JP3681261B2

JP3681261B2 - Electric power steering device

Info

Publication number: JP3681261B2
Application number: JP19922097A
Authority: JP
Inventors: 貴則黒川; 大和新井
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 1997-07-08
Filing date: 1997-07-08
Publication date: 2005-08-10
Anticipated expiration: 2017-07-08
Also published as: JPH1129057A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、操舵補助力発生用モータの出力を、ウォームとウォームホイールとを介してステアリングシャフトに伝達する電動パワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ハウジング内で支持されるウォームを駆動する操舵補助力発生用モータと、そのウォームに噛み合うウォームホイールに同行回転可能に連結されるステアリングシャフトとを備え、そのウォームとウォームホイールの噛み合い部は、そのハウジング内に供給されるグリースにより潤滑される電動パワーステアリング装置が従来から用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そのウォームの歯は螺旋方向に沿うため、ウォームの回転に伴いグリースがウォームの端部に向かい流動し、ウォームの支持用軸受近傍に滞留し、ウォームとウォームホイールとの噛み合い部におけるグリースが不足し、潤滑不良を生じるという問題があった。そのような潤滑不良は、ウォームおよびウォームホイールの耐久性を低下させ、また、円滑な操舵補助力の伝達を阻害するために操舵フィーリングを低下させる。
【０００４】
本発明は、上記問題を解決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を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ハウジングと、そのハウジングにより軸方向に離れた２位置において軸受を介して支持されるウォームと、そのウォームを駆動する操舵補助力発生用モータと、そのウォームに両軸受の間において噛み合うウォームホイールと、そのウォームホイールに連結されるステアリングシャフトとを備え、そのウォームとウォームホイールの噛み合い部は、そのハウジング内に供給されるグリースにより潤滑される電動パワーステアリング装置において、そのウォームの回転によりウォームの端部に向かい流動するグリースの流動方向を、そのウォームホイールの外周に向かうように変更する案内部材が、両軸受の間に設けられていることを特徴とする。
本発明の構成によれば、ウォームの回転に伴いウォームの端部に向かい流動したグリースを、案内部材によりウォームホイールの外周に導くことで、ウォームとウォームホイールとの噛み合い部におけるグリースが不足するのを防止できる。
【０００６】
その案内部材は、両軸受の間において、そのウォームを囲む周壁を有する筒形状とされ、その周壁に、両軸受と前記噛み合い部との間において、一端が周壁の内部に対向し、他端がウォームホイールの外周に対向するグリース流路が形成され、そのグリース流路を介してウォームの端部に向かい流動するグリースがウォームホイールの外周に導かれるのが好ましい。
この構成によれば、筒形状の案内部材をウォームを囲むように配置するだけで、ウォームの端部に向かうグリースを、案内部材の周壁に形成したグリース流路を介してウォームホイールの外周に導くことができ、部品点数、組立工数を低減できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【０００８】
図１に示す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２の操舵により発生する操舵トルクを、ステアリングシャフト３によりピニオン４に伝達することで、そのピニオン４に噛み合うラック５を移動させ、そのラック５にタイロッドやナックルアーム等（図示省略）を介し連結される車輪６の舵角を変化させる。
【０００９】
そのステアリングシャフト３により伝達される操舵トルクに応じた操舵補助力を付与するため、その操舵トルクを検出するトルクセンサ７と、その検出された操舵トルクに応じ駆動される操舵補助力発生用モータ８と、そのモータ８の出力軸に取り付けられるウォーム９と、そのウォーム９に噛み合うと共にステアリングシャフト３に連結されるウォームホイール１０とが設けられている。これにより、そのモータ８によりウォーム９を駆動し、そのモータの回転力を操舵補助力としてウォームホイール１０を介してステアリングシャフト３に伝達できる。そのウォームホイール１０は、外周側の合成樹脂製歯部１０ａと、内周側の鋼製スリーブ１０ｂとを一体化することで構成されている。
【００１０】
そのステアリングシャフト３は、ステアリングホイール２に連結される第１シャフト３ａと、この第１シャフト３ａにピン２２により連結される筒状の第２シャフト３ｂと、この第２シャフト３ｂの外周にブッシュ２５を介して相対回転可能に嵌め合わされる筒状の第３シャフト３ｃとに分割されている。各シャフト３ａ、３ｂ、３ｃの中心に沿って弾性部材としてトーションバー２３が挿入されている。そのトーションバー２３の一端は第１シャフト３ａと第２シャフト３ｂとに前記ピン２２により連結され、他端はピン２４により第３シャフト３ｃに連結されている。これにより、その第２シャフト３ｂと第３シャフト３ｃとは操舵トルクに応じて弾性的に相対回転可能とされている。
【００１１】
その第２シャフト３ｂは、そのハウジング２１に圧入されたステアリングコラム３０に、ブッシュ３１を介して支持される。その第３シャフト３ｃは、ハウジング２１に軸受２６、２７を介して支持される。その第３シャフト３ｃの外周に前記ウォームホイール１０が嵌め合わされる。なお、その第３シャフト３ｃにウォームホイール１０は圧入されたり、あるいはキー等を介して固定されてもよいし、過大なトルクが作用した場合に相対回転するように、トルクリミッター機構が第３シャフト３ｃとウォームホイール１０との間に設けられてもよい。
【００１２】
そのトルクセンサ７は、第２シャフト３ｂに固定される磁性材製の第１検出リング３６と、第３シャフト３ｃに固定される磁性材製の第２検出リング３７と、両検出リング３６、３７の対向間を覆う検出コイル３３を有する。第１検出リング３６の端面に周方向に沿って設けられる複数の歯３６ａと、第２検出リング３７の端面に周方向に沿って設けられる複数の歯３７ａとの対向面積が、第２シャフト３ｂと第３シャフト３ｃの操舵トルクに応じた弾性的な相対回転に応じて変化し、その変化に対応して検出コイル３３の発生磁束に対する磁気抵抗が変化することから、その検出コイル３３の出力に基づき操舵トルクが検出できる。このトルクセンサ７は公知の構成のものを用いることができる。その検出された操舵トルクに対応した信号に応じて前記モータ８が駆動され、前記ウォーム９、ウォームホイール１０を介してステアリングシャフト３に操舵補助力が付与される。なお、ウォームホイール１０の回転角度は３６０°以上とされる。
【００１３】
図２に示すように、上記モータ８は、上記ハウジング２１に形成されたモータ取り付け用開口２１′を閉鎖するように、そのハウジング２１に取り付けられる。そのモータ８の出力軸８ａは電磁クラッチ５１に接続されている。すなわち、その出力軸８ａは電磁クラッチ５１の駆動側部材５２に一体化されると共にボールベアリング５３を介して従動側部材５４に相対回転可能に支持される。その駆動側部材５２に取り付けられた摩擦板５５と従動側部材５４に取り付けられた摩擦板５６とが、コイル５７の励磁により接続され、消磁により接続解除される。その従動側部材５４のボス５４ａとウォーム９とが、そのボス５４ａの内周とウォーム９の外周に形成されたセレーション５９の歯を介して回転伝達可能に連結されている。
【００１４】
そのウォーム９は、そのハウジング２１内に設けられたウォーム配置孔２１″内で、軸方向に離れた２位置において転がり軸受６２、６３により支持されている。そのウォーム配置孔２１″のモータ８とは反対側の端部は、壁２１ｃとされて閉鎖されている。そのモータ８とは反対側の転がり軸受６２の外輪６２ａは、そのウォーム配置孔２１″の端部を閉鎖する壁２１ｃに当接し、内輪６２ｂは、そのウォーム９の外周に形成された第１フランジ５０ａに当接する。そのモータ８側の転がり軸受６３の外輪６３ａは、後述の予圧付与部材６５に直接当接し、内輪６３ｂは、そのウォーム９の外周に形成された第２フランジ５０ｂに当接する。
【００１５】
その予圧付与部材６５はウォーム９を囲む環状とされ、その外周に形成された雄ねじ部６５ａを介し、ウォーム配置孔２１″と同心に形成された雌ねじ孔２１ａ″にねじ合わされる。その予圧付与部材６５の外周の雄ねじ部６５ａにロックナット６６がねじ合わされる。その予圧付与部材６５をハウジング２１にねじ込み、モータ８側の転がり軸受６３の外輪６３ａを押すと、その押し付け力は外輪６３ａからボール６３ｃを介して内輪６３ｂに伝達され、その内輪６３ｂは第２フランジ５０ｂに押し付けられ、その第２フランジ５０ｂから第１フランジ５０ａを介してモータ８とは反対側の転がり軸受６２の内輪６２ｂに伝達され、その内輪６２ｂからボール６２ｃを介して外輪６２ａに伝達され、その外輪６２ａはハウジング２１の壁２１ｃに押し付けられる。これにより、両軸受６２、６３に予圧が付与される。
【００１６】
そのハウジング２１のウォーム配置孔２１″内に、そのウォーム９とウォームホイール１０の噛み合い部を潤滑するためのグリースが、例えば、ハウジング２１に形成したグリース供給孔（図示省略）からグリースガンにより供給される。そのグリースは、図２において矢印で示すように、右操舵時のウォーム９の回転に伴いウォーム９の一端部に向かい流動し、左操舵時のウォーム９の回転に伴いウォーム９の他端部に向かい流動する。
【００１７】
両軸受６２、６３の間に、そのウォーム９の端部に向かい流動するグリースの流動方向を、ウォームホイール１０の外周に向かうように変更する案内部材７０が設けられている。
【００１８】
図２、図３に示すように、その案内部材７０は、両軸受６２、６３の間において、そのウォーム９を囲む周壁７０′を有すると共に、両端が開口する筒形状とされている。この案内部材７０の材質は、例えば金属製や合成樹脂製とすることができ、合成樹脂製とする場合は射出成形できる。この案内部材７０は、例えば、ウォーム配置孔２１″に圧入したり、両軸受６２、６３の外輪６２ａ、６３ａにより挟むことで、ハウジング２１に固定される。この案内部材７０の周壁７０′に、そのウォームホイール１０の導入用開口７０ａと、一対のグリース流路７０ｂ、７０ｃが形成されている。その導入用開口７０ａを介して案内部材７０内に導入されたウォームホイール１０がウォーム９に噛み合う。この噛み合い部と両軸受６２、６３との間において、各グリース流路７０ｂ、７０ｃは、一端が周壁７０′の内部に対向し、他端がウォームホイール１０の外周に対向する通孔により構成されている。各グリース流路７０ｂ、７０ｃを介してウォーム９の両端部に向かい流動するグリースがウォームホイール１０の外周に導かれる。
【００１９】
上記構成によれば、ウォーム９の回転に伴いウォーム９の端部に向かい流動したグリースを、案内部材７０によりウォームホイール１０の外周に導くことで、ウォーム９とウォームホイール１０との噛み合い部におけるグリースが不足するのを防止できる。また、筒形状の案内部材７０をウォーム９を囲むように配置するだけで、ウォーム９の端部に向かうグリースを、グリース流路７０ｂ、７０ｃを介してウォームホイール１０の外周に導くことができ、部品点数、組立工数を低減できる。
【００２０】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、案内部材の形状は、ウォームの端部に向かい流動するグリースの流動方向をウォームホイールの外周に向かうように変更することができれば特に限定されない。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、操舵補助力伝達用のウォームとウォームホイールとの噛み合い部におけるグリースによる潤滑不良を、簡単な構造で防止できる電動パワーステアリング装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の電動パワーステアリング装置の断面図
【図２】図１のＩＩ‐ＩＩ線断面図
【図３】本発明の実施形態の電動パワーステアリング装置の案内部材の斜視図
【符号の説明】
３ステアリングシャフト
８モータ
９ウォーム
１０ウォームホイール
２１ハウジング
６２、６３軸受
７０案内部材
７０′ 周壁
７０ｂ、７０ｃグリース流路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric power steering apparatus that transmits an output of a steering assist force generating motor to a steering shaft via a worm and a worm wheel.
[0002]
[Prior art]
A steering assist force generating motor for driving a worm supported in a housing, and a steering shaft connected to a worm wheel meshing with the worm so as to be able to rotate together with the worm and the meshing portion of the worm wheel. 2. Description of the Related Art Conventionally, an electric power steering device that is lubricated by grease supplied inside is used.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Since the worm teeth follow the spiral direction, as the worm rotates, the grease flows toward the end of the worm and stays in the vicinity of the bearing for supporting the worm. There was a problem of causing poor lubrication. Such poor lubrication reduces the durability of the worm and the worm wheel, and lowers the steering feeling to hinder smooth transmission of steering assist force.
[0004]
An object of the present invention is to provide an electric power steering apparatus that can solve the above-described problems.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a housing, a worm supported via bearings at two positions axially separated by the housing, a steering assist force generating motor for driving the worm, and the worm meshing between both bearings. In an electric power steering apparatus having a worm wheel and a steering shaft coupled to the worm wheel, the meshing portion of the worm and the worm wheel is lubricated by grease supplied into the housing. A guide member for changing the flow direction of the grease flowing toward the end of the worm so as to be directed toward the outer periphery of the worm wheel is provided between the two bearings.
According to the configuration of the present invention, the grease flowing toward the end of the worm with the rotation of the worm is guided to the outer periphery of the worm wheel by the guide member, so that the grease at the meshing portion between the worm and the worm wheel is insufficient. Can be prevented.
[0006]
The guide member has a cylindrical shape having a peripheral wall that surrounds the worm between the bearings. One end of the guide member is opposed to the inside of the peripheral wall between the both bearings and the meshing portion. It is preferable that a grease flow path facing the outer periphery of the worm wheel is formed, and the grease flowing toward the end of the worm is guided to the outer periphery of the worm wheel through the grease flow path.
According to this configuration, the grease directed toward the end of the worm is guided to the outer periphery of the worm wheel via the grease channel formed on the peripheral wall of the guide member only by arranging the cylindrical guide member so as to surround the worm. The number of parts and assembly man-hours can be reduced.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0008]
The electric power steering apparatus 1 shown in FIG. 1 moves the rack 5 meshing with the pinion 4 by transmitting the steering torque generated by the steering of the steering wheel 2 to the pinion 4 by the steering shaft 3. The rudder angle of the wheel 6 connected via a tie rod, a knuckle arm or the like (not shown) is changed.
[0009]
In order to apply a steering assist force according to the steering torque transmitted by the steering shaft 3, a torque sensor 7 for detecting the steering torque, and a steering assist force generating motor 8 driven according to the detected steering torque. A worm 9 attached to the output shaft of the motor 8, and a worm wheel 10 that meshes with the worm 9 and is coupled to the steering shaft 3. As a result, the worm 9 is driven by the motor 8, and the rotational force of the motor can be transmitted to the steering shaft 3 via the worm wheel 10 as a steering assist force. The worm wheel 10 is configured by integrating a synthetic resin tooth portion 10a on the outer peripheral side and a steel sleeve 10b on the inner peripheral side.
[0010]
The steering shaft 3 includes a first shaft 3a connected to the steering wheel 2, a cylindrical second shaft 3b connected to the first shaft 3a by a pin 22, and a bush 25 on the outer periphery of the second shaft 3b. And a cylindrical third shaft 3c fitted so as to be rotatable relative to each other. A torsion bar 23 is inserted as an elastic member along the center of each shaft 3a, 3b, 3c. One end of the torsion bar 23 is connected to the first shaft 3 a and the second shaft 3 b by the pin 22, and the other end is connected to the third shaft 3 c by a pin 24. Thus, the second shaft 3b and the third shaft 3c are elastically rotatable relative to the steering torque.
[0011]
The second shaft 3 b is supported by a steering column 30 press-fitted into the housing 21 via a bush 31. The third shaft 3 c is supported by the housing 21 via bearings 26 and 27. The worm wheel 10 is fitted on the outer periphery of the third shaft 3c. The worm wheel 10 may be press-fitted into the third shaft 3c, or may be fixed via a key or the like, and the torque limiter mechanism may be configured to rotate relative to the third shaft when excessive torque is applied. It may be provided between 3c and the worm wheel 10.
[0012]
The torque sensor 7 includes a first detection ring 36 made of magnetic material fixed to the second shaft 3b, a second detection ring 37 made of magnetic material fixed to the third shaft 3c, and both detection rings 36, 37. Has a detection coil 33 that covers the gap between the two. The opposing area of the plurality of teeth 36a provided on the end surface of the first detection ring 36 along the circumferential direction and the plurality of teeth 37a provided on the end surface of the second detection ring 37 along the circumferential direction is the second shaft 3b. Change in accordance with the elastic relative rotation according to the steering torque of the third shaft 3c, and the magnetic resistance to the magnetic flux generated by the detection coil 33 changes in response to the change. Based on this, the steering torque can be detected. This torque sensor 7 can be of a known configuration. The motor 8 is driven according to a signal corresponding to the detected steering torque, and a steering assist force is applied to the steering shaft 3 via the worm 9 and the worm wheel 10. The rotation angle of the worm wheel 10 is set to 360 ° or more.
[0013]
As shown in FIG. 2, the motor 8 is attached to the housing 21 so as to close a motor attachment opening 21 ′ formed in the housing 21. The output shaft 8 a of the motor 8 is connected to the electromagnetic clutch 51. That is, the output shaft 8 a is integrated with the drive side member 52 of the electromagnetic clutch 51 and supported by the driven side member 54 via the ball bearing 53 so as to be relatively rotatable. The friction plate 55 attached to the drive side member 52 and the friction plate 56 attached to the driven side member 54 are connected by excitation of the coil 57 and disconnected by demagnetization. The boss 54a of the driven side member 54 and the worm 9 are connected to each other via a tooth of a serration 59 formed on the inner periphery of the boss 54a and the outer periphery of the worm 9 so as to transmit rotation.
[0014]
The worm 9 is supported by rolling bearings 62 and 63 at two positions separated in the axial direction in a worm disposition hole 21 ″ provided in the housing 21. The motor 8 in the worm disposition hole 21 ″ The opposite end is a wall 21c and is closed. The outer ring 62 a of the rolling bearing 62 opposite to the motor 8 abuts against a wall 21 c that closes the end of the worm disposing hole 21 ″, and the inner ring 62 b is a first flange formed on the outer periphery of the worm 9. The outer ring 63a of the rolling bearing 63 on the motor 8 side directly contacts a preload applying member 65 described later, and the inner ring 63b contacts a second flange 50b formed on the outer periphery of the worm 9.
[0015]
The preload applying member 65 has an annular shape surrounding the worm 9, and is screwed into a female screw hole 21a "formed concentrically with the worm arrangement hole 21" via a male screw part 65a formed on the outer periphery thereof. A lock nut 66 is screwed onto the male screw portion 65 a on the outer periphery of the preload applying member 65. When the preload applying member 65 is screwed into the housing 21 and the outer ring 63a of the rolling bearing 63 on the motor 8 side is pushed, the pressing force is transmitted from the outer ring 63a to the inner ring 63b via the ball 63c, and the inner ring 63b is in the second flange. 50b, transmitted from the second flange 50b to the inner ring 62b of the rolling bearing 62 opposite to the motor 8 through the first flange 50a, and transmitted from the inner ring 62b to the outer ring 62a through the ball 62c, The outer ring 62 a is pressed against the wall 21 c of the housing 21. As a result, a preload is applied to both bearings 62 and 63.
[0016]
Grease for lubricating the meshing portion of the worm 9 and the worm wheel 10 is supplied into the worm arrangement hole 21 ″ of the housing 21 by, for example, a grease gun from a grease supply hole (not shown) formed in the housing 21. 2, the grease flows toward one end of the worm 9 as the worm 9 rotates during the right steering, and the other end of the worm 9 as the worm 9 rotates during the left steering. It flows toward the part.
[0017]
A guide member 70 is provided between the bearings 62 and 63 to change the flow direction of the grease flowing toward the end of the worm 9 so as to be directed toward the outer periphery of the worm wheel 10.
[0018]
As shown in FIGS. 2 and 3, the guide member 70 has a cylindrical shape with a peripheral wall 70 ′ surrounding the worm 9 between both the bearings 62 and 63 and open at both ends. The material of the guide member 70 can be made of, for example, metal or synthetic resin, and can be injection molded when made of synthetic resin. The guide member 70 is fixed to the housing 21 by, for example, being press-fitted into the worm arrangement hole 21 ″ or sandwiched between the outer rings 62a and 63a of the both bearings 62 and 63. On the peripheral wall 70 ′ of the guide member 70, An introduction opening 70a of the worm wheel 10 and a pair of grease flow paths 70b and 70c are formed, and the worm wheel 10 introduced into the guide member 70 is engaged with the worm 9 through the introduction opening 70a. Between the meshing portion and the bearings 62 and 63, each of the grease flow paths 70b and 70c is configured by a through hole having one end facing the inside of the peripheral wall 70 'and the other end facing the outer periphery of the worm wheel 10. The grease flowing toward both ends of the worm 9 is guided to the outer periphery of the worm wheel 10 through the respective grease flow paths 70b and 70c.
[0019]
According to the above configuration, the grease flowing toward the end of the worm 9 as the worm 9 rotates is guided to the outer periphery of the worm wheel 10 by the guide member 70, so that the grease in the meshing portion between the worm 9 and the worm wheel 10 is obtained. Can be prevented. Further, the grease directed toward the end of the worm 9 can be guided to the outer periphery of the worm wheel 10 via the grease flow paths 70b and 70c only by arranging the cylindrical guide member 70 so as to surround the worm 9. The number of parts and assembly man-hours can be reduced.
[0020]
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, the shape of the guide member is not particularly limited as long as the flow direction of the grease flowing toward the end portion of the worm can be changed toward the outer periphery of the worm wheel.
[0021]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the electric power steering apparatus which can prevent the lubricous failure by the grease in the meshing part of the worm | warm and worm wheel for steering assistance force transmission with a simple structure can be provided.
[Brief description of the drawings]
1 is a cross-sectional view of an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II of FIG. 1. FIG. 3 is a perspective view of a guide member of the electric power steering apparatus according to the embodiment of the present invention. [Explanation of symbols]
3 Steering shaft 8 Motor 9 Worm 10 Worm wheel 21 Housing 62, 63 Bearing 70 Guide member 70 'Peripheral walls 70b, 70c Grease flow path

Claims

A housing;
A worm supported via a bearing at two axially separated positions by the housing;
A steering assist force generating motor for driving the worm;
A worm wheel meshing with the worm between both bearings;
A steering shaft connected to the worm wheel,
In the electric power steering device in which the meshing portion of the worm and the worm wheel is lubricated by the grease supplied into the housing,
A guide member for changing the flow direction of the grease flowing toward the end of the worm by rotation of the worm so as to be directed toward the outer periphery of the worm wheel is provided between both bearings ,
The guide member has a cylindrical shape having a peripheral wall that surrounds the worm between the bearings. One end of the guide member is opposed to the inside of the peripheral wall between the both bearings and the meshing portion. An electric power steering device in which a grease flow path facing the outer periphery of the worm wheel is formed, and the grease flowing toward the end of the worm is guided to the outer periphery of the worm wheel through the grease flow path .