JP2011088462A - Electric power steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用の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 device for a vehicle.
ドライバーが行うハンドル操作をアシストするパワーステアリング装置として、電動モータの回転力を利用してハンドル操作をアシストする電動パワーステアリング装置が知られている。 2. Description of the Related Art As a power steering device that assists a steering wheel operation performed by a driver, an electric power steering device that assists the steering wheel operation using the rotational force of an electric motor is known.
特許文献1には、左右両輪のタイロッドに両端を連結されたラックバーが、ボールねじ機構を介して伝達される電動モータの回転力によって軸方向に移動してハンドル操作をアシストする電動パワーステアリング装置が開示されている。 Patent Document 1 discloses an electric power steering device in which a rack bar having both ends connected to left and right tie rods moves in the axial direction by the rotational force of an electric motor transmitted via a ball screw mechanism to assist steering operation. Is disclosed.
しかしながら、特許文献1では、ラックバーを支持する軸受は、リング状の締結部材が締結されることによってハウジングに固定され、軸方向への移動が規制されている。そのため、締結部材の固定スペースや、締結部材を締結するための作業スペースを確保する必要があった。 However, in Patent Document 1, the bearing that supports the rack bar is fixed to the housing by fastening a ring-shaped fastening member, and movement in the axial direction is restricted. Therefore, it is necessary to secure a fixing space for the fastening member and a work space for fastening the fastening member.
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、省スペース化が可能な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。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide an electric power steering device capable of saving space.
本発明は、車輪を操舵するためのラックシャフトと、前記ラックシャフトを支持するケーシングと、前記ケーシングに固定され、当該ケーシングの開口を閉塞するケーシングカバーと、前記ケーシングに収装され、電動モータの回転力を前記ラックシャフトの軸方向への移動へと変換するボールねじ機構と、を備え、前記ボールねじ機構を介して伝達される前記電動モータの回転力によって前記ラックシャフトの軸方向への移動をアシストする電動パワーステアリング装置において、前記ボールねじ機構は、前記ラックシャフトに形成された螺旋溝に螺合する円筒状のボールナットと、前記ボールナットを支持して前記電動モータの回転に伴って回転するナットホルダと、を備え、前記ケーシングの開口に臨んで設けられ、前記ナットホルダを前記ケーシングに回転自在に支持する軸受と、前記ケーシングと前記ケーシングカバーとに挟持されることによって固定され、前記軸受の軸方向への移動を規制するプレートと、を備えることを特徴とする。 The present invention relates to a rack shaft for steering a wheel, a casing that supports the rack shaft, a casing cover that is fixed to the casing and closes an opening of the casing, and is accommodated in the casing. A ball screw mechanism that converts a rotational force into an axial movement of the rack shaft, and the axial movement of the rack shaft by the rotational force of the electric motor transmitted through the ball screw mechanism. In the electric power steering apparatus that assists the rotation of the electric motor, the ball screw mechanism includes a cylindrical ball nut that is screwed into a spiral groove formed on the rack shaft, and the rotation of the electric motor that supports the ball nut. A nut holder that rotates, provided facing the opening of the casing, the nut holder A bearing for rotatably supporting said casing is fixed by being sandwiched between the casing cover and the casing, characterized in that it and a plate for restricting the movement in the axial direction of the bearing.
本発明によれば、ナットホルダを支持する軸受は、ケーシングとケーシングカバーとの間に挟持されて固定されるプレートによって軸方向への移動が規制される。プレートにはケーシングに締結するための締結手段が形成されないため、締結手段が形成される場合と比べてプレートを小型化できる。また、軸受を固定するためのプレートは、そのプレートの大きさに対応するスペースがあれば組み付けることができるため、特別な作業スペースを必要としない。 According to the present invention, the axial movement of the bearing supporting the nut holder is restricted by the plate that is sandwiched and fixed between the casing and the casing cover. Since the fastening means for fastening to the casing is not formed on the plate, the plate can be reduced in size compared to the case where the fastening means is formed. Moreover, since the plate for fixing a bearing can be assembled if there is a space corresponding to the size of the plate, no special work space is required.
したがって、電動パワーステアリング装置の省スペース化が可能である。 Therefore, space saving of the electric power steering device is possible.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
まず、図1を参照して、本実施の形態に係る電動パワーステアリング装置100の全体構成について説明する。電動パワーステアリング装置100は、車両に搭載され、ドライバーが行うハンドル操作をアシストするものである。
First, the overall configuration of the electric
電動パワーステアリング装置100は、両端にタイロッド(図示省略)を介して左右の車輪が連結されるラックシャフト1と、ハンドル操作をラックシャフト1に伝達するためのステアリング装置10と、電動モータ21の回転力をラックシャフト1の軸方向への移動に変換するボールねじ機構30とを備える。
The electric
ラックシャフト1は、車体に締結されラックシャフト1の軸方向端部が開口して形成される略円筒状のケーシング2と、ケーシング2の開口を閉塞するケーシングカバー3とに組み込まれ、ラックシャフト1の両端はケーシング2及びケーシングカバー3を挿通する。ラックシャフト1にはラック(図示省略)が形成される。
The rack shaft 1 is incorporated in a substantially
ステアリング装置10は、ステアリングホイールに連動して回転する入力軸12と、ピニオン(図示省略)が外周に形成されたピニオン軸(図示省略)と、入力軸12とピニオン軸とを同軸的に連結するトーションバー(図示省略)と、トーションバーに作用するトルクを検出するトルクセンサ(図示省略)とを備える。
The
ステアリング装置10のピニオンは、ラックシャフト1のラックと噛合する。ラックシャフト1は、ピニオンとの噛合部で一端をケーシング2に支持され、ケーシングカバー3内に設けられたブッシュ(図示省略)で他端をケーシングカバー3に支持される。このように、ラックシャフト1は、ケーシング2及びケーシングカバー3に支持されて径方向への移動が規制され、軸方向のみへ移動可能に設けられる。ケーシングカバー3は、ケーシング2に締結されるボルトによって固定される。
The pinion of the
ラックシャフト1とステアリング装置10とは、ラックとピニオンを介して連結されるため、ドライバーがステアリングホイールを操作することによって、ラックシャフト1が軸方向へと移動し、車輪が操舵される。
Since the rack shaft 1 and the
ステアリング装置10のトルクセンサにて検出されたトルクに基づいて電動モータ21が駆動され、ドライバーがステアリングホイールに加える操舵力を補助するアシスト力がラックシャフト1に付与される。このアシスト力は、ボールねじ機構30に電動モータ21の回転力を伝達するアシスト機構20によって伝達される。
The
次に、図2を参照して、アシスト機構20及びボールねじ機構30について説明する。
Next, the
アシスト機構20は、電動モータ21の回転軸に固定されて一体として回転する駆動プーリ22と、駆動プーリ22の回転が伝達されナットホルダ34に固定されて一体として回転する従動プーリ24と、駆動プーリ22と従動プーリ24との間に掛け回され駆動プーリ22の回転を従動プーリ24に伝達するためのベルト23とを備える。アシスト機構20は、ケーシングカバー3内に収装される。
The
従動プーリ24の径は駆動プーリ22より大きく設定され、従動プーリ24には電動モータ21の回転が減速してトルクを増幅して伝達される。従動プーリ24の回転力は、ナットホルダ34に伝達され、ボールねじ機構30を介してラックシャフト1の軸方向への移動に変換される。
The diameter of the driven
ボールねじ機構30は、ステアリング装置10のピニオンとの噛合部と、ケーシングカバー3の内周に設けられたブッシュ(図示省略)との二箇所の支持部の間に配置される。ボールねじ機構30は、ケーシング2内に収装される。
The
ボールねじ機構30は、ラックシャフト1の外周に形成された螺旋溝1aと、ラックシャフト1の外周を覆う円筒状に形成され、内周に螺旋溝31aが形成されたボールナット31と、ラックシャフト1の螺旋溝1aとボールナット31の螺旋溝31aとの間に介装された複数のボール32とを備え、電動モータ21の回転力をボールナット31及びボール32を介してラックシャフト1の軸方向への移動へと変換するものである。なお、ラックシャフト1とボールナット31は、互いの螺旋溝1a,31aがボール32を介して螺合するものであるが、ボール32を介さずに直接螺合するように構成してもよい。
The
ボールナット31は、ラックシャフト1の外周を覆う円筒状のナットホルダ34の内周に支持される。ナットホルダ34は、ラックシャフト1の軸方向に延在して形成され、一端部の外周が従動プーリ24の内周に圧入されて従動プーリ24に連結される。
The
ナットホルダ34は、一端部に従動プーリ24が設けられ、中間部の外周が軸受35によって支持され、自由端部の内周にボールナット31を支持する。ナットホルダ34の他端部近傍のボールナット31の外周には、軸受39が設けられる。これにより、ラックシャフト1の軸方向への移動による力がボール32を介して伝達されるボールナット31がケーシング2に回転自在に支持される。
The
また、ナットホルダ34の外周とケーシング2の内周との間には軸受35が介装される。このように、ナットホルダ34は、軸受35を介してケーシング2に回転自在に支持され、従動プーリ24の回転に伴って回転する。
A
軸受35は、アンギュラベアリングであり、二つ対向した状態で配置される。軸受35は、ケーシング2の開口に臨んで設けられる。軸受35の一端はケーシング2の内周に形成された段差部2a及びナットホルダ34の外周に形成された段差部34aにて係止されると共に、他端はケーシング2の内周に形成された段差部2bに嵌入された環状のプレート36と、ナットホルダ34の外周に螺合して締結されたナット37とによって係止される。このように、軸受35は、ナットホルダ34をケーシング2に回転自在に支持すると共に、ナットホルダ34の軸方向への移動を規制するように構成される。
The
プレート36は、ケーシング2とケーシングカバー3との間に挟持されて固定され、軸受35の軸方向への移動を規制するために設けられる。プレート36は、環状の軸受け35に全周に渡って当接するように環状に形成されるが、軸受35をケーシング2に固定できる形状であればよく、環状に限られるものではない。
The
プレート36を挟持するケーシング2には、プレート36が嵌入される段差部2bが形成される。ケーシングカバー3には、ケーシング2にボルトで締結するためのフランジ部3aと、内側からケーシング2に向けて突起する突起部3bとが形成される。
A
段差部2bは、ケーシング2の開口部にプレート36の形状に対応した凹状に形成される。段差部2bにプレート36が挿入されると、ケーシング2の開口部は略面一になる。実際には、段差部2bはプレート36の厚みより浅く形成され、ケーシング2とケーシングカバー3とによってプレート36を挟持して、プレート36ががたつくことを防止する。
The
フランジ部3aは、プレート36の一部に環状に当接し、プレート36をケーシング2に固定する。ケーシングカバー3は、駆動プーリ22の外周の一部と、従動プーリ24の外周の一部とを連続して囲うように形成される。フランジ部3aが当接しない領域でプレート36を固定するために、ケーシングカバー3には突起部3bが設けられる。
The
突起部3bは、ケーシングカバー3の内側に形成される突起である。突起部3bは、フランジ部3aが当接できない領域を補完するようにプレート36の一部に当接し、プレート36をケーシング2に固定する。突起部3bは、駆動プーリ22と従動プーリ24との間であり、かつ駆動プーリ22と従動プーリ24とに掛かる環状のベルト23内を通過し、その先端でケーシング2とプレート36とにまたがって当接する。
The
以上より、プレート36は、ケーシングカバー3のフランジ部3aと突起部3bとによって、その略全周に渡って均等にケーシング2に向けて押圧される。
From the above, the
なお、ケーシングカバー3におけるフランジ部3aのケーシング2との当接面と、突起部3bの先端面とは面一に形成される。よって、加工が容易なことからコストダウンが可能であり、また、加工精度も向上できる。
Note that the contact surface of the
プレート36は、ケーシング2に締結するための締結手段を備えないため、締結手段のためのスペースや、締結するための特別な作業スペースを必要としない。よって、省スペース化が可能である。また、締結手段を形成しなくてよいため、工数やコストを削減できる。
Since the
プレート36は、ケーシング2にボルト41で仮止めされる。そのため、プレート36は、ケーシングカバー3が取り付けられていないときでもケーシング2に固定されている。つまり、プレート36によって軸受35の軸方向への移動が規制されるため、ボールねじ機構30がケーシング2の内周に固定される。このボルト41が仮止め手段に該当する。
The
ところで、プレート36をケーシング2とケーシングカバー3とで挟み込んで固定してからベルト23のテンション調整作業を行う場合には、ベルト23のテンションを確認するための穴をケーシングカバー3に形成する必要がある。穴が形成されることによって、穴を塞ぐためのプラグが必要になり、部品点数が増加して作業性を悪化させるおそれがあり、また、シール性の面で不利になるおそれがある。
By the way, when the tension adjustment operation of the
これに対して電動パワーステアリング装置100では、ボルト41によってプレート36をケーシング2に仮止めしておけるため、ケーシングカバー3が外されていてもナットホルダ34は固定される。よって、駆動プーリ22と従動プーリ24との位置が定まるため、ケーシングカバー3を外した状態でベルト23の張りを調整するテンション調整の作業を行うことができる。
On the other hand, in the electric
ボルト41を設けなくても、プレート36は、ケーシング2とケーシングカバー3とに挟持されることで固定され、また、ケーシングカバー3に穴を形成することでベルト23のテンション調整が可能である。よって、ボルト41を設けなくてもよい。ボルト41を設けない場合には、プレート36を更に小さくできるため、電動パワーステアリング装置100の更なる省スペース化が可能である。
Even if the
ボールナット31は、ナットホルダ34の他端部に支持される。ボールナット31は、ナットホルダ34の内周に形成された段差部34bとナットホルダ34の開口部から内周に螺合して締結されたナット38との間で挟持され、軸方向への移動及び相対回転が規制される。また、ナット38が万が一緩んだ場合においてナットホルダ34に対するボールナット31の相対回転を規制するため、ナットホルダ34を挿通して螺合すると共に、ボールナット31の外周に螺合するボルト40が設けられる。このように、ボールナット31は、ナットホルダ34に固定され、ナットホルダ34と一体に回転する。
The
ボールナット31の回転は、ボール32及びラックシャフト1の螺旋溝1aを介して、ラックシャフト1の軸方向への移動へと変換される。電動モータ21が駆動し、ボールナット31が回転することによって、ドライバーがステアリングホイールに加える操舵力を補助するアシスト力がラックシャフト1に付与される。
The rotation of the
以上の実施の形態によれば、以下に示す作用効果を奏する。 According to the above embodiment, there exist the effects shown below.
電動パワーステアリング装置100では、ラックシャフト1を支持する軸受35は、ケーシング2とケーシングカバー3との間に挟持されて固定される環状のプレート36によって軸方向への移動が規制される。プレート36にはケーシング2に締結するための締結手段が形成されないため、締結手段が形成される場合と比べてプレート36を小型化できる。また、プレート36は、その大きさに対応するスペースがあれば組み付けて軸受35を固定することができるため、特別な作業スペースを必要としない。したがって、電動パワーステアリング装置100の省スペース化が可能である。
In the electric
また、プレート36は、ケーシング2にボルト41で仮止めされるため、ケーシングカバー3が取り付けられていないときでもケーシング2に固定されている。よって、ケーシングカバー3を外した状態でベルト23のテンション調整を行うことが可能である。
Further, since the
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is obvious that various modifications can be made within the scope of the technical idea.
本発明は、車両に搭載される電動パワーステアリング装置に適用することができる。 The present invention can be applied to an electric power steering device mounted on a vehicle.
100 電動パワーステアリング装置
1 ラックシャフト
2 ケーシング
3 ケーシングカバー
10 ステアリング装置
20 アシスト機構
21 電動モータ
22 駆動プーリ
23 ベルト
24 従動プーリ
30 ボールねじ機構
31 ボールナット
34 ナットホルダ
35 軸受
36 プレート
41 ボルト
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記ラックシャフトを支持するケーシングと、
前記ケーシングに固定され、当該ケーシングの開口を閉塞するケーシングカバーと、
前記ケーシングに収装され、電動モータの回転力を前記ラックシャフトの軸方向への移動へと変換するボールねじ機構と、を備え、
前記ボールねじ機構を介して伝達される前記電動モータの回転力によって前記ラックシャフトの軸方向への移動をアシストする電動パワーステアリング装置において、
前記ボールねじ機構は、
前記ラックシャフトに形成された螺旋溝に螺合する円筒状のボールナットと、
前記ボールナットを支持して前記電動モータの回転に伴って回転するナットホルダと、を備え、
前記ケーシングの開口に臨んで設けられ、前記ナットホルダを前記ケーシングに回転自在に支持する軸受と、
前記ケーシングと前記ケーシングカバーとに挟持されることによって固定され、前記軸受の軸方向への移動を規制するプレートと、を備えることを特徴とする電動パワーステアリング装置。 A rack shaft for steering the wheels;
A casing for supporting the rack shaft;
A casing cover fixed to the casing and closing an opening of the casing;
A ball screw mechanism that is housed in the casing and converts the rotational force of the electric motor into movement in the axial direction of the rack shaft,
In the electric power steering device that assists the movement of the rack shaft in the axial direction by the rotational force of the electric motor transmitted through the ball screw mechanism,
The ball screw mechanism is
A cylindrical ball nut screwed into a spiral groove formed in the rack shaft;
A nut holder that supports the ball nut and rotates as the electric motor rotates,
A bearing that faces the opening of the casing and rotatably supports the nut holder on the casing;
An electric power steering apparatus comprising: a plate fixed by being sandwiched between the casing and the casing cover and restricting movement of the bearing in the axial direction.
前記アシスト機構は、
前記電動モータの回転軸に固定されて一体として回転する駆動プーリと、
前記ナットホルダに固定されて一体として回転する従動プーリと、
前記駆動プーリと前記従動プーリとの間に掛け回されるベルトと、を備えることを特徴とする請求項2に記載の電動パワーステアリング装置。 An assist mechanism that is housed in the casing cover and transmits rotation of the electric motor to the nut holder;
The assist mechanism is
A driving pulley fixed to the rotating shaft of the electric motor and rotating as a unit;
A driven pulley fixed to the nut holder and rotating as a unit;
The electric power steering apparatus according to claim 2, further comprising: a belt that is wound around the drive pulley and the driven pulley.
前記プレートの一部に当接して固定するフランジ部と、
前記ベルトの内周を通過し、前記プレートの一部に当接して固定する突起部と、を備えることを特徴とする請求項3に記載の電動パワーステアリング装置。 The casing cover is
A flange portion that contacts and fixes a part of the plate;
The electric power steering apparatus according to claim 3, further comprising: a protrusion that passes through an inner periphery of the belt and is in contact with and fixed to a part of the plate.
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2009
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