JP2015000594A - Steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両のステアリング装置に関する。 The present invention relates to a vehicle steering apparatus.
この種のステアリング装置として、車両のラックシャフトの中心軸に対してモータの出力軸が平行に配置された、いわゆるラックパラレル型の電動パワーステアリング装置が知られている(例えば特許文献1参照)。この電動パワーステアリング装置は、ラックシャフトの外周面に取り付けられたボールねじ機構、モータの出力軸の回転を減速してボールねじ機構に伝達する減速機構、並びにボールねじ機構及び減速機構の周囲を覆う円筒状のハウジングを備えている。 As this type of steering device, a so-called rack parallel type electric power steering device in which an output shaft of a motor is arranged in parallel to a central axis of a rack shaft of a vehicle is known (see, for example, Patent Document 1). The electric power steering device includes a ball screw mechanism attached to the outer peripheral surface of the rack shaft, a speed reducing mechanism that reduces the rotation of the output shaft of the motor and transmits the rotation to the ball screw mechanism, and covers the periphery of the ball screw mechanism and the speed reducing mechanism. A cylindrical housing is provided.
ボールねじ機構は、ラックシャフトの外周面に形成されたねじ溝に複数のボールを介して螺合された円筒状のナットを備えている。ナットの軸方向の一側部は、ハウジングの内周面に嵌合されたボールベアリングにより回転可能に支持されている。ボールねじ機構は、ナットがラックシャフトに対して相対回転することによりラックシャフトに軸方向の力を付与する。 The ball screw mechanism includes a cylindrical nut that is screwed into a thread groove formed on the outer peripheral surface of the rack shaft via a plurality of balls. One side of the nut in the axial direction is rotatably supported by a ball bearing fitted to the inner peripheral surface of the housing. The ball screw mechanism applies an axial force to the rack shaft as the nut rotates relative to the rack shaft.
減速機構は、ナットの軸方向における一側部とは反対側の他側部に一体的に組み付けられた従動プーリ、モータの出力軸に一体的に組み付けられた従動プーリ、及び各プーリに巻き掛けられたベルトを備えている。減速機構は、モータの出力軸の回転を各プーリ及びベルトを介して減速してボールねじ機構のナットに伝達し、ナットを回転させる。 The speed reduction mechanism includes a driven pulley that is integrally assembled to the other side opposite to one side in the axial direction of the nut, a driven pulley that is integrally assembled to the output shaft of the motor, and a pulley that is wound around each pulley. Equipped belt. The speed reduction mechanism decelerates the rotation of the output shaft of the motor via each pulley and belt, transmits the rotation to the nut of the ball screw mechanism, and rotates the nut.
このような構成によれば、モータの出力軸が回転すると、減速機構を介してボールねじ機構のナットが回転するため、ラックシャフトに軸方向の力が付与される。このラックシャフトに付与される軸方向の力がアシスト力となって運転者のステアリング操作が補助される。 According to such a configuration, when the output shaft of the motor rotates, the nut of the ball screw mechanism rotates via the speed reduction mechanism, so that an axial force is applied to the rack shaft. The axial force applied to the rack shaft becomes an assist force to assist the driver's steering operation.
ところで、このような電動パワーステアリング装置では、ハウジング及び軸受のそれぞれの形状誤差等を吸収するために、ボールベアリングが嵌合されるハウジングの円筒部分の内径は、ボールベアリングの外径よりも僅かに大きい値に設定されている。すなわちボールベアリングの外周面とハウジングの内周面との間には微小なクリアランス(隙間)が設けられている。またナットは、その一側部がボールベアリングにより片持ち支持されている。そのためナットの他側部に従動プーリを介してベルトの張力が付与されると、ナットには、ボールベアリングとハウジングとの間のクリアランスに応じた微小な傾きが生じる。このナットの傾きによりデフレクタ等のボール循環路から転動路へのボールの通路が狭められると、ボールの摺動抵抗が増加するため、作動音が増大するおそれがある。このボールの通路は、ナットに傾きが生じた場合、他側部の側で狭められ一側部の側で広げられるため、ラックシャフトに対するナットの相対的な回転方向によって、ボールに作用する摺動抵抗が変化する可能性がある。これがプレロードに対する左右差の要因となり、運転者の操舵感に違和感を与えるおそれがある。なおプレロードとは、モータからのアシスト力がラックシャフトに付与されていない状態でステアリングホイールを回転させるのに必要な操舵トルクである。 By the way, in such an electric power steering device, the inner diameter of the cylindrical portion of the housing into which the ball bearing is fitted is slightly smaller than the outer diameter of the ball bearing in order to absorb shape errors of the housing and the bearing. It is set to a large value. That is, a minute clearance (gap) is provided between the outer peripheral surface of the ball bearing and the inner peripheral surface of the housing. One side of the nut is cantilevered by a ball bearing. Therefore, when belt tension is applied via the driven pulley on the other side of the nut, the nut is inclined slightly according to the clearance between the ball bearing and the housing. If the ball passage from the ball circulation path such as a deflector to the rolling path is narrowed by the inclination of the nut, the sliding resistance of the ball increases, so that the operation noise may increase. When the nut is tilted, this ball passage is narrowed on the other side and widened on the one side, so that the sliding acting on the ball depends on the rotation direction of the nut relative to the rack shaft. Resistance can change. This becomes a factor of the left-right difference with respect to the preload, which may give the driver a feeling of strangeness. The preload is a steering torque required to rotate the steering wheel in a state where the assist force from the motor is not applied to the rack shaft.
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ボールねじ機構のナットの傾きに起因する不具合を抑制することのできるステアリング装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a steering device that can suppress problems caused by the inclination of the nut of the ball screw mechanism.
上記課題を解決するために、車両の転舵軸の外周面に形成されたねじ溝に複数のボールを介して螺合された円筒状のナットを有し、前記ナットの回転に基づいて前記転舵軸に軸方向の力を付与するボールねじ機構と、モータの出力軸に一体的に組み付けられた駆動プーリ、前記ナットの軸方向の一側部に一体的に組み付けられた従動プーリ、並びに前記駆動プーリ及び前記従動プーリに巻き掛けられた無端状のベルトを有し、前記モータの出力軸の回転を前記駆動プーリ、前記ベルト、及び前記従動プーリを介して減速して前記ナットに伝達する減速機構と、前記ボールねじ機構及び前記減速機構の周囲を覆う円筒状のハウジングの内周面に嵌合され、前記ナットの軸方向における一側部とは反対側の他側部を回転可能に支持する軸受と、を備え、前記モータから前記減速機構及び前記ボールねじ機構を介して前記転舵軸に力を付与するステアリング装置において、前記軸受が嵌合される前記ハウジングの内周面の中心軸を、前記転舵軸の中心軸に対して、前記ナットの前記他側部から前記一側部に向かうほど前記駆動プーリから離間する方向に傾斜させた。 In order to solve the above-mentioned problem, a cylindrical nut screwed into a thread groove formed on the outer peripheral surface of a turning shaft of a vehicle via a plurality of balls is provided, and the rolling nut is rotated based on the rotation of the nut. A ball screw mechanism that applies axial force to the rudder shaft; a drive pulley that is integrally assembled to the output shaft of the motor; a driven pulley that is integrally assembled to one side of the nut in the axial direction; Deceleration having an endless belt wound around the drive pulley and the driven pulley, and decelerating the rotation of the output shaft of the motor via the drive pulley, the belt, and the driven pulley and transmitting it to the nut Fitting mechanism to the inner peripheral surface of a cylindrical housing that covers the periphery of the ball screw mechanism and the speed reduction mechanism, and rotatably supports the other side opposite to the one side in the axial direction of the nut Bearings to In the steering device that applies a force from the motor to the steered shaft via the speed reduction mechanism and the ball screw mechanism, the center axis of the inner peripheral surface of the housing, into which the bearing is fitted, is It was made to incline in the direction which leaves | separates from the said drive pulley toward the said one side part from the said other side part of the said nut with respect to the center axis | shaft of a shaft.
この構成によれば、ハウジングの内周面に軸受を嵌合させたとき、軸受の中心軸は転舵軸の中心軸に対して傾斜する。これにより、軸受により支持されたナットの中心軸も転舵軸の中心軸に対して傾斜する。より詳しくは、軸受及びナットのそれぞれの中心軸は、転舵軸の中心軸に対して、ナットの他側部から一側部に向かうほど駆動プーリから離間する方向に傾斜する。この状態でナットの一側部にベルトの張力が付与されると、軸受及びナットのそれぞれの中心軸が駆動プーリの方向に傾くため、結果的にナットの中心軸と転舵軸の中心軸とを一致させることが可能となる。したがってナットの傾きに起因する不具合を抑制することができる。 According to this configuration, when the bearing is fitted to the inner peripheral surface of the housing, the center axis of the bearing is inclined with respect to the center axis of the steered shaft. Thereby, the central axis of the nut supported by the bearing is also inclined with respect to the central axis of the steered shaft. More specifically, the central axis of each of the bearing and the nut is inclined with respect to the central axis of the steered shaft in a direction away from the drive pulley toward the one side from the other side of the nut. In this state, if belt tension is applied to one side of the nut, the central axes of the bearing and the nut are inclined toward the drive pulley. As a result, the central axis of the nut and the central axis of the steered shaft Can be matched. Therefore, the malfunction resulting from the inclination of the nut can be suppressed.
そして上記のようなステアリング装置は、前記モータの出力軸が前記転舵軸の中心軸と平行に配置されているステアリング装置に、すなわちラックパラレル型のステアリング装置に適用することが好ましい。このような構成からなるステアリング装置は、ベルトの張力に起因するナットの傾きが生じやすいため、上記のようなナットの傾きを抑制する構成を備えることは特に有効である。 The steering device as described above is preferably applied to a steering device in which the output shaft of the motor is arranged in parallel with the central axis of the steered shaft, that is, a rack parallel type steering device. Since the steering device having such a configuration tends to cause the inclination of the nut due to the tension of the belt, it is particularly effective to have a configuration for suppressing the inclination of the nut as described above.
このステアリング装置によれば、ボールねじ機構のナットの傾きに起因する不具合を抑制することができる。 According to this steering device, it is possible to suppress problems caused by the inclination of the nut of the ball screw mechanism.
以下、図1〜図6を参照して、電動パワーステアリング装置の一実施形態について説明する。
図1に示すように、この電動パワーステアリング装置1は、運転者のステアリングホイール2の操作に基づき転舵輪3を転舵させる操舵機構10、及び運転者のステアリング操作を補助するアシスト機構20を備えている。
Hereinafter, an embodiment of an electric power steering apparatus will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the electric power steering apparatus 1 includes a steering mechanism 10 for turning the steered wheels 3 based on an operation of the driver's steering wheel 2 and an assist mechanism 20 for assisting the driver's steering operation. ing.
操舵機構10は、ステアリングホイール2の回転軸となるステアリングシャフト11を備えている。ステアリングシャフト11は、ステアリングホイール2に連結されたコラムシャフト12、コラムシャフト12の下端部に連結されたインターミディエイトシャフト13、及びインターミディエイトシャフト13の下端部に連結されたピニオンシャフト14からなる。ピニオンシャフト14の下端部はラックアンドピニオン機構15を介して転舵軸であるラックシャフト16に連結されている。操舵機構10では、運転者のステアリングホイール2の操作に伴いコラムシャフト12、インターミディエイトシャフト13、及びピニオンシャフト14が一体的に回転する。そしてピニオンシャフト14の回転運動がラックアンドピニオン機構15を介してラックシャフト16の軸方向の往復直線運動に変換される。このラックシャフト16の往復直線運動がその両端に連結されたボールジョイント17を介してタイロッド18に伝達され、タイロッド18が動作する。このタイロッド18の動作に基づいて転舵輪3の転舵角が変化する。 The steering mechanism 10 includes a steering shaft 11 that serves as a rotating shaft of the steering wheel 2. The steering shaft 11 includes a column shaft 12 connected to the steering wheel 2, an intermediate shaft 13 connected to the lower end portion of the column shaft 12, and a pinion shaft 14 connected to the lower end portion of the intermediate shaft 13. A lower end portion of the pinion shaft 14 is connected to a rack shaft 16 that is a steered shaft via a rack and pinion mechanism 15. In the steering mechanism 10, the column shaft 12, the intermediate shaft 13, and the pinion shaft 14 rotate integrally as the driver operates the steering wheel 2. Then, the rotational motion of the pinion shaft 14 is converted into a reciprocating linear motion in the axial direction of the rack shaft 16 via the rack and pinion mechanism 15. The reciprocating linear motion of the rack shaft 16 is transmitted to the tie rod 18 through ball joints 17 connected to both ends thereof, and the tie rod 18 operates. Based on the operation of the tie rod 18, the turning angle of the steered wheels 3 changes.
アシスト機構20はラックシャフト16に設けられている。アシスト機構20はモータ21及び動力伝達機構22からなる。モータ21の出力軸21aはラックシャフト16の中心軸に平行に配置されている。すなわち電動パワーステアリング装置1はラックパラレル型の電動パワーステアリング装置である。動力伝達機構22は、モータ21の出力軸21aの回転力をラックシャフト16の軸方向の力に変換してラックシャフト16に付与する。アシスト機構20は、モータ21から動力伝達機構22を介してラックシャフト16に付与される力をアシスト力として運転者のステアリング操作を補助する。 The assist mechanism 20 is provided on the rack shaft 16. The assist mechanism 20 includes a motor 21 and a power transmission mechanism 22. The output shaft 21 a of the motor 21 is disposed in parallel with the central axis of the rack shaft 16. That is, the electric power steering device 1 is a rack parallel type electric power steering device. The power transmission mechanism 22 converts the rotational force of the output shaft 21 a of the motor 21 into the axial force of the rack shaft 16 and applies it to the rack shaft 16. The assist mechanism 20 assists the driver's steering operation using the force applied from the motor 21 to the rack shaft 16 via the power transmission mechanism 22 as an assist force.
ラックシャフト16の外周は、金属材料からなるハウジング30により覆われている。ハウジング30は、第1ハウジング31及び第2ハウジング32からなり、それらが互いに連結されることで構成されている。ハウジング30は、その内部にピニオンシャフト14、ラックシャフト16、及び動力伝達機構22を収容する。ハウジング30における動力伝達機構22を収容する部分の底部には、鉛直方向下側に突出するように凹部33が形成されている。この凹部33の側壁33aにモータ21が固定されている。また凹部33の側壁33aには貫通孔34が形成されている。モータ21の出力軸21aは、この貫通孔34を通じてハウジング30の内部に挿入され、動力伝達機構22に連結されている。 The outer periphery of the rack shaft 16 is covered with a housing 30 made of a metal material. The housing 30 includes a first housing 31 and a second housing 32, and is configured by connecting them together. The housing 30 accommodates the pinion shaft 14, the rack shaft 16, and the power transmission mechanism 22 therein. A recess 33 is formed at the bottom of the housing 30 that houses the power transmission mechanism 22 so as to protrude downward in the vertical direction. The motor 21 is fixed to the side wall 33 a of the recess 33. A through hole 34 is formed in the side wall 33 a of the recess 33. The output shaft 21 a of the motor 21 is inserted into the housing 30 through the through hole 34 and is connected to the power transmission mechanism 22.
次に動力伝達機構22の構成について説明する。
図2に示すように、動力伝達機構22は、ラックシャフト16の周囲に取り付けられたボールねじ機構40、及びモータ21の出力軸21aの回転を減速してボールねじ機構40に伝達する減速機構50を備えている。
Next, the configuration of the power transmission mechanism 22 will be described.
As shown in FIG. 2, the power transmission mechanism 22 includes a ball screw mechanism 40 attached around the rack shaft 16 and a speed reduction mechanism 50 that decelerates the rotation of the output shaft 21 a of the motor 21 and transmits the rotation to the ball screw mechanism 40. It has.
ボールねじ機構40は、ラックシャフト16の外周面に形成されたねじ溝16aに複数のボール42を介して螺合された円筒状のナット41を有している。ナット41の内周面にはねじ溝41aが形成されている。このナット41のねじ溝41aとラックシャフト16のねじ溝16aとにより囲まれる空間により螺旋状の転動路L1が形成される。またナット41には、外周面側に開口する凹部41bが形成されている。ナット41の軸方向における凹部41bの両端部底面には、ねじ溝41aに連通する貫通孔41c,41dがそれぞれ形成されている。また凹部41bには循環部材(デフレクタ)43が嵌め込まれている。循環部材43は、凹部41bの内壁面と共に、転動路L1の二箇所間を短絡する循環路L2を形成する。転動路L1及び循環路L2は、ボール42が転動する通路となる。 The ball screw mechanism 40 includes a cylindrical nut 41 that is screwed into a thread groove 16 a formed on the outer peripheral surface of the rack shaft 16 via a plurality of balls 42. A thread groove 41 a is formed on the inner peripheral surface of the nut 41. A spiral rolling path L1 is formed by a space surrounded by the screw groove 41a of the nut 41 and the screw groove 16a of the rack shaft 16. The nut 41 is formed with a recess 41b that opens to the outer peripheral surface side. Through holes 41c and 41d communicating with the thread groove 41a are formed on the bottom surfaces of both ends of the recess 41b in the axial direction of the nut 41, respectively. A circulation member (deflector) 43 is fitted into the recess 41b. The circulation member 43 forms the circulation path L2 which short-circuits between two places of the rolling path L1 with the inner wall surface of the recessed part 41b. The rolling path L1 and the circulation path L2 serve as paths through which the balls 42 roll.
一方、ナット41の軸方向の一側部には円環状のフランジ部41eが形成されている。ナット41の外周面には、このフランジ部41eと軸方向に係合するように従動プーリ52が嵌合されるとともに、従動プーリ52に隣接して単列のボールベアリング44が嵌合されている。またナット41の軸方向の他側部には雄ねじ部41fが形成されている。この雄ねじ部41fにはロックナット45が螺着されている。このロックナット45とフランジ部41eとの間に従動プーリ52及びボールベアリング44が挟み込まれることにより、従動プーリ52及びボールベアリング44の内輪44aがナット41に一体的に組み付けられている。またボールベアリング44の外輪44bは第1ハウジング31の内周面に嵌合されている。すなわちナット41は、ボールベアリング44により回転可能に支持されている。なお図中には、ナット41の雄ねじ部41fからフランジ部41eに向かう方向、すなわちナット41の他側部から一側部に向かう方向を矢印aで示している。 On the other hand, an annular flange portion 41e is formed on one side of the nut 41 in the axial direction. A driven pulley 52 is fitted to the outer peripheral surface of the nut 41 so as to engage with the flange portion 41 e in the axial direction, and a single row ball bearing 44 is fitted adjacent to the driven pulley 52. . A male screw portion 41 f is formed on the other side of the nut 41 in the axial direction. A lock nut 45 is screwed onto the male screw portion 41f. The driven pulley 52 and the ball bearing 44 are sandwiched between the lock nut 45 and the flange portion 41 e, whereby the driven pulley 52 and the inner ring 44 a of the ball bearing 44 are integrally assembled to the nut 41. The outer ring 44 b of the ball bearing 44 is fitted on the inner peripheral surface of the first housing 31. That is, the nut 41 is rotatably supported by the ball bearing 44. In the drawing, the direction from the male thread portion 41f of the nut 41 toward the flange portion 41e, that is, the direction from the other side portion of the nut 41 toward the one side portion is indicated by an arrow a.
図3に示すように、ボールベアリング44の外輪44bが嵌合する第1ハウジング31の内周面には周溝35が形成されている。周溝35には、ボールベアリング44の外輪44bにより圧縮された状態でOリング46が挿入されている。このOリング46の弾性変形により、例えば組み付け誤差などに起因してラックシャフト16とナット41との間に軸ずれが存在する場合でもナット41の円滑な回転を確保することが可能となっている。 As shown in FIG. 3, a circumferential groove 35 is formed on the inner circumferential surface of the first housing 31 to which the outer ring 44 b of the ball bearing 44 is fitted. An O-ring 46 is inserted into the circumferential groove 35 while being compressed by the outer ring 44 b of the ball bearing 44. Due to the elastic deformation of the O-ring 46, it is possible to ensure smooth rotation of the nut 41 even when an axial deviation exists between the rack shaft 16 and the nut 41 due to, for example, an assembly error. .
このような構造からなるボールねじ機構40では、ナット41がラックシャフト16に対して相対回転すると、ボール42がナット41及びラックシャフト16から負荷(摩擦力)を受けて転動路L1内を転動する。転動路L1内を転動するボール42は、転動路L1及び循環路L2の一方の接続点に到達すると循環路L2内に導かれる。循環路L2内に導かれたボール42は、転動路L1及び循環路L2の他方の接続点を通じて転動路L1へと排出される。すなわちボール42は循環路L2を介して転動路L1内を無限循環する。ボールねじ機構40は、こうしたボール42の無限循環によりナット41のトルクをラックシャフト16に伝達し、ラックシャフト16をナット41に対して軸方向に移動させる。すなわちボールねじ機構40は、ナット41の回転に基づいてラックシャフト16に軸方向の力を付与する。 In the ball screw mechanism 40 having such a structure, when the nut 41 rotates relative to the rack shaft 16, the ball 42 receives a load (frictional force) from the nut 41 and the rack shaft 16 and rolls in the rolling path L1. Move. When the ball 42 rolling in the rolling path L1 reaches one of the connection points of the rolling path L1 and the circulation path L2, it is guided into the circulation path L2. The ball 42 introduced into the circulation path L2 is discharged to the rolling path L1 through the other connection point of the rolling path L1 and the circulation path L2. That is, the ball 42 circulates infinitely in the rolling path L1 through the circulation path L2. The ball screw mechanism 40 transmits the torque of the nut 41 to the rack shaft 16 by such infinite circulation of the balls 42, and moves the rack shaft 16 in the axial direction with respect to the nut 41. That is, the ball screw mechanism 40 applies an axial force to the rack shaft 16 based on the rotation of the nut 41.
図2に示すように、減速機構50は、モータ21の出力軸21aに一体的に組み付けられた駆動プーリ51、ナット41に一体的に組み付けられた従動プーリ52、及び各プーリ51,52に巻き掛けられた無端状のベルト53を有している。減速機構50では、駆動プーリ51の回転をベルト53及び従動プーリ52を介して減速してナット41に伝達する。 As shown in FIG. 2, the speed reduction mechanism 50 is wound around the drive pulley 51 that is integrally assembled with the output shaft 21 a of the motor 21, the driven pulley 52 that is integrally assembled with the nut 41, and the pulleys 51 and 52. An endless belt 53 is provided. In the speed reduction mechanism 50, the rotation of the drive pulley 51 is decelerated via the belt 53 and the driven pulley 52 and transmitted to the nut 41.
このような構成からなるアシスト機構20では、モータ21への通電に基づきモータ21の出力軸21aが回転すると、モータ21の出力軸21aと一体となって駆動プーリ51が回転する。これにより駆動プーリ51は、ベルト53を介して従動プーリ52及びナット41を一体回転させる。このナット41の回転によりラックシャフト16に軸方向の力が付与される。 In the assist mechanism 20 having such a configuration, when the output shaft 21 a of the motor 21 is rotated based on energization of the motor 21, the drive pulley 51 rotates integrally with the output shaft 21 a of the motor 21. As a result, the drive pulley 51 integrally rotates the driven pulley 52 and the nut 41 via the belt 53. As the nut 41 rotates, an axial force is applied to the rack shaft 16.
次に、図4を参照して、第1ハウジング31におけるボールベアリング44の嵌合部分の形状について説明する。なお図4では、ラックシャフト16の中心軸を「m1」で示している。 Next, the shape of the fitting portion of the ball bearing 44 in the first housing 31 will be described with reference to FIG. In FIG. 4, the center axis of the rack shaft 16 is indicated by “m1”.
図4に示すように、第1ハウジング31におけるボールベアリング44の外輪44bが嵌合する部分は、一方の端部が開口された円筒部31aとなっている。なお円筒部31aの内径は、ボールベアリング44の外輪44bの外径よりも僅かに大きい値に設定されている。円筒部31aの内周面の中心軸m2は、ラックシャフト16の中心軸m1に対して、矢印aで示す方向に向かうほど駆動プーリ51から離間する方向に所定角度θだけ傾斜している。なお矢印aで示す方向は、図2で説明した通り、ナット41の雄ねじ部41fからフランジ部41eに向かう方向を示す。また図中には、参考のために、円筒部31aの中心軸m2がラックシャフト16の中心軸m1と一致している場合の円筒部31aの内周面の位置を二点鎖線で示している。 As shown in FIG. 4, the portion of the first housing 31 where the outer ring 44b of the ball bearing 44 fits is a cylindrical portion 31a having one end opened. The inner diameter of the cylindrical portion 31 a is set to a value slightly larger than the outer diameter of the outer ring 44 b of the ball bearing 44. The central axis m2 of the inner peripheral surface of the cylindrical portion 31a is inclined with respect to the central axis m1 of the rack shaft 16 by a predetermined angle θ in a direction away from the drive pulley 51 as it goes in the direction indicated by the arrow a. In addition, the direction shown by the arrow a shows the direction which goes to the flange part 41e from the external thread part 41f of the nut 41 as demonstrated in FIG. Further, in the figure, for reference, the position of the inner peripheral surface of the cylindrical portion 31a when the central axis m2 of the cylindrical portion 31a coincides with the central axis m1 of the rack shaft 16 is indicated by a two-dot chain line. .
次に、図5及び図6を参照して、本実施形態の電動パワーステアリング装置1の作用を説明する。
図5に示すように、電動パワーステアリング装置1の製造の際には、ナット41にボールベアリング44及び従動プーリ52を一体的に組み付けた後、ナット41を第1ハウジング31の開口部分からその内部に挿入する。そしてボールベアリング44を円筒部31aの内周面に嵌合させる。このときボールベアリング44の中心軸、換言すればナット41の中心軸m3は、円筒部31aの中心軸m2と略一致する。
Next, with reference to FIG.5 and FIG.6, the effect | action of the electric power steering apparatus 1 of this embodiment is demonstrated.
As shown in FIG. 5, when the electric power steering apparatus 1 is manufactured, the ball bearing 44 and the driven pulley 52 are integrally assembled with the nut 41, and then the nut 41 is opened from the opening portion of the first housing 31 to the inside thereof. Insert into. Then, the ball bearing 44 is fitted to the inner peripheral surface of the cylindrical portion 31a. At this time, the central axis of the ball bearing 44, in other words, the central axis m3 of the nut 41 substantially coincides with the central axis m2 of the cylindrical portion 31a.
その後、図6に示すように、ナット41の従動プーリ52にベルト53の張力Fを付与すると、ボールベアリング44により片持ち支持されたナット41は、ベルト53の張力Fにより駆動プーリ51側に傾く。すなわちナット41の中心軸m3が駆動プーリ51側に傾く。そのためナット41の中心軸m3をラックシャフト16の中心軸m1に一致させることができる。すなわちナット41の傾きを抑制することができる。これにより、ナット41の傾きに起因する作動音の増大やプレロードに対する左右差を抑制することができる。 Thereafter, as shown in FIG. 6, when the tension F of the belt 53 is applied to the driven pulley 52 of the nut 41, the nut 41 cantilevered by the ball bearing 44 is inclined toward the drive pulley 51 by the tension F of the belt 53. . That is, the central axis m3 of the nut 41 is inclined toward the drive pulley 51. Therefore, the central axis m3 of the nut 41 can be made to coincide with the central axis m1 of the rack shaft 16. That is, the inclination of the nut 41 can be suppressed. Thereby, the increase in the operation sound resulting from the inclination of the nut 41 and the left-right difference with respect to the preload can be suppressed.
以上説明したように、本実施形態の電動パワーステアリング装置1によれば以下の効果が得られる。
(1)ボールベアリング44が嵌合される第1ハウジング31の円筒部31aの内周面の中心軸m2を、ラックシャフト16の中心軸m2に対して、ナット41の他側部から一側部に向かうほど駆動プーリ51から離間する方向に傾斜させた。これによりナット41の他側部にベルト53の張力Fが付与されたとき、ナット41の中心軸m3とラックシャフト16の中心軸m1とを一致させることができるため、ナット41の傾きに起因する不具合を抑制することができる。
As described above, according to the electric power steering apparatus 1 of the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The central axis m2 of the inner peripheral surface of the cylindrical portion 31a of the first housing 31 to which the ball bearing 44 is fitted is set to one side portion from the other side portion of the nut 41 with respect to the central axis m2 of the rack shaft 16. Inclination is made in a direction away from the drive pulley 51 as it goes to. As a result, when the tension F of the belt 53 is applied to the other side portion of the nut 41, the central axis m3 of the nut 41 and the central axis m1 of the rack shaft 16 can be made to coincide with each other. Problems can be suppressed.
なお、上記実施形態は、以下の形態にて実施することもできる。
・上記実施形態では、ナット41を支持する軸受として単列のボールベアリング44を用いたが、軸受はこれに限らず、例えば複列のボールベアリング等、適宜の軸受を用いることが可能である。
In addition, the said embodiment can also be implemented with the following forms.
In the above embodiment, the single row ball bearing 44 is used as a bearing for supporting the nut 41. However, the bearing is not limited to this, and an appropriate bearing such as a double row ball bearing can be used.
・上記実施形態では、ステアリング装置の一例として、ステアリングホイール2の操作に連動して直線運動するラックシャフト16の動作をモータ21の回転力を利用して補助する電動パワーステアリング装置1を挙げたが、例えばステアバイワイヤ(SBW)式のステアリング装置を採用してもよい。ステアバイワイヤはステアリングホイールと転舵輪との機械的な結合を持たないステアリング装置であって、ステアリングホイールの操作を電気信号で転舵アクチュエータに伝える。転舵アクチュエータは、モータの出力軸の回転力を転舵軸の軸方向の力に変換して転舵軸に伝達する動力伝達機構を備える。動力伝達機構としては、上記実施形態と同様に、例えばボールねじ機構及び減速機構を採用することができる。なお、ステアバイワイヤ式のステアリング装置は、前輪操舵装置だけでなく、後輪操舵装置や4輪操舵装置(4WS)に具体化することも可能である。 In the above embodiment, as an example of the steering device, the electric power steering device 1 that assists the operation of the rack shaft 16 that linearly moves in conjunction with the operation of the steering wheel 2 by using the rotational force of the motor 21 is described. For example, a steer-by-wire (SBW) type steering device may be employed. The steer-by-wire is a steering device that does not have a mechanical connection between the steering wheel and the steered wheel, and transmits the operation of the steering wheel to the steered actuator with an electric signal. The steered actuator includes a power transmission mechanism that converts the rotational force of the output shaft of the motor into the axial force of the steered shaft and transmits the force to the steered shaft. As the power transmission mechanism, for example, a ball screw mechanism and a speed reduction mechanism can be employed as in the above embodiment. The steer-by-wire type steering device can be embodied not only as a front wheel steering device but also as a rear wheel steering device or a four wheel steering device (4WS).
1…電動パワーステアリング装置、16…ラックシャフト、16a…ねじ溝、21…モータ、21a…出力軸、30…ハウジング、40…ボールねじ機構、41…ナット、42…ボール、44…ボールベアリング(軸受)、50…減速機構、51…駆動プーリ、52…従動プーリ、53…ベルト。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric power steering apparatus, 16 ... Rack shaft, 16a ... Screw groove, 21 ... Motor, 21a ... Output shaft, 30 ... Housing, 40 ... Ball screw mechanism, 41 ... Nut, 42 ... Ball, 44 ... Ball bearing (bearing ), 50... Deceleration mechanism, 51... Driving pulley, 52.
Claims (2)
モータの出力軸に一体的に組み付けられた駆動プーリ、前記ナットの軸方向の一側部に一体的に組み付けられた従動プーリ、並びに前記駆動プーリ及び前記従動プーリに巻き掛けられた無端状のベルトを有し、前記モータの出力軸の回転を前記駆動プーリ、前記ベルト、及び前記従動プーリを介して減速して前記ナットに伝達する減速機構と、
前記ボールねじ機構及び前記減速機構の周囲を覆う円筒状のハウジングの内周面に嵌合され、前記ナットの軸方向における一側部とは反対側の他側部を回転可能に支持する軸受と、を備え、
前記モータから前記減速機構及び前記ボールねじ機構を介して前記転舵軸に力を付与するステアリング装置において、
前記軸受が嵌合される前記ハウジングの内周面の中心軸は、前記転舵軸の中心軸に対して、前記ナットの前記他側部から前記一側部に向かうほど前記駆動プーリから離間する方向に傾斜していることを特徴とするステアリング装置。 A cylindrical nut is screwed through a plurality of balls into a thread groove formed on the outer peripheral surface of a turning shaft of a vehicle, and axial force is applied to the turning shaft based on rotation of the nut. A ball screw mechanism to be applied;
A drive pulley integrally assembled to the output shaft of the motor, a driven pulley integrally assembled to one axial side of the nut, and an endless belt wound around the drive pulley and the driven pulley A reduction mechanism that reduces the rotation of the output shaft of the motor via the drive pulley, the belt, and the driven pulley and transmits the rotation to the nut;
A bearing that is fitted to an inner peripheral surface of a cylindrical housing that covers the periphery of the ball screw mechanism and the speed reduction mechanism, and that rotatably supports the other side opposite to the one side in the axial direction of the nut; With
In the steering device that applies force to the steered shaft from the motor via the speed reduction mechanism and the ball screw mechanism,
The central axis of the inner peripheral surface of the housing to which the bearing is fitted is separated from the drive pulley toward the one side from the other side of the nut with respect to the central axis of the steered shaft. A steering device that is inclined in a direction.
前記モータの出力軸は、前記転舵軸の中心軸と平行に配置されていることを特徴とするステアリング装置。 The steering apparatus according to claim 1, wherein
An output shaft of the motor is arranged in parallel with a central axis of the steered shaft.
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