【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動側から従動側へのトルク伝達を相互に転接して回転するローラを介して行わせるローラ伝動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
駆動軸と従動軸との間にてトルク伝達を行わせるための伝動装置の一形式として、駆動軸と連動回転する駆動側ローラと従動軸と連動回転する従動側ローラとを夫々の外周面において転接させ、この転接部における摩擦を利用してトルク伝達を行わせるローラ伝動装置が用いられている。
【０００３】
このローラ伝動装置は、広く用いられている歯車伝動装置と比較して、静粛な運転が可能であるという利点を有する反面、確実なトルク伝達を安定して行わせるためには、駆動側ローラと従動側ローラとの転接部に十分な予圧を与え、該転接部における滑りの発生を防止する手段が不可欠であるという問題がある。
【０００４】
前記予圧の付与は、直接的には、駆動軸及び従動軸の一方又は両方を他方に対して位置調節可能とし、駆動側ローラと従動側ローラとの軸間距離を調節することにより行い得るが、駆動軸及び従動軸を位置調節可能に構成することは難しい。そこで従来においては、駆動側ローラと従動側ローラとの間に、夫々に転接する予圧調節用の中間ローラを配し、この中間ローラを駆動側ローラ及び従動側ローラに対して位置調節可能とし、所望の予圧を付与する構成が広く採用されている。
【０００５】
図８は、予圧調節のための中間ローラを備える従来のローラ伝動装置の正面図である。本図に示す如く互いに平行をなして配された駆動軸１０と従動軸２０とには、駆動側ローラ１と従動側ローラ２とが一体回転可能に夫々支持されており、これらのローラ１，２の外周面は、適宜の間隔を隔てて対向させてある。駆動軸１０と従動軸２０との間には、両者の軸心を結ぶ直線から一側に適長ずらせた位置に、これらと平行をなして中間軸４０が配してあり、該中間軸４０に一体回転可能に支持された中間ローラ４が、駆動側ローラ１及び従動側ローラ２の外周面に転接させてある。
【０００６】
中間軸４０は、駆動軸１０及び従動軸２０の軸心に向けて移動可能に設けてあり、前記予圧の付与は、該中間軸４０を図中に白抜矢符にて示す如く移動させ、これに支持された中間ローラ４を駆動軸１０及び従動軸２０に夫々支持された駆動側ローラ１及び従動側ローラ２に押し付け、適宜の押し付けがなされた状態で中間軸４０の位置を固定する手順により行われる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、以上の如く行われる予圧付与の手順においては、中間ローラ４を支持する中間軸４０の固定に際し、駆動側ローラ１及び従動側ローラ２への中間ローラ４の適正な押し付け状態を保つことが難しく、固定後における予圧の過不足が発生し易く、伝動効率の低下を招く等の問題があり、この問題を解消するため、中間軸４０の固定作業の間、前記押し付け状態を保つ治具を用いる等、煩雑な作業を強いられるという問題があった。
【０００８】
また、適正な予圧調整がなされた場合においても、この予圧が転接部の摩耗により低下することが避けられず、長期間に亘って所望の伝動効率を維持することが難しいという問題があった。
【０００９】
例えば、自動車の操舵を電動モータにより補助する構成とした電動パワーステアリング装置においては、操舵のための操舵軸に前記電動モータの回転を直接的又は間接的に伝えるための伝動系に、前述の如く運転音の静かなローラ伝動装置を用いることが切望されている。しかしながら、前述した伝動効率の悪化の問題があることから、操舵軸に加えられる操舵補助力が徐々に低下し、操舵感覚の悪化を招くという問題がある。
【００１０】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、駆動側ローラ及び従動側ローラと中間ローラとの予圧状態を、煩雑な調整作業を必要とすることなく長期に亘って良好に維持することができるローラ伝動装置を提供し、またこれを用いて静粛な運転が可能な電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るローラ伝動装置は、駆動側ローラと従動側ローラとの間にて、これらに夫々転接する中間ローラを介してトルク伝達を行わせる構成としたローラ伝動装置において、前記駆動側ローラ及び従動側ローラの一方又は両方の外周面に、軸方向の中央部から両側に向けてテーパ状に拡径するテーパ部を設け、前記中間ローラは、軸方向の一側から他側に向けて前記テーパ部と略等しい傾斜にて径方向に拡幅するくさび形断面を有する一対の環状ローラと、対向させた両環状ローラの間に介装され、これらを離反する向きに付勢する付勢手段とを備え、前記駆動側ローラ及び従動側ローラの一方に内周面を、他方に外周面を夫々転接せしめて、両ローラ間に浮動支持させてあることを特徴とする。
【００１２】
本発明においては、駆動側ローラ及び従動側ローラの内の一方のローラに環状をなす中間ローラを遊嵌し、この中間ローラの内周面を前記一方のローラに転接させ、更に、前記中間ローラの外周面を他方のローラに転接させて、両者間での挾持により中間ローラを浮動状態に支持する。駆動側ローラ及び従動側ローラの一方又は両方の外周面には、軸方向の中央部から両側に向けて拡径するテーパ部を設け、また環状をなす中間ローラは、前記テーパ部と略等しい傾斜を有して径方向に拡幅するくさび形断面を有する一対の環状ローラと、対向させた両環状ローラを離反する向きに付勢する付勢手段とを備えて構成し、この中間ローラを駆動側ローラと従動側ローラとの間に前述の如く支持させたとき、付勢手段の付勢により一対の環状ローラが離反し、これの外周及び／又は内周のくさび面が、駆動側ローラ及び／又は従動側ローラのテーパ部に圧接されて、これらの間に十分な予圧が発生する。また両者の転接面に摩耗が生じた場合、前記付勢手段の付勢力により環状ローラが更に離反して前記圧接状態が確保され、予圧の不足が自動調整されて、長期に亘って適正な予圧状態が保たれる。
【００１３】
また本発明に係る電動パワーステアリング装置は、ステアリング操作に応じて駆動されるモータの回転トルクを操舵軸に伝え、該操舵軸の動作に応じて行われる操舵を補助する構成とした電動パワーステアリング装置において、前記モータにより駆動される駆動側ローラと、前記操舵軸又はこれへの伝動軸と連動回転する従動側ローラと、これら夫々に転接する中間ローラとにより前述したローラ伝動装置を構成してあることを特徴とする。
【００１４】
この発明においては、前述の如く予圧の調整が不要であり、また、経時的な予圧の不足が自動調節されるローラ伝動装置を、操舵補助用の電動モータから操舵軸への伝動系に用い、静粛性に優れると共に、長期に亘って伝動効率の低下を来すことのないトルク伝達を実現する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図１は、本発明に係るローラ伝動装置の構成を示す正面図、図２は、同じく側面図である。
【００１６】
図示のローラ伝動装置は、図８に示す従来のローラ伝動装置と同様、駆動軸１０に支持された駆動側ローラ１と、従動軸２０に支持された従動側ローラ２との間にてトルク伝達を行わせるべく構成されたものである。駆動軸１０と従動軸２０とは、夫々の軸心回りでの回動自在に互いに平行をなして支持されており、駆動側ローラ１及び従動側ローラ２は、駆動軸１０及び従動軸２０の軸長方向に対応する位置に、一体回転可能に夫々取り付けてある。
【００１７】
駆動側ローラ１の外側には、図示の如く、環状をなす中間ローラ３が遊嵌されており、この中間ローラ３は、その内周面を駆動側ローラ１の外周面に、またその外周面を従動側ローラ２の外周面に夫々転接させ、両ローラ１，２間にて内外から挾持される態様に浮動支持されている。
【００１８】
図３は、駆動側ローラ１及びこれに遊嵌される中間ローラ３の断面図である。図示の如く中間ローラ３は、軸長方向に対向して配された一対の環状ローラ３０，３１を備えている。これらの環状ローラ３０，３１は、その内周面を軸方向の一側から他側に向けてテーパ状に拡径するくさび面３２，３３としたくさび形断面を有しており、この内周面の小径側を対向させて同軸上に位置決めされ、対向面間の周方向に介装された複数の押しばね（付勢手段）３４，３４…により、相互に離反する方向に付勢されつつ連結して構成されている。なお、押しばね３４，３４…の介装位置は、図１中に破線により示す如く、周方向に略等配をなして設定されている。
【００１９】
また以上の如き中間ローラ３が遊嵌される駆動側ローラ１の外周面には、図示の如く、幅方向の中央部から両側に向けてテーパ状に拡径するテーパ部１１，１２が設けてあり、前記環状ローラ３０，３１の内周のくさび面３２，３３の傾斜は、これらのテーパ部１１，１２の傾斜と略等しくしてある。なお中間ローラ３は、駆動側ローラ１の最大外径Ｄ１ よりも十分に大きい最小内径Ｄ２ を有するように寸法設定してあり、駆動側ローラ１の外側への中間ローラ３の遊嵌は、十分な余裕をもって行い得るようにしてある。
【００２０】
図４は、中間ローラ３と駆動側ローラ１及び従動側ローラ２との転接部の拡大断面図である。駆動側ローラ１の外側に遊嵌された中間ローラ３は、図示の如く、従動側ローラ２との対向部において、該従動側ローラ２と駆動側ローラ１との間に挾持され、図２に示す如く、両ローラ１，２間に浮動状態に支持されており、このとき、中間ローラ３を構成する一対の環状ローラ３０，３１の内周のくさび面３２，３３は、駆動側ローラ１の外周面に設けたテーパ部１１，１２に夫々転接し、円筒面とされた環状ローラ３０，３１の外周面は、同じく円筒面として構成された従動側ローラ２の外周面に転接する。
【００２１】
このような転接状態において、中間ローラ３を構成する一対の環状ローラ３０，３１は、両者間に介装された押しばね３４，３４…のばね力Ｆにより、図中に矢符にて示す如く、相互に離反する向きに付勢されており、駆動側ローラ１の外周面に設けたテーパ部１１，１２と従動側ローラ２の外周面との間に形成されたくさび状の隙間内に押し込まれようとする。
【００２２】
これにより、環状ローラ３０，３１内周のくさび面３２，３３は、夫々に転接する駆動側ローラ１のテーパ部１１，１２に対し、また環状ローラ３０，３１の外周面は、これに転接する従動側ローラ２の外周面に対し、前記ばね力Ｆの各転接面と直交する方向の分力により押し付けられ、駆動側ローラ１と従動側ローラ２とは、両者間に挾持された中間ローラ３を介して十分な予圧下にて転接することとなり、駆動側ローラ１から従動側ローラ２への確実なトルク伝達を安定して行わせることができる。
【００２３】
このような予圧は、前述した如く、中間ローラ３を外側に遊嵌させた駆動側ローラ１を、従動側ローラ２と対向する正規の位置に位置決めし、中間ローラ３の外周面を従動側ローラ２の外周面に転接させるという組み付け手順の実施により容易に得られるものであり、従来において必要であった予圧の調整作業が全く不要である。
【００２４】
また、駆動側ローラ１を支持する駆動軸１０と従動側ローラ２を支持する従動軸２０との間の軸間距離に寸法誤差が存在し、これにより両ローラ１，２間に形成されたくさび状の隙間に形状誤差が生じている場合においても、前記中間ローラ３を構成する環状ローラ３０，３１は、押しばね３４，３４…のばね力Ｆの作用により相互の離反距離を増減せしめて追随し、駆動側ローラ１及び従動側ローラ２への押し付け状態を保つから、前記予圧の付与は同様にして行われる。
【００２５】
以上の如き追随動作は、駆動側ローラ１及び従動側ローラ２と中間ローラ３との転接面が摩耗し、各ローラ間に隙間が発生した場合においても同様にして行われ、これにより、組み付け時に付与された予圧が保たれ、初期の伝動効率を長期に亘って維持することができ、確実なトルク伝達を行わせることができる。
【００２６】
図５及び図６は、本発明に係るローラ伝動装置の他の実施の形態を示す転接部近傍の拡大断面図である。図５においては、従動側ローラ２の外周面にテーパ部２１，２２が設けてあり、駆動側ローラ１に遊嵌された中間ローラ３は、従動側ローラ２と転接する外周面を前記テーパ部２１，２２と略等しい傾斜のくさび面３２，３３とした一対の環状ローラ３０，３１と、これらを離反方向に付勢する押しばね３４，３４…とを備えた構成となっている。
【００２７】
また図６においては、駆動側ローラ１及び従動側ローラ２の外周面に、夫々テーパ部１１，１２及びテーパ部２１，２２が設けてあり、中間ローラ３は、内外周の両面をくさび面３２，３３とした一対の環状ローラ３０，３１と、これらを離反方向に付勢する押しばね３４，３４…とを備えた構成となっている。
【００２８】
このような実施の形態においても、図４に示す実施の形態と同様に、駆動側ローラ１と従動側ローラ２とが中間ローラ３を介して十分な予圧下にて転接し、駆動側ローラ１から従動側ローラ２への確実なトルク伝達を安定して行わせることができる。更に中間ローラ３は、従動側ローラ２の外側に遊嵌せしめ、駆動側ローラ１との間での挾持により浮動支持する構成としてもよい。
【００２９】
図７は、以上の如く構成されたローラ伝動装置の電動パワーステアリング装置への適用例を示す一部破断正面図である。図において操舵軸としてのラック軸５は、図示しない車体の左右方向に延設された筒形をなすラックハウジングＨ１ の内部に軸長方向への摺動自在に支承されている。ラックハウジングＨ１ の両側に夫々突出するラック軸５の両端は、図示しない左右の操向車輪に各別のタイロッド５０，５０（片側のみ図示）を介して連結されており、ラックハウジングＨ１ 内でのラック軸５の摺動が、前記タイロッド５０，５０を介して左右の操向車輪に伝達され、これらが操舵されるようになしてある。
【００３０】
ラックハウジングＨ１ の中途部には、これと軸心を交叉させた態様にピニオンハウジングＨ２ が連設されている。ピニオンハウジングＨ２ の内部には、その軸心回りでの回転自在にピニオン軸６が支承されている。図１においてピニオン軸６は、ピニオンハウジングＨ２ の上部への突出端のみが示してあり、該突出端を介して図示しないステアリングホイールに連結され、舵取りのためのステアリングホイールの操作に応じて軸回りに回転するようになしてある。
【００３１】
ピニオンハウジングＨ２ の内部に延設されたピニオン軸６の下部には、図示しないピニオンが一体的に形成してある。また、ラックハウジングＨ１ 内に支承されたラック軸５には、ピニオンハウジングＨ２ との交叉位置を含めた適長に亘って、図示しないラック歯が形成され、ピニオン軸６の下部の前記ピニオンに噛合させてあり、ステアリングホイールの操作に伴うピニオン軸６の回転が、ピニオン及びラック歯の噛合によりラック軸５の軸長方向の摺動に変換され、該ラック軸５の両端に連結された左右の操向車輪が操舵されるラック・ピニオン式の舵取機構を構成している。
【００３２】
ラックハウジングＨ１ には、ピニオンハウジングＨ２ の連設部位から軸長方向に適長離隔した位置に、周方向の一か所に外向きに張り出す態様にモータ座５１が突設されており、操舵補助用のモータＭは、その軸心をラックハウジングＨ１ 及びこれの内部のラック軸５と略平行として前記モータ座５１にフランジ固定されている。
【００３３】
図示の如くモータ座５１の内部は、ラックハウジングＨ１ の内部と連通する空洞部となっており、この空洞部内に突出する前記モータ５の出力軸には、駆動側ローラ１が嵌着固定され、該駆動側ローラ１の外側には、環状をなす中間ローラ３が遊嵌されている。
【００３４】
一方ラックハウジングＨ１ の内部には、前記モータ座５１の連設部位に対応させて回転筒８が収納されている。該回転筒８は、その一側に一体形成された４点接触玉軸受８０により、ラックハウジングＨ１ の内側に、これと同軸上での回転のみを許容して支持された円筒体であり、該回転筒８の内側には、前記ラック軸５の中途部が挿通されている。
【００３５】
このように支持された回転筒８の外側には、前記モータ座５１の連設部位と軸長方向に対応する位置に従動側ローラ２が一体形成されており、該従動側ローラ２は、モータ座５１の内側において駆動側ローラ１の外側に遊嵌された中間ローラ３の外周面に転接されている。
【００３６】
以上の構成において駆動側ローラ１は、図３に示す如く、その外周にテーパ部１１，１２を備えて構成され、同じく中間ローラ３は、内周面をくさび面としたくさび形断面を有する一対の環状ローラ３０，３１と、これらを離反する方向に付勢する押しばね３４，３４…を備えて構成されており、これらと、中間ローラ３の外周面に転接する従動側ローラ２とにより、本発明に係るローラ伝動装置が構成されている。
【００３７】
而して前記回転筒８には、操舵に応じて駆動されるモータＭの回転が、駆動側ローラ１、中間ローラ３及び従動側ローラ２を介して伝達されることとなり、該回転筒８は、４点接触玉軸受８０による拘束位置を保ち、ラックハウジングＨ１ の内部においてラック軸５と同軸上にて従動回転せしめられる。
【００３８】
このとき、駆動側ローラ１と従動側ローラ２との間では、中間ローラ３の前述した動作により適正な予圧が付与されるから、従動軸としての回転筒８には駆動軸としての前記モータＭの出力軸の回転トルクが、長期に亘って確実に、しかも安定して伝達される。このことは、駆動側ローラ１及びこれに遊嵌された中間ローラ３と共に、前記モータＭをモータ座５１の所定位置に固定する単純な組み付け作業を行うことにより、予圧調整のための煩雑な作業を必要とせずに実現され、組み立て工数の削減が可能となる。
【００３９】
以上の如く回転する回転筒８の他側端面には、周方向に略等配をなして複数の送りローラ７，７…が取り付けてあり、これらは、同側に突出するラック軸５の外周面に転接させてある。これらの送りローラ７，７…は、回転筒８の軸心に対して周方向同向きに等しい角度だけ傾斜した各別の支軸７０，７０…により回転自在に枢支されている。
【００４０】
これにより、前記モータＭからの伝動により回転筒８が回転した場合、該回転筒８に取り付けられた送りローラ７，７…が、ラック軸５の外周面上にて、各別の支軸７０，７０…と直交する螺旋状の軌跡に沿って転動し、ラック軸５は、各送りローラ７との転接部に、夫々の転動軌跡に沿って作用する摩擦力の軸方向分力により押圧されて軸長方向に摺動することとなり、前述の如く行われる操舵がモータＭの回転トルクにより補助される。
【００４１】
なお、回転筒８の回転をラック軸５の摺動に変換する機構は、以上の構成に限るものではなく、ボールねじ機構等の他の運動変換機構を用いてもよい。また本発明に係るローラ伝動装置は、図７に示す如きラック・ピニオン式の舵取機構に限らず、他の形式の舵取機構においても同様に適用可能であることはいうまでもない。
【００４２】
【発明の効果】
以上詳述した如く本発明に係るローラ伝動装置においては、くさび形断面を有し対向させた一対の環状ローラを、付勢手段により離反方向に付勢してなる中間ローラを用い、これを駆動側ローラ又は従動側ローラに遊嵌し、両ローラにより内外から挾持して浮動支持すると共に、駆動側ローラ及び／又は従動側ローラの外周面に設けたテーパ部に前記環状ローラのくさび面を転接させた構成としたから、環状ローラの内外周面が付勢手段の付勢により駆動側ローラ及び従動側ローラの外周面に夫々圧接し、適正な予圧が付与されることとなり、また転接面に摩耗が生じた場合においても、中間ローラを構成する一対の環状ローラが付勢手段の付勢により更に離反して前記圧接状態が確保され、適正な予圧状態が保たれることとなり、駆動側ローラから従動側ローラへの確実なトルク伝達を、長期に亘って安定して行わせることができる。
【００４３】
また本発明に係る電動パワーステアリング装置においては、操舵補助用のモータの回転トルクを操舵軸に伝達する伝動系に前述したローラ伝動装置を用いたから、静粛性に優れると共に、長期に亘って高い伝動効率が維持されるトルク伝達が、煩雑な予圧調整作業を必要とすることなく実現でき、組み立て工数の削減と信頼性の向上とが併せて達成される等、本発明は優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るローラ伝動装置の構成を示す正面図である。
【図２】本発明に係るローラ伝動装置の構成を示す側面図である。
【図３】駆動側ローラ及び中間ローラの断面図である。
【図４】中間ローラと駆動側ローラ及び従動側ローラとの転接部の拡大断面図である。
【図５】本発明に係るローラ伝動装置の他の実施の形態を示す転接部近傍の拡大断面図である。
【図６】本発明に係るローラ伝動装置の他の実施の形態を示す転接部近傍の拡大断面図である。
【図７】本発明に係るローラ伝動装置の電動パワーステアリング装置への適用例を示す一部破断正面図である。
【図８】予圧調節のための中間ローラを備えた従来のローラ伝動装置の構成を示す正面図である。
【符号の説明】
１ 駆動側ローラ
２ 従動側ローラ
３ 中間ローラ
５ ラック軸
７ 送りローラ
８ 回転筒
１０ 駆動軸
１１，１２ テーパ部
２０ 従動軸
２１，２２ テーパ部
３０，３１ 環状ローラ
３２，３３ くさび面
３４ 押しばね
Ｍ モータ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a roller transmission device that performs torque transmission from a drive side to a driven side via rollers that are in rolling contact with each other.
[0002]
[Prior art]
As one type of transmission device for transmitting torque between the drive shaft and the driven shaft, a drive side roller that rotates in conjunction with the drive shaft and a driven side roller that rotates in conjunction with the driven shaft are provided on the respective outer peripheral surfaces. A roller transmission device is used in which rolling contact is performed and torque is transmitted using friction in the rolling contact portion.
[0003]
This roller transmission device has the advantage that it can be operated silently compared with a widely used gear transmission device, but in order to perform reliable torque transmission stably, There is a problem that means for applying sufficient preload to the rolling contact portion with the driven roller and preventing the occurrence of slipping at the rolling contact portion is indispensable.
[0004]
The application of the preload can be performed directly by adjusting the position of one or both of the drive shaft and the driven shaft with respect to the other and adjusting the distance between the drive side roller and the driven side roller. It is difficult to configure the drive shaft and the driven shaft so that the positions thereof can be adjusted. Therefore, in the prior art, an intermediate roller for preload adjustment that is in rolling contact with each of the driving side roller and the driven side roller is disposed, and the position of the intermediate roller can be adjusted with respect to the driving side roller and the driven side roller. A configuration for applying a desired preload is widely adopted.
[0005]
FIG. 8 is a front view of a conventional roller transmission device including an intermediate roller for preload adjustment. As shown in this figure, a driving side roller 1 and a driven side roller 2 are supported by a driving shaft 10 and a driven shaft 20 arranged in parallel with each other so as to be integrally rotatable. The outer peripheral surfaces of 2 are opposed to each other with an appropriate interval. Between the drive shaft 10 and the driven shaft 20, an intermediate shaft 40 is arranged in parallel with these at a position shifted from the straight line connecting the shaft centers to one side by an appropriate length. An intermediate roller 4 that is supported so as to rotate integrally therewith is in rolling contact with the outer peripheral surfaces of the driving side roller 1 and the driven side roller 2.
[0006]
The intermediate shaft 40 is movably provided toward the axis of the drive shaft 10 and the driven shaft 20, and the preload is applied by moving the intermediate shaft 40 as indicated by white arrows in the figure. Procedure for pressing the intermediate roller 4 supported thereby against the driving side roller 1 and the driven side roller 2 supported by the driving shaft 10 and the driven shaft 20, respectively, and fixing the position of the intermediate shaft 40 in a state where appropriate pressing is performed. Is done.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the preloading procedure performed as described above, when the intermediate shaft 40 that supports the intermediate roller 4 is fixed, the intermediate roller 4 is properly pressed against the driving roller 1 and the driven roller 2. In order to solve this problem, a jig for maintaining the pressing state during the fixing operation of the intermediate shaft 40 is difficult. There has been a problem that complicated work such as use is forced.
[0008]
Further, even when appropriate preload adjustment is performed, it is inevitable that the preload is reduced due to wear of the rolling contact portion, and there is a problem that it is difficult to maintain a desired transmission efficiency over a long period of time. .
[0009]
For example, in an electric power steering apparatus configured to assist the steering of an automobile with an electric motor, the transmission system for transmitting the rotation of the electric motor directly or indirectly to the steering shaft for steering is used as described above. It is anxious to use a roller transmission with quiet operation noise. However, there is a problem that the transmission efficiency described above is deteriorated, so that the steering assist force applied to the steering shaft is gradually reduced, and the steering feeling is deteriorated.
[0010]
The present invention has been made in view of such circumstances, and maintains the preload state of the driving roller, the driven roller, and the intermediate roller satisfactorily for a long time without requiring complicated adjustment work. It is an object of the present invention to provide a roller transmission device that can be operated and to provide an electric power steering device that can be operated silently using the roller transmission device.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
A roller transmission device according to the present invention is a roller transmission device configured to transmit torque between a driving roller and a driven roller via intermediate rollers that are in rolling contact with the driving roller and the driven roller, respectively. The outer peripheral surface of one or both of the driven side rollers is provided with a tapered portion that expands in a taper shape from the central portion in the axial direction toward both sides, and the intermediate roller is configured to move from one side in the axial direction toward the other side. A pair of annular rollers having a wedge-shaped cross-section that expands in the radial direction at substantially the same inclination as the tapered portion, and an urging means that is interposed between the opposed annular rollers and urges them in a direction away from each other. The inner peripheral surface of one of the driving side roller and the driven side roller and the outer peripheral surface of the other roller are in rolling contact with each other, and are supported in a floating manner between the two rollers.
[0012]
In the present invention, an annular intermediate roller is loosely fitted to one of the driving side roller and the driven side roller, the inner peripheral surface of this intermediate roller is brought into rolling contact with the one roller, and the intermediate roller The outer peripheral surface of the roller is brought into rolling contact with the other roller, and the intermediate roller is supported in a floating state by being held between them. One or both of the driving side roller and the driven side roller are provided with a tapered portion whose diameter increases from the central portion in the axial direction toward both sides, and the annular intermediate roller is inclined substantially equal to the tapered portion. And a pair of annular rollers having a wedge-shaped cross section that widens in the radial direction, and urging means for urging both opposed annular rollers in a direction away from each other. When the roller and the driven roller are supported as described above, the pair of annular rollers are separated from each other by the urging force of the urging means, and the wedge surfaces on the outer periphery and / or the inner periphery thereof are the drive side roller and / or Or it is press-contacted to the taper part of a driven roller, and sufficient precompression is generated among these. Also, when wear occurs on the rolling contact surfaces of the two, the annular roller is further separated by the urging force of the urging means, the pressure contact state is secured, the lack of preload is automatically adjusted, and the proper pressure is maintained over a long period. Preload state is maintained.
[0013]
An electric power steering apparatus according to the present invention is configured to transmit a rotational torque of a motor driven in accordance with a steering operation to a steering shaft and assist steering performed in accordance with the operation of the steering shaft. The roller transmission device described above is constituted by the driving side roller driven by the motor, the driven side roller that rotates in conjunction with the steering shaft or the transmission shaft to the steering shaft, and the intermediate roller that is in rolling contact with each of them. It is characterized by that.
[0014]
In this invention, the adjustment of the preload is unnecessary as described above, and the roller transmission device in which the lack of preload over time is automatically adjusted is used for the transmission system from the steering assisting electric motor to the steering shaft. It achieves torque transmission that is excellent in silence and does not cause a reduction in transmission efficiency over a long period of time.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings illustrating embodiments thereof. FIG. 1 is a front view showing a configuration of a roller transmission device according to the present invention, and FIG. 2 is a side view of the same.
[0016]
The illustrated roller transmission device transmits torque between the driving side roller 1 supported by the driving shaft 10 and the driven side roller 2 supported by the driven shaft 20 in the same manner as the conventional roller transmission device shown in FIG. It is configured to perform the following. The drive shaft 10 and the driven shaft 20 are supported in parallel with each other so as to be rotatable about their respective axes, and the drive side roller 1 and the driven side roller 2 are connected to the drive shaft 10 and the driven shaft 20. Each is attached to a position corresponding to the axial direction so as to be integrally rotatable.
[0017]
As shown in the figure, an annular intermediate roller 3 is loosely fitted on the outer side of the drive side roller 1. The intermediate roller 3 has an inner peripheral surface thereof as an outer peripheral surface and an outer peripheral surface thereof. Are respectively brought into contact with the outer peripheral surface of the driven roller 2 so as to be supported in a floating manner between the rollers 1 and 2 from inside and outside.
[0018]
FIG. 3 is a cross-sectional view of the driving roller 1 and the intermediate roller 3 loosely fitted thereto. As shown in the figure, the intermediate roller 3 includes a pair of annular rollers 30 and 31 arranged to face each other in the axial direction. These annular rollers 30 and 31 have wedge-shaped cross-sections with wedge surfaces 32 and 33 whose inner peripheral surfaces expand in a taper shape from one side in the axial direction to the other side. .. Are biased in a direction away from each other by a plurality of pressing springs (biasing means) 34, 34... Concatenated. It should be noted that the interposition positions of the push springs 34, 34... Are set to be substantially equally spaced in the circumferential direction, as indicated by broken lines in FIG.
[0019]
Further, on the outer peripheral surface of the driving roller 1 on which the intermediate roller 3 is loosely fitted as described above, there are provided taper portions 11 and 12 that increase in diameter from the center in the width direction toward both sides as shown in the figure. The inclination of the wedge surfaces 32 and 33 on the inner periphery of the annular rollers 30 and 31 is substantially equal to the inclination of the taper portions 11 and 12. The intermediate roller 3 is dimensioned to have a minimum inner diameter D 2 that is sufficiently larger than the maximum outer diameter D 1 of the driving side roller 1, and the intermediate roller 3 is loosely fitted to the outside of the driving side roller 1. It can be done with a sufficient margin.
[0020]
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a rolling contact portion between the intermediate roller 3 and the driving side roller 1 and the driven side roller 2. As shown in the figure, the intermediate roller 3 loosely fitted on the outer side of the driving side roller 1 is sandwiched between the driven side roller 2 and the driving side roller 1 at a portion facing the driven side roller 2, as shown in FIG. As shown, the rollers 1 and 2 are supported in a floating state. At this time, the wedge surfaces 32 and 33 on the inner periphery of the pair of annular rollers 30 and 31 constituting the intermediate roller 3 are formed on the driving side roller 1. The outer peripheral surfaces of the annular rollers 30 and 31 that are in rolling contact with the tapered portions 11 and 12 provided on the outer peripheral surface, respectively, are in contact with the outer peripheral surface of the driven roller 2 that is also configured as a cylindrical surface.
[0021]
In such a rolling contact state, the pair of annular rollers 30 and 31 constituting the intermediate roller 3 are indicated by arrows in the drawing by the spring force F of the push springs 34, 34. In this way, they are biased in directions away from each other, and in a wedge-shaped gap formed between the tapered portions 11 and 12 provided on the outer peripheral surface of the driving roller 1 and the outer peripheral surface of the driven roller 2. Try to be pushed in.
[0022]
Thereby, the wedge surfaces 32 and 33 of the inner circumferences of the annular rollers 30 and 31 are in contact with the taper portions 11 and 12 of the driving roller 1 that are in rolling contact with each other, and the outer peripheral surfaces of the annular rollers 30 and 31 are in contact with this. The driving roller 1 and the driven roller 2 are intermediate rollers that are pressed against the outer peripheral surface of the driven roller 2 by a component force perpendicular to the rolling contact surfaces of the spring force F. Therefore, it is possible to perform reliable torque transmission from the driving side roller 1 to the driven side roller 2 stably.
[0023]
As described above, the preload is achieved by positioning the driving roller 1 with the intermediate roller 3 loosely fitted outside at a normal position facing the driven roller 2 and setting the outer peripheral surface of the intermediate roller 3 to the driven roller. 2 is easily obtained by carrying out the assembly procedure of rolling contact with the outer peripheral surface of No. 2, and the preload adjustment work required in the prior art is completely unnecessary.
[0024]
In addition, there is a dimensional error in the inter-axis distance between the drive shaft 10 that supports the drive roller 1 and the driven shaft 20 that supports the driven roller 2, thereby causing a wedge formed between the rollers 1 and 2. Even when a shape error occurs in the gap, the annular rollers 30 and 31 constituting the intermediate roller 3 follow up by increasing and decreasing the mutual separation distance by the action of the spring force F of the push springs 34, 34. Since the pressing state against the driving roller 1 and the driven roller 2 is maintained, the preload is applied in the same manner.
[0025]
The following operation as described above is performed in the same manner even when the rolling contact surfaces of the driving roller 1 and the driven roller 2 and the intermediate roller 3 are worn and a gap is generated between the rollers. The preload applied sometimes is maintained, the initial transmission efficiency can be maintained over a long period of time, and reliable torque transmission can be performed.
[0026]
5 and 6 are enlarged cross-sectional views in the vicinity of a rolling contact portion showing another embodiment of the roller transmission according to the present invention. In FIG. 5, tapered portions 21 and 22 are provided on the outer peripheral surface of the driven side roller 2, and the intermediate roller 3 loosely fitted to the driving side roller 1 has an outer peripheral surface that is in rolling contact with the driven side roller 2. 21 and 22 has a pair of annular rollers 30 and 31 having inclined surfaces 32 and 33 that are substantially the same as the inclined surfaces 32 and 33, and push springs 34, 34,.
[0027]
In FIG. 6, tapered portions 11 and 12 and tapered portions 21 and 22 are provided on the outer peripheral surfaces of the driving side roller 1 and the driven side roller 2, respectively. , 33 and a pair of annular rollers 30, 31 and push springs 34, 34,.
[0028]
In such an embodiment, similarly to the embodiment shown in FIG. 4, the driving side roller 1 and the driven side roller 2 are in rolling contact with each other under a sufficient preload via the intermediate roller 3. Thus, reliable torque transmission from the driven roller 2 to the driven roller 2 can be performed stably. Further, the intermediate roller 3 may be loosely fitted to the outside of the driven side roller 2 and may be supported by floating with the driving side roller 1.
[0029]
FIG. 7 is a partially broken front view showing an application example of the roller transmission device configured as described above to the electric power steering device. The rack shaft 5 as a steering axis in the figure is slidably supported in the axial direction inside the rack housing H 1 forming the lateral direction extending in-cylinder-shaped body, not shown. Both ends of the rack shaft 5 projecting on both sides of the rack housing H 1 are connected to left and right steering wheels (not shown) via separate tie rods 50 and 50 (only one side is shown), and the rack housing H 1 The sliding of the rack shaft 5 is transmitted to the left and right steering wheels via the tie rods 50, 50, and these are steered.
[0030]
The middle portion of the rack housing H 1, pinion housing H 2 is continuously provided to the embodiments is crossing this the axis. Inside the pinion housing H 2, the pinion shaft 6 rotatably at about its axis are supported. The pinion shaft 6 in FIG. 1, only the protruding end of the upper part of the pinion housing H 2 is is shown, connected to a steering wheel (not shown) via a protruding Extension end, according to the operation of the steering wheel for steering the shaft It is designed to rotate around.
[0031]
At the bottom of the pinion shaft 6 which extends inside the pinion housing H 2, a pinion (not shown) are formed integrally. In addition, rack teeth (not shown) are formed on the rack shaft 5 supported in the rack housing H 1 over an appropriate length including the crossing position with the pinion housing H 2, and the pinion below the pinion shaft 6 is formed. The rotation of the pinion shaft 6 due to the operation of the steering wheel is converted into the sliding in the axial direction of the rack shaft 5 by the engagement of the pinion and the rack teeth, and is connected to both ends of the rack shaft 5. It constitutes a rack and pinion type steering mechanism in which the left and right steering wheels are steered.
[0032]
The rack housing H 1 is provided with a motor seat 51 projecting in a manner of projecting outward in one place in the circumferential direction at a position that is separated from the connecting portion of the pinion housing H 2 by an appropriate length in the axial length direction. the motor M for steering assist is flange fixed to the motor seat 51 the axis as the rack housing H 1 and approximately parallel to the inside of the rack shaft 5 of this.
[0033]
Internal As illustrated motor seat 51, has a hollow portion communicating with the interior of the rack housing H 1, the output shaft of the motor 5 which projects the hollow portion, driving roller 1 is fitted and fixed An annular intermediate roller 3 is loosely fitted on the outer side of the driving side roller 1.
[0034]
On the other hand in the interior of the rack housing H 1, rotating cylinder 8 is housed in correspondence with the connecting portion position of the motor seat 51. The rotary cylinder 8 is a cylindrical body supported by a four-point contact ball bearing 80 integrally formed on one side thereof while allowing rotation only on the same axis as the rack housing H 1 . A midway portion of the rack shaft 5 is inserted inside the rotary cylinder 8.
[0035]
A driven roller 2 is integrally formed on the outer side of the rotating cylinder 8 supported in this way, at a position corresponding to the connecting portion of the motor seat 51 and the axial length direction. Inside the seat 51, it is in rolling contact with the outer peripheral surface of the intermediate roller 3 that is loosely fitted to the outside of the driving roller 1.
[0036]
In the above configuration, as shown in FIG. 3, the driving roller 1 is configured with tapered portions 11 and 12 on its outer periphery, and the intermediate roller 3 is also a pair having a wedge-shaped cross section with the inner peripheral surface being a wedge surface. Of the annular rollers 30 and 31, and push springs 34, 34... For urging them in the direction of separating them, and the driven roller 2 that is in rolling contact with the outer peripheral surface of the intermediate roller 3. The roller transmission according to the present invention is configured.
[0037]
Thus, the rotation of the motor M driven in response to steering is transmitted to the rotating cylinder 8 via the driving roller 1, the intermediate roller 3, and the driven roller 2. , keeping the restrained position by the four-point contact ball bearing 80, is caused to rotated at the rack shaft 5 and coaxially inside of the rack housing H 1.
[0038]
At this time, an appropriate preload is applied between the driving side roller 1 and the driven side roller 2 by the above-described operation of the intermediate roller 3, so that the rotating cylinder 8 as the driven shaft has the motor M as the driving shaft. The rotational torque of the output shaft is reliably and stably transmitted over a long period of time. This is a complicated operation for adjusting the preload by performing a simple assembling operation for fixing the motor M at a predetermined position of the motor seat 51 together with the driving roller 1 and the intermediate roller 3 loosely fitted thereto. This can be realized without the need for an assembly, and assembly man-hours can be reduced.
[0039]
A plurality of feed rollers 7, 7... Are attached to the other side end face of the rotating cylinder 8 rotating as described above at substantially equal intervals in the circumferential direction, and these are the outer circumferences of the rack shaft 5 protruding on the same side. It is in contact with the surface. These feed rollers 7, 7... Are pivotally supported by respective support shafts 70, 70... Inclined with respect to the axial center of the rotary cylinder 8 by the same angle in the circumferential direction.
[0040]
Thereby, when the rotary cylinder 8 is rotated by the transmission from the motor M, the feed rollers 7, 7... Attached to the rotary cylinder 8 are separated from each other on the outer peripheral surface of the rack shaft 5. , 70..., 70..., 70..., And the rack shaft 5 is axially divided by the frictional force acting on the rolling contact portions with the feed rollers 7 along the respective rolling tracks. Is pushed and slides in the axial direction, and the steering performed as described above is assisted by the rotational torque of the motor M.
[0041]
Note that the mechanism for converting the rotation of the rotating cylinder 8 into the sliding movement of the rack shaft 5 is not limited to the above configuration, and other motion conversion mechanisms such as a ball screw mechanism may be used. Needless to say, the roller transmission according to the present invention is not limited to the rack and pinion type steering mechanism as shown in FIG. 7, but can be applied to other types of steering mechanisms.
[0042]
【The invention's effect】
As described above in detail, in the roller transmission according to the present invention, an intermediate roller formed by biasing a pair of annular rollers having a wedge-shaped cross section and facing each other by a biasing means is driven. It is loosely fitted to the side roller or the driven roller, and is supported by floating by both rollers from inside and outside, and the wedge surface of the annular roller is rolled on the tapered portion provided on the outer peripheral surface of the driving side roller and / or the driven side roller. Since the inner and outer peripheral surfaces of the annular roller are pressed against the outer peripheral surfaces of the driving roller and the driven roller by the urging means, respectively, an appropriate preload is applied, and the rolling contact is made. Even when wear occurs on the surface, the pair of annular rollers constituting the intermediate roller are further separated by the urging force of the urging means to ensure the pressure contact state and maintain an appropriate preload state. Side b Reliable torque transmission from La to the driven side roller, it is possible to stably performed over a long period.
[0043]
In the electric power steering apparatus according to the present invention, the above-described roller transmission apparatus is used for the transmission system that transmits the rotational torque of the steering assist motor to the steering shaft, so that it is excellent in quietness and high transmission over a long period of time. Torque transmission that maintains efficiency can be realized without requiring complicated preload adjustment work, and the present invention has excellent effects such as reduction in assembly man-hours and improvement in reliability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing a configuration of a roller transmission device according to the present invention.
FIG. 2 is a side view showing a configuration of a roller transmission device according to the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a driving side roller and an intermediate roller.
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a rolling contact portion between an intermediate roller, a driving roller, and a driven roller.
FIG. 5 is an enlarged sectional view in the vicinity of a rolling contact portion showing another embodiment of the roller transmission according to the present invention.
FIG. 6 is an enlarged sectional view in the vicinity of a rolling contact portion showing another embodiment of the roller transmission according to the present invention.
FIG. 7 is a partially cutaway front view showing an application example of the roller transmission according to the present invention to an electric power steering device.
FIG. 8 is a front view showing a configuration of a conventional roller transmission device including an intermediate roller for preload adjustment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Drive side roller 2 Driven side roller 3 Intermediate roller 5 Rack shaft 7 Feed roller 8 Rotating cylinder 10 Drive shaft 11, 12 Tapered part 20 Driven shaft 21, 22 Tapered part 30, 31 Annular roller 32, 33 Wedge surface 34 Press spring M motor
