JP2007196853A - Worm speed reducer and electric power steering device - Google Patents
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Description
本発明は、ウォーム減速機、及び、ステアリングホイールに印加された操舵トルクをトルクセンサーにより検知してこの検知した操舵トルクに対応して電動モータから補助操舵トルクを発生してウォーム減速機により減速し操舵機構の出力軸に伝達する電動パワーステアリング装置に関する。 The present invention detects a steering torque applied to a worm reducer and a steering wheel by a torque sensor, generates an auxiliary steering torque from an electric motor corresponding to the detected steering torque, and decelerates by the worm reducer. The present invention relates to an electric power steering device that transmits to an output shaft of a steering mechanism.
自動車の操舵系では、外部動力源を用いて操舵アシストを行わせる、いわゆるパワーステアリング装置が広く採用されている。従来、パワーステアリング装置用の動力源としては、ベーン方式の油圧ポンプが用いられており、この油圧ポンプをエンジンにより駆動するものが多かった。ところが、この種のパワーステアリング装置は、油圧ポンプを常時駆動することによるエンジンの駆動損失が大きい(最大負荷時において、数馬力〜十馬力程度)ため、小排気量の軽自動車等への採用が難しく、比較的大排気量の自動車でも走行燃費が無視できないほど低下することが避けられなかった。 In a steering system of an automobile, a so-called power steering device that performs steering assist using an external power source is widely adopted. Conventionally, vane type hydraulic pumps have been used as power sources for power steering devices, and many of these hydraulic pumps are driven by an engine. However, this type of power steering device has a large engine drive loss due to the constant drive of the hydraulic pump (several horsepower to about 10 horsepower at the maximum load), so it can be used in light vehicles with small displacement. It was difficult, and it was unavoidable that the fuel consumption of a car with a relatively large displacement was reduced to a level that could not be ignored.
そこで、これらの問題を解決するものとして、電動モータを動力源とする電動パワーステアリング装置(Electric Power Steering、以下EPSと記す)が近年注目されている。EPSには、電動モータの電源に車載バッテリを用いるために直接的なエンジンの駆動損失が無く、電動モータが操舵アシスト時にのみに起動されるために走行燃費の低下も抑えられる他、電子制御が極めて容易に行える等の特長がある。 In order to solve these problems, an electric power steering device (Electric Power Steering, hereinafter referred to as EPS) using an electric motor as a power source has attracted attention in recent years. The EPS uses an in-vehicle battery as a power source for the electric motor, so there is no direct engine drive loss, and since the electric motor is started only at the steering assist time, a decrease in driving fuel consumption is suppressed, and electronic control is performed. It has the feature that it can be done very easily.
EPSでは、ステアリングホイールに印加された操舵トルクに対応して、電動モータから補助操舵トルクを発生して、動力伝達機構(減速機)により減速して操舵機構の出力軸に伝達するようになっている。 In EPS, an auxiliary steering torque is generated from an electric motor in response to a steering torque applied to a steering wheel, and is decelerated by a power transmission mechanism (reduction gear) and transmitted to an output shaft of the steering mechanism. Yes.
この動力伝達機構(減速機)として、ウォーム減速機を用いたEPSでは、電動モータの駆動軸側のウォームに、ウォームホイールが噛合してあり、このウォームホイールは、操舵機構の出力軸(例えば、ピニオン軸、コラム軸)に嵌合してある。 In EPS using a worm reducer as the power transmission mechanism (reduction gear), a worm wheel meshes with a worm on the drive shaft side of the electric motor, and this worm wheel is connected to the output shaft (for example, the steering mechanism) It is fitted to the pinion shaft and column shaft).
ところで、特許文献1及び2では、ウォームは、その外径とモータ側軸受の内径との隙間や弾性体により、傾動可能に構成してある。 By the way, in Patent Documents 1 and 2, the worm is configured to be tiltable by a clearance or an elastic body between the outer diameter of the worm and the inner diameter of the motor-side bearing.
すなわち、特許文献1では、第1軸受の外輪は、ハウジングに固定され、内輪は、軸方向の略中央部分を中心として傾動可能とされている。ウォームとモータの出力軸とは、両者間に嵌挿された動力伝達部材により2箇所でスプライン結合される。ウォームがウォームホイールに向けて押圧されると、スプライン結合部の緩みにより、ウォームとモータの出力軸とは、軸方向に対して傾き、ウォーム、ウォームホイール相互の噛み合いを調整して、バックラッシュ量を減少することができる。結合部が2箇所に分散されるので、傾き角度を小さしてトルク伝達を円滑に行えるほか、歯打ち音の発生を抑え、歯面の片当たりが減少して耐久性を向上することができる。 That is, in Patent Document 1, the outer ring of the first bearing is fixed to the housing, and the inner ring can be tilted about a substantially central portion in the axial direction. The worm and the output shaft of the motor are splined at two locations by a power transmission member inserted between them. When the worm is pressed toward the worm wheel, the worm and the output shaft of the motor are inclined with respect to the axial direction due to the looseness of the spline joint, and the backlash amount is adjusted by adjusting the mutual engagement of the worm and the worm wheel. Can be reduced. Since the joint portions are dispersed at two locations, torque can be transmitted smoothly by reducing the tilt angle, and the occurrence of rattling noise can be suppressed, and the contact between the tooth surfaces can be reduced and the durability can be improved.
また、特許文献2では、ウォームと、第2軸受の内輪との間に、ゴムダンパーが介装してある。ゴムダンパーは、弾性体と、この弾性体の内径側及び外径側の2つの円筒部材とにより構成してある。これにより、トーションスプリングによる予圧の際に、ウォームを第2軸受の内輪に対して確実に傾斜(揺動)可能にすることができ、しかも、ウォームを第2軸受の内輪に対して軸方向に変位可能にすることができる。
しかしながら、特許文献1及び2に開示した構造では、モータ側軸受に、コジリが発生して、作動トルクに影響を及ぼすといったことがある。 However, in the structures disclosed in Patent Documents 1 and 2, the motor-side bearing may be damaged, which may affect the operating torque.
また、傾動量が少なく制限され、ウォームと軸受の内径とが接触した際、弾性体の反発力で作動トルクが大きく上昇するといったことがある。 Further, the tilting amount is limited to be small, and when the worm and the inner diameter of the bearing come into contact with each other, the operating torque may be greatly increased by the repulsive force of the elastic body.
さらに、傾動量を大きく取ろうと、隙間を大きくすると、ウォームが軸受の内径で暴れて、支点が定まらなくなり、回転方向で作動トルクの差が生じるといったこともある。 Furthermore, if the clearance is increased to increase the amount of tilting, the worm may be violated by the inner diameter of the bearing, the fulcrum cannot be determined, and there may be a difference in operating torque in the rotational direction.
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであって、軸受のコジリを防止し、作動トルクの上昇を抑制し、作動トルクの差も生起させないようにすることができる、ウォーム減速機及び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 circumstances as described above, and is capable of preventing sag of a bearing, suppressing an increase in operating torque, and preventing a difference in operating torque from occurring. An object is to provide a machine and an electric power steering device.
上記の目的を達成するため、本発明に係るウォーム減速機は、電動モータの駆動軸側のウォームに、ウォームホイールが噛合してあるウォーム減速機に於いて、
前記ウォームを支持するモータ側軸受を、出力軸と平行な軸線を中心に、傾動自在に保持する傾動機構を具備することを特徴とする。
In order to achieve the above object, a worm reducer according to the present invention is a worm reducer in which a worm wheel meshes with a worm on the drive shaft side of an electric motor.
The motor-side bearing for supporting the worm is provided with a tilting mechanism for tiltably holding an axis parallel to the output shaft.
好適には、前記傾動機構は、前記モータ側軸受を支点に、前記ウォームをギヤ噛合い方向に傾動可能に保持し、
前記ウォームは、前記モータ側軸受の内輪に固定してあり、
前記傾動機構は、前記モータ側軸受位置を中心として、前記ウォームをギヤ噛合い方向への傾動の軸となる円柱状の一対の支持腕を有し、前記モータ側軸受の外輪を保持する内部ホルダーと、
当該内部ホルダーの円柱状の支持腕を滑り軸受と凹状支持部材を介して支持する外部ホルダーと、を備え、
当該外部ホルダーは、隙間を持って前記内部ホルダーの外周に位置し、ハウジングの内壁に固定してあり、
前記内部ホルダーは、前記外部ホルダーと内部ホルダーの隙間で揺動することによって、前記ウォームを傾動可能に保持する。
Preferably, the tilt mechanism holds the worm so as to be tiltable in the gear meshing direction with the motor side bearing as a fulcrum,
The worm is fixed to the inner ring of the motor side bearing,
The tilt mechanism has a pair of cylindrical support arms that serve as axes of tilting the worm in the gear meshing direction with the motor side bearing position as the center, and an internal holder that holds the outer ring of the motor side bearing When,
An external holder that supports the cylindrical support arm of the internal holder via a slide bearing and a concave support member,
The outer holder is located on the outer periphery of the inner holder with a gap, and is fixed to the inner wall of the housing,
The inner holder swings in a gap between the outer holder and the inner holder, thereby holding the worm so as to be tiltable.
また、好適には、前記ウォームを支持する反モータ側軸受で、前記ウォームをウォームホイールに弾性力により押圧して予圧を与える予圧機構を更に具備し、
前記電動モータの駆動軸と前記ウォームを結合するスプライン結合部は、結合部材を介在させて、傾き可能である。
Preferably, the anti-motor side bearing for supporting the worm further includes a preload mechanism for applying a preload by pressing the worm against the worm wheel by an elastic force,
The spline coupling portion that couples the drive shaft of the electric motor and the worm can be inclined with a coupling member interposed.
また、本発明に係る電動パワーステアリング装置は、ステアリングホイールに印加された操舵トルクをトルクセンサーにより検知してこの検知した操舵トルクに対応して電動モータから補助操舵トルクを発生し、請求項1乃至3の何れか1項に記載のウォーム減速機により減速して、操舵機構の出力軸に伝達することを特徴とする。 The electric power steering device according to the present invention detects a steering torque applied to a steering wheel by a torque sensor, and generates an auxiliary steering torque from the electric motor in response to the detected steering torque. 3. The vehicle is decelerated by the worm reducer according to any one of 3 and transmitted to the output shaft of the steering mechanism.
本発明によれば、軸受のコジリを防止し、作動トルクの上昇を抑制し、作動トルクの差も生起させないようにすることができる。 According to the present invention, it is possible to prevent the bearing from being squeezed, to suppress an increase in operating torque, and to prevent a difference in operating torque from occurring.
以下、本発明の実施の形態に係るウォーム減速機及び電動パワーステアリング装置を図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, a worm reducer and an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施の形態では、大略的には、軸受とウォームを固定し、軸受ホルダーから左右に出ている支持腕にて、軸受ごと傾動可能に構成してある。これにより、軸受とウォームが固定されている為、軸受のコジリが無く、支点は、回転方向によらず一定であって、作動トルクの上昇を抑えることができ、また、傾動量の制限も無い。 In the present embodiment, generally, the bearing and the worm are fixed, and the bearing can be tilted with the support arm protruding from the bearing holder to the left and right. As a result, since the bearing and the worm are fixed, there is no sag of the bearing, the fulcrum is constant regardless of the direction of rotation, and the increase in operating torque can be suppressed, and there is no limit on the amount of tilting. .
図1は、本発明の実施の形態に係る電動パワーステアリング装置の断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view of an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention.
図2は、図1に示したウォーム減速機の傾動機構の断面図であり、図1のII−II線に沿った断面図である。 2 is a cross-sectional view of the tilt mechanism of the worm speed reducer shown in FIG. 1, and is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.
図1に示すように、ウォーム11は、その両端部に於いて、電動モータ10に近い側のモータ側軸受15と、電動モータ10から離れた側の反モータ側軸受23とにより、回転自在に支持してある。
As shown in FIG. 1, the
また、ウォーム11は、電動モータ10の駆動軸10aに、スプライン嵌合して結合してある。
The
このスプライン結合部は、両スプラインの間に、結合部材17を介在させ、傾き可能となっている(特許文献:特開2005−069470参照)。
The spline coupling portion can be tilted with a
モータ側軸受15の内輪は、ウォーム11に固定してあり、ウォーム11に一体に設けたフランジ16との間に、圧縮されたゴムダンパー18を介して、ウォーム11と同芯になるように支持してある。これにより、ウォーム11は、ゴムダンパー18の弾性範囲内で、モータ側軸受15に対して、軸方向に移動可能である。
The inner ring of the motor-side bearing 15 is fixed to the
反モータ側軸受23では、ウォーム11をウォームホイール12に近付ける方向に、ウォーム11の反モータ側端部を弾性力により押圧して予圧を与える予圧機構20が設けてある(特許文献:特開2004−306898参照)。
The non-motor side bearing 23 is provided with a
即ち、ウォーム11の大径部21に、反モータ側軸受23、ブッシュ22、及びホルダー24が嵌合してあり、ウォーム11の小径部25に、予圧パッド26が設けてあり、その外周面に、捩りコイルバネ27が巻回してある。従って、ウォーム11の反モータ側端部(小径部25)をウォームホイール12に近付ける方向に弾性力により押圧して予圧を与えることができる。
That is, the anti-motor side bearing 23, the
さて、本実施の形態では、図2にも示すように、ウォーム11を支持するモータ側軸受15を、出力軸2と平行な軸線を中心に、傾動自在に保持する傾動機構30が設けてある。すなわち、この傾動機構30は、モータ側軸受15を支点にウォーム11をギヤ噛合い方向に傾動可能に保持している。また、ウォーム11は、上述したように、モータ側軸受15の内輪に固定してある。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, a
傾動機構30は、モータ側軸受15の位置を中心として、ウォーム11をギヤ噛合い方向への傾動の軸となる円柱状の左右一対の支持腕31,31(凸部)を有して、モータ側軸受15の外輪を保持するリング状の内部ホルダー32を備えている。
The
また、傾斜機構30には、内部ホルダー32の円柱状の支持腕31,31を滑り軸受33,33と凹状支持部材34,34を介して支持するリング状の外部ホルダー35が設けてある。この外部ホルダー35は、隙間を持って内部ホルダー32の外周に位置し、ハウジング1の内壁に固定してある。なお、外部ホルダー35と内部ホルダー32の左右方向のガタ殺しとして、弾性体(O−リング)36を備えている。
Further, the
したがって、内部ホルダー32は、外部ホルダー35と内部ホルダー32の隙間で揺動することによって、ウォーム11を傾動可能に保持することができる。
Therefore, the
以上から、本実施の形態では、モータ側軸受15とウォーム11が固定してある為、モータ側軸受15に、コジリが生じることがない。
From the above, in the present embodiment, since the motor-
また、内部ホルダー32の支持腕31,31(凸部)を支点として、ウォーム11を抵抗無く傾動することができる為、この部位による作動トルクの上昇は、起こらない。
Further, since the
さらに、モータ側軸受15の支点は、回転方向によらず一定な為、回転方向による作動トルクの差は生じない。 Furthermore, since the fulcrum of the motor side bearing 15 is constant regardless of the rotation direction, there is no difference in operating torque depending on the rotation direction.
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されず、種々変形可能である。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A various deformation | transformation is possible.
1 ハウジング
2 出力軸
10 電動モータ
10a 駆動軸
11 ウォーム
12 ウォームホイール
15 モータ側軸受
16 フランジ
17 結合部材
18 ゴムダンパー
20 予圧機構
21 大径部
22 ブッシュ
23 反モータ側軸受
24 ホルダー
25 小径部
26 予圧パッド
27 捩りコイルバネ
30 傾動機構
31 支持腕31,31(凸部)
32 内部ホルダー
33 滑り軸受
34 凹状支持部材
35 外部ホルダー
36 弾性体(O−リング)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Housing 2
32
Claims (4)
前記ウォームを支持するモータ側軸受を、出力軸と平行な軸線を中心に、傾動自在に保持する傾動機構を具備することを特徴とするウォーム減速機。 In the worm speed reducer in which the worm wheel meshes with the worm on the drive shaft side of the electric motor,
A worm speed reducer comprising: a tilting mechanism that holds the motor side bearing supporting the worm so as to be tiltable about an axis parallel to the output shaft.
前記ウォームは、前記モータ側軸受の内輪に固定してあり、
前記傾動機構は、
前記モータ側軸受位置を中心として、前記ウォームをギヤ噛合い方向への傾動の軸となる円柱状の一対の支持腕を有し、前記モータ側軸受の外輪を保持する内部ホルダーと、
当該内部ホルダーの円柱状の支持腕を滑り軸受と凹状支持部材を介して支持する外部ホルダーと、を備え、
当該外部ホルダーは、隙間を持って前記内部ホルダーの外周に位置し、ハウジングの内壁に固定してあり、
前記内部ホルダーは、前記外部ホルダーと内部ホルダーの隙間で揺動することによって、前記ウォームを傾動可能に保持することを特徴とする請求項1に記載のウォーム減速機。 The tilt mechanism holds the worm so as to be tiltable in the gear meshing direction with the motor side bearing as a fulcrum,
The worm is fixed to the inner ring of the motor side bearing,
The tilt mechanism is
An inner holder for holding the outer ring of the motor side bearing, having a pair of cylindrical support arms that serve as axes of tilting the worm in the gear meshing direction around the motor side bearing position;
An external holder that supports the cylindrical support arm of the internal holder via a slide bearing and a concave support member,
The outer holder is located on the outer periphery of the inner holder with a gap, and is fixed to the inner wall of the housing,
The worm speed reducer according to claim 1, wherein the inner holder swings in a gap between the outer holder and the inner holder to hold the worm so as to be tiltable.
前記電動モータの駆動軸と前記ウォームを結合するスプライン結合部は、結合部材を介在させて、傾き可能であることを特徴とする請求項2に記載のウォーム減速機。 A non-motor side bearing supporting the worm, further comprising a preload mechanism that applies a preload by pressing the worm against the worm wheel by an elastic force;
The worm speed reducer according to claim 2, wherein the spline coupling portion that couples the drive shaft of the electric motor and the worm can be tilted with a coupling member interposed therebetween.
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JP2006017896A JP2007196853A (en) | 2006-01-26 | 2006-01-26 | Worm speed reducer and electric power steering device |
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US20200217411A1 (en) * | 2017-06-29 | 2020-07-09 | Trw Limited | Gearbox assembly |
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2006
- 2006-01-26 JP JP2006017896A patent/JP2007196853A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
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US20200217411A1 (en) * | 2017-06-29 | 2020-07-09 | Trw Limited | Gearbox assembly |
US11708887B2 (en) * | 2017-06-29 | 2023-07-25 | ZF Automotive UK Limited | Gearbox assembly |
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