JP2018162011A - Steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、操舵操作を補助する操舵補助装置を備えた車両用のステアリング装置に関する。 The present invention relates to a vehicle steering apparatus including a steering assist device that assists a steering operation.
従来、ステアリングホイールの操舵操作に応じてラックシャフトが車幅方向に移動する車両用のステアリング装置において、操舵操作を補助する電動式の操舵補助装置を備えものが広く用いられている。このような操舵補助装置には、ラックシャフトに形成された螺旋状のねじ溝に複数のボールを介して円筒状のナット部材が螺合し、このナット部材が電動モータによって駆動されるものがある(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a vehicle steering apparatus in which a rack shaft moves in the vehicle width direction in response to a steering operation of a steering wheel has been widely used that includes an electric steering assist device that assists the steering operation. In such a steering assist device, there is one in which a cylindrical nut member is screwed into a spiral thread groove formed on a rack shaft via a plurality of balls, and this nut member is driven by an electric motor. (For example, refer to Patent Document 1).
特許文献1に記載のステアリング装置は、ナット部材が円筒状のカラー部材を介して電動モータによって駆動される。カラー部材は、軸方向に並ぶ大径部と小径部とを一体に有し、大径部の外周には電動モータの回転軸に取り付けられたピニオンに噛み合うベルトが掛け回されている。小径部の内周側にはナット部材が配置され、ナット部材がベルトによって伝達された電動モータの駆動力を小径部から受けて回転する。小径部の外周とハウジングとの間には、転がり軸受が配置されている。 In the steering device described in Patent Document 1, the nut member is driven by an electric motor via a cylindrical collar member. The collar member has a large-diameter portion and a small-diameter portion that are aligned in the axial direction, and a belt that meshes with a pinion attached to the rotary shaft of the electric motor is wound around the outer periphery of the large-diameter portion. A nut member is disposed on the inner peripheral side of the small diameter portion, and the nut member receives the driving force of the electric motor transmitted by the belt from the small diameter portion and rotates. A rolling bearing is disposed between the outer periphery of the small diameter portion and the housing.
カラー部材の小径部の内周面は、太鼓状に内径側に膨らんだクラウン形状とされている。そして、このカラー部材の形状によってナット部材がカラー部材に対してチルト(傾動)動作可能であり、ボールねじ部におけるボールの緊縛力が緩和されている。 The inner peripheral surface of the small-diameter portion of the collar member has a crown shape that swells toward the inner diameter side like a drum. Then, the nut member can be tilted with respect to the collar member by the shape of the collar member, and the binding force of the ball in the ball screw portion is relaxed.
特許文献1に記載のステアリング装置では、転がり軸受とナット部材との間に介在するカラー部材の小径部の内周面をクラウン形状とすることで、ボールねじ部におけるボールの緊縛力が緩和されているが、このような形状のカラー部材を部品として用いることで、部品点数が増大してしまう。また、カラー部材は、その形状が複雑であるため、加工工数も増大してしまう。またさらに、カラー部材に対するナット部材の傾動を許容しながらカラー部材からナット部材に回転力を伝達する構造が複雑となり、回転力の伝達ロスが発生するおそれもある。 In the steering device described in Patent Document 1, the inner peripheral surface of the small-diameter portion of the collar member interposed between the rolling bearing and the nut member has a crown shape, so that the ball binding force in the ball screw portion is reduced. However, the number of parts increases by using the color member having such a shape as a part. Moreover, since the shape of the collar member is complicated, the number of processing steps increases. Furthermore, the structure for transmitting the rotational force from the collar member to the nut member while permitting the tilting of the nut member with respect to the collar member becomes complicated, and there is a possibility that a transmission loss of the rotational force may occur.
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡易な構成でナット部材の傾動動作を可能とするステアリング装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a steering device capable of tilting the nut member with a simple configuration.
本発明は、上記の目的を達成するため、リンク機構を介して転舵輪に連結された転舵シャフトと、前記転舵シャフトに操舵補助力を付与する操舵補助装置と、前記転舵シャフトの一部を前記操舵補助装置と共に収容するハウジングとを備え、前記転舵シャフトが車幅方向に移動することで転舵輪を転舵させるステアリング装置であって、前記操舵補助装置は、前記転舵シャフトの外周面に形成された螺旋状のねじ溝に複数のボールを介して螺合する円筒状のナット部材と、前記ナット部材を前記ハウジングに対して回転可能に支持する転がり軸受と、前記ナット部材を前記転舵シャフトに対して回転させる電動モータとを有し、前記転がり軸受は、前記ハウジングの内面に対向する外周面を有する外輪と、前記ナット部材の外周面に対向する内周面を有する内輪と、前記外輪と前記内輪との間に配置された複数の転動体とを有し、前記外輪の外周面又は前記内輪の内周面の形状により、前記ハウジングに対して前記ナット部材が前記転舵シャフトと共に傾く傾動動作が可能とされている、ステアリング装置を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides a steered shaft coupled to a steered wheel via a link mechanism, a steering assist device that applies a steering assist force to the steered shaft, and one of the steered shafts. And a steering housing device that steers the steered wheels by moving the steered shaft in the vehicle width direction. A cylindrical nut member that is screwed into a spiral thread groove formed on the outer peripheral surface via a plurality of balls, a rolling bearing that rotatably supports the nut member with respect to the housing, and the nut member An electric motor that rotates with respect to the steered shaft, and the rolling bearing opposes an outer ring having an outer peripheral surface facing the inner surface of the housing and an outer peripheral surface of the nut member. An inner ring having a peripheral surface, and a plurality of rolling elements disposed between the outer ring and the inner ring, and the shape of the outer peripheral surface of the outer ring or the inner peripheral surface of the inner ring, Provided is a steering apparatus in which a nut member can be tilted together with the steering shaft.
本発明に係るステアリング装置によれば、簡易な構成でナット部材の傾動動作を可能とすることができる。 According to the steering device according to the present invention, the nut member can be tilted with a simple configuration.
[第1の実施の形態]
本発明の第1の実施の形態について、図1乃至図4を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。
[First Embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, although embodiment described below is shown as a suitable specific example in implementing this invention, although there are some parts which have illustrated various technical matters that are technically preferable. The technical scope of the present invention is not limited to this specific embodiment.
(ステアリング装置の全体構成)
図1は、本発明の第1の実施の形態に係るステアリング装置を示す外観図である。図2は、ステアリング装置のハウジング内の構造を模式的に示す模式図である。図3は、操舵補助装置の要部の構成を示す断面図である。
(Overall structure of steering device)
FIG. 1 is an external view showing a steering apparatus according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic diagram schematically showing the structure inside the housing of the steering device. FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a main part of the steering assist device.
このステアリング装置1は、車両に搭載され、運転者の操舵操作に応じて転舵輪である左右の前輪を転舵させる。図1では、ステアリング装置を車両の斜め前方から見た状態を示し、図面左側が車両の右側にあたり、図面右側が車両の左側にあたる。なお、図1及び図2における符号中の文字「R」は車両の右側を示し、文字「L」は車両の左側を示している。以下の説明において、「上」、「下」、「左」、「右」とは、車両上下方向ならびに車両左右方向における各方向をいう。 The steering device 1 is mounted on a vehicle and steers left and right front wheels, which are steered wheels, according to a driver's steering operation. FIG. 1 shows a state in which the steering device is viewed obliquely from the front of the vehicle. The left side of the drawing corresponds to the right side of the vehicle, and the right side of the drawing corresponds to the left side of the vehicle. Note that the letter “R” in the reference numerals in FIGS. 1 and 2 indicates the right side of the vehicle, and the letter “L” indicates the left side of the vehicle. In the following description, “upper”, “lower”, “left”, and “right” refer to the vehicle up-down direction and the vehicle left-right direction.
ステアリング装置1は、運転者が操舵操作するステアリングホイール10が連結されたステアリングシャフト11と、ステアリングホイール10の操舵操作によって車幅方向に移動するラックシャフト2と、ラックシャフト2を収容する金属製のハウジング3と、ステアリングホイール10の操舵操作を補助する操舵補助力をラックシャフト2に付与する操舵補助装置4とを備えている。ハウジング3は、操舵補助装置4及びラックシャフト2の一部を収容している。ステアリング装置1は、ラックシャフト2が車幅方向に移動することで、転舵輪である左右の前輪を転舵させる。ラックシャフト2は、本発明の転舵シャフトの一態様である。
The steering device 1 includes a steering shaft 11 to which a
ステアリングシャフト11は、ステアリングホイール10が一端部に固定されたコラムシャフト12と、コラムシャフト12に自在継手151を介して連結されたインターミディエイトシャフト(中間シャフト)13と、インターミディエイトシャフト13に自在継手152を介して連結されたピニオンシャフト14とを有している。自在継手151,152は、例えばカルダンジョイントからなる。
The steering shaft 11 includes a
ピニオンシャフト14には、その先端部にピニオン歯140(図2参照)が形成されている。ラックシャフト2には、ピニオン歯140に噛み合うラック歯20、及び螺旋状のねじ溝21(図3参照)が形成されている。ピニオンシャフト14は、その一部がステアリングホイール10に付与される操舵トルクによって捩じれる可撓性を備えたトーションバー141として構成されており、トーションバー141の捩じれ角がトルクセンサ41によって検出される。トルクセンサ41は、操舵トルクをトーションバー141の捩じれ角の大きさによって検出する。
The
ラックシャフト2は、左右のタイロッド17L,17Rを含むリンク機構を介して左右の前輪に連結されている。ラックシャフト2の両端部には、図2に示すように、ボールジョイント16L,16Rを介して左右のタイロッド17L,17Rの一端部がそれぞれラックシャフト2に対して傾斜して連結されている。タイロッド17L,17Rのラックシャフト2に対する傾き角θ1,θ2は、操舵角に応じて変化する。ハウジング4の両端部とタイロッド17L,17Rとの間には、伸縮可能な蛇腹構造を有するベローズ18L,18Rがそれぞれ設けられている。左右のタイロッド17L,17Rの他端部は、左右の前輪にそれぞれ連結されている。ラックシャフト2が車幅方向(左右方向)に進退移動すると、左右のタイロッド17L,17Rによって左右の前輪がそれぞれ転向される。
The
操舵補助装置4は、トルクセンサ41と、電動モータ42と、ラックシャフト2の外周面に形成されたねじ溝21に複数のボール43を介して螺合する円筒状のナット部材5と、ナット部材5をハウジング3に対して回転可能に支持する転がり軸受6と、転がり軸受6を軸方向に弾性支持する左右一対の弾性支持機構7と、電動モータ42の回転力をナット部材5に伝達する合成ゴムからなるベルト44とを有している。電動モータ42は、図2に示すように、固定子及び回転子を有する駆動部421と、駆動部421の固定子にモータ電流を供給する制御部422とを有している。制御部422は、トルクセンサ41によって検出された操舵トルクや車速に応じたモータ電流を駆動部421に供給する。駆動部421は、制御部422から供給されるモータ電流によってトルクを発生し、ベルト44を介してナット部材5をハウジング3に対して回転させる。
The steering assist device 4 includes a torque sensor 41, an
ハウジング3は、ラックシャフト2を収容する筒状のラックシャフト収容部31と、ピニオンシャフト14を収容するピニオンシャフト収容部32と、ナット部材5を収容するナット部材収容部33とを有している。ラックシャフト収容部31は、軸方向の両端部に取付部311,312を有し、取付部311,312が車体の取付対象であるステアリングメンバ(図示せず)にボルトによって固定される。なお、ラックシャフト収容部31の両端部には、ラックシャフト2を支持するラックブッシュ等の弾性体は設けられていない。
The housing 3 includes a cylindrical rack
ハウジング3は、第1部材301及び第2部材302を有している。ナット部材収容部33は、第1部材301及び第2部材302の結合によって構成され、ナット部材収容部33よりも車両右側(図面左側)のラックシャフト収容部31は、第1部材301によって構成されている。ナット部材収容部33よりも車両左側(図面右側)のラックシャフト収容部31は、第2部材302によって構成されている。電動モータ42は、ボルト303によって第2部材302に固定されている。
The housing 3 has a
ナット部材5は、本体部50と、本体部50に螺合によって結合された別体部としてのリングナット500とを有している。ナット部材5は、ラックシャフト2との間にボールねじ部40を構成する。ナット部材5における本体部50の内周面には、ラックシャフト2のねじ溝21に対向する螺旋状のねじ溝51が形成されている。複数のボール43は、ラックシャフト2のねじ溝21及びナット部材5のねじ溝51によって形成される転動路400を転動する。また、ナット部材5の本体部50には、転動路400の2箇所に開口する環流路52が形成されている。複数のボール43は、ナット部材5の回転により、転動路400及び環流路52を循環する。以下、ラックシャフト2の中心軸線に沿ったラックシャフト収容部31の長手方向を軸方向という。
The
また、ナット部材5には、本体部50の外周面にベルト44が掛け回された従動プーリ部53が形成されている。ベルト44は、電動モータ42のシャフト420と一体に回転する駆動プーリ421と従動プーリ部53との間に掛け回され、電動モータ42の回転力をナット部材5に伝達する。従動プーリ部53は駆動プーリ421よりも大径であり、電動モータ42の回転力がベルト44によって減速されて従動プーリ部53に伝達される。
Further, the
転がり軸受6は、複列に配置された複数の転動体60を有する複列玉軸受であり、外輪61と、内輪62と、第1及び第2の保持器63,64とを有している。外輪61は、ハウジング3におけるナット部材収容部33の内面に対向する外周面61aと、一方列の複数の転動体60が転動する第1の外輪軌道面61bと、他方列の複数の転動体60が転動する第2の外輪軌道面61cとを有している。転動体60は球状であり、一方列の複数の転動体60は第1の保持器63に等間隔に保持され、他方列の複数の転動体60は第2の保持器64に等間隔に保持されている。
The rolling
内輪62は、ナット部材5の外周面5aに対向する内周面62aと、一方列の複数の転動体60が転動する第1の内輪軌道面62bと、他方列の複数の転動体60が転動する第2の内輪軌道面62cとを有している。内輪62の内周面62a、及び内輪62の内周面62aに対向するナット部材5の外周面5aは、軸方向に対して平行である。一方列の複数の転動体60は、第1の外輪軌道面61bと第1の内輪軌道面62bとの間に配置されている。他方列の複数の転動体60は、第2の外輪軌道面61cと第2の内輪軌道面62cとの間に配置されている。
The
本実施の形態では、内輪62が第1の内輪部材621及び第2の内輪部材622からなる。第1の内輪部材621には第1の内輪軌道面62bが形成され、第2の内輪部材622には第2の内輪軌道面62cが形成されている。
In the present embodiment, the
ナット部材5の本体部50は、外径が異なる大径部501と小径部502とを一体に有し、大径部501の一端部に従動プーリ部53が形成されている。大径部501と小径部502との間には、段差面50aが形成されている。小径部502の一端部における外周面には、雄ねじ部54が形成されている。リングナット500は、雄ねじ部54に螺合して止め輪55によって緩み止めされている。リングナット500は、段差面50aとの間に内輪62を軸方向に締めつけている。内輪62は、第1の内輪部材621がリングナット500の端面500aに当接し、第2の内輪部材622がナット部材5の段差面50aに当接している。
The
ハウジング3のナット部材収容部33は、その内面に環状凹部330が形成されている。環状凹部330は、その底面330aが第1部材301の内周面によって形成され、軸方向の両側面330b,330cが第1部材301に形成された段差面及び第2部材302の軸方向端面によって形成されている。環状凹部330には、外輪61の少なくとも一部が収容されている。
The nut
外輪61は、ハウジング3における環状凹部330の底面330aに接する外周面61aの軸方向断面形状が、径方向外側に向かって突出する凸状湾曲面である。本実施の形態では、外輪61の外周面61aの全体が凸状湾曲面であるが、これに限らず、環状凹部330の底面330aに接しない部分が例えば直線状であってもよい。また、本実施の形態では、外周面61aが外輪61の軸方向幅の中央部において最も外径が大きく、この最大外径部から軸方向に離間するにつれて単調に外径が小さくなる形状であるが、外周面61aにおける最大外径部は、必ずしも外輪61の軸方向幅の中央部になくともよい。
The
環状凹部330の底面330aは、軸方向に対して平行な面である。外輪61の最大外径部における外径は、環状凹部330の底面330aの内径よりも僅かに小さい寸法である。この構成により、転がり軸受6は、外輪61の外周面61aが環状凹部330の底面330aを摺動することで、ハウジング3に対して軸方向に移動可能である。
The
図4は、転がり軸受6の周辺部を示す断面図であり、(a)はステアリングホイール10が中立位置にあるときの状態を、(b),(c)は、ステアリングホイール10が操舵されたときの状態を、それぞれ示す。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the peripheral portion of the rolling
図4(a)に示すように、外輪61は、軸方向両端面61d,61eと環状凹部330の両側面330b,330cとの間にそれぞれ配置された弾性支持機構7によって軸方向変位可能に弾性支持されている。弾性支持機構7は、弾性率が異なる第1の弾性体71及び第2の弾性体72を含み、これら第1及び第2の弾性体71,72と、第1の弾性体71を保持する第1の保持部材73と、第2の弾性体72を保持する第2の保持部材74とを有して構成されている。
As shown in FIG. 4A, the
本実施の形態では、第1及び第2の弾性体71,72が皿ばねであり、第1の弾性体71の弾性率が第2の弾性体72の弾性率よりも大きい。換言すれば、第1の弾性体71が第2の弾性体72よりも変形し難く、第1の弾性体71のばね定数が第2の弾性体72のばね定数よりも大きい。第2の弾性体72は、主としてステアリングホイール10が中立位置から左方向又は右方向に操舵される操舵初期段階で変形する。すなわち、操舵初期段階において、ステアリングシャフト11のピニオンシャフト14の回転によってラックシャフト2に軸方向の移動力が付与されたとき、操舵補助装置4が操舵補助力を発生する前に、第2の弾性体72の弾性変形によってラックシャフト2が軸方向に移動する。これにより、操舵初期段階におけるラックシャフト2の軸方向移動がボールねじ部40によって妨げられることがなく、良好な操舵感を得ることができる。
In the present embodiment, the first and second
外輪61の軸方向端面61dと環状凹部330の一方の側面330bとの間に配置された弾性支持機構7は、第1の弾性体71の内径側の端部が第1の保持部材73に保持され、第1の弾性体71の外径側の端部が第2の保持部材74に当接している。第2の弾性体72は、内径側の端部が第2の保持部材74に保持され、外径側の端部が外輪61の軸方向端面61dに当接している。第1の保持部材73は、環状凹部330の一方の側面330bに当接している。第1の保持部材73及び第2の保持部材74は、ナット部材5の外周に配置されたリング状であり、その軸方向断面がL字状に形成されている。
In the
同様に、外輪61の軸方向端面61eと環状凹部330の他方の側面330cとの間に配置された弾性支持機構7は、第1の弾性体71の内径側の端部が第1の保持部材73に保持され、第1の弾性体71の外径側の端部が第2の保持部材74に当接している。第2の弾性体72は、内径側の端部が第2の保持部材74に保持され、外径側の端部が外輪61の軸方向端面61eに当接している。第1の保持部材73は、環状凹部330の他方の側面330bに当接している。
Similarly, in the
ところで、ステアリングホイール10の操舵操作の際には、ラックシャフト2の軸方向移動に伴って、タイロッド17L,17Rのラックシャフト2に対する傾き角θ1,θ2、が変化する。例えばステアリングホイール10が右方向に操舵された場合には、タイロッド17Lとラックシャフト2とがなす傾き角θ1が小さくなり、タイロッド17Rとラックシャフト2とがなす傾き角θ2が大きくなる。この際、ラックシャフト2がタイロッド17L,17Rから受ける反力によって、ラックシャフト2がハウジング3に対して傾斜する。
By the way, during the steering operation of the
この場合、ナット部材5がハウジング3に対して傾動不能であると、ボール43がラックシャフト2のねじ溝21とナット部材5のねじ溝51との間に強く挟まれ、その転動抵抗が増大してしまう。ボール43の転動抵抗の増大は、運転者がステアリングホイール10を操舵する際の操舵反力の変化として表れるので、良好な操舵感が得られなくなるおそれがある。
In this case, if the
そこで、本実施の形態の操舵補助装置4は、外輪61の外周面61aの形状により、ハウジング3に対してナット部材5がラックシャフト2と共に傾く傾動動作が可能とされている。すなわち、外輪61の外周面61aが径方向外側に向かって突出する凸状湾曲面であることにより、ナット部材5が転がり軸受6と共にハウジング3に対して傾くことが可能となっている。そして、この傾動動作により、転舵時にハウジング3に対してラックシャフト2が傾いた際にも、ボール43がラックシャフト2及びナット部材5から受ける緊縛力が緩和され、良好な操舵感が保たれる。
Therefore, the steering assist device 4 according to the present embodiment can be tilted with respect to the housing 3 along with the
図4(b)に示すように、ラックシャフト2が車幅方向の右側(図面左側)に移動する場合には、外輪61の軸方向端面61e側に配置された弾性支持機構7の第1及び第2の弾性体71,72が軸方向に圧縮され、外輪61の軸方向端面61d側に配置された弾性支持機構7の第1及び第2の弾性体71,72が軸方向に伸長する。一方、図4(c)に示すように、ラックシャフト2が車幅方向の左側(図面右側)に移動する場合には、この逆となる。
As shown in FIG. 4B, when the
前述のように、左右一対の弾性支持機構7のうち外輪61によって圧縮される側の弾性支持機構7は、ステアリングホイール10が中立位置から左方向又は右方向に操舵される操舵初期段階では主として第2の弾性体72が軸方向に圧縮され、その状態からさらにステアリングホイール10が操舵されると、主として第1の弾性体71が圧縮される。第1の弾性体71の弾性率(ばね定数)は、通常の操舵操作では軸方向に圧縮され切らない値とされている。第1の弾性体71は、第2の弾性体72が軸方向に圧縮され切った後でも、外輪61の軸方向端面61d,61eがハウジング3に対して傾くことを許容するように変形可能である。このように、外輪61は、弾性支持機構7によって軸方向変位可能かつ傾動可能に支持されている。
As described above, the
ステアリングホイール10が大きく操舵されてラックシャフト2がハウジング3に対して傾くと、ナット部材5及び転がり軸受6がラックシャフト2と共にハウジング3に対して傾斜する。ラックシャフト2が車幅方向の右側に移動する際には、ハウジング3に対してラックシャフト2が図4(b)に示す矢印A1方向に傾き、ラックシャフト2が車幅方向の左側に移動する際には、ハウジング3に対してラックシャフト2が図4(c)に示す矢印A2方向に傾く。なお、図4(b)及び(c)では、説明の明確化のため、ナット部材5及び転がり軸受6のハウジング3に対する傾きを誇張して示しているが、この傾きは実際には例えば0.1〜0.2°である。
When the
(第1の実施の形態の作用及び効果)
以上、説明した本発明の第1の実施の形態によれば、外輪61の外周面61aが凸状湾曲面であり、この外周面61aの形状によってハウジング3に対してナット部材5がラックシャフト2と共に傾く傾動動作が可能とされている。そして、ハウジング3に対してナット部材5がラックシャフト2と共に傾くことで、ボール43がラックシャフト2及びナット部材5から受ける緊縛力が緩和され、ボール43の転動抵抗の増大が抑制される。
(Operation and effect of the first embodiment)
As described above, according to the first embodiment of the present invention described above, the outer
また、本実施の形態によれば、例えば特許文献1に記載のステアリング装置のカラー部材のような部品を用いることなく、ハウジング3に対してナット部材5をラックシャフト2と共に円滑に傾動させることが可能となり、部品点数及び加工工数の増大が抑制される。なお、外輪61の外周面61aを凸状湾曲面とする加工は、例えば研削面が凹面状に形成された一対の砥石を用いるセンタレス研削によって容易に行うことができる。
Further, according to the present embodiment, for example, the
またさらに、外輪61は、弾性率が異なる第1及び第2の弾性体71,72を有する弾性支持機構7によって弾性支持されているので、ステアリングホイール10の操舵操作の際に良好な操舵感が得られると共に、転がり軸受6がナット部材5と共にハウジング3に対して円滑に傾動可能である。
Furthermore, since the
[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態について、図5及び図6を参照して説明する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図5は、本発明の第2の実施の形態に係る操舵補助装置4の要部の構成を示す断面図である。図6は、第2の実施の形態に係る操舵補助装置4の転がり軸受6の周辺部を示す断面図であり、(a)はステアリングホイール10が中立位置にあるときの状態を、(b),(c)は、ステアリングホイール10が操舵されたときの状態を、それぞれ示す。図5及び図6において、第1の実施の形態において説明したものと機能が共通する部材等については、図3及び図4に付したものと同一の符号を付して重複した説明を省略する。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a configuration of a main part of the steering assist device 4 according to the second embodiment of the present invention. FIG. 6 is a cross-sectional view showing a peripheral portion of the rolling
第1の実施の形態では、外輪61の外周面61aの形状により、ハウジング3に対してナット部材5がラックシャフト2と共に傾く傾動動作を可能とした場合について説明したが、本実施の形態では、内輪62の内周面62aの形状により、この傾動動作が可能とされている。また、第1の実施の形態では、内輪62が第1の内輪部材621及び第2の内輪部材622によって構成された場合について説明したが、本実施の形態では、外輪61が第1の外輪部材611及び第2の外輪部材612からなり、内輪62は一体の部材によって構成されている。
In the first embodiment, the case where the
外輪61は、第1部材301に形成された段差面301aと、第2部材302の軸方向端面302aとの間に挟持されている。本実施の形態では、外輪61の外周面61a、及びこの外周面61aに対向する第1部材301の内周面301bが軸方向に対して平行である。つまり、転がり軸受6は、外輪61がハウジング3のナット部材収容部33の内周に固定されており、ハウジング3に対してナット部材5と共に傾動しない。
The
また、本実施の形態では、一対の弾性支持機構7が内輪62の一方の軸方向両端面62dとリングナット500の端面500aとの間、及び内輪62の他方の軸方向両端面62eとナット部材5の段差面50aとの間に配置されている。それぞれの弾性支持機構7は、弾性率が異なる第1の弾性体71及び第2の弾性体72と、第1の弾性体71と第2の弾性体72との間に配置された円環板状のワッシャ75とを有している。第1の弾性体71及び第2の弾性体72は皿ばねからなり、それぞれの弾性率は第1の実施の形態と同様である。
Further, in the present embodiment, the pair of
一対の弾性支持機構7のうちリングナット500側の一方の弾性支持機構7において、第1の弾性体71は、その内径側の端部がリングナット500の端面500aに当接し、外径側の端部がワッシャ75に当接している。また、第2の弾性体72は、その内径側の端部がワッシャ75に当接し、外径側の端部が内輪62の一方の軸方向両端面62dに当接している。
In one
また、一対の弾性支持機構7のうち他方の弾性支持機構7において、第1の弾性体71は、その内径側の端部がナット部材5の段差面50aに当接し、外径側の端部がワッシャ75に当接している。また、第2の弾性体72は、その内径側の端部がワッシャ75に当接し、外径側の端部が内輪62の他方の軸方向両端面62eに当接している。
Further, in the other
リングナット500の端面500aとナット部材5の段差面50aの間の空間は、内輪62の少なくとも一部が収容される環状凹部56となっている。環状凹部56の底面は、ナット部材5の回転軸線と平行な本体部50の外周面5aによって形成されている。環状凹部56の両側面は、リングナット500の端面500a及びナット部材5の段差面50aによって形成されている。内輪62は、環状凹部56内において、一対の弾性支持機構7によって軸方向変位可能にかつ傾動可能に弾性支持されている。
A space between the
内輪62は、ナット部材5の外周面5aに接する内周面62aの軸方向断面形状が径方向内側に向かって突出する凸状湾曲面である。本実施の形態では、内輪62の内周面62aの全体が凸状湾曲面であるが、これに限らず、ナット部材5の外周面5aに接しない部分が例えば直線状であってもよい。また、本実施の形態では、内周面62aが内輪62の軸方向幅の中央部において最も内径が小さく、この最小内径部から軸方向に離間するにつれて単調に内径が大きくなる形状であるが、内周面62aにおける最小内径部は、必ずしも内輪62の軸方向幅の中央部になくともよい。
The
内輪62の最小内径部における内径は、ナット部材5の外周面5aの外径よりも僅かに大きい寸法である。この構成により、転がり軸受6は、内輪62の内周面62aがナット部材5の外周面5aを摺動することで、ナット部材5に対して軸方向に移動可能である。
The inner diameter at the minimum inner diameter portion of the
図6(b)に示すように、ラックシャフト2が車幅方向の右側(図面左側)に移動する場合には、内輪62の軸方向端面62d側に配置された弾性支持機構7の第1及び第2の弾性体71,72が軸方向に圧縮され、内輪62の軸方向端面62e側に配置された弾性支持機構7の第1及び第2の弾性体71,72が軸方向に伸長する。一方、図4(c)に示すように、ラックシャフト2が車幅方向の左側(図面右側)に移動する場合には、この逆となる。
As shown in FIG. 6B, when the
ステアリングホイール10が大きく操舵されてラックシャフト2がハウジング3に対して傾くと、ナット部材5がラックシャフト2と共にハウジング3及び転がり軸受6に対して傾斜する。ラックシャフト2が車幅方向の右側に移動する際には、ハウジング3に対してラックシャフト2が図6(b)に示す矢印A3方向に傾き、ラックシャフト2が車幅方向の左側に移動する際には、ハウジング3に対してラックシャフト2が図6(c)に示す矢印A4方向に傾く。
When the
(第2の実施の形態の作用及び効果)
本実施の形態によっても、第1の実施の形態と同様に、ハウジング3に対してナット部材5がラックシャフト2と共に傾くことで、ボール43がラックシャフト2及びナット部材5から受ける緊縛力が緩和され、ボール43の転動抵抗の増大が抑制される。また、内輪62の内周面62aの形状により、ハウジング3に対してナット部材5がラックシャフト2と共に傾く傾動動作が可能であるので、部品点数及び加工工数の増大が抑制される。
(Operation and effect of the second embodiment)
Also in the present embodiment, as in the first embodiment, the
またさらに、内輪62は、弾性率が異なる第1及び第2の弾性体71,72を有する弾性支持機構7によってナット部材5に弾性支持されているので、ステアリングホイール10の操舵操作の際に良好な操舵感が得られると共に、ナット部材5がハウジング3及び転がり軸受6に対して円滑に傾動可能である。
Furthermore, since the
(付記)
以上、本発明を第1及び第2の実施の形態に基づいて説明したが、これらの実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
(Appendix)
As mentioned above, although this invention was demonstrated based on 1st and 2nd embodiment, these embodiment does not limit the invention which concerns on a claim. In addition, it should be noted that not all the combinations of features described in the embodiments are essential to the means for solving the problems of the invention.
また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態では、第1の弾性体71及び第2の弾性体72が皿ばねからなる場合について説明したが、これに限らず、第1の弾性体71及び第2の弾性体72を合成ゴムによって構成してもよい。この場合には、第1及び第2の保持部材73,74を省略してもよい。また、上記実施の形態では、転がり軸受6が複列玉軸受からなる場合について説明したが、これに限らず、様々な形式の軸受を転がり軸受6として用いることが可能である。
Further, the present invention can be appropriately modified and implemented without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the case where the first
また、本発明は、インターミディエイトシャフトとピニオンシャフトの無いステアバイワイヤ装置の転舵用アクチュエータや、4輪操舵装置の後輪操舵用アクチュエータに適用してもよい。 Further, the present invention may be applied to a steering actuator for a steer-by-wire device without an intermediate shaft and a pinion shaft and a rear wheel steering actuator for a four-wheel steering device.
1…ステアリング装置 10…ステアリングホイール
11…ステアリングシャフト 2…ラックシャフト
20…ラック歯 21…ねじ溝
3…ハウジング 330…環状凹部
330a…底面 330b,330c…側面
4…操舵補助装置 42…電動モータ
43…ボール 5…ナット部材
51…ねじ溝 56…環状凹部
5a…外周面 6…転がり軸受
60…転動体 61…外輪
61a…外周面 61d,61e…軸方向端面
62…内輪 62a…内周面
62d,62e…軸方向端面 7…弾性支持機構
71,72…弾性体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (5)
前記操舵補助装置は、前記転舵シャフトの外周面に形成された螺旋状のねじ溝に複数のボールを介して螺合する円筒状のナット部材と、前記ナット部材を前記ハウジングに対して回転可能に支持する転がり軸受と、前記ナット部材を前記転舵シャフトに対して回転させる電動モータとを有し、
前記転がり軸受は、前記ハウジングの内面に対向する外周面を有する外輪と、前記ナット部材の外周面に対向する内周面を有する内輪と、前記外輪と前記内輪との間に配置された複数の転動体とを有し、
前記外輪の外周面又は前記内輪の内周面の形状により、前記ハウジングに対して前記ナット部材が前記転舵シャフトと共に傾く傾動動作が可能とされている、
ステアリング装置。 A steered shaft connected to the steered wheels via a link mechanism, a steering assist device that applies a steering assist force to the steered shaft, and a housing that houses a part of the steered shaft together with the steering assist device. A steering device for turning steered wheels by moving the steered shaft in the vehicle width direction,
The steering assist device includes a cylindrical nut member that is screwed into a spiral thread groove formed on an outer peripheral surface of the steered shaft via a plurality of balls, and the nut member is rotatable with respect to the housing. A rolling bearing to be supported on, and an electric motor for rotating the nut member relative to the steering shaft,
The rolling bearing includes an outer ring having an outer peripheral surface facing the inner surface of the housing, an inner ring having an inner peripheral surface facing the outer peripheral surface of the nut member, and a plurality of rollers disposed between the outer ring and the inner ring. Rolling elements,
According to the shape of the outer peripheral surface of the outer ring or the inner peripheral surface of the inner ring, the nut member can be tilted with the steered shaft with respect to the housing.
Steering device.
請求項1に記載のステアリング装置。 In the rolling bearing, the inner ring is fixed to the nut member, and an outer peripheral surface of the outer ring that is in contact with the housing is a convex curved surface.
The steering apparatus according to claim 1.
前記外輪は、前記外周面が前記環状凹部の底面に接すると共に、軸方向両端面と前記環状凹部の両側面との間にそれぞれ配置された弾性支持機構によって軸方向変位可能かつ傾動可能に支持されており、
前記弾性支持機構は、弾性率の異なる複数の弾性体を含んで構成されている、
請求項2に記載のステアリング装置。 The housing is formed with an annular recess for accommodating at least a part of the outer ring,
The outer ring is supported so that the outer peripheral surface is in contact with the bottom surface of the annular recess and is axially displaceable and tiltable by elastic support mechanisms respectively disposed between both axial end surfaces and both side surfaces of the annular recess. And
The elastic support mechanism includes a plurality of elastic bodies having different elastic moduli,
The steering apparatus according to claim 2.
請求項1に記載のステアリング装置。 In the rolling bearing, an inner peripheral surface of the inner ring that is fixed to the housing and is in contact with the nut member is a convex curved surface.
The steering apparatus according to claim 1.
前記内輪は、前記内周面が前記環状凹部の底面に接すると共に、軸方向両端面と前記環状凹部の両側面との間にそれぞれ配置された弾性支持機構によって軸方向変位可能かつ傾動可能に支持されており、
前記弾性支持機構は、弾性率の異なる複数の弾性体を含んで構成されている、
請求項4に記載のステアリング装置。 The nut member is formed with an annular recess that accommodates at least a part of the inner ring,
The inner ring is supported in such a manner that the inner peripheral surface is in contact with the bottom surface of the annular recess and is axially displaceable and tiltable by elastic support mechanisms respectively disposed between both axial end surfaces and both side surfaces of the annular recess. Has been
The elastic support mechanism includes a plurality of elastic bodies having different elastic moduli,
The steering apparatus according to claim 4.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017061118A JP2018162011A (en) | 2017-03-27 | 2017-03-27 | Steering device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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JP2017061118A Pending JP2018162011A (en) | 2017-03-27 | 2017-03-27 | Steering device |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2018162011A (en) |
-
2017
- 2017-03-27 JP JP2017061118A patent/JP2018162011A/en active Pending
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