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JP3841561B2 - Motion conversion device and power steering device - Google Patents

Motion conversion device and power steering device Download PDF

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JP3841561B2
JP3841561B2 JP21458298A JP21458298A JP3841561B2 JP 3841561 B2 JP3841561 B2 JP 3841561B2 JP 21458298 A JP21458298 A JP 21458298A JP 21458298 A JP21458298 A JP 21458298A JP 3841561 B2 JP3841561 B2 JP 3841561B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転運動から直線運動へ、又は直線運動から回転運動への運動変換のために用いられる運動変換装置、及びこの装置を用いてなる動力舵取装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ステアリング操作に応じて操舵補助用の電動モータを駆動し、このモータの回転力を舵取機構に伝えて操舵補助を行わせる構成とした電動式の動力舵取(パワーステアリング)装置が実用化されている。この種の動力舵取装置の多くは、操向車輪(一般的には左右の前輪)に連結された舵取り軸(ラック・ピニオン式舵取機構におけるラック軸等)の周辺に操舵補助用のモータを配し、該モータの回転力を舵取り軸に直接的に伝え、該舵取り軸を軸長方向に移動させて舵取りを補助する構成としてある。
【0003】
このような構成の実現のためには、モータの回転を舵取り軸の軸長方向の移動に変換するための運動変換装置が必要であり、従来においては、例えば、特開昭61−191468号公報等に開示されている如く、ボールねじを利用した運動変換装置が広く用いられている。
【0004】
この運動変換装置は、舵取り軸の外周にねじ溝を形成する一方、該舵取り軸を支持するハウジングの内部に、前記ねじ溝に多数のボールを介して螺合するボールナットを軸方向の移動を拘束して配し、該ボールナットに操舵補助用のモータの回転力を伝えて回転させ、この回転に伴う前記ねじ溝の螺進を利用して、該ねじ溝が形成された舵取り軸を軸方向に移動させる構成としたものである。
【0005】
このような運動変換装置は、ボールナットの回転から舵取り軸の軸方向移動への運動変換が両者間に介在するボールの転動を伴って行われるから、高い伝動効率が得られる上、、舵取り軸の周辺の限られたスペースに、操舵補助用のモータを含めてコンパクトに構成することができ、配設スペースの削減要求に応え得るものとなっている。
【0006】
ところが、以上の如きボールねじ式の運動変換装置においては、舵取り軸外周のねじ溝の形成に高い精度が要求され、多大の加工工数を要するという問題があり、また舵取り軸とボールナットとの間での前記ボールを介した螺合状態の調整に多大の手間を要し、組み立て工数が増すという問題があった。
【0007】
また、ねじ溝と螺合する多数のボールは、前記ボールナットに付設された循環機構により循環せしめられる構成となっており、該ボールナットの構成が複雑となる問題があり、更に、前記循環機構中での循環に伴って各ボールの衝突音が発生することが避けられず、この衝突音が、耳障りな異音としてドライバに聴取されるという不具合があった。
【0008】
このような事情により電動式の動力舵取装置においては、操舵補助用のモータの回転を舵取り軸に伝える用途に用いるべく、ボールねじ式の運動変換装置における前述した問題を解消し得ると共に、ボールねじ式の運動変換装置と同等の高い伝動効率が得られ、コンパクトに構成し得る新規の運動変換装置の実現が切望されている。
【0009】
このような切望に応え得る運動変換装置として、例えば、特公昭59-12898号公報に開示されている運動変換装置がある。この装置は、軸長方向への移動自在に支持された移動軸と、軸回りの回転自在に支持され、前記移動軸の外側を同軸的に囲繞する回転筒と、該回転筒の内部に偏心保持され、回転自在な内輪を周方向の一か所にて移動軸の周面に係合させてある複数の送りリングとを備えて構成されている。送りリングとしては、前記移動軸の外径よりも十分に大きい内径を有する内輪と外輪との間に、ボール、コロ等の多数の転動体を備えたころがり軸受が用いられている。
【0010】
また特開昭59−9351号公報には、移動軸の外周面にねじ溝を形成し、このねじ溝に送りリングの内輪に周設された係合突起を係合させて、両者の係合を強化せしめた同様の運動変換装置が開示されている。
【0011】
これらの運動変換装置においては、回転筒が軸回りに回転した場合、該回転筒に保持された送りリングが内輪と移動軸との係合を保って回転し、該移動軸は、内輪との係合部における軸方向分力の作用により軸方向に移動せしめられ、回転筒の回転が移動軸の軸方向移動に変換される。
【0012】
このとき送りリングの転動は、内輪と外輪との間に介在するボール、コロ等の転動体を介して生じるから、前述した運動変換は、ボールねじ式の運動変換装置と略同等の伝動効率にてなされる。またこれらの転動体は、内輪と外輪との間に相互間の位置を変えることなく保持されているから、転動体同士の衝突が発生せず、静粛性を高めることができる。更に、回転筒は、その内側に複数の送りリング(軸受)を保持させただけの簡素な構成であり、ボールねじ式の運動変換装置に比較して構成の大幅な簡素化が達成される。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以上の如く構成された運動変換装置においても、良好な運動変換動作を行わせるためには、前記送りリングと移動軸との間の係合状態の調整が不可欠である。
【0014】
特公昭59-12898号公報に開示された運動変換装置において、複数の送りリング5(1つのみ図示)は、図8に示す如く、回転筒6の該当位置に、前記送りリング5の外径に相当する幅を有して貫通形成された装着孔60に挿入され、夫々の装着孔60に一側から挿入されたブロック状の押圧部材61を外輪の同側半部に当接させて、これらの押圧部材61の夫々の装着孔60からの抜け出しを回転筒6に外嵌された筒状のばね62により一括して拘束して、各押圧部材61の当接位置の内側にて送りリング5の内輪を移動軸7に係合させる装着態様が採用されている。
【0015】
この構成においては、複数の送りリング5の夫々と移動軸7との係合状態は、各別の押圧部材61の内外面間の寸法(図中のX寸法)の精度によって定まり、係合状態の調整を行おうとする場合、送りリング5の外形に対応する内側面と、回転筒6の外形に対応する外側面とを有し、図示の如き異形断面をなす押圧部材61の寸法調整が要求され、多大の工数を要するという問題がある。
【0016】
また送りリング5と移動軸7との係合強度は、押圧部材61の外面に弾接する前記ばね62のばね力に依存することから、十分な係合強度を得ることは難しく、前述した動力舵取装置の如く、回転筒6と移動軸7との間にて大なる力の伝達を必要とする用途への適用が難しいという問題があった。
【0017】
係合強化は、前記特開昭59−9351号公報に開示されているように、移動軸の外周面にねじ溝を形成することにより改善し得るが、この公報に開示された構成においても、送りリングと移動軸との間にて適正な係合状態を得るためには、送りリングの一側に当接するスペーサの寸法調整を含めて、各部材の加工及び組み立て精度の向上が要求され、多大の工数を要するという問題がある。
【0018】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、組み立て状態での係合状態の調整が容易であり、回転筒に保持された送りリングと移動軸との間での強固な係合を確実に実現することができ、回転筒の回転運動から移動軸の直線運動への運動変換、又はこれと逆の運動変換を確実に行わせ得る簡素な構成の運動変換装置、及びこれを用いた動力舵取装置を提供することを目的とする。
【0019】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1発明に係る運動変換装置は、軸長方向への移動自在に支持され、その外周面にねじ溝が形成された移動軸と、軸回りの回転自在に支持され、前記移動軸の外側を同軸的に囲繞する回転筒と、前記ねじ溝のリード角と略等しい角度傾斜した軸心を有して前記回転筒の内部に偏心保持され、該回転筒に対して回転自在な内輪を周方向の一か所にて前記ねじ溝に係合させてある送りリングとを備え、前記ねじ溝を案内とする前記送りリングの転動により、前記回転筒の回転を前記移動軸の移動に、又は前記移動軸の移動を前記回転筒の回転に夫々変換する構成としてある運動変換装置において、前記送りリングは、前記回転筒の軸長方向に3つ以上並設してあり、両側の2つの送りリングは、これらの軸断面形状に相当する円形の開口を前記回転筒の両端面に有して該回転筒の軸心に対して同側に偏心して形成された各別の装着部に、外周面の全面を拘束して装着してあり、中央の送りリングは、該中央の送りリングの側面形状に相当するスリット状の開口を有して前記回転筒の中途部周壁に形成された装着部に前記スリット状の開口を経て装着してあり、前記中央の送りリングの前記ねじ溝との係合位置は、該中央の送りリングの装着部の開口の逆側であって、前記両側の送りリングの前記ねじ溝との係合位置と周方向に異なる位置に設定されており、前記中央の送りリングの径方向位置は、径方向に位置変更可能な部材により調整できるようにしてあることを特徴とする。
【0020】
本発明においては、回転筒に保持される3つ以上の送りリングの内、軸方向の両側に位置する2つの送りリングを、夫々の軸断面形状に対応する開口を回転筒の両端面に有して形成された装着部に嵌め込み、各別の装着部に外周面の全面を拘束して強固に固定し、これらの送りリングの内輪を高い剛性にて移動軸外周のねじ溝に係合させる一方、中央の送りリングを回転筒の該当位置にスリット状の開口を有して形成された装着部に装着し、両側の送りリングと異なる周方向位置にて移動軸外周のねじ溝に係合させ、この係合位置を径方向に位置変更が可能な部材により調整して、高い剛性下にて係合する両側の送りリングを支えとして係合状態を適正化する。
【0021】
本発明の第2発明に係る運動変換装置は、前記中央の送りリングの前記ねじ溝との係合位置は、前記両側の送りリングの前記ねじ溝との係合位置の反対側に設定してあり、前記中央の送りリングの径方向位置を変更して調整するための調整ねじが前記回転筒の周壁に取り付けられており、該調整ねじは、前記回転筒の周方向において前記中央の送りリングの係合位置と一致する位置に、その先端位置を径方向に位置変更可能に設けられており、該調整ねじを回転操作して前記中央の送りリングの外周を押圧し、該中央の送りリングを介して前記移動軸を、前記装着部の開口の側に向けて押圧することにより、前記中央の送りリング及び前記両側の送りリングと前記ねじ溝との係合状態を一括して調整できるようにしてあることを特徴とする。
【0022】
この発明においては、移動軸外周のねじ溝との係合状態を適正化すべく調整ねじを回転操作して中央の送りリングを押圧したとき、これと周方向に異なる位置に係合位置が設定された両側の送りリングの係合状態の適正化が一括してなされ、この調整に要する手間が削減される。
【0023】
更に本発明に係る動力舵取装置は、操舵に応じて駆動されるモータの回転力を舵取り軸に伝え、該舵取り軸を軸長方向に移動させて舵取りを補助する構成とした動力舵取装置において、前記モータから舵取り軸への伝動系に、第1発明又は第2発明に係る運動変換装置を用いてあることを特徴とする。
【0024】
本発明においては、操舵補助用のモータから舵取り軸への伝動系に、簡素な構成でありながら確実な運動変換がなされ、しかも動作音が小さい本発明に係る運動変換装置を使用し、前記モータを含めて舵取り軸の周辺にコンパクトに配置でき、静粛性の高い動力舵取装置を実現する
【0025】
【発明の実施の形態】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図1は、本発明に係る運動変換装置を備えた動力舵取装置の要部の構成を示す一部破断正面図である。
【0026】
移動軸としてのラック軸2は、図示しない車体の左右方向に延設された筒形をなすラックハウジング20の内部に軸長方向への移動自在に支承してあり、該ラックハウジング20の両側に夫々突出するラック軸2の両端は、各別のタイロッドを介して図示しない左右の操向車輪に連結されている。
【0027】
ラックハウジング20の中途部には、これと軸心を交叉させてピニオンハウジング21が連設されている。ピニオンハウジング21の内部には、その軸心回りでの回転自在にピニオン軸22が支承されている。図1においてピニオン軸22は、ピニオンハウジング21の上部への突出端のみが示してあり、この突出端を介して図示しない舵輪(ステアリングホィール)に連結され、舵取りのための舵輪の操作に応じて軸回りに回転するようになしてある。
【0028】
ピニオンハウジング21の内部に延設されたピニオン軸22の下部には、図示しないピニオンが一体的に形成してある。また、ラックハウジング20内に支承されたラック軸2には、ピニオンハウジング21との交叉位置を含めた適長に亘って、図示しないラック歯が形成され、ピニオン軸22の下部の前記ピニオンに噛合させてある。而して、舵輪の操作に伴うピニオン軸22の回転が、前記ピニオン及びラック歯の噛合によりラック軸2の軸長方向の移動に変換され、ラックハウジング20内でのラック軸2の移動が、前記タイロッドを介して左右の操向車輪に伝達され、これらが前記舵輪の操作に応じて操舵されるラック・ピニオン式の舵取り機構が構成されている。
【0029】
図示の動力舵取装置は、以上の如く行われる操舵を電動モータの回転力により補助する構成となっている。操舵補助用のモータ3は、ラック軸2を囲繞するラックハウジング20の中途部を適長に亘って拡径して一体的に構成された円筒形のモータハウジング30の内部に、該モータハウジング30の内周面に固設されたステータ31と、該ステータ31の内側に同軸的に配されたロータ32とを備える3相ブラシレスモータとして構成されている。
【0030】
該ロータ32は、ラック軸2の外径よりも大なる内径を有する円筒体の外周に、前記ステータ31の内面にわずかな隙間を有して対向する磁極33を保持して構成されており、左右一対の玉軸受34,35により、モータハウジング30の軸心回りに回転自在に支承され、前記ステータ31への通電に応じて正逆両方向に回転するようになしてある。
【0031】
以上の如く生じるモータ3の回転は、回転部材としてのロータ32の一側に構成された本発明に係る運動変換装置1の動作により、前記ラック軸2に軸方向の移動に変換されて伝達されるようになしてある。
【0032】
運動変換装置1は、移動軸としてのラック軸2の外側を囲繞する回転筒10と、該回転筒10の内部に軸長方向に並べて保持された複数(図においては3つ)の送りリング11,11…と、前記回転筒10の内側を含む所定の長さ範囲に亘ってラック軸2の外周面に形成されたねじ溝12とを備えて構成されている。回転筒10は、その中途部を内輪として一体形成された4点接触玉軸受13を介して、モータハウジング30の同側への延長部に回転自在に支持され、前記ロータ32の一側端部に連結ブラケット36を介して同軸的に連結されており、前記モータ3の回転に応じて軸回りに回転するようになしてある。
【0033】
図2は、運動変換装置1の構成を示す一部破断側面図、図3は、図2の III−III 線による横断面図である。図2に示す如く、回転筒10に保持された送りリング11,11…は、外輪と内輪との間に多数のボールを保持し、内側に挿通されたラック軸2の外径よりも十分に大きい内径を有する玉軸受であり、前記回転筒10の内部に、これに対して傾斜した軸心を有して装着されている。各送りリング11の内輪の内周面には、ラック軸2の外周に形成されたねじ溝12の断面に対応する半円形の軸断面形状を有する係合突起 11aが全周に亘って周設されている。なお、図2中の 13aは、前記4点接触玉軸受13の内輪を構成する部分であり、ボール転動用の軌条が設けてある。
【0034】
送りリング11,11…の軸心の傾き角度は、ラック軸2の外周に形成された前記ねじ溝12のリード角と略等しく設定してあり、これらは、夫々の傾きが前記ねじ溝12の傾きと一致する周方向位置において、内輪に周設された係合突起 11aを介して前記ねじ溝12に係合させてある。また、回転筒10の両端部の2つの送りリング11,11と、中央部の1つの送りリング11とは、その傾き方向を逆として取り付けてあり、前記ねじ溝12との係合位置も、図3中にA及びBとして示す如く、半径方向に相対向する位置、即ち、周方向に略 180°位相をずらせた位置に設定してある。
【0035】
以上の如く構成された運動変換装置1において回転筒10は、操舵補助用のモータ3の回転に応じて軸回りに回転し、この回転に伴って回転筒10の内側に保持された3つの送りリング11,11,11が回転する。このとき、各送りリング11,11,11の内輪は、夫々の内周面に周設された係合突起 11aを介してラック軸2外周のねじ溝12と係合させてあることから、この係合状態を保ったまま、ねじ溝12に沿って転動することとなり、この転動に伴ってラック軸2には、各送りリング11の係合位置A,Bに前記ねじ溝12に沿った力が作用し、該ラック軸2は、前記力の軸方向分力により押圧されて軸長方向に移動する。
【0036】
このような運動変換装置1の動作により、操舵補助用のモータ3の回転は、ラックハウジング20の内部でのラック軸2の軸長方向の移動に変換され、この移動が、図示しないタイロッドを介して左右の操向車輪に伝達されることとなり、舵輪の操作に応じて前述の如く行われる操舵が、前記モータ3の発生力により補助される。
【0037】
運動変換装置1は、前述の如く構成されたモータ3と共に、ラック軸2の周囲に同軸的に、コンパクトに構成することができる。また、回転筒10の内側に複数の送りリング11,11…を保持させると共に、移動軸としてのラック軸2の外周面にねじ溝12を形成してなる簡素な構成であり、ボールねじ式の運動変換装置に比較して構成の大幅な簡素化が達成される。
【0038】
また、送りリング11,11…は、外輪と内輪との間に多数のボールを備える玉軸受であり、これらのボールは、相互間の位置を変えることなく転動し、相互に衝突する虞れがないから、ボールねじ式の運動変換装置に比して動作音が小さく、静粛な動作が可能となる。なお、送りリング11としては、内輪と外輪との間の転動体として、前記ボールに代えてコロを備えるころ軸受を用いることもできる。
【0039】
以上の如く運動変換装置1は、簡素な構成と静粛な動作とを併せて実現し得る優れた装置であるが、回転筒10の回転を移動軸としてのラック軸2の軸長方向の移動に効率良く変換するためには、回転筒10に装着された送りリング11,11,11と、ラック軸2の周面に形成されたねじ溝12との間に適正な係合状態が得られること、更には、この係合状態の適正化のための調整作業を容易に実施し得ることが重要である。
【0040】
本発明においては、回転筒10への送りリング11,11,11の装着を、以下に示す如く実現し、適正な係合状態を確実に得ると共に、このための調整作業を容易に行い得るようにしている。
【0041】
図2に示す如く回転筒10の両端部には、両側の送りリング11,11の装着部としての一対の装着孔14,15が、夫々の端面に開口を有し、また回転筒10の軸心に対して傾斜した軸心を有して形成されている。これらの装着孔14,15は、装着対象となる送りリング11の外径と略等しい内径を有する円孔であり、夫々の傾斜角度は、ラック軸2に形成された前記ねじ溝12のリード角に一致せしめられ、更に、傾斜角度が最大となる軸断面と直交する面内において、回転筒10の軸心に対して互いに同方向に所定長偏心させてある。図4は、回転筒10の端部近傍を、一部を破断して示す外観斜視図であり、装着孔14(又は装着孔15)の形成態様は、本図に明らかである。
【0042】
而して、回転筒10に保持される3つの送りリング11,11,11の内、両側の2つの送りリング11,11は、前述の如く形成された装着孔14,15の夫々に、両端部の開口を経て圧入され、各装着孔14,15の内面に係着された止め輪16,16との係合により、各装着孔14,15の底面に一側を突き当てた状態に固定されている。
【0043】
装着孔14,15は、回転筒10の軸心に対し、同側に所定長偏心し、前述した傾斜を有して形成されているから、以上の如き装着孔14,15に装着された両側の送りリング11,11は、回転筒10の内側に同軸的に位置するラック軸2外周のねじ溝12に対し、図3に示す如く、夫々の傾斜角がねじ溝12のリード角に一致する周方向位置において、半径方向の同側の係合位置Aにおいて係合せしめられる。このとき前記送りリング11,11の夫々は、これらに対応する円形断面を有する前記装着孔14,15への嵌め込みにより、外周面の全面が拘束されて固定されていることから、これらの送りリング11,11と、ラック軸2外周のねじ溝12との係合状態を強固に維持することができる。
【0044】
一方、回転筒10に保持される3つの送りリング11,11,11の内、中央の1つの送りリング11は、回転筒10の該当部位の外周面にスリット状の開口を有して形成された装着部17に装着されている。回転筒10の外周に現れる前記装着部17のスリット状の開口 17aの形状は、前記図4に示されており、回転筒10の軸心に対し、該回転筒10の端部に形成された前記装着孔14と異なる向きに略同角度だけ傾斜した矩形断面を有している。
【0045】
装着部17の開口 17aのサイズは、装着対象となる送りリング11の側断面形状に対応させてあり、中央の送りリング11は、回転筒10の外側から前記開口 17aの傾斜に沿わせて装着部17に押し込まれて装着されるようになしてある。図5は、中央の送りリング11の装着態様の説明図であり、前記図3と同様、装着部17の形成位置における回転筒10の横断面が略示されている。
【0046】
本図に示す如く装着部17は、回転筒10と共通の軸心を有し、送りリング11の外径に対応する半円形の底面を、前記開口 17aの逆側に備える凹部として形成されている。装着部17の底面の略中央には、同側の回転筒10の周壁を半径方向に貫通するねじ孔18が形成してあり、このねじ孔18には、係合調整手段としての調整ねじ4が螺合されている。
【0047】
中央の送りリング11は、以上の如く形成された装着部17に、前記開口 17aを経て押し込まれ、その内奥側の外周を装着部17の底面に突き当てた状態に装着されており、この状態で回転筒10の内側に挿通されるラック軸2外周のねじ溝12に対し、前記底面と同側の係合位置B、即ち、両側の送りリング11,11の係合位置Aと周方向に異なる位置において、内輪に周設された係合突起 11aを介して係合せしめられている。
【0048】
この係合状態は、装着部17の半円形の底面と、送りリング11の同側半部の外輪との当接により維持されるが、図5に示す如き軸断面を有する装着部17の内面形状を精度良く仕上げることは難しく、この精度管理により係合位置Bでの係合を良好に維持するためには、高い加工精度を必要とする。またこのようにして係合位置Bに係合不良が生じた場合、前記係合位置Aにおける両側の送りリング11,11の係合状態も良好に保てなくなる。
【0049】
装着部17の底面のねじ孔18に螺合せしめられた調整ねじ4の先端は、送りリング11の外面に臨ませてあり、この先端部は、回転筒10の外側から調整ねじ4を回転操作することにより、装着部17の内側への突出長さを増すことができる。このように調整ねじ4の突出長さを増した場合、これの先端に当接する送りリング11は、調整ねじ4の軸長方向、即ち、回転筒10の半径方向に押圧され、送りリング11の内面の係合突起 11aは、ラック軸2外周のねじ溝12に押し付けられ、前記係合位置Bにおける両者の係合状態が強化される。
【0050】
更に調整ねじ4を回転操作すると、該調整ねじ4が当接する中央の送りリング11を介してラック軸2が押圧され、該ラック軸2の他側半部が回転筒10の半径方向に変位し、同側のねじ溝12が、両端部に装着された送りリング11,11の内面に押し付けられ、前記係合位置Aにおける両者の係合状態が強化される。
【0051】
このように係合調整手段としての調整ねじ4を回転操作することにより、回転筒10に保持された3つの送りリング11,11,11と、ラック軸2の周面に形成されたねじ溝12との係合状態が一括して調整される。調整ねじ4の操作は、回転筒10の外側から行わせることができ、移動軸としてのラック軸2と組み合わせた状態での係合調整が可能である。両側の送りリング11,11は、前述の如く、夫々の装着孔14,15の内部に全周に亘って支持されており、前述の如く行われる係合調整に際しての作用力により位置ずれする虞れはなく、確実な調整が行える。
【0052】
このように運動変換装置1においては、移動軸としてのラック軸2外周のねじ溝12と、複数の送りリング11,11…との係合状態を、容易に、しかも確実に適正化することができ、モータ3からの伝動により生じる回転筒10の回転は、移動軸としてのラック軸2の軸長方向の移動に効率良く変換される。
【0053】
なお、図示の調整ねじ4の先端部には、コイルばね40が組み込まれており、送りリング11の外面との当接は、前記コイルばね40を介して生じるようになしてある。この構成により、ラック軸2の撓み等の外乱に追随して適正な係合状態を維持することができ、高効率での運動変換が可能となる。
【0054】
以上の実施の形態においては、回転筒10の内部に3つの送りリング11,11,11を保持させてある構成について述べたが、本発明に係る運動変換装置1は、送りリング11を3つ以上備える場合に同様に適用可能である。
【0055】
図6及び図7は、送りリング11を4つ備える運動変換装置1の実施の形態を示しており、(a)は側面図、(b)は正面断面図である。
【0056】
これらに示す運動変換装置1において、4つの送りリング11,11…の内、両側に位置する2つの送りリング11,11は、回転筒1の両端面にこれらの軸断面に相当する開口を有して形成された装着孔14,15に装着され、また中央に位置する2つの送りリング11,11は、回転筒1の該当位置の周壁にこれらの側面形状に相当するスリット状の開口 17a,17aを有して形成された装着部17に装着されている。
【0057】
図6に示す運動変換装置1においては、(b)に示す如く、両端の2つ送りリング11,11の係合位置Aと、中央の2つの送りリング11,11の係合位置Bとが、周方向に 180°位相をずらせて設定してあり、中央の2つの送りリング11,11の一方又は両方に、係合調整手段としての調整ねじ4が当接させてあり、この調整ねじ4を回転筒10の外側から回転操作し、中央の送りリング11,11を押圧することにより、4つの送りリング11,11…の係合状態の調整が一括して行えるようになしてある。
【0058】
これに対し、図7に示す運動変換装置1においては、(b)に示す如く、4つの送りリング11,11…の係合位置が、周方向に順次 120°の位相を隔てて設定してあり、中央の2つの送りリング11,11の両方に、係合調整手段としての調整ねじ4,4が当接させてあり、これらの調整ねじ4を、回転筒10の外側から相互に関連させて回転操作し、中央の2つの送りリング11,11を各別の方向に押圧することにより、4つの送りリング11,11…の係合状態の調整が一括して行えるようになしてある。
【0059】
なお、以上の実施の形態においては、ラックピニオン式の動力舵取装置において、移動軸としてのラック軸1に操舵補助用のモータ3の回転を伝達する用途への適用例について述べたが、本発明に係る運動変換装置1は、これに限らず、軸長方向への移動により舵取りを行わせる舵取り軸に操舵補助用のモータの回転を伝達する構成とした各種の形式の動力舵取装置に適用でき、更には、動力舵取装置に限らず、回転運動から直線運動へ、又は直線運動から回転運動への運動変換が必要な伝動系の全般に適用可能であることは言うまでもない。
【0060】
【発明の効果】
以上詳述した如く本発明に係る運動変換装置においては、軸回りに回転する回転筒に3つ以上の送りリングを保持させ、軸方向の両側に位置する2つの送りリングを、回転筒の両端面に形成された装着部への嵌め込みにより、中央の送りリングを回転筒の該当位置にスリット状の開口を有して形成された装着部への押し込みにより装着し、これらの内輪を移動軸の外周に形成されたねじ溝に係合させてあるから、各送りリングの装着のための加工及び組み立てが容易に行え、これらの工数の削減が図れると共に、外周の全面が拘束された両側の送りリングにより剛性を確保しつつ、中央の送りリングのねじ溝との係合位置を径方向に位置変更可能な部材により調整して係合状態を適正化することができ、回転筒に保持された送りリングと移動軸外周のねじ溝との間での強固な係合が確実に実現され、回転筒の回転運動から移動軸の直線運動への運動変換、又はこれと逆の運動変換を、高効率にて確実に行わせることができる。
【0061】
また、中央の送りリングの係合位置と両側の送りリングの係合位置とを反対側の位置に設定し、調整ねじを回転操作して中央の送りリングを押圧する構成としたから、中央の送りリング及び両側の送りリングの係合状態の適正化が一括してなされ、この調整に要する手間が削減される。
【0062】
更に本発明に係る動力舵取装置においては、以上の如き運動変換装置を、操舵補助用のモータの回転を舵取り軸の軸長方向移動に変換するために用いたから、モータから舵取り軸への伝動系を、舵取り軸の周辺にコンパクトに配置することができ、舵取り軸への伝動が、高い効率にて確実になされると共に、動作音が小さく静粛な装置を実現することができる等、本発明は優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る運動変換装置を備えた動力舵取装置の要部の構成を示す一部破断正面図である。
【図2】運動変換装置の構成を示す一部破断側面図である。
【図3】図2の III−III 線による横断面図である。
【図4】回転筒の端部近傍の一部破断斜視図である。
【図5】中央の送りリングの装着態様の説明図である。
【図6】本発明に係る運動変換装置の他の実施の形態を示す図である。
【図7】本発明に係る運動変換装置の他の実施の形態を示す図である。
【図8】従来の運動変換装置における送りリングと移動軸との係合状態の説明図である。
【符号の説明】
1 運動変換装置
2 ラック軸
3 モータ
4 調整ねじ
10 回転筒
11 送りリング
12 ねじ溝
14 装着孔
15 装着孔
17 装着部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a motion conversion device used for motion conversion from rotational motion to linear motion, or from linear motion to rotational motion, and a power steering device using this device.
[0002]
[Prior art]
An electric power steering device that is configured to drive a steering assist electric motor in response to steering operation and transmit the rotational force of this motor to a steering mechanism to perform steering assist has been put into practical use. ing. Many of these types of power steering devices have a steering assist motor around a steering shaft (such as a rack shaft in a rack and pinion type steering mechanism) connected to steering wheels (generally, left and right front wheels). The rotational force of the motor is directly transmitted to the steering shaft, and the steering shaft is moved in the axial length direction to assist the steering.
[0003]
In order to realize such a configuration, a motion conversion device for converting the rotation of the motor into the movement of the steering shaft in the axial length direction is necessary. Conventionally, for example, JP-A-61-191468 As disclosed in the above, motion conversion devices using ball screws are widely used.
[0004]
In this motion conversion device, a screw groove is formed on the outer periphery of the steering shaft, and a ball nut that is screwed into the screw groove via a plurality of balls is moved in the axial direction inside a housing that supports the steering shaft. Rotate the ball nut by transmitting the rotational force of the steering assisting motor to the ball nut, and use the screwing of the screw groove accompanying this rotation to rotate the steering shaft on which the screw groove is formed. It is configured to move in the direction.
[0005]
In such a motion conversion device, since the motion conversion from the rotation of the ball nut to the axial movement of the steering shaft is performed with the rolling of the ball interposed between them, high transmission efficiency is obtained and the steering is performed. A limited space around the shaft, including a steering assist motor, can be compactly configured, and can meet the demand for a reduction in installation space.
[0006]
However, in the ball screw type motion converter as described above, there is a problem that high accuracy is required for forming the screw groove on the outer periphery of the steering shaft, and a great amount of processing steps are required. In this case, the adjustment of the screwed state via the ball requires a great deal of labor, and there is a problem that the number of assembling steps increases.
[0007]
In addition, a large number of balls that are screwed into the thread grooves are configured to be circulated by a circulation mechanism attached to the ball nut, and there is a problem that the configuration of the ball nut is complicated. There is a problem that the collision sound of each ball is inevitably generated with the circulation in the inside, and this collision sound is heard by the driver as an unpleasant noise.
[0008]
Under such circumstances, the electric power steering apparatus can solve the above-described problems in the ball screw type motion conversion apparatus and can be used for transmitting the rotation of the steering assist motor to the steering shaft. Realization of a novel motion conversion device that can obtain a high transmission efficiency equivalent to that of a screw-type motion conversion device and can be configured compactly is eagerly desired.
[0009]
As a motion conversion device that can meet such a longing, for example, there is a motion conversion device disclosed in Japanese Patent Publication No. 59-12898. The apparatus includes a moving shaft that is supported so as to be movable in the axial direction, a rotating cylinder that is rotatably supported around the axis, and that coaxially surrounds the outside of the moving shaft, and is eccentric to the inside of the rotating cylinder. And a plurality of feed rings in which a rotatable and rotatable inner ring is engaged with the peripheral surface of the moving shaft at one place in the circumferential direction. As the feed ring, a rolling bearing provided with a large number of rolling elements such as balls and rollers between an inner ring and an outer ring having an inner diameter sufficiently larger than the outer diameter of the moving shaft is used.
[0010]
In Japanese Patent Laid-Open No. 59-9351, a thread groove is formed on the outer peripheral surface of the moving shaft, and an engagement protrusion provided on the inner ring of the feed ring is engaged with the thread groove, thereby engaging the both. A similar motion conversion device is disclosed in which
[0011]
In these motion conversion devices, when the rotating cylinder rotates around the axis, the feed ring held by the rotating cylinder rotates while maintaining the engagement between the inner ring and the moving shaft, and the moving shaft is in contact with the inner ring. It is moved in the axial direction by the action of the axial component force in the engaging portion, and the rotation of the rotating cylinder is converted into the axial movement of the moving shaft.
[0012]
At this time, the rolling of the feed ring occurs via a rolling element such as a ball or a roller interposed between the inner ring and the outer ring. Therefore, the motion conversion described above has a transmission efficiency substantially equivalent to that of the ball screw type motion converting device. It is made at. Moreover, since these rolling elements are hold | maintained without changing a mutual position between an inner ring | wheel and an outer ring | wheel, the collision of rolling elements does not generate | occur | produce and it can improve silence. Further, the rotating cylinder has a simple configuration in which a plurality of feed rings (bearings) are held inside thereof, and the configuration can be greatly simplified as compared with a ball screw type motion converter.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
However, even in the motion conversion device configured as described above, it is essential to adjust the engagement state between the feed ring and the moving shaft in order to perform a favorable motion conversion operation.
[0014]
In the motion conversion device disclosed in Japanese Patent Publication No. 59-12898, a plurality of feed rings 5 (only one shown) are arranged at the corresponding positions of the rotary cylinder 6 as shown in FIG. Is inserted into the mounting holes 60 formed through and having a width corresponding to the above, and the block-shaped pressing member 61 inserted from one side into each mounting hole 60 is brought into contact with the same half of the outer ring, The pressing members 61 are collectively restrained by the cylindrical springs 62 fitted on the rotary cylinder 6 so that the pressing members 61 are pulled out from the mounting holes 60, and the feed rings are arranged inside the contact positions of the pressing members 61. A mounting mode in which the inner ring 5 is engaged with the moving shaft 7 is employed.
[0015]
In this configuration, the engagement state between each of the plurality of feed rings 5 and the moving shaft 7 is determined by the accuracy of the dimension between the inner and outer surfaces of each of the separate pressing members 61 (X dimension in the drawing). When the adjustment is to be performed, it is necessary to adjust the dimensions of the pressing member 61 having an inner surface corresponding to the outer shape of the feed ring 5 and an outer surface corresponding to the outer shape of the rotary cylinder 6 and having an irregular cross section as shown in the drawing. However, there is a problem that it takes a lot of man-hours.
[0016]
Further, since the engagement strength between the feed ring 5 and the moving shaft 7 depends on the spring force of the spring 62 elastically contacting the outer surface of the pressing member 61, it is difficult to obtain a sufficient engagement strength. There is a problem that it is difficult to apply to a use that requires transmission of a large force between the rotating cylinder 6 and the moving shaft 7 as in the case of the taking device.
[0017]
Enhancing engagement can be improved by forming a thread groove on the outer peripheral surface of the moving shaft as disclosed in the above-mentioned JP-A-59-9351, but even in the configuration disclosed in this publication, In order to obtain an appropriate engagement state between the feed ring and the moving shaft, it is required to improve the processing and assembly accuracy of each member, including the dimension adjustment of the spacer that contacts one side of the feed ring, There is a problem of requiring a great amount of man-hours.
[0018]
The present invention has been made in view of such circumstances, and it is easy to adjust the engagement state in the assembled state, and the strong engagement between the feed ring held by the rotating cylinder and the moving shaft is achieved. A motion conversion device with a simple configuration that can be reliably realized and that can reliably perform motion conversion from the rotational motion of the rotating cylinder to the linear motion of the moving shaft, or the motion conversion opposite thereto, and using the same An object is to provide a power steering apparatus.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
  The motion conversion device according to the first aspect of the present invention is supported so as to be movable in the axial length direction, and has a moving shaft having a thread groove formed on the outer peripheral surface thereof, and is supported so as to be rotatable about the axis. A rotating cylinder that coaxially surrounds the outside of the cylinder, and an inner ring that has an axis that is inclined at an angle substantially equal to the lead angle of the thread groove, is eccentrically held inside the rotating cylinder, and is rotatable with respect to the rotating cylinder And a feed ring engaged with the screw groove at one circumferential position, and the rotation of the rotary cylinder is moved by the rolling of the feed ring guided by the screw groove. In the motion conversion device configured to convert the movement of the moving shaft into the rotation of the rotating cylinder, three or more feed rings are juxtaposed in the axial length direction of the rotating cylinder. The two feed rings have circular openings corresponding to these axial cross-sectional shapesOn both end faces of the rotating cylinderHaveEccentric to the same side with respect to the axis of the rotating cylinderIn each separate mounting part formed,The entire outer peripheral surface is restrained and installed.The center feed ring has a slit-like opening corresponding to the side shape of the center feed ring, and is attached to a mounting portion formed on the middle peripheral wall of the rotating cylinder.Slit-shapedIt is mounted through an opening, and the engagement position of the central feed ring with the screw groove is opposite to the opening of the mounting portion of the central feed ring, and the thread groove of the feed ring on both sides The radial position of the central feed ring can be adjusted by a member whose position can be changed in the radial direction.
[0020]
  In the present invention, among the three or more feed rings held by the rotating cylinder, two feed rings positioned on both sides in the axial direction are provided with openings corresponding to the respective axial cross-sectional shapes.Hold on both end faces of the rotating cylinderFit into the formed mounting part, On each separate mounting partRestrain the entire outer surfaceFirmlyThe inner ring of these feed rings is fixed and engaged with the thread groove on the outer periphery of the moving shaft with high rigidity, while the central feed ring is formed with a slit-like opening at the corresponding position of the rotary cylinder To the circumferential position different from the feed rings on both sides.Engage with the thread on the outer periphery of the moving shaft.Adjust the engagement position with a member whose position can be changed in the radial direction.Supporting the feed rings on both sides engaged under high rigidityMake the engagement state appropriate.
[0021]
  The motion conversion device according to the second aspect of the present invention is the engagement position of the central feed ring with the thread groove.BeforeOf the feed rings on both sidesWith the thread grooveEngagement positionOpposite side ofIs set toAn adjustment screw for changing and adjusting the radial position of the central feed ring is attached to the peripheral wall of the rotary cylinder, and the adjustment screw is engaged with the central feed ring in the circumferential direction of the rotary cylinder. The tip position is provided at a position that coincides with the alignment position so that the position of the tip can be changed in the radial direction. The adjustment screw is operated to rotate and press the outer periphery of the central feed ring. By pressing the moving shaft toward the opening side of the mounting portion,Feed ring andSaidWith feed rings on both sidesSaidBatch adjustment of engagement with thread grooveI can do itIt is characterized by that.
[0022]
  In this invention, the movement axisOuter thread grooveTo optimize the engagement state withRotating adjustment screwWhen the center feed ring is pressed by operation, the engagement states of the feed rings on both sides whose engagement positions are set at different positions in the circumferential direction are collectively optimized, and the effort required for this adjustment is reduced. Reduced.
[0023]
Furthermore, the power steering apparatus according to the present invention is configured to transmit the rotational force of a motor driven in accordance with steering to the steering shaft, and to move the steering shaft in the axial direction to assist the steering. The motion conversion device according to the first invention or the second invention is used in the transmission system from the motor to the steering shaft.
[0024]
  In the present invention, the transmission system from the steering assisting motor to the steering shaft can be surely converted into motion while having a simple configuration, and the motion conversion device according to the present invention with low operating noise is used. Can be placed compactly around the steering shaft, including a power steering system with high quietness.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings illustrating embodiments thereof. FIG. 1 is a partially broken front view showing a configuration of a main part of a power steering apparatus provided with a motion conversion apparatus according to the present invention.
[0026]
A rack shaft 2 as a moving shaft is supported in a cylindrical rack housing 20 extending in the left-right direction of a vehicle body (not shown) so as to be movable in the axial direction, on both sides of the rack housing 20. Both ends of the rack shaft 2 projecting from each other are connected to left and right steering wheels (not shown) via separate tie rods.
[0027]
A pinion housing 21 is connected to the middle portion of the rack housing 20 so as to cross the shaft center. A pinion shaft 22 is supported inside the pinion housing 21 so as to be rotatable about its axis. In FIG. 1, the pinion shaft 22 is shown only at the protruding end to the top of the pinion housing 21, and is connected to a steering wheel (not shown) via this protruding end, and in response to the operation of the steering wheel for steering. It is designed to rotate around its axis.
[0028]
A pinion (not shown) is integrally formed at the lower part of the pinion shaft 22 extending inside the pinion housing 21. A rack tooth (not shown) is formed on the rack shaft 2 supported in the rack housing 20 over an appropriate length including the crossing position with the pinion housing 21, and meshes with the pinion below the pinion shaft 22. I'm allowed. Thus, the rotation of the pinion shaft 22 due to the operation of the steering wheel is converted into the movement in the axial direction of the rack shaft 2 by the engagement of the pinion and the rack teeth, and the movement of the rack shaft 2 in the rack housing 20 is A rack and pinion type steering mechanism is configured which is transmitted to the left and right steering wheels via the tie rods, and is steered according to the operation of the steering wheel.
[0029]
The illustrated power steering apparatus is configured to assist the steering performed as described above with the rotational force of the electric motor. The steering assisting motor 3 includes a cylindrical motor housing 30 integrally formed by expanding a middle portion of the rack housing 20 surrounding the rack shaft 2 over an appropriate length. This is configured as a three-phase brushless motor including a stator 31 fixedly provided on the inner peripheral surface thereof and a rotor 32 disposed coaxially inside the stator 31.
[0030]
The rotor 32 is configured to hold a magnetic pole 33 facing the inner surface of the stator 31 with a slight gap on the outer periphery of a cylindrical body having an inner diameter larger than the outer diameter of the rack shaft 2. A pair of left and right ball bearings 34 and 35 are rotatably supported about the axis of the motor housing 30 and rotate in both forward and reverse directions in response to energization of the stator 31.
[0031]
The rotation of the motor 3 generated as described above is converted into an axial movement and transmitted to the rack shaft 2 by the operation of the motion conversion device 1 according to the present invention configured on one side of the rotor 32 as a rotating member. It is supposed to be.
[0032]
The motion conversion device 1 includes a rotating cylinder 10 that surrounds the outside of a rack shaft 2 as a moving shaft, and a plurality of (three in the figure) feed rings 11 that are held in the axial direction in the rotating cylinder 10. , 11... And a thread groove 12 formed on the outer peripheral surface of the rack shaft 2 over a predetermined length range including the inside of the rotary cylinder 10. The rotary cylinder 10 is rotatably supported by an extension to the same side of the motor housing 30 via a four-point contact ball bearing 13 integrally formed with an intermediate portion as an inner ring. Are connected coaxially via a connecting bracket 36 and rotate about an axis in accordance with the rotation of the motor 3.
[0033]
FIG. 2 is a partially broken side view showing the configuration of the motion conversion device 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. As shown in FIG. 2, the feed rings 11, 11,... Held by the rotary cylinder 10 hold a large number of balls between the outer ring and the inner ring, and are sufficiently larger than the outer diameter of the rack shaft 2 inserted inside. It is a ball bearing having a large inner diameter, and is mounted inside the rotary cylinder 10 with an axis that is inclined with respect to this. On the inner peripheral surface of the inner ring of each feed ring 11, an engaging projection 11a having a semicircular shaft cross-sectional shape corresponding to the cross section of the thread groove 12 formed on the outer periphery of the rack shaft 2 is provided around the entire circumference. Has been. Note that 13a in FIG. 2 is a portion constituting the inner ring of the four-point contact ball bearing 13, and a rail for ball rolling is provided.
[0034]
The inclination angle of the shaft center of the feed rings 11, 11... Is set to be substantially equal to the lead angle of the thread groove 12 formed on the outer periphery of the rack shaft 2. At a circumferential position that coincides with the inclination, the thread groove 12 is engaged via an engagement protrusion 11a provided around the inner ring. In addition, the two feed rings 11 and 11 at both ends of the rotary cylinder 10 and the one feed ring 11 at the center are attached with their inclination directions reversed, and the engagement position with the thread groove 12 is also as follows. As indicated by A and B in FIG. 3, the positions are opposed to each other in the radial direction, that is, the positions are shifted by approximately 180 ° in the circumferential direction.
[0035]
In the motion conversion device 1 configured as described above, the rotating cylinder 10 rotates around the axis in accordance with the rotation of the steering assisting motor 3, and the three feeds held inside the rotating cylinder 10 with this rotation. Rings 11, 11, and 11 rotate. At this time, the inner ring of each feed ring 11, 11, 11 is engaged with the thread groove 12 on the outer periphery of the rack shaft 2 via the engagement protrusion 11a provided on the inner peripheral surface of each of the feed rings 11, 11, 11. The roller shaft 2 rolls along the thread groove 12 while maintaining the engaged state, and the rack shaft 2 moves along the thread groove 12 at the engagement positions A and B of the feed rings 11 along with the rolling. The rack shaft 2 is pressed by the axial component of the force and moves in the axial length direction.
[0036]
By such an operation of the motion conversion device 1, the rotation of the steering assist motor 3 is converted into a movement in the axial direction of the rack shaft 2 inside the rack housing 20, and this movement is performed via a tie rod (not shown). Therefore, the steering performed as described above according to the operation of the steering wheel is assisted by the generated force of the motor 3.
[0037]
The motion conversion device 1 can be configured coaxially and compactly around the rack shaft 2 together with the motor 3 configured as described above. Further, a plurality of feed rings 11, 11... Are held inside the rotary cylinder 10, and a screw groove 12 is formed on the outer peripheral surface of the rack shaft 2 as a moving shaft. Significant simplification of the configuration is achieved compared to the motion converter.
[0038]
The feed rings 11, 11,... Are ball bearings having a large number of balls between the outer ring and the inner ring, and these balls roll without changing their position and may collide with each other. Therefore, the operation sound is smaller than that of a ball screw type motion conversion device, and a quiet operation is possible. As the feed ring 11, a roller bearing provided with a roller in place of the ball can be used as a rolling element between the inner ring and the outer ring.
[0039]
As described above, the motion conversion device 1 is an excellent device capable of realizing both a simple configuration and a quiet operation. However, the rotation of the rotary cylinder 10 is used to move the rack shaft 2 in the axial length direction as a moving shaft. In order to convert efficiently, an appropriate engagement state is obtained between the feed rings 11, 11, 11 mounted on the rotary cylinder 10 and the thread groove 12 formed on the peripheral surface of the rack shaft 2. Furthermore, it is important that adjustment work for optimizing the engagement state can be easily performed.
[0040]
In the present invention, the attachment of the feed rings 11, 11, and 11 to the rotary cylinder 10 is realized as shown below so that an appropriate engagement state can be reliably obtained and adjustment work for this can be easily performed. I have to.
[0041]
As shown in FIG. 2, a pair of mounting holes 14 and 15 as mounting portions for the feed rings 11 and 11 on both sides are provided at both ends of the rotating cylinder 10. It is formed with an axis that is inclined with respect to the center. These mounting holes 14 and 15 are circular holes having an inner diameter substantially equal to the outer diameter of the feed ring 11 to be mounted, and the respective inclination angles are the lead angles of the thread grooves 12 formed in the rack shaft 2. Furthermore, they are decentered by a predetermined length in the same direction with respect to the axis of the rotary cylinder 10 in a plane orthogonal to the axial cross section where the inclination angle is maximum. FIG. 4 is an external perspective view showing the vicinity of the end of the rotary cylinder 10 with a part thereof broken, and the formation mode of the mounting hole 14 (or mounting hole 15) is clear in this figure.
[0042]
Thus, among the three feed rings 11, 11, 11 held by the rotary cylinder 10, the two feed rings 11, 11 on both sides are respectively connected to the mounting holes 14, 15 formed as described above at both ends. It is press-fitted through the opening of the part, and fixed to a state where one side is abutted against the bottom surface of each mounting hole 14, 15 by engagement with a retaining ring 16, 16 engaged with the inner surface of each mounting hole 14, 15 Has been.
[0043]
Since the mounting holes 14 and 15 are decentered by a predetermined length on the same side with respect to the axis of the rotating cylinder 10 and are formed with the aforementioned inclination, both sides mounted in the mounting holes 14 and 15 as described above. As shown in FIG. 3, the feed rings 11, 11 of the feed ring 11, 11 are aligned with the lead angle of the screw groove 12 as shown in FIG. 3 with respect to the screw groove 12 on the outer periphery of the rack shaft 2. In the circumferential position, the engagement is performed at the engagement position A on the same side in the radial direction. At this time, each of the feed rings 11 and 11 is fixed with the entire outer peripheral surface being restrained and fixed by being fitted into the mounting holes 14 and 15 having a circular cross section corresponding thereto. 11 and 11 can be firmly maintained in engagement with the thread groove 12 on the outer periphery of the rack shaft 2.
[0044]
On the other hand, among the three feed rings 11, 11, 11 held by the rotary cylinder 10, one central feed ring 11 is formed with a slit-like opening on the outer peripheral surface of the corresponding part of the rotary cylinder 10. It is attached to the mounting part 17 The shape of the slit-like opening 17a of the mounting portion 17 that appears on the outer periphery of the rotating cylinder 10 is shown in FIG. 4 and is formed at the end of the rotating cylinder 10 with respect to the axis of the rotating cylinder 10. It has a rectangular cross section inclined at substantially the same angle in a direction different from that of the mounting hole 14.
[0045]
The size of the opening 17a of the mounting portion 17 corresponds to the side cross-sectional shape of the feed ring 11 to be mounted, and the center feed ring 11 is mounted along the inclination of the opening 17a from the outside of the rotating cylinder 10. It is designed to be pushed into the part 17 and mounted. FIG. 5 is an explanatory view of the mounting mode of the central feed ring 11, and the cross section of the rotary cylinder 10 at the position where the mounting portion 17 is formed is schematically shown in the same manner as FIG. 3.
[0046]
As shown in the figure, the mounting portion 17 is formed as a recess having a common axis with the rotary cylinder 10 and having a semicircular bottom surface corresponding to the outer diameter of the feed ring 11 on the opposite side of the opening 17a. Yes. A screw hole 18 that penetrates the peripheral wall of the rotating cylinder 10 on the same side in the radial direction is formed in the approximate center of the bottom surface of the mounting portion 17, and an adjusting screw 4 as an engagement adjusting means is formed in the screw hole 18. Are screwed together.
[0047]
The central feed ring 11 is pushed into the mounting portion 17 formed as described above through the opening 17a, and is mounted in a state where the outer periphery on the inner side is abutted against the bottom surface of the mounting portion 17. The engagement position B on the same side as the bottom surface, that is, the engagement position A of the feed rings 11 and 11 on both sides and the circumferential direction with respect to the thread groove 12 on the outer periphery of the rack shaft 2 inserted inside the rotary cylinder 10 in the state Are engaged with each other via engagement protrusions 11a provided around the inner ring.
[0048]
This engagement state is maintained by contact between the semicircular bottom surface of the mounting portion 17 and the outer ring on the same half portion of the feed ring 11, but the inner surface of the mounting portion 17 having an axial cross section as shown in FIG. It is difficult to finish the shape with high accuracy, and high processing accuracy is required to maintain good engagement at the engagement position B by this accuracy control. Further, when an engagement failure occurs in the engagement position B in this way, the engagement state of the feed rings 11 on both sides at the engagement position A cannot be maintained well.
[0049]
The tip of the adjustment screw 4 screwed into the screw hole 18 on the bottom surface of the mounting portion 17 faces the outer surface of the feed ring 11, and this tip portion rotates the adjustment screw 4 from the outside of the rotary cylinder 10. By doing so, the protrusion length to the inner side of the mounting portion 17 can be increased. When the protruding length of the adjusting screw 4 is increased in this way, the feed ring 11 that comes into contact with the tip of the adjusting screw 4 is pressed in the axial length direction of the adjusting screw 4, that is, in the radial direction of the rotary cylinder 10. The engagement protrusion 11a on the inner surface is pressed against the thread groove 12 on the outer periphery of the rack shaft 2, and the engagement state of both at the engagement position B is strengthened.
[0050]
When the adjustment screw 4 is further rotated, the rack shaft 2 is pressed via the central feed ring 11 with which the adjustment screw 4 abuts, and the other half of the rack shaft 2 is displaced in the radial direction of the rotary cylinder 10. The thread groove 12 on the same side is pressed against the inner surfaces of the feed rings 11 and 11 mounted on both ends, and the engagement state of the both at the engagement position A is strengthened.
[0051]
Thus, by rotating the adjusting screw 4 as the engagement adjusting means, the three feed rings 11, 11, 11 held by the rotary cylinder 10 and the thread groove 12 formed on the peripheral surface of the rack shaft 2 are used. Are collectively adjusted. The adjustment screw 4 can be operated from the outside of the rotary cylinder 10, and engagement adjustment in a state where it is combined with the rack shaft 2 as a moving shaft is possible. As described above, the feed rings 11 and 11 on both sides are supported over the entire circumference in the respective mounting holes 14 and 15, and may be displaced due to the acting force during the engagement adjustment performed as described above. There is no such thing and reliable adjustment can be made.
[0052]
As described above, in the motion conversion device 1, the engagement state between the thread groove 12 on the outer periphery of the rack shaft 2 as a moving shaft and the plurality of feed rings 11, 11... Can be easily and reliably optimized. The rotation of the rotary cylinder 10 caused by the transmission from the motor 3 is efficiently converted into movement in the axial direction of the rack shaft 2 as a moving shaft.
[0053]
A coil spring 40 is incorporated at the tip of the adjustment screw 4 shown in the figure, and contact with the outer surface of the feed ring 11 occurs via the coil spring 40. With this configuration, it is possible to follow a disturbance such as the deflection of the rack shaft 2 and maintain an appropriate engagement state, and it is possible to perform motion conversion with high efficiency.
[0054]
In the above embodiment, the configuration in which the three feed rings 11, 11, 11 are held inside the rotary cylinder 10 has been described. However, the motion conversion device 1 according to the present invention has three feed rings 11. The present invention can be similarly applied in the case of providing the above.
[0055]
6 and 7 show an embodiment of the motion conversion device 1 including four feed rings 11, wherein (a) is a side view and (b) is a front sectional view.
[0056]
In the motion conversion device 1 shown in these figures, of the four feed rings 11, 11..., The two feed rings 11, 11 located on both sides have openings corresponding to the axial cross sections on both end faces of the rotary cylinder 1. The two feed rings 11, 11 that are mounted in the mounting holes 14, 15 formed in the center and that are located in the center are slit-shaped openings 17 a, corresponding to these side surfaces, on the peripheral wall of the corresponding position of the rotary cylinder 1. It is mounted on a mounting portion 17 formed with 17a.
[0057]
In the motion conversion device 1 shown in FIG. 6, as shown in (b), the engagement position A of the two feed rings 11 and 11 at both ends and the engagement position B of the two center feed rings 11 and 11 are as follows. The phase is shifted by 180 ° in the circumferential direction, and an adjustment screw 4 as an engagement adjusting means is brought into contact with one or both of the two feed rings 11 and 11 at the center. Is rotated from the outside of the rotary cylinder 10 and the center feed rings 11, 11 are pressed to adjust the engagement state of the four feed rings 11, 11,.
[0058]
On the other hand, in the motion conversion device 1 shown in FIG. 7, as shown in FIG. 7B, the engagement positions of the four feed rings 11, 11,. In addition, adjustment screws 4 and 4 as engagement adjusting means are brought into contact with both of the two central feed rings 11 and 11, and these adjustment screws 4 are related to each other from the outside of the rotary cylinder 10. By rotating the two feed rings 11 and 11 in the respective directions, the engagement states of the four feed rings 11 can be adjusted at a time.
[0059]
In the above-described embodiment, the rack and pinion type power steering apparatus has been described as an application example for transmitting the rotation of the steering assisting motor 3 to the rack shaft 1 as a moving shaft. The motion conversion device 1 according to the invention is not limited to this, and various types of power steering devices that are configured to transmit the rotation of a steering assist motor to a steering shaft that performs steering by movement in the axial length direction. Needless to say, the present invention is not limited to the power steering apparatus, and can be applied to any transmission system that requires a motion conversion from a rotational motion to a linear motion or from a linear motion to a rotational motion.
[0060]
【The invention's effect】
  As described above in detail, in the motion conversion device according to the present invention, three or more feed rings are held on a rotating cylinder that rotates around an axis, and two feed rings positioned on both sides in the axial direction are connected to both ends of the rotating cylinder. The center feed ring is attached by fitting into the attachment part formed with a slit-like opening at the corresponding position of the rotary cylinder by fitting into the attachment part formed on the surface, and these inner rings are attached to the moving shaft. Since it is engaged with the thread groove formed on the outer periphery, the processing and assembly for mounting each feed ring can be performed easily, and the man-hours can be reduced, and the feeding on both sides with the entire outer periphery restrained. Central feed ring while ensuring rigidity with ringAdjust the position of engagement with the screw groove with a member whose position can be changed in the radial direction.The engagement state can be optimized, and a strong engagement between the feed ring held by the rotating cylinder and the thread groove on the outer periphery of the moving shaft is reliably realized. Motion conversion to linear motion or motion conversion opposite thereto can be reliably performed with high efficiency.
[0061]
  Also, the engagement position of the center feed ring and the engagement position of the feed rings on both sidesopposite sideSet to positionRotate the adjustment screwoperationdo itPress the center feed ringBecause it is configured to be a central feed ring andThe engagement state of the feed rings on both sides is optimized at once, and the labor required for this adjustment is reduced.
[0062]
Furthermore, in the power steering apparatus according to the present invention, since the motion conversion apparatus as described above is used to convert the rotation of the steering assist motor into the axial movement of the steering shaft, the transmission from the motor to the steering shaft. The system can be arranged compactly around the steering shaft, the transmission to the steering shaft can be reliably performed with high efficiency, and a quiet operation can be realized with a small operating noise. Has an excellent effect.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially broken front view showing a configuration of a main part of a power steering apparatus including a motion conversion device according to the present invention.
FIG. 2 is a partially broken side view showing the configuration of the motion conversion device.
3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG.
FIG. 4 is a partially broken perspective view in the vicinity of an end of a rotating cylinder.
FIG. 5 is an explanatory view of a mounting mode of a central feed ring.
FIG. 6 is a diagram showing another embodiment of the motion conversion device according to the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing another embodiment of the motion conversion device according to the present invention.
FIG. 8 is an explanatory view of an engagement state between a feed ring and a moving shaft in a conventional motion conversion device.
[Explanation of symbols]
1 motion converter
2 Rack shaft
3 Motor
4 Adjustment screw
10 Rotating cylinder
11 Feed ring
12 Thread groove
14 Mounting hole
15 Mounting hole
17 Mounting part

Claims (3)

軸長方向への移動自在に支持され、その外周面にねじ溝が形成された移動軸と、軸回りの回転自在に支持され、前記移動軸の外側を同軸的に囲繞する回転筒と、前記ねじ溝のリード角と略等しい角度傾斜した軸心を有して前記回転筒の内部に偏心保持され、該回転筒に対して回転自在な内輪を周方向の一か所にて前記ねじ溝に係合させてある送りリングとを備え、前記ねじ溝を案内とする前記送りリングの転動により、前記回転筒の回転を前記移動軸の移動に、又は前記移動軸の移動を前記回転筒の回転に夫々変換する構成としてある運動変換装置において、前記送りリングは、前記回転筒の軸長方向に3つ以上並設してあり、両側の2つの送りリングは、これらの軸断面形状に相当する円形の開口を前記回転筒の両端面に有して該回転筒の軸心に対して同側に偏心して形成された各別の装着部に、外周面の全面を拘束して装着してあり、中央の送りリングは、該中央の送りリングの側面形状に相当するスリット状の開口を有して前記回転筒の中途部周壁に形成された装着部に前記スリット状の開口を経て装着してあり、前記中央の送りリングの前記ねじ溝との係合位置は、該中央の送りリングの装着部の開口の逆側であって、前記両側の送りリングの前記ねじ溝との係合位置と周方向に異なる位置に設定されており、前記中央の送りリングの径方向位置は、径方向に位置変更可能な部材により調整できるようにしてあることを特徴とする運動変換装置。A movable shaft that is supported so as to be movable in the axial length direction and has a thread groove formed on an outer peripheral surface thereof; a rotary cylinder that is rotatably supported around the shaft and coaxially surrounds the outside of the movable shaft; and An inner ring that is eccentrically held inside the rotating cylinder and has an axis inclined at an angle substantially equal to the lead angle of the thread groove, and an inner ring that is rotatable with respect to the rotating cylinder is formed in the thread groove at one place in the circumferential direction. A feed ring that is engaged, and by rotating the feed ring that guides the thread groove, the rotation of the rotary cylinder is changed to the movement of the movement axis, or the movement of the movement axis is changed to that of the rotation cylinder. In the motion conversion device configured to convert to rotation, three or more of the feed rings are juxtaposed in the axial length direction of the rotary cylinder, and the two feed rings on both sides correspond to these axial cross-sectional shapes. a circular opening which has both end faces of the rotary cylinder of the rotary cylinder Each separate mounting part formed eccentrically on the same side with respect to heart, Yes wearing constraining the entire surface of the outer peripheral surface, the center of the feed ring corresponds to the side shape of the central feed ring slit A mounting portion formed on the middle peripheral wall of the rotating cylinder through the slit-shaped opening, and the engagement position of the central feed ring with the thread groove is It is opposite to the opening of the mounting portion of the central feed ring, and is set at a position different from the engagement position with the thread groove of the feed rings on both sides, and the radial direction of the central feed ring A motion conversion device characterized in that the position can be adjusted by a member whose position can be changed in the radial direction. 前記中央の送りリングの前記ねじ溝との係合位置は、前記両側の送りリングの前記ねじ溝との係合位置の反対側に設定してあり、前記中央の送りリングの径方向位置を変更して調整するための調整ねじが前記回転筒の周壁に取り付けられており、該調整ねじは、前記回転筒の周方向において前記中央の送りリングの係合位置と一致する位置に、その先端位置を径方向に位置変更可能に設けられており、該調整ねじを回転操作して前記中央の送りリングの外周を押圧し、該中央の送りリングを介して前記移動軸を、前記装着部の開口の側に向けて押圧することにより、前記中央の送りリング及び前記両側の送りリングと前記ねじ溝との係合状態を一括して調整できるようにしてある請求項1記載の運動変換装置。  The engagement position of the central feed ring with the screw groove is set on the opposite side of the engagement position of the feed ring on both sides with the screw groove, and the radial position of the central feed ring is changed. An adjustment screw for adjusting the position of the rotary cylinder is attached to the peripheral wall of the rotary cylinder, and the adjustment screw is positioned at a position that coincides with the engagement position of the central feed ring in the circumferential direction of the rotary cylinder. The adjustment screw is rotated so that the outer periphery of the central feed ring is pressed to rotate the moving shaft through the central feed ring and the opening of the mounting portion. 2. The motion conversion device according to claim 1, wherein the state of engagement between the central feed ring and the feed rings on both sides and the thread groove can be collectively adjusted by pressing toward the side. 操舵に応じて駆動されるモータの回転力を舵取り軸に伝え、該舵取り軸を軸長方向に移動させて舵取りを補助する構成とした動力舵取装置において、前記モータから舵取り軸への伝動系に、請求項1又は請求項2記載の運動変換装置を用いてあることを特徴とする動力舵取装置。  In a power steering apparatus configured to transmit the rotational force of a motor driven in accordance with steering to a steering shaft and to assist the steering by moving the steering shaft in the axial direction, a transmission system from the motor to the steering shaft A power steering apparatus using the motion conversion apparatus according to claim 1 or 2.
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