JP2013189112A - Electric power steering device - Google Patents
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Abstract
【課題】操舵性能を維持しつつ、ステアリングシャフトを小型・軽量化することの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】モータ軸とウォーム軸とを連結する軸継手43は、互いに対向する方向に突出する複数の爪部54,55がそれぞれ形成された一対のヨーク51,52と、各爪部54,55に対して周方向に係合する複数の係合部64が形成されたカップリング部材53とを備えた。カップリング部材53を、爪部54,55間に配置される係合部64を有する芯部材61と、係合部64の周方向両側の係合面を含む芯部材61の全周を覆う表面部材62とから構成した。そして、表面部材62の係合面と対向する各部位に、各爪部54,55に当接するとともに所定トルク以上のトルクが作用することにより、塑性変形する半球状の突部65を形成した。
【選択図】図3An electric power steering apparatus capable of reducing the size and weight of a steering shaft while maintaining steering performance is provided.
A shaft coupling 43 that connects a motor shaft and a worm shaft includes a pair of yokes 51, 52 each having a plurality of claw portions 54, 55 protruding in opposite directions, and each claw portion 54, And a coupling member 53 formed with a plurality of engaging portions 64 that are engaged with 55 in the circumferential direction. A surface that covers the entire circumference of the core member 61 including the core member 61 having the engaging portion 64 disposed between the claw portions 54 and 55 and the engaging surfaces on both sides in the circumferential direction of the engaging portion 64. The member 62 is configured. Then, hemispherical protrusions 65 that are plastically deformed by abutting the claw portions 54 and 55 and applying a torque equal to or greater than a predetermined torque are formed at each portion facing the engaging surface of the surface member 62.
[Selection] Figure 3
Description
本発明は、電動パワーステアリング装置に関する。 The present invention relates to an electric power steering apparatus.
従来、車両用のパワーステアリング装置には、モータを駆動源とした電動パワーステアリング装置(EPS)がある。こうしたEPSでは、モータの回転を減速機構(例えば、ウォーム&ホイール等)により減速させて操舵系に伝達する構成が一般的となっている(例えば、特許文献1〜3)。 2. Description of the Related Art Conventionally, power steering apparatuses for vehicles include an electric power steering apparatus (EPS) using a motor as a drive source. In such an EPS, a configuration in which the rotation of a motor is decelerated by a deceleration mechanism (for example, worm and wheel) and transmitted to a steering system is common (for example, Patent Documents 1 to 3).
また、モータのモータ軸と減速機構の駆動ギアとは、通常、互いに対向する方向に突出する複数の爪部を有する一対のヨーク(継体)を備えた軸継手を介して連結されている。なお、特許文献1のEPSでは、一対のヨーク間に弾性体を介在させることにより、駆動ギアであるウォーム軸の一端をモータ軸に対して傾動可能に連結するとともに、その他端をバネ等によりウォームホイールに近接するように付勢して、そのバックラッシュを除去するようにしている。 In addition, the motor shaft of the motor and the drive gear of the speed reduction mechanism are usually connected via a shaft coupling including a pair of yokes (joints) having a plurality of claw portions protruding in directions facing each other. In the EPS of Patent Document 1, an elastic body is interposed between a pair of yokes so that one end of a worm shaft as a drive gear is tiltably connected to a motor shaft, and the other end is connected to a worm by a spring or the like. The backlash is removed by urging it close to the wheel.
ところで、上記従来のEPSにおいて、例えば縁石衝突により転舵輪に逆入力が印加されると、ラック軸の軸方向移動に伴いステアリングシャフトが回転するとともに、減速機構を介してモータが回転する。そして、ラック軸の端部(ラックエンド)がラックハウジングに衝突してラック軸が急停止したときに、慣性の影響によりステアリングシャフト等に大きな衝撃トルクが作用する。また、転舵輪に入力される逆入力の大きさは様々であり、場合によっては衝撃トルクが非常に大きくなることがある。 In the conventional EPS, for example, when a reverse input is applied to the steered wheels due to a curb collision, the steering shaft rotates as the rack shaft moves in the axial direction, and the motor rotates via the speed reduction mechanism. When the end of the rack shaft (rack end) collides with the rack housing and the rack shaft suddenly stops, a large impact torque acts on the steering shaft or the like due to the influence of inertia. Moreover, the magnitude of the reverse input that is input to the steered wheels varies, and in some cases, the impact torque may become very large.
したがって、このような衝撃トルクによってステアリングシャフトが損傷することを防止して確実に操舵性能を維持するためには、ステアリングシャフトの強度を十分に高く設定する必要がある。そのため、ステアリングシャフトを小型・軽量化することが困難になっており、この点においてなお改善の余地があった。 Therefore, in order to prevent the steering shaft from being damaged by such an impact torque and reliably maintain the steering performance, it is necessary to set the strength of the steering shaft sufficiently high. Therefore, it is difficult to reduce the size and weight of the steering shaft, and there is still room for improvement in this respect.
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、操舵性能を維持しつつ、ステアリングシャフトを小型・軽量化することのできる電動パワーステアリング装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an electric power steering device capable of reducing the size and weight of the steering shaft while maintaining the steering performance. is there.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、ステアリングホイールが連結されるステアリングシャフトと、前記ステアリングシャフトの回転に応じて軸方向移動するラック軸と、減速機構を介してステアリング操作を補助するためのアシスト力を操舵系に付与するモータとを備えた電動パワーステアリング装置において、前記モータのモータ軸と前記減速機構の駆動ギアとを連結する軸継手は、互いに対向する方向に突出する複数の爪部がそれぞれ形成された一対のヨーク、及び前記各爪部に対して周方向に係合する複数の係合部が形成されたカップリング部材を有し、前記各係合部における周方向両側の係合面には、前記各爪部に当接するとともに所定トルク以上のトルクが作用することにより塑性変形する突部が設けられたことを要旨とする。 In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 is directed to a steering shaft connected to a steering wheel, a rack shaft that moves in an axial direction in accordance with the rotation of the steering shaft, and a steering operation via a speed reduction mechanism. In an electric power steering apparatus including a motor that applies assisting force to assist a steering system, shaft couplings that connect the motor shaft of the motor and the drive gear of the speed reduction mechanism protrude in opposite directions. A pair of yokes each having a plurality of claw portions; and a coupling member having a plurality of engagement portions that engage with the claw portions in the circumferential direction. The engaging surfaces on both sides in the direction are provided with protrusions that abut against the respective claw portions and that are plastically deformed when a torque greater than a predetermined torque is applied. The gist.
上記構成によれば、逆入力が印可されてステアリングシャフト、減速機構及びモータに所定トルク以上の衝撃トルクが作用すると、軸継手の突部が塑性変形することによって当該衝撃トルクが吸収される。これにより、ステアリングシャフトに作用する衝撃トルクが低減するため、ステアリングシャフトを小型・軽量化しても、同ステアリングシャフトが損傷することを防止して操舵性能を維持することができる。また、突部が塑性変形した後は、ヨークの爪部と、塑性変形した突部との間に隙間が生じるため、ステアリング操作によってこれら爪部と突部とが接触する際に異音が発生するようになる。これにより、運転者に過大な衝撃トルクが作用して異常が発生したことを報知でき、速やかに修理工場等へ行くことが可能になる。さらに、修理の際には、多くの場合、軸継手のみを交換すればよいため、モータの交換と略同様の作業で容易に変形したカップリング部材(軸継手)を交換することができる。 According to the above configuration, when a reverse input is applied and an impact torque greater than or equal to a predetermined torque is applied to the steering shaft, the speed reduction mechanism, and the motor, the impact torque is absorbed by plastic deformation of the projection of the shaft coupling. Thereby, since the impact torque acting on the steering shaft is reduced, even if the steering shaft is reduced in size and weight, the steering shaft can be prevented from being damaged and the steering performance can be maintained. In addition, after the protrusions are plastically deformed, a gap is generated between the yoke claw and the plastically deformed protrusion, so that abnormal noise is generated when the claw and the protrusion come into contact with each other by a steering operation. To come. As a result, it is possible to notify the driver that an abnormal impact has occurred due to excessive impact torque, and it is possible to quickly go to a repair shop or the like. Further, in many cases, it is only necessary to replace the shaft coupling at the time of repair. Therefore, the coupling member (shaft coupling) that has been easily deformed can be easily replaced by substantially the same operation as the replacement of the motor.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の電動パワーステアリング装置において、前記減速機構は、前記駆動ギアであるウォーム軸及び該ウォーム軸と噛合するウォームホイールを備え、前記ウォーム軸の前記軸継手と反対側の端部は、付勢部材により前記ウォームホイール側に付勢され、前記カップリング部材は、弾性材料からなるとともに前記係合部を有する芯部材と前記芯部材の外周に設けられるとともに前記突部を有する表面部材とを備えたことを要旨とする。 According to a second aspect of the present invention, in the electric power steering apparatus according to the first aspect, the speed reduction mechanism includes a worm shaft that is the drive gear and a worm wheel that meshes with the worm shaft, and the worm shaft includes the worm shaft. The end opposite to the shaft coupling is urged toward the worm wheel by an urging member, and the coupling member is made of an elastic material and has an engaging portion and an outer periphery of the core member. And a surface member having the protrusions.
上記構成によれば、芯部材が弾性材料により構成されるため、芯部材を変形させることでウォーム軸をモータ軸に対して傾動させることができるようになる。したがって、付勢部材によりウォーム軸の端部をウォームホイール側に付勢することで、上記のように衝撃トルクを吸収可能としつつ、バックラッシュを除去することができる。 According to the above configuration, since the core member is made of an elastic material, the worm shaft can be tilted with respect to the motor shaft by deforming the core member. Therefore, by urging the end portion of the worm shaft toward the worm wheel by the urging member, it is possible to remove the backlash while making it possible to absorb the impact torque as described above.
本発明によれば、操舵性能を維持しつつ、ステアリングシャフトを小型・軽量化することのできる電動パワーステアリング装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an electric power steering apparatus capable of reducing the size and weight of a steering shaft while maintaining steering performance.
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図1に示すように、電動パワーステアリング装置(EPS)1において、ステアリング2が固定されたステアリングシャフト3は、ラックアンドピニオン機構4を介してラック軸5と連結されている。このラック軸5は、略円筒状をなすラックハウジング6の筒内に挿通されるとともに図示しないラックガイド及びラックブッシュを介してその軸方向に往復動可能に支持されている。これにより、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト3の回転は、ラックアンドピニオン機構4によりラック軸5の往復直線運動に変換される。なお、ステアリングシャフト3は、コラム軸8、中間軸9、及びピニオン軸10を連結してなる。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, in an electric power steering apparatus (EPS) 1, a steering shaft 3 to which a steering 2 is fixed is connected to a rack shaft 5 via a rack and pinion mechanism 4. The rack shaft 5 is inserted into a cylinder of a substantially cylindrical rack housing 6 and supported so as to be capable of reciprocating in the axial direction via a rack guide and a rack bush (not shown). Thereby, the rotation of the steering shaft 3 accompanying the steering operation is converted into a reciprocating linear motion of the rack shaft 5 by the rack and pinion mechanism 4. The steering shaft 3 is formed by connecting a column shaft 8, an intermediate shaft 9, and a pinion shaft 10.
ラック軸5の両端には、その軸端部11に設けられたラックエンド12を介してタイロッド13がそれぞれ回動自在に連結されている。タイロッド13の先端は、転舵輪14が組付けられた図示しないナックルに連結されている。そして、ステアリングシャフト3の回転に伴うラック軸5の往復直線運動が、ラック軸5の両端に連結されたタイロッド13を介してナックルに伝達されることにより、転舵輪14の舵角、すなわち車両の進行方向が変更される。 A tie rod 13 is rotatably connected to both ends of the rack shaft 5 via a rack end 12 provided at the shaft end portion 11 thereof. The tip of the tie rod 13 is connected to a knuckle (not shown) to which the steered wheel 14 is assembled. Then, the reciprocating linear motion of the rack shaft 5 accompanying the rotation of the steering shaft 3 is transmitted to the knuckle through the tie rods 13 connected to both ends of the rack shaft 5, so that the steering angle of the steered wheels 14, that is, the vehicle The direction of travel is changed.
また、EPS1は、操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与するEPSアクチュエータ21を備えている。EPSアクチュエータ21は、駆動源となるモータ22と、モータ22に連結された駆動ギアとしてのウォーム軸24及びコラム軸8に連結されたウォームホイール25を噛合してなる減速機構23とを備えている。つまり、本実施形態のEPS1は、所謂コラムアシスト型のEPSとして構成されている。そして、EPSアクチュエータ21は、モータ22の回転を減速機構23により減速してコラム軸8に伝達することによって、そのモータトルクをアシスト力として操舵系に付与する構成になっている。 The EPS 1 also includes an EPS actuator 21 that applies assist force to assist the steering operation in the steering system. The EPS actuator 21 includes a motor 22 as a driving source, and a speed reduction mechanism 23 that meshes with a worm shaft 24 as a driving gear connected to the motor 22 and a worm wheel 25 connected to the column shaft 8. . That is, the EPS 1 of the present embodiment is configured as a so-called column assist type EPS. The EPS actuator 21 is configured to apply the motor torque as an assist force to the steering system by decelerating the rotation of the motor 22 by the speed reduction mechanism 23 and transmitting it to the column shaft 8.
次に、EPSアクチュエータの構成について説明する。
図2に示すように、EPSアクチュエータ21は、減速機構23を収容するハウジング31を備えている。このハウジング31は、ウォーム軸24が収容されるウォーム軸収容部32、及び同ウォーム軸収容部32に連続して形成されるとともにウォームホイール25が収容されるウォームホイール収容部33を有している。ウォーム軸収容部32は、ウォーム軸24の軸方向(図2における左右方向)に延びる円柱状の空間であり、その一端側(図2における右側)は、モータ22が固定されるモータ固定孔34に連通している。また、ウォーム軸収容部32の他端側(図2における左側)は外部に開口しており、この開口はエンドカバー35により閉塞されている。
Next, the configuration of the EPS actuator will be described.
As shown in FIG. 2, the EPS actuator 21 includes a housing 31 that houses the speed reduction mechanism 23. The housing 31 includes a worm shaft housing portion 32 that houses the worm shaft 24, and a worm wheel housing portion 33 that is formed continuously with the worm shaft housing portion 32 and that houses the worm wheel 25. . The worm shaft accommodating portion 32 is a cylindrical space extending in the axial direction (left and right direction in FIG. 2) of the worm shaft 24, and one end side (right side in FIG. 2) has a motor fixing hole 34 to which the motor 22 is fixed. Communicating with Further, the other end side (left side in FIG. 2) of the worm shaft housing portion 32 is opened to the outside, and this opening is closed by the end cover 35.
モータ22は、ハウジング31に貫設されたステアリングシャフト3(コラム軸8)の軸方向に対して、そのモータ軸36の軸方向が直交するようにモータ固定孔34に固定されている。そして、モータ軸36に連結されたウォーム軸24は、その両端がハウジング31内に設けられた第1及び第2の軸受37,38により回転可能に支持されるとともに、ステアリングシャフト3に連結されたウォームホイール25に噛合されている。これにより、モータ22の回転は、ウォーム軸24及びウォームホイール25により減速されてコラム軸8に伝達されるようになっている。 The motor 22 is fixed to the motor fixing hole 34 so that the axial direction of the motor shaft 36 is orthogonal to the axial direction of the steering shaft 3 (column shaft 8) penetrating the housing 31. The worm shaft 24 connected to the motor shaft 36 is rotatably supported by first and second bearings 37 and 38 provided in the housing 31 at both ends, and is connected to the steering shaft 3. It is meshed with the worm wheel 25. Thereby, the rotation of the motor 22 is decelerated by the worm shaft 24 and the worm wheel 25 and transmitted to the column shaft 8.
ここで、本実施形態のEPSアクチュエータ21には、その減速機構23を構成するウォーム軸24とウォームホイール25との間の軸間距離を調整してバックラッシュを除去するバックラッシュ調整機構が組み込まれている。 Here, the EPS actuator 21 of the present embodiment incorporates a backlash adjustment mechanism that adjusts the inter-axis distance between the worm shaft 24 and the worm wheel 25 constituting the speed reduction mechanism 23 to remove backlash. ing.
詳しくは、ウォーム軸24の一端部(図2における右側端部)24aを支持する第1の軸受37は、固定部材41によりウォーム軸収容部32内に固定されている。一方、ウォーム軸24の他端部(図2における左側端部)24bを支持する第2の軸受38はその径方向へ移動可能に設けられている。具体的には、ウォーム軸収容部32における他端側の開口部42は、その内径が第2の軸受38の外径よりも大きく形成されており、第2の軸受38は開口部42内に配置されることで径方向へ移動可能に設けられている。つまり、ウォーム軸24は、第1及び第2の軸受37,38によってモータ軸36に対する傾動が許容された状態で回転可能に支持されている。 Specifically, the first bearing 37 that supports one end portion (the right end portion in FIG. 2) 24 a of the worm shaft 24 is fixed in the worm shaft housing portion 32 by a fixing member 41. On the other hand, the second bearing 38 that supports the other end portion (left end portion in FIG. 2) 24b of the worm shaft 24 is provided so as to be movable in the radial direction. Specifically, the opening 42 on the other end side of the worm shaft housing portion 32 has an inner diameter larger than the outer diameter of the second bearing 38, and the second bearing 38 is in the opening 42. By being arranged, it is provided to be movable in the radial direction. That is, the worm shaft 24 is rotatably supported by the first and second bearings 37 and 38 in a state in which tilting with respect to the motor shaft 36 is allowed.
そして、ウォーム軸24は、その一端部24aが軸継手43によりモータ軸36に対して傾動可能に連結されるとともに、その他端部24bが付勢部材としての湾曲板バネ44によりウォームホイール25に近接する方向(図2における略下方向)に付勢されている。なお、湾曲板バネ44は、第2の軸受38を囲むような円弧状に形成されている。これにより、ウォーム軸24はその一端側を中心としてウォームホイール25に近接するように傾動し、バックラッシュが除去されるようになっている。 One end 24a of the worm shaft 24 is connected to the motor shaft 36 by a shaft joint 43 so as to be tiltable, and the other end 24b is close to the worm wheel 25 by a curved leaf spring 44 as an urging member. It is urged in a direction (substantially downward in FIG. 2). The curved leaf spring 44 is formed in an arc shape surrounding the second bearing 38. As a result, the worm shaft 24 is tilted so as to be close to the worm wheel 25 with its one end side as the center, so that backlash is removed.
次に、軸継手の構成について詳細に説明する。
図2及び図3に示すように、軸継手43は、モータ軸36に連結されたヨーク51と、ウォーム軸24に連結されたヨーク52と、これらヨーク51,52間に介在されるカップリング部材53とを備えている。
Next, the configuration of the shaft coupling will be described in detail.
As shown in FIGS. 2 and 3, the shaft coupling 43 includes a yoke 51 connected to the motor shaft 36, a yoke 52 connected to the worm shaft 24, and a coupling member interposed between the yokes 51, 52. 53.
ヨーク51,52は、それぞれ金属材料からなるとともに、略円環状に形成されている。そして、ヨーク51,52には、互いに対向する方向に突出する複数(本実施形態では4つ)の爪部54,55が形成されている。図3及び図4に示すように、爪部54,55は、それぞれ周方向に等間隔を空けて形成されており、ヨーク51とヨーク52とは、爪部54,55が周方向に交互に配置されるように連結されている。 The yokes 51 and 52 are each made of a metal material and are formed in a substantially annular shape. The yokes 51 and 52 are formed with a plurality of (four in this embodiment) claw portions 54 and 55 that protrude in directions opposite to each other. As shown in FIGS. 3 and 4, the claw portions 54 and 55 are formed at equal intervals in the circumferential direction, and the yoke 51 and the yoke 52 are alternately arranged in the circumferential direction. It is connected so that it may be arranged.
カップリング部材53は、樹脂等の弾性材料からなる芯部材61と、金属材料からなる表面部材62とを備えている。芯部材61は、略円板状に形成された基部63を有しており、基部63の外周面には、放射状に延びる複数(本実施形態では、8つ)の係合部64が等角度間隔で形成されている。係合部64は、平板状に形成されており、上記爪部54,55間に配置されている。そして、軸継手43は、芯部材61を弾性変形させることにより、ウォーム軸24のモータ軸36に対する傾動を許容するようになっている。 The coupling member 53 includes a core member 61 made of an elastic material such as a resin, and a surface member 62 made of a metal material. The core member 61 has a base portion 63 formed in a substantially disc shape, and a plurality of (eight in the present embodiment) engagement portions 64 extending radially are equiangularly arranged on the outer peripheral surface of the base portion 63. It is formed at intervals. The engaging portion 64 is formed in a flat plate shape and is disposed between the claw portions 54 and 55. The shaft coupling 43 allows the worm shaft 24 to tilt with respect to the motor shaft 36 by elastically deforming the core member 61.
一方、表面部材62は、帯状に形成されるとともに、係合部64における軸継手43の周方向両側の係合面64aを含む芯部材61の全周を被覆するように折り曲げられている。そして、表面部材62の係合面64aと対向する部位には、所定トルク以上のトルクが作用することにより、塑性変形する突部65がそれぞれ形成されている。なお、所定トルクは、ステアリングシャフト3(多くの場合、中間軸9)が損傷するようなトルクよりも小さく、且つモータ22の最大トルクよりも大きな値である。つまり、本実施形態では、逆入力の印加等によるラック軸5の軸方向移動に伴って回転する部材の中で、軸継手43が最も強度の低い最弱部位とされている。 On the other hand, the surface member 62 is formed in a band shape and is bent so as to cover the entire circumference of the core member 61 including the engaging surfaces 64a on both sides in the circumferential direction of the shaft coupling 43 in the engaging portion 64. Projections 65 that are plastically deformed when a torque equal to or greater than a predetermined torque is applied to a portion of the surface member 62 that faces the engagement surface 64a. The predetermined torque is smaller than the torque that damages the steering shaft 3 (in many cases, the intermediate shaft 9) and larger than the maximum torque of the motor 22. That is, in the present embodiment, the shaft coupling 43 is the weakest part having the lowest strength among the members that rotate as the rack shaft 5 moves in the axial direction due to application of reverse input or the like.
具体的には、各突部65は、中空の略半球状(ドーム状)に形成されるとともに、径方向線に関して略対称な形状に形成されている。そして、各突部65の先端部は、平坦な形状とされて各爪部54,55に当接している。これにより、モータ軸36に連結されたヨーク51の爪部54は、突部65及び係合部64を介してヨーク52の爪部55とトルク伝達可能に係合している。なお、本実施形態の突部65は、プレス加工により形成されている。 Specifically, each protrusion 65 is formed in a hollow, substantially hemispherical (dome-shaped) shape, and is formed in a substantially symmetric shape with respect to the radial line. And the front-end | tip part of each protrusion 65 is made into the flat shape, and is contact | abutting to each nail | claw part 54,55. Thereby, the claw part 54 of the yoke 51 connected to the motor shaft 36 is engaged with the claw part 55 of the yoke 52 via the protrusion 65 and the engaging part 64 so as to transmit torque. In addition, the protrusion 65 of this embodiment is formed by press work.
次に、本実施形態のEPSの作用について説明する。
図5(a)に示すように、通常のアシスト時には、ヨーク51,52の各爪部54,55が突部65に当接しており、モータ22の回転は軸継手43を介してそのままウォーム軸24に伝達される。
Next, the operation of the EPS of this embodiment will be described.
As shown in FIG. 5A, at the time of normal assist, the claw portions 54 and 55 of the yokes 51 and 52 are in contact with the projection 65, and the rotation of the motor 22 is directly performed through the shaft coupling 43 as a worm shaft. 24.
ここで、例えば縁石衝突により転舵輪14に逆入力が印加されると、ラック軸5の軸方向移動に伴いステアリングシャフト3が回転するとともに、減速機構23を介してモータ22が回転する。そして、ラックエンド12がラックハウジング6に衝突してラック軸5が急停止したときに、慣性の影響によりステアリングシャフト3等に大きな衝撃トルクが作用する。このとき、図5(b)に示すように、衝撃トルクが所定トルク以上である場合には、カップリング部材53の突部65が塑性変形することにより、衝撃トルクが吸収され、ステアリングシャフト3(中間軸9)の損傷が防止される。 Here, for example, when a reverse input is applied to the steered wheels 14 due to curb collision, the steering shaft 3 rotates along with the axial movement of the rack shaft 5, and the motor 22 rotates through the speed reduction mechanism 23. When the rack end 12 collides with the rack housing 6 and the rack shaft 5 stops suddenly, a large impact torque acts on the steering shaft 3 and the like due to the influence of inertia. At this time, as shown in FIG. 5B, when the impact torque is equal to or greater than the predetermined torque, the impact torque is absorbed by the protrusion 65 of the coupling member 53 being plastically deformed, and the steering shaft 3 ( Damage to the intermediate shaft 9) is prevented.
そして、図5(c)に示すように、突部65が塑性変形した後は、ヨーク51,52の爪部54,55と、カップリング部材53の突部65との間に隙間が生じるため、アシスト時にこれら爪部54,55と潰れた突部65とが接触する際に異音が発生するようになる。 As shown in FIG. 5 (c), after the projection 65 is plastically deformed, a gap is generated between the claw portions 54 and 55 of the yokes 51 and 52 and the projection 65 of the coupling member 53. When the assist, the claw portions 54 and 55 and the crushed protrusion 65 come into contact with each other, and an abnormal noise is generated.
以上記述したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
(1)係合部64の係合面64aに設けられた突部65が塑性変形することで、逆入力に基づく衝撃トルクが吸収され、ステアリングシャフト3の損傷が防止されるため、ステアリングシャフト3を小型・軽量化しても、確実に操舵性能を維持することができる。また、突部65が塑性変形した後は、アシスト時に異音が発生することで、運転者に過大な衝撃トルクが作用して異常が発生したことを報知でき、速やかに修理工場等へ行くことが可能になる。さらに、修理の際には、多くの場合、軸継手43のみを交換すればよいため、モータ22の交換と略同様の作業で容易に変形したカップリング部材53(軸継手43)を交換することができる。
As described above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) Since the projecting portion 65 provided on the engaging surface 64a of the engaging portion 64 is plastically deformed, the impact torque based on the reverse input is absorbed and the steering shaft 3 is prevented from being damaged. Steering performance can be reliably maintained even if the vehicle is reduced in size and weight. In addition, after the protrusion 65 is plastically deformed, abnormal noise is generated at the time of assisting, so that the driver can be notified that an excessive shock torque has acted and an abnormality has occurred, and he can immediately go to a repair shop or the like. Is possible. Further, in many cases, only the shaft coupling 43 needs to be replaced at the time of repair. Therefore, the coupling member 53 (shaft coupling 43) that has been easily deformed by substantially the same operation as the replacement of the motor 22 is replaced. Can do.
(2)カップリング部材53を弾性材料からなる芯部材61と、芯部材61の外周に設けられる表面部材62とから構成したため、芯部材61を変形させることでウォーム軸24をモータ軸36に対して傾動させることができるようになる。したがって、湾曲板バネ44によりウォーム軸24の他端部24bをウォームホイール25側に付勢することで、上記のように衝撃トルクを吸収可能としつつ、バックラッシュを除去することができる。 (2) Since the coupling member 53 includes the core member 61 made of an elastic material and the surface member 62 provided on the outer periphery of the core member 61, the worm shaft 24 is moved relative to the motor shaft 36 by deforming the core member 61. Can be tilted. Therefore, by urging the other end 24b of the worm shaft 24 toward the worm wheel 25 by the curved plate spring 44, it is possible to remove the backlash while making it possible to absorb the impact torque as described above.
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の態様にて実施することもできる。
・上記実施形態では、突部65を中空の半球状に形成したが、これに限らず、所定トルク以上のトルクにより塑性変形すれば、その形状は適宜変更可能である。具体的には、図6(a)に示すように、突部65を軸継手43の軸方向に開口した形状としてもよい。また、図6(b)に示すように、突部65を中空とせず、例えば棒状に形成してもよい。
In addition, the said embodiment can also be implemented in the following aspects which changed this suitably.
-In above-mentioned embodiment, although the protrusion 65 was formed in the hollow hemisphere, the shape can be changed suitably if not only this but carrying out plastic deformation by the torque more than predetermined torque. Specifically, as shown in FIG. 6A, the protrusion 65 may have a shape opened in the axial direction of the shaft coupling 43. Moreover, as shown in FIG.6 (b), you may form the protrusion 65 not in hollow, for example, in rod shape.
・上記実施形態では、芯部材61を弾性材料により構成することで、ウォーム軸24をモータ軸36に対して傾動可能に連結したが、バックラッシュ調整機構を採用しない構成等では、芯部材61を金属材料等により構成してもよい。 In the above embodiment, the core member 61 is made of an elastic material so that the worm shaft 24 is tiltably connected to the motor shaft 36. However, in a configuration that does not employ the backlash adjustment mechanism, the core member 61 is You may comprise with a metal material etc.
・上記実施形態では、突部65を有する表面部材62を金属材料により構成したが、突部65が塑性変形すれば、硬質の樹脂材料等、他の材料により構成してもよい。
・上記実施形態では、カップリング部材53を芯部材61と表面部材62とから構成したが、芯部材61の係合面64aに突部65を一体に形成し、表面部材62を設けなくてもよい。
In the above embodiment, the surface member 62 having the protrusion 65 is made of a metal material. However, if the protrusion 65 is plastically deformed, it may be made of another material such as a hard resin material.
In the above embodiment, the coupling member 53 includes the core member 61 and the surface member 62. However, the protrusion 65 is integrally formed on the engaging surface 64a of the core member 61, and the surface member 62 is not provided. Good.
・上記実施形態では、湾曲板バネ44によりウォーム軸24を付勢したが、これに限らず、例えばコイルバネやゴム等の弾性体により付勢してもよい。
・上記実施形態では、本発明をコラムアシスト型のEPSに適用したが、これに限らず、モータの回転が減速機構を介して操舵系に伝達される構成であれば、他のEPSにも適用可能である。具体的には、ピニオン軸を回転駆動するピニオンアシスト型のPES、モータがラック軸と平行となるように配置された所謂ラックパラレル型のEPS(例えば、特許文献2)、又はステアリング操作により回転するピニオン軸とは別にモータ駆動されるピニオン軸を備えた所謂ダブルピニオン型のEPS(例えば、特許文献3)等に適用してもよい。
In the above-described embodiment, the worm shaft 24 is urged by the curved leaf spring 44. However, the worm shaft 24 is not limited thereto, and may be urged by an elastic body such as a coil spring or rubber.
In the above embodiment, the present invention is applied to the column assist type EPS. However, the present invention is not limited to this, and may be applied to other EPS as long as the rotation of the motor is transmitted to the steering system via the speed reduction mechanism. Is possible. Specifically, a pinion assist type PES that rotationally drives the pinion shaft, a so-called rack parallel type EPS in which the motor is arranged in parallel with the rack shaft (for example, Patent Document 2), or rotation by a steering operation. You may apply to what is called double pinion type EPS (for example, patent document 3) etc. provided with the pinion shaft driven with a motor separately from a pinion shaft.
1…電動パワーステアリング装置(EPS)、3…ステアリングシャフト、5…ラック軸、21…EPSアクチュエータ、22…モータ、23…減速機構、24…ウォーム軸、25…ウォームホイール、36…モータ軸、43…軸継手、44…湾曲板バネ、51,52…ヨーク、53…カップリング部材、54,55…爪部、61…芯部材、62…表面部材、64…係合部、64a…係合面、65…突部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric power steering device (EPS), 3 ... Steering shaft, 5 ... Rack shaft, 21 ... EPS actuator, 22 ... Motor, 23 ... Reduction mechanism, 24 ... Worm shaft, 25 ... Worm wheel, 36 ... Motor shaft, 43 ... Shaft coupling, 44 ... Curved leaf spring, 51,52 ... Yoke, 53 ... Coupling member, 54,55 ... Claw part, 61 ... Core member, 62 ... Surface member, 64 ... engagement part, 64a ... engagement surface 65 ... Projection.
Claims (2)
前記モータのモータ軸と前記減速機構の駆動ギアとを連結する軸継手は、互いに対向する方向に突出する複数の爪部がそれぞれ形成された一対のヨーク、及び前記各爪部に対して周方向に係合する複数の係合部が形成されたカップリング部材を有し、
前記各係合部における周方向両側の係合面には、前記各爪部に当接するとともに所定トルク以上のトルクが作用することにより塑性変形する突部が設けられたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。 A steering shaft to which a steering wheel is coupled, a rack shaft that moves in the axial direction in accordance with the rotation of the steering shaft, and a motor that applies an assist force to assist the steering operation via the speed reduction mechanism to the steering system. In the electric power steering device
The shaft coupling that connects the motor shaft of the motor and the drive gear of the speed reduction mechanism includes a pair of yokes each having a plurality of claw portions protruding in opposite directions, and a circumferential direction with respect to the claw portions. A coupling member formed with a plurality of engaging portions to be engaged with,
Electric power characterized in that the engaging surfaces on both sides in the circumferential direction of each engaging portion are provided with protrusions that abut against each of the claw portions and plastically deform when a torque greater than a predetermined torque acts. Steering device.
前記減速機構は、前記駆動ギアであるウォーム軸及び該ウォーム軸と噛合するウォームホイールを備え、
前記ウォーム軸の前記軸継手と反対側の端部は、付勢部材により前記ウォームホイール側に付勢され、
前記カップリング部材は、
弾性材料からなるとともに前記係合部を有する芯部材と
前記芯部材の外周に設けられるとともに前記突部を有する表面部材とを備えたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。 The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein
The speed reduction mechanism includes a worm shaft that is the drive gear and a worm wheel that meshes with the worm shaft,
The end of the worm shaft opposite to the shaft coupling is urged toward the worm wheel by the urging member,
The coupling member is
An electric power steering apparatus comprising: a core member made of an elastic material and having the engaging portion; and a surface member provided on an outer periphery of the core member and having the protrusion.
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