JP4473047B2 - Electric power steering device - Google Patents
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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.
特許文献1に記載の電動パワーステアリング装置は、ギヤハウジングにラック軸を直線移動可能に支持するとともに、ギヤハウジングに電動モータを取付け、電動モータの回転軸に結合した駆動プーリの回転力を、該駆動プーリにベルトを介して接続された従動プーリを含む動力伝達機構を介してラック軸に伝える。運転者がステアリングホイールを操舵し、ステアリング軸に接続したピニオンが噛合うラック軸を移動させる操舵力を、電動モータによりアシストするものである。
特許文献1では、駆動プーリと従動プーリに巻掛けられるベルトの緩み、ひいては外れを防止するため、ベルトの張力を調整する張力調整機構を具備する。このベルト張力調整機構は、駆動プーリと従動プーリの軸間距離を変更するものであり、複雑である。 In Patent Document 1, a tension adjusting mechanism for adjusting the tension of the belt is provided in order to prevent the belt wound around the driving pulley and the driven pulley from loosening and eventually coming off. This belt tension adjusting mechanism changes the distance between the driving pulley and the driven pulley, and is complicated.
本発明の課題は、電動パワーステアリング装置において、電動モータの動力伝達機構を構成する駆動ギヤと従動ギヤの歯面間のバックラッシュを、簡易な構成により、簡易に調整可能にすることにある。 Challenge of the present invention is the electric power steering apparatus, backlash between the tooth surface of the drive gear and a driven gear constituting a power transmission mechanism of the electric motor, with a simple structure, is to enable easily adjusted .
請求項1の発明は、ギヤハウジングにラック軸を直線移動可能に支持するとともに、ギヤハウジングに電動モータを取付け、電動モータの回転軸に固定した駆動ギヤの回転力を該駆動ギヤに噛合う従動ギヤを含む動力伝達機構を介してラック軸に伝える電動パワーステアリング装置において、電動モータが固定可能にされるとともに、駆動ギヤを支持するホルダをギヤハウジングに取付け可能にし、ホルダは、ギヤハウジング側の1つの取付軸が挿着される取付支点孔と、ギヤハウジング側の他の取付軸が挿着される取付調整孔とを備え、取付支点孔を揺動支点として揺動されて駆動ギヤと従動ギヤの軸間距離を調整可能にし、前記ホルダの取付調整孔の孔サイズが駆動ギヤと従動ギヤの軸間距離の最大調整巾を規制し、この最大調整巾を駆動ギヤと従動ギヤの歯の高さより小さくするようにしたものである。 According to the first aspect of the invention , the rack shaft is supported on the gear housing so as to be linearly movable, and an electric motor is attached to the gear housing, and the driven gear fixed to the rotating shaft of the electric motor is engaged with the driving gear. In an electric power steering apparatus that transmits power to a rack shaft through a power transmission mechanism including a gear, an electric motor can be fixed, and a holder that supports a drive gear can be attached to the gear housing. It has an attachment fulcrum hole into which one attachment shaft is inserted and an attachment adjustment hole into which the other attachment shaft on the gear housing side is attached, and is oscillated with the attachment fulcrum hole as an oscillation fulcrum and driven with the drive gear. The distance between the shafts of the gears can be adjusted, and the size of the mounting adjustment hole of the holder regulates the maximum adjustment range of the distance between the drive gear and the driven gear, and this maximum adjustment range is driven. It is obtained so as to be smaller than the height of the teeth of the gear and the driven gear.
請求項2の発明は、請求項1の発明において更に、前記ホルダの取付調整孔を、取付支点孔の孔径より大きな大径丸孔とするようにしたものである。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the mounting adjustment hole of the holder is a large-diameter round hole larger than the diameter of the mounting fulcrum hole .
請求項3の発明は、請求項1の発明において更に、前記ホルダの取付調整孔を、取付支点孔の孔径より大きな長孔とするようにしたものである。 According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the attachment adjustment hole of the holder is a long hole larger than the diameter of the attachment fulcrum hole .
(請求項1)
(a)電動モータと駆動ギヤを支持するホルダを、ギヤハウジングへの取付支点孔まわりに揺動するだけで、ギヤハウジングに対する駆動ギヤの回転中心を変位自在にでき、結果として駆動ギヤと従動ギヤの軸間距離を近接離隔自在とし、それら歯面間のバックラッシュを調整できる。従って、バックラッシュ調整構造のための専用部品を格別に用いることのない、部品点数、組付工数の少ない簡易な構成により、駆動ギヤと従動ギヤの歯面間のバックラッシュを簡易に調整し、駆動ギヤと従動ギヤの噛合いを適度に設定し、電動モータによる操舵アシストの安定を図ることができる。
(Claim 1 )
(a) The center of rotation of the drive gear relative to the gear housing can be displaced by simply swinging the holder supporting the electric motor and the drive gear around the mounting fulcrum hole to the gear housing. As a result, the drive gear and the driven gear The backlash between the tooth surfaces can be adjusted by making the distance between the shafts close to and away from each other. Therefore, the backlash between the tooth surfaces of the drive gear and the driven gear can be easily adjusted with a simple configuration that does not use special parts for the backlash adjustment structure and has a small number of parts and assembly steps. By appropriately setting the meshing between the drive gear and the driven gear, it is possible to stabilize the steering assist by the electric motor.
(b)ホルダの取付調整孔の孔サイズによって規制される駆動ギヤと従動ギヤの軸間距離の最大調整巾を、それらの歯の高さより小さくしたから、仮に取付用調整孔のための取付ボルトがゆるんでもそれらの噛合いが外れることなく、操舵アシストが不能になることを回避する。 (b) The maximum adjustment width of the distance between the drive gear and the driven gear, which is regulated by the hole size of the holder adjustment hole, is smaller than the height of the teeth. It is avoided that the steering assist becomes impossible without the disengagement of those even if they are loosened.
(請求項2)
(c)ホルダの取付調整孔を大径丸孔とする簡易な加工により、上述(a)、(b)を実現できる。
(Claim 2 )
(c) The above-described (a) and (b) can be realized by a simple process in which the mounting adjustment hole of the holder is a large-diameter round hole.
(請求項3)
(d)ホルダの取付調整孔を長孔とする簡易な加工により、上述(a)、(b)を実現できる。
(Claim 3 )
(d) The above-described (a) and (b) can be realized by a simple process in which the attachment adjustment hole of the holder is a long hole.
図1は参考例の電動パワーステアリング装置を示す全体側面図、図2は電動パワーステアリング装置の要部を示す断面図、図3は電動モータ取付前の電動パワーステアリング装置を示し、(A)は断面図、(B)は側面図、図4はホルダを示す断面図、図5はホルダを示す正面図、図6は電動モータ側のジョイントを示し、(A)は断面図、(B)は正面図、図7は駆動プーリ側のジョイントを示し、(A)は断面図、(B)は正面図、図8は中間ジョイントを示し、(A)は正面図、(B)は側面図、図9は電動パワーステアリング装置のベルト張力調整構造を示し、(A)は正面図、(B)は従動プーリとベルトの噛合い状態を示す拡大図、図10はホルダの変形例を示す正面図、図11は実施例の電動パワーステアリング装置の要部を示す断面図である。 FIG. 1 is an overall side view showing an electric power steering apparatus of a reference example , FIG. 2 is a cross-sectional view showing the main part of the electric power steering apparatus, FIG. 3 shows the electric power steering apparatus before mounting the electric motor, and FIG. FIG. 4 is a sectional view showing the holder, FIG. 5 is a front view showing the holder, FIG. 6 shows the joint on the electric motor side, (A) is a sectional view, and (B) is a sectional view. FIG. 7 shows a joint on the drive pulley side, (A) is a sectional view, (B) is a front view, FIG. 8 shows an intermediate joint, (A) is a front view, and (B) is a side view, 9A and 9B show a belt tension adjusting structure of the electric power steering apparatus, FIG. 9A is a front view, FIG. 9B is an enlarged view showing a meshed state of the driven pulley and the belt, and FIG. 10 is a front view showing a modified example of the holder. the principal part of the electric power steering apparatus of FIG. 11 embodiment A to cross section.
(参考例)(図1〜図10)
電動パワーステアリング装置10は、図1に示す如く、ギヤハウジング11を分割した、第1ギヤハウジング11Aと第2ギヤハウジング11Bを有するものにし、このギヤハウジング11(第1ギヤハウジング11A)にステアリング入力軸12を支持し、入力軸12にトーションバー13を介して出力軸(不図示)を連結し、この出力軸にピニオン(不図示)を設け、このピニオンに噛合うラック軸14をギヤハウジング11に左右方向に直線移動可能に支持している。入力軸12と出力軸の間には、不図示の操舵トルクセンサを設けている。操舵トルクセンサは、ステアリングホイールに加えた操舵トルクに起因するトーションバーの弾性ねじり変形により、入力軸12と出力軸の間に生ずる相対回転変位に基づき、操舵トルクを検出する。
( Reference example ) (FIGS. 1 to 10)
As shown in FIG. 1, the electric
電動パワーステアリング装置10は、ラック軸14の両端部をギヤハウジング11(第1ギヤハウジング11A、第2ギヤハウジング11B)の両側に突出し、それらの端部にタイロッド15A、15Bを連結し、ラック軸14の直線移動に連動するタイロッド15A、15Bを介して、左右の車輪を転舵可能にする。
The electric
電動パワーステアリング装置10は、図2に示す如く、電動モータ20を取付ボルト21(不図示)によりホルダ22(図4、図5)に固定し、このホルダ22を取付ボルト23により第1ギヤハウジング11Aに着脱可能にしている。図3は、ホルダ22を取付ボルト23により第1ギヤハウジング11Aに取付け、電動モータ20はホルダ22に未だ取付けていない状態を示す(図3の21Aは電動モータ取付用ねじ孔である)。第1ギヤハウジング11Aに取付けられて第1ギヤハウジング11Aの内部に挿入されたホルダ22は、ギヤハウジング11A、11Bの内周との間に一定の間隙を有し、第1ギヤハウジング11Aに対するホルダ22の後述する揺動を許される。
As shown in FIG. 2, the electric
このとき、ホルダ22は、駆動プーリ24の中心軸25を支持し、電動モータ20の回転軸20Aの軸端のジョイント26A(図6)と、中心軸25の軸端のジョイント26B(図7)を、それらの周方向複数位置に設けた歯a、bの間にゴム等の中間ジョイント26C(図8)を挟む状態で、互いに軸方向から係着する。駆動プーリ24は中心軸25の両端部を軸受27、28によりホルダ22に両端支持される。29は軸受28の外輪固定用止め輪である。
At this time, the
電動パワーステアリング装置10は、ラック軸14にボールねじ30を設け、ボールねじ30にボール31を介して噛合うボールナット32を有し、ギヤハウジング11(第1ギヤハウジング11A)に支持した軸受33によりボールナット32を回転自在に支持する。34は軸受33の外輪固定用ナットである。ボールナット32の外周には、ロックナット35により従動プーリ36が固定される。
The electric
電動パワーステアリング装置10は、電動モータ20の側の駆動プーリ24と、ボールナット32の側の従動プーリ36にベルト37を巻掛け、駆動プーリ24の回転力をベルト37から従動プーリ36経由でボールナット32に伝え、ひいてはラック軸14に伝えて該ラック軸14を直線移動させる。
The electric
電動パワーステアリング装置10は、第1ギヤハウジング11Aに支持されているラック軸14を第2ギヤハウジング11Bに通し、第1ギヤハウジング11Aに取付けられているホルダ22を第2ギヤハウジング11Bで覆い、第1ギヤハウジング11Aと第2ギヤハウジング11Bを複数の締結ボルト16で締結する。このとき、第1ギヤハウジング11Aと第2ギヤハウジング11Bは、図2に示す如く、複数の筒状ノックピン16Aにより、それらノックピン16Aの両端部のそれぞれを打ち込まれて位置合せされた後、各ノックピン16Aに挿通される締結ボルト16により螺合締結される。一部の締結ボルト16はノックピン16Aを通って第1ギヤハウジング11Aに螺着され、他の締結ボルト16はノックピン16Aを通って第2ギヤハウジング11Bに螺着される。
The electric
しかるに、電動パワーステアリング装置10は、ギヤハウジング11A、11Bに支持されるラック軸14の振れを小さくするため、以下の構成を備える。
However, the electric
第2ギヤハウジング11Bにおいて、第1ギヤハウジング11Aに支持したボールナット32に相対する部分をブッシュ支持部17とし、ボールナット32とブッシュ支持部17とにブッシュ40を架け渡す。ブッシュ40は、ボールナット32の先端側内周部に圧入されて固定的に設けられ、ブッシュ支持部17の内周部に回転摺動可能に支持される状態で、ラック軸14を直線摺動可能に支持する。
In the
ブッシュ40は、金属等からなる筒体の外周の軸方向における一部をブッシュ支持部17との摺動部とし、内周の全部をラック軸14との摺動部とする。摺動部は、含油ポリアセタール樹脂、又は四フッ化エチレン樹脂等の潤滑被膜層を筒体の表面にコーティング等にて設けたものである。
The
また、電動パワーステアリング装置10は、電動モータ20の動力伝達機構を構成する駆動プーリ24と従動プーリ36に巻掛けられるベルト37の張力を調整可能にするため、以下の構成を備える。
Further, the electric
ホルダ22は、図3、図5、図9に示す如く、第1ギヤハウジング11A側に螺着される1つの取付軸としての一方の取付ボルト23が挿着される取付支点孔22Aと、第1ギヤハウジング11A側に螺着される他の取付軸としての他方の取付ボルト23が挿着される取付調整孔22Bとをそのフランジ22Fに備える。ホルダ22は、一方の取付ボルト23に挿着された取付支点孔22Aを揺動支点として揺動され、駆動プーリ24と従動プーリ36の軸間距離を調整された状態で、他方の取付ボルト23を取付調整孔22Bに挿着され、両取付ボルト23を第1ギヤハウジング11Aに緊締されて固定される。
3, 5, and 9, the
ホルダ22の取付調整孔22Bは、丸孔状取付支点孔22Aの孔径より大きな大径丸孔をなす。このとき、取付調整孔22Bの孔サイズは、駆動プーリ24と従動プーリ36の軸間距離の最大調整巾(図9のホルダ22の揺動角Kに対応する駆動プーリ24(中心軸25)の移動巾)を規制し、この最大調整巾を駆動プーリ24と従動プーリ36に噛合うベルト37の歯の高さhより小さくする(図9(B))。
The
電動パワーステアリング装置10は例えば以下の手順で組立てられる。
(1)ラック軸14のボールねじ30に噛合い、かつ従動プーリ36が固定されたボールナット32を、軸受33で第1ギヤハウジング11Aに支持する。ボールナット32にはブッシュ40が設けられている。
The electric
(1) A
(2)駆動プーリ24を支持し、かつ電動モータ20が取付けられたホルダ22を、取付ボルト23により第1ギヤハウジング11Aに固定する。このとき、ホルダ22に支持される駆動プーリ24にはベルト37が巻掛けられている。
(2) The
(3)駆動プーリ24に巻掛けられているベルト37を従動プーリ36に巻掛ける。ホルダ22の一方の取付ボルト23に挿着された取付支点孔22Aを揺動支点としてホルダ22を揺動し、駆動プーリ24と従動プーリ36の軸間距離を調整し、ベルト37に一定の張力を付与した状態で、他方の取付ボルト23をホルダ22の取付調整孔22Bに挿着し、両取付ボルト23を第1ギヤハウジング11Aに緊締する。上述(2)の電動モータ20は、この(3)の後で、ホルダ22に取付けられても良い。
(3) The
(4)第2ギヤハウジング11Bのブッシュ支持部17を上述(1)のボールナット32に設けてあるブッシュ40に挿入し、この第2ギヤハウジング11Bを締結ボルト16により第1ギヤハウジング11Aに締結する。
(4) The
以下、電動パワーステアリング装置10の動作について説明する。
(1)操舵トルクセンサが検出した操舵トルクが所定値より低いとき、操舵アシスト力は不要であり、電動モータ20は駆動されない。
Hereinafter, the operation of the electric
(1) When the steering torque detected by the steering torque sensor is lower than a predetermined value, the steering assist force is unnecessary and the
(2)操舵トルクセンサが検出した操舵トルクが所定値を超えるとき、操舵アシスト力を必要とするから、電動モータ20が駆動される。電動モータ20の発生トルクに基づく駆動プーリ24の回転力が、ベルト37から従動プーリ36経由でボールナット32に伝えられ、ボールねじ30を介してラック軸14を直線移動させる操舵アシスト力になる。
(2) Since the steering assist force is required when the steering torque detected by the steering torque sensor exceeds a predetermined value, the
参考例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)電動モータ20と駆動プーリ24を支持するホルダ22を、ギヤハウジング11Aへの取付支点孔22Aまわりに揺動するだけで、ギヤハウジング11Aに対する駆動プーリ24の回転中心を変位自在にでき、結果として駆動プーリ24と従動プーリ36の軸間距離を近接離隔自在とし、それらプーリ24、36に巻掛けられるベルト37の張力を調整できる。従って、ベルト張力調整構造のための専用部品を格別に用いることのない、部品点数、組付工数の少ない簡易な構成により、駆動プーリ24と従動プーリ36に巻掛けられるベルト37の張力を簡易に調整し、ベルト37のゆるみ、ひいては外れを防止し、電動モータ20による操舵アシストの安定を図ることができる。
According to the reference example , the following effects can be obtained.
(a) The center of rotation of the
(b)ホルダ22の取付調整孔22Bの孔サイズによって規制される駆動プーリ24と従動プーリ36の軸間距離の最大調整巾を、ベルト37の歯の高さより小さくしたから、仮に取付調整孔22Bのための取付ボルト23がゆるんでもベルト37が外れることなく、操舵アシストが不能になることを回避する。
(b) Since the maximum adjustment width of the inter-shaft distance between the
(c)ホルダ22の取付調整孔22Bを大径丸孔とする簡易な加工により、上述(a)、(b)を実現できる。
(c) The above-described (a) and (b) can be realized by a simple process of making the
図10は、ホルダ22の変形例である。このホルダ22は、フランジ22Fに取付支点孔22Aと取付調整孔22Bを備えるに際し、取付調整孔22Bを、取付支点孔22Aの孔径より大きな長孔としたものである。ホルダ22の取付調整孔22Bを長孔とする簡易な加工により、前述(a)、(b)を実現できる。
FIG. 10 is a modification of the
(実施例)(図11)
実施例が参考例と異なる点は、駆動プーリ24を駆動ギヤ51に代え、従動プーリ36を従動ギヤ52に代えたことにある。
( Example ) (FIG. 11)
The embodiment differs from the reference example in that the
即ち、実施例の電動パワーステアリング装置10では、電動モータ20の回転軸20Aに駆動ギヤ51を結合するとともに、ボールナット32に従動ギヤ52を結合し、駆動ギヤ51と従動ギヤ52を噛合い接続したものである。
That is, in the electric
実施例にあっても、電動モータ20が固定可能にされるとともに、駆動ギヤ51を支持するホルダ22をギヤハウジング11Aに取付け可能にし、ホルダ22の取付支点孔22Aを揺動支点として揺動可能にし、駆動ギヤ51と従動ギヤ52の軸間距離を調整可能にした。
Even in the embodiment , the
従って、実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)電動モータ20と駆動ギヤ51を支持するホルダ22を、ギヤハウジング11Aへの取付支点孔22Aまわりに揺動するだけで、ギヤハウジング11Aに対する駆動ギヤ51の回転中心を変位自在にでき、結果として駆動ギヤ51と従動ギヤ52の軸間距離を近接離隔自在とし、それら歯面間のバックラッシュを調整できる。従って、バックラッシュ調整構造のための専用部品を格別に用いることのない、部品点数、組付工数の少ない簡易な構成により、駆動ギヤ51と従動ギヤ52の歯面間のバックラッシュを簡易に調整し、駆動ギヤ51と従動ギヤ52の噛合いを適度に設定し、電動モータ20による操舵アシストの安定を図ることができる。
Therefore, according to an Example , there exist the following effects.
(a) The center of rotation of the
(b)ホルダ22の取付調整孔22Bの孔サイズによって規制される駆動ギヤ51と従動ギヤ52の軸間距離の最大調整巾を、それらの歯の高さより小さくしたから、仮に取付用調整孔のための取付ボルト23がゆるんでもそれらの噛合いが外れることなく、操舵アシストが不能になることを回避する。
(b) Since the maximum adjustment width of the inter-shaft distance between the
(c)ホルダ22の取付調整孔22Bを長孔とする簡易な加工により、上述(a)、(b)を実現できる。
(c) The above-described (a) and (b) can be realized by a simple process in which the
以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration of the present invention is not limited to this embodiment, and even if there is a design change or the like without departing from the gist of the present invention. It is included in the present invention.
10 電動パワーステアリング装置
11 ギヤハウジング
14 ラック軸
20 電動モータ
20A 回転軸
22 ホルダ
22A 取付支点孔
22B 取付調整孔
23 取付ボルト(取付軸)
51 駆動ギヤ
52 従動ギヤ
DESCRIPTION OF
51
Claims (3)
電動モータが固定可能にされるとともに、駆動ギヤを支持するホルダをギヤハウジングに取付け可能にし、
ホルダは、ギヤハウジング側の1つの取付軸が挿着される取付支点孔と、ギヤハウジング側の他の取付軸が挿着される取付調整孔とを備え、取付支点孔を揺動支点として揺動されて駆動ギヤと従動ギヤの軸間距離を調整可能にし、
前記ホルダの取付調整孔の孔サイズが駆動ギヤと従動ギヤの軸間距離の最大調整巾を規制し、この最大調整巾を駆動ギヤと従動ギヤの歯の高さより小さくすることを特徴とする電動パワーステアリング装置。 A power transmission mechanism including a driven gear that supports the rack shaft so that the rack shaft can be linearly moved on the gear housing, an electric motor attached to the gear housing, and the rotational force of the driving gear fixed to the rotating shaft of the electric motor meshes with the driving gear. In the electric power steering device that transmits to the rack shaft via
The electric motor can be fixed, and the holder that supports the drive gear can be attached to the gear housing.
The holder includes an attachment fulcrum hole in which one attachment shaft on the gear housing side is inserted and an attachment adjustment hole in which the other attachment shaft on the gear housing side is attached. The distance between the drive gear and the driven gear can be adjusted .
The size of the mounting adjustment hole of the holder regulates the maximum adjustment width of the distance between the drive gear and the driven gear, and the maximum adjustment width is made smaller than the height of the teeth of the drive gear and the driven gear. Power steering device.
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