JP3941203B2

JP3941203B2 - Electric power steering device

Info

Publication number: JP3941203B2
Application number: JP1642798A
Authority: JP
Inventors: 広恵田
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1998-01-13
Filing date: 1998-01-13
Publication date: 2007-07-04
Anticipated expiration: 2018-01-13
Also published as: JPH11198829A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電動モータの回転力を利用して操舵系に操舵補助トルクを付与する電動式パワーステアリング装置に関し、特に、電動モータの駆動等に起因して発生する騒音が低減されるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
電動式パワーステアリング装置にあっては、電動モータの出力軸に発生した回転力が操舵補助トルクとしては小さ過ぎることが多いため、通常は、倍力装置となる減速機構を介して操舵系に伝達するようになっている。かかる減速機構としては、例えば電動モータの回転力が入力されるウォーム及びこのウォームと噛合するように操舵系の回転軸に固定されたウォームホイールで構成された歯車列等が適用可能である。
【０００３】
そして、電動モータの出力軸の回転力を減速機構に伝達する必要から、電動モータは、その減速機構に近接して配設されるように、減速機構のハウジングにボルト等を用いて固定するのが一般的であった。
【０００４】
また、電動モータの出力軸と減速機構との間は、軸方向への多少の相対変位を許容するために、スプライン結合されているのが一般的である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、上述したような電動式パワーステアリング装置にあっては、運転者がハンドル操作を行う際に適度な操舵力を得るためには、そのときの操舵速度及びタイヤ側負荷に応じた回転力が電動モータで発生することが必要であるが、通常の操舵時には、減速機構に回転力を入力する電動モータの出力軸は高速で回転しているため、ブラシ音等の回転音が発生し、運転者に不快感を与えてしまう場合があった。
【０００６】
また、電動モータの出力軸の回転によって生じる振動が、その出力軸から減速機構側に伝達され、減速機構等の部品に共振が生じることで、これによっても大きな騒音が発生することがあった。
【０００７】
本発明は、このような従来の技術が有する未解決の課題に着目してなされたものであって、電動モータの作動等に起因して発生する騒音を低減することができる電動式パワーステアリング装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、操舵系の操舵トルクに応じた回転力が出力軸に発生する電動モータと、この電動モータの出力軸に発生した回転力を前記操舵系に伝達する減速機構と、を備える電動式パワーステアリング装置において、前記電動モータの出力軸に当該出力軸と同軸に円筒部を設け、前記電動モータの出力軸と前記円筒部との間に両者間の相対回転を許容する弾性体を介在させると共に、前記減速機構を構成するシャフトを、前記相対回転を許容する弾性体とは別の、軸方向への摺動を許容する弾性体を介して前記減速機構のハウジングに回動自在に支持し、且つ前記シャフトの一端を、前記円筒部にこれと同軸にスプライン結合した。
【００１１】
そして、上記請求項１に係る発明にあっては、さらに、モータ出力軸とこのモータ出力軸に設けた円筒部との間の相対回転を許容する弾性体の最大捩じり角を所定角度範囲内に規制するストッパを設けることが望ましい（請求項２）。
【００１２】
また、上記請求項１に係る発明にあっては、モータ出力軸とこのモータ出力軸に設けた円筒部との間の相対回転を許容する弾性体は、それらモータ出力軸と円筒部との間の軸線同士の傾きを許容するように配置することが望ましい。
【００１３】
さらに、上記請求項１に係る発明にあっては、モータ出力軸とこのモータ出力軸に設けた円筒部との間の相対回転を許容する弾性体は、それらモータ出力軸と円筒部との間の軸線同士の傾きを許容するように配置するとともに、その弾性体の最大捩じり角を所定角度範囲内に規制するストッパを設けることが望ましい。
【００１５】
ここで、請求項１に係る発明にあっては、電動モータの出力軸に設けた円筒部と電動モータの出力軸との間に介在する弾性体によって、電動モータの出力軸に発生した振動が減速機構側に伝達されて共振が生じ大きな騒音が発生する可能性が低減される。また、このとき、減速機構を構成するシャフトを、減速機構のハウジングに、軸方向への摺動を許容する弾性体を介して回動自在に支持し、且つシャフトの一端を、電動モータの出力軸に設けた円筒部にこれと同軸にスプライン結合したから、電動モータの出力軸方向に発生する振動に伴い騒音が発生する可能性が低減される。
【００１６】
さらに、請求項２に係る発明にあっては、上記ストッパを設けることにより、電動モータの出力軸と円筒部との間、すなわち電動モータの出力軸と減速機構との間の回転方向の剛性を確保することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明を適用した電動式パワーステアリング装置１の全体構成を示す一部破断正面図であり、図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。
【００１８】
先ず、構成を説明すると、ステアリングコラム２内には、図示しないトーションバーを介して連結された入力軸３及び出力軸４が軸受によって回転自在に支持されていて、入力軸３の図示しない図１上端側には、ステアリングホイールが回転方向に一体に取り付けられており、また、出力軸４の図示しない図１下端側には、例えば公知のラックアンドピニオン式ステアリング装置を構成するピニオン軸が連結されている。従って、運転者がステアリングホイールを操舵することによって発生した操舵トルクは、入力軸３，トーションバー，出力軸４及びラックアンドピニオン式ステアリング装置を介して、図示しない転舵輪に伝達されるようになっている。
【００１９】
また、ステアリングコラム２内には、トーションバーの捩じれを伴って生じる入力軸３及び出力軸４間の相対回転を検出することにより、操舵系に発生している操舵トルクを検出するトルクセンサが内蔵されていて、かかるトルクセンサの検出結果は、図示しないコントローラに供給されるようになっている。コントローラは、操舵トルクに基づいて所定の演算処理を実行し、運転者の負担が軽減されるような操舵補助トルクが操舵系に付与されるように、後述する電動モータ１０に適宜駆動信号を供給するようになっている。
【００２０】
そして、出力軸４にはこれに回転方向に一体となるようにウォームホイール５が同軸に固定されており、このウォームホイール５と噛み合うウォーム６が、ハウジング７内に軸受７ａ，７ｂによって回転自在に支持されている。
【００２１】
即ち、ウォーム６を回転方向及び軸方向に一体となるようにシャフト６Ａが貫通しており、そのシャフト６Ａの一端部が軸受７ａを介してハウジング７内に回転自在に支持され、シャフト６Ａの他端部よりも若干内側に入った位置が軸受７ｂを介してハウジング７内に回転自在に支持されている。なお、シャフト６Ａには、軸受７ａよりもウォーム６側に若干入った部分に、薄肉リング形状の部材６ａ₁，６ａ₂と、両部材６ａ₁及び６ａ₂の間に、両部材６ａ₁，６ａ₂に加硫接着されたリング形状のゴム状の弾性体８ａが介在し、同様に、軸受７ｂよりもウォーム６側に若干入った部分に、薄肉リング形状の部材６ｂ₁，６ｂ₂と、両部材６ｂ₁及び６ｂ₂の間に、両部材６ｂ₁，６ｂ₂に加硫接着されたリング形状のゴム状の弾性体８ｂが介在している。このため、シャフト６Ａは、弾性体８ａ，８ｂの弾性変形を伴って、その軸方向に、ハウジング７に対して相対的に変位可能となっている。
【００２２】
一方、ハウジング７のシャフト６Ａ他端部が指す側には、電動モータ１０が固定されている。
ここで、電動モータ１０は、その出力軸１０Ａが突出する側の端部外周にフランジ部１０Ｂが形成されていて、そのフランジ部１０Ｂを貫通するボルト１１がハウジング７に形成された雌ねじ部７ｃに螺合することにより、固定されるようになっている。
【００２３】
具体的には、図２のＢ方向矢視図（図２のＣ−Ｃ線に関しては断面図）である図３に示すように、電動モータ１０には、周方向に等間隔１２０度ずつ離隔した三位置のそれぞれに径方向外側に突出するようにフランジ部１０Ｂが形成されていて、各フランジ部１０Ｂの略中央部に、その表裏面間を貫通する貫通孔１０Ｃが形成されている。
【００２４】
各貫通孔１０Ｃ内には、金属製の円筒部材１２Ａの外周面にゴム状の弾性体１２Ｂを取り付けてなるマウントブッシュ１２が配設されている。各マウントブッシュ１２の円筒部材１２Ａは、その軸方向長さが、フランジ部１０Ｂの厚さよりも若干長く形成されている。また、各マウントブッシュ１２の弾性体１２Ｂは、貫通孔１０Ｃ内に取り付ける前の状態の断面図である図４に示すように、金属製の円筒部材１２Ａよりも若干長い寸法に形成され、貫通孔１０Ｃ内周面を表裏面側から挟み込むようにフランジ部１２Ｃが形成され断面コ字状となっている。
【００２５】
このため、マウントブッシュ１２を貫通孔１０Ｃ内に配設して、その弾性体１２Ｂが貫通孔１０Ｃ内周面を表裏面側から挟み込み、この状態でボルト１１を座がね１１Ａを通じて各フランジ部１０Ｂに差し込み雌ねじ部７ｃにねじ込むと、先ず、座がね１１Ａとハウジング７との間に弾性体１２Ｂが挟み込まれる。そして、さらにボルト１１をねじ込むと、弾性体１２Ｂが軸方向に圧縮されていき、ついには、座がね１１Ａとハウジング７との間に円筒部材１２Ａが挟み込まれるようになる。すると、弾性体１２Ｂの両フランジ部１２Ｃが、座がね１１Ａ及びフランジ部１０Ｂ間と、フランジ部１０Ｂ及びハウジング７間とのそれぞれに、圧縮された状態で挟み込まれることになる。
【００２６】
このとき、ハウジング７と電動モータ１０との他の部位同士は、図２のＤ部の拡大図である図５に示すように、非接触となっている。つまり、上記のようにボルト１１を最後までねじ込んで円筒部材１２Ａが座がね１１Ａとハウジング７との間に挟み込まれたときに、フランジ部１０Ｂとハウジング７端面との間には、隙間Ｇ₁が形成されるようになっており、また、電動モータ１０のフランジ部１０Ｂよりも出力軸１０Ａ先端側の部分の外径寸法は、ハウジング７の電動モータ１０が固定される側の開口部７Ａの内径寸法よりも若干短くなっていて、これにより、開口部７Ａ内周面と電動モータ１０外周面との間に、隙間Ｇ₂が形成されるようになっている。なお、開口部７Ａ内周面と電動モータ１０外周面との接触を確実に防止するために、電動モータ１０のフランジ部１０Ｂよりも出力軸１０Ａ先端側の部分に周方向に連続した周溝１０Ｄを形成し、その周溝１０Ｄ内にゴム状弾性体からなるＯリング１３を収容している。つまり、開口部７Ａ内面と電動モータ１０外面との間にＯリング１３が介在するから、Ｏリング１３の弾性復元力によって、開口部７Ａと電動モータ１０との軸心を一致させる調芯作用が得られるようにしている。
【００２７】
そして、ハウジング７内に位置する電動モータ１０の出力軸１０Ａと、シャフト６Ａの他端部とは、同軸に配設されるとともに、両端面同士が対向していて、両者間は、所定以上のトルクが加わった場合には滑りを生じるようになっているトルクリミッタ１５を介して連結されている。
【００２８】
即ち、トルクリミッタ１５は、面同士が接触することにより摩擦を介してトルク伝達可能で且つ極端に大きなトルクが加わった場合には滑りが生じるようになっている二枚の円板部材１５Ａ，１５Ｂを有している。そして、一方の円板部材１５Ａは、出力軸１０Ａにスプライン結合されていて、これにより、出力軸１０Ａに対して回転方向に一体となっている。また、他方の円板部材１５Ｂは、その内径側に一体に円筒部１５Ｃが形成されていて、その円筒部１５Ｃの端部は、その拡大図である図６（ａ）にも示すように、その内側に小径の円筒部１５Ｄが同軸に挿入された二重構造となっていて、それら円筒部１５Ｃ内周面及円筒部１５Ｄ外周面間には、ゴム状の弾性体１６が加硫接着等によって固定されている。このため、円筒部１５Ｃ及び１５Ｄ間には、弾性体１６の弾性変形を伴って、相対回転が可能であるとともに、軸線同士が傾くことが可能になっている。
【００２９】
さらに、図６（ａ）の右側面図である図６（ｂ）にも示すように、内側の円筒部１５Ｄのハウジング７内側を向く端部には、周方向に１８０度離隔した二位置のそれぞれに切欠き１５ａが形成されるとともに、外側の円筒部１５Ｃの同じ側の端部には、同じく周方向に１８０度離隔した二位置のそれぞれに径方向内側を向く凸部１５ｂが形成されていて、その凸部１５ｂの先端部が切欠き１５ａ内に入り込んでいる。そして、凸部１５ｂの幅は、切欠き１５ａの幅よりも若干小さくなっていて、これにより、上述した弾性体１６の弾性変形による円筒部１５Ｃ及び１５Ｄ間の相対回転を、所定角度範囲内に規制するストッパが形成されている。なお、図６（ａ）は、図６（ｂ）のＥ−Ｅ線断面図に相当する。
【００３０】
また、円筒部１５Ｄの内周面にはスプラインが形成されるとともに、シャフト６Ａの他端部外周面にもスプラインが形成されていて、両スプラインを結合することにより、円筒部１５Ｄ及びシャフト６Ａ他端部は同軸に回転方向に一体となっている。
【００３１】
よって、電動モータ１０の出力軸１０Ａに発生した回転力は、先ずトルクリミッタ１５の円板部材１５Ａに入力され、そこから摩擦を介して円板部材１５Ｂに伝達され、そして、円筒部１５Ｃから弾性体１６を介して円筒部１５Ｄに入力され、シャフト６Ａの他端部に至るようになっている。
【００３２】
次に、本実施の形態の動作を説明する。
今、操舵系が直進状態にあり、操舵トルクが零であるものとすると、入力軸３及び出力軸４間には相対回転は生じないから、トルクセンサは操舵トルクは検出せず、操舵系に操舵補助トルクは発生しない。
【００３３】
一方、ステアリングホイールを操舵して入力軸３に回転力が生じると、その回転力は、トーションバーを介して出力軸４に伝達される。このとき、出力軸４には、転舵輪及び路面間の摩擦力や出力軸４の図示しない下端側に構成されたラックアンドピニオン式ステアリング装置のギアの噛み合い等の摩擦力に応じた抵抗力が生じるため、入力軸３及び出力軸４間には、トーションバーが捩じれることによって出力軸４が遅れる相対回転が発生し、その相対回転が操舵トルクとしてトルクセンサに検出される。
【００３４】
すると、図示しないコントローラが、トルクセンサが検出した操舵トルクの方向及び大きさに応じて電動モータ１０に駆動電流を供給するため、電動モータ１０の出力軸１０Ａには操舵系に発生している操舵トルクの方向及び大きさに応じて回転力が発生し、その回転力が、トルクリミッタ１５，シャフト６Ａ，ウォーム６及びウォームホイール５を介して出力軸４に伝達され、出力軸４に操舵補助トルクが付与されたことになり、操舵トルクが減少し、運転者の負担が軽減される。
【００３５】
ここで、電動モータ１０が駆動状態にあると、例えばブラシ音等の騒音が電動モータ１０内で発生し、これが電動モータ１０のケースに伝達される。つまり、駆動状態にある電動モータ１０は騒音源・振動源と考えることができるが、本実施の形態では、その電動モータ１０とハウジング７との間は、マウントブッシュ１２の弾性体１２Ｂのみを介して接触しており、直には接触していないため、電動モータ１０からハウジング７へ伝達される振動を減衰でき、騒音の悪化が低減できるのである。
【００３６】
しかも、マウントブッシュ１２は、周方向に等間隔に離隔した三位置に設けているため、電動モータ１０の静的な姿勢が不安定になることも防止される。
また、トルクリミッタ１５とシャフト６Ａとの間は、弾性体１６を介して結合しているため、その弾性体１６の弾性変形を伴って両者間の相対回転が許容されているから、電動モータ１０の駆動に伴って出力軸１０Ａに発生した回転変動等の振動がその弾性体１６によって減衰でき、シャフト６Ａ側にそのまま伝達されるようなことが防止できる。この結果、出力軸１０Ａの振動によってウォーム６やウォームホイール５等に共振が発生し、騒音・振動レベルが悪化するような可能性が低減される。
【００３７】
なお、トルクリミッタ１５には、円筒部１５Ｄ及び１５Ｃ間の相対回転を所定角度範囲内に許容することができるリミッタとして切欠き１５ａ及び凸部１５ｂを設けているため、出力軸１０Ａ及びシャフト６Ａに生じる回転トルクが一定値以上になると、切欠き部１５ａと凸部１５ｂとが当接し、円筒部１５Ｄ及び１５Ｃ間のそれ以上の相対回転が不可能になるから、衝撃荷重のような外力に対して強度を確保することができる。
【００３８】
また、上述したように電動モータ１０及びハウジング７間を弾性体１２Ｂのみを介して結合していると、電動モータ１０のハウジング７に対する取付角度が振れることもあるが、その場合にも、トルクリミッタ１５内の弾性体１６が撓むことにより出力軸１０Ａ及びシャフト６Ａ間の軸心同士の傾きが許容されるから、他の部材に過大な負荷が加わるようなことが防止される。
【００３９】
さらに、シャフト６Ａは、円筒部１５Ｄに対してスプライン結合されているとともに、弾性体８ａ及び８ｂを介して軸受７ａ及び７ｂに支持されているため、その軸方向位置が可変となっている。すると、例えば車両の幅寄せ等を行う際にステアリングホイールを一方向に切った後、直ぐさま逆方向に切ったような場合に、出力軸１０Ａの回転方向が急激に逆転し、バックラッシュ分だけ離隔しているウォーム６及びウォームホイール５の歯面同士が衝突する懸念があるが、本実施の形態であれば、ウォーム６及びウォームホイール５間の歯面間に生じた衝撃力が、弾性体８ａ及び８ｂを弾性変形によってある程度吸収することができ、衝撃音を低減させることもでき、これによっても、騒音低減が図られている。
【００４０】
ここで、本実施の形態では、入力軸３，出力軸４，トーションバー，ラックアンドピニオン式ステアリング装置等によって操舵系が構成され、ウォームホイール５及びウォーム６によって減速機構が構成され、ハウジング７が減速機構のハウジングに対応する。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、電動モータの出力軸に円筒部を設け電動モータの出力軸と円筒部との間に両者間の相対回転を許容する弾性体を介在させる構成としたため、電動モータの駆動等に起因して発生する騒音を低減することができるという効果がある。また、減速機構を構成するシャフトを、減速機構のハウジングに、軸方向への摺動を許容する弾性体を介して回動自在に支持し、且つシャフトの一端を、電動モータの出力軸に設けた円筒部にこれと同軸にスプライン結合することによって、電動モータの出力軸方向に発生する振動に伴い騒音が発生する可能性をも低減することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における電動式パワーステアリング装置の全体構成を示す一部破断正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図２のＢ方向矢視図である。
【図４】マウントブッシュの断面図である。
【図５】図２のＤ部の拡大図である。
【図６】トルクリミッタとシャフトとの結合部分の拡大断面図である。
【符号の説明】
１電動式パワーステアリング装置
３入力軸
４出力軸
５ウォームホイール
６ウォーム
７ハウジング（減速機構のハウジング）
１０電動モータ
１０Ａ出力軸
１２マウントブッシュ
１２Ｂ弾性体
１５トルクリミッタ
１６弾性体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric power steering apparatus that applies a steering assist torque to a steering system by using the rotational force of an electric motor, and in particular, noise generated due to driving of the electric motor or the like is reduced. Is.
[0002]
[Prior art]
In an electric power steering device, the rotational force generated on the output shaft of the electric motor is often too small as a steering assist torque, and is usually transmitted to the steering system via a speed reduction mechanism that serves as a booster. It is supposed to be. As such a speed reduction mechanism, for example, a gear train composed of a worm to which the rotational force of the electric motor is input and a worm wheel fixed to the rotating shaft of the steering system so as to mesh with the worm can be applied.
[0003]
Since the rotational force of the output shaft of the electric motor needs to be transmitted to the speed reduction mechanism, the electric motor is fixed to the housing of the speed reduction mechanism with a bolt or the like so as to be disposed in the vicinity of the speed reduction mechanism. Was common.
[0004]
Further, the output shaft of the electric motor and the speed reduction mechanism are generally spline-coupled to allow some relative displacement in the axial direction.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Here, in the electric power steering apparatus as described above, in order to obtain an appropriate steering force when the driver performs the steering operation, the rotational force according to the steering speed and the tire-side load at that time. However, during normal steering, the output shaft of the electric motor that inputs rotational force to the speed reduction mechanism rotates at a high speed, so that a rotating sound such as a brush sound is generated. In some cases, the driver may feel uncomfortable.
[0006]
In addition, vibration generated by the rotation of the output shaft of the electric motor is transmitted from the output shaft to the speed reduction mechanism side, and resonance occurs in components such as the speed reduction mechanism, which may cause a large noise.
[0007]
The present invention has been made paying attention to such an unsolved problem of the conventional technology, and is an electric power steering device capable of reducing noise generated due to operation of an electric motor or the like. The purpose is to provide.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is directed to an electric motor that generates a rotational force on an output shaft according to a steering torque of a steering system, and the rotational force generated on the output shaft of the electric motor. An electric power steering apparatus comprising: a speed reduction mechanism for transmitting to a system; a cylindrical portion is provided coaxially with the output shaft of the electric motor, and both between the output shaft of the electric motor and the cylindrical portion. An elastic body that allows relative rotation between them is interposed, and a shaft that constitutes the speed reduction mechanism is separated from an elastic body that allows relative rotation, via an elastic body that allows sliding in the axial direction. The shaft is rotatably supported by the housing of the speed reduction mechanism, and one end of the shaft is splined to the cylindrical portion coaxially therewith .
[0011]
In the first aspect of the invention, the maximum torsion angle of the elastic body that allows relative rotation between the motor output shaft and the cylindrical portion provided on the motor output shaft is further within a predetermined angle range. It is desirable to provide a stopper for regulating the inside (claim 2).
[0012]
In the invention according to claim 1, the elastic body that allows relative rotation between the motor output shaft and the cylindrical portion provided on the motor output shaft is provided between the motor output shaft and the cylindrical portion. It is desirable to arrange them so as to allow the inclination between the axes.
[0013]
Furthermore, in the invention according to claim 1, the elastic body that allows relative rotation between the motor output shaft and the cylindrical portion provided on the motor output shaft is provided between the motor output shaft and the cylindrical portion. It is desirable to provide a stopper that restricts the maximum torsional angle of the elastic body within a predetermined angle range, while being arranged so as to allow the inclination of the axes.
[0015]
Here, in the invention according to claim 1, the vibration generated in the output shaft of the electric motor is caused by the elastic body interposed between the cylindrical portion provided in the output shaft of the electric motor and the output shaft of the electric motor. The possibility that a large amount of noise is generated due to resonance transmitted to the speed reduction mechanism side is reduced. At this time, the shaft constituting the speed reduction mechanism is rotatably supported by the housing of the speed reduction mechanism via an elastic body that allows sliding in the axial direction, and one end of the shaft is output from the electric motor. since spline-coupled coaxially with this cylindrical portion provided on the shaft, possibly noise due to the vibration generated in the output shaft direction of the electric motor occurs can be reduced.
[0016]
Furthermore, in the invention according to claim 2 , by providing the stopper, the rigidity in the rotational direction between the output shaft of the electric motor and the cylindrical portion, that is, between the output shaft of the electric motor and the speed reduction mechanism is increased. Can be secured.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a partially broken front view showing an overall configuration of an electric power steering apparatus 1 to which the present invention is applied, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.
[0018]
First, the configuration will be described. In the steering column 2, an input shaft 3 and an output shaft 4 connected via a torsion bar (not shown) are rotatably supported by bearings, and the input shaft 3 is not shown in FIG. A steering wheel is integrally attached to the upper end side in the rotation direction, and a pinion shaft constituting a known rack and pinion type steering device is connected to the lower end side of the output shaft 4 (not shown) in FIG. ing. Accordingly, the steering torque generated when the driver steers the steering wheel is transmitted to the steered wheels (not shown) via the input shaft 3, the torsion bar, the output shaft 4, and the rack and pinion type steering device. ing.
[0019]
The steering column 2 has a built-in torque sensor that detects the steering torque generated in the steering system by detecting the relative rotation between the input shaft 3 and the output shaft 4 caused by torsion of the torsion bar. Thus, the detection result of the torque sensor is supplied to a controller (not shown). The controller executes predetermined calculation processing based on the steering torque, and appropriately supplies a drive signal to the electric motor 10 described later so that a steering assist torque that reduces the burden on the driver is applied to the steering system. It is supposed to be.
[0020]
A worm wheel 5 is coaxially fixed to the output shaft 4 so as to be integrated with the output shaft 4 in the rotational direction, and the worm 6 meshing with the worm wheel 5 is rotatably supported in the housing 7 by bearings 7a and 7b. It is supported.
[0021]
That is, the shaft 6A passes through the worm 6 so as to be integrated in the rotational direction and the axial direction, and one end of the shaft 6A is rotatably supported in the housing 7 via the bearing 7a. A position slightly inside the end is rotatably supported in the housing 7 via a bearing 7b. Note that the shaft 6A, slightly enters the part to the worm 6 side than the bearing 7a, a member 6a _1, 6a ₂ of the thin ring-shaped, between the two members 6a ₁ and 6a _2, both members 6a _1, 6a ₂ is provided with a ring-shaped rubber-like elastic body 8a vulcanized and bonded to the worm 6 side slightly from the bearing 7b, and the thin ring-shaped members 6b ₁ and 6b ₂ Between the members 6b ₁ and 6b ₂ is interposed a ring-shaped rubber-like elastic body 8b vulcanized and bonded to both members 6b ₁ and 6b ₂ . For this reason, the shaft 6A can be displaced relative to the housing 7 in the axial direction with the elastic deformation of the elastic bodies 8a and 8b.
[0022]
On the other hand, the electric motor 10 is fixed to the side of the housing 7 that is pointed to by the other end of the shaft 6A.
Here, in the electric motor 10, a flange portion 10B is formed on the outer periphery of the end portion on the side from which the output shaft 10A protrudes, and a bolt 11 penetrating the flange portion 10B is formed on the female screw portion 7c formed in the housing 7. It is fixed by screwing.
[0023]
Specifically, as shown in FIG. 3 which is a view in the direction of arrow B in FIG. 2 (a cross-sectional view with respect to the line CC in FIG. 2), the electric motor 10 is separated by 120 degrees at regular intervals in the circumferential direction. A flange portion 10B is formed at each of the three positions so as to protrude outward in the radial direction, and a through hole 10C penetrating between the front and back surfaces is formed at a substantially central portion of each flange portion 10B.
[0024]
In each through hole 10C, a mount bush 12 is provided in which a rubber-like elastic body 12B is attached to the outer peripheral surface of a metal cylindrical member 12A. The cylindrical member 12A of each mount bush 12 is formed such that its axial length is slightly longer than the thickness of the flange portion 10B. Further, the elastic body 12B of each mount bush 12 is formed to have a slightly longer dimension than the metal cylindrical member 12A, as shown in FIG. 4 which is a cross-sectional view of the state before mounting in the through hole 10C. A flange portion 12C is formed so as to sandwich the inner peripheral surface of 10C from the front and back sides, and has a U-shaped cross section.
[0025]
For this reason, the mount bush 12 is disposed in the through-hole 10C, and the elastic body 12B sandwiches the inner peripheral surface of the through-hole 10C from the front and back sides. When the screw is inserted into the female screw portion 7 c, first, the elastic body 12 B is sandwiched between the seat hook 11 A and the housing 7. When the bolt 11 is further screwed in, the elastic body 12B is compressed in the axial direction, and finally, the cylindrical member 12A is sandwiched between the seat glasses 11A and the housing 7. Then, both flange portions 12C of the elastic body 12B are sandwiched between the seat hook 11A and the flange portion 10B and between the flange portion 10B and the housing 7 in a compressed state.
[0026]
At this time, the other parts of the housing 7 and the electric motor 10 are not in contact with each other, as shown in FIG. 5 which is an enlarged view of a portion D in FIG. That is, when the bolt 11 is screwed to the end as described above and the cylindrical member 12A is sandwiched between the seat collar 11A and the housing 7, there is a gap G ₁ between the flange portion 10B and the end surface of the housing 7. Further, the outer diameter of the portion of the front end side of the output shaft 10A with respect to the flange portion 10B of the electric motor 10 is the same as that of the opening portion 7A of the housing 7 on the side where the electric motor 10 is fixed. it becomes slightly shorter than the inner diameter, thereby, between the inside opening 7A peripheral surface and the electric motor 10 the outer peripheral surface, so that the gap G ₂ is formed. In order to reliably prevent contact between the inner peripheral surface of the opening 7A and the outer peripheral surface of the electric motor 10, a circumferential groove 10D that is continuous in the circumferential direction at a portion on the distal end side of the output shaft 10A with respect to the flange portion 10B of the electric motor 10. And an O-ring 13 made of a rubber-like elastic body is accommodated in the circumferential groove 10D. That is, since the O-ring 13 is interposed between the inner surface of the opening 7A and the outer surface of the electric motor 10, the centering action of matching the axial centers of the opening 7A and the electric motor 10 by the elastic restoring force of the O-ring 13 is achieved. I try to get it.
[0027]
The output shaft 10A of the electric motor 10 located in the housing 7 and the other end portion of the shaft 6A are arranged coaxially, and both end faces are opposed to each other. When torque is applied, they are connected via a torque limiter 15 that causes slipping.
[0028]
That is, the torque limiter 15 has two disk members 15A and 15B that are capable of transmitting torque through friction when the surfaces come into contact with each other and slip when an extremely large torque is applied. have. One disk member 15A is spline-coupled to the output shaft 10A, and is thereby integrated with the output shaft 10A in the rotational direction. Further, the other disc member 15B has a cylindrical portion 15C integrally formed on its inner diameter side, and the end portion of the cylindrical portion 15C is also shown in FIG. A small-diameter cylindrical portion 15D is coaxially inserted inside, and a rubber-like elastic body 16 is vulcanized and bonded between the inner peripheral surface of the cylindrical portion 15C and the outer peripheral surface of the cylindrical portion 15D. It is fixed by. For this reason, between the cylindrical portions 15C and 15D, relative rotation is possible with elastic deformation of the elastic body 16, and the axes can be inclined.
[0029]
Further, as shown in FIG. 6 (b) which is a right side view of FIG. 6 (a), the end of the inner cylindrical portion 15D facing the inside of the housing 7 has two positions separated by 180 degrees in the circumferential direction. with notches 15a are formed in the respective, in the end portion of the same side of the outer cylindrical portion 15 C, the convex portion 15b is formed similarly directed radially inward on each of the 180 degree spaced second position in the circumferential direction And the front-end | tip part of the convex part 15b has entered into the notch 15a. The width of the convex portion 15b is slightly smaller than the width of the notch 15a, so that the relative rotation between the cylindrical portions 15C and 15D due to the elastic deformation of the elastic body 16 is within a predetermined angle range. A restricting stopper is formed. 6A corresponds to a cross-sectional view taken along line EE in FIG.
[0030]
Further, a spline is formed on the inner peripheral surface of the cylindrical portion 15D, and a spline is also formed on the outer peripheral surface of the other end portion of the shaft 6A. By connecting both the splines, the cylindrical portion 15D, the shaft 6A, etc. The end portions are coaxially integrated in the rotational direction.
[0031]
Accordingly, the rotational force generated on the output shaft 10A of the electric motor 10 is first input to the disk member 15A of the torque limiter 15, and is transmitted from there to the disk member 15B via friction, and is elastic from the cylindrical portion 15C. It is input to the cylindrical portion 15D through the body 16 and reaches the other end of the shaft 6A.
[0032]
Next, the operation of the present embodiment will be described.
Now, assuming that the steering system is in a straight traveling state and the steering torque is zero, no relative rotation occurs between the input shaft 3 and the output shaft 4, so the torque sensor does not detect the steering torque, and the steering system No steering assist torque is generated.
[0033]
On the other hand, when the steering wheel is steered and a rotational force is generated on the input shaft 3, the rotational force is transmitted to the output shaft 4 via the torsion bar. At this time, the output shaft 4 has a resistance force according to a frictional force such as a frictional force between the steered wheels and the road surface or a meshing of a gear of a rack and pinion type steering device configured on the lower end side (not shown) of the output shaft 4. Therefore, a relative rotation is generated between the input shaft 3 and the output shaft 4 and the output shaft 4 is delayed by twisting the torsion bar, and the relative rotation is detected by the torque sensor as a steering torque.
[0034]
Then, since a controller (not shown) supplies a drive current to the electric motor 10 according to the direction and magnitude of the steering torque detected by the torque sensor, the steering generated in the steering system is applied to the output shaft 10A of the electric motor 10. A rotational force is generated according to the direction and magnitude of the torque, and the rotational force is transmitted to the output shaft 4 via the torque limiter 15, the shaft 6A, the worm 6 and the worm wheel 5, and the steering assist torque is applied to the output shaft 4. Is applied, the steering torque is reduced, and the burden on the driver is reduced.
[0035]
Here, when the electric motor 10 is in a driving state, noise such as a brush sound is generated in the electric motor 10, and this is transmitted to the case of the electric motor 10. In other words, the electric motor 10 in the driving state can be considered as a noise source / vibration source, but in the present embodiment, the electric motor 10 and the housing 7 are interposed only through the elastic body 12B of the mount bush 12. Therefore, the vibration transmitted from the electric motor 10 to the housing 7 can be attenuated, and the deterioration of noise can be reduced.
[0036]
Moreover, since the mount bush 12 is provided at three positions spaced apart at equal intervals in the circumferential direction, it is possible to prevent the static posture of the electric motor 10 from becoming unstable.
In addition, since the torque limiter 15 and the shaft 6A are coupled via the elastic body 16, relative rotation between the two is permitted with the elastic deformation of the elastic body 16. Vibrations such as rotational fluctuations generated in the output shaft 10A as a result of the drive can be attenuated by the elastic body 16, and can be prevented from being transmitted to the shaft 6A side as it is. As a result, the possibility that the worm 6 and the worm wheel 5 are resonated by the vibration of the output shaft 10A and the noise and vibration level is deteriorated is reduced.
[0037]
The torque limiter 15 is provided with a notch 15a and a convex portion 15b as limiters capable of allowing relative rotation between the cylindrical portions 15D and 15C within a predetermined angle range. When the generated rotational torque exceeds a certain value, the notch portion 15a and the convex portion 15b come into contact with each other, and further relative rotation between the cylindrical portions 15D and 15C becomes impossible. Strength.
[0038]
Further, as described above, when the electric motor 10 and the housing 7 are coupled only via the elastic body 12B, the mounting angle of the electric motor 10 with respect to the housing 7 may fluctuate. Since the elastic body 16 in 15 is bent, the inclination of the shaft centers between the output shaft 10A and the shaft 6A is allowed, so that an excessive load is prevented from being applied to other members.
[0039]
Furthermore, since the shaft 6A is splined to the cylindrical portion 15D and supported by the bearings 7a and 7b via the elastic bodies 8a and 8b, the axial position thereof is variable. Then, for example, when the steering wheel is turned in one direction, for example, when the vehicle is aligned, the rotation direction of the output shaft 10A is suddenly reversed and only the backlash is generated. Although there is a concern that the tooth surfaces of the worm 6 and the worm wheel 5 that are separated from each other collide with each other, in the present embodiment, the impact force generated between the tooth surfaces between the worm 6 and the worm wheel 5 is an elastic body. 8a and 8b can be absorbed to some extent by elastic deformation, impact noise can be reduced, and noise reduction is also achieved.
[0040]
Here, in this embodiment, a steering system is constituted by the input shaft 3, the output shaft 4, the torsion bar, the rack and pinion type steering device, and the like, and the speed reduction mechanism is constituted by the worm wheel 5 and the worm 6, and the housing 7 is Corresponds to the housing of the speed reduction mechanism.
[0041]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a cylindrical portion is provided on the output shaft of the electric motor, and an elastic body that allows relative rotation between the output shaft and the cylindrical portion of the electric motor is interposed. There is an effect that noise generated due to driving of the electric motor or the like can be reduced. Further, the shaft constituting the speed reduction mechanism is rotatably supported on the housing of the speed reduction mechanism via an elastic body that allows sliding in the axial direction, and one end of the shaft is provided on the output shaft of the electric motor. By spline coupling to the cylindrical portion coaxially therewith, there is an effect that it is possible to reduce the possibility of noise being generated due to vibrations generated in the output shaft direction of the electric motor.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially broken front view showing an overall configuration of an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
3 is a view in the direction of arrow B in FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a mount bush.
FIG. 5 is an enlarged view of a portion D in FIG. 2;
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of a coupling portion between a torque limiter and a shaft.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric power steering device 3 Input shaft 4 Output shaft 5 Worm wheel 6 Worm 7 Housing (housing for reduction mechanism)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Electric motor 10A Output shaft 12 Mount bush 12B Elastic body 15 Torque limiter 16 Elastic body

Claims

An electric power steering apparatus comprising: an electric motor that generates a rotational force according to a steering torque of a steering system on an output shaft; and a speed reduction mechanism that transmits the rotational force generated on the output shaft of the electric motor to the steering system. ,
A cylindrical portion is provided coaxially with the output shaft of the electric motor, and an elastic body that allows relative rotation between the output shaft and the cylindrical portion of the electric motor is interposed therebetween.
The shaft constituting the speed reduction mechanism is rotatably supported on the housing of the speed reduction mechanism via an elastic body that allows sliding in the axial direction different from the elastic body that allows the relative rotation, and An electric power steering apparatus , wherein one end of the shaft is splined to the cylindrical portion coaxially therewith.

2. The electric motor according to claim 1, further comprising a stopper for restricting a maximum torsion angle of an elastic body that allows relative rotation between an output shaft of the electric motor and the cylindrical portion within a predetermined angle range. Power steering device.