JP2010254194A - Electric power steering device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、電動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.
車両用操舵装置として、種々の電動パワーステアリング装置が知られている(たとえば特許文献1〜2参照)。
特許文献1の電動パワーステアリング装置では、電動モータの駆動軸に連結された回転軸に、軸方向に移動可能なウォーム筒を外嵌している。また、上記回転軸に、ウォーム筒を両側から弾性的に付勢する一対の弾性部材が外嵌されている。さらに、上記一対の弾性部材の両側に、回転軸の回転トルクの上昇に応じて弾性部材を介してウォーム筒を両側から挟持して、ウォーム筒を回転軸と一体回転させるためのトルクカム機構が設けられている。
Various electric power steering devices are known as vehicle steering devices (see, for example,
In the electric power steering apparatus of
特許文献1では、電動モータの回転時には、ウォーム筒と回転軸を一体化させることにより、適度なバックラッシを確保し、電動モータの停止時には、弾性部材の軸方向の押付け力によって、バックラッシをなくすようにしている。
一方、特許文献2の電動パワーステアリング装置では、ウォームホイールの歯の一部をバックラッシを小さくする方向に偏倚させた偏倚部を設け、操舵中立位置の近傍領域でのバックラッシ量を残りの領域よりも小さく設定している。
In
On the other hand, the electric power steering device of Patent Document 2 is provided with a biased portion in which a part of the teeth of the worm wheel is biased in the direction of reducing the backlash, and the backlash amount in the region near the steering neutral position is set to be larger than that in the remaining region. It is set small.
上記の特許文献1では、ウォーム軸を回転軸とウォーム筒という2つの部品で構成し、さらに、一対の弾性部材および一対のトルクカム機構を設けるので、構造が複雑である。また、上記の特許文献2では、偏倚部が摩耗してバックラッシが大きくなると歯打ち音(ラトル音)が発生するおそれがある。
ところで、ウォーム軸をその一端を中心に揺動可能に支持し、弾性部材によって、ウォーム軸の他端を介してウォーム軸を揺動付勢することによりバックラッシを除去する電動パワーステアリング装置がある。
In the above-mentioned
By the way, there is an electric power steering device that supports a worm shaft so that it can swing around one end thereof, and removes backlash by urging the worm shaft through an elastic member via the other end of the worm shaft.
このようにバックラッシ除去のためにウォーム軸を揺動させる方式では、ウォーム軸を揺動させた状態でウォーム軸とウォームホイールの間でトルク伝達が行われた場合、局所的に高い面圧が生じて偏摩耗を発生し、耐久性が低下するおそれがある。また、偏摩耗の助長により、揺動付勢に拘らず歯打ち音(ラトル音)が発生するおそれがある。
本発明の目的は、ウォーム軸を揺動させてバックラッシを除去する方式の電動パワーステアリング装置において、簡単な構造で騒音の発生を長期にわたって防止することができ、且つ耐久性に優れた電動パワーステアリング装置を提供することである。
As described above, in the system in which the worm shaft is swung to remove backlash, a high surface pressure is locally generated when torque is transmitted between the worm shaft and the worm wheel while the worm shaft is swung. This may cause uneven wear and reduce durability. Moreover, there is a risk that rattling noise (rattle noise) may be generated regardless of the oscillating bias due to the promotion of uneven wear.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is an electric power steering apparatus that removes backlash by swinging a worm shaft, and can prevent generation of noise over a long period of time with a simple structure and has excellent durability. Is to provide a device.
上記目的を達成するための本発明は、第1および第2の端部(27、28)を有し、第1の端部を回転可能に支持する第1の軸受(33)によって第1の端部を中心に揺動可能に支持されたウォーム軸(23)と、ウォーム軸の第2の端部を支持する第2の軸受(34)をウォーム軸およびウォームホイール(24)の中心間距離(D1)が短くなる方向に弾性的に付勢することにより、上記第1の端部を中心にウォーム軸を揺動させる弾性付勢部材(25)と、上記ウォーム軸の第1の端部と電動モータ(20)の回転軸(32)とをトルク伝達可能に接続する継手(26、226)と、を備え、上記継手は、電動モータの駆動時に第1の軸受に作用してウォーム軸の揺動を規制する規制機構(54、254)と、電動モータの停止時に上記規制機構による規制を解除する規制解除機構(51)と、を含むことを特徴とする電動パワーステアリング装置(1)である(請求項1)。 To achieve the above object, the present invention has a first bearing (33) having first and second ends (27, 28) and rotatably supporting the first end. The distance between the center of the worm shaft and the worm wheel (24) is the worm shaft (23) supported so as to be swingable about the end portion and the second bearing (34) supporting the second end portion of the worm shaft. An elastic biasing member (25) that swings the worm shaft around the first end by elastically biasing (D1) in the direction of shortening, and the first end of the worm shaft And a rotary shaft (32) of the electric motor (20), and a joint (26, 226) that connects the torque shaft so that torque can be transmitted. The joint acts on the first bearing when the electric motor is driven to act on the worm shaft. The regulation mechanism (54, 254) that regulates the swing of the motor and Restriction release mechanism for releasing the restriction by the restricting mechanism (51) is an electric power steering apparatus characterized by comprising (1) (claim 1).
本発明によれば、電動モータの停止時には、継手に設けられた規制解除機構によってウォーム軸の揺動の規制が解除されるので、ウォーム軸とウォームホイールとの間に、トルク伝達による押圧力が作用しない状態で、ウォーム軸を弾性付勢力によって揺動させてウォーム軸とウォームホイールとの間のバックラッシを除去することができる。これにより、たとえば直進走行時のラトル音の発生を防止することができる。 According to the present invention, when the electric motor is stopped, the regulation of the worm shaft is released by the regulation release mechanism provided in the joint, so that a pressing force due to torque transmission is applied between the worm shaft and the worm wheel. The backlash between the worm shaft and the worm wheel can be removed by swinging the worm shaft with an elastic biasing force in a state where it does not act. Thereby, generation | occurrence | production of the rattle sound at the time of a straight drive can be prevented, for example.
また、電動モータの駆動時に、継手に設けられた規制機構によってウォーム軸の揺動を規制するので、トルク伝達時のウォーム軸とウォームホイールとの間の面圧が局所的に高くなることがなく、その結果、偏摩耗の防止を通じて耐久性を向上させることができる。また、偏摩耗に起因するラトル音の発生を長期にわたって防止することができる。
さらに、上記の規制機構および規制解除機構を継手に設けるので、構造を簡素化することができる。
In addition, since the worm shaft swing is restricted by a restriction mechanism provided in the joint when the electric motor is driven, the surface pressure between the worm shaft and the worm wheel during torque transmission does not increase locally. As a result, durability can be improved through prevention of uneven wear. Moreover, generation of rattle noise due to uneven wear can be prevented over a long period of time.
Furthermore, since the restriction mechanism and the restriction release mechanism are provided in the joint, the structure can be simplified.
また、上記第1の軸受は、軸方向(X1)に移動不能な外輪(38)と、ウォーム軸と軸方向(X1)に移動可能な内輪(37)と、転動体(39)とを含み、上記第1の軸受は、ウォーム軸の揺動を許容するための内部隙間(G1)を有し、上記内部隙間が除去されるまで内輪が外輪に対して軸方向に移動したときに、ウォーム軸の揺動が規制される場合がある(請求項2)。この場合、ウォーム軸を軸方向に移動させることにより、外輪および内輪を軸方向に相対移動させて、第1の軸受の内部隙間を除去することができる。これにより、ウォーム軸の揺動を規制することができる。 The first bearing includes an outer ring (38) that cannot move in the axial direction (X1), an inner ring (37) that can move in the axial direction (X1), and a rolling element (39). The first bearing has an internal gap (G1) for allowing the worm shaft to swing, and when the inner ring moves in the axial direction relative to the outer ring until the internal gap is removed, the worm shaft There is a case where the swing of the shaft is restricted (claim 2). In this case, by moving the worm shaft in the axial direction, the outer ring and the inner ring can be relatively moved in the axial direction, and the internal clearance of the first bearing can be removed. Thereby, the swing of the worm shaft can be restricted.
また、上記継手は、ウォーム軸と同行回転可能に連結された第1の部材(43、243)と、電動モータの回転軸と同行回転可能に連結された第2の部材(44、244)と、第1および第2の部材の回転方向の位相ずれに伴って、ウォーム軸を軸方向に移動させる上記規制機構としての駆動機構(54、254)を含む場合がある(請求項3)。この場合、電動モータが駆動されると、第1および第2の部材の回転方向の位相がずれる。そして、第1および第2の部材の回転方向の位相ずれに伴って、駆動機構がウォーム軸を軸方向に移動させる。これにより、第1の軸受の内部隙間が除去され、ウォーム軸の揺動が規制される。上記駆動機構はカム機構(54、254)を含むことが好ましい(請求項4)。 The joint includes a first member (43, 243) coupled to the worm shaft so as to be capable of rotating together with a worm shaft, and a second member (44, 244) coupled to be capable of rotating together with the rotary shaft of the electric motor. A drive mechanism (54, 254) as the restricting mechanism for moving the worm shaft in the axial direction in accordance with a phase shift in the rotation direction of the first and second members may be included (claim 3). In this case, when the electric motor is driven, the phases of the rotation directions of the first and second members are shifted. The drive mechanism moves the worm shaft in the axial direction in accordance with the phase shift in the rotational direction of the first and second members. Thereby, the internal clearance of the first bearing is removed, and the swing of the worm shaft is restricted. The drive mechanism preferably includes a cam mechanism (54, 254).
また、上記規制解除機構は、第1および第2の部材を連結する弾性部材(51)を含み、上記弾性部材は、第1および第2の部材の位相ずれをなくすように第1および第2の部材に付勢力を与える場合がある(請求項5)。この場合、電動モータが停止されると、第1および第2の部材に作用する電動モータからのトルクがなくなるので、弾性部材の付勢力によって、第1および第2の部材の位相が合わされる。これにより、駆動機構からの力が除去される。したがって、第1の軸受に再び内部隙間が確保され、規制機構による規制が解除される。 The deregulation mechanism includes an elastic member (51) that connects the first and second members, and the elastic member includes the first and second members so as to eliminate a phase shift between the first and second members. In some cases, an urging force is applied to the member. In this case, when the electric motor is stopped, torque from the electric motor acting on the first and second members disappears, so that the phases of the first and second members are matched by the biasing force of the elastic member. Thereby, the force from the drive mechanism is removed. Therefore, the internal clearance is secured again in the first bearing, and the restriction by the restriction mechanism is released.
なお、上記において、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。 In the above description, the alphanumeric characters in parentheses represent reference numerals of corresponding components in the embodiments described later, but the scope of the claims is not limited by these reference numerals.
図1は、本発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置1の概略構成の模式図である。以下では図1を参照して、電動パワーステアリング装置1の概略構成について説明する。
電動パワーステアリング装置1は、たとえば、いわゆるコラムアシスト式のステアリング装置である。電動パワーステアリング装置1は、操舵部材としてのステアリングホイール2と、ステアリングホイール2に連結されたステアリングシャフト3と、転舵機構としてのラックアンドピニオン機構4と、運転者の操舵を補助する操舵補助機構5とを備えている。
FIG. 1 is a schematic diagram of a schematic configuration of an electric
The electric
ステアリングシャフト3は、トーションバー6を介して相対回転可能に連結された入力軸7および出力軸8を含む。入力軸7の一端は、ステアリングホイール2に連結されており、出力軸8の一端は、第1の自在継手9を介して中間軸10の一端に連結されている。また、中間軸10の他端は、第2の自在継手11を介してラックアンドピニオン機構4に連結されている。ステアリングホイール2は、ステアリングシャフト3および中間軸10等を介してラックアンドピニオン機構4に連結されている。
The steering shaft 3 includes an input shaft 7 and an
ステアリングホイール2に操舵トルクが入力されると、入力軸7および出力軸8は、相対回転しつつ同一方向に回転する。ステアリングホイール2に入力された操舵トルクは、ステアリングシャフト3の近傍に配置されたトルクセンサ12によって検出される。トルクセンサ12は、入力軸7および出力軸8の相対回転変位量に基づいて操舵トルクを検出する。トルクセンサ12のトルク検出結果は、ECU13(Electronic Control Unit:電子制御ユニット)に入力される。
When a steering torque is input to the steering wheel 2, the input shaft 7 and the
ラックアンドピニオン機構4は、ピニオン軸14およびラック軸15を備えている。ステアリングホイール2は、ステアリングシャフト3および中間軸10等を介してピニオン軸14に連結されている。また、ラック軸15の各端部には、タイロッド16およびナックルアーム(図示せず)を介して転舵輪17が連結されている。ステアリングホイール2の回転は、ピニオン軸14に伝達され、ピニオン軸14の回転は、ピニオン18およびラック19によってラック軸15の軸方向移動に変換される。2つの転舵輪17は、ラック軸15の軸方向への移動に連動して転舵される。
The rack and pinion mechanism 4 includes a
操舵補助機構5は、電動モータ20と、減速機構21と、減速機構21を収容するギヤハウジング22とを備えている。減速機構21は、駆動ギヤとしてのウォーム軸23と、ウォーム軸23に噛み合う従動ギヤとしてのウォームホイール24とを含む。ウォーム軸23は、電動モータ20に連結されており、ウォームホイール24は、出力軸8の途中部に同行回転可能に連結されている。電動モータ20の回転は、ウォーム軸23およびウォームホイール24を介して出力軸8に伝達される。これにより、電動モータ20の回転がラックアンドピニオン機構4に伝達され、運転者の操舵が補助される。電動モータ20は、トルクセンサ12のトルク検出結果や図示しない車速センサの車速検出結果等に基づいて、ECU13によって制御される。
The steering assist mechanism 5 includes an
図2は、電動モータ20の停止時における減速機構21およびこれに関連する構成の図解図である。以下では、図2を参照して、操舵補助機構5についてより具体的に説明する。
操舵補助機構5は、上述のウォーム軸23およびウォームホイール24と、ウォーム軸23を弾性的に付勢する弾性付勢部材25と、ウォーム軸23および電動モータ20をトルク伝達可能に接続する継手26とを備えている。ウォーム軸23は、第1の端部27および第2の端部28と、第1の端部27および第2の端部28間に配置されたウォーム29とを含む。ウォーム軸23は、たとえば鉄を含む材料により形成されている。また、ウォームホイール24は、出力軸8(図1参照)に同行回転可能に連結された環状の芯金30と、芯金30の周囲を取り囲んで外周部に歯が形成された合成樹脂部材31とを含む。芯金30は、たとえばインサート成形によって合成樹脂部材31に連結されている。
FIG. 2 is an illustrative view of the
The steering assist mechanism 5 includes the
ウォーム軸23の第1の端部27は、継手26によって、電動モータ20の回転軸32にトルク伝達可能に接続されている。第1の端部27は、第1の軸受33によって回転可能に支持されている。また、ウォーム軸23の第2の端部28は、第2の軸受34によって回転可能に支持されている。第1の軸受33および第2の軸受34は、それぞれ、ギヤハウジング22に設けられた第1の保持部35および第2の保持部36によって保持されている。したがって、ウォーム軸23は、第1の軸受33および第2の軸受34を介して、ギヤハウジング22に回転可能に支持されている。
The
第1の軸受33および第2の軸受34は、たとえば、ラジアル転がり玉軸受である。第1の軸受33は、第1の内輪37、第1の外輪38、および第1の転動体39を含む。また、第2の軸受34は、第2の内輪40、第2の外輪41、および第2の転動体42を含む。第1の内輪37、第1の外輪38、および第1の転動体39の形状および大きさは、第1の軸受33に内部隙間が生じるように設定されている。また、第2の内輪40、第2の外輪41、および第2の転動体42の形状および大きさは、第2の軸受34に内部隙間が生じるように設定されている。後述するように、電動モータ20が停止されている状態では、第1の軸受33および第2の軸受34に内部隙間が確保されている(図7参照)。
The
第1の内輪37は、ウォーム軸23の軸方向X1に関して、第1の端部27に同行移動可能に連結されている。また、第1の外輪38は、第1の外輪38の軸方向X1および径方向に関して、ギヤハウジング22に移動不能に支持されている。
一方、第2の内輪40は、ウォーム軸23の軸方向X1に関して、第2の端部28に同行移動可能に連結されている。また、第2の外輪41は、所定方向A1(図2における紙面の上下方向)に第2の保持部36内を移動可能に支持されている。したがって、第2の外輪41およびウォーム軸23の第2の端部28は、所定方向A1に第2の保持部36内を移動することができる。第1の軸受33および第2の軸受34に内部隙間が確保されている状態では、ウォーム軸23は、ギヤハウジング22に対して第1の端部27を中心に揺動可能に支持される。
The first
On the other hand, the second
弾性付勢部材25は、所定方向A1に第2の軸受34を弾性的に付勢している(図2における矢印を参照)。弾性付勢部材25としては、たとえば、合成ゴムまたは合成樹脂製の弾性体や、湾曲板ばね、圧縮コイルばねなどのばねが挙げられる。ウォーム軸23の第2の端部28は、第2の軸受34を介して弾性付勢部材25によって弾性的に付勢されている。電動モータ20の停止時には、ウォーム軸23は、弾性付勢部材25による付勢力によって第1の端部27を中心に揺動変位している。これにより、ウォーム軸23およびウォームホイール24の中心間距離D1が短縮され、ウォーム軸23およびウォームホイール24の噛み合い部のバックラッシが、電動モータ20の停止時という条件で、一時的に除去されている。
The
図3は、電動モータ20の停止時における継手26およびこれに関連する構成の図解的な外観図である。また、図4は、電動モータ20の停止時における継手26およびこれに関連する構成の図解的な部分断面図である。以下では、図3および図4を参照して、継手26について説明する。
継手26は、ウォーム軸23の第1の端部27と同行回転可能に連結された第1の部材43と、電動モータ20の回転軸32と同行回転可能に連結された第2の部材44とを含む。第1の部材43は、円筒状の第1の周壁45と、第1の周壁45の一端部に連結された円板状の第1の端壁46とを含む。また、第2の部材44は、円筒状の第2の周壁47と、第2の周壁47の一端に連結された円板状の第2の端壁48とを含む。第1の部材43は、ウォーム軸23の軸方向X1に関して、ウォーム軸23に同行移動可能に連結されている。
FIG. 3 is an illustrative external view of the joint 26 and the related configuration when the
The joint 26 includes a
図3に示すように、第1の周壁45の他端部および第2の周壁47の他端部には、それぞれ、複数の第1の山形歯49および複数の第2の山形歯50が形成されている。複数の第1の山形歯49および複数の第2の山形歯50は、互いにかみ合っている。また、図4に示すように、第1の端壁46および第2の端壁48は、規制解除機構としての弾性部材51によって相対回転可能に連結されている。弾性部材51は、たとえば、合成ゴムや合成樹脂を含む材料により形成されている。
As shown in FIG. 3, a plurality of
複数の第1の山形歯49は、第1の周壁45の周方向に配列されている。各第1の山形歯49は、第1の周壁45の軸方向に突出している。各第1の山形歯49は、互いに逆方向に傾斜する一対の第1の傾斜面52を含む。
また、複数の第2の山形歯50は、第2の周壁47の周方向に配列されている。各第2の山形歯50は、第2の周壁47の軸方向に突出している。各第2の山形歯50は、互いに逆方向に傾斜する一対の第2の傾斜面53を含む。各第2の傾斜面53は、対応する第1の傾斜面52に係合している。電動モータ20から第2の部材44に伝達されたトルクは、第1の傾斜面52および第2の傾斜面53の係合部分を介して第1の部材43に伝達される。
The plurality of
The plurality of
また、第1の部材43および第2の部材44は、それぞれ、鉄よりも摩擦係数の小さい低摩擦材料により形成されている。さらに、第1の部材43および第2の部材44には、それぞれ、強化繊維が含まれている。低摩擦材料としては、たとえば、PA6、PA66、PA46、PA12、PA11、PA610、PA612などのナイロン系材料、PPA、PA6、PA6T、PA9Tなどの芳香族ナイロン、PPS、POM、PET、PBT、PI、PAI、PEEKを含む材料が挙げられる。また、強化繊維としては、たとえば、CF(カーボン繊維)、GF(ガラス繊維)、AF(アラミド繊維)が挙げられる。
The
図5は、電動モータ20の停止時における継手26およびこれに関連する構成の図解的な側面図である。また、図6は、電動モータ20の駆動時における継手26およびこれに関連する構成の図解的な側面図である。以下では、図5および図6を参照して、電動モータ20が駆動されるとき、および電動モータ20が停止されるときの継手26の動作について説明する。
FIG. 5 is a schematic side view of the joint 26 and the configuration related thereto when the
電動モータ20が駆動されると、第2の部材44にトルクが伝達される。このとき、図6に示すように、第1の山形歯49と第2の山形歯50の噛み合いが回転方向にずれて、第1の部材43および第2の部材44の回転方向の位相がずれる。この実施形態では、第1の部材43および第2の部材44がそれぞれ低摩擦材料で形成されているので、第1の部材43および第2の部材44の回転方向の位相を容易にずらすことができる。
When the
また、第1の山形歯49と第2の山形歯50の噛み合いが回転方向にずれると、図6に示すように、第1の部材43は、第2の部材44に対してウォーム軸23側へ軸方向X1に移動する。また、第2の部材44に対する第1の部材43の軸方向移動に伴って、弾性部材51が軸方向X1に弾性的に伸長する。さらに、第1の部材43および第2の部材44の回転方向の位相ずれに伴って、弾性部材51は中心軸線まわりに弾性的にねじられる。この実施形態では、複数の第1の山形歯49および複数の第2の山形歯50によって、規制機構および駆動機構としてのカム機構54が構成されている。
Further, when the meshing of the
一方、電動モータ20の駆動が停止されると、弾性部材51は、第1の部材43および第2の部材44の回転方向の位相ずれをなくすように第1の部材43および第2の部材44に付勢力を与える。より具体的には、弾性部材51の弾性ねじり変形により生じる復元力によって、第1の部材43および第2の部材44が相対回転して、第1の部材43および第2の部材44の回転方向の位相が合わされる。また、弾性部材51の弾性的な伸長により生じる復元力によって、第1の部材43が第2の部材44の方に引っ張られて、第1の部材43が第2の部材44に近づくように軸方向X1に移動する。これにより、第1の部材43および第2の部材44の相対的な位置関係が、電動モータ20が駆動される前の状態に復元される。
On the other hand, when the drive of the
図7は、電動モータ20の停止時における第1の軸受33の図解的な断面図である。また、図8は、電動モータ20の駆動時における第1の軸受33の図解的な断面図である。以下では、図2、図7および図8を参照して、電動モータ20の駆動時および停止時における第1の内輪37の動作について説明する。
電動モータ20が駆動されると、上述のように、第1の部材43が、第2の部材44に対してウォーム軸23側へ軸方向X1に移動する。したがって、ウォーム軸23の軸方向X1に関して第1の部材43に同行移動可能に連結されているウォーム軸23がウォーム軸23の軸方向X1に移動する。さらに、ウォーム軸23の軸方向X1に関して第1の端部27に同行移動可能に連結されている第1の内輪37がウォーム軸23の軸方向X1に移動する。したがって、電動モータ20が駆動されると、図8に示すように、第1の内輪37および第1の外輪38がウォーム軸23の軸方向X1に相対移動して、第1の軸受33に確保されていた内部隙間G1(図7参照)が除去される。図示はしないが、ウォーム軸23が軸方向X1に移動すると、ウォーム軸23の軸方向X1に関して第2の端部28に同行移動可能に連結されている第2の内輪40がウォーム軸23の軸方向X1に移動する。したがって、第2の内輪40および第2の外輪41がウォーム軸23の軸方向X1に相対移動して、第2の軸受34に確保されていた内部隙間が除去される。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the
When the
図9は、減速機構21の要部の図解図である。以下では、図2および図9を参照して、電動モータ20の駆動時、停止時、および駆動状態から停止状態への移行時におけるウォーム軸23の状態について説明する。
電動モータ20が停止されている状態では、上述のように、第1の軸受33および第2の軸受34に内部隙間が確保されている。また、電動モータ20が停止されている状態では、ウォーム軸23は、ギヤハウジング22に対して第1の端部27を中心に揺動可能に支持されている。さらに、ウォーム軸23の第2の端部28は、第2の軸受34を介して弾性付勢部材25によって弾性的に付勢されている。したがって、電動モータ20が停止されている状態では、図9(a)に示すように、ウォーム軸23は、弾性付勢部材25による付勢力によって第1の端部27を中心に揺動している。これにより、ウォーム軸23およびウォームホイール24の噛み合い部のバックラッシが一時的に除去されている。
FIG. 9 is an illustrative view of a main part of the
When the
一方、電動モータ20が駆動されると、カム機構54がウォーム軸23を軸方向X1に移動させる。より具体的には、カム機構54は、第1の部材43および第2の部材44の回転方向の位相ずれに伴って、ウォーム軸23を軸方向X1に移動させる。これにより、第1の内輪37が第1の外輪38に対して軸方向X1に移動して、第1の軸受33の内部隙間が除去される。また、第2の内輪40が第2の外輪41に対して軸方向X1に移動して、第2の軸受34の内部隙間が除去される。
On the other hand, when the
第1の軸受33および第2の軸受34の内部隙間が除去されることにより、ウォーム軸23には、弾性付勢部材25による付勢力とは反対方向への力が働く(図9(a)における矢印を参照)。したがって、電動モータ20が駆動されると、図9(b)に示すように、ウォーム軸23は、揺動原点位置に戻る。これにより、ウォーム軸23およびウォームホイール24の噛み合い部に適度なバックラッシが確保される。また、第1の軸受33および第2の軸受34の内部隙間が除去されるので、第1の端部27を中心としたウォーム軸23の揺動が規制される。したがって、電動モータ20が駆動されている状態では、ウォーム軸23およびウォームホイール24の噛み合い部に適度なバックラッシが確保された状態が維持される。
By removing the internal gap between the
一方、電動モータ20の駆動が停止されると、弾性部材51が、第1の部材43および第2の部材44の回転方向の位相ずれをなくすように第1の部材43および第2の部材44に付勢力を与える。これにより、第1の部材43および第2の部材44の相対的な位置関係が、電動モータ20が駆動される前の状態に復元される。したがって、ウォーム軸23がウォーム軸23の軸方向X1に移動して、第1の軸受33および第2の軸受34に内部隙間が確保される。そのため、カム機構54によるウォーム軸23の揺動の規制が解除される。これにより、ウォーム軸23が、再び、弾性付勢部材25による付勢力によって第1の端部27を中心に揺動し、ウォーム軸23およびウォームホイール24の噛み合い部のバックラッシが除去される。
On the other hand, when the driving of the
以上のように本実施形態では、電動モータ20の停止時にウォーム軸23を揺動させることができる。したがって、電動モータ20の停止時には、弾性付勢部材25の付勢力によってウォーム軸23を揺動させて、ウォームホイール24にウォーム軸23を押しつけることができる。すなわち、ウォーム軸23およびウォームホイール24の噛み合い部のバックラッシを一時的に除去することができる。これにより、たとえば車両が悪路を直進走行したときに、ラトル音が発生することを防止することができる。
As described above, in this embodiment, the
また、電動モータ20の駆動時にはウォーム軸23の揺動を規制することができる。したがって、電動モータ20の駆動時には、ウォーム軸23とウォームホイール24の噛み合い部に適度なバックラッシを確保して、ウォーム軸23およびウォームホイール24の噛み合いを正常にすることができる。これにより、ウォーム軸23およびウォームホイール24の噛み合い部における面圧が高くなって、ウォーム軸23およびウォームホイール24の摩耗が促進されることを防止することができる。したがって、ウォーム軸23およびウォームホイール24の寿命の短縮を防止することができる。さらに、規制機構および駆動機構としてのカム機構54、および規制解除機構としての弾性部材51を継手26の内部に設けたので、操舵補助機構5の構造を簡素化および小型化することができる。
Further, the swing of the
図10は、本発明の第2実施形態に係る継手226およびこれに関連する構成の図解的な側面図で電動モータ20の停止時における状態を示す。また、図11は、本発明の第2実施形態に係る継手226およびこれに関連する構成の図解的な側面図で電動モータ20の駆動時における状態を示す。また、図12は、本発明の第2実施形態に係る継手226およびこれに関連する構成の図解的な部分断面図で電動モータ20の停止時における状態を示す。この図10〜図12において、上述の図1〜図9に示された各部と同等の構成部分については、図1等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。以下では、図10〜図12を参照して、本発明の第2実施形態に係る継手226について説明する。
FIG. 10 is a schematic side view of the joint 226 according to the second embodiment of the present invention and the configuration related thereto, and shows a state when the
継手226は、ウォーム軸23の第1の端部27と同行回転可能に連結された第1の部材243と、電動モータ20の回転軸32と同行回転可能に連結された第2の部材244と、第1の部材243および第2の部材244間に保持された一対のボール55とを含む。第1の部材243は、円筒状の第1の周壁245と、第1の周壁245の一端部に連結された円板状の第1の端壁46とを含む。また、第2の部材244は、円筒状の第2の周壁247と、第2の周壁247の一端に連結された円板状の第2の端壁48とを含む。
The joint 226 includes a
第1の周壁245および第2の周壁247は、それぞれ、ウォーム軸23の軸方向X1に互いに対向する第1の対向面56および第2の対向面57を含む。また、第1の対向面56は、一対の第1のカム面58を含む。同様に、第2の対向面57は、一対の第2のカム面59を含む。図10および図11では、一方の第1のカム面58および一方の第2のカム面59のみを図示している。各第1のカム面58は、第1の周壁245の周方向に対して傾斜している。また、各第2のカム面59は、第2の周壁247の周方向に対して対応する第1のカム面58とは逆向きに傾斜しており、対応する第1のカム面58に対向している。
The first
また、第1のカム面58および第2のカム面59には、それぞれ、第1の軌道溝60および第2の軌道溝61が形成されている。第1の軌道溝60および第2の軌道溝61は、それぞれ、第1のカム面58および第2のカム面59に沿って傾斜している。各ボール55は、対応する第1の軌道溝60および第2の軌道溝61間で回転可能に保持されている。
Further, a
電動モータ20が駆動されると、第2の部材244にトルクが伝達される。このとき、図11に示すように、対応する第1のカム面58および第2のカム面59が互いの間のボール55の転動を伴って回転方向にずれ、第1の部材243および第2の部材244の回転方向の位相がずれる。したがって、図11に示すように、第1の部材243が、第2の部材244に対してウォーム軸23側へ軸方向X1に移動する。これにより、ウォーム軸23の揺動が規制される。この実施形態では、ボール55、第1のカム面58および第2のカム面59によって、規制機構および駆動機構としてのカム機構254が構成されている。
When the
一方、電動モータ20の駆動が停止されると、弾性部材51は、第1の部材243および第2の部材244の回転方向の位相ずれをなくすように第1の部材243および第2の部材244に付勢力を与える。より具体的には、弾性部材51の弾性的なねじり変形により生じる復元力によって、第1の部材243および第2の部材244が相対回転して、第1の部材243および第2の部材244の回転方向の位相が合わされる。また、弾性部材51の弾性的な伸長により生じる復元力によって、第1の部材243が第2の部材244の方に引っ張られて、第1の部材243が第2の部材244に対して近づくように軸方向X1に移動する。これにより、第1の部材243および第2の部材244の相対的な位置関係が、電動モータ20が駆動される前の状態に復元される。したがって、ウォーム軸23の揺動規制が解除される。
On the other hand, when the driving of the
この発明の実施の形態の説明は以上であるが、この発明は、上述の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the contents of the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims.
1・・・電動パワーステアリング装置、20・・・電動モータ、23・・・ウォーム軸、24・・・ウォームホイール、25・・・弾性付勢部材、26、226・・・継手、27・・・第1端部、28・・・第2の端部、32・・・回転軸、33・・・第1の軸受、34・・・第2の軸受、38・・・第1の外輪(外輪)、37・・・第1の内輪(内輪)、39・・・第1の転動体(転動体)、43、243・・・第1の部材、44、244・・・第2の部材、51・・・弾性部材(規制解除機構)、54、254・・・カム機構(規制機構、駆動機構)、D1・・・中心間距離、G1・・・内部隙間、X1・・・(ウォーム軸の)軸方向
DESCRIPTION OF
Claims (5)
ウォーム軸の第2の端部を支持する第2の軸受をウォーム軸およびウォームホイールの中心間距離が短くなる方向に弾性的に付勢することにより、上記第1の端部を中心にウォーム軸を揺動させる弾性付勢部材と、
上記ウォーム軸の第1の端部と電動モータの回転軸とをトルク伝達可能に接続する継手と、を備え、
上記継手は、電動モータの駆動時に第1の軸受に作用してウォーム軸の揺動を規制する規制機構と、電動モータの停止時に上記規制機構による規制を解除する規制解除機構と、を含むことを特徴とする電動パワーステアリング装置。 A worm shaft having first and second ends and supported so as to be swingable about the first end by a first bearing rotatably supporting the first end;
The second bearing supporting the second end of the worm shaft is elastically biased in a direction in which the distance between the centers of the worm shaft and the worm wheel is shortened, so that the worm shaft is centered on the first end. An elastic urging member that swings,
A joint for connecting the first end of the worm shaft and the rotating shaft of the electric motor so as to transmit torque;
The joint includes a restriction mechanism that acts on the first bearing to restrict the swing of the worm shaft when the electric motor is driven, and a restriction release mechanism that releases the restriction by the restriction mechanism when the electric motor is stopped. An electric power steering device.
上記第1の軸受は、ウォーム軸の揺動を許容するための内部隙間を有し、
上記内部隙間が除去されるまで内輪が外輪に対して軸方向に移動したときに、ウォーム軸の揺動が規制されることを特徴とする電動パワーステアリング装置。 In Claim 1, the first bearing includes an outer ring that is not movable in the axial direction, a worm shaft, an inner ring that is movable in the axial direction, and a rolling element.
The first bearing has an internal gap for allowing the worm shaft to swing,
An electric power steering device characterized in that the swing of the worm shaft is restricted when the inner ring moves in the axial direction with respect to the outer ring until the internal clearance is removed.
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