JP2005112241A - Electric power steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ウォームとウォームホイールの歯面同士が当接した時、弾性体を変形させることにより、回転軸を移動させて歯打音を減少させるタイプの電動式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 of a type that reduces a rattling sound by moving a rotating shaft by deforming an elastic body when tooth surfaces of a worm and a worm wheel come into contact with each other.
特許文献1に記載の電動式パワーステアリング装置に略同一の従来例を図3乃至図5に示す。 A conventional example substantially the same as the electric power steering device described in Patent Document 1 is shown in FIGS.
図3は、従来例に係る電動式パワーステアリング装置の縦断面図である。図4は、図3に示した電動式パワーステアリング装置の横断面図である。図5(a)は、図3に示した回転軸と軸受等の要部を示す断面図であって、トルク伝達方向が切り替わる前を示し、(b)は、回転軸と軸受等の要部を示す断面図であって、トルク伝達方向が切り替わって回転軸が移動した状態を示す。 FIG. 3 is a longitudinal sectional view of an electric power steering apparatus according to a conventional example. 4 is a cross-sectional view of the electric power steering apparatus shown in FIG. FIG. 5A is a cross-sectional view showing the main parts of the rotating shaft and the bearing shown in FIG. 3 before the torque transmission direction is switched, and FIG. 5B is the main part of the rotating shaft and the bearing. It is sectional drawing which shows, Comprising: A torque transmission direction switches and the state which the rotating shaft moved is shown.
図3に示すコラムアシスト式電動パワーステアリング装置では、ステアリングコラム1に、ステアリングシャフト2(入力軸)が回転自在に支持してある。 In the column assist type electric power steering apparatus shown in FIG. 3, a steering shaft 2 (input shaft) is rotatably supported on the steering column 1.
ステアリングシャフト2(入力軸)の車両前方側には、出力軸3が連結してある。この出力軸3の車両前方側には、自在継手(図示略)等を介してステアリングギヤ(図示略)等が連結してある。
An
ステアリングシャフト2(入力軸)の車両前方側には、トーションバー4の基端が圧入固定してあり、このトーションバー4は、中空に形成した出力軸3の内部を延在して、その先端が出力軸3の端部に固定ピン5により固定してある。
The base end of the torsion bar 4 is press-fitted and fixed to the front side of the steering shaft 2 (input shaft). The torsion bar 4 extends inside the
出力軸3の車両後方側には、トルクセンサー検出用の複数個の溝6が形成してあり、これらの溝6の径方向外方には、トルクセンサーのスリーブ7が配置してある。このスリーブ7は、その車両後方側端部がステアリングシャフト2(入力軸)の車両前方側端部に加締め等により固定してある。スリーブ7の径方向外方には、コイル8や基板等が設けてある。
A plurality of grooves 6 for detecting a torque sensor are formed on the vehicle rear side of the
出力軸3には、後述するように、電動モータ10により駆動するウォーム11に噛合したウォームホイール12が取付けてある。
As will be described later, a
従って、運転者がステアリングホイール(図示略)を操舵することにより発生した操舵力は、入力軸1,トーションバー4,出力軸3及びラックアンドピニオン式ステアリング装置を介して、図示しない転舵輪に伝達される。また、電動モータ10の回転力は、そのウォーム11及びウォームホイール12を介して出力軸3に伝達されるようになっており、電動モータ10の回転力及び回転方向を適宜制御することにより、出力軸3に適切な操舵補助トルクを付与できるようになっている。
Therefore, the steering force generated when the driver steers the steering wheel (not shown) is transmitted to the steered wheels (not shown) via the input shaft 1, the torsion bar 4, the
図4に示すように、電動モータ10の回転子10aには、回転軸20のモータ側端部21がセレーション嵌合又はスプライン嵌合して軸方向移動可能に連結してある。
As shown in FIG. 4, a
図4及び図5に示すように、回転軸20は、上記のモータ側端部21と、後述する軸受26a,26bに回転自在に支持される支持部22a,22bと、支持部22a,22bに隣接した大径部23a,23bと、大径部23a,23bに隣接したフランジ部24a,24bと、これらフランジ部24a,24b間に形成したウォーム11と、を備えている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
支持部22a,22bには、それぞれ、軸受26a,26bが設けてあり、これにより、回転軸20をハウジング27に対して回転自在に支持している。
The
軸受26a,26aと回転軸20のフランジ部24a,24bとの間に介装された弾性部材30a,30bは、回転軸20の支持部22a,22b上に配置された小径孔円板部31a,31bと、大径部23a,23bの外周に配置された大径孔円板部32a,32bとを有し、両者を弾性部33a,33bにより連結してなる。
弾性部材30a,30bは、組付け状態において回転軸20のフランジ部24a,24bに大径孔円板部32a,32bを当接させ、軸受26a,26bの内輪34a,34bに、U字型に曲げたブッシュ35a,35bを介して小径孔円板部31,31bを当接させており、弾性部33a,33bに一定の予圧を与えている。
In the assembled state, the
従って、回転軸20をブッシュ35a,35bを介して軸受26a,26bにより支持して軸線方向に移動した上で、ウォーム11とウォームホイール12との歯面間に生ずる衝撃力を、弾性部材30a,30bを撓ませて、回転軸20を軸線方向に移動させることにより緩和させ、それにより叩き音を低減させることができる。
Therefore, after the
以上、上述したように、従来例では、回転軸20と軸受26a,26bとを円滑に軸方向移動させる為に、軸受内輪34a,34bに摺動性の良いブッシュ35a,35bを固定させている。
As described above, in the conventional example, in order to smoothly move the
ブッシュ35a,35bは、裏金の表面にテフロン層をコーティングしたものが使われ、特許文献1に示すように、軸受内輪にU字型に曲げて固定されている。
しかしながら、軸受26a,26bと回転軸20の嵌め合いは、ブッシュ35a,35bの厚さ公差の分バラツキが大きくなり、ウォーム11とウォームホイール12のバックラッシュが大きくなり、ウォーム11とウォームホイール12の歯面との打音を緩和する性能が充分に発揮できないとの問題があった。
However, the fit between the
また、図5に示すように、軸受26bの内輪34bと回転軸20のフランジ24bは、夫々弾性部材30bの小径孔円板部31bとに、弾性部33bによって押し付けられて接している。
As shown in FIG. 5, the
小径孔円板部31bと内輪34bとの間には、U字状に固定されたブッシュ35bが介装されている。
A
フランジ24bと大径孔円板部32bとの摩擦係数よりも、ブッシュ35bと小径孔円板部31bとの摩擦係数は小さい為、回転軸20と軸受内輪34bは軸方向に円滑に移動できるだけでなく、回転方向にも速度差を生じてしまう。
Since the friction coefficient between the
また、図5(a)(b)に示すように、ウォーム11とウォームホイール12間でのトルク伝達方向が切り替わる際、ウォーム11の軸線方向力の向きが反転し、ウォーム11は軸線方向に、反対側軸受と当接するまで移動する際、速度差がある小径孔円板部31bと軸受内輪34bとが、急激に押し付けられる為、ブッシュ35bのフランジ状部に無理が掛かり、長期にわたる使用において破損するという問題点があった。
Further, as shown in FIGS. 5A and 5B, when the torque transmission direction between the
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、バックラッシュを安定させて、本来の緩衝性能を発揮できる電動式パワーステアリング装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide an electric power steering apparatus that can stabilize backlash and exhibit original buffer performance.
上記の目的を達成するため、本発明の請求項1に係る電動式パワーステアリング装置は、回転軸に形成されたウォームと前記回転軸を回転自在に支持する軸受とを備え、前記回転軸と前記軸受との間に、弾性体が設けられ、前記ウォームとウォームホイールの歯面同士が当接した時、前記弾性体を変形させることによりハウジングに対して前記回転軸を移動させる電動式パワーステアリング装置において、
前記回転軸の外周面と前記軸受の内輪の内周面との摺動面の少なくとも一方に、ショットピーニングを施したことを特徴とする。
In order to achieve the above object, an electric power steering apparatus according to claim 1 of the present invention includes a worm formed on a rotating shaft and a bearing that rotatably supports the rotating shaft, and the rotating shaft and the An electric power steering device in which an elastic body is provided between the bearing and the rotating shaft is moved relative to the housing by deforming the elastic body when the tooth surfaces of the worm and the worm wheel come into contact with each other. In
Shot peening is performed on at least one of sliding surfaces between the outer peripheral surface of the rotating shaft and the inner peripheral surface of the inner ring of the bearing.
本発明の請求項2に係る電動式パワーステアリング装置は、前記ショットピーニングによって、前記摺動面の少なくとも一方に、固体潤滑材を打ち込み、皮膜処理したことを特徴とする。 The electric power steering apparatus according to a second aspect of the present invention is characterized in that a solid lubricant is driven into at least one of the sliding surfaces by the shot peening and is subjected to a film treatment.
本発明の請求項3に係る電動式パワーステアリング装置は、前記固体潤滑材は、二硫化モリブデンであることを特徴とする。
The electric power steering apparatus according to
以上説明したように、本発明によれば、回転軸の支持部の外周面と、軸受の内輪の内周面との摺動面の少なくとも一方に、ショットピーニングによって、固体潤滑材の二硫化モリブデン粒子を打ち込み、皮膜処理を行っているので、ブッシュを廃止することができる。そのため、回転軸の支持部と軸受の内輪との嵌め合いを、ブッシュの厚さ公差分だけクリアランスを見積もる必要がなくなり、バックラッシュを安定させることが出来、本来の緩衝性能を発揮できるようになる。また、回転軸のフランジ部と大径孔円板部との摩擦係数と、小径孔円板部と軸受内輪との摩擦係数は、略等しくなり、回転方向に速度差が無くなるので、大・小径円板部の破損も防ぐことが出来る。 As described above, according to the present invention, at least one of the sliding surfaces of the outer peripheral surface of the support portion of the rotating shaft and the inner peripheral surface of the inner ring of the bearing is subjected to shot peening to form molybdenum disulfide that is a solid lubricant. Bushing can be abolished because the particles are driven and the film is processed. Therefore, it is not necessary to estimate the clearance by the thickness tolerance of the bushing between the support portion of the rotating shaft and the inner ring of the bearing, the backlash can be stabilized, and the original buffer performance can be exhibited. . Also, the friction coefficient between the flange part of the rotating shaft and the large-diameter hole disk part and the friction coefficient between the small-diameter hole disk part and the bearing inner ring are substantially equal, and there is no speed difference in the rotation direction. It is also possible to prevent damage to the disk part.
以下、本発明の実施の形態に係る電動式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電動式パワーステアリング装置の横断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view of an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention.
図2は、図1に示した軸受の断面図である。 FIG. 2 is a cross-sectional view of the bearing shown in FIG.
図1に示すように、電動モータ10の回転子10aには、回転軸20のモータ側端部21がセレーション嵌合又はスプライン嵌合して軸方向移動可能に連結してある。
As shown in FIG. 1, a
回転軸20は、上記のモータ側端部21と、後述する軸受26a,26bに回転自在に支持される支持部22a,22bと、支持部22a,22bに隣接した大径部23a,23bと、大径部23a,23bに隣接したフランジ部24a,24bと、これらフランジ部24a,24b間に形成したウォーム11と、を備えている。
The
支持部22a,22bには、それぞれ、軸受26a,26bが設けてあり、これにより、回転軸20をハウジング27に対して回転自在に支持している。
The
軸受26a,26aと回転軸20のフランジ部24a,24bとの間に介装された弾性部材30a,30bは、回転軸20の支持部22a,22b上に配置された小径孔円板部31a,31bと、大径部23a,23bの外周に配置された大径孔円板部32a,32bとを有し、両者を弾性部33a,33bにより連結してなる。
弾性部材30a,30bは、組付け状態において回転軸20のフランジ部24a,24bに大径孔円板部32a,32bを当接させ、軸受26a,26bの内輪34a,34bに小径孔円板部31,31bを当接させており、弾性部33a,33bに一定の予圧を与えている。
In the assembled state, the
従って、回転軸20を軸受26a,26bにより支持して軸線方向に移動した上で、ウォーム11とウォームホイール12との歯面間に生ずる衝撃力を、弾性部材30a,30bを撓ませて、回転軸20を軸線方向に移動させることにより緩和させ、それにより叩き音を低減させることができる。
Therefore, after the
さて、本実施の形態では、回転軸20の支持部22a,22bの外周面と、軸受26a,26bの内輪34a,34bの内周面との摺動面の少なくとも一方に、ショットピーニングによって、固体潤滑材の二硫化モリブデン粒子を打ち込み、厚さ数μ程度の皮膜処理を行っている。即ち、図1及び図2において、クロスハッチングの部分に皮膜処理を行っている。
In the present embodiment, at least one of the sliding surfaces of the outer peripheral surfaces of the
ショットピーニングには、WPC加工(登録商標)が最適であり、このWPC加工は、ショット粒径40〜200μm、噴出速度100m/sec以上で噴出し、表面の温度をA3変態点以上に過熱、急冷させる方法である。 For shot peening, WPC processing (registered trademark) is optimal, and this WPC processing is performed with a shot particle size of 40 to 200 μm and an injection speed of 100 m / sec or more, and the surface temperature is overheated and rapidly cooled to the A3 transformation point or higher. It is a method to make it.
なお、裏金(鉄板)の表面にテフロン層をコーティングしたブッシュ35a,35bの厚さ公差40〜50μm程度に対し、本実施の形態に係る処理による寸法変化は、処理前に補正することでキャンセルできるので、回転軸20の支持部22a,22bの外周面と、軸受26a,26bの内輪34a,34bの内周面と、の嵌め合いを、固体潤滑材の皮膜処理で行ないブッシュを廃止しているので、ブッシュの厚さ公差分だけ詰めることが可能となり、バックラッシュを安定させることが出来、本来の緩衝性能を発揮できるようになる。
For the thickness tolerances of about 40 to 50 μm of the
また、ブッシュ35a,35bのフランジが無くなる事で、破損が生じなくなることはもちろんであるが、回転軸20のフランジ部24a,24bと大径孔円板部32a,32bとの摩擦係数と、小径孔円板部31a,31bと軸受内輪34a,34bとの摩擦係数は、略等しくなり、回転方向に速度差が無くなるので、大・小径円板部31a〜32bの破損も防ぐことが出来る。
In addition, since the
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.
1 ステアリングコラム
2 ステアリングシャフト
3 出力軸
4 トーションバー
5 固定ピン
6 溝
7 スリーブ
8 コイル
10 電動モータ
10a 回転子
11 ウォーム
12 ウォームホイール
20 回転軸
21 モータ側端部
22a,22b 支持部
23a,23b 大径部
24a,24b フランジ部
26a,26b 軸受
27 ハウジング
30a,30b 弾性部材
31a,31b 小径孔円板部
32a,32b 大径孔円板部
33a,33b 弾性部
34a,34b 内輪
35a,35b ブッシュ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Steering column 2
Claims (3)
前記回転軸の外周面と前記軸受の内輪の内周面との摺動面の少なくとも一方に、ショットピーニングを施したことを特徴とする電動式パワーステアリング装置。 A worm formed on the rotating shaft and a bearing that rotatably supports the rotating shaft are provided, and an elastic body is provided between the rotating shaft and the bearing, and the tooth surfaces of the worm and the worm wheel are in contact with each other. In the electric power steering apparatus that moves the rotating shaft with respect to the housing by deforming the elastic body when in contact with the housing,
An electric power steering apparatus characterized in that shot peening is performed on at least one of sliding surfaces between an outer peripheral surface of the rotating shaft and an inner peripheral surface of an inner ring of the bearing.
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- 2003-10-09 JP JP2003351081A patent/JP2005112241A/en not_active Withdrawn
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