JP2002154442A - Motor-driven power steering device and rack shaft manufacturing method - Google Patents

Motor-driven power steering device and rack shaft manufacturing method

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JP2002154442A
JP2002154442A JP2000352061A JP2000352061A JP2002154442A JP 2002154442 A JP2002154442 A JP 2002154442A JP 2000352061 A JP2000352061 A JP 2000352061A JP 2000352061 A JP2000352061 A JP 2000352061A JP 2002154442 A JP2002154442 A JP 2002154442A
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JP
Japan
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region
rack shaft
teeth
steering
pinion
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Application number
JP2000352061A
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Japanese (ja)
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Atsushi Tanaka
敦司 田中
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NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor-driven power steering device of dual pinion type capable of adopting a motor having a smaller output power while an existing facility is left serving and a rack shaft manufacturing method suitable therefor. SOLUTION: The motor-driven power steering device is composed of a rack shaft 5 having straight teeth 5a and 5b coupled with steering mechanisms 3 and 4, a first pinion 6 meshing with the first straight teeth 5a on the rack shaft 5 and transmitting the steering force from a steering wheel 9, and a second pinion 10 meshing with the second straight teeth 5b and transmitting the power from a motor 12, wherein the second straight teeth 5b have a wider pitch in the central part 5c than in the end part 5d, and therefore, the rack shaft 5 can be driven with a minor input when the steering angle has become large, and it is possible to reduce the maximum output power of the motor 12.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電動式パワーステ
アリング装置に関し、特に、ラック軸のラック歯に噛合
してステアリングホイールからの操舵力を伝達するピニ
オンと、モータからの補助操舵力を伝達するピニオンを
備えた、いわゆるデュアルピニオンタイプの電動式パワ
ーステアリング装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric power steering apparatus, and more particularly, to a pinion that meshes with rack teeth of a rack shaft to transmit a steering force from a steering wheel and an auxiliary steering force from a motor. The present invention relates to a so-called dual pinion type electric power steering device having a pinion.

【0002】[0002]

【従来の技術】電動式パワーステアリング装置において
は、ステアリングホイールからの操舵力と電動モータの
補助操舵力とを同一のピニオンを介して、操舵機構を駆
動するラック軸に伝達するシングルピニオンタイプの電
動式パワーステアリング装置と、ステアリングホイール
からの操舵力と電動モータの補助操舵力とを異なるピニ
オンを介して、かかるラック軸に伝達するデュアルピニ
オンタイプの電動式パワーステアリング装置とがある。
後者の電動式パワーステアリング装置は、車両レイアウ
ト上、電動モータをステアリングシャフト近傍に配置で
きないような場合に用いられることが多い。
2. Description of the Related Art In an electric power steering system, a single pinion type electric motor transmits a steering force from a steering wheel and an auxiliary steering force of an electric motor to a rack shaft for driving a steering mechanism via the same pinion. There are a power steering apparatus of a type and a dual pinion type electric power steering apparatus of a type transmitting a steering force from a steering wheel and an auxiliary steering force of an electric motor to the rack shaft via different pinions.
The latter electric power steering device is often used when the electric motor cannot be arranged near the steering shaft due to the layout of the vehicle.

【0003】ところで、操舵補助機構を有しないラック
軸の直線歯を、VGR(Variable Gear
Ratio)とすることで、舵角が大きくなったときの
操舵力を軽減することは、旧来から行われている。VG
Rとは、ピニオンの回転角度に応じて、ラック歯の圧力
角及びねじれ角を変化させ、結果的にそのピッチ円直径
と、かかるピニオンに噛合するラック歯のピッチとを変
化させることでギヤ比を可変にしたものである。これに
対し、油圧又はボール・スクリューアシストタイプのパ
ワーステアリング装置においては、例えば舵角が大きく
なったときに、取りまわしを良くする以外には、出力す
る補助操舵力に余裕があるので、本来的にはVGRを用
いる必要はないといえる。従って、従来の電動式パワー
ステアリング装置においては、シングルピニオンタイプ
及びデュアルピニオンタイプとも、CGR(Const
ant Gear Ratio)すなわちピニオンの回
転角度に関わらずギヤ比を一定にしたものが用いられて
いる。
[0003] By the way, linear teeth of a rack shaft having no steering assist mechanism are formed by VGR (Variable Gear).
Ratio (Ratio) to reduce the steering force when the steering angle is increased has been conventionally performed. VG
R means the gear ratio by changing the pressure angle and the torsion angle of the rack teeth according to the rotation angle of the pinion, and consequently changing the pitch circle diameter and the pitch of the rack teeth meshing with the pinion. Is made variable. On the other hand, in a hydraulic or ball-screw assist type power steering apparatus, for example, when the steering angle is increased, except for improving the steering, there is a margin in the output auxiliary steering force. Does not require the use of VGR. Therefore, in the conventional electric power steering apparatus, both the single pinion type and the dual pinion type are CGR (Constant).
ant Gear Ratio, that is, a gear ratio that is constant regardless of the rotation angle of the pinion is used.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】これに対し、上述した
ごときデュアルピニオンタイプにおいては、モータから
の出力と、ステアリングホイールの出力とを別系統でラ
ック軸に伝達できるため、VGRとCGRの様々な組み
合わせが考えられる。一例を挙げると、電動モータを用
いる電動式パワーステアリング装置の場合、一般的にス
テアリング系の中立位置付近では、電動モータはあまり
出力せず、最大操舵角近傍で最大出力を発生することが
多いので、電動モータの仕様は、かかる最大操舵角近傍
において必要な出力を得ることができるように決められ
る。従って、デュアルピニオンタイプの電動式パワース
テアリング装置において、モータに連結されたピニオン
が噛合するラック歯にVGRを用いれば、より小型で低
出力の電動モータを採用することができ、それによりコ
スト低減や、装置の軽量化、小型化などを図ることがで
きる。
On the other hand, in the dual pinion type as described above, since the output from the motor and the output from the steering wheel can be transmitted to the rack shaft in different systems, various types of VGR and CGR are used. Combinations are possible. As an example, in the case of an electric power steering device using an electric motor, the electric motor generally does not output much near the neutral position of the steering system, and often generates the maximum output near the maximum steering angle. The specifications of the electric motor are determined so that a necessary output can be obtained near the maximum steering angle. Therefore, in a dual pinion type electric power steering device, if VGR is used for the rack teeth meshing with the pinion connected to the motor, a smaller and lower output electric motor can be adopted, thereby reducing cost and cost. In addition, the weight and size of the device can be reduced.

【0005】又、電動パワーステアリング装置の適用車
種の大型化や車両運動性能の要求から、ラック推力の増
大やステアリングホイール転舵追従性の改善が必要にな
る場合もあるが、電動モータの出力を増大させることな
く、これらに対応することができればコスト的にも好ま
しい。
[0005] In addition, there are cases where it is necessary to increase the rack thrust and improve the steering wheel turning followability due to the demand for larger vehicle models and vehicle dynamics to which the electric power steering device is applied. It would be preferable in terms of cost to be able to cope with these without increasing.

【0006】しかるに、ラック軸にVGRタイプのラッ
ク歯を形成する場合、焼き入れなどの熱間加工が必要と
なるが、デュアルピニオンタイプのラック軸のように2
つの領域に分かれてラック歯を形成する場合、ラック軸
は比較的長いので、個々に熱間加工を行う必要が生じ
る。ここで、2つのラック歯のうち、電動モータの出力
側のラック歯を一定ピッチにし、ステアリングホイール
の出力側のラック歯を可変ピッチにすると、可変ピッチ
のラック歯を熱間加工する際に、熱ひずみが生じ、それ
により一定ピッチのラック歯に位置ズレや位相ズレが生
じてしまうという問題がある。
However, when forming the VGR type rack teeth on the rack shaft, hot working such as quenching is required. However, unlike the dual-pinion type rack shaft, hot working is required.
When the rack teeth are formed in one region, the rack shaft is relatively long, so that it is necessary to individually perform hot working. Here, of the two rack teeth, the rack teeth on the output side of the electric motor are set at a constant pitch, and the rack teeth on the output side of the steering wheel are set at a variable pitch. There is a problem in that thermal distortion occurs, which causes positional deviation and phase deviation in rack teeth having a constant pitch.

【0007】これに対し、ラック軸を全体的に熱間加工
することで、熱ひずみの問題を解消することはできる
が、そのためには、ラック軸全体を一度に熱間加工でき
るような新たな大型設備を設けなくてはならず、製造コ
ストが大幅に増大してしまうという問題がある。
On the other hand, the problem of thermal distortion can be solved by hot working the entire rack shaft, but for this purpose, a new hot working of the entire rack shaft can be performed at once. There is a problem that a large facility must be provided, and the manufacturing cost is greatly increased.

【0008】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
ものであり、既存の設備を用いて、より出力の低いモー
タを採用できる電動式パワーステアリング装置及びそれ
に適したラック軸の製造方法を提供することを目的とす
る。
The present invention has been made in view of the above problems, and provides an electric power steering apparatus capable of employing a motor having a lower output using existing equipment, and a method of manufacturing a rack shaft suitable for the electric power steering apparatus. The purpose is to do.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成すべ
く、第1の本発明の電動式パワーステアリング装置は、
操舵機構に連結された直線歯を有するラック軸と、前記
ラック軸の直線歯の第1の領域に噛合して、ステアリン
グホイールからの操舵力を伝達する第1のピニオンと、
前記ラック軸の直線歯の第2の領域に噛合して、モータ
からの動力を伝達する第2のピニオンと、を有し、前記
第1の領域と前記第2の領域の一方は、前記直線歯のピ
ッチが領域中央部と領域端部とで異なっており、前記第
1の領域と前記第2の領域の他方は、前記直線歯のピッ
チが領域中央部と領域端部とで等しくなっていることを
特徴とする。
In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is an electric power steering apparatus.
A rack shaft having straight teeth connected to a steering mechanism, and a first pinion meshing with a first region of the straight teeth of the rack shaft to transmit a steering force from a steering wheel;
A second pinion that meshes with a second region of the straight teeth of the rack shaft and transmits power from a motor, wherein one of the first region and the second region is a straight line. The pitch of the teeth is different between the region center and the region end, and in the other of the first region and the second region, the pitch of the straight teeth is equal at the region center and the region end. It is characterized by being.

【0010】第2の本発明のラック軸の製造方法は、第
1の領域に形成された直線歯のピッチが領域中央部と領
域端部とで異なっており、第2の領域に形成された直線
歯のピッチが領域中央部と領域端部とで等しくなってい
るラック軸の製造方法において、前記第1の領域の直線
歯に対して熱間加工を施したことにより、前記第2の領
域の直線歯について生じうる位相誤差を減じるように、
前記第1の領域の直線歯を基準にして、前記第2の領域
の直線歯の加工を行うことを特徴とする。
[0010] In the rack shaft manufacturing method according to the second aspect of the present invention, the pitch of the straight teeth formed in the first region is different between the center of the region and the end of the region, and the pitch is formed in the second region. In the method of manufacturing a rack shaft in which the pitch of the linear teeth is equal at the center of the region and at the end of the region, the linear teeth of the first region are subjected to hot working, whereby the second region is formed. To reduce the possible phase error for the straight teeth of
The straight teeth in the second area are machined based on the straight teeth in the first area.

【0011】[0011]

【作用】本発明の電動式パワーステアリング装置によれ
ば、操舵機構に連結された直線歯を有するラック軸と、
前記ラック軸の直線歯の第1の領域に噛合して、ステア
リングホイールからの操舵力を伝達する第1のピニオン
と、前記ラック軸の直線歯の第2の領域に噛合して、モ
ータからの動力を伝達する第2のピニオンと、を有し、
前記第1の領域と前記第2の領域の一方は、前記直線歯
のピッチが領域中央部と領域端部とで異なっており、前
記第1の領域と前記第2の領域の他方は、前記直線歯の
ピッチが領域中央部と領域端部とで等しくなっているの
で、例えば前記第2の領域における領域中央部のピッチ
に対し、前記領域端部のピッチを小さくした場合には、
操舵角が大きくなったときに小さな出力でラック軸を駆
動できるため、それによりモータの最大出力を下げるこ
とができる。
According to the electric power steering apparatus of the present invention, a rack shaft having straight teeth connected to a steering mechanism;
A first pinion that meshes with a first region of the straight teeth of the rack shaft and transmits a steering force from a steering wheel; And a second pinion for transmitting power.
In one of the first region and the second region, the pitch of the straight teeth is different between a region central portion and a region end portion, and the other of the first region and the second region is Since the pitch of the straight teeth is equal at the center of the region and at the end of the region, for example, when the pitch of the end of the region is smaller than the pitch of the center of the region in the second region,
Since the rack shaft can be driven with a small output when the steering angle becomes large, the maximum output of the motor can be reduced.

【0012】本発明のラック軸の製造方法によれば、第
1の領域に形成された直線歯のピッチが領域中央部と領
域端部とで異なっており、第2の領域に形成された直線
歯のピッチが領域中央部と領域端部とで等しくなってい
るラック軸の製造方法において、前記第1の領域の直線
歯に対して熱間加工を施したことにより、前記第2の領
域の直線歯について生じうる位相誤差を減じるように、
前記第1の領域の直線歯を基準にして、前記第2の領域
の直線歯の加工を行うので、例えばラック軸の局部的に
しか熱間加工を行えない従来の設備を用いて、前記第1
の領域の直線歯に熱間加工を施したときにも、前記第2
の領域の直線歯を、前記第1の領域の直線歯を基準に加
工することで、前記第2の領域の直線歯について生じう
る位置ズレや位相ズレなどを抑制できるため、より高精
度なラック軸を得ることができる。
According to the rack shaft manufacturing method of the present invention, the pitch of the straight teeth formed in the first area is different between the center of the area and the end of the area, and the pitch of the straight teeth formed in the second area is different. In the method of manufacturing a rack shaft in which the pitch of the teeth is equal at the center of the region and at the end of the region, hot working is performed on the straight teeth of the first region, thereby forming the second region. To reduce possible phase errors for straight teeth,
Since the straight teeth in the second area are machined based on the straight teeth in the first area, for example, using the conventional equipment that can only perform hot working locally on the rack shaft, 1
When hot working is performed on the straight teeth in the area of
By processing the straight teeth in the region of the first region based on the straight teeth in the first region, it is possible to suppress a position shift, a phase shift, and the like that may occur with respect to the straight teeth in the second region. You can get the axis.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本願発明の実施例を図面を
参照して以下に詳細に説明する。図1は、本発明の実施
の形態である、車両のデュアルピニオンタイプの電動式
パワーステアリング装置を示す概略構成図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a dual pinion type electric power steering device of a vehicle according to an embodiment of the present invention.

【0014】図1において、車輪1,2を操舵する操舵
機構3,4のタイロッド3a、4aが、ラック軸5の両
端に連結されている。ラック軸5は、長手方向に移動可
能に不図示のギヤボックスに支持されており、図1にお
ける左方の領域には第1のラック歯5aが直線状に形成
され、右方の領域には第2のラック歯5bが直線状に形
成されている。
In FIG. 1, tie rods 3a, 4a of steering mechanisms 3, 4 for steering wheels 1, 2 are connected to both ends of a rack shaft 5. The rack shaft 5 is supported by a gear box (not shown) so as to be movable in the longitudinal direction, and first rack teeth 5a are formed linearly in a left region in FIG. 1 and in a right region in FIG. The second rack teeth 5b are formed linearly.

【0015】第1のラック歯5aには、第1のピニオン
6が噛合している。第1のピニオン6は、トルクセンサ
7を介してステアリングシャフト8に連結されており、
ステアリングシャフト8の上端には、ステアリングホイ
ール9が取り付けられている。トルクセンサ7は、制御
装置13に電気的に接続されており、ステアリングシャ
フトに伝達された操舵力を検出し、制御装置13に対し
て操舵力に応じた検出信号を送信可能となっている。
尚、制御装置13は、不図示のセンサより車速に応じた
信号も受信可能となっている。
A first pinion 6 meshes with the first rack teeth 5a. The first pinion 6 is connected to a steering shaft 8 via a torque sensor 7,
A steering wheel 9 is attached to an upper end of the steering shaft 8. The torque sensor 7 is electrically connected to the control device 13, detects the steering force transmitted to the steering shaft, and can transmit a detection signal corresponding to the steering force to the control device 13.
The control device 13 can also receive a signal corresponding to the vehicle speed from a sensor (not shown).

【0016】第2のラック歯5bには、第2のピニオン
10が噛合している。第2のピニオン10は、減速器1
1を介して電動モータ12に連結されている。電動モー
タ12は、制御装置13に対して電気的に接続されてお
り、制御装置13からの駆動信号に応じて操舵補助力を
出力可能となっている。
A second pinion 10 meshes with the second rack teeth 5b. The second pinion 10 includes the speed reducer 1
1 is connected to the electric motor 12. The electric motor 12 is electrically connected to the control device 13 and can output a steering assist force in accordance with a drive signal from the control device 13.

【0017】図2は、第1の実施の形態にかかるラック
軸5の正面図である。ラック軸5の第1のラック歯5a
は、等間隔のピッチ(CGRタイプ)を有しているが、
第2のラック歯5bは、中央領域5cでピッチが大き
く、両側の端部領域5dに向かうにつれ、ピッチが細か
くなっている(VGRタイプ)。従って、第2のラック
歯5bに噛合する第2のピニオン10も、中立位置に対
して回転角度が大きくなるにつれ、ラック歯の圧力角及
びねじれ角が変化することにより、結果的にピッチ円径
を変更し、端部領域5dにおいてもラック歯5bに噛合
できるようにし、それにより可変ギヤ比を達成してい
る。
FIG. 2 is a front view of the rack shaft 5 according to the first embodiment. First rack teeth 5a of rack shaft 5
Has a regular pitch (CGR type),
The pitch of the second rack teeth 5b is large in the central region 5c, and the pitch is narrower toward the end regions 5d on both sides (VGR type). Therefore, the second pinion 10 meshing with the second rack tooth 5b also changes the pressure angle and the torsion angle of the rack tooth as the rotation angle increases with respect to the neutral position, resulting in a pitch circle diameter. In the end region 5d so as to be able to mesh with the rack teeth 5b, thereby achieving a variable gear ratio.

【0018】次に、本発明による実施の形態の動作につ
き以下に説明する。車両が直進状態にあり、ステアリン
グホイール9およびステアリングシャフト8を介して、
ラック軸5に操舵力が入力されていないとすると、トル
クセンサ7は入力されたトルクとしての出力信号を発生
せず、従って電動モータ12は補助操舵力を発生しな
い。
Next, the operation of the embodiment according to the present invention will be described below. The vehicle is in a straight-ahead state, and via a steering wheel 9 and a steering shaft 8,
If no steering force is input to the rack shaft 5, the torque sensor 7 does not generate an output signal as the input torque, and thus the electric motor 12 does not generate an auxiliary steering force.

【0019】車両がカーブを曲がろうとするときに、運
転者がステアリングホイール9を回転させると、かかる
操舵力は、ステアリングシャフト8及び第1のピニオン
6からラック軸5へと伝達される。その際の操舵力をト
ルクセンサ7が検出し、制御装置13へと検出信号を送
信する。制御装置13は、検出信号及び車速に基づい
て、最適な補助操舵力を決定し、かかる補助操舵力を出
力できるように、電動モータ12を駆動する。電動モー
タ12から出力された補助操舵力は、減速器11及び第
2のピニオン10を介して、ラック軸5へ伝達され、そ
れにより運転者の操舵がアシストされることとなる。
When the driver turns the steering wheel 9 when the vehicle tries to turn a curve, the steering force is transmitted from the steering shaft 8 and the first pinion 6 to the rack shaft 5. The steering force at that time is detected by the torque sensor 7, and a detection signal is transmitted to the control device 13. The control device 13 determines an optimal auxiliary steering force based on the detection signal and the vehicle speed, and drives the electric motor 12 so as to output the auxiliary steering force. The auxiliary steering force output from the electric motor 12 is transmitted to the rack shaft 5 via the speed reducer 11 and the second pinion 10, whereby the steering of the driver is assisted.

【0020】ここで、第2のラック歯5bと第2のピニ
オン10は、可変ギヤ比を実現する構成を有し、しかも
ピニオン10の回転角度が大きくなるにつれ、よりギヤ
比が大きくなるように設定されているので、大きな補助
操舵力を必要とする最大操舵角近傍では、電動モータ1
2の出力が小さくても、かかるギヤ比によって、大きな
推力を発生させることができ、それによりシステムを大
型化しないでラック推力の増加やステアリングホイール
転舵追従性の改善性能を図ることが出来る。更には定格
の小さな電動モータ12を採用でき、もって製造コスト
の低減を図ることができる。
Here, the second rack teeth 5b and the second pinion 10 have a configuration for realizing a variable gear ratio, and the gear ratio becomes larger as the rotation angle of the pinion 10 increases. In the vicinity of the maximum steering angle requiring a large auxiliary steering force, the electric motor 1
Even if the output of No. 2 is small, a large thrust can be generated by such a gear ratio, thereby increasing the rack thrust and improving the steering wheel turning followability without increasing the size of the system. Furthermore, the electric motor 12 having a small rating can be employed, and thus the manufacturing cost can be reduced.

【0021】更に、ラック軸の製造方法について説明す
る。まず、ラック軸5に熱間加工を行い、VGRタイプ
である第2のラック歯5bを形成する。ここで、第2の
ラック歯5bを熱間加工すると、熱ひずみなどの影響に
よって、第1のラック歯5aに軸線方向の位置ズレや位
相ズレが生じる場合がある。そこで、第2のラック歯5
bの熱間加工後に、かかる第2のラック歯5bを基準と
して、第1のラック歯5aに軸線方向の位置ズレや位相
ズレが抑制されるようCGRタイプの切削加工を行う。
それにより新たな大型の設備を導入しなくても、精度の
良いラック軸5を形成することができる。
Further, a method of manufacturing the rack shaft will be described. First, hot working is performed on the rack shaft 5 to form second rack teeth 5b of the VGR type. Here, when the second rack teeth 5b are hot-worked, the first rack teeth 5a may be displaced in the axial direction or shifted in phase due to the influence of thermal strain or the like. Therefore, the second rack teeth 5
After the hot working of b, CGR type cutting is performed on the first rack teeth 5a with reference to the second rack teeth 5b so that a positional shift and a phase shift in the axial direction are suppressed.
As a result, the rack shaft 5 with high accuracy can be formed without introducing new large-scale equipment.

【0022】図3は、図1の電動式パワーステアリング
装置に用いることができる、第2の実施の形態にかかる
ラック軸の正面図である。ラック軸15においては、第
1のピニオン6(図1)に噛合する第1のラック歯15
aは、中央領域15cでピッチが大きく、両側の端部領
域15dに向かうにつれ、ピッチが細かくなっているV
GRタイプであり、一方、第2のピニオン10(図1)
に噛合する第2のラック歯15bは、等間隔のピッチを
有するCGRタイプである。
FIG. 3 is a front view of a rack shaft according to a second embodiment, which can be used in the electric power steering apparatus of FIG. In the rack shaft 15, the first rack teeth 15 meshing with the first pinion 6 (FIG. 1)
In the case of V, the pitch is large in the central region 15c, and the pitch becomes smaller toward the end regions 15d on both sides.
GR type, while the second pinion 10 (FIG. 1)
The second rack teeth 15b meshing with are of the CGR type having an equal pitch.

【0023】ここで、第1のラック歯15aと第1のピ
ニオン6は、可変ギヤ比を実現する構成を有し、しかも
ピニオン6の回転角度が大きくなるにつれ、よりギヤ比
が大きくなるように設定されているので、大きな補助操
舵力を必要とする最大操舵角近傍では、ステアリングホ
イール9(図1)からの回転力を、より大きなトルクに
変換できるため、電動モータ12の出力が小さくても、
適切な操舵を達成できる。それによりシステムを大型化
しないでラック推力の増加やステアリングホイール転舵
追従性の改善性能を図ることが出来る。更には定格の小
さな電動モータ12を採用でき、もって製造コストの低
減を図ることができる。
Here, the first rack teeth 15a and the first pinion 6 have a configuration for realizing a variable gear ratio. In addition, the gear ratio increases as the rotation angle of the pinion 6 increases. Since the torque is set, the torque from the steering wheel 9 (FIG. 1) can be converted into a larger torque near the maximum steering angle that requires a large auxiliary steering force, so that even if the output of the electric motor 12 is small. ,
Appropriate steering can be achieved. As a result, it is possible to increase the rack thrust and improve the steering wheel turning followability without increasing the size of the system. Furthermore, the electric motor 12 having a small rating can be employed, and thus the manufacturing cost can be reduced.

【0024】ところで、上述した実施の形態のラック軸
15によれば、ステアリングホイール9の回転角度が大
きくなったとき、操舵に必要な運転者の力は少なくて済
むものの、最大操舵角近傍においては車輪1,2(図
1)の舵角に対するステアリングホイールの回転角度が
大きくなるため、車両の車庫入れなど最大操舵角まで車
輪を操舵する必要があるときには、運転者は、ステアリ
ングホイール9を大きく回転させなくてはならないとい
う問題がある。かかる問題を解消する実施の形態につい
て説明する。
According to the rack shaft 15 of the above-described embodiment, when the rotation angle of the steering wheel 9 is large, the driver's power required for steering is small, but when the steering angle is near the maximum steering angle. Since the rotation angle of the steering wheel with respect to the steering angle of the wheels 1 and 2 (FIG. 1) becomes large, when it is necessary to steer the wheels to the maximum steering angle such as when the vehicle is put in a garage, the driver rotates the steering wheel 9 greatly. There is a problem that must be done. An embodiment for solving such a problem will be described.

【0025】図4は、図1の電動式パワーステアリング
装置に用いることができる、第3の実施の形態にかかる
ラック軸の正面図である。ラック軸25においては、第
1のピニオン6(図1)に噛合する第1のラック歯25
aは、中央領域25cでピッチが小さく、両側の端部領
域25dに向かうにつれ、ピッチが大きくなっている変
形VGRタイプであり、一方、第2のピニオン10(図
1)に噛合する第2のラック歯25bは、等間隔のピッ
チを有するCGRタイプである。
FIG. 4 is a front view of a rack shaft according to a third embodiment, which can be used in the electric power steering apparatus of FIG. In the rack shaft 25, the first rack teeth 25 meshing with the first pinion 6 (FIG. 1)
a is a modified VGR type in which the pitch is small in the central region 25c and the pitch is increased toward the end regions 25d on both sides, while the second meshing with the second pinion 10 (FIG. 1). The rack teeth 25b are of the CGR type having an even pitch.

【0026】ここで、第1のラック歯25aと第1のピ
ニオン6は、可変ギヤ比を実現する構成を有し、しかも
ピニオン6の回転角度が大きくなるにつれ、よりギヤ比
が小さくなるように設定されているので、最大操舵角近
傍では、上述した実施の形態に比べ、ステアリングホイ
ール9(図1)からの小さな回転角を、より大きなラッ
ク軸25の軸線方向移動に変換できるため、車庫入れな
どにおいても、ステアリングホイール9を大きく回転さ
せずとも、車輪1,2の最大操舵角を得ることができ、
それにより取りまわし性が向上する。尚、本実施の形態
においては、電動モータ12の出力は大きい方が好まし
い。
Here, the first rack teeth 25a and the first pinion 6 have a configuration for realizing a variable gear ratio, and the gear ratio becomes smaller as the rotation angle of the pinion 6 increases. Since it is set, near the maximum steering angle, a smaller rotation angle from the steering wheel 9 (FIG. 1) can be converted into a larger axial movement of the rack shaft 25 as compared with the above-described embodiment, Even in such a case, the maximum steering angle of the wheels 1 and 2 can be obtained without rotating the steering wheel 9 greatly,
Thereby, the handling property is improved. Note that, in the present embodiment, it is preferable that the output of the electric motor 12 is large.

【0027】図5は、図1の電動式パワーステアリング
装置に用いることができる、第4の実施の形態にかかる
ラック軸の正面図である。ラック軸35においては、第
1のピニオン6b(図1)に噛合する第1のラック歯3
5aは、等間隔のピッチを有するCGRタイプであり、
一方、第2のピニオン10(図1)に噛合する第2のラ
ック歯35bは、中央領域35cでピッチが小さく、両
側の端部領域35dに向かうにつれ、ピッチが大きくな
っている変形VGRタイプである。
FIG. 5 is a front view of a rack shaft according to a fourth embodiment which can be used in the electric power steering apparatus of FIG. In the rack shaft 35, the first rack teeth 3 meshing with the first pinion 6b (FIG. 1)
5a is a CGR type having a regular pitch,
On the other hand, the second rack teeth 35b meshing with the second pinion 10 (FIG. 1) are of a modified VGR type in which the pitch is small in the central region 35c, and the pitch is increased toward the end regions 35d on both sides. is there.

【0028】以上、実施の形態を参照して本発明を詳細
に説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して
解釈されるべきでなく、その趣旨を損ねない範囲で適宜
変更、改良可能であることはもちろんである。
As described above, the present invention has been described in detail with reference to the embodiments. However, the present invention should not be construed as being limited to the above-described embodiments, and may be appropriately modified and modified without departing from the spirit of the present invention. Of course, it can be improved.

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明の電動式パワーステアリング装置
によれば、操舵機構に連結された直線歯を有するラック
軸と、前記ラック軸の直線歯の第1の領域に噛合して、
ステアリングホイールからの操舵力を伝達する第1のピ
ニオンと、前記ラック軸の直線歯の第2の領域に噛合し
て、モータからの動力を伝達する第2のピニオンと、を
有し、前記第1の領域と前記第2の領域の一方は、前記
直線歯のピッチが領域中央部と領域端部とで異なってお
り、前記第1の領域と前記第2の領域の他方は、前記直
線歯のピッチが領域中央部と領域端部とで等しくなって
いるので、例えば前記第2の領域における領域中央部の
ピッチに対し、前記領域端部のピッチを小さくした場合
には、操舵角が大きくなったときに小さな出力でラック
軸を駆動できるため、それによりモータの最大出力を下
げることができる。
According to the electric power steering apparatus of the present invention, the rack shaft having straight teeth connected to the steering mechanism meshes with the first region of the straight teeth of the rack shaft.
A first pinion transmitting a steering force from a steering wheel, and a second pinion meshing with a second area of the straight teeth of the rack shaft and transmitting power from a motor, In one of the first region and the second region, the pitch of the straight teeth is different between the center of the region and the end of the region, and the other of the first region and the second region is the same as the straight tooth. Is equal at the center of the region and at the end of the region, for example, when the pitch of the end of the region is smaller than the pitch of the center of the region in the second region, the steering angle increases. When this happens, the rack shaft can be driven with a small output, thereby reducing the maximum output of the motor.

【0030】本発明のラック軸の製造方法によれば、第
1の領域に形成された直線歯のピッチが領域中央部と領
域端部とで異なっており、第2の領域に形成された直線
歯のピッチが領域中央部と領域端部とで等しくなってい
るラック軸の製造方法において、前記第1の領域の直線
歯に対して熱間加工を施したことにより、前記第2の領
域の直線歯について生じうる位相誤差を減じるように、
前記第1の領域の直線歯を基準にして、前記第2の領域
の直線歯の加工を行うので、例えばラック軸の局部的に
しか熱間加工を行えない従来の設備を用いて、前記第1
の領域の直線歯に熱間加工を施したときにも、前記第2
の領域の直線歯を、前記第1の領域の直線歯を基準に加
工することで、前記第2の領域の直線歯について生じう
る位置ズレや位相ズレなどを抑制できるため、より高精
度なラック軸を得ることができる。
According to the method of manufacturing the rack shaft of the present invention, the pitch of the straight teeth formed in the first area is different between the center of the area and the end of the area, and the pitch of the straight teeth formed in the second area is different. In the method of manufacturing a rack shaft in which the pitch of the teeth is equal at the center of the region and at the end of the region, hot working is performed on the straight teeth of the first region, thereby forming the second region. To reduce possible phase errors for straight teeth,
Since the straight teeth in the second area are machined based on the straight teeth in the first area, for example, using the conventional equipment that can only perform hot working locally on the rack shaft, 1
When hot working is performed on the straight teeth in the area of
By processing the straight teeth in the region of the first region based on the straight teeth in the first region, it is possible to suppress a position shift, a phase shift, and the like that may occur with respect to the straight teeth in the second region. You can get the axis.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態である、車両のデュアルピ
ニオンタイプの電動式パワーステアリング装置を示す概
略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a dual pinion type electric power steering device of a vehicle, which is an embodiment of the present invention.

【図2】第1の実施の形態にかかるラック軸の正面図で
ある。
FIG. 2 is a front view of a rack shaft according to the first embodiment.

【図3】第2の実施の形態にかかるラック軸の正面図で
ある。
FIG. 3 is a front view of a rack shaft according to a second embodiment.

【図4】第3の実施の形態にかかるラック軸の正面図で
ある。
FIG. 4 is a front view of a rack shaft according to a third embodiment.

【図5】第4の実施の形態にかかるラック軸の正面図で
ある。
FIG. 5 is a front view of a rack shaft according to a fourth embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、2 車輪 3,4 操舵機構 5、15,25,35 ラック軸 5a、15a、25a、35a 第1のラック歯 5b、15b、25b、35b 第2のラック歯 6 第1のピニオン 7 トルクセンサ 8 ステアリングシャフト 9 ステアリングホイール 10 第2のピニオン 11 減速器 12 電動モータ 13 制御装置 1, 2 wheels 3, 4 Steering mechanism 5, 15, 25, 35 Rack shafts 5a, 15a, 25a, 35a First rack teeth 5b, 15b, 25b, 35b Second rack teeth 6 First pinion 7 Torque sensor Reference Signs List 8 steering shaft 9 steering wheel 10 second pinion 11 speed reducer 12 electric motor 13 controller

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 操舵機構に連結された直線歯を有するラ
ック軸と、 前記ラック軸の直線歯の第1の領域に噛合して、ステア
リングホイールからの操舵力を伝達する第1のピニオン
と、 前記ラック軸の直線歯の第2の領域に噛合して、モータ
からの動力を伝達する第2のピニオンと、を有し、 前記第1の領域と前記第2の領域の一方は、前記直線歯
のピッチが領域中央部と領域端部とで異なっており、前
記第1の領域と前記第2の領域の他方は、前記直線歯の
ピッチが領域中央部と領域端部とで等しくなっているこ
とを特徴とする電動式パワーステアリング装置。
A rack shaft having linear teeth connected to a steering mechanism; a first pinion meshing with a first region of the linear teeth of the rack shaft to transmit a steering force from a steering wheel; A second pinion that meshes with a second region of the straight teeth of the rack shaft and transmits power from a motor, wherein one of the first region and the second region is the straight line. The pitch of the teeth is different between the region center and the region end, and in the other of the first region and the second region, the pitch of the straight teeth is equal at the region center and the region end. An electric power steering device, comprising:
【請求項2】 第1の領域に形成された直線歯のピッチ
が領域中央部と領域端部とで異なっており、第2の領域
に形成された直線歯のピッチが領域中央部と領域端部と
で等しくなっているラック軸の製造方法において、前記
第1の領域の直線歯に対して熱間加工を施したことによ
り、前記第2の領域の直線歯について生じうる位相誤差
を減じるように、前記第1の領域の直線歯を基準にし
て、前記第2の領域の直線歯の加工を行うことを特徴と
するラック軸の製造方法。
2. The pitch of the straight teeth formed in the first area is different between the center of the area and the end of the area, and the pitch of the straight teeth formed in the second area is different between the center of the area and the end of the area. In the method of manufacturing a rack shaft which is equal to a portion, by performing hot working on the linear teeth in the first area, it is possible to reduce a phase error that may occur in the linear teeth in the second area. A method of manufacturing a rack shaft, wherein the linear teeth in the second area are machined with reference to the linear teeth in the first area.
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1369337A1 (en) * 2002-06-06 2003-12-10 Toyoda Koki Kabushiki Kaisha Rack bar and method of heat-treating a rack bar
GB2394024A (en) * 2002-09-06 2004-04-14 Visteon Global Tech Inc Barrel-shaped pinion
US7168282B2 (en) 2001-03-22 2007-01-30 Bishop Innovation Limited Method and apparatus for manufacture of a forged rack
US7290638B2 (en) 2004-05-19 2007-11-06 Hitachi, Ltd. Electric power steering system
JP2010149573A (en) * 2008-12-24 2010-07-08 Jtekt Corp Electric power steering device
CN103661570A (en) * 2012-08-31 2014-03-26 日立汽车系统转向器株式会社 Method of producing rack, rack and electric power steering device
JP2014133428A (en) * 2013-01-08 2014-07-24 Hitachi Automotive Systems Steering Ltd Power steering device
WO2014196617A1 (en) * 2013-06-03 2014-12-11 Neturen Co., Ltd. Method for manufacturing rack and hollow rack bar
CN105667578A (en) * 2016-01-08 2016-06-15 普天新能源(深圳)有限公司 Steering device, automobile steering control system and automobile
US20160271726A1 (en) * 2012-12-27 2016-09-22 Neturen Co., Ltd. Rack manufacturing apparatus and rack manufacturing method
WO2018019458A1 (en) * 2016-07-26 2018-02-01 Robert Bosch Automotive Steering Gmbh Steering system and method for operating a steering system
DE102020201964A1 (en) 2020-02-18 2021-08-19 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Method for operating a steering device

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7168282B2 (en) 2001-03-22 2007-01-30 Bishop Innovation Limited Method and apparatus for manufacture of a forged rack
EP1369337A1 (en) * 2002-06-06 2003-12-10 Toyoda Koki Kabushiki Kaisha Rack bar and method of heat-treating a rack bar
US7721617B2 (en) 2002-06-06 2010-05-25 Jtekt Corporation Heat-treated rack bar
GB2394024A (en) * 2002-09-06 2004-04-14 Visteon Global Tech Inc Barrel-shaped pinion
GB2394024B (en) * 2002-09-06 2004-11-24 Visteon Global Tech Inc Barrel-shaped pinion
US7290638B2 (en) 2004-05-19 2007-11-06 Hitachi, Ltd. Electric power steering system
JP2010149573A (en) * 2008-12-24 2010-07-08 Jtekt Corp Electric power steering device
DE102013007072A1 (en) 2012-08-31 2014-03-27 Hitachi Automotive Systems Steering, Ltd. A method of manufacturing a rack of an electric power steering apparatus
CN103661570A (en) * 2012-08-31 2014-03-26 日立汽车系统转向器株式会社 Method of producing rack, rack and electric power steering device
US9139221B2 (en) 2012-08-31 2015-09-22 Hitachi Automotive Systems Steering, Ltd. Method of producing rack of electric power steering device
US20160271726A1 (en) * 2012-12-27 2016-09-22 Neturen Co., Ltd. Rack manufacturing apparatus and rack manufacturing method
JP2014133428A (en) * 2013-01-08 2014-07-24 Hitachi Automotive Systems Steering Ltd Power steering device
WO2014196617A1 (en) * 2013-06-03 2014-12-11 Neturen Co., Ltd. Method for manufacturing rack and hollow rack bar
CN105307810A (en) * 2013-06-03 2016-02-03 高周波热錬株式会社 Method for manufacturing rack and hollow rack bar
US10612642B2 (en) 2013-06-03 2020-04-07 Neturen Co., Ltd. Method for manufacturing rack and hollow rack bar
CN105667578A (en) * 2016-01-08 2016-06-15 普天新能源(深圳)有限公司 Steering device, automobile steering control system and automobile
CN105667578B (en) * 2016-01-08 2018-01-12 普天新能源(深圳)有限公司 Steering gear, automobile steering control system and automobile
WO2018019458A1 (en) * 2016-07-26 2018-02-01 Robert Bosch Automotive Steering Gmbh Steering system and method for operating a steering system
DE102020201964A1 (en) 2020-02-18 2021-08-19 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Method for operating a steering device

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