JP2015189288A - power steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、パワーステアリング装置に関する。 The present invention relates to a power steering apparatus.
車両等の電動パワーステアリング装置は、ステアリングホイール(ハンドル)の回転に基づく回転力に、電動モータの出力回転軸の回転に基づく回転力を付加して、ステアリングホイールの手動による操舵を容易に行い得るようにするものである。
このような電動式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側のステアリング軸と電動モータの出力回転軸側の回転軸とを、軸連結機構(カップリング)を介して連結している。
An electric power steering apparatus such as a vehicle can easily perform manual steering of a steering wheel by adding a rotational force based on the rotation of an output rotation shaft of an electric motor to a rotational force based on the rotation of a steering wheel (handle). It is what you want to do.
In such an electric power steering apparatus, a steering shaft on the steering wheel side and a rotating shaft on the output rotating shaft side of the electric motor are connected via a shaft connecting mechanism (coupling).
軸連結機構を介してステアリング軸と回転軸とを連結する場合、電動モータの出力回転軸の反転時の衝撃や電動モータのブラシ振動が、軸連結機構及びステアリング軸を介してステアリングホイールに伝達されることにより、運転者に不快な操舵感を与える恐れがある。これを回避するため、軸連結機構に、ゴム又は軟質樹脂などのスペーサを設けることが提案されている(特許文献1参照)。 When the steering shaft and the rotating shaft are connected via the shaft connecting mechanism, the impact when the output rotating shaft of the electric motor is reversed and the brush vibration of the electric motor are transmitted to the steering wheel via the shaft connecting mechanism and the steering shaft. This may give an unpleasant steering feeling to the driver. In order to avoid this, it has been proposed to provide a spacer such as rubber or soft resin in the shaft coupling mechanism (see Patent Document 1).
ところで、一対の回転軸の各々に設けられる一対のジョイントピース(回転部材)を有する軸連結機構において、回転部材の間に設けられ回転部材の爪部(接続部)と噛み合いながら回転する弾性部材を設けると、例えば駆動源(電動モータ)を駆動させる際などにトルク負荷が増加したとき、弾性部材が回転部材の爪部よりはみ出し、破断(切断)されることがある。一方で、このような弾性部材のはみ出しを減らすために、弾性部材の硬度を上げると、衝撃吸収が不十分となり、運転者に不快な操舵感を与えるおそれがある。 By the way, in the shaft coupling mechanism having a pair of joint pieces (rotating members) provided on each of the pair of rotating shafts, an elastic member that is provided between the rotating members and rotates while engaging with a claw portion (connecting portion) of the rotating member. When provided, for example, when a torque load increases when driving a drive source (electric motor), the elastic member may protrude from the claw portion of the rotating member and be broken (cut). On the other hand, when the hardness of the elastic member is increased in order to reduce the protrusion of such an elastic member, shock absorption becomes insufficient, and there is a risk of giving the driver an unpleasant steering feeling.
本発明の目的は、弾性部材による衝撃吸収力を確保しながら、弾性部材の耐久性を向上させることにある。 The objective of this invention is improving the durability of an elastic member, ensuring the impact-absorbing force by an elastic member.
かかる目的のもと、本発明は、第1端に第1接続部を有する第1回転軸と、前記第1回転軸と同一の軸上に配置されるとともに、当該第1回転軸の前記第1端と対峙する第2端に、回転方向において弾性部材を介して前記第1接続部と接続される第2接続部を有する第2回転軸とを備え、前記第1接続部および前記第2接続部の回転方向の間隙は、径方向内側よりも径方向外側の方が狭いことを特徴とするパワーステアリング装置である。
ここで、前記第1接続部は、前記弾性部材に対峙する面であって当該弾性部材から離間する向きに湾曲する湾曲面を有するとよい。
また、前記弾性部材は、前記第1接続部の前記湾曲面に対峙する面であって当該湾曲面に沿って湾曲する他の湾曲面を有するとよい。
また、前記弾性部材は、前記第1接続部および前記第2接続部が回転することにともない通過する領域よりも外径が小さいとよい。
また、前記第1接続部および前記第2接続部は、前記弾性部材が回転方向において圧縮されることにともない互いに接触する接触部を有するとよい。
他の観点から捉えると、本発明は、第1回転軸に設けられる第1回転部材と、第2回転軸に設けられ、前記第1回転部材と軸方向において重ね合わされる第2回転部材と、前記第1回転部材に設けられ、前記第2回転部材と対峙する面に当該対峙する面から当該第2回転部材に向けて突出する第1突出部と、前記第2回転部材に設けられ、前記第1回転部材と対峙する面に当該対峙する面から当該第1回転部材に向けて突出する第2突出部と、軸方向において前記第1回転部材および前記第2回転部材の間に設けられ、回転軸から径方向外側に向けて突出するとともに回転方向において前記第1突出部および前記第2突出部に挟まれる被挟み部を有する弾性部材とを備え、前記第1突出部および前記第2突出部は、前記弾性部材よりも径方向外側の位置に当該弾性部材が回転方向において圧縮されることにともない互いに接触する接触部を有することを特徴とするパワーステアリング装置である。
また、前記第1突出部および前記第2突出部は、回転方向における互いの間隔が、径方向内側よりも径方向外側の方が狭いとよい。
For this purpose, the present invention is arranged on the same axis as the first rotating shaft having the first connecting portion at the first end, and the first rotating shaft. A second rotating shaft having a second connecting portion connected to the first connecting portion via an elastic member in a rotation direction at a second end facing the one end; and the first connecting portion and the second connecting portion. The power steering device is characterized in that the gap in the rotation direction of the connecting portion is narrower on the radially outer side than on the radially inner side.
Here, the first connection portion may have a curved surface that faces the elastic member and curves in a direction away from the elastic member.
The elastic member may have another curved surface that faces the curved surface of the first connecting portion and curves along the curved surface.
The elastic member may have an outer diameter smaller than a region through which the first connection portion and the second connection portion rotate as the first connection portion and the second connection portion rotate.
The first connection part and the second connection part may have contact parts that come into contact with each other as the elastic member is compressed in the rotation direction.
From another viewpoint, the present invention provides a first rotating member provided on the first rotating shaft, a second rotating member provided on the second rotating shaft and overlapped with the first rotating member in the axial direction, A first protrusion that is provided on the first rotating member, protrudes toward the second rotating member from a surface facing the second rotating member, and provided on the second rotating member; A second projecting portion projecting from the facing surface to the first rotating member on the surface facing the first rotating member; and provided between the first rotating member and the second rotating member in the axial direction; An elastic member that protrudes radially outward from the rotating shaft and has a sandwiched portion that is sandwiched between the first protruding portion and the second protruding portion in the rotating direction, the first protruding portion and the second protruding portion Part is more radial than the elastic member A power steering apparatus characterized by having a contact portion to which the elastic member to the side position in contact with each other due to being compressed in the direction of rotation.
In addition, the first protrusion and the second protrusion may be spaced apart from each other in the rotational direction on the radially outer side than on the radially inner side.
本発明によれば、弾性部材による衝撃吸収力を確保しながら、弾性部材の耐久性を向上させることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, durability of an elastic member can be improved, ensuring the impact-absorbing force by an elastic member.
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
〔電動パワーステアリング装置1の全体構成〕
図1は、電動パワーステアリング装置1の概略正面図である。
図2は、図1に示す電動パワーステアリング装置1のII−II線の断面図である。
本実施形態の電動パワーステアリング装置1は、乗り物の進行方向を任意に変えるためのかじ取り装置であり、本実施形態においては車両、特に自動車に適用した構成を例示している。また、本実施形態の電動パワーステアリング装置1は、いわゆるピニオンアシストタイプのパワーステアリング装置である。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
[Overall configuration of electric power steering apparatus 1]
FIG. 1 is a schematic front view of the electric power steering apparatus 1.
2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of the electric power steering apparatus 1 shown in FIG.
The electric power steering apparatus 1 of the present embodiment is a steering apparatus for arbitrarily changing the traveling direction of a vehicle. In the present embodiment, a configuration applied to a vehicle, particularly an automobile is illustrated. The electric power steering device 1 of the present embodiment is a so-called pinion assist type power steering device.
図1に示すように、電動パワーステアリング装置1は、ドライバが操作するホイール状のステアリングホイール(不図示)からの操舵力が伝達される入力部10と、例えばタイヤ(不図示)に連結してタイヤの向きを変更するラック軸21と、入力部10からトルクを受けてラック軸21を軸方向に移動させるピニオン軸22(図2参照)とを備える。
また、電動パワーステアリング装置1は、ラック軸21の端部に設けられてナックルアーム(不図示)を介して例えばタイヤに連結するタイロッド23A,23Bと、各種部材を収容するハウジング30と、ピニオン軸22に操舵補助力を与えるアシスト部40とを備えている。
As shown in FIG. 1, the electric power steering apparatus 1 is connected to an
In addition, the electric power steering apparatus 1 includes
また、図2に示すように、電動パワーステアリング装置1は、ラック軸21をピニオン軸22に向けて押し込むラックガイド24と、ステアリングホイールの操舵トルクを検出するトルク検出装置50と、電子制御ユニット(ECU)60とを備える。
As shown in FIG. 2, the electric power steering device 1 includes a
入力部10は、図2に示すように、ドライバが操作するハンドルからの操舵力が伝達される入力軸11と、入力軸11の内側に取り付けられるトーションバー12とを有している。
As shown in FIG. 2, the
ラック軸21は、長尺状の円柱形状の部材であって、軸方向に並べられた複数の歯によって構成されるラック21Rを有する。また、ラック軸21は、ラック21Rがピニオン軸22の後述するピニオン22Pに噛み合って取り付けられる。そして、ラック軸21は、ピニオン軸22の回転を受けて軸方向に移動する。
The
ピニオン軸22は、図2に示すように、ピニオン22Pが形成された部材である。そして、上述のとおり、ピニオン軸22は、ピニオン22Pがラック軸21のラック21Rに接続する。そして、ピニオン軸22とラック軸21とによって、ピニオン軸22の回転力をラック軸21の軸方向の移動に変換する。
また、ピニオン軸22は、トーションバー12に接続される。従って、ピニオン軸22は、トーションバー12を介して入力軸11から操舵力を受けて回転する。また、本実施形態では、ピニオン軸22には、アシスト部40の後述するウォームホイール43が接続する。従って、ピニオン軸22は、入力軸11からの操舵力に加えてアシスト部40からの補助操舵力を受けて回転する。
As shown in FIG. 2, the
The
図1に示すように、ハウジング30は、主にラック軸21およびを収納するラックハウジング31Rと、主にピニオン軸22(図2参照)を収納するピニオンハウジング31Pとによって構成される。
ラックハウジング31Rは、軸方向に長く伸びる略円筒状の部材であって、ラック軸21の軸方向に沿うように構成される。そして、ラックハウジング31Rは、不図示のブッシュを介してラック軸21を保持し、ラック軸21を軸方向に移動可能に収納する。
As shown in FIG. 1, the
The rack housing 31 </ b> R is a substantially cylindrical member that extends in the axial direction and is configured to extend along the axial direction of the
ピニオンハウジング31Pは、略円筒状の概形を有している。そして、ピニオンハウジング31Pは、ラックハウジング31Rの軸方向に対して円筒軸方向が交差する方向に設けられる。このピニオンハウジング31Pは、図2に示すように、第1軸受35および第2軸受36を介してピニオン軸22を回転可能に保持する。また、ピニオンハウジング31Pの開口部には、カバー33が取り付けられる。カバー33は、第3軸受37を介して入力軸11を回転可能に保持する。
The
なお、図示の例においては、ピニオン軸22の軸方向における中央部側から端部側に向けてウォームホイール43、第1軸受35および第2軸受36の順で配置されている。また、ピニオンハウジング31Pにおいて、ウォームホイール43を内側に収容する部分を第1外周部31A、第1軸受35を内側に収容する部分を第2外周部31B、第2軸受36を内部に収容する部分を第3外周部31Cとする。
In the illustrated example, the
図2に示すように、アシスト部40は、電動モータ41と、ウォームギヤ42と、ウォームホイール43とを備えて構成される。
電動モータ41は、電子制御ユニット60により制御されて、ウォームギヤ42を回転駆動する。
ウォームギヤ42は、電動モータ41の出力軸41A(図3参照、後述)に連結される。
ウォームホイール43は、ウォームギヤ42に連結され、電動モータ41からの駆動力が伝達される。従って、電動モータ41の回転力がウォームホイール43により減速されてピニオン軸22に伝達される。
なお、このアシスト部40の詳細な構成については後述する。
As shown in FIG. 2, the
The
The
The
The detailed configuration of the
トルク検出装置50は、入力軸11とピニオン軸22との相対回転角度に基づいて、言い換えればトーションバー12の捩れ量に基づいて、ステアリングホイールの操舵トルクを検出する。トルク検出装置50によって検出した操舵トルクは、電子制御ユニット60に送られる。
電子制御ユニット60は、各種演算処理を行うCPUと、CPUにて実行されるプログラムや各種データなどが記憶されたROMと、CPUの作業用メモリなどとして用いられるRAMとを有する。そして、トルク検出装置50から得た操舵トルクに基づいて、アシスト部40の電動モータ41の駆動を制御する。
The
The
以上のように構成された電動パワーステアリング装置1においては、ステアリングホイールに加えられた操舵トルクが入力軸11とピニオン軸22との相対回転角度として現れることから、トルク検出装置50が入力軸11とピニオン軸22との相対回転角度に基づいて操舵トルクを把握する。そして、トルク検出装置50の出力値に基づいて電子制御ユニット60が操舵トルクを把握し、把握した操舵トルクに基づいて電動モータ41の駆動を制御する。
In the electric power steering apparatus 1 configured as described above, since the steering torque applied to the steering wheel appears as a relative rotation angle between the
そして、電動モータ41の発生トルクは、ウォームギヤ42およびウォームホイール43を介してピニオン軸22に伝達される。これにより、電動モータ41の発生トルクが、ステアリングホイールに加えるドライバの操舵力をアシストする。つまり、ピニオン軸22は、ステアリングホイールの回転によって発生する操舵トルクと電動モータ41から付与される補助トルクとで回転する。さらに、ピニオン軸22の回転を受けてラック軸21が軸方向に移動することで舵が切られる。
The generated torque of the
〔アシスト部40の詳細構成〕
図3は、図2に示す電動パワーステアリング装置1のIII−III線の断面図である。
図4は、アシスト部40の分解斜視図である。
図5は、伝達機構44の分解斜視図である。
[Detailed Configuration of Assist Unit 40]
3 is a cross-sectional view taken along line III-III of the electric power steering apparatus 1 shown in FIG.
FIG. 4 is an exploded perspective view of the
FIG. 5 is an exploded perspective view of the
次に、図3乃至図5を参照しながら、アシスト部40の詳細構成について説明をする。
なお、以下の説明においては、ウォームギヤ42の軸方向を単に軸方向ということがあり、軸方向における電動モータ41側を一方側、軸方向における予圧機構46側を他方側ということがある。また、ウォームギヤ42に対する周方向を、単に周方向ということがある。
Next, a detailed configuration of the
In the following description, the axial direction of the
上述のように、アシスト部40は、電動モータ41と、電動モータ41の駆動を受けて回転するウォームギヤ42と、ウォームギヤ42に接続して回転するウォームホイール43とを備える。
また、アシスト部40は、電動モータ41の駆動をウォームギヤ42に伝達する伝達機構44と、ウォームギヤ42を支持する支持機構45と、ウォームギヤ42とウォームホイール43との噛み合い部に予圧を与える予圧機構46とを備える。なお、伝達機構44の詳細な構成については後述する。
As described above, the
The
電動モータ41は、駆動力を受けて回転する出力軸41Aを備える。この電動モータ41は、例えば3相ブラシレスモータである。
ウォームギヤ42は、歯部42Aと、歯部42Aを挟んで両側に位置する軸部42B,42Cと、軸部42Bに設けられたフランジ部42Dを備える。
ウォームホイール43は、ウォームギヤ42の歯部42Aと接続されるとともに、ピニオン軸22(図2参照)に対して固定して設けられる。
The
The
The
次に、支持機構45について説明をする。支持機構45は、第1軸受45Aと、第2軸受45Bと、ベアリングナット45Cとを備える。
第1軸受45Aは、外輪が第1外周部31Aに固定され、内輪はウォームギヤ42の軸部42Bを圧入することにより、ウォームギヤ42に対して固定される。図示の例においては、第1軸受45Aは、軸部42Bのフランジ部42Dと第2カップリング44Dとにより挟持されるように配置される。
第2軸受45Bは、外輪が軸受ケース46A(後述)によって支持され、内輪は、ウォームギヤ42の軸部42Cを圧入することにより、ウォームギヤ42に対して固定される。
ベアリングナット45Cは、第1外周部31Aに螺着されて固定される。このベアリングナット45Cは、第1軸受45Aの外輪を保持する。すなわち、第1軸受45Aの外輪は、ベアリングナット45Cを介して第1外周部31Aに固定される。
Next, the
In the
In the
The bearing
次に、予圧機構46について説明をする。予圧機構46は、軸受ケース46Aと、緩衝部材46Bと、円筒部材46Cと、コイルばね46Dと、キャップ46Eとを備える。
軸受ケース46Aは、含油ポリアセタール樹脂などの合成樹脂からなる無給油ブッシュである。図4に示すように、この軸受ケース46Aは、周方向の1ヵ所(第2軸受45Bの中心を挟んでコイルばね46Dと反対側の位置)を切り離した略C字状の略環状体である本体46Fと、本体46Fの外周の周方向の1ヵ所から半径方向外側に突出する略円筒状の筒突部46Gとを備える。また、軸受ケース46Aは、本体46FのC字状に切り離されて周方向で相対する一方の端部であって本体46Fにおける軸方向の他方側に設けられた突片46Hと、他方の端部であって本体46Fの軸方向の一方側に設けられた突片46Iとを備える。さらに、軸受ケース46Aは、本体46Fの内周面であって本体46Fの中心軸を挟んで対峙する位置に設けられた2つの平面であるガイド面46Lを備える。
Next, the
The bearing
緩衝部材46Bは、軸受ケース46Aの内周面に沿って設けられる薄板状の部材である。ポリウレタンやポリスチレンなどの合成樹脂(弾性樹脂)や、天然ゴムなど周知の弾性部材が例示される。
円筒部材(シートラバー)46Cは、コイルばね46Dが挿入可能な寸法の内径を有する。この円筒部材46Cは、内周面を介して、弾性変形するコイルばね46Dの外周面を支持する。
コイルばね46Dは、第2軸受45Bの外周面と、キャップ46Eの端面との間に圧縮状態で装填される。
キャップ46Eは、略円盤状の部材であり、例えば外周面に雄ねじが形成され、第1外周部31Aに対して固定される。
The
The cylindrical member (sheet rubber) 46C has an inner diameter that allows the
The
The
さて、図3に示すように、組み上げられた予圧機構46において、第2軸受45Bはコイルばね46Dにより押圧され、ウォームホイール43側に付勢される(矢印B参照)。このことにより、図3に示すように、ウォームギヤ42がウォームホイール43に押しつけられ、ウォームギヤ42とウォームホイール43との噛み合い部に予圧が与えられる。この予圧により、ウォームギヤ42とウォームホイール43との噛み合い部におけるバックラッシュが抑制される。
また、軸受ケース46Aにおいては、ガイド面46L(図4参照)が形成されていることにより、第2軸受45Bが予圧方向に沿って移動する。このことにより、ウォームギヤ42とウォームホイール43との噛み合い位置を適正に保つとともに、噛み合い反力の変動によるウォームギヤ42のラジアル方向への移動が円滑となる。
Now, as shown in FIG. 3, in the assembled
In the
〔伝達機構44の概略構成〕
次に、図5を参照しながら、伝達機構44の詳細構成について説明をする。
図5に示すように、伝達機構44は、第1カップリング44Aと、コイルばね44Bと、弾性継手44Cと、第2カップリング44Dとを備える。
なお、詳細な説明は省略するが、コイルばね44Bは、弾性継手44Cの貫通孔44I(後述)の内部に配置され、第1カップリング44Aと第2カップリング44Dとの間に圧縮状態で装填される。このコイルばね44Bは、ウォームギヤ42の軸方向に生じる振動を弾性変形により吸収する。
[Schematic configuration of transmission mechanism 44]
Next, a detailed configuration of the
As shown in FIG. 5, the
Although detailed description is omitted, the
まず、第1回転部材の一例である第1カップリング44Aは、略円盤状の部材である本体44Eと、本体44Eの中心部に設けられる貫通孔44Fと、本体44Eにおける他方側の端面の外周側で、端面から他方側に突出して設けられる複数の羽根部(第1接続部、第1突出部)44Gとを備える。この第1カップリング44Aは、貫通孔44Fに出力軸(第1回転軸)41Aの先端(第1端)を圧入することにより、出力軸41Aに対して固定される。図示の例における第1カップリング44Aは、周方向に沿って略等間隔の角度(略90度)で配置された複数(4つ)の羽根部44Gを備える。
First, the
弾性部材の一例である弾性継手44Cは、略円盤状の部材である本体44Hと、本体44Hの中心部に設けられる貫通孔44Iと、本体44Hの外周に放射状をなす複数の突起部(被挟み部)44Jとを備える。図示の例における弾性継手44Cは、周方向に沿って略等間隔の角度(略45度)で配置された複数(8つ)の突起部44Jを備える。
ここで、弾性継手44Cは、第1カップリング44Aおよび第2カップリング44Dよりも、外径が小さい(後述する図9参照)。さらに説明をすると、弾性継手44Cは、回転にともない羽根部44Gおよび羽根部44N(後述)が通過する領域よりも、外径が小さい。
この弾性継手44Cは、エチレンプロピレンゴムなどの弾性部材からなる。
The elastic joint 44C, which is an example of an elastic member, includes a
Here, the elastic joint 44C has a smaller outer diameter than the
The elastic joint 44C is made of an elastic member such as ethylene propylene rubber.
第2回転部材の一例である第2カップリング44Dは、略円盤状の部材である本体44Lと、本体44Lの中心部に設けられる貫通孔44Mと、本体44Lにおける一方側の端面の外周側で、端面から一方側に突出して設けられる複数の羽根部(第2接続部、第2突出部)44Nとを備える。この第2カップリング44Dは、貫通孔44Mにウォームギヤ42の軸部42B(第2回転軸)の先端(第2端)を圧入することにより、ウォームギヤ42に対して固定される。図示の例における第2カップリング44Dは、周方向に沿って略等間隔の角度(略90度)で配置された複数(4つ)の羽根部44Nを備える。
The
図6は、図5に示す第1カップリング44Aの矢印VIからみた図である。
図7は、図5に示す弾性継手44Cの矢印VIIからみた図である。
図8は、図5に示す第2カップリング44Dの矢印VIIIからみた図である。
次に、図6乃至8を参照しながら、第1カップリング44A、弾性継手44C、および第2カップリング44Dが互いに噛み合う機構、すなわち羽根部44G、突起部44J、羽根部44Nについて詳細に説明をする。
6 is a view of the
7 is a view of the elastic joint 44C shown in FIG. 5 as viewed from the arrow VII.
FIG. 8 is a view of the
Next, a mechanism in which the
まず、図6に示すように、羽根部44Gは、略扇形である。この羽根部44Gの周方向の幅は、径方向内側よりも径方向外側の方が大きい。言い替えると、羽根部44Gどうしの周方向の間隔は、径方向内側よりも径方向外側の方が小さい。
この羽根部44Gは、本体44Eの外周面に沿う端面G1と、この端面G1の周方向の中点に対する径方向内側に位置する頂部G2と、端面G1の周方向の両端と頂部G2とを結ぶ端面G3,G4とを備える。ここで、端面(湾曲面)G3,G4は、それぞれの面が羽根部44Gの内側に凹む向き(羽根部44Gの周方向幅が小さくなる向き)に湾曲している。なお、この端面G3,G4は、後述する弾性継手44Cの突起部44Jの端面J3,J4に沿うように形成されている。
First, as shown in FIG. 6, the
The
次に、図7に示すように、突起部44Jは、周方向の幅が径方向内側よりも径方向外側の方が小さい。言い替えると、突起部44Jどうしの周方向の間隔は、径方向内側よりも径方向外側の方が大きい。
さらに説明をすると、突起部44Jは、周方向に沿う端面J1と、この端面J1の周方向の一端から径方向内側に向けて延びる端面J3と、端面J1の周方向の他端から径方向内側に向けて延びる端面J4とを備える。ここで、端面J3,J4は、それぞれの面が突起部44Jの外側に向けて突出する向きに湾曲している。
Next, as shown in FIG. 7, the
More specifically, the
次に、図8に示すように、羽根部44Nは、略扇形である。この羽根部44Nの周方向の幅は、径方向内側よりも径方向外側の方が大きい。言い替えると、羽根部44Nどうしの周方向の間隔は、径方向内側よりも径方向外側の方が小さい。
この羽根部44Nは、本体44Lの外周面に沿う端面N1と、この端面N1の周方向の中点に対する径方向内側に位置する頂部N2と、端面N1の周方向の両端と頂部N2とを結ぶ端面N3,N4とを備える。ここで、端面(他の湾曲面)N3,N4は、それぞれの面が羽根部44Nの内側に凹む向きに湾曲している。なお、この端面N3,N4は、上述の弾性継手44Cの突起部44Jの端面J3,J4に沿うように形成されている。
Next, as shown in FIG. 8, the blade |
The
図9(a)は図3に示す伝達機構44のIXa−IXa線の断面図であり、(b)は図9(a)に示す伝達機構44の部分拡大図である。
次に、図9(a)および(b)を参照しながら、組み上げられた伝達機構44について説明をする。
9A is a cross-sectional view taken along the line IXa-IXa of the
Next, the assembled
図9(a)に示すように、第1カップリング44A、弾性継手44C、および第2カップリング44Dは同軸に重ね合わせられる。具体的には、第1カップリング44Aの羽根部44Gは、周方向で相隣る各突起部44Jによって形成される複数の対向間隙の1つに嵌め合わされるように配置される。また、第2カップリング44Dの羽根部44Nは、弾性継手44Cの周方向で相隣る各突起部44Jの対向間隙のうち、第1カップリング44Aの羽根部44Gが配置されていない対向間隙に嵌め合わされるように配置される。
As shown in FIG. 9A, the
ここで、図9(b)に示すように、弾性継手44Cの突起部44Jは、周方向で相隣る第1カップリング44Aの羽根部44Gと第2カップリング44Dの羽根部44Nとによって、挟み込むように配置される。この配置において、第1カップリング44Aの羽根部44G(端面G4)と第2カップリング44Dの羽根部44N(端面N3)との周方向における間隙をみると、径方向内側の間隙L1よりも径方向外側の間隙L2の方が小さい(狭い)。
Here, as shown in FIG. 9B, the protruding
次に、上記のように構成された伝達機構44の動作について説明をする。
本実施の形態の伝達機構44は、電動モータ41(図4参照)の出力軸41A(図5参照)とともに第1カップリング44Aが回転することに伴い、弾性継手44Cを介して、第2カップリング44Dが駆動力を受け、ウォームギヤ42の軸部42B(図5参照)へと駆動力が伝達される。このとき、弾性継手44Cは、ウォームギヤ42の軸方向および周方向に生じる振動を弾性変形により吸収する。
Next, the operation of the
The
また、弾性継手44Cは、周方向において第1カップリング44Aの羽根部44Gと第2カップリング44Dの羽根部44Nによって挟まれ荷重を受けることにより、弾性変形をする。特に、電動モータ41(図4参照)の駆動させる際など、トルク負荷が増加するときに、弾性継手44Cは大きく弾性変形をする。ここで、突起部44Jの端面J1は、第1カップリング44Aの羽根部44Gと第2カップリング44Dの羽根部44Nとによって挟まれ、周方向に圧縮される向きの力を受け、径方向外側へと延びる(破線で示す端面J1参照)。
The elastic joint 44C is elastically deformed by being sandwiched between the
さて、本実施の形態においては、上述のように第1カップリング44Aの羽根部44G(端面G4)と第2カップリング44Dの羽根部44N(端面N3)との間隙は、径方向内側の間隙L1よりも径方向外側の間隙L2の方が小さいことから、突起部44Jの端面J1が径方向外側へと向かう量(移動量)が抑制される。また、羽根部44Gの端面G3,G4、および羽根部44Nの端面N3,N4は、それぞれ羽根部44G,44Nの内側に向けて凹むように湾曲しており、突起部44Jを径方向内側へ押圧する力を加える。その結果、突起部44Jが径方向外側へと向かう量が抑制される。
In the present embodiment, as described above, the gap between the
図10(a)乃至(c)は、本実施の形態とは異なる比較例の伝達機構440を説明する図である。
ここで、図9および図10を参照し、本実施の形態とは異なる比較例の伝達機構440と比較しながら、伝達機構44の動作について説明をする。
FIGS. 10A to 10C are diagrams for explaining a
Here, the operation of the
まず、図10(a)に示すように、比較例の伝達機構440について説明をする。この伝達機構440は、第1カップリング440Aと、弾性継手440Cと、第2カップリング440Dとを備える。
また、図10(b)に示すように、弾性継手440Cの突起部440Jにおける周方向の幅は、径方向内側と径方向外側とで同一である。また、第1カップリング440Aの羽根部440G、および第2カップリング440Dの羽根部440Nは、それぞれ突起部440Jに沿って形成された端面G40,N30を備える。言い替えると、端面G40,N30は、径方向に沿う平面である。さらに、弾性継手440Cは、第1カップリング440Aおよび第2カップリング440Dと同一の外径である。
First, as shown in FIG. 10A, a
Further, as shown in FIG. 10B, the circumferential width of the
このように構成された伝達機構440において、電動モータ41(図4参照)からの駆動を受けると、弾性継手440Cは、周方向において第1カップリング440Aの羽根部440Gと第2カップリング440Dの羽根部440Nによって挟まれ、弾性変形をする。
このとき、図10(c)に示すように、突起部440Jの端面J10が、羽根部440Gの端面G10あるいは羽根部440Nの端面N10よりも、径方向外側に突出する。言い替えると、突起部440Jの一部が、はみ出る状態となる。そして、例えば、図10(c)の円内に示すように、突起部440Jのはみ出た部分に、羽根部440Gあるいは羽根部440Nの角部による力が加わり、結果として突起部440Jが損傷を受けることがある。
In the
At this time, as shown in FIG. 10C, the end surface J10 of the
一方、上述のように図9(a)に示す本実施の形態においては、上述のように、羽根部44Gの端面G3,G4、および羽根部44Nの端面N3,N4は、互いの間隙が径方向内側の間隙L1よりも径方向外側の間隙L2の方が小さいことに加えて、羽根部44Gが湾曲していることで、突起部44Jが羽根部44Gの端面G1あるいは羽根部44Nの端面N1よりも径方向外側に突出する(はみ出す)ことが抑制される。
On the other hand, in the present embodiment shown in FIG. 9A as described above, the end surfaces G3 and G4 of the
また、図9(a)に示す例においては、弾性継手44Cは、第1カップリング44Aおよび第2カップリング44Dよりも、外径が小さい。さらに説明をすると、弾性継手44Cが周方向に圧縮される向きの荷重を受けた状態においても、突起部44Jの端面J1が、第1カップリング44Aおよび第2カップリング44Dの外周面を超えない寸法、好ましくは第1カップリング44Aおよび第2カップリング44Dの外周面よりも径方向内側に位置するような寸法で形成されている。このことにより、突起部44Jがはみ出すことが抑制され、結果として突起部44Jの損傷が抑制される。
In the example shown in FIG. 9A, the elastic joint 44C has an outer diameter smaller than that of the
〔伝達機構44の他の実施形態〕
図11(a)は他の実施形態における伝達機構441の断面図であり、(b)は伝達機構441の動作を説明する図である。より詳細には、図11(a)は、図9(a)に対応する図である。なお、図11においては、図9(a)に示す実施の形態と同一の構成については同一の符号を付け、詳細な説明は省略する。
[Other Embodiments of Transmission Mechanism 44]
FIG. 11A is a cross-sectional view of a
図11(a)に示す他の実施形態の伝達機構441は、第1カップリング441Aと、弾性継手441Cと、第2カップリング441Dとを備える。
まず、第1カップリング441Aは、複数の羽根部441Gを備える。この羽根部441Gは、周方向の幅が径方向内側よりも径方向外側の方が大きい。さらに説明をすると、羽根部441Gは、本体44E(図6参照)の外周面に沿う端面G11と、この端面G11の周方向の中点に対する径方向内側に位置する頂部G21と、端面G11の周方向の両端と頂部G21とを結ぶ端面G31,G41とを備える。
ここで、端面G31,G41は、頂部G21と連続し羽根部441Gの内側に凹む向きに湾曲する湾曲面G32,G42と、湾曲面G32,G42の径方向外側の端部と連続しかつ径方向に沿う面である平坦面G33,G43とを有する。なお、この湾曲面G32,G42は、後述する弾性継手441Cの突起部441Jの端面J31,J41に沿うように形成されている。
A
First, the
Here, the end surfaces G31 and G41 are continuous with the top G21 and are curved with curved surfaces G32 and G42 that are curved in a direction recessed toward the inside of the
弾性継手441Cは、貫通孔44Iの外周に放射状をなす複数の突起部441Jを備える。ここで、突起部441Jは、周方向の幅が径方向内側よりも径方向外側の方が小さい。言い替えると、突起部441Jの周方向の間隔は、径方向内側よりも径方向外側の方が大きい。
また、突起部441Jは、周方向に沿う端面J11と、この端面J11の周方向の一端から径方向内側に向けて延びる端面J31と、端面J11の周方向の他端から径方向内側に向けて延びる端面J41とを備える。ここで、端面J31,J41は、それぞれの面が突起部441Jの外側に向けて突出する向きに湾曲している。
The elastic joint 441C includes a plurality of radially projecting
The
第2カップリング441Dは、複数の羽根部441Nを備える。この羽根部441Nは、周方向の幅が径方向内側よりも径方向外側の方が大きい。さらに説明をすると、羽根部441Nは、本体44L(図8参照)の外周面に沿う端面N11と、この端面N11の周方向の中点に対する径方向内側に位置する頂部N21と、端面N11の周方向の両端と頂部N21とを結ぶ端面N31,N41とを備える。
ここで、端面N31,N41は、頂部N21と連続し羽根部441Nの内側に凹む向きに湾曲する湾曲面N32,N42と、湾曲面N32,N42の径方向外側の端部と連続しかつ径方向に沿う面である平坦面N33,N34とを有する。なお、この湾曲面N32,N42は、上述の弾性継手441Cの突起部441Jの端面J31,J41に沿うように形成されている。
The
Here, the end surfaces N31 and N41 are continuous with the top portion N21 and curved surfaces N32 and N42 which are curved in a direction of being recessed toward the inside of the
さて、図11(a)に示すように、組み上げられた伝達機構441において、弾性継手441Cの突起部441Jは、周方向で相隣る第1カップリング441Aの羽根部441Gと第2カップリング441Dの羽根部441Nによって挟み込むように配置される。
ここで、突起部441Jの端面J11は、羽根部441Gの湾曲面G32,G42と羽根部441Nの湾曲面N32,N42とに挟まれた位置となる。また、接触部の一例である羽根部441Gの平坦面G33,G43と、羽根部441Nの平坦面N33,N43とは、周方向において間隙を挟んで対峙するように配置される。さらに説明をすると、羽根部441Gの平坦面G33,G43と、羽根部441Nの平坦面N33,N43との周方向における間には、突起部441Jは配置されていない。
As shown in FIG. 11A, in the assembled
Here, the end surface J11 of the
ここで、電動モータ41(図4参照)の駆動の開始時など、トルク負荷が増加する場合における伝達機構441の動作を説明する。この場合、まず、弾性継手441Cの突起部441Jは、羽根部441Gの湾曲面G32,G42と羽根部441Nの湾曲面N32,N42とに挟まれて負荷を受けることにより、周方向において潰れる。
Here, the operation of the
そして、図11(b)に示すように、周方向における突起部441Jの圧縮で負荷を支えきれない場合には、例えば、羽根部441Gの平坦面G43と、羽根部441Nの平坦面N33とが互いに接触する。この羽根部441Gの平坦面G43と、羽根部441Nの平坦面N33とが互いに押圧することにより、周方向の力を受ける。その結果、例えば弾性継手441Cの突起部441Jが損傷を受けることが抑制される。
付言すると、羽根部441Gの平坦面G43および羽根部441Nの平坦面N33は、互いに押圧することにより、突起部441Jが径方向外側にはみ出す経路を塞ぐ機能を有するものとして捉えることができる。
Then, as shown in FIG. 11B, when the load cannot be supported by the compression of the
In other words, the flat surface G43 of the
上記のように、伝達機構441は、突起部441Jが周方向の力を受け圧縮された後に、羽根部441Gの平坦面G43および羽根部441Nの平坦面N33(あるいは羽根部441Gの平坦面G33および羽根部441Nの平坦面N43)で支持するという、いわば2段階の支持を行う。
ここで、図示の例とは異なる構成、すなわち弾性継手441Cを設けず、羽根部441Gの平坦面G33,G43と、羽根部441Nの平坦面N33,N43との支持のみにより、周方向負荷を支持する構成と比較して、伝達機構441は、弾性継手441Cを設け2段階の支持を行うことにより、周方向および軸方向の衝撃をより和らげることができる。
また、上記構成により、弾性継手441Cの材質の硬度(剛性)としている許容される範囲が広くなる。さらに説明をすると、例えば、弾性継手441Cとして柔らかい部材を採用することが可能になるなど、弾性継手441Cのチューニング幅が広がる。
As described above, the
Here, a configuration different from the illustrated example, that is, the elastic joint 441C is not provided, and the circumferential load is supported only by the flat surfaces G33 and G43 of the
In addition, with the above configuration, the allowable range of the hardness (rigidity) of the material of the elastic joint 441C is widened. More specifically, for example, it becomes possible to employ a soft member as the elastic joint 441C, and the tuning range of the elastic joint 441C is widened.
なお、ここでは、羽根部441Gの平坦面G33,G43と、羽根部441Nの平坦面N33,N43とが径方向に沿う平坦な面として説明をしたが、これに限定されない。すなわち、羽根部441Gと羽根部441Nとが、突起部441Jの端面J11よりも径方向外側において互いに押し合う構成であれば、それぞれの形状は特に限定されない。例えば、羽根部441Gと羽根部441Nとが対向する領域に、それぞれ周方向において凹むあるいは突出する凹部および凸部を設け、この凹部および凸部が噛み合う形状を有してもよい。
Here, the flat surfaces G33 and G43 of the
〔羽根部44Gの変形例〕
図12(a)乃至(c)は、第1カップリング44Aの羽根部44Gの変形例を示す図である。
次に、図12(a)乃至(c)を参照しながら、第1カップリング44Aの羽根部44G(図6参照)の変形例について説明をする。
なお、ここでは、詳細な説明を省略するが、第2カップリング44Dの羽根部44Nも、以下に示す第1カップリング44Aの羽根部44Gの変形例と同様に変形することができる。また、弾性継手44Cも、羽根部44G,44Nの変形例にあわせて適宜変形することができる。
[Modified example of
FIGS. 12A to 12C are diagrams showing a modification of the
Next, a modification of the
Here, although detailed description is omitted, the
まず、図12(a)に示すように、羽根部442Gを構成してもよい。すなわち、第1カップリング442Aに設けられる羽根部442Gは、本体44E(図6参照)の外周面に沿う端面G12と、この端面G12の周方向の中点に対する径方向内側に位置する頂部G22と、端面G12の周方向の両端と頂部G22とを結ぶ平坦面G52,G62とを備える。
First, as shown to Fig.12 (a), you may comprise the blade |
また、図12(b)に示すように、複数の部材により、羽根部445Gを構成してもよい。具体的に説明をすると、第1カップリング445Aに設けられる羽根部445Gは、本体44E(図6参照)の外周面に沿う端面G15と、この端面G15の周方向の中点に対する径方向内側に位置する頂部G25と、端面G15の周方向の両端と頂部G25とを結ぶ端面G35,G45とを備える。
ここで、端面G35,G45は、頂部G25と連続し羽根部445Gの内側に凹むよう湾曲する湾曲面G36,G46と、湾曲面G36,G46の径方向外側の端部と連続しかつ径方向に沿う面である平坦面G37,G47とを有する。
Moreover, as shown in FIG.12 (b), you may comprise the blade |
Here, the end surfaces G35, G45 are continuous with the top portion G25 and curved surfaces G36, G46 which are curved so as to be recessed inside the
そして、羽根部445Gにおいて、平坦面G37,G47を含む周方向の端部G38,G48は、周方向の中央部G39と異なる部材で形成されている。さらに説明をすると、中央部G39よりも弾性率の高い部材により構成される。
この構成により、例えばトルク負荷が増加する場合、羽根部445Gの湾曲面G36,G46が、弾性継手441Cの突起部441J(図11(a)参照)を周方向において潰した後に、羽根部441Gの平坦面G37,G47が、図示は省略する第2カップリングに設けられた羽根部の平坦面と接触し、周方向の負荷を指示する(図11(b)参照)。このとき、端部G38,G48が弾性率の高い部材(例えばゴムや樹脂)により構成されるため、羽根部441Gの平坦面G37,G47が、第2カップリングの平坦面(不図示)と接触する衝撃が緩和される。さらに説明をすると、例えばこの衝撃に伴う打音が抑制される。
And in the blade |
With this configuration, for example, when the torque load increases, the curved surfaces G36 and G46 of the
さて、上記図6の説明においては、羽根部44Gが、頂部G2を備えることを説明したが、羽根部44Gが径方向内側に向けて突出することは必須ではない。
したがって、例えば図12(c)に示すように、羽根部446Gを構成してもよい。具体的に説明をすると、第1カップリング446Aに設けられる羽根部446Gは、本体44E(図6参照)の外周面に沿う端面G16と、この端面G16よりも径方向内側に位置し周方向に沿う端面G26と、端面G16および端面G26の周方向の一端どうしを結ぶ端面G66と、端面G16および端面G26の周方向の他端どうしを結ぶ端面G67とを備える。
あるいは、図12(c)に示すような周方向に沿う端面G26に替えて、端面G26を、平坦面や羽根部446Gの内側に凹む向きに湾曲する凹面により形成してもよい。
In the description of FIG. 6 described above, it has been described that the
Therefore, for example, as shown in FIG. 12C, the
Alternatively, instead of the end face G26 along the circumferential direction as shown in FIG. 12C, the end face G26 may be formed by a flat surface or a concave surface that curves in a direction recessed inside the
〔その他の変形例〕
さて、上記の説明においては、弾性継手44Cが、第1カップリング44Aおよび第2カップリング44Dよりも、外径が小さいことを説明したが、これに限定されない。例えば、弾性継手44Cが、第1カップリング44Aおよび第2カップリング44Dと同一あるいはそれ以上の外径により構成されてもよい。
[Other variations]
In the above description, the elastic joint 44C has been described as having an outer diameter smaller than that of the
また、上記の説明においては、羽根部44Gと羽根部44Nとが、弾性継手44Cの突起部44Jの間に嵌まり合うことを説明したが、これに限定されない。例えば、羽根部44Gおよび羽根部44Nの周方向の幅が、径方向内側よりも径方向外側の方が大きい構成であれば、弾性継手44Cの突起部44Jの周方向の幅が、径方向の内側と外側とで同一でもよい。すなわち、径方向内側から径方向外側に向かうにしたがい、羽根部44Gあるいは羽根部44Nと、弾性継手44Cの突起部44Jとの周方向の間隙が、小さくなる(変化する)構成であってもよい。
In the above description, it has been described that the
上記では種々の実施の形態および変形例を説明したが、これらの実施の形態および変形例どうしを組み合わせて構成してももちろんよい。
また、本開示は上記の実施形態に何ら限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施することができる。
Although various embodiments and modifications have been described above, it is needless to say that these embodiments and modifications may be combined.
Further, the present disclosure is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented in various forms without departing from the gist of the present disclosure.
1…電動パワーステアリング装置、21…ラック軸、42…ウォームギヤ、43…ウォームホイール、44…伝達機構、44A…第1カップリング、44C…弾性継手、44D…第2カップリング、44G,44N…羽根部、44J…突起部、G3,G4,N3,N4…端面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric power steering device, 21 ... Rack shaft, 42 ... Worm gear, 43 ... Worm wheel, 44 ... Transmission mechanism, 44A ... 1st coupling, 44C ... Elastic coupling, 44D ... 2nd coupling, 44G, 44N ... Blade Part, 44J ... projection, G3, G4, N3, N4 ... end face
Claims (7)
前記第1回転軸と同一の軸上に配置されるとともに、当該第1回転軸の前記第1端と対峙する第2端に、回転方向において弾性部材を介して前記第1接続部と接続される第2接続部を有する第2回転軸と
を備え、
前記第1接続部および前記第2接続部の回転方向の間隙は、径方向内側よりも径方向外側の方が狭い
ことを特徴とするパワーステアリング装置。 A first rotating shaft having a first connection at the first end;
The first rotation shaft is disposed on the same axis, and is connected to the first connection portion via an elastic member in the rotation direction at a second end facing the first end of the first rotation shaft. A second rotating shaft having a second connecting portion,
The power steering device according to claim 1, wherein a gap in a rotation direction between the first connection portion and the second connection portion is narrower on a radially outer side than on a radially inner side.
第2回転軸に設けられ、前記第1回転部材と軸方向において重ね合わされる第2回転部材と、
前記第1回転部材に設けられ、前記第2回転部材と対峙する面に当該対峙する面から当該第2回転部材に向けて突出する第1突出部と、
前記第2回転部材に設けられ、前記第1回転部材と対峙する面に当該対峙する面から当該第1回転部材に向けて突出する第2突出部と、
軸方向において前記第1回転部材および前記第2回転部材の間に設けられ、回転軸から径方向外側に向けて突出するとともに回転方向において前記第1突出部および前記第2突出部に挟まれる被挟み部を有する弾性部材と
を備え、
前記第1突出部および前記第2突出部は、前記弾性部材よりも径方向外側の位置に当該弾性部材が回転方向において圧縮されることにともない互いに接触する接触部を有する
ことを特徴とするパワーステアリング装置。 A first rotating member provided on the first rotating shaft;
A second rotating member provided on a second rotating shaft and overlapped in the axial direction with the first rotating member;
A first protrusion that is provided on the first rotating member and protrudes from the surface facing the second rotating member toward the second rotating member;
A second projecting portion provided on the second rotating member and projecting from the facing surface to the first rotating member on the surface facing the first rotating member;
Provided between the first rotating member and the second rotating member in the axial direction, protrudes radially outward from the rotating shaft, and is sandwiched between the first protruding portion and the second protruding portion in the rotating direction. An elastic member having a sandwiching portion,
The first projecting portion and the second projecting portion have contact portions that come into contact with each other as the elastic member is compressed in the rotational direction at a position radially outward from the elastic member. Steering device.
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