JP2010069987A - Electric power steering device - Google Patents
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Description
本発明は、ラック軸および電動モータを支持したハウジングの強度を向上できる電動パワーステアリング装置に関するものである。 The present invention relates to an electric power steering apparatus that can improve the strength of a housing that supports a rack shaft and an electric motor.
電動パワーステアリング装置には、例えば、特許文献1に記載されているように、ラック軸に形成したボールねじ軸にボールを介して螺合する回転可能なボールナットと平行に電動モータを配置し、電動モータのモータシャフトに駆動歯車を連結するとともに、ボールナットに被動歯車を設け、これら駆動歯車と被動歯車とを中間歯車を介して噛合させた減速機を備えたモータ平行タイプの電動パワーステアリング装置がある。
一般に、モータ平行タイプの電動パワーステアリング装置においては、図5に示すように、ラック軸1の主要部を軸方向移動可能に収容したラックハウジング2の一端に形成したフランジ部2aを、歯車減速機を収容した減速機ハウジング3にボルト等によって固定し、この減速機ハウジング3に形成したモータ取付部3aに、電動モータ4をラックハウジング2(ラック軸1)と平行に取付けるように構成されている。この場合、車両搭載上有利な構成にする上で、ラック軸1の中心と電動モータ4の中心との距離Aを極力小さくすることが望まれるが、ラックハウジング2に形成したフランジ部2aが、ラック軸1の中心と電動モータ4の中心との距離Aを小さくする上での制約となる。このために、ラック軸1の中心と電動モータ4の中心との距離Aを小さくすると、ラックハウジング2と減速機ハウジング3の組付強度を確保できなくなる恐れがあり、ラックハウジング2と減速機ハウジング3の組付強度を確保するためには、ラック軸1の中心と電動モータ4の中心との距離Aを比較的大きくとる必要があった。
In general, in a motor parallel type electric power steering apparatus, as shown in FIG. 5, a flange portion 2a formed at one end of a rack housing 2 in which a main portion of a
しかも、この種の電動パワーステアリング装置においては、一般に、ラックハウジング2に設けた一対のマウント部を介して電動パワーステアリング装置が車体に取付けられるようになるが、図5に示すような構成のものにおいては、マウント部よりオーバハングして質量の大きな電動モータ4を取付けた減速機ハウジング3がラックハウジング2に結合されるようになるため、ラックハウジング2と減速機ハウジング3との結合部には、減速機ハウジング3に取付けた電動モータ4の重量が作用するため、ラックハウジング2の強度を増大することが必要となり、電動パワーステアリング装置の重量が増大するとともに、大型になる問題があった。
In addition, in this type of electric power steering apparatus, the electric power steering apparatus is generally attached to the vehicle body via a pair of mount portions provided in the rack housing 2, but has a configuration as shown in FIG. , The reduction gear housing 3 to which the
本発明は、上記した従来の問題を解消するためになされたもので、ラック軸の主要部を収容するラックハウジングに電動モータを取付けるモータ取付部を一体に形成することにより、ラックハウジングと減速機ハウジングとの結合強度を向上できるようにした電動パワーステアリング装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and by integrally forming a motor mounting portion for attaching an electric motor to a rack housing that houses a main portion of a rack shaft, the rack housing and the speed reducer are formed. An object of the present invention is to provide an electric power steering apparatus capable of improving the coupling strength with a housing.
上記の課題を解決するため、請求項1に係る発明の特徴は、ボールねじ軸を形成したラック軸と平行に電動モータを配置し、該電動モータの駆動力を減速機を介して前記ボールねじ軸に螺合するボールナットに駆動伝達して操舵補助する電動パワーステアリング装置であって、前記ラック軸の主要部を収容するラックハウジングと、前記減速機および前記ラック軸の一部を収容する減速機ハウジングとを有し、前記ラックハウジングの一端に前記減速機ハウジングに結合されるフランジ部を設け、該フランジ部に前記電動モータを取付けるモータ取付部を一体に形成したことである。
In order to solve the above problems, the invention according to
請求項2に係る発明の特徴は、ラック軸と平行にボールねじ軸および電動モータを配置し、該電動モータの駆動力を前記ボールねじ軸に螺合するボールナットから駆動伝達部材を介して前記ラック軸に駆動伝達して操舵補助する電動パワーステアリング装置であって、前記ラック軸の主要部を収容するラックハウジングと、前記ボールねじ軸および前記ボールナットと前記ラック軸の一部を収容するボールねじハウジングとを有し、前記ラックハウジングの一端に前記ボールねじハウジングに結合されるフランジ部を設け、該フランジ部に前記電動モータを取付けるモータ取付部を一体に形成したことである。 The invention according to claim 2 is characterized in that a ball screw shaft and an electric motor are arranged in parallel with the rack shaft, and the driving force of the electric motor is screwed onto the ball screw shaft from the ball nut via the drive transmission member. An electric power steering device for assisting steering by transmitting a drive to a rack shaft, a rack housing for housing a main portion of the rack shaft, a ball screw shaft, a ball nut, and a ball for housing a part of the rack shaft A flange portion coupled to the ball screw housing is provided at one end of the rack housing, and a motor mounting portion for mounting the electric motor is integrally formed on the flange portion.
請求項1に係る発明によれば、ラック軸の主要部を収容するラックハウジングと、減速機およびラック軸の一部を収容する減速機ハウジングとを有し、ラックハウジングの一端に減速機ハウジングに結合されるフランジ部を設け、フランジ部に電動モータを取付けるモータ取付部を一体に形成したので、ラックハウジングに、質量の大きな電動モータを直接取付けることができ、ラック軸の中心と電動モータの中心との距離を小さくしても、電動モータをラックハウジングによって高剛性に支持することができる。しかも、モータ取付部を形成したラックハウジングのフランジ部を用いて、ラックハウジングと減速機ハウジングとの結合強度を向上することができる。 According to the first aspect of the present invention, the rack housing includes a rack housing that houses a main portion of the rack shaft, and the reduction gear housing that houses a part of the reduction gear and the rack shaft. Since the flange part to be coupled is provided and the motor mounting part for attaching the electric motor to the flange part is integrally formed, an electric motor with a large mass can be directly attached to the rack housing. The center of the rack shaft and the center of the electric motor The electric motor can be supported with high rigidity by the rack housing even if the distance to the is reduced. In addition, the coupling strength between the rack housing and the reduction gear housing can be improved by using the flange portion of the rack housing in which the motor mounting portion is formed.
請求項2に係る発明によれば、ラック軸の主要部を収容するラックハウジングと、ボールねじ軸およびボールナットとラック軸の一部を収容するボールねじハウジングとを有し、ラックハウジングの一端にボールねじハウジングに結合されるフランジ部を設け、フランジ部に電動モータを取付けるモータ取付部を一体に形成したので、請求項1と同様に、ラックハウジングに、質量の大きな電動モータを直接取付けることができ、ラック軸の中心と電動モータの中心との距離を小さくしても、電動モータをラックハウジングによって高剛性に支持することができる。しかも、モータ取付部を形成したラックハウジングのフランジ部を用いて、ラックハウジングとボールねじハウジングとの結合強度を向上することができる。 According to the second aspect of the present invention, the rack housing includes a rack housing that houses a main portion of the rack shaft, a ball screw shaft, a ball nut, and a ball screw housing that houses a part of the rack shaft. Since the flange portion coupled to the ball screw housing is provided and the motor attachment portion for attaching the electric motor to the flange portion is integrally formed, the electric motor having a large mass can be directly attached to the rack housing as in the first aspect. Even if the distance between the center of the rack shaft and the center of the electric motor is reduced, the electric motor can be supported with high rigidity by the rack housing. In addition, the coupling strength between the rack housing and the ball screw housing can be improved by using the flange portion of the rack housing in which the motor mounting portion is formed.
以下本発明の第1の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は、本実施の形態に係る電動パワーステアリング装置10の模式図を示し、図2は電動パワーステアリング装置10に内蔵された歯車減速機11部分の断面図を示す。
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view of an electric
図1において、電動パワーステアリング装置10は、転舵輪12を転舵するためにステアリングホイール13に加えられる操舵トルクを伝達するステアリングシャフト14と、ステアリングシャフト14からの操舵トルクにより転舵輪12を転舵する、例えばラックアンドピニオン機構からなる操舵機構15と、ステアリングシャフト14と操舵機構15とを連結する軸継手としての中間軸16とを備えている。
In FIG. 1, an electric
操舵機構15は、入力軸としてのピニオン軸17と、自動車の横方向(直進方向と直交する方向)に延びる転舵軸としてのラック軸18と、ピニオン軸17およびラック軸18を支持するハウジング20とを有している。ピニオン軸17は、ハウジング20に回動可能に支持され、ラック軸18は、ハウジング20に直線往復移動可能に支持されている。ピニオン軸17のピニオン歯17aは、ラック軸18のラック歯18aに噛合されている。ラック軸18の両端部は、タイロッドおよびナックルアームを介して転舵輪12に連結されている。
The
これにより、ステアリングホイール13が操舵されると、その操舵トルクがステアリングシャフト14等を介して操舵機構15に伝達され、ピニオン軸17が回転される。ピニオン軸17の回転は、ピニオン歯17aおよびラック歯18aによって、ラック軸18の直線移動に変換され、これによって転舵輪12が転舵される。
Thereby, when the
ラック軸18には、図2にも示すように、ボールねじ軸21が一体的に形成され、ボールねじ軸21にボール22を介して螺合するボールナット23が、ラック軸18と同心的にハウジング20に軸受24によって回転のみ可能に支持されている。
As shown in FIG. 2, a
さらに、電動パワーステアリング装置10には、操舵トルクを検出するトルクセンサ25(図1参照)と、トルクセンサ25の出力に基づいて制御され、操舵トルクをアシストする電動モータ26と、電動モータ26の回転を減速する歯車減速機11が設けられている。歯車減速機11は、電動モータ26によって駆動される駆動歯車31と、ボールナット23に設けられた被動歯車32と、これら駆動歯車31および被動歯車32に噛合し、駆動歯車31の回転を被動歯車32に伝達する中間歯車33とによって構成されている。
Further, the electric
ハウジング20は、図2に示すように、操舵機構15を構成するラック軸18の主要部およびこれに噛合するピニオン軸17を収容するラックハウジング41と、歯車減速機11およびラック軸18の一部(ボールねじ軸21の一部)を収容する減速機ハウジング42および減速機ハウジング42の開口部を閉塞するハウジングカバー43とによって構成されている。これらラックハウジング41、減速機ハウジング42およびハウジングカバー43は、互いに一体的に結合されている。ラックハウジング41、減速機ハウジング42およびハウジングカバー43には、ラック軸18が自動車の進行方向と直交する幅方向に摺動可能に貫挿されている。
As shown in FIG. 2, the
ラックハウジング41は、ラック軸18を収容する円筒状のハウジング部41aと、そのハウジング部41aの一端に、図略のボルトによって減速機ハウジング42に固定されるフランジ部41bを有している。フランジ部41bはラック軸18の径方向に延在したモータ取付部41b1を備え、このモータ取付部41b1に電動モータ26がラック軸18と平行に設置されている。また、ラックハウジング41のハウジング部41aには、図示してないが一対のマウント部がラック軸18の軸方向に間隔を有して設けられ、これら一対のマウント部を介してラックハウジング41が図略の車体ボディに支持されるようになっている。
The
減速機ハウジング42には、ボールナット23が軸受24を介して、ラック軸18と同心的に回転可能に支持され、ボールナット23の外周に被動歯車32が一体的に圧入固定されている。
A
ラックハウジング41のフランジ部41b(モータ取付部41b1)に設置された電動モータ26のモータシャフトは、駆動歯車31を設けた駆動歯車軸51の一端に回転連結されている。駆動歯車軸51は、減速機ハウジング42およびハウジングカバー43に装着された各軸受52によってラック軸18と平行な軸線の回りに回転可能に支持されている。
The motor shaft of the
また、減速機ハウジング42には、ボールナット23と駆動歯車軸51との間に、中間歯車軸53が駆動歯車軸51と平行に配置されている。中間歯車軸53は、減速機ハウジング42およびハウジングカバー43に装着された各軸受54によってラック軸18と平行な軸線の回りに回転可能に支持されている。中間歯車軸53上には、駆動歯車31および被動歯車32に噛合する中間歯車33が一体的に設けられている。
In the
図3は、本実施の形態における電動パワーステアリング装置10のハウジング構成(ラックハウジング41、減速機ハウジング42、ハウジングカバー43)の概要を示すものである。なお、図3においては、図1および図2に対して、電動モータ26とラック軸18とを上下逆方向に配置した状態で示している。
FIG. 3 shows an outline of the housing configuration (the
上記した第1の実施の形態に係る電動パワーステアリング装置10によれば、ステアリングホイール13を操舵すると、操舵トルクがピニオン軸17に入力され、ピニオン軸17とラック軸18とによる操舵機構15を介してラック軸18が軸方向に移動される。
According to the electric
ピニオン軸17に入力された操舵トルクは、トルクセンサ25により検出され、検出された操舵トルクに基づいて電動モータ26が回転制御され、補助トルクを発生させる。電動モータ26による補助トルクは、駆動歯車31、中間歯車33および被動歯車32を介してボールナット23に伝達され、ボールナット23の回転によりラック軸18が軸方向に移動される。このようにして、ラック軸18に電動モータ26によるアシスト力が作用され、このアシスト力によって転舵輪12が転舵され、運転者によるステアリングホイール13の操舵力が軽減される。
The steering torque input to the
上記した第1の実施の形態によれば、ラック軸18の主要部およびピニオン軸17を収容するラックハウジング41に、電動モータ26を取付けるモータ取付部41b1(フランジ部41b)を設けたので、マウント部を介して車体に取付けられるラックハウジング41に、質量の大きな電動モータ26を直接取付けることができる。これにより、ラック軸18の中心と電動モータ26の中心との距離A(図3参照)を小さくしても、電動モータ26をラックハウジング41によって高剛性に支持することができるとともに、ラックハウジング41と減速機ハウジング42との結合強度を容易に高めることが可能となる。
According to the first embodiment described above, since the motor mounting portion 41b1 (flange portion 41b) for mounting the
図4は本発明の第2の実施の形態を示すもので、第1の実施の形態と異なる点は、歯車減速機11を持たず、ボールねじ軸121をラック軸18と分離して平行に支持したものに本発明を適用したことである。
FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention. The difference from the first embodiment is that the
すなわち、第2の実施の形態における電動パワーステアリング装置10は、図4に示すように、第1の実施の形態で述べたと同様に、ラック軸18の主要部およびこれに噛合うピニオン軸17を収容するラックハウジング41には、ラック軸18の径方向に延在したモータ取付部41b1を備えたフランジ部41bを設け、このモータ取付部41b1(フランジ部41b)に電動モータ26がラック軸18と平行に設置されている。
That is, as shown in FIG. 4, the electric
一方、ラックハウジング41のフランジ部41bと結合されるフランジ部142aを有するボールねじハウジング142には、ボールねじ軸121が電動モータ26と同軸上に、ラック軸18と平行な軸線の回りに回転可能に支持されている。ボールねじ軸121の一端は電動モータ26のモータシャフト26aに連結されている。また、ボールねじ軸121には図略のボールを介してボールナット123が螺合され、ボールナット123はラック軸18にボルト60によって固定された駆動伝達部材61に一体的に取付けられている。
On the other hand, in the ball screw
なお、図4において、63、64は、ラックハウジング41およびボールねじハウジング142にそれぞれ設けられたマウント部を示し、これらマウント部63、64を介してハウジング20(ラックハウジング41およびボールねじハウジング142)が図略の車体ボディに支持される。また、65は、ラックハウジング41に設けられたサポートヨークを、66は、ボールねじハウジング142に装着されたラックガイドをそれぞれ示す。
In FIG. 4,
第2の実施の形態に係る電動パワーステアリング装置10によれば、電動モータ26のモータシャフト26aが回転されると、ボールねじ軸121が一体的に回転され、ボールねじ軸121の回転により、ボールナット123がボールねじ軸121の軸方向に移動される。ボールナット123の軸方向移動は駆動伝達部材61によってラック軸18に伝達され、ラック軸18がボールねじ軸121と一体的に軸方向に移動される。このようにして、ラック軸18に電動モータ26によるアシスト力が作用され、このアシスト力によって転舵輪12(図1参照)が転舵され、運転者によるステアリングホイール13(図1参照)の操舵力が軽減される。
According to the electric
上記した第2の実施の形態によれば、ラック軸18の主要部およびピニオン軸17を収容するラックハウジング41に、電動モータ26を取付けるモータ取付部41b1(フランジ部41b)を設けたので、マウント部63、64を介して車体に取付けられるハウジング20のラックハウジング41に、質量の大きな電動モータ26を直接取付けることができ、ラック軸18の中心と電動モータ26の中心との距離を小さくしても、電動モータ26をラックハウジング41によって高剛性に支持することができるとともに、ラックハウジング41とボールねじハウジング142との結合強度を容易に高めることが可能となる。
According to the second embodiment described above, since the motor mounting portion 41b1 (flange portion 41b) for mounting the
以上、本発明を実施の形態に即して説明したが、本発明は実施の形態で述べた構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の形態を採り得るものである。 Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited to the configurations described in the embodiments, and does not depart from the gist of the present invention described in the claims. It can take various forms.
10…電動パワーステアリング装置、11…歯車減速機、17…ピニオン軸、18…ラック軸、20…ハウジング、21…ボールねじ軸、23…ボールナット、26…電動モータ、41…ラックハウジング、41b…フランジ部、41b1…モータ取付部、42…減速機ハウジング、142…ボールねじハウジング。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記ラック軸の主要部を収容するラックハウジングと、前記減速機および前記ラック軸の一部を収容する減速機ハウジングとを有し、前記ラックハウジングの一端に前記減速機ハウジングに結合されるフランジ部を設け、該フランジ部に前記電動モータを取付けるモータ取付部を一体に形成したことを特徴とする電動パワーステアリング装置。 Electric power steering for assisting steering by arranging an electric motor parallel to a rack shaft forming a ball screw shaft and transmitting the driving force of the electric motor to a ball nut screwed to the ball screw shaft via a reduction gear A device,
A flange portion that has a rack housing that accommodates a main portion of the rack shaft, and a speed reducer housing that accommodates a part of the speed reducer and the rack shaft, and is coupled to the speed reducer housing at one end of the rack housing And an electric power steering device in which a motor mounting portion for attaching the electric motor to the flange portion is formed integrally.
前記ラック軸の主要部を収容するラックハウジングと、前記ボールねじ軸および前記ボールナットと前記ラック軸の一部を収容するボールねじハウジングとを有し、前記ラックハウジングの一端に前記ボールねじハウジングに結合されるフランジ部を設け、該フランジ部に前記電動モータを取付けるモータ取付部を一体に形成したことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
A ball screw shaft and an electric motor are arranged in parallel to the rack shaft, and steering assist is performed by transmitting the driving force of the electric motor from the ball nut screwed to the ball screw shaft to the rack shaft through a drive transmission member. An electric power steering device,
A rack housing that houses a main portion of the rack shaft; a ball screw housing that houses the ball screw shaft, the ball nut, and a part of the rack shaft; and the ball screw housing at one end of the rack housing. An electric power steering apparatus comprising: a flange portion to be coupled; and a motor mounting portion for attaching the electric motor to the flange portion.
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