成形用ピンに長円形に巻き掛けられているため、板厚方向には撓み抑制効果が小さく、撓み易くなっている。尚、合繊糸25aは一方向で隣り合う2つの成形用ピンにそれぞれ巻き掛けられた後、異方向で隣り合う2つの成形用ピンにそれぞれ巻き掛けられることにより各伝動孔24a,24bの両縁近傍に亘って補強されている(図6、図7参照)。また、巻き掛けられた合繊糸25aの糸間には前記材料が充填され、一体的になっている。
The bending suppression means 25 is a cavity in which a synthetic yarn is wound in an oval shape a plurality of times on the molding pin of a molding die in which four molding pins corresponding to the
実施の形態2にあっては、出力軸1a側の偏心ピン21,21が伝動孔24a,24aに内嵌され、ウォーム3側の偏心ピン22,22が伝動孔24b,24bに内嵌されており、弾圧部材12によりウォーム3が弾圧され、噛合部に予圧が加えられる。出力軸1aの回転力が弾性体24からウォーム3に伝動される場合、回転方向への撓みが抑制された伝動孔24a,24aから弾性体24に前記回転力が伝動されるため、弾性体24の回転方向の剛性を高めることができ、回転方向のトルク伝動機能を高めることができる。また、弾性体24の耐久性を得ることができる。
In the second embodiment, the
弾圧部材12により予圧が加えられたウォーム3は、転がり軸受6の軸線方向中央近傍位置を中心として回転中心間距離Hが小さくなる方向に揺動し、弾性体24は板厚方向に撓む。この弾性体24の板厚方向への撓み抑制効果は小さく、撓み易くなっているため、弾性体24からウォーム3に加わるラジアル方向の弾性復元力を低減できる。
The
また、回転方向のトルクが弾性体24に加わった場合、該弾性体24は各伝動孔24a,24bの間の角度θ=90°が増減し、弾性体24が捩じれて各伝動孔24a,24bの間に軸線方向の変位が発生するため、換言すれば軸線方向のダンパと等しい緩衝効果が発生するため、電動モータ1が駆動されない操舵領域での操舵負荷を低減することができ、操舵フィーリングを改善することができる。つまり、電動パワーステアリング装置は車両の高速走行時など操舵角が1°程度に小さいときは電動モータ1が駆動されず、適度の操舵角を超えたときに電動モータ1が駆動されるように構成されているため、電動モータ1が駆動されない操舵中立位置の近傍領域での操舵時、ステアリングホイールAの操舵力がウォームホイール4及びウォーム3を介して電動モータ1の出力軸1aに伝動され、該出力軸1aを回転させるための負荷がステアリングホイールAに加わり、操舵負荷が大きくなるが、ウォーム3と出力軸1aとは弾性体24により連動連結されているため、この弾性体24の捩じれ変位により電動モータ1が駆動されない操舵領域での操舵負荷を低減することができ、操舵フィーリングを改善することができる。
When torque in the rotational direction is applied to the
尚、撓み抑制手段25は、隣り合う各伝動孔24a,24bに長円形に巻き掛けられた合繊糸25aからなる構成である他、巻き掛けられた合繊糸25aのように長円形となる筒体からなる構成としてもよいし、また、各伝動孔24a,24bの周りに配置された筒体からなる構成としてもよいし、また、板状の芯体からなる構成としてもよい。
In addition, the bending suppression means 25 has a configuration including a
図8は撓み抑制手段の他の構成を示す拡大断面図、図9は図8のIX−IX線の断面図である。撓み抑制手段25は、板厚方向が出力軸1aの軸線方向となり、中心部から4つの板片25cが放射状に延出された略+字形の芯体25bからなる。この芯体25bは各伝動孔24a,24bに対応する4つの成形用ピンがキャビティに突設された成形用型の前記キャビティに配置され、この状態で前記キャビティに合成ゴム、合成樹脂等の可撓性を有する材料を充填して成形することにより弾性体24の各伝動孔24a,24bの間を芯体25bにより補強し、出力軸1aの回転方向へ撓み難いようにしている。芯体25bは弾性体24よりも高い剛性を有する鉄板、アルミニウム板、合成樹脂板等の材料からなる。尚、芯体25bなどからなる撓み抑制手段25を有する構成においても、電動モータ1が駆動されない操舵領域での操舵負荷を低減することができる。
その他の構成及び作用は実施の形態1と同様であるため、同様の部品については同じ符号を付し、その詳細な説明及び作用効果の説明を省略する。
FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view showing another configuration of the deflection suppressing means, and FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line IX-IX in FIG. The bending suppression means 25 includes a substantially + -shaped
Since other configurations and operations are the same as those of the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof and description of operations and effects are omitted.
実施の形態3
図10は電動パワーステアリング装置の実施の形態3の構成を示す要部の分解斜視図、図11は要部の組込み前の状態を示す拡大断面図、図12は要部の組込み後の状態を示す拡大断面図である。
この実施の形態3の電動パワーステアリング装置は、実施の形態2の弾性体24と、各偏心ピン21,22及び各伝動孔24a,24b部分の軸長方向への相対移動を阻止する阻止手段26とを備える構成としたものである。
10 is an exploded perspective view of the main part showing the configuration of the third embodiment of the electric power steering apparatus, FIG. 11 is an enlarged sectional view showing a state before the main part is assembled, and FIG. 12 is a state after the main part is assembled. It is an expanded sectional view shown.
The electric power steering apparatus according to the third embodiment includes an
実施の形態3において、阻止手段26は出力軸1a側の各偏心ピン21の外周部に設けられた環状溝26aと、該環状溝26aに各偏心ピン21と等径になるまで縮径可能に外嵌された略C字形の環体26bとを有する。環状溝26aは各偏心ピン21の各伝動孔24aへの内嵌寸法よりも長くなる位置に、環体26bの厚さ以上の深さとなるように設けられている。
In the third embodiment, the blocking means 26 can be reduced in diameter until an
環体26bは周方向位置にスリットを有し、合成樹脂、金属等の可撓性を有する材料により各偏心ピン21の外径よりも大径に形成されている。環体26bの外周部は両側面に連なる湾曲面を有しており、該湾曲面により各伝動孔24aへの嵌入抵抗を小さくすることができるようにしてある。また、各伝動孔24aの両端縁部もテーパ状に拡径されている。
The
実施の形態3にあっては、ウォーム3側の各偏心ピン22が各伝動孔24bに圧入され、出力軸1a側の各偏心ピン21が各伝動孔24aに嵌入される。この場合、各偏心ピン21には環体26bが設けられているため、各偏心ピン21が各伝動孔24aに嵌入されるとき、環体26bが伝動孔24aの縁に接触して各偏心ピン21と等径になるまで縮径し、各偏心ピン21の全体が各伝動孔24aに嵌入される。各偏心ピン21の全体が嵌入された後、環体26bが伝動孔24aよりも大径に弾性復元し、該環体26bが伝動孔24aの縁に接触し、各偏心ピン21及び各伝動孔24a部分の軸長方向への相対移動を阻止する。このように各偏心ピン22は圧入し、各偏心ピン21は圧入することなく嵌入するため、各偏心ピン21の嵌入抵抗を小さくすることができる。従って、第1収容部7aに挿入されたウォーム3の軸部3aに偏心ピン22,22を介して弾性体24が装着され、出力軸1aに偏心ピン21,21が装着された状態で、電動モータ1をモータ取付部74に装着するとき、電動モータ1によって外部から弾性体24の各伝動孔24aを見ることができない場合においても各偏心ピン21を各伝動孔24aに確実に嵌入することが可能である。
また、弾性体24は撓み抑制手段25により出力軸1aの回転方向への撓みが抑制されているため、実施の形態2と同じ作用効果を奏する。 その他の構成及び作用は実施の形態1、2と同様であるため、同様の部品については同じ符号を付し、その詳細な説明及び作用効果の説明を省略する。
In the third embodiment, each
Further, since the
実施の形態4
図13は電動パワーステアリング装置の実施の形態4の構成を示す要部の分解斜視図、図14は弾性体の拡大断面図、図15は要部の組込み後の状態を示す拡大断面図である。
この実施の形態4の電動パワーステアリング装置は、実施の形態2の弾性体24と、各偏心ピン21及び各伝動孔24aの軸長方向への相対移動を阻止する阻止手段27とを備える構成としたものである。
13 is an exploded perspective view of the main part showing the configuration of the electric power steering apparatus according to
The electric power steering apparatus according to the fourth embodiment includes the
実施の形態4において、阻止手段27は出力軸1a側の各偏心ピン21が嵌入される各伝動孔24aに拡径を可能とした筒体27aを内嵌し、この筒体27aに嵌入した偏心ピン21が筒体27aを拡径させ、各偏心ピン21及び各伝動孔24aを隙間がない状態で結合し、各偏心ピン21及び各伝動孔24a部分の軸長方向への相対移動を阻止するようにしてある。
In the fourth embodiment, the blocking means 27 includes a cylindrical body 27a that can be expanded in each
筒体27aは一端部に鍔部27bを、他端部に係合凸部27cをそれぞれ有し、他端から一端部にかけてスリット27dを有するとともに、内周面の他端側に小径部27eを有しており、各伝動孔24aに嵌入されている。筒体27aに嵌入された偏心ピン21の先端部が小径部27eに接触することにより偏心ピン21が筒体27aを拡径させるようになっている。
The cylindrical body 27a has a
実施の形態4にあっては、ウォーム3側の各偏心ピン22が各伝動孔24bに圧入され、出力軸1a側の各偏心ピン21が各伝動孔24a内の筒体27aに嵌入される。この場合、各偏心ピン21の先端部が筒体27aの小径部27eに接触し、偏心ピン21が筒体27aを全体的に拡径させ、各偏心ピン21及び各伝動孔24a部分を隙間がない状態で結合することができ、各偏心ピン21及び各伝動孔24a部分の軸長方向への相対移動を阻止することができる。このように各偏心ピン22は圧入し、各偏心ピン21は圧入することなく各伝動孔24a内の筒体27aに嵌入するため、各偏心ピン21の嵌入抵抗を小さくすることができる。従って、第1収容部7aに挿入されたウォーム3の軸部3aに偏心ピン22,22を介して弾性体24が装着され、出力軸1aに偏心ピン21が装着された状態で、電動モータ1をモータ取付部74に装着するとき、電動モータ1によって外部から弾性体24の各伝動孔24aを見ることができない場合においても各偏心ピン21を各伝動孔24aに確実に嵌入することが可能である。
また、弾性体24は撓み抑制手段25により出力軸1aの回転方向への撓みが抑制されているため、実施の形態2と同じ作用効果を奏する。
In the fourth embodiment, each
Further, since the
尚、実施の形態4において、各筒体27aは鍔部27bが円形又は半円形の連結板部により連結された構成としてもよい。この場合、弾性体24の板厚方向への撓みを連結板部により抑制することができるため、各偏心ピン21を各伝動孔24aに嵌入するとき、弾性体24の撓みを抑制することができ、各偏心ピン21を各伝動孔24aに嵌入し易い。 また、筒体27aは内周面の係合凸部側をテーパとし、偏心ピン21は先端側の周面をテーパとすることにより、偏心ピン21の嵌入抵抗をより一層小さくすることができる。
その他の構成及び作用は実施の形態1乃至3と同様であるため、同様の部品については同じ符号を付し、その詳細な説明及び作用効果の説明を省略する。
In the fourth embodiment, each cylindrical body 27a may have a configuration in which the
Since other configurations and operations are the same as those of the first to third embodiments, the same components are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof and description of the operations and effects are omitted.
実施の形態5
図16は電動パワーステアリング装置の実施の形態5の構成を示す要部の分解斜視図、図17は弾性体の拡大断面図、図18は図17のXVIII −XVIII 線の拡大断面図、図19は弾性体の拡大断面図である。
この実施の形態5の電動パワーステアリング装置は、各伝動孔24aと各偏心ピン21との間の隙間、及び各伝動孔24bと各偏心ピン22との間の隙間を、内周部に比較的薄肉の弾性層29を有する合成樹脂筒、金属筒等の筒体28によりなくするように構成したものである。
16 is an exploded perspective view of the main part showing the configuration of
In the electric power steering apparatus according to the fifth embodiment, the gaps between the
実施の形態5において、筒体28は例えば円形、長円形であり、弾性体24の成形時に装着される。また、この弾性体24の成形時に弾性層29が成形される。この成形は、各伝動孔24a,24bに対応する4つの成形用ピンがキャビティに突設された成形用型の前記成形用ピンに外嵌した状態でキャビティに合成ゴム、合成樹脂等の材料を充填することにより行われ、この成形により各弾性層29の内側が各伝動孔24a,24bとなり、各筒体28により各伝動孔24a,24bを補強し、各伝動孔24a,24b部分が出力軸1aの回転方向へ撓み難くなる。この場合、筒体28は各伝動孔24a,24bの周りに設けられているため、弾性体24の板厚方向には撓み抑制効果が小さく、撓み易くなっている。尚、筒体28は成形により装着し、この成形時に弾性層29を設ける他、内周部に弾性層29が設けられた筒体28を弾性体24の各伝動孔24a,24bに対応する孔に接着材、圧入等の装着手段により装着してもよい。また、弾性層29は弾性体24と同程度の硬度にしてあるが、その他、弾性体24よりも低い硬度にしてもよい。
In the fifth embodiment, the
実施の形態5にあっては、筒体28の内周部に設けられた弾性層29の内側が各伝動孔24a,24bになっているため、各偏心ピン21,22を弾性層29に接触させることができるとともに、各伝動孔24aと各偏心ピン21との間の隙間、及び各伝動孔24bと各偏心ピン22との間の隙間を弾性層29によりなくすることができ、異音の発生を抑止することができる。また、各伝動孔24a,24bの周りに筒体28が設けられているため、出力軸1aの回転力が各偏心ピン21、弾性体24及び各偏心ピン22からウォーム3に伝動される場合、各筒体28の外周面に前記回転力の反力が加わることになる。各筒体28は各伝動孔24a,24bよりも大径であり、非可撓性であるため、前記反力が加わる領域を伝動孔24a,24bだけの場合に比べて多くすることができ、それだけ各伝動孔24a,24b周りを撓み難くできる。このように筒体28により回転方向への撓みが抑制された各伝動孔24aから弾性体24に前記回転力が伝動されるため、弾性体24の回転方向の剛性を維持することができ、弾性体24の耐久性を得ることができる。
In the fifth embodiment, since the inner side of the
弾圧部材12により予圧が加えられたウォーム3は、転がり軸受6の軸線方向中央近傍位置Oを中心として回転中心間距離Hが小さくなる方向に移動し、弾性体24は板厚方向に撓む。この弾性体24の板厚方向への撓み抑制効果は小さく、撓み易くなっているため、弾性体24からウォーム3に加わるラジアル方向の弾性復元力を低減できる。
The
また、実施の形態5において、図19に示すように内周部に弾性層29を有する長円形の筒体28を用いた場合、弾性層29の回転中心間距離Hが長短となる方向への撓み量と出力軸1aの回転方向への撓み量とを異ならせることができる。
その他の構成及び作用は実施の形態1、2と同様であるため、同様の部品については同じ符号を付し、その詳細な説明及び作用効果の説明を省略する。
Further, in the fifth embodiment, when an oval
Since other configurations and operations are the same as those of the first and second embodiments, the same components are denoted by the same reference numerals, and the detailed description and description of the operations and effects are omitted.
尚、以上説明した実施の形態では、回転中心間距離Hを調節可能とした電動パワーステアリング装置について説明したが、その他、回転中心間距離Hを調節することができない電動パワーステアリング装置であってもよい。
また、以上説明した実施の形態では、弾圧手段として引張りコイルバネからなる弾圧部材12を用いたが、その他、圧縮コイルバネからなる弾圧部材を用いてもよいのであり、弾圧手段の構成、及び弾圧手段の配置位置は特に制限されない。
また、以上説明した実施の形態では、減速歯車機構Aとしてウォーム3である駆動歯車及びウォームホイール4である従動歯車を備えたウォーム歯車としたが、その他、ベベルギヤ、ハイポイドギヤ、ヘリカルギヤであってもよい。
In the above-described embodiment, the electric power steering device in which the distance H between the rotation centers can be adjusted has been described. However, other electric power steering devices in which the distance H between the rotation centers cannot be adjusted are also described. Good.
In the embodiment described above, the
In the embodiment described above, the reduction gear mechanism A is a worm gear provided with a drive gear that is the
1 電動モータ
3 ウォーム(駆動歯車)
4 ウォームホイール(従動歯車)
5 舵取手段
21 偏心ピン
22 偏心ピン
23 金属板
23a,23b,24a,24b 伝動孔(伝動部)
24 弾性体
25 撓み抑制手段
28 補強部材
26 阻止手段
27 阻止手段
1
4 Worm wheel (driven gear)
5 Steering means 21
24
Claims (4)
The electric power steering apparatus according to claim 3, further comprising blocking means for blocking relative movement of the eccentric pin and the transmission hole portion in the axial length direction.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2013245705A (en) * | 2012-05-23 | 2013-12-09 | Nsk Ltd | Joint for torque transmission and electric power steering device |
JP2019065992A (en) * | 2017-10-03 | 2019-04-25 | 株式会社ジェイテクト | Mechanical component, worm speed reducer and manufacturing method for mechanical component |
-
2004
- 2004-02-19 JP JP2004042885A patent/JP2005231487A/en active Pending
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