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JP3919447B2 - Electric power steering device - Google Patents
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は操舵補助力の発生源としてモータを用いてなる電動パワーステアリング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車の舵取りは、車室の内部に配された操舵輪の回転操作を、舵取用の車輪(一般的には前輪)の操向のために車室の外部に配された舵取機構に伝えて行われる。
【0003】
図7は従来の電動パワーステアリング装置の構成を示す断面図、図8は減速機構及びモータ部分の構成を示す断面図である。
自動車用の電動パワーステアリング装置としては、図7に示すように例えば舵取りのための操舵輪100に連結される第1の操舵軸101と、該操舵軸101にトーションバー102を介して同軸的に連結され、車輪(図示していない)に繋がる舵取機構に連結される第2の操舵軸103と、操舵輪100を回転することによって第1の操舵軸101に加わるトルクを前記トーションバー102に生じる捩れによって検出するトルクセンサ104と、該トルクセンサ104の検出結果に基づいて駆動される操舵補助用のモータ105と(図8参照)、該モータ105の回転に連動するウォーム106と、該ウォーム106に噛合するウォームホイール107と、前記ウォーム106及び操舵軸103を回転可能に支持した一対の支持孔108,109を有するハウジング110とを備え、操舵輪100の回転に応じた舵取機構の動作を前記モータ105の回転により補助し、舵取りのための運転者の労力負担を軽減するように構成されている。
【0004】
図9は従来の電動パワーステアリング装置の他の構成を示す断面図である。
また、電動パワーステアリング装置として、図9に示す如く前記ウォーム106に噛合する合成樹脂製の環状の歯部111及び該歯部111の内側に嵌合された金属製の保持体112を有するウォームホイール113を前記操舵軸103に支持し、ウォーム106との噛合による騒音を小さくするようにしたものが知られている。
【0005】
電動パワーステアリング装置の減速歯車機構を構成するウォーム106は、前記操舵軸103の軸芯と交叉するように配置され、一対の転がり軸受114,114を介してハウジング110の嵌合孔108,108に支持されており、ウォームホイール107又は113を支持した第2の操舵軸103は一対の転がり軸受115,115を介してハウジング110の嵌合孔109,109に支持されており、ウォーム106及びウォームホイール107,113のラジアル方向及びアキシアル方向への移動が阻止されている。
【0006】
このようにウォーム106及びウォームホイール107又は113が用いられた電動パワーステアリング装置にあっては、ウォーム106及びウォームホイール107又は113の噛合部に適宜のバックラッシュ量を設けてウォーム106及びウォームホイール107,113をスムースに回転させるようにしてある。このバックラッシュ量が大きいときは歯打ち音が発生し、該歯打ち音が自動車の室内に洩れることになり、また、噛合部のバックラッシュ量が小さいときはウォーム106及びウォームホイール107,113を円滑に回転させることができなくなる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、以上の如く構成された従来の電動パワーステアリング装置は、前記バックラッシュ量を適正にして組み立てられているものにおいてもウォーム106及びウォームホイール107,113に噛合い詰まりが発生することがあり、改善策が要望されていた。
【0008】
発明者はこの噛合い詰まりの原因を追及した結果、噛合い詰まりは比較的乗車回数が少ない乗用車で、合成樹脂製の歯部111及び金属製の保持体112を有するウォームホイール113を備えた電動パワーステアリング装置において発生していることを突き止めた。そして、さらに追及した結果、ウォーム106及びウォームホイール113の保持体112は金属製であり、この保持体112の外周に設けられた環状の歯部111は合成樹脂製であるため、該歯部111に負荷が加わらないとき、大気中の湿気によって歯部111が僅かづつ膨潤し、バックラッシュ量が過小となり、噛合い詰まりが発生することを見出した。
【0009】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、従動歯車が収容されたハウジング内に前記従動歯車の収容領域へ湿気が侵入するのを防止する湿気侵入防止部材を設けることにより、湿気による歯部の膨潤を良好に抑制することができ、噛合部の適正なバックラッシュ量を良好に維持でき、噛合い詰まりの発生をなく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を目的とする。
【0010】
また、前記湿気侵入防止部材として内輪及び外輪間に湿気の流通を防ぐための封止環を有し、回転軸をハウジングの内側に支持する転がり軸受を用いることにより、ハウジングの内側及び回転軸を特別に加工したり、部品点数を増加したりすることなく、湿気による歯部の膨潤を良好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を目的とする。
【0011】
さらに、前記湿気侵入防止部材として前記回転軸及びハウジングの内側に接触して湿気の流通を防ぐための封止環を用いることにより、該封止環を回転軸及びハウジングの一方に簡単に保持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を目的とする。
【0012】
また、回転軸をハウジングに支持する転がり軸受と、該転がり軸受の一端と向き合うべく突設された凸部との間に前記封止環を挾着してある構成とすることにより、転がり軸受の組込によって封止環を容易に取付け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を目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
発明に係る電動パワーステアリング装置は、操舵補助用のモータによって回転される駆動歯車と、該駆動歯車に噛合する合成樹脂製の歯部を有する従動歯車と、該従動歯車が収容されたハウジングと、該ハウジングを貫通し、前記従動歯車の回転を舵取機構に伝達する回転軸とを備え、前記モータの回転によって操舵補助するようにした電動パワーステアリング装置において、前記回転軸及びハウジングの内側に接触して前記従動歯車の収容領域へ湿気が侵入、流通するのを防ぐための封止環を前記ハウジング内に設けてあり、前記回転軸を前記ハウジングに支持する転がり軸受と、前記ハウジングの内側に前記転がり軸受の外輪と向き合うべく突設された凸部とを有しており、前記封止環は外周縁部に環状鍔を有する金属板と、該金属板に結合され、内周縁部を有する弾性板とを備え、前記環状鍔部分を前記転がり軸受の外輪と前記凸部との間で挾着してあり、前記弾性板の内周縁部を前記転がり軸受の内輪及び回転軸に接触させてあることを特徴とする。
【0014】
発明にあっては、回転軸が貫通するハウジング内に設けられている封止環が回転軸及びハウジングの内側に接触して従動歯車の収容領域への湿気侵入を良好に防ぐため、ハウジングの内側及び回転軸を特別に加工したり、部品点数を増加したりすることなく、湿気による歯部の膨潤を良好に抑制することができる。しかも、転がり軸受をハウジングの内側に組み込むことにより該転がり軸受と凸部との間で封止環を挾着することができ、該封止環の組込作業が容易である。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
実施の形態1
図1は本発明に係る電動パワーステアリング装置の構成を示す断面図、図2は減速機構及びトルクセンサ部分の構成を示す拡大断面図である。
電動パワーステアリング装置は、図1、図2に示すように、上端が舵取りのための操舵輪1に繋がり、下端に筒部20を有する第1の操舵軸2と、前記筒部20内に挿入されてその上端が前記第1の操舵軸2の下端に同軸的に連結され、前記操舵輪1に加わる操舵トルクの作用によって捩れるトーションバー3と、その上端部が前記筒部20の周りに挿入され、その下端が前記トーションバー3の下端に同軸的に連結される第2の操舵軸4と、前記トーションバー3の捩れに応じた第1及び第2の操舵軸2,4の相対回転変位量によって前記操舵輪1に加わる操舵トルクを検出するトルクセンサ5と、その回転中心が前記第2の操舵軸4の軸心と交差するように配置された回転子を有し、前記トルクセンサ5が検出したトルクに基づいて駆動される操舵補助用のモータ6と、該モータ6の回転に連動し、該回転を減速して第2の操舵軸4に伝達する駆動歯車としてのウォーム71及び従動歯車としてのウォームホイール72を有する減速歯車機構7と、前記第1の操舵軸2が収容される筒形の第1のハウジング8と、該第1のハウジング8の下端部に嵌合固定され、前記筒部20、第2の操舵軸4、トルクセンサ5及び減速歯車機構7が収容されるアルミニウム製の第2のハウジング9とを備えている。
【0022】
第1の操舵軸2は、上端が操舵輪1に繋がる第1軸2aと、合成樹脂製の衝撃エネルギー吸収体2bを介して前記第1軸2aの下端部に連結された第2軸2cとを備え、該第2軸2cの下端に前記筒部20が連結されている。第1軸2aの中間にはキー溝2dが設けられている。
【0023】
第2の操舵軸4は前記第2のハウジング9の下端部を貫通し、前記ウォームホイール72の回転を舵取機構に伝達する回転軸を構成しており、その軸長方向中間に前記ウォームホイール72が嵌合される第1の嵌合部4aと、該第1の嵌合部4aの両側に環状の段を介して連なる第2及び第3の嵌合部4b,4cとが設けられている。
【0024】
第1のハウジング8の一側にはキーシリンダユニット用の取付孔81が穿設されており、該取付孔81の周りに前記キーシリンダユニットが内装された筒体(図示せず)が固定される。
【0025】
第2のハウジング9は、前記第1のハウジング8内に連通し、前記筒部20及びトルクセンサ5が収容された略筒形の第1収容部9aと、該第1収容部9aに連続し、前記第2の操舵軸4及びウォームホイール72が収容された略筒形の第2収容室9bと、該第2収容部9bの一側と連通し、前記ウォーム71を収容する略筒形の第3収容部9cとを備え、該第3収容部9cの一端に第3収容部9cに連通するケースを有する前記モータ6が取付けられている。
【0026】
第1収容部9aの一側には前記トルクセンサ5に接続された導体が挿通される導体挿通孔91と、該導体挿通孔91の外部への開放端を閉じる蓋体92とを設けてある。
【0027】
第1収容部9aの上端部にはニードル軸受10を介して前記筒部20の上端部を回転可能に支持する第1の支持孔93が設けられている。第2収容部9bで、ウォームホイール72の収容領域の両側には第1及び第2の転がり軸受11,12を介して前記第2の操舵軸4を回転可能に支持する第2及び第3の支持孔94,95が設けられている。
【0028】
図3は減速歯車機構及びモータ部分の構成を示す断面図である。
第3収容部9cはウォーム71の軸長方向に長くなっており、ウォーム71の収容領域の両側には一対の第3の転がり軸受13,13を介して前記ウォーム71を回転可能に支持する一対の第4の支持孔96,96が設けられている。また、モータ側となる一端部にはねじ孔97が設けられ、該ねじ孔97にウォーム71の軸長方向位置を調節するためのねじ環14が螺着されており、該ねじ環14にロックナット15が螺着されている。また、第3収容部9cの他端は閉鎖されている。
【0029】
減速歯車機構7は、前記第2の操舵軸4の軸芯と交叉するように配置され、両端に軸部71a,71bを有する金属製のウォーム71と、前記第2の操舵軸4の中間に嵌合固定されるウォームホイール72とを備えている。また、前記軸部71aが軸継手73を介して前記モータ6の出力軸60に繋がっており、ウォーム71及びウォームホイール72の噛合により前記出力軸60の回転を減速して第2の操舵軸4に伝達し、該第2の操舵軸4からユニバーサルジョイントを経て例えばラックピニオン式の舵取機構(図示せず)へ伝達するようにしてある。
【0030】
ウォーム71はその軸部71a,71bが前記第3の転がり軸受13,13を介して前記第4の支持孔96,96に回転可能に支持されている。
【0031】
第3の転がり軸受13,13はその内輪及び外輪の軸長方向両端と転動体との間の空所に一対の封止環13aを設けて、前記空所に充填されたグリース等の潤滑油の流出を防ぎ、該軸受用の潤滑油と前記ウォーム71及びウォームホイール72の噛合部に塗布された歯車用の潤滑油との混合を防ぐようにしてある。
【0032】
図4はウォームホイール部分の構成を示す拡大断面図であり、参考例として示す
ウォームホイール72は、前記ウォーム71に噛合する複数の歯を有する合成樹脂製の環状の歯部72aと、該歯部72aの内側に嵌合された金属製の保持体72bとを備え、該保持体72bの中心部に穿設された貫通孔が前記第2の操舵軸4の第1の嵌合部4aに嵌合固定されている。なお、歯部72aは例えばナイロン樹脂が用いられる。
【0033】
このウォームホイール72が嵌合固定された第2の操舵軸4はその第2及び第3の嵌合部4b,4cに前記ウォームホイール72の収容領域を密封状態とし、該収容領域へ湿気が侵入するのを防止する湿気侵入防止部材を構成する第1及び第2の転がり軸受11,12の内輪11a,12aが嵌合されている。そして、第1及び第2の転がり軸受11,12の外輪11b,12bを前記第2及び第3の支持孔94,95に嵌合することにより、第2の操舵軸4を第2の収容部9bに回転可能に支持するとともにウォームホイール72の収容領域を密封状態とし、該収容領域へ湿気が侵入するのを防止する。
【0034】
第1の転がり軸受11は、複数の転動体11cを介して遊嵌された内輪11a及び外輪11bと、これら内輪11a及び外輪11bの軸長方向両端と前記転動体11cとの間の空所11dに設けられた一対の封止環11eとを備えている。外輪11bの両端部内周面には封止環11eの外周部を嵌合固定するための環状溝15fが設けてあり、また内輪15aの両端部外周面には封止環11eの内周部を遊嵌合し、ラビリンスシールするための環状溝11gが設けてある。
【0035】
第2の転がり軸受12は、複数の転動体12cを介して遊嵌された内輪12a及び外輪12bと、これら内輪12a及び外輪12bの軸長方向一端と前記転動体12cとの間の空所12dに設けられた封止環12eとを備えている。外輪12bの一端部内周面には封止環12eの外周部を嵌合固定するための環状溝12fが設けてあり、また内輪12aの一端部外周面には封止環12eの内周部を遊嵌合し、ラビリンスシールするための環状溝12gが設けてある。
【0036】
以上の如く構成された電動パワーステアリング装置は、外部の空気が第1のハウジング8の一側に取付けられたキーシリンダ部分から第1のハウジング8内へ侵入し、該侵入空気が第2のハウジング9のニードル軸受10部の隙間を経て第1収容部9aへ侵入することになるが、この第1収容部9aとウォームホイール72が収容された第2収容部9bとの間は封止環11eを有する第1の転がり軸受11によって封止されているため、第1収容部9a内の侵入空気に含まれている湿気が第2収容部9bへ侵入するのを良好に防止することができる。さらに、第2の操舵軸4が貫通する第2収容部9bの下端開口部は封止環12eを有する第2の転がり軸受12によって封止されているため、外部の空気に含まれている湿気が第2収容部9bへ侵入するのを良好に防止することができる。
【0037】
このように第2の操舵軸4を第2のハウジング9の内側に支持する転がり軸受11,12が、ウォームホイール72の収容領域への湿気侵入を良好に防ぐため、第2のハウジング9の内側及び第2の操舵軸4を特別に加工したり、部品点数を増加したりすることなく、湿気による歯部72aの膨潤を良好に抑制することができる。従って、適正なバックラッシュ量を良好に維持でき、噛合い詰まりの発生をなくすることができる。
【0038】
なお、第2収容部9b及び第3収容部9cが連通する連通路はウォームホイール72のウォーム71との噛合部分が挿入されている程度の比較的小さな連通路であり、しかも、ウォーム71及びウォームホイール72の噛合部とウォーム71の周りとには歯車用グリース等の潤滑油が塗布されていて連通し難いようになっているため、第3収容部9c内の空気が第2収容部9b内へ侵入する侵入量は少ない。さらに、ウォーム71を収容した第3収容部9cのモータ側開口部はモータ6によって閉鎖されているため、外部の空気は第3収容部9cへ侵入し難いのであり、また、第3収容部9cのモータ側開口部は封止環13aを有する第3の転がり軸受13によって封止されているため、外部の空気は第3収容部9cへより一層侵入し難い。
【0039】
以上説明した実施の形態1は参考例であり、この実施の形態1では第1の転がり軸受11は両端側に封止環11eを有する構造としたが、その他、一端側にのみ封止環11eを有する構造としてもよい。また、封止環11eはその内周部又は外周部が非接触となるラビリンスシールとする他、内周部又は外周部が接触する接触シールとしてもよい。
【0040】
実施の形態2
図5は電動パワーステアリング装置の実施の形態2の構成を示す断面図、図6はウォームホイール部分の構成を示す拡大断面図である。
【0041】
この実施の形態2の電動パワーステアリング装置は、湿気侵入防止部材として封止環11eを有する第1の転がり軸受11を用いる代わりに、前記第1の嵌合部4aと前記第2の支持孔94とに接触して湿気の流通を防ぐための封止環16を用い、第2の操舵軸4の上端側を支持する軸受として前記封止環11eを有しない第1の転がり軸受17を用いたものである。
【0042】
封止環16は外周縁に環状鍔を有する金属板16aと、該金属板16aに加硫接着により結合され、内周縁部にリップを有する合成ゴム等の弾性板16bとを備えている。また、第2収容部9bには第2の支持孔94の一端からラジアル方向へ突設された環状の凸部18が設けられている。
【0043】
実施の形態2においては、封止環16の環状鍔を第2の支持孔94に嵌合接触させ、内周縁を第2の嵌合部4bに接触させるとともに、リップを第1の転がり軸受17の内輪に接触させてあり、図6に示されているように弾性板16bの内周縁部が第2の嵌合部4b及び内輪に接触している。第2の支持孔94に嵌合した第1の転がり軸受17の外輪と前記凸部18との間で封止環16の外周側の環状鍔部分を挾着してある。
【0044】
実施の形態2にあっては、第1の転がり軸受17の嵌合部を利用してウォームホイール72の収容領域への湿気侵入を良好に防ぐことができ、しかも、第1の転がり軸受17の第2の支持孔94への嵌合によって封止環16を簡易に取付けることができる。
【0045】
尚、実施の形態2において、封止環16は前記第2の転がり軸受12に代えて用いてもよいし、また、第1及び第2の転がり軸受11,12に代えて用いてもよい。この場合、封止環16が配置される側の第2の操舵軸4を支持する軸受は前記封止環11e,12eを有しない転がり軸受を用いることができる。
【0047】
その他の構成及び作用は実施の形態1と同じであるため、同様の部品については同じ符号を付し、その詳細な説明及び作用を省略する。
【0048】
尚、以上説明した実施の形態の減速歯車機構7は、ウォームである駆動歯車71及びウォームホイールである従動歯車72を備えたウォーム歯車である他、ハイポイドピニオンである駆動歯車及びハイポイドホイールである従動歯車を備えたハイポイド歯車であってもよい。さらに、減速歯車機構はベベルギヤであってもよい。
【0049】
【発明の効果】
発明によれば、封止環が回転軸及びハウジングの内側に接触して従動歯車の収容領域への湿気侵入を良好に防ぐため、ハウジングの内側及び回転軸を特別に加工したり、部品点数を増加したりすることなく、湿気による歯部の膨潤を良好に抑制することができ、適正なバックラッシュ量を良好に維持でき、噛合い詰まりの発生をなくすることができる。しかも、転がり軸受をハウジングの内側に組み込むことにより該転がり軸受と凸部との間で封止環を挾着することができ、該封止環の組込作業が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る電動パワーステアリング装置の構成を示す断面図である。
【図2】本発明に係る電動パワーステアリング装置の減速機構及びトルクセンサ部分の構成を示す拡大断面図である。
【図3】本発明に係る電動パワーステアリング装置の減速歯車機構及びモータ部分の構成を示す断面図である。
【図4】本発明に係る電動パワーステアリング装置のウォームホイール部分の構成を示す拡大断面図である。
【図5】本発明に係る電動パワーステアリング装置の実施の形態2の構成を示す断面図である。
【図6】本発明に係る電動パワーステアリング装置の実施の形態2のウォームホイール部分の構成を示す拡大断面図である。
【図7】従来の電動パワーステアリング装置の構成を示す断面図である。
【図8】従来の電動パワーステアリング装置の減速機構及びモータ部分の構成を示す断面図である。
【図9】従来の電動パワーステアリング装置の他の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
4 第2の操舵軸(回転軸)
6 モータ
9 第2のハウジング(ハウジング)
11,12 第1及び第2の転がり軸受(湿気侵入防止部材)
11a,12a 内輪
11b,12b 外輪
11c,12c 転動体
11e,12e 封止環
16 封止環
17 第1の転がり軸受
18 凸部
71 ウォーム
72 ウォームホイール
72a 歯部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric power steering apparatus using a motor as a generation source of steering assist force.
[0002]
[Prior art]
Automobile steering is performed by turning a steering wheel arranged inside the passenger compartment to a steering mechanism arranged outside the passenger compartment for steering the steering wheel (generally the front wheels). Done.
[0003]
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a configuration of a conventional electric power steering apparatus, and FIG. 8 is a cross-sectional view showing a configuration of a speed reduction mechanism and a motor portion.
As an electric power steering apparatus for an automobile, as shown in FIG. 7, for example, a first steering shaft 101 connected to a steering wheel 100 for steering, and the steering shaft 101 are coaxially connected via a torsion bar 102. A second steering shaft 103 connected to a steering mechanism connected to a wheel (not shown) and torque applied to the first steering shaft 101 by rotating the steering wheel 100 are applied to the torsion bar 102. Torque sensor 104 detected by the generated torsion, steering assisting motor 105 driven based on the detection result of torque sensor 104 (see FIG. 8), worm 106 interlocked with the rotation of motor 105, and worm A worm wheel 107 that meshes with 106, and a pair of support holes 108 that rotatably support the worm 106 and the steering shaft 103. And a housing 110 having 109, the operation of the steering mechanism according to the rotation of the steering wheel 100 is assisted by the rotation of the motor 105, and the labor burden on the driver for steering is reduced. .
[0004]
FIG. 9 is a sectional view showing another configuration of the conventional electric power steering apparatus.
Further, as an electric power steering device, as shown in FIG. 9, a worm wheel having an annular tooth portion 111 made of synthetic resin meshing with the worm 106 and a metal holding body 112 fitted inside the tooth portion 111. It is known that 113 is supported on the steering shaft 103 to reduce noise caused by meshing with the worm 106.
[0005]
The worm 106 constituting the reduction gear mechanism of the electric power steering apparatus is disposed so as to intersect with the axis of the steering shaft 103, and is fitted into the fitting holes 108 and 108 of the housing 110 via a pair of rolling bearings 114 and 114. The second steering shaft 103 that is supported and supports the worm wheel 107 or 113 is supported by the fitting holes 109 and 109 of the housing 110 via a pair of rolling bearings 115 and 115, and the worm 106 and the worm wheel. 107 and 113 are prevented from moving in the radial direction and the axial direction.
[0006]
In the electric power steering apparatus using the worm 106 and the worm wheel 107 or 113 as described above, an appropriate backlash amount is provided at the meshing portion of the worm 106 and the worm wheel 107 or 113 to thereby provide the worm 106 and the worm wheel 107. , 113 are rotated smoothly. When the backlash amount is large, a rattling sound is generated, and the rattling sound leaks into the interior of the automobile. When the backlash amount of the meshing portion is small, the worm 106 and the worm wheels 107 and 113 are connected. It cannot be rotated smoothly.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional electric power steering apparatus configured as described above may cause clogging of the worm 106 and the worm wheels 107 and 113 even when assembled with the backlash amount set appropriately. Improvement measures were requested.
[0008]
As a result of pursuing the cause of this meshing clog, the inventor is a passenger car having a relatively small number of boarding times, and is equipped with a worm wheel 113 having a synthetic resin tooth portion 111 and a metal holding body 112. I found out what was happening in the power steering system. As a result of further pursuit, the holder 112 of the worm 106 and the worm wheel 113 is made of metal, and the annular tooth portion 111 provided on the outer periphery of the holder 112 is made of synthetic resin. It was found that when no load is applied, the tooth portion 111 swells little by little due to moisture in the atmosphere, the backlash amount becomes excessively small, and clogging occurs.
[0009]
The present invention has been made in view of such circumstances, and by providing a moisture intrusion prevention member for preventing moisture from entering the housing area of the driven gear in the housing in which the driven gear is accommodated, It is an object of the present invention to provide an electric power steering device that can satisfactorily suppress swelling of a tooth part, can maintain an appropriate backlash amount of a meshing part, and can eliminate the occurrence of meshing clogging. .
[0010]
In addition, by using a rolling bearing having a sealing ring for preventing moisture from flowing between the inner ring and the outer ring as the moisture intrusion preventing member, and supporting the rotating shaft inside the housing, the inner side of the housing and the rotating shaft can be It is an object of the present invention to provide an electric power steering device that can satisfactorily suppress swelling of a tooth portion due to moisture without being specially processed or increasing the number of parts.
[0011]
Further, by using a sealing ring for contacting the inside of the rotating shaft and the housing as the moisture intrusion preventing member to prevent the flow of moisture, the sealing ring is easily held on one of the rotating shaft and the housing. It is an object of the present invention to provide an electric power steering device that can be used.
[0012]
In addition, by adopting a configuration in which the sealing ring is attached between a rolling bearing that supports the rotating shaft on the housing and a convex portion that protrudes to face one end of the rolling bearing. An object of the present invention is to provide an electric power steering device in which a sealing ring can be easily attached by incorporation.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
An electric power steering apparatus according to the present invention includes a drive gear rotated by a steering assist motor, a driven gear having a tooth portion made of synthetic resin meshing with the drive gear, and a housing in which the driven gear is accommodated. , through the housing, the rotation of the driven gear and a rotating shaft for transmitting a steering mechanism, an electric power steering apparatus for steering assistance by the rotation of the motor, inside the rotary shaft and the housing A seal ring for preventing moisture from entering and flowing through the housing area of the driven gear is provided in the housing, a rolling bearing for supporting the rotating shaft on the housing, and an inner side of the housing And a metal plate having an annular flange on the outer peripheral edge thereof, and a metal plate having a convex portion protruding to face the outer ring of the rolling bearing. And an elastic plate having an inner peripheral edge portion, wherein the annular flange portion is attached between the outer ring of the rolling bearing and the convex portion, and the inner peripheral edge portion of the elastic plate is attached to the rolling bearing. It is characterized by being in contact with the inner ring and the rotating shaft .
[0014]
In the present invention, the sealing ring provided in the housing through which the rotating shaft passes is in contact with the inside of the rotating shaft and the housing to prevent moisture intrusion into the accommodation area of the driven gear. Swelling of the tooth portion due to moisture can be satisfactorily suppressed without specially processing the inner side and the rotating shaft or increasing the number of parts. Moreover, by incorporating the rolling bearing inside the housing, the sealing ring can be attached between the rolling bearing and the convex portion, and the assembling work of the sealing ring is easy.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings illustrating embodiments thereof.
Embodiment 1
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of an electric power steering apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing a configuration of a speed reduction mechanism and a torque sensor portion.
As shown in FIGS. 1 and 2, the electric power steering device is inserted into the first steering shaft 2 having an upper end connected to the steering wheel 1 for steering and having a cylindrical portion 20 at the lower end, and the cylindrical portion 20. The upper end of the torsion bar 3 is coaxially connected to the lower end of the first steering shaft 2 and is twisted by the action of the steering torque applied to the steering wheel 1, and the upper end of the torsion bar 3 is around the cylinder portion 20. Relative rotation of the second steering shaft 4 which is inserted and whose lower end is coaxially connected to the lower end of the torsion bar 3 and the first and second steering shafts 2 and 4 according to the torsion of the torsion bar 3 A torque sensor 5 for detecting a steering torque applied to the steered wheel 1 according to a displacement amount, and a rotor arranged so that a rotation center thereof intersects with an axis of the second steering shaft 4; Drive based on torque detected by 5 A steering assisting motor 6, a reduction gear having a worm 71 serving as a driving gear and a worm wheel 72 serving as a driven gear that decelerates and transmits the rotation to the second steering shaft 4 in conjunction with the rotation of the motor 6. A gear mechanism 7, a cylindrical first housing 8 in which the first steering shaft 2 is accommodated, and a lower end portion of the first housing 8 are fitted and fixed to the cylindrical portion 20, the second steering. A shaft 4, a torque sensor 5, and a second housing 9 made of aluminum in which the reduction gear mechanism 7 is accommodated are provided.
[0022]
The first steering shaft 2 includes a first shaft 2a having an upper end connected to the steering wheel 1, and a second shaft 2c connected to a lower end portion of the first shaft 2a via an impact energy absorber 2b made of synthetic resin. The cylinder portion 20 is connected to the lower end of the second shaft 2c. A keyway 2d is provided in the middle of the first shaft 2a.
[0023]
The second steering shaft 4 penetrates the lower end portion of the second housing 9 and constitutes a rotating shaft that transmits the rotation of the worm wheel 72 to the steering mechanism, and the worm wheel is located in the middle in the axial direction thereof. The first fitting portion 4a to which 72 is fitted, and the second and third fitting portions 4b and 4c are provided on both sides of the first fitting portion 4a via an annular step. Yes.
[0024]
A mounting hole 81 for a key cylinder unit is formed on one side of the first housing 8, and a cylinder (not shown) in which the key cylinder unit is housed is fixed around the mounting hole 81. The
[0025]
The second housing 9 communicates with the inside of the first housing 8, and has a substantially cylindrical first housing portion 9a in which the tubular portion 20 and the torque sensor 5 are housed, and is continuous with the first housing portion 9a. The substantially cylindrical second storage chamber 9b in which the second steering shaft 4 and the worm wheel 72 are accommodated and one side of the second accommodation portion 9b, and the substantially cylindrical shape in which the worm 71 is accommodated. The motor 6 having a third housing portion 9c and having a case communicating with the third housing portion 9c is attached to one end of the third housing portion 9c.
[0026]
A conductor insertion hole 91 through which a conductor connected to the torque sensor 5 is inserted, and a lid 92 that closes the open end to the outside of the conductor insertion hole 91 are provided on one side of the first housing portion 9a. .
[0027]
A first support hole 93 for rotatably supporting the upper end portion of the cylindrical portion 20 via a needle bearing 10 is provided at the upper end portion of the first accommodating portion 9a. In the second accommodating portion 9b, second and third supporting the second steering shaft 4 rotatably via the first and second rolling bearings 11 and 12 on both sides of the accommodating area of the worm wheel 72. Support holes 94 and 95 are provided.
[0028]
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the reduction gear mechanism and the motor portion.
The third accommodating portion 9c is elongated in the axial direction of the worm 71, and a pair for rotatably supporting the worm 71 via a pair of third rolling bearings 13 and 13 on both sides of the accommodating area of the worm 71. The fourth support holes 96 are provided. A screw hole 97 is provided at one end on the motor side, and a screw ring 14 for adjusting the position of the worm 71 in the axial length direction is screwed into the screw hole 97. A nut 15 is screwed. Moreover, the other end of the 3rd accommodating part 9c is closed.
[0029]
The reduction gear mechanism 7 is arranged so as to intersect with the axis of the second steering shaft 4, and is located between the metal worm 71 having shaft portions 71 a and 71 b at both ends and the second steering shaft 4. And a worm wheel 72 to be fitted and fixed. The shaft portion 71 a is connected to the output shaft 60 of the motor 6 via a shaft joint 73, and the rotation of the output shaft 60 is decelerated by the meshing of the worm 71 and the worm wheel 72, thereby the second steering shaft 4. And transmitted from the second steering shaft 4 to, for example, a rack and pinion type steering mechanism (not shown) via a universal joint.
[0030]
The shaft portions 71a and 71b of the worm 71 are rotatably supported by the fourth support holes 96 and 96 through the third rolling bearings 13 and 13, respectively.
[0031]
The third rolling bearings 13, 13 are provided with a pair of sealing rings 13a in a space between both ends of the inner ring and the outer ring in the axial length direction and the rolling elements, and a lubricating oil such as grease filled in the space. , And the mixing of the lubricating oil for the bearing and the lubricating oil for the gear applied to the meshing portion of the worm 71 and the worm wheel 72 is prevented.
[0032]
Figure 4 is Ri enlarged sectional view showing the structure of a worm wheel portion, shown as a reference example.
The worm wheel 72 includes an annular tooth portion 72a made of a synthetic resin having a plurality of teeth meshing with the worm 71, and a metal holding body 72b fitted inside the tooth portion 72a. A through hole drilled in the center of the body 72b is fitted and fixed to the first fitting portion 4a of the second steering shaft 4. For example, a nylon resin is used for the tooth portion 72a.
[0033]
The second steering shaft 4 to which the worm wheel 72 is fitted and fixed has its second and third fitting portions 4b and 4c sealed in the accommodation area of the worm wheel 72, and moisture enters the accommodation area. The inner rings 11a and 12a of the first and second rolling bearings 11 and 12 that constitute a moisture intrusion preventing member that prevents this are fitted. Then, by fitting the outer rings 11b and 12b of the first and second rolling bearings 11 and 12 into the second and third support holes 94 and 95, the second steering shaft 4 is moved to the second housing portion. 9b is rotatably supported and the accommodation area of the worm wheel 72 is hermetically sealed to prevent moisture from entering the accommodation area.
[0034]
The first rolling bearing 11 includes an inner ring 11a and an outer ring 11b that are loosely fitted via a plurality of rolling elements 11c, and a space 11d between both ends of the inner ring 11a and the outer ring 11b in the axial length direction and the rolling element 11c. And a pair of sealing rings 11e. An annular groove 15f for fitting and fixing the outer peripheral portion of the sealing ring 11e is provided on the inner peripheral surface of both ends of the outer ring 11b, and the inner peripheral portion of the sealing ring 11e is provided on the outer peripheral surface of both ends of the inner ring 15a. An annular groove 11g for loosely fitting and labyrinth sealing is provided.
[0035]
The second rolling bearing 12 includes an inner ring 12a and an outer ring 12b loosely fitted via a plurality of rolling elements 12c, and a space 12d between one end in the axial length direction of the inner ring 12a and the outer ring 12b and the rolling element 12c. And a sealing ring 12e provided on the surface. An annular groove 12f for fitting and fixing the outer peripheral portion of the sealing ring 12e is provided on the inner peripheral surface of one end portion of the outer ring 12b, and the inner peripheral portion of the sealing ring 12e is provided on the outer peripheral surface of one end portion of the inner ring 12a. An annular groove 12g is provided for loose fitting and labyrinth sealing.
[0036]
In the electric power steering apparatus configured as described above, external air enters the first housing 8 from the key cylinder portion attached to one side of the first housing 8, and the intruding air enters the second housing. 9 enters the first housing portion 9a through a gap between the 10 needle bearing portions, and the seal ring 11e is provided between the first housing portion 9a and the second housing portion 9b in which the worm wheel 72 is housed. Therefore, it is possible to satisfactorily prevent moisture contained in the intruding air in the first housing portion 9a from entering the second housing portion 9b. Furthermore, since the lower end opening of the second housing portion 9b through which the second steering shaft 4 passes is sealed by the second rolling bearing 12 having the sealing ring 12e, moisture contained in external air Can be satisfactorily prevented from entering the second housing portion 9b.
[0037]
In this way, the rolling bearings 11 and 12 that support the second steering shaft 4 inside the second housing 9 favorably prevent moisture from entering the housing region of the worm wheel 72. And the swelling of the tooth part 72a by moisture can be suppressed favorably, without processing the 2nd steering shaft 4 specially, or increasing a number of parts. Therefore, an appropriate amount of backlash can be maintained satisfactorily, and the occurrence of clogging can be eliminated.
[0038]
Note that the communication path through which the second storage portion 9b and the third storage portion 9c communicate is a relatively small communication path in which the meshing portion of the worm wheel 72 with the worm 71 is inserted. Lubricating oil such as gear grease is applied between the meshing portion of the wheel 72 and the periphery of the worm 71 so that it is difficult to communicate therewith, so that the air in the third housing portion 9c is in the second housing portion 9b. There is little intrusion amount. Further, since the motor side opening of the third housing portion 9c that houses the worm 71 is closed by the motor 6, the outside air hardly enters the third housing portion 9c, and the third housing portion 9c. Since the motor side opening is sealed by the third rolling bearing 13 having the sealing ring 13a, the outside air is less likely to enter the third accommodating portion 9c.
[0039]
The first embodiment described above is a reference example, and in the first embodiment, the first rolling bearing 11 has a structure having the sealing rings 11e on both ends, but in addition, the sealing ring 11e only on one end. It is good also as a structure which has. Further, the sealing ring 11e may be a labyrinth seal in which the inner peripheral portion or the outer peripheral portion is not in contact, or a contact seal in which the inner peripheral portion or the outer peripheral portion is in contact.
[0040]
Embodiment 2
FIG. 5 is a sectional view showing the configuration of the second embodiment of the electric power steering apparatus, and FIG. 6 is an enlarged sectional view showing the configuration of the worm wheel portion.
[0041]
In the electric power steering apparatus according to the second embodiment, instead of using the first rolling bearing 11 having the sealing ring 11e as a moisture intrusion preventing member, the first fitting portion 4a and the second support hole 94 are used. The first rolling bearing 17 that does not have the sealing ring 11e is used as a bearing that supports the upper end side of the second steering shaft 4 using a sealing ring 16 for preventing moisture from flowing in contact therewith. Is.
[0042]
Sealing ring 16 is provided with a metal plate 16a having an annular flange on the outer periphery, coupled by vulcanization bonding to the metal plate 16a, and an elastic plate 16b of the synthetic rubber or the like having a lip on the inner periphery. In addition, the second accommodating portion 9b is provided with an annular convex portion 18 projecting from one end of the second support hole 94 in the radial direction.
[0043]
In the second embodiment, the annular flange of the sealing ring 16 is fitted and brought into contact with the second support hole 94, the inner peripheral edge is brought into contact with the second fitting portion 4b, and the lip is brought into contact with the first rolling bearing 17. As shown in FIG. 6, the inner peripheral edge of the elastic plate 16b is in contact with the second fitting portion 4b and the inner ring. An annular flange portion on the outer peripheral side of the sealing ring 16 is attached between the outer ring of the first rolling bearing 17 fitted in the second support hole 94 and the convex portion 18.
[0044]
In the second embodiment, it is possible to satisfactorily prevent moisture from entering the housing region of the worm wheel 72 using the fitting portion of the first rolling bearing 17, and the first rolling bearing 17 The sealing ring 16 can be easily attached by fitting into the second support hole 94.
[0045]
In the second embodiment, the sealing ring 16 may be used instead of the second rolling bearing 12 or may be used instead of the first and second rolling bearings 11 and 12. In this case, a bearing for supporting the second steering shaft 4 on the side where the seal ring 16 is arranged Ru can be used rolling bearings not having sealing ring 11e, 12e.
[0047]
Since other configurations and operations are the same as those of the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and detailed description and operations thereof are omitted.
[0048]
The reduction gear mechanism 7 of the embodiment described above is a worm gear provided with a drive gear 71 that is a worm and a driven gear 72 that is a worm wheel, and is also a driven gear that is a hypoid pinion and a driven wheel that is a hypoid wheel. It may be a hypoid gear provided with a gear. Further, the reduction gear mechanism may be a bevel gear.
[0049]
【The invention's effect】
According to the present invention, the seal ring contacts the rotating shaft and the inside of the housing to prevent moisture intrusion into the accommodation area of the driven gear. without or increased, the swelling of the teeth due to moisture can be satisfactorily suppressed, a proper backlash amount can be favorably maintained, it is possible to eliminate the occurrence of meshing clogging. Moreover, by incorporating the rolling bearing inside the housing, the sealing ring can be attached between the rolling bearing and the convex portion, and the assembling work of the sealing ring is easy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of an electric power steering apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing a configuration of a speed reduction mechanism and a torque sensor portion of the electric power steering apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration of a reduction gear mechanism and a motor portion of the electric power steering apparatus according to the present invention.
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing a configuration of a worm wheel portion of the electric power steering apparatus according to the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a configuration of a second embodiment of the electric power steering apparatus according to the present invention.
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view showing a configuration of a worm wheel portion of a second embodiment of the electric power steering apparatus according to the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a configuration of a conventional electric power steering apparatus.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a configuration of a speed reduction mechanism and a motor portion of a conventional electric power steering apparatus.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing another configuration of a conventional electric power steering apparatus.
[Explanation of symbols]
4 Second steering shaft (rotary shaft)
6 Motor 9 Second housing (housing)
11, 12 1st and 2nd rolling bearing (moisture intrusion prevention member)
11a, 12a Inner ring 11b, 12b Outer ring 11c, 12c Rolling elements 11e, 12e Sealing ring 16 Sealing ring 17 First rolling bearing 18 Convex part 71 Worm 72 Warm wheel 72a Tooth part

Claims (1)

操舵補助用のモータによって回転される駆動歯車と、該駆動歯車に噛合する合成樹脂製の歯部を有する従動歯車と、該従動歯車が収容されたハウジングと、該ハウジングを貫通し、前記従動歯車の回転を舵取機構に伝達する回転軸とを備え、前記モータの回転によって操舵補助するようにした電動パワーステアリング装置において、前記回転軸及びハウジングの内側に接触して前記従動歯車の収容領域へ湿気が侵入、流通するのを防ぐための封止環を前記ハウジング内に設けてあり、前記回転軸を前記ハウジングに支持する転がり軸受と、前記ハウジングの内側に前記転がり軸受の外輪と向き合うべく突設された凸部とを有しており、前記封止環は外周縁部に環状鍔を有する金属板と、該金属板に結合され、内周縁部を有する弾性板とを備え、前記環状鍔部分を前記転がり軸受の外輪と前記凸部との間で挾着してあり、前記弾性板の内周縁部を前記転がり軸受の内輪及び回転軸に接触させてあることを特徴とする電動パワーステアリング装置。A drive gear rotated by a steering assist motor; a driven gear having a synthetic resin tooth portion meshing with the drive gear; a housing in which the driven gear is housed; A rotating shaft that transmits the rotation of the motor to the steering mechanism, and in the electric power steering device that assists steering by the rotation of the motor , contacts the inner side of the rotating shaft and the housing to the accommodation region of the driven gear. A sealing ring for preventing moisture from entering and circulating is provided in the housing. The sealing ring includes a metal plate having an annular flange on an outer peripheral edge, and an elastic plate coupled to the metal plate and having an inner peripheral edge. Yes and挾着the annular flange portion between the outer ring and the convex portion of the rolling bearing, characterized in that the inner peripheral edge portion of the elastic plate are in contact with the inner ring and the rotary shaft of the rolling bearing Electric power steering device.
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