JP2007196968A - Steering device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の操舵装置に係り、特に、電動モータによって、車輪に連結した駆動軸であるラックバーに操舵補助力を付与するラックアシストタイプの電動パワーステアリング装置に関する。 The present invention relates to a vehicle steering apparatus, and more particularly, to a rack assist type electric power steering apparatus that applies a steering assist force to a rack bar that is a drive shaft connected to wheels by an electric motor.
従来から、操舵ハンドルの操舵操作に応じた転舵輪の転舵をアシストする装置、いわゆるパワーステアリング装置を有する車両の操舵装置が知られている。パワーステアリング装置としては、油圧アクチュエータにより操舵補助力を発生する油圧パワーステアリング装置や、電動モータなどの電動アクチュエータにより操舵補助力を発生する電動パワーステアリング装置(以下、EPS装置と称することもある)が知られている。特に近年は、車両搭載性や燃費向上の観点から、EPS装置が注目されてきている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a vehicle steering apparatus having a so-called power steering apparatus that assists in turning of steered wheels according to a steering operation of a steering wheel is known. Examples of the power steering device include a hydraulic power steering device that generates a steering assist force using a hydraulic actuator, and an electric power steering device (hereinafter also referred to as an EPS device) that generates a steering assist force using an electric actuator such as an electric motor. Are known. In particular, in recent years, EPS devices have attracted attention from the viewpoint of vehicle mountability and fuel efficiency.
EPS装置は、電動モータによって発生する操舵補助力が付与される箇所によって様々なタイプのものがある。そのうち、ラックアシストタイプのEPS装置は、電動モータから出力される回転駆動力を直線駆動力に変換し、この直線駆動力を軸力としてラックバーに伝達するものである。したがって、ラックアシストタイプのEPS装置を構成する要素としては、電動モータのほか、電動モータからの回転駆動力を直線駆動力に変換する変換装置が必要とされる。 There are various types of EPS devices depending on where the steering assist force generated by the electric motor is applied. Among them, the rack assist type EPS device converts the rotational driving force output from the electric motor into a linear driving force, and transmits this linear driving force to the rack bar as an axial force. Therefore, as an element constituting the rack assist type EPS device, in addition to the electric motor, a conversion device that converts the rotational driving force from the electric motor into a linear driving force is required.
従来のラックアシストタイプのEPS装置に利用される変換装置としては、ボールネジタイプの変換装置が知られている。このボールネジタイプの変換装置は、ラックバーをボールネジシャフトとし、ラックバーの外周を取り巻くようにボールネジナットを取り付けて変換装置を構成する。そして、ボールネジナットを回転させることによって、ボールネジナットの内周に形成された螺旋溝とラックバーの外周に形成された螺旋溝とで形成される転動路を転動ボールが転動する。この転動ボールの転動動作に伴って、ラックバーが軸方向に駆動する。 As a conversion device used in a conventional rack assist type EPS device, a ball screw type conversion device is known. In this ball screw type conversion device, the rack bar is a ball screw shaft, and a ball screw nut is attached so as to surround the outer periphery of the rack bar to constitute the conversion device. Then, by rotating the ball screw nut, the rolling ball rolls on a rolling path formed by the spiral groove formed on the inner periphery of the ball screw nut and the spiral groove formed on the outer periphery of the rack bar. The rack bar is driven in the axial direction along with the rolling operation of the rolling ball.
上記した従来の構造は、ボールネジナットとラックバー自身でボールネジ機構を構成し、このボールネジ機構によって、電動モータの回転速度を減速しつつ回転駆動力を直線駆動力に変換するものである。しかしながら、上記構造では、電動モータの回転出力の高出力化が望めず、電動モータの僅かな回転駆動力で高い操舵補助力を発揮することは難しい。そこで、特許文献1に記載の発明のように、電動モータとラックバーとの間に小径の傘歯車と大径の従動歯車を有する歯車式減速機を設けたものが提案されている。特許文献1によれば、歯車式減速機によって電動モータの回転を減速し、減速された回転出力がボールネジ機構によってさらに減速されるとともに直線運動に変換されて、ラックバーに軸力を付与するものである。このようにすれば、電動モータの回転をボールネジ機構で減速する前に、さらに歯車式の減速機で減速しているので、その減速比に見合った分の高出力化を図ることができる。
ところで、ボールネジナットとラックバーとでボールネジ機構を構成する従来の変換装置においては、上述したように、ラックバーの外周に形成される螺旋溝とボールネジナットの内周に形成される螺旋溝とで形成される転動路中に転動ボールが配されており、この転動ボールはボールネジ機構が作動しているときは転動路内を転動する。この転動を繰り返し行うために、ボールを循環させるための循環経路がボールネジナットに形成されている。しかしながら、この循環経路にボールが進入する際に、ボールの転動音などの異音が発生したり、ハンドルトルクの変動が起こったりするという問題がある。 By the way, in the conventional conversion device that constitutes the ball screw mechanism by the ball screw nut and the rack bar, as described above, the spiral groove formed on the outer periphery of the rack bar and the spiral groove formed on the inner periphery of the ball screw nut. Rolling balls are arranged in the formed rolling path, and the rolling balls roll in the rolling path when the ball screw mechanism is operating. In order to repeat this rolling, a circulation path for circulating the ball is formed in the ball screw nut. However, when the ball enters the circulation path, there is a problem that abnormal noise such as a rolling sound of the ball is generated or a fluctuation of the handle torque occurs.
また、特許文献1に記載の操舵装置においては、ボールネジ機構による減速の前に別の減速機を取り付けて高出力化を図っているが、別の減速機を取り付ける分だけラックバーの径方向に大きく膨らんだ構造となってしまっている。このため、装置の大型化を招いてしまう。また、このようにして膨らんだ部分が他の部品と干渉するおそれがあり、干渉を避けるための設計上の大きな制約が生じるという問題がある。 In addition, in the steering device described in Patent Document 1, another reduction gear is attached before the deceleration by the ball screw mechanism to increase the output. However, the amount of attachment of the other reduction gear is increased in the radial direction of the rack bar. The structure is greatly swollen. For this reason, the enlargement of an apparatus will be caused. Further, there is a problem that the swelled portion in this way may interfere with other parts, and there is a problem that a great design restriction for avoiding the interference occurs.
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、高出力であるとともにコンパクトに構成できる電動パワーステアリング装置を有する車両の操舵装置を提供することを技術的課題とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a vehicle steering apparatus having an electric power steering apparatus that can be configured compactly with high output.
上記課題を達成するために、本発明は、操舵ハンドルの操舵操作を補助するための操舵補助力を発生する電動モータと、前記電動モータの出力軸に接続され、前記電動モータの出力回転速度を減速する減速機と、前記減速機の出力軸に接続されるとともに同出力軸から出力される回転駆動力を直線駆動力に変換し、変換した直線駆動力を車輪に連結された駆動軸に伝達する変換装置とを備えた車両の操舵装置において、前記減速機の出力軸を前記駆動軸に並行に配設し、前記変換装置を、前記減速機の出力軸に同軸的に連結されるとともに同出力軸から出力される回転駆動力によって回転する回転部材と、前記駆動軸に連結されるとともに前記回転部材からの回転駆動力を受けて前記回転部材の軸方向に移動する移動部材とを備えるものとして構成した。 In order to achieve the above object, the present invention relates to an electric motor that generates a steering assist force for assisting a steering operation of a steering wheel, and an output shaft of the electric motor. A reduction gear that decelerates, and a rotational driving force that is connected to the output shaft of the reduction gear and that is output from the output shaft is converted into a linear driving force, and the converted linear driving force is transmitted to the driving shaft connected to the wheels. In the vehicle steering apparatus comprising the conversion device, the output shaft of the speed reducer is disposed in parallel to the drive shaft, and the conversion device is coaxially connected to the output shaft of the speed reducer and A rotating member that rotates by a rotational driving force output from an output shaft, and a moving member that is connected to the driving shaft and moves in the axial direction of the rotating member by receiving the rotational driving force from the rotating member. age Configuration was.
このように構成した本発明の操舵装置によれば、電動モータと変換装置との間に減速機を介在させているので、減速機によって電動モータの出力回転速度を減速することにより、高出力化を図ることができる。 According to the steering device of the present invention configured as described above, since the reduction gear is interposed between the electric motor and the conversion device, the output speed of the electric motor is reduced by the reduction gear to increase the output. Can be achieved.
また、減速機の出力軸には変換装置の回転部材が同軸的に連結されているので、回転部材は減速機の回転出力を受けて減速機と同軸回転する。さらに、回転部材の回転駆動力は変換装置の移動部材に伝達されて、移動部材が回転部材の軸方向に移動する。移動部材は駆動軸に連結されているので、上記移動によって、駆動軸も回転部材の軸方向に移動する。ここで、回転部材は減速機の出力軸と同軸的に設けられ、また減速機の出力軸は駆動軸と並行に配設されているので、上記移動部材による駆動軸の移動方向(回転部材の軸方向)は、駆動軸の軸方向と一致する。よって、上記移動部材の移動によって、駆動軸が軸方向に移動される。こうして、駆動軸に軸力が与えられ、操舵操作が行われる。 Further, since the rotating member of the converter is coaxially connected to the output shaft of the speed reducer, the rotating member receives the rotational output of the speed reducer and rotates coaxially with the speed reducer. Furthermore, the rotational driving force of the rotating member is transmitted to the moving member of the conversion device, and the moving member moves in the axial direction of the rotating member. Since the moving member is connected to the drive shaft, the drive shaft also moves in the axial direction of the rotating member by the above movement. Here, the rotating member is provided coaxially with the output shaft of the speed reducer, and the output shaft of the speed reducer is disposed in parallel with the drive shaft. (Axial direction) coincides with the axial direction of the drive shaft. Therefore, the drive shaft is moved in the axial direction by the movement of the moving member. Thus, an axial force is applied to the drive shaft, and a steering operation is performed.
このとき、上述のように、駆動軸と減速機の出力軸とは並行とされ、減速機の出力軸と変換装置の回転部材とは同軸であるので、減速機と変換装置は、駆動軸に対して並列に配置される。このため、特許文献1に記載の発明のように減速機によって駆動軸(ラックバー)の径方向に膨らみを持つ構成とはならず、車両の操舵装置をコンパクトに構成できる。 At this time, as described above, the drive shaft and the output shaft of the speed reducer are parallel, and the output shaft of the speed reducer and the rotating member of the conversion device are coaxial, so the speed reducer and the conversion device are connected to the drive shaft. Are arranged in parallel. For this reason, it does not have a configuration in which the drive shaft (rack bar) is swollen in the radial direction by the speed reducer as in the invention described in Patent Document 1, and the vehicle steering device can be configured compactly.
上記減速機としては、電動モータの出力軸からの出力回転速度を所定の減速比で減速できるものであれば、どのようなものでもよい。減速機の例としては、波動歯車装置式減速機、遊星歯車式減速機、遊星ローラ式減速機、プーリ・ベルト式減速機、歯車式減速機、ウォーム式減速機が挙げられる。このうち、波動歯車装置式減速機、遊星歯車式減速機、遊星ローラ式減速機は、よりコンパクト化を図ることができるという利点がある。また、プーリ・ベルト式減速機、歯車式減速機は、入力軸と出力軸とが並行に配置されるため、電動モータの配置自由度を広げることができるという利点がある。ウォーム式減速機は、大減速を容易に行うことができるという利点がある。 Any reduction gear may be used as long as it can reduce the output rotation speed from the output shaft of the electric motor at a predetermined reduction ratio. Examples of the reducer include a wave gear device type reducer, a planetary gear type reducer, a planetary roller type reducer, a pulley / belt type reducer, a gear type reducer, and a worm type reducer. Among these, the wave gear device type reduction device, the planetary gear type reduction device, and the planetary roller type reduction device have an advantage of being able to be made more compact. In addition, the pulley / belt type reduction gear and the gear type reduction gear have an advantage that the degree of freedom of arrangement of the electric motor can be increased because the input shaft and the output shaft are arranged in parallel. The worm type speed reducer has an advantage that a large speed reduction can be easily performed.
また、前記回転部材は、外周にウォームが形成されたウォームシャフトとし、前記移動部材は、前記ウォームシャフトに噛み合い可能な歯列が形成されたラック状部材とすることもできる。このようにすれば、ウォーム式減速機と同様の原理によって、変換装置においても回転駆動力を効率的に減速することができる。さらに、ウォーム式減速機におけるウォームホイールに相当する構成を直線状にしてラック状の部材として構成したことにより、回転駆動力を直線駆動力にも変換できる。 The rotating member may be a worm shaft having a worm formed on the outer periphery, and the moving member may be a rack-shaped member having a tooth row that can mesh with the worm shaft. If it does in this way, a rotational drive force can be efficiently decelerated also in a converter by the same principle as a worm type reduction gear. Further, the configuration corresponding to the worm wheel in the worm type reduction gear is linearly configured as a rack-shaped member, so that the rotational driving force can be converted into the linear driving force.
また、前記回転部材は、外周に螺旋溝が形成されたボールネジシャフトとし、前記移動部材は、前記駆動軸の外周に同軸的に取り付けられ、外周に平行溝が形成されるとともに前記駆動軸に対して周方向回転可能とされた駆動軸側回転部材と、前記ボールネジシャフトに形成された螺旋溝と前記駆動軸側回転部材に形成された平行溝とで形成される空間内に配設され、前記ボールネジシャフトの回転駆動力を前記駆動軸側回転部材に伝達するボールとを有するものとしてもよい。 The rotating member may be a ball screw shaft having a spiral groove formed on an outer periphery thereof, and the moving member may be coaxially attached to the outer periphery of the drive shaft, and a parallel groove may be formed on the outer periphery, with respect to the drive shaft. Arranged in a space formed by a drive shaft side rotation member that is circumferentially rotatable, a spiral groove formed in the ball screw shaft and a parallel groove formed in the drive shaft side rotation member, It is good also as what has a ball which transmits the rotational drive force of a ball screw shaft to the drive shaft side rotation member.
このように構成すれば、回転部材としてのボールネジシャフトの回転が、ボールネジシャフトの外周に形成された螺旋溝と駆動軸側回転部材の外周に形成された平行溝とで形成される空間内に配されたボールを介して駆動軸側回転部材に伝達される。このとき、ボールの回転によって駆動軸側回転部材が軸周り方向に回転するとともに、ボールが螺旋溝のリードにしたがってボールネジシャフトの軸方向に送られるのに伴って駆動軸側回転部材もボールネジシャフトの軸方向に直線駆動力を受ける。このようにして、ボールネジシャフトからの回転駆動力が減速されるとともに直線駆動力に変換される。 With this configuration, the rotation of the ball screw shaft as the rotating member is arranged in a space formed by the spiral groove formed on the outer periphery of the ball screw shaft and the parallel groove formed on the outer periphery of the drive shaft side rotating member. It is transmitted to the drive shaft side rotating member via the formed ball. At this time, the rotation of the ball causes the drive shaft side rotation member to rotate in the direction around the axis, and as the ball is fed in the axial direction of the ball screw shaft according to the lead of the spiral groove, the drive shaft side rotation member also moves to the ball screw shaft. Receives linear driving force in the axial direction. In this way, the rotational driving force from the ball screw shaft is decelerated and converted to a linear driving force.
この構成によれば、ボールネジ機構におけるボールネジシャフトが減速機の出力軸に同軸的に配置され、一方、ボールネジ機構におけるボールネジナットに相当する駆動側回転部材が駆動軸に連結されている。つまり、ボールネジナットとボールネジシャフトとが並列配置され、通常のボールネジ機構のような同軸配置構成(ボールネジシャフトにボールネジナットが外挿している構成)を採っていない。このような構成であると、従来のように転動ボールを循環させるための循環経路を要せずとも回転駆動力を直線駆動力に変換することが可能となる。このため、ボールが循環経路に侵入した際に生じる異音やハンドルトルク変動が起こることはない。さらに、ボールの転動によりボールネジシャフトからの駆動力が駆動側回転部材に伝達されるため、摩擦が少なく、伝達効率を良好にすることができる。 According to this configuration, the ball screw shaft in the ball screw mechanism is disposed coaxially with the output shaft of the speed reducer, while the drive side rotation member corresponding to the ball screw nut in the ball screw mechanism is coupled to the drive shaft. That is, the ball screw nut and the ball screw shaft are arranged in parallel, and a coaxial arrangement configuration (a configuration in which the ball screw nut is externally attached to the ball screw shaft) is not adopted as in a normal ball screw mechanism. With such a configuration, the rotational driving force can be converted into a linear driving force without requiring a circulation path for circulating the rolling balls as in the prior art. For this reason, there is no abnormal noise or steering torque fluctuation that occurs when the ball enters the circulation path. Further, since the driving force from the ball screw shaft is transmitted to the driving side rotating member by the rolling of the ball, there is little friction and the transmission efficiency can be improved.
この場合、ボールネジシャフトと駆動軸側回転部材とがボールによって外接した状態で並列配置されているので、ボールネジシャフトと駆動軸側回転部材とが面している位置に常にボールを保持しておく必要がある。このため、ボールをボールネジシャフトと駆動軸側回転部材との対面位置に保持するためのボール保持器をさらに備えるものとするのがよい。このボール保持器は、駆動軸に固定することができる。そして、駆動軸の移動とともにボールを保持しつつ、駆動軸の軸方向に移動するものとすることもできる。 In this case, since the ball screw shaft and the drive shaft side rotating member are arranged in parallel with each other being circumscribed by the ball, it is necessary to always hold the ball at a position where the ball screw shaft and the drive shaft side rotating member face each other. There is. For this reason, it is good to further provide the ball holder for hold | maintaining a ball | bowl in the facing position of a ball screw shaft and a drive shaft side rotation member. This ball cage can be fixed to the drive shaft. And it can also move to the axial direction of a drive shaft, hold | maintaining a ball | bowl with the movement of a drive shaft.
また、上記構成において、移動部材の構成を、上記駆動軸側回転部材に代えて、外周に平行溝が形成されるとともに前記駆動軸の軸方向に回転可能とされたコロ軸受け部材で構成してもよい。このようなコロ軸受け部材を用いても、ボールネジシャフトからの駆動を効率的に伝達することができる。さらに、コロ軸受け部材は駆動軸にコンパクトに取り付けることが可能であるため、よりいっそうコンパクト化を図ることができる。 Further, in the above configuration, the moving member is configured by a roller bearing member in which a parallel groove is formed on the outer periphery and is rotatable in the axial direction of the drive shaft, instead of the drive shaft side rotating member. Also good. Even if such a roller bearing member is used, the drive from the ball screw shaft can be efficiently transmitted. Furthermore, since the roller bearing member can be compactly attached to the drive shaft, it can be made more compact.
(第一実施形態)
以下、本発明の第一実施形態について図面を用いて説明する。図1は、本実施形態に係り、運転者による操舵操作に対してアシスト機能を有する車両の操舵装置の全体概略図である。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall schematic diagram of a vehicle steering apparatus according to the present embodiment, which has an assist function for a steering operation by a driver.
この車両の操舵装置は、操舵ハンドル11に上端が一体回転するように接続したステアリングシャフト12を備え、同シャフト12の下端にはピニオンギヤ13が一体回転するように接続されている。ピニオンギヤ13は、ラックバー14に形成されたラック歯14rと噛み合ってラックアンドピニオン機構を構成する。ラックバー14の両端には左右前輪FW1,FW2が操舵可能に連結されており、左右前輪FW1,FW2は、ステアリングシャフト12の軸回りの回転に伴うラックバー14の軸線方向の変位に応じて左右に操舵される。
The vehicle steering apparatus includes a steering
ラックバー14の近傍には、操舵補助用の電動モータ15が組み付けられている。この電動モータ15は、操舵ハンドル11の操舵操作を補助するための操舵補助力を発生するものである。電動モータ15の回転は、減速機20によって減速され、さらに減速機20で減速された回転が変換装置30によってさらに減速されるとともに直線駆動力に変換される。この直線駆動力は軸力としてラックバー14に付与されて、操舵補助が行われる。このように、本実施形態において、電動モータ15、減速機20および変換装置30は、電動アクチュエータ(電動モータ)によりラックバー14に操舵補助力を付与するラックアシストタイプのEPS装置を構成する。
An
次に、電動モータ15の作動を制御する電気制御装置50について説明する。電気制御装置50は、操舵トルクセンサ51、操舵角センサ52および車速センサ53を備えている。操舵トルクセンサ51は、ステアリングシャフト12に組み付けられている。そして、ドライバーが操舵ハンドル11を操舵操作することにより入力される入力トルクがステアリングシャフト12に作用するので、このステアリングシャフト12に作用したトルクを操舵トルクTとして検出する。操舵角センサ52も、操舵トルクセンサ51と同様にステアリングシャフト12に組み付けられていて、操舵ハンドル11の操舵操作によって生じるステアリングシャフト12の回転角度に基づいて操舵ハンドル11の操舵角θを検出する。車速センサ53は、車速Vを検出して出力する。
Next, the
また、電気制御装置50は、操舵トルクセンサ51、操舵角センサ52および車速センサ53に接続された電子制御ユニット54を備えている。電子制御ユニット54は、CPU,ROM、RAMなどからなるマイクロコンピュータを主要構成部品とし、操舵補助を実行するための制御プログラムを実行することにより、駆動回路55を介して電動モータ15を駆動制御する。駆動回路55は、電子制御ユニット54によって指定される駆動電流を電動モータ15に流す。このようにして、電動モータ15が駆動制御される。
The
図2は、電動モータ15、減速機20、変換装置30付近の構成を示す部分断面概略図である。図からわかるように、電動モータ15は出力軸15aを有しており、この出力軸15aがラックバー14に対して並行になるように配設されている。減速機20は、電動モータ15の出力軸15aに接続されている。本実施形態では、この減速機20は、遊星歯車式減速機とされている。遊星歯車式減速機の詳細構造については周知であるのでその説明を省略する。また、減速機20は出力軸20aを有しており、この出力軸20aが電動モータ15の出力軸15aと同軸的になるように配設されている。
FIG. 2 is a partial cross-sectional schematic diagram showing the configuration in the vicinity of the
減速機20の出力軸20aは、弾性継手41を介して変換装置30に連結している。変換装置30は、ウォームシャフト31およびラック状部材32を備えて構成されている。ウォームシャフト31は、図からわかるようにその両端がベアリング42a,42bによって回転可能且つ軸方向移動不能に支持されるとともに、その外周にウォーム31aが形成されている。また、ウォームシャフト31は、弾性継手41を介して、減速機20の出力軸20aと実質的に同軸的に連結されている。
The
ウォームシャフト31の両端に取り付けられたベアリング42a,42bは、それぞれスプリング43a,43bの一端に連結している。これらのスプリング43a,43bの他端は、電動モータ15、減速機20、変換装置30およびラックバー14を収容するハウジング(図示省略)の内壁に取り付けられている。したがって、ウォームシャフト31は、ベアリング42a,42bを介してハウジングに弾性的に支持されていることになる。
ラック状部材32は、ラック状歯列32aと、ラック状歯列32aに連結した支持部32bとを備えて構成される。ラック状歯列32aは、ウォーム31aに噛み合い可能なウォームホイールを周方向に展開してラック歯のように歯列を直線状に形成してなるものであり、歯の並び方向がウォームシャフト31の軸方向になるように配置される。そして、このラック状歯列32aがウォーム31aに対面して、このウォーム31aに噛み合うようにされている。
The rack-
支持部32bは、ラック状歯列32aの裏側(図示上側)に連結されている。この支持部32bがラックバー14に固定されることにより、ラック状部材32がラックバー14に連結される。なお、本実施形態では、図に示すようにラックバー14の一部に凹部14aを設け、この凹部14a内に支持部32bを入れ込んで固定している。このように構成すれば、ウォームシャフト31をよりラックバー14に近づけることができ、よりコンパクト化を図ることができる。
The
図2および上述の説明からわかるように、電動モータ15は、その出力軸15aがラックバー14に対して並行となるように並んで配置され、減速機20は、その出力軸20aが電動モータ15の出力軸15aと同軸的になるように配置される。さらに、変換装置30のウォームシャフト31は、弾性継手41を介して減速機20の出力軸20aと実質的に同軸的になるように配置される。したがって、電動モータ15の出力軸15a、減速機20の出力軸20aおよび変換装置30のウォームシャフト31は、軸L1に沿って同軸的に配置される。よって、本実施形態においては、EPS装置における電動モータを含んだ全ての構成が一つの軸L1に沿って形成され、コンパクトにこれらを構成することができる。
As can be seen from FIG. 2 and the above description, the
また、軸L1は、ラックバー14に対して並行とされている。したがって、ラックバー14に沿って電動モータ15の出力軸15a、減速機20の出力軸20aおよび変換装置30のウォームシャフト31が並行に配置されるので、ラックバー14の径方向外方への膨らみが極力抑えられ、非常にコンパクトな構成とすることができる。このため、減速機20と変換装置30を持つEPS装置であるにもかかわらず、車両搭載性が非常に良好で、他の部品を搭載する際における設計上の制約を少なくすることができる。
The axis L1 is parallel to the
上記構成において、電動モータ15が駆動すると、出力軸15aが回転駆動する。この出力軸15aの回転駆動力は減速機20に伝達される。減速機20では、電動モータ15からの出力回転速度を減速し、減速した回転速度で出力軸20aから回転駆動力を出力する。出力軸20aの回転駆動力は、弾性継手41を介して変換装置30のウォームシャフト31に伝達され、この出力軸20aからの回転駆動力によりウォームシャフト31が回転する。これに伴ってウォームシャフト31の外周に形成されたウォーム31aが回転駆動する。
In the above configuration, when the
ウォーム31aには、ラック状部材32のラック状歯列32aが噛み合っている。したがって、ウォーム31aが回転すると、このウォーム31aの回転駆動力を受けてラック状歯列32aが送られて、ラック状部材32がウォームシャフト31の軸方向である軸L1方向に移動する。これにより、減速機20の出力軸20aからの回転駆動力が減速されるとともに、軸L1方向への直線駆動力に変換される。また、ラック状部材32はラックバー14に固定されているので、このラック状部材32の移動によって、ラックバー14も軸L1方向、すなわちラックバー14の軸方向に移動する。こうして、ラックバー14に軸方向の移動力が伝達されて、ラックバー14が軸方向移動され、車両の操舵が行われる。
The
このように、本実施形態によれば、減速機20によって電動モータ15の回転を減速しているので、高出力化を図ることができる。また、減速機20の出力軸20aがラックバー14に並行に配設されるとともに、変換装置30を、減速機20の出力軸20aに同軸的に連結されてこの出力軸20aから出力される回転駆動力で回転するウォームシャフト31と、ラックバー14に連結されて、ウォームシャフト31からの回転駆動力を受けて軸L1方向に移動するラック状部材32とを備えるものとして構成し、減速機20と変換装置30とがラックバー14に対して並行に配設されるようにしている。したがって、EPS装置がラックバーの軸に沿って配置され、コンパクトに構成できる。
Thus, according to this embodiment, since the rotation of the
また、ウォームシャフト31は、その両端に取り付けられたベアリング42a,42bで回転可能に支持されており、さらにベアリング42a,42bは、スプリング43a,43bでハウジングに固定されている。よって、ウォームシャフト31はこれらのスプリング43a,43bで弾性的に支持されているとともに、スプリング43a,43bの付勢力によって、図2において上側の方向、すなわちウォーム31aがラック状歯列32aに接近する方向に付勢される。このため、ウォーム31aとラック状歯列32aとが噛み合う際のバックラッシュをなくすことができ、噛み合い時の異音の発生を効果的に防止することができる。なお、このとき、スプリング43a,43bの付勢力によってウォームシャフト31が軸L1から多少ずれる場合があるが、この場合には、弾性継手41によってずれを吸収しつつ、減速機20からの駆動力をウォームシャフト31に伝達することが可能である。
The
(変形例1)
図3は、本実施形態の変形例を示す図である。図3に示す変形例は、減速機として、プーリ・ベルト式減速機を用いた例である。すなわち、図において、減速機20は、入力軸21と、駆動プーリ22と、従動プーリ23と、出力軸20aと、ベルト24とを備えて構成される。入力軸21は、電動モータ15の出力軸15aに同軸的に連結されている。この入力軸21には、駆動プーリ22が同軸的に且つ一体的に回転するように取り付けられている。一方、出力軸20aは、弾性継手41を介して変換装置30のウォームシャフト31に同軸的になるように取り付けられている。この出力軸20aには、従動プーリ23が同軸的且つ一体的に回転するように取り付けられている。
(Modification 1)
FIG. 3 is a diagram showing a modification of the present embodiment. The modification shown in FIG. 3 is an example in which a pulley / belt type speed reducer is used as the speed reducer. That is, in the figure, the
また、図からわかるように、ベルト24は、駆動プーリ22と従動プーリ23とに巻きまわされており、駆動プーリ22からの回転駆動力がベルト24を介して従動プーリ23に伝達されるようになっている。また、駆動プーリ22の径は、従動プーリ23の径よりも小さくされているので、ベルト24を介して回転駆動力を従動プーリ23に伝達する際には、両プーリの径の比に比例した減速比で回転速度が減速される。このようにして、電動モータからの出力回転速度が、減速機20としてのプーリ・ベルト式減速機で減速される。なお、その他の構成は、上記第一実施形態と同一であるので、同一部分には同一符号を付して、その説明を省略する。
Further, as can be seen from the figure, the
本例においても、減速機20(プーリ・ベルト式減速機)の出力軸20a、変換装置30のウォームシャフト31がラックバー14に沿って並列に配置されているため、電動モータ、減速機構、変換機構を有するEPS装置をコンパクトに構成することができる。また、減速機20の入力軸21と出力軸20aとは同軸ではなく、並行配置している。このため、電動モータ15を図の実線に示すように配置してもよいし、また、図の点線に示すように、実線での配置とは逆側から配置してもよい。したがって、電動モータ15の取り付け位置の自由度を大きくすることができる。
Also in this example, since the
(変形例2)
図4は、本実施形態の他の変形例を示す図である。図4に示す変形例は、減速機として、歯車の噛み合いによる歯車減速機を用いた例である。すなわち、図において、減速機20は、入力軸25と、駆動歯車26と、従動歯車27と、出力軸20aとを備えて構成される。入力軸25は、電動モータ15の出力軸15aに同軸的に連結されている。この入力軸25には、外周に歯(本例でははす歯)が形成された駆動歯車26が同軸的に且つ一体的に回転するように取り付けられている。一方、出力軸20aは、弾性継手41を介して変換装置30のウォームシャフト31に同軸的になるように取り付けられている。出力軸20aには、外周に歯(本例でははす歯)が形成された従動歯車27が同軸的且つ一体的に回転するように取り付けられている。そして、駆動歯車26と従動歯車27とが互いに噛み合う状態で配置される。
(Modification 2)
FIG. 4 is a diagram showing another modification of the present embodiment. The modification shown in FIG. 4 is an example in which a gear reducer with meshing gears is used as the reducer. That is, in the figure, the
また、図からわかるように、駆動歯車26の径は、従動歯車27の径よりも小さくされて、駆動歯車26の歯数が従動歯車27の歯数よりも少なくされている。このため、駆動歯車26から従動歯車27に回転駆動力が伝達される際に、両歯車の歯数比に比例した減速比で回転速度が減速される。このようにして、電動モータ15からの出力回転速度が、減速機20としての歯車式減速機で減速される。なお、その他の構成は、上記第一実施形態と同一であるので、同一部分につき同一符号を付して、その説明を省略する。
Further, as can be seen from the figure, the diameter of the
本例においても、減速機20(プーリ・ベルト式減速機)の出力軸20a、変換装置30のウォームシャフト31がラックバー14に沿って並列に配置されているため、電動モータ、減速機構および変換機構を有するEPS装置をコンパクトに構成することができる。また、減速機20の入力軸25と出力軸20aとは同軸ではなく、並行に配置している。このため、図3に示す変形例と同様に、電動モータ15の取り付け位置の自由度を大きくすることができる。
Also in this example, since the
(第二実施形態)
次に、本発明の第二実施形態につき説明するが、本実施形態は、変換装置の構成として、ボールネジシャフトとベアリングを用い、ボールネジシャフトとベアリングがボールを介して外接した状態で駆動伝達することによって、減速および直線駆動力への変換を行う点に特徴を有し、その他の点については概ね上記第一実施形態と同様の形態である。なお、以下の実施形態においては、既に説明した実施形態と同様の点に関しては同一符号を付してその具体的説明を省略し、相違する部分を中心に説明する。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. This embodiment uses a ball screw shaft and a bearing as a configuration of the conversion device, and transmits the drive in a state where the ball screw shaft and the bearing are circumscribed via the ball. Therefore, the present invention is characterized in that deceleration and conversion into linear driving force are performed, and the other points are substantially the same as those in the first embodiment. Note that, in the following embodiments, the same points as those of the above-described embodiments will be denoted by the same reference numerals, detailed description thereof will be omitted, and different portions will be mainly described.
図5は、本実施形態を示す車両の操舵装置において、EPS装置に用いる電動モータ、減速機および変換装置付近を示す部分断面概略図である。図に示すように、電動モータ15の出力軸15aと減速機20(本実施形態では遊星歯車式減速機)の出力軸20aとは、同軸的になるように配置されている。また、減速機20の出力軸20aは、弾性継手41を介して変換装置30に連結している。本実施形態において、変換装置30は、ボールネジシャフト33と、ベアリング34と、ボール35とを備えて構成されている。
FIG. 5 is a partial cross-sectional schematic diagram showing the vicinity of the electric motor, the speed reducer, and the conversion device used in the EPS device in the vehicle steering system showing the present embodiment. As shown in the figure, the
ボールネジシャフト33は、図示右端側で弾性継手41を介して減速機20の出力軸20aに接続されている。図からわかるように、ボールネジシャフト33と減速機20の出力軸20aは同軸的に配置され、ともに軸L1を持つ。この軸L1は、ラックバー14の軸方向に並行とされる。また、ボールネジシャフト33の両端には、ベアリング42a,42bが取り付けられており、これらのベアリング42a,42bによって、ボールネジシャフト33が回転可能且つ軸方向移動不能に支持されている。また、ベアリング42a,42bは、上記第一実施形態と同様にスプリング43a,43bを介してハウジング(図示省略)に固定される。よって、ボールネジシャフト33は、これらのスプリング43a,43bの介在によって、ハウジングに弾性的に支持される。さらに、ボールネジシャフト33は、その外周に螺旋溝33aが形成されている部分を有している。この螺旋溝33aは、断面が凹状の円弧形状を呈しており、ボールネジシャフト33の軸周り方向に螺旋を描いて進むように所定のリードを持って形成されている。
The ball screw
ベアリング34は、外輪34a、内輪34b、ボール34cおよび保持器(図示省略)を有する玉軸受け部材となっている。図5に示す本実施形態のベアリング34は、複列のアンギュラ玉軸受け構造とされ、双方向からの軸方向荷重、半径方向荷重を同時に受けることができるようになっている。
The
ベアリング34は、ラックバー14の外周に取り付けられている。図に示すように、ラックバー14は、外径が最も小さくされた小径部14bと、小径部14bよりも外径が大きい中径部14cと、中径部14cよりも外径が大きい大径部14dを持ち、図において左側から右側にかけて小径部14b、中径部14c、大径部14dがこの順で略同軸的に形成されている。したがって、ラックバー14は、図において左側から右側に向かうにつれて段階的に外径が大きくなるように形成されている。また、ベアリング34の軸方向長さは、ラックバー14の中径部14cの軸方向長さと同じとされ、さらにベアリング34の内輪34bの内径は、中径部14cの外径とほぼ同じとされている。
The
したがって、ベアリング34をラックバー14に組み付けるには、まず、ベアリング34をラックバー14の小径部14b側から入れて、中径部14cまでスライドさせる。ベアリング34の内輪34bの内径はラックバー14の大径部14dの外径よりも小さいので、ベアリング34の一端面側(図示右端面側)はラックバー14の大径部14dと中径部14cとの境に形成される段差14eに当接される。一方、ベアリング34の図示左端面側は、ラックバー14の中径部14cと小径部14bとの境に取り付けられるストッパー14fに当接される。
Therefore, in order to assemble the
このようにしてベアリング34が段差14eおよびストッパー14fでラックバー14の軸方向に移動不能に取り付けられる。なお、ベアリング34の内輪34bは、キー溝や圧入、接合などの公知の手段によって、ラックバー14に回転不能に取り付けられる。したがって、ベアリング34の内輪34bはラックバー14に固定され、外輪34aは転動輪であるボール34cの転動によって、ラックバー14に対し周方向に回転自在とされる。本実施形態においては、ベアリング34の外輪34aが、本発明における駆動軸側回転部材に相当する。
In this manner, the
図6は、ベアリング34の外輪34aの正面図である。図6に示すように、ベアリング34の外輪34aの外周には、周方向に平行溝34dが複数本形成されている。この平行溝34dは、外輪34aの軸L2に対して、軸回り方向に沿って形成される円環形状の溝であり、その断面は凹状の円弧形状とされている。そして、外輪34aの軸方向に等間隔に複数本(本実施形態では7本)形成されている。また、平行溝34dの幅は、ボールネジシャフト33に形成された螺旋溝33aの幅と略同一とされる。さらに、平行溝34dの溝間隔は、螺旋溝33aのリードと等しくされる。
FIG. 6 is a front view of the
図5に示すように、ベアリング34とボールネジシャフト33とは、互いの軸が並行となるように配置されている。また、ベアリング34に形成された平行溝34dの溝形成面が、ボールネジシャフト33に形成された螺旋溝33aの溝形成面と対面するような状態で、両者が配置される。そして、両溝が対面して形成する断面略円形状の対面空間内には、ボール35が配置される。
As shown in FIG. 5, the
上記対面空間は、図に示すようにボールネジシャフト33およびベアリング34の軸方向に沿って複数個形成される。そして、ボール35は、軸方向に沿って複数形成される対面空間内に収まるように、軸方向位置を揃えて配置される。なお、全ての対面空間にボール35を収める必要はないが、各ボール35が受ける駆動力を分散させるために、複数の対面空間にボールを収めるようにするのが好ましい。
As shown in the drawing, a plurality of the facing spaces are formed along the axial direction of the
また、図に示すように、対面空間に収められた各ボール35は、ボール保持器36によってその位置が自由に移動できないようになっている。図7は、ボール保持器36の正面図である。図に示すように、ボール保持器36は、平板状に形成され、表面から裏面にかけてボール35に相当する大きさまたはボール35よりも若干大きい円形孔36aが形成されている。この円形孔36aは、ベアリング34の平行溝34dの溝間隔と同じ間隔で、長手方向に複数形成されている。なお、図7に示すボール保持器36は、長手方向に二分割された第一片36bおよび第二片36cとで形成されており、両片を突き合わせて固定した状態で、円形孔36aが形成されるようにしてあるが、一体に形成したものであってもよい。
Further, as shown in the figure, the position of each
このようなボール保持器36は、各円形孔36a内にボール35を収容した状態で、図5に示すように固定ブラケット37によってラックバー14に固定される。ボール保持器36の各円形孔36a内に収容されて対面空間に保持されたボール35は、一方側ではボールネジシャフト33の外周に形成された螺旋溝33aに当接し、他方側でベアリング34の外周に形成された平行溝34dに当接している。従って、ボールネジシャフト33とベアリング34とは、ボール35を介して外接していることになる。このとき、ボール35は、ボール保持器36によって移動することができなくされているが、その場で回転することはできる。なお、その他の構成については、上記第一実施形態と同一であるので、同一部分については同一符号を付して、その説明を省略する。
Such a
上記構成において、電動モータ15が駆動すると、出力軸15aが回転駆動する。この出力軸15aの回転駆動力は減速機20に伝達される。減速機20では、出力軸15aからの出力回転速度を減速し、減速した回転速度で出力軸20aから回転駆動力を出力する。減速機20の出力軸20aの回転駆動力は、弾性継手41を介して変換装置30のボールネジシャフト33に伝達される。これにより、ボールネジシャフト33が回転駆動する。
In the above configuration, when the
ボールネジシャフト33の外周に形成された螺旋溝33aには、ボール35がボール保持器36に保持された状態で、軸方向に一列に並んで配置している。この状態でボールネジシャフト33が回転すると、ボール35は螺旋溝33a上で回転する。ここで、ボール35はボール保持器36によって移動できないように位置規制されているため、ボール35はその場で回転する。また、ボール35は、螺旋溝33aに当接していると同時に、ベアリング34の外周に形成された平行溝34dにも当接している。このため、ボール35の回転により平行溝34dが形成されたベアリング34の外輪34aが回されて、ラックバー14に対して軸周り方向に回転する。
In the
このとき、ボール35は、その場で自転するとともに螺旋溝33aを転動し、螺旋溝33aのリードにしたがってボールネジシャフト33の軸方向である軸L1方向に送られる。このボール35の送りに伴って、ベアリング34が軸L1方向に直線駆動力を受ける。この直線駆動力は、さらにベアリング34を軸方向移動不能に固定するラックバー14にも伝達される。このようにして、減速機20の出力軸20aからの回転駆動力が減速されるとともに直線駆動力に変換されて、ラックバー14に伝達され、ラックバー14が軸方向に移動する。このとき、ラックバー14に固定ブラケット37で固定されたボール保持器36も、ボール35と同時に移動する。こうして、ラックバー14に軸力が付与されて、車両の操舵が行われる。
At this time, the
本実施形態によれば、上記第一実施形態と同様に、減速機20を用いて高出力化を図ることができるEPS装置であるにもかかわらず、減速機20の出力軸20aおよび変換装置30のボールネジシャフト33がラックバー14の軸方向に並行に配置されているために、コンパクトに構成することができる。さらに、本実施形態の変換装置30の構成によれば、通常のボールネジと異なって、ボールネジシャフト33とベアリング34とを外接させて駆動力を伝達させる構成であり、駆動力の伝達を媒介するボール35は、ボール保持器36によってその場で自転をするのみである。したがって、両者33,34間に介在するボール35を循環させる必要がなく、ボールが循環経路に侵入した際に生じる異音やハンドルトルク変動が起こることはない。
According to the present embodiment, as in the first embodiment, the
また、ベアリング34に平行溝34dを形成しているので、ボールネジシャフト33から伝達される駆動力のうちの軸周り方向への回転駆動力は、ボール35が平行溝34dを転動することによって伝達される。このように転がりによって軸回り方向の駆動力が伝達されるので、滑りによる摩擦の発生を低減することができる。よって、伝達効率を良好にすることができる。
Further, since the
また、ボールネジシャフト33は、その両端に取り付けられたベアリング42a,42bで回転可能に支持されており、さらにベアリング42a,42bは、スプリング43a,43bでハウジングに固定されている。よって、ボールネジシャフト33はこれらのスプリング43a,43bで弾性的に支持されているとともに、スプリング43a,43bの付勢力によって、ボール35がボールネジシャフト33の螺旋溝33aおよびベアリング34の平行溝34dにより押し付けられる。この押し付け力によって、ボール35を各溝内で確実に転動させることができ、駆動伝達を確実に行うことができる。
The ball screw
さらに、ボール保持器36によって常にボール35が同じ位置で回転するようにされる。このため、安定してボール35を回転させることができ、ボール35がボールネジシャフト33とベアリング34との間から離脱するのを防止することができる。
Further, the
また、本実施形態における構造によれば、ボールネジシャフト33を製造する際に、螺旋溝33aが形成されている部分を転造加工により成形することができる。このとき、例えば一本のシャフトに転造加工で螺旋溝を軸方向に形成しておき、それを必要な長さ分だけ切断して、ボールネジシャフト33の螺旋溝33aが形成されている部分として使用することができる。このようにして螺旋溝33aが形成されている部分を成形した場合、転造加工の精度が一様になるため、螺旋溝の精度を向上することができ、ボール35が転動する際の異音などを減少させることができる。なお、上記のような精度、またはコストなどを考慮する必要がなければ、その他の加工方法、例えば研削加工などによってボールネジシャフト33を製造してもよい。
Moreover, according to the structure in this embodiment, when manufacturing the
(第三実施形態)
次に、本発明の第三実施形態につき説明するが、本実施形態は、変換装置の構成として、ボールネジシャフトとコロ軸受けを用い、ボールネジシャフトとコロ軸受けがボールを介して外接した状態で駆動伝達することによって、回転駆動力を直線駆動力へ変換する点に特徴を有し、その他の点については、概ね上記第二実施形態と同様の形態である。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, a ball screw shaft and a roller bearing are used as a configuration of the conversion device, and the drive transmission is performed in a state where the ball screw shaft and the roller bearing are circumscribed via the ball. Thus, the rotational driving force is converted into a linear driving force, and the other points are substantially the same as those in the second embodiment.
図8は、本実施形態を示す車両の操舵装置において、EPS装置に用いる電動モータ、減速機および変換装置付近を示す部分断面概略図である。図に示すように、電動モータ15の出力軸15aと減速機20(本実施形態では遊星歯車式減速機)の出力軸20aとは、同軸的になるように配置されている。また、減速機20の出力軸20aは、弾性継手41を介して変換装置30に連結している。本実施形態において、変換装置30は、ボールネジシャフト33と、コロ軸受け38と、ボール35とを備えて構成されている。ボールネジシャフト33およびボール35の構成は、上記第二実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
FIG. 8 is a partial cross-sectional schematic diagram showing the vicinity of the electric motor, the reduction gear, and the conversion device used in the EPS device in the vehicle steering system showing the present embodiment. As shown in the figure, the
図8に示すように、コロ軸受け38は、ラックバー14の軸方向に切り欠かれた凹部14aに取り付けられている。図9は、このコロ軸受け38の正面図である。図9に示すように、コロ軸受け38は、軸部38aとコロ部38bとを備えて構成されている。軸部38aは、コロ部38bを支持する部分であり、長尺状に形成される。この軸部38aにコロ部38bが同軸的且つ一体回転可能に設けられる。コロ部38bには、平行溝38cが外周に形成されている。この平行溝38cは、コロ部38bの周方向に円環状に形成されており、その断面形状は凹状の円弧形状とされる。また、平行溝38cは、軸方向に複数個連なって形成されており、各溝の幅および間隔は、ボールネジシャフト33の外周に形成された螺旋溝33aの幅およびリードとほぼ等しくされる。
As shown in FIG. 8, the
図8に示すように、ラックバー14の凹部14aの壁面には、ベアリング45a,45bが軸方向に対面した状態で埋設されている。そして、コロ軸受け38の軸部38aが、これらのベアリング45a,45bによって支持されている。したがって、コロ軸受け38は、ベアリング45a、45bによって、ラックバー14の軸回り方向に回転可能に軸支される。
As shown in FIG. 8, bearings 45 a and 45 b are embedded in the wall surface of the
コロ軸受け38とボールネジシャフト33とは、互いの軸が並行となるように配置されている。また、コロ軸受け38に形成された平行溝38cの溝形成面が、ボールネジシャフト33に形成された螺旋溝33aの溝形成面と対面するような状態で、両者が配置される。そして、両溝が対面して形成する断面略円形状の対面空間内には、ボール35が配置される。
The
ボール35は、コロ軸受け38およびボールネジシャフト33の軸方向に沿って複数形成される対面空間内に収まるように、軸方向位置を揃えて配置され、各ボール35はボール保持器36によってその位置が自由に移動できないようになっている。ボール保持器36の構造、およびその他の構造は、上述の第一実施形態または第二実施形態で説明したものと同じであるので、説明を省略する。
The
上記構成において、電動モータ15が駆動すると、出力軸15aが回転駆動する。この出力軸15aの回転駆動力は減速機20に伝達される。減速機20では、出力軸15aからの出力回転速度を減速し、減速した回転速度で出力軸20aから回転駆動力を出力する。減速機20の出力軸20aの回転駆動力は、弾性継手41を介して変換装置30のボールネジシャフト33に伝達される。これにより、ボールネジシャフト33が回転駆動する。
In the above configuration, when the
ボールネジシャフト33の外周に形成された螺旋溝33aには、ボール35がボール保持器36に保持された状態で、軸方向に一列に並んで配置されている。この状態でボールネジシャフト33が回転すると、ボール35は螺旋溝33a内で回転する。ここで、ボール35はボール保持器36によって移動できないように位置規制されているため、ボール35はその場で回転する。また、ボール35は、螺旋溝33aに当接していると同時に、コロ軸受け38の外周に形成された平行溝38cにも当接している。このため、ボール35の回転により平行溝38cが形成されたコロ軸受け38が回されて、ラックバー14の軸回り方向にコロ軸受け38が回転する。
In the
このとき、ボール35は、その場で自転するとともに螺旋溝33aを転動して、螺旋溝33aのリードにしたがって軸L1方向に送られる。これに伴って、コロ軸受け38は軸L1方向への直線駆動力を受け、さらにこの直線駆動力がコロ軸受け38を固定するラックバー14に伝達される。このようにして、変換装置30によって減速機20の出力軸20aからの回転駆動力が減速されるとともに直線駆動力に変換されてラックバー14に伝達され、ラックバー14が軸方向に移動する。こうして、ラックバー14に軸力が付与されて、車両の操舵が行われる。
At this time, the
本実施形態によれば、上記第一実施形態と同様に、減速機20を用いて高出力化を図ることができるEPS装置であるにもかかわらず、減速機20の出力軸20aおよび変換装置30のボールネジシャフト33がラックバー14の軸方向に並行に配置されているために、コンパクトに構成することができる。さらに、本実施形態の変換装置30の構成によれば、ボール35の循環経路が必要ないため、ボールが循環経路に侵入した際に生じる異音やハンドルトルク変動が起こることはない。
According to the present embodiment, as in the first embodiment, the
また、コロ軸受け38のコロ部38bの外周に平行溝38cを形成しているので、ボールネジシャフト33から伝達される駆動力のうちの軸周り方向への回転駆動力は、ボール35が平行溝38cを転動することによって伝達される。このように転がりによって軸回り方向の駆動力が伝達されるので、滑りによる摩擦の発生を低減することができる。よって、伝達効率を良好にすることができる。
Further, since the
また第二実施形態で用いたベアリング34は、ラックバー14の外周に取り付けられるために、ラックバー14の径方向に僅かに膨らむが、本実施形態では、コロ軸受け38をボールネジシャフト33とラックバー14との間に設けるのみでよいので、より小型化を図ることができる。
Further, since the bearing 34 used in the second embodiment is attached to the outer periphery of the
11…操舵ハンドル、12…ステアリングシャフト、13…ピニオンギヤ、14…ラックバー(駆動軸)、14a…凹部、14b…小径部、14c…中径部、14d…大径部、14e…段差、14f…ストッパー、14r…ラック歯、15…電動モータ、15a…出力軸、20…減速機、20a…出力軸、21…入力軸、22…駆動プーリ、23…従動プーリ、24…ベルト、25…入力軸、26…駆動歯車、27…従動歯車、30…変換装置、31…ウォームシャフト(回転部材)、31a…ウォーム、32…ラック状部材(移動部材)、32a…ラック状歯列、32b…支持部、33…ボールネジシャフト(回転部材)、33a…螺旋溝、34…ベアリング、34a…外輪(移動部材、駆動軸側回転部材)、34b…内輪、34c…ボール、34d…平行溝、35…ボール(移動部材)、36…ボール保持器、36a…円形孔、36b…第一片、36c…第二片、37…固定ブラケット、38…コロ軸受け(コロ軸受け部材)、38a…軸部、38b…コロ部、38c…平行溝、41…弾性継手、42a,42b…ベアリング、43a,43b…スプリング、45a,45b…ベアリング、50…電気制御装置、51…操舵トルクセンサ、52…操舵角センサ、53…車速センサ、54…電子制御ユニット、55…駆動回路
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記減速機の出力軸は、前記駆動軸に並行に配設し、
前記変換装置は、前記減速機の出力軸に同軸的に連結されるとともに同出力軸から出力される回転駆動力によって回転する回転部材と、前記駆動軸に連結されるとともに前記回転部材からの回転駆動力を受けて前記回転部材の軸方向に移動する移動部材とを備えることを特徴とする車両の操舵装置。 An electric motor that generates a steering assist force for assisting a steering operation of the steering handle; a speed reducer connected to the output shaft of the electric motor and decelerating an output rotation speed of the electric motor; and an output shaft of the speed reducer And a converter for converting the rotational driving force output from the output shaft into a linear driving force and transmitting the converted linear driving force to the driving shaft connected to the wheels. ,
The output shaft of the speed reducer is disposed in parallel with the drive shaft,
The converter is coaxially connected to the output shaft of the speed reducer and is rotated by a rotational driving force output from the output shaft, and is connected to the drive shaft and rotated from the rotating member. A vehicle steering apparatus comprising: a moving member that receives a driving force and moves in an axial direction of the rotating member.
前記回転部材は、外周にウォームが形成されたウォームシャフトであり、
前記移動部材は、前記ウォームシャフトに噛み合い可能な歯列を直線状に形成したラック状部材であることを特徴とする車両の操舵装置。 The vehicle steering apparatus according to claim 1,
The rotating member is a worm shaft having a worm formed on the outer periphery,
The vehicle steering apparatus according to claim 1, wherein the moving member is a rack-like member in which a tooth row that can mesh with the worm shaft is linearly formed.
前記回転部材は、外周に螺旋溝が形成されたボールネジシャフトであり、
前記移動部材は、前記駆動軸の外周に同軸的に且つ軸周り方向に回転可能に取り付けられ、外周に平行溝が形成された駆動軸側回転部材と、前記ボールネジシャフトに形成された螺旋溝と前記駆動軸側回転部材に形成された平行溝とで形成される空間内に配設され、前記ボールネジシャフトの回転駆動力を前記駆動軸側回転部材に伝達するボールとを有することを特徴とする車両の操舵装置。 The vehicle steering apparatus according to claim 1,
The rotating member is a ball screw shaft having a spiral groove formed on the outer periphery,
The moving member is coaxially and rotatably attached to the outer periphery of the drive shaft and has a parallel groove formed on the outer periphery, and a spiral groove formed on the ball screw shaft. And a ball that is disposed in a space formed by parallel grooves formed in the drive shaft-side rotating member, and that transmits a rotational driving force of the ball screw shaft to the drive shaft-side rotating member. Vehicle steering device.
前記回転部材は、外周に螺旋溝が形成されたボールネジシャフトであり、
前記移動部材は、外周に平行溝が形成されるとともに前記駆動軸の軸方向に回転可能とされたコロ軸受け部材と、前記ボールネジシャフトに形成された螺旋溝と前記コロ軸受け部材に形成された平行溝とで形成される空間内に配設され、前記ボールネジシャフトの回転駆動力を前記コロ軸受け部材に伝達するボールとを有することを特徴とする車両の操舵装置。
The vehicle steering apparatus according to claim 1,
The rotating member is a ball screw shaft having a spiral groove formed on the outer periphery,
The moving member has a roller bearing member formed with a parallel groove on the outer periphery and rotatable in the axial direction of the drive shaft, a spiral groove formed on the ball screw shaft, and a parallel groove formed on the roller bearing member. A vehicle steering apparatus comprising: a ball disposed in a space formed by a groove and transmitting a rotational driving force of the ball screw shaft to the roller bearing member.
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