JP2006273121A - Electric power steering device - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To easily guarantee performance by making a speed-reducing portion and a rack portion independent, to facilitate assembling or handling thereof, and to reduce a manufacturing cost. <P>SOLUTION: An upper end portion (a make fitting portion) of a pinion shaft 1, and a lower end portion 11 (a female fitting portion) of an output shaft 7 can be separated. A core (7) and the output shaft 7 are integrally molded. Therefore, the speed-reducing portion and the rack portion are made to be independent, and the performance of those can be easily guaranteed. In uniting an EPS unit and the rack-and-pinion, the EPS unit side is made to be a female fitting portion 11. On the other hand, on the pinion shaft 1 side, a male fitting portion 10 is preferable. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、ステアリングホイールに印加された操舵トルクに応じて、電動モータから補助操舵トルクを発生し、減速機構により減速して、操舵機構の出力軸に伝達する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 that generates an auxiliary steering torque from an electric motor in accordance with a steering torque applied to a steering wheel, decelerates it by a reduction mechanism, and transmits it to an output shaft of the steering mechanism.

自動車の操舵系では、外部動力源を用いて操舵アシストを行わせる、いわゆるパワーステアリング装置が広く採用されている。従来、パワーステアリング装置用の動力源としては、ベーン方式の油圧ポンプが用いられており、この油圧ポンプをエンジンにより駆動するものが多かった。ところが、この種のパワーステアリング装置は、油圧ポンプを常時駆動することによるエンジンの駆動損失が大きい（最大負荷時において、数馬力〜十馬力程度）ため、小排気量の軽自動車等への採用が難しく、比較的大排気量の自動車でも走行燃費が無視できないほど低下することが避けられなかった。   In a steering system of an automobile, a so-called power steering device that performs steering assist using an external power source is widely adopted. Conventionally, vane type hydraulic pumps have been used as power sources for power steering devices, and many of these hydraulic pumps are driven by an engine. However, this type of power steering device has a large engine drive loss due to the constant drive of the hydraulic pump (several horsepower to about 10 horsepower at the maximum load), so it can be used in light vehicles with small displacement. It was difficult, and it was unavoidable that the fuel consumption of a car with a relatively large displacement was reduced to a level that could not be ignored.

そこで、これらの問題を解決するものとして、電動モータを動力源とする電動パワーステアリング装置（Electric Power Steering、以下ＥＰＳと記す）が近年注目されている。ＥＰＳには、電動モータの電源に車載バッテリを用いるために直接的なエンジンの駆動損失が無く、電動モータが操舵アシスト時にのみに起動されるために走行燃費の低下も抑えられる他、電子制御が極めて容易に行える等の特長がある。   Therefore, in order to solve these problems, an electric power steering device (Electric Power Steering, hereinafter referred to as EPS) using an electric motor as a power source has attracted attention in recent years. The EPS uses an in-vehicle battery as a power source for the electric motor, so there is no direct engine drive loss, and since the electric motor is started only at the steering assist time, a decrease in driving fuel consumption is suppressed, and electronic control is performed. It has the feature that it can be done very easily.

ＥＰＳでは、ステアリングホイールに印加された操舵トルクに対応して、電動モータから補助操舵トルクを発生して、動力伝達機構（減速機）により減速して操舵機構の出力軸に伝達するようになっている。   In EPS, auxiliary steering torque is generated from the electric motor in response to the steering torque applied to the steering wheel, and is decelerated by the power transmission mechanism (reduction gear) and transmitted to the output shaft of the steering mechanism. Yes.

この動力伝達機構（減速機）として、ウォームギヤ機構を用いたＥＰＳでは、電動モータの駆動軸側のウォームに、ウォームホイールが噛合してあり、このウォームホイールは、操舵機構の出力軸（例えば、ピニオン軸、コラム軸）に嵌合してある。   In EPS using a worm gear mechanism as this power transmission mechanism (reduction gear), a worm wheel meshes with a worm on the drive shaft side of an electric motor, and this worm wheel is connected to an output shaft (for example, a pinion) of a steering mechanism. Shaft, column shaft).

ところで、特許文献１に開示してあるように、ピニオン・アシスト式電動パワーステアリング装置に於いて、減速部の出力軸に、ピニオン軸を一体化したものがある。一体的な出力軸とピニオン軸は、ラック部のラックハウジングに対して、着脱可能に構成してある。   By the way, as disclosed in Patent Document 1, in a pinion-assisted electric power steering apparatus, there is one in which a pinion shaft is integrated with an output shaft of a speed reduction unit. The integrated output shaft and pinion shaft are configured to be detachable from the rack housing of the rack portion.

この一体的な出力軸とピニオン軸には、ウォームホイールの芯金が別体で、圧入等により固定してある。   The integral output shaft and pinion shaft have a separate worm wheel core and are fixed by press fitting or the like.

一方、カバーハウジングと、ギヤハウジングとは、ボルトで締結してあり、さらに、ギヤハウジングと、ラックハウジングとは、別々のボルトにより、締結してある。   On the other hand, the cover housing and the gear housing are fastened with bolts, and the gear housing and the rack housing are fastened with separate bolts.

図３は、従来例に係るピニオン・アシスト式電動パワーステアリング装置の縦断面図である。   FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a conventional pinion-assisted electric power steering device.

ハウジングは、車両上方側のギヤハウジングＧＨと、このギヤハウジングＧＨに被せるカバーハウジングＣＨと、からなる。   The housing includes a gear housing GH on the upper side of the vehicle and a cover housing CH that covers the gear housing GH.

ギヤハウジングＧＨ及びカバーハウジングＣＨ内には、ウォーム減速機が収納してある。そのウォームホイール５は、芯金５１と、一体的に樹脂成形したギヤ歯６とからなる。なお、ギヤ歯６は、電動モータ８に連結したウォーム９により駆動されるようになっている。   A worm reduction gear is accommodated in the gear housing GH and the cover housing CH. The worm wheel 5 includes a cored bar 51 and gear teeth 6 integrally molded with resin. The gear teeth 6 are driven by a worm 9 connected to an electric motor 8.

電動パワーステアリング装置の出力軸に、ピニオン軸５０が一体化してあり、一体的なピニオン軸５０（出力軸）には、ウォームホイール５の芯金５１が別体で、圧入等により固定してある。ピニオン軸５０（出力軸）は、軸受５２により、カバーハウジングＣＨに回転自在に支持してある。   A pinion shaft 50 is integrated with the output shaft of the electric power steering apparatus, and the core metal 51 of the worm wheel 5 is a separate body fixed to the integrated pinion shaft 50 (output shaft) by press fitting or the like. . The pinion shaft 50 (output shaft) is rotatably supported on the cover housing CH by a bearing 52.

ギヤハウジングＧＨ内には、軸受３１を介して、入力軸３０が回転自在に支持してある。   An input shaft 30 is rotatably supported in the gear housing GH via a bearing 31.

入力軸３０は、図示しないステアリングシャフトを介してステアリングホイールに連結されている。入力軸３０にその上端がピン３２によって連結されたトーションバー３３は、ピニオン軸５０（出力軸）の上端部に圧入により連結されている。   The input shaft 30 is connected to the steering wheel via a steering shaft (not shown). The torsion bar 33 whose upper end is connected to the input shaft 30 by a pin 32 is press-fitted to the upper end of the pinion shaft 50 (output shaft).

トーションバー３３に作用するトルクを検出するトルクセンサー３４は、センサーシャフト部３５、検出コイル３６及び３７、円筒部材３８から構成されている。センサーシャフト部３５は、入力軸３０の下端に形成され、センサーボックスの内側に圧入されたヨーク３９に、検出コイル３６及び３７が配置されている。円筒部材３８は、センサーシャフト部３５と検出コイル３６及び３７の間に配置されている。   A torque sensor 34 that detects torque acting on the torsion bar 33 includes a sensor shaft portion 35, detection coils 36 and 37, and a cylindrical member 38. The sensor shaft portion 35 is formed at the lower end of the input shaft 30, and detection coils 36 and 37 are arranged in a yoke 39 press-fitted inside the sensor box. The cylindrical member 38 is disposed between the sensor shaft portion 35 and the detection coils 36 and 37.

円筒部材３８はピニオン軸５０（出力軸）に固定され、センサーシャフト部３５には、軸方向に延びた複数の凸条が円周方向に等間隔に形成されている。円筒部材３８には、検出コイル３６及び３７に対向する位置に、円周方向に等間隔に複数の長方形の窓が形成されている。   The cylindrical member 38 is fixed to the pinion shaft 50 (output shaft), and a plurality of ridges extending in the axial direction are formed at equal intervals in the circumferential direction on the sensor shaft portion 35. In the cylindrical member 38, a plurality of rectangular windows are formed at equal intervals in the circumferential direction at positions facing the detection coils 36 and 37.

ステアリングホイールを操作して入力軸３０が回転すると、その回転力がトーションバー３３を介してピニオン軸５０（出力軸）に伝達される。この時、舵輪側の抵抗によって、入力軸３０とピニオン軸５０（出力軸）を連結するトーションバー３３に捩れが生じ、センサーシャフト部３５の表面の凸条と円筒部材３８の窓との間に相対回転が生じる。この相対回転で、センサーシャフト部３５に発生する磁束が増減し、この磁束の増減を検出コイル３６及び３７がインダククンスの変化として検出する。この検出結果から、ト−ションバー３３に作用するトルクを検出し、電動モータ８を駆動してウォーム９を所要の操舵補助力で回転させる。ウォーム９の回転は、ウォームホイール５、ピニオン軸５０（出力軸）、ピニオン軸５０のピニオン５０ａを介してラックに伝達され、ラックに連結された図示しないタイロッドを介して舵輪の向きを変更する。
特開平８−１７５４０３号公報 When the input shaft 30 is rotated by operating the steering wheel, the rotational force is transmitted to the pinion shaft 50 (output shaft) via the torsion bar 33. At this time, the torsion bar 33 connecting the input shaft 30 and the pinion shaft 50 (output shaft) is twisted due to the resistance on the steering wheel side, and between the convex strip on the surface of the sensor shaft portion 35 and the window of the cylindrical member 38. Relative rotation occurs. With this relative rotation, the magnetic flux generated in the sensor shaft portion 35 increases and decreases, and the increase and decrease of the magnetic flux is detected by the detection coils 36 and 37 as a change in inductance. From this detection result, a torque acting on the torsion bar 33 is detected, and the electric motor 8 is driven to rotate the worm 9 with a required steering assist force. The rotation of the worm 9 is transmitted to the rack through the worm wheel 5, the pinion shaft 50 (output shaft), and the pinion 50a of the pinion shaft 50, and changes the direction of the steering wheel through a tie rod (not shown) connected to the rack.
JP-A-8-175403

しかしながら、ラック部は、減速部の出力軸と一体的であるピニオン軸を同時に組み付ける為、最終的にＡＳＳＹにならなければ、その性能を保証できないといったことがある。   However, since the rack portion is assembled with the pinion shaft that is integral with the output shaft of the speed reduction portion at the same time, the performance cannot be guaranteed unless it is finally ASSY.

また、ピニオン軸のピニオンがＥＰＳユニットから露出しているため、損傷や打痕等の取り扱いに注意する必要がある。   Moreover, since the pinion of the pinion shaft is exposed from the EPS unit, it is necessary to pay attention to handling of damage and dents.

本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであって、減速部とラック部を各々独立して性能保証を容易にすることができ、また、その組立てや取扱いが簡易であり、さらに、製造コストの低減を図ることができる、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 circumstances as described above, and the speed reduction portion and the rack portion can be independently made easy to guarantee performance, and the assembly and handling thereof are simple, Furthermore, it aims at providing the electric power steering apparatus which can aim at reduction of manufacturing cost.

上記の目的を達成するため、本発明の請求項１に係る電動パワーステアリング装置は、ステアリングホイールに印加された操舵トルクに応じて、電動モータから補助操舵トルクを発生し、減速機構により減速して、操舵機構のピニオン軸に伝達するピニオン・アシスト式の電動パワーステアリング装置に於いて、
トーションバーの一端は、入力軸に連結してあり、トーションバーの他端は、出力軸に連結してあり、
当該出力軸と、ウォームホイールの芯金とは、一体的に成形してあることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an electric power steering apparatus according to claim 1 of the present invention generates an auxiliary steering torque from an electric motor in accordance with a steering torque applied to a steering wheel and decelerates it by a reduction mechanism. In the pinion assist type electric power steering device that transmits to the pinion shaft of the steering mechanism,
One end of the torsion bar is connected to the input shaft, the other end of the torsion bar is connected to the output shaft,
The output shaft and the core metal of the worm wheel are formed integrally.

本発明の請求項２に係る電動パワーステアリング装置は、前記出力軸と一体的な芯金の外周部に、樹脂製のギヤ歯が形成してあり、
前記出力軸と一体的な芯金は、その両側を挟持するようにして、軸受により支持してあり、
前記出力軸と一体的な芯金は、前記ピニオン軸に結合するための嵌合部を有していることを特徴とする。 In the electric power steering device according to claim 2 of the present invention, resin gear teeth are formed on the outer peripheral portion of the core metal integral with the output shaft,
The core bar integral with the output shaft is supported by a bearing so as to sandwich both sides thereof,
The cored bar integral with the output shaft has a fitting portion for coupling to the pinion shaft.

本発明の請求項３に係る電動パワーステアリング装置は、前記嵌合部は、雌型であることを特徴とする。   The electric power steering apparatus according to a third aspect of the present invention is characterized in that the fitting portion is a female type.

本発明によれば、減速機構の出力軸と、ピニオン軸とが分離可能であり、出力軸と、ウォームホイールの芯金とは、一体的に成形してあることから、減速部とラック部を各々独立して、その性能保証を容易にすることができ、これにより、ピニオン・アシスト式電動パワーステアリング装置のＡＳＳＹにした場合でも、その機能保証検査の必要がない。また、機能部品であるピニオンが露出することが無い為、ユニットの取り扱いが容易である。   According to the present invention, the output shaft of the speed reduction mechanism and the pinion shaft can be separated, and the output shaft and the core metal of the worm wheel are integrally formed. Independently, it is possible to easily guarantee the performance thereof, so that even when the pinion-assist type electric power steering apparatus is set to ASSY, there is no need for the function guarantee inspection. Moreover, since the pinion which is a functional component is not exposed, the unit can be handled easily.

また、従来のウォームホイールの構成では、出力軸とウォームホイールの芯金とが別体で構成していたため、圧入等で固定する必要があつた。これに対して、本発明では、両者が一体成形されているため、圧入のための芯金の内径加工や圧入工程がなく、低コストが可能になる。また、樹脂製のギヤ歯の成形時の軸受支持部に対するギヤ精度が出し易いため、ホブによる加工代が小さくてすむ。なお、従来は、出力軸に樹脂製のギヤ歯を圧入固定していたため、出力軸の軸受部と樹脂製のギヤ歯の精度が悪化して、ギヤ歯のホブ加工で大きな削り代を必要としていた。   Further, in the configuration of the conventional worm wheel, the output shaft and the core metal of the worm wheel are configured separately, so that it is necessary to fix them by press fitting or the like. On the other hand, in the present invention, since both are integrally formed, there is no inner diameter processing or press-fitting process of the core metal for press-fitting, and the cost can be reduced. Further, since the gear accuracy with respect to the bearing support portion at the time of molding the resin gear teeth can be easily obtained, the machining cost by the hob can be reduced. In the past, resin gear teeth were press-fitted and fixed to the output shaft, so the accuracy of the bearing portion of the output shaft and the resin gear teeth deteriorated, requiring a large machining allowance in hobbing the gear teeth. It was.

ＥＰＳユニットと、ラック＆ピニオンとの結合においては、ＥＰＳユニット側を、雌型の嵌合部にしている。これは、ＥＰＳユニットの出力軸の形状は、熱鍛或いは冷鍛加工がし易い形状となっており、冷鍛硬化による強度アップが期待できる。なお、熱処理の硬度アップまで要求されないこと、及び、熱処理による寸法変化が懸念点である。   In the coupling of the EPS unit and the rack and pinion, the EPS unit side is a female fitting portion. This is because the shape of the output shaft of the EPS unit is easy to perform heat forging or cold forging, and an increase in strength due to cold forging hardening can be expected. In addition, there is a concern that the hardness is not required until the heat treatment is increased, and the dimensional change due to the heat treatment is a concern.

逆に、ピニオン軸側においては、雄型の嵌合部がよい。これは、ピニオン軸の機能上、熱処理による強度アップが必要であり、また出力軸との結合嵌合部も、熱処理による硬度アップが必要である。なお、一般的に雌側より雄側の方が強度が弱いため、雄側の強度アップが必要である。このため、ピニオン軸に浸炭焼入れを行なう場合は、結合用嵌合部を防炭処理するだけで、充分強度アップが可能である。   Conversely, on the pinion shaft side, a male fitting portion is preferable. This is because the function of the pinion shaft requires an increase in strength by heat treatment, and the joint fitting portion with the output shaft also requires an increase in hardness by heat treatment. Since the male side is generally weaker than the female side, it is necessary to increase the male side strength. For this reason, when carburizing and quenching the pinion shaft, the strength can be sufficiently increased only by subjecting the coupling fitting portion to a carburizing treatment.

以下、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図面を参照しつつ説明する。   Hereinafter, an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、本発明の実施の形態に係るピニオン・アシスト式電動パワーステアリング装置の縦断面図である。   FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a pinion-assisted electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention.

本実施の形態では、ハウジングは、車両下方側のラックハウジングＲＨと、車両上方側のギヤハウジングＧＨと、このギヤハウジングＧＨに被せるカバーハウジングＣＨと、からなる。   In the present embodiment, the housing includes a rack housing RH on the lower side of the vehicle, a gear housing GH on the upper side of the vehicle, and a cover housing CH that covers the gear housing GH.

ラックハウジングＲＨ内では、ピニオン軸１は、その下部が下側軸受２（ニードル軸受）により回転自在に支持してあり、その上部が上側軸受３により回転自在に支持してある。   In the rack housing RH, the lower part of the pinion shaft 1 is rotatably supported by the lower bearing 2 (needle bearing), and the upper part thereof is rotatably supported by the upper bearing 3.

ギヤハウジングＧＨ及びカバーハウジングＣＨ内には、ウォーム減速機が収納してある。そのウォームホイール５は、金属製の芯金（７）と、樹脂製のギヤ歯６とからなるが、本実施の形態では、芯金（７）と、出力軸７とは、一体的に成形して構成してある。   A worm reduction gear is accommodated in the gear housing GH and the cover housing CH. The worm wheel 5 includes a metal core (7) and resin gear teeth 6. In this embodiment, the core (7) and the output shaft 7 are integrally formed. It is configured.

なお、ギヤ歯６は、電動モータ８に連結したウォーム９により駆動されるようになっている。   The gear teeth 6 are driven by a worm 9 connected to an electric motor 8.

ピニオン軸１の上端部１０（雄嵌合部）と、出力軸７の下端部１１（雌嵌合部）とは、分離可能に構成してあるが、後に、図２を参照しつつ詳述する。   The upper end portion 10 (male fitting portion) of the pinion shaft 1 and the lower end portion 11 (female fitting portion) of the output shaft 7 are configured to be separable, but will be described in detail later with reference to FIG. To do.

ピニオン軸１のピニオン１ａには、ラック２１が噛合してある。ラックガイド２２は、ラック２１の背面にローラ２３をアジヤストカバー２４によって常時押し付けてある。ローラ２３は、軸２５にニードル軸受２６によって回転可能に軸支してある。   A rack 21 is engaged with the pinion 1 a of the pinion shaft 1. In the rack guide 22, a roller 23 is constantly pressed against the back surface of the rack 21 by an adjust cover 24. The roller 23 is rotatably supported on a shaft 25 by a needle bearing 26.

アジヤストカバー２４は、バネを介してラック２１の背面にローラ２３を押し付けてある。これによって、ピニオン２０とラック２１との噛み合い部のバックラッシュを無くし、ラック２１が円滑に移動するようにしている。   The adjusting cover 24 has a roller 23 pressed against the back surface of the rack 21 via a spring. As a result, the backlash of the meshing portion between the pinion 20 and the rack 21 is eliminated, and the rack 21 moves smoothly.

ギヤハウジングＧＨ内には、軸受３１を介して、入力軸３０が回転自在に支持してある。   An input shaft 30 is rotatably supported in the gear housing GH via a bearing 31.

入力軸３０は、図示しないステアリングシャフトを介してステアリングホイールに連結されている。入力軸３０にその上端がピン３２によって連結されたトーションバー３３は、出力軸７の上端部に圧入により連結されている。   The input shaft 30 is connected to the steering wheel via a steering shaft (not shown). The torsion bar 33 whose upper end is connected to the input shaft 30 by a pin 32 is connected to the upper end portion of the output shaft 7 by press fitting.

トーションバー３３に作用するトルクを検出するトルクセンサー３４は、センサーシャフト部３５、検出コイル３６及び３７、円筒部材３８から構成されている。センサーシャフト部３５は、入力軸３０の下端に形成され、センサーボックスの内側に圧入されたヨーク３９に、検出コイル３６及び３７が配置されている。円筒部材３８は、センサーシャフト部３５と検出コイル３６及び３７の間に配置されている。   A torque sensor 34 that detects torque acting on the torsion bar 33 includes a sensor shaft portion 35, detection coils 36 and 37, and a cylindrical member 38. The sensor shaft portion 35 is formed at the lower end of the input shaft 30, and detection coils 36 and 37 are arranged in a yoke 39 press-fitted inside the sensor box. The cylindrical member 38 is disposed between the sensor shaft portion 35 and the detection coils 36 and 37.

円筒部材３８は出力軸７に固定され、センサーシャフト部３５には、軸方向に延びた複数の凸条が円周方向に等間隔に形成されている。円筒部材３８には、検出コイル３６及び３７に対向する位置に、円周方向に等間隔に複数の長方形の窓が形成されている。   The cylindrical member 38 is fixed to the output shaft 7, and a plurality of ridges extending in the axial direction are formed in the sensor shaft portion 35 at equal intervals in the circumferential direction. In the cylindrical member 38, a plurality of rectangular windows are formed at equal intervals in the circumferential direction at positions facing the detection coils 36 and 37.

ステアリングホイールを操作して入力軸３０が回転すると、その回転力がトーションバー３３を介して出力軸７に伝達される。この時、舵輪側の抵抗によって、入力軸３０と出力軸７を連結するトーションバー３３に捩れが生じ、センサーシャフト部３５の表面の凸条と円筒部材３８の窓との間に相対回転が生じる。この相対回転で、センサーシャフト部３５に発生する磁束が増減し、この磁束の増減を検出コイル３６及び３７がインダククンスの変化として検出する。この検出結果から、ト−ションバー３３に作用するトルクを検出し、電動モータ８を駆動してウォーム９を所要の操舵補助力で回転させる。ウォーム９の回転は、ウォームホイール５、出力軸７、ピニオン軸１のピニオン１ａを介してラック２１に伝達され、ラック２１に連結された図示しないタイロッドを介して舵輪の向きを変更する。   When the input wheel 30 is rotated by operating the steering wheel, the rotational force is transmitted to the output shaft 7 via the torsion bar 33. At this time, the torsion bar 33 connecting the input shaft 30 and the output shaft 7 is twisted due to the resistance on the steering wheel side, and a relative rotation occurs between the protrusion on the surface of the sensor shaft portion 35 and the window of the cylindrical member 38. . With this relative rotation, the magnetic flux generated in the sensor shaft portion 35 increases and decreases, and the increase and decrease of the magnetic flux is detected by the detection coils 36 and 37 as a change in inductance. From this detection result, a torque acting on the torsion bar 33 is detected, and the electric motor 8 is driven to rotate the worm 9 with a required steering assist force. The rotation of the worm 9 is transmitted to the rack 21 via the worm wheel 5, the output shaft 7, and the pinion 1 a of the pinion shaft 1, and changes the direction of the steering wheel via a tie rod (not shown) connected to the rack 21.

図２は、図１に示したピニオン・アシスト式電動パワーステアリング装置を分解して示す縦断面図である。   FIG. 2 is an exploded vertical cross-sectional view of the pinion-assisted electric power steering device shown in FIG.

ピニオン軸１の上端部１０（雄嵌合部）と、出力軸７の下端部１１（雌嵌合部）とは、分離可能に構成してあり、また、芯金（７）と、出力軸７とは、一体的に成形して構成してある。   The upper end portion 10 (male fitting portion) of the pinion shaft 1 and the lower end portion 11 (female fitting portion) of the output shaft 7 are configured to be separable, and the metal core (7) and the output shaft 7 is formed by integral molding.

カバーハウジングＣＨには、ネジ山が設けられ、ギヤハウジングＧＨと、ボルト１４で固定されており、インロー凹部１２を有している。   The cover housing CH is provided with a screw thread, and is fixed with a gear housing GH and a bolt 14 and has an inlay recess 12.

これにより、上側の減速部は、それ自体でフリクション、アシストトルクといった性能を測定することが可能である。   Thereby, the upper speed reduction unit can measure performance such as friction and assist torque by itself.

ボルト１４は、カバーハウジングＣＨを締結してさらに延びており、ラックハウジングＲＨの締結部を貫通している。減速部とラック部を組込み後、ナット１５で締結することによって完全に固定される。   The bolt 14 extends further by fastening the cover housing CH, and penetrates the fastening portion of the rack housing RH. After the speed reduction part and the rack part are assembled, they are completely fixed by fastening with the nut 15.

また、ラック部は、上記のように、ラック２１、ラックハウジングＲＨ、ピニオン軸１、及び軸受２，３から成る。ラックハウジングＲＨには、減速部固定用の締結部及びインロー凸部１３が設けられている。   In addition, the rack portion includes the rack 21, the rack housing RH, the pinion shaft 1, and the bearings 2 and 3, as described above. The rack housing RH is provided with a fastening part for fixing the speed reduction part and an inlay convex part 13.

ラック部は、それ自体で機能を有しており、フリクションやアジャストガタといった性能を測定することが可能である。   The rack part has a function by itself, and can measure performances such as friction and adjustment backlash.

減速部とラック部は、各々に設けられたインロ一凹凸部１２，１３を基準に組込まれ、シャフトの同軸と気密性を確保する。   The speed reduction part and the rack part are incorporated on the basis of the in-roof uneven parts 12 and 13 provided in the respective parts to ensure the coaxial and airtightness of the shaft.

減速部の出力軸７とピニオン軸１の結合部（雄・雌嵌合部１０，１１）は、複数の係合凹凸部を有しており、各凹凸部が噛みあうことによりトルクを伝達する。また、それらの間には若干隙間が設けられている為、組込み性を向上出来、さらにミスアライメントを吸収できる。   The connecting part (male / female fitting part 10, 11) of the output shaft 7 of the speed reduction part and the pinion shaft 1 has a plurality of engaging uneven parts, and transmits torque by engaging the uneven parts. . In addition, since a slight gap is provided between them, the assembling property can be improved and misalignment can be absorbed.

又、結合部（雄・雌嵌合部１０，１１）には、弾性体１６が設けられていて、回転方向に剛性を有している為、ガタにならず異音等は発生しない。   In addition, the coupling part (male / female fitting part 10, 11) is provided with an elastic body 16 and has rigidity in the rotation direction.

さらに、芯金７（出力軸）は、その両側を挟持するようにして、軸受１８，１９により支持してある。なお、芯金７（出力軸）は、樹脂製のギヤ歯６の成形時の支持部としてギヤ歯６を挟持した基準径を有している。この基準径は、芯金７（出力軸）の軸受支持部と共用されているため、樹脂製のギヤ歯６の成形の精度向上となっている。   Further, the cored bar 7 (output shaft) is supported by bearings 18 and 19 so as to sandwich both sides thereof. The cored bar 7 (output shaft) has a reference diameter that sandwiches the gear teeth 6 as a support when molding the resin gear teeth 6. Since this reference diameter is shared with the bearing support portion of the core metal 7 (output shaft), the accuracy of molding the resin gear teeth 6 is improved.

以上から、本実施の形態によれば、減速機構の芯金７（出力軸）と、ピニオン軸１とが分離可能であり、出力軸（７）と、ウォームホイール５の芯金７とは、一体的に成形してあることから、減速部とラック部を各々独立して、その性能保証を容易にすることができ、これにより、ピニオン・アシスト式電動パワーステアリング装置のＡＳＳＹにした場合でも、その機能保証検査の必要がない。また、機能部品であるピニオン１ａが露出することが無い為、ユニットの取り扱いが容易である。   From the above, according to the present embodiment, the metal core 7 (output shaft) of the speed reduction mechanism and the pinion shaft 1 can be separated, and the output shaft (7) and the metal core 7 of the worm wheel 5 can be separated from each other. Since it is integrally molded, the speed reduction part and the rack part can be made independent of each other, facilitating the performance guarantee, so that even when the pinion assist type electric power steering device is ASSY, There is no need for functional guarantee inspection. Further, since the pinion 1a which is a functional component is not exposed, the unit can be easily handled.

また、従来のウォームホイール５の構成では、出力軸とウォームホイール５の芯金とが別体で構成していたため、圧入等で固定する必要があつた。   Moreover, in the structure of the conventional worm wheel 5, since the output shaft and the core metal of the worm wheel 5 were constituted separately, it was necessary to fix them by press fitting or the like.

これに対して、本実施の形態では、両者が一体成形されているため、圧入のための芯金７（出力軸）の内径加工や圧入工程がなく、低コストが可能になる。また、樹脂製のギヤ歯６の成形時の軸受支持部に対するギヤ精度が出し易いため、ホブによる加工代が小さくてすむ。なお、従来は、芯金７（出力軸）に樹脂製のギヤ歯６を圧入固定していたため、芯金７（出力軸）の軸受部と樹脂製のギヤ歯６の精度が悪化して、ギヤ歯６のホブ加工で大きな削り代を必要としていた。   On the other hand, in this embodiment, since both are integrally formed, there is no inner diameter machining or press-fitting process of the core metal 7 (output shaft) for press-fitting, and the cost can be reduced. Further, since the gear accuracy with respect to the bearing support portion at the time of molding the resin gear teeth 6 is easily obtained, the machining allowance by the hob is small. Conventionally, since the resin gear teeth 6 are press-fitted and fixed to the core metal 7 (output shaft), the accuracy of the bearing portion of the core metal 7 (output shaft) and the resin gear teeth 6 deteriorates, The hobbing of the gear teeth 6 required a large machining allowance.

ＥＰＳユニットと、ラック＆ピニオンとの結合においては、ＥＰＳユニット側を、雌型の嵌合部１１（下端部）にしている。これは、ＥＰＳユニットの芯金７（出力軸）の形状は、熱鍛或いは冷鍛加工がし易い形状となっており、冷鍛硬化による強度アップが期待できる。なお、熱処理の硬度アップまで要求されないこと、及び、熱処理による寸法変化が懸念点である。   In the coupling between the EPS unit and the rack and pinion, the EPS unit side is a female fitting portion 11 (lower end). This is because the shape of the core 7 (output shaft) of the EPS unit is easy to perform heat forging or cold forging, and an increase in strength due to cold forging hardening can be expected. In addition, there is a concern that the hardness is not required until the heat treatment is increased, and the dimensional change due to the heat treatment is a concern.

逆に、ピニオン軸１側においては、雄型の嵌合部１０（上端部）がよい。これは、ピニオン軸１の機能上、熱処理による強度アップが必要であり、また芯金７（出力軸）との雄・雌嵌合部（１０，１１）も、熱処理による硬度アップが必要である。なお、一般的に雌側より雄側の方が強度が弱いため、雄側の強度アップが必要である。このため、ピニオン軸１に浸炭焼入れを行なう場合は、雄・雌嵌合部（１０，１１）を防炭処理するだけで、充分強度アップが可能である。   On the contrary, on the pinion shaft 1 side, a male fitting portion 10 (upper end portion) is preferable. This is because the function of the pinion shaft 1 requires an increase in strength by heat treatment, and the male / female fitting portions (10, 11) with the core metal 7 (output shaft) also require an increase in hardness by heat treatment. . Since the male side is generally weaker than the female side, it is necessary to increase the male side strength. For this reason, when carburizing and quenching the pinion shaft 1, the strength can be sufficiently increased only by subjecting the male / female fitting portions (10, 11) to the anti-carburizing treatment.

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されず、種々変形可能である。   In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A various deformation | transformation is possible.

本発明の実施の形態に係るピニオン・アシスト式電動パワーステアリング装置の縦断面図である。1 is a longitudinal sectional view of a pinion-assisted electric power steering device according to an embodiment of the present invention. 図１に示したピニオン・アシスト式電動パワーステアリング装置を分解して示す縦断面図である。FIG. 2 is an exploded vertical sectional view of the pinion-assisted electric power steering device shown in FIG. 1. 従来例に係るピニオン・アシスト式電動パワーステアリング装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the pinion assist type electric power steering device according to the conventional example.

符号の説明Explanation of symbols

ＣＨ カバーハウジング
ＧＨ ギヤハウジング
ＲＨ ラックハウジング
１ ピニオン軸
１ａ ピニオン
２ 下側軸受
３ 上側軸受
５ ウォームホイール
６ ギヤ歯
７ 出力軸（芯金）
８ 電動モータ
９ ウォーム
１０ 雄嵌合部（上端部）
１１ 雌嵌合部（下端部）
１２ インロー凹部
１３ インロー凸部
１４ ボルト
１５ ナット
１６ 弾性体
１８，１９ 軸受
２１ ラック
２２ ラックガイド
２３ ローラ
２４ アジャストカバー
２５ 軸
２６ ニードル軸受
３０ 入力軸
３１ 軸受
３２ ピン
３３ トーションバー
３４ トルクセンサー
３５ センサーシャフト部
３６、３７ 検出コイル
３８ 円筒部材
３９ ヨーク
５０ ピニオン軸（出力軸）
５０ａ ピニオン
５１ 芯金
５２ 軸受 CH Cover housing GH Gear housing RH Rack housing 1 Pinion shaft 1a Pinion 2 Lower bearing 3 Upper bearing 5 Worm wheel 6 Gear teeth 7 Output shaft (core metal)
8 Electric motor 9 Worm 10 Male fitting part (upper end)
11 Female fitting part (lower end)
12 Inlay recess 13 Inlay recess 14 Bolt 15 Nut 16 Elastic body 18, 19 Bearing 21 Rack 22 Rack guide 23 Roller 24 Adjust cover 25 Shaft 26 Needle bearing 30 Input shaft 31 Bearing 32 Pin 33 Torsion bar 34 Torque sensor 35 Sensor shaft 36, 37 Detection coil 38 Cylindrical member 39 Yoke 50 Pinion shaft (output shaft)
50a Pinion 51 Core metal 52 Bearing

Claims (3)

ステアリングホイールに印加された操舵トルクに応じて、電動モータから補助操舵トルクを発生し、減速機構により減速して、操舵機構のピニオン軸に伝達するピニオン・アシスト式の電動パワーステアリング装置に於いて、
トーションバーの一端は、入力軸に連結してあり、トーションバーの他端は、出力軸に連結してあり、
当該出力軸と、ウォームホイールの芯金とは、一体的に成形してあることを特徴とする電動パワーステアリング装置。 In a pinion assist type electric power steering device that generates an auxiliary steering torque from an electric motor according to a steering torque applied to a steering wheel, decelerates by a reduction mechanism, and transmits it to a pinion shaft of the steering mechanism.
One end of the torsion bar is connected to the input shaft, the other end of the torsion bar is connected to the output shaft,
The output shaft and the core metal of the worm wheel are integrally molded, and the electric power steering device is characterized in that 前記出力軸と一体的な芯金の外周部に、樹脂製のギヤ歯が形成してあり、
前記出力軸と一体的な芯金は、その両側を挟持するようにして、軸受により支持してあり、
前記出力軸と一体的な芯金は、前記ピニオン軸に結合するための嵌合部を有していることを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。 Resin gear teeth are formed on the outer periphery of the cored bar integral with the output shaft,
The core bar integral with the output shaft is supported by a bearing so as to sandwich both sides thereof,
The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the core metal integral with the output shaft has a fitting portion for coupling to the pinion shaft. 前記嵌合部は、雌型であることを特徴とする請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。   The electric power steering apparatus according to claim 2, wherein the fitting portion is a female type.

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