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JP2010149574A - Electric power steering device - Google Patents

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JP2010149574A
JP2010149574A JP2008327606A JP2008327606A JP2010149574A JP 2010149574 A JP2010149574 A JP 2010149574A JP 2008327606 A JP2008327606 A JP 2008327606A JP 2008327606 A JP2008327606 A JP 2008327606A JP 2010149574 A JP2010149574 A JP 2010149574A
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JP
Japan
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gear
main body
shaft
annular
shaft main
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP2008327606A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazufumi Watanabe
一史 渡邉
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.)
JTEKT Corp
Original Assignee
JTEKT Corp
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Publication date
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Priority to JP2008327606A priority Critical patent/JP2010149574A/en
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Abstract

【課題】歯車減速機構を構成するはすば歯車のスラスト方向への急激な変位を抑制することにより、歯打ち音の発生を抑制できる電動パワーステアリング装置を提供する。
【解決手段】歯車減速機構を構成する少なくとも1つの歯車は、金属製の軸本体33aと、軸本体の外周側に配設されるはすば歯車からなる金属製の環状歯車43と、軸本体と環状歯車との間の環状の空間部に介在され軸本体と環状歯車とを弾性結合する弾性リング45からなり、弾性リングは、環状歯車を軸本体に対して径方向および軸線方向に相対移動可能に弾性結合するように構成されている。
【選択図】図3
An electric power steering device capable of suppressing the generation of rattling noise by suppressing a sudden displacement in a thrust direction of a helical gear constituting a gear reduction mechanism.
At least one gear constituting a gear reduction mechanism includes a metal shaft main body 33a, a metal annular gear 43 including a helical gear disposed on the outer peripheral side of the shaft main body, and a shaft main body. And an annular ring between the ring gear and an elastic ring 45 that elastically couples the shaft body and the ring gear. The elastic ring moves the ring gear relative to the shaft body in the radial direction and the axial direction. It is configured to be elastically coupled as possible.
[Selection] Figure 3

Description

本発明は、歯車減速機構の歯打ち音を抑制できるようにした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 device that can suppress gear rattling noise of a gear reduction mechanism.

電動パワーステアリング装置には、例えば、特許文献1に記載されているように、ラック軸に形成したボールねじ軸にボールを介して螺合する回転可能なボールナットと平行に電動モータを配置し、電動モータのモータシャフトに駆動歯車を連結するとともに、ボールナットに被動歯車を設け、これら駆動歯車と被動歯車とを中間歯車を介して噛合させた歯車減速機構を備えたモータ平行タイプの電動パワーステアリング装置がある。
特開2008−105649号公報
In the electric power steering device, for example, as described in Patent Document 1, an electric motor is arranged in parallel with a rotatable ball nut that is screwed through a ball to a ball screw shaft formed on a rack shaft, A motor parallel type electric power steering system having a gear reduction mechanism in which a driving gear is connected to a motor shaft of an electric motor, a driven gear is provided on a ball nut, and the driving gear and the driven gear are engaged via an intermediate gear. There is a device.
JP 2008-105649 A

この種の電動パワーステアリング装置においては、ステアリングホイール(ハンドル)を小刻みに操舵した場合、電動モータによって駆動歯車が急激な回転方向変化を繰り返す。歯車減速機構の駆動歯車、被動歯車および中間歯車が、はすば歯車にて構成されているものでは、駆動歯車が急激な回転方向変化を繰り返すと、中間歯車にはスラスト方向の力が加わる。そして、歯車相互のバックラッシュや、各歯車を支持する軸受のガタ等の影響により、中間歯車はスラスト方向に急激に変位する。この中間歯車のスラスト方向への急激な変位によって、歯打ち音が発生する問題がある。この歯打ち音を抑制するためには、中間歯車のスラスト方向の変位を抑制する必要がある。   In this type of electric power steering device, when the steering wheel (steering wheel) is steered in small increments, the drive gear repeats a sudden change in the rotational direction by the electric motor. In the case where the driving gear, driven gear, and intermediate gear of the gear reduction mechanism are constituted by helical gears, thrust in the thrust direction is applied to the intermediate gear when the driving gear repeats a sudden rotation direction change. The intermediate gear is suddenly displaced in the thrust direction due to the backlash between the gears and the influence of the backlash of the bearing that supports each gear. There is a problem that rattling noise is generated due to the sudden displacement of the intermediate gear in the thrust direction. In order to suppress this rattling noise, it is necessary to suppress the displacement of the intermediate gear in the thrust direction.

本発明は、上記した従来の問題を解消するためになされたもので、歯車減速機構を構成するはすば歯車のスラスト方向への急激な変位を抑制することにより、歯打ち音の発生を抑制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ものである。   The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and suppresses the occurrence of rattling noise by suppressing abrupt displacement of the helical gear constituting the gear reduction mechanism in the thrust direction. It is an object of the present invention to provide an electric power steering device that can be used.

上記の課題を解決するため、請求項1に係る発明の特徴は、電動モータによって駆動される駆動歯車および被動歯車を有する歯車減速機構ならびに該歯車減速機構を介して作動されるボールねじ機構を用いて操舵補助する電動パワーステアリング装置であって、前記歯車減速機構を構成する少なくとも1つの歯車は、金属製の軸本体と、該軸本体の外周側に配設されるはすば歯車からなる金属製の環状歯車と、前記軸本体と前記環状歯車との間の環状の空間部に介在され前記軸本体と前記環状歯車とを弾性結合する弾性リングからなり、該弾性リングは、前記環状歯車を前記軸本体に対して径方向および軸線方向に相対移動可能に弾性結合するように構成されていることである。   In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 uses a gear reduction mechanism having a drive gear and a driven gear driven by an electric motor, and a ball screw mechanism operated via the gear reduction mechanism. An electric power steering device for assisting steering by the at least one gear constituting the gear reduction mechanism is a metal comprising a metal shaft main body and a helical gear disposed on the outer peripheral side of the shaft main body. And an elastic ring that is interposed in an annular space between the shaft main body and the annular gear and elastically couples the shaft main body and the annular gear. It is configured to be elastically coupled to the shaft main body so as to be relatively movable in the radial direction and the axial direction.

請求項2に係る発明の特徴は、請求項1において、前記軸本体の外周には、両端部に向かって径が拡大する逆テーパ面が形成され、前記環状歯車の内周には、軸本体の逆テーパ面に補合する形状の逆テーパ面が形成され、前記軸本体の外周と前記環状歯車の内周との間に断面V字形の前記弾性リングが固定されていることである。   The invention according to claim 2 is characterized in that, in claim 1, a reverse tapered surface whose diameter increases toward both ends is formed on the outer periphery of the shaft main body, and the shaft main body is formed on the inner periphery of the annular gear. A reverse taper surface having a shape complementary to the reverse taper surface is formed, and the elastic ring having a V-shaped cross section is fixed between the outer periphery of the shaft body and the inner periphery of the annular gear.

請求項3に係る発明の特徴は、請求項2において、前記弾性リングが、ゴム材料から形成されており、前記軸本体の外周と前記環状歯車の内周との間に加硫接着によって固定されていることである。   The invention according to claim 3 is characterized in that, in claim 2, the elastic ring is made of a rubber material, and is fixed between the outer periphery of the shaft body and the inner periphery of the annular gear by vulcanization adhesion. It is that.

請求項4に係る発明の特徴は、請求項1において、前記軸本体の外周には、軸方向の片側にテーパ面が形成されるとともに、他側にストレート部が形成され、前記環状歯車の内周に前記弾性リングが接着され、前記弾性リングを接着した前記環状歯車をテーパコーンを用いて前記軸本体に固定するようにしたことである。   According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect, the outer periphery of the shaft main body is formed with a tapered surface on one side in the axial direction and a straight portion on the other side. The elastic ring is bonded to the periphery, and the annular gear to which the elastic ring is bonded is fixed to the shaft body using a taper cone.

請求項1に係る発明によれば、歯車減速機構を構成する少なくとも1つの歯車は、金属製の軸本体と、軸本体の外周側に配設されるはすば歯車からなる金属製の環状歯車と、軸本体と環状歯車との間の環状の空間部に介在され軸本体と環状歯車とを弾性結合する弾性リングからなり、弾性リングは、環状歯車を軸本体に対して径方向および軸線方向に相対移動可能に弾性結合するように構成されているので、電動モータによって駆動歯車が急激な回転方向変化を繰り返すことにより、はすば歯車がスラスト方向に急激に変位することを抑制でき、歯打ち音の発生を抑制することができる。   According to the first aspect of the present invention, at least one gear constituting the gear reduction mechanism is made of a metal annular gear including a metal shaft main body and a helical gear disposed on the outer peripheral side of the shaft main body. And an elastic ring that is interposed in an annular space between the shaft main body and the annular gear and elastically couples the shaft main body and the annular gear, and the elastic ring has a radial direction and an axial direction with respect to the shaft main body. Since the drive gear is abruptly changed in the rotational direction by the electric motor, the helical gear can be prevented from being suddenly displaced in the thrust direction by the electric motor. Generation of a hitting sound can be suppressed.

請求項2に係る発明によれば、軸本体の外周には、両端部に向かって径が拡大する逆テーパ面が形成され、環状歯車の内周には、軸本体の逆テーパ面に補合する形状の逆テーパ面が形成され、軸本体の外周と環状歯車の内周との間に断面V字形の弾性リングが固定されているので、断面V字形の弾性リングを軸本体の外周と環状歯車の内周との間に固定するだけの簡単な構成で、環状歯車を軸本体に径方向および軸線方向に相対移動可能に弾性結合することができる。   According to the second aspect of the present invention, the outer periphery of the shaft body is formed with a reverse tapered surface whose diameter increases toward both ends, and the inner periphery of the annular gear is complemented with the reverse tapered surface of the shaft body. A reverse-tapered surface is formed, and an elastic ring having a V-shaped cross section is fixed between the outer periphery of the shaft body and the inner periphery of the annular gear. The annular gear can be elastically coupled to the shaft body so as to be relatively movable in the radial direction and the axial direction with a simple configuration that is fixed between the inner periphery of the gear.

請求項3に係る発明の特徴は、弾性リングがゴム材料から形成されており、軸本体の外周と環状歯車の内周との間に加硫接着によって固定されているので、弾性リングを軸本体の外周と環状歯車の内周との間に簡単かつ確実に固定することができる。   The invention according to claim 3 is characterized in that the elastic ring is formed of a rubber material and is fixed by vulcanization adhesion between the outer periphery of the shaft main body and the inner periphery of the annular gear. Can be easily and reliably fixed between the outer periphery of the ring gear and the inner periphery of the annular gear.

請求項4に係る発明によれば、軸本体の外周には、軸方向の片側にテーパ面が形成されるとともに、他側にストレート部が形成され、環状歯車の内周に弾性リングが接着され、弾性リングを接着した環状歯車をテーパコーンを用いて軸本体に固定するようにしたので、テーパコーンによって弾性リングを接着した環状歯車を軸本体に容易に組付けることができる。   According to the invention of claim 4, a taper surface is formed on one side in the axial direction on the outer periphery of the shaft body, a straight portion is formed on the other side, and an elastic ring is bonded to the inner periphery of the annular gear. Since the annular gear to which the elastic ring is bonded is fixed to the shaft body using the taper cone, the annular gear to which the elastic ring is bonded by the taper cone can be easily assembled to the shaft body.

以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は、本発明の実施の形態に係るモータ平行タイプの電動パワーステアリング装置10の模式図を示す。 図1において、電動パワーステアリング装置10は、転舵輪12を転舵するためにステアリングホイール13に加えられる操舵トルクを伝達するステアリングシャフト14と、ステアリングシャフト14からの操舵トルクにより転舵輪12を転舵する、例えばラックアンドピニオン機構からなる操舵機構15と、ステアリングシャフト14と操舵機構15とを連結する軸継手としての中間軸16とを備えている。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram of a motor parallel type electric power steering apparatus 10 according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, an electric power steering apparatus 10 steers a steered wheel 12 by a steering shaft 14 that transmits a steering torque applied to a steering wheel 13 to steer the steered wheel 12, and the steering torque from the steering shaft 14. For example, a steering mechanism 15 composed of a rack and pinion mechanism, and an intermediate shaft 16 as a shaft coupling connecting the steering shaft 14 and the steering mechanism 15 are provided.

操舵機構15は、入力軸としてのピニオン軸17と、自動車の横方向(直進方向と直交する方向)に延びる転舵軸としてのラック軸18と、ピニオン軸17およびラック軸18を支持するハウジング20とを有している。ピニオン軸17は、ハウジング20に回動可能に支持され、ラック軸18は、ハウジング20に直線往復移動可能に支持されている。ピニオン軸17のピニオン歯17aは、ラック軸18のラック歯18aに噛合されている。ラック軸18の両端部は、図略のタイロッドおよび図略のナックルアームを介して転舵輪12に連結されている。   The steering mechanism 15 includes a pinion shaft 17 serving as an input shaft, a rack shaft 18 serving as a steered shaft extending in a lateral direction of the automobile (a direction orthogonal to the straight traveling direction), and a housing 20 that supports the pinion shaft 17 and the rack shaft 18. And have. The pinion shaft 17 is rotatably supported by the housing 20, and the rack shaft 18 is supported by the housing 20 so as to be linearly reciprocable. The pinion teeth 17 a of the pinion shaft 17 are meshed with the rack teeth 18 a of the rack shaft 18. Both ends of the rack shaft 18 are connected to the steered wheels 12 via a tie rod (not shown) and a knuckle arm (not shown).

これにより、ステアリングホイール13が操舵されると、その操舵トルクがステアリングシャフト14等を介して操舵機構15に伝達され、ピニオン軸17が回転される。ピニオン軸17の回転は、ピニオン歯17aおよびラック歯18aによって、ラック軸18の直線移動に変換され、転舵輪12が転舵される。   Thereby, when the steering wheel 13 is steered, the steering torque is transmitted to the steering mechanism 15 via the steering shaft 14 and the like, and the pinion shaft 17 is rotated. The rotation of the pinion shaft 17 is converted into linear movement of the rack shaft 18 by the pinion teeth 17a and the rack teeth 18a, and the steered wheels 12 are steered.

ラック軸18には、ボールねじ軸21が一体的に形成され、ボールねじ軸21にボール22を介して螺合するボールナット23が、ラック軸18と同心的にハウジング20に回転のみ可能に支持されている。これらボールねじ軸21、ボール22およびボールナット23によって、ボールナット23の回転をボールねじ軸21の軸方向運動に変換するボールねじ機構24を構成している。   A ball screw shaft 21 is formed integrally with the rack shaft 18, and a ball nut 23 that is screwed to the ball screw shaft 21 via a ball 22 is supported concentrically with the rack shaft 18 so as to be rotatable only on the housing 20. Has been. The ball screw shaft 21, the ball 22, and the ball nut 23 constitute a ball screw mechanism 24 that converts the rotation of the ball nut 23 into the axial motion of the ball screw shaft 21.

さらに、電動パワーステアリング装置10には、操舵トルクを検出するトルクセンサ25と、トルクセンサ25の出力に基づいて制御され、操舵トルクをアシストする電動モータ26と、電動モータ26の回転を減速する歯車減速機構27が設けられている。歯車減速機構27は、電動モータ26によって駆動される駆動歯車31と、ボールナット23に設けられた被動歯車32と、これら駆動歯車31および被動歯車32に噛合し、駆動歯車31の回転を被動歯車32に伝達する中間歯車33とによって構成されている。   Furthermore, the electric power steering apparatus 10 includes a torque sensor 25 that detects steering torque, an electric motor 26 that is controlled based on the output of the torque sensor 25 and assists the steering torque, and a gear that decelerates the rotation of the electric motor 26. A speed reduction mechanism 27 is provided. The gear reduction mechanism 27 meshes with the drive gear 31 driven by the electric motor 26, the driven gear 32 provided on the ball nut 23, the drive gear 31 and the driven gear 32, and the rotation of the drive gear 31 is driven by the driven gear 31. And an intermediate gear 33 that transmits to 32.

歯車減速機構27の駆動歯車31は、図2に示すように、その両端軸部31a、31bを軸受35a、35bを介してハウジング20(図1参照)に回転可能に支持されており、一方の軸部31aに電動モータ26のモータシャフト26aが連結されている。駆動歯車31に噛合う中間歯車33は、その両端軸部33a、33bを軸受36a、36bを介してハウジング20に回転可能に支持されている。中間歯車33に噛合う被動歯車32は、ボールナット23の外周に圧入等によって固定されている。被動歯車32を固定したボールナット23は、ハウジング20に軸受37を介してボールねじ軸21と同心的に回転可能に支持されている。   As shown in FIG. 2, the drive gear 31 of the gear reduction mechanism 27 is rotatably supported by the housing 20 (refer to FIG. 1) at both end shaft portions 31a and 31b via bearings 35a and 35b. A motor shaft 26a of the electric motor 26 is connected to the shaft portion 31a. The intermediate gear 33 that meshes with the drive gear 31 is rotatably supported by the housing 20 through shaft bearings 36a and 36b at both end shaft portions 33a and 33b. The driven gear 32 that meshes with the intermediate gear 33 is fixed to the outer periphery of the ball nut 23 by press fitting or the like. The ball nut 23 to which the driven gear 32 is fixed is supported by the housing 20 via a bearing 37 so as to be rotatable concentrically with the ball screw shaft 21.

上記した駆動歯車31、被動歯車32および中間歯車33の各歯部は、図2に示すように、はすばに形成され、はすば歯車によって、駆動歯車31、被動歯車32および中間歯車33の噛合い率を向上して噛合い音を低減できるようにしている。これら駆動歯車31、被動歯車32および中間歯車33からなる歯車減速機構27によって、電動モータ26の回転をボールナット23に減速して伝達するようになっている。   As shown in FIG. 2, the tooth portions of the driving gear 31, the driven gear 32, and the intermediate gear 33 are formed in a helical shape, and the driving gear 31, the driven gear 32, and the intermediate gear 33 are formed by a helical gear. The meshing rate is improved so that the meshing noise can be reduced. The rotation of the electric motor 26 is decelerated and transmitted to the ball nut 23 by a gear reduction mechanism 27 comprising the drive gear 31, the driven gear 32 and the intermediate gear 33.

次に、第1の実施の形態における歯車減速機構27の中間歯車33の構成を、図3および図4に基づいて説明する。図3において、中間歯車33は、両端軸部33a、33bを有する金属製の軸本体41と、駆動歯車31および被動歯車32に噛合う歯部42を外周に形成した金属製の環状歯車43と、これら軸本体41と環状歯車43との間の環状空間に介在されるゴム製の弾性リング45とによって構成されている。軸本体41の外周面は、両端部に向かって径が連続的に拡大する逆テーパ面41a、41bに形成されている。逆テーパ面41a、41bには、図4に示すように、テーパ面41a、41bに沿って複数の係合溝41a1、41b1(係合溝41b1は図示せず)が円周上等角度間隔に形成されている。一方、環状歯車43の内周面には、軸本体41の逆テーパ面41a、41bに補合する形状の逆テーパ面43a、43bが形成され、逆テーパ面43a、43bにはテーパ面に沿って複数の係合溝43a1、43b1(係合溝43b1は図示せず)が円周上等角度間隔に形成されている。環状歯車43に形成した逆テーパ面43a、43bは、軸本体41に形成した逆テーパ面41a、41bより径が所定量だけ大きく形成されており、これにより、環状歯車43が軸本体41の外周に同心的に配置されると、軸本体41の外周と環状歯車43の内周との間に一様な厚みの環状空間が形成されるようになっている。   Next, the configuration of the intermediate gear 33 of the gear reduction mechanism 27 in the first embodiment will be described based on FIG. 3 and FIG. In FIG. 3, the intermediate gear 33 includes a metal shaft main body 41 having both end shaft portions 33a and 33b, and a metal annular gear 43 having tooth portions 42 engaged with the drive gear 31 and the driven gear 32 formed on the outer periphery. A rubber elastic ring 45 interposed in an annular space between the shaft main body 41 and the annular gear 43 is constituted. The outer peripheral surface of the shaft body 41 is formed with reverse tapered surfaces 41a and 41b whose diameters continuously increase toward both ends. As shown in FIG. 4, the reverse tapered surfaces 41a and 41b have a plurality of engaging grooves 41a1 and 41b1 (the engaging grooves 41b1 are not shown) along the tapered surfaces 41a and 41b at equal angular intervals on the circumference. Is formed. On the other hand, on the inner peripheral surface of the annular gear 43, reverse tapered surfaces 43a and 43b are formed to complement the reverse tapered surfaces 41a and 41b of the shaft body 41, and the reverse tapered surfaces 43a and 43b are along the tapered surface. A plurality of engaging grooves 43a1 and 43b1 (the engaging grooves 43b1 are not shown) are formed at equal angular intervals on the circumference. The reverse tapered surfaces 43 a and 43 b formed on the annular gear 43 are formed to have a diameter larger than the reverse tapered surfaces 41 a and 41 b formed on the shaft main body 41 by a predetermined amount. When arranged concentrically, an annular space having a uniform thickness is formed between the outer periphery of the shaft main body 41 and the inner periphery of the annular gear 43.

上記した弾性リング45は、軸本体41の外周と環状歯車43の内周との間に加硫接着により一体的に固定されるようになっている。すなわち、軸本体41の外周と環状歯車43の内周にそれぞれ接着剤を塗布した後、金型内に軸本体41と環状歯車43を同心的に収容し、その状態で未加硫ゴムを射出して軸本体41の外周と環状歯車43の内周との間に充填し、所定時間加熱および加圧することにより、弾性リング45を軸本体41の外周および環状歯車43の内周にそれぞれ加硫接着するようにしている。   The elastic ring 45 described above is integrally fixed between the outer periphery of the shaft body 41 and the inner periphery of the annular gear 43 by vulcanization adhesion. That is, after applying an adhesive to the outer periphery of the shaft body 41 and the inner periphery of the annular gear 43, the shaft body 41 and the annular gear 43 are concentrically accommodated in the mold, and unvulcanized rubber is injected in that state. Then, filling between the outer periphery of the shaft body 41 and the inner periphery of the annular gear 43, and heating and pressurizing for a predetermined time, the elastic ring 45 is vulcanized to the outer periphery of the shaft body 41 and the inner periphery of the annular gear 43, respectively. I try to bond them.

上記のように構成された電動パワーステアリング装置10の動作について説明する。ステアリングホイール13を操舵すると、操舵トルクがピニオン軸17に入力され、ピニオン軸17とラック軸18とによる操舵機構15を介してラック軸18が軸方向に移動される。   The operation of the electric power steering apparatus 10 configured as described above will be described. When the steering wheel 13 is steered, steering torque is input to the pinion shaft 17, and the rack shaft 18 is moved in the axial direction via the steering mechanism 15 formed by the pinion shaft 17 and the rack shaft 18.

ピニオン軸17に入力された操舵トルクは、トルクセンサ25により検出され、検出された操舵トルクに基づいて電動モータ26が回転制御され、補助トルクを発生させる。電動モータ26による補助トルクは、駆動歯車31、中間歯車33および被動歯車32を介してボールナット23に伝達され、ボールナット23の回転によりボールねじ軸21、すなわち、ラック軸18が軸方向に移動される。ラック軸18の軸方向移動により、転舵輪12が転舵され、運転者によってステアリングホイール13に加えられた操舵力がアシストされる。   The steering torque input to the pinion shaft 17 is detected by the torque sensor 25, and the electric motor 26 is rotationally controlled based on the detected steering torque to generate auxiliary torque. The auxiliary torque generated by the electric motor 26 is transmitted to the ball nut 23 via the drive gear 31, the intermediate gear 33, and the driven gear 32, and the ball screw shaft 21, that is, the rack shaft 18 moves in the axial direction by the rotation of the ball nut 23. Is done. As the rack shaft 18 moves in the axial direction, the steered wheels 12 are steered, and the steering force applied to the steering wheel 13 by the driver is assisted.

この際、歯車減速機構27を構成する駆動歯車31、被動歯車32および中間歯車33がはすば歯車にて構成されているため、駆動歯車31の回転により中間歯車33にはスラスト方向の力が加わる。特に、ステアリングホイール13を小刻みに操舵した場合、電動モータ26によって駆動歯車31が急激な回転方向変化を繰り返す。これにより、駆動歯車31、中間歯車33および被動歯車32相互のバックラッシュや、これら駆動歯車31、中間歯車33および被動歯車32を支持する軸受35a、35b、36a、36b、37のガタなどの影響により、中間歯車33はスラスト方向に急激に変位せんとするが、断面V字形状の弾性リング45の作用により、中間歯車33のスラスト方向への急激な変位が抑制され、その結果、歯打ち音の発生が抑制される。   At this time, since the drive gear 31, the driven gear 32 and the intermediate gear 33 constituting the gear reduction mechanism 27 are constituted by helical gears, a thrust force is applied to the intermediate gear 33 by the rotation of the drive gear 31. Join. In particular, when the steering wheel 13 is steered in small increments, the electric gear 26 causes the drive gear 31 to change rapidly in the rotational direction. As a result, the backlash between the driving gear 31, the intermediate gear 33, and the driven gear 32 and the backlash of the bearings 35a, 35b, 36a, 36b, 37 that support the driving gear 31, the intermediate gear 33, and the driven gear 32 are affected. Thus, the intermediate gear 33 is suddenly displaced in the thrust direction, but the sudden displacement of the intermediate gear 33 in the thrust direction is suppressed by the action of the elastic ring 45 having a V-shaped cross section. Is suppressed.

上記した第1の実施の形態に係る中間歯車33を備えた電動パワーステアリング装置10によれば、駆動歯車31と被動歯車32との間に配列された中間歯車33を、軸本体41と、軸本体41の外周側に配設されるはすば歯車からなる環状歯車43と、軸本体41と環状歯車43との間の環状の空間部に介在された断面V字形の弾性リング45とによって構成したので、環状歯車43を弾性リング45を押縮して軸本体41に対して径方向および軸線方向に相対移動させることができる。これにより、駆動歯車31の回転による中間歯車33のスラスト方向への急激な変位を弾性リング45によって抑制することができ、歯車減速機構27の歯打ち音の発生を抑制することができる。   According to the electric power steering apparatus 10 including the intermediate gear 33 according to the first embodiment described above, the intermediate gear 33 arranged between the drive gear 31 and the driven gear 32 is connected to the shaft main body 41 and the shaft. An annular gear 43 formed of a helical gear disposed on the outer peripheral side of the main body 41 and an elastic ring 45 having a V-shaped cross section interposed in an annular space between the shaft main body 41 and the annular gear 43. Therefore, the annular gear 43 can be moved relative to the shaft body 41 in the radial direction and the axial direction by compressing the elastic ring 45. Thereby, the sudden displacement of the intermediate gear 33 in the thrust direction due to the rotation of the drive gear 31 can be suppressed by the elastic ring 45, and the occurrence of rattling noise of the gear reduction mechanism 27 can be suppressed.

また、上記した第1の実施の形態によれば、駆動歯車31、中間歯車33および被動歯車32が、はすば歯車にて構成されているので、駆動歯車31、中間歯車33および被動歯車32相互の噛合い率を増加させることができ、上記した弾性リング45の作用と相俟って噛合いによる騒音を効果的に低減することができる。   Further, according to the first embodiment described above, the drive gear 31, the intermediate gear 33, and the driven gear 32 are constituted by helical gears. The mutual engagement rate can be increased, and the noise caused by the engagement can be effectively reduced in combination with the action of the elastic ring 45 described above.

図5は、本発明の第2の実施の形態を示すもので、第1の実施の形態と異なる点は、加硫接着等の手段を用いることなく、中間歯車33の製作を容易に行えるようにしたことである。なお、第1の実施の形態と同一の構成部品については同一の参照符号を付し、説明を省略する。   FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention. The difference from the first embodiment is that the intermediate gear 33 can be easily manufactured without using means such as vulcanization adhesion. It is that. Note that the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

すなわち、第2の実施の形態においては、中間歯車33の軸本体41の軸方向の片側にのみテーパ面41bとし、軸方向の他側をストレート部41cとしている。そして、まず、環状歯車43の内周の逆テーパ面43a、43bに、一定の肉厚の断面V字形の弾性リング45を加硫接着等によって固定し、弾性リング45を接着した環状歯車43を、軸本体41のストレート部41c側より嵌装して、軸本体41のテーパ面41bに、弾性リング45の一端側のテーパ内周面45bを嵌合させる。その状態で、弾性リング45の他端側のテーパ内周面45aと軸本体41のストレート部41cとの間に、外周面が弾性リング45のテーパ内周面45aに補合するテーパ面50aを有し、内周面が軸本体41のストレート部41cに嵌合する環状のテーパコーン50を挿入する。そして、このテーパコーン50を軸本体41に螺合する締付けナット51により締付けることにより、弾性リング45の各テーパ内周面45a、45bを軸本体41のテーパ面41aおよび軸本体41に固定したテーパコーン50のテーパ面50aに圧着させ、軸本体41、環状歯車43および弾性リング45を一体化する。   That is, in the second embodiment, the taper surface 41b is formed only on one side of the shaft body 41 of the intermediate gear 33 in the axial direction, and the other side in the axial direction is the straight portion 41c. First, an elastic ring 45 having a constant wall thickness V-shaped cross section is fixed to the reverse tapered surfaces 43a and 43b on the inner periphery of the annular gear 43 by vulcanization bonding or the like, and the annular gear 43 to which the elastic ring 45 is bonded is attached. The tapered inner peripheral surface 45 b on one end side of the elastic ring 45 is fitted to the tapered surface 41 b of the shaft main body 41 by fitting from the straight portion 41 c side of the shaft main body 41. In this state, a tapered surface 50 a whose outer peripheral surface complements the tapered inner peripheral surface 45 a of the elastic ring 45 is formed between the tapered inner peripheral surface 45 a on the other end side of the elastic ring 45 and the straight portion 41 c of the shaft body 41. An annular taper cone 50 having an inner peripheral surface fitted to the straight portion 41c of the shaft main body 41 is inserted. The taper cone 50 is fixed to the taper surface 41a of the shaft main body 41 and the shaft main body 41 by tightening the taper cone 50 with a tightening nut 51 screwed into the shaft main body 41. The shaft body 41, the annular gear 43 and the elastic ring 45 are integrated.

この場合、弾性リング45は、図6に示すように、軸方向の中央部で2つに分割して円錐形状の弾性リング145a、145bとしてもよく、また、第1の実施の形態で述べたと同様に、軸本体41の外周および環状歯車43の内周に係合溝を形成し、これら係合溝に弾性リング45を係合させて回り止めを行う構成としてもよい。   In this case, as shown in FIG. 6, the elastic ring 45 may be divided into two at the central portion in the axial direction to form conical elastic rings 145a and 145b. In addition, as described in the first embodiment, Similarly, an engagement groove may be formed on the outer periphery of the shaft body 41 and the inner periphery of the annular gear 43, and the elastic ring 45 may be engaged with the engagement groove to prevent rotation.

上記した第2の実施の形態によれば、軸本体41と、環状歯車43と弾性リング45(145a、145b)を、テーパコーン50を用いて一体的に組付けるようにしたので、軸本体41の外周と環状歯車43の内周との間に弾性リング45(145a、145b)を容易に組付けることが可能となる。   According to the second embodiment described above, the shaft main body 41, the annular gear 43, and the elastic rings 45 (145a, 145b) are integrally assembled using the taper cone 50. The elastic ring 45 (145a, 145b) can be easily assembled between the outer periphery and the inner periphery of the annular gear 43.

上記した実施の形態においては、歯車減速機構27を構成する駆動歯車31および被動歯車32に噛合う中間歯車33を、軸本体51と環状歯車53とに分割してその間に弾性リング45を介在させた構成とした例について述べたが、歯車減速機構27を構成する全ての歯車(駆動歯車31、被動歯車32および中間歯車33)を、図3あるいは図5に示したように、軸本体と環状歯車とに分割してその間に弾性リングを介在させた構成としてもよい。   In the above-described embodiment, the intermediate gear 33 that meshes with the drive gear 31 and the driven gear 32 constituting the gear reduction mechanism 27 is divided into the shaft body 51 and the annular gear 53, and the elastic ring 45 is interposed therebetween. In the example described above, all the gears (the driving gear 31, the driven gear 32, and the intermediate gear 33) constituting the gear reduction mechanism 27 are connected to the shaft main body and the ring as shown in FIG. 3 or FIG. It is good also as a structure which divided | segmented into the gearwheel and interposed the elastic ring between them.

また、上記した実施の形態においては、歯車減速機構27を、駆動歯車31、中間歯車33および被動歯車32にて構成した例について説明したが、歯車減速機構27は、少なくとも駆動歯車31および被動歯車32を有するものであればよく、この場合には、駆動歯車31および被動歯車32のいずれか一方もしくは双方の歯車を、図3あるいは図5に示したように構成すればよい。   In the above-described embodiment, an example in which the gear reduction mechanism 27 includes the drive gear 31, the intermediate gear 33, and the driven gear 32 has been described. However, the gear reduction mechanism 27 includes at least the drive gear 31 and the driven gear. In this case, one or both of the drive gear 31 and the driven gear 32 may be configured as shown in FIG. 3 or FIG.

なお、弾性リング45は、必ずしも実施の形態で述べたような断面V字形状である必要はなく、環状歯車43を軸本体41に対して径方向および軸線方向に相対移動可能に弾性結合できるものであればよい。また、弾性リング45は、ゴムに限定されるものではなく、エラストマーにて形成してもよい。   The elastic ring 45 does not necessarily have a V-shaped cross section as described in the embodiment, and can elastically couple the annular gear 43 to the shaft body 41 so as to be relatively movable in the radial direction and the axial direction. If it is. The elastic ring 45 is not limited to rubber and may be formed of an elastomer.

以上、本発明を実施の形態に即して説明したが、本発明は実施の形態で述べた構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の形態を採り得るものである。   Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited to the configurations described in the embodiments, and does not depart from the gist of the present invention described in the claims. It can take various forms.

本発明の実施の形態に係る電動パワーステアリング装置を示す模式図である。It is a mimetic diagram showing an electric power steering device concerning an embodiment of the invention. 図1の歯車減速機構を示す概略図である。It is the schematic which shows the gear reduction mechanism of FIG. 本発明の第1の実施の形態を示す歯車減速機構を構成する中間歯車の断面図である。It is sectional drawing of the intermediate | middle gear which comprises the gear reduction mechanism which shows the 1st Embodiment of this invention. 図3の4−4線に沿って切断した断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line 4-4 of FIG. 本発明の第2の実施の形態を示す中間歯車の断面図である。It is sectional drawing of the intermediate gear which shows the 2nd Embodiment of this invention. 図5の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10…電動パワーステアリング装置、24…ボールねじ機構、26…電動モータ、27…歯車減速機構、31…駆動歯車、32…被動歯車、33…中間歯車、51…軸本体、51a、51b…逆テーパ面、53…環状歯車、53a、53b…逆テーパ面、55…弾性リング。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Electric power steering apparatus, 24 ... Ball screw mechanism, 26 ... Electric motor, 27 ... Gear reduction mechanism, 31 ... Drive gear, 32 ... Driven gear, 33 ... Intermediate gear, 51 ... Shaft body, 51a, 51b ... Reverse taper Surface, 53 ... annular gear, 53a, 53b ... reverse tapered surface, 55 ... elastic ring.

Claims (4)

電動モータによって駆動される駆動歯車および被動歯車を有する歯車減速機構ならびに該歯車減速機構を介して作動されるボールねじ機構を用いて操舵補助する電動パワーステアリング装置であって、
前記歯車減速機構を構成する少なくとも1つの歯車は、金属製の軸本体と、該軸本体の外周側に配設されるはすば歯車からなる金属製の環状歯車と、前記軸本体と前記環状歯車との間の環状の空間部に介在され前記軸本体と前記環状歯車とを弾性結合する弾性リングからなり、該弾性リングは、前記環状歯車を前記軸本体に対して径方向および軸線方向に相対移動可能に弾性結合するように構成されていることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
A gear reduction mechanism having a drive gear and a driven gear driven by an electric motor, and an electric power steering device for assisting steering using a ball screw mechanism operated via the gear reduction mechanism,
The at least one gear constituting the gear reduction mechanism includes a metal shaft main body, a metal annular gear including a helical gear disposed on the outer peripheral side of the shaft main body, the shaft main body and the annular The elastic ring is interposed in an annular space between the gear and elastically couples the shaft main body and the annular gear. The elastic ring connects the ring gear in the radial direction and the axial direction with respect to the shaft main body. An electric power steering apparatus characterized by being elastically coupled so as to be relatively movable.
請求項1において、前記軸本体の外周には、両端部に向かって径が拡大する逆テーパ面が形成され、前記環状歯車の内周には、軸本体の逆テーパ面に補合する形状の逆テーパ面が形成され、前記軸本体の外周と前記環状歯車の内周との間に断面V字形の前記弾性リングが固定されていることを特徴とする電動パワーステアリング装置。   In Claim 1, the outer periphery of the said shaft main body is formed with the reverse taper surface which a diameter expands toward both ends, The shape which complements the reverse taper surface of a shaft main body at the inner periphery of the said annular gearwheel An electric power steering device, wherein a reverse tapered surface is formed, and the elastic ring having a V-shaped cross section is fixed between an outer periphery of the shaft main body and an inner periphery of the annular gear. 請求項2において、前記弾性リングが、ゴム材料から形成されており、前記軸本体の外周と前記環状歯車の内周との間に加硫接着によって固定されていることを特徴とする電動パワーステアリング装置。   3. The electric power steering according to claim 2, wherein the elastic ring is made of a rubber material, and is fixed by vulcanization adhesion between an outer periphery of the shaft body and an inner periphery of the annular gear. apparatus. 請求項1において、前記軸本体の外周には、軸方向の片側にテーパ面が形成されるとともに、他側にストレート部が形成され、前記環状歯車の内周に前記弾性リングが接着され、前記弾性リングを接着した前記環状歯車をテーパコーンを用いて前記軸本体に固定するようにしたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. The outer periphery of the shaft main body according to claim 1, wherein a taper surface is formed on one side in the axial direction, a straight portion is formed on the other side, and the elastic ring is bonded to the inner periphery of the annular gear, An electric power steering apparatus characterized in that the annular gear to which an elastic ring is bonded is fixed to the shaft body using a taper cone.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102705479A (en) * 2012-06-19 2012-10-03 无锡市百顺机械厂 Gear of gearbox in slitting unit
JP2017133520A (en) * 2016-01-25 2017-08-03 株式会社オティックス Power transmission device

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