JP2009286228A - Electric power steering device - Google Patents
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Description
本発明は、ウォームに予圧機構を備えた電動パワーステアリング装置において、特に、この部分に発生する異音の低減を図った電動パワーステアリング装置に関するものである。 The present invention relates to an electric power steering apparatus in which a worm is provided with a preload mechanism, and more particularly to an electric power steering apparatus that reduces noise generated in this portion.
電動パワーステアリング装置のウォームホイール減速機構においては、通常、ウォームとウォームホイールの各々の噛み合い半径を加えた軸距離に対して、ハウジングのギヤ収納軸とモータの出力軸との軸距離は同距離に設定されている。
このため、設定されたバックラッシュ(遊び)に加えて各々の加工バラツキに起因するバックラッシュも発生する。
In the worm wheel speed reduction mechanism of the electric power steering device, the axial distance between the gear housing shaft of the housing and the output shaft of the motor is usually the same distance with respect to the axial distance including the meshing radii of the worm and the worm wheel. Is set.
For this reason, in addition to the set backlash (play), backlash caused by each processing variation also occurs.
このバックラッシュは、車両が悪路を走行する際、歯打ち音による不快感を運転手に与え、商品価値を損なうものとなっていた。 This backlash gives the driver discomfort due to rattling noise when the vehicle travels on a rough road, and damages the commercial value.
この対策として、ギヤの精度を高めることにより、バックラッシュを極力小さく設定したり、あるいは、特許文献1に示されているように、ウォームとその軸受間に弾性体を設けて振動を吸収する等の方法が取られていた。
As a countermeasure, the backlash is set as small as possible by increasing the accuracy of the gear, or as shown in
また、特許文献2においては、ウォーム軸を、ウォーム軸収容部に設けた長円形の軸孔(ウォームホイール側に偏心している)に、軸受を介して支持し、この軸孔の内周面に同心に形成した円形溝にO−リング状の弾性部材を設け、この弾性部材により軸受をウォームホイール側に付勢して、バックラッシュを除去する動力伝達装置が開示されている。
In
さらに、ウォームをウォームホイール方向に予圧し、バックラッシュをなくす方法としては、例えば、ウォーム軸端の軸受の外輪とギヤハウジング間に設けられた弾性体を変形させることにより予圧力を発生するもの等が知られている。
しかしながら、従来の上記電動パワーステアリング装置の内、特許文献2の構成においては、軸受が移動する際に、ウォーム軸収容部が磨耗し易いといった不具合や、弾性部材によってウォーム軸を付勢した際に、モータ軸に対してウォーム軸が芯ずれを起こし易い等の問題点があった。
However, among the conventional electric power steering devices described above, in the configuration of
また、後者の弾性体を変形させて予圧力を発生するものについては、弾性体の変形量は、ハウジングの内径と負荷荷重により決定する転がり軸受の外径から決まり、そのスペース上の制約から微小変形せざるを得ず、且つ、ハウジングの加工バラツキや噛み合いの振れによるウォーム端の微小変位によりウォームの予圧力が大きく変化してしまうので、期待される予圧力を確保することが困難という問題点があった。この予圧力が大き過ぎると、作動力が悪化して操舵中立時のフィーリングの悪化を招き、逆に小さ過ぎると、ギヤ打音が発生してしまう。 In addition, for the latter that generates a preload by deforming the elastic body, the deformation amount of the elastic body is determined by the outer diameter of the rolling bearing determined by the inner diameter of the housing and the load load, and is very small due to space constraints. The deformation of the worm must be deformed, and the preload of the worm changes greatly due to minute displacement of the worm end due to variations in housing processing and meshing fluctuations, making it difficult to secure the expected preload. was there. If the preload is too large, the operating force is deteriorated and the feeling at the time of neutral steering is deteriorated. On the other hand, if the preload is too small, a gear hitting sound is generated.
このように、従来の技術では、ギヤの磨耗等によりウォームとウォームホイールの軸芯間の距離が変化した場合にも、ウォームの微小変位により予圧力は変化し、安定した予圧力を確保するのは困難であった。 As described above, in the conventional technology, even when the distance between the worm and the worm wheel shaft center changes due to gear wear or the like, the preload changes due to the minute displacement of the worm, and a stable preload is ensured. Was difficult.
そこで、特許文献3においては、モータから離れた方の軸受に軸支される回転軸の軸端部に、ウォームを噛み合い方向へ付勢する弾性部を設け、且つ前記軸受は緩衝部材を介して回転軸をゆるく内嵌する構成が示されている。これにより、予圧を発生させる初期の偏芯量を大きく取ることができるので、ハウジングの加工バラツキや噛み合いの振れによるウォーム端の微小変位があってもウォームの予圧力を一定に保つ点で効果がある。
Therefore, in
しかし、モータの補助操舵力をモータ軸とウォーム軸のスプライン嵌合により伝達する構成で、ウォームをウォームホイール側に押し付ける予圧機構を持つ場合は、ウォームの回転方向、予圧方向、及び軸方向の複合的な動きによって、スプライン部分で異音が発生するという問題点もあった。 However, if the motor's auxiliary steering force is transmitted by spline fitting between the motor shaft and the worm shaft, and if there is a preload mechanism that presses the worm against the worm wheel side, the worm rotation direction, preload direction, and axial direction are combined. There was also a problem that abnormal noise was generated in the spline part due to the dynamic movement.
そこで、本発明は、上述した従来の問題点を解消して、バックラッシュの存在を無くし、補助操舵力の伝達性能を損なうことなく、歯打ち音、特にスプライン嵌合部で発生する異音を低減することができる、簡単な構成の電動パワーステアリング装置を提供することを課題としている。 Therefore, the present invention solves the above-described conventional problems, eliminates the presence of backlash, and reduces noise generated by the ratchet noise, particularly spline fitting parts, without impairing the transmission performance of the auxiliary steering force. An object of the present invention is to provide an electric power steering device having a simple configuration that can be reduced.
上記課題を達成するために、本発明では、ハウジングに取り付けられ、補助操舵力用のモータと、前記ハウジングに配設された2つの軸受により支持され、該モータの軸にスプライン嵌合した回転軸と、前記ハウジングの所定位置に軸支され、操舵力を伝達するための出力軸と、該回転軸と一体的に形成されたウォームと前記ウォームと噛み合うように前記出力軸と一体的に形成されたウォームホイールとを含む減速機構とから成り、前記モータの補助操舵力を前記ウォームギヤ機構を介して前記出力軸に伝達する電動パワーステアリング装置において、前記回転軸には、前記モータから離れた側の前記軸受に軸支される部分の軸周りに環状溝が設けられ、この環状溝に、弾性部材から成るO−リングが、軸外周面から所定高さ突出する形で嵌め込まれていることを特徴としている。 In order to achieve the above object, according to the present invention, a rotating shaft attached to a housing, supported by a motor for auxiliary steering force, and two bearings disposed in the housing, and spline-fitted to the shaft of the motor. And an output shaft that is pivotally supported at a predetermined position of the housing and transmits a steering force, a worm that is formed integrally with the rotating shaft, and an output shaft that meshes with the worm. An electric power steering device that transmits auxiliary steering force of the motor to the output shaft via the worm gear mechanism. An annular groove is provided around the axis of the portion supported by the bearing, and an O-ring made of an elastic member projects into the annular groove from the outer peripheral surface of the shaft at a predetermined height. It is characterized in that it is written order.
上記のように、回転軸の、モータから離れた側の軸受部分にO−リングを有するので、ウォームはウォームホイール方向へ予圧されて、バックラッシュが極力抑えられ、発生する歯打ち音を低減することができる。 As described above, since the O-ring is provided in the bearing portion of the rotating shaft on the side away from the motor, the worm is preloaded in the direction of the worm wheel, the backlash is suppressed as much as possible, and the generated rattling noise is reduced. be able to.
それと共に、回転軸の予圧方向の動きや軸方向の動きもかなり抑制されたものとなるので、モータ駆動時にスプライン嵌合部で発生する異音を大幅に低減することができる。 At the same time, the movement of the rotating shaft in the preload direction and the movement in the axial direction are considerably suppressed, so that the noise generated at the spline fitting portion when the motor is driven can be greatly reduced.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の電動パワーステアリング装置を示す部分断面図、図2は、図1の電動パワーステアリング装置のA部分を示す部分拡大図である。 FIG. 1 is a partial sectional view showing an electric power steering apparatus of the present invention, and FIG. 2 is a partially enlarged view showing a portion A of the electric power steering apparatus of FIG.
図1において、ハウジング1に固定されたモータ2のモータ軸2aに回転軸3がスプライン嵌合されている。この回転軸3と一体的に樹脂製のウォーム(ギヤ部)5が形成されており、その軸両端部は軸受4a,4bに各々軸支されている。軸受4a,4bはハウジング1に内嵌・固定されている。モータ2側の軸受4aの内輪の軸方向反モータ側には隣接して略リング形状の弾性部材10aが外嵌配置され、また軸受4aの内輪の軸方向モータ側には隣接して略リング形状の弾性部材10bが回転軸3に外嵌固定された止輪11上に外嵌配置されている。これらの弾性部材10a、10bは回転軸3および止輪11上に形成された肩部により拡がりを規制されていて弾性により軸受4aを軸方向に挟持している。したがって、回転軸3は軸受4aに対して軸方向に弾性により僅かに変位可能である。軸受4aの内輪の径方向内側において、回転軸3に形成された環状溝内にはO−リングが配置されていて軸受4aはこのO−リングを介して回転軸3を弾性支持している。
In FIG. 1, a rotating
一方、出力軸6は、これと一体的に樹脂製のウォームホイール7が形成され、ウォーム5と噛み合うように、ハウジング1の所定位置に回転自在に支持されている。
On the other hand, the output shaft 6 is integrally formed with a
回転軸3のモータ2とは反対側の縮径端部3aは、図2にも示すように、筒形状の軸受支持部材8を介して軸受4bに軸支されている。軸受支持部材8は軸受4bの内輪に内嵌・固定され、回転軸3の縮径端部3aは弾性部材から成るO−リング9を介して軸受支持部材8にゆるく内嵌している。この軸受支持部材8にゆるく内嵌する回転軸3の外周面の一部には環状溝3bが形成され、この環状溝3bにO−リング9が前記外周面から所定高さ突出する形で嵌め込まれている。軸受支持部材8の軸方向幅は、軸受4bの軸方向幅よりも大きく設定されている。
The diameter-reduced
なお、本実施形態において、回転軸3はモータ軸心よりもややウォームホイール側に偏心して配置されている。したがって、回転軸3aは軸受支持部材8の内周面に対して、O−リング9を介して弾性的にゆるく内嵌する形になっており、ウォーム5をウォームホイール7側へ予圧すると共に、回転軸3のわずかな変位を弾性的に許容可能な構成になっている。この軸受4b、軸受支持部材8、円形溝3b、O−リング9により予圧機構が構成されている。
In the present embodiment, the rotating
上記構成において、モータ2の駆動力がスプライン嵌合を介して回転軸3に伝達され、ウォーム5とウォームホイール7の噛み合いにより出力軸6が回転する。このようにして、モータ2の補助操舵力が出力軸に伝達され、図示しない前輪の操舵が行われる。
In the above configuration, the driving force of the
この時、ウォーム5は、ウォームホイール7に対してO−リング9の弾性力により予圧されているので、バックラッシュを低減することができるが、図2に示すように、回転軸3の予圧方向Bの変位可能量は、O−リング9の構造上微小範囲となっている。このため、回転軸3の予圧方向Bの動きは抑制されたものとなる。
At this time, since the
同時に、O−リング9の弾性力と軸受支持部材8の内周面におけるO−リング9による摩擦力から、回転軸3の軸方向Cの動きもかなり抑制されたものとなる。
At the same time, the movement of the
このため、モータ駆動時に、歯打ち音を低減することができると共に、スプライン嵌合部で生じる予圧方向B、軸方向C、及び回転方向Dの複合的な動きが抑制され、ここで発生する異音を低減することができる。 For this reason, when the motor is driven, the rattling noise can be reduced, and the combined movements in the preload direction B, the axial direction C, and the rotation direction D that are generated in the spline fitting portion are suppressed. Sound can be reduced.
尚、上記実施形態においては、回転軸3の端部3aを軸受4bで軸支するのに、軸受支持部材8を介在させた構成としているが、これは、設置スペースの関係上、モータ2から離れた側の軸受4bは小さなものを用いる必要があり、この軸受4bの軸方向幅より大きい軸方向幅を有する軸受支持部材を用いることにより、端部3aを軸支した際の安定性を向上させるという役目を果たしている。
In the above embodiment, the
しかし、この構成に限らず、軸受支持部材8を介在させずに、軸受4bが回転軸3の端部3aを直接支持する構成であっても良い。但し、この場合は、軸受4bの軸方向幅をやや大きめに設定するのが望ましい。
However, the present invention is not limited to this configuration, and the
1 ハウジング
2 モータ
2a モータ軸
3 回転軸
3a 縮径端部
3b 環状溝
4a 軸受(モータ側)
4b 軸受(反モータ側)
5 ウォーム
6 出力軸
7 ウォームホイール
8 軸受支持部材
9 O−リング
10 弾性部材
DESCRIPTION OF
4b Bearing (on the non-motor side)
5 Worm 6
Claims (1)
前記ハウジングに配設された2つの軸受により支持され、該モータの軸にスプライン嵌合した回転軸と、
前記ハウジングの所定位置に軸支され、操舵力を伝達するための出力軸と、
該回転軸と一体的に形成されたウォームと前記ウォームと噛み合うように前記出力軸と一体的に形成されたウォームホイールとを含む減速機構とから成り、
前記モータの補助操舵力を前記ウォームギヤ機構を介して前記出力軸に伝達する電動パワーステアリング装置において、
前記回転軸には、前記モータから離れた側の前記軸受に軸支される部分の軸周りに環状溝が設けられ、この環状溝に、弾性部材から成るO−リングが、軸外周面から所定高さ突出する形で嵌め込まれていることを特徴とする電動パワーステアリング装置。 A motor attached to the housing for auxiliary steering force;
A rotating shaft supported by two bearings disposed in the housing and spline-fitted to the shaft of the motor;
An output shaft that is pivotally supported at a predetermined position of the housing and transmits a steering force;
A reduction mechanism including a worm formed integrally with the rotating shaft and a worm wheel formed integrally with the output shaft so as to mesh with the worm,
In the electric power steering device that transmits the auxiliary steering force of the motor to the output shaft via the worm gear mechanism,
The rotating shaft is provided with an annular groove around the shaft supported by the bearing on the side away from the motor, and an O-ring made of an elastic member is provided in the annular groove from the outer peripheral surface of the shaft. An electric power steering device, wherein the electric power steering device is fitted in a protruding shape.
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