JP2008162531A - Electric power steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は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 apparatus.
自動車用の電動式パワーステアリング装置では、舵取り時の運転者の労力を軽減するために、運転者によりステアリングホイール等の操舵部材が回転操作されると、当該操舵部材に負荷される操舵トルクに応じて、操舵力補助用の電動モータの出力回転が制御される。そして、この電動モータの回転力は減速機構を介して舵取り機構に伝達され、前記操舵部材の回転操作に応じた舵取り機構の動作が補助されるように構成されている。 In an electric power steering device for an automobile, when a steering member such as a steering wheel is rotated by the driver in order to reduce the driver's labor at the time of steering, the steering power applied to the steering member is Thus, the output rotation of the electric motor for assisting the steering force is controlled. The rotational force of the electric motor is transmitted to the steering mechanism via the speed reduction mechanism, and the operation of the steering mechanism is assisted in accordance with the rotation operation of the steering member.
前記減速機構としては、電動モータの回転軸に一体回転可能に連結されるウォーム軸と、このウォーム軸のウォームと噛み合うウォームホイールとを含むものが知られており、前記ウォーム軸は軸受装置により回転自在に支持されている。
ところが、前記軸受装置には、複数の転動体を介して嵌合された内輪と外輪との間にスラスト隙間が存在することから、このスラスト隙間が原因で前記ウォームが軸方向にがたつき、動作時に異音を発生することがある。
As the speed reduction mechanism, there is known a mechanism including a worm shaft coupled to a rotating shaft of an electric motor so as to be integrally rotatable, and a worm wheel meshing with a worm of the worm shaft, and the worm shaft is rotated by a bearing device. It is supported freely.
However, since there is a thrust gap between the inner ring and the outer ring fitted via a plurality of rolling elements in the bearing device, the worm rattles in the axial direction due to the thrust gap. Noise may occur during operation.
そこで、このような異音の発生を防止するために、コイルばねによって前記ウォーム軸を反モータ側に付勢することが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この特許文献1記載の電動式パワーステアリング装置は、ウォーム軸のモータ側端面に当接するように配設されたコイルばねによって当該ウォーム軸を軸方向反モータ側に付勢することにより、前記軸受装置に予圧を付与しており、これにより、軸受装置のスラスト隙間に起因する異音の発生を防止している。 Therefore, in order to prevent the occurrence of such abnormal noise, it has been proposed to bias the worm shaft toward the non-motor side by a coil spring (see, for example, Patent Document 1). The electric power steering device described in Patent Document 1 is configured such that the worm shaft is biased toward the opposite side of the motor by a coil spring disposed so as to contact the end surface of the worm shaft on the motor side. Is applied with a preload, thereby preventing the generation of abnormal noise due to the thrust gap of the bearing device.
ところで、前記電動モータの回転軸とウォーム軸とは、通常、スリーブ状のジョイント部材により一体回転可能に連結されている。この場合、当該ジョイント部材とウォーム軸との間の動力伝達は、ジョイント部材の内周面及びウォーム軸の外周面にそれぞれ形成されたセレーション部を介して行われることが多い。ところが、両セレーション部間には、微小な隙間(遊び)が存在しており、この隙間は前述したウォーム軸方向の予圧付与では解消されないことから、電動モータの回転力が前記ジョイント部材を介してウォーム軸に伝達される際に、当該セレーション部で異音が発生する場合があった。 By the way, the rotating shaft and the worm shaft of the electric motor are normally connected to each other by a sleeve-like joint member so as to be integrally rotatable. In this case, power transmission between the joint member and the worm shaft is often performed via serration portions formed on the inner peripheral surface of the joint member and the outer peripheral surface of the worm shaft. However, there is a small gap (play) between the two serration portions, and this gap cannot be eliminated by applying the preload in the worm axis direction described above. Therefore, the rotational force of the electric motor is transmitted through the joint member. When transmitted to the worm shaft, abnormal noise may occur in the serration portion.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、減速機構におけるウォーム軸と、このウォーム軸をモータの回転軸に連結するジョイント部材との間の回転方向の隙間に起因する異音の発生を防ぐことができる電動式パワーステアリング装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an abnormal noise caused by a gap in a rotational direction between a worm shaft in a speed reduction mechanism and a joint member connecting the worm shaft to a rotation shaft of a motor. An object of the present invention is to provide an electric power steering device that can prevent the occurrence of the above.
本発明の電動式パワーステアリング装置は、操舵補助用の電動モータと、この電動モータの回転軸の回転を減速する減速機構とを備えており、前記減速機構が、前記電動モータの回転軸により駆動されるウォーム軸と、このウォーム軸により駆動されるウォームホイールとを含む電動式パワーステアリング装置であって、
前記回転軸とウォーム軸とを駆動伝達可能に連結するジョイント部と、
このジョイント部に設けられ、前記ウォーム軸を軸方向及び回転方向に付勢する付勢手段と、
を備えたことを特徴としている。
The electric power steering apparatus of the present invention includes an electric motor for assisting steering and a speed reduction mechanism for reducing the rotation of the rotation shaft of the electric motor, and the speed reduction mechanism is driven by the rotation shaft of the electric motor. An electric power steering device including a worm shaft and a worm wheel driven by the worm shaft,
A joint for connecting the rotating shaft and the worm shaft so as to be able to transmit drive;
An urging means provided in the joint portion for urging the worm shaft in an axial direction and a rotation direction;
It is characterized by having.
本発明の電動式パワーステアリング装置では、減速機構におけるウォーム軸と、電動モータの回転軸とを駆動伝達可能に連結するためのジョイント部に、当該ウォーム軸を軸方向及び回転方向に付勢するための付勢手段を設けているので、ウォーム軸に対して軸方向及び回転方向に予圧を付与することができる。したがって、前記ウォーム軸の軸方向の遊びに起因する異音だけでなく、回転方向の遊びに起因する異音の発生を防止することができる。 In the electric power steering apparatus of the present invention, the worm shaft is biased in the axial direction and the rotational direction to the joint portion for connecting the worm shaft in the speed reduction mechanism and the rotating shaft of the electric motor so as to be capable of driving transmission. Therefore, the preload can be applied to the worm shaft in the axial direction and the rotational direction. Therefore, it is possible to prevent not only abnormal noise caused by play in the axial direction of the worm shaft but also abnormal noise caused by play in the rotational direction.
前記ジョイント部が、前記回転軸及びウォーム軸に一体回転可能に連結されるスリーブを含んでおり、このスリーブの外周に前記付勢手段が設けられているのが好ましい。この場合、スリーブの外周に設けた付勢手段により、ウォーム軸に対して軸方向及び回転方向に予圧を付与することができ、両方向への予圧付与を別々の手段で行う場合に比べてスペースを節約することができる。 Preferably, the joint portion includes a sleeve connected to the rotating shaft and the worm shaft so as to be integrally rotatable, and the urging means is provided on an outer periphery of the sleeve. In this case, the biasing means provided on the outer periphery of the sleeve can apply preload to the worm shaft in the axial direction and the rotational direction, and space is saved compared to the case where preloading in both directions is performed by separate means. Can be saved.
前記付勢手段がコイルばねからなっており、このコイルばねの一端が、前記ウォーム軸又は回転軸の一方に設けられた係合部と係合し、且つ、他端が、前記スリーブの端部であって前記ウォーム軸又は回転軸の他方側の端部に設けられた係合部と係合してなるのが好ましい。この構成によれば、スリーブの外周に配設したコイルばねを用いてウォーム軸に対して軸方向及び回転方向の予圧を付与することから、ラバースプリング又はラバーカップリングを用いて電動モータの回転軸とウォーム軸との間の動力伝達を行う場合に比べ、径方向の寸法を小さくすることができる。 The biasing means comprises a coil spring, one end of the coil spring engages with an engagement portion provided on one of the worm shaft or the rotation shaft, and the other end is an end portion of the sleeve. And it is preferable that it engages with the engaging part provided in the edge part of the other side of the said worm shaft or a rotating shaft. According to this configuration, since the preload in the axial direction and the rotational direction is applied to the worm shaft by using the coil spring disposed on the outer periphery of the sleeve, the rotational shaft of the electric motor using the rubber spring or the rubber coupling is used. As compared with the case where power is transmitted between the worm shaft and the worm shaft, the radial dimension can be reduced.
本発明の電動式パワーステアリング装置によれば、減速機構におけるウォーム軸と、このウォーム軸をモータの回転軸に連結するジョイント部材との間の回転方向の隙間に起因する異音の発生を防ぐことができる。 According to the electric power steering apparatus of the present invention, it is possible to prevent the generation of noise due to the rotational clearance between the worm shaft in the speed reduction mechanism and the joint member connecting the worm shaft to the rotation shaft of the motor. Can do.
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の電動式パワーステアリング装置(以下、単に「パワーステアリング装置」ともいう)の実施の形態を詳細に説明する。
図1は本発明の一実施の形態に係るパワーステアリング装置Pの概略構成を示す模式図である。このパワーステアリング装置Pは、操舵部材1と車輪2とが機械的に連結されるタイプのパワーステアリング装置であるが、本発明は、前記操舵部材1と車輪2との機械的連結が解かれた、いわゆるステアバイワイヤとして構成されるパワーステアリング装置にも適用可能である。
Embodiments of an electric power steering apparatus (hereinafter also simply referred to as “power steering apparatus”) according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a power steering device P according to an embodiment of the present invention. This power steering device P is a type of power steering device in which the steering member 1 and the wheel 2 are mechanically connected. However, in the present invention, the mechanical connection between the steering member 1 and the wheel 2 is released. The present invention is also applicable to a power steering device configured as a so-called steer-by-wire.
操舵部材1はステアリングシャフト3に一体回転可能に連結されており、このステアリングシャフト3の先端部にはピニオンギア4が設けられている。このピニオンギア4は、車両の左右方向に延設されたラック軸5に形成されたラックギア6と噛み合っている。前記ラック軸5の両端部にはそれぞれタイロッド7が結合されており、各タイロッド7は対応するナックルアーム(図示せず)を介して車輪2に連結されている。
The steering member 1 is coupled to the
前記操舵部材1が回転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、前記ピニオンギア4及びラックギア6によって車両の左右方向に沿ったラックギア6の直線運動に変換される。これにより、車輪2が所望の方向に転舵される。
When the steering member 1 is rotated and the
前記ステアリングシャフト3は、操舵部材1に連結される筒状の第1操舵軸8と、前記ピニオンギア4に連結される第2操舵軸9とからなっており、これら第1及び第2操舵軸8、9は、トーションバー10を介して同一軸線上で互いに連結されている。このトーションバー10を介する第1操舵軸8と第2操舵軸9との相対回転変位により操舵トルクを検出するトルクセンサ11が、前記トーションバー10に近接して配設されており、このトルクセンサ11のトルク検出結果は制御部12に送信される。制御部12は、送信されたトルク検出結果に基づいて、ドライバ13を介して操舵補助用の電動モータ14への印加電圧を制御する。この電動モータ14の回転軸21(図2参照)の回転が、後述する減速機構20を介して第2操舵軸9に伝達され、運転者の操舵が補助される。
The
減速機構20は、前記電動モータ14の回転軸21の回転を減速して前記第2操舵軸9に伝達するものであり、図2に示されるように、電動モータ14の回転軸21により駆動されるウォーム軸22と、このウォーム軸22により駆動されるウォームホイール23とを含んでいる。前記回転軸21とウォーム軸22は同一軸上において一体回転可能に配設されている。ウォームホイール23は、前記ウォーム軸22の軸方向の中間部付近に形成されたウォーム24と噛み合うように配置されるとともに、第2操舵軸9に一体回転可能に係合されている。
The
ウォーム軸22のモータ側端部付近及び反モータ側端部は、それぞれ軸受装置25a、25bによって回転自在に支持されている。軸受装置25a、25bは、いずれも玉軸受からなっており、外輪26a、26bと、この外輪26a、26bの内方に配設された内輪27a、27bと、両輪の間に転動自在に配設された複数の玉40と、この玉40を周方向において所定間隔で保持する保持器(図示せず)とを備えている。
The vicinity of the motor side end portion and the non-motor side end portion of the
図3に示されるように、前記回転軸21の先端部21aの外周及び前記ウォーム軸22のモータ側端部22aの外周には、当該回転軸21とウォーム軸22とを駆動伝達可能に連結するジョイント部28が配設されている。このジョイント部28は、本実施の形態では、前記回転軸21及びウォーム軸22に一体回転可能に連結されるスリーブ29からなっており、このスリーブ29は、例えば鍛造形成後にセレーション打抜きすることにより作製することができる。
As shown in FIG. 3, the
スリーブ29の内周面のうち反モータ側の内周面には、セレーション部30が形成されており、このセレーション部30は、前記ウォーム軸22のモータ側端部22aの外周に形成されたセレーション部31とセレーション嵌合する。一方、回転軸21の先端部21aは、前記スリーブ29のモータ側の内周面に圧入されている。これにより、電動モータ14の回転軸21の回転は、スリーブ29を介してウォーム軸22に伝達される。
A
前記スリーブ29の外周には、付勢手段としてのコイルばね32が配設されており、このコイルばね32の一端(モータ側端部)は、前記スリーブ29の端部であって回転軸21側の端部に設けられた係合部33と係合している。一方、前記コイルばね32の他端は、前記ウォーム軸22の外周において軸受装置25aよりもモータ側に設けられた係合部34と係合している。より詳細には、前記コイルばね29の一端は、スリーブ29のモータ側端部外周に一体形成されたフランジ部からなる係合部33と係合しており、コイルばね29の他端は、中央に開口部を有する円盤体からなる係合部34と係合している。この係合部34は、ウォーム軸22の外周面に形成されたリング状の凸部35により反モータ側への移動が規制されている。図4は、前記係合部34をモータ側から見た正面説明図であるが、前記リング状の凸部35には、この図4に示されるように、モータ側に突出する突起35aが周方向において等間隔で2箇所形成されており、一方、係合部34の開口部の周縁には、前記突起35aと係合し得る切欠き34aが形成されている。そして、前記突起35aが前記切欠き34aと係合するように係合部34を配設することで、当該係合部34がウォーム軸22の外周面において回転するのを防止することができる。なお、ウォーム軸22のモータ側端部22aの外周に形成されたセレーション部31を前記凸部35まで形成し、一方、係合部34の開口部の周縁にセレーション部を形成して前記セレーション部31とセレーション嵌合させることで、当該係合部34の回り止めを行うこともできる。
A
なお、リング状の凸部35に代えてウォーム軸22の周方向に沿って形成された複数の凸部を用いることもできる。また、かかるリング状又は複数の凸部を用いることなく、係合部34をウォーム軸22の外周に接着などにより固定するようにしてもよく、さらには係合部34を軸受装置25aに当接させることで当該係合部34の軸方向の移動を規制するようにしてもよい。
また、前記係合部33は、本実施の形態では、スリーブ29と一体に形成されているが、別部材として構成したものをスリーブ29に固着することもできる。
A plurality of convex portions formed along the circumferential direction of the
Further, in the present embodiment, the engaging
前記コイルばね32は、圧縮され且つ軸心回りのねじりが加えられた状態で前記スリーブ29の外周に配設される。その結果、前記係合部34を介してウォーム軸22に対し軸方向及び回転方向の予圧を付与することができる。この予圧の大きさは、前記コイルばね32のばね定数や、このコイルばね32に加えられる圧縮及びねじりの程度を変えることで調整することができる。
The
このようにウォーム軸22に対し軸方向及び回転方向の予圧を付与することで、当該ウォーム軸22の軸方向の遊びに起因する異音だけでなく、回転方向の遊びに起因する異音の発生を防止することができる。また、スリーブ29の外周に配設した、一つの部材であるコイルばね32によりウォーム軸22に対し軸方向及び回転方向の予圧を付与するので、両方向の予圧付与を別々の手段で行う場合に比べてスペースの節約を行うことができる。さらに、コイルばね32は、スリーブ29の外径よりもわずかに大きい内径を有するものを選定することで、ラバースプリング又はラバーカップリングを用いて電動モータ14の回転軸21とウォーム軸22との間の動力伝達を行う場合に比べ、径方向の寸法を小さくすることができる。
By applying preload in the axial direction and the rotational direction to the
なお、前述した実施の形態では、コイルばね32のモータ側端部をスリーブ29のモータ側端部外周に形成したフランジ部からなる係合部33と係合させているが、本発明は、これに限定されるものではなく、前記コイルばね32のモータ側端部を、スリーブ29よりもモータ側における回転軸21に設けた係合部と係合させることもできる。この場合、コイルばね32の反モータ側端部は、スリーブ29の反モータ側端部外周に一体形成されたフランジ部からなる係合部と係合され、スリーブ29は、前記凸部35と同様の凸部により反モータ側への移動が規制される。この実施の形態においても、ウォーム軸22に対し軸方向及び回転方向の予圧を付与することができ、当該ウォーム軸22の軸方向の遊びに起因する異音だけでなく、回転方向の遊びに起因する異音の発生を防止することができる。
In the above-described embodiment, the motor side end portion of the
14 電動モータ
20 減速機構
21 回転軸
22 ウォーム軸
23 ウォームホイール
24 ウォーム
25a 軸受装置
25b 軸受装置
26a 外輪
26b 外輪
27a 内輪
27b 内輪
28 ジョイント部
29 スリーブ
30 セレーション部
31 セレーション部
32 コイルばね(付勢手段)
33 係合部
34 係合部
40 玉
P 電動式パワーステアリング装置
14
33 engaging
Claims (3)
前記回転軸とウォーム軸とを駆動伝達可能に連結するジョイント部と、
このジョイント部に設けられ、前記ウォーム軸を軸方向及び回転方向に付勢する付勢手段と、
を備えたことを特徴とする電動式パワーステアリング装置。 An electric motor for assisting steering, and a speed reduction mechanism that decelerates the rotation of the rotating shaft of the electric motor. The speed reducing mechanism is driven by the rotating shaft of the electric motor, and the worm shaft An electric power steering device including a driven worm wheel,
A joint for connecting the rotating shaft and the worm shaft so as to be able to transmit drive;
An urging means provided in the joint portion for urging the worm shaft in an axial direction and a rotation direction;
An electric power steering apparatus comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006356772A JP2008162531A (en) | 2006-12-29 | 2006-12-29 | Electric power steering device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006356772A JP2008162531A (en) | 2006-12-29 | 2006-12-29 | Electric power steering device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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ID=39692556
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2006356772A Pending JP2008162531A (en) | 2006-12-29 | 2006-12-29 | Electric power steering device |
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2006
- 2006-12-29 JP JP2006356772A patent/JP2008162531A/en active Pending
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