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JP4501068B2 - Electric power steering device - Google Patents
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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、ウォーム軸の一端を径方向ウォームホイール側に進退自在に支持し、付勢手段によってウォーム軸の一端を径方向ウォームホイール側に付勢することで、ウォーム軸およびウォームホイールの回転中心間の距離(いわゆる芯間距離)を自動的に調整してバックラッシをなくすことが提案されている(例えば特許文献1参照)。
特開2000−43739号公報
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, one end of the worm shaft is supported so as to be able to advance and retreat to the radial worm wheel side, and one end of the worm shaft is urged to the radial worm wheel side by the biasing means, so that the worm shaft and the rotation center of the worm wheel are It has been proposed to automatically adjust the distance (so-called center distance) to eliminate backlash (see, for example, Patent Document 1).
JP 2000-43739 A

ウォーム軸およびウォームホイールの歯の諸元からすると、実際にウォーム軸およびウォームホイールによって駆動が伝達されるときに、ウォーム軸がウォームホイールから受ける駆動反力の方向は、上記の付勢手段の付勢方向と異なっている。したがって、ウォーム軸およびウォームホイールの噛み合い部分に適正な予圧を負荷することができない。
また、ウォーム軸が正逆回転する場合に、その正方向への回転時と逆方向への回転時とでは、ウォーム軸がウォームホイールから受ける駆動反力の方向が異なる。これに対して、従来は、単一の付勢方向に付勢するのみであり、この点からも、噛み合い部分に適正な予圧を負荷することができない。
From the specifications of the teeth of the worm shaft and worm wheel, the direction of the driving reaction force that the worm shaft receives from the worm wheel when the drive is actually transmitted by the worm shaft and worm wheel is determined by the application of the biasing means. It is different from the trend direction. Therefore, an appropriate preload cannot be applied to the meshing portion of the worm shaft and the worm wheel.
Further, when the worm shaft rotates forward and backward, the direction of the driving reaction force that the worm shaft receives from the worm wheel differs between when rotating in the forward direction and when rotating in the reverse direction. On the other hand, conventionally, it is only urged in a single urging direction. From this point as well, an appropriate preload cannot be applied to the meshing portion.

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、噛み合い部分に適正な予圧を付与することができ騒音の発生を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。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an electric power steering device that can apply an appropriate preload to the meshing portion and suppress the generation of noise.

上記課題を解決するため、本発明は、操舵補助用の電動モータの出力軸に連結され第1の回転方向および第1の回転方向とは反対の第2の回転方向に回転可能なウォーム軸、およびウォーム軸に噛み合うウォームホイールを含み、操舵機構に動力を伝達するための伝動装置と、ウォーム軸をウォーム軸とウォームホイールとの中心間距離を短くする方向に付勢する付勢手段とを備え、上記付勢手段は、ウォーム軸を支持する軸受の周方向に離隔する複数箇所に付勢力を与える板ばねを含み、上記板ばねは、それぞれ上記軸受に付勢力を付与する第1および第2の付勢部を含み、上記第1の付勢部の付勢力は、ウォーム軸が上記第1の回転方向に回転したときに、ウォーム軸がウォームホイールから受ける駆動反力の径方向成分の反対方向に上記軸受を付勢し、上記第2の付勢部の付勢力は、ウォーム軸が上記第2の回転方向に回転したときに、ウォーム軸がウォームホイールから受ける駆動反力の径方向成分の反対方向に上記軸受を付勢し、第1および第2の付勢部の付勢力は互いに異なることを特徴とするものである。 In order to solve the above problems, the present invention provides a worm shaft connected to an output shaft of an electric motor for assisting steering and capable of rotating in a first rotational direction and a second rotational direction opposite to the first rotational direction , And a worm wheel meshing with the worm shaft, and a transmission device for transmitting power to the steering mechanism, and an urging means for urging the worm shaft in a direction to shorten the distance between the center of the worm shaft and the worm wheel. the biasing means, seen including a leaf spring providing a biasing force to a plurality of locations spaced apart in the circumferential direction of the bearing for supporting the worm shaft, said plate spring, first and second respectively impart a biasing force to the bearing The urging force of the first urging portion includes a radial component of a driving reaction force that the worm shaft receives from the worm wheel when the worm shaft rotates in the first rotation direction. Up in the opposite direction The urging force of the second urging portion urges the bearing, and the urging force of the second urging portion is opposite to the radial component of the driving reaction force that the worm shaft receives from the worm wheel when the worm shaft rotates in the second rotation direction. The bearing is biased, and the biasing forces of the first and second biasing portions are different from each other .

本発明では、軸受の周方向に離隔する複数箇所に付勢力を与えるので、ウォーム軸が正逆回転する場合において、その回転方向に応じた方向にその回転方向に応じた大きさの付勢力を付与することが可能となる。その結果、常に、噛み合い部分に適正な予圧を付与することができ、騒音の発生を抑制することができる。
また、上記板ばねは、それぞれ上記軸受に付勢力を付与する第1および第2の付勢部を含み、第1および第2の付勢部の付勢力は互いに異なるので、板ばねの各付勢部によって軸受を介してウォーム軸をその回転方向に応じた適正な方向へその回転方向に応じた適正な大きさの付勢力で付勢することが可能となる。
In the present invention, an urging force is applied to a plurality of locations separated in the circumferential direction of the bearing. Therefore, when the worm shaft rotates forward and backward, an urging force having a magnitude corresponding to the rotational direction is applied in the direction corresponding to the rotational direction. It becomes possible to grant. As a result, an appropriate preload can always be applied to the meshing portion, and noise generation can be suppressed.
The upper Symbol plate springs each comprise first and second biasing portions of imparting a biasing force to the bearing, since the biasing force of the first and second biasing portions are different from each other, each of the leaf springs The urging portion can urge the worm shaft via the bearing with an urging force having an appropriate magnitude according to the rotation direction in an appropriate direction according to the rotation direction.

また、本発明において、上記板ばねは、ベースと、ベースの一端および他端から傾斜状に延びてX字状に交差する一対の弾性片を含み、一対の弾性片によって上記第1および第2の付勢部が構成される場合がある。この場合、X字状に交差する一対の弾性片がたすき掛け状に軸受と接触してこれを弾性付勢することにより、軸受が上記の中心間距離を短くする方向以外の方向に変位することを効果的に抑制することができる。   In the present invention, the leaf spring includes a base and a pair of elastic pieces extending in an inclined manner from one end and the other end of the base and intersecting in an X shape, and the first and second portions are formed by a pair of elastic pieces. May be configured. In this case, the pair of elastic pieces intersecting in an X shape come into contact with the bearing in a slanting manner and elastically bias it so that the bearing is displaced in a direction other than the direction in which the distance between the centers is shortened. Can be effectively suppressed.

以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。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概略構成図である。
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。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic configuration 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用の車輪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、車輪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 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 the speed reducer 17 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 includes a worm shaft 18 that is rotationally driven by the electric motor 16 and a worm wheel 19 that meshes with the worm shaft 18 and is coupled to the lower shaft 3b of the steering shaft 3 so as to be integrally rotatable.
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 connected 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 that surrounds the cored bar 19a and has 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 ball bearings, for example.

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および第2の軸受22,23の外輪26,27は、減速機17のハウジング17aの対応する軸受保持孔28,29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 the corresponding positioning step portions 18d and 18e of the worm shaft 18 which are opposite to each other. The outer rings 26 and 27 of the first and second bearings 22 and 23 are held in corresponding bearing holding holes 28 and 29 of the housing 17a of the speed reducer 17.

第2の軸受23の外輪27の端面は、ハウジング17aの端壁17bに当接することで軸方向に位置決めされている。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35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36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。   The end surface of the outer ring 27 of the second bearing 23 is positioned in the axial direction by contacting the end wall 17b of the housing 17a. 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 36 screwed into the screw holes 35 connected to the corresponding bearing holding holes 28. And is positioned in the axial direction.

第2の軸受23のための軸受保持孔29は、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孔に形成されている。
具体的には、図3に示すように、軸受保持孔29は第2の軸受23の外輪27の外径よりも所定量大きな内径を有する円孔に構成されている。したがって、軸受保持孔29と第2の軸受23との両者の関係のみでは、第2の軸受23は任意の径方向に変位可能となる。しかるに、その変位可能な方向を、外輪27の外周面に嵌め合わされた、抑制手段としての環状の弾性部材30によって上記の方向X1,X2に規制し、これにより、上記方向X1,X2と直交する方向Vへの第2の軸受23の変位を抑制するようにしている。
The bearing holding hole 29 for the second bearing 23 has a longer and shorter center distance D1 between 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). It is formed in a hole that can be held so as to be deflectable in the directions X1 and X2.
Specifically, as shown in FIG. 3, the bearing holding hole 29 is configured as a circular hole having an inner diameter that is a predetermined amount larger than the outer diameter of the outer ring 27 of the second bearing 23. Therefore, the second bearing 23 can be displaced in an arbitrary radial direction only by the relationship between the bearing holding hole 29 and the second bearing 23. However, the displaceable direction is restricted to the above-described directions X1 and X2 by the annular elastic member 30 that is fitted to the outer peripheral surface of the outer ring 27 and serves as a restraining means, and is thereby orthogonal to the above-described directions X1 and X2. The displacement of the second bearing 23 in the direction V is suppressed.

すなわち、上記弾性部材30は、例えば合成樹脂からなる。弾性部材30は、環状をなす主体部31と、主体部31の外周面に形成されたリブ32,33とを備える。各リブ32,33は、主体部31の外周面から、上記中心間距離D1が長短する方向X1,X2と直交する方向Vに突出して軸受保持孔29の内周面に弾性的に接触している。各リブ32,33として、それぞれ1ないし複数が設けられる。例えば、第2の軸受23が軸受保持孔29と同心の位置にあるときに、リブ32,33が設けられていない主体部31の残りの部分と軸受保持孔29の内周面との間には隙間が設けられるようになっている。   That is, the elastic member 30 is made of, for example, a synthetic resin. The elastic member 30 includes an annular main body 31 and ribs 32 and 33 formed on the outer peripheral surface of the main body 31. The ribs 32 and 33 protrude from the outer peripheral surface of the main body 31 in a direction V perpendicular to the direction X1 and X2 in which the center-to-center distance D1 increases and decreases, and elastically contact the inner peripheral surface of the bearing holding hole 29. Yes. One or more ribs 32 and 33 are provided. For example, when the second bearing 23 is concentric with the bearing holding hole 29, it is between the remaining portion of the main body portion 31 where the ribs 32 and 33 are not provided and the inner peripheral surface of the bearing holding hole 29. Is provided with a gap.

これにより、第2の軸受23および弾性部材30は、上記中心間距離D1が長短する方向X1,X2に沿って偏倚可能に軸受保持孔29により保持されることになる。また、リブ32,33は、第2の軸受23が上記方向X1,X2と交差する方向としての上記直交する方向Vへ変位することを抑制する。
そして、第2の軸受23は、付勢部材60によって弾性部材30を介して上記中心間距離D1が短くなる方向X2に弾性的に付勢されている。
Thus, the second bearing 23 and the elastic member 30 are held by the bearing holding hole 29 so as to be capable of being deflected along the directions X1 and X2 in which the center distance D1 is increased or decreased. Further, the ribs 32 and 33 suppress the displacement of the second bearing 23 in the orthogonal direction V as the direction intersecting the directions X1 and X2.
The second bearing 23 is elastically urged by the urging member 60 via the elastic member 30 in the direction X2 in which the center distance D1 is shortened.

具体的には、ハウジング17aは軸受保持孔29の軸心と直交する方向に開放するねじ孔70を形成しており、そのねじ孔70にねじ部材71がねじ込まれている。このねじ部材71が上記の付勢部材60を保持する凹部からなる保持部72を有している。
図3および図4を参照して、付勢部材60は保持部72の底72aと第2の軸受23の外輪27を覆う弾性部材30との間に介在する板ばねからなる。その板ばねは、保持部72の底72aにより受けられる平板からなるベース61と、それぞれ第2の軸受23に付勢力F1,F2を付与する第1および第2の付勢部62,63とを含む。
Specifically, the housing 17 a has a screw hole 70 that opens in a direction perpendicular to the axis of the bearing holding hole 29, and a screw member 71 is screwed into the screw hole 70. The screw member 71 has a holding portion 72 that is a concave portion that holds the biasing member 60.
With reference to FIGS. 3 and 4, the urging member 60 includes a leaf spring interposed between the bottom 72 a of the holding portion 72 and the elastic member 30 covering the outer ring 27 of the second bearing 23. The leaf spring includes a base 61 made of a flat plate received by the bottom 72a of the holding portion 72, and first and second urging portions 62 and 63 that apply urging forces F1 and F2 to the second bearing 23, respectively. Including.

図3を参照して、保持部72はベース61の一端611および他端612をそれぞれ受ける内壁72b,72cを有している。これにより、保持部72は、ベース61が第2の軸受23の周方向に変位することを規制している。
図3および図4を参照して、第1および第2の付勢部62,63は、ベース61の一端611および他端612から傾斜状に延びてX字状に交差する一対の長尺の弾性片からなる。第1および第2の付勢部62,63は、ベース61によってそれぞれ片持ち支持されている。それぞれ弾性片からなる第1および第2の付勢部62,63は、第2の軸受23の周方向に離隔する複数箇所に弾性部材30を介して付勢力F1,F2を与えることになる。
Referring to FIG. 3, holding portion 72 has inner walls 72 b and 72 c that receive one end 611 and the other end 612 of base 61, respectively. Thereby, the holding portion 72 restricts the base 61 from being displaced in the circumferential direction of the second bearing 23.
Referring to FIGS. 3 and 4, the first and second urging portions 62 and 63 are a pair of long lengths extending in an inclined shape from one end 611 and the other end 612 of the base 61 and intersecting in an X shape. It consists of an elastic piece. The first and second urging portions 62 and 63 are cantilevered by the base 61. The first and second urging portions 62 and 63 made of elastic pieces respectively apply urging forces F1 and F2 to the plurality of locations separated in the circumferential direction of the second bearing 23 via the elastic member 30.

また、図4に示すように、第1の付勢部62を構成する弾性片は2本であり、第2の付勢部63を構成する弾性片は1本が設けられ、第2の付勢部63の弾性片が第1の付勢部62の2本の弾性片の間に入り込む態様をなして、第1および第2の付勢部62,63の弾性片が互いにX字状に交差している。第1および第2の付勢部62,63は、互いの弾性片の数を異ならせることにより、互いの付勢力F1,F2を異ならせている。互いの弾性片の長さや幅を異ならせることにより、互いの付勢力F1,F2を異ならせることもできる。   In addition, as shown in FIG. 4, there are two elastic pieces constituting the first urging portion 62, and one elastic piece constituting the second urging portion 63 is provided. The elastic piece of the urging portion 63 is inserted between the two elastic pieces of the first urging portion 62 so that the elastic pieces of the first and second urging portions 62 and 63 are X-shaped with each other. Crossed. The first and second urging portions 62 and 63 make the urging forces F1 and F2 different from each other by making the number of elastic pieces different from each other. By making the lengths and widths of the elastic pieces different from each other, the urging forces F1 and F2 can be made different.

図3に示すように、第1の付勢部62の付勢力F1は、ウォーム軸18が第1の回転方向R1に回転したときに、ウォーム軸18がウォームホイール19から受ける駆動反力の径方向成分G1の反対方向に上記径方向成分G1に抗する力として第2の軸受23を付勢する。
同様に、第2の付勢部63の付勢力F2は、ウォーム軸18が第2の回転方向R2に回転したときに、ウォーム軸18がウォームホイール19から受ける駆動反力の径方向成分G2の反対方向に上記径方向成分G2に抗する力として第2の軸受23を付勢する。
As shown in FIG. 3, the urging force F1 of the first urging portion 62 is the diameter of the driving reaction force that the worm shaft 18 receives from the worm wheel 19 when the worm shaft 18 rotates in the first rotation direction R1. The second bearing 23 is urged as a force against the radial component G1 in the direction opposite to the directional component G1.
Similarly, the urging force F2 of the second urging portion 63 is the radial component G2 of the driving reaction force that the worm shaft 18 receives from the worm wheel 19 when the worm shaft 18 rotates in the second rotation direction R2. The second bearing 23 is urged as a force against the radial component G2 in the opposite direction.

各付勢部62,63を構成する弾性片がそれぞれ接触する弾性部材30の周方向位置は、弾性片の形状の変更等により、適宜に調整することができる。
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。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。
The circumferential position of the elastic member 30 with which the elastic pieces constituting the urging portions 62 and 63 come into contact can be appropriately adjusted by changing the shape of the elastic pieces.
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 engaging members 41 and 42, and a second engaging member 42 connected to the first end 18a of the first end 18a so as to be integrally rotatable. And an elastic member 43 for transmitting torque. 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.

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。
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。
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.
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.

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。
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。
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.
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45の動力伝達面57,58をそれぞれ含む。
本実施の形態によれば、第2の軸受23の周方向に離隔する複数箇所に板ばねからなる付勢部材60によって付勢力を与えるので、ウォーム軸18が正逆回転する場合において、その回転方向R1,R2に応じた方向にその回転方向R1,R2に応じた大きさの付勢力F1,F2を付与することが可能となる。その結果、常に、噛み合い部分に適正な予圧を付与することができ、騒音の発生を抑制することができる。
As shown in FIGS. 5 and 6, the first and second engagement protrusions 55 and 56 include power transmission surfaces 57 and 58 of the corresponding engagement arm 45 of the elastic member 43, respectively.
According to the present embodiment, an urging force is applied by the urging member 60 made of a leaf spring to a plurality of locations spaced apart in the circumferential direction of the second bearing 23. Therefore, when the worm shaft 18 rotates forward and backward, its rotation It is possible to apply urging forces F1 and F2 having magnitudes corresponding to the rotation directions R1 and R2 in the direction corresponding to the directions R1 and R2. As a result, an appropriate preload can always be applied to the meshing portion, and noise generation can be suppressed.

また、付勢部材60を構成する板ばねに第1および第2の付勢部62,63を設けると共に、これらの付勢部62,63の付勢力を互いに異ならせてあるので、各付勢部62,63によって、第2の軸受23を介してウォーム軸18をその回転方向R1,R2に応じた適正な方向へ、その回転方向に応じた適正な大きさの付勢力F1,F2で付勢することが可能となる。   Further, the first and second urging portions 62 and 63 are provided on the leaf spring constituting the urging member 60, and the urging forces of these urging portions 62 and 63 are different from each other. The parts 62 and 63 attach the worm shaft 18 to the appropriate direction according to the rotation directions R1 and R2 via the second bearing 23 with the urging forces F1 and F2 having the appropriate magnitude according to the rotation direction. It will be possible to

しかも、第1および第2の付勢部62,63をX字状に交差する一対の弾性片により構成した。したがって、X字状に交差する一対の弾性片がたすき掛け状に第2の軸受23と接触してこれを弾性付勢することにより、第2の軸受23が中心間距離D1を長短する方向X1,X2以外の方向に変位することを効果的に抑制することができる。
さらに、第2の軸受23と軸受保持孔29との間に介在する、リブ32,33付きの弾性部材30によって、第2の軸受23が中心間距離D1を長短する方向X1,X2以外の方向に変位することを抑制することにより、ウォーム軸18とウォームホイール19の噛み合い予圧をより適正化することができる。
Moreover, the first and second urging portions 62 and 63 are constituted by a pair of elastic pieces that intersect in an X shape. Therefore, a direction X1 in which the second bearing 23 increases or decreases the center distance D1 by the pair of elastic pieces intersecting in an X shape coming into contact with the second bearing 23 and urging it elastically. , X2 can be effectively suppressed from being displaced in directions other than X2.
Further, directions other than the directions X1 and X2 in which the second bearing 23 increases or decreases the center distance D1 by the elastic member 30 with the ribs 32 and 33 interposed between the second bearing 23 and the bearing holding hole 29. By suppressing the displacement, the meshing preload between the worm shaft 18 and the worm wheel 19 can be made more appropriate.

また、弾性部材30によって第2の軸受23と軸受保持孔29との間の打音の発生を防止することができる。特に、弾性部材30のリブ32,33によって打音の発生を確実に防止することができる。
次いで、図7は本発明の別の実施の形態を示している。図7を参照して、本実施の形態が図3の実施の形態と異なるのは、付勢部材60Aの第1および第2の付勢部62A,63Aを各1本の弾性片により構成した点、各弾性片の先端部に第2の軸受23の外輪27に沿う円弧状部64を形成した点である。
In addition, the elastic member 30 can prevent the generation of hitting sound between the second bearing 23 and the bearing holding hole 29. In particular, the occurrence of hitting sound can be reliably prevented by the ribs 32 and 33 of the elastic member 30.
FIG. 7 shows another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 7, this embodiment is different from the embodiment of FIG. 3 in that the first and second urging portions 62A and 63A of the urging member 60A are each constituted by one elastic piece. The point is that an arcuate portion 64 is formed along the outer ring 27 of the second bearing 23 at the tip of each elastic piece.

また、弾性部材30を廃止し、円孔からなる軸受保持孔29の内周面に、互いの間に二面幅を形成する一対の平坦部291,292を設け、平坦部291,292によって、第2の軸受23が、中心間距離D1が長短する方向X1,X2と直交する方向Vへ変位することを抑制するようにした。
本実施の形態においても、図3の実施の形態と同様の作用効果を奏することができ、噛み合い部分に適正な予圧を付与することができると共に、騒音の発生を抑制することができる。
Further, the elastic member 30 is abolished, and a pair of flat portions 291 and 292 are formed on the inner peripheral surface of the bearing holding hole 29 formed of a circular hole so as to form a two-surface width therebetween. The second bearing 23 is prevented from being displaced in the direction V perpendicular to the directions X1 and X2 in which the center distance D1 is longer or shorter.
Also in the present embodiment, the same operational effects as those of the embodiment of FIG. 3 can be obtained, an appropriate preload can be applied to the meshing portion, and the generation of noise can be suppressed.

次いで、図9Aは本発明のさらに別の実施の形態を示している。図9Aおよび図9Bを参照して、本実施の形態では、ウォーム軸18の第2の端部18bの端面に、例えば円錐状テーパ面からなる保持凹部18fが設けられ、この保持凹部18fに鋼製のボール80が保持されている。一方、ハウジング17aの端壁17bに形成した開口部17dに、合成樹脂製の蓋部材81が例えば圧入により固定されている。   9A shows yet another embodiment of the present invention. With reference to FIGS. 9A and 9B, in the present embodiment, a holding recess 18f made of, for example, a conical tapered surface is provided on the end face of second end portion 18b of worm shaft 18, and steel is provided in this holding recess 18f. A made ball 80 is held. On the other hand, a synthetic resin lid member 81 is fixed to the opening 17d formed in the end wall 17b of the housing 17a by, for example, press fitting.

蓋部材81には、中心間距離D1が長短する方向X1,X2に沿って延びる案内溝82が形成されており、この案内溝82によってボール80が中心間距離D1が長短する方向X1,X2に沿って変位するように案内される。これにより、ウォーム軸18の第2の端部18bの偏倚方向が中心間距離D1が長短する方向X1,X2に規制される。
本実施の形態では、簡単な構造を用いて、ウォーム軸18の偏倚方向を規制することができ、常に適正な噛み合い予圧を与えることができる。特に、ボール80を用いることにより、ウォーム軸18をスムーズに偏倚させることができる。しかも、ボール80と摺接する蓋部材81を合成樹脂製としたので、騒音低減効果を高くすることができる。
The lid member 81 is formed with guide grooves 82 extending along the directions X1 and X2 in which the center distance D1 increases and decreases, and the guide groove 82 causes the ball 80 to extend in the directions X1 and X2 in which the center distance D1 increases and decreases. It is guided to be displaced along. As a result, the deflection direction of the second end portion 18b of the worm shaft 18 is restricted to the directions X1 and X2 in which the center distance D1 increases or decreases.
In the present embodiment, the deflection direction of the worm shaft 18 can be regulated using a simple structure, and an appropriate meshing preload can always be applied. In particular, by using the ball 80, the worm shaft 18 can be smoothly deflected. In addition, since the lid member 81 that is in sliding contact with the ball 80 is made of synthetic resin, the noise reduction effect can be enhanced.

次いで、図10は本発明のさらに別の実施の形態を示している。図10を参照して、本実施の形態では、電動モータ16の出力軸20とウォーム軸18とを連結する動力伝達継手21Aとして、ウォーム軸18の第1の端部18aに例えば圧入やスプライン嵌合により一体回転可能に連結された筒状の継手本体85と、継手本体85と出力軸20とに跨がるように両者に巻かれて両者を連結する圧縮コイルばね等の弾性部材86とを備える。弾性部材86の一端86aは例えば溶接により継手本体85に固定され、弾性部材86の他端86bは例えば溶接により出力軸20の外周に固定されている。   Next, FIG. 10 shows still another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 10, in the present embodiment, as a power transmission joint 21A for connecting the output shaft 20 of the electric motor 16 and the worm shaft 18, for example, press fitting or spline fitting to the first end 18a of the worm shaft 18 is performed. A cylindrical joint body 85 coupled so as to be integrally rotatable, and an elastic member 86 such as a compression coil spring that is wound around the joint body 85 and the output shaft 20 so as to straddle the joint body 85 and the output shaft 20. Prepare. One end 86a of the elastic member 86 is fixed to the joint body 85 by welding, for example, and the other end 86b of the elastic member 86 is fixed to the outer periphery of the output shaft 20 by welding, for example.

動力伝達継手21Aは、その弾性部材86によって出力軸20とウォーム軸18との間で動力伝達する。また、弾性部材86はウォーム軸18を第2の軸受23側(図10において左方)へ弾性的に付勢する。また、弾性部材86はウォーム軸18の軸線が出力軸20の軸線に対して傾斜(チルト)することを許容する。
一方、第2の軸受23の外輪27と軸受保持孔29との間には、例えばゴム製の筒状の弾性部材87が介在している。弾性部材87はその一端に環状側壁88を有しており、この環状側壁88は第2の軸受23の外輪27の端面とハウジング17aの端壁17bとの間に挟持されている。また、第2の軸受23の内輪25の内周面および、これに嵌合するウォーム軸18の第2の端部18bの少なくとも一方に、ウォーム軸18の揺動を許容するためのクラウニングが施され、所定の曲率が与えられている。他方、第1の軸受22には、ウォーム軸18の揺動に見合う軸受隙間が設定されている。
The power transmission joint 21 </ b> A transmits power between the output shaft 20 and the worm shaft 18 by the elastic member 86. The elastic member 86 elastically biases the worm shaft 18 toward the second bearing 23 (left side in FIG. 10). Further, the elastic member 86 allows the axis of the worm shaft 18 to tilt (tilt) with respect to the axis of the output shaft 20.
On the other hand, between the outer ring 27 of the second bearing 23 and the bearing holding hole 29, for example, a rubber cylindrical elastic member 87 is interposed. The elastic member 87 has an annular side wall 88 at one end, and the annular side wall 88 is sandwiched between the end surface of the outer ring 27 of the second bearing 23 and the end wall 17b of the housing 17a. Further, crowning for allowing the worm shaft 18 to swing is applied to at least one of the inner peripheral surface of the inner ring 25 of the second bearing 23 and the second end portion 18b of the worm shaft 18 fitted thereto. And a predetermined curvature is given. On the other hand, the first bearing 22 is provided with a bearing gap corresponding to the swing of the worm shaft 18.

本実施の形態では、ウォーム軸18とウォームホイール19とを負の隙間を持たせて組み立てるとともに、弾性部材86を用いてウォーム軸18とウォームホイール19との中心間距離D1を自動調整する。   In the present embodiment, the worm shaft 18 and the worm wheel 19 are assembled with a negative gap, and the center distance D1 between the worm shaft 18 and the worm wheel 19 is automatically adjusted using the elastic member 86.

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. 付勢部材の斜視図である。It is a perspective view of a biasing member. 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. 本発明の別の実施の形態の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 the electric power steering apparatus of another embodiment of this invention. 図7の実施の形態の付勢部材の斜視図である。It is a perspective view of the urging member of the embodiment of FIG. 図9Aは、本発明の別の実施の形態の電動パワーステアリング装置の要部の断面図であり、図9Bは図9Aの9B−9B線に沿う断面図である。9A is a cross-sectional view of a main part of an electric power steering apparatus according to another embodiment of the present invention, and FIG. 9B is a cross-sectional view taken along line 9B-9B of FIG. 9A. 本発明の別の実施の形態の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 the electric power steering apparatus of another embodiment of this invention.

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
10 タイロッド
11 車輪
A 操舵機構
16 電動モータ
17 減速機
17a ハウジング
18 ウォーム軸
19 ウォームホイール
20 電動モータの出力軸
21,21A 動力伝達継手
29 軸受保持孔
30 弾性部材(中心間距離を短くする方向と交差する方向へ軸受が変位することを抑制 する手段)
31 主体部
32,33 リブ
60,60A 付勢部材
61 ベース
611 一端
612 他端
62,62A 第1の付勢部(弾性片)
63,63A 第2の付勢部(弾性片)
64 円弧状部
71 ねじ部材
72 保持部
80 ボール
81 蓋部材
82 案内溝
85 継手本体
86 弾性部材
87 弾性部材
88 環状側壁
X1 中心間距離を長くする方向
X2 中心間距離を短くする方向
V 直交する方向(交差する方向)
R1 第1の回転方向
R2 第2の回転方向
F1,F2 付勢力
G1,G2 駆動反力の径方向成分
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric power steering apparatus 2 Steering member 3 Steering shaft 5 Intermediate shaft 7 Pinion shaft 8 Rack bar 10 Tie rod 11 Wheel A Steering mechanism 16 Electric motor 17 Reduction gear 17a Housing 18 Worm shaft 19 Worm wheel 20 Output shafts 21 and 21A of the electric motor Power transmission joint 29 Bearing holding hole 30 Elastic member (means for suppressing the displacement of the bearing in the direction intersecting the direction of shortening the center-to-center distance)
31 Main part 32, 33 Rib 60, 60A Energizing member 61 Base 611 One end 612 Other end 62, 62A First energizing part (elastic piece)
63, 63A Second urging portion (elastic piece)
64 Arc-shaped portion 71 Screw member 72 Holding portion 80 Ball 81 Lid member 82 Guide groove 85 Joint body 86 Elastic member 87 Elastic member 88 Annular side wall X1 Direction to increase the center-to-center distance X2 Direction to decrease the center-to-center distance V Direction to be orthogonal (Intersection direction)
R1 First rotational direction R2 Second rotational direction F1, F2 Energizing force G1, G2 Radial component of driving reaction force

Claims (2)

操舵補助用の電動モータの出力軸に連結され第1の回転方向および第1の回転方向とは反対の第2の回転方向に回転可能なウォーム軸、およびウォーム軸に噛み合うウォームホイールを含み、操舵機構に動力を伝達するための伝動装置と、
ウォーム軸をウォーム軸とウォームホイールとの中心間距離を短くする方向に付勢する付勢手段とを備え、
上記付勢手段は、ウォーム軸を支持する軸受の周方向に離隔する複数箇所に付勢力を与える板ばねを含み、
上記板ばねは、それぞれ上記軸受に付勢力を付与する第1および第2の付勢部を含み、 上記第1の付勢部の付勢力は、ウォーム軸が上記第1の回転方向に回転したときに、ウォーム軸がウォームホイールから受ける駆動反力の径方向成分の反対方向に上記軸受を付勢し、
上記第2の付勢部の付勢力は、ウォーム軸が上記第2の回転方向に回転したときに、ウォーム軸がウォームホイールから受ける駆動反力の径方向成分の反対方向に上記軸受を付勢し、
第1および第2の付勢部の付勢力は互いに異なる電動パワーステアリング装置。
A steering wheel includes a worm shaft connected to an output shaft of an electric motor for assisting steering and capable of rotating in a first rotational direction and a second rotational direction opposite to the first rotational direction , and a worm wheel meshing with the worm shaft. A transmission device for transmitting power to the mechanism;
Urging means for urging the worm shaft in a direction that shortens the distance between the center of the worm shaft and the worm wheel;
It said biasing means, seen including a leaf spring providing a biasing force to a plurality of locations spaced apart in the circumferential direction of the bearing for supporting the worm shaft,
The leaf spring includes first and second urging portions that respectively apply an urging force to the bearing, and the urging force of the first urging portion is obtained by rotating the worm shaft in the first rotation direction. Sometimes the worm shaft urges the bearing in a direction opposite to the radial component of the driving reaction force received from the worm wheel,
The urging force of the second urging portion urges the bearing in a direction opposite to the radial component of the driving reaction force received by the worm shaft from the worm wheel when the worm shaft rotates in the second rotation direction. And
An electric power steering device in which the urging forces of the first and second urging portions are different from each other .
請求項において、上記板ばねは、ベースと、ベースの一端および他端から傾斜状に延びてX字状に交差する一対の弾性片を含み、一対の弾性片によって上記第1および第2の付勢部が構成される電動パワーステアリング装置。 2. The leaf spring according to claim 1, wherein the leaf spring includes a base and a pair of elastic pieces extending in an inclined manner from one end and the other end of the base and intersecting in an X shape, and the first and second elastic pieces are formed by a pair of elastic pieces. An electric power steering device including an urging unit.
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