JPH09263250A - Electric power steering device - Google Patents

Electric power steering device

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Publication number
JPH09263250A
JPH09263250A JP7302396A JP7302396A JPH09263250A JP H09263250 A JPH09263250 A JP H09263250A JP 7302396 A JP7302396 A JP 7302396A JP 7302396 A JP7302396 A JP 7302396A JP H09263250 A JPH09263250 A JP H09263250A
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JP
Japan
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gear
shaft
electric power
power steering
steering device
Prior art date
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Pending
Application number
JP7302396A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuya Shibayama
和也 柴山
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Jtekt Column Systems Corp
Original Assignee
Fuji Kiko Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Kiko Co Ltd filed Critical Fuji Kiko Co Ltd
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Publication of JPH09263250A publication Critical patent/JPH09263250A/en
Priority to JP10245299A priority patent/JPH11124045A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact electric power steering device using a special theoretical tooth form gear. SOLUTION: In an electric power steering device in which the rotation of a steering shaft 5 is assisted through a speed reduction mechanism which consists of the output gear 22 of an electric motor 23 fixed to the shaft 5, the electric motor 23 is arranged parallel to a steering column 1, and the gear of the above speed reduction mechanism is formed of a spur gear or a herical gear of a special theoretical tooth form, and a guide plate 24 to fit to the shafts of an output gear 22 and a driven gear 21 in a housing 3 to house the speed reduction mechanism, rotatable respectively, is provided to compose the electric power steering device.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は自動車における電
動パワーステアリング装置に関するもので、特にその減
速機構に特殊理論歯形歯車を用いてコンパクト化した電
動パワーステアリング装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric power steering device for an automobile, and more particularly to an electric power steering device which is made compact by using a special theoretical tooth gear for its reduction mechanism.

【0002】[0002]

【従来の技術】自動車のパワーステアリング装置は、ス
テアリングホイールの操作力を軽減して操向性能を向上
させる装置であり、一般的には油圧を用いるが、軽自動
車にあっては電動モータを用いた電動パワーステアリン
グ装置が提供されている。
2. Description of the Related Art A power steering device for a vehicle is a device for reducing steering wheel operating force to improve steering performance. Generally, hydraulic pressure is used, but in a light vehicle, an electric motor is used. The conventional electric power steering device is provided.

【0003】従来の電動パワーステアリング装置は、電
動モータの回転をウオームギヤを介してステアリングシ
ャフトを回転させるようにしている。この減速機構は、
ウオームギヤのトルク伝達効率が低いため(60〜80
%)、減速比を不変とすれば、より大きなモータ出力ト
ルクが必要となり、結果的にモータ外径が大きくなるか
ら、コンパクト化に欠けるという問題点があった。そこ
で、駆動用モータをコラムと平行に取り付け、減速機構
として平歯車を使用するものが多々提供されている(実
開昭62−144773号、実開昭58−149255
号公報等参照)。
In the conventional electric power steering apparatus, the electric motor is rotated by rotating the steering shaft via a worm gear. This reduction mechanism
The torque transmission efficiency of the worm gear is low (60-80
%), If the reduction ratio remains unchanged, a larger motor output torque is required, resulting in an increase in the motor outer diameter. Therefore, a large number of machines have been provided in which a drive motor is mounted in parallel with a column and a spur gear is used as a speed reduction mechanism (Japanese Utility Model Laid-Open Nos. 62-144773 and 58-149255).
Reference).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】平歯車を利用すると、
トルク伝達効率が高いため(約95%)、その分モータ
出力トルクが減り、モータのコンパクト化が可能とな
る。しかし、この減速機構は、モータピニオンギヤとそ
れに噛合するギヤの1段で必要な減速比を成立させよう
とすると、ピニオンギヤの最小歯数がインボリュート歯
形だと限られるため、ギヤの外径が大きくなり、依然と
してコンパクト化に欠けると云う問題点があった。ま
た、1段構成を断念して中間ギヤを介在させると、バッ
クラッシの増加やコストアップという新たな問題点があ
った(実開平1−145668号公報参照)。
When a spur gear is used,
Since the torque transmission efficiency is high (about 95%), the motor output torque is correspondingly reduced, and the motor can be made compact. However, in this reduction mechanism, if the required reduction ratio is established in one stage of the motor pinion gear and the gear that meshes with the motor pinion, the minimum number of teeth of the pinion gear is limited to the involute tooth profile, so the outer diameter of the gear increases. However, there was a problem that it was still lacking in compactness. Further, if the one-stage structure is abandoned and the intermediate gear is interposed, there are new problems such as an increase in backlash and an increase in cost (see Japanese Utility Model Laid-Open No. 1-145668).

【0005】そこで、この発明は特殊理論歯形歯車を電
動パワーステアリング装置に応用することにより上記問
題点の解決を図ろうとするものである。
Therefore, the present invention is intended to solve the above-mentioned problems by applying a special theoretical tooth gear to an electric power steering apparatus.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、この発明は電動モータがステアリングコラムと平行
に配置され前記減速機構の歯車を特殊理論歯形の平歯車
又ははすば歯車で形成するとともに、減速機構を収納す
るハウジング内の出力歯車と従動歯車の軸をそれぞれ回
転可能に嵌合するガイドプレートを設けたことを特徴と
しており、インボリュート歯形とは異なる平歯車又はは
すば歯車であって、特殊理論歯形歯車を用いて1段の減
速機構を形成する。特殊理論歯形歯車は最小歯数が4枚
で形成でき、ギヤの外径を小さくできるために、減速機
構の小型化ができる。
In order to solve the above-mentioned problems, according to the present invention, an electric motor is arranged in parallel with a steering column, and the gears of the speed reduction mechanism are formed by spur gears or helical gears having a special theoretical tooth profile. A spur gear or a helical gear different from the involute tooth profile, which is characterized in that guide plates for rotatably fitting the shafts of the output gear and the driven gear in the housing accommodating the reduction mechanism are provided. , A one-stage speed reduction mechanism is formed by using a special theoretical tooth gear. The special theoretical tooth gear can be formed with a minimum number of teeth of four, and the outer diameter of the gear can be reduced, so that the reduction gear mechanism can be downsized.

【0007】そして、従動歯車を固定するステアリング
シャフトにガイドプレートを嵌合し、そのガイドプレー
トに出力歯車を回転可能に嵌合することで、出力歯車と
従動歯車との軸心間距離を精度高く保持でき耐久性の低
下を防止する。
Then, the guide plate is fitted to the steering shaft for fixing the driven gear, and the output gear is rotatably fitted to the guide plate, so that the distance between the shaft centers of the output gear and the driven gear is highly accurate. It can be retained to prevent deterioration of durability.

【0008】さらに、従動歯車に噛合すべき出力歯車を
複数、すなわち、出力歯車を有する電動モータを複数配
置しこの複数の電動モータをコントローラにより選択的
に回転駆動させることにより、小さなトルクの補助で足
りるときはその内の一個が、大きなトルクを必要とする
ときは複数個が駆動されて補助することができる。
Further, a plurality of output gears to be meshed with the driven gears, that is, a plurality of electric motors having the output gears are arranged, and the plurality of electric motors are selectively rotationally driven by the controller, so that a small torque is assisted. One of them can be driven when sufficient, and a plurality of them can be driven when a large torque is required to assist.

【0009】また、従動歯車は鉄製リングの外周部に樹
脂の平歯車又ははすば歯車が一体形成され、鉄製リング
をシャフトに圧入してなり、歯車に作用するトルクが所
定値を越えると鉄製リングとシャフトの間でスリップさ
せることを特徴としており、電動モータを使用すること
によるそのロックが生じてステアリングシャフトの回転
が妨害される懸念を除去する。
Further, the driven gear is formed by integrally forming a resin spur gear or a helical gear on the outer peripheral portion of an iron ring, press-fitting the iron ring onto the shaft, and when the torque acting on the gear exceeds a predetermined value, the iron ring is made of iron. It is characterized by slipping between the ring and the shaft, eliminating the risk of its locking due to the use of an electric motor, which would impede the rotation of the steering shaft.

【0010】したがって、電動モータのロックが生じた
ときでも、ステアリングホイールを回転させる力が所定
値を越えると、鉄製リングがステアリングシャフトとの
間でスリップしてステアリングホイールを回転できる。
Therefore, even when the electric motor is locked, if the force for rotating the steering wheel exceeds a predetermined value, the iron ring slips between itself and the steering shaft to rotate the steering wheel.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態例を図
に基づき説明する。図1,2に示すように、ステアリン
グコラム1のロアジャケット2の下端部に、筒部3aを
嵌着してハウジング3を固定するとともに、筒部3aに
軸受4を介してステアリングシャフト5が回転自在に支
承され、ステアリングシャフト5の下端部は軸受4aを
介在して端板3bで支承され、端板3bはハウジング3
に嵌着されている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. As shown in FIGS. 1 and 2, the tubular portion 3a is fitted to the lower end portion of the lower jacket 2 of the steering column 1 to fix the housing 3, and the steering shaft 5 rotates through the bearing 4 in the tubular portion 3a. The steering shaft 5 is freely supported, and the lower end of the steering shaft 5 is supported by an end plate 3b with a bearing 4a interposed therebetween.
It is fitted to.

【0012】ステアリングシャフト5の下端部には軸孔
5aが形成され、この軸孔5a内にトーションバー6が
挿入されてその上端部がピン7で連結されている。トー
ションバー6の下端部の外周面にはセレーション6aが
形成され、このセレーション6aと係合するセレーショ
ンを内周面に形成した穴8aを有するシャフト8が連結
されている。
A shaft hole 5a is formed at the lower end of the steering shaft 5, and a torsion bar 6 is inserted into the shaft hole 5a and the upper end thereof is connected by a pin 7. A serration 6a is formed on the outer peripheral surface of the lower end portion of the torsion bar 6, and a shaft 8 having a hole 8a having a serration formed on the inner peripheral surface for engaging with the serration 6a is connected.

【0013】シャフト8とステアリングシャフト5の端
面は所定の間隔を有して異形嵌合しており、ステアリン
グシャフト5とシャフト8の回転差が所定値になると当
接して直接トルクの伝達が行われる。シャフト8はセレ
ーション係合により自在継手9に締結されている。自在
継手9には中間シャフト(図示略)が連結され、この中
間シャフトにはステアリングギヤボックスに接続され
る。ステアリングシャフト5の上端部はロアジャケット
2を貫通してその上端部にステアリングホイール(図示
略)が軸着されている。
The end faces of the shaft 8 and the steering shaft 5 are irregularly fitted to each other with a predetermined gap, and when the rotational difference between the steering shaft 5 and the shaft 8 reaches a predetermined value, they come into contact with each other to directly transmit torque. . The shaft 8 is fastened to the universal joint 9 by serration engagement. An intermediate shaft (not shown) is connected to the universal joint 9, and the intermediate shaft is connected to a steering gear box. An upper end portion of the steering shaft 5 penetrates the lower jacket 2 and a steering wheel (not shown) is pivotally attached to the upper end portion thereof.

【0014】前記ハウジング3内には公知のセンサー機
構が形成されている。すなわち、シャフト8に有底筒形
のセンサー内蔵シャフト10が嵌合固着され、このセン
サー内蔵シャフト10は軸受11を介してハウジング3
に回転可能に支承されている。センサー内蔵シャフト1
0の内底部にはコイルばね12が圧接し、このコイルば
ね12に当接する断面L字形のリング13がシャフト8
付近でカラー14を介してステアリングコラム5に軸方
向移動可能に嵌合している。
A known sensor mechanism is formed in the housing 3. That is, the bottomed cylindrical sensor built-in shaft 10 is fitted and fixed to the shaft 8, and the sensor built-in shaft 10 is provided with the housing 3 via the bearing 11.
It is rotatably supported on. Shaft with built-in sensor 1
A coil spring 12 is pressed against the inner bottom of the shaft 0, and a ring 13 having an L-shaped cross section that abuts the coil spring 12 is attached to the shaft 8
The steering column 5 is fitted around the collar 14 via a collar 14 so as to be movable in the axial direction.

【0015】カラー14には軸方向移動可能にステアリ
ングシャフト5に嵌合する摺動カラー15が係合し、こ
の摺動カラー15に設けた周溝にポテンショメータ16
のセンサアーム16aが係合している。そして、カラー
14の周面には直径方向で相対向して穴17が形成さ
れ、この穴17内にほぼ同径のボール18が挿入されて
いる。一方、摺動カラー15に面するステアリングシャ
フト5にはボール18が転動する断面半円形の溝5bを
直径方向で相対向して略らせん状に形成してある。
A sliding collar 15 fitted to the steering shaft 5 so as to be movable in the axial direction is engaged with the collar 14, and a potentiometer 16 is provided in a circumferential groove provided in the sliding collar 15.
Sensor arm 16a is engaged. A hole 17 is formed in the circumferential surface of the collar 14 so as to face each other in the diametrical direction, and a ball 18 having substantially the same diameter is inserted into the hole 17. On the other hand, on the steering shaft 5 facing the sliding collar 15, grooves 5b having a semicircular cross section in which the balls 18 roll are formed in a spiral shape so as to face each other in the diametrical direction.

【0016】コントローラ19は、図2に示すように、
ステアリングコラムの上方側において、ハウジング3に
固定されるブラケット40を介しステアリングコラム1
と平行に配置される。コントローラ19はインストルメ
ントパネル41の下部に収納できる。
The controller 19 is, as shown in FIG.
On the upper side of the steering column, the steering column 1 is mounted via a bracket 40 fixed to the housing 3.
And are arranged in parallel. The controller 19 can be stored under the instrument panel 41.

【0017】ついで、センサー内蔵シャフト10には鉄
製リング20が圧入して嵌着され、この鉄製リング20
の外周部には樹脂製の特殊理論歯形の平歯車又ははすば
歯車からなる従動歯車21が一体成形されている。そし
て、この従動歯車21に噛合する特殊理論歯形の平歯車
又ははすば歯車からなる出力歯車(モータピニオンギ
ヤ)22がハウジング3に回転可能に軸支され、この出
力歯車22は電動モータ23から突出している。電動モ
ータ23はハウジング3にステアリングコラムと平行に
配置されている。
Then, an iron ring 20 is press-fitted and fitted into the sensor built-in shaft 10.
A driven gear 21, which is a spur gear or a helical gear having a special theoretical tooth profile made of resin, is integrally formed on the outer peripheral portion of the. An output gear (motor pinion gear) 22 composed of a special theoretical toothed spur gear or a helical gear that meshes with the driven gear 21 is rotatably supported by the housing 3, and the output gear 22 projects from the electric motor 23. ing. The electric motor 23 is arranged in the housing 3 in parallel with the steering column.

【0018】センサー内蔵シャフト10と出力歯車22
の軸心間距離の精度を高く保持するため、センサー内蔵
シャフト10にガイドプレート24を回動可能に嵌合
し、このガイドプレート24をCリング25で抜け止め
する。ガイドプレート24の周縁部には出力歯車22の
端部が回転可能に嵌合される。したがって、出力歯車2
2とセンサー内蔵シャフト10の軸心間距離は精度よく
一定に保持されて変化することなく、これにより、歯車
の耐久性を向上させるものである。
Shaft 10 with built-in sensor and output gear 22
In order to maintain the accuracy of the distance between the axes of the high accuracy, the guide plate 24 is rotatably fitted to the sensor built-in shaft 10, and the guide plate 24 is prevented from coming off by the C ring 25. The end of the output gear 22 is rotatably fitted to the peripheral edge of the guide plate 24. Therefore, the output gear 2
The distance between the centers of the shaft 2 and the shaft 10 with a built-in sensor is accurately maintained constant and does not change, thereby improving the durability of the gear.

【0019】センサー内蔵シャフト10に圧入した鉄製
リング20は歯車に作用するトルクが所定値を越えると
スリップを生じるように設定される。すなわち、通常の
電動モータ23の駆動トルクではスリップを生じること
はないが、万一、電動モータ23がロックした場合に、
ステアリングホイールを所定値以上の力で操作すること
で、センサー内蔵シャフト10と鉄製リング20の間で
スリップを生じ、ステアリングホイールからの操舵を可
能としている。
The iron ring 20 press-fitted into the sensor built-in shaft 10 is set so that slip occurs when the torque acting on the gear exceeds a predetermined value. That is, the normal drive torque of the electric motor 23 does not cause a slip, but if the electric motor 23 is locked,
By operating the steering wheel with a force of a predetermined value or more, a slip occurs between the shaft 10 with a built-in sensor and the iron ring 20, and steering from the steering wheel is possible.

【0020】したがって、操向のためステアリングホイ
ールを介しステアリングシャフト5を軸中心で回転させ
ると、トーションバー6をねじりながらステアリングシ
ャフト5が回転し、このトーションバー6のねじれによ
るステアリングシャフト5とセンサー内蔵シャフト10
の回転差によって略らせん状の溝5bとボール18を介
してカラー14及び摺動カラー15がコイルばね12を
圧縮又は伸長してステアリングシャフト5の軸方向へ移
動することにより、ポテンショメーター16のセンサア
ーム16aがステアリングシャフト5の右回転又は左回
転を検出し、この信号をコントローラ19に入力する。
コントローラ19は電動モータ23に正回転又は逆回転
の駆動を指令する。そのため、電動モータ23が正回転
又は逆回転駆動し、出力歯車22が従動歯車21を回転
させてトーションバー6のねじれをなくす方向へセンサ
ー内蔵シャフト10を回転させる。したがって、ステア
リングホイールを回転させる力の軽減がなされるという
ものである。
Therefore, when the steering shaft 5 is rotated about its axis via the steering wheel for steering, the steering shaft 5 rotates while twisting the torsion bar 6, and the steering shaft 5 and the sensor built in due to the torsion of the torsion bar 6 Shaft 10
Due to the difference in rotation of the coil spring 12, the collar 14 and the sliding collar 15 compress or extend the coil spring 12 via the substantially spiral groove 5b and the ball 18 to move in the axial direction of the steering shaft 5, thereby causing the sensor arm of the potentiometer 16 to move. 16a detects the right rotation or left rotation of the steering shaft 5 and inputs this signal to the controller 19.
The controller 19 commands the electric motor 23 to drive forward or reverse. Therefore, the electric motor 23 is driven to rotate normally or reversely, and the output gear 22 rotates the driven gear 21 to rotate the shaft 10 with a built-in sensor in a direction in which the torsion of the torsion bar 6 is eliminated. Therefore, the force for rotating the steering wheel is reduced.

【0021】次にこの発明の他の実施の形態例について
説明すると、図3に示すように、ロアジャケット2の下
端部にハウジング30の筒部31を嵌合して固定し、こ
のハウジング30に直径方向で相対向して形成したモー
タ固定部32,32にそれぞれ電動モータ33,33を
固定する。電動モータ33の出力歯車34は特殊理論歯
形の平歯車であって、モータ固定部32に形成した透孔
からハウジング30内へ突出している。なお、電動モー
タ33の数は2個以上の複数であって、ハウジング30
の周方向へ一定間隔で配置する。また、電動モータ33
は前例同様にコントローラで制御される。
Next, another embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 3, the tubular portion 31 of the housing 30 is fitted and fixed to the lower end portion of the lower jacket 2, and the tubular portion 31 is fixed to the housing 30. The electric motors 33, 33 are fixed to the motor fixing portions 32, 32 formed to face each other in the diametrical direction. The output gear 34 of the electric motor 33 is a spur gear having a special theoretical tooth shape, and projects into the housing 30 from a through hole formed in the motor fixing portion 32. The number of the electric motors 33 is two or more, and the housing 30
They are arranged at regular intervals in the circumferential direction of. In addition, the electric motor 33
Is controlled by the controller as in the previous example.

【0022】一方、ステアリングシャフト5の下端部に
は前例同様にトーションバー6を介してシャフト8が連
結され、シャフト8には自在継手9が連結されている。
さらに、シャフト8に固定されたセンサー内蔵シャフト
10に鉄製リング20が圧入され、鉄製リング20には
樹脂製の特殊理論歯形の平歯車からなる従動歯車21が
一体成形され、この従動歯車21に前記複数の出力歯車
34が噛合する。センサー内蔵シャフト10は前例同様
にセンサーを形成する部品が関係し、トーションバー6
のねじれをコントローラに入力する。
On the other hand, a shaft 8 is connected to the lower end of the steering shaft 5 via a torsion bar 6 as in the previous example, and a universal joint 9 is connected to the shaft 8.
Further, the iron ring 20 is press-fitted into the sensor built-in shaft 10 fixed to the shaft 8, and the iron ring 20 is integrally formed with a driven gear 21 made of a resin-made special theoretical toothed spur gear. The plurality of output gears 34 mesh with each other. The sensor built-in shaft 10 is related to the parts forming the sensor as in the previous example.
Input the twist of to the controller.

【0023】さらに、ステアリングシャフト5と出力歯
車34との軸心間距離を常に一定に精度高く保持するた
めに、ガイドプレート35をセンサー内蔵シャフト10
に回動可能に嵌合し、このガイドプレート35をCリン
グ25で抜け止めをする。ガイドプレート35は複数の
出力歯車34を回転可能に嵌合する透孔を有する。ステ
アリングシャフト5には、図示しないが、下端部に自在
継手を介して中間シャフトが連結され、また、上端部に
ステアリングホイールが軸着されることは前例と同じで
ある。
Further, in order to always keep the distance between the shaft centers of the steering shaft 5 and the output gear 34 constant and with high precision, the guide plate 35 is attached to the sensor built-in shaft 10.
Is rotatably fitted to the guide plate 35, and the C-ring 25 prevents the guide plate 35 from coming off. The guide plate 35 has a through hole into which the plurality of output gears 34 are rotatably fitted. Although not shown, an intermediate shaft is connected to the steering shaft 5 via a universal joint, and a steering wheel is pivotally attached to the upper end, which is the same as in the previous example.

【0024】そこで操向のため、ステアリングホイール
を回転させるとステアリングシャフト5が回転し、トー
ションバー6にねじりが生じてこれを検出したコントロ
ーラ19が電動モータ33を駆動し、出力歯車34が従
動歯車21を回転させてセンサー内蔵シャフト10が回
転することにより、シャフト8を介して自在継手9が回
転するために、ステアリングホイールを回転させる力の
軽減がなされるというものである。
Therefore, for steering, when the steering wheel is rotated, the steering shaft 5 rotates, the torsion bar 6 is twisted, and the controller 19 which detects the twist drives the electric motor 33, and the output gear 34 drives the driven gear. When the shaft 21 with a built-in sensor is rotated by rotating 21 to rotate the universal joint 9 via the shaft 8, the force for rotating the steering wheel is reduced.

【0025】そして、ステアリングシャフト5の回転力
を大きく必要とする場合には複数の電動モータ33,3
3のすべてを駆動させるとともに、小さな回転力で足り
る場合にはいずれか一つの電動モータ33を駆動させる
ようにコントローラ6で制御することができる。これに
より、一つの電動モータ33の出力トルクを小さくでき
るため、電動モータ33の小型化が図れる。
When a large turning force of the steering shaft 5 is required, a plurality of electric motors 33, 3 are used.
The controller 6 can drive all of the motors 3 and drive any one of the electric motors 33 when a small rotational force is sufficient. As a result, the output torque of one electric motor 33 can be reduced, so that the electric motor 33 can be downsized.

【0026】なお、特殊理論歯形の歯車について説明す
ると、このギヤは新しい歯形理論から生まれた高耐久歯
歯車であり、図4に示したように、出力歯車22は全部
で例えば6枚の歯部22aを有し、また、これと噛合す
る被駆動側の従動歯車21は全部で例えば50枚の歯部
21aを有して構成されている。歯形曲線の曲率が歯タ
ケ方向に周期的に増減する連続且つ微分可能な函数であ
ることを特徴とする歯歯車であり、特公平2−1574
3号公報に掲載された公知の歯車である。
A gear with a special theoretical tooth profile will be described. This gear is a highly durable tooth gear created from a new tooth profile theory. As shown in FIG. 4, the output gear 22 has a total of six tooth portions, for example. 22a, and the driven gear 21 on the driven side that meshes with the gear 22a has a total of, for example, 50 tooth portions 21a. A toothed gear characterized by being a continuous and differentiable function in which the curvature of a tooth profile curve periodically increases and decreases in the tooth take direction.
It is a known gear published in Japanese Patent Publication No.

【0027】そこで、この特殊理論歯形の歯車の概要
を、小守勉氏の論文(1990年発行の機械設計誌)から
引用すれば、図5に示したように、基準ラック歯形は、
ピッチ線P.Lとの交点に対して点対称になるよう配置
される。点対称とすることにより、歯元部は凹面に、歯
末部は凸面になる。この基準ラック歯形は、連続して微
小区間に区切られたインボリュート曲線から構成され、
実線で示したmn間が区切られた数番目(i番目)のイ
ンボリュート曲線の詳細を示している。ms間は、Ogt
を中心とする半径Gtの基礎円からできるインボリュー
ト曲線で、sn間は、Og'tを中心とする半径G1の基礎
円からできるインボリュート曲線である。歯形上のmn
点における曲率中心は、ピッチ線上に位置するようにな
っている。mn間の長さは、圧力角のパラメータである
角度デルタの大きさによって調整される。
Therefore, if the outline of the gear of the special theoretical tooth profile is quoted from the paper by Tsutomu Komori (machine design magazine published in 1990), the reference rack tooth profile is as shown in FIG.
It is arranged so as to be point-symmetric with respect to the intersection with the pitch line PL. By making point symmetry, the tooth root becomes concave and the tooth end becomes convex. This reference rack tooth profile is composed of involute curves that are continuously divided into minute sections,
The details of the several (i-th) involute curve in which mns shown by the solid line are separated are shown. Oms during ms
Is an involute curve formed from a basic circle having a radius Gt centered at, and sn is an involute curve formed from a basic circle having a radius G1 centered at Og't. Mn on tooth profile
The center of curvature at the point is located on the pitch line. The length between mn is adjusted by the magnitude of the angle delta, which is a parameter of the pressure angle.

【0028】図6は、微小区間に区切られたインボリュ
ート曲線が、接続されていく過程を示す図である。破曲
線部は前述のmnにつながるインボリュート曲線であ
る。この前後の破曲線が、m点若しくはn点に接続する
条件は、m点或いはn点で曲率半径が等しく、その中心
がピッチ線上にあることである。また、基礎円半径Gt
の大きさは圧力角の関数とし、GtからGt+2に変わる。
図のn’点でも曲率中心がピッチ線上にあり、以後この
パターンを繰り返し、ラック歯形を形成していく。
FIG. 6 is a diagram showing a process in which involute curves divided into minute sections are connected. The broken curve portion is an involute curve connected to mn described above. The condition that the broken curves before and after this are connected to the m point or the n point is that the radii of curvature are equal at the m point or the n point, and the center thereof is on the pitch line. Also, the basic circle radius Gt
The magnitude of is a function of pressure angle and changes from Gt to Gt + 2.
The center of curvature is also on the pitch line at point n'in the figure, and this pattern is repeated thereafter to form a rack tooth profile.

【0029】図7は前述の原理にしたがって描いた基準
ラック歯形である。斜線は小区間に区切られたインボリ
ュート曲線の接合点の曲率半径を示している。図からも
判るように、歯形の曲率中心がピッチ線上に多数存在し
ている。このラック歯形をラック工具(ホブ歯形)に置
き換えて考えてみると、このラック工具により歯切りさ
れた歯歯車は、ピッチ円上に歯形の曲率中心が多数存在
することになる。したがって、一対の歯歯車の噛合にお
いては、全接続点で相対曲率が0であり、凹面と凸面と
のかみあいとなる。
FIG. 7 shows a reference rack tooth profile drawn according to the above-mentioned principle. The diagonal line indicates the radius of curvature of the junction of the involute curve divided into small sections. As can be seen from the figure, many centers of curvature of the tooth profile exist on the pitch line. Considering the rack tooth profile replaced with a rack tool (hob tooth profile), the tooth gear cut by the rack tool has many curvature centers of the tooth profile on the pitch circle. Therefore, in the meshing of the pair of toothed gears, the relative curvature is 0 at all connection points, and the concave surface and the convex surface are meshed with each other.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上説明したこの発明によれば、電動モ
ータとステアリングコラムとを平行に配置し、減速機構
の歯車を特殊理論歯形の平歯車又ははすば歯車で形成す
るとともに、減速機構を収納するハウジング内の出力歯
車と従動歯車の軸をそれぞれ回転可能に嵌合するガイド
プレートを設けたから、ギヤの外径が小さくなり、その
ため電動ステアリング装置のコンパクト化が可能とな
る。
According to the present invention described above, the electric motor and the steering column are arranged in parallel, the gear of the reduction mechanism is formed by a spur gear or a helical gear having a special theoretical tooth profile, and the reduction mechanism is formed. Since the guide plates for rotatably fitting the shafts of the output gear and the driven gear in the housing to be housed are provided, the outer diameter of the gears becomes small, and therefore the electric steering device can be made compact.

【0031】また、出力歯車と従動歯車の軸心間距離の
精度を、ガイドプレートを使用することにより向上させ
るようにしたので、歯車の耐久性が向上する。そして、
減速機構に平歯車又ははすば歯車をしようしているた
め、トルク伝達効率が高くなり、その分、モータ出力ト
ルクを減少できるので、電動モータの小型化及び低コス
ト化ができる。
Further, since the accuracy of the distance between the shaft centers of the output gear and the driven gear is improved by using the guide plate, the durability of the gear is improved. And
Since a spur gear or a helical gear is used as the reduction mechanism, the torque transmission efficiency is increased, and the motor output torque can be reduced accordingly, so that the electric motor can be downsized and the cost can be reduced.

【0032】また、従動歯車は鉄製リングの外周部に樹
脂の歯車が一体形成されるとともに、鉄製リングをシャ
フトに圧入してなり、歯車に作用するトルクが所定値を
越えると鉄製リングとシャフトの間でスリップするた
め、万一、電動モータがロックした場合でも、ステアリ
ングホイールを操作して操舵トルクを伝達できる。した
がって、従来使用していたクラッチを廃止することがで
き、これにより低コスト化ができる。
In the driven gear, a resin gear is integrally formed on the outer peripheral portion of the iron ring, and the iron ring is press-fitted into the shaft. When the torque acting on the gear exceeds a predetermined value, the iron ring and the shaft are separated. Since the vehicle slips, the steering torque can be transmitted by operating the steering wheel even if the electric motor is locked. Therefore, the conventionally used clutch can be abolished, and the cost can be reduced.

【0033】さらに、コントローラをハウジング上に一
体化することにより、例えば助手席のグローブボックス
の下側等の、従来のコントローラの位置を考慮せずとも
よく、ユニットとして小型化できる。
Further, by integrating the controller on the housing, it is not necessary to consider the position of the conventional controller such as the lower side of the glove box in the passenger seat, and the unit can be downsized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の実施の形態例を示す断面平面図FIG. 1 is a sectional plan view showing an embodiment of the present invention.

【図2】図1の断面側面図FIG. 2 is a sectional side view of FIG.

【図3】この発明の他の実施の形態例を示す断面平面図FIG. 3 is a sectional plan view showing another embodiment of the present invention.

【図4】特殊理論歯形歯車の歯形図[Fig. 4] Tooth profile of special theory tooth profile gear

【図5】特殊理論歯形の理論の説明図[Figure 5] Illustration of the theory of special theory tooth profile

【図6】特殊理論歯形の理論の説明図FIG. 6 is an explanatory diagram of a theory of special theory tooth profile.

【図7】特殊理論歯形の理論の説明図[Fig. 7] Illustration of the theory of special theory tooth profile

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ステアリングコラム 2…ロアジャケット 3…ハウジング 5…ステアリングシャフト 6…トーションバー 8…シャフト 9…自在継手 10…センサー内蔵シャフト 20…鉄製リング 21…従動歯車 22,34…出力歯車 23,33…電動モータ 24,35…ガイドプレート 25…Cリング 1 ... Steering column 2 ... Lower jacket 3 ... Housing 5 ... Steering shaft 6 ... Torsion bar 8 ... Shaft 9 ... Universal joint 10 ... Sensor built-in shaft 20 ... Iron ring 21 ... Driven gear 22, 34 ... Output gear 23, 33 ... Electric Motor 24, 35 ... Guide plate 25 ... C ring

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ステアリングシャフトの回転をシャフト
に固定した従動歯車と電動モータの出力歯車とからなる
減速機構を介して補助する電動パワーステアリング装置
において、電動モータがステアリングコラムと平行に配
置され前記減速機構の歯車を特殊理論歯形の平歯車又は
はすば歯車で形成するとともに、減速機構を収納するハ
ウジング内の出力歯車と従動歯車の軸をそれぞれ回転可
能に嵌合するガイドプレートを設けたことを特徴とする
電動パワーステアリング装置。
1. An electric power steering apparatus for assisting a rotation of a steering shaft through a reduction gear mechanism comprising a driven gear fixed to the shaft and an output gear of an electric motor, wherein the electric motor is arranged in parallel with a steering column. The gears of the mechanism are formed by special theoretical toothed spur gears or helical gears, and guide plates for rotatably fitting the output gear and driven gear shafts inside the housing that houses the reduction mechanism are provided. Characteristic electric power steering device.
【請求項2】 電動モータが複数であって、その出力歯
車がそれぞれ従動歯車に噛合しており、この複数の電動
モータがコントローラにより選択的に回転駆動されるこ
とを特徴とする請求項1記載の電動パワーステアリング
装置。
2. A plurality of electric motors, the output gears of which are respectively meshed with driven gears, and the plurality of electric motors are selectively rotationally driven by a controller. Electric power steering device.
【請求項3】 コントローラが減速機構のハウジングと
一体的に取り付けられていることを特徴とする請求項2
記載の電動パワーステアリング装置。
3. The controller is integrally attached to the housing of the speed reduction mechanism.
The electric power steering device described.
【請求項4】 従動歯車は鉄製リングの外周部に樹脂の
歯車が一体形成されるとともに、鉄製リングをシャフト
に圧入してなり、歯車に作用するトルクが所定値を越え
ると鉄製リングとシャフトの間でスリップできることを
特徴とする請求項1〜3のいずれか記載の電動パワース
テアリング装置。
4. The driven gear is formed by integrally forming a resin gear on the outer peripheral portion of an iron ring and press-fitting the iron ring into the shaft. When the torque acting on the gear exceeds a predetermined value, the iron ring and the shaft are separated. The electric power steering device according to any one of claims 1 to 3, wherein the electric power steering device can slip between them.
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