JP2011020645A - Electric power steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、操舵補助力の発生源としてモータを用いた電動パワーステアリング装置に係り、特にそのギヤ噛み合い部に予圧を付与してバックラッシを低減させるための予圧付与機構に関する。
The present invention relates to an electric power steering apparatus using a motor as a generation source of a steering assist force, and more particularly to a preload applying mechanism for applying a preload to a gear meshing portion to reduce backlash.
この種の電動パワーステアリング装置として、図9に示すように、操舵補助用の電動モータ101と、この電動モータ101の出力軸101aに軸継手102を介して連動連結されるウォームギヤ103と、これに噛合するウォームホイール104とを備え、電動モータ101の回転出力をウォームホイール104から減速して車輪へ繋がる舵取手段へ伝達する装置が知られている(例えば特許文献1参照)。
As this type of electric power steering apparatus, as shown in FIG. 9, a steering assisting
この減速歯車機構を構成するウォームギヤ103をウォーム軸105上に設け、ウォーム軸105の両端部である反モータ側端部106及びモータ側端部107をそれぞれボールベアリングである第1軸受108及び第2軸受109で支持するとともに、第1軸受108を軸受ハウジング110へ圧入し、この軸受ハウジング110をギヤハウジング111に対してウォームホイール104側へ移動可能に保持し、第2軸受109はギヤハウジング111に対して外輪を固定して保持している。
The
軸受ハウジング110には中央部にバネ掛け突起112を設け、ギヤハウジング111の側壁113に設けられた長穴114から外部へ突出させ、この突出端部とギヤハウジング111の外壁に設けられた係止突起115の間にコイルスプリングからなる引っ張りバネ116を張設し、バネ掛け突起112を係止突起115側へ弾力付勢している。
The bearing
このため、引っ張りバネ116に引っ張られた軸受ハウジング110は一体の第1軸受108と共にウォームホイール104側へ移動しようとし、ウォーム軸105はモータ側端部107の第2軸受109で支持された部分を支点にして、軸受ハウジング110と第1軸受108が一体化している反モータ側端部106側がウォームホイール104側へ接近するように揺動付勢され、ウォームギヤ103はウォームホイール104の回転中心間距離Hが短くなる方向に弾圧され、ウォームギヤ103はウォームホイール104の噛合部に常時所定の与圧を加えられ、バックラッシの低減とバックラッシ量の自動調整が行われるようになっている。
For this reason, the bearing
特許文献1に開示された電動パワーステアリング装置では、ウォームギヤ103とウォームホイール104の噛合部に与圧を加えるために、第1軸受108を引っ張りバネ116で移動付勢しなければならない。しかし、与圧付与のために第1軸受108が移動すべき量は僅かであり、ギヤハウジング111と第1軸受108の間には僅かな間隙しか設けられないため、第1軸受108の外輪を引っ張りバネ116で直接引っ張ることはできず、軸受ハウジング110を介して引っ張りバネ116で引っ張る必要がある。
In the electric power steering apparatus disclosed in Patent Document 1, the first bearing 108 must be moved and urged by the
このため、従来の電動パワーステアリング装置においては、軸受ハウジング110は必須の構成部品であった。しかし、この軸受ハウジング110の存在は部品点数の増加を招くことになり、しかも、第1軸受108の外輪を圧入しなければならないので専用の工程も増加した。そのうえ、機種変更で第1軸受108のサイズを変更する場合は、その度に軸受ハウジング110を製作しなければならないが、軸受ハウジング110は本来高精度の加工が必要な部品であるためコストの増大を招くことになった。
For this reason, in the conventional electric power steering apparatus, the bearing
そこで本発明は、予圧付与機構において、軸受ハウジング110を省略することにより、構造を簡単化し、同時に組立時における第1軸受108の圧入工程も省略して、部品点数及び組立工数を削減し、構造の簡素化を図ってコストダウンを可能にするとともに、多機種にも対応可能な汎用性を有するものにすることを目的とする。
Therefore, the present invention simplifies the structure by omitting the bearing
本願発明の電動パワーステアリング装置に係る請求項1に記載された発明は、一端を電動モータで駆動されるウォーム軸上に設けられたウォームギヤとこれに噛み合うウォームホイールをギヤハウジング内に配置し、ウォーム軸の両端部をギヤハウジングへ軸受けを介して支持させるとともに、これらウォーム軸の両端部のうち、ウォームギヤを挟んで電動モータ側と反対側になる反モーター側端部を支持する第1の軸受をギヤハウジングに対して移動可能にし、電動モータ側となるモーター側端部を支持する第2の軸受をギヤハウジングへ固定し、第1の軸受側をウォームホイール側へバネ付勢することにより、ウォームギヤがウォームホイールと所定の与圧を付与されて噛合を維持するようにウォーム軸を第2の軸受側を支点にして揺動付勢した電動パワーステアリング装置において、
ウォーム軸の前記反モーター側端部に、バネ掛け突起を一体回転可能又は相対回転可能に設け、前記第1の軸受を貫通して突出させ、
このバネ掛け突起とギヤハウジングとの間に引っ張りバネを掛け、この引っ張りバネにより、ウォームギヤとウォームホイールの噛合が強くなる方向へウォーム軸を直接揺動付勢したことを特徴とする。
According to the first aspect of the electric power steering apparatus of the present invention, a worm gear provided on one end of a worm shaft driven by an electric motor and a worm wheel meshing with the worm gear are arranged in the gear housing. A first bearing that supports both ends of the shaft to the gear housing via bearings and supports the opposite end of the worm shaft on the side opposite to the electric motor side across the worm gear. The worm gear can be moved by fixing the second bearing, which is movable with respect to the gear housing, supporting the motor side end on the electric motor side, to the gear housing, and biasing the first bearing side toward the worm wheel. The worm shaft is swung around the second bearing side as a fulcrum so as to maintain a mesh with the worm wheel by applying a predetermined pressure. The electric power steering system-energized,
A spring-hanging projection is provided at the end of the worm shaft on the side opposite to the motor so as to be integrally rotatable or relatively rotatable, and protrudes through the first bearing,
A tension spring is applied between the spring hooking projection and the gear housing, and the tension spring directly oscillates the worm shaft in a direction in which the engagement between the worm gear and the worm wheel becomes stronger.
請求項2に記載された発明は上記請求項1において、前記バネ掛け突起をウォーム軸と一体回転するように設け、このバネ掛け突起に別体の介在部材を設け、この介在部材に前記引っ張りバネを掛けたことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the spring hooking protrusion is provided so as to rotate integrally with the worm shaft, and a separate interposed member is provided on the spring hooking protrusion, and the tension spring is provided on the intermediate member. It is characterized by multiplying.
請求項3に記載された発明は上記請求項1又は2において、前記バネ掛け突起はギヤハウジングの外方に突出するとともに、ギヤハウジングに対してウォームホイール側へ移動自在であり、
前記引っ張りバネもギヤハウジングの外側に配置されることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the spring hooking protrusion protrudes outward of the gear housing and is movable toward the worm wheel with respect to the gear housing.
The tension spring is also disposed outside the gear housing.
請求項4に記載された発明は上記請求項2又は3において、前記バネ掛け突起はウォーム軸と一体回転するように設けられ、前記介在部材はバネ掛け用軸受であることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the above second or third aspect, the spring hooking protrusion is provided so as to rotate integrally with the worm shaft, and the interposition member is a spring hooking bearing.
請求項5に記載された発明は上記請求項1〜4のいずれかにおいて、前記引っ張りバネは、前記バネ掛け突起とギヤハウジングの間に巻き掛けられた無端状弾性ベルトで構成されていることを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the tension spring comprises an endless elastic belt wound between the spring hooking projection and the gear housing. Features.
請求項1に記載の発明によれば、バネ掛け突起を第1の軸受より軸方向に突出させてギヤハウジングとの間に引っ張りバネを張設したので、ウォーム軸を直接引っ張ることにより第1の軸受を移動させることができるため、従来構造では必須であった軸受ハウジングを省くことができ、その結果、部品点数及び圧入工数を削減することができるようになった。これにより、構造の簡素化及び組立の容易化を図るとともに、機種変更により軸受サイズが変更しても、バネ掛け突起は軸受けサイズに関係なく共通使用できるので、軸受サイズの変更毎に高精度の加工を要する軸受ハウジングを制作するようなことがなくなり、多機種にも対応可能な汎用構造とすることができる。 According to the first aspect of the present invention, since the spring-hanging protrusion protrudes in the axial direction from the first bearing and the tension spring is stretched between the gear housing, the first spring is directly pulled to pull the first spring. Since the bearing can be moved, the bearing housing, which was essential in the conventional structure, can be omitted. As a result, the number of parts and the number of press-fitting steps can be reduced. This simplifies the structure and facilitates assembly, and even if the bearing size changes due to model changes, the spring-hanging projection can be used in common regardless of the bearing size. There is no need to produce bearing housings that require processing, and a general-purpose structure that can be used for many models can be obtained.
請求項2に記載の発明によれば、バネ掛け突起をウォーム軸と一体回転するように設け、このバネ掛け突起に別体の介在部材を設けたので、介在部材によりバネ掛け突起と引っ張りバネを直接接触させないため、バネ掛け突起と引っ張りバネの間における摩擦を回避でき、耐久性を向上させることができる。また、介在部材を引っ張りバネへウォーム軸の回転を伝達させない回転伝達遮断手段とすれば、バネ掛け突起がウォーム軸と一体に回転しても、この回転を引っ張りバネへ伝達しないから与圧付与調整を高精度に行うことができる。 According to the second aspect of the present invention, since the spring hooking protrusion is provided so as to rotate integrally with the worm shaft, and the spring hooking protrusion is provided with a separate interposition member, the spring hooking protrusion and the tension spring are provided by the interposition member. Since it is not made to contact directly, the friction between a spring hooking protrusion and a tension spring can be avoided, and durability can be improved. In addition, if the interposed member is a rotation transmission blocking means that does not transmit the rotation of the worm shaft to the tension spring, even if the spring hooking projection rotates together with the worm shaft, this rotation is not transmitted to the tension spring, so adjustment of pressure is applied. Can be performed with high accuracy.
請求項3に記載の発明によれば、バネ掛け突起及び引っ張りバネをギヤハウジングの外方に配置したので、引っ張りバネを配置する際の自由度を大きくすることができる。 According to the third aspect of the present invention, since the spring hooking protrusion and the tension spring are arranged outside the gear housing, the degree of freedom in arranging the tension spring can be increased.
請求項4に記載された発明によれば、バネ掛け突起がウォーム軸と一体回転しても、介在部材をバネ掛け用軸受とすることで、バネ掛け用軸受が回転伝達遮断手段となり、バネ掛け用軸受へ掛けられた引っ張りバネへウォーム軸の回転を伝達しないので、高精度の与圧調整が可能になるとともに、バネ掛け突起と引っ張りバネの間における摩擦を回避して耐久性を向上させることができる。。 According to the fourth aspect of the present invention, even if the spring hooking protrusion rotates integrally with the worm shaft, the spring hooking bearing becomes the rotation transmission blocking means by using the interposed member as the spring hooking bearing, and the spring hooking Because the rotation of the worm shaft is not transmitted to the tension spring hung on the bearing for the bearing, it is possible to adjust the pressure with high precision and to improve the durability by avoiding friction between the spring projection and the tension spring. Can do. .
請求項5に記載された発明によれば、引っ張りバネを無端状弾性ベルトで構成したので、弾性ベルトをバネ掛け突起とギヤハウジングの一部との間に巻き掛けることで、バネ掛け突起がウォーム軸と一体回転しても、弾性ベルトが回転しながらウォーム軸を揺動付勢できる。
According to the fifth aspect of the present invention, since the tension spring is constituted by the endless elastic belt, the elastic hook is wound between the spring hooking protrusion and a part of the gear housing, so that the spring hooking protrusion is the worm. Even if the shaft rotates integrally with the shaft, the worm shaft can be oscillated and biased while the elastic belt rotates.
以下、図1〜図5により第1実施形態を説明する。図1において、電動パワーステアリング装置1は、一端が舵取りの為の図示しないハンドルに繋がるステアリング軸2と、このステアリング軸2の筒部内に挿入されるトーションバー3と、このトーションバー3を介してステアリング軸2の図示状態下端へ同軸的に連結さるピニオン軸4と、このピニオン軸4へ補助動力を伝達するための動力補助手段5とを備える。ピニオン軸4にはピニオン6が設けられ、車輪に繋がる舵取機構に連結されているラック7と噛み合っている。ピニオン軸4はギヤハウジング8に対してボールベアリング9で軸受けされている。
The first embodiment will be described below with reference to FIGS. In FIG. 1, an electric power steering apparatus 1 includes a
動力補助手段5は、互いに噛み合うウォームギヤ10及びウォームホイール12と、ウォームギヤ10に回転出力を伝達する電動モータ14とを備え、ウォームギヤ10及びウォームホイール12は電動モータ14の減速機構15をなす。電動モータ14は、ハンドルに加わる操舵トルクの作用によって捩られるトーションバー3の捩れに応じたステアリング軸2及びピニオン軸4の相対回転変位量によってハンドルに加わる操舵トルクを検出するトルクセンサ(図示せず)の検出トルクに基づいて駆動され、減速機構15を介して操舵補助動力をピニオン軸4へ伝達してハンドルによる操舵力を補助するようになっている。
The power assisting means 5 includes a
減速機構15は、電動モータ14により回転駆動されるウォーム軸11と、その軸方向中間部の周囲に同心で形成されたウォームギヤ10と、ピニオン軸4の中間に嵌合固定されたウォームホイール12とを備え、これらウォームギヤ10及びウォームホイール12の噛合により、電動モータ14の回転を減速してピニオン軸4に伝達する。
The
図2において、前記ギヤハウジング8は鋳造等で形成されるアルミ合金等の軽合金製であり、ウォームギヤ10を収容する第1の収容部8aと、ウォームホイール12を収容する第2の収納部8bと、第1の収容部8aの側部を覆う側壁8cを備え、第1の収容部8aと第2の収納部8bの各壁部は側壁8cを介して連続している。
In FIG. 2, the
第1の収容部8aの側壁8c近傍部には、第1の軸受穴16が形成されており、この第1の軸受穴16にはウォーム軸11の一端である反モータ側端部18を支持する第1の軸受20が挿嵌されている。第1の収容部8aの電動モータ14側には第2の軸受穴22が設けられ、この第2の軸受穴22内部には、ウォーム軸11のモータ側端部24を挿通支持する第2の軸受25が装着されている。本形態における第1及び第2の軸受20及び25はボール軸受であるが、これに限定されるものではない。第2の軸受穴22はモータ室14aに臨んでいる。モータ室14aにはウォーム軸を回転駆動する電動モータ14が収容されている。
A
次に、減速機構15についてさらに詳細に説明する。ウォーム軸11の軸方向両端部は、反モータ側端部18及びモータ側端部24をなす。モータ側端部24には電動モータ14の出力軸26と一体回転可能に連結するためのセレーション部28が先端に設けられている。ウォーム軸11はその軸心線C2がピニオン軸4の軸心線C1(図1)と90°違いで平行するように配置されている。
Next, the
ウォーム軸11の反モータ側端部18にはバネ掛け突起となるバネ掛け軸30がウォーム軸11と一体回転するように取付けられている。このバネ掛け軸30はウォーム軸11と同軸でかつウォーム軸11の軸心線C2方向にギヤハウジング8の外方へ向かって突出し、ギヤハウジング8の側壁8cにおけるウォーム軸11の軸心線C2が交差する部分に形成された長孔32より外部に挿通しており、このバネ掛け軸30の先端には、ボールベアリングからなる軸受であり、本願発明における介在部材の一例であるバネ掛け用軸受34が装着されている。
A
バネ掛け用軸受34とギヤハウジング8に設けられたバネ係止片35との間に、コイルスプリング等の適宜バネからなる引っ張りバネ36が張設され、反モータ側端部18をバネ係止片35側へ付勢することにより予圧付与機構を構成している。バネ係止片35は、ウォームホイール12を収容した第2の収納部8bの外壁のうち側壁8c近傍部で、ウォーム軸11の軸心線C2と平行かつウォームホイール12の中心を通る線Lが交差する部分近傍から外方へ突設されている。
A
ウォーム軸11は反モータ側端部18を支持する第1の軸受20が第1の軸受穴16に対して移動自在になっており、しかもバネ掛け軸30が長孔32に沿って移動自在であるため、モータ側端部24における第2の軸受25の中心Cを支点とし、中心Cと長孔32の長さ方向を含む平面内で揺動自在であり、引っ張りバネ36の張力により、反モータ側端部18がウォームホイール12へ接近するように揺動付勢される。
In the
このため、ウォームギヤ10をウォームホイール12との回転中心間距離Hが短くなる方向に弾圧して噛合部をラジアル方向へ付勢することにより、噛合部に与圧を与えてバックラッシを低減させるとともに、噛合部の与圧の変化を小さくするようにして、バックラッシ量の変化を少なくしている。なお、回転中心間距離Hはウォーム軸11の軸心線C2上におけるウォームギヤ10の中心と線Lとの間隔でもある。
For this reason, by repressing the
第1の軸受20と、その近傍となるウォーム軸11の外周部に形成された太径部11aによる段部との間にはクッションリング44が介装され、このクッションリング44により、ウォーム軸11に軸方向へ予圧を与えてウォームギヤ10の軸方向移動を拘束するとともに、第1の軸受20に対しても所定のセット荷重で側壁8c方向へ弾圧し、ウォーム軸11の揺動に伴う第1の軸受20のガタつきを防止している。
A
モータ側端部24を支持する第2の軸受25は、外輪25aの一側端を第2の軸受穴22に設けられた段付き部22aに当接した状態で嵌合保持されるとともに、その外輪25aの他端側が第2の軸受穴22近傍のギヤハウジング8に形成されたネジ孔38に螺着したストッパネジ40により押圧挟持されている。また、第2の軸受25とその近傍かつ反モータ側端部18側となるウォーム軸11の外周部に形成された太径部11bによる段部との間には後述するクッションリング45が設けられ軸方向の予圧が付与されている。
The
モータ側端部24は、第2の軸受25の内輪25cを貫通して保持されており、第2の軸受25の中心Cを支点として、モータ側端部24軸の軸受け面と第2の軸受25の内輪25cの内径とで形成されるクリアランスの範囲でバックラッシ調整に必要程度の微少角度の揺動が可能となっている。
The motor
次に、第1の軸受20について詳細に説明する。図3に詳しく示すように、第1の軸受20は、外輪20a、ボール20b及び内輪20cを備え、外輪20aが第1の軸受穴16に嵌合され、かつ第1の軸受穴16の内壁面との間に設けられた第1のOリング50の内周に弾力的に保持され、この第1のOリング50の弾性変形量分だけウォーム軸11の揺動に伴ってウォームホイール12へ接近する方向へ微少量移動可能である。第1の軸受穴16はこのような第1の軸受20の移動を許容する形状になっている。
第1のOリング50は第1の軸受穴16を拡大する大径段付き穴48の内部に圧入された円筒状のカラー46の片側端部により抜け止めされている。
Next, the
The first O-
長穴32が形成されている側壁8cには、第1の軸受穴16の端部を縮径した状態に相当する環状の凹部51が形成されている、この凹部51の中央部には長孔32が形成され、さらに凹部51内に第2のOリング52が収容されている。第2のOリング52はウォーム軸11の揺動に伴って第1の軸受20がウォーム軸11の軸方向外方へ移動する際の抵抗を与え、ウォーム軸11の軸方向において、円板状のワッシャ54と側壁8cにより固定されている。ワッシャ54は第1の軸受穴16の端部で凹部51に変化する部分に形成される段部16aと外輪20aとの間に介装され、段部16aとの間に若干のクリアランスが設けられている。
An
これら第1のOリング50及び第2のOリング52がラジアル方向バネ及びスラスト方向バネをなし、第1の軸受20を介してウォーム軸11の反モータ側端部18を弾力的に支持するフローティング支持構造をなしている。このため、ウォーム軸11は第1のOリング50の潰し代に相当する僅かな範囲で揺動可能となり、その結果、ウォームギヤ10も僅かに移動してウォームホイール12との噛み合い調整をしてバックラッシをとるようになっている。このとき、第1の軸受20の外輪20aがワッシャ54の平行な平面に弾力的に当接しているため、第2のOリング52を全体で弾性変形させることにより、ウォーム軸11の揺動時におけるスラスト方向のがたを少なくする。
The first O-
次に、引っ張りバネ36による予圧付与機構について詳細に説明する。図3に示すように、バネ掛け用軸受34は、係止溝34aが形成された外輪34bと内輪34cを備え、外輪34bと内輪34cの間にボール34dを介在させたものである。外輪34bと内輪34cは樹脂製であり、係止溝34aは外輪34bの外周上に環状溝として形成されている。係止溝34aは引っ張りバネ36の一端を掛けるためのものであり、外輪34bを樹脂製とすることで、容易に形成できるようになっている。
Next, the preload applying mechanism by the
バネ掛け用軸受34の内輪34cは、一端に頭部30aを有するバネ掛け軸30の軸部を中心に貫通させ、他端を内輪34cの一側へ当接した状態で、他端側をバネ掛け軸30の周囲に形成されている雄ネジに締結されるナット30bで締め付けることによりバネ掛け軸30と一体回転可能に連結固定される。なお、このナット30bに代えて圧入等適宜固定手段が可能である。バネ掛け軸30の図示状態下端側は、ウォーム軸11の軸心部に反モータ側端部18の軸端から形成された軸穴11cへ圧入されてウォーム軸11と一体化され、ウォーム軸11とバネ掛け軸30が一体回転するようになっている。なお、このウォーム軸11とバネ掛け軸30の連結も圧入以外の適宜手段によることが可能である。
The
図4にも示すように、引っ張りバネ36の両端は円弧状をなすフック36aになっており、一方のフック36aはその曲率が外輪34bの外周に形成された係止溝34aの内径よりも若干小さい程度の円を描く程度になっており、弾性変形して開きながら外輪34bの外周に巻き付けてから係止溝34aへ密に嵌合する。他方のフック36aは係止孔35aに係止される。なお、引っ張りバネ36はコイルスプリングに限らず板バネやゴムバネ等種々のものが適用可能である。
As shown in FIG. 4, both ends of the
次に、クッションリング45について図5により詳細に説明する。図5はウォーム軸11のモータ側端部24に設けられるクッションリング45を示す。なお、反モータ側端部18に設けられるクッションリング44も同様構造である。クッションリング45は一対の金属製リングプレート45aの間にドーナツ状のラバーリング45bを挟み、中心側にモータ側端部24を貫通させ、ウォーム軸11の太径部11bによる段部と第2の軸受25の内輪25cの間に挟持したものであり、一対のリングプレート45aで圧縮されたラバーリング45bの反発弾性によりウォーム軸11を第1の軸受20側へ付勢してウォームギヤ10が第2の軸受25側へ移動することを抑制している。一対のリングプレート45aの各外周部は対向側へ屈曲して揺動時の逃げ部をなしている。図中の符号25aは第2の軸受25の外輪、25bは同ボールである。
Next, the
次に、この電動パワーステアリング装置1の組立手順を説明する。ギヤハウジング8内にウォームギヤ10を組み込む場合には、予め第1の軸受20を第1の軸受穴16内へ挿入しておき、反モータ側端部18の軸端部にバネ掛け軸30を取付けたウォーム軸11を第2の軸受穴22から第1の収容部8aに挿入し、ウォームギヤ10とウォームホイール12を噛み合わせ、その後、第2の軸受け25を第2の軸受穴22にセットしてウォーム軸11のモータ側端部24を軸受けし、さらに、ストッパネジ40をギヤハウジング8のネジ孔38に螺着する。
Next, an assembly procedure of the electric power steering apparatus 1 will be described. When the
このストッパネジ40の締結による軸力は、第2の軸受25の外輪25a、ボール25b及び内輪25cを介してウォーム軸11に伝達される。これにより、第2の軸受25の軸方向の隙間が無くなり、ウォーム軸11を第1の軸受20に向けて移動させる。さらに、ストッパネジ40の締結による軸力は、ウォーム軸11から第1の軸受20の内輪20a、ボール20b及び外輪20cを介してギヤハウジング8に伝達される。これにより、第1の軸受け20の軸方向の隙間が無くなり、ウォーム軸11を軸方向で弾圧固定し、ウォームギヤ10の軸方向のガタつきを防止することができる。
The axial force generated by fastening the
続いて、ウォーム軸11の反モータ側端部18を支持する第1の軸受20の中心を貫通し、さらにギヤハウジングの側壁8cに設けられている長穴32を貫通して外部へ突出したバネ掛け軸30にバネ掛け用軸受34を取付けて固定し、このバネ掛け用軸受34とギヤハウジング8に設けられたバネ係止片35間に引っ張りバネ36を張設する。
これにより、ウォーム軸11は引っ張りバネ36の弾力で反モータ側端部18がウォームホイール12側へ接近するように揺動され、その結果、ウォームギヤ10をウォームホイール12との回転中心間距離Hが短くなる方向に弾圧して噛合部をラジアル方向へ付勢し、噛合部に与圧を与えてバックラッシを低減させるとともに、噛合部の与圧の変化を小さくするようにして、バックラッシ量の変化を少なくしている。
Subsequently, the spring that passes through the center of the
As a result, the
このように、本実施形態によれば、バネ掛け軸30に引っ張りバネ36を掛けて引っ張るので、ウォーム軸11の反モータ側端部18と一緒に第1の軸受20を移動させることができ、その結果、従来は第1の軸受20を移動させるために必要とされていた軸受ハウジングを設けなくても第1の軸受20を移動可能にした。その結果、軸受ハウジング及びこれに関連する部品点数を削減することができる。また、従来例の軸受ハウジングを用いる場合は軸受ハウジングに軸受けを圧入する作業も必要であり、このために作業工数が多くなるが、このような圧入作業も不要になった。
As described above, according to the present embodiment, the
特に、軸受ハウジングはその制作に当たって比較的高精度の機械加工を必要とする部材であり、機種変更により軸受けサイズが変わると、これに応じて軸受ハウジングを制作し直す必要がある専用部品であるが、本実施形態のようにバネ掛け軸30を用いれば、異なるサイズの軸受けに変更する場合でも、バネ掛け軸30を共通に使用できるため、異なるサイズの軸受け毎に制作する必要がなくなり、汎用性が高くなることになる。このため、部品点数を削減でき、かつ構造及び組立作業の簡素化が可能となりコストの低減を図るととともに多機種にも対応可能な汎用構造とすることができる。
In particular, the bearing housing is a member that requires relatively high-precision machining for its production, and if the bearing size changes due to the model change, it is a dedicated part that needs to be re-produced accordingly. If the
また、ウォームギヤ10の一端側に突設したバネ掛け軸30にバネ掛け用軸受34を装着したので、ウォーム軸11の回転を引っ張りバネ36へ伝達させないようにして、バネ掛け用軸受34を回転伝達遮断手段とすることができるので、ウォーム軸11の軸端を引っ張りバネ36で引っ張る構成にしても、ウォーム軸11の回転を阻害することがなく、正確なパワーアシスト駆動が可能になる。そのうえ、バネ掛け軸30及び引っ張りバネ26の摩耗を回避して耐久性を向上させることができる。
Further, since the
なお、以上説明した第1実施形態では、バネ掛け軸30先端の引っ張りバネ係止部にバネ掛け用軸受34を装着した例に付き説明したが、これに限らず、バネ掛け用軸受34に代えて円筒状の滑り軸受(不図示)を回転自在に装着し、この滑り軸受の外周に引っ張りバネ36のフック36aを係止する構成とすることもできる。このとき必要ならば滑り軸受の外周面にフックを係止する凹溝を設けてもよい。
In the first embodiment described above, the example in which the spring-loaded
また、ウォームギヤ10の他端側には第2の軸受25を用いたが、この第2の軸受25に代えて内輪の中心を支点として揺動できる球面状の自動調芯軸受を用いることもできる。これにより、ウォームギヤ10の一端側を揺動可能に支持することもできる。さらに、ウォームギヤ10とウォームホイール12から成る減速機構15は、歯車比によってはベーベルギヤで構成しても良い。
Although the
次に、第2実施形態につき図6によって説明する。図6はウォームギヤ10とウォームホイール12の噛合部を予圧するため、この予圧を維持する方向へウォーム軸11を揺動付勢するためウォーム軸11に対して張力を与える与圧付与機構の変更例を示す図であり、図4に対応する概念図である。本実施形態の与圧付与機構は、引っ張りバネとして前記第1実施形態で述べたコイルスプリングからなる引っ張りバネ36に代えて無端状弾性ベルトを用いたものである。
なお、与圧付与機構以外は第1実施形態と同じ構造であるから、同一符号を用い、かつ与圧付与機構以外の部分については必要に応じて第1実施形態の図を参照するものとする。
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows a modified example of a pressurizing mechanism that applies tension to the
In addition, since it is the same structure as 1st Embodiment except a pressurization provision mechanism, the same code | symbol is used and the figure of 1st Embodiment shall be referred as needed about parts other than a pressurization provision mechanism. .
図6において、与圧付与機構は、バネ掛け軸30に設けられた第1プーリ60及びプーリ軸61に設けられた第2プーリ62間にベルト64を巻き掛け、ベルト64へテンションプーリ66により適切な張力を与える構造になっている。1プーリ60は本願発明における介在部材の一例である。
バネ掛け軸30は前実施形態同様に、ウォーム軸11の一端に一体回転自在に設けられ、ギヤハウジングの側壁8cに設けられた長孔32を挿通して外部へ突出し(図3)、このバネ掛け軸30の先端に溝付きの第1プーリ60が一体回転自在に装着されている。一方、第1プーリ60に近いギヤハウジング8の外壁には、図2におけるバネ係止片35に代えてバネ掛け軸30と平行するプーリ軸61が突設しており(不図示)、このプーリ軸61にも溝付きの第2プーリ62が回転自在に装着されている。
In FIG. 6, the pressurizing mechanism is configured such that a
As in the previous embodiment, the
ベルト64は、例えばゴム製の無端状をなす弾性ベルトであり、互いに離間して配設された一対の第1プーリ60及び第2プーリ62間に巻き掛けられ、テンションプーリ66により適切な張力が得られるよう圧接されている。但し、テンションプリ66は必ずしも必要ではなく、バネ付勢されてベルトへ摺動自在に圧接されるテンショナを用いても良い。このような張力調整部材を設ける場合には、ベルト64は、チェーンやひも又は線材などのあまり伸縮しない低弾性の連結部材であってもよい。
また、ベルト64を弾性体で構成し、第1プーリ60及び第2プーリ62間に所定の張力を生じるように、予めベルト64自体の張力を調整しておけば、テンションプーリ64やテンショナを省略することもできる。
The
Further, if the
このように構成された第2実施形態に係る電動パワーステアリング装置によれば、第1実施形態の引っ張りバネ36に代えてテンション調整可能な弾性体のベルト64を用い、これを第1プーリ60及び第2プーリ62間に巻き掛け、さらにテンションプーリ66で張力を調整する構成としているので、ウォーム軸11を常時所定の力でプーリ軸61側へ引っ張るため、ウォームギヤ10とウォームホイール12の噛合部に付与される予圧を一定の強さに維持するよう調整することができる。
According to the electric power steering apparatus according to the second embodiment configured as described above, an
しかも、ウォーム軸11が回転すると第1プーリ60が一体回転し、さらにベルト64を回転させるが、ベルト64の回転は第2プーリ62へ伝達され、これを空転させるだけでプーリ軸61へは回転が伝達されないので、第2プーリ62が回転伝達遮断手段になる。このようにすると、ウォーム軸11が回転しても、この回転を阻害することなくベルト64により張力を付与することができる。
In addition, when the
なお、第1プーリ60をバネ掛け軸30に対して回転自在に取付けることもでき、この場合には第1プーリ60が回転伝達遮断手段として機能するので、ベルト64を回転させる必要がなくなる。このためベルト64に代えてコイルスプリングなどで第1プーリ60及び第2プーリ62間を引っ張るようにしてもよい。さらにプーリに代えてメタル軸受などの低摩擦で摺動できる材料からなる介在部材を回転伝達遮断手段としてバネ掛け軸30に設け、この上に張力調整部材の一端を係止するようしてもよい。
さらに、プーリに代えて第1実施形態のバネ掛け用軸受34を用いることもできる。
Note that the
Further, the spring-loaded
次に、第3実施形態につき図7により説明する。図7は第3実施形態に係る予圧付与機構に係る図3に対応する部位を示す断面図である。
本実施形態は、前記第1実施形態で述べた回転伝達遮断手段としてをウォーム軸11の一端側に回転自在に軸支したバネ掛け軸80として構成したものである。
Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a sectional view showing a part corresponding to FIG. 3 according to the preload applying mechanism according to the third embodiment.
In the present embodiment, the rotation transmission blocking means described in the first embodiment is configured as a
すなわち図7において、ウォーム軸11の一端側端部には支持穴70が形成されており、この支持穴70の内部には円筒状のメタル軸受72が圧入されている。
ウォーム軸11の一端外周には雄ネジ73が螺設されており、この雄ネジ73には有底円筒状のキャップ74の筒部75が螺着されている。筒部75の開口側内周には雄ネジ73と螺合する雌ネジ(符号省略)が螺設されている。キャップ74の円形底部76の中央には貫通孔77が形成されている。
That is, in FIG. 7, a
A
メタル軸受72にはバネ掛け軸80の脚部82が回転自在に支持されている。バネ掛け軸80は第1実施形態のバネ掛け軸30に相当する部材であるが、この例では脚部82がメタル軸受72を介することによりウォーム軸11に対して相対回転自在となっている点が相違する。
A
バネ掛け軸80は軸方向中間部に軸直交へ突出するフランジ84が形成されており、フランジ84より上方は小径の係止部86になっている。フランジ84の上下に低摩擦材のワッシャ88を配置し、脚部82をメタル軸受72の中へ挿入し、係止部86を貫通孔77に貫通させた状態でキャップ74をウォーム軸11の軸端部へ螺合すると、バネ掛け軸80はウォーム軸11の軸端部へ相対回転自在に固定される。貫通孔77は係止部86の外径よりも大きめの穴サイズになっている。
The
そこで、キャップ74から上方へ突出している係止部86に引っ張りバネ36のフック部36aを掛けると、ウォーム軸11はバネ掛け軸80を介して引っ張りバネ36により、ウォームギヤ10とウォームホイール12の噛合部(図2参照)に付与される予圧を一定の強さに維持するよう揺動付勢される。
なお。引っ張りバネ36は図2に示すものと同様のものであるが、フック部36aは係止部86の外径に応じて小さくなっている。引っ張りバネ36の他端側におけるギヤハウジングとの係止構造も図2と同様である。
Therefore, when the
Note that. The
このようにバネ掛け軸80を引っ張りバネ36で引っ張った状態でウォーム軸11が回転すると、メタル軸受72に支持された脚部82には回転が伝達されず、この部分が回転伝達遮断手段になるので、バネ掛け軸80はウォーム軸11と一体に回転にしない。このため、係止部86とフック部36aの間には回転による摩擦が生じなくなるので、係止部86に引っ張りバネ36のフック部36aを直接掛けることができ、第1実施形態のバネ掛け軸受34や第2実施形態のプーリなどの介在部材を省略することができる。但し、係止部86の上に何らかの介在部材を設けることは任意にできる。
When the
本形態における上記構造は一例であり、バネ掛け軸80やキャップ74等の具体的な個々の構造は種々に変形可能である。要は、ウォーム軸11側に回転伝達遮断手段を設け、バネ掛け軸80がウォーム軸11と一体に回転せず、ウォーム軸11を揺動付勢する張力のみをウォーム軸11へ与える構造であればよい。また、このバネ掛け軸80に第2実施形態のベルト64を巻き掛けることもできる。この場合にプーリを設けてもよい。
さらに、バネ掛け軸は太さを任意に変更できる。
The above-described structure in this embodiment is an example, and specific individual structures such as the
Furthermore, the thickness of the spring hanging shaft can be arbitrarily changed.
図8は、このようにバネ掛け軸の太さを変更しても共通のウォーム軸11へ取付けることができるよう互換性を有するウォーム軸11を構成した第4実施例に関するものであり、Aとして図7におけるウォーム軸11の軸端部を軸方向から示し、Bとしてその縦断面(軸方向断面)をそれぞれ示す。この例では、支持穴70内に中心方向へ張り出すリブ90がAの軸方向視で略十文字形に形成される。各リブ90の中心側部分は交差せず、それぞれの内方側端部により形成される狭い穴92を囲んでいる。支持穴70の内径をD1、狭い穴92の内径をD2とする。
FIG. 8 relates to a fourth embodiment in which a
Bに示すように、各リブ90の軸方向に延びる高さh1は支持穴70の深さHの略半分程度になっている。図示状態でリブ90の上端面91と支持穴70の開口部までの間はリブ90が形成されないため本来の広い穴になっており、この広い穴部分の高さh2は、H−h1であり、支持穴70の深さHの残り略半分程度になっている。
ウォーム軸11の他の構成は図7と同様とする。ウォーム軸11をこのように構成することで、太いバネ掛け軸と細いバネ掛け軸に対して共通化できる。
As shown in B, the height h <b> 1 extending in the axial direction of each
Other configurations of the
図のCは図7と同様の太いバネ掛け軸94を取付けた状態、Dは細いバネ掛け軸94Aを取付けた状態である。太いバネ掛け軸94と細いバネ掛け軸94Aは、支持穴70へ嵌合する脚部の太さが相違するだけであり、太いバネ掛け軸94における脚部94の外径は支持穴70の内径D1よりも若干小さなd1であり、長さL1は支持穴70におけるリブ90が形成されていない広い穴の深さh1程度である。
細いバネ掛け軸94Aの脚部94Aは狭い穴92の内径をD2より若干小さなd2であり、長さL2は支持穴70の深さHと略等しい。
C in the figure shows a state in which a thick
The
図のCに示すように、太いバネ掛け軸94の脚部96を支持穴70に入れると、脚部96の底部はリブ90の上端面91の上に乗って回転自在に支持される。
そこで、フランジ84の上下に低摩擦材のワッシャ88を介在させてキャップ74をウォーム軸11の軸端部へ螺合すると、バネ掛け軸94はウォーム軸11の軸端部へ相対回転自在に固定される。なお、リブ90の上端面91に環状のリブや独立した複数の半球状小突起を設ければ、ワッシャ88を省略することもでき、この場合は環状のリブ等でフランジ84との摺動摩擦を低減できる。95はバネ掛け用の環状溝である。
As shown in FIG. 3C, when the
Therefore, when the
この太い掛け軸94を細いバネ掛け軸94Aに代えるには、図のDに示すように、細いバネ掛け軸94Aの脚部96Aを支持穴70に入れると、脚部96Aの下半部はリブ90に囲まれた狭い穴92へ入り、リブ90により回転自在に支持される。その後、フランジ84の上下に低摩擦材のワッシャ88を介在させてキャップ74を取付けることはCと同様である。
In order to replace the
図のEは細いバネ掛け軸として図3のバネ掛け軸30を用いた例である。この例では、バネ掛け軸30の脚部30cの外径d3が狭い穴92の内径D2よりも僅かに大きくなっており、この脚部30cの下端部側を狭い穴92へ圧入すると、この狭い穴92を囲むリブ90の内方端部を変形させながら圧入され、ウォーム軸11と一体化される。したがって圧入形式の細いバネ掛け軸も取付可能になる。なお、脚部の外径を支持穴70の内径D1よりも僅かに大きくすれば、太い掛け軸も圧入可能である。
E in the figure is an example using the
このようにすると、共通のウォーム軸11に対して、太い掛け軸94と細いバネ掛け軸94Aとを使用でき、また圧入形式のバネ掛け軸30も取付可能になるので、互換性のある構成になる。その結果、必要な与圧の大きさに応じてこれに耐えうる太さのバネ掛け軸を自由に選択できるので、汎用性が増すことになり、与圧調整が容易になる。
In this way, the thick suspending
なお、本願発明は上記の各実施形態に限定されるものではなく、発明の原理内において種々に変形や応用が可能である。例えば、第1実施形態のバネ掛け軸30に対して、バネ掛け軸受34等の介在部材を介さずにフック部36aを直接掛けてもよい。この場合、バネ掛け軸30が回転しても、フック部36aとの間に滑りが生じるので、このフック部36aにおける滑りが回転伝達遮断手段になるから、高精度の与圧調整が要求されない仕様の場合には十分に適用可能である。さらに、ギヤハウジング8側における形状によっては引っ張りバネ36やベルト64をギヤハウジング8内へ設けることも可能である。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and applications can be made within the principle of the invention. For example, the
また、バネ掛け突起は、ウォーム軸11に対して一体回転可能又は相対回転可能に一体化されていれば足りるから、例えば、ウォーム軸11の反モータ側端部18を軸受け部から細径にして長く延出させ、この延出部自体をバネ掛け軸としてもよい。
さらに、バネ掛け突起をウォーム軸11と別体に設けた場合でも、必ずしもバネ掛け軸30や80のように軸状をなす必要はなく、バネ掛け用の突起部を備えれば足りるから、例えば、反モータ側端部18を第1の軸受20から突出させ、この突出した端部の外周部へ嵌合させたC又はEクリップのようなものでもよい。
Further, since it is sufficient if the spring hooking projection is integrated with the
Furthermore, even when the spring-hanging projection is provided separately from the
1…電動パワーステアリング装置、8…ギヤハウジング、10…ウォームギヤ、11…ウォーム軸、12…ウォームホイール、18…反モータ側端部、20…第1の軸受、22…モータ側端部、25…第2の軸受、30…バネ掛け軸(バネ掛け突起)、34…バネ掛け用軸受、36…引っ張りバネ、64…ベルト、80…バネ掛け軸 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric power steering apparatus, 8 ... Gear housing, 10 ... Worm gear, 11 ... Worm shaft, 12 ... Worm wheel, 18 ... Non-motor side edge part, 20 ... 1st bearing, 22 ... Motor side edge part, 25 ... 2nd bearing, 30 ... Spring hanging shaft (spring hanging projection), 34 ... Bearing for spring hanging, 36 ... Tension spring, 64 ... Belt, 80 ... Spring hanging shaft
Claims (5)
ウォーム軸の前記反モーター側端部に、バネ掛け突起を一体回転可能又は相対回転可能に設け、前記第1の軸受を貫通して突出させ、
このバネ掛け突起とギヤハウジングとの間に引っ張りバネを張設し、この引っ張りバネにより、ウォームギヤとウォームホイールの噛合が強くなる方向へウォーム軸を直接揺動付勢したことを特徴とする電動パワーステアリング装置。 A worm gear provided on one end of a worm shaft driven by an electric motor and a worm wheel meshing with the worm gear are arranged in the gear housing, and both ends of the worm shaft are supported by the gear housing via bearings. The first bearing that supports the opposite end of the motor on the opposite side of the electric motor across the worm gear is movable with respect to the gear housing, and the end of the motor on the side of the electric motor is The second bearing to be supported is fixed to the gear housing, and the first bearing side is spring-biased to the worm wheel side, so that the worm gear is applied with a predetermined pressure with the worm wheel so as to maintain meshing. In the electric power steering apparatus in which the shaft is oscillated and biased about the second bearing side as a fulcrum,
A spring-hanging projection is provided at the end of the worm shaft on the side opposite to the motor so as to be integrally rotatable or relatively rotatable, and protrudes through the first bearing,
An electric power characterized in that a tension spring is stretched between the spring-hanging projection and the gear housing, and the worm shaft is directly oscillated and biased in the direction in which the engagement between the worm gear and the worm wheel is strengthened by the tension spring. Steering device.
前記引っ張りバネもギヤハウジングの外側に配置されることを特徴とする請求項1又は2に記載した電動パワーステアリング装置。 The spring-hanging protrusion protrudes outward of the gear housing and is movable to the worm wheel side with respect to the gear housing.
3. The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the tension spring is also disposed outside the gear housing.
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