JP2016097741A - Steering device - Google Patents

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崇 冨川
Takashi Tomikawa
崇 冨川
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a steering device capable of suppressing looseness of a fastening body.SOLUTION: A flange section 41a is formed over the peripheral direction whole area on an outer peripheral surface at one end of a ball screw nut 41. A groove section 41b is formed over the peripheral direction whole area on a peripheral surface of the flange section 41a. A driven pulley 52 is fitted to the outer peripheral surface of the ball screw nut 41 so as to cover the ball screw nut 41 corresponding to the shape of the flange section 41a of the ball screw nut 41. The driven pulley 52 includes a step section 52a corresponding to the flange section 41a, and an abutting surface 41c of the flange section 41a abuts on the step section 52a. The flange section 41a abuts on a cylindrical lock screw 44 on an abutting surface 41d to be an end face on an opposite side of the abutting surface 41c. The flange section 41a is held by the step section 52a of the driven pulley 52 and the lock screw 44 so as to fix the ball screw nut 41 integrally and rotatably to the driven pulley 52.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、ステアリング装置に関する。   The present invention relates to a steering device.

車両用のステアリング装置の一つとして、車両の操舵機構にモータの回転力を付与することにより、運転者のステアリング操作を補助する電動パワーステアリング装置(EPS)が知られている。   As one of vehicle steering devices, there is known an electric power steering device (EPS) that assists a driver's steering operation by applying a rotational force of a motor to a vehicle steering mechanism.

たとえば、EPSでは、操舵機構としてラックアンドピニオン機構が採用される。ラックアンドピニオン機構は、ステアリングシャフトの回転運動をラックシャフトの直線運動に変換することにより、転舵輪の角度を変更する。ラックシャフトには、モータの回転運動をラックシャフトの直線運動に変換するボールねじ機構が設けられる。たとえば特許文献1のEPSでは、ボールナットと一体回転可能に連結されるボールナットカバーは、従動プーリに一体回転可能に連結され、ボールナットに設けられたフランジがボールナットカバーおよびねじ部材によって挟み込まれることによって、ボールナットは従動プーリと一体回転可能に連結されている。   For example, in EPS, a rack and pinion mechanism is adopted as a steering mechanism. The rack and pinion mechanism changes the angle of the steered wheels by converting the rotational motion of the steering shaft into the linear motion of the rack shaft. The rack shaft is provided with a ball screw mechanism that converts the rotational motion of the motor into the linear motion of the rack shaft. For example, in the EPS of Patent Document 1, a ball nut cover that is connected to a ball nut so as to be integrally rotatable is connected to a driven pulley so as to be integrally rotatable, and a flange provided on the ball nut is sandwiched between the ball nut cover and the screw member. Thus, the ball nut is connected to the driven pulley so as to be integrally rotatable.

特開2012−224191号JP 2012-224191 A

ラックシャフトの直線運動に伴う、衝撃荷重がボールねじ機構へと作用した場合、被締結体であるボールねじナットと、ボールねじナットを締結する締結体(ボールナットカバーおよびねじ部材)との間の接触面(座面)が遊離するおそれがある。座面遊離が発生すると、締結が緩む方向に力が作用した際に容易に締結が緩んでしまうことが懸念される。   When an impact load due to the linear motion of the rack shaft is applied to the ball screw mechanism, the ball screw nut that is the fastened body and the fastening body (ball nut cover and screw member) that fastens the ball screw nut are fastened. The contact surface (seat surface) may be released. When the seating surface is released, there is a concern that the fastening is easily loosened when a force is applied in a direction in which the fastening is loosened.

本発明の目的は、締結体の緩みを抑制することができるステアリング装置を提供することにある。   The objective of this invention is providing the steering apparatus which can suppress the loosening of a fastening body.

上記目的を達成しうるステアリング装置は、アシスト力の発生源であるモータと、軸方向に往復移動する転舵シャフトと、多数のボールを介して前記転舵シャフトと螺合するとともに、外周面の周方向全域にわたってフランジ部が形成されるボールねじナットと、前記ボールねじナットが挿入されてその外周面に固定されるとともに、軸方向において前記フランジ部に当接する段部を内部に有する従動プーリと、前記モータの回転軸と一体回転可能に固定される駆動プーリと、前記従動プーリと前記駆動プーリの間に巻き掛けられるベルトと、前記従動プーリの前記段部と反対側から締め付けられて前記段部との間で前記フランジ部を挟持する締結体と、を備えている。前記フランジ部には、自身のばね定数を低減するためのばね定数調節部が設けられている。   A steering device that can achieve the above-described object includes a motor that is a source of assist force, a turning shaft that reciprocates in an axial direction, and screwed with the turning shaft via a large number of balls. A ball screw nut in which a flange portion is formed over the entire circumferential direction, and a driven pulley having a step portion that is in contact with the flange portion in the axial direction inside the ball screw nut inserted and fixed to the outer peripheral surface thereof A driving pulley fixed to be rotatable integrally with the rotating shaft of the motor, a belt wound between the driven pulley and the driving pulley, and the step being tightened from the opposite side of the stepped portion of the driven pulley. And a fastening body that sandwiches the flange portion with the portion. The flange portion is provided with a spring constant adjusting portion for reducing its own spring constant.

この構成によれば、フランジ部にばね定数調節部が設けられている。このため、前記段部および前記締結体により挟持される被締結体であるフランジ部のばね定数は低減される。ばね定数が低減された場合には、締結体と被締結体との間で座面(フランジ部と段部の接触面、およびフランジ部と締結体の接触面)の遊離を抑制できる。   According to this structure, the spring constant adjustment part is provided in the flange part. For this reason, the spring constant of the flange part which is a to-be-fastened body clamped by the said step part and the said fastening body is reduced. When the spring constant is reduced, the release of the seating surface (the contact surface between the flange portion and the step portion, and the contact surface between the flange portion and the fastening body) can be suppressed between the fastening body and the fastened body.

上記のステアリング装置において、前記ばね定数調節部は、前記フランジ部の外周面に周方向全域にわたって設けられた溝部であってもよい。
この構成によれば、フランジ部に溝部が設けられることにより、フランジ部は変形しやすくなり、フランジ部の剛性は低減される。すなわち、フランジ部のばね定数は低減されるため、締結体と被締結体との間の座面の遊離が発生することを抑制できる。
In the steering apparatus, the spring constant adjusting portion may be a groove portion provided on the outer peripheral surface of the flange portion over the entire circumferential direction.
According to this configuration, since the groove portion is provided in the flange portion, the flange portion is easily deformed, and the rigidity of the flange portion is reduced. That is, since the spring constant of the flange portion is reduced, it is possible to suppress the release of the seating surface between the fastening body and the fastened body.

上記のステアリング装置において、前記段部は前記締結体が当接する第1の段部と、前記第1の段部よりも小径かつ前記締結体から離間して位置する第2の段部を有していてもよい。前記フランジ部は、前記第1の段部および前記締結体により挟持され、前記ばね定数調節部は、前記フランジ部における径方向内側において、前記第2の段部と対向する部分であってもよい。   In the above steering apparatus, the stepped portion has a first stepped portion with which the fastening body abuts and a second stepped portion having a smaller diameter than the first stepped portion and spaced from the fastening body. It may be. The flange portion may be sandwiched between the first step portion and the fastening body, and the spring constant adjustment portion may be a portion facing the second step portion on the radially inner side of the flange portion. .

この構成によれば、フランジ部の周方向内側に段部および締結体により挟持されないばね定数調節部が設けられているため、フランジ部は曲がりやすくなり、フランジ部の剛性は低減される。このため、締結体と被締結体との間の座面の遊離が発生することを抑制できる。   According to this configuration, since the spring constant adjusting portion that is not sandwiched between the stepped portion and the fastening body is provided on the inner side in the circumferential direction of the flange portion, the flange portion is easily bent and the rigidity of the flange portion is reduced. For this reason, it can suppress that the release of the seating surface between a fastening body and a to-be-fastened body generate | occur | produces.

上記のステアリング装置において、前記転舵シャフトを収容するハウジングと、前記転舵シャフトの両端部にそれぞれ装着されて転舵輪に連結されるラックエンドと、前記転舵シャフトの移動方向における前記ハウジングと前記ラックエンドとの間に設けられて、それらが当接する際の衝撃を吸収する衝撃吸収部材と、を備えることが好ましい。   In the above steering apparatus, a housing that houses the steered shaft, rack ends that are respectively attached to both ends of the steered shaft and connected to steered wheels, the housing in the moving direction of the steered shaft, It is preferable to include an impact absorbing member that is provided between the rack end and absorbs an impact when they abut.

この構成によれば、衝撃吸収部材が設けられていることにより、締結体へと入力される外力は低減される。このため、より座面の遊離が発生することを低減できる。   According to this structure, the external force input into a fastening body is reduced by providing the impact-absorbing member. For this reason, it is possible to reduce the occurrence of liberation of the seating surface.

本発明のステアリング装置によれば、締結体の緩みを抑制することができる。   According to the steering device of the present invention, the looseness of the fastening body can be suppressed.

電動パワーステアリング装置の構成を示す構成図。The block diagram which shows the structure of an electric power steering apparatus. 実施形態の電動パワーステアリング装置についてアシスト機構の概略構成を示す断面図。Sectional drawing which shows schematic structure of an assist mechanism about the electric power steering apparatus of embodiment. 実施形態の締結体および被締結体の締付線図。The fastening diagram of the fastening body of the embodiment and the fastened body. (a)〜(d)は、締結体および被締結体の概略構成を示す断面図。(A)-(d) is sectional drawing which shows schematic structure of a fastening body and a to-be-fastened body. ラックエンド付近の概略構成を示す断面図。Sectional drawing which shows schematic structure of the rack end vicinity.

以下、ステアリング装置の一実施形態について説明する。本実施形態のステアリング装置は、いわゆるラックパラレル型の電動パワーステアリング装置(RP−EPS)である。   Hereinafter, an embodiment of the steering device will be described. The steering device of this embodiment is a so-called rack parallel type electric power steering device (RP-EPS).

図1に示すように、EPS1は運転者のステアリングホイール10の操作に基づいて転舵輪16を転舵させる操舵機構2、および運転者のステアリング操作を補助するアシスト機構3を備えている。   As shown in FIG. 1, the EPS 1 includes a steering mechanism 2 that steers the steered wheels 16 based on the driver's operation of the steering wheel 10 and an assist mechanism 3 that assists the driver's steering operation.

操舵機構2は、ステアリングホイール10およびステアリングホイール10と一体回転するステアリングシャフト11を備えている。ステアリングシャフト11は、ステアリングホイール10と連結されたコラムシャフト11a、コラムシャフト11aの下端部に連結されたインターミディエイトシャフト11b、およびインターミディエイトシャフト11bの下端部に連結されたピニオンシャフト11cを有している。ピニオンシャフト11cの下端部はラックアンドピニオン機構13を介してラックシャフト12に連結されている。したがって、操舵機構2では、ステアリングシャフト11の回転運動は、ピニオンシャフト11cおよびラックシャフト12からなるラックアンドピニオン機構13を介してラックシャフト12の軸m方向(図1左右方向)の往復直線運動に変換される。当該往復直線運動は、ラックシャフト12の両端にそれぞれ連通されているラックエンド14を介してタイロッド15に伝達される。これらタイロッド15の運動が左右の転舵輪16にそれぞれ伝達されることにより、転舵輪16の転舵角が変化する。   The steering mechanism 2 includes a steering wheel 10 and a steering shaft 11 that rotates integrally with the steering wheel 10. The steering shaft 11 includes a column shaft 11a connected to the steering wheel 10, an intermediate shaft 11b connected to the lower end portion of the column shaft 11a, and a pinion shaft 11c connected to the lower end portion of the intermediate shaft 11b. Yes. A lower end portion of the pinion shaft 11 c is connected to the rack shaft 12 via a rack and pinion mechanism 13. Therefore, in the steering mechanism 2, the rotational motion of the steering shaft 11 is converted into a reciprocating linear motion in the direction of the axis m of the rack shaft 12 (left and right in FIG. 1) via the rack and pinion mechanism 13 including the pinion shaft 11c and the rack shaft 12. Converted. The reciprocating linear motion is transmitted to the tie rod 15 via the rack ends 14 respectively connected to both ends of the rack shaft 12. The movement of these tie rods 15 is transmitted to the left and right steered wheels 16, whereby the steered angle of the steered wheels 16 changes.

アシスト機構3は、ラックシャフト12に設けられている。アシスト機構3は、アシスト力の発生源であるモータ30と、ラックシャフト12の周囲に一体的に取り付けられたボールねじ機構40と、モータ30の回転軸31の回転力をボールねじ機構40に伝達する減速機50からなる。アシスト機構3は、モータ30の回転軸31の回転力を減速機50およびボールねじ機構40を介してラックシャフト12の軸m方向の往復直線運動に変換する。このように変換された往復直線運動からラックシャフト12に付与される力により、運転者のステアリング操作を補助する。   The assist mechanism 3 is provided on the rack shaft 12. The assist mechanism 3 transmits to the ball screw mechanism 40 the rotational force of the rotating shaft 31 of the motor 30 that is a source of the assist force, the ball screw mechanism 40 that is integrally attached around the rack shaft 12, and the motor 30. It consists of the reduction gear 50 which carries out. The assist mechanism 3 converts the rotational force of the rotating shaft 31 of the motor 30 into a reciprocating linear motion in the axis m direction of the rack shaft 12 via the speed reducer 50 and the ball screw mechanism 40. The driver's steering operation is assisted by the force applied to the rack shaft 12 from the reciprocating linear motion thus converted.

ボールねじ機構40、減速機50、ピニオンシャフト11c、およびラックシャフト12はハウジング17により収容されている。ハウジング17は、アシスト機構3の付近でラックシャフト12の軸m方向に分割された第1ハウジング17aおよび第2ハウジング17bからなり、それらが互いに連結されることにより構成されている。ハウジング17はラックシャフト12の延びる方向に対して交わる方向(図中の下方)へ突出する部分を有し、その突出する部分の内部に減速機50の一部が収容されている。鉛直方向下側に突出したハウジング17の外壁(図中の右側壁)には、貫通孔32が設けられている。モータ30の回転軸31は、ハウジング17に形成された貫通孔32を通じてハウジング17の内部に伸びている。回転軸31はラックシャフト12に対して平行となるように、モータ30はボルト33によりハウジング17に固定されている。ハウジング17とラックシャフト12との間には、わずかに隙間が設けられている。ハウジング17の端部には、蛇腹筒状体のラックブーツ18がそれぞれ配置されている。ラックブーツ18の一端はハウジング17の端部に接続され、ラックブーツ18の他端はタイロッド15に接続されている。   The ball screw mechanism 40, the speed reducer 50, the pinion shaft 11c, and the rack shaft 12 are accommodated in the housing 17. The housing 17 includes a first housing 17a and a second housing 17b that are divided in the axis m direction of the rack shaft 12 in the vicinity of the assist mechanism 3, and is configured by connecting them together. The housing 17 has a portion protruding in a direction intersecting with the direction in which the rack shaft 12 extends (downward in the drawing), and a part of the speed reducer 50 is accommodated in the protruding portion. A through hole 32 is provided in the outer wall (right side wall in the figure) of the housing 17 protruding downward in the vertical direction. A rotation shaft 31 of the motor 30 extends into the housing 17 through a through hole 32 formed in the housing 17. The motor 30 is fixed to the housing 17 by bolts 33 so that the rotating shaft 31 is parallel to the rack shaft 12. A slight gap is provided between the housing 17 and the rack shaft 12. At the end of the housing 17, a rack boot 18 having a bellows cylindrical shape is arranged. One end of the rack boot 18 is connected to the end of the housing 17, and the other end of the rack boot 18 is connected to the tie rod 15.

つぎに、アシスト機構3について詳しく説明する。
図2に示すように、ボールねじ機構40は、ボールねじナット41と、ボールねじナット41を締結する締結体としてのロックスクリュー44と、ボールねじナット41をハウジング17に対して回転可能に支持する軸受45とを備えている。また、減速機50は、モータ30の回転軸31に一体的に取り付けられた駆動プーリ51、ボールねじナット41の外周に一体的に取り付けられた従動プーリ52、および駆動プーリ51と従動プーリ52との間に巻き掛けられるベルト53を備えている。
Next, the assist mechanism 3 will be described in detail.
As shown in FIG. 2, the ball screw mechanism 40 supports a ball screw nut 41, a lock screw 44 as a fastening body for fastening the ball screw nut 41, and the ball screw nut 41 rotatably with respect to the housing 17. And a bearing 45. The speed reducer 50 includes a drive pulley 51 that is integrally attached to the rotating shaft 31 of the motor 30, a driven pulley 52 that is integrally attached to the outer periphery of the ball screw nut 41, and the drive pulley 51 and the driven pulley 52. The belt 53 is wound around.

ラックシャフト12の外周面には螺旋状のねじ溝12aが形成されている。ボールねじ機構40は、ボール42を介してラックシャフト12のねじ溝12aと螺合する、ねじ溝43を内周面に有する円筒状のボールねじナット41を備えている。すなわち、ボールねじナット41には、ねじ溝12aに対応する螺旋状のねじ溝43が形成されている。ボールねじナット41のねじ溝43とラックシャフト12のねじ溝12aにより囲まれる螺旋状の空間にボール42が配置され、ボール42が転動する転動路Rが形成されている。また、図示しないが、ボールねじナット41には転動路Rの2箇所に開口して、当該2箇所を短絡する循環路が形成されている。したがって、ボール42はボールねじナット41内の循環路を介して転動路R内を無限循環することができる。   A spiral thread groove 12 a is formed on the outer peripheral surface of the rack shaft 12. The ball screw mechanism 40 includes a cylindrical ball screw nut 41 having a screw groove 43 on the inner peripheral surface, which is screwed into the screw groove 12a of the rack shaft 12 via a ball. That is, the ball screw nut 41 is formed with a helical thread groove 43 corresponding to the thread groove 12a. A ball 42 is arranged in a spiral space surrounded by the screw groove 43 of the ball screw nut 41 and the screw groove 12a of the rack shaft 12, and a rolling path R on which the ball 42 rolls is formed. Although not shown, the ball screw nut 41 is formed with a circulation path that opens at two locations on the rolling path R and short-circuits the two locations. Therefore, the ball 42 can circulate infinitely in the rolling path R through the circulation path in the ball screw nut 41.

ボールねじナット41の一端の外周面には、周方向全域にわたってフランジ部41aが形成されている。フランジ部41aの周面には、周方向全域にわたって溝部41bが形成されている。ボールねじナット41の外周面には、ボールねじナット41のフランジ部41aの形状に対応して、ボールねじナット41を覆うように従動プーリ52が嵌合されている。すなわち、従動プーリ52にはフランジ部41aに対応した段部52aが設けられ、フランジ部41aの当接面41cと段部52aは当接する。フランジ部41aは、当接面41cと反対側の端面である当接面41dにおいて、円筒状のロックスクリュー44と当接している。また、フランジ部41aの外周面は、従動プーリ52の内周面と当接している。ロックスクリュー44の外周面にはねじ溝44aが形成され、従動プーリ52の内周面にはねじ溝52bが形成されている。ねじ溝44aおよびねじ溝52bを螺合することにより、ロックスクリュー44は軸m方向に移動する。従動プーリ52の段部52aとロックスクリュー44とでフランジ部41aを挟み込むことで、ボールねじナット41は従動プーリ52と一体回転可能に固定されている。従動プーリ52は、円筒状の軸受45を介してハウジング17の内周面に対して回転可能に支持されている。軸受45は、ハウジング17に対して軸m方向にも周方向にも移動しないように固定されている。   A flange portion 41 a is formed on the outer peripheral surface of one end of the ball screw nut 41 over the entire circumferential direction. Grooves 41b are formed in the circumferential surface of the flange portion 41a over the entire circumferential direction. A driven pulley 52 is fitted to the outer peripheral surface of the ball screw nut 41 so as to cover the ball screw nut 41 corresponding to the shape of the flange portion 41 a of the ball screw nut 41. That is, the driven pulley 52 is provided with a step portion 52a corresponding to the flange portion 41a, and the contact surface 41c of the flange portion 41a and the step portion 52a abut. The flange portion 41a is in contact with the cylindrical lock screw 44 on the contact surface 41d which is the end surface opposite to the contact surface 41c. The outer peripheral surface of the flange portion 41 a is in contact with the inner peripheral surface of the driven pulley 52. A screw groove 44 a is formed on the outer peripheral surface of the lock screw 44, and a screw groove 52 b is formed on the inner peripheral surface of the driven pulley 52. By locking the screw groove 44a and the screw groove 52b, the lock screw 44 moves in the direction of the axis m. The ball screw nut 41 is fixed to the driven pulley 52 so as to be integrally rotatable by sandwiching the flange portion 41 a between the stepped portion 52 a of the driven pulley 52 and the lock screw 44. The driven pulley 52 is rotatably supported with respect to the inner peripheral surface of the housing 17 through a cylindrical bearing 45. The bearing 45 is fixed to the housing 17 so as not to move in either the axial m direction or the circumferential direction.

このような構成からなるアシスト機構3では、モータ30の回転軸31が回転すると、回転軸31と一体となって駆動プーリ51が回転する。駆動プーリの51の回転は、ベルト53を介して従動プーリ52に伝達されて、これにより従動プーリ52は回転する。このため、従動プーリ52と一体的に取り付けられたボールねじナット41も回転する。ボールねじナット41はラックシャフト12に対して相対回転するため、ボールねじナット41とラックシャフト12との間に介在される多数のボール42は、双方から負荷を受けて転動路R内を無限循環する。ボール42が無限循環することにより、ボールねじナット41に付与されたトルクがラックシャフト12の軸m方向の力に変換される。このため、ラックシャフト12はボールねじナット41に対して軸m方向に相対移動する。このラックシャフト12に付与される軸方向の力がアシスト力となり、運転者のステアリング操作を補助する。   In the assist mechanism 3 having such a configuration, when the rotation shaft 31 of the motor 30 rotates, the drive pulley 51 rotates together with the rotation shaft 31. The rotation of the driving pulley 51 is transmitted to the driven pulley 52 via the belt 53, whereby the driven pulley 52 rotates. For this reason, the ball screw nut 41 attached integrally with the driven pulley 52 also rotates. Since the ball screw nut 41 rotates relative to the rack shaft 12, a large number of balls 42 interposed between the ball screw nut 41 and the rack shaft 12 receive an infinite load in the rolling path R from both sides. Circulate. As the ball 42 circulates infinitely, the torque applied to the ball screw nut 41 is converted into a force in the direction of the axis m of the rack shaft 12. For this reason, the rack shaft 12 moves relative to the ball screw nut 41 in the direction of the axis m. The axial force applied to the rack shaft 12 becomes an assist force, and assists the driver's steering operation.

ところで、アシスト力を十分に付与するためには、締結体であるロックスクリュー44が、被締結体であるボールねじナット41のフランジ部41aを十分に締結していることが必要である。締結が不十分な場合、従動プーリ52が回転しても、ボールねじナット41は十分に回転しないおそれがある。このため、運転者のステアリング操作を補助するために、モータ30を駆動したとしても、目標のアシスト力よりも小さなアシスト力が操舵機構に付与されることにより、運転者のステアリング操作を十分に補助できないおそれがある。   By the way, in order to sufficiently apply the assist force, it is necessary that the lock screw 44 as the fastening body sufficiently fastens the flange portion 41a of the ball screw nut 41 as the fastened body. If the fastening is insufficient, the ball screw nut 41 may not rotate sufficiently even if the driven pulley 52 rotates. For this reason, even if the motor 30 is driven to assist the driver's steering operation, the assisting force smaller than the target assisting force is applied to the steering mechanism, thereby sufficiently assisting the driver's steering operation. It may not be possible.

ロックスクリュー44とボールねじナット41との締結が不十分となる原因としては、ロックスクリュー44が緩むことが想定される。たとえば、ラックシャフト12が軸m方向に移動した場合、締結が不十分であるためにロックスクリュー44がフランジ部41aから離れてしまうと、ロックスクリュー44が緩む方向に力が加わるだけで、直ちにロックスクリュー44が緩んでしまうおそれがある。ロックスクリュー44に外力が作用した場合においても、締結が緩むことを抑制するためには、ロックスクリュー44と当接面41dとの遊離を抑制する、並びに従動プーリ52の段部52aと当接面41cとの遊離を抑制することが必要である。このため、本実施形態では、締結体(ロックスクリュー44)と被締結体(ボールねじナット41のフランジ部41a)の遊離を抑制するために、フランジ部41aに溝部41bに設けている。   As a cause of insufficient fastening of the lock screw 44 and the ball screw nut 41, it is assumed that the lock screw 44 is loosened. For example, when the rack shaft 12 moves in the direction of the axis m, if the lock screw 44 is separated from the flange portion 41a due to insufficient fastening, the lock screw 44 is immediately locked only by applying a force in the direction in which the lock screw 44 is loosened. The screw 44 may be loosened. Even when an external force is applied to the lock screw 44, in order to suppress loosening of the fastening, the release of the lock screw 44 and the contact surface 41d is suppressed, and the stepped portion 52a of the driven pulley 52 and the contact surface It is necessary to suppress release from 41c. For this reason, in this embodiment, in order to suppress the release of the fastening body (the lock screw 44) and the fastened body (the flange portion 41a of the ball screw nut 41), the flange portion 41a is provided in the groove portion 41b.

図3の締付線図を用いて、ロックスクリュー44によってフランジ部41aが締結されている際の作用を説明する。図3の締付線図は、一方の横軸を締結体の膨張量とし、他方の横軸を被締結体の収縮量として、両者を背中合わせに配置した図である。ロックスクリュー44によって、フランジ部41aを締結した際には、ロックスクリュー44に自らを引き伸ばす軸力(膨張力)Fが作用する。このため、ロックスクリュー44は膨張量dBだけ膨張する。このとき、ロックスクリュー44に作用する軸力Fと膨張量dBの関係は、ロックスクリュー44のばね定数kBを傾きとした比例関係である。これに対して、ロックスクリュー44によって締結されることにより、被締結体であるフランジ部41aにはロックスクリュー44自体を引き伸ばす軸力Fと同等の縮める軸力(圧縮力)Fが作用する。このため、フランジ部41aは、圧縮量dCだけ収縮する。このとき、ロックスクリュー44に作用する軸力Fと圧縮量dCの関係は、ロックスクリュー44のばね定数kCを傾きとした比例関係である。ここで、軸力Fおよび膨張量dB、ならびに軸力Fおよび圧縮量dCの間には、理想的には次式(1),(2)の関係がある。   The operation when the flange portion 41a is fastened by the lock screw 44 will be described using the tightening diagram of FIG. The tightening diagram of FIG. 3 is a diagram in which one horizontal axis is the amount of expansion of the fastening body and the other horizontal axis is the amount of contraction of the fastened body, and both are placed back to back. When the flange portion 41 a is fastened by the lock screw 44, an axial force (expansion force) F that stretches itself is applied to the lock screw 44. For this reason, the lock screw 44 expands by an expansion amount dB. At this time, the relationship between the axial force F acting on the lock screw 44 and the expansion amount dB is a proportional relationship in which the spring constant kB of the lock screw 44 is inclined. On the other hand, by being fastened by the lock screw 44, a contracting axial force (compression force) F equivalent to the axial force F for extending the lock screw 44 itself acts on the flange portion 41 a that is the fastened body. For this reason, the flange portion 41a contracts by the compression amount dC. At this time, the relationship between the axial force F acting on the lock screw 44 and the compression amount dC is a proportional relationship in which the spring constant kC of the lock screw 44 is inclined. Here, there is an ideal relationship between the following formulas (1) and (2) between the axial force F and the expansion amount dB, and the axial force F and the compression amount dC.

kB=F/dB …(1)
kC=F/dC …(2)
ここで、ロックスクリュー44によってフランジ部41aを締結した初期状態では、軸力F0で力のつりあいが取れている。このとき、フランジ部41aには軸力F0の圧縮力が作用しているため、段部52aはフランジ部41aの当接面41cと当接し、ロックスクリュー44はフランジ部41aの当接面41dと当接する。そのため、座面(ロックスクリュー44と当接面41dの接触面、および段部52aと当接面41dの接触面)の遊離は発生しない。なお、初期状態の軸力F0と、ロックスクリュー44の膨張量の原点である点Bと、フランジ部41aの圧縮量の原点である点Cを結んで形成される三角形は、ロックスクリュー44およびフランジ部41aの弾性変形の範囲内では軸力F0に対して相似である。
kB = F / dB (1)
kC = F / dC (2)
Here, in the initial state in which the flange portion 41a is fastened by the lock screw 44, the force is balanced by the axial force F0. At this time, since the compression force of the axial force F0 acts on the flange portion 41a, the stepped portion 52a contacts the contact surface 41c of the flange portion 41a, and the lock screw 44 contacts the contact surface 41d of the flange portion 41a. Abut. Therefore, the separation of the seat surface (the contact surface between the lock screw 44 and the contact surface 41d and the contact surface between the stepped portion 52a and the contact surface 41d) does not occur. The triangle formed by connecting the axial force F0 in the initial state, the point B that is the origin of the expansion amount of the lock screw 44, and the point C that is the origin of the compression amount of the flange portion 41a is the lock screw 44 and the flange. Within the range of elastic deformation of the part 41a, it is similar to the axial force F0.

つぎに、ロックスクリュー44の締結している方向、すなわち軸m方向に外力Wが作用したときには、ロックスクリュー44に初期状態の軸力F0より大きな軸力Fが作用しうる。たとえば、図3に示すように、ロックスクリュー44には外力による軸力増加分だけ軸力F0よりも大きな軸力Fが作用するため、ロックスクリュー44の膨張力は大きくなる。このため、外力が作用すると、フランジ部41aに作用する圧縮力は弱められる。外力Wが作用した点Cでは、フランジ部41aへ圧縮力は作用しなくなる。フランジ部41aに圧縮力が作用しないときは、ロックスクリュー44の膨張力がフランジ部41aに作用しなくなるため、座面(ロックスクリュー44と当接面41dの接触面、または段部52aと当接面41dの接触面)が遊離する。このため、ロックスクリュー44がばね定数kBで、フランジ部41aがばね定数kCであるときには、外力Wが作用すると座面が遊離する。   Next, when an external force W is applied in the direction in which the lock screw 44 is fastened, that is, in the direction of the axis m, an axial force F greater than the initial axial force F0 can be applied to the lock screw 44. For example, as shown in FIG. 3, since the axial force F larger than the axial force F0 acts on the lock screw 44 by the amount of the axial force increase due to the external force, the expansion force of the lock screw 44 increases. For this reason, when external force acts, the compressive force which acts on the flange part 41a is weakened. At the point C where the external force W is applied, the compressive force is not applied to the flange portion 41a. When the compression force does not act on the flange portion 41a, the expansion force of the lock screw 44 does not act on the flange portion 41a, so the seat surface (the contact surface of the lock screw 44 and the contact surface 41d or the step portion 52a abuts). The contact surface 41d of the surface 41d is released. For this reason, when the lock screw 44 has the spring constant kB and the flange portion 41a has the spring constant kC, the seating surface is released when the external force W is applied.

つぎに、フランジ部41aに設けられた溝部41bの作用について説明する。
図4(a)に示すように、溝部41bが設けられていることにより、溝部41bが設けられていない場合よりも、フランジ部41aは軸m方向に変形しやすくなる。言い換えると、フランジ部41aの剛性は低減されたといえる。このため、溝部41bが設けられたフランジ部41aのばね定数kC’は、溝部41bが設けられていないフランジ部41aのばね定数kCよりも低減されている。
Next, the operation of the groove 41b provided in the flange 41a will be described.
As shown in FIG. 4A, the provision of the groove 41b makes it easier for the flange 41a to deform in the direction of the axis m than when the groove 41b is not provided. In other words, it can be said that the rigidity of the flange portion 41a is reduced. For this reason, the spring constant kC ′ of the flange portion 41a provided with the groove portion 41b is smaller than the spring constant kC of the flange portion 41a provided with no groove portion 41b.

図3に示すように、溝部41bを設けたフランジ部41aがばね定数kC’のとき、縮める軸力F(圧縮力)によって、フランジ部41aは収縮量dC’だけ収縮する。このとき、ロックスクリュー44に作用する軸力Fと収縮量dC’の関係は、フランジ部41aのばね定数kC’を傾きとした比例関係である。このため、理想的には次式(3)の関係が成り立つ。   As shown in FIG. 3, when the flange portion 41a provided with the groove portion 41b has a spring constant kC ', the flange portion 41a contracts by the contraction amount dC' due to the contracting axial force F (compression force). At this time, the relationship between the axial force F acting on the lock screw 44 and the contraction amount dC ′ is a proportional relationship in which the spring constant kC ′ of the flange portion 41 a is inclined. For this reason, the relationship of following Formula (3) is ideally formed.

kC’=F/dC’ …(3)
ばね定数を変化させても、ロックスクリュー44によってフランジ部41aを締結した初期状態では、軸力F0で力のつりあいが取れる。溝部41bを設けたフランジ部41aがばね定数kC’のときに、座面の遊離が発生するのは、外力Wよりも大きな外力W’が軸m方向に作用したときである。すなわち、フランジ部41aがばね定数kC’のときに外力W’が軸m方向に作用すると、点C’ではフランジ部41aへの圧縮力は作用しなくなる。これに対して、フランジ部41aがばね定数kC’のときに外力Wが軸m方向に作用しても、点C’ではフランジ部41aへの圧縮力はなくならないため、座面の遊離は発生しない。このため、フランジ部41aのばね定数を、ばね定数kCからばね定数kC’へと低減することによって、座面の遊離を抑制することができる。
kC ′ = F / dC ′ (3)
Even if the spring constant is changed, in the initial state in which the flange portion 41a is fastened by the lock screw 44, the force balance can be obtained by the axial force F0. When the flange portion 41a provided with the groove portion 41b has a spring constant kC ', the seat surface is released when an external force W' larger than the external force W acts in the direction of the axis m. That is, if the external force W ′ acts in the direction of the axis m when the flange portion 41a has the spring constant kC ′, the compressive force on the flange portion 41a does not act at the point C ′. On the other hand, even if the external force W acts in the direction of the axis m when the flange portion 41a has the spring constant kC ′, the compressive force on the flange portion 41a is not lost at the point C ′, so that the seating surface is released. do not do. For this reason, the release of the seating surface can be suppressed by reducing the spring constant of the flange portion 41a from the spring constant kC to the spring constant kC ′.

本実施形態の効果について説明する。
(1)被締結体であるフランジ部41aに溝部41bが設けられることにより、フランジ部41aのばね定数が低減されている。フランジ部41aのばね定数を、ばね定数kCからばね定数kC’へと低減することにより、外力Wより大きな外力W’が軸m方向に作用するまで座面が遊離することを抑制できる。座面が遊離することを抑制できるため、ボールねじナット41と従動プーリ52とを、より確実に固定できる。
The effect of this embodiment will be described.
(1) The spring constant of the flange part 41a is reduced by providing the groove part 41b in the flange part 41a which is a to-be-fastened body. By reducing the spring constant of the flange portion 41a from the spring constant kC to the spring constant kC ′, it is possible to suppress the seating surface from being released until an external force W ′ larger than the external force W acts in the direction of the axis m. Since the release of the seating surface can be suppressed, the ball screw nut 41 and the driven pulley 52 can be more reliably fixed.

なお、本実施形態は次のように変更してもよい。なお、以下の他の実施形態は、技術的に矛盾しない範囲において、互いに組み合わせることができる。
・本実施形態では、外力として軸m方向のものを想定し、ロックスクリュー44も軸m方向に締結したが、これに限らない。たとえば、走行時の逆入力によって軸mに垂直な方向に振動が加わるような場合も想定できる。
In addition, you may change this embodiment as follows. The following other embodiments can be combined with each other within a technically consistent range.
In the present embodiment, the external force is assumed to be in the direction of the axis m, and the lock screw 44 is also fastened in the direction of the axis m. However, the present invention is not limited to this. For example, it can be assumed that vibration is applied in a direction perpendicular to the axis m due to reverse input during traveling.

・本実施形態では、ラックエンド14の構成について詳しく説明しなかったが、図5に示すように、たとえば衝撃吸収部材60を備えていることが好ましい。衝撃吸収部材60によって逆入力による衝撃荷重等が吸収されるため、ロックスクリュー44へと作用する外力は小さくなる。このため、より座面が遊離することを抑制できる。なお、衝撃吸収部材60が設けられていない場合には、逆入力による衝撃荷重等は直接ロックスクリュー44へと作用するため、フランジ部41aに溝部41bを設けることによりばね定数を低減して、座面の遊離を抑制することは、特に有効である。   In the present embodiment, the configuration of the rack end 14 has not been described in detail. However, as shown in FIG. Since the impact load or the like due to reverse input is absorbed by the impact absorbing member 60, the external force acting on the lock screw 44 is reduced. For this reason, it can suppress that a seat surface loosens more. When the impact absorbing member 60 is not provided, the impact load or the like due to reverse input directly acts on the lock screw 44. Therefore, by providing the groove 41b in the flange 41a, the spring constant is reduced and the seat is reduced. It is particularly effective to suppress surface release.

・本実施形態では、ロックスクリュー44および従動プーリ52によって、フランジ部41aを締結したが、これに限らない。たとえば、フランジ部41aおよび従動プーリ52に設けられたねじ穴にボルトを螺合することによって、ボールねじナット41が従動プーリ52と一体回転可能に固定されてもよい。また、たとえばボールねじナット41を覆うボールねじナットカバーを採用する場合、従動プーリ52ではなく、ボールねじナットカバーとロックスクリュー44によってフランジ部41aを締結してもよい。   -In this embodiment, although the flange part 41a was fastened by the lock screw 44 and the driven pulley 52, it is not restricted to this. For example, the ball screw nut 41 may be fixed to the driven pulley 52 so as to be integrally rotatable by screwing a bolt into screw holes provided in the flange portion 41 a and the driven pulley 52. For example, when a ball screw nut cover that covers the ball screw nut 41 is employed, the flange portion 41 a may be fastened by the ball screw nut cover and the lock screw 44 instead of the driven pulley 52.

・本実施形態では、フランジ部41aに溝部41bを設けることによりフランジ部41aのばね定数を低減したが、これに限らない。たとえば、図4(b)に示すように、フランジ部41aのうち、径方向外側の部分はロックスクリュー44および従動プーリ52によって締結され、径方向内側の部分にはばね定数調節部41eが設けられてもよい。ばね定数調節部41eは、フランジ部41aのばね定数を調節するために、ロックスクリュー44および従動プーリ52により締結されない部分である。また、従動プーリ52の段部52aは、外周側には第1の段部52cと、内周側の部分には第2の段部52dからなる。第1の段部52cは当接面41cと当接する。第2の段部52dはばね定数調節部41eに対応して設けられるが、ばね定数調節部41eと当接しない。ばね定数調節部41eが設けられることにより、図4(c)に誇張して図示するように、ばね定数調節部41eは軸m方向に曲がりやすくなる。このため、フランジ部41aは軸m方向に変形しやすくなるので、フランジ部41aのばね定数(剛性)は低減される。また、図4(d)に示すように、ばね定数調節部41eが軸m方向にさらに変形しやすくするために、ばね定数調節部41eの軸m方向両端面の周方向全域にわたって溝部41fを設けてもよい。これによって、フランジ部41aは軸m方向にさらに変形しやすくなるため、フランジ部41aのばね定数をより低減することができる。   -In this embodiment, although the spring part of the flange part 41a was reduced by providing the groove part 41b in the flange part 41a, it is not restricted to this. For example, as shown in FIG. 4B, the radially outer portion of the flange portion 41a is fastened by the lock screw 44 and the driven pulley 52, and the spring constant adjusting portion 41e is provided on the radially inner portion. May be. The spring constant adjusting portion 41e is a portion that is not fastened by the lock screw 44 and the driven pulley 52 in order to adjust the spring constant of the flange portion 41a. Further, the stepped portion 52a of the driven pulley 52 includes a first stepped portion 52c on the outer peripheral side and a second stepped portion 52d on the inner peripheral side. The first step 52c comes into contact with the contact surface 41c. The second step portion 52d is provided corresponding to the spring constant adjusting portion 41e, but does not contact the spring constant adjusting portion 41e. By providing the spring constant adjusting part 41e, the spring constant adjusting part 41e is easily bent in the direction of the axis m, as exaggerated in FIG. 4C. For this reason, since the flange part 41a becomes easy to deform | transform into the axis | shaft m direction, the spring constant (rigidity) of the flange part 41a is reduced. Further, as shown in FIG. 4D, in order to make the spring constant adjusting portion 41e more easily deformed in the axis m direction, groove portions 41f are provided over the entire circumferential direction of both end surfaces in the axis m direction of the spring constant adjusting portion 41e. May be. Accordingly, the flange portion 41a is further easily deformed in the direction of the axis m, so that the spring constant of the flange portion 41a can be further reduced.

・本実施形態では、RP−EPSに具体化して示したが、これに限らない。たとえば、コラムアシスト式のEPSであってもよいし、ラックアシスト式のEPSであってもよい。   -In this embodiment, although concretely shown to RP-EPS, it is not restricted to this. For example, a column assist type EPS or a rack assist type EPS may be used.

・本実施形態では、ステアリング操作に連動するラックシャフト12の直線運動を、モータ30の回転力を利用して補助する電動パワーステアリング装置を例に挙げたが、ステアバイワイヤ(SBW)に適用してもよい。なお、ステアバイワイヤに具体化する場合には、前輪操舵装置としてだけでなく、後輪操舵装置あるいは4輪操舵装置(4WS)として具体化することもできる。   In the present embodiment, the electric power steering device that assists the linear motion of the rack shaft 12 interlocked with the steering operation by using the rotational force of the motor 30 is taken as an example, but applied to the steer-by-wire (SBW). Also good. In addition, when it materializes to a steer-by-wire, it can also materialize not only as a front-wheel steering apparatus but as a rear-wheel steering apparatus or a 4-wheel steering apparatus (4WS).

つぎに、上記実施形態から把握できる技術的思想を以下に追記する。
(イ)フランジ部の前記ばね定数調節部が設けられている部分の少なくとも一方の軸方向端面には、周方向全域にわたって溝部が設けられていること。
Next, the technical idea that can be grasped from the above embodiment will be added below.
(A) A groove portion is provided over the entire circumferential direction on at least one axial end surface of the flange portion where the spring constant adjusting portion is provided.

この構成によれば、ばね定数調節部に設けられた溝部により、ばね定数調節部はさらに曲げ変形しやすくなる。このため、フランジ部のばね定数は低減され、座面の遊離が発生することを抑制することができる。   According to this configuration, the spring constant adjuster is more easily bent and deformed by the groove provided in the spring constant adjuster. For this reason, the spring constant of a flange part is reduced and it can suppress that isolation | separation of a seat surface generate | occur | produces.

1…EPS、2…操舵機構、3…アシスト機構、10…ステアリングホイール、11…ステアリングシャフト、11a…コラムシャフト、11b…インターミディエイトシャフト、11c…ピニオンシャフト、12…ラックシャフト(転舵シャフト)、12a…ねじ溝、13…ラックアンドピニオン機構、14…ラックエンド、15…タイロッド、16…転舵輪、17…ハウジング、18…ラックブーツ、30…モータ、31…回転軸、32…貫通孔、33…ボルト、40…ボールねじ機構、41…ボールねじナット、41a…フランジ部、41b…溝部(ばね定数調節部)、41c…当接面(第1の端面)、41d…当接面(第2の端面)、41e…ばね定数調節部、41f…溝部(ばね定数調節部)、42…ボール、43…ねじ溝、44…ロックスクリュー(締結体)、44a…ねじ溝、45…軸受、50…減速機、51…駆動プーリ、52…従動プーリ、52a…段部、52b…ねじ溝、52c…第1の段部、52d…第2の段部、53…ベルト、60…衝撃吸収部材。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... EPS, 2 ... Steering mechanism, 3 ... Assist mechanism, 10 ... Steering wheel, 11 ... Steering shaft, 11a ... Column shaft, 11b ... Intermediate shaft, 11c ... Pinion shaft, 12 ... Rack shaft (steering shaft), 12a ... thread groove, 13 ... rack and pinion mechanism, 14 ... rack end, 15 ... tie rod, 16 ... steered wheel, 17 ... housing, 18 ... rack boot, 30 ... motor, 31 ... rotating shaft, 32 ... through hole, 33 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Bolt, 40 ... Ball screw mechanism, 41 ... Ball screw nut, 41a ... Flange part, 41b ... Groove part (spring constant adjustment part), 41c ... Contact surface (1st end surface), 41d ... Contact surface (2nd ), 41e... Spring constant adjuster, 41f... Groove (spring constant adjuster), 42... Ball, 43. Lock screw (fastened body), 44a ... thread groove, 45 ... bearing, 50 ... speed reducer, 51 ... driving pulley, 52 ... driven pulley, 52a ... step portion, 52b ... screw groove, 52c ... first step portion, 52d ... 2nd step part, 53 ... Belt, 60 ... Shock absorption member.

Claims (4)

アシスト力の発生源であるモータと、
軸方向に往復移動する転舵シャフトと、
多数のボールを介して前記転舵シャフトと螺合するとともに、外周面の周方向全域にわたってフランジ部が形成されるボールねじナットと、
前記ボールねじナットが挿入されてその外周面に固定されるとともに、軸方向において前記フランジ部に当接する段部を内部に有する従動プーリと、
前記モータの回転軸と一体回転可能に固定される駆動プーリと、
前記従動プーリと前記駆動プーリの間に巻き掛けられるベルトと、
前記従動プーリの前記段部と反対側から締め付けられて前記段部との間で前記フランジ部を挟持する締結体と、を備え、
前記フランジ部には、自身のばね定数を低減するためのばね定数調節部が設けられているステアリング装置。
A motor that is a source of assist force;
A steering shaft that reciprocates in the axial direction;
A ball screw nut that is threadedly engaged with the steered shaft via a large number of balls and in which a flange portion is formed over the entire circumferential direction of the outer peripheral surface;
The ball screw nut is inserted and fixed to the outer peripheral surface thereof, and a driven pulley having a step portion that contacts the flange portion in the axial direction inside,
A drive pulley fixed to be rotatable integrally with a rotating shaft of the motor;
A belt wound between the driven pulley and the driving pulley;
A fastening body that is tightened from the side opposite to the stepped portion of the driven pulley and sandwiches the flange portion between the stepped portion, and
A steering device in which the flange portion is provided with a spring constant adjusting portion for reducing its own spring constant.
請求項1に記載のステアリング装置において、
前記ばね定数調節部は、前記フランジ部の外周面に周方向全域にわたって設けられた溝部であるステアリング装置。
The steering apparatus according to claim 1, wherein
The steering device, wherein the spring constant adjuster is a groove provided on the outer peripheral surface of the flange portion over the entire circumferential direction.
請求項1に記載のステアリング装置において、
前記段部は前記締結体が当接する第1の段部と、前記第1の段部よりも小径かつ前記締結体から離間して位置する第2の段部を有し、
前記フランジ部は、前記第1の段部および前記締結体により挟持され、
前記ばね定数調節部は、前記フランジ部における径方向内側において、前記第2の段部と対向する部分であるステアリング装置。
The steering apparatus according to claim 1, wherein
The step portion has a first step portion with which the fastening body abuts, and a second step portion having a smaller diameter than the first step portion and spaced apart from the fastening body,
The flange portion is sandwiched between the first step portion and the fastening body,
The spring constant adjusting portion is a steering device that is a portion facing the second step portion on the radially inner side of the flange portion.
請求項1〜3のいずれか一項に記載のステアリング装置において、
前記転舵シャフトを収容するハウジングと、
前記転舵シャフトの両端部にそれぞれ装着されて転舵輪に連結されるラックエンドと、
前記転舵シャフトの移動方向における前記ハウジングと前記ラックエンドとの間に設けられて、それらが当接する際の衝撃を吸収する衝撃吸収部材と、を備えるステアリング装置。
In the steering device according to any one of claims 1 to 3,
A housing that houses the steered shaft;
Rack ends respectively attached to both ends of the steered shaft and connected to steered wheels;
A steering device comprising: an impact absorbing member that is provided between the housing and the rack end in the moving direction of the steered shaft and absorbs an impact when they abut.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115575078A (en) * 2022-12-09 2023-01-06 中国空气动力研究与发展中心设备设计与测试技术研究所 Automatic locking device of large-scale rectangle flange

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