JP2014166790A - Electric power steering device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric power steering device capable of suppressing generation of abnormal sound and abrasion powder.SOLUTION: An EPS comprises: a cylindrical sleeve 72 fitted to the outer periphery of a screw portion 71 having a screw groove 62 formed in a rack shaft 3; and a bush 73 that is provided in an inner periphery of an end housing 12 and supports slidably the outer periphery of the sleeve 72. In the sleeve 72 is formed an inner protruding portion 81 extending toward the inner periphery, and in the outer periphery of a protruding portion 74 of the rack shaft 3 is formed a recessed portion 75 into which the inner protruding portion 81 is inserted. The sleeve 72 is fitted to the outer periphery of the screw portion 71 in a relatively movable manner with the rack shaft 3 in a range in a direction of the shaft, in which the recessed portion 75 is formed. Further, in the sleeve 72 is formed an outer protruding portion 84 extending toward the outer periphery that can be engaged with an end surface 85 of the shaft of the end housing 12 in the direction of the shaft.

Description

本発明は、電動パワーステアリング装置に関する。   The present invention relates to an electric power steering apparatus.

従来、ラック軸が挿通されるとともにモータ駆動により回転する従動部材を備え、この従動部材の回転をボール螺子機構によってラック軸の軸方向移動に変換することで、操舵系にアシスト力を付与する所謂ラックアシスト型の電動パワーステアリング装置(EPS)が知られている(例えば、特許文献1,2)。こうしたEPSにおいて、ボール螺子機構は、従動部材と一体回転するボール螺子ナットを有しており、該ボール螺子ナットの内周に螺刻された螺子溝とラック軸の外周に螺刻された螺子溝とを対向させてなる螺旋状のボール軌道内に複数のボールを配設することにより形成されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, there is provided a driven member that is inserted through a rack shaft and rotated by a motor drive, and the rotation of the driven member is converted into axial movement of the rack shaft by a ball screw mechanism, thereby providing an assist force to the steering system. A rack assist type electric power steering device (EPS) is known (for example, Patent Documents 1 and 2). In such EPS, the ball screw mechanism has a ball screw nut that rotates integrally with the driven member, and a screw groove that is screwed on the inner periphery of the ball screw nut and a screw groove that is screwed on the outer periphery of the rack shaft. Are arranged by arranging a plurality of balls in a spiral ball track.

特開2013−6470号公報JP2013-6470A 特開2006−224782号公報JP 2006-224784 A

ところで、上記のようなEPSにおいて、ラック軸は、ラックハウジングの内周に設けられたブッシュによって摺動可能に支持される。通常、ブッシュは、上記特許文献1に記載のEPSのように、ラック軸の軸方向に沿って凹凸のほとんどない円筒状の部位(支持部)で該ラック軸を支持する。   By the way, in the EPS as described above, the rack shaft is slidably supported by a bush provided on the inner periphery of the rack housing. Usually, the bush supports the rack shaft at a cylindrical portion (support portion) having almost no unevenness along the axial direction of the rack shaft, as in the EPS described in Patent Document 1.

ここで、ブッシュがラック軸の支持部を支持する構成では、該支持部に少なくともラック軸のストローク範囲以上の軸方向長さ(軸長)が必要になるが、EPS(ラック軸)が搭載される車種によっては、支持部の軸長を確保することができない場合がある。この場合、上記特許文献2に記載のEPSのように、ブッシュが螺子溝の形成された螺子部でラック軸を支持することが考えられる。しかし、螺子部は軸方向に沿って凹凸のある形状となっているため、該螺子部を支持する場合には、異音や摩耗粉が発生し易いという問題があった。   Here, in the configuration in which the bush supports the rack shaft support portion, the support portion needs to have an axial length (axial length) that is at least greater than the rack shaft stroke range, but an EPS (rack shaft) is mounted. Depending on the vehicle model, the axial length of the support portion may not be ensured. In this case, it is conceivable that the bush supports the rack shaft with the screw portion in which the screw groove is formed, as in the EPS described in Patent Document 2 above. However, since the screw portion has an uneven shape along the axial direction, there is a problem that abnormal noise and wear powder are easily generated when the screw portion is supported.

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、異音や摩耗粉の発生を抑制できる電動パワーステアリング装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an electric power steering apparatus capable of suppressing the generation of abnormal noise and wear powder.

上記課題を解決する電動パワーステアリング装置は、ラックハウジング内に軸方向に往復動可能に設けられたラック軸と、モータ駆動により回転する従動部材と、前記従動部材の回転を前記ラック軸の軸方向移動に変換するボール螺子機構とを備え、前記ボール螺子機構は、前記ラック軸の外周に螺刻された螺子溝と前記従動部材と一体回転するボール螺子ナットの内周に螺刻された螺子溝とを対向させてなる螺旋状のボール軌道内に複数のボールを配設することにより形成されたものにおいて、前記ラック軸における前記螺子溝が形成された螺子部の外周に嵌合される筒状のスリーブを備え、前記スリーブには、内周側に延出された内側凸部が形成され、前記スリーブは、前記内側凸部が前記ラック軸に係合することにより該ラック軸の軸方向移動に連れ立って軸方向移動するように前記螺子部の外周に嵌合されたことを要旨とする。   An electric power steering apparatus that solves the above problems includes a rack shaft that is reciprocally movable in a rack housing in an axial direction, a driven member that rotates by driving a motor, and the rotation of the driven member in the axial direction of the rack shaft. A ball screw mechanism that converts to movement, the ball screw mechanism screwed into the outer periphery of the rack shaft and the screw groove screwed into the inner periphery of a ball screw nut that rotates integrally with the driven member. Is formed by disposing a plurality of balls in a spiral ball track that is opposed to each other, and a cylindrical shape that is fitted to the outer periphery of the screw portion in which the screw groove in the rack shaft is formed The sleeve is formed with an inner convex portion extending toward the inner peripheral side, and the sleeve is configured such that the inner convex portion engages with the rack shaft and the shaft of the rack shaft is formed. And Tsureda' countercurrent moving summarized as mated that the outer circumference of the screw portion so as to axially move.

上記構成によれば、スリーブは、内側凸部がラック軸に係合することで、該ラック軸の軸方向移動に連れ立って積極的に軸方向移動するため、ラックハウジングの内周に設けたブッシュでラック軸を直接支持する場合に比べ、ラック軸のストローク量に対するラック軸とスリーブとの間の摺動量が低減される。したがって、ラック軸が螺子部の外周部分で支持されていても、異音や摩耗粉が発生することを抑制できる。   According to the above configuration, since the sleeve is positively moved in the axial direction along with the axial movement of the rack shaft by engaging the inner convex portion with the rack shaft, the bush provided on the inner periphery of the rack housing. As compared with the case where the rack shaft is directly supported, the sliding amount between the rack shaft and the sleeve with respect to the stroke amount of the rack shaft is reduced. Therefore, even if the rack shaft is supported by the outer peripheral portion of the screw portion, it is possible to suppress the generation of abnormal noise and wear powder.

上記電動パワーステアリング装置において、前記ラック軸の外周には、前記内側凸部が挿入される凹部が形成され、前記スリーブは、前記凹部が形成された軸方向範囲内で前記ラック軸に対して相対移動可能となるように前記螺子部の外周に嵌合されることが好ましい。   In the electric power steering apparatus, a concave portion into which the inner convex portion is inserted is formed on an outer periphery of the rack shaft, and the sleeve is relative to the rack shaft within an axial range in which the concave portion is formed. It is preferable that the screw part is fitted to the outer periphery so as to be movable.

上記構成によれば、ラック軸が軸方向移動する際に、スリーブは、内側凸部が凹部の軸方向端部と係合するまではラック軸に対して相対移動し、内側凸部が凹部の軸方向端部と係合してからはラック軸と一体で軸方向移動するようになる。そのため、ラック軸におけるスリーブの軸長よりも長い軸方向範囲を該スリーブによって支持することが可能になる。これにより、例えばラック軸を安定して支持しつつ、スリーブの軸長を短くすることができる。   According to the above configuration, when the rack shaft moves in the axial direction, the sleeve moves relative to the rack shaft until the inner convex portion engages with the axial end of the concave portion, and the inner convex portion is in the concave portion. After engaging with the end portion in the axial direction, it moves axially integrally with the rack shaft. Therefore, an axial range longer than the axial length of the sleeve on the rack shaft can be supported by the sleeve. Thereby, for example, the axial length of the sleeve can be shortened while stably supporting the rack shaft.

上記電動パワーステアリング装置において、前記スリーブは、前記ラック軸に対して相対移動不能となるように前記螺子部の外周に嵌合されることが好ましい。
上記構成によれば、ラック軸とスリーブとが相対移動が防止され、ラック軸とスリーブとが互いに摺動しないため、異音や摩耗粉が発生することをより抑制できる。
In the electric power steering apparatus, it is preferable that the sleeve is fitted to an outer periphery of the screw portion so as not to be relatively movable with respect to the rack shaft.
According to the above configuration, the rack shaft and the sleeve are prevented from moving relative to each other, and the rack shaft and the sleeve do not slide relative to each other.

上記電動パワーステアリング装置において、前記ラックハウジングの内周には、前記スリーブの外周を摺動可能に支持するブッシュが設けられることが好ましい。
上記構成によれば、スリーブをラックハウジングに対して円滑に相対移動させることができる。
In the electric power steering apparatus, a bush that slidably supports the outer periphery of the sleeve is preferably provided on the inner periphery of the rack housing.
According to the above configuration, the sleeve can be smoothly moved relative to the rack housing.

上記電動パワーステアリング装置において、前記スリーブには、外周側に延出されるとともに、前記ラックハウジングにおける軸方向一端側の軸端面に係合可能な外側凸部が形成されることが好ましい。   In the above-mentioned electric power steering apparatus, it is preferable that the sleeve is formed with an outer convex portion that extends to the outer peripheral side and that can be engaged with an axial end surface on one axial end side of the rack housing.

上記構成によれば、外側凸部がラックハウジングの軸端面に係合することで、スリーブがラックハウジングの軸方向中央側へ移動することが規制されるため、スリーブがボール螺子機構に干渉することを防止できる。   According to the above configuration, since the outer convex portion is engaged with the shaft end surface of the rack housing, the sleeve is restricted from moving toward the center in the axial direction of the rack housing, so that the sleeve interferes with the ball screw mechanism. Can be prevented.

本発明によれば、異音や摩耗粉の発生を抑制できる。   According to the present invention, it is possible to suppress the generation of abnormal noise and wear powder.

一実施形態の電動パワーステアリング装置の概略構成を示す一部断面図。1 is a partial cross-sectional view illustrating a schematic configuration of an electric power steering apparatus according to an embodiment. 一実施形態の操舵力補助装置及びエンドハウジング近傍の拡大断面図。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view in the vicinity of the steering force assisting device and the end housing according to the embodiment. (a)〜(d)は一実施形態の電動パワーステアリング装置の動作説明図。(A)-(d) is operation | movement explanatory drawing of the electric power steering apparatus of one Embodiment. 別例のエンドハウジングにおける軸方向一端部近傍の拡大断面図。The expanded sectional view of the axial direction one end part vicinity in the end housing of another example. 別例のエンドハウジングにおける軸方向一端部近傍の拡大断面図。The expanded sectional view of the axial direction one end part vicinity in the end housing of another example.

以下、電動パワーステアリング装置(EPS)の一実施形態を図面に従って説明する。
図1に示すように、EPS1は、ステアリング操作により回転するピニオン軸2と、ピニオン軸2の回転に応じて軸方向に往復動することにより転舵輪(図示略)の舵角を変更するラック軸3とを備えている。また、EPS1は、ラック軸3が往復動可能に挿通される円筒状のラックハウジング5を備えている。
Hereinafter, an embodiment of an electric power steering apparatus (EPS) will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the EPS 1 includes a pinion shaft 2 that rotates by a steering operation, and a rack shaft that reciprocates in the axial direction according to the rotation of the pinion shaft 2 to change the steering angle of a steered wheel (not shown). 3 is provided. The EPS 1 includes a cylindrical rack housing 5 into which the rack shaft 3 is inserted so as to be able to reciprocate.

ラックハウジング5は、円筒状に形成された本体ハウジング11と、円筒状に形成されるとともに本体ハウジング11の軸方向一端側(図1中、左側)に固定されたエンドハウジング12とを備えている。本体ハウジング11におけるエンドハウジング12と反対側(図1中、右側)の端部には、ピニオン軸2が収容されるピニオン収容部13が形成されており、ピニオン収容部13内には、ピニオン軸2がラック軸3と斜交する状態で回転可能に支持されている。そして、ラック軸3は、本体ハウジング11に設けられたラックガイド14によって付勢されることによりピニオン軸2に噛合されている。なお、ピニオン軸2には、ステアリングシャフトが連結されており、その先端にはステアリングホイール(ともに図示略)が固定されている。   The rack housing 5 includes a main body housing 11 formed in a cylindrical shape, and an end housing 12 formed in a cylindrical shape and fixed to one axial end side (left side in FIG. 1) of the main body housing 11. . A pinion housing portion 13 in which the pinion shaft 2 is housed is formed at the end of the main body housing 11 opposite to the end housing 12 (right side in FIG. 1). The pinion housing portion 13 has a pinion shaft. 2 is supported so as to be rotatable in a state of crossing the rack shaft 3. The rack shaft 3 is engaged with the pinion shaft 2 by being biased by a rack guide 14 provided in the main body housing 11. The pinion shaft 2 is connected to a steering shaft, and a steering wheel (both not shown) is fixed to the tip thereof.

ラック軸3の両端には、ラックエンド15を介してタイロッド(図示略)がそれぞれ回動自在に連結されており、タイロッドの先端は、転舵輪が組付けられたナックル(ともに図示略)に連結されている。本実施形態のラックエンド15は、周知のボールジョイントとして構成されており、タイロッドに連結されるとともに一端にボール部16aが設けられたボールスタッド16と、ボール部16aを回動自在に収容する有底筒状のソケット17とを備えている。なお、説明の便宜上、軸方向一端側に設けられたラックエンド15のみを図示している。したがって、EPS1では、ステアリング操作に伴ってピニオン軸2が回転し、その回転がラック軸3の軸方向移動に変換されることにより、転舵輪の舵角、すなわち車両の進行方向が変更される。   A tie rod (not shown) is rotatably connected to both ends of the rack shaft 3 via a rack end 15, and the tip of the tie rod is connected to a knuckle (both not shown) to which steered wheels are assembled. Has been. The rack end 15 of the present embodiment is configured as a well-known ball joint, and is connected to a tie rod and has a ball stud 16 provided with a ball portion 16a at one end, and a ball stud 16a that rotatably accommodates the ball portion 16a. A bottom cylindrical socket 17 is provided. For convenience of explanation, only the rack end 15 provided on one end side in the axial direction is illustrated. Therefore, in EPS1, the pinion shaft 2 rotates in accordance with the steering operation, and the rotation is converted into the axial movement of the rack shaft 3, thereby changing the steering angle of the steered wheels, that is, the traveling direction of the vehicle.

また、EPS1は、操舵系にアシスト力を付与する操舵力補助装置(EPSアクチュエータ)21を備えている。この操舵力補助装置21は、駆動源となるモータ22の回転を伝達機構23を介してボール螺子機構24に伝達し、ボール螺子機構24においてラック軸3の往復動に変換することで操舵系にアシスト力を付与する。なお、本実施形態のEPS1は、モータ22の軸線がラック軸3と平行となるように配置された所謂ラックパラレル型のEPSとして構成されている。   The EPS 1 also includes a steering force assist device (EPS actuator) 21 that applies assist force to the steering system. The steering force assisting device 21 transmits the rotation of the motor 22 serving as a drive source to the ball screw mechanism 24 via the transmission mechanism 23 and converts the rotation to the reciprocating motion of the rack shaft 3 in the ball screw mechanism 24. Give assist power. The EPS 1 of the present embodiment is configured as a so-called rack parallel type EPS in which the axis of the motor 22 is arranged so as to be parallel to the rack shaft 3.

詳述すると、図2に示すように、本体ハウジング11のエンドハウジング12側(図2中、左側)の端部には、その手前側(反エンドハウジング12側)の部分よりも拡径された筒状の本体ハウジング側収容部31が形成されている。本体ハウジング側収容部31には、その周壁の一部を径方向に膨出させた形状の本体ハウジング側膨出部32が形成されている。一方、エンドハウジング12の本体ハウジング11側(図2中、右側)の端部には、本体ハウジング側収容部31に嵌合する筒状のエンドハウジング側収容部33、及び本体ハウジング側膨出部32を覆う板状のエンドハウジング側膨出部34が形成されている。また、エンドハウジング12には、本体ハウジング11と反対側に延出された円筒状の筒状部35がエンドハウジング側収容部33と同軸上に形成されている。   More specifically, as shown in FIG. 2, the end of the main body housing 11 on the end housing 12 side (left side in FIG. 2) has a diameter larger than that of the front side (counter end housing 12 side). A cylindrical main body housing side accommodating portion 31 is formed. The main body housing side accommodating portion 31 is formed with a main body housing side bulging portion 32 having a shape in which a part of the peripheral wall is bulged in the radial direction. On the other hand, at the end of the end housing 12 on the main body housing 11 side (right side in FIG. 2), a cylindrical end housing side accommodating portion 33 that fits into the main body housing side accommodating portion 31, and a main body housing side bulging portion A plate-like end housing side bulging portion 34 covering 32 is formed. The end housing 12 is formed with a cylindrical cylindrical portion 35 extending on the opposite side to the main body housing 11 so as to be coaxial with the end housing side accommodating portion 33.

モータ22は、そのモータ軸22aがラック軸3と平行になるように本体ハウジング側膨出部32に固定されている。伝達機構23は、本体ハウジング側膨出部32内に収容されるとともにモータ軸22aと一体回転可能に連結された駆動プーリ41と、本体ハウジング側収容部31内に収容されるとともにラック軸3の外周に配置される従動プーリ42と、これら駆動プーリ41及び従動プーリ42に巻き掛けられる伝達ベルト43とを備えている。ボール螺子機構24は、従動プーリ42と一体回転可能に設けられたボール螺子ナット45を有しており、このボール螺子ナット45をラック軸3に対して複数のボール46を介して螺合させることにより形成されている。   The motor 22 is fixed to the body housing side bulging portion 32 so that the motor shaft 22 a is parallel to the rack shaft 3. The transmission mechanism 23 is housed in the body housing side bulging portion 32 and is connected to the motor shaft 22a so as to be integrally rotatable, and is housed in the body housing side housing portion 31 and the rack shaft 3. A driven pulley 42 arranged on the outer periphery and a drive belt 41 and a transmission belt 43 wound around the driven pulley 42 are provided. The ball screw mechanism 24 has a ball screw nut 45 provided so as to rotate integrally with the driven pulley 42, and the ball screw nut 45 is screwed to the rack shaft 3 via a plurality of balls 46. It is formed by.

さらに詳述すると、従動プーリ42は、円筒状に形成されており、伝達ベルト43が巻き掛けられる巻掛部51、及び巻掛部51からエンドハウジング12側に延出された延出部52を有している。また、従動プーリ42の本体ハウジング11側の端部には、その内径がエンドハウジング12側の部分よりも大きくされた拡径部53が形成されている。   More specifically, the driven pulley 42 is formed in a cylindrical shape, and includes a winding portion 51 around which the transmission belt 43 is wound, and an extending portion 52 that extends from the winding portion 51 toward the end housing 12. Have. Further, an enlarged diameter portion 53 having an inner diameter larger than that of the end housing 12 side is formed at the end of the driven pulley 42 on the main body housing 11 side.

ボール螺子ナット45は、円筒状に形成されており、その本体ハウジング11側の端部には、径方向外側に延出された円環状のフランジ部54が形成されている。なお、フランジ部54の外径は、拡径部53の内径と略等しく設定されている。一方、ボール螺子ナット45のエンドハウジング12側の端部には、雄ネジ部55が形成されている。   The ball screw nut 45 is formed in a cylindrical shape, and an annular flange portion 54 extending outward in the radial direction is formed at an end portion on the main body housing 11 side. The outer diameter of the flange portion 54 is set substantially equal to the inner diameter of the enlarged diameter portion 53. On the other hand, a male screw portion 55 is formed at the end of the ball screw nut 45 on the end housing 12 side.

ボール螺子ナット45の外周には、フランジ部54が拡径部53内に挿入されるように従動プーリ42が嵌合されるとともに、延出部52に隣接するように転がり軸受56が嵌合されている。そして、雄ネジ部55にロックナット57が螺着され、従動プーリ42及び転がり軸受56が該ロックナット57とフランジ部54との間に挟み込まれることで、従動プーリ42及び転がり軸受56の内輪がボール螺子ナット45と一体回転可能に固定されている。つまり、本実施形態では、ボール螺子ナット45が従動部材に相当する。なお、転がり軸受56の両側には、それぞれ転がり軸受56と反対側に開口した断面コ字状の保持器58がその外輪に隣接して配置されるとともに、保持器58内にはゴム等の弾性部材59が本体ハウジング11及びエンドハウジング12の間でそれぞれ圧縮された状態で配置されている。   A driven pulley 42 is fitted to the outer periphery of the ball screw nut 45 so that the flange portion 54 is inserted into the enlarged diameter portion 53, and a rolling bearing 56 is fitted so as to be adjacent to the extended portion 52. ing. Then, the lock nut 57 is screwed onto the male thread portion 55, and the driven pulley 42 and the rolling bearing 56 are sandwiched between the lock nut 57 and the flange portion 54, so that the inner rings of the driven pulley 42 and the rolling bearing 56 are made. The ball screw nut 45 is fixed so as to be integrally rotatable. That is, in this embodiment, the ball screw nut 45 corresponds to a driven member. In addition, on both sides of the rolling bearing 56, a cage 58 having a U-shaped cross section that is opened on the opposite side of the rolling bearing 56 is disposed adjacent to the outer ring, and an elastic material such as rubber is provided in the cage 58. The members 59 are disposed in a compressed state between the main body housing 11 and the end housing 12.

また、ボール螺子ナット45の内周には、螺子溝61が螺刻されるとともに、ラック軸3の外周には、螺子溝61に対応する螺子溝62が螺刻されており、螺子溝61,62によって螺旋状のボール軌道R1が形成されている。ボール軌道R1内には、各ボール46がボール螺子ナット45の螺子溝61とラック軸3の螺子溝62とに挟まれた状態で配設されている。つまり、ボール螺子ナット45は、ラック軸3の外周に各ボール46を介して螺合されている。これにより、各ボール46は、ラック軸3とボール螺子ナット45(従動プーリ42)との間の相対回転に伴い、その負荷(摩擦力)を受けつつボール軌道R1内を転動する。そして、各ボール46の転動によってラック軸3とボール螺子ナット45との軸方向の相対位置が変位することにより、モータ22のトルクがアシスト力として操舵系に付与される。なお、ボール軌道R1内を転動するボール46は、ボール螺子ナット45に設けられた該ボール軌道R1の二点間を短絡する循環路R2を通過することで無限循環するようになっている。   Further, a screw groove 61 is screwed on the inner periphery of the ball screw nut 45, and a screw groove 62 corresponding to the screw groove 61 is screwed on the outer periphery of the rack shaft 3, and the screw grooves 61, A spiral ball trajectory R1 is formed by 62. In the ball raceway R1, each ball 46 is disposed between the screw groove 61 of the ball screw nut 45 and the screw groove 62 of the rack shaft 3. That is, the ball screw nut 45 is screwed to the outer periphery of the rack shaft 3 via each ball 46. Thereby, each ball 46 rolls in the ball track R1 while receiving the load (frictional force) in accordance with the relative rotation between the rack shaft 3 and the ball screw nut 45 (driven pulley 42). The relative position in the axial direction between the rack shaft 3 and the ball screw nut 45 is displaced by the rolling of each ball 46, whereby the torque of the motor 22 is applied to the steering system as an assist force. The ball 46 rolling in the ball raceway R1 is configured to endlessly circulate by passing through a circulation path R2 that short-circuits the two points of the ball raceway R1 provided in the ball screw nut 45.

次に、ラック軸のエンドハウジング内での支持構造について説明する。
EPS1は、ラック軸3における螺子溝62が形成された螺子部71の外周に嵌合されるスリーブ72を備えている。また、EPS1は、エンドハウジング12の筒状部35の内周に設けられ、スリーブ72の外周を摺動可能に支持するブッシュ(滑り軸受)73を備えている。そして、ラック軸3は、エンドハウジング12(ラックハウジング5)内において、スリーブ72及びブッシュ73を介して往復動可能に支持されている。
Next, a support structure in the end housing of the rack shaft will be described.
The EPS 1 includes a sleeve 72 that is fitted to the outer periphery of a screw portion 71 in which a screw groove 62 in the rack shaft 3 is formed. The EPS 1 includes a bush (sliding bearing) 73 that is provided on the inner periphery of the cylindrical portion 35 of the end housing 12 and supports the outer periphery of the sleeve 72 so as to be slidable. The rack shaft 3 is supported in the end housing 12 (rack housing 5) through a sleeve 72 and a bush 73 so as to reciprocate.

詳述すると、螺子溝62は、ラック軸3の軸方向中央部分から軸方向一端部(図2中、左端部)近傍までの軸方向範囲に亘って形成されている。そして、ラック軸3の軸方向一端部には、螺子部71から軸方向一端側に突出した突出部74が形成されている。本実施形態の突出部74は、円筒状に形成されており、突出部74には、上記ラックエンド15のソケット17が螺着されている。突出部74の外径は、螺子部71における最大の外径よりも小さく設定されるとともに、突出部74の軸方向長さ(軸長)は、螺子部71の軸長よりも十分に短く設定されている。また、ソケット17の外径は、螺子部71における最大の外径よりも大きく設定されている。これにより、ラック軸3の突出部74における外周には、その周方向に延びる環状の凹部75が形成されている。   Specifically, the screw groove 62 is formed over an axial range from the axial center portion of the rack shaft 3 to the vicinity of one axial end portion (left end portion in FIG. 2). A protruding portion 74 that protrudes from the screw portion 71 toward the one end side in the axial direction is formed at one end portion in the axial direction of the rack shaft 3. The protrusion 74 of this embodiment is formed in a cylindrical shape, and the socket 17 of the rack end 15 is screwed to the protrusion 74. The outer diameter of the protruding portion 74 is set smaller than the maximum outer diameter of the screw portion 71, and the axial length (axial length) of the protruding portion 74 is set sufficiently shorter than the axial length of the screw portion 71. Has been. The outer diameter of the socket 17 is set larger than the maximum outer diameter of the screw portion 71. Thus, an annular recess 75 extending in the circumferential direction is formed on the outer periphery of the protrusion 74 of the rack shaft 3.

スリーブ72は、円筒状に形成されており、スリーブ72の外径は、エンドハウジング12の筒状部35の内径よりも僅かに小さく設定されている。そして、スリーブ72は、所定の締め代を有して螺子部71の外周に嵌合されている。ブッシュ73は、円環状に形成されており、エンドハウジング12の筒状部35の内周における軸方向一端部寄りの位置に固定されている。そして、ブッシュ73は、所定の締め代を有してスリーブ72を摺動可能に支持している。なお、螺子部71とスリーブ72との間の締め代は小さい方が好ましく、本実施形態では、スリーブ72とブッシュ73との間の締め代よりも小さく設定されている。   The sleeve 72 is formed in a cylindrical shape, and the outer diameter of the sleeve 72 is set slightly smaller than the inner diameter of the cylindrical portion 35 of the end housing 12. The sleeve 72 is fitted to the outer periphery of the screw portion 71 with a predetermined tightening allowance. The bush 73 is formed in an annular shape, and is fixed at a position near one end in the axial direction on the inner periphery of the cylindrical portion 35 of the end housing 12. The bush 73 has a predetermined tightening margin and supports the sleeve 72 so as to be slidable. In addition, it is preferable that the tightening allowance between the screw portion 71 and the sleeve 72 is small. In this embodiment, the tightening allowance is set smaller than the tightening allowance between the sleeve 72 and the bush 73.

スリーブ72の軸方向一端部には、内周側に延出された円環状の内側凸部81が形成されている。内側凸部81のラック軸3の軸方向に沿った長さ(厚み)は、凹部75のラック軸3の軸方向に沿った長さよりも十分に短く設定されている。そして、内側凸部81は、凹部75内に挿入されるように螺子部71の外周に嵌合されている。これにより、スリーブ72は、ラック軸3における螺子部71と突出部74との間の段差面82とソケット17の外底面83との間、すなわち凹部75が形成された軸方向範囲内でラック軸3に対して相対移動可能になるとともに、内側凸部81が段差面82又は外底面83と軸方向に係合することで、ラック軸3と一体で軸方向移動する。   At one end in the axial direction of the sleeve 72, an annular inner convex portion 81 extending toward the inner peripheral side is formed. The length (thickness) along the axial direction of the rack shaft 3 of the inner convex portion 81 is set sufficiently shorter than the length of the concave portion 75 along the axial direction of the rack shaft 3. The inner convex portion 81 is fitted to the outer periphery of the screw portion 71 so as to be inserted into the concave portion 75. Thereby, the sleeve 72 is arranged between the step surface 82 between the screw portion 71 and the projecting portion 74 of the rack shaft 3 and the outer bottom surface 83 of the socket 17, that is, within the axial range in which the recess 75 is formed. 3, and the inner convex portion 81 engages with the stepped surface 82 or the outer bottom surface 83 in the axial direction, so that it moves integrally with the rack shaft 3 in the axial direction.

また、スリーブ72の軸方向一端部には、外周側に延出された円環状の外側凸部84が形成されている。外側凸部84の外径は、エンドハウジング12の筒状部35の内径よりも大きく設定されている。これにより、外側凸部84は、エンドハウジング12の軸方向一端側の軸端面85に対して軸方向に係合可能となっている。なお、本実施形態の軸端面85には、外側凸部84全体が収容可能な円環状の収容溝86が形成されている。また、スリーブ72の軸長は、外側凸部84が収容溝86に係合した状態で、スリーブ72の軸方向他端部(図2中、右端部)がエンドハウジング側収容部33内に突出しない長さに設定されている。   Further, an annular outer convex portion 84 extending to the outer peripheral side is formed at one axial end portion of the sleeve 72. The outer diameter of the outer convex portion 84 is set larger than the inner diameter of the cylindrical portion 35 of the end housing 12. Accordingly, the outer convex portion 84 can be engaged in the axial direction with respect to the shaft end surface 85 on one end side in the axial direction of the end housing 12. Note that an annular housing groove 86 that can accommodate the entire outer convex portion 84 is formed in the shaft end surface 85 of the present embodiment. Further, the axial length of the sleeve 72 is such that the other end portion in the axial direction of the sleeve 72 (the right end portion in FIG. 2) projects into the end housing side accommodating portion 33 in a state where the outer convex portion 84 is engaged with the accommodating groove 86. The length is not set.

次に、本実施形態の作用について説明する。
上記のように螺子部71の外周に嵌合されたスリーブ72は、ラック軸3の軸方向移動に連れ立って軸方向移動する。具体的には、例えば図3(a)に示すように、内側凸部81が凹部75の軸方向一端部である外底面83に係合した状態から、ラック軸3がエンドハウジング12から飛び出すように軸方向一端側(図3中、左側)に移動すると、図3(b)に示すように、スリーブ72は、内側凸部81が凹部75の軸方向他端部である段差面82に係合するまではラック軸3に対して相対移動する。そして、スリーブ72は、内側凸部81と段差面82とが係合した後は、ラック軸3と一体で軸方向一端側に移動する(図3(c)参照)。
Next, the operation of this embodiment will be described.
The sleeve 72 fitted to the outer periphery of the screw portion 71 as described above moves in the axial direction along with the axial movement of the rack shaft 3. Specifically, for example, as shown in FIG. 3A, the rack shaft 3 protrudes from the end housing 12 from a state in which the inner convex portion 81 is engaged with the outer bottom surface 83 that is one axial end portion of the concave portion 75. When the sleeve 72 moves to one end side in the axial direction (left side in FIG. 3), as shown in FIG. 3B, the sleeve 72 is engaged with the stepped surface 82 in which the inner convex portion 81 is the other axial end portion of the concave portion 75. It moves relative to the rack shaft 3 until it matches. Then, after the inner convex portion 81 and the stepped surface 82 are engaged, the sleeve 72 moves integrally with the rack shaft 3 to one end side in the axial direction (see FIG. 3C).

一方、例えば図3(c)に示すように、内側凸部81が段差面82と係合した状態からラック軸3がエンドハウジング12内に引っ込むように軸方向他端側(図3中、右側)に移動すると、図3(d)に示すように、スリーブ72は、内側凸部81が外底面83に係合するまではラック軸3に対して相対移動する。そして、スリーブ72は、内側凸部81と外底面83とが係合した後は、ラック軸3と一体で軸方向他端側に移動する(図3(a)参照)。   On the other hand, for example, as shown in FIG. 3C, the other end side in the axial direction (the right side in FIG. 3) so that the rack shaft 3 is retracted into the end housing 12 from the state in which the inner convex portion 81 is engaged with the stepped surface 82. ), The sleeve 72 moves relative to the rack shaft 3 until the inner convex portion 81 engages with the outer bottom surface 83, as shown in FIG. Then, after the inner projection 81 and the outer bottom surface 83 are engaged, the sleeve 72 moves integrally with the rack shaft 3 to the other end in the axial direction (see FIG. 3A).

また、図3(a)に示すように、ソケット17の外底面83がエンドハウジング12の軸端面85に当接した状態では、スリーブ72の外側凸部84が該軸端面85の収容溝86と係合することで、スリーブ72がエンドハウジング12の軸方向中央側(本体ハウジング11側)へ移動することが規制される。そのため、例えばソケット17がエンドハウジング12の軸端面85に衝突する所謂エンド当てが発生し、ラック軸3の軸方向移動が急に停止することで、スリーブ72に本体ハウジング11側の慣性力が作用しても、スリーブ72が本体ハウジング11側へ移動することがより確実に規制され、スリーブ72とボール螺子機構24との干渉が防止される。   3A, when the outer bottom surface 83 of the socket 17 is in contact with the shaft end surface 85 of the end housing 12, the outer convex portion 84 of the sleeve 72 is connected to the receiving groove 86 of the shaft end surface 85. By engaging, the sleeve 72 is restricted from moving toward the axially central side (the main body housing 11 side) of the end housing 12. For this reason, for example, a so-called end contact occurs where the socket 17 collides with the shaft end surface 85 of the end housing 12, and the axial movement of the rack shaft 3 suddenly stops, so that the inertia force on the main body housing 11 side acts on the sleeve 72. Even so, the sleeve 72 is more reliably restricted from moving toward the main body housing 11, and interference between the sleeve 72 and the ball screw mechanism 24 is prevented.

次に、本実施形態の効果について記載する。
(1)スリーブ72を、その内側凸部81がラック軸3に対して軸方向に係合することで、該ラック軸3の軸方向移動に連れ立って積極的に軸方向移動するようにしたため、例えばエンドハウジング12の内周に設けたブッシュでラック軸3を直接支持する場合に比べ、ラック軸3のストローク量に対するラック軸3とスリーブ72との間の摺動量を低減できる。これにより、ラック軸3が螺子部71の外周部分で支持されていても、異音や摩耗粉が発生することを抑制できる。
Next, the effect of this embodiment will be described.
(1) Since the inner convex portion 81 of the sleeve 72 is engaged with the rack shaft 3 in the axial direction, the sleeve 72 is positively moved in the axial direction along with the axial movement of the rack shaft 3. For example, the sliding amount between the rack shaft 3 and the sleeve 72 with respect to the stroke amount of the rack shaft 3 can be reduced as compared with the case where the rack shaft 3 is directly supported by the bush provided on the inner periphery of the end housing 12. Thereby, even if the rack shaft 3 is supported by the outer peripheral portion of the screw portion 71, it is possible to suppress the generation of abnormal noise and wear powder.

(2)スリーブ72を、突出部74の外周に設けられた凹部75の軸方向範囲内でラック軸3に対して相対移動可能に螺子部71の外周に嵌合したため、ラック軸3(螺子部71)におけるスリーブ72の軸長よりも長い軸方向範囲を該スリーブ72によって支持することが可能になる。これにより、例えばスリーブ72によってラック軸3を安定して支持しつつ、スリーブ72の軸長を短くすることができる。   (2) Since the sleeve 72 is fitted to the outer periphery of the screw portion 71 so as to be movable relative to the rack shaft 3 within the axial range of the concave portion 75 provided on the outer periphery of the protruding portion 74, the rack shaft 3 (the screw portion It is possible to support the axial range longer than the axial length of the sleeve 72 in 71) by the sleeve 72. Thereby, for example, the shaft length of the sleeve 72 can be shortened while the rack shaft 3 is stably supported by the sleeve 72.

(3)エンドハウジング12の筒状部35の内周に、スリーブ72の外周を摺動可能に支持するブッシュ73を設けたため、スリーブ72をエンドハウジング12に対して円滑に相対移動させることができる。   (3) Since the bush 73 that slidably supports the outer periphery of the sleeve 72 is provided on the inner periphery of the cylindrical portion 35 of the end housing 12, the sleeve 72 can be smoothly moved relative to the end housing 12. .

(4)スリーブ72に、外周側に延出された外側凸部84を形成したため、外側凸部84がエンドハウジング12の軸端面85に対して軸方向に係合することで、スリーブ72が本体ハウジング11側へ移動することが規制される。これにより、例えばエンド当て時においても、スリーブ72がボール螺子機構24に干渉することを防止できる。   (4) Since the outer convex portion 84 extending to the outer peripheral side is formed on the sleeve 72, the outer convex portion 84 is engaged with the shaft end surface 85 of the end housing 12 in the axial direction, so that the sleeve 72 is the main body. Movement to the housing 11 side is restricted. Thereby, it is possible to prevent the sleeve 72 from interfering with the ball screw mechanism 24 even at the time of end contact, for example.

なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の態様にて実施することもできる。
・上記実施形態では、スリーブ72を凹部75が形成された軸方向範囲内でラック軸3に対して相対移動可能となるように螺子部71の外周に嵌合したが、これに限らず、スリーブ72をラック軸3に対して相対移動不能となるように螺子部71の外周に嵌合してもよい。図4に示す例では、突出部74の軸長は、内側凸部81の厚みと略同一に設定されており、内側凸部81が常に段差面82及びソケット17の外底面83に係合することで、スリーブ72のラック軸3に対する相対移動が規制されている。この構成では、上記実施形態(1),(3),(4)の効果に加え、ラック軸3とスリーブ72との相対移動が防止され、ラック軸3とスリーブ72とが互いに摺動しないため、異音や摩耗粉が発生することをより抑制できるといった効果を奏する。
In addition, the said embodiment can also be implemented in the following aspects which changed this suitably.
In the above embodiment, the sleeve 72 is fitted to the outer periphery of the screw portion 71 so as to be relatively movable with respect to the rack shaft 3 within the axial range in which the recess 75 is formed. 72 may be fitted to the outer periphery of the screw portion 71 so as not to move relative to the rack shaft 3. In the example shown in FIG. 4, the axial length of the protruding portion 74 is set to be substantially the same as the thickness of the inner convex portion 81, and the inner convex portion 81 always engages with the step surface 82 and the outer bottom surface 83 of the socket 17. As a result, the relative movement of the sleeve 72 with respect to the rack shaft 3 is restricted. In this configuration, in addition to the effects of the above-described embodiments (1), (3), and (4), relative movement between the rack shaft 3 and the sleeve 72 is prevented, and the rack shaft 3 and the sleeve 72 do not slide relative to each other. There is an effect that the generation of abnormal noise and wear powder can be further suppressed.

・上記実施形態では、突出部74を螺子部71の外径よりも小さな外径を有する円筒状とすることで、突出部74の外周に円環状の凹部75を形成したが、これに限らず、例えば螺子部71の外径と略等しい外径を有する円筒状とするとともにその一部を切り欠くことで、その切欠きに対応した形状の凹部75を形成してもよい。また、突出部74を、例えば四角筒状等の円筒状以外の形状としてもよい。要は、ラック軸3の外周にスリーブ72の内側凸部81が挿入される凹部75を形成できれば、突出部74の形状は適宜変更可能である。   In the above embodiment, the annular recess 75 is formed on the outer periphery of the projection 74 by forming the projection 74 in a cylindrical shape having an outer diameter smaller than the outer diameter of the screw portion 71. However, the present invention is not limited to this. For example, the concave portion 75 having a shape corresponding to the notch may be formed by forming a cylindrical shape having an outer diameter substantially equal to the outer diameter of the screw portion 71 and cutting a part thereof. Further, the protrusion 74 may have a shape other than a cylindrical shape such as a square cylindrical shape. In short, the shape of the projecting portion 74 can be appropriately changed as long as the concave portion 75 into which the inner convex portion 81 of the sleeve 72 is inserted can be formed on the outer periphery of the rack shaft 3.

・上記実施形態において、例えば図5に示すように、内側凸部81が形成された軸方向位置と外側凸部84が形成された軸方向位置とがずれていてもよい。また、スリーブ72に外側凸部84を形成しなくてもよい。さらに、軸端面85に収容溝86を形成しなくてもよい。   In the above embodiment, for example, as shown in FIG. 5, the axial position where the inner convex portion 81 is formed and the axial position where the outer convex portion 84 is formed may be shifted. Further, the outer protrusion 84 may not be formed on the sleeve 72. Further, the housing groove 86 may not be formed on the shaft end surface 85.

・上記実施形態では、エンドハウジング12の内周に設けたブッシュ73によりスリーブ72を摺動可能に支持したが、ブッシュ73を設けず、スリーブ72がエンドハウジング12の内周に対して摺動する構成としてもよい。なお、この場合には、スリーブ72を自己潤滑性を有する樹脂材料等により構成することが好ましい。   In the above embodiment, the sleeve 72 is slidably supported by the bush 73 provided on the inner periphery of the end housing 12, but the sleeve 72 is slid relative to the inner periphery of the end housing 12 without providing the bush 73. It is good also as a structure. In this case, it is preferable that the sleeve 72 is made of a self-lubricating resin material or the like.

・上記実施形態では、内側凸部81を円環状に形成したが、これに限らず、例えば内周側に突出する突起状として複数形成してもよい。要は、内側凸部81は、ラック軸3に対して軸方向に係合することが可能な形状であれば、適宜変更可能である。同様に、外側凸部84は、エンドハウジング12の軸端面85に対して軸方向に係合することが可能な形状であれば、適宜変更可能である。   -In above-mentioned embodiment, although the inner side convex part 81 was formed in the annular | circular shape, you may form in multiple numbers as not only this but the protrusion shape which protrudes to an inner peripheral side, for example. In short, the inner convex portion 81 can be appropriately changed as long as the inner convex portion 81 can be engaged with the rack shaft 3 in the axial direction. Similarly, the outer convex portion 84 can be appropriately changed as long as the outer convex portion 84 can be engaged with the shaft end surface 85 of the end housing 12 in the axial direction.

・上記実施形態では、伝達機構23を一対のプーリ41,42及び伝達ベルト43により構成したが、これに限らず、例えば複数の歯車により構成してもよい。また、EPS1を、例えばモータをラック軸3と同軸上に配置したラック同軸型等、他の型のEPSとしてもよい。   -In above-mentioned embodiment, although the transmission mechanism 23 was comprised with a pair of pulley 41,42 and the transmission belt 43, it may comprise not only this but a several gearwheel, for example. The EPS 1 may be another type of EPS such as a rack coaxial type in which a motor is arranged coaxially with the rack shaft 3.

1…電動パワーステアリング装置(EPS)、3…ラック軸、5…ラックハウジング、11…本体ハウジング、12…エンドハウジング、15…ラックエンド、16…ボールスタッド、17…ソケット、21…操舵力補助装置、22…モータ、23…伝達機構、24…ボール螺子機構、35…筒状部、45…ボール螺子ナット、46…ボール、61,62…螺子溝、71…螺子部、72…スリーブ、73…ブッシュ、74…突出部、75…凹部、81…内側凸部、82…段差面、83…外底面、84…外側凸部、85…軸端面、R1…ボール軌道、R2…循環路。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric power steering device (EPS), 3 ... Rack shaft, 5 ... Rack housing, 11 ... Main body housing, 12 ... End housing, 15 ... Rack end, 16 ... Ball stud, 17 ... Socket, 21 ... Steering force auxiliary device , 22 ... motor, 23 ... transmission mechanism, 24 ... ball screw mechanism, 35 ... cylindrical portion, 45 ... ball screw nut, 46 ... ball, 61, 62 ... screw groove, 71 ... screw portion, 72 ... sleeve, 73 ... Bush, 74 ... projecting portion, 75 ... concave portion, 81 ... inner convex portion, 82 ... stepped surface, 83 ... outer bottom surface, 84 ... outer convex portion, 85 ... shaft end surface, R1 ... ball raceway, R2 ... circulation path.

Claims (5)

ラックハウジング内に軸方向に往復動可能に設けられたラック軸と、モータ駆動により回転する従動部材と、前記従動部材の回転を前記ラック軸の軸方向移動に変換するボール螺子機構とを備え、
前記ボール螺子機構は、前記ラック軸の外周に螺刻された螺子溝と前記従動部材と一体回転するボール螺子ナットの内周に螺刻された螺子溝とを対向させてなる螺旋状のボール軌道内に複数のボールを配設することにより形成された電動パワーステアリング装置において、
前記ラック軸における前記螺子溝が形成された螺子部の外周に嵌合される筒状のスリーブを備え、
前記スリーブには、内周側に延出された内側凸部が形成され、
前記スリーブは、前記内側凸部が前記ラック軸に係合することにより該ラック軸の軸方向移動に連れ立って軸方向移動するように前記螺子部の外周に嵌合されたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
A rack shaft provided in the rack housing so as to be capable of reciprocating in the axial direction, a driven member that rotates by driving a motor, and a ball screw mechanism that converts rotation of the driven member into axial movement of the rack shaft,
The ball screw mechanism is a spiral ball track formed by opposing a screw groove threaded on the outer periphery of the rack shaft and a screw groove threaded on the inner periphery of a ball screw nut that rotates together with the driven member. In the electric power steering device formed by disposing a plurality of balls inside,
A cylindrical sleeve fitted to the outer periphery of the screw portion in which the screw groove in the rack shaft is formed;
The sleeve is formed with an inner convex portion extending to the inner peripheral side,
The motor is characterized in that the sleeve is fitted to the outer periphery of the screw portion so that the inner convex portion engages with the rack shaft and moves in the axial direction along with the axial movement of the rack shaft. Power steering device.
請求項1に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記ラック軸の外周には、前記内側凸部が挿入される凹部が形成され、
前記スリーブは、前記凹部が形成された軸方向範囲内で前記ラック軸に対して相対移動可能となるように前記螺子部の外周に嵌合されたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein
On the outer periphery of the rack shaft, a concave portion into which the inner convex portion is inserted is formed,
The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the sleeve is fitted to an outer periphery of the screw portion so as to be movable relative to the rack shaft within an axial range in which the concave portion is formed.
請求項1に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記スリーブは、前記ラック軸に対して相対移動不能となるように前記螺子部の外周に嵌合されたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein
The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the sleeve is fitted on an outer periphery of the screw portion so as not to be relatively movable with respect to the rack shaft.
請求項1〜3のいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記ラックハウジングの内周には、前記スリーブの外周を摺動可能に支持するブッシュが設けられたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
In the electric power steering device according to any one of claims 1 to 3,
The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein a bush that slidably supports the outer periphery of the sleeve is provided on an inner periphery of the rack housing.
請求項1〜4のいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記スリーブには、外周側に延出されるとともに、前記ラックハウジングにおける軸方向一端側の軸端面に係合可能な外側凸部が形成されたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
In the electric power steering apparatus according to any one of claims 1 to 4,
The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the sleeve is formed with an outer convex portion that extends to the outer peripheral side and that can be engaged with a shaft end surface on one end side in the axial direction of the rack housing.
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