JP2013237400A - Electric power steering device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric power steering device silent and capable of inhibiting a difference in steering feeling with a steering direction.SOLUTION: An electric power steering device includes a worm 18 connected swingably to a rotating shaft of an electric motor via a joint. A first end and a second end of the worm 18 are supported by a first bearing and a second bearing 26. A biasing member held by a housing 17a biases the second end 18b to a worm wheel 19 side via the second bearing 26. When steering at a large steering angle (when a large load), a centering mechanism 60 brings tapered drive faces 471, 472 provided on the housing 17a into face contact with tapered driven faces 431, 432 provided on an outer periphery of an outer ring 43 of the second bearing 26 to position the worm 18 at a centering position.

Description

本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.

電動パワーステアリング装置では、電動モータの出力をウォームおよびウォームホイールを介して減速して転舵機構に伝達することにより、ステアリング操作をトルクアシストしている。
ウォームとウォームホイールとの噛み合いには、バックラッシが必要であるが、走行時に、バックラッシに起因した歯打ち音(ラトル音)が発生するおそれがある。
In the electric power steering apparatus, the steering operation is torque-assisted by decelerating the output of the electric motor via the worm and the worm wheel and transmitting it to the steering mechanism.
The backlash is necessary for the engagement between the worm and the worm wheel, but there is a possibility that a rattling sound (rattle sound) due to the backlash may occur during traveling.

そこで、従来、ウォームの両端を支持する一対の軸受のうち、電動モータから遠い側の軸受をウォームホイール側(ウォームとウォームホイールとの中心間距離を減少させる方向)へ弾性的に付勢するとともに、電動モータに近い側の軸受を軸方向に弾性的に付勢する電動パワーステアリング装置が提案されている(例えば特許文献1を参照)。   Therefore, conventionally, among the pair of bearings that support both ends of the worm, the bearing far from the electric motor is elastically biased toward the worm wheel (in the direction of reducing the center-to-center distance between the worm and the worm wheel). There has been proposed an electric power steering device that elastically biases a bearing near the electric motor in the axial direction (see, for example, Patent Document 1).

特開2006−290148号公報JP 2006-290148 A

ところで、電動モータから遠い側の軸受を前記中心間距離を増減する方向に移動可能とするために、電動モータから遠い側の軸受とこれを保持する軸受保持部との間には、所定の隙間量の隙間が設けられている。
このため、大トルクを伝達するときに、ウォームがウォームホイールから受ける駆動反力によって、電動モータから遠い側の軸受が、前記隙間量の範囲内で軸直角方向に振れる。
By the way, in order to make it possible to move the bearing far from the electric motor in a direction to increase or decrease the distance between the centers, a predetermined gap is provided between the bearing far from the electric motor and the bearing holding portion that holds the bearing. An amount of gap is provided.
For this reason, when a large torque is transmitted, the driving reaction force received by the worm from the worm wheel causes the bearing on the side far from the electric motor to swing in the direction perpendicular to the axis within the gap amount.

一方、ウォームに進み角を設けている関係上、ウォームの軸方向から見た駆動反力の方向(軸直角方向)が、左操舵のときと、右操舵のときとで異なる。このため、左右の操舵で、ウォームとウォームホイールの歯当たりが異なる。このため、左右の操舵で、噛み合い率が変化して伝達トルク(アシストトルク)が異なり、その結果、操舵フィーリングが異なり、運転者に違和感を与えるおそれがある。   On the other hand, because the worm has a leading angle, the direction of the driving reaction force (perpendicular to the axis) seen from the axial direction of the worm differs between left steering and right steering. For this reason, the tooth contact of the worm and the worm wheel is different between the left and right steering. For this reason, in the left and right steering, the meshing rate changes and the transmission torque (assist torque) is different. As a result, the steering feeling is different and the driver may feel uncomfortable.

そこで、本発明の目的は、静粛で操舵方向による操舵フィーリングの相違を抑制することのできる電動パワーステアリング装置を提供することである。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an electric power steering apparatus that is quiet and can suppress a difference in steering feeling depending on a steering direction.

前記目的を達成するため、請求項1の発明は、電動モータ(16)の回転軸(20)に継手(21)を介して揺動可能に且つトルク伝達可能に連結された第1端部(18a)および前記第1端部の反対側の第2端部(18b)を有するウォーム(18)と、前記ウォームに噛み合うウォームホイール(19)と、前記ウォームおよび前記ウォームホイールを収容したハウジング(17a)と、前記ハウジングに保持され、前記ウォームの第1端部を回転可能に且つ軸方向(X1)に移動可能に支持する第1軸受(25)と、前記ウォームの第2端部を回転可能に支持しウォームの第2端部とともに軸方向に移動可能な第2軸受(26)と、前記第2軸受を介して前記ウォームの第2端部を前記ウォームホイール側に弾性的に付勢する付勢部材(54)と、前記ウォームを前記ハウジングに対してセンタリングするセンタリング機構(60)と、を備え、前記センタリング機構は、前記ハウジングに設けられ前記軸方向に対して傾斜したテーパ状の駆動面(471,472)と、前記第2軸受の外周に設けられ、前記駆動面に対して逆向きに傾斜したテーパ状の被駆動面(431,432)と、を含む電動パワーステアリング装置(1)を提供する。   In order to achieve the above object, the first aspect of the invention of claim 1 is a first end portion connected to a rotating shaft (20) of an electric motor (16) through a joint (21) so as to be able to swing and transmit torque. 18a) and a worm (18) having a second end (18b) opposite the first end, a worm wheel (19) meshing with the worm, and a housing (17a) housing the worm and the worm wheel ), A first bearing (25) held in the housing and supporting the first end of the worm so as to be rotatable and movable in the axial direction (X1), and the second end of the worm being rotatable And a second bearing (26) that is axially movable together with the second end of the worm, and elastically biases the second end of the worm toward the worm wheel via the second bearing. Biasing member 54) and a centering mechanism (60) for centering the worm with respect to the housing, and the centering mechanism is provided on the housing and has a tapered drive surface (471, inclined with respect to the axial direction). 472) and a tapered driven surface (431, 432) provided on the outer periphery of the second bearing and inclined in the opposite direction with respect to the driving surface. .

なお、括弧内の英数字は、後述する実施形態における対応構成要素等を表すが、このことは、むろん、本発明がそれらの実施形態に限定されるべきことを意味するものではない。以下、この項において同じ。
また、請求項2のように、前記第1軸受の両側に配置され、前記第1軸受を介して前記ウォームを軸方向の中立位置に弾性的に付勢する一対の弾性部材(27A,27B)を備え、前記ウォームが前記中立位置にある状態で、前記駆動面と前記被駆動面との間に、隙間(S1,S2)が形成されていてもよい。
In addition, although the alphanumeric character in a parenthesis represents the corresponding component etc. in embodiment mentioned later, this does not mean that this invention should be limited to those embodiment as a matter of course. The same applies hereinafter.
Further, as in claim 2, a pair of elastic members (27A, 27B) disposed on both sides of the first bearing and elastically urging the worm to an axial neutral position via the first bearing. In the state where the worm is in the neutral position, gaps (S1, S2) may be formed between the driving surface and the driven surface.

また、請求項3のように、前記センタリング機構は、前記第2軸受の軸方向移動に伴って、前記駆動面と前記被駆動面とを面接触させて、前記第2軸受の軸方向移動を径方向移動に変換することにより、前記第2軸受を介して前記ウォームをセンタリングしてもよい。
また、請求項4のように、前記駆動面は、前記ウォームの軸方向に対して互いに逆向きに傾斜する第1駆動面(471)と第2駆動面(472)とを含み、前記被駆動面は、前記第1駆動面に対向する第1被駆動面(431)と、前記第2駆動面に対向する第2被駆動面(432)と、を含んでいてもよい。
According to a third aspect of the present invention, the centering mechanism moves the second bearing in the axial direction by bringing the driving surface and the driven surface into surface contact with each other along with the axial movement of the second bearing. The worm may be centered via the second bearing by converting to radial movement.
According to a fourth aspect of the present invention, the drive surface includes a first drive surface (471) and a second drive surface (472) that are inclined in directions opposite to each other with respect to the axial direction of the worm. The surface may include a first driven surface (431) facing the first driving surface and a second driven surface (432) facing the second driving surface.

請求項1の発明によれば、直進走行時や微小操舵時には、付勢部材によって第2軸受を介してウォームの第2端部がウォームホイール側に弾性的に付勢されて、ウォームとウォームホイールとのバックラッシが除去されるので、ガタに起因する騒音の発生が抑制されて静粛である。
また、大舵角操舵時(大負荷時)には、駆動反力の軸方向成分を受けたウォームが軸方向に変位し、センタリング機構のテーパ状の駆動面と被駆動面とが接触する。これにより第2軸受(ウォーム)の軸方向移動が径方向移動に変換されて、ウォームがセンタリングされる。したがって、左操舵と右操舵とで、噛み合い率が変化せず相等しいアシスト特性を得ることができるので、良好な操舵フィーリングを達成することができる。
According to the first aspect of the present invention, the second end portion of the worm is elastically urged toward the worm wheel via the second bearing by the urging member at the time of straight traveling or minute steering, so that the worm and the worm wheel Therefore, the generation of noise due to backlash is suppressed and the operation is quiet.
Further, when steering at a large steering angle (at a large load), the worm that receives the axial component of the driving reaction force is displaced in the axial direction, and the tapered driving surface and the driven surface of the centering mechanism come into contact with each other. Thereby, the axial movement of the second bearing (worm) is converted into the radial movement, and the worm is centered. Therefore, the same assist characteristic can be obtained without changing the meshing rate between the left steering and the right steering, so that a good steering feeling can be achieved.

また、請求項2の発明によれば、直進走行時等で実質的に負荷を受けていないときに、ウォームが中立位置にあって駆動面と被駆動面との間に隙間が形成されているので、付勢部材によるバックラッシ除去が実質的に可能となる。また、負荷が大きくなったときに、第2軸受の径方向および軸方向への移動が担保されるので、センタリング機構によるセンタリングが実質的に可能となる。   According to the invention of claim 2, the worm is in a neutral position and a gap is formed between the driving surface and the driven surface when substantially no load is received during straight traveling or the like. Therefore, the backlash removal by the biasing member is substantially possible. Further, since the movement of the second bearing in the radial direction and the axial direction is ensured when the load increases, centering by the centering mechanism is substantially possible.

また、請求項3の発明によれば、センタリング機構の駆動面と被駆動面とが面接触するので、第2軸受の軸方向移動を径方向移動に確実に変換して、ウォームを確実にセンタリングすることができる。
また、請求項4の発明によれば、電動モータの回転方向に応じて対応する駆動面と被駆動面とが面接触するので、操舵方向に拘らず、ウォームを良好にセンタリングすることができる。
According to the invention of claim 3, since the driving surface and the driven surface of the centering mechanism are in surface contact, the axial movement of the second bearing is reliably converted into the radial movement, so that the worm is reliably centered. can do.
According to the fourth aspect of the present invention, since the corresponding driving surface and the driven surface are brought into surface contact according to the rotation direction of the electric motor, the worm can be centered satisfactorily regardless of the steering direction.

本発明の一実施形態の電動パワーステアリング装置の模式図であり、電動パワーステアリング装置の概略構成を示している。1 is a schematic diagram of an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention, and shows a schematic configuration of the electric power steering apparatus. 電動パワーステアリング装置の要部の断面図である。It is sectional drawing of the principal part of an electric power steering device. 電動パワーステアリング装置の要部の拡大断面図であり、ウォームの第1端部の周辺を示している。It is an expanded sectional view of the principal part of an electric power steering device, and shows the circumference of the 1st end part of a worm. 電動パワーステアリング装置の要部の拡大断面図であり、ウォームの第2端部の周辺を示している。It is an expanded sectional view of the important section of an electric power steering device, and shows the circumference of the 2nd end of a worm. 図2のV−V線に沿う断面図であり、バックラッシ除去機構の周辺を示している。FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG. 2 and shows the periphery of a backlash removal mechanism. 電動パワーステアリング装置の要部の拡大断面図であり、第1操舵方向への大舵角操舵時(大負荷時)のセンタリング機構を示している。It is an expanded sectional view of the important section of an electric power steering device, and shows the centering mechanism at the time of large steering angle steering (at the time of heavy load) to the 1st steering direction. 電動パワーステアリング装置の要部の拡大断面図であり、第2操舵方向への大舵角操舵時(大負荷時)のセンタリング機構を示している。It is an expanded sectional view of the important section of an electric power steering device, and shows the centering mechanism at the time of large steering angle steering (at the time of heavy load) to the 2nd steering direction.

本発明の好ましい実施の形態を添付図面を参照しつつ説明する。
図1は、本発明の一実施形態の電動パワーステアリング装置の概略構成図である。図1を参照して、電動パワーステアリング装置1は、ステアリングホイール等の操舵部材2に連結しているステアリングシャフト3と、ステアリングシャフト3に自在継手4を介して連結される中間軸5と、中間軸5に自在継手6を介して連結されるピニオン軸7と、ピニオン軸7の端部近傍に設けられたピニオン7aに噛み合うラック8aを有して自動車の左右方向に延びる転舵軸としてのラックバー8とを有している。ピニオン軸7およびラックバー8により、ラックアンドピニオン機構からなる転舵機構Aが構成されている。
Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, an electric power steering device 1 includes a steering shaft 3 connected to a steering member 2 such as a steering wheel, an intermediate shaft 5 connected to the steering shaft 3 via a universal joint 4, A rack as a steered shaft extending in the left-right direction of an automobile, having a pinion shaft 7 connected to the shaft 5 via a universal joint 6 and a rack 8a meshing with the pinion 7a provided in the vicinity of the end of the pinion shaft 7 Bar 8. The pinion shaft 7 and the rack bar 8 constitute a turning mechanism A composed of a rack and pinion mechanism.

ラックバー8は車体に固定されるハウジング9内に図示しない複数の軸受を介して直線往復動可能に支持されている。ラックバー8の両端部はハウジング9の両側へ突出し、各端部にはそれぞれタイロッド10が結合されている。各タイロッド10は対応するナックルアーム(図示せず)を介して対応する転舵輪11に連結されている。
操舵部材2が操作されてステアリングシャフト3が回転されると、この回転がピニオン7aおよびラック8aによって、自動車の左右方向に沿ってのラックバー8の直線運動に変換される。これにより、転舵輪11の転舵が達成される。
The rack bar 8 is supported in a housing 9 fixed to the vehicle body so as to be capable of linear reciprocation through a plurality of bearings (not shown). Both end portions of the rack bar 8 protrude to both sides of the housing 9, and tie rods 10 are coupled to the respective end portions. Each tie rod 10 is connected to a corresponding steered wheel 11 via a corresponding knuckle arm (not shown).
When the steering member 2 is operated and the steering shaft 3 is rotated, this rotation is converted into a linear motion of the rack bar 8 along the left-right direction of the automobile by the pinion 7a and the rack 8a. Thereby, the turning of the steered wheel 11 is achieved.

ステアリングシャフト3は、一端に操舵部材2が連結された入力側の第1操舵軸3aと、ピニオン軸7に連なる出力側の第2操舵軸3bと、第1操舵軸3aと第2操舵軸3bとを同一軸線上で相対回転可能に連結したトーションバー3cとを備えている。
トーションバー12を介する第1操舵軸3aと第2操舵軸3bとの間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13が設けられている。トルクセンサ13のトルク検出結果は、ECU(Electronic Control Unit :電子制御ユニット)14に与えられる。ECU14では、トルク検出結果や図示しない車速センサから与えられる車速検出結果等に基づいて、駆動回路15を介して操舵補助用の電動モータ16を駆動制御する。
The steering shaft 3 includes an input-side first steering shaft 3a having a steering member 2 connected to one end thereof, an output-side second steering shaft 3b connected to the pinion shaft 7, a first steering shaft 3a, and a second steering shaft 3b. And a torsion bar 3c connected to be rotatable relative to each other on the same axis.
A torque sensor 13 is provided for detecting a steering torque based on a relative rotational displacement amount between the first steering shaft 3a and the second steering shaft 3b via the torsion bar 12. The torque detection result of the torque sensor 13 is given to an ECU (Electronic Control Unit) 14. The ECU 14 drives and controls the steering assisting electric motor 16 via the drive circuit 15 based on a torque detection result or a vehicle speed detection result given from a vehicle speed sensor (not shown).

電動モータ16の出力回転が伝動装置としての減速機17を介して減速されてピニオン軸7に伝達され、ラックバー8の直線運動に変換されて、操舵が補助される。減速機17は、電動モータ16により回転駆動される駆動ギヤとしてのウォーム18と、このウォーム18に噛み合うと共にステアリングシャフト3の第2操舵軸3bに一体回転可能に連結された被動ギヤとしてのウォームホイール19とを備えている。   The output rotation of the electric motor 16 is decelerated via a speed reducer 17 as a transmission device and transmitted to the pinion shaft 7 and converted into a linear motion of the rack bar 8 to assist steering. The speed reducer 17 includes a worm 18 as a drive gear that is rotationally driven by the electric motor 16, and a worm wheel as a driven gear that meshes with the worm 18 and is connected to the second steering shaft 3 b of the steering shaft 3 so as to be integrally rotatable. 19.

図2に示すように、ウォーム18は電動モータ16の回転軸20と同軸上に配置される。ウォーム18は、その軸方向X1に離隔する第1端部18aおよび第2端部18bと、第1端部18aおよび第2端部18b間の中間部に歯部18cとを有する。
ウォームホイール19は、ステアリングシャフト3の第2操舵軸3bの軸方向中間部に一体回転可能に且つ軸方向移動不能に連結されている。ウォームホイール19は、第2操舵軸3bに一体回転可能に結合された環状の芯金19aと、芯金19aの周囲を取り囲み外周に歯部19cを形成した合成樹脂部材19bとを備える。芯金19aは、例えば合成樹脂部材19bの樹脂成形時に金型内にインサートされるものである。
As shown in FIG. 2, the worm 18 is disposed coaxially with the rotating shaft 20 of the electric motor 16. The worm 18 has a first end 18a and a second end 18b that are separated in the axial direction X1, and a tooth portion 18c at an intermediate portion between the first end 18a and the second end 18b.
The worm wheel 19 is coupled to an intermediate portion in the axial direction of the second steering shaft 3b of the steering shaft 3 so as to be integrally rotatable and immovable in the axial direction. The worm wheel 19 includes an annular cored bar 19a coupled to the second steering shaft 3b so as to be integrally rotatable, and a synthetic resin member 19b surrounding the cored bar 19a and having teeth 19c formed on the outer periphery. The core metal 19a is inserted into the mold when the synthetic resin member 19b is molded with resin, for example.

ウォーム18の第1端部18aとこれに対向する電動モータ16の回転軸20(出力軸)の端部とは、継手21を介してトルク伝達可能に且つ互いに揺動可能に連結されている。具体的には、継手21は、電動モータ16の回転軸20に一体回転可能に且つ軸方向移動不能に連結された第1係合部材22と、ウォーム18の第1端部18aに一体回転可能に且つ軸方向移動不能に連結された第2係合部材23と、第1係合部材22と第2係合部材23との間に介在し、両係合部材22,23間にトルクを伝達する弾性部材24とを備えている。   The first end portion 18a of the worm 18 and the end portion of the rotary shaft 20 (output shaft) of the electric motor 16 opposed to the first end portion 18a are connected via a joint 21 so as to be able to transmit torque and to swing with each other. Specifically, the joint 21 can rotate integrally with the first engagement member 22 connected to the rotating shaft 20 of the electric motor 16 so as to be integrally rotatable and not movable in the axial direction, and the first end 18 a of the worm 18. And the second engagement member 23 that is connected so as not to move in the axial direction, and is interposed between the first engagement member 22 and the second engagement member 23, and transmits torque between the engagement members 22, 23. The elastic member 24 is provided.

第1係合部材22および第2係合部材23は、互いの係合突起221,231を周方向の交互に配置している。図示していないが、弾性部材24は、環状の主体部から放射状に延びる複数の係合腕を有している。両係合部材22,23の周方向に隣接する係合突起221,231間に、弾性部材24の対応する係合腕が挟持されている。継手21の弾性部材24が弾性変形することにより、回転軸20に対するウォーム18の揺動が許容されている。   The first engaging member 22 and the second engaging member 23 have the engaging protrusions 221 and 231 arranged alternately in the circumferential direction. Although not shown, the elastic member 24 has a plurality of engaging arms extending radially from the annular main body. A corresponding engagement arm of the elastic member 24 is sandwiched between engagement protrusions 221 and 231 adjacent to each other in the circumferential direction of both engagement members 22 and 23. The elastic member 24 of the joint 21 is elastically deformed, so that the worm 18 is allowed to swing with respect to the rotating shaft 20.

図2の一部を拡大した図3に示すように、第2係合部材23は、ウォーム18の第1端部18aに一体回転可能に且つ軸方向移動不能に嵌合されたボス23aと、ボス23aから径方向外方に延びる環状フランジ23bとを備えている。前記係合突起は、環状フランジ23bから軸方向に延びている。
再び図2を参照して、減速機17のハウジング17aは、ウォーム18の第2端部18bに対向する開口17bを有している。開口17bは、開口17bの内周に螺合されてハウジング17aの一部をなす蓋部材17cによって閉塞されている。
As shown in FIG. 3 in which a part of FIG. 2 is enlarged, the second engagement member 23 includes a boss 23a fitted to the first end 18a of the worm 18 so as to be integrally rotatable and non-movable in the axial direction, And an annular flange 23b extending radially outward from the boss 23a. The engagement protrusion extends in the axial direction from the annular flange 23b.
Referring again to FIG. 2, the housing 17 a of the reduction gear 17 has an opening 17 b that faces the second end 18 b of the worm 18. The opening 17b is closed by a lid member 17c that is screwed into the inner periphery of the opening 17b and forms a part of the housing 17a.

ウォーム18の第1端部18aは、第1軸受25を介して減速機17のハウジング17aに回転可能に支持されている。ウォーム18の第2端部18bは、第2軸受26を介して減速機17のハウジング17aに回転可能に支持されている。第1軸受25および第2軸受26は、例えば玉軸受により構成されている。ウォーム18の第1端部18aには、ウォーム18を軸方向X1の中立位置に付勢する一対の弾性部材27A,27Bが配置されている。   The first end 18 a of the worm 18 is rotatably supported by the housing 17 a of the speed reducer 17 via the first bearing 25. The second end 18 b of the worm 18 is rotatably supported by the housing 17 a of the speed reducer 17 via the second bearing 26. The first bearing 25 and the second bearing 26 are constituted by, for example, ball bearings. A pair of elastic members 27A and 27B for urging the worm 18 to the neutral position in the axial direction X1 are disposed at the first end 18a of the worm 18.

第1軸受25は、ウォーム18の第1端部18aに一体回転可能に嵌合された内輪28と、減速機17のハウジング17aに設けられた軸受保持孔29にブッシュ30を介して保持された外輪31とを備えている。
図3に示すように、外輪31とブッシュ30の端部の環状フランジ30aとが、軸受保持孔29の端部に設けられた位置決め段部32と、軸受保持孔29の入口にねじ嵌合された止定部材33との間で軸方向に挟持されている。これにより、外輪31の軸方向移動が規制されている。
The first bearing 25 is held via a bush 30 in an inner ring 28 fitted to the first end 18 a of the worm 18 so as to be integrally rotatable, and a bearing holding hole 29 provided in the housing 17 a of the speed reducer 17. And an outer ring 31.
As shown in FIG. 3, the outer ring 31 and the annular flange 30 a at the end of the bush 30 are screwed into the positioning step 32 provided at the end of the bearing holding hole 29 and the inlet of the bearing holding hole 29. The holding member 33 is held in the axial direction. Thereby, the axial movement of the outer ring 31 is restricted.

第1軸受25の内輪28は、ウォーム18の第1端部18aの外周に一体回転可能に嵌合されている。一対の弾性部材27A,27Bは、内輪28を軸方向に挟んだ両側に配置されており、ウォーム18を軸方向X1の中立位置に付勢している。弾性部材27A,27Bは、例えばゴム、熱可塑性エラストマーなどの弾性材料で形成されたブッシュである。   The inner ring 28 of the first bearing 25 is fitted to the outer periphery of the first end 18a of the worm 18 so as to be integrally rotatable. The pair of elastic members 27A and 27B are disposed on both sides of the inner ring 28 in the axial direction, and urge the worm 18 to the neutral position in the axial direction X1. The elastic members 27A and 27B are bushes formed of an elastic material such as rubber or thermoplastic elastomer, for example.

一方の弾性部材27Aは、ウォーム18の外周の位置決め段部34に当接した環状の受け板35と、内輪28の一方の端面に当接した環状の受け板36との間に介在している。他方の弾性部材27Bは、内輪28の他方の端面に当接した環状の受け板37と、継手21の第2係合部材23の環状フランジ23bに当接した受け板38との間に介在している。各受け板35,36,37,38は、例えば金属製である。   One elastic member 27 </ b> A is interposed between an annular receiving plate 35 that contacts the positioning step 34 on the outer periphery of the worm 18 and an annular receiving plate 36 that contacts one end surface of the inner ring 28. . The other elastic member 27B is interposed between the annular receiving plate 37 that contacts the other end surface of the inner ring 28 and the receiving plate 38 that contacts the annular flange 23b of the second engaging member 23 of the joint 21. ing. Each receiving plate 35, 36, 37, 38 is made of metal, for example.

第1端部18aの外周には、受け板35および一方の弾性部材27Aが嵌合された第1環状凹部39と、内輪28が嵌合された第2環状凹部40と、第2係合部材23のボス23aが嵌合された第3環状凹部41とが設けられている。第1環状凹部39、第2環状凹部40および第3環状凹部41の順で、外径が段階的に小さくされている。
再び図2を参照して、第2軸受26は、内輪42および外輪43を備えている。第2軸受26の内輪42は、ウォーム18の第2端部18bの外周に設けられた第4環状凹部44に一体回転可能に嵌合されている。内輪42は、ウォーム18の第2端部18bの先端に設けられたねじ部に螺合したナット45と、第2端部18bの外周に設けられた位置決め段部46との間に挟持されている。これにより、ウォーム18に対する内輪42の軸方向移動が規制されている。
On the outer periphery of the first end 18a, a first annular recess 39 fitted with the receiving plate 35 and one elastic member 27A, a second annular recess 40 fitted with the inner ring 28, and a second engagement member And a third annular recess 41 fitted with 23 bosses 23a. In the order of the first annular recess 39, the second annular recess 40, and the third annular recess 41, the outer diameter is gradually reduced.
Referring to FIG. 2 again, the second bearing 26 includes an inner ring 42 and an outer ring 43. The inner ring 42 of the second bearing 26 is fitted in a fourth annular recess 44 provided on the outer periphery of the second end 18b of the worm 18 so as to be integrally rotatable. The inner ring 42 is sandwiched between a nut 45 screwed into a threaded portion provided at the tip of the second end portion 18b of the worm 18 and a positioning step portion 46 provided on the outer periphery of the second end portion 18b. Yes. Thereby, the axial movement of the inner ring 42 relative to the worm 18 is restricted.

ハウジング17aには、第2軸受26を収容するための収容孔47が設けられている。収容孔47は、ハウジング17aにおける、ウォーム18用の収容孔の一部を拡径して形成されている。
収容孔47は、第2軸受26を、ウォーム18とウォームホイール19の中心間距離D1(ウォーム18の回転中心C1とウォームホイールの回転中心C2との距離に相当)が増減する方向Y1,Y2(増加する方向Y1および減少する方向Y2)に偏倚可能に保持することのできる偏倚孔(図5参照)に形成されている。
A housing hole 47 for housing the second bearing 26 is provided in the housing 17a. The accommodation hole 47 is formed by expanding a part of the accommodation hole for the worm 18 in the housing 17a.
The housing hole 47 causes the second bearing 26 to move in the directions Y1, Y2 in which the distance D1 between the centers of the worm 18 and the worm wheel 19 (corresponding to the distance between the rotation center C1 of the worm 18 and the rotation center C2 of the worm wheel) increases or decreases ( It is formed in a biasing hole (see FIG. 5) that can be held so as to be deflectable in the increasing direction Y1 and the decreasing direction Y2).

電動パワーステアリング装置1は、ウォーム18とウォームホイール19とのバックラッシを除去するバックラッシ除去機構50と、ウォーム18をハウジング17aに対してセンタリングするセンタリング機構60とを備えている。
図2および図2の第2軸受26の周辺の拡大図である図4に示すように、バックラッシ除去機構50は、収容孔47に連通するようにハウジング17aに設けられた支持孔51と、支持孔51の深さ方向に往復移動可能に支持され第2軸受26の外輪43の外周に当接する押圧部材52と、支持孔51の入口を封止する封止部材53と、封止部材53と押圧部材52との間に介在し、押圧部材52および第2軸受26を介してウォーム18の第2端部18bをウォームホイール19側(中心間距離D1が減少する方向Y2)へ弾性的に付勢する、例えば圧縮コイルばねからなる付勢部材54とを備えている。
The electric power steering apparatus 1 includes a backlash removing mechanism 50 that removes backlash between the worm 18 and the worm wheel 19, and a centering mechanism 60 that centers the worm 18 with respect to the housing 17a.
As shown in FIG. 4, which is an enlarged view of the periphery of the second bearing 26 in FIGS. 2 and 2, the backlash removal mechanism 50 includes a support hole 51 provided in the housing 17 a so as to communicate with the accommodation hole 47, and a support A pressing member 52 supported so as to be reciprocally movable in the depth direction of the hole 51 and in contact with the outer periphery of the outer ring 43 of the second bearing 26; a sealing member 53 for sealing the inlet of the supporting hole 51; It is interposed between the pressing member 52 and elastically attaches the second end 18b of the worm 18 to the worm wheel 19 side (direction Y2 in which the center distance D1 decreases) via the pressing member 52 and the second bearing 26. And an urging member 54 made of, for example, a compression coil spring.

支持孔51は、収容孔47からウォームホイール19とは反対方向に延びている。封止部材53の外周に設けられた雄ねじ部53aが、支持孔51の入口の内周に設けられた雌ねじ部51aに螺合することで、封止部材53が支持孔51に固定されている。
押圧部材52は、前面に平坦な押圧面52aを有する押圧部52bと、押圧部52bの後面の中央部から封止部材53側へ延びる軸部52cとを備えている。圧縮コイルばねからなる付勢部材54の一端の外周が、封止部材53の前面に設けられた環状凹部53bの内周に嵌合し、付勢部材54の他端の内周が、軸部52cの外周に嵌合している。これにより、付勢部材54の倒れが抑制されている。
The support hole 51 extends from the accommodation hole 47 in the direction opposite to the worm wheel 19. The male screw portion 53 a provided on the outer periphery of the sealing member 53 is screwed into the female screw portion 51 a provided on the inner periphery of the inlet of the support hole 51, so that the sealing member 53 is fixed to the support hole 51. .
The pressing member 52 includes a pressing portion 52b having a flat pressing surface 52a on the front surface, and a shaft portion 52c extending from the center of the rear surface of the pressing portion 52b to the sealing member 53 side. The outer periphery of one end of the biasing member 54 made of a compression coil spring is fitted to the inner periphery of the annular recess 53b provided on the front surface of the sealing member 53, and the inner periphery of the other end of the biasing member 54 is the shaft portion. The outer periphery of 52c is fitted. Thereby, the fall of the biasing member 54 is suppressed.

図4および図2のV−Vに沿う断面図である図5を参照して、ハウジング17aに設けられた収容孔47の内周は、円筒面47a(図5参照)と、円筒面47aを軸方向X1に挟んだ両側に配置され、軸方向X1に対して互いに逆向きに傾斜したテーパ状の第1駆動面471および第2駆動面472(図4参照)とを備えている。
一方、第2軸受26の外輪43の外周は、収容孔47の円筒面47aに対向する円筒面43a(図5参照)と、円筒面43aを軸方向X1に挟んだ両側に配置され、軸方向X1に対して互いに逆向きに傾斜するテーパ状の第1被駆動面431および第2被駆動面432(図4参照)とを備えている。
Referring to FIG. 5 which is a cross-sectional view taken along line V-V in FIGS. 4 and 2, the inner periphery of the accommodation hole 47 provided in the housing 17 a includes a cylindrical surface 47 a (see FIG. 5) and a cylindrical surface 47 a. A tapered first drive surface 471 and a second drive surface 472 (see FIG. 4) are provided on both sides sandwiched in the axial direction X1 and are inclined in opposite directions with respect to the axial direction X1.
On the other hand, the outer circumference of the outer ring 43 of the second bearing 26 is disposed on both sides of the cylindrical surface 43a (see FIG. 5) facing the cylindrical surface 47a of the accommodation hole 47 and the cylindrical surface 43a sandwiched in the axial direction X1. A tapered first driven surface 431 and a second driven surface 432 (see FIG. 4) that are inclined in opposite directions with respect to X1 are provided.

第1駆動面471と第1被駆動面431とが対向し、第2駆動面472と第2被駆動面432とが対向している。また、外輪43の第1端面433が、収容孔47の環状の第1内壁面473に軸方向X1に対向し、外輪43の第2端面434が、収容孔47の環状の第2内壁面474に軸方向X1に対向している。各内壁面473,474は、第2軸受26の外輪43の軸方向X1の最大移動量を規制する。   The first driving surface 471 and the first driven surface 431 face each other, and the second driving surface 472 and the second driven surface 432 face each other. Further, the first end surface 433 of the outer ring 43 faces the annular first inner wall surface 473 of the accommodation hole 47 in the axial direction X1, and the second end surface 434 of the outer ring 43 constitutes the annular second inner wall surface 474 of the accommodation hole 47. Is opposed to the axial direction X1. The inner wall surfaces 473 and 474 regulate the maximum movement amount of the outer ring 43 of the second bearing 26 in the axial direction X1.

すなわち、センタリング機構60は、ハウジング17aに設けられ軸方向X1に対して互いに逆向きに傾斜したテーパ状の第1駆動面471および第2駆動面472と、第2軸受26の外輪43の外周の軸方向X1の両端に設けられ、第1駆動面471および第2駆動面472に対してそれぞれ逆向きに傾斜したテーパ状の第1被駆動面431および第2被駆動面432とを備えている。第2駆動面472および第2内壁面474は、ハウジング17aの一部をなす蓋部材17bに設けられている。   That is, the centering mechanism 60 is provided on the outer periphery of the outer ring 43 of the second bearing 26 and the tapered first drive surface 471 and the second drive surface 472 that are provided in the housing 17a and are inclined in opposite directions with respect to the axial direction X1. A tapered first driven surface 431 and a second driven surface 432 are provided at both ends in the axial direction X1 and are inclined in opposite directions with respect to the first driving surface 471 and the second driving surface 472, respectively. . The second drive surface 472 and the second inner wall surface 474 are provided on a lid member 17b that forms part of the housing 17a.

図4に示すように、直進走行時や微小舵角操舵時で、ウォーム18が実質的に軸方向X1の中立位置にある状態では、第1駆動面471と第1被駆動面431との間に、隙間S1が形成され、第2駆動面472と第2被駆動面432との間に、隙間S2が形成されている。ウォーム18が軸方向X1の中立位置にある状態では、両隙間S1,S2の量(隙間量)が相等しくされている。   As shown in FIG. 4, when the worm 18 is substantially in the neutral position in the axial direction X <b> 1 during the straight traveling or the small steering angle steering, it is between the first driving surface 471 and the first driven surface 431. In addition, a gap S <b> 1 is formed, and a gap S <b> 2 is formed between the second driving surface 472 and the second driven surface 432. In a state where the worm 18 is in the neutral position in the axial direction X1, the amounts of the gaps S1 and S2 (gap amounts) are made equal.

センタリング機構60の機能は下記である。すなわち、第1操舵方向への大舵角操舵時(大負荷時)に、駆動反力の軸方向成分F1を受けたウォーム18とともに第2軸受26が、図6に示すように軸方向X1の一方へ移動し、第1駆動面471と第1被駆動面431とが面接触する。これにより、センタリング機構70は、第2軸受26の軸方向移動を径方向移動に変換して第2軸受26を介してウォーム18をセンタリングするように機能する。図6に示すように、センタリングが完了したときに、第1端面433が第1内壁面473に当接するので、ウォーム18がセンタリング位置に位置決めされる。   The function of the centering mechanism 60 is as follows. That is, the second bearing 26 together with the worm 18 that has received the axial component F1 of the driving reaction force during the large steering angle steering in the first steering direction (at the time of a large load), as shown in FIG. The first driving surface 471 and the first driven surface 431 are in surface contact with each other. Thereby, the centering mechanism 70 functions to convert the axial movement of the second bearing 26 into the radial movement and center the worm 18 via the second bearing 26. As shown in FIG. 6, when the centering is completed, the first end surface 433 comes into contact with the first inner wall surface 473, so that the worm 18 is positioned at the centering position.

一方、第2操舵方向への大舵角操舵時(大負荷時)に、駆動反力の軸方向成分F2を受けたウォーム18とともに第2軸受26が、図7に示すように軸方向X1の他方へ移動し、第2駆動面472と第2被駆動面432とが面接触する。これにより、センタリング機構70は、第2軸受26の軸方向移動を径方向移動に変換して第2軸受26を介してウォーム18をセンタリングするように機能する。図7に示すように、センタリングが完了したときに、第2端面434が第2内壁面474に当接するので、ウォーム18がセンタリング位置に位置決めされる。   On the other hand, at the time of steering at a large steering angle in the second steering direction (at the time of a large load), the second bearing 26 together with the worm 18 that has received the axial component F2 of the driving reaction force in the axial direction X1 as shown in FIG. The second drive surface 472 and the second driven surface 432 are in surface contact with each other. Thereby, the centering mechanism 70 functions to convert the axial movement of the second bearing 26 into the radial movement and center the worm 18 via the second bearing 26. As shown in FIG. 7, when the centering is completed, the second end surface 434 contacts the second inner wall surface 474, so that the worm 18 is positioned at the centering position.

図6および図7に示すように、大舵角操舵時(大負荷時)でウォーム18がセンタリング位置に位置決めされた状態では、バックラッシ除去機構50が作動しなくなるが、何ら問題ない。というのは、バックラッシによる異音が問題となるのは、直進走行時やハンドル切り返し初期における低負荷の場合であり、もともと、大舵角操舵時は、バックラッシ除去機構50に頼らずとも、大トルク伝達のためにウォーム18とウォームホイール19が噛み合っていてバックラッシがゼロになっているため、問題とならないからである。   As shown in FIGS. 6 and 7, the backlash removal mechanism 50 does not operate when the worm 18 is positioned at the centering position during large steering angle steering (at a large load), but there is no problem. This is because abnormal noise caused by backlash is a problem when driving straight ahead or when the load is low during the initial turning of the steering wheel. Originally, when steering at a large steering angle, a large torque can be used without relying on the backlash removal mechanism 50. This is because the worm 18 and the worm wheel 19 are engaged with each other for transmission and the backlash is zero.

本実施形態によれば、直進走行時や微小操舵時には、付勢部材54によって第2軸受26を介してウォーム18の第2端部18bがウォームホイール19側に弾性的に付勢されて、ウォーム18とウォームホイール19とのバックラッシが除去されるので、ガタに起因する騒音の発生が抑制されて静粛である。
また、大舵角操舵時(大負荷時)には、駆動反力の軸方向成分F1またはF2を受けたウォーム18が軸方向X1の対応する方向へ変位し、センタリング機構60のテーパ状の駆動面471(または472)と被駆動面431(または432)とが接触する。これにより、ウォーム18の軸方向移動が径方向移動に変換されて、ウォーム18がセンタリングされる。したがって、左操舵と右操舵とで、噛み合い率が変化せず相等しいアシスト特性を得ることができるので、良好な操舵フィーリングを達成することができる。
According to the present embodiment, the second end 18b of the worm 18 is elastically urged toward the worm wheel 19 via the second bearing 26 by the urging member 54 during straight traveling or minute steering. Since the backlash between the worm wheel 19 and the worm wheel 19 is removed, the generation of noise due to backlash is suppressed and the operation is quiet.
Further, at the time of steering at a large steering angle (at the time of a large load), the worm 18 that has received the axial component F1 or F2 of the driving reaction force is displaced in the direction corresponding to the axial direction X1, and the centering mechanism 60 is driven in a tapered manner. The surface 471 (or 472) contacts the driven surface 431 (or 432). Thereby, the axial movement of the worm 18 is converted into the radial movement, and the worm 18 is centered. Therefore, the same assist characteristic can be obtained without changing the meshing rate between the left steering and the right steering, so that a good steering feeling can be achieved.

また、直進走行時や微小舵角操舵時でウォーム18が実質的に負荷を受けていなときには、ウォーム18が軸方向X1の中立位置にあって駆動面471,472と対応する被駆動面431,432との間に、それぞれ隙間S1,S2が形成されているので、付勢部材54によるバックラッシ除去が実質的に可能となる。また、負荷が大きくなったときに、第2軸受26の径方向および軸方向X1への移動が担保されるので、センタリング機構60によるセンタリングが実質的に可能となる。   Further, when the worm 18 is not substantially loaded during straight traveling or at a small steering angle steering, the driven surface 431 corresponding to the driving surfaces 471 and 472 with the worm 18 in the neutral position in the axial direction X1. Since the gaps S <b> 1 and S <b> 2 are respectively formed between the 432 and 432, the backlash removal by the urging member 54 is substantially possible. Further, since the movement of the second bearing 26 in the radial direction and the axial direction X1 is ensured when the load increases, centering by the centering mechanism 60 is substantially possible.

また、センタリング機構60の駆動面471,472と被駆動面431,432とが面接触するので、第2軸受26の軸方向移動を径方向移動に確実に変換して、ウォーム18を確実にセンタリングすることができる。
また、電動モータ16の回転方向に応じて対応する駆動面471(または472)と被駆動面431(または432)とが面接触するので、操舵方向に拘らず、ウォーム18を良好にセンタリングすることができる。
Further, since the driving surfaces 471 and 472 of the centering mechanism 60 and the driven surfaces 431 and 432 are in surface contact, the axial movement of the second bearing 26 is reliably converted into the radial movement, so that the worm 18 is reliably centered. can do.
Further, since the corresponding driving surface 471 (or 472) and the driven surface 431 (or 432) are in surface contact according to the rotation direction of the electric motor 16, the worm 18 can be centered well regardless of the steering direction. Can do.

本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の請求項記載の範囲内で種々の変更を施すことができる。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope of the claims of the present invention.

1…電動パワーステアリング装置、2…操舵部材、3…ステアリングシャフト、7…ピニオン軸、8…ラックバー、16…電動モータ、17…減速機、17a…ハウジング、17b…開口、17c…蓋部材、18…ウォーム、18a…第1端部、18b…第2端部、19…ウォームホイール、20…回転軸、21…継手、25…第1軸受、26…第2軸受、27A,27B…弾性部材、28…(第1軸受の)内輪、42…(第2軸受の)内輪、43…(第2軸受の)外輪、431…第1被駆動面、432…第2被駆動面、433…第1端面、434…第2端面、47…収容孔、471…第1駆動面、472…第2駆動面、473…第1内壁面、474…第2内壁面、50…バックラッシ除去機構、51…支持孔、52…押圧部材、53…封止部材、54…付勢部材、60…センタリング機構、A…転舵機構、C1…(ウォームの)回転中心、C2…(ウォームホイールの)回転中心、D1…中心間距離、S1,S2…隙間、X1…軸方向   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric power steering apparatus, 2 ... Steering member, 3 ... Steering shaft, 7 ... Pinion shaft, 8 ... Rack bar, 16 ... Electric motor, 17 ... Reduction gear, 17a ... Housing, 17b ... Opening, 17c ... Cover member, DESCRIPTION OF SYMBOLS 18 ... Worm, 18a ... 1st end part, 18b ... 2nd end part, 19 ... Worm wheel, 20 ... Rotary shaft, 21 ... Joint, 25 ... 1st bearing, 26 ... 2nd bearing, 27A, 27B ... Elastic member 28 ... inner ring (of the first bearing), 42 ... inner ring of the (second bearing), 43 ... outer ring of the (second bearing), 431 ... first driven surface, 432 ... second driven surface, 433 ... first. 1 end face, 434 ... 2nd end face, 47 ... receiving hole, 471 ... 1st drive surface, 472 ... 2nd drive surface, 473 ... 1st inner wall surface, 474 ... 2nd inner wall surface, 50 ... backlash removal mechanism, 51 ... Support hole 52 ... Pressing member 53 ... Sealing 54, biasing member, 60 ... centering mechanism, A ... steering mechanism, C1 ... center of rotation (worm), C2 ... center of rotation (worm wheel), D1 ... center distance, S1, S2 ... gap, X1 ... Axial direction

Claims (4)

電動モータの回転軸に継手を介して揺動可能に且つトルク伝達可能に連結された第1端部および前記第1端部の反対側の第2端部を有するウォームと、
前記ウォームに噛み合うウォームホイールと、
前記ウォームおよび前記ウォームホイールを収容したハウジングと、
前記ハウジングに保持され、前記ウォームの第1端部を回転可能に且つ軸方向に移動可能に支持する第1軸受と、
前記ウォームの第2端部を回転可能に支持しウォームの第2端部とともに軸方向に移動可能な第2軸受と、
前記第2軸受を介して前記ウォームの第2端部を前記ウォームホイール側に弾性的に付勢するばねと、
前記ウォームを前記ハウジングに対してセンタリングするセンタリング機構と、を備え、
前記センタリング機構は、前記ハウジングに設けられ前記軸方向に対して傾斜したテーパ状の駆動面と、前記第2軸受の外周に設けられ、前記駆動面に対して逆向きに傾斜したテーパ状の被駆動面と、を含む電動パワーステアリング装置。
A worm having a first end coupled to a rotating shaft of an electric motor via a joint so as to be able to swing and capable of transmitting torque, and a second end opposite to the first end;
A worm wheel meshing with the worm;
A housing containing the worm and the worm wheel;
A first bearing held in the housing and supporting the first end of the worm so as to be rotatable and movable in the axial direction;
A second bearing that rotatably supports the second end of the worm and is axially movable together with the second end of the worm;
A spring that elastically biases the second end portion of the worm toward the worm wheel via the second bearing;
A centering mechanism for centering the worm with respect to the housing;
The centering mechanism includes a tapered driving surface provided on the housing and inclined with respect to the axial direction; and a tapered driving surface provided on an outer periphery of the second bearing and inclined in a reverse direction with respect to the driving surface. An electric power steering device including a drive surface.
請求項1において、前記第1軸受の両側に配置され、前記第1軸受を介して前記ウォームを軸方向の中立位置に弾性的に付勢する一対の弾性部材を備え、
前記ウォームが前記中立位置にある状態で、前記駆動面と前記被駆動面との間に、隙間が形成されている電動パワーステアリング装置。
In Claim 1, provided with a pair of elastic members which are arranged on both sides of the first bearing and elastically urge the worm to an axial neutral position via the first bearing,
An electric power steering apparatus in which a gap is formed between the driving surface and the driven surface in a state where the worm is in the neutral position.
請求項1または2において、前記センタリング機構は、前記第2軸受の軸方向移動に伴って、前記駆動面と前記被駆動面とを面接触させて、前記第2軸受の軸方向移動を径方向移動に変換することにより、前記第2軸受を介して前記ウォームをセンタリングする電動パワーステアリング装置。   3. The centering mechanism according to claim 1, wherein the centering mechanism causes the driving surface and the driven surface to come into surface contact with the axial movement of the second bearing so that the axial movement of the second bearing is radial. An electric power steering device for centering the worm via the second bearing by converting to movement. 請求項1から3の何れか1項において、前記駆動面は、前記ウォームの軸方向に対して互いに逆向きに傾斜する第1駆動面と第2駆動面とを含み、
前記被駆動面は、前記第1駆動面に対向する第1被駆動面と、前記第2駆動面に対向する第2被駆動面と、を含む電動パワーステアリング装置。
4. The drive surface according to claim 1, wherein the drive surface includes a first drive surface and a second drive surface that are inclined in opposite directions with respect to an axial direction of the worm,
The electric driven power steering apparatus, wherein the driven surface includes a first driven surface facing the first driving surface and a second driven surface facing the second driving surface.
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