JP2010126115A - Electric power steering device - Google Patents

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shaft
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ball screw
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Susumu Honaga
進 穂永
Toshiya Kato
豪哉 加藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric power steering device for improving a steering responsive feel during the neutral of a steering wheel by utilizing the input from a turning wheel side for moving a rack shaft in the axial direction without operating a ball screw mechanism. <P>SOLUTION: The electric power steering device includes the rack shaft 12 stored in a housing 11 movably in the axial direction, a ball screw shaft 15 supported rotatably around an axis parallel to the rack shaft, a ball nut 22 threaded to the ball screw shaft and movable in the axial direction of the ball screw shaft, an electric motor 13 arranged parallel to the rack shaft for driving the ball screw shaft to be rotated, driving transmission members 24, 124 for driving the axial movement of the ball nut to be transmitted to the rack shaft, and elastically energizing parts 24a, 51, 52 arranged between the rack shaft and the ball nut for elastically energizing the rack shaft against the ball nut to its axial neutral position. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、ハンドル中立時の操舵の手応え感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 capable of improving the responsiveness of steering when a steering wheel is neutral.

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ボールナットを螺合させ、このボールナットと平行に電動モータを配置し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。そして、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、ボールナットに駆動歯車に直接あるいは中間歯車を介して噛合う被動歯車を取付け、電動モータの回転をボールナットに減速して伝達するようになっている。   In the electric power steering device, for example, as described in Patent Document 1, a ball nut is screwed onto a ball screw shaft formed on a rack shaft via a ball, and an electric motor is arranged in parallel with the ball nut. There is a motor parallel type electric power steering device. A drive gear is connected to the motor shaft of the electric motor, and a driven gear that is meshed with the drive gear directly or via an intermediate gear is attached to the ball nut so that the rotation of the electric motor is transmitted to the ball nut at a reduced speed. It has become.

この種の電動パワーステアリング装置においては、ラック軸の両端部がタイロッドおよびナックルアームを介して転舵輪に連結され、電動モータによるボールナットの回転によってボールねじ軸(ラック軸)が軸方向に移動され、転舵輪(タイヤ)が転舵されるようになっている。
特開2008−105649号公報
In this type of electric power steering apparatus, both ends of the rack shaft are connected to the steered wheels via tie rods and knuckle arms, and the ball screw shaft (rack shaft) is moved in the axial direction by the rotation of the ball nut by the electric motor. The steered wheels (tires) are steered.
JP 2008-105649 A

ところで、特許文献1に記載された電動パワーステアリング装置においては、ハンドル中立時に、路面状態に応じて転舵輪側からラック軸に入力が加わっても、その上流側の慣性マスやフリクション等の影響によりボールナットが回転できず、ラック軸を軸方向に移動することができない。その結果、車両がどのような路面を走行しているのか手応え感を感じとれないといった不満がある。すなわち、ハンドル中立時にあって、例えば、転舵輪側から200〜300N程度の比較的小さな入力(路面反力)が加わっても、ラック軸が移動することができないので、ハンドルを操舵するドライバにその路面状況を伝達することができず、操舵フィーリング上好ましくないといった指摘がある。   By the way, in the electric power steering apparatus described in Patent Document 1, even when an input is applied to the rack shaft from the steered wheel side according to the road surface condition at the time of the neutral position of the steering wheel, due to the influence of the inertial mass and friction on the upstream side. The ball nut cannot rotate and the rack shaft cannot move in the axial direction. As a result, there is dissatisfaction that it is not possible to feel a sense of responsiveness about the road surface on which the vehicle is traveling. That is, when the steering wheel is neutral, for example, even if a relatively small input (road reaction force) of about 200 to 300 N is applied from the steered wheel side, the rack shaft cannot move. There are indications that the road surface condition cannot be transmitted, which is undesirable in terms of steering feeling.

本発明は、上記した実情に鑑みてなされたもので、転舵輪側からの入力によってボールねじ機構が作動しなくても、ラック軸を軸方向に移動できるように構成することにより、ハンドル中立時の操舵の手応え感を向上できる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 in view of the above circumstances, and is configured so that the rack shaft can be moved in the axial direction even when the ball screw mechanism is not operated by an input from the steered wheel side. An object of the present invention is to provide an electric power steering apparatus that can improve the steering response feeling.

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、ハウジングと、該ハウジングに軸方向に移動可能に収容されたラック軸と、前記ハウジングに前記ラック軸と平行に収容され、前記ラック軸と平行な軸線の回りに回転可能に支持されたボールねじ軸と、該ボールねじ軸に螺合しボールねじ軸の軸方向に移動可能なボールナットと、前記ハウジングに前記ラック軸と平行に配設され、前記ボールねじ軸を回転駆動する電動モータと、前記ボールナットの軸方向移動を前記ラック軸に駆動伝達する駆動伝達部材と、前記ラック軸と前記ボールナットとの間に配設され前記ラック軸を前記ボールナットに対し軸方向の中立位置に弾性付勢する弾性付勢部とを備え、前記ラック軸に路面から入力があった場合に、前記弾性付勢部に抗して前記ラック軸を前記ボールナットに対して軸方向に相対移動できるように構成したことである。   In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is characterized in that a housing, a rack shaft accommodated in the housing so as to be movable in an axial direction, and accommodated in the housing in parallel with the rack shaft, A ball screw shaft rotatably supported about an axis parallel to the rack shaft, a ball nut threadably engaged with the ball screw shaft and movable in the axial direction of the ball screw shaft, and the housing parallel to the rack shaft An electric motor that rotationally drives the ball screw shaft, a drive transmission member that transmits the axial movement of the ball nut to the rack shaft, and a space between the rack shaft and the ball nut. And an elastic urging portion that elastically urges the rack shaft to a neutral position in the axial direction with respect to the ball nut, and when the rack shaft receives an input from a road surface, the elastic urging portion resists the elastic urging portion. in front The rack shaft is that constituted so as to be relatively moved in the axial direction with respect to the ball nut.

請求項2に係る発明の特徴は、請求項1において、前記弾性付勢部を、前記駆動伝達部材に形成した一対の弾性変形部によって構成したことである。   A feature of the invention according to claim 2 is that, in claim 1, the elastic urging portion is constituted by a pair of elastic deformation portions formed on the drive transmission member.

請求項3に係る発明の特徴は、請求項2において、前記一対の弾性変形部を、前記駆動伝達部材に前記ラック軸の軸方向の中央部にスリットを形成することにより弾性変形可能とし、前記一対の弾性変形部をラック軸に切欠かれた2面取り部に係合したことである。   The invention according to claim 3 is characterized in that, in claim 2, the pair of elastically deformable portions can be elastically deformed by forming a slit in the central portion of the rack shaft in the axial direction of the drive transmission member. This is because the pair of elastically deforming portions are engaged with the two chamfered portions cut out in the rack shaft.

請求項4に係る発明の特徴は、請求項1において、前記ボールナットに前記駆動伝達部材を軸方向にのみ相対移動可能に嵌合し、前記弾性付勢部を、前記駆動伝達部材の両端部と前記ボールナットの間に介挿された一対の弾性付勢部材によって構成したことである。   According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the drive transmission member is fitted to the ball nut so as to be relatively movable only in the axial direction, and the elastic biasing portion is connected to both end portions of the drive transmission member. And a pair of elastic urging members inserted between the ball nuts.

請求項1に係る発明によれば、ラック軸と平行な軸線の回りに回転可能に支持されたボールねじ軸に螺合するボールナットの軸方向移動をラック軸に駆動伝達する駆動伝達部材と、ラック軸とボールナットとの間に配設されラック軸をボールナットに対し軸方向の中立位置に弾性付勢する弾性付勢部とを備え、ラック軸に路面から入力があった場合に、弾性付勢部に抗してラック軸をボールナットに対して軸方向に相対移動できるように構成したので、ハンドル中立時に路面から比較的小さな入力がラック軸に伝えられると、ラック軸が弾性付勢部の弾性付勢力に抗して軸方向移動できる。これにより、ボールねじ機構が作動しなくても、ラック軸を路面入力によって移動させることができ、ラック軸の軸方向移動によって、ハンドルを操作するドライバに路面状態に応じた手応え感を与えることができる。   According to the first aspect of the invention, a drive transmission member that drives and transmits the axial movement of the ball nut screwed to the ball screw shaft rotatably supported about an axis parallel to the rack shaft to the rack shaft; It is provided between the rack shaft and the ball nut, and is provided with an elastic urging portion that elastically urges the rack shaft to the neutral position in the axial direction with respect to the ball nut, and is elastic when there is input from the road surface to the rack shaft. Since the rack shaft can be moved relative to the ball nut in the axial direction against the urging portion, the rack shaft is elastically biased when a relatively small input is transmitted from the road surface to the rack shaft when the handle is neutral. It can move in the axial direction against the elastic biasing force of the part. As a result, even if the ball screw mechanism does not operate, the rack shaft can be moved by the road surface input, and the axial movement of the rack shaft can give the driver operating the handle a sense of responsiveness according to the road surface condition. it can.

しかも、請求項1に係る発明によれば、ボールねじ軸およびこれと同軸の電動モータがラック軸と径方向にオフセットして配設され、ラック軸の軸線上におけるハウジングには、ラック軸が収容されているだけであるので、ラック軸の軸線上におけるハウジングの径をその全長に亘って小さくすることができる。これにより、ラック軸の軸線上に接近して、例えばエンジンのオイルパン等が配置される車両においても、ハウジングとオイルパン等との干渉を容易に回避することができる。   Moreover, according to the first aspect of the present invention, the ball screw shaft and the electric motor coaxial therewith are disposed in a radial offset from the rack shaft, and the rack shaft is accommodated in the housing on the axis of the rack shaft. Thus, the diameter of the housing on the axis of the rack shaft can be reduced over the entire length. Thereby, even in a vehicle in which an oil pan or the like of an engine is arranged close to the axis of the rack shaft, for example, interference between the housing and the oil pan or the like can be easily avoided.

請求項2に係る発明によれば、弾性付勢部を、駆動伝達部材に形成した一対の弾性変形部によって構成したので、駆動伝達部材に一対の弾性変形部を形成するのみで、路面入力によってラック軸をボールナットに対して軸方向に容易に移動させることができる。   According to the second aspect of the present invention, since the elastic urging portion is constituted by a pair of elastic deformation portions formed on the drive transmission member, only by forming the pair of elastic deformation portions on the drive transmission member, The rack shaft can be easily moved in the axial direction with respect to the ball nut.

請求項3に係る発明によれば、一対の弾性変形部を、駆動伝達部材にラック軸の軸方向の中央部にスリットを形成することにより弾性変形可能とし、一対の弾性変形部をラック軸に切欠かれた2面取り部に係合したので、駆動伝達部材に形成した弾性付勢部に打ち勝つ路面入力によってラック軸をボールナットに対してスリット分だけ軸方向に確実に移動させることができる。   According to the third aspect of the present invention, the pair of elastically deformable portions can be elastically deformed by forming a slit in the central portion of the rack shaft in the axial direction of the drive shaft, and the pair of elastically deformable portions can be used as the rack shaft. Since the cut two chamfered portions are engaged, the rack shaft can be reliably moved in the axial direction by the slit amount with respect to the ball nut by the road surface input overcoming the elastic urging portion formed in the drive transmission member.

請求項4に係る発明によれば、ボールナットに駆動伝達部材を軸方向にのみ相対移動可能に嵌合し、弾性付勢部を、駆動伝達部材の両端部とボールナットの間に介挿された一対の弾性付勢部材によって構成したので、駆動伝達部材とボールナットとの間に介挿した弾性付勢部に打ち勝つ路面入力によってラック軸をボールナットに対してスリット分だけ軸方向に確実に移動させることができる。   According to the invention of claim 4, the drive transmission member is fitted to the ball nut so as to be relatively movable only in the axial direction, and the elastic urging portion is inserted between the both ends of the drive transmission member and the ball nut. The rack shaft is surely secured in the axial direction by the slit amount with respect to the ball nut by the road surface input overcoming the elastic urging portion interposed between the drive transmission member and the ball nut. Can be moved.

以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は、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の全体を示すもので、当該電動パワーステアリング装置10は、車両の左右方向に延在して配設されたハウジング11を備えている。ハウジング11は、ラック軸12の軸方向の略半分(図1における略右半分)を収容するラック収容部11a1を形成した第1ハウジング11aと、ラック軸12の軸方向の残りの略半分(図1における略左半分)を収容するラック収容部11b1、およびボールねじ軸15をラック軸12と平行に収容するボールねじ収容部11b2を形成した第2ハウジング11bとによって構成されている。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an entire electric power steering apparatus 10 according to a first embodiment. The electric power steering apparatus 10 includes a housing 11 that extends in the left-right direction of the vehicle. Yes. The housing 11 includes a first housing 11a in which a rack housing portion 11a1 for housing substantially half of the rack shaft 12 in the axial direction (substantially right half in FIG. 1) and the remaining half of the rack shaft 12 in the axial direction (see FIG. And a second housing 11b in which a ball screw accommodating portion 11b2 for accommodating the ball screw shaft 15 in parallel with the rack shaft 12 is formed.

第1ハウジング11aには、図略のステアリングホイールによって回転されるピニオン軸17がラック軸12と交差する軸線の回りに回転可能に支持され、ピニオン軸17はラック軸12に噛合されている。また、第1ハウジング11aには、ラック軸12をピニオン軸17に向けて押圧するサポートヨーク18が設けられ、このサポートヨーク18によってラック軸12とピニオン軸17との噛合いを適正に維持するようにしている。   A pinion shaft 17 rotated by a steering wheel (not shown) is supported on the first housing 11 a so as to be rotatable about an axis intersecting the rack shaft 12, and the pinion shaft 17 is engaged with the rack shaft 12. The first housing 11 a is provided with a support yoke 18 that presses the rack shaft 12 toward the pinion shaft 17, and the support yoke 18 maintains the meshing between the rack shaft 12 and the pinion shaft 17 appropriately. I have to.

第2ハウジング11bは、図2に示すように、ラック収容部11b1と、円筒状のボールねじ収容部11b2を一体形成した断面略ダルマ形状をなしている。第1ハウジング11aおよび第2ハウジング11bの互いに対向する周縁部には、図1に示すように、フランジ部11a3、11b3がそれぞれ形成され、これらフランジ部11a3、11b3が図略のボルトによって一体に結合されるようになっている。フランジ部11a3にはモータ取付部11a4が形成され、このモータ取付部11a4に電動モータ13がラック軸12と平行で、かつボールねじ軸15と同軸に取付けられている。電動モータ13は、後述するボールねじ機構27を介してラック軸12に軸方向のアシスト力を付与するもので、電動モータ13のモータシャフト13aがボールねじ軸15の一端に連結されている。   As shown in FIG. 2, the second housing 11b has a substantially dharma-shaped cross section in which a rack housing portion 11b1 and a cylindrical ball screw housing portion 11b2 are integrally formed. As shown in FIG. 1, flange portions 11a3 and 11b3 are formed on the opposing peripheral portions of the first housing 11a and the second housing 11b, respectively, and these flange portions 11a3 and 11b3 are integrally connected by bolts not shown. It has come to be. A motor mounting portion 11a4 is formed on the flange portion 11a3, and an electric motor 13 is mounted on the motor mounting portion 11a4 in parallel with the rack shaft 12 and coaxially with the ball screw shaft 15. The electric motor 13 applies an assist force in the axial direction to the rack shaft 12 via a ball screw mechanism 27 described later. A motor shaft 13 a of the electric motor 13 is connected to one end of the ball screw shaft 15.

ラック軸12は、これら第1および第2ハウジング11a、11bのラック収容部11a1、11b1を貫挿され、その両端には、図略のタイロッドおよびナックルアームを介して転舵輪が連結されるようになっている。   The rack shaft 12 is inserted through the rack accommodating portions 11a1 and 11b1 of the first and second housings 11a and 11b, and steered wheels are coupled to both ends via unillustrated tie rods and knuckle arms. It has become.

第2ハウジング11aのボールねじ収容部11b2には、ラック軸12の軸線と径方向に所定量オフセットした位置に、ボールねじ軸15が軸受21によってラック軸12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15にはボールナット22が図略のボールを介して螺合されている。ボールナット22には、駆動伝達部材24が一体的に取付けられている。   In the ball screw housing portion 11b2 of the second housing 11a, the ball screw shaft 15 is rotatable about an axis parallel to the rack shaft 12 by a bearing 21 at a position offset by a predetermined amount in the radial direction from the axis of the rack shaft 12. It is supported. A ball nut 22 is screwed onto the ball screw shaft 15 via a ball (not shown). A drive transmission member 24 is integrally attached to the ball nut 22.

駆動伝達部材24の一端は、図2に示すように、二股形状をなしている。二股形状部には、ラック軸12の軸方向の中央部にスリット24a1が形成され、スリット24a1の両側には、弾性付勢部としての弾性変形可能な一対の弾性変形部24a、24aが設けられている。一対の弾性変形部24a、24a、はラック軸12に切欠かれた2面取り部12aに弾性係合されている。これにより、ボールナット22に取付けられた駆動伝達部材24が回り止めされるとともに、ボールナット22の軸方向移動が駆動伝達部材24に設けた弾性変形部24a、24aを介してラック軸12に伝達されるようになっている。   One end of the drive transmission member 24 has a bifurcated shape as shown in FIG. In the bifurcated portion, a slit 24a1 is formed in the central portion of the rack shaft 12 in the axial direction, and a pair of elastically deformable portions 24a and 24a that are elastically deformable as elastic biasing portions are provided on both sides of the slit 24a1. ing. The pair of elastic deformation portions 24 a and 24 a are elastically engaged with the two chamfered portions 12 a cut out in the rack shaft 12. As a result, the drive transmission member 24 attached to the ball nut 22 is prevented from rotating, and the axial movement of the ball nut 22 is transmitted to the rack shaft 12 via the elastic deformation portions 24 a and 24 a provided in the drive transmission member 24. It has come to be.

なお、駆動伝達部材24に設けた一対の弾性変形部24a、24aは、ラック軸12が路面からの入力によって、右方向あるいは左方向に移動されると、一対の弾性変形部24a、24aの一方がスリット24a1分だけ弾性変形されるが、それ以上の弾性変形は生じない強度に設定され、その後は駆動伝達部材24は剛体として機能する。   The pair of elastic deformation portions 24a and 24a provided in the drive transmission member 24 is one of the pair of elastic deformation portions 24a and 24a when the rack shaft 12 is moved rightward or leftward by an input from the road surface. Is elastically deformed by the amount of the slit 24a1, but the strength is set so that no further elastic deformation occurs, and thereafter the drive transmission member 24 functions as a rigid body.

上記した構成により、電動モータ13によってボールねじ軸15が回転されると、ボールナット22がボールねじ軸15に沿って軸方向に移動され、駆動伝達部材24を介してラック軸12がボールねじ軸15と一体的に軸方向に移動される。上記したボールねじ軸15、ボールおよびボールナット22により、ボールねじ軸15の回転運動をラック軸12の軸方向運動に変換するボールねじ機構27を構成している。   With the above configuration, when the ball screw shaft 15 is rotated by the electric motor 13, the ball nut 22 is moved in the axial direction along the ball screw shaft 15, and the rack shaft 12 is moved to the ball screw shaft via the drive transmission member 24. 15 is moved in the axial direction. The ball screw shaft 15, the ball, and the ball nut 22 constitute a ball screw mechanism 27 that converts the rotational motion of the ball screw shaft 15 into the axial motion of the rack shaft 12.

このように、ボールねじ軸15および電動モータ13をラック軸12に対して径方向にオフセットして配設したことにより、ハウジング11(第1および第2ハウジング11a、11b)のラック軸12の軸線上には、ラック軸12を収容する略円筒状のラック収容部11a1、11b1を形成するだけでよいので、ラック軸12の軸線上におけるハウジング11の径をその全長に亘って小さくすることができ、車両に搭載する上で、エンジンルーム内に設けられる部品、例えば、エンジンのオイルパン等との干渉を容易に回避することができる。   As described above, the ball screw shaft 15 and the electric motor 13 are disposed so as to be offset in the radial direction with respect to the rack shaft 12, so that the shaft of the rack shaft 12 of the housing 11 (first and second housings 11a and 11b) is provided. Since only the substantially cylindrical rack accommodating portions 11a1 and 11b1 for accommodating the rack shaft 12 need be formed on the line, the diameter of the housing 11 on the axis of the rack shaft 12 can be reduced over the entire length. When mounted on a vehicle, interference with components provided in the engine room, such as an engine oil pan, can be easily avoided.

なお、図中41、42は、第1ハウジング11aおよび第2ハウジング11b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41、42を介して第1ハウジング11aおよび第2ハウジング11bが図略の車体ボディに支持される。また、43は第2ハウジング11bに装着されたラックガイドを示し、このラックガイド43によってサポートヨーク18と反対側のラック軸12の端部を摺動可能に支持している。   In the figure, reference numerals 41 and 42 denote mount portions provided in the first housing 11a and the second housing 11b, respectively, and the first housing 11a and the second housing 11b are not shown via the mount portions 41 and 42. Supported by the body. Reference numeral 43 denotes a rack guide mounted on the second housing 11b. The rack guide 43 supports the end of the rack shaft 12 opposite to the support yoke 18 so as to be slidable.

次に、上記のように構成された第1の実施の形態に係る電動パワーステアリング装置10の動作について説明する。図略のステアリングホイールを操舵すると、操舵トルクがピニオン軸17に入力され、ラックピニオン機構によってラック軸12が軸方向に移動される。   Next, the operation of the electric power steering apparatus 10 according to the first embodiment configured as described above will be described. When a steering wheel (not shown) is steered, steering torque is input to the pinion shaft 17, and the rack shaft 12 is moved in the axial direction by the rack and pinion mechanism.

ピニオン軸17に入力された操舵トルクは図略のトルクセンサにより検出され、かかる操舵トルクに基づいて電動モータ13が制御され、モータシャフト31とともにボールねじ軸15が回転される。ボールねじ軸15の回転により、ボールナット22がボールねじ軸15の軸方向に移動され、ボールナット22の軸方向移動は駆動伝達部材24によってラック軸12に伝達され、ラック軸12がボールねじ軸15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12に電動モータ13によるアシスト力が作用され、このアシスト力によって図略の転舵輪が転舵され、運転者によるステアリングホイールの操舵力が軽減される。   The steering torque input to the pinion shaft 17 is detected by a torque sensor (not shown), the electric motor 13 is controlled based on the steering torque, and the ball screw shaft 15 is rotated together with the motor shaft 31. The ball nut 22 is moved in the axial direction of the ball screw shaft 15 by the rotation of the ball screw shaft 15, and the axial movement of the ball nut 22 is transmitted to the rack shaft 12 by the drive transmission member 24, and the rack shaft 12 is moved to the ball screw shaft. 15 is moved in the axial direction. In this manner, the assist force by the electric motor 13 is applied to the rack shaft 12, and the steered wheels (not shown) are steered by the assist force, and the steering force of the steering wheel by the driver is reduced.

ところで、上記した第1の実施の形態においては、ラック軸12とボールナット22が弾性変形部24aを有する駆動伝達部材24によって連結されているので、ハンドル中立時に、タイヤ(転舵輪)側から路面状態に応じた比較的小さな入力がラック軸12に伝えられると、ラック軸12が駆動伝達部材24の弾性変形部24aを弾性変形させながら軸方向に移動する。これにより、ボールねじ機構27が作動しなくても、路面状態に応じてラック軸12を軸方向に移動させることができ、ラック軸12の軸方向移動よりピニオン軸17を介してハンドル軸に路面からの入力を伝達することができる。その結果、ハンドルを操作するドライバに手応え感を与えることができ、ハンドルフィーリングを向上することができる。   By the way, in the above-described first embodiment, the rack shaft 12 and the ball nut 22 are connected by the drive transmission member 24 having the elastic deformation portion 24a, so that the road surface from the tire (steered wheel) side when the steering wheel is neutral. When a relatively small input corresponding to the state is transmitted to the rack shaft 12, the rack shaft 12 moves in the axial direction while elastically deforming the elastic deformation portion 24 a of the drive transmission member 24. Thereby, even if the ball screw mechanism 27 does not operate, the rack shaft 12 can be moved in the axial direction according to the road surface condition, and the road surface is moved to the handle shaft via the pinion shaft 17 by the axial movement of the rack shaft 12. The input from can be transmitted. As a result, it is possible to give a feeling of responsiveness to the driver who operates the handle and to improve the handle feeling.

なお、ハンドル中立時におけるボールナット22に対するラック軸12の相対移動範囲は、スリット24a1の幅分に限定される。このため、通常のハンドル操舵時においては、電動モータ13によるボールねじ軸15の回転によりボールナット22がボールねじ軸15の軸方向に移動されると、ボールナット22の軸方向移動が駆動伝達部材24を介してほとんど遅れなくラック軸12に伝達され、ラック軸12がボールねじ軸15とほぼ一体的に軸方向に移動される。   Note that the relative movement range of the rack shaft 12 with respect to the ball nut 22 when the handle is neutral is limited to the width of the slit 24a1. Therefore, during normal steering, when the ball nut 22 is moved in the axial direction of the ball screw shaft 15 by the rotation of the ball screw shaft 15 by the electric motor 13, the axial movement of the ball nut 22 is driven by the drive transmission member. 24 is transmitted to the rack shaft 12 almost without delay, and the rack shaft 12 is moved in the axial direction almost integrally with the ball screw shaft 15.

上記した第1の実施の形態によれば、ボールナット22の軸方向移動をラック軸12に弾性変形部24aを有する駆動伝達部材24を介して駆動伝達するようにしたので、路面からの入力に基づいて、ボールねじ機構27を作動させなくても、ラック軸12を軸方向に移動させることができる。かかるラック軸12の軸方向移動により、ピニオン軸17が回転され、ハンドル軸に路面状態に応じた入力を伝達することができる。その結果、ハンドルを操作するドライバに路面状態に応じた手応え感を与えることができ、ハンドルフィーリングを向上することができる。   According to the first embodiment described above, the axial movement of the ball nut 22 is transmitted to the rack shaft 12 via the drive transmission member 24 having the elastically deforming portion 24a. Based on this, the rack shaft 12 can be moved in the axial direction without operating the ball screw mechanism 27. By the axial movement of the rack shaft 12, the pinion shaft 17 is rotated, and an input corresponding to the road surface condition can be transmitted to the handle shaft. As a result, the driver who operates the steering wheel can be given a feeling of response corresponding to the road surface condition, and the steering wheel feeling can be improved.

また、上記した第1の実施の形態においては、ボールねじ軸15およびこれと同軸の電動モータ13がラック軸12と径方向にオフセットして配設され、ラック軸12の軸線上には、ラック軸12を収容する略円筒状のラック収容部11a1、11b1が形成されているだけであるので、ラック軸12の軸線上におけるハウジング11の径をその全長に亘って小さくすることができる。これにより、ラック軸12の軸線上に接近して、例えばエンジンのオイルパン等が配置される車両においても、ハウジング11とオイルパン等との干渉を容易に回避することができる。   In the first embodiment described above, the ball screw shaft 15 and the electric motor 13 coaxial with the ball screw shaft 15 are disposed to be offset from the rack shaft 12 in the radial direction. Since only the substantially cylindrical rack accommodating portions 11a1 and 11b1 for accommodating the shaft 12 are formed, the diameter of the housing 11 on the axis of the rack shaft 12 can be reduced over the entire length thereof. Thereby, even in a vehicle in which an oil pan or the like of an engine is arranged close to the axis of the rack shaft 12, for example, interference between the housing 11 and the oil pan or the like can be easily avoided.

図3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、剛体からなる駆動伝達部材124を用いて、ハンドル中立時に、タイヤ(転舵輪)側から路面状態に応じた入力がラック軸12に伝えられた際に、ラック軸12を弾性付勢部の付勢力に抗して軸方向に移動させるようにしたことである。なお、第1の実施の形態と基本的に同一の部品には同一の参照符号を付し、説明を省略する。   FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention, which is different from the first embodiment in that the drive transmission member 124 made of a rigid body is used and the tire (steered wheel) side is at the neutral position of the steering wheel. When the input corresponding to the road surface condition is transmitted to the rack shaft 12, the rack shaft 12 is moved in the axial direction against the urging force of the elastic urging portion. Note that components that are basically the same as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

すなわち、第2の実施の形態においては、ボールナット22の外周に、剛体からなる駆動伝達部材124がボールねじ軸15の軸線方向に摺動可能に、かつ回転方向は一体回転可能に嵌合され、この駆動伝達部材124の一端はボルト47によってラック軸12の外周に固定されている。ボールナット22の一端に形成されたフランジ部22aと駆動伝達部材124の一端との間には弾性付勢部としての皿ばね51が介挿され、また、ボールナット22の他端に螺着された受け部材50と駆動伝達部材124の他端との間には弾性付勢部としての皿ばね52が介挿されている。   That is, in the second embodiment, a rigid drive transmission member 124 is fitted to the outer periphery of the ball nut 22 so as to be slidable in the axial direction of the ball screw shaft 15 and to rotate integrally. One end of the drive transmission member 124 is fixed to the outer periphery of the rack shaft 12 by a bolt 47. A disc spring 51 as an elastic urging portion is inserted between the flange portion 22 a formed at one end of the ball nut 22 and one end of the drive transmission member 124, and is screwed to the other end of the ball nut 22. A disc spring 52 as an elastic biasing portion is interposed between the receiving member 50 and the other end of the drive transmission member 124.

駆動伝達部材124は、一対の皿ばね51、52の弾性付勢力によって、ボールナット22に対して通常は軸方向の中立位置に保持され、皿ばね51、52の付勢力に打ち勝つ路面入力がラック軸18に加えられることにより、皿ばね51、52の一方を弾性変形させてラック軸18とともに軸方向に移動できるようになっている。なお、皿ばね51、52が所定量弾性変形されると、駆動伝達部材124とボールナット22との相対軸方向移動が規制され、駆動伝達部材124とボールナット22は一体に作動する。   The drive transmission member 124 is normally held in a neutral position in the axial direction with respect to the ball nut 22 by the elastic biasing force of the pair of disc springs 51 and 52, and the road surface input that overcomes the biasing force of the disc springs 51 and 52 is a rack. By being added to the shaft 18, one of the disc springs 51, 52 can be elastically deformed and moved in the axial direction together with the rack shaft 18. When the disc springs 51 and 52 are elastically deformed by a predetermined amount, the relative axial movement of the drive transmission member 124 and the ball nut 22 is restricted, and the drive transmission member 124 and the ball nut 22 operate integrally.

従って、上記した第2の実施の形態においても、第1の実施の形態と同様に、路面からの入力に基づいて、ボールねじ機構27を作動させなくても、ラック軸12を軸方向に少量だけ移動させることができ、かかるラック軸12の軸方向移動により、ピニオン軸17が回転され、ハンドル軸に路面状態に応じた入力を伝達することができる。その結果、ハンドルを操作するドライバに路面状態に応じた手応え感を与えることができ、ハンドルフィーリングを向上することができる。   Therefore, also in the second embodiment described above, as in the first embodiment, the rack shaft 12 is slightly moved in the axial direction without operating the ball screw mechanism 27 based on the input from the road surface. As the rack shaft 12 moves in the axial direction, the pinion shaft 17 is rotated, and the input corresponding to the road surface condition can be transmitted to the handle shaft. As a result, the driver who operates the steering wheel can be given a feeling of response corresponding to the road surface condition, and the steering wheel feeling can be improved.

上記した実施の形態においては、電動モータ13をハウジング11にボールねじ軸15と同軸に設置して、電動モータ13の回転をボールねじ軸15に直接伝達するようにした例について述べたが、電動モータ13とボールねじ軸15との間に減速歯車機構を配置し、電動モータ13の回転をボールねじ軸15に減速して伝達するようにすることもできる。あるいはまた、電動モータを、ボールねじ軸15と同軸にハウジング11内に組み込んだステータとロータからなるブラシレスモータによって構成することもできる。   In the above-described embodiment, the example in which the electric motor 13 is installed in the housing 11 coaxially with the ball screw shaft 15 and the rotation of the electric motor 13 is directly transmitted to the ball screw shaft 15 has been described. It is also possible to arrange a reduction gear mechanism between the motor 13 and the ball screw shaft 15 so that the rotation of the electric motor 13 is reduced and transmitted to the ball screw shaft 15. Alternatively, the electric motor can be configured by a brushless motor including a stator and a rotor that are incorporated in the housing 11 coaxially with the ball screw shaft 15.

また、上記した実施の形態においては、弾性付勢部を、駆動伝達部材24に設けた弾性変形部24a、あるいは、駆動伝達部材124とボールナット22との間に介挿した皿ばね51、52によって構成した例について述べたが、弾性付勢部としては、ラック軸12とボールナット22との間に配設されラック軸12をボールナット22に対し軸方向の中立位置に弾性付勢するものであれば、どのような構成であってもよい。   In the above-described embodiment, the elastic biasing portion is the elastic deformation portion 24 a provided in the drive transmission member 24 or the disc springs 51, 52 interposed between the drive transmission member 124 and the ball nut 22. The elastic biasing portion is provided between the rack shaft 12 and the ball nut 22 and elastically biases the rack shaft 12 to the neutral position in the axial direction with respect to the ball nut 22. Any configuration can be used.

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.

本発明の第1の実施の形態を示す電動パワーステアリング装置の断面図である。1 is a cross-sectional view of an electric power steering apparatus showing a first embodiment of the present invention. 図1の2−2線に沿って切断した断面図である。It is sectional drawing cut | disconnected along 2-2 line | wire of FIG. 本発明の第2の実施の形態を示す電動パワーステアリング装置の断面図である。It is sectional drawing of the electric power steering device which shows the 2nd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10…電動パワーステアリング装置、11…ハウジング、12…ラック軸、13…電動モータ、15…ボールねじ軸、17…ピニオン軸、22…ボールナット、24、124…駆動伝達部材、24a、51、52…弾性付勢部、24a1…スリット、27…ボールねじ機構。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Electric power steering apparatus, 11 ... Housing, 12 ... Rack shaft, 13 ... Electric motor, 15 ... Ball screw shaft, 17 ... Pinion shaft, 22 ... Ball nut, 24, 124 ... Drive transmission member, 24a, 51, 52 ... elastic biasing part, 24a1 ... slit, 27 ... ball screw mechanism.

Claims (4)

ハウジングと、該ハウジングに軸方向に移動可能に収容されたラック軸と、前記ハウジングに前記ラック軸と平行に収容され、前記ラック軸と平行な軸線の回りに回転可能に支持されたボールねじ軸と、該ボールねじ軸に螺合しボールねじ軸の軸方向に移動可能なボールナットと、前記ハウジングに前記ラック軸と平行に配設され、前記ボールねじ軸を回転駆動する電動モータと、前記ボールナットの軸方向移動を前記ラック軸に駆動伝達する駆動伝達部材と、前記ラック軸と前記ボールナットとの間に配設され前記ラック軸を前記ボールナットに対し軸方向の中立位置に弾性付勢する弾性付勢部とを備え、前記ラック軸に路面から入力があった場合に、前記弾性付勢部に抗して前記ラック軸を前記ボールナットに対して軸方向に相対移動できるように構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 housing, a rack shaft housed in the housing so as to be movable in the axial direction, and a ball screw shaft housed in the housing in parallel with the rack shaft and rotatably supported about an axis parallel to the rack shaft A ball nut threadably engaged with the ball screw shaft and movable in the axial direction of the ball screw shaft; an electric motor disposed in the housing in parallel with the rack shaft and for rotating the ball screw shaft; A drive transmission member that drives and transmits the axial movement of the ball nut to the rack shaft, and is disposed between the rack shaft and the ball nut, and the rack shaft is elastically attached to a neutral position in the axial direction with respect to the ball nut. An elastic biasing portion that biases the rack shaft relative to the ball nut in the axial direction against the elastic biasing portion when the rack shaft receives an input from a road surface. An electric power steering apparatus characterized by being configured to so that. 請求項1において、前記弾性付勢部を、前記駆動伝達部材に形成した一対の弾性変形部によって構成したことを特徴とする電動パワーステアリング装置。   2. The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the elastic urging portion is constituted by a pair of elastic deformation portions formed on the drive transmission member. 請求項2において、前記一対の弾性変形部を、前記駆動伝達部材に前記ラック軸の軸方向の中央部にスリットを形成することにより弾性変形可能とし、前記一対の弾性変形部をラック軸に切欠かれた2面取り部に係合したことを特徴とする電動パワーステアリング装置。   3. The pair of elastically deformable portions can be elastically deformed by forming a slit in the axially central portion of the rack shaft in the drive transmission member, and the pair of elastically deformable portions are notched in the rack shaft. An electric power steering device characterized by being engaged with the two chamfered portions. 請求項1において、前記ボールナットに前記駆動伝達部材を軸方向にのみ相対移動可能に嵌合し、前記弾性付勢部を、前記駆動伝達部材の両端部と前記ボールナットの間に介挿された一対の弾性付勢部材によって構成したことを特徴とする電動パワーステアリング装置。   In Claim 1, the said drive transmission member is fitted to the said ball nut so that relative movement is possible only in an axial direction, and the said elastic urging | biasing part is inserted between the both ends of the said drive transmission member, and the said ball nut. An electric power steering device comprising a pair of elastic urging members.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012015181A1 (en) * 2012-08-02 2014-05-15 Thyssenkrupp Presta Aktiengesellschaft Steering gear for a motor vehicle

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