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JP2006027321A - Electric power-steering device - Google Patents

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JP2006027321A
JP2006027321A JP2004205088A JP2004205088A JP2006027321A JP 2006027321 A JP2006027321 A JP 2006027321A JP 2004205088 A JP2004205088 A JP 2004205088A JP 2004205088 A JP2004205088 A JP 2004205088A JP 2006027321 A JP2006027321 A JP 2006027321A
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JP
Japan
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worm shaft
bearing
shaft
worm
electric power
Prior art date
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Application number
JP2004205088A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahiko Shiina
晶彦 椎名
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koyo Seiko Co Ltd
Original Assignee
Koyo Seiko Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Koyo Seiko Co Ltd filed Critical Koyo Seiko Co Ltd
Priority to JP2004205088A priority Critical patent/JP2006027321A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric power-steering device which surely suppresses increase in backlash or generation of noise accompanying it. <P>SOLUTION: A bearing unit 31 comprises a second bearing 23 supporting a second end part 18b of a worm shaft 18 and a bearing housing 29 holding the second bearing 23. A bearing unit 31 is supported so as to be biased in a support hole 32 of a housing 17a in the directions X1, X2 where a distance D1 between the center of the worm shaft 18 and the center of a worm wheel 19 is lengthened or shortened. Energizing force generated by an energizing member 33 is provided to a bearing unit 31 through a driving member 34. A component force in the direction X2 where the distance D1 is shortened and a component force in the first axial direction Y1 of the worm shaft 18 are obtained. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、電動モータにより操舵補助力を発生する電動パワーステアリング装置に関するものである。   The present invention relates to an electric power steering apparatus that generates a steering assist force by an electric motor.

自動車用の電動パワーステアリング装置(EPS:Electric Power Steering System) には減速機が用いられている。例えばコラム型EPSでは、電動モータの出力軸の回転をウォーム軸およびウォームホイールを介して減速することで、電動モータの出力を増幅して舵取り機構に伝達し、ステアリング操作をトルクアシストするようにしている。
上記のウォーム軸とウォームホイールとの噛み合いには適度なバックラッシが必要であるが、例えば悪路を走行した場合、路面からの逆入力によりバックラッシに起因した歯打ち音(ラトル音)が発生することがある。
A reduction gear is used in an electric power steering system (EPS) for automobiles. For example, in the column type EPS, the rotation of the output shaft of the electric motor is decelerated through the worm shaft and the worm wheel, so that the output of the electric motor is amplified and transmitted to the steering mechanism, and the steering operation is torque-assisted. Yes.
A moderate backlash is necessary for the meshing of the worm shaft and the worm wheel, but for example, when driving on a rough road, a rattling sound due to the backlash is generated due to reverse input from the road surface. There is.

歯打ち音が発生しないようにするためには、各部品の加工精度の範囲内でウォーム軸とウォームホイールとの間に生ずるバックラッシ量を厳密に調整しておく必要がある。従来、ウォーム軸およびウォームホイールを組み付けるときに、各部品を寸法精度のばらつき度合いに応じて選別し、互いの組合せ精度が適正になるもの同士を組み合わせるようにしている(いわゆるマッチング組立)が、この作業に非常に手間がかかり、製造コストが高くなっていた。   In order to prevent the occurrence of rattling noise, it is necessary to strictly adjust the amount of backlash generated between the worm shaft and the worm wheel within the range of machining accuracy of each component. Conventionally, when assembling the worm shaft and the worm wheel, each part is selected according to the degree of variation in dimensional accuracy, and the components with the appropriate combination accuracy are combined (so-called matching assembly). The work was very laborious and the manufacturing cost was high.

また、マッチング組立により初期にはバックラッシが適切な範囲に設定されていたとしても、経時変化による歯部の摩耗等によりバックラッシが増大し、異音を発生するおそれがある。
そこで、ウォーム軸をウォームホイールに向けて偏倚可能とし、ウォーム軸の径方向に沿って延在する付勢部材によってウォーム軸をその偏倚方向である径方向へ付勢することにより、バックラッシの増大を抑制する電動パワーステアリング装置が提案されている(例えば特許文献1参照)。
Even if the backlash is initially set to an appropriate range by matching assembly, the backlash may increase due to wear of the tooth portion due to a change over time, and noise may be generated.
Therefore, the worm shaft can be biased toward the worm wheel, and the biasing member extending along the radial direction of the worm shaft biases the worm shaft in the radial direction that is the biasing direction, thereby increasing backlash. There has been proposed an electric power steering device that suppresses (for example, see Patent Document 1).

しかし、付勢手段をウォーム軸の径方向に沿って配置しなければならない関係上、装置が大型になるという問題がある。
そこで、ウォーム軸を軸方向に付勢する付勢部材の付勢力の一部を、ウォーム軸をウォームホイール側に付勢する力に変換するカム機構を設けた電動パワーステアリング装置が提案されている(例えば特許文献2)。
特開2000−43739号公報 特開2002−145082号公報
However, there is a problem that the apparatus becomes large because the biasing means must be arranged along the radial direction of the worm shaft.
Therefore, an electric power steering device has been proposed that includes a cam mechanism that converts a part of the urging force of the urging member that urges the worm shaft in the axial direction into a force that urges the worm shaft toward the worm wheel. (For example, patent document 2).
JP 2000-43739 A JP 2002-145082 A

しかしながら、カム機構の部分で新たにガタを生じて騒音発生の原因となったり、バックラッシ抑制のためのスムーズな作動ができないおそれがある。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、バックラッシの増大やこれに伴う騒音の発生を確実に抑制することができる電動パワーステアリング装置を提供することである。
However, there is a possibility that a new play occurs in the cam mechanism and causes noise, or a smooth operation for suppressing backlash cannot be performed.
The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide an electric power steering device that can reliably suppress an increase in backlash and noise accompanying the backlash.

上記目的を達成するため、本発明は、操舵補助用の電動モータの動力を、ウォーム軸およびウォームホイールを含む伝動装置を介して操舵機構に伝達する電動パワーステアリング装置において、上記ウォーム軸の一端を回転自在に支持し、ウォーム軸とウォームホイールの中心間距離を長短する方向に偏倚可能な軸受部材と、ウォーム軸の軸方向に平行な方向に移動自在にハウジングによって保持された駆動部材と、駆動部材と軸受部材を互いに係合させる係合手段と、駆動部材および軸受部材を介してウォーム軸を軸方向に付勢する付勢部材とを備え、上記係合手段は、駆動部材および軸受部材にそれぞれ設けられて互いに係合し、軸受部材の回転を規制する断面V字形形状の凸条および凹条を含み、凸条および凹条は、付勢部材の付勢力の一部をウォーム軸を上記中心間距離を短くする方向に付勢する力に変換するために互いに係合するカム面をそれぞれ含むことを特徴とするものである。   In order to achieve the above object, the present invention provides an electric power steering apparatus that transmits the power of an electric motor for assisting steering to a steering mechanism via a transmission including a worm shaft and a worm wheel. A bearing member that is rotatably supported and can be biased in a direction that increases or decreases the distance between the centers of the worm shaft and the worm wheel, a drive member that is held by a housing so as to be movable in a direction parallel to the axial direction of the worm shaft, and a drive An engagement means for engaging the member and the bearing member with each other; and an urging member for urging the worm shaft in the axial direction via the drive member and the bearing member. The engagement means is provided on the drive member and the bearing member. Each of the protrusions and recesses includes a protrusion and a recess having a V-shaped cross section that are provided to engage with each other and restrict rotation of the bearing member, and the protrusion and the recess are biasing forces of the biasing member. The worm shaft part is characterized in that each include a cam surface engaging each other to convert a force that urges in a direction to shorten the distance between the centers.

本発明では、ウォーム軸及びウォームホイールの歯の摩耗により各部品間の寸法誤差が増大しても、これをウォーム軸をウォームホイール側へ偏倚させることにより、吸収することができ、その結果、バックラッシの増大を抑制して騒音を低減することができる。
また、ウォーム軸の軸方向にも付勢力が付与されているので、ウォーム軸を支持する軸受にも軸方向予圧を与えることができ、軸受隙間に起因する作動音の発生も抑制することができる。
In the present invention, even if a dimensional error between the parts increases due to wear of the teeth of the worm shaft and the worm wheel, this can be absorbed by biasing the worm shaft toward the worm wheel, and as a result, backlash. The noise can be reduced by suppressing the increase.
Further, since the urging force is also applied in the axial direction of the worm shaft, the axial preload can also be applied to the bearing supporting the worm shaft, and the generation of operating noise due to the bearing gap can also be suppressed. .

さらに、駆動部材と軸受部材を係合させるための凸条と凹条の断面がV字形をなすので、互いのカム面間に隙間が生じたりせず、がたつき音の発生を抑制できる。しかも、駆動部材と軸受部材をスムーズに相対移動させることができ、バックラッシの抑制を確実に達成することができる。   Furthermore, since the cross section of the ridge and the ridge for engaging the drive member and the bearing member is V-shaped, no gap is generated between the cam surfaces, and the generation of rattling noise can be suppressed. In addition, the drive member and the bearing member can be smoothly moved relative to each other, and the backlash can be reliably suppressed.

本発明の好ましい実施の形態を添付図面を参照しつつ説明する。図1は、本発明の一実施形態の電動パワーステアリング装置の模式図である。
図1を参照して、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等の操舵部材2に連結しているステアリングシャフト3と、ステアリングシャフト3に自在継手4を介して連結される中間軸5と、中間軸5に自在継手6を介して連結されるピニオン軸7と、ピニオン軸7の端部近傍に設けられたピニオン歯7aに噛み合うラック歯8aを有して自動車の左右方向に延びる転舵軸としてのラックバー8とを有している。ピニオン軸7およびラックバー8により、ラックアンドピニオン機構からなる操舵機構Aが構成されている。
Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic diagram of an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention.
Referring to FIG. 1, an electric power steering device 1 includes a steering shaft 3 connected to a steering member 2 such as a steering wheel, an intermediate shaft 5 connected to the steering shaft 3 via a universal joint 4, As a steered shaft extending in the left-right direction of an automobile, having a pinion shaft 7 connected to the shaft 5 via a universal joint 6 and rack teeth 8a meshing with pinion teeth 7a provided in the vicinity of the end of the pinion shaft 7 Rack bar 8. The pinion shaft 7 and the rack bar 8 constitute a steering mechanism A including a rack and pinion mechanism.

ラックバー8は車体に固定されるハウジング9内に図示しない複数の軸受を介して直線往復動自在に支持されている。ラックバー8の両端部はハウジング9の両側へ突出し、各端部にはそれぞれタイロッド10が結合されている。各タイロッド10は対応するナックルアーム(図示せず)を介して対応する操向輪11に連結されている。
操舵部材2が操作されてステアリングシャフト3が回転されると、この回転がピニオン歯7aおよびラック歯8aによって、自動車の左右方向に沿ってのラックバー8の直線運動に変換される。これにより、操向輪11の転舵が達成される。
The rack bar 8 is supported in a housing 9 fixed to the vehicle body so as to be capable of linear reciprocation through a plurality of bearings (not shown). Both end portions of the rack bar 8 protrude to both sides of the housing 9, and tie rods 10 are coupled to the respective end portions. Each tie rod 10 is connected to a corresponding steering wheel 11 via a corresponding knuckle arm (not shown).
When the steering member 2 is operated and the steering shaft 3 is rotated, this rotation is converted into a linear motion of the rack bar 8 along the left-right direction of the automobile by the pinion teeth 7a and the rack teeth 8a. Thereby, steering of the steered wheel 11 is achieved.

ステアリングシャフト3は、操舵部材2に連なる入力側のアッパーシャフト3aと、ピニオン軸7に連なる出力側のロアーシャフト3bとに分割されており、これらアッパーおよびロアーシャフト3a,3bはトーションバー12を介して同一の軸線上で相対回転可能に互いに連結されている。
トーションバー12を介するアッパーおよびロアーシャフト3a,3b間の相対回転変位量により操舵トルクを検出するトルクセンサ13が設けられており、このトルクセンサ13のトルク検出結果は、ECU(Electronic Control Unit :電子制御ユニット)14に与えられる。ECU14では、トルク検出結果や図示しない車速センサから与えられる車速検出結果等に基づいて、駆動回路15を介して操舵補助用の電動モータ16を駆動制御する。電動モータ16の出力回転が伝動装置としての減速機17を介して減速されてピニオン軸7に伝達され、ラックバー8の直線運動に変換されて、操舵が補助される。
The steering shaft 3 is divided into an input-side upper shaft 3 a that is continuous with the steering member 2 and an output-side lower shaft 3 b that is continuous with the pinion shaft 7. These upper and lower shafts 3 a and 3 b are connected via a torsion bar 12. Are connected to each other so as to be relatively rotatable on the same axis.
A torque sensor 13 is provided for detecting a steering torque based on the amount of relative rotational displacement between the upper and lower shafts 3a, 3b via the torsion bar 12, and the torque detection result of the torque sensor 13 is obtained from an ECU (Electronic Control Unit: electronic Control unit) 14. The ECU 14 drives and controls the steering assisting electric motor 16 via the drive circuit 15 based on a torque detection result or a vehicle speed detection result given from a vehicle speed sensor (not shown). The output rotation of the electric motor 16 is decelerated via a speed reducer 17 as a transmission device and transmitted to the pinion shaft 7 and converted into a linear motion of the rack bar 8 to assist steering.

減速機17は、電動モータ16により回転駆動される、駆動ギヤとしてのウォーム軸18と、このウォーム軸18に噛み合うと共にステアリングシャフト3のロアーシャフト3bに一体回転可能に連結される、従動ギヤとしてのウォームホイール19を備える。
図2を参照して、ウォーム軸18は電動モータ16の出力軸20と同軸上に配置される。ウォーム軸18は、その軸長方向に離隔する第1および第2の端部18a,18bを有し、第1および第2の端部18a,18b間の中間部に歯部18cを有する。
The speed reducer 17 is a worm shaft 18 as a drive gear that is rotationally driven by an electric motor 16, and meshes with the worm shaft 18 and is connected to the lower shaft 3 b of the steering shaft 3 so as to be integrally rotatable. A worm wheel 19 is provided.
Referring to FIG. 2, worm shaft 18 is arranged coaxially with output shaft 20 of electric motor 16. The worm shaft 18 has first and second end portions 18a and 18b that are separated from each other in the axial length direction, and has a tooth portion 18c at an intermediate portion between the first and second end portions 18a and 18b.

ウォームホイール19は、ステアリングシャフト3のロアーシャフト3bの軸方向中間部に一体回転可能に且つ軸方向移動不能に連結されている。ウォームホイール19は、ロアーシャフト3bに一体回転可能に結合される環状の芯金19aと、芯金19aの周囲を取り囲み外周に歯部19cを形成した合成樹脂部材19bとを備える。芯金19aは、例えば合成樹脂部材19bの樹脂成形時に金型内にインサートされるものである。   The worm wheel 19 is coupled to an intermediate portion in the axial direction of the lower shaft 3b of the steering shaft 3 so as to be integrally rotatable and immovable in the axial direction. The worm wheel 19 includes an annular cored bar 19a coupled to the lower shaft 3b so as to be integrally rotatable, and a synthetic resin member 19b surrounding the cored bar 19a and having teeth 19c formed on the outer periphery. The core metal 19a is inserted into the mold when the synthetic resin member 19b is molded with resin, for example.

ウォーム軸18の第1の端部18aと電動モータ16の出力軸20の対向端部とは、動力伝達継手21を介して同軸上に動力伝達可能に連結されている。
ウォーム軸18の第1および第2の端部18a,18bは、対応する第1および第2の軸受22,23をそれぞれ介して減速機17のハウジング17aに回転自在に支持されている。第1および第2の軸受22,23は、それぞれ内輪24,25および外輪26,27を有する例えば玉軸受からなる。
The first end portion 18 a of the worm shaft 18 and the opposite end portion of the output shaft 20 of the electric motor 16 are connected to each other via a power transmission joint 21 so as to be able to transmit power.
The first and second end portions 18a and 18b of the worm shaft 18 are rotatably supported by the housing 17a of the speed reducer 17 via corresponding first and second bearings 22 and 23, respectively. The first and second bearings 22 and 23 are, for example, ball bearings having inner rings 24 and 25 and outer rings 26 and 27, respectively.

第1および第2の軸受22,23の内輪24,25が、ウォーム軸18の第1および第2の端部18a,18bに一体回転可能に嵌合されている。各内輪24,25はそれぞれウォーム軸18の対応する互いに逆向きの位置決め段部18d,18eに当接している。第1の軸受22の外輪26は、減速機17のハウジング17aの軸受保持孔28に回転不能に保持されている。   Inner rings 24, 25 of the first and second bearings 22, 23 are fitted to the first and second end portions 18a, 18b of the worm shaft 18 so as to be integrally rotatable. The inner rings 24 and 25 are in contact with corresponding positioning step portions 18d and 18e of the worm shaft 18 which are opposite to each other. The outer ring 26 of the first bearing 22 is non-rotatably held in the bearing holding hole 28 of the housing 17a of the speed reducer 17.

一方、第2の軸受23の外輪27は、軸受ハウジング29に設けられた軸受保持孔30に相対回転不能に且つ軸方向相対移動不能に保持されている。第2の軸受23と軸受ハウジング29とで、軸受部材としての軸受ユニット31が構成されている。
軸受部材としての軸受ユニット31は、ハウジング17aに設けられた支持孔32に保持されている。この支持孔32は、軸受ユニット31を、ウォーム軸18とウォームホイール19の中心間距離D1(ウォーム軸18の回転中心C1とウォームホイールの回転中心C2との距離に相当)が長短する方向X1,X2に偏倚可能に保持することのできる偏倚孔に形成されている。
On the other hand, the outer ring 27 of the second bearing 23 is held in a bearing holding hole 30 provided in the bearing housing 29 so that it cannot rotate relative to the shaft and cannot move in the axial direction. The second bearing 23 and the bearing housing 29 constitute a bearing unit 31 as a bearing member.
A bearing unit 31 as a bearing member is held in a support hole 32 provided in the housing 17a. This support hole 32 causes the bearing unit 31 to move in a direction X1 in which the distance D1 between the centers of the worm shaft 18 and the worm wheel 19 (corresponding to the distance between the rotation center C1 of the worm shaft 18 and the rotation center C2 of the worm wheel) is longer or shorter. It is formed in a biasing hole that can be held biased to X2.

また、上記の軸受ユニット31は、例えば圧縮コイルばねからなる付勢部材33による付勢力を駆動部材34を介して受け、ウォーム軸18の第1軸方向Y1(電動モータ16側)および上記中心間距離D1が短くなる方向X2に付勢されるようになっている。
図2のIII −III 線に沿う断面図である図3を参照して、軸受ユニット31を支持する支持孔32の内周の一部に、凹所35が設けられおり、この凹所35に駆動部材34が収容されている。また、軸受ユニット31の軸受ハウジング29の外周の一部に突部36が形成されて、駆動部材34に対向するように凹所35内に進出している。
Further, the bearing unit 31 receives an urging force from an urging member 33 made of, for example, a compression coil spring via the driving member 34, and the first axial direction Y1 (on the electric motor 16 side) of the worm shaft 18 and between the centers. It is biased in the direction X2 in which the distance D1 is shortened.
Referring to FIG. 3, which is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG. 2, a recess 35 is provided in a part of the inner periphery of the support hole 32 that supports the bearing unit 31. A drive member 34 is accommodated. Further, a protrusion 36 is formed on a part of the outer periphery of the bearing housing 29 of the bearing unit 31 and extends into the recess 35 so as to face the drive member 34.

図3およびバックラッシ調整機構の分解断面図である図4を参照して、駆動部材34は、凹所35の底面35aと対向する第1の面34aと、軸受ハウジング29の突部36に対向する第2の面34bとを有している。
駆動部材34の第1の面34aには、断面V字形形状をなす凸条37が、ウォーム軸18の軸方向Y1,Y2と平行に延びるように形成されており、凹所35の底面35aには、上記凸条37と係合する断面V字形形状をなす凹条38が、上記軸方向Y1,Y2と平行に延びるように形成されている。凸条37と凹条38の係合により、駆動部材34は、ウォーム軸18の軸方向Y1,Y2と平行な方向への移動のみを許容されている。
With reference to FIG. 3 and FIG. 4 which is an exploded sectional view of the backlash adjusting mechanism, the drive member 34 faces the first surface 34 a facing the bottom surface 35 a of the recess 35 and the protrusion 36 of the bearing housing 29. And a second surface 34b.
On the first surface 34a of the drive member 34, a ridge 37 having a V-shaped cross section is formed so as to extend in parallel with the axial directions Y1 and Y2 of the worm shaft 18, and is formed on the bottom surface 35a of the recess 35. Is formed such that a concave strip 38 having a V-shaped cross section engaging with the convex strip 37 extends in parallel with the axial directions Y1 and Y2. The drive member 34 is allowed to move only in the direction parallel to the axial directions Y1 and Y2 of the worm shaft 18 by the engagement of the protrusions 37 and the recesses 38.

凹条38を駆動部材34に設け、凸条37を凹所35の底面35aに設けるようにしてもよい。また、凸条37と凹条38がそれぞれ複数設けられて、くし状をなしていてもよい。
図4に示すように、付勢部材33は、ハウジング17aの端壁17bと、これに対向する駆動部材34の端面34cとの間に介在し、駆動部材34をウォーム軸18の軸方向Y1,Y2と平行な方向に付勢する。
The recess 38 may be provided on the drive member 34 and the protrusion 37 may be provided on the bottom surface 35 a of the recess 35. Further, a plurality of ridges 37 and a plurality of ridges 38 may be provided to form a comb shape.
As shown in FIG. 4, the biasing member 33 is interposed between the end wall 17b of the housing 17a and the end surface 34c of the drive member 34 opposed thereto, and the drive member 34 is disposed in the axial direction Y1, Y1 of the worm shaft 18. Energize in a direction parallel to Y2.

駆動部材34の第2の面34bは、ウォーム軸18の軸方向Y1,Y2に対して傾斜する傾斜面からなる一方、軸受ハウジング29の突部36は上記第2の面34bに対向する傾斜面36aを有している。
そして、図3および図4を参照して、突部36の傾斜面36aには、断面V字形形状をなす凸条39が形成され、駆動部材34の傾斜状の第2の面34bには、上記凸条39と互いに摺動可能に係合する断面V字形形状をなす凹条40が形成されている。凸条39と凹条40の係合により、軸受ユニット31の周方向の回転が規制されている。突部36の傾斜面36aに凹条40を設け、駆動部材34の第2の面34bに凸条39を設けるようにしてもよい。
The second surface 34b of the drive member 34 is an inclined surface that is inclined with respect to the axial directions Y1 and Y2 of the worm shaft 18, while the protrusion 36 of the bearing housing 29 is an inclined surface that faces the second surface 34b. 36a.
3 and 4, the inclined surface 36a of the protrusion 36 is formed with a ridge 39 having a V-shaped cross section, and the inclined second surface 34b of the drive member 34 has A concave line 40 having a V-shaped cross section is formed to slidably engage with the convex line 39. The rotation of the bearing unit 31 in the circumferential direction is restricted by the engagement of the ridges 39 and the ridges 40. A concave line 40 may be provided on the inclined surface 36 a of the protrusion 36, and a convex line 39 may be provided on the second surface 34 b of the drive member 34.

また、凸条39および凹条40は、ウォーム軸18の回転中心C1を含む平面Pに沿って延びるとともに、ウォーム軸18の軸方向に対して斜めに傾斜するように設けられている。
また、図3を参照して、断面V字形形状をなす凸条39の一対の斜面によってカム面39aが構成されており、同じく断面V字形形状をなす凹条40の一対の斜面によってカム面40aが構成されている。カム面39aおよびカム面40aは互いに係合することにより、付勢部材33の付勢力の一部をウォーム軸18を上記中心間距離D1を短くする方向X2に付勢する力に変換する。
Further, the ridges 39 and the ridges 40 are provided so as to extend along the plane P including the rotation center C <b> 1 of the worm shaft 18 and to be inclined obliquely with respect to the axial direction of the worm shaft 18.
In addition, referring to FIG. 3, a cam surface 39a is constituted by a pair of inclined surfaces of convex ridges 39 having a V-shaped cross section, and a cam surface 40a is formed by a pair of inclined surfaces of concave ridges 40 also having a V-shaped cross section. Is configured. The cam surface 39a and the cam surface 40a are engaged with each other, thereby converting a part of the urging force of the urging member 33 into a force that urges the worm shaft 18 in the direction X2 that shortens the distance D1 between the centers.

すなわち、図4を参照して、駆動部材34から軸受ハウジング29に対してウォーム軸18の軸方向Y1,Y2に対して傾斜する方向に付勢力Fが働き、その分力F1がウォーム軸18を上記中心間距離D1を短くする方向X2に付勢する力に相当し、その分力F2がウォーム軸18を第1軸方向Y1に付勢する力に相当する。
一方、第1の軸受22の外輪26は、対応する軸受保持孔28に連なるねじ孔47にねじ込まれた予圧調整用およびバックラッシ調整用のねじ部材48によって、ハウジング17aの位置決め段部17cに押し当てられて軸方向に位置決めされている。
That is, referring to FIG. 4, the urging force F acts on the bearing housing 29 from the drive member 34 in a direction inclined with respect to the axial directions Y1 and Y2 of the worm shaft 18, and the component force F1 causes the worm shaft 18 to move. This corresponds to a force that urges the center distance D1 in the direction X2 and the component force F2 corresponds to a force that urges the worm shaft 18 in the first axial direction Y1.
On the other hand, the outer ring 26 of the first bearing 22 is pressed against the positioning step 17c of the housing 17a by the preload adjusting and backlash adjusting screw members 48 screwed into the screw holes 47 connected to the corresponding bearing holding holes 28. And is positioned in the axial direction.

次いで、図2、図2のV−V線に沿う断面図である図5および分解斜視図である図6を参照して、動力伝達継手21について詳述する。まず、図2を参照して、動力伝達継手21は、電動モータ16の出力軸20に一体回転可能に連結された第1の係合部材41と、減速機17の入力軸としてのウォーム軸18の第1の端部18aに一体回転可能に連結された第2の係合部材42と、第1および第2の係合部材41,42の間に介在し両係合部材41,42間にトルクを伝達する弾性部材43とを備える。   Next, the power transmission joint 21 will be described in detail with reference to FIG. 5 which is a cross-sectional view taken along the line VV in FIG. 2 and FIG. 2 and FIG. 6 which is an exploded perspective view. First, referring to FIG. 2, the power transmission joint 21 includes a first engagement member 41 coupled to the output shaft 20 of the electric motor 16 so as to be integrally rotatable, and a worm shaft 18 as an input shaft of the speed reducer 17. Between the first and second engagement members 41 and 42, and a second engagement member 42 connected to the first end 18a of the first end portion 18a so as to be integrally rotatable. And an elastic member 43 for transmitting torque.

第1および第2の係合部材41,42は例えば金属製である。弾性部材43は例えば合成ゴム製又はポリウレタン等の合成樹脂製である。
次いで、図5および図6を参照して、弾性部材43は、環状をなす主体部44と、主体部44から放射方向に延びる複数の係合腕45とを含む。複数の係合腕45は主体部44の周方向Zに等間隔で配置される。各係合腕45はそれぞれ周方向Zに対向する一対の動力伝達面46を有している。
The first and second engaging members 41 and 42 are made of, for example, metal. The elastic member 43 is made of, for example, synthetic rubber or synthetic resin such as polyurethane.
Next, referring to FIGS. 5 and 6, the elastic member 43 includes an annular main body 44 and a plurality of engagement arms 45 extending in the radial direction from the main body 44. The plurality of engagement arms 45 are arranged at equal intervals in the circumferential direction Z of the main body 44. Each engagement arm 45 has a pair of power transmission surfaces 46 that face each other in the circumferential direction Z.

図6を参照して、第1および第2の係合部材41,42は、それぞれ出力軸20およびウォーム軸18を嵌合させるための嵌合孔49,50を形成する環状の主体部51,52と、主体部51,52の互いの対向面53,54にそれぞれ突出形成された複数の第1および第2の係合突起55,56とを備えている。
第1および第2の係合部材41,42の第1および第2の係合突起55,56は、それぞれ対応する主体部51,52の周方向に等間隔に配置されている。
Referring to FIG. 6, the first and second engaging members 41, 42 are annular main portions 51, which form fitting holes 49, 50 for fitting the output shaft 20 and the worm shaft 18, respectively. 52 and a plurality of first and second engaging protrusions 55 and 56 formed to project from the opposing surfaces 53 and 54 of the main body portions 51 and 52, respectively.
The first and second engagement protrusions 55 and 56 of the first and second engagement members 41 and 42 are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the corresponding main body portions 51 and 52, respectively.

動力伝達継手21の組立状態で、図5に示すように、第1および第2の係合部材41,42の第1および第2の係合突起55,56が周方向に交互に配置され、周方向に相隣接する第1および第2の係合突起55,56間に、弾性部材43の対応する係合腕45が挟持される。換言すると、周方向に隣接する第1および第2の係合突起55,56が弾性部材43の対応する係合腕45を周方向に挟んで互いに噛み合わされる。   In the assembled state of the power transmission joint 21, as shown in FIG. 5, the first and second engagement protrusions 55 and 56 of the first and second engagement members 41 and 42 are alternately arranged in the circumferential direction, A corresponding engagement arm 45 of the elastic member 43 is sandwiched between the first and second engagement protrusions 55 and 56 adjacent to each other in the circumferential direction. In other words, the first and second engaging protrusions 55 and 56 adjacent in the circumferential direction are engaged with each other with the corresponding engaging arm 45 of the elastic member 43 sandwiched in the circumferential direction.

また、図5および図6に示すように、第1および第2の係合突起55,56は、弾性部材43の対応する係合腕45bへの動力伝達面57,58をそれぞれ含む。係合腕45は第1および第2の係合部材41,42間に軸方向に締め代を持って挟持されており、その弾性反発力によって、ウォーム軸18を第2軸方向Y2に弾性的に付勢している。
本実施の形態によれば、ウォーム軸18及びウォームホイール19の歯の摩耗等により各部品間の寸法誤差が増大しても、これをウォーム軸18をウォームホイール19側へ偏倚させることにより自動的に吸収できるので、バックラッシの増大を抑制して、騒音を低減することができる。
Further, as shown in FIGS. 5 and 6, the first and second engagement protrusions 55 and 56 include power transmission surfaces 57 and 58 to the corresponding engagement arms 45 b of the elastic member 43, respectively. The engagement arm 45 is sandwiched between the first and second engagement members 41 and 42 with an interference in the axial direction, and the elastic repulsive force causes the worm shaft 18 to elastically move in the second axial direction Y2. Is energized.
According to the present embodiment, even if a dimensional error between the parts increases due to wear of the teeth of the worm shaft 18 and the worm wheel 19, the worm shaft 18 is automatically biased toward the worm wheel 19 side. Therefore, an increase in backlash can be suppressed and noise can be reduced.

また、ウォーム軸18の第1軸方向Y1にも付勢力が付与されているので、ウォーム軸18を支持する第1の軸受22にも軸方向予圧を与えることができ、軸受隙間に起因する作動音の発生も抑制することができる。
さらに、駆動部材34と軸受ユニット31の軸受ハウジング29を係合させるための凸条39と凹条40の断面がV字形をなすので、互いのカム面39a,40a間に隙間が生じたりせず、がたつき音の発生を抑制できる。しかも、駆動部材34と軸受ユニット31をスムーズに相対移動させることができ、バックラッシの抑制を確実に達成することができる。
Further, since the urging force is also applied to the first axial direction Y1 of the worm shaft 18, the axial preload can be applied to the first bearing 22 supporting the worm shaft 18, and the operation caused by the bearing gap is performed. Generation of sound can also be suppressed.
Further, since the cross sections of the ridges 39 and the ridges 40 for engaging the drive member 34 and the bearing housing 29 of the bearing unit 31 are V-shaped, there is no gap between the cam surfaces 39a and 40a. , Generation of rattling noise can be suppressed. In addition, the drive member 34 and the bearing unit 31 can be smoothly moved relative to each other, and the backlash can be reliably suppressed.

また、付勢部材33をウォーム軸18の軸方向に沿ってレイアウトできるので、電動パワーステアリング装置1を小型にすることができる。
特に、ウォーム軸18が鉄製であってウォームホイール19が合成樹脂製である場合にバックラッシの増減に伴う不具合を解消するのに顕著な効果を発揮できる。すなわち、合成樹脂製のウォームホイール19は、歯打ち音自体が生じ難いという利点や、摩耗粉がギヤの噛み合い部に進入しても容易に回転できるという利点があるものの、鉄製のウォーム軸18と組み合わされた場合に、摩耗や温度収縮によりバックラッシが増大する方向へと寸法減少することが予想される。しかしながら、本実施の形態では、ウォームホイールの寸法変化に拘らず、バックラッシの増大を抑制することができるわけである。
Further, since the urging member 33 can be laid out along the axial direction of the worm shaft 18, the electric power steering device 1 can be reduced in size.
In particular, when the worm shaft 18 is made of iron and the worm wheel 19 is made of a synthetic resin, a remarkable effect can be exhibited in solving the problems associated with increase / decrease in backlash. That is, the worm wheel 19 made of synthetic resin has the advantage that the rattling noise itself is less likely to occur and the advantage that it can easily rotate even if wear powder enters the gear meshing portion. When combined, it is expected that the size will decrease in the direction of increasing backlash due to wear and temperature shrinkage. However, in the present embodiment, it is possible to suppress an increase in backlash regardless of the dimensional change of the worm wheel.

逆に、合成樹脂製のウォームホイール19が温度膨張や膨潤により寸法増加し、バックラッシが極端に減少してウォームホイール19の回転抵抗が増大し、トルク伝達効率が悪くなることも予想される。しかしながら、本実施の形態では、バックラッシの極端な減少を防止できるので、抵抗トルクが増大することを防止することができる。
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、例えば動力伝達継手21の弾性部材43による付勢に代えて、圧縮コイルばねその他の弾性体を用いてウォーム軸18を第2軸方向Y2に付勢するようにしてもよい。また、付勢部材33として、引っ張りコイルばねを用いるようにしてもよい。
Conversely, the size of the worm wheel 19 made of synthetic resin increases due to temperature expansion and swelling, the backlash is extremely reduced, the rotational resistance of the worm wheel 19 is increased, and the torque transmission efficiency is also expected to deteriorate. However, in this embodiment, since an extreme decrease in backlash can be prevented, an increase in resistance torque can be prevented.
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, For example, it replaces with the urging | biasing by the elastic member 43 of the power transmission coupling 21, and the worm shaft 18 is made into the 2nd axis | shaft using a compression coil spring and other elastic bodies. You may make it urge in the direction Y2. A tension coil spring may be used as the urging member 33.

本発明の一実施の形態の電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。It is a mimetic diagram showing a schematic structure of an electric power steering device of one embodiment of the present invention. 電動パワーステアリング装置の要部の断面図である。It is sectional drawing of the principal part of an electric power steering device. 図2のIII −III 線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the III-III line of FIG. バックラッシを調整する機構の分解断面図である。It is an exploded sectional view of the mechanism which adjusts backlash. 図2のV−V線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the VV line of FIG. 動力伝達継手の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of a power transmission coupling.

符号の説明Explanation of symbols

1 電動パワーステアリング装置
2 操舵部材
3 ステアリングシャフト
5 中間軸
7 ピニオン軸
8 ラックバー
A ラックアンドピニオン機構(操舵機構)
16 電動モータ
17 減速機(伝動装置)
17a ハウジング
18 ウォーム軸
18b 第2の端部(一端)
19 ウォームホイール
C1,C2 回転中心
D1 中心間距離
X2 中心間距離が短くなる方向
F1 分力
F2 分力
20 出力軸
21 動力伝達継手
23 第2の軸受
27 外輪
29 軸受ハウジング
30 軸受保持孔
31 軸受ユニット(軸受部材)
32 支持孔
33 付勢部材
34 駆動部材
34a 第1の面
34b 第2の面
34c 端面
35 凹所
35a 底面
36 突部
36a 傾斜面
37 凸条
38 凹条
39 凸条(係合手段)
40 凹条(係合手段)
39a,40a カム面
41 第1の係合部材
42 第2の係合部材
43 弾性部材
45 係合腕
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric power steering apparatus 2 Steering member 3 Steering shaft 5 Intermediate shaft 7 Pinion shaft 8 Rack bar A Rack and pinion mechanism (steering mechanism)
16 Electric motor 17 Reducer (transmission device)
17a housing 18 worm shaft 18b second end (one end)
19 Worm wheels C1, C2 Center of rotation D1 Center-to-center distance X2 Direction in which center-to-center distance is shortened F1 Component force F2 Component force 20 Output shaft 21 Power transmission joint 23 Second bearing 27 Outer ring 29 Bearing housing 30 Bearing holding hole 31 Bearing unit (Bearing member)
32 Support hole 33 Biasing member 34 Drive member 34a First surface 34b Second surface 34c End surface 35 Recess 35a Bottom surface 36 Projection 36a Inclined surface 37 Convex strip 38 Concave strip 39 Convex strip (engaging means)
40 Concave (engagement means)
39a, 40a Cam surface 41 First engagement member 42 Second engagement member 43 Elastic member 45 Engagement arm

Claims (1)

操舵補助用の電動モータの動力を、ウォーム軸およびウォームホイールを含む伝動装置を介して操舵機構に伝達する電動パワーステアリング装置において、
上記ウォーム軸の一端を回転自在に支持し、ウォーム軸とウォームホイールの中心間距離を長短する方向に偏倚可能な軸受部材と、
ウォーム軸の軸方向に平行な方向に移動自在にハウジングによって保持された駆動部材と、
駆動部材と軸受部材を互いに係合させる係合手段と、
駆動部材および軸受部材を介してウォーム軸を軸方向に付勢する付勢部材とを備え、
上記係合手段は、駆動部材および軸受部材にそれぞれ設けられて互いに係合し、軸受部材の回転を規制する断面V字形形状の凸条および凹条を含み、
凸条および凹条は、付勢部材の付勢力の一部をウォーム軸を上記中心間距離を短くする方向に付勢する力に変換するために互いに係合するカム面をそれぞれ含むことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
In the electric power steering device that transmits the power of the steering assisting electric motor to the steering mechanism via the transmission device including the worm shaft and the worm wheel,
A bearing member that rotatably supports one end of the worm shaft and is capable of being biased in a direction of increasing or decreasing the distance between the centers of the worm shaft and the worm wheel;
A drive member held by a housing so as to be movable in a direction parallel to the axial direction of the worm shaft;
Engagement means for engaging the drive member and the bearing member with each other;
A biasing member that biases the worm shaft in the axial direction via the drive member and the bearing member;
The engagement means includes a protrusion and a recess having a V-shaped cross section that are provided on the drive member and the bearing member, respectively, engage with each other and restrict rotation of the bearing member,
Each of the ridges and the ridges includes cam surfaces that are engaged with each other to convert a part of the urging force of the urging member into a force that urges the worm shaft in a direction that shortens the distance between the centers. Electric power steering device.
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