JP2531067Y2 - Electric steering device for vehicles - Google Patents
Electric steering device for vehiclesInfo
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- JP2531067Y2 JP2531067Y2 JP1989092670U JP9267089U JP2531067Y2 JP 2531067 Y2 JP2531067 Y2 JP 2531067Y2 JP 1989092670 U JP1989092670 U JP 1989092670U JP 9267089 U JP9267089 U JP 9267089U JP 2531067 Y2 JP2531067 Y2 JP 2531067Y2
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Description
【考案の詳細な説明】 [考案の目的] 〈産業上の利用分野〉 本考案は、車輌用操舵装置に関し、特に操舵ハンドル
の操作に対応して制御される電動モータと、電動モータ
の回転運動を直線運動に変換する所謂ボールスクリュー
機構とによって操舵ロッドを駆動する車輌用電動操舵装
置に関するものである。[Detailed description of the invention] [Purpose of the invention] <Industrial application field> The present invention relates to a vehicle steering system, and in particular, an electric motor controlled in response to operation of a steering wheel, and a rotational motion of the electric motor. And a so-called ball screw mechanism for converting a steering motion into a linear motion.
〈従来の技術〉 この種の車輌用操舵装置に於いては、例えば本願出願
人による実願昭63-77139号明細書に開示されるように、
電動モータのロータ軸を、その全長に渡って直接操舵ロ
ッド上に相対回転自在に支持されるものとすると、必然
的にロータ軸内周面と操舵ロッド外周面との間に大きな
摺動抵抗が生じ、電動モータの円滑な回転動作及び操舵
ロッドの円滑な転舵動作を妨げる虞れがある上、ロータ
軸の内周面及び操舵ロッドの外周面に高い加工精度が要
求され、製造が面倒で価格が高くなる等の不都合があ
る。また、車体側に固定されるケーシングに対し、電動
モータのロータ軸を回転自在に支持し、かつ操舵ロッド
を摺動自在に支持するためには、ロータ軸と操舵ロッド
とで別個の支持構造が必要であり、装置全体が軸線方向
に長大化するという問題があった。<Prior Art> In this type of vehicle steering system, for example, as disclosed in Japanese Patent Application No. 63-77139 by the present applicant,
Assuming that the rotor shaft of the electric motor is directly rotatably supported on the steering rod over its entire length, a large sliding resistance necessarily occurs between the inner peripheral surface of the rotor shaft and the outer peripheral surface of the steering rod. This may hinder the smooth rotation operation of the electric motor and the smooth steering operation of the steering rod.In addition, high machining accuracy is required for the inner peripheral surface of the rotor shaft and the outer peripheral surface of the steering rod. There are inconveniences such as an increase in price. In order to rotatably support the rotor shaft of the electric motor and slidably support the steering rod with respect to the casing fixed to the vehicle body side, a separate support structure is provided for the rotor shaft and the steering rod. This is necessary, and there is a problem that the entire device becomes longer in the axial direction.
〈考案が解決しようとする課題〉 本考案は、このような問題点を解消するべく案出され
たものであり、その主な目的は、装置寸法を増大するこ
となく、電動モータのロータ軸と操舵ロッドとの間に生
じる回転抵抗及び摺動抵抗を大幅に低減させることがで
き、しかも比較的容易且つ安価に製造し得る車輌用電動
操舵装置を提供することにある。<Problems to be solved by the present invention> The present invention has been devised to solve such problems, and its main purpose is to increase the size of the rotor shaft of the electric motor without increasing the size of the device. It is an object of the present invention to provide an electric steering apparatus for a vehicle, which can greatly reduce the rotational resistance and sliding resistance generated between the steering rod and the steering rod, and can be manufactured relatively easily and at low cost.
[考案の構成] 〈課題を解決するための手段〉 このような目的は、一端にボールナットが一体結合さ
れた中空のロータ軸の両端を、車体に支持されたケーシ
ングの内面にころがり軸受を介して回転自在に支持して
なる電動モータと、軸線方向に移動可能に前記ロータ軸
に挿通支持されると共に前記ボールナットに螺合するボ
ールスクリュー部を備えた操舵ロッドとを有する車輌用
電動操舵装置であって、前記操舵ロッドが、前記中空の
ロータ軸に非接触に挿通されると共に、前記ボールナッ
トの鋼球と、前記ロータ軸の他端の前記ケーシングに軸
受け支持された部分の内周面に設けられた樹脂ブッシュ
とにより支持されることを特徴とする車輌用電動操舵装
置を提供することにより達成される。[Constitution of the Invention] <Means for Solving the Problems> Such an object is achieved by connecting both ends of a hollow rotor shaft having a ball nut integrally connected to one end thereof to a rolling bearing on an inner surface of a casing supported by a vehicle body. Electric steering device for a vehicle, comprising: an electric motor rotatably supported by the rotor shaft; and a steering rod having a ball screw portion that is inserted and supported by the rotor shaft so as to be movable in the axial direction and that is screwed into the ball nut. Wherein the steering rod is inserted through the hollow rotor shaft in a non-contact manner, and a steel ball of the ball nut and an inner peripheral surface of a portion supported by the casing at the other end of the rotor shaft. The present invention is attained by providing a vehicle electric steering system characterized by being supported by a resin bush provided on a vehicle.
〈作用〉 このようにすれば、ボールナットの鋼球と樹脂ブッシ
ュとの部分のみによって操舵ロッドとロータ軸とが相互
に接触するために操舵ロッドとロータ軸間の回転及び摺
動抵抗を大幅に低減し得ることから、電動モータ並びに
操舵ロッドの動作を円滑化できる。しかもロータ軸のケ
ーシングに支持された部分にボールナットの部分と樹脂
ブッシュが設けられた部分とを合致させているので、軸
線方向寸法を徒に増大せずに操舵ロッドが支持されるこ
ととなり、構造の複雑化を招かずに操舵ロッドの支持剛
性を高めることができる。<Operation> In this way, since the steering rod and the rotor shaft come into contact with each other only by the portion of the steel ball of the ball nut and the resin bush, the rotation and sliding resistance between the steering rod and the rotor shaft are greatly reduced. Since it can be reduced, the operation of the electric motor and the steering rod can be smoothed. Moreover, since the ball nut portion and the resin bush portion are matched with the portion supported by the rotor shaft casing, the steering rod is supported without increasing the axial dimension. The support rigidity of the steering rod can be increased without complicating the structure.
〈実施例〉 以下に添付の図面を参照して本考案を特定の実施例に
ついて詳細に説明する。<Embodiments> The present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.
第1図は、本考案を適用した車輌の前後輪操舵装置の
全体を概略的に示している。図に於いて、ステアリング
ホイール1を一端に固着したステアリングシャフト2
は、前輪操舵装置3の操舵ロッド4と機械的に連結され
ている。FIG. 1 schematically shows the entire front and rear wheel steering device of a vehicle to which the present invention is applied. In the figure, a steering shaft 2 having a steering wheel 1 fixed to one end is shown.
Is mechanically connected to the steering rod 4 of the front wheel steering device 3.
車幅方向に延在する操舵ロッド4の両端は、左右前輪
5を支持する各ナックルアーム6に対し、タイロッド7
を介してそれぞれ連結されている。車輌の後部に配置さ
れた後輪操舵装置8は、車幅方向に延在する操舵ロッド
9が電動モータ10によって駆動されるようになってい
る。操舵ロッド9の両端は、前輪用の操舵ロッド4と同
様に、後輪11を支持するナックルアーム12に対してタイ
ロッド13を介してそれぞれ連結されている。Both ends of the steering rod 4 extending in the vehicle width direction are connected to a tie rod 7 for each knuckle arm 6 supporting the left and right front wheels 5.
Respectively. In a rear wheel steering device 8 arranged at the rear of the vehicle, a steering rod 9 extending in the vehicle width direction is driven by an electric motor 10. Both ends of the steering rod 9 are connected via tie rods 13 to a knuckle arm 12 that supports the rear wheel 11, similarly to the steering rod 4 for the front wheel.
各操舵装置3・8には、操舵ロッド4・9の位置を検
知して車輪5・11の転舵量を測定するために、例えば差
動トランスを用いた舵角センサ14・15がそれぞれ装着さ
れている。また、ステアリングシャフト2には、ステア
リングホイール1の操作量を検知するために、例えばパ
ルスエンコーダからなる舵角センサ16が取り付けられ、
後輪操舵装置8には、電動モータ10の回転量及び方向を
検出するために、同じくパルスエンコーダからなる舵角
センサ17が取り付けられている。更に、各車輪5・11に
は、車速センサ18がそれぞれ配置されている。これらセ
ンサ14〜18は、電動モータ10を駆動制御するコンピュー
タユニット19に対し、それぞれ電気的に接続されてい
る。In order to detect the position of the steering rods 4.9 and measure the amount of steering of the wheels 5.11, for example, each of the steering devices 3.8 is provided with a steering angle sensor 14.15 using a differential transformer, for example. Have been. Further, a steering angle sensor 16 composed of, for example, a pulse encoder is attached to the steering shaft 2 in order to detect an operation amount of the steering wheel 1,
In order to detect the rotation amount and direction of the electric motor 10, a steering angle sensor 17 also including a pulse encoder is attached to the rear wheel steering device 8. Further, a vehicle speed sensor 18 is disposed on each of the wheels 5 and 11. These sensors 14 to 18 are electrically connected to a computer unit 19 that drives and controls the electric motor 10.
運転者がステアリングホイール1を操作すると、操舵
ロッド4が機械的に駆動されて前輪5が転舵され、同時
にステアリングホイール1の操作量及び操舵ロッド4の
移動量が舵角センサ16・14を介してコンピュータユニッ
ト19にそれぞれ入力される。これら前輪5の転舵に関す
る情報及び車速センサ18から入力される車速に基づい
て、コンピュータユニット19が後輪11の転舵量を適当に
決定し、電動モータ10を駆動して後輪11を転舵する。そ
して電動モータ10の回転量・回転方向及び操舵ロッド9
の移動量即ち後輪11の実際の転舵量は、舵角センサ15・
17を介してコンピュータユニット19にそれぞれ入力さ
れ、これらの入力に基づいてコンピュータユニット19は
更に後輪11の舵角を最適にフィードバック制御する。When the driver operates the steering wheel 1, the steering rod 4 is mechanically driven to steer the front wheel 5, and at the same time, the amount of operation of the steering wheel 1 and the amount of movement of the steering rod 4 are transmitted via the steering angle sensors 16 and 14. Are input to the computer unit 19 respectively. The computer unit 19 appropriately determines the amount of steering of the rear wheel 11 based on the information on the steering of the front wheel 5 and the vehicle speed input from the vehicle speed sensor 18 and drives the electric motor 10 to rotate the rear wheel 11. Steer. The amount and direction of rotation of the electric motor 10 and the steering rod 9
The movement amount of the rear wheel 11, that is, the actual steering amount of the rear wheel 11, is
The computer unit 19 is input to each of the computer units 19 through 17, and the computer unit 19 further optimally controls the steering angle of the rear wheel 11 based on these inputs.
第2図は、本考案を適用した後輪操舵装置8を詳細に
示している。後輪操舵装置8は、車体側に固定されたケ
ーシング21を、車幅方向即ち図中左右方向に操舵ロッド
9が貫通し、かつその左右両端に、ボールジョイント22
a・22bを介して各タイロッド13がそれぞれ連結されてい
る。そして電動ーオタ10は、操舵ロッド9上に同軸に相
対回転自在にロータ軸23が軸支され、かつロータ軸23上
に、コイルを巻回してなるロータ24と、ケーシング21の
中央部内周面に固着された永久磁石からなるステータ25
とが設けられている。FIG. 2 shows the rear wheel steering device 8 to which the present invention is applied in detail. The rear wheel steering device 8 includes a casing 21 fixed to the vehicle body, in which a steering rod 9 penetrates in a vehicle width direction, that is, a left-right direction in the drawing, and ball joints 22
The tie rods 13 are respectively connected via a and 22b. The electric motor 10 has a rotor shaft 23 rotatably supported on the steering rod 9 coaxially and relatively rotatably, and a rotor 24 formed by winding a coil on the rotor shaft 23 and an inner peripheral surface of a central portion of the casing 21. Stator 25 consisting of fixed permanent magnets
Are provided.
ロータ軸23は、その一端23aが玉軸受27を介してケー
シング21に回転自在に支持され、その他端23bが後述す
るボールスクリュー機構に連結されている。また玉軸受
27を介してケーシング21に支持されたロータ軸23の一端
23aの内周面には、すべり軸受としてのブッシュ26を介
して操舵ロッド9が挿通支持されている。One end 23a of the rotor shaft 23 is rotatably supported by the casing 21 via a ball bearing 27, and the other end 23b is connected to a ball screw mechanism described later. Also ball bearing
One end of a rotor shaft 23 supported on the casing 21 via 27
The steering rod 9 is inserted and supported on the inner peripheral surface of the reference numeral 23a via a bush 26 as a slide bearing.
第4図に良く示されるように、ブッシュ26は、アルミ
ニウム等の金属からなる薄肉円筒57で形成され、その内
周面に、合成樹脂製のライナ58が全長に渡って貼着され
ている。従って、ロータ軸23の回転時に操舵ロッド9と
の間に生じる滑り摩擦、及びそれによる摺動音の発生を
大幅に低減できる。4, the bush 26 is formed of a thin cylinder 57 made of metal such as aluminum, and a liner 58 made of synthetic resin is adhered to the inner peripheral surface thereof over the entire length. Therefore, the sliding friction generated between the rotor shaft 23 and the steering rod 9 when the rotor shaft 23 rotates, and the generation of sliding noise due to the sliding friction can be greatly reduced.
このように、操舵ロッド9が、ロータ軸23の中空内周
面に全長に渡って直接接触するのではなく、ロータ軸23
の一端に於てブッシュ26を介して支持されるので、ロー
タ軸23の内周面と操舵ロッド9の外周面との摺接面積を
少なくしてロータ軸23の回転抵抗を大幅に低減できるこ
とから、電動モータの円滑な回転動作及びそれによる転
舵性能の向上が達成される。更に、ブッシュ26は、ロー
タ軸23の内部を外気から遮断するシール効果を発揮する
ので、ロータ軸の他端23bに装着されたボールスクリュ
ー機構の耐久性が向上する。また、操舵ロッド9が、ロ
ータ軸23の一端のブッシュ26及び玉軸受27を介してケー
シング21に支持されるので、操舵ロッド9のみを支持す
るための軸受けを別個に設ける必要がなくなることか
ら、装置全体を車幅方向即ち操舵ロッド9の軸線方向に
ついて短寸化することができる。In this manner, the steering rod 9 does not directly contact the entire inner surface of the hollow of the rotor shaft 23 over the entire length thereof,
Is supported via the bush 26 at one end thereof, so that the sliding contact area between the inner peripheral surface of the rotor shaft 23 and the outer peripheral surface of the steering rod 9 can be reduced, and the rotational resistance of the rotor shaft 23 can be greatly reduced. As a result, the smooth rotation of the electric motor and the improvement of the steering performance can be achieved. Further, since the bush 26 exhibits a sealing effect of blocking the inside of the rotor shaft 23 from the outside air, the durability of the ball screw mechanism mounted on the other end 23b of the rotor shaft is improved. Further, since the steering rod 9 is supported by the casing 21 via the bush 26 and the ball bearing 27 at one end of the rotor shaft 23, there is no need to separately provide a bearing for supporting only the steering rod 9; The entire device can be shortened in the vehicle width direction, that is, in the axial direction of the steering rod 9.
ロータ軸23の他端23bには、ロータ軸23と一体回転す
るように、筒状のボールナット30がボルト31により連結
されている。ボールナット30は、その中央部内周面に一
条の雌ねじ溝32が凹設され、かつロータ軸23との連結部
の反対側の端部に縮径部33が形成されており、該縮径部
33に装着された玉軸受34により、ケーシング21の内筒部
28に回転自在に支持されている。そして操舵ロッド9の
右半分の外周面に刻設された雄ねじ溝35と雌ねじ溝32と
の間に多数の鋼球36を配置した所謂ボールスクリュー機
構を介し、操舵ロッド9を支持している。従って、コン
ピュータユニット19により電動モータ10を駆動してロー
タ軸23を回転させると、その回転がボールナット30を介
して減速され且つ直線運動に変換されて操舵ロッド9に
伝達される。これにより、操舵ロッド9が左右方向に直
線駆動されて後輪11が転舵される。To the other end 23b of the rotor shaft 23, a cylindrical ball nut 30 is connected by a bolt 31 so as to rotate integrally with the rotor shaft 23. The ball nut 30 has a single internal thread groove 32 formed in the inner peripheral surface of the central portion thereof, and a reduced diameter portion 33 formed at an end opposite to a portion connected to the rotor shaft 23.
The inner cylindrical part of the casing 21 is
It is rotatably supported by 28. The steering rod 9 is supported via a so-called ball screw mechanism in which a large number of steel balls 36 are arranged between a male screw groove 35 and a female screw groove 32 formed on the outer peripheral surface of the right half of the steering rod 9. Accordingly, when the electric motor 10 is driven by the computer unit 19 to rotate the rotor shaft 23, the rotation is reduced via the ball nut 30 and converted to linear motion and transmitted to the steering rod 9. Thereby, the steering rod 9 is linearly driven in the left-right direction, and the rear wheel 11 is steered.
また、ボールナット30には、一体的に結合された円筒
部材37の外周に複数の永久磁石38が円周方向に一定間隔
で固着されている。これに対応してケーシング21には、
舵角センサ17を構成するパルスエンコーダ本体39が取り
付けられ、かつ磁気感応部40が、ケーシング21内に突入
して磁石38に近接する位置に配置されている。これによ
り、電動モータ10が駆動されてボールナット30が回転す
ると、磁気感応部40が永久磁石38の回転による磁界変化
を検出して信号を出力し、この信号に基づいてコンピュ
ータユニット19が電動モータ10の回転量及び回転方向即
ち後輪11の転舵方向及び転舵角を判断する。A plurality of permanent magnets 38 are fixed to the outer periphery of the cylindrical member 37 integrally connected to the ball nut 30 at regular intervals in the circumferential direction. Correspondingly, the casing 21
The pulse encoder main body 39 constituting the steering angle sensor 17 is attached, and the magnetic sensitive section 40 is located at a position protruding into the casing 21 and close to the magnet 38. As a result, when the electric motor 10 is driven and the ball nut 30 rotates, the magnetic sensing unit 40 detects a magnetic field change due to the rotation of the permanent magnet 38 and outputs a signal, and based on the signal, the computer unit 19 The rotation amount and the rotation direction of the rear wheel 11, that is, the turning direction and the turning angle of the rear wheel 11 are determined.
操舵ロッド9の雄ねじ溝35が設けられた側とは反対側
の端部9aには、ボールジョイント22aが取り付けられて
おり、ボールジョイント22aで回り止め部材41を挟持し
ている。また、回り止め部材41は、止めねじ42によって
回り止め且つ抜け止めされて操舵ロッド9に一体的に結
合している。尚、第2図は、回り止め部材41及び舵角セ
ンサ15の取付構造をより一層理解し易くするために、第
3図のII-II線で示すように、一部方向を変えて後輪転
舵装置8の断面を示している。A ball joint 22a is attached to the end 9a of the steering rod 9 on the side opposite to the side where the male thread groove 35 is provided, and the detent member 41 is held between the ball joint 22a. The detent member 41 is stopped and prevented from coming off by a set screw 42 and is integrally connected to the steering rod 9. FIG. 2 shows the rear wheel rolling with a partial change of direction as shown by the line II-II in FIG. 3 in order to make it easier to understand the mounting structure of the detent member 41 and the steering angle sensor 15. 2 shows a cross section of the rudder device 8.
第3図に併せて示されるように、回り止め部材41は、
操舵ロッド9から半径方向に延出するアーム43と、その
先端から操舵ロッド9と平行に延出する回り止めシャフ
ト44とを有している。回り止めシャフト44は、ケーシン
グ21に形成されたやや大径のガイド孔45内に挿入されて
いる。ガイド孔45の拡径された入口部45aには、合成樹
脂製のスリーブ46が装着されており、操舵ロッド9と一
体的に軸線方向に移動する回り止めシャフト44を案内す
るスライド軸受として機能する。従って、回り止めシャ
フト44との間のがたを解消し、操舵ロッド9を駆動する
際に回り止めシャフト44のより一層円滑な動作を確保
し、かつ異音の発生を防止することができる。また、ス
リーブ46としては、金属円筒の内外周面のそれぞれに合
成樹脂層を貼着したものを使用することができる。As shown in FIG. 3, the detent member 41 is
An arm 43 extends radially from the steering rod 9 and a detent shaft 44 extending parallel to the steering rod 9 from its tip. The detent shaft 44 is inserted into a slightly larger diameter guide hole 45 formed in the casing 21. A sleeve 46 made of a synthetic resin is attached to the enlarged inlet portion 45a of the guide hole 45, and functions as a slide bearing that guides the detent shaft 44 that moves in the axial direction integrally with the steering rod 9. . Accordingly, it is possible to eliminate the play between the anti-rotation shaft 44 and the rotation of the anti-rotation shaft 44 when driving the steering rod 9 and to prevent the generation of abnormal noise. Further, as the sleeve 46, a metal cylinder having a synthetic resin layer adhered to each of the inner and outer peripheral surfaces thereof can be used.
スリーブ46には、その中央部を横方向に貫通する2個
の孔47・48が対称位置に穿設されている。一方、ケーシ
ング21には、一方の貫通孔47と同径の横孔49がガイド孔
入口部45aに開口するように、アーム43と直交する操舵
ロッド9の接線方向に沿って内設されている。またスリ
ーブ46は、貫通孔47がケーシング21の横孔49と一致する
ように配置されている。The sleeve 46 is provided with two holes 47 and 48 penetrating the center thereof in the lateral direction at symmetrical positions. On the other hand, a lateral hole 49 having the same diameter as one of the through holes 47 is provided in the casing 21 along a tangential direction of the steering rod 9 orthogonal to the arm 43 so as to open to the guide hole entrance 45a. . Further, the sleeve 46 is arranged so that the through hole 47 coincides with the horizontal hole 49 of the casing 21.
横孔49内には、回り止めシャフト44の外周面に適合す
る湾曲形状の端面を有する押圧部材50が摺動自在に配置
されている。この押圧部材50は、横孔49内に配置された
コイルばね51によって図中右向きに常時弾発付勢されて
おり、回り止めシャフト44の外周面に端面を当接させて
回り止めシャフト44を操舵ロッド9の接線方向に付勢し
ている。そして押圧部材50は、回り止めシャフト44との
滑り摩擦を少なくするように、周知の様々な材料により
形成されるか、または端面に合成樹脂を貼着させて形成
されている。In the lateral hole 49, a pressing member 50 having a curved end surface that fits the outer peripheral surface of the rotation preventing shaft 44 is slidably disposed. The pressing member 50 is constantly resiliently biased rightward in the drawing by a coil spring 51 disposed in the horizontal hole 49, and the end surface is brought into contact with the outer peripheral surface of the detent shaft 44 to thereby rotate the detent shaft 44. It is biased in the tangential direction of the steering rod 9. The pressing member 50 is formed of various well-known materials or is formed by sticking a synthetic resin to an end face so as to reduce sliding friction with the rotation preventing shaft 44.
コイルばね51の付勢力は、ケーシング21に螺着された
セットボルト52によって調節される。また、図示される
ように、横孔49から貫通孔47を貫通して回り止めシャフ
ト44の外周面に押圧部材50が当接しているので、別個の
手段を用いることなく、ガイド孔の入口部45aの所定位
置にスリーブ46を抜け止めして保持することができる。The urging force of the coil spring 51 is adjusted by a set bolt 52 screwed to the casing 21. Further, as shown, since the pressing member 50 is in contact with the outer peripheral surface of the detent shaft 44 through the through hole 47 from the horizontal hole 49, the entrance portion of the guide hole can be used without using a separate means. The sleeve 46 can be retained at a predetermined position of 45a by preventing it from falling off.
ケーシング21の外周側には、舵角センサ15が取り付け
られている。上述のように差動トランスからなる舵角セ
ンサ15は、コイルと可動コアとを内部に有している。こ
の舵角センサ15の先端部から出入自在に突出するセンサ
シャフト53は、内蔵するスプリングによって常時外向き
に弾発付勢されており、その先端が、回り止めシャフト
44の外周面に凹設された軸線方向溝54の底面55に、スリ
ーブ46の他方の貫通孔48を通って当接している。A steering angle sensor 15 is mounted on the outer peripheral side of the casing 21. As described above, the steering angle sensor 15 including the differential transformer has a coil and a movable core therein. The sensor shaft 53 that protrudes freely from the tip of the steering angle sensor 15 is always elastically urged outward by a built-in spring.
The bottom surface 55 of the axial groove 54 recessed in the outer peripheral surface of 44 is in contact with the other through hole 48 of the sleeve 46.
このように、回り止めシャフト44には、押圧部材50を
介したコイルばね51の付勢力と、センサシャフト53を介
した舵角センサ15の内蔵スプリングの付勢力とが、操舵
ロッド9の接線方向に沿って互いに逆向きに作用する。
しかもアーム43によって付勢力の作用位置と操舵ロッド
9の軸心位置とが大きく離隔しているので、これらの付
勢力を小さく設定しても、操舵ロッド9の回転方向に比
較的大きな力を作用させることができる。これにより、
押圧部材50と回り止めシャフト44の外周面との滑り摩擦
を小さくし、かつ確実に操舵ロッド9を回り止めでき
る。As described above, the urging force of the coil spring 51 via the pressing member 50 and the urging force of the built-in spring of the steering angle sensor 15 via the sensor shaft 53 are applied to the detent shaft 44 in the tangential direction of the steering rod 9. Act in opposite directions along
In addition, since the operating position of the urging force and the axial center position of the steering rod 9 are largely separated by the arm 43, even if these urging forces are set small, a relatively large force acts in the rotation direction of the steering rod 9. Can be done. This allows
Sliding friction between the pressing member 50 and the outer peripheral surface of the rotation preventing shaft 44 can be reduced, and the steering rod 9 can be surely prevented from rotating.
第2図に示されるように、回り止めシャフト44に形成
された軸線方向溝54は、その深さが軸線方向、即ち操舵
ロッド9の移動方向に沿って一定の比率で変化するよう
に底面55が傾斜している。従って、底面55に常時当接す
るセンサシャフト53のストロークは、操舵ロッド9即ち
回り止めシャフト44が軸線方向に移動すると、溝54の深
さに追従して同じ比率で変化する。この変位に基づいて
舵角センサ15が信号を出力し、かつこの信号を入力した
コンピュータユニット19が操舵ロッド9の軸線方向の変
位を検出し、車輪11の実際の転舵量及び転舵方向を判断
する。As shown in FIG. 2, the axial groove 54 formed in the detent shaft 44 has a bottom surface 55 such that its depth changes at a constant rate in the axial direction, that is, the moving direction of the steering rod 9. Is inclined. Therefore, the stroke of the sensor shaft 53 that always contacts the bottom surface 55 changes at the same ratio following the depth of the groove 54 when the steering rod 9, that is, the detent shaft 44 moves in the axial direction. Based on this displacement, the steering angle sensor 15 outputs a signal, and the computer unit 19 that has received this signal detects the displacement of the steering rod 9 in the axial direction, and determines the actual steering amount and the steering direction of the wheel 11. to decide.
第1図に示される前輪転舵装置3の舵角センサ14は、
後輪転舵装置8の舵角センサ15と同様の構成を有してい
る。即ち、操舵ロッド4の外周面には、一定比率で傾斜
した底面を有する軸線方向溝56が形設され、かつ舵角セ
ンサ14の外向きに付勢されたセンサシャフトがその溝56
の底面に当接している。しかしながら、前輪5は通常後
輪11と比較して転舵範囲が格段に大きいので、両操舵ロ
ッド4・10の移動範囲にかなりの差がある。そこで前輪
用操舵ロッド4の溝56と後輪用操舵ロッド9の溝54と
は、その最大深さを同じにし、かつそれらの軸線方向長
さをそれぞれ各操舵ロッド4・10の最大ストロークに比
例して設定するものとすれば、各舵角センサ14・15に共
通の差動トランス型ストロークセンサを使用することが
できる。The steering angle sensor 14 of the front wheel steering device 3 shown in FIG.
It has the same configuration as the steering angle sensor 15 of the rear wheel steering device 8. That is, an axial groove 56 having a bottom surface inclined at a fixed ratio is formed on the outer peripheral surface of the steering rod 4, and the sensor shaft urged outward of the steering angle sensor 14 is provided in the groove 56.
Is in contact with the bottom surface. However, since the front wheel 5 usually has a much larger steering range than the rear wheel 11, there is a considerable difference in the movement range of the two steering rods 4. Therefore, the groove 56 of the front wheel steering rod 4 and the groove 54 of the rear wheel steering rod 9 have the same maximum depth, and their axial lengths are proportional to the maximum strokes of the respective steering rods 4 and 10. In this case, a common differential transformer type stroke sensor can be used for each of the steering angle sensors 14 and 15.
後輪転舵装置8は、第2図に示されるように、操舵ロ
ッド9を中立位置に復帰させるためのフェイルセーフ機
構61を備えている。このフェイルセーフ機構61は、予め
圧縮されたリターンスプリング62を、その両端に配置し
た1対のシート部材63・64を介して円筒状支持部材65の
外周に装着してある。この支持部材65は、一方の、即ち
図中右方の端部に形成された円板状の取付部66をもっ
て、ボールジョイント22bによって抜け止めされて操舵
ロッド9に一体的に結合されている。As shown in FIG. 2, the rear wheel steering device 8 includes a fail-safe mechanism 61 for returning the steering rod 9 to the neutral position. In the fail-safe mechanism 61, a return spring 62 that has been compressed in advance is mounted on the outer periphery of a cylindrical support member 65 via a pair of sheet members 63 and 64 disposed at both ends thereof. The support member 65 is integrally connected to the steering rod 9 with one side, that is, a disk-shaped mounting portion 66 formed at the right end in the drawing, prevented from falling off by the ball joint 22b.
上述のように、ボールナット30を支持する軸受33の外
径を小さくしたことにより、リターンスプリング62を装
着した支持部材65の円筒部分は、第2図の操舵ロッド9
の中立位置に於て、ボールナット30を縮径部32付近まで
軸線方向に沿って部分的にオーバラップするように、ケ
ーシング21の内筒部28と外筒部29との間の環状空間内に
配置される。また、リターンスプリング62を比較的大径
にしたことにより、その長さを比較的短くしても大きな
付勢力が得られる。これにより、後輪用操舵装置8の外
径を拡大することなく車幅方向に短寸化することができ
る。As described above, since the outer diameter of the bearing 33 that supports the ball nut 30 is reduced, the cylindrical portion of the support member 65 on which the return spring 62 is mounted becomes the steering rod 9 shown in FIG.
In the neutral position, the ball nut 30 is partially overlapped in the axial direction to the vicinity of the reduced diameter portion 32 in the annular space between the inner cylindrical portion 28 and the outer cylindrical portion 29 of the casing 21. Placed in Further, since the diameter of the return spring 62 is relatively large, a large urging force can be obtained even if the length is relatively short. This makes it possible to shorten the rear wheel steering device 8 in the vehicle width direction without increasing the outer diameter.
シート部材63・64は、支持部材65の外周面に摺動自在
に嵌合し、かつ支持部材65の内端に突設されたストッパ
67と、支持部材65の外端に螺着された止め輪からなるス
トッパ68とにより、その移動が制限されている。更に、
シート部材63・64の移動は、ケーシング21の外筒部29の
内周に設けられたストッパ69・70によってそれぞれ制限
されている。また、第2図の中立位置に於ける両シート
部材63・64の軸線方向の離隔距離により、リターンスプ
リング62の収縮可能な限度が決定される。The sheet members 63 and 64 are slidably fitted on the outer peripheral surface of the support member 65, and a stopper protruded from the inner end of the support member 65.
The movement of the support member 65 is restricted by a stopper 68 formed of a retaining ring screwed to the outer end of the support member 65. Furthermore,
The movement of the sheet members 63 and 64 is restricted by stoppers 69 and 70 provided on the inner periphery of the outer cylindrical portion 29 of the casing 21, respectively. The contractable limit of the return spring 62 is determined by the axial distance between the two seat members 63 and 64 at the neutral position in FIG.
支持部材65は加工性が高いので、直接操舵ロッド9上
にストッパを設けてリターンスプリング62を装着する場
合と比較して、別個の調整機構を要することなく十分な
精度を容易に確保することができる。また、シート部材
63・64の両端面には、シート状の弾性部材71・72がそれ
ぞれ貼着されており、シート部材64・65が各ストッパ67
〜70に衝突する際の衝突を緩和し、かつ打音を防止する
ことができるようになっている。Since the support member 65 has high workability, sufficient accuracy can be easily secured without requiring a separate adjustment mechanism as compared with a case where a stopper is provided directly on the steering rod 9 and the return spring 62 is mounted. it can. Also, sheet members
Sheet-like elastic members 71 and 72 are adhered to both end surfaces of 63 and 64, respectively.
It is designed to alleviate the collision when colliding with ~ 70 and to prevent the hitting sound.
操舵ロッド9が図中右方へ移動すると、左側のシート
部材63は支持部材65のストッパ67により操舵ロッド9と
共に右方へ移動するが、右側のシート部材64はケーシン
グ21のストッパ70に係止される。このため、リターンス
プリング62が圧縮されて操舵ロッド9を左方へ戻す付勢
力が発生する。この逆に、操舵ロッド9が図中左方へ移
動すると、右側のシート部材64が支持部材65の外側のス
トッパ68によって操舵ロッド9と共に左方へ移動する
が、左側のシート部材63はケーシング21のストッパ69に
より係止される。従って、操舵ロッド9にはリターンス
プリング62の付勢力が右方へ作用する。このように、左
右いずれの方向に移動しても、操舵ロッド9にはその中
立位置へ向けてリターンスプリング62による復帰力が作
用する。When the steering rod 9 moves rightward in the drawing, the left seat member 63 moves rightward together with the steering rod 9 by the stopper 67 of the support member 65, but the right seat member 64 is locked by the stopper 70 of the casing 21. Is done. Therefore, the return spring 62 is compressed, and an urging force for returning the steering rod 9 to the left is generated. Conversely, when the steering rod 9 moves to the left in the drawing, the right seat member 64 moves to the left together with the steering rod 9 by the stopper 68 outside the support member 65, but the left seat member 63 moves to the casing 21. Is locked by the stopper 69. Therefore, the biasing force of the return spring 62 acts on the steering rod 9 to the right. In this way, even if the steering rod 9 is moved in either the left or right direction, the return force from the return spring 62 acts on the steering rod 9 toward its neutral position.
[考案の効果] このように本考案によれば、一端がボールスクリュー
機構のボールナットをなすロータ軸の他端に、樹脂ブッ
シュを介して操舵ロッドを挿通支持することにより、ボ
ールナットの鋼球と樹脂ブッシュとの部分のみによって
操舵ロッドとロータ軸とが相互に接触するようにできる
ため、操舵ロッドとロータ軸間の回転及び摺動抵抗を大
幅に低減して電動モータ並びに操舵ロッドの動作を円滑
化して転舵動作の性能向上を図ることができる。これと
同時に、ケーシングに玉軸受を介して支持されたロータ
軸の両端部に操舵ロッドの支持部を合致させているの
で、操舵ロッドの支持剛性を確保した上で装置全体の軸
線方向寸法を短寸化してスペース効率を向上することが
できる。しかも、ロータ軸の内周面は比較的低い加工精
度で良いため、製造が容易で低価格化が達成できる。ま
た、ブッシュのシール効果によって外気を遮断し得るの
で、ボールスクリュー機構の耐久性の向上を企図し得
る。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the steel ball of the ball nut is inserted by supporting the steering rod through the resin bush to the other end of the rotor shaft having one end forming the ball nut of the ball screw mechanism. Since the steering rod and the rotor shaft can be brought into contact with each other only by the portion of the steering motor and the resin bush, the rotation and sliding resistance between the steering rod and the rotor shaft are greatly reduced, and the operation of the electric motor and the steering rod is reduced. The performance of the turning operation can be improved by smoothing. At the same time, since the supporting portions of the steering rod are matched with both ends of the rotor shaft supported on the casing via ball bearings, the rigidity of the steering rod is secured and the axial dimension of the entire device is reduced. Dimensions can improve space efficiency. In addition, since the inner peripheral surface of the rotor shaft has a relatively low machining accuracy, the manufacturing is easy and the cost can be reduced. Further, since the outside air can be shut off by the sealing effect of the bush, the durability of the ball screw mechanism can be improved.
第1図は、本考案を適用した車輌の操舵機構全体を概略
的に示す構成図である。 第2図は、本考案を適用した後輪操舵装置を示す縦断面
図である。 第3図は、第2図のIII-III線に於ける断面図である。 第4図は、本考案に使用されるブッシュを示す断面図で
ある。 1……ステアリングホイール、2……ステアリングシャ
フト、3……前輪操舵装置、4……操舵ロッド、5……
前輪、6……ナックルアーム、7……タイロッド、8…
…後輪操舵装置、9……操舵ロッド、9a・9b……端部、
10……電動モータ、11……後輪、12……ナックルアー
ム、13……タイロッド、14〜17……舵角センサ、18……
車速センサ、19……コンピュータユニット、21……ケー
シング、22a・22b……ボールジョイント、23……ロータ
軸、23a・23b……端部、24……ロータ、25……ステー
タ、26……ブッシュ、27……玉軸受、28……内筒部、29
……外筒部、30……ボールナット、31……ボルト、32…
…環状溝、33……縮径部、34……玉軸受、35……ねじ
溝、36……鋼球、37……支持部材、38……永久磁石、39
……エンコーダ本体、40……磁気感知部、41……回り止
め部材、42……止めねじ、43……アーム、44……回り止
めシャフト、45……ガイド孔、46……スリーブ、47・48
……貫通孔、49……横孔、50……押圧部材、51……コイ
ルばね、52……セットボルト、53……センサシャフト、
54……溝、55……底面、56……溝、57……薄肉円筒、58
……ライナ、61……フェイルセーフ機構、62……リター
ンスプリング、63・64……シート部材、65……支持部
材、66……取付部、67〜70……ストッパ、71・72……弾
性部材、FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing an entire steering mechanism of a vehicle to which the present invention is applied. FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a rear wheel steering device to which the present invention is applied. FIG. 3 is a sectional view taken along the line III-III in FIG. FIG. 4 is a sectional view showing the bush used in the present invention. 1 ... steering wheel, 2 ... steering shaft, 3 ... front wheel steering device, 4 ... steering rod, 5 ...
Front wheel, 6 ... Knuckle arm, 7 ... Tie rod, 8 ...
… Rear wheel steering device, 9 …… Steering rod, 9a ・ 9b …… End,
10: Electric motor, 11: Rear wheel, 12: Knuckle arm, 13: Tie rod, 14 to 17: Steering angle sensor, 18 ...
Vehicle speed sensor, 19 Computer unit, 21 Casing, 22a / 22b Ball joint, 23 Rotor shaft, 23a / 23b End, 24 Rotor, 25 Stator, 26 Bush , 27 …… Ball bearing, 28 …… Inner cylinder part, 29
... outer cylinder, 30 ... ball nut, 31 ... bolt, 32 ...
... annular groove, 33 ... diameter reduction part, 34 ... ball bearing, 35 ... thread groove, 36 ... steel ball, 37 ... support member, 38 ... permanent magnet, 39
…… Encoder body, 40 …… Magnetic sensing part, 41 …… Detent member, 42 …… Set screw, 43 …… Arm, 44 …… Detent shaft, 45 …… Guide hole, 46 …… Sleeve, 47 ・48
... through-hole, 49 ... horizontal hole, 50 ... pressing member, 51 ... coil spring, 52 ... set bolt, 53 ... sensor shaft,
54 …… groove, 55 …… bottom, 56 …… groove, 57 …… thin cylinder, 58
Liner, 61 Fail-safe mechanism, 62 Return spring, 63/64 Seat member, 65 Support member, 66 Mounting part, 67-70 Stopper, 71/72 Elasticity Element,
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−172057(JP,A) 実開 昭63−104720(JP,U) 実開 昭61−186825(JP,U) 実開 昭60−54839(JP,U) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-1-172057 (JP, A) JP-A 63-104720 (JP, U) JP-A 61-186825 (JP, U) JP-A 60-104 54839 (JP, U)
Claims (1)
のロータ軸の両端を、車体に支持されたケーシングの内
面にころがり軸受を介して回転自在に支持してなる電動
モータと、軸線方向に移動可能に前記ロータ軸に挿通支
持されると共に前記ボールナットに螺合するボールスク
リュー部を備えた操舵ロッドとを有する車輌用電動操舵
装置であって、 前記操舵ロッドが、前記中空のロータ軸に非接触に挿通
されると共に、前記ボールナットの鋼球と、前記ロータ
軸の他端の前記ケーシングに軸受け支持された部分の内
周面に設けられた樹脂ブッシュとにより支持されること
を特徴とする車輌用電動操舵装置。1. An electric motor having both ends of a hollow rotor shaft having one end integrally connected to a ball nut and rotatably supported via rolling bearings on the inner surface of a casing supported by a vehicle body, and an axial motor. A steering rod having a ball screw portion movably inserted into and supported by the rotor shaft and having a ball screw portion screwed into the ball nut, wherein the steering rod is attached to the hollow rotor shaft. It is inserted in a non-contact manner, and is supported by a steel ball of the ball nut and a resin bush provided on the inner peripheral surface of a portion supported by the casing at the other end of the rotor shaft. Electric steering device for vehicles.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1989092670U JP2531067Y2 (en) | 1989-08-07 | 1989-08-07 | Electric steering device for vehicles |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0333779U JPH0333779U (en) | 1991-04-03 |
JP2531067Y2 true JP2531067Y2 (en) | 1997-04-02 |
Family
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Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6096968U (en) * | 1983-12-02 | 1985-07-02 | 富士電気化学株式会社 | Self-aligning mechanism of rotor shaft |
JPS6359217U (en) * | 1986-10-07 | 1988-04-20 | ||
JP2534287B2 (en) * | 1987-12-26 | 1996-09-11 | 本田技研工業株式会社 | Vehicle steering system |
-
1989
- 1989-08-07 JP JP1989092670U patent/JP2531067Y2/en not_active Expired - Fee Related
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