JP2010089631A - Electric motor with gear mechanism and electric power steering device using electric motor - Google Patents

Electric motor with gear mechanism and electric power steering device using electric motor Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric motor with a gear mechanism capable of suppressing transmission of vibration and electromagnetic vibration by torque ripple generated in the electric motor to a gear shaft when the gear shaft and a rotary shaft of the electric motor are integrally constituted; and an electric power steering device using the electric motor. <P>SOLUTION: In this electric motor, a free end of the gear shaft 13d which is supported on a gear housing 13a by a pair of front and rear rolling bearings and integrally forms a gear is made as a motor rotary shaft 30, a rotor 31 is arranged in the motor rotary shaft 30, a stator 32 is arranged in a fixed part opposed to an outer peripheral surface of the rotor 31, and a vibration cushioning material 58 is arranged between the motor rotary shaft 30 and the rotor 31. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、ギヤハウジングに前後一対の転がり軸受で支持されギヤを一体に形成したギヤ軸の自由端にロータを配置し、該ロータの外周面に対向する固定部にステータを配置したギヤ機構付電動モータ及びこれを使用した電動パワーステアリング装置に関する。   The present invention includes a gear mechanism in which a rotor is disposed at a free end of a gear shaft that is supported by a gear housing by a pair of front and rear rolling bearings and integrally formed with a gear, and a stator is disposed at a fixed portion facing the outer peripheral surface of the rotor. The present invention relates to an electric motor and an electric power steering device using the same.

この種のギヤ機構付電動モータ及びこれを使用した電動パワーステアリング装置としては、たとえばモータ付減速機ユニットの一体形成されたユニットハウジングが、ウォームギヤ機構を主に収容する第1の部分と電動モータを主に収容する第2の部分とを含み、ウォーム軸の第2の端部に延伸部を設けてこれを中空ロータの近接する第1の端部に直接連結するようにした構成が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2004−304877号公報
As this type of electric motor with a gear mechanism and an electric power steering apparatus using the same, for example, a unit housing formed integrally with a reduction gear unit with a motor includes a first portion that mainly accommodates a worm gear mechanism and an electric motor. A configuration is proposed in which an extension portion is provided at the second end portion of the worm shaft so as to be directly connected to the adjacent first end portion of the hollow rotor. (For example, refer to Patent Document 1).
JP 2004-304877 A

しかしながら、上記特許文献1に記載の従来例にあっては、ユニットハウジングに設けた一対の転がり軸受でウォーム軸を回転自在に支持し、このウォーム軸の自由端にロータを一体に形成するので、電動モータ側で回転軸を支持する転がり軸受を必要としない利点を有すると共に、中空ロータを有するので、回転慣性特性を改善することができるものであるが、電動モータで発生するトルクリップルによる振動や電磁振動がギヤ軸に伝達されることを絶縁することができないという未解決の課題がある。   However, in the conventional example described in Patent Document 1, the worm shaft is rotatably supported by a pair of rolling bearings provided in the unit housing, and the rotor is integrally formed at the free end of the worm shaft. While having the advantage of not requiring a rolling bearing that supports the rotating shaft on the electric motor side and having a hollow rotor, the rotational inertia characteristics can be improved. There is an unresolved problem that electromagnetic vibrations cannot be insulated from being transmitted to the gear shaft.

そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、ギヤ軸と電動モータの回転軸を一体構成とした場合に、電動モータで発生するトルクリップルによる振動や電磁振動がギヤ軸に伝達されることを抑制することができるギヤ機構付電動モータ及びこれを使用した電動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。   Therefore, the present invention has been made paying attention to the unsolved problems of the above-described conventional example, and when the gear shaft and the rotating shaft of the electric motor are integrated, vibration caused by torque ripple generated in the electric motor and It is an object of the present invention to provide an electric motor with a gear mechanism capable of suppressing transmission of electromagnetic vibration to a gear shaft, and an electric power steering device using the same.

上記目的を達成するために、請求項1に係るギヤ機構付電動モータは、ギヤハウジングに前後一対の転がり軸受で支持されギヤを形成したギヤ軸の自由端をモータ回転軸とし、当該モータ回転軸にロータを配置し、該ロータの外周面に対向する固定部にステータを配置し、前記モータ回転軸及び前記ロータ間に振動緩衝材を配置したことを特徴としている。   In order to achieve the above object, an electric motor with a gear mechanism according to a first aspect of the present invention uses a free end of a gear shaft that is supported by a gear housing with a pair of front and rear rolling bearings to form a gear as a motor rotation shaft, and the motor rotation shaft. The rotor is disposed on the stator, the stator is disposed on the fixed portion facing the outer peripheral surface of the rotor, and the vibration damping material is disposed between the motor rotation shaft and the rotor.

また、請求項2に係るギヤ機構付電動モータは、請求項1に係る発明において、前記ステータを構成するステータコアの一端が前記ギヤハウジングにインロー結合されていることを特徴としている。
さらに、請求項3に係るギヤ機構付電動モータは、請求項1又は2に係る発明において、前記ギヤハウジングの前記ロータ側の転がり軸受と前記ロータとの間に当該ロータの回転角を検出する回転角検出器を収容する検出器収容部を配設したことを特徴としている。
The electric motor with gear mechanism according to claim 2 is characterized in that, in the invention according to claim 1, one end of a stator core constituting the stator is in-row coupled to the gear housing.
Furthermore, the electric motor with a gear mechanism according to a third aspect is the rotation according to the first or second aspect, wherein the rotation angle of the rotor is detected between the rolling bearing on the rotor side of the gear housing and the rotor. It is characterized in that a detector accommodating portion for accommodating the angle detector is provided.

さらにまた、請求項4に係るギヤ機構付電動モータは、請求項1乃至3の何れか1つに係る発明において、前記ギヤ軸に形成したギヤはウォームホイールに噛合するウォームで構成されていることを特徴としている。
なおさらに、請求項5に係るギヤ機構付電動モータは、請求項4に係る発明において、前記ギヤ軸を支持する一方の転がり軸受位置に当該ギヤ軸のウォームを前記ウォームホイール側に予圧する予圧機構が配設され、他方の転がり軸受位置に軸方向反力を緩和する反力緩和機構が配設されていることを特徴としている。
Furthermore, an electric motor with a gear mechanism according to a fourth aspect is the invention according to any one of the first to third aspects, wherein the gear formed on the gear shaft is constituted by a worm that meshes with a worm wheel. It is characterized by.
Still further, an electric motor with a gear mechanism according to a fifth aspect is the preload mechanism according to the fourth aspect, wherein the worm of the gear shaft is preloaded on the worm wheel side at one rolling bearing position supporting the gear shaft. And a reaction force relaxation mechanism for relaxing the axial reaction force at the other rolling bearing position.

また、請求項6に係る電動パワーステアリング装置は、前記請求項1乃至5の何れか1項に記載のギヤ機構付電動モータを操舵系に対して操舵補助力を伝達する操舵補助機構に適用したことを特徴としている。   According to a sixth aspect of the present invention, in the electric power steering apparatus according to the sixth aspect, the electric motor with a gear mechanism according to any one of the first to fifth aspects is applied to a steering assist mechanism that transmits a steering assist force to a steering system. It is characterized by that.

本発明によれば、ギヤハウジングに前後一対の転がり軸受で支持されギヤを一体に形成したギヤ軸の自由端をモータ回転軸とし、当該モータ回転軸にロータを配置し、該ロータの外周面に対向する固定部にステータを配置し、前記モータ回転軸及び前記ロータ間に振動緩衝材を配置したので、ギヤハウジングにギヤ軸を片持ち状態で支持することができ、ロータ及びステータ側に転がり軸受保持部を設ける必要がないので、モータ構成を簡易小型化することができるという効果が得られる。   According to the present invention, a free end of a gear shaft that is supported by a pair of front and rear rolling bearings on a gear housing and integrally formed with a gear is used as a motor rotation shaft, a rotor is arranged on the motor rotation shaft, and the outer peripheral surface of the rotor Since the stator is arranged in the fixed portions facing each other and the vibration damping material is arranged between the motor rotation shaft and the rotor, the gear shaft can be supported in a cantilever state on the gear housing, and the rolling bearing is provided on the rotor and stator side. Since it is not necessary to provide a holding part, the effect that a motor structure can be reduced in size simply is acquired.

また、電動モータで発生するトルクリップルによる振動や電磁振動を振動緩衝材で吸収することができ、これら振動や電磁振動がギヤ軸に伝達されることを抑制することができ、作動音を小さくすることができ、モータ回転軸とギヤ軸との連結部に別部品の振動絶縁機構を設ける必要がなく、この分一体型のギヤ軸の軸方向長さを短くすることができるという効果が得られる。   In addition, vibration due to torque ripple generated by the electric motor and electromagnetic vibration can be absorbed by the vibration buffering material, and transmission of these vibration and electromagnetic vibration to the gear shaft can be suppressed, thereby reducing operating noise. Therefore, there is no need to provide a separate vibration isolation mechanism at the connecting portion between the motor rotation shaft and the gear shaft, and the axial length of the integral gear shaft can be shortened accordingly. .

しかも、振動緩衝材がモータ回転軸とロータヨークとの間に介挿されているので、ロータの慣性とバネによる共振周波数での共振ピークを振動緩衝材によってダンピングすることができ、電動モータの作動音を小さくすることができる。
さらに、ステータを構成するステータコアの一端をギヤハウジングにインロー結合することにより、電動モータをギヤハウジングに固定するためのフランジを設ける必要がなく、全体の構成を簡易小型化することができる。
In addition, since the vibration damping material is interposed between the motor rotation shaft and the rotor yoke, the resonance peak at the resonance frequency due to the inertia of the rotor and the spring can be damped by the vibration damping material, and the operating noise of the electric motor can be reduced. Can be reduced.
Furthermore, by connecting the one end of the stator core constituting the stator to the gear housing in-situ, there is no need to provide a flange for fixing the electric motor to the gear housing, and the entire configuration can be simplified and miniaturized.

さらにまた、ギヤ軸を支持する一方の転がり軸受にウォームをウォームホイール側に予圧する予圧機構を設けると共に、他方の転がり軸受に軸方向反力を緩和する反力緩和機構を設けることにより、ギヤ軸をフローティング構造で支持することができ、このフローティング構造でも振動緩衝効果を発揮することができる。   Furthermore, by providing a preload mechanism for preloading the worm toward the worm wheel on one of the rolling bearings supporting the gear shaft, and providing a reaction force relaxation mechanism for reducing the axial reaction force on the other rolling bearing, the gear shaft Can be supported by a floating structure, and even this floating structure can exhibit a vibration damping effect.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の一実施形態を示す全体構成図であって、図中、1は電動パワーステアリング装置であり、この電動パワーステアリング装置1は、運転者が操舵するステアリング機構2を備えている。
このステアリング機構2は、ステアリングホイール3に運転者から作用される操舵力が伝達される入力軸4aと出力軸4bとを有するステアリングシャフト4を有し、このステアリングシャフト4は、入力軸4aの一端がステアリングホイール3に連結され、他端は操舵トルク検出手段としての操舵トルクセンサ5を介して出力軸4bの一端に連結されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes an electric power steering apparatus. The electric power steering apparatus 1 includes a steering mechanism 2 that is steered by a driver. Yes.
The steering mechanism 2 includes a steering shaft 4 having an input shaft 4a and an output shaft 4b through which a steering force applied from a driver is transmitted to the steering wheel 3, and the steering shaft 4 is one end of the input shaft 4a. Is connected to the steering wheel 3, and the other end is connected to one end of the output shaft 4b via a steering torque sensor 5 as steering torque detecting means.

そして、出力軸4bに伝達された操舵力は、ユニバーサルジョイント6を介してロアシャフト7に伝達され、さらに、ユニバーサルジョイント8を介してピニオンシャフト9に伝達される。このピニオンシャフト9に伝達された操舵力はステアリングギヤ機構10を介してタイロッド11に伝達され、図示しない転舵輪を転舵させる。
ここで、ステアリングギヤ機構10は、ピニオンシャフト9に連結されたピニオン10aとこのピニオン10aに噛合するラック10bとを有するラックアンドピニオン形式に構成され、ピニオン10aに伝達された回転運動をラック10bで直進運動に変換している。
The steering force transmitted to the output shaft 4 b is transmitted to the lower shaft 7 via the universal joint 6 and further transmitted to the pinion shaft 9 via the universal joint 8. The steering force transmitted to the pinion shaft 9 is transmitted to the tie rod 11 via the steering gear mechanism 10 to steer a steered wheel (not shown).
Here, the steering gear mechanism 10 is configured in a rack-and-pinion type having a pinion 10a connected to the pinion shaft 9 and a rack 10b meshing with the pinion 10a, and the rack 10b transmits the rotational motion transmitted to the pinion 10a. It has been converted to straight movement.

ステアリングシャフト4の出力軸4bには、操舵補助力を出力軸4bに伝達する操舵補助機構12が連結されている。この操舵補助機構12は、出力軸4bに連結したウォーム減速機13と、このウォーム減速機13に連結された操舵補助力を発生する電動モータとしてのブラシレスモータ14とを備えている。
そして、このブラシレスモータ14が、操舵トルクセンサ5で検出されるステアリングホイール3に付与されて入力軸4aに伝達された操舵トルクが入力されると共に、車速を検出する車速センサ15から出力される車速検出値が入力された制御装置16によって駆動制御される。
A steering assist mechanism 12 that transmits a steering assist force to the output shaft 4b is connected to the output shaft 4b of the steering shaft 4. The steering assist mechanism 12 includes a worm speed reducer 13 connected to the output shaft 4 b and a brushless motor 14 as an electric motor that generates a steering assist force connected to the worm speed reducer 13.
The brushless motor 14 receives the steering torque applied to the steering wheel 3 detected by the steering torque sensor 5 and transmitted to the input shaft 4a, and the vehicle speed output from the vehicle speed sensor 15 that detects the vehicle speed. Drive control is performed by the control device 16 to which the detection value is inputted.

この制御装置16は、車速検出値をパラメータとして操舵トルクと操舵補助指令値との関係を記憶した制御マップを参照して、操舵補助指令値を算出し、算出した操舵補助指令値とブラシレスモータに流れるモータ電流とに基づいてフィードバック制御を行ってモータ電流指令値を算出し、算出したモータ電流指令値をインバータ回路で構成されるモータ駆動回路17に供給して、このモータ駆動回路17でモータ電流指令値と後述するブラシレスモータ14のロータ回転角を検出するレゾルバ36からの角度検出信号とに基づいて3相モータ駆動電流を形成し、この3相モータ駆動電流をブラシレスモータ14に供給することにより、ブラシレスモータ14で、操舵補助指令値に応じた操舵補助力を発生する。   The control device 16 refers to a control map that stores the relationship between the steering torque and the steering assist command value using the vehicle speed detection value as a parameter, calculates a steering assist command value, and calculates the calculated steering assist command value and the brushless motor. Based on the flowing motor current, feedback control is performed to calculate a motor current command value, and the calculated motor current command value is supplied to a motor drive circuit 17 constituted by an inverter circuit. A three-phase motor drive current is formed based on a command value and an angle detection signal from a resolver 36 that detects a rotor rotation angle of the brushless motor 14 described later, and this three-phase motor drive current is supplied to the brushless motor 14. The brushless motor 14 generates a steering assist force corresponding to the steering assist command value.

ウォーム減速機13は、図2に示すように、ギヤハウジング13aに内装された、出力軸4bに連結されたウォームホイール13b及びこのウォームホイール13bに噛合するウォーム13cを一体に形成したウォーム軸13dで構成されている。ここで、ウォーム軸13dのブラシレスモータ14とは反対側の端部がギヤハウジング13aに固定された転がり軸受13eによって回転自在に支持され、ウォーム軸13dの軸方向の略中央部がギヤハウジング13aに固定された転がり軸受13fによって回転自在に支持されている。   As shown in FIG. 2, the worm speed reducer 13 is a worm shaft 13d that is integrally formed with a worm wheel 13b that is connected to the output shaft 4b and that is engaged with the worm wheel 13b. It is configured. Here, the end of the worm shaft 13d opposite to the brushless motor 14 is rotatably supported by a rolling bearing 13e fixed to the gear housing 13a, and the substantially central portion in the axial direction of the worm shaft 13d is supported by the gear housing 13a. It is rotatably supported by a fixed rolling bearing 13f.

また、転がり軸受13eの軸方向外側にウォーム13cをウォームホイール13b側に一定圧で押圧する予圧機構21が配設されている。
さらに、ギヤハウジング13aの転がり軸受13fの左右両側にウォーム軸13dの軸方向の反力を緩和するダンパーとなるウォーム反力緩和機構24が配設されている。
一方、ブラシレスモータ14は、図2に示すように、ウォーム軸13dの自由端がギヤハウジング13aより右方に突出されてモータ回転軸30が一体に形成され、このモータ回転軸30にロータ31が固定されている。このため、ロータ31がウォーム軸13dによって片持ち状態で保持されている。
Further, a preload mechanism 21 that presses the worm 13c toward the worm wheel 13b with a constant pressure is provided outside the rolling bearing 13e in the axial direction.
Further, worm reaction force mitigating mechanisms 24 serving as dampers for mitigating the reaction force in the axial direction of the worm shaft 13d are disposed on the left and right sides of the rolling bearing 13f of the gear housing 13a.
On the other hand, as shown in FIG. 2, the brushless motor 14 has a worm shaft 13 d with its free end protruding rightward from the gear housing 13 a so that a motor rotation shaft 30 is integrally formed. A rotor 31 is attached to the motor rotation shaft 30. It is fixed. For this reason, the rotor 31 is held in a cantilever state by the worm shaft 13d.

また、ロータ31の外周面と対向する位置にステータ32が配設されている。このステータ32は、コイル33を巻装したステータコア34の左端側の外周面がギヤハウジング13aのモータ取付面13hに形成されたインロー孔部13iにインロー結合され、このステータ32の外周面及び右端面がギヤハウジング13aに固定された有底円筒状のケース35によって覆われている。   A stator 32 is disposed at a position facing the outer peripheral surface of the rotor 31. In the stator 32, the outer peripheral surface on the left end side of the stator core 34 around which the coil 33 is wound is in-row coupled to the spigot hole portion 13 i formed in the motor mounting surface 13 h of the gear housing 13 a, and the outer peripheral surface and the right end surface of the stator 32 are connected. Is covered with a bottomed cylindrical case 35 fixed to the gear housing 13a.

また、ギヤハウジング13aの転がり軸受13f及びステータ32間にロータ31の回転角を検出する回転角検出器としてのレゾルバ36を構成するレゾルバステータ37が固定され、このレゾルバステータ37に対向するモータ回転軸30にレゾルバロータ38が配設されている。
そして、ステータ32のコイル33のコイルエンド部に接続されたバスバー41及びレゾルバステータ37から導出されるロータ位置検出信号ライン(図示せず)がギヤハウジング13aに形成された導出孔13jから外部に導出されている。
A resolver stator 37 constituting a resolver 36 as a rotation angle detector for detecting the rotation angle of the rotor 31 is fixed between the rolling bearing 13f of the gear housing 13a and the stator 32, and a motor rotating shaft facing the resolver stator 37 is fixed. A resolver rotor 38 is disposed at 30.
A rotor position detection signal line (not shown) led out from the bus bar 41 and resolver stator 37 connected to the coil end portion of the coil 33 of the stator 32 is led out from a lead-out hole 13j formed in the gear housing 13a. Has been.

また、ロータ31は、図3(a)及び(b)に示すように、モータ回転軸30を挿通する円筒状のロータヨーク51と、このロータヨーク51の外周面に円周方向に等間隔で接着された例えば8枚の永久磁石52と、これら永久磁石52の外周面を覆う合成樹脂製のキャップ53とで構成されている。
そして、ロータヨーク51は、軸方向の両端に夫々端板54及び55が配設され、これら端板54,55及びロータヨーク51がこれらを貫通する例えば4本の締付シャフト56で固定されている。また、ロータヨーク51には、モータ回転軸30側と永久磁石52側とを半径方向に分離する十字形状の分離溝57が貫通して形成され、この分離溝57内に振動緩衝材58が充填されている。ここで、分離溝57は、隣接する締付シャフト56間に形成された4つの逆U字状部57aと、これら逆U字状部57aのモータ回転軸30側間を連結する円弧部57bとが連接されて環状に形成されている。
Further, as shown in FIGS. 3A and 3B, the rotor 31 is bonded to a cylindrical rotor yoke 51 through which the motor rotating shaft 30 is inserted, and an outer peripheral surface of the rotor yoke 51 at equal intervals in the circumferential direction. For example, the permanent magnet 52 includes eight permanent magnets 52 and a synthetic resin cap 53 that covers the outer peripheral surfaces of the permanent magnets 52.
The rotor yoke 51 is provided with end plates 54 and 55 at both ends in the axial direction, respectively. The end plates 54 and 55 and the rotor yoke 51 are fixed by, for example, four fastening shafts 56 penetrating them. The rotor yoke 51 is formed with a cross-shaped separation groove 57 that radially separates the motor rotating shaft 30 side and the permanent magnet 52 side, and the vibration damping material 58 is filled in the separation groove 57. ing. Here, the separation groove 57 includes four reverse U-shaped portions 57a formed between the adjacent tightening shafts 56, and an arc portion 57b that connects the reverse U-shaped portions 57a to the motor rotating shaft 30 side. Are connected and formed into an annular shape.

次に、上記実施形態の動作を説明する。
ステアリングホイール3を操舵すると、操舵トルクセンサ5で検出された操舵トルクと車速センサ15で検出した車速とに基づいて制御装置16で操舵補助指令値が算出される。この操舵補助指令値がモータ駆動回路17に供給され、このモータ駆動回路17によってブラシレスモータ14を回転駆動して操舵補助トルクを発生する。発生した操舵補助トルクはウォーム減速機13を介してステアリングシャフト4に伝達される。
Next, the operation of the above embodiment will be described.
When the steering wheel 3 is steered, the steering assist command value is calculated by the control device 16 based on the steering torque detected by the steering torque sensor 5 and the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 15. The steering assist command value is supplied to the motor drive circuit 17, and the brushless motor 14 is rotationally driven by the motor drive circuit 17 to generate a steering assist torque. The generated steering assist torque is transmitted to the steering shaft 4 via the worm speed reducer 13.

このとき、ウォーム減速機13のウォーム軸13dがギヤハウジング13aに配設された転がり軸受13e及び13fで回転自在に支持され、このウォーム軸13dの自由端がモータ回転軸30とされて、これにロータ31が一体に形成されているので、ブラシレスモータ14側に転がり軸受を設ける必要がなく、ウォーム軸13dの全長を短くしてブラシレスモータ14の軸方向長さを短くすることができ、ブラシレスモータ14の突出長を短くして小型化することができると共に、部品点数を減少させて組付工数を減少させることができる。   At this time, the worm shaft 13d of the worm speed reducer 13 is rotatably supported by rolling bearings 13e and 13f disposed in the gear housing 13a, and the free end of the worm shaft 13d is used as the motor rotation shaft 30. Since the rotor 31 is integrally formed, it is not necessary to provide a rolling bearing on the brushless motor 14 side, the overall length of the worm shaft 13d can be shortened, and the axial length of the brushless motor 14 can be shortened. The projecting length of 14 can be shortened to reduce the size, and the number of parts can be reduced to reduce the assembly man-hours.

しかも、ブラシレスモータ14を構成するステータ32のステータコア34のギヤハウジング13a側の外周面がギヤハウジング13aに形成されたインロー孔部13iにインロー結合されているので、ブラシレスモータ14をギヤハウジング13aに固定するためのフランジを省略することができ、この分全体の構成を簡易小型化することができる。
しかも、ロータ31のロータヨーク51内に永久磁石52側とモータ回転軸30側とを分離する分離溝57が形成され、この分離溝57内に振動緩衝材58が充填されているので、この振動緩衝材58によって、ロータ31で発生するトルクリップルによる振動や電磁振動を絶縁して、トルクリップルによる振動や電磁振動がウォーム軸13dに伝達されることを抑制することができると共に、ロータの慣性とバネによる共振周波数での共振ピークを振動緩衝材によってダンピングすることができ、電動モータの作動音を小さくすることができる。
Moreover, since the outer peripheral surface of the stator core 34 of the stator 32 constituting the brushless motor 14 on the side of the gear housing 13a is in-row coupled to the in-hole portion 13i formed in the gear housing 13a, the brushless motor 14 is fixed to the gear housing 13a. Therefore, the entire configuration can be simplified and miniaturized.
In addition, a separation groove 57 that separates the permanent magnet 52 side and the motor rotating shaft 30 side is formed in the rotor yoke 51 of the rotor 31, and the vibration damping material 58 is filled in the separation groove 57. The material 58 can insulate the vibration caused by the torque ripple and electromagnetic vibration generated in the rotor 31 to suppress the vibration caused by the torque ripple and the electromagnetic vibration from being transmitted to the worm shaft 13d, and the inertia and spring of the rotor. The resonance peak at the resonance frequency can be damped by the vibration buffer material, and the operation sound of the electric motor can be reduced.

さらに、ウォーム軸13dとモータ回転軸30とが一体化されていることで、ウォーム軸13dの軸方向の共振周波数が低周波数化することにより、振動、騒音問題が懸念されるが、ウォーム軸13dに予圧機構21及びウォーム反力緩和機構24が設けられているので、これら予圧機構21及びウォーム反力緩和機構24がフローティング機構となり、振動緩衝効果を発揮することができる。   Further, since the worm shaft 13d and the motor rotating shaft 30 are integrated, the resonance frequency in the axial direction of the worm shaft 13d is lowered, so there is a concern about vibration and noise problems. Since the preload mechanism 21 and the worm reaction force mitigating mechanism 24 are provided, the preload mechanism 21 and the worm reaction force mitigating mechanism 24 become a floating mechanism and can exhibit a vibration buffering effect.

このようにブラシレスモータ14を構成することにより、電動パワーステアリング装置1の構成も小型化することができ、電動パワーステアリング装置1を車両に搭載する際の他部品との緩衝に対する制約を緩和し取付性を向上させることができると共に、標準化を容易にすることができる。また、電動パワーステアリング装置1の全体の部品点数の削減及び小型化を図ることができ、品質の改善、信頼性の向上及びコストダウンを図ることができる。   By configuring the brushless motor 14 in this way, the configuration of the electric power steering device 1 can be reduced in size, and the restriction on the buffering with other components when the electric power steering device 1 is mounted on a vehicle is relaxed and attached. Can be improved, and standardization can be facilitated. Further, the overall number of parts of the electric power steering apparatus 1 can be reduced and the size thereof can be reduced, so that the quality, the reliability, and the cost can be reduced.

なお、上記実施形態においては、ロータ回転角を検出する回転角検出器としてレゾルバ36を適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ホール素子などの磁気検出素子や、ロータリエンコーダ等の任意の回転角検出器を適用することができる。
また、上記実施形態においては、ウォーム軸13dにウォーム13cを一体に形成した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ウォーム13cを別体としてウォーム軸13dに溶接、接着等の固定手段で固定するようにしてもよい。
In the above embodiment, the case where the resolver 36 is applied as a rotation angle detector for detecting the rotation angle of the rotor has been described. However, the present invention is not limited to this, and a magnetic detection element such as a Hall element or a rotary encoder Any rotation angle detector such as can be applied.
In the above-described embodiment, the case where the worm 13c is integrally formed with the worm shaft 13d has been described. However, the present invention is not limited to this, and the worm 13c is separately provided and fixed to the worm shaft 13d by welding, adhesion, or the like. It may be fixed by means.

さらに、上記実施形態ではウォーム13cをウォームホイール13b側に押圧する予圧機構21は、上記構成に限定されるものではなく、ウォーム13cをウォームホイール13b側に予圧できるものであれば任意の構成の予圧機構を適用することができる。
さらにまた、上記実施形態においては、電動モータとしてブラシレスモータを適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ブラシ付モータを適用することもでき、この場合にはレゾルバ36を省略することができる。
Further, in the above-described embodiment, the preload mechanism 21 that presses the worm 13c toward the worm wheel 13b is not limited to the above-described configuration, and any preload can be used as long as the worm 13c can be preloaded to the worm wheel 13b. Mechanisms can be applied.
Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the brushless motor is applied as the electric motor has been described. However, the present invention is not limited to this, and a brush motor can be applied. In this case, the resolver 36 is omitted. can do.

なおさらに、上記実施形態においては、ギヤ機構付電動モータ14をコラム式電動パワーステアリング装置1に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ステアリングギヤ機構10のピニオン軸又はラック軸に操舵補助力を伝達するピニオン式又はラック式電動パワーステアリング装置にも本発明を適用することができる。
また、上記実施形態においては、本発明のギヤ機構付電動モータ14を電動パワーステアリング装置に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、電動ブレーキ装置やその他の車載機器等の任意の機器の回転駆動源として適用することができ、さらには車載機器以外の任意の機器の回転駆動源として適用することができる。
In the above embodiment, the case where the gear mechanism-equipped electric motor 14 is applied to the column-type electric power steering apparatus 1 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the pinion shaft or rack of the steering gear mechanism 10 is not limited thereto. The present invention can also be applied to a pinion type or rack type electric power steering apparatus that transmits a steering assist force to the shaft.
Moreover, in the said embodiment, although the case where the electric motor 14 with a gear mechanism of this invention was applied to the electric power steering apparatus was demonstrated, it is not limited to this, An electric brake device, other vehicle equipment, etc. The present invention can be applied as a rotational drive source for an arbitrary device, and further can be applied as a rotational drive source for an arbitrary device other than an in-vehicle device.

本発明の一実施形態を示す概略構成図である。It is a schematic structure figure showing one embodiment of the present invention. 本発明のギヤ機構付電動モータを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the electric motor with a gear mechanism of this invention. ロータを示す図であって、(a)は断面図、(b)は(a)のA−A線断面図である。It is a figure which shows a rotor, Comprising: (a) is sectional drawing, (b) is the sectional view on the AA line of (a).

符号の説明Explanation of symbols

1…電動パワーステアリング装置、2…ステアリング機構、3…ステアリングホイール、4…ステアリングシャフト、4a…入力軸、4b…出力軸、10…ステアリングギヤ、12…操舵補助機構、13…ウォーム減速機、13a…ギヤハウジング、13b…ウォームホイール、13c…ウォーム、13d…ウォーム軸、13e,13f…転がり軸受、14…ブラシレスモータ、16…制御装置、17…モータ駆動回路、21…予圧機構、22…ウォーム反力緩和機構、30…モータ回転軸、31…ロータ、32…ステータ、35…ケース、36…レゾルバ、51…ロータヨーク、52…永久磁石、53…キャップ、57…分離溝、58…振動緩衝材   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric power steering device, 2 ... Steering mechanism, 3 ... Steering wheel, 4 ... Steering shaft, 4a ... Input shaft, 4b ... Output shaft, 10 ... Steering gear, 12 ... Steering assist mechanism, 13 ... Worm speed reducer, 13a ... Gear housing, 13b ... Worm wheel, 13c ... Worm, 13d ... Worm shaft, 13e, 13f ... Rolling bearing, 14 ... Brushless motor, 16 ... Control device, 17 ... Motor drive circuit, 21 ... Preload mechanism, 22 ... Worm anti-warm Force relaxation mechanism, 30 ... motor rotation shaft, 31 ... rotor, 32 ... stator, 35 ... case, 36 ... resolver, 51 ... rotor yoke, 52 ... permanent magnet, 53 ... cap, 57 ... separation groove, 58 ... vibration buffer

Claims (6)

ギヤハウジングに前後一対の転がり軸受で支持されギヤを形成したギヤ軸の自由端をモータ回転軸とし、当該モータ回転軸にロータを配置し、該ロータの外周面に対向する固定部にステータを配置し、前記モータ回転軸及び前記ロータ間に振動緩衝材を配置したことを特徴とするギヤ機構付電動モータ。   The free end of the gear shaft that is supported by a pair of front and rear rolling bearings on the gear housing and forms a gear is used as the motor rotation shaft, the rotor is disposed on the motor rotation shaft, and the stator is disposed on the fixed portion facing the outer peripheral surface of the rotor An electric motor with a gear mechanism, wherein a vibration damping material is disposed between the motor rotation shaft and the rotor. 前記ステータを構成するステータコアの一端が前記ギヤハウジングにインロー結合されていることを特徴とする請求項1に記載のギヤ機構付電動モータ。   2. The electric motor with a gear mechanism according to claim 1, wherein one end of a stator core constituting the stator is in-row coupled to the gear housing. 前記ギヤハウジングの前記ロータ側の転がり軸受と前記ロータとの間に当該ロータの回転角を検出する回転角検出器を収容する検出器収容部を配設したことを特徴とする請求項1又は2に記載のギヤ機構付電動モータ。   The detector accommodating part which accommodates the rotation angle detector which detects the rotation angle of the said rotor between the rolling bearing by the side of the said rotor of the said gear housing, and the said rotor is arrange | positioned. The electric motor with a gear mechanism described in 1. 前記ギヤ軸に形成したギヤはウォームホイールに噛合するウォームで構成されていることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載のギヤ機構付電動モータ。   The electric motor with a gear mechanism according to any one of claims 1 to 3, wherein the gear formed on the gear shaft is configured by a worm that meshes with a worm wheel. 前記ギヤ軸を支持する一方の転がり軸受位置に当該ギヤ軸のウォームを前記ウォームホイール側に予圧する予圧機構が配設され、他方の転がり軸受位置に軸方向反力を緩和する反力緩和機構が配設されていることを特徴とする請求項4に記載のギヤ機構付電動モータ。   A preload mechanism that preloads the worm of the gear shaft toward the worm wheel is disposed at one rolling bearing position that supports the gear shaft, and a reaction force relaxation mechanism that relieves axial reaction force at the other rolling bearing position. The electric motor with a gear mechanism according to claim 4, wherein the electric motor is provided. 前記請求項1乃至5の何れか1項に記載のギヤ機構付電動モータを操舵系に対して操舵補助力を伝達する操舵補助機構に適用したことを特徴とする電動パワーステアリング装置。   6. An electric power steering apparatus, wherein the electric motor with a gear mechanism according to claim 1 is applied to a steering assist mechanism that transmits a steering assist force to a steering system.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013005626A (en) * 2011-06-17 2013-01-07 Nsk Ltd Motor and electric power steering device
JP2013258805A (en) * 2012-06-11 2013-12-26 Nsk Ltd Motor and electrically driven power steering device
RU2721452C1 (en) * 2019-12-09 2020-05-19 Общество с ограниченной ответственностью "Завод механических трансмиссий Power steering amplifier with electric drive

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