JP2006044571A - Electric power steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動モータにより操舵補助力を得る電動パワーステアリング装置に関するものである。 The present invention relates to an electric power steering apparatus that obtains a steering assist force by an electric motor.
自動車用の電動パワーステアリング装置には減速機が用いられている。例えばコラム型EPSでは、モータの出力軸の回転をウォーム軸およびウォームホイールを介して減速することで、モータの出力を増幅して舵取り機構に伝達し、ステアリング操作をトルクアシストするようにしている。
上記の減速機のウォーム軸の端部は軸受を介して回転自在に支持されている。
A reduction gear is used in an electric power steering device for an automobile. For example, in the column type EPS, the rotation of the output shaft of the motor is decelerated through the worm shaft and the worm wheel, so that the output of the motor is amplified and transmitted to the steering mechanism, and the steering operation is torque-assisted.
The end portion of the worm shaft of the speed reducer is rotatably supported via a bearing.
従来、一対の環状座金をこれらの間に介在するゴムで互いに接続した支持部材を用いて、ウォーム軸を軸方向に弾性支持する電動パワーステアリング装置が提供されている(例えば特許文献1参照)。
上記の電動パワーステアリング装置では、ウォーム軸の段部が軸受内輪の端面に当接することにより、ウォーム軸の軸方向の可動量(許容される軸方向移動量に相当)を規制している。
したがって、ウォーム軸、支持部材、軸受等を組み合わせてからでないと、ウォーム軸の可動量を計測できなかった。したがって、製造ラインにおいて計測する必要があり、手間がかかって製造コストが高くなっていた。
In the electric power steering device described above, the stepped portion of the worm shaft abuts against the end face of the bearing inner ring, thereby restricting the amount of axial movement (corresponding to the allowable amount of axial movement) of the worm shaft.
Therefore, the movable amount of the worm shaft cannot be measured unless the worm shaft, the support member, the bearing and the like are combined. Therefore, it is necessary to measure in the production line, which takes time and increases the production cost.
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、組み立てに手間がかからず安価な電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an inexpensive electric power steering apparatus that does not require time and effort for assembly.
上記課題を解決するため、本発明は、操舵補助用の電動モータと、電動モータの出力軸に連結されたウォーム軸と、ウォーム軸と噛み合い操舵機構に繋がるウォームホイールと、上記ウォーム軸を軸方向に移動可能に弾性支持する支持部材とを備え、上記支持部材は、ウォーム軸の軸方向の可動量を規制するための規制機構を内蔵することを特徴とするものである。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides an electric motor for assisting steering, a worm shaft connected to an output shaft of the electric motor, a worm wheel meshing with the worm shaft, and an axial direction of the worm shaft. And a support member that elastically supports the worm shaft, and the support member incorporates a restriction mechanism for restricting the amount of movement of the worm shaft in the axial direction.
本発明では、支持部材が規制機構を内蔵するので、支持部材だけでウォーム軸の可動量を計測することができる。したがって、上記可動量を製造ラインで計測する必要がなく、製造コストを安くすることができる。
また、本発明は、上記支持部材は、ウォーム軸を回転自在に支持する軸受の内輪の端面によって受けられる第1の環状板と、ウォーム軸に形成される位置決め段部を受ける第2の環状板と、第1および第2の環状板間に介在する弾性部材とを含み、上記規制機構は、第1および第2の環状板の少なくとも一方から延設されて他方に当接可能な規制部を含み、規制部は弾性部材に埋設された場合がある。この場合、規制部が弾性部材内に埋設されるので、規制部が原因となる異音や摩耗の発生を抑制することができる。
In the present invention, since the support member incorporates the regulation mechanism, the movable amount of the worm shaft can be measured only by the support member. Therefore, it is not necessary to measure the movable amount on the production line, and the production cost can be reduced.
According to the present invention, the support member includes a first annular plate that is received by an end face of an inner ring of a bearing that rotatably supports the worm shaft, and a second annular plate that receives a positioning step portion formed on the worm shaft. And an elastic member interposed between the first and second annular plates, and the restricting mechanism includes a restricting portion extending from at least one of the first and second annular plates and capable of contacting the other. In some cases, the restricting portion is embedded in the elastic member. In this case, since the restricting portion is embedded in the elastic member, it is possible to suppress the occurrence of abnormal noise and wear caused by the restricting portion.
また、本発明は、上記規制部は、第1および第2の環状板からそれぞれ一体に延設される第1および第2の規制部を含み、第1の環状板と第1の規制部とで構成される第1のユニットおよび第2の環状板と第2の規制部とで構成される第2のユニットは、互いに逆向きに配置され且つ周方向に位相をずらして配置された共通のユニットを用いてなる場合がある。この場合、支持部材内の部品の共通化を通じて製造コストをより安くすることができる。 In the present invention, the restricting portion includes first and second restricting portions integrally extending from the first and second annular plates, respectively, and the first annular plate, the first restricting portion, The first unit constituted by the second unit and the second unit constituted by the second annular plate and the second restricting portion are arranged in a mutually opposite direction and are arranged in a phase shifted in the circumferential direction. It may consist of units. In this case, the manufacturing cost can be further reduced through the common use of the components in the support member.
本発明の好ましい実施の形態を添付図面を参照しつつ説明する。
図1は本発明の一実施の形態の電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。図1を参照して、電動パワーステアリング装置1は、ステアリングホイール等の操舵部材2に連結しているステアリングシャフト3と、ステアリングシャフト3に自在継手4を介して連結される中間軸5と、中間軸5に自在継手6を介して連結されるピニオン軸7と、ピニオン軸7の端部近傍に設けられたピニオン歯7aに噛み合うラック歯8aを有して自動車の左右方向に延びる転舵軸としてのラックバー8とを有している。ピニオン軸7およびラックバー8によりラックアンドピニオン機構からなる操舵機構Aが構成されている。
Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, an electric power steering apparatus 1 includes a steering shaft 3 connected to a steering member 2 such as a steering wheel, an
ラックバー8は車体に固定されるハウジング9内に図示しない複数の軸受を介して直線往復動自在に支持されている。ラックバー8の両端部はハウジング9の両側へ突出し、各端部にはそれぞれタイロッド10が結合されている。各タイロッド10は対応するナックルアーム(図示せず)を介して対応する車輪11に連結されている。
操舵部材2が操作されてステアリングシャフト3が回転されると、この回転がピニオン歯7aおよびラック歯8aによって、自動車の左右方向に沿ってのラックバー8の直線運動に変換される。これにより、車輪11の転舵が達成される。
The rack bar 8 is supported in a
When the steering member 2 is operated and the steering shaft 3 is rotated, this rotation is converted into a linear motion of the rack bar 8 along the left-right direction of the automobile by the
ステアリングシャフト3は、操舵部材2に連なる入力軸3aと、ピニオン軸7に連なる出力軸3bとに分割されており、これら入、出力軸3a,3bはトーションバー12を介して同一の軸線上で相対回転可能に互いに連結されている。
トーションバー12を介する入、出力軸3a,3b間の相対回転変位量により操舵トルクを検出するトルクセンサ13が設けられており、このトルクセンサ13のトルク検出結果は、ECU(Electronic Control Unit :電子制御ユニット)14に与えられる。ECU14では、トルク検出結果や図示しない車速センサから与えられる車速検出結果等に基づいて、駆動回路15を介して操舵補助用の電動モータ16を駆動制御する。電動モータ16の出力回転が伝動装置としての減速機17を介して減速されてステアリングシャフト3の出力軸3bに伝達され、さらにピニオン軸7を介してラックバー8の直線運動に変換されて、操舵が補助される。
The steering shaft 3 is divided into an
A
減速機17は、電動モータ16により回転駆動される駆動ギヤとしてのウォーム軸18と、このウォーム軸18に噛み合うと共にステアリングシャフト3の出力軸3bに一体回転可能に連結される従動ギヤとしてのウォームホイール19を備える。
図2を参照して、ウォーム軸18は電動モータ16の出力軸20と同軸上に配置される。ウォーム軸18は、その軸長方向に離隔する第1および第2の端部18a,18bを有し、第1および第2の端部18a,18b間の中間部18cに歯部を有する。
The
Referring to FIG. 2,
ウォームホイール19は、ステアリングシャフト3の出力軸3bの軸方向中間部に一体回転可能に且つ軸方向移動不能に連結されている。ウォームホイール19は、出力軸3bに一体回転可能に結合される環状の芯金19aと、芯金19aの周囲を取り囲み外周に歯部19cを形成した合成樹脂部材19bとを備える。芯金19aは、例えば合成樹脂部材19bの樹脂成形時に金型内にインサートされるものである。
The
ウォーム軸18およびウォームホイール19の歯の噛み合い部分Bを含む領域にはグリース等の潤滑剤が充填されている。ウォーム軸18の第1の端部18aと電動モータ16の出力軸20とは筒状の継手21を介して同軸上に動力伝達可能に連結されている。
ウォーム軸18の第1および第2の端部18a,18bは、対応する第1および第2の軸受22,23をそれぞれ介して減速機17のハウジング40に回転自在に支持されている。第1および第2の軸受22,23は例えば玉軸受からなる。
A region including the tooth meshing portion B of the
The first and
第1および第2の軸受22,23の内輪24,25が、ウォーム軸18の対応する第1および第2の端部18a,18bにそれぞれ一体回転可能に嵌合されている。ウォーム軸18の第1および第2の端部18a,18bにそれぞれ、ウォーム軸18を軸方向Xに弾性支持するための第1および第2の支持部材51,52が配置されている。
第1の軸受22の外輪26は、減速機17のハウジング40の軸受保持孔27に回転不能に保持されている。第2の軸受23の外輪28は、減速機17のハウジング40の軸受保持孔29に回転不能に保持されている。
The
また、ねじ部材30が、軸受保持孔27に連なって形成されるねじ孔31にねじ込まれることにより、第1の軸受22がウォーム軸18の軸方向に位置決めされる。一方、第2の軸受23は、その外輪28がハウジング40の端壁41の環状の位置決め部32に当接することで、ウォーム軸18が軸方向に位置決めされる。これにより、第1および第2の軸受22,23間の距離が設定される結果、第1および第2の支持部材51,52の付勢力が調整される。調整後のねじ部材30はロック部材33により止定される。
Further, the first bearing 22 is positioned in the axial direction of the
ウォーム軸18の第1の端部18aおよび電動モータ16の出力軸20が継手21の対応する端部からそれぞれ嵌め入れられて継手21に結合している。具体的には、ウォーム軸18の第1の端部18aに設けられるスプライン部18dが軸方向に移動可能に継手21にスプライン結合される一方、電動モータ16の出力軸20が例えば圧入により継手21に結合される。
The
拡大図である図3および図4を参照して、第1および第2の軸受22,23の内輪24,25は、それぞれウォーム軸18の対応する第1および第2の段部18e,18fに、所定間隔離隔して対向している。第1および第2の段部18e,18fは互いに逆向きである。
第1の支持部材51は、第1の軸受22の内輪24の端面24aとウォーム軸18の第1の位置決め段部18eとの間に介在する。第2の支持部材52は、第2の軸受23の内輪25の端面25aとウォーム軸18の第2の位置決め段部18fとの間に介在する。
Referring to FIGS. 3 and 4 which are enlarged views, the
The
図3を参照して、上記第1の支持部材51は、第1の軸受22の内輪24の端面24aによって受けられる金属製の第1の環状板61と、ウォーム軸18の第1の位置決め段部18eを受ける第2の環状板62と、第1および第2の環状板61,62間に介在する例えばゴムを含む弾性部材63とを含む。
同様に、図4を参照して、第2の支持部材52は、第1の環状板61、第2の環状板62および弾性部材63を有している。第2の支持部材52の第1の環状板61は、第2の軸受23の内輪25の端面25aによって受けられ、第2の支持部材52の第2の環状板62は、ウォーム軸18の第2の位置決め段部18fを受けている。
Referring to FIG. 3, the
Similarly, with reference to FIG. 4, the
図3を参照して、第1の環状板61は第2の環状板62側へ延びる第1の規制部71を延設しており、第2の環状板62は第1の環状板61側へ延びる第2の規制部72を延設している。第1および第2の規制部71,72は弾性部材63内に埋設されている。
第1および第2の規制部71,72の高さは互いに等しくされ、その結果、第1の規制部71の先端と対応する第2の環状板62との距離、および第2の規制部72の先端と対応する第1の環状板61との距離は、互いに等しい距離dとされている。
Referring to FIG. 3, the first
The heights of the first and second restricting
ウォーム軸18が軸方向Xの何れか一方に移動すると、その移動方向に対応する支持部材51又は52において、弾性部材63が圧縮されて第1および第2の環状板61,62が互いに近づき、各規制部71,72が対応する環状板62,61にそれぞれ当接することで、ウォーム軸18のその移動方向への移動が規制される。したがって、上記距離dがウォーム軸18の軸方向Xの一方および他方のそれぞれへの可動量(許容移動量)に相当することになる。
When the
各規制部71,72と各規制部71,72にそれぞれ当接する第2および第1の環状板62,61とで、ウォーム軸18の軸方向の可動量を規制するための規制機構Rがそれぞれ構成されている。規制機構Rは各支持部材51,52に内蔵されている。
図5に示すように、第1の規制部71は、第1の環状板61と同心の円周上に周方向Cに等間隔で配置される円弧状突起からなる。同様に、第2の規制部72は、第2の環状板62と同心の円周上に周方向Cに等間隔で配置される円弧状突起からなる。
A restriction mechanism R for restricting the movable amount of the
As shown in FIG. 5, the first restricting
図3および図4に示すように、各支持部材51,52において、第1の環状板61と第1の規制部71とで構成される第1のユニットU1、および第2の環状板62と第2の規制部72とで構成される第2のユニットU2は、互いに逆向きに配置されると共に、図5に示すように、周方向Cに位相をずらして配置された共通のユニットを用いてなり、部品の共通化を通じて製造コストの低減が図られている。
As shown in FIGS. 3 and 4, in each of the
本実施の形態によれば、第1および第2の支持部材51,52がそれぞれ規制機構Rを内蔵するので、第1および第2の支持部材51,52だけでウォーム軸18の可動量を計測することができる。したがって、上記可動量を製造ラインで計測する必要がなく、製造コストを安くすることができる。
また、第1および第2の規制部71,72が弾性部材63内に埋設されるので、第1および第2の規制部71,72が原因となる異音や摩耗の発生を抑制することができる。
According to the present embodiment, since the first and
Moreover, since the 1st and
本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、例えば、第1および第2のユニットU1,U2を相異なる仕様としてもよい。その場合、例えば、第1および第2の規制部71,72を互いに径の異なる環状突起としてもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the first and second units U1 and U2 may have different specifications. In that case, for example, the first and second restricting
1 電動パワーステアリング装置
2 操舵部材
3 ステアリングシャフト
5 中間軸
7 ピニオン軸
8 ラックバー
10 タイロッド
11 車輪
A 操舵機構
16 電動モータ
17 減速機(伝動装置)
18 ウォーム軸
18a 第1の端部
18b 第2の端部
18c 中間部
18d スプライン部
18e 第1の位置決め段部
18f 第2の位置決め段部
19 ウォームホイール
22 第1の軸受
23 第2の軸受
24,25 内輪
24a,25a 端面
51 第1の支持部材
52 第2の支持部材
61 第1の環状板
62 第2の環状板
63 弾性部材
71 第1の規制部
72 第2の規制部
R 規制機構
X 軸方向
C 周方向
U1 第1のユニット
U2 第2のユニット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric power steering device 2 Steering member 3
18
Claims (3)
電動モータの出力軸に連結されたウォーム軸と、
ウォーム軸と噛み合い操舵機構に繋がるウォームホイールと、
上記ウォーム軸を軸方向に移動可能に弾性支持する支持部材とを備え、
上記支持部材は、ウォーム軸の軸方向の可動量を規制するための規制機構を内蔵することを特徴とする電動パワーステアリング装置。 An electric motor for assisting steering;
A worm shaft connected to the output shaft of the electric motor;
A worm wheel meshing with the worm shaft and connected to the steering mechanism;
A support member that elastically supports the worm shaft so as to be movable in the axial direction;
The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the support member includes a restriction mechanism for restricting a movable amount of the worm shaft in the axial direction.
上記規制機構は、第1および第2の環状板の少なくとも一方から延設されて他方に当接可能な規制部を含み、規制部は弾性部材に埋設された電動パワーステアリング装置。 2. The support member according to claim 1, wherein the support member includes a first annular plate that is received by an end face of an inner ring of a bearing that rotatably supports the worm shaft, and a second annular plate that receives a positioning step portion formed on the worm shaft. An elastic member interposed between the first and second annular plates,
The regulation mechanism includes a regulation part that extends from at least one of the first and second annular plates and can abut against the other, and the regulation part is embedded in an elastic member.
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JP2004231098A JP2006044571A (en) | 2004-08-06 | 2004-08-06 | Electric power steering device |
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