JP2008100640A

JP2008100640A - Electric power steering system

Info

Publication number: JP2008100640A
Application number: JP2006285995A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Oshima; 淳大島; Shigeru Endo; 茂遠藤
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2006-10-20
Filing date: 2006-10-20
Publication date: 2008-05-01

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric power steering device capable of suppressing the gear rattling noise or the like by realizing the adequate engagement of a worm without increasing the number of components or causing any defective engagement by misalignment. <P>SOLUTION: The turning angle θ1 in an example in Fig. 1(a) becomes a relatively large value, and a large clearance must be formed between an inner ring of a bearing for support at a point A and a rotary shaft. Thus, troubles such as vibrations, abnormal noise and fretting may occur. According to an example shown in Fig. 1(b), the stress exerted in the rotary shaft S can be reduced, troubles such as wrenching can be suppressed, and the moment load on the bearing can be reduced. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は電動式パワーステアリング装置に関し、特に小型・軽量な電動式パワーステアリング装置に関する。 The present invention relates to an electric power steering device, and more particularly to a small and lightweight electric power steering device.

電動式パワーステアリング装置は、ステアリングホイールの操作によりステアリングシャフトに発生する操舵トルクやその他の信号を検出し、その検出信号に基づいて電動モータを駆動し、減速機を介して出力軸を回転させ、操舵力を補助するものである。 The electric power steering device detects the steering torque and other signals generated in the steering shaft by operating the steering wheel, drives the electric motor based on the detection signal, rotates the output shaft via the speed reducer, It assists the steering force.

近年の電動式パワーステアリング装置において、ウォームとウォームホイールとの間にバックラッシュが存在すると歯打ち音が発生するとの観点より、バックラッシュをなくすように組立てる工夫や、予圧機構によりバックラッシュを発生させない機構などが取り入れられている（特許文献１参照）。また、モータの出力軸とウォーム軸との接合は、スプラインや継手によるものが一般的である。
特開２０００−４３７３９号公報特開２００２−７９９５１号公報 In recent electric power steering devices, from the viewpoint that rattling noise is generated when there is backlash between the worm and the worm wheel, the assembly is made to eliminate the backlash and the backlash is not generated by the preload mechanism. A mechanism is incorporated (see Patent Document 1). In general, the motor output shaft and the worm shaft are joined by a spline or a joint.
JP 2000-43739 A JP 2002-79951 A

ところで、一般的な電動式パワーステアリング装置において、初期状態で、ウォームとウォームホイールとのバックラッシュを少なく設定しても、各部の摩耗や、樹脂製のウォームホイールに生じがちな吸水による寸法変化などでバックラッシュが発生したり芯間が詰ったりするという問題がある。これに対し、予圧機構を設ければウォームホイールとウォーム軸の芯間距離を調整できるので、それにより経時変化に対応できるため、近年においては、予圧機構を設けた電動式パワーステアリング装置が主流になりつつある。 By the way, in a general electric power steering device, even if the backlash between the worm and the worm wheel is set to be small in the initial state, the wear of each part, the dimensional change due to water absorption that tends to occur in the resin worm wheel, etc. However, there is a problem that backlash occurs or the space between the cores is clogged. On the other hand, if the preload mechanism is provided, the center distance between the worm wheel and the worm shaft can be adjusted, so that it is possible to cope with changes with time.In recent years, the electric power steering apparatus provided with the preload mechanism has become mainstream. It is becoming.

一方で、従来においては比較的軽量な小型車両に電動式パワーステアリング装置が用いられていたが、近年においては、より重い大型車両にも電動式パワーステアリング装置が採用される傾向がある。これに伴い、電動式パワーステアリング装置のモータも高出力化が求められている。しかるに、増大したモータの出力による歯面の摩耗や吸水による樹脂製ウォームホイールの膨張を許容できるようウォーム軸の調整量を確保すると、高負荷運転の時にウォーム軸が反力により今まで以上に大きく傾きやすくなるという問題がある。 On the other hand, the electric power steering device has been conventionally used for a relatively light-weight small vehicle, but in recent years, the electric power steering device tends to be adopted for a heavier large vehicle. Along with this, the motor of the electric power steering apparatus is also required to have a high output. However, if the adjustment amount of the worm shaft is secured to allow the tooth surface to be worn by the increased motor output and the expansion of the resin worm wheel due to water absorption, the worm shaft will be larger than before due to the reaction force during high load operation. There is a problem that it is easy to tilt.

このようにウォーム軸が大きく傾いた状態で大トルクを伝達すると、モータ軸とスプライン部との接合部で、こじり等によるスプラインの摩耗や損失増大の不具合が発生する恐れがある。かかる不具合を解消もしくは緩和すべく、スプライン部のこじりを吸収する機構や継手を用いることも考えられるが、それにより部品点数の増大やシステムの複雑化を引き起こすとともに、コスト増にもつながる。 If a large torque is transmitted with the worm shaft tilted in this manner, spline wear and loss increase may occur at the joint between the motor shaft and the spline portion. In order to eliminate or alleviate such a problem, it is conceivable to use a mechanism or a joint that absorbs the twisting of the spline part. However, this causes an increase in the number of parts and a complicated system, and an increase in cost.

また、ウォーム軸の傾きが大きくなると、支点となる軸受に大きなモーメント荷重がかかり、軸受に負担がかかることとなる。これに対し、ウォーム軸と軸受内輪に隙間を大きくとり、ウォーム軸を比較的大きく傾き可能とすることも考えられるが、ウォーム軸と軸受内輪との隙間が大きくなると、振動や騒音を招く恐れがある。 Further, when the inclination of the worm shaft is increased, a large moment load is applied to the bearing serving as a fulcrum, and a load is applied to the bearing. On the other hand, it is conceivable that the worm shaft and the bearing inner ring have a large gap so that the worm shaft can be tilted relatively large. However, if the gap between the worm shaft and the bearing inner ring becomes large, vibration and noise may be caused. is there.

また、モータの回転軸とウォーム軸とをスプライン結合した場合には、両者の芯ずれなども考えられるが、大トルクを伝達する場合には、少しの芯ずれでもスプライン部のこじりや噛合不良による損失や騒音問題などが起こる恐れがある。 In addition, when the motor rotating shaft and worm shaft are splined together, misalignment of both may be considered, but when transmitting a large torque, even a slight misalignment may cause the spline part to be twisted or poorly meshed. Loss and noise problems may occur.

モータ出力軸とウォームを一体化し、接合部のこじれや摩耗を防ぐ技術が特許文献２に開示されているが、かかる技術のように、片持ち軸のたわみにより噛合を維持する技術では、摩耗によるバックラッシュ拡大を防ぐことはできない。 A technology that unifies the motor output shaft and the worm and prevents the joint from being twisted or worn is disclosed in Patent Document 2, but in such a technology that maintains the meshing by the deflection of the cantilever shaft, it is caused by wear. The backlash expansion cannot be prevented.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、部品点数の増加や、芯ずれなどによる噛合不良を招くことなくウォームギヤの噛合を適正にし、歯打ち音などを抑制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目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and is an electric power steering device that can appropriately engage a worm gear and suppress gear rattling noise without causing an increase in the number of parts or a meshing failure due to misalignment or the like. The purpose is to provide.

本発明の電動式パワーステアリング装置は、
ハウジングと、
前記ハウジングに取り付けられ回転軸を回転させるモータと、
車輪を操舵する為に操舵力を出力する出力軸と、
ステアリングホイールから前記出力軸へと操舵力を伝達する入力軸と、
前記モータの前記回転軸に一体的に形成されたウォームと、前記出力軸に連結されたウォームホイールとを含み、前記回転軸と前記出力軸とを動力伝達可能に連結するウォームギヤ機構と、からなり、
前記回転軸は、前記ウォームと前記モータとを挟むように配置された第１の軸受と第２の軸受とにより回転自在に支持されており、更に、前記モータに近い前記第１の軸受を支点として揺動的に変位可能となっており、前記回転軸の変位量は前記第１の軸受から離れるにつれて大きくなることを特徴とする。 The electric power steering apparatus of the present invention is
A housing;
A motor attached to the housing and rotating a rotating shaft;
An output shaft that outputs steering force to steer the wheels;
An input shaft for transmitting a steering force from the steering wheel to the output shaft;
A worm gear mechanism that includes a worm formed integrally with the rotating shaft of the motor and a worm wheel connected to the output shaft, and that connects the rotating shaft and the output shaft so that power can be transmitted. ,
The rotating shaft is rotatably supported by a first bearing and a second bearing arranged so as to sandwich the worm and the motor, and further, the first bearing close to the motor is supported as a fulcrum. The displacement of the rotary shaft increases as the distance from the first bearing increases.

本発明の効果について、図面を参照して説明する。図１は、モータＭの回転軸Ｓの支持モデルを示す図であるが、ハウジングは省略している。まず、特許文献１の従来例に相当する図１（ａ）に示すモデルでは、回転軸Ｓは二分割されセレーション等で結合された左軸部と右軸部とから構成される。ウォームＷが設けられ他左軸部は点Ｃ，Ａの２点で軸受により支持され、またモータＭが設けられた右軸部は点Ｅ，Ｂの２点で軸受により支持されるが、回転軸Ｓの左端近傍の点Ｃでは、例えば予圧機構ＰＳを介して支持が行われているものとする。ここで、トルク伝達時に、点Ｃ、Ａ間における位置ＤでウォームＷを介して軸線直交方向に力Ｆを付与されたとすると、回転軸Ｓは、点線で示すように変位することとなる。このとき、異音を抑制しつつトルク伝達をスムーズに行うために、力Ｆを付与される位置Ｄにおけるリフト量即ち変位量（伝達トルクの大きさにもよるが、大凡±０．００１〜０．３ｍｍ）を最適なものとする必要がある。かかるリフト量を適正にするために必要な最大調整量をａとすると、点Ｅ、Ｂ間では、回転軸Ｓの変位が生じないので、点Ａにおける揺動角θ１は、点Ｄ、Ａ間の距離をＬ１とすると、θ１＝ｔａｎ^-1（ａ／Ｌ１）で近似できることとなる。 The effects of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a view showing a support model of the rotating shaft S of the motor M, but the housing is omitted. First, in the model shown in FIG. 1A corresponding to the conventional example of Patent Document 1, the rotation axis S is composed of a left shaft portion and a right shaft portion that are divided into two and joined by serration or the like. The worm W is provided and the other left shaft portion is supported by the bearing at two points C and A, and the right shaft portion where the motor M is provided is supported by the bearing at two points E and B. It is assumed that the point C near the left end of the axis S is supported, for example, via a preload mechanism PS. Here, when the force F is applied in the direction orthogonal to the axis through the worm W at the position D between the points C and A during torque transmission, the rotation axis S is displaced as indicated by the dotted line. At this time, in order to smoothly transmit torque while suppressing abnormal noise, the lift amount, that is, the displacement amount at the position D to which the force F is applied (approximately ± 0.001 to 0, depending on the magnitude of the transmitted torque). .3 mm) must be optimized. Assuming that the maximum adjustment amount necessary for making the lift amount appropriate is a, the displacement of the rotating shaft S does not occur between the points E and B, so the swing angle θ1 at the point A is between the points D and A. If the distance is L1, it can be approximated by θ1 = tan ⁻¹ (a / L1).

次に、本発明の一例に相当する図１（ｂ）に示すモデルについて考察する。かかるモデルでは、回転軸Ｓの中央で支持することなく、回転軸Ｓの右端の点Ｂで第１の軸受により支持し、回転軸Ｓの左端の点Ｃでは、例えば予圧機構ＰＳを介して第２の軸受により支持するものとする。第１の軸受と第２の軸受との間にはウォームＷとモータＭが配置されている。即ち、回転軸Ｓは、モータＭに近い方の第１の軸受（点Ｂ）を支点として（即ち第１の軸受の中心位置を固定して）揺動的に変位可能に支持されている。ここで、上述と同様に、トルク伝達時に、点ＣとモータＭとの間における位置ＤでウォームＷを介して軸線直交方向に力Ｆを付与されたとすると、回転軸Ｓは、その変位量が点Ｂの第１の軸受から離れるにつれて漸次大きくなるように、点線で示すごとく揺動的に変位することとなる。本発明の例では、点Ｃ、Ｂ間に支点がないため、回転軸Ｓは全体的に揺動し、点Ｂにおける揺動角θ２は、点Ｄ、Ｂ間の距離をＬ２とすると、θ２＝ｔａｎ^-1（ａ／Ｌ２）で近似できることとなる。 Next, a model shown in FIG. 1B corresponding to an example of the present invention will be considered. In such a model, it is supported by the first bearing at the right end point B of the rotating shaft S without being supported at the center of the rotating shaft S, and at the left end point C of the rotating shaft S, for example, via the preload mechanism PS. It shall be supported by 2 bearings. A worm W and a motor M are arranged between the first bearing and the second bearing. That is, the rotary shaft S is supported so as to be swingably displaceable with the first bearing (point B) closer to the motor M as a fulcrum (that is, with the center position of the first bearing fixed). Here, similarly to the above, if a force F is applied in the direction orthogonal to the axis via the worm W at the position D between the point C and the motor M during torque transmission, the rotational axis S has a displacement amount of As indicated by the dotted line, the displacement is oscillating so as to gradually increase as the point B moves away from the first bearing. In the example of the present invention, since there is no fulcrum between the points C and B, the rotation axis S swings as a whole, and the swing angle θ2 at the point B is θ2 when the distance between the points D and B is L2. = Tan ^-1 (a / L2).

ここで、両者を比較すると、Ｌ１＜Ｌ２であることから、θ１＞θ２となることは明らかである。即ち、図１（ａ）の例における揺動角θ１は、比較的大きな値となるので、回転軸Ｓの左軸部と右軸部との結合部でコジリが生じる恐れがあり、また点Ａで支持する軸受の内輪と回転軸との間に大きなクリアランスを設ける必要があり、振動、異音やフレッチングなどの不具合を生じる恐れがある。これに対し、図１（ｂ）に示す本発明によれば、揺動角θ２を小さく抑えることができ、ウォーム軸は一体であるのでスプライン結合部で、こじれが生じることもない。また軸受に付与されるモーメント荷重の低減等を図ることができる。 Here, when both are compared, since L1 <L2, it is clear that θ1> θ2. That is, since the swing angle θ1 in the example of FIG. 1A is a relatively large value, there is a possibility that squeezing may occur at the joint portion between the left shaft portion and the right shaft portion of the rotation shaft S. It is necessary to provide a large clearance between the inner ring of the bearing supported by the rotary shaft and the rotating shaft, which may cause problems such as vibration, noise and fretting. On the other hand, according to the present invention shown in FIG. 1B, the swing angle θ2 can be kept small, and since the worm shaft is integral, no twisting occurs at the spline coupling portion. Further, it is possible to reduce the moment load applied to the bearing.

更に図１（ｃ）は、比較例として示すモデルであるが、かかるモデルでは、回転軸Ｓの右端の点Ｂで例えば予圧機構ＰＳを介して軸受により支持し、回転軸Ｓの左端の点Ｃで例えば予圧機構ＰＳを介して軸受により支持し、それ以外に支持を設けないものとする。この比較例のモデルでは、力Ｆを付与される位置Ｄにおいて噛合を適正にするためには、回転軸Ｓ全体を最大調整量ａだけ平行移動するように変位させることとなるので、回転軸の揺動は生じないものの、その変位により、モータＭ内において、ステータと、回転軸Ｓに固定されたロータとの間のクリアランスが偏ることに起因する比較的大きなモータの不平衡力（後述）が生じ、ステータとロータとの接触を招く恐れがある。又、予圧機構ＰＳに使用する弾性体が増えることによる固有振動数低下に起因して共振などを誘発する恐れもある。これに対し、本発明によれば、図１（ｂ）に示すように、回転軸Ｓが位置Ｂにおいては軸受により固定的に支持されているので、モータＭにおけるステータとロータのギャップを大きく変化させることなくモータの不平衡力の発生を抑制しながらも、位置Ｄにおける比較的大きな回転軸Ｓの最大調整量ａを確保することができ、それにより噛合を適正に維持しつつ安定した動作を行うことができる。 Further, FIG. 1C is a model shown as a comparative example. In such a model, the right end point B of the rotating shaft S is supported by a bearing, for example, via a preload mechanism PS, and the left end point C of the rotating shaft S is used. For example, it is supported by a bearing through a preload mechanism PS, and no other support is provided. In the model of this comparative example, in order to properly mesh at the position D to which the force F is applied, the entire rotation axis S is displaced so as to translate by the maximum adjustment amount a. Although oscillation does not occur, a relatively large motor unbalanced force (described later) due to the deviation of the clearance between the stator and the rotor fixed to the rotating shaft S in the motor M due to the displacement. This may cause contact between the stator and the rotor. Further, there is a risk of inducing resonance due to a decrease in the natural frequency due to an increase in the number of elastic bodies used in the preload mechanism PS. On the other hand, according to the present invention, as shown in FIG. 1 (b), since the rotation shaft S is fixedly supported by the bearing at the position B, the gap between the stator and the rotor in the motor M is greatly changed. It is possible to ensure a relatively large maximum adjustment amount a of the rotary shaft S at the position D, while suppressing the generation of an unbalanced force of the motor without causing the motor to perform a stable operation while maintaining proper meshing. It can be carried out.

前記回転軸を支持する前記第１の軸受は、前記回転軸と共に軸線方向に変位可能に支持されていると好ましい。例えば前記第１の軸受に対して軸線方向に対向する位置にゴムダンパを設けて、前記回転軸と前記第１の軸受とを一体的に微少量だけ軸線方向に変位可能とすると、タイヤ側から微小振動が入力された場合、または中立付近で小刻みにステアリングホイールを切るような場合など、回転軸が軸線方向に変位することでその動きを逃がすことができ、モータの慣性の影響を及ぼさないようにできる。 The first bearing that supports the rotating shaft is preferably supported so as to be capable of being displaced in the axial direction together with the rotating shaft. For example, if a rubber damper is provided at a position opposite to the first bearing in the axial direction so that the rotating shaft and the first bearing can be displaced in the axial direction integrally by a minute amount, a minute amount can be obtained from the tire side. When the vibration is input, or when the steering wheel is turned in small increments near the neutral position, the rotation axis can be displaced in the axial direction so that the movement can be released, so that it does not affect the inertia of the motor. it can.

前記ウォームの歯面と、それに噛合する前記ウォームホイールの歯面とに予圧を付与するウォーム予圧機構を、前記ハウジングと前記回転軸との間に設けると、歯面の摩耗や、樹脂製ウォームホイールが吸水により膨張などしても、ウォームホイールとウォームとの噛合不良が発生したり、膨張により芯間距離が詰まったりすることを抑制できるので好ましい。又、回転軸とウォームが一体となっていると、両者を別体とした場合に生じうる結合部での摩耗やこじりなどの不具合を回避できる。 When a worm preload mechanism for applying preload to the tooth surface of the worm and the tooth surface of the worm wheel meshed with the worm is provided between the housing and the rotating shaft, the tooth surface wears and the worm wheel made of resin Even if the water expands due to water absorption, it is preferable because it is possible to suppress the occurrence of poor meshing between the worm wheel and the worm and the clogging of the inter-center distance due to the expansion. Further, when the rotating shaft and the worm are integrated, it is possible to avoid problems such as wear and squeezing at the joint portion that may occur when the two are separated.

前記ウォーム予圧機構は弾性体を備え、前記弾性体の弾性力を用いて前記ウォームの歯面と、それに噛合する前記ウォームホイールの歯面とに予圧を付与すると好ましい。前記ウォーム予圧機構が軸受の外輪を抑圧する機構でなく、弾性体としてのコイルばねの付勢力を用いて回転軸に予圧を与える構成であれば、ウォーム半径方向に大きくなることが抑制され、コンパクト化に貢献する。但し、弾性体が軸受を介して間接的に回転軸に予圧を与えるようにすることもできる。 Preferably, the worm preload mechanism includes an elastic body, and preload is applied to the tooth surface of the worm and the tooth surface of the worm wheel meshing with the elastic surface using the elastic force of the elastic body. If the worm preloading mechanism is not a mechanism that suppresses the outer ring of the bearing but a structure that applies a preload to the rotating shaft using the biasing force of a coil spring as an elastic body, the worm preloading mechanism is suppressed from increasing in the worm radial direction and compact. Contribute to However, the elastic body can indirectly apply a preload to the rotating shaft via the bearing.

前記ウォーム予圧機構の予圧力は、前記モータ軸のマグネットとステータのギャップのアンバランスにより発生する不平衡力より大きいと、モータの不平衡力が生じた場合でも予圧を与えることができるので好ましい。 It is preferable that the preload of the worm preload mechanism is greater than the unbalance force generated by the unbalance between the motor shaft magnet and the stator because the preload can be applied even when the motor unbalance force occurs.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図２は、本実施の形態であるコラムタイプの電動式パワーステアリング装置１００を含むステアリング機構の概略図である。図２において、車体２６に対して、ブラケット２４を介してチューブ状のコラム１５が、チルト方向（矢印Ａ方向）及びテレスコ方向（矢印Ｂ方向）に移動可能に支持されている。上端部にステアリングホイール１を取り付けたステアリングシャフト１７は、ステアリングコラム１５に挿通され、それに対して回転自在に支持されている。ステアリングコラム１５とステアリングシャフト１７とは、二次衝突時などに軸線方向に大きな荷重を受けたとき縮長するように変形する、いわゆるコラプシブル構造を備えている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a schematic view of a steering mechanism including a column type electric power steering apparatus 100 according to the present embodiment. In FIG. 2, a tubular column 15 is supported on a vehicle body 26 via a bracket 24 so as to be movable in a tilt direction (arrow A direction) and a telescopic direction (arrow B direction). The steering shaft 17 having the steering wheel 1 attached to the upper end portion is inserted through the steering column 15 and is rotatably supported thereto. The steering column 15 and the steering shaft 17 have a so-called collapsible structure that deforms so as to contract when receiving a large load in the axial direction during a secondary collision or the like.

ステアリングシャフト１７の下端は、車体２６に対してブラケット１８により取り付けられた電動式パワーステアリング装置１００の入力軸１０２に連結されている。一方、電動式パワーステアリング装置１００の出力軸１０３は、ユニバーサルジョイント７Ａを介して中間軸８の上端に連結され、中間軸８の下端は、ユニバーサルジョイント７Ｂを介してピニオンシャフト１０に連結されている。ピニオンシャフト１０に形成されたピニオンは、ラック軸９のラック歯に噛合している。ラック軸９の両端は、それぞれタイロッド１３を介して、不図示の車輪を操舵する操舵機構に連結されている。 The lower end of the steering shaft 17 is connected to the input shaft 102 of the electric power steering apparatus 100 attached to the vehicle body 26 by the bracket 18. On the other hand, the output shaft 103 of the electric power steering apparatus 100 is connected to the upper end of the intermediate shaft 8 via the universal joint 7A, and the lower end of the intermediate shaft 8 is connected to the pinion shaft 10 via the universal joint 7B. . The pinion formed on the pinion shaft 10 meshes with the rack teeth of the rack shaft 9. Both ends of the rack shaft 9 are connected via a tie rod 13 to a steering mechanism for steering a wheel (not shown).

図３は、図２の矢印IIIにより示す、本実施の形態に用いる電動式パワーステアリング装置１００の断面図である。本体１０１ｂと蓋部材１０１ａとからなるアルミ又はアルミ合金、マグネシウム又はマグネシウム合金から形成されたハウジング１０１内に、入力軸１０２および出力軸１０３が配置されている。入力軸１０２は、不図示の軸受によりハウジング１０１に対して回転自在に支持されている。中空の出力軸１０３は、軸受１０４，１１０によりハウジング１０１に対して回転自在に支持されている。図３で右端を入力軸１０２に圧入し、左端を出力軸１０３にピン結合させることで連結したトーションバー１０５が、出力軸１０３内を延在している。 FIG. 3 is a cross-sectional view of the electric power steering apparatus 100 used in the present embodiment, indicated by an arrow III in FIG. An input shaft 102 and an output shaft 103 are disposed in a housing 101 formed of aluminum or an aluminum alloy, magnesium or a magnesium alloy composed of a main body 101b and a lid member 101a. The input shaft 102 is rotatably supported with respect to the housing 101 by a bearing (not shown). The hollow output shaft 103 is rotatably supported with respect to the housing 101 by bearings 104 and 110. In FIG. 3, a torsion bar 105 connected by press-fitting the right end to the input shaft 102 and pin-connecting the left end to the output shaft 103 extends through the output shaft 103.

出力軸１０３の図３で右端近傍外周に対向する位置に、受けたトルクに比例してトーションバー１０５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１０６が設けられている。このトルクセンサ１０６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１０５のねじれに基づく入力軸１０２と出力軸１０３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。 A detection device for detecting steering torque, that is, a torque sensor 106 is provided at a position facing the outer periphery near the right end in FIG. 3 of the output shaft 103 based on the twisting of the torsion bar 105 in proportion to the received torque. This torque sensor 106 is a rotary non-contact torque sensor, and detects relative angular displacement between the input shaft 102 and the output shaft 103 based on torsion of the torsion bar 105 by a coil as a change in impedance in a predetermined magnetic circuit. The signal is output as an electric signal to a control circuit (not shown).

出力軸１０３の中央部において軸受１０４，１１０の間には、ウォームホイール１０７が配置されている。ウォームホイール１０７は、圧入などにより出力軸１０３に一体的に回転するように取り付けられた芯金１０７ａと、その外周にインサート成形されてなる樹脂の歯部１０７ｂとからなる。ウォームホイール１０７の歯部１０７ｂは、ハウジング１０１に取り付けられたモータ１０９の回転軸に一体的に形成されたウォーム１０８と噛合している。ウォームホイール１０７とウォーム１０８とで動力伝達機構（ウォーム機構）を構成する。従って、ハウジング１０１は動力伝達機構を収容するハウジングとなる。 A worm wheel 107 is disposed between the bearings 104 and 110 at the center of the output shaft 103. The worm wheel 107 includes a cored bar 107a attached so as to rotate integrally with the output shaft 103 by press fitting or the like, and a resin tooth part 107b formed by insert molding on the outer periphery thereof. A tooth portion 107 b of the worm wheel 107 meshes with a worm 108 that is formed integrally with a rotating shaft of a motor 109 attached to the housing 101. The worm wheel 107 and the worm 108 constitute a power transmission mechanism (worm mechanism). Therefore, the housing 101 is a housing that houses the power transmission mechanism.

図４は、図２の構成をIV-IV線で切断して矢印方向に見た図である。図５（ａ）は、図４の構成をV-V線で切断して矢印方向に見た図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）において矢印IVBで示す部位を拡大して示す図である。図４において、ハウジング１０１と一体的に形成されたフレーム本体２２３Ａの内径部２２３ａ内に、ブラシレスモータ１０９が配置されている。ブラシレスモータ１０９は、図４に示すように、ステータ２２１及びロータ回転角を検出する回転角検出器としてのレゾルバ２２２とを収容するフレーム２２３を有している。このフレーム２２３は、ウォーム機構を収容するハウジング１０１と一体的に形成され且つステータ２２１を収容するフレーム本体２２３Ａと、レゾルバ２２２を収容するフレーム蓋部２２３Ｂとに２分割され、両者はインロー嵌めにより固定されている。 4 is a view of the configuration of FIG. 2 taken along the line IV-IV and viewed in the direction of the arrow. 5A is a view of the configuration of FIG. 4 taken along the VV line and viewed in the direction of the arrow, and FIG. 5B is an enlarged view of the portion indicated by the arrow IVB in FIG. 5A. FIG. In FIG. 4, a brushless motor 109 is disposed in an inner diameter portion 223a of a frame body 223A formed integrally with the housing 101. As shown in FIG. 4, the brushless motor 109 has a frame 223 that houses a stator 221 and a resolver 222 as a rotation angle detector that detects a rotor rotation angle. The frame 223 is divided into a frame main body 223A that is integrally formed with the housing 101 that accommodates the worm mechanism and that accommodates the stator 221, and a frame lid portion 223B that accommodates the resolver 222. Has been.

フレーム本体２２３Ａの内径部２２３ａの内周面には、フレーム蓋部２２３Ｂ側端面から軸方向にステータ２２１の軸方向長さと略等しい長さで延長するブラシレスモータのスロット数と同数の断面円弧状の凹部２３０（図５参照）が等間隔に形成されている。 The inner peripheral surface of the inner diameter portion 223a of the frame main body 223A has an arc-shaped cross-section having the same number as the number of slots of the brushless motor extending from the end surface on the frame lid portion 223B side in the axial direction to a length substantially equal to the axial length of the stator 221. Recesses 230 (see FIG. 5) are formed at equal intervals.

また、フレーム蓋部２２３Ｂには、図４で明らかなように、フレーム本体２２３Ａとは反対端側の内周面にレゾルバ２２２を収容する内径部２２３ｂが形成され、この内径部２２３ｂと連通して、４点接触式玉軸受（モータ１０９に近い第１の軸受）１１２に嵌合する小径部２２３ｃが形成されている。外周部におけるレゾルバ２２２と対向する位置に半径方向に突出するフィン状のリブ（不図示）が円周方向に所定間隔を保って多数一体成形されている。なお、フレーム蓋部２２３Ｂも、フレーム本体２２３Ａ及びハウジング１０１と同様にアルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム及びマグネシウム合金の何れか１つをダイキャスト機による鋳造によって一体成形され、またインロー部などは機械加工されていると好ましい。 Further, as is apparent from FIG. 4, the frame lid 223B is formed with an inner diameter portion 223b that accommodates the resolver 222 on the inner peripheral surface opposite to the frame body 223A, and communicates with the inner diameter portion 223b. A small-diameter portion 223c that fits into a four-point contact ball bearing (first bearing close to the motor 109) 112 is formed. A large number of fin-like ribs (not shown) protruding in the radial direction are integrally formed at predetermined positions in the circumferential direction at positions on the outer peripheral portion facing the resolver 222. The frame lid 223B is also integrally formed by casting one of aluminum, aluminum alloy, magnesium, and magnesium alloy by a die casting machine in the same manner as the frame main body 223A and the housing 101, and the inlay portion and the like are machined. It is preferable.

図５（ａ）に示すように、フレーム本体２２３Ａの内径部２２３ａ内にステータ２２１が嵌合配置されている。このステータ２２１は、１２個の電磁鋼板を積層したＴ形の分割コア２４１を円環状に連接させた構成を有する。 As shown in FIG. 5A, the stator 221 is fitted and disposed in the inner diameter portion 223a of the frame main body 223A. The stator 221 has a configuration in which T-shaped split cores 241 in which 12 electromagnetic steel plates are laminated are connected in an annular shape.

各分割コア２４１の夫々は、軸方向と直交する断面において、外周面が円弧状で円周方向に延長するステータヨーク２４２と、このステータヨーク２４２の内周面における円周方向の中央部に内方に中心軸に向かって延長する磁極部２４３とでＴ形に形成された鉄心で構成され、磁極部２４３の先端にハット部が形成されている。そして、磁極部２４３にモータコイル２４４が集中巻で巻装されている。ハット部は、Ｔ形の分割コア２４１を１２個組み合わせて円環状にした状態において、若干のスロット開口幅が形成される形状であり、そのスロット開口幅はモータコイル２４４に使用されるマグネットワイヤの直径以下に設定されている。ステータヨーク２４２のフレーム本体２２３Ａに嵌合される面は、フレームの曲率と略同じ曲率であるが、磁極部２４３の首部の真裏にあたる部位が平取りしてあるので、フレーム本体２２３Ａへの嵌合時に２点で線接触する形状となっている。 Each of the divided cores 241 has a stator yoke 242 whose outer peripheral surface has an arc shape and extends in the circumferential direction in a cross section perpendicular to the axial direction, and an inner circumferential surface of the inner surface of the stator yoke 242. A magnetic pole portion 243 extending toward the central axis and a T-shaped iron core are formed, and a hat portion is formed at the tip of the magnetic pole portion 243. A motor coil 244 is wound around the magnetic pole portion 243 with concentrated winding. The hat portion has a shape in which a slight slot opening width is formed in a state where 12 T-shaped split cores 241 are combined into an annular shape, and the slot opening width is the same as that of the magnet wire used for the motor coil 244. It is set below the diameter. The surface of the stator yoke 242 fitted to the frame main body 223A has substantially the same curvature as that of the frame, but since the portion directly behind the neck of the magnetic pole portion 243 is flattened, the surface of the stator yoke 242 is fitted to the frame main body 223A. Sometimes it is in the shape of line contact at two points.

一方、ステータヨーク２４２のスロット側は、磁極部２４３の首部中心線に直交する直線形状とされている。隣接する分割コア２４１が突き当たる部位は、モータコイル２４４が施される磁極部２４３の中心線に対して回転中心で交差する±１５°の直線形状であり、互いに面接触する形状とされている。 On the other hand, the slot side of the stator yoke 242 has a linear shape orthogonal to the neck centerline of the magnetic pole portion 243. The part where the adjacent split core 241 abuts is a linear shape of ± 15 ° that intersects the center line of the magnetic pole portion 243 to which the motor coil 244 is applied at the center of rotation, and has a shape in surface contact with each other.

また、外周側基部２４２の外周面における円周方向の両端部にフレーム本体２２３Ａの凹部２３０に係合する断面が、４分の１円状の凸半部２４５が軸方向の全域にわたって形成されている。したがって、分割コア２４１同士を連接させたときに、図５（ｂ）に示すように、双方の凸半部２４５で断面半円形のフレーム本体２２３Ａに形成した凹部２３０に係合する凹部２３０と同一の曲率で、その中心点をフレーム本体２２３Ａの凹部３０の中心点よりもステータ中心軸側に若干ずらした形状の凸部２４６が形成される。そして、各分割コア２４１を円環状に連接させた状態で、凸部２４６をレーザ溶接等で溶接することにより、円環状のステータ２２１が構成され、このステータ２２１が、フレーム本体２２３Ａの内径部２２３ａに凸部２４６を凹部２３０に係合させて嵌合されている。このとき、フレーム本体２２３Ａに形成したステータ２２１のヨーク２４３を突き当てるステータヨーク突き当て部２４７と、ステータ２２１の先端を突き当てるステータ先端突き当て部２４８は、その両部でステータ２２１の端面に接触する形状としており、さらにその部位におけるコイルエンドとの間の隙間には、エポキシ系樹脂からなる伝熱体２４９が充填されている。 Further, a cross section that engages with the concave portion 230 of the frame main body 223A is formed on the outer peripheral surface of the outer peripheral side base portion 242 with a quarter-circular convex half portion 245 formed over the entire axial direction. Yes. Therefore, when the split cores 241 are connected to each other, as shown in FIG. 5B, the convex portions 230 are the same as the concave portions 230 engaged with the concave portions 230 formed in the frame body 223A having a semicircular cross section at both convex half portions 245. Thus, a convex portion 246 having a shape in which the central point is slightly shifted from the central point of the concave portion 30 of the frame main body 223A toward the stator central axis is formed. Then, in a state where the divided cores 241 are connected in an annular shape, the convex portion 246 is welded by laser welding or the like, whereby an annular stator 221 is configured. The protrusions 246 are engaged with the recesses 230. At this time, the stator yoke abutting portion 247 that abuts the yoke 243 of the stator 221 formed on the frame main body 223A and the stator front end abutting portion 248 that abuts the tip of the stator 221 are in contact with the end surface of the stator 221 at both portions. In addition, a gap between the coil end at that portion is filled with a heat transfer body 249 made of an epoxy resin.

各相のモータコイル２４４の終端は、Ｙ結線中点、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相毎に絶縁された四層構造の円環状のバスバー２５０に連結され（図４参照）、このバスバー２５０がフレーム本体２２３Ａに焼きばめ嵌合されている。 The end of each phase of the motor coil 244 is connected to an annular bus bar 250 having a four-layer structure that is insulated for each of Y connection middle point, U phase, V phase, and W phase (see FIG. 4). The frame body 223A is fitted by shrink fitting.

このように、ステータ２２１を分割コア方式にすることにより、一体コア方式に巻線を施す際に必要な巻線ノズルを通すための空間や、巻線をスロットに落とし込む際のガイドのための空間など、巻線構成のためだけに生じる無駄なスロット空間が不要となるので、高密度な巻線が可能となる。 Thus, by using the split core system for the stator 221, a space for passing a winding nozzle necessary for winding in the integral core system and a space for guiding the winding when dropping the coil into the slot. For example, a useless slot space that is generated only for the winding configuration is not required, so that high-density winding is possible.

また、分割コア２４１において、ハット部２４３ａによって形成されるスロット開口幅を、モータコイル２４４に使用されるマグネットワイヤの直径以下に設定することにより、モータコイル２４４が緩んだり断線してもエアギャップに噛み込まないので、モータロックによるステアリングホイールロックを防止することができる。 Further, in the split core 241, by setting the slot opening width formed by the hat portion 243a to be equal to or smaller than the diameter of the magnet wire used for the motor coil 244, even if the motor coil 244 is loosened or disconnected, it becomes an air gap. Since it does not bite, the steering wheel lock by a motor lock can be prevented.

また、分割コア２４１において、ステータヨーク２４２のフレーム本体２２３Ａに形成される面を、フレーム嵌合時に２点で線接触する形状としたことにより、トルク発生時に磁極部２５７に反力がかかってもＴ形の分割コア２４１が倒れにくいので、騒音、振動を低減することができる。 Further, in the split core 241, the surface formed on the frame main body 223A of the stator yoke 242 has a shape that makes a line contact at two points when the frame is fitted, so that a reaction force is applied to the magnetic pole portion 257 when torque is generated. Since the T-shaped split core 241 does not easily fall down, noise and vibration can be reduced.

さらに、Ｔ形の分割コア２４１において、ステータヨーク２４２のスロット側を磁極部２５７の首部中心線に直交する直線形状としたことにより、巻線時にステータヨーク２４２が干渉しないので、高密度な巻線が可能である。 Further, in the T-shaped split core 241, the stator yoke 242 has a linear shape perpendicular to the neck center line of the magnetic pole portion 257 on the slot side of the stator yoke 242, so that the stator yoke 242 does not interfere during winding. Is possible.

さらにまた、Ｔ形の分割コア２４１において、隣接する分割コア２４１のステータヨーク２４２が突き当たる部位の外周側に半割れ状の凸半部２４５を設けたことにより、単純な円環状のステータヨーク部を分割した分割コア方式よりも突き当たる面積が広く、トルク発生時に磁極部２５７に反力がかかってもＴ形の分割コア２４１が倒れにくい。なおさらに、外周側に突出した凸半部２４５を溶接するので、溶接部を通る磁束は少なく、ヒステリシス損を小さくすることができる。これらの効果により、騒音、振動及び鉄損を低減できる。 Furthermore, in the T-shaped split core 241, a simple half-shaped stator yoke portion is formed by providing a half-cracked convex half 245 on the outer peripheral side of the portion where the stator yoke 242 of the adjacent split core 241 abuts. The abutting area is larger than that of the divided core method, and the T-shaped split core 241 is not easily tilted even if a reaction force is applied to the magnetic pole portion 257 when torque is generated. Furthermore, since the convex half 245 protruding to the outer peripheral side is welded, the magnetic flux passing through the welded portion is small, and the hysteresis loss can be reduced. These effects can reduce noise, vibration, and iron loss.

また、凸部２４６は、外周側に突出しているので、ステータヨーク２４２のスロット側を磁極部２５７の首部中心線に直交する直線形状としたことに起因する磁路細りを防止することができる。 Moreover, since the convex part 246 protrudes to the outer peripheral side, it is possible to prevent the magnetic path from being narrowed due to the fact that the slot side of the stator yoke 242 has a linear shape orthogonal to the neck part center line of the magnetic pole part 257.

また、その凸部２４６は、フレーム本体２２３Ａに設けてなる凹部に対して、径方向には隙間が大きいが、回転方向には隙間が殆どない形状なので、分割コア２４１同士を溶接する際に生じるビードや膨らみを取り除くことなくフレーム本体２２３Ａに焼ばめすることができる。さらに、ブラシレスモータ１０９の雰囲気温度のみが急激に上昇してフレーム本体２２３Ａのみが高温になったり、予期せぬ外力などでフレーム本体２２３Ａに割れが生じたりしてフレーム本体２２３Ａとステータ２２１のしめしろが無くなってしまった場合でもステータ２２１は空転しないので、トルク低下やトルクリップル、回転方向によるトルク差、さらにはセルフステアといった現象を確実に防ぐことができる。 Further, the convex portion 246 has a large gap in the radial direction with respect to the concave portion provided in the frame main body 223A, but has almost no gap in the rotational direction, and thus occurs when the divided cores 241 are welded to each other. The frame main body 223A can be shrink-fitted without removing the bead and the bulge. Further, only the ambient temperature of the brushless motor 109 rapidly increases and only the frame main body 223A becomes high temperature, or the frame main body 223A is cracked due to an unexpected external force or the like, and the interference between the frame main body 223A and the stator 221 occurs. Since the stator 221 does not run idle even when the torque is lost, it is possible to reliably prevent phenomena such as torque reduction, torque ripple, torque difference depending on the rotation direction, and self-steer.

また、前述したように、フレーム本体２２３Ａの凹部２３０はフレーム蓋部２２３Ｂを取付ける側からステータ嵌合部をへてステータヨーク突き当て部位よりも若干深い位置まで同一形状で延長しているので、電磁鋼板の形状を積圧方向によって変える必要が無く、同一形状のＴ形の電磁鋼板でステータ２２１を構成できる。 Further, as described above, the recess 230 of the frame body 223A extends in the same shape from the side where the frame cover 223B is attached to the stator fitting part to a position slightly deeper than the stator yoke butting portion. There is no need to change the shape of the steel sheet depending on the direction of the accumulated pressure, and the stator 221 can be constituted by a T-shaped electromagnetic steel sheet having the same shape.

これらの特徴は、Ｔ形の分割コア２４１がスロット数と同数個連結されており、連結部を折り曲げることにより円環状のステータ２２１となる展開コア方式のステータで適用しても同様の効果が得られる。また、図４に示すように、フレーム蓋部２２３Ｂの内径部２２３ｂには、レゾルバ２２２を構成するレゾルバステータ２２２ｓが内嵌されている。 These features are obtained by connecting the same number of T-shaped split cores 241 as the number of slots, and the same effect can be obtained even when applied to a developed core type stator that becomes an annular stator 221 by bending the connecting portion. It is done. As shown in FIG. 4, a resolver stator 222 s constituting the resolver 222 is fitted in the inner diameter portion 223 b of the frame lid portion 223 </ b> B.

一方、モータ１０９の回転軸（ロータ）１０９ａの端部には、フレーム蓋部２２３Ｂの内径部２２３ｂに取り付けられたレゾルバステータ２２２ｓと対向してレゾルバロータ２２２ｒが一体的に回転するようにナット２２２ｎで固定されている。レゾルバステータ２２２ｓとレゾルバロータ２２２ｒとで、レゾルバ２２２を構成する。 On the other hand, at the end of the rotating shaft (rotor) 109a of the motor 109, a nut 222n is provided so that the resolver rotor 222r rotates integrally with the resolver stator 222s attached to the inner diameter portion 223b of the frame lid portion 223B. It is fixed. The resolver 222 is composed of the resolver stator 222s and the resolver rotor 222r.

ここで、磁極部２５７は、回転軸１０９ａを挿通する円筒状のロータヨーク２５８と、このロータヨーク２５８の外周面に円周方向に等間隔で接着された８枚の永久磁石２５９と、これら永久磁石２５９の外周面を覆うオーステナイト系の非磁性ステンレスでなるキャップ２６０とで構成されている。磁極となる永久磁石２５９は極毎に分割されたセグメント磁石であり、その形状は外周側の円弧中心を意図的に回転中心からシフトした蒲鉾型に形成されている。 Here, the magnetic pole portion 257 includes a cylindrical rotor yoke 258 that is inserted through the rotating shaft 109a, eight permanent magnets 259 that are bonded to the outer peripheral surface of the rotor yoke 258 at equal intervals in the circumferential direction, and these permanent magnets 259. And a cap 260 made of austenitic nonmagnetic stainless steel covering the outer peripheral surface of the steel. The permanent magnet 259 as a magnetic pole is a segment magnet divided for each pole, and its shape is formed in a saddle shape in which the arc center on the outer peripheral side is intentionally shifted from the rotation center.

磁極部２５７を構成する永久磁石２５９の外周部はキャップ２６０で覆われており、キャップ２６０はすきまばめであるが、接着剤を併用することで永久磁石２５９に固定されており、さらに、キャップ２６０の端面をリベットでかしめることによりさらに強固に固定されている。 The outer peripheral part of the permanent magnet 259 constituting the magnetic pole part 257 is covered with a cap 260, and the cap 260 is a clearance fit, but is fixed to the permanent magnet 259 by using an adhesive together. It is fixed more firmly by caulking the end face of the steel plate with rivets.

ここで、モータの不平衡力について説明する。図５（ａ）において、キャップ２６０の外周と磁極部２４３の内周との間には、全周においてギャップが存在する。ここで、出力軸１０３にトルクを伝達するためにモータコイル２４４に通電すると、磁極部２４３と永久磁石２５９との間には全周において磁気的な吸引力が発生するが、かかる吸引力は、両者間の距離に反比例して増大する特性がある。一方、互いに噛合するウォームホイール１０７とウォーム１０８との間でトルク伝達が行われたとき、回転軸１０９ａは、ウォームホイール１０７から離隔する方向即ち図で下方に押されて変位する。すると、図で上方におけるキャップ２６０と磁極部２４３とのギャップは広がるが、図で下方におけるキャップ２６０と磁極部２４３とのギャップは狭まることとなる。従って、図５（ａ）の上方側で吸引力が小さくなり、下方側で吸引力が大きくなるため、回転軸１０９ａは、更に下方に向かって付勢されることとなる。このように、物体がある方向に移動したときに、その方向への移動を助長するように作用する力をモータの不平衡力という。 Here, the unbalanced force of the motor will be described. In FIG. 5A, a gap exists between the outer periphery of the cap 260 and the inner periphery of the magnetic pole portion 243 on the entire periphery. Here, when the motor coil 244 is energized to transmit torque to the output shaft 103, a magnetic attraction force is generated around the entire circumference between the magnetic pole portion 243 and the permanent magnet 259. There is a characteristic that increases in inverse proportion to the distance between the two. On the other hand, when torque is transmitted between the worm wheel 107 and the worm 108 meshing with each other, the rotating shaft 109a is pushed and displaced downward in the direction away from the worm wheel 107, that is, in the drawing. Then, the gap between the cap 260 and the magnetic pole part 243 in the upper part in the figure is widened, but the gap between the cap 260 and the magnetic pole part 243 in the lower part in the figure is narrowed. Accordingly, the suction force is reduced on the upper side in FIG. 5A and the suction force is increased on the lower side, so that the rotating shaft 109a is further urged downward. In this way, when an object moves in a certain direction, the force acting so as to promote the movement in that direction is called an unbalanced force of the motor.

本実施の形態によれば、後述するウォーム予圧機構が設けられているので、モータの不平衡力が発生した場合でも、回転軸１０９ａをウォームホイール１０７に向かって付勢することで、ウォームホイール１０７とウォーム１０８との芯間の離隔を抑制し、最適な噛合を維持することができる。 According to the present embodiment, since a worm preload mechanism described later is provided, the worm wheel 107 is biased by urging the rotating shaft 109a toward the worm wheel 107 even when an unbalanced force of the motor is generated. It is possible to suppress the separation between the cores of the worm 108 and the worm 108 and maintain the optimum meshing.

更に、フレーム本体２２３Ａの内径部２２３ａと回転軸１０９ａとの間は、シール１０９ｅにより密封されている。モータ１０９の回転軸１０９ａの一端（図４で左端）は、フレーム蓋部２２３Ｂに対して４点玉接触式軸受１１２で支持されている。 Further, the space between the inner diameter portion 223a of the frame main body 223A and the rotating shaft 109a is sealed with a seal 109e. One end (the left end in FIG. 4) of the rotating shaft 109a of the motor 109 is supported by a four-point ball contact bearing 112 with respect to the frame lid portion 223B.

４点接触式玉軸受１１２の軸線方向両側には、回転軸１０９ａの外周に取り付けられたゴムダンパＧＰが配置されており、回転軸１０９ａに対して４点接触式玉軸受１１２が軸線方向両方向に変位することを許容すると共に、軸線方向の変位量に応じた付勢力を与えるようになっている。ゴムダンパＧＰは、タイヤ側から微小振動が入力された場合、または中立付近で小刻みにステアリングホイールを切るような場合など、自身が弾性変形することによって回転軸１０９ａを軸線方向に変位させることでその動きを逃がすことができ、モータ１０９の慣性の影響を及ぼさないようにできる。又、４点接触式玉軸受１１２の内輪内径と、それが嵌合する回転軸１０９ａの外径とはスキマ嵌合であり、回転軸１０９ａの外周には周溝１０９ｇが形成され、ここにＯ−リングＯＲが配置されている。このような構成とすることで、トルク伝達時にウォーム機構からの反力を回転軸１０９ａが受けたときに、４点接触式玉軸受１１２に対して傾きやすくしている。更に、ゴムダンパＧＰへのモーメントも小さくできるので、回転軸１０９ａの軸線方向への変位もスムーズに行える。一方、回転軸１０９ａの他端（図４で右端）は、ハウジング１０１に対してウォーム予圧機構１２０を介して予圧を付与されながら一般的な玉軸受（第２の軸受）１１３で支持されている。回転軸１０９ａの支持態様は、図１（ｂ）のモデルに相当する。 On both sides in the axial direction of the four-point contact ball bearing 112, rubber dampers GP attached to the outer periphery of the rotating shaft 109a are arranged, and the four-point contact ball bearing 112 is displaced in both axial directions with respect to the rotating shaft 109a. In addition, the biasing force according to the amount of displacement in the axial direction is given. The rubber damper GP moves by rotating the rotating shaft 109a in the axial direction by elastic deformation of itself when a minute vibration is input from the tire side, or when the steering wheel is turned in small increments near the neutral position. And the influence of the inertia of the motor 109 can be prevented. The inner diameter of the inner ring of the four-point contact ball bearing 112 and the outer diameter of the rotating shaft 109a to which it is fitted are clearance fitting, and a circumferential groove 109g is formed on the outer periphery of the rotating shaft 109a. The ring OR is arranged; With this configuration, when the rotary shaft 109a receives a reaction force from the worm mechanism during torque transmission, the four-point contact ball bearing 112 is easily tilted. Further, since the moment to the rubber damper GP can be reduced, the displacement of the rotating shaft 109a in the axial direction can be performed smoothly. On the other hand, the other end (the right end in FIG. 4) of the rotating shaft 109a is supported by a general ball bearing (second bearing) 113 while being preloaded with respect to the housing 101 via the worm preloading mechanism 120. . The support mode of the rotating shaft 109a corresponds to the model of FIG.

図６は、図４の矢印VI部を拡大して示す図であり、図７は、図６の構成をVII-VII線で切断して矢印方向に見た図である。図８は、ウォーム予圧機構１２０の斜視図であり、図９は、ウォーム予圧機構１２０の分解図である。図６において、玉軸受１１３の内輪と、回転軸１０９ａの端部との間には、弾性部材から形成されたブッシュ１２１が介在している。一方、玉軸受１１３と、ハウジング１０１の袋孔１０１ｆとの間には、断面Ｌ字状のホルダ１２２が介在している。回転軸１０９ａの端部には、第１先端部１０９Ａと、それより小径の第２先端部１０９Ｂとが設けられており、ホルダ１２２から、第２先端部１０９Ｂとが突き出しており、その周囲には予圧パッド１２３が配置されている。玉軸受１１３の軸線方向の位置決めは、内輪に当接するブッシュ１２１の外フランジ１２１ａと、それに対向して外輪に当接するホルダ１２２のフランジ部１２２ａで行っている。ブッシュ１２１の内フランジ１２１ｂは、第２先端部１０９Ｂの外周面に当接している。 6 is an enlarged view of the arrow VI portion of FIG. 4, and FIG. 7 is a view of the configuration of FIG. 6 cut along the line VII-VII and viewed in the direction of the arrow. FIG. 8 is a perspective view of the worm preload mechanism 120, and FIG. 9 is an exploded view of the worm preload mechanism 120. In FIG. 6, a bush 121 formed of an elastic member is interposed between the inner ring of the ball bearing 113 and the end of the rotating shaft 109a. On the other hand, a holder 122 having an L-shaped cross section is interposed between the ball bearing 113 and the bag hole 101 f of the housing 101. A first tip 109A and a second tip 109B having a smaller diameter than the first tip 109A are provided at the end of the rotating shaft 109a, and the second tip 109B protrudes from the holder 122. Is provided with a preload pad 123. Positioning of the ball bearing 113 in the axial direction is performed by the outer flange 121a of the bush 121 that abuts on the inner ring and the flange portion 122a of the holder 122 that abuts against the outer ring. The inner flange 121b of the bush 121 is in contact with the outer peripheral surface of the second tip portion 109B.

予圧パッド１２３は、固体潤滑材を混入した合成樹脂を射出成形する等により形成されており、内周に奥側に向かって拡径するテーパ状内周面１２３ｂを有している。このテーパ状内周面１２３ｂに、回転軸１０９ａの第２先端部１０９Ｂが嵌合している。予圧パッド１２３は、図７に図示する方向から見て逆Ｔ字形状を有しており、即ちその外周に、軸を挟んで両側に平行に設けた平面部１２３ａ、１２３ａと、その下端に接続する段部１２３ｃ、１２３ｃとを有している。 The preload pad 123 is formed by injection molding or the like of a synthetic resin mixed with a solid lubricant, and has a tapered inner peripheral surface 123b whose diameter increases toward the back side on the inner periphery. The second tip portion 109B of the rotating shaft 109a is fitted to the tapered inner peripheral surface 123b. The preload pad 123 has an inverted T-shape when viewed from the direction shown in FIG. 7, that is, the outer periphery thereof is connected to flat portions 123a and 123a provided in parallel on both sides of the shaft and the lower end thereof. Step portions 123c and 123c.

予圧パッド１２３の外周面で、図７の下方においては、円周面から突出した突起１２３ｅが設けられている。予圧パッド１２３は、ハウジング１０１に内嵌固定自在なホルダ１２２に組み合わせている。即ち、このホルダ１２２は、軸線方向に突出する４つの爪部１２２ｃを有しており、図７で左側の爪部１２２ｃ、１２２ｃは、予圧パッド１２３の左の平面部１２３ａに近接して配置され、一方、右側の爪部１２２ｃ、１２２ｃは、予圧パッド１２３の右の平面部１２３ａに近接して配置されている。爪部１２２ｃは、予圧パッド１２３に組み合わされた状態で、概ね予圧パッド１２３の円周面に一致する外表面をそれぞれ有している。 On the outer peripheral surface of the preload pad 123, a projection 123e protruding from the circumferential surface is provided in the lower part of FIG. The preload pad 123 is combined with a holder 122 that can be fitted and fixed to the housing 101. That is, the holder 122 has four claw portions 122 c protruding in the axial direction, and the left claw portions 122 c and 122 c in FIG. 7 are arranged close to the left flat portion 123 a of the preload pad 123. On the other hand, the right claw portions 122c and 122c are disposed in proximity to the right plane portion 123a of the preload pad 123. The claw portions 122c each have an outer surface that substantially matches the circumferential surface of the preload pad 123 when combined with the preload pad 123.

左側の爪部１２２ｃ、１２２ｃの間に折り曲げた一端１２４ａを挿入し、右側の爪部１２２ｃ、１２２ｃの間に折り曲げた他端１２４ｂを挿入すると共に、予圧パッド１２３の外周を何重にも取り巻くようにして、ねじりコイル１２４が配置されている。 Insert the bent one end 124a between the left claw portions 122c and 122c, insert the bent other end 124b between the right claw portions 122c and 122c, and surround the outer periphery of the preload pad 123 in layers. Thus, the torsion coil 124 is arranged.

ホルダ１２２と予圧パッド１２３との組み合わせにより、互いの軸線方向の相対移動が阻止される。更に、このホルダ１２２の一部に設けた、互いに隣り合う爪部１２２ｃ、１２２ｃの間に、弾性体としてのねじりコイル１２４の両端部１２４ａ、１２４ｂを配置しつつ、爪部１２２ｃ、１２２ｃの外径側側面と予圧パッド１２３の外周面とにねじりコイルばね１２４を外嵌すると、この予圧パッド１２３に設けた下側外周面１２３ｆがこのねじりコイル１２４の内周縁に接触しない状態では、この予圧パッド１２３に設けたテーパ状内周面１２３ｂの中心軸は、ホルダ１２２の中心軸に対し、片側（図の上側）に片寄っている。この為、このホルダ１２２に、予圧パッド１２３とねじりコイル１２４とを組み合わせた状態でこのホルダ１２２をハウジング１０１の所定部分に固定し、更に、予圧パッド１２３に設けたテーパ状内周面１２３ｂの内側に上記ウォーム軸１０９ａの第２先端部１０９Ｂを挿入すると、この予圧パッド１２３に設けた下側外周面１２３ｆによりねじりコイル１２４の直径が弾性的に押し広げられる。そして、このねじりコイル１２４が巻き戻る（直径を縮める）方向に弾性復帰する傾向となる事により、このねじりコイル１２４から予圧パッド１２３に、ウォームホイール１０７に向かう方向の弾力が付与されることとなる。それによりウォームホイール１０７を外嵌固定した出力軸１０３と回転軸１０９ａとの軸間距離は縮まる。この結果、ウォーム１０８とウォームホイール１０７との歯面同士が、予圧を付与された状態で当接する。 The combination of the holder 122 and the preload pad 123 prevents relative movement in the axial direction of each other. Further, the outer diameters of the claw portions 122c and 122c are provided while disposing both end portions 124a and 124b of the torsion coil 124 as an elastic body between the claw portions 122c and 122c adjacent to each other provided in a part of the holder 122. When the torsion coil spring 124 is externally fitted to the side surface and the outer peripheral surface of the preload pad 123, the preload pad 123 is in a state where the lower outer peripheral surface 123f provided on the preload pad 123 does not contact the inner periphery of the torsion coil 124. The central axis of the tapered inner peripheral surface 123 b provided on the side is offset to one side (the upper side in the figure) with respect to the central axis of the holder 122. For this reason, the holder 122 is fixed to a predetermined portion of the housing 101 in a state where the preload pad 123 and the torsion coil 124 are combined with the holder 122, and further, the inner side of the tapered inner peripheral surface 123 b provided on the preload pad 123. When the second tip portion 109B of the worm shaft 109a is inserted into the torsion coil 124, the diameter of the torsion coil 124 is elastically expanded by the lower outer peripheral surface 123f provided on the preload pad 123. Then, the torsion coil 124 tends to elastically return in the direction of rewinding (reducing its diameter), whereby elasticity in the direction toward the worm wheel 107 is applied from the torsion coil 124 to the preload pad 123. . As a result, the inter-axis distance between the output shaft 103 to which the worm wheel 107 is externally fixed and the rotation shaft 109a is reduced. As a result, the tooth surfaces of the worm 108 and the worm wheel 107 come into contact with each other with a preload applied thereto.

このように、本実施の形態のウォームホイール機構を組み込んだ電動式パワーステアリング装置の場合、ウォーム予圧機構１２０を介して予圧を付与することにより、ウォーム１０８とウォームホイール１０７との歯面同士の噛合を適正に調整しているので、車輪などから入力される衝撃や振動に対して、この噛合部でのラトル音の発生を抑えることができる。 As described above, in the case of the electric power steering apparatus incorporating the worm wheel mechanism of the present embodiment, the tooth surfaces of the worm 108 and the worm wheel 107 are meshed with each other by applying the preload via the worm preload mechanism 120. Therefore, the occurrence of rattle noise at the meshing portion can be suppressed against shocks and vibrations input from wheels and the like.

次に、本実施の形態の動作について説明する。車両が直進状態にあり、ステアリングホイール１から、ステアリングシャフト１７を介して入力軸１０２に操舵力が入力されていないとすると、トルクセンサ１０６は出力信号を発生せず、従ってモータ１０９は補助操舵力を発生しない。 Next, the operation of the present embodiment will be described. If the vehicle is in a straight traveling state and no steering force is input from the steering wheel 1 to the input shaft 102 via the steering shaft 17, the torque sensor 106 does not generate an output signal, and therefore the motor 109 has an auxiliary steering force. Does not occur.

これに対し、車両がカーブを曲がろうとするときに運転者がステアリングホイール１を操作すると、その力に応じてトーションバー１０５がねじれ、入力軸１０２と出力軸１０３との間で相対回動が発生する。トルクセンサ１０６は、この相対回動の方向および量に応じてトルク信号を出力する。このトルク信号と、不図示のセンサからの車速信号とから予め設定された制御マップ等に基づいて、不図示の制御回路は、レゾルバ２２２で検出されるロータ回転角に応じた三相モータ電流をモータ１０９に供給するので、モータ１０９は所望の補助操舵力を発生する。かかるモータ１０９の発生したトルクは、動力伝達機構（１０８、１０７）により減速されて出力軸１０３に伝達され、中間軸８を介してラック軸９の移動を支援する。それによりタイロッド１３を介して操舵機構が動作し、不図示の車輪を操舵できるようになっている。 On the other hand, when the driver operates the steering wheel 1 when the vehicle is about to turn a curve, the torsion bar 105 is twisted according to the force, and relative rotation between the input shaft 102 and the output shaft 103 occurs. appear. The torque sensor 106 outputs a torque signal according to the direction and amount of this relative rotation. Based on a control map or the like set in advance from this torque signal and a vehicle speed signal from a sensor (not shown), the control circuit (not shown) generates a three-phase motor current corresponding to the rotor rotation angle detected by the resolver 222. Since the motor 109 is supplied, the motor 109 generates a desired auxiliary steering force. The torque generated by the motor 109 is decelerated by the power transmission mechanism (108, 107) and transmitted to the output shaft 103, and supports the movement of the rack shaft 9 via the intermediate shaft 8. As a result, the steering mechanism is operated via the tie rod 13 so that a wheel (not shown) can be steered.

操舵トルク伝達時、又は路面からの反力が逆方向に伝達された時に、ウォームホイール１０７とウォーム１０８との噛合部に発生する力で、回転軸１０９ａは４点接触式玉軸受１１２を支点として揺動的に変位することとなるが、噛合部における変位量は、伝達されたトルクにもよるが、軸線に交差する方向において±０．００１〜０．３ｍｍ以内とされている。これに対し、ウォームホイール１０７とウォーム１０８との噛合部における適切な噛合を確保すべく、ウォーム予圧機構１２０が軸受１１３を介して回転軸１０９ａの端部を予圧するようになっている。この予圧力が大きすぎると摩擦損失が大きくなり、小さすぎると車体の振動により歯打ち音などが発生する恐れがあるため、車体の仕様により異なるが、予圧力は噛合部で３〜３０Ｎになるように設定してある。また、ウォーム予圧機構１２０自体が発生する予圧力は、回転軸１０９ａが最大変位した状態で、モータの不平衡力に打ち勝つように設定している。 When the steering torque is transmitted or when the reaction force from the road surface is transmitted in the opposite direction, the rotation shaft 109a has a four-point contact ball bearing 112 as a fulcrum by the force generated at the meshing portion between the worm wheel 107 and the worm 108. Although the displacement is oscillating, the amount of displacement at the meshing portion is within ± 0.001 to 0.3 mm in the direction intersecting the axis, although it depends on the transmitted torque. On the other hand, the worm preloading mechanism 120 preloads the end of the rotating shaft 109a via the bearing 113 in order to ensure proper engagement at the meshing portion of the worm wheel 107 and the worm 108. If this preload is too large, friction loss will increase, and if it is too small, rattling noise may occur due to vibrations of the vehicle body. Therefore, although it depends on the specifications of the vehicle body, the preload is 3 to 30 N at the meshing part. It is set as follows. Further, the preload generated by the worm preload mechanism 120 itself is set so as to overcome the unbalanced force of the motor in a state where the rotation shaft 109a is displaced to the maximum.

更に、ブラシレスモータ１０９におけるステータ２２１のモータコイル２４４に比較的大電流のモータ電流を供給することにより、回転磁界を発生させて、回転軸１０９ａを回転駆動するが、モータ駆動電流が大電流となることにより、このモータコイル２４４で発熱を生じる。この発熱は、ステータ２２１の分割コア２４１を介してフレーム本体２２３Ａに伝導され、このフレーム本体２２３Ａが通常の鋼製のフレームより高い熱伝導率のアルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム及びマグネシウム合金の何れか１つで構成され、しかもハウジング１０１と鋳造により一体成形されているので、フレーム本体２２３Ａを介して、モータコイル２４４で発生した熱を効果的にハウジング１０１に伝熱させて、モータコイル２４４が許容できる銅損を従来例よりも大きくすることができる。 Further, by supplying a relatively large motor current to the motor coil 244 of the stator 221 in the brushless motor 109, a rotating magnetic field is generated to rotationally drive the rotating shaft 109a. However, the motor driving current becomes a large current. As a result, the motor coil 244 generates heat. This heat generation is conducted to the frame main body 223A through the split core 241 of the stator 221, and the frame main body 223A is any one of aluminum, aluminum alloy, magnesium, and magnesium alloy having a higher thermal conductivity than a normal steel frame. And is integrally formed with the housing 101 by casting, so that the heat generated in the motor coil 244 can be effectively transferred to the housing 101 via the frame body 223A, and the motor coil 244 can be allowed. Copper loss can be made larger than that of the conventional example.

さらに、上記実施形態では、ハウジング１０１とフレーム本体２２３Ａを、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム及びマグネシウム合金の何れか１つを用いてダイキャスト機で鋳造するようにしているので、従来例のように薄鋼板を絞る場合のように肉厚の制限がなく、且つ比重は薄鋼板に対して約１／３であるので、従来例の薄鋼板フレームの円筒部厚さに対し、約３倍の肉厚にすることができる。その上、アルミニウム合金は、鉄の３倍の熱伝導率を有する材質であり、さらにステータ先端突き当て部２４８を設け、コイルエンドとの間に伝熱体２４９を充填することで、銅損によるコイルエンドの熱をステータ先端突き当て部２４８及び伝熱体２４９を介してフレーム本体２２３Ａへ伝熱できる。これらの効果により、従来例と同じ重さのフレームでありながら、更に多くの熱量をハウジング１０１へ伝熱できるので、モータコイル２４４が許容できる銅損を従来例より大幅に大きくすることができる。 Furthermore, in the above embodiment, the housing 101 and the frame main body 223A are cast by a die casting machine using any one of aluminum, aluminum alloy, magnesium, and magnesium alloy. There is no restriction on the thickness as in the case of narrowing the steel plate, and the specific gravity is about 1/3 that of the thin steel plate, so that the thickness is about 3 times the thickness of the cylindrical portion of the conventional thin steel frame. Can be. In addition, the aluminum alloy is a material having a thermal conductivity three times that of iron, and further provided with a stator tip abutting portion 248 and filled with a heat transfer body 249 between the coil ends, thereby causing a copper loss. The heat of the coil end can be transferred to the frame main body 223A via the stator tip butting portion 248 and the heat transfer body 249. Due to these effects, although the frame has the same weight as the conventional example, a larger amount of heat can be transferred to the housing 101, so that the copper loss that can be tolerated by the motor coil 244 can be significantly increased compared to the conventional example.

また、ロータの磁極部２５７及びステータ２２１が８極１２スロットというスロットコンビネーションとされているので、最も基本的な２極３スロット形式の４倍の構成である。このように磁極部２５７とステータ２２１の構成を基本構成の２ｎ倍（ｎは整数）としたことにより径方向の磁気吸引力が相殺されるため回転時のロータ振動を小さくできるという利点がある。また、このスロットコンビネーションの巻線係数は「０．８６６」であり、且つ集中巻であることから、銅損に対して大きなトルクを得ることができるという利点がある。 In addition, since the magnetic pole portion 257 of the rotor and the stator 221 have a slot combination of 8 poles and 12 slots, the configuration is four times that of the most basic 2-pole 3-slot type. Thus, the configuration of the magnetic pole portion 257 and the stator 221 is 2n times as large as the basic configuration (n is an integer), so that there is an advantage that the rotor vibration during rotation can be reduced because the radial magnetic attractive force is canceled. Further, since the winding coefficient of this slot combination is “0.866” and concentrated winding, there is an advantage that a large torque can be obtained against copper loss.

しかし、各々の磁極による鎖交磁束の変化量がそのままコギングトルク及びトルクリップルとして現れるため、電動パワーステアリング装置に適用するためには運転者に不快な振動と騒音を与えるコギングトルク及びトルクリップルを低減する必要がある。本実施形態では、磁極となる永久磁石２５９は極毎に分割されたセグメント磁石であり、その形状は外周側の円弧中心を意図的に回転中心からずらした蒲鉾型に形成されている。このような磁極により、鎖交磁束の変化量を正弦波化し、コギングトルク及び正弦波通電時のトルクリップルを低減することができる。 However, since the amount of change in interlinkage magnetic flux due to each magnetic pole appears directly as cogging torque and torque ripple, the cogging torque and torque ripple that give the driver unpleasant vibration and noise are reduced for application to the electric power steering system. There is a need to. In the present embodiment, the permanent magnet 259 as a magnetic pole is a segment magnet divided for each pole, and the shape thereof is formed in a saddle shape in which the arc center on the outer peripheral side is intentionally shifted from the rotation center. With such a magnetic pole, the amount of change in the interlinkage magnetic flux can be converted into a sine wave, and the cogging torque and the torque ripple during sine wave energization can be reduced.

また、フレーム蓋部２２３Ｂでは、フィン状のリブをレゾルバ２２２が内包される位置に設けているので、この部位の雰囲気環境への伝導、対流、放射による伝熱を従来例よりも増すことができ、レゾルバ２２の固定側はモータコイル２４４の銅損によって生じた熱の影響を受けにくくなり、レゾルバ信号のドリフトや精度低下、誤動作を防ぐことができる。 Further, in the frame lid portion 223B, the fin-like rib is provided at a position where the resolver 222 is included, so that heat transfer by conduction, convection, and radiation to this atmosphere environment can be increased compared to the conventional example. The fixed side of the resolver 22 is less susceptible to the heat generated by the copper loss of the motor coil 244, and it is possible to prevent resolver signal drift, accuracy degradation, and malfunction.

さらに、レゾルバ２２２は、４点接触式玉軸受１１２の近傍に配置したので、モータ温度が変化した際のフレーム材質とシャフト材質の線膨張係数差によりレゾルバステータ２２２ｓとレゾルバロータ２２２ｒの軸方向ズレを防止することができる。特に、本実施形態のようにシャフト材質とフレーム材質の線膨張係数差が大きい組み合わせの場合、その効果は顕著である。 Further, since the resolver 222 is disposed in the vicinity of the four-point contact ball bearing 112, the axial displacement between the resolver stator 222s and the resolver rotor 222r is caused by a difference in linear expansion coefficient between the frame material and the shaft material when the motor temperature changes. Can be prevented. In particular, in the case of a combination having a large difference in linear expansion coefficient between the shaft material and the frame material as in this embodiment, the effect is remarkable.

また、磁極部２５７とレゾルバロータ２２２ｒを機械的に位置決めすることで、両者の位相がずれた際に生じるトルク低下やトルクリップル、回転方向によるトルク差、さらには電動パワーステアリング装置においてはあってはならないセルフステアといった現象を確実に防止することができる。 Further, by mechanically positioning the magnetic pole portion 257 and the resolver rotor 222r, there is no torque drop or torque ripple that occurs when the phase of both of them deviates, a torque difference due to the rotation direction, or even in an electric power steering device. It is possible to surely prevent a phenomenon such as self-steering.

更に、磁極部２５７を構成する永久磁石２５９をキャップ２６０で覆うことにより、永久磁石２５９に欠けや割れが生じたり、永久磁石２５９がロータヨーク２５８から剥がれたりした場合であっても永久磁石２５９がエアギャップに噛み込まないので、電動パワーステアリング装置においてあってはならない故障であるモータロックによるホイールステアリングロックを確実に防止することができる。 Further, by covering the permanent magnet 259 constituting the magnetic pole part 257 with the cap 260, the permanent magnet 259 is air-operated even when the permanent magnet 259 is chipped or cracked or the permanent magnet 259 is peeled off from the rotor yoke 258. Since it does not bite into the gap, it is possible to reliably prevent the wheel steering lock due to the motor lock, which is a failure that should not occur in the electric power steering apparatus.

以上述べたように、本実施の形態によれば、ハウジング１０１が、フレーム２２３のフレーム本体部１２３Ａと一体的に形成され、ロータヨーク２５８とステータヨーク２４２を囲っているので、モータ１０９から発生した熱が、ハウジング１０１を介して伝熱され外部に放出される。それによりハウジング１０１とフレーム１２３とが別体である場合に比べて、伝熱性は格段に向上し、モータ１０９の冷却効果が高まり、それにより小型軽量化を図りながらモータ１０９の高出力化を図ることができ、ひいては電動式パワーステアリング装置全体の小型化を図れることとなる。特に、ハウジング１０１の材質をアルミニウムやマグネシウムとすることで、放熱性、軽量化の更に大きな効果が期待される。 As described above, according to the present embodiment, since the housing 101 is formed integrally with the frame main body 123A of the frame 223 and surrounds the rotor yoke 258 and the stator yoke 242, the heat generated from the motor 109 is obtained. Is transferred through the housing 101 and released to the outside. Thereby, compared with the case where the housing 101 and the frame 123 are separate bodies, the heat transfer performance is remarkably improved, and the cooling effect of the motor 109 is enhanced, thereby increasing the output of the motor 109 while reducing the size and weight. As a result, the entire electric power steering apparatus can be reduced in size. In particular, if the material of the housing 101 is aluminum or magnesium, a greater effect of heat dissipation and weight reduction is expected.

更に、本実施の形態によれば、モータ１０９の後方部で一体型の回転軸１０９ａを支持する軸受１１２を４点接触式玉軸受としているので、別個に軸受予圧装置等を用いることなく、軸線方向の力（両方向）をこの軸受１１２で受けることができ、また４点接触玉軸受であるためガタも少なくウォーム１０８とウォームホイール１０７の歯面を適切に噛み合わせることができる。 Furthermore, according to the present embodiment, since the bearing 112 that supports the integrated rotary shaft 109a at the rear portion of the motor 109 is a four-point contact ball bearing, the axis line can be used without using a separate bearing preload device or the like. Directional force (both directions) can be received by this bearing 112, and since it is a four-point contact ball bearing, there is little play and the tooth surfaces of the worm 108 and the worm wheel 107 can be properly meshed.

ガタをなくす方法としてはアンギュラ玉軸受を２個使用し、一体型の回転軸１０９ａを支持する方法もあるが、予圧機構や寸法管理などが必要となり複雑となってしまい、また軸受でのロスも大きくなる。４点接触玉軸受を用いることは組立や寸法管理の容易性などを考えても望ましく、更に軽量化や摩擦ロスの低減も図れる。 As a method of eliminating the play, there is a method of using two angular ball bearings and supporting an integrated rotary shaft 109a. However, a preload mechanism and dimensional management are required, which is complicated, and loss in the bearing is also reduced. growing. The use of a four-point contact ball bearing is desirable from the viewpoint of ease of assembly and dimensional management, and can further reduce weight and reduce friction loss.

図１０は、別の実施の形態にかかるピニオンタイプの電動式パワーステアリング装置１００を含むステアリング機構の概略図である。図１０に示す実施の形態においては、図１に示す実施の形態に対して、図２〜９に示す電動式パワーステアリング装置１００をピニオンハウジング１０１に設けた点のみが異なるため、同じ符号を付すことで説明を省略する。 FIG. 10 is a schematic view of a steering mechanism including a pinion type electric power steering apparatus 100 according to another embodiment. The embodiment shown in FIG. 10 differs from the embodiment shown in FIG. 1 only in that the electric power steering device 100 shown in FIGS. The description will be omitted.

以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。 The present invention has been described above with reference to the embodiments. However, the present invention should not be construed as being limited to the above-described embodiments, and can be modified or improved as appropriate.

本発明を、従来例及び比較例と比較して説明する図である。It is a figure explaining this invention compared with a prior art example and a comparative example. 本実施の形態である電動式パワーステアリング装置１００を含むステアリング機構の概略図である。1 is a schematic view of a steering mechanism including an electric power steering apparatus 100 according to the present embodiment. 図２の矢印IIIにより示す、本実施の形態に用いる電動式パワーステアリング装置１００の断面図である。It is sectional drawing of the electric power steering apparatus 100 used for this Embodiment shown by the arrow III of FIG. 図２の構成をIV-IV線で切断して矢印方向に見た図である。It is the figure which cut | disconnected the structure of FIG. 2 by the IV-IV line and looked at the arrow direction. 図５（ａ）は、図４の構成をV-V線で切断して矢印方向に見た図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）において矢印VBで示す部位を拡大して示す図である。5A is a view of the configuration of FIG. 4 taken along the line VV and viewed in the direction of the arrow, and FIG. 5B is an enlarged view of the portion indicated by the arrow VB in FIG. 5A. FIG. 図４の矢印VI部を拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows the arrow VI part of FIG. 図６の構成をVII-VII線で切断して矢印方向に見た図である。It is the figure which cut | disconnected the structure of FIG. 6 by the VII-VII line and looked at the arrow direction. ウォーム予圧機構１２０の斜視図である。3 is a perspective view of a worm preload mechanism 120. FIG. ウォーム予圧機構１２０の分解図である。3 is an exploded view of a worm preload mechanism 120. FIG. 別の実施の形態にかかる電動式パワーステアリング装置１００を含むステアリング機構の概略図である。It is the schematic of the steering mechanism containing the electric power steering apparatus 100 concerning another embodiment.

Explanation of symbols

１ステアリングホイール
７Ａユニバーサルジョイント
７Ｂユニバーサルジョイント
８中間軸
９ラック軸
１０ピニオンシャフト
１３タイロッド
１５コラム
１５ステアリングコラム
１７ステアリングシャフト
１８ブラケット
２４ブラケット
２６車体
１００電動式パワーステアリング装置
１０１ハウジング
１０１ａ蓋部材
１０１ｂ本体
１０２入力軸
１０３出力軸
１０４，１１０軸受
１０５トーションバー
１０６トルクセンサ
１０７ウォームホイール
１０７ａ芯金
１０７ｂ歯部
１０８ウォーム
１０８ウォームホイール
１０９モータ
１０９ａ回転軸
１０９ｅシール
１１２４点玉接触式軸受
１１３玉軸受
１２０ウォーム予圧機構
１２１ブッシュ
１２１ａ外フランジ
１２１ｂ内フランジ
１２２ホルダ
１２２ｃ爪部
１２３予圧パッド
１２３ａ平面部
１２３ｂテーパ状内周面
１２３ｃ段部
１２３ｅ突起
１２３ｆ下側外周面
１２４コイル
１２４ａ一端
１２４ｂ他端
２２１ステータ
２２２レゾルバ
２２２ｓレゾルバステータ
２２２ｒレゾルバロータ
２２２ｎナット
２２３フレーム
２２３Ａフレーム本体
２２３Ｂフレーム蓋部
２２３ａ内径部
２２３ｂ内径部
２２３ｃ小径部
２３０凹部
２４１分割コア
２４２ステータヨーク
２４３ヨーク
２４３磁極部
２４３ａハット部
２４４モータコイル
２４５凸半部
２４６凸部
２４７ステータヨーク突き当て部
２４８ステータ先端突き当て部
２４９伝熱体
２５０バスバー
２５７磁極部
２５８ロータヨーク
２５９永久磁石
２６０キャップ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Steering wheel 7A Universal joint 7B Universal joint 8 Intermediate shaft 9 Rack shaft 10 Pinion shaft 13 Tie rod 15 Column 15 Steering column 17 Steering shaft 18 Bracket 24 Bracket 26 Car body 100 Electric power steering apparatus 101 Housing 101a Cover member 101b Main body 102 Input shaft 103 Output shafts 104, 110 Bearing 105 Torsion bar 106 Torque sensor 107 Worm wheel 107a Core metal 107b Tooth part 108 Worm 108 Worm wheel 109 Motor 109a Rotating shaft 109e Seal 112 Four-point ball contact bearing 113 Ball bearing 120 Worm preload mechanism 121 Bush 121a outer flange 121b inner flange 122 holder 122c claw 123 Pressure pad 123a Flat surface portion 123b Tapered inner peripheral surface 123c Stepped portion 123e Projection 123f Lower outer peripheral surface 124 Coil 124a One end 124b Other end 221 Stator 222 Resolver 222s Resolver stator 222r Resolver rotor 222n Nut 223 Frame 223A Frame main body 223B Frame lid portion 223a Inner diameter portion 223b Inner diameter portion 223c Small diameter portion 230 Concave portion 241 Split core 242 Stator yoke 243 Yoke 243 Magnetic pole portion 243a Hat portion 244 Motor coil 245 Convex half portion 246 Convex portion 247 Stator yoke abutting portion 248 Stator tip abutting portion 249 Heat transfer body 250 Bus bar 257 Magnetic pole portion 258 Rotor yoke 259 Permanent magnet 260 Cap

Claims

A housing;
A motor attached to the housing and rotating a rotating shaft;
An output shaft that outputs steering force to steer the wheels;
An input shaft for transmitting a steering force from the steering wheel to the output shaft;
A worm gear mechanism that includes a worm formed integrally with the rotating shaft of the motor and a worm wheel connected to the output shaft, and that connects the rotating shaft and the output shaft so that power can be transmitted. ,
The rotating shaft is rotatably supported by a first bearing and a second bearing arranged so as to sandwich the worm and the motor, and further, the first bearing close to the motor is supported as a fulcrum. The electric power steering apparatus is characterized in that it can be displaced in a swinging manner, and the amount of displacement of the rotary shaft increases as it moves away from the first bearing.

2. The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the first bearing that supports the rotating shaft is supported so as to be able to be displaced in an axial direction together with the rotating shaft.

The worm preload mechanism for applying preload to the tooth surface of the worm and the tooth surface of the worm wheel meshing with the worm is provided between the housing and the rotating shaft. The electric power steering apparatus as described.

The worm preload mechanism includes an elastic body, and applies preload to the tooth surface of the worm and the tooth surface of the worm wheel meshing with the worm using the elastic force of the elastic body. The electric power steering apparatus as described.

5. The preload of the worm preload mechanism is greater than an unbalanced force of the motor at a meshing portion between the tooth surface of the worm and the tooth surface of the worm wheel. 6. Electric power steering device.