【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乗用車、トラック等の車両に設けられるラックアシスト型の電動式パワーステアリング装置の技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、この種、車両に設けられるラックアシスト型の電動式パワーステアリング装置のなかには、入力された操作量に応じて車両のステアリングホイールを回転させるべくスラスト方向に移動するラック軸と、該ラック軸に同軸状に外嵌され、ラック軸に対して強制回転することでラック軸をスラスト方向に移動させるボールナット機構と、該ボールナット機構と一体に強制回転する第一べベルギアと、該第一べベルギアと噛合する第二べベルギアを備えた駆動機構とを備えて構成されたものが知られている。このようなものにおいて、第一べベルギアは、例えば特開２０００−１９０８５５号公報に示すように、ボールナット機構を構成する筒状のナット部に一体的に外嵌する構成としたものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、前記従来の第一べベルギアは、ナット部に外嵌する筒状体に形成され、該筒状体のラック軸方向一端面にギア歯が形成されたものになっている。このため、第一べベルギアと第二べベルギアとの噛合部位は、ナット部の外径側部位とならざるを得ず、駆動機構側の第二べベルギアの配設位置がナット部外径側に位置することとなる。これによって、第二べベルギアが設けられる駆動機構（電動モータ）をラック軸とは交差状に配設する場合に、駆動機構は、第二べベルギアがナット部外径側に位置する分、外径側にさらに離れた状態で設けられることになって、装置が大型化してしまうという問題があり、ここに本発明が解決しようとする課題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の如き実情に鑑み、これらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、操作に応じてステアリングホイールを回転させるべくスラスト方向に移動するラック軸と、該ラック軸に同軸状に外嵌され、ラック軸に対して強制回転することでラック軸をスラスト方向に移動させるボールナット機構と、該ボールナット機構と一体に強制回転する第一べベルギアと、該第一べベルギアに噛合する第二べベルギアを備えた駆動機構とを備えてなる電動式パワーステアリング装置において、前記第一べベルギアは、ボールナット機構を構成するナット部に一体的に外嵌する筒部と、ナット部のラック軸方向一端面を越えて位置する端面部とが一体に形成され、該端面部で、前記第二べベルギアに噛合するように構成されているものである。
そして、このようにすることにより、第一、第二べベルギアとの噛合部をラック軸外周に近接して配すことができ、コンパクト化を果せる。
このものにおいて、本発明のナット部と第一べベルギアとは、回り止め状に固定する固定手段を介して一体化されているものとすることができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図１〜図６の図面に基づいて説明する。
図面において、１は車両に装備される電動式パワーステアリング装置であって、該電動式パワーステアリング装置１は、左右方向を向く筒孔を有した第一、第二、第三ケーシング２、３、４を備えて三分割型のケーシングを備えて構成されており、これらケーシング２、３、４に左右方向に長いラック軸５がスラスト方向移動自在に内装されている。因みに、ラック軸５を内装するケーシングとしては、第二、第三ケーシング３、４が一体に形成された二分割型とすることもできる。
そして、ラック軸５は、左右両端部に位置する第一、第三ケーシング２、４のそれぞれ左右端部２ａ、４ａから外方に突出しており、これら突出先端に図示しない車輪側との連結機構が連結され、ラック軸５のスラスト変位に伴い車輪の向きが変位するように設定されているが、これらラック軸５の突出端部とケーシングの左右端部２ａ、４ａとのあいだは、伸縮自在のブーツ６に覆われている。さらに、前記ラック軸５の左側半部外周面には螺子溝５ａが刻設されている。
【０００６】
前記第一ケーシング２は、右側である第二ケーシング３側部位に位置してラック軸５を臨む開口部２ｂが形成され、該開口部２ｂ外周縁部に電動モータ７が取付け支持されている。前記電動モータ７の出力軸７ａは、ラック軸５に対して直交する位置関係で配されており、該出力軸７ａの突出先端がラック軸５の外周面側に突出し、該突出端部に、本発明の第二べベルギアに相当するべベルギア８がラック軸５外周面に近接状、かつ、回り止め状に一体的に嵌着されている。ここで、本実施の形態の電動モータ出力軸７ａは、ラック軸５に対して直交状となる位置関係で連動連結されているが、レイアウトの関係上、出力軸７ａがラック軸５に対して傾斜姿勢となって連動連結することも可能である。
さらに、第一ケーシング２の右半部は、左半部よりも大径なギアボックス部２ｃに形成されており、該ギアボックス部２ｃに内装されるラック軸５に外嵌したナット部９を回動自在に支持するように設定されている。前記ナット部９はボールナット機構Ｂを構成する部材であって、ラック軸５に同軸状の関係で外嵌されており、内周面には、ラック軸５外周の螺子溝５ａに対向して螺子溝９ａが刻設され、これらラック軸螺子溝５ａとナット部螺子溝９ａとのあいだにボール９ｂが介装される構成となっている。そして、ナット部９がラック軸５に対して正逆何れか一方に強制的に回転することに伴い、ラック軸５が左右方向何れかのスラスト移動を行うように構成されており、該構成は従来通りのものであるので、ここでの詳細な説明については省略する。
【０００７】
さらに、前記ナット部９の外周には、本発明の第一べベルギアに相当するギア部材１０が配設され、ナット部９と一体に回転するように構成されているが、該ギア部材１０の構成、ギア部材１０とナット部９との一体化についての詳細な説明は後述する。そして、このギア部材１０は、前記電動モータ７側のべベルギア８と噛合する構成となっており、電動モータ７の駆動に伴い正逆何れかに回転するべベルギア８に伴い対応する正逆何れかの方向に回転するように設定されており、該何れかの方向に回転することにより、ギア部材１０が前記ナット部９を強制的に一体回転せしめ、これによって、ラック軸５が左右何れか一方にスラスト移動するように設定されている。
【０００８】
一方、１１は、図示しないステアリングホイールが一体に取付けられる入力軸であって、該入力軸１１の基端部には、図示しないトルクセンサ等の必要な部材が設けられている一方、入力軸１１の基端部は、ラック軸５の右側部位を内装する第三ケーシング４に形成されたステアリングギアボックス４ｂに回動自在に内装されている。さらに、ステアリングギアボックス４ｂには、入力軸１１基端部とラック軸５とを動力伝導するための図示しないトーションバーを含む動力伝動機構が設けられている。そして、ステアリングホイールが回転操作されて入力軸１１が回転した場合に、トーションバーを含む動力伝動機構を介してラック軸５が左右方向何れかにスラスト移動を行う一方で、前記回転操作の操作力がトルクセンサにより検知され、該検知した信号に基づいて、前記電動モータ７が対応する駆動を行うことによって、べベルギア８、ギア部材１０、ナット部９を介してラック軸５が対応するスラスト移動を行うように設定されており、このようにして、ステアリングホイールの操作力に応じて、電動モータ７の駆動力に基づく補助がなされるように設定されている。
ここで、４ｃは第三ケーシング４に一体形成され、パワーステアリング装置１を躯体側に取付けるための取付け部である。
【０００９】
さて、前記ギア部材１０は、円筒状の筒部１０ａと、該筒部１０ａの一方の筒端側（本実施の形態では左端側）から内径側に延出するリング状の端面部１０ｂとが一体に形成されたものに構成されている。そして、端面部１０ｂの外側面１０ｃは軸芯側ほど左端側に突出する傾斜状に形成され、該傾斜リング状の外側面１０ｃに、べベルギア８のギア歯８ａと噛合可能なギア歯１０ｄが形成されている。このとき、これらギア歯１０ｄは端面部１０ｂに形成されることによって、ギア部材筒部１０ａ外周面よりも内径側部位に位置して形成されている。
そして、前記ギア部材１０は、ギア部材端面部１０ｂの内側面１０ｅが、ラック軸５に外嵌するナット部９の左側端面９ｃに近接対向するような状態で、ナット部９に外嵌装着せしめられている。そして、ギア部材１０とナット部９とのあいだには、筒部１０ａに開設されたキー溝１０ｆを介してキーまたは止め螺子１２を設けることによる固定手段を介して一体化されており、これによって、これらは回り止め状に一体となっている。
【００１０】
そして、ナット部９と、これに一体化されたギア部材１０とは、ギア部材１０の右側の筒端面１０ｇに突当て状に位置してナット部９に嵌着された軸受１３を介して第一ケーシングギアボックス部２ｃに対して軸承されている。ここで、前記軸受１３の内径側の右端面は、ナット部９の外周に形成された段差部９ｄに突当てられており、これによって、軸受１３は、ギア部材１０の筒端面と段差部９ｄとのあいだに挟持状に固定され、ナット部９とギア部材１０とのあいだにおいてスラスト方向の相対移動ができない状態で配設されている。
さらに、前記軸受１３の外径側の右端面には、ギアボックス２ｂの内周面に刻設された螺子溝２ｄに螺合固定された軸受固定用ナット１４が突当て状に設けられており、これによって、軸受１３は、右側方向へのスラスト移動が規制されるように設定されている。また、軸受１３の外径側の左端面は、第一ケーシング２に形成された段差部２ｅに近接対向する状態で設けられており、これによって、軸受１３は、左側方向へのスラスト移動が規制されるように設定され、もって、ナット部９とギア部材１０とのスラスト方向の移動が規制されるように構成されている。
【００１１】
そして、ギア部材１０のギア歯１０ｄは、ラック軸５に対して直交状に配された電動モータ７から突出する出力軸７ａに設けられたべベルギア８のギア歯８ａと噛合しているが、このとき、ギア部材ギア歯１０ｄは、端面部１０ｂの外側面１０ｃに形成されていて、ギア部材筒部１０ａの外周面より内径側に位置している。このため、ギア歯１０ｄとべベルギア８のギア歯８ａとの噛合部は、ナット部９の軸方向一方（左側）の筒端面を越えた部位であって、ラック軸５に近接対向する部位に配されれるように設定されている。
【００１２】
叙述の如く構成された本発明の実施の形態において、パワーステアリング装置１は、ステアリングホイールが操作されることにより、その操作力に応じて電動モータ７が駆動し、これによって、べベルギア８に噛合するギア部材１０がナット部９を強制的に一体回転せしめる状態でラック軸５を対応するスラスト移動せしめることになり、もって、ステアリングホイールの操作力に応じた補助を行うようになっている。そしてこの場合に、電動モータ７側のべベルギア８とギア部材１０との噛合は、前述したように、ナット部９の軸方向一方の筒端面を越えた部位であって、ラック軸５の外周面に近接する部位に位置してなされている。これによって、ラック軸５に対して直交状に配されるが故に、ラック軸５の径方向に突出する電動モータ７の突出量を少なくでき、パワーステアリング装置１のコンパクト化を果すことができる。
【００１３】
さらにこのものでは、ギア部材１０をナット部９に一体化する場合に、キーまたは止め螺子１２を用いる固定手段を介して回り止め状に一体化しているので、ギア部材１０がナット部９を強制的に一体回転せしめる作動を行う場合に、これらのあいだに緩みが生じにくく、効率のよい動力伝動をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電動式パワーステアリング装置の一部断面正面図である。
【図２】電動式パワーステアリング装置の要部の底面図である。
【図３】図１におけるＸ−Ｘ断面図である。
【図４】要部の一部断面正面図である。
【図５】べベルギアの断面図である。
【図６】図６（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれギア部材の一部断面正面図、側面図である。
【符号の説明】
１ 電動式パワーステアリング装置
２ 第一ケーシング
５ ラック軸
５ａ 螺子溝
７ 電動モータ
８ べベルギア
９ ナット部
９ｂ ボール
１０ ギア部材
１０ｂ 端面部
１０ｄ ギア歯
１２ キーまたは止め螺子
１３ 軸受[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention belongs to the technical field of a rack-assist type electric power steering device provided in vehicles such as passenger cars and trucks.
[0002]
[Prior art]
Generally, in this type of a rack assist type electric power steering device provided in a vehicle, a rack shaft moving in a thrust direction to rotate a steering wheel of the vehicle in accordance with an input operation amount, and a rack shaft. A ball nut mechanism that is coaxially externally fitted and moves the rack shaft in the thrust direction by forcibly rotating the rack shaft, a first bevel gear that forcibly rotates integrally with the ball nut mechanism, and a first bevel gear. 2. Description of the Related Art There is known a configuration including a bell gear and a drive mechanism including a second bevel gear that meshes with the bell gear. In such a thing, as a first bevel gear, for example, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-190855, there is known a structure in which a first bevel gear is integrally fitted to a cylindrical nut part constituting a ball nut mechanism. ing.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the first bevel gear of the related art is formed in a cylindrical body that is fitted to a nut portion, and gear teeth are formed on one end surface of the cylindrical body in the rack axial direction. For this reason, the meshing portion between the first bevel gear and the second bevel gear must be the outer diameter side portion of the nut portion, and the arrangement position of the second bevel gear on the drive mechanism side is shifted to the nut portion outer diameter side. Will be located. Accordingly, when the drive mechanism (electric motor) provided with the second bevel gear is disposed so as to intersect with the rack shaft, the drive mechanism has an outer portion corresponding to the position of the second bevel gear on the nut outer diameter side. There is a problem that the device is increased in size because it is provided further apart on the radial side, and there is a problem to be solved by the present invention.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and has been made with a view to solving these problems, and a rack shaft that moves in a thrust direction to rotate a steering wheel according to an operation, and A ball nut mechanism that is coaxially fitted on the shaft and moves the rack shaft in the thrust direction by forcibly rotating the rack shaft, a first bevel gear that forcibly rotates integrally with the ball nut mechanism, A drive mechanism including a second bevel gear meshing with the one bevel gear, wherein the first bevel gear is externally fitted integrally with a nut portion constituting a ball nut mechanism. And an end surface portion of the nut portion located beyond one end surface in the rack axial direction of the nut portion are integrally formed, and the end surface portion is configured to mesh with the second bevel gear. Is shall.
By doing so, the meshing portion with the first and second bevel gears can be arranged close to the outer periphery of the rack shaft, and compactness can be achieved.
In this case, the nut portion and the first bevel gear of the present invention can be integrated via a fixing means for fixing in a detent shape.
[0005]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the drawings, reference numeral 1 denotes an electric power steering device mounted on a vehicle. The electric power steering device 1 has first, second, and third casings 2, 3, and The casing 2, 3, 4 has a rack shaft 5 which is long in the left-right direction and is movable in the thrust direction. Incidentally, the casing in which the rack shaft 5 is provided may be a two-part type in which the second and third casings 3 and 4 are integrally formed.
The rack shaft 5 protrudes outward from the left and right ends 2a and 4a of the first and third casings 2 and 4 located at the left and right ends, respectively. And the direction of the wheels is set so as to be displaced in accordance with the thrust displacement of the rack shaft 5, but between the protruding ends of these rack shafts 5 and the left and right ends 2a, 4a of the casing are extendable and contractible. Boot 6. Further, a screw groove 5a is formed in the outer peripheral surface of the left half portion of the rack shaft 5.
[0006]
The first casing 2 is formed with an opening 2b facing the rack shaft 5 at a position on the right side of the second casing 3, and an electric motor 7 is mounted and supported on the outer peripheral edge of the opening 2b. The output shaft 7a of the electric motor 7 is disposed in a positional relationship orthogonal to the rack shaft 5, and the projecting tip of the output shaft 7a projects toward the outer peripheral surface side of the rack shaft 5, and the projecting end has A bevel gear 8 corresponding to the second bevel gear of the present invention is integrally fitted to the outer peripheral surface of the rack shaft 5 in a close-up and non-rotating manner. Here, the electric motor output shaft 7a of the present embodiment is interlockingly connected to the rack shaft 5 so as to be orthogonal to the rack shaft 5, but due to the layout, the output shaft 7a is It is also possible to link in an inclined posture.
Further, the right half of the first casing 2 is formed in a gear box portion 2c having a larger diameter than the left half portion, and a nut portion 9 externally fitted to the rack shaft 5 provided in the gear box portion 2c is provided. It is set to be rotatably supported. The nut portion 9 is a member that constitutes the ball nut mechanism B, is externally fitted in a coaxial relationship with the rack shaft 5, and has an inner peripheral surface facing the screw groove 5 a on the outer periphery of the rack shaft 5. A screw groove 9a is engraved, and a ball 9b is interposed between the rack shaft screw groove 5a and the nut screw groove 9a. The rack shaft 5 is configured to perform a thrust movement in either the left or right direction with the forcible rotation of the nut portion 9 in either the forward or reverse direction with respect to the rack shaft 5. Since it is the same as the conventional one, the detailed description here is omitted.
[0007]
Further, a gear member 10 corresponding to the first bevel gear of the present invention is disposed on the outer periphery of the nut portion 9 and is configured to rotate integrally with the nut portion 9. The detailed description of the configuration and the integration of the gear member 10 and the nut portion 9 will be described later. The gear member 10 is configured to mesh with the bevel gear 8 on the electric motor 7 side. By rotating in either direction, the gear member 10 forcibly rotates the nut portion 9 integrally, whereby the rack shaft 5 is moved to either the left or right. It is set to move to one thrust.
[0008]
On the other hand, reference numeral 11 denotes an input shaft on which a steering wheel (not shown) is integrally attached. At a base end of the input shaft 11, necessary members such as a torque sensor (not shown) are provided. Is rotatably mounted in a steering gear box 4b formed in a third casing 4 that houses the right side portion of the rack shaft 5. Further, the steering gear box 4b is provided with a power transmission mechanism including a not-shown torsion bar for transmitting power between the base end of the input shaft 11 and the rack shaft 5. When the input shaft 11 is rotated by rotating the steering wheel, the rack shaft 5 performs a thrust movement in either the left or right direction via a power transmission mechanism including a torsion bar, while the operating force of the rotation operation is maintained. Is detected by the torque sensor, and the electric motor 7 performs a corresponding drive based on the detected signal, so that the rack shaft 5 moves through the corresponding thrust movement via the bevel gear 8, the gear member 10, and the nut 9. In this way, it is set so that assistance based on the driving force of the electric motor 7 is performed according to the operating force of the steering wheel.
Here, reference numeral 4c denotes an attachment portion formed integrally with the third casing 4 for attaching the power steering device 1 to the skeleton side.
[0009]
The gear member 10 has a cylindrical tubular portion 10a and a ring-shaped end surface portion 10b extending from one tubular end side (the left end side in the present embodiment) of the tubular portion 10a to the inner diameter side. It is configured to be integrally formed. The outer surface 10c of the end surface portion 10b is formed in an inclined shape protruding toward the left end side toward the axis side, and the gear teeth 10d meshable with the gear teeth 8a of the bevel gear 8 are formed on the inclined ring-shaped outer surface 10c. Is formed. At this time, the gear teeth 10d are formed on the end face 10b, so that the gear teeth 10d are formed on the inner diameter side of the outer peripheral surface of the gear member tubular part 10a.
The gear member 10 is externally fitted to the nut portion 9 in such a state that the inner side surface 10e of the gear member end surface portion 10b closely faces the left end surface 9c of the nut portion 9 externally fitted to the rack shaft 5. Have been. The gear member 10 and the nut portion 9 are integrated via a key or a set screw 12 through a key groove 10f formed in the cylindrical portion 10a and through fixing means by providing a key or a set screw 12. , These are integrated in a detent shape.
[0010]
Then, the nut portion 9 and the gear member 10 integrated with the nut portion 9 are formed through a bearing 13 which is positioned in abutting manner on the right cylindrical end face 10 g of the gear member 10 and fitted to the nut portion 9. It is mounted on one casing gear box 2c. Here, the right end surface on the inner diameter side of the bearing 13 is abutted against a step portion 9d formed on the outer periphery of the nut portion 9, whereby the bearing 13 is connected to the cylindrical end surface of the gear member 10 and the step portion 9d. Between the nut portion 9 and the gear member 10 so that relative movement in the thrust direction is not possible.
Further, a bearing fixing nut 14 screwed and fixed to a screw groove 2d formed on the inner peripheral surface of the gear box 2b is provided on the right end surface on the outer diameter side of the bearing 13 in an abutting manner. Thus, the bearing 13 is set such that the thrust movement in the right direction is restricted. Further, the left end surface on the outer diameter side of the bearing 13 is provided so as to be in close proximity to the stepped portion 2 e formed on the first casing 2, whereby the thrust movement of the bearing 13 in the left direction is restricted. Therefore, the movement of the nut 9 and the gear member 10 in the thrust direction is restricted.
[0011]
The gear teeth 10 d of the gear member 10 mesh with the gear teeth 8 a of the bevel gear 8 provided on the output shaft 7 a protruding from the electric motor 7 disposed orthogonal to the rack shaft 5. At this time, the gear member gear teeth 10d are formed on the outer surface 10c of the end surface portion 10b, and are located on the inner diameter side with respect to the outer peripheral surface of the gear member cylindrical portion 10a. For this reason, the meshing portion between the gear tooth 10 d and the gear tooth 8 a of the bevel gear 8 is located at a portion that is beyond the one end (left side) of the cylinder end surface in the axial direction of the nut portion 9 and that is in close proximity to the rack shaft 5. It is set to be.
[0012]
In the embodiment of the present invention configured as described above, in the power steering device 1, when the steering wheel is operated, the electric motor 7 is driven according to the operation force, whereby the bevel gear 8 is meshed with the electric motor 7. When the gear member 10 forcibly rotates the nut portion 9 integrally, the rack shaft 5 moves correspondingly in a thrust manner, and thus assists according to the operating force of the steering wheel. In this case, the engagement between the bevel gear 8 on the side of the electric motor 7 and the gear member 10 is, as described above, a portion beyond one axial end of the nut portion 9 in the axial direction. It is made to be located at a part close to the surface. Thus, since the electric motor 7 is arranged orthogonal to the rack shaft 5, the amount of protrusion of the electric motor 7 projecting in the radial direction of the rack shaft 5 can be reduced, and the power steering device 1 can be made compact.
[0013]
Further, in this case, when the gear member 10 is integrated with the nut portion 9, the gear member 10 is forcibly engaged with the nut portion 9 because the gear member 10 is integrated with the nut portion 9 through fixing means using a key or a set screw 12. When performing an operation of causing the motor to rotate integrally, loosening is less likely to occur between them, and efficient power transmission can be achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial cross-sectional front view of an electric power steering device.
FIG. 2 is a bottom view of a main part of the electric power steering device.
FIG. 3 is a sectional view taken along line XX in FIG. 1;
FIG. 4 is a partial cross-sectional front view of a main part.
FIG. 5 is a sectional view of a bevel gear.
FIGS. 6A and 6B are a partial cross-sectional front view and a side view of a gear member, respectively.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric power steering device 2 First casing 5 Rack shaft 5a Screw groove 7 Electric motor 8 Bevel gear 9 Nut part 9b Ball 10 Gear member 10b End face part 10d Gear teeth 12 Key or set screw 13 Bearing
