JP2013014251A - Power steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用のパワーステアリング装置に関する。 The present invention relates to a power steering device for a vehicle.
車両用のパワーステアリング装置は、ステアリングホイールに連なるインプットシャフトと、操舵機構に連なるロアーシャフトと、インプットシャフトおよびロアーシャフトとを同軸に連結するトーションバーと、トーションバーの捻れを検出して操舵トルクを検出するトルクセンサとを有する。
このトルクセンサの検出精度向上には、インプットシャフトとロアーシャフトが同軸に配置された状態で、インプットシャフトがスムーズに回転する必要がある。このため、インプットシャフトの一端(ロアーシャフト側)をロアーシャフトに設けた滑り軸受により回転可能に支持する構造になっている。(特許文献1)
A power steering device for a vehicle includes an input shaft connected to a steering wheel, a lower shaft connected to a steering mechanism, a torsion bar that coaxially connects the input shaft and the lower shaft, and twisting of the torsion bar to detect steering torque. And a torque sensor for detection.
In order to improve the detection accuracy of the torque sensor, it is necessary for the input shaft to rotate smoothly while the input shaft and the lower shaft are arranged coaxially. For this reason, one end (lower shaft side) of the input shaft is rotatably supported by a slide bearing provided on the lower shaft. (Patent Document 1)
この構造によると、前記インプットシャフトの滑り軸受により支持される一端の加工寸法の公差、前記ロアーシャフトの前記滑り軸受を保持する穴の加工寸法の公差、ロアーシャフトに保持される滑り軸受の公差などの各種公差が存在する。このため、インプットシャフトがスムーズに回転できるようにするためには、滑り軸受と前記インプットシャフトとの隙間寸法を大きく設計する必要がある。
しかしながら、このように隙間寸法を大きくすると、滑り軸受とインプットシャフトの一端との間で打音が発生する原因となる場合があった。
そこで、本発明の目的は、インプットシャフトの一端とロアーシャフトに保持された滑り軸受との間の打音の発生を抑制できるパワーステアリング装置を提供することである。
According to this structure, the tolerance of the machining dimension of one end supported by the slide bearing of the input shaft, the tolerance of the machining dimension of the hole holding the sliding bearing of the lower shaft, the tolerance of the sliding bearing held by the lower shaft, etc. There are various tolerances. For this reason, in order to allow the input shaft to rotate smoothly, it is necessary to design a large gap dimension between the slide bearing and the input shaft.
However, when the gap size is increased in this way, a hitting sound may be generated between the slide bearing and one end of the input shaft.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a power steering device that can suppress the occurrence of hitting noise between one end of an input shaft and a sliding bearing held by a lower shaft.
上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、ステアリングホイールに連なるインプットシャフトと、舵取機構に連なるロアーシャフトと、インプットシャフトおよびロアーシャフトとを同軸に連結するトーションバーと、このトーションバーの捩れに応じた操舵補助力を発生する電動モータとを備えるパワーステアリング装置において、前記インプットシャフトの一端と、前記一端を回転可能に保持する前記ロアーシャフトに設けられた保持部との少なくとも一方を樹脂コーティングしたことを要旨としている。 In order to solve the above-mentioned problem, an invention described in claim 1 includes an input shaft connected to the steering wheel, a lower shaft connected to the steering mechanism, a torsion bar that coaxially connects the input shaft and the lower shaft, In a power steering apparatus including an electric motor that generates a steering assist force according to torsion of a torsion bar, at least one end of the input shaft and a holding portion provided on the lower shaft that rotatably holds the one end The gist is that one is resin-coated.
本願発明に係るパワーステアリング装置では、インプットシャフトの一端が、前記ロアーシャフトに設けられた保持部に樹脂コーティングを介して直接挿入されてインプットシャフトを回転可能支持する構造であるので、インプットシャフトの一端またはロアーシャフトに設けられた保持部と樹脂コーティングの間の隙間寸法を小さく設計でき、その結果、異音(ロアーシャフトとインプットシャフトとの打音)を抑制できる。 In the power steering device according to the present invention, one end of the input shaft is structured such that one end of the input shaft is directly inserted into the holding portion provided on the lower shaft via a resin coating to rotatably support the input shaft. Alternatively, the gap dimension between the holding portion provided on the lower shaft and the resin coating can be designed to be small, and as a result, abnormal noise (sounding between the lower shaft and the input shaft) can be suppressed.
請求項2に記載の発明は、前記一端と前記保持部との間に、潤滑剤を介在させたことを要旨としている。即ち、潤滑剤が係合部に存在することにより、係合部が回転部の動きをスムーズにでき、衝撃に対して機敏に反応でき、係合部の摩耗を防止でき、長期に係合部の摩耗を防止でき異音の発生を抑制できる。
The gist of the invention described in
インプットシャフトの一端とロアーシャフトに保持された滑り軸受との間の打音の発生を抑制できるパワーステアリング装置を提供できる。 It is possible to provide a power steering device that can suppress the generation of hitting sound between one end of the input shaft and the sliding bearing held by the lower shaft.
以下、本発明の一実施形態の電動パワーステアリング装置を図面を参照しつつ説明する。図1は、本発明の第1実施形態のステアリング装置の一部断面図である。ステアリング装置1は、ステアリングホイール2の動きを、ステアリングコラム3の内側に挿通された、ステアリングシャフト4と、これと連結された中間軸5とを介して舵取り機構6に伝達し、この舵取り機構6によって車輪7を操舵する。
Hereinafter, an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a steering apparatus according to a first embodiment of the present invention. The steering device 1 transmits the movement of the
舵取り機構6はラックアンドピニオン式のものである。舵取り機構6は操舵操作により回転するピニオン8と、このピニオン8に噛合うラック軸9とを有している。ラック軸9は、ラックハウジング内に収容され、その軸長方向となる車体の幅方向に沿って、移動自在に支持されている。ラック軸9の両端部は、タイロッドを介して操向車輪7に連結されている。ピニオン8は、回転自在に支持されて、中間軸5とステアリングシャフト4と、一体回転可能に連結されている。
The
また、ステアリングコラム3には、操舵操作に応じて操舵補助力を得るための操舵補助ユニット14が設けられている。操舵補助ユニット14は車輪7側となるステアリングコラム3の端部に配置されている。ステアリングコラム3およびステアリングシャフト4は通常、ステアリングホイール2側を上側となるように傾斜して、且つ車体の後方に向けて配置されている。以下では、ステアリングシャフト4の軸方向に沿う方向を上下方向とし、ステアリングホイール2側を上側として説明する。
Further, the
操舵補助ユニット14は、ステアリングシャフト4と、このトルクセンサ15により、検出されたトルクに応じて駆動される電動モータ16と、この電動モータ16による操舵補助力をステアリングシャフト4に伝達する減速機構17と、これら各部15、16,17を支持し、ステアリングコラム3の下部を構成するハウジング18,19とを有している。ハウジング18,19はステアリングシャフト4の軸方向に沿って互いに固定され、ステアリングコラム3の下部を構成する。ハウジング18の端部には、ステアリングコラム3の上部を構成する筒状のジャケット20が並んで固定されている。ステアリングシャフト4は、ステアリングコラム3の内部を挿通し、複数の軸受21,22,23等により、回転自在に支持されている。
The steering assist unit 14 includes a
操舵補助ユニット14では、操舵操作を検知するためのトルクセンサ15からの信号に応じて、電動モータ16が操舵捕助力を発生させる。操舵補助力は、減速機構17を介してステアリングシャフト4に伝達される。ステアリングシャフト4は、ジャケット20内に収容される30と、この上部30と連結されて、ハウジング18,19内に収容される下部31とを有している。この下部31は、ステアリングホイール2側に配置されるインプットシャフト32と、舵取機構6側にあるロアーシャフト33とトーションバー34とを有している。
In the steering assist unit 14, the
インプットシャフト32は筒部35(以下インプットシャフト筒部)を含み、インプットシャフト32の上端部がステアリングシャフト4の上部30を介してステアリングホイール2に連なる。ロアーシャフト33は、筒部36(以下ロアシャフト筒部)を含み、ロアーシャフト33の下端部が中間軸5を介して舵取り機構6に連なる。トーションバー34は、インプットシャフト筒部35およびロアーシャフト筒部36に挿通されて、インプットシャフト32とロアーシャフト33とを同軸に連結する。また、トーションバー34と、インプットシャフト筒部35の一端35aと、ロアーシャフト筒部36の保持部36aとは、同心に入れ子状に配置されていて、インプットシャフト筒部35の一端35aとロアーシャフト筒部36の保持部36aとの間には、樹脂コーティング26が介在している。図2の例では、インプットシャフト筒部35の一端35aを樹脂コーティング26により形成しているが、ロアーシャフト筒部36の保持部36aを、樹脂コーティング26により形成してもよい。
The
樹脂コーティング26は耐熱性がよく、摺動性の優れた低摩擦材が例えば、フッ素樹脂やナイロン、ポリアセタールでスプレー塗装や静電塗装法で成形される。また、インプットシャフト外周とロアーシャフトの内周との隙間が組み込みが可能に小さくなるように形成されている。圧入の嵌合になるとトーションバー34のねじりトルクの検出に影響がでてくるため、厳密に管理されている。
The
また、トーションバー34は、トルクを受けてねじり変形することにより、インプットシャフト32とロアーシャフト33とを相対回転変位させる。インプットシャフト32には複数、例えば、2つの環46,47が設けられ、ロアーシャフト33には環48が設けられている。これらの環46〜48の周囲にトルクセンサ15が配置されている。トルクセンサ15は操舵力に応じてトーションバー34に生じるねじれ角を、磁気特性の変化として、検知する。トルクセンサ15は、一対のコイルを有している。このコイルの内周面に近接して、配置される磁性体からなる上述の複数の環46〜48と、コイルのホルダとが、一対の磁気回路を形成する。ねじれ角に応じて、一対の磁気回路の磁気特性が変化する。このような変化に基づき、トルクが例えば温度補償しつつ検知される。
Further, the
また、ロアーシャフト33には、操舵補助用の電動モータ16からのトルクが減速機構17を介して伝達される。減速機構17は、電動モータ16の回転軸と一体回転するウォーム軸24と、このウォーム軸24と噛合うウォームホイール25とを有している。ウォームホイール25はロアーシャフト33と一体回転可能に取り付けられている。トーションバー34は、相対的に大径の円柱形状をなす上端部37および下端部38と、上端部37および下端部38の間にあり、相対的に小径のねじり領域39とを有している。
The torque from the steering assisting
上端部37は、インプットシャフト32の内周に嵌合されて、インプットシャフト32およびステアリングシャフト4の上部30とピン40により、一体回転可能に連結されている。下端部38は、円柱形上をなして、ロアーシャフト33の内周に嵌合されて、ロアーシャフト33と一体回転可能にピン41により連結されている。ねじり領域39は、インプットシャフト32に対する相対移動を規制されない部分であり、且つロアーシャフト33に対する相対移動を規制されない部分である。ねじり領域39の形状は特に限定されないが、例えば、ねじり領域の中間部は円柱形状で細径とされ、上端部37および下端部38の近傍で滑らかに拡径されている。
The
これらの構成により、本発明のパワーステアリングは、インプットシャフト筒部35の一端35aとロアーシャフト筒部36の保持部36aとをインプットシャフト筒部35の一端35aが、樹脂コーティング26を介してロアーシャフト筒部36の保持部36aに直接挿入されている。そのため、隙間寸法を小さく設計でき、その結果、異音(ロアーシャフト筒部36の保持部36aとインプットシャフト筒部35の一端35aとの打音)を抑制できる。
With these configurations, in the power steering according to the present invention, one
図2に示す実施例の外周の樹脂コーティングは、インプットシャフト筒部35の一端35aの外周面に樹脂コーティング26できるので、作りやすく精度が出やすいため、大幅に精度が向上できる。そのため、隙間寸法を小さく設計でき、その結果、異音(ロアーシャフト筒部36の保持部36aとインプットシャフト筒部35の一端35aとの打音)を抑制できる。
また、隙間を小さくできるため、トルクを検出するトルクセンサ15の検出ばらつきが小さくなることで検出感度が向上でき、操舵力の適切な補助が可能となり、操舵性が向上できる。
Since the
Further, since the gap can be reduced, the detection sensitivity of the
次に、別の実施例について図3に基づいて説明する。なお、図1に示したラック軸支持装置と同じ機構のものは同じ符号を付して説明はそれぞれ異なる構成について説明する。
図3に第2実施形態の示すように、インプットシャフト筒部35の一端35aと、ロアーシャフトの筒部36の保持部36aを回転可能に係合する係合部に潤滑剤を封入し、インプットシャフト筒部35の一端35aの外周またはロアーシャフト筒部35の一端35aの内周の少なくとも一方の樹脂コーティング26との間に設けたシール部材50を備えている。
Next, another embodiment will be described with reference to FIG. In addition, the thing of the same mechanism as the rack shaft support apparatus shown in FIG.
As shown in the second embodiment in FIG. 3, a lubricant is sealed in an engaging portion that rotatably engages one
シール部材50は、さらに、インプットシャフト筒部35の一端35aと、ロアーシャフト筒部36の保持部36aに予圧縮された状態で介装される。これにより、シール部材50より、インプットシャフト筒部35の一端35aとロアーシャフト筒部36の保持部36aの回転方向の所定量の移動を許容し、所定量を超えて制御に影響しない様に規制されている。この所定量の設定は、係合部すきまとシール部材50の直径および、シール部材材料の弾性係数の調整により、シール部材50の予圧縮荷重と変形量を調整できる。
このシール部材50の材質としては一般的に耐油性を有するアクリルニトリル、ブタジエンゴム(NBR)や各種合成ゴム、ポリアミド樹脂のほか弾性を有する各種樹脂材が使用できる。
Further, the
As the material of the
また、さらに、インプットシャフト筒部35の一端35aと、ロアーシャフト筒部36の保持部36aとシール部材50とで構成された空間52に潤滑剤51を封入している。さらに、インプットシャフト筒部35の一端35aと、ロアーシャフト筒部36の保持部36aスプライン部45が直接接触を発生しない十分な量の潤滑剤を空間部52に封入し、潤滑剤としては、高粘性係数の合成油ポリαオレフィンを使用し、また合成油ポリαオレフィンをベースオイルとしLi石鹸を増ちょう剤としたグリースも利用可能である。
Further, a
さらに、上記構成によると、潤滑剤51が係合部に存在することにより、係合部が回転部の動きをスムーズにでき、衝撃に対して機敏に反応でき、係合部の摩耗を防止でき、シール部材50を係合部に設けているため、潤滑剤51の漏洩を防止できるため、長期に係合部の摩耗を防止でき異音の発生を抑制できる。
Furthermore, according to the above configuration, since the
また、シール部材50は弾性体のため、インプットシャフト筒部35の一端35aの振動を吸収できるため、ロアーシャフト筒部36の保持部36aとインプットシャフト筒部35の一端35aの衝突時の衝撃を吸収できるため、異音の発生を抑制できる。
Further, since the
このように、インプットシャフト32とロアーシャフト33は、インプットシャフト筒部35の出力側端部が、ロアーシャフト筒部36に樹脂コーティングを介して直接挿入されているため、大幅に精度が向上できる。そのため、隙間寸法を小さくでき、加えて潤滑剤51とシール部材51の構成が加わり衝撃を吸収できるので、異音(ロアーシャフト筒部36の保持部36aとインプットシャフト筒部35の一端35aとの打音)を抑制できるパワーステアリング装置を提供できる。
As described above, the
1…電動パワーステアリング装置 、2…ステアリングホイール 、6…舵取り機構 、16…電動モータ 、17…減速機構 、26…樹脂コーティング 、32…インプットシャフト 、33…ロアーシャフト 、34…トーションバー 、35…インプットシャフトの筒部 、36…ロアーシャフトの筒部 、50…シール部材 、51…潤滑剤 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric power steering apparatus, 2 ... Steering wheel, 6 ... Steering mechanism, 16 ... Electric motor, 17 ... Deceleration mechanism, 26 ... Resin coating, 32 ... Input shaft, 33 ... Lower shaft, 34 ... Torsion bar, 35 ... Input Tube portion of shaft, 36 ... Tube portion of lower shaft, 50 ... Seal member, 51 ... Lubricant
Claims (2)
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
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JP2011149168A Withdrawn JP2013014251A (en) | 2011-07-05 | 2011-07-05 | Power steering device |
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2011
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Legal Events
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