JP2907785B2 - Electric power steering device - Google Patents

Electric power steering device

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JP2907785B2
JP2907785B2 JP99197A JP99197A JP2907785B2 JP 2907785 B2 JP2907785 B2 JP 2907785B2 JP 99197 A JP99197 A JP 99197A JP 99197 A JP99197 A JP 99197A JP 2907785 B2 JP2907785 B2 JP 2907785B2
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rack shaft
shaft
guide
pinion
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康夫 清水
勝治 渡辺
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Honda Motor Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は車両に搭載した電動
パワーステアリング装置の改良に関する。
The present invention relates to an improvement of an electric power steering device mounted on a vehicle.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、ステアリングハンドルの操舵力を
軽減して快適な操舵感を与えるために、電動パワーステ
アリング装置が多用されてきた。この種の電動パワース
テアリング装置は、電動機で操舵トルクに応じた補助ト
ルクを発生し、この補助トルクをステアリング系に伝達
するものであって、例えば特開平7−165089号
「ステアリング装置」の技術がある。この技術は、その
公報の図1及び図3によれば、ボールナット機構33
(番号は公報に記載されたものを引用した。以下同
じ。)をラック軸2の一端部に組付け、このラック軸2
の他端部にラック8を設け、このラック8にピニオン6
を噛み合わせたものである。そして、ピニオン6とラッ
ク8とを噛み合わせた位置に、ラック軸2をピニオン6
へ押し付けるラックガイド10を設けて、噛み合わせ部
分の遊びをなくした。キャップ11をねじ込み調整する
ことで、スプリング12を介してラックガイド10を押
す。その結果、ラックガイド10はラック軸2をピニオ
ン6へ押し付ける。
2. Description of the Related Art In recent years, electric power steering devices have been frequently used in order to reduce the steering force of a steering wheel to provide a comfortable steering feeling. This type of electric power steering apparatus generates an auxiliary torque according to a steering torque by an electric motor and transmits the auxiliary torque to a steering system. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-165089 discloses a "steering apparatus". is there. According to FIGS. 1 and 3 of the publication, the ball nut mechanism 33 is used.
(The numbers are quoted from those described in the official gazette. The same applies hereinafter.) Is attached to one end of the rack shaft 2 and the rack shaft 2
A rack 8 is provided at the other end of the
Is engaged. Then, the rack shaft 2 is placed at the position where the pinion 6 and the rack 8 are engaged with each other.
A rack guide 10 is provided for pressing the engaging portion to eliminate play at the engaging portion. The rack guide 10 is pushed via the spring 12 by adjusting the screwing of the cap 11. As a result, the rack guide 10 presses the rack shaft 2 against the pinion 6.

【0003】図9(a)〜(c)は従来の電動パワース
テアリング装置の模式的説明図であり、従来の技術を説
明するために上記従来の技術に示す図1及び図3を再掲
したところの模式図である。なお、符号は従来の技術と
相違する。(a)はステアリング装置の平面模式図であ
り、ステアリング装置100は、ラック軸101の両端
にタイロッド102,102及びナックルアーム10
3,103を介して車輪104,104を連結し、ま
た、ラック軸101の一端部にボールナット機構105
を組付け、ラック軸101の他端部にラック106を設
け、このラック106にピニオン107を噛み合わせ、
ピニオン107の反対側からラック軸101をラックガ
イド108で押し付けた構成としたものである。
FIGS. 9 (a) to 9 (c) are schematic illustrations of a conventional electric power steering apparatus. FIGS. 1 and 3 shown in the above prior art are described again to explain the prior art. FIG. Note that the reference numerals are different from those in the related art. 1A is a schematic plan view of a steering device. A steering device 100 has tie rods 102 and 102 and a knuckle arm 10 at both ends of a rack shaft 101. FIG.
The wheels 104, 104 are connected via the wheels 3, 103, and a ball nut mechanism 105 is connected to one end of the rack shaft 101.
And a rack 106 is provided at the other end of the rack shaft 101, and a pinion 107 is engaged with the rack 106,
The rack shaft 101 is pressed by a rack guide 108 from the opposite side of the pinion 107.

【0004】(b)は上記(a)に示すラック軸101
回りの更なる模式図であり、この模式図によると、ラッ
ク軸101をボールナット機構105の位置と、ピニオ
ン107並びにラックガイド108の位置との2箇所で
支持したものであり、支持スパンが長い。
FIG. 1B shows a rack shaft 101 shown in FIG.
According to this schematic diagram, the rack shaft 101 is supported at two positions, that is, the position of the ball nut mechanism 105, the position of the pinion 107 and the position of the rack guide 108, and the support span is long. .

【0005】(c)は上記(b)に示すラック軸101
回りの模式的作用図であり、この作用図によると、走行
時、特に操舵時の路面反力がタイロッド102,102
を介してラック軸101へ伝わる。このため、ラック軸
101の両端に、路面反力に起因する外力又はモーメン
ト(以下、「モーメントM,M」と記す。)が作用す
る。その結果、ラック軸101はこの図の実線並びに点
線で示すように、車体前後方向(図面では上下方向)に
たわむ。
(C) shows the rack shaft 101 shown in (b) above.
FIG. 4 is a schematic operation diagram of the surroundings. According to this operation diagram, the road surface reaction force during traveling, particularly during steering, is reduced by the tie rods 102, 102.
Through the rack shaft 101. Therefore, external forces or moments (hereinafter, referred to as “moments M, M”) caused by the road surface reaction force act on both ends of the rack shaft 101. As a result, the rack shaft 101 bends in the vehicle longitudinal direction (vertical direction in the drawing) as shown by the solid line and the dotted line in this figure.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記図9に
示すステアリング装置において、ラック軸101の一般
的な振動誘因として、次の点が挙げられる。 (1)走行時、特に操舵時の路面反力がタイロッド10
2,102を介してラック軸101へ伝わり、ラック軸
101の車体前後方向に振動が発生する誘因となる(第
1誘因)。 (2)ボールナット機構105の個々のボールが、ラッ
ク軸101のねじ部と接触する瞬間並びに離れる瞬間
に、ボールからねじ部へ作用する力が変動する。このこ
とが、ラック軸101に振動が発生する誘因となる(第
2誘因)。
By the way, in the steering apparatus shown in FIG. 9, the following points are mentioned as general causes of vibration of the rack shaft 101. (1) The road surface reaction force during traveling, particularly during steering, is
The vibration is transmitted to the rack shaft 101 through the second shaft 102 and the second shaft 102, and causes vibration of the rack shaft 101 in the longitudinal direction of the vehicle body (first trigger). (2) At the moment when each ball of the ball nut mechanism 105 comes into contact with and separates from the threaded portion of the rack shaft 101, the force acting on the threaded portion from the ball fluctuates. This is a trigger for generating vibration in the rack shaft 101 (second trigger).

【0007】上記図9のラック軸101は、第1誘因に
よる振動の周波数と、第2誘因による振動の周波数とが
一致すると、振動が増幅する。しかも、増幅した振動の
周波数(振動数)がラック軸101の固有振動数に一致
すると、共振によりラック軸101は大きく振動するこ
とになる。ラック軸101が大きく振動すると、その振
動がステアリングハンドルを介して車室内に伝わるの
で、車室内の騒音の要因となる。また、ステアリングハ
ンドルに振動が伝わると、操舵フィーリング上好ましく
ない。ラック軸101の共振を抑制するには、ラック軸
101の直径を変えることで固有振動数を変えたり、ラ
ック軸101に制振部材等を設けることも考えられる
が、ラック軸101が重くなったり、構造が複雑にな
る。
When the frequency of the vibration caused by the first trigger matches the frequency of the vibration caused by the second trigger, the vibration of the rack shaft 101 shown in FIG. 9 is amplified. Moreover, when the frequency (frequency) of the amplified vibration matches the natural frequency of the rack shaft 101, the rack shaft 101 vibrates greatly due to resonance. When the rack shaft 101 vibrates greatly, the vibration is transmitted to the vehicle interior via the steering handle, and causes noise in the vehicle interior. Further, if vibration is transmitted to the steering handle, it is not preferable in terms of steering feeling. To suppress the resonance of the rack shaft 101, it is conceivable to change the natural frequency by changing the diameter of the rack shaft 101, or to provide a vibration damping member or the like on the rack shaft 101, but the rack shaft 101 becomes heavy. , The structure becomes complicated.

【0008】一方、上記特開平7−165089号の技
術は、キャップ11をねじ込み調整することで、スプリ
ング12及びラックガイド10を介してラック軸2をピ
ニオン6へ押し付けるものである。すなわち、ラックガ
イド10でラック軸2に予圧をかけている。ラック軸2
が車体前後方向に振動すると、これに応じてスプリング
12が伸縮するので、ラックガイド10はラック軸2の
振動に対して追従する。このため、ラック軸2が車体前
後方向に振動した場合であっても、ラックガイド10は
ラック軸2に予圧をかけることができるとともに、ラッ
ク軸2の前後方向の振動に対して支持点となり得る。
On the other hand, according to the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-165089, the rack shaft 2 is pressed against the pinion 6 via the spring 12 and the rack guide 10 by screwing and adjusting the cap 11. That is, the rack guide 10 preloads the rack shaft 2. Rack shaft 2
When vibrates in the front-rear direction of the vehicle body, the spring 12 expands and contracts accordingly, so that the rack guide 10 follows the vibration of the rack shaft 2. Therefore, even when the rack shaft 2 vibrates in the vehicle longitudinal direction, the rack guide 10 can apply a preload to the rack shaft 2 and can serve as a support point for the vibration of the rack shaft 2 in the longitudinal direction. .

【0009】ところで、共振防止の観点から、ラック軸
2の固有振動数は大きい方が良い。そして、ラック軸2
の固有振動数が大きい場合であっても、ラックガイド1
0はラック軸2の車体前後方向の振動に対して、常に追
従することが望ましい。そのためには、ラックガイド1
0の固有振動数を高める必要があり、この固有振動数
は、スプリング12のばね定数が大きいほど高まる。コ
イルばねからなるスプリング12のばね定数を大きくす
るには、コイル中心径Dを小さくすること、線径d
を大きくすること、有効巻数nを少なくすることが挙
げられる。しかし、スプリング12の許容応力を考慮す
ると、D/dを極端に小さくしたり、有効巻数nを極端
に少なくすることはできない。スプリング12を工夫す
るだけでは、ラックガイド10の固有振動数をそれほど
高めることはできない。
From the viewpoint of preventing resonance, it is preferable that the natural frequency of the rack shaft 2 is large. And rack shaft 2
Even when the natural frequency of the rack guide 1 is large,
It is desirable that 0 always follow the vibration of the rack shaft 2 in the vehicle longitudinal direction. To do so, rack guide 1
It is necessary to increase the natural frequency of 0, and the natural frequency increases as the spring constant of the spring 12 increases. To increase the spring constant of the spring 12 composed of a coil spring, the coil center diameter D must be reduced, and the wire diameter d
And reducing the effective number of turns n. However, in consideration of the allowable stress of the spring 12, D / d cannot be made extremely small and the effective number of turns n cannot be made extremely small. The natural frequency of the rack guide 10 cannot be increased so much only by devising the spring 12.

【0010】そこで本発明の目的は、(1)走行時、特
に操舵時におけるラック軸の振動を、簡単な構造で容易
に抑制できる技術を提供すること、(2)簡単な構造で
ラックガイドの固有振動数を高め、ラック軸の車体前後
方向の振動に対して、高周波領域まで追従可能な技術を
提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide (1) a technique capable of easily suppressing vibration of a rack shaft during traveling, particularly during steering, with a simple structure, and (2) providing a rack guide with a simple structure. It is an object of the present invention to provide a technique capable of increasing a natural frequency and following a vibration of a rack shaft in a longitudinal direction of a vehicle body to a high frequency region.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1記載の発明は、車幅方向に延ばしたラック
軸の一端部の一側面にラック歯を形成し、このラック歯
にピニオンを噛み合わせ、ラック軸のラック歯を形成し
た面の背面を押出すラックガイドを取付け、ラック軸の
他端部にねじ部を形成し、このねじ部にナットを取付
け、操舵トルクに応じた補助トルクをナットを介してラ
ック軸に付加するようにした電動パワーステアリング装
置において、ラックガイドをピニオンより車体中心側に
配置し、ラック軸、ピニオン、ラックガイド及びナット
をステアリングギヤボックスに一括収納し、このステア
リングギヤボックスにラックガイドの調整ねじ部材をね
じ込み、この調整ねじ部材の押し付け力のみでラック軸
の後面を押すようにしたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, according to the present invention, a rack tooth is formed on one side of one end of a rack shaft extending in the vehicle width direction, and the rack tooth is formed on the rack tooth. Attach the pinion, attach a rack guide that pushes the back of the surface of the rack shaft on which the rack teeth are formed, form a thread at the other end of the rack shaft, attach a nut to this thread, and adjust the steering torque. In an electric power steering apparatus in which an auxiliary torque is applied to a rack shaft via a nut, a rack guide is arranged closer to the center of the vehicle than a pinion, and the rack shaft, the pinion, the rack guide, and the nut are collectively stored in a steering gear box. The adjustment screw member of the rack guide is screwed into the steering gear box, and the rear surface of the rack shaft is pushed only by the pressing force of the adjustment screw member. Characterized in that was.

【0012】ラック軸の両端に、路面反力に起因する外
力又はモーメント(以下、「モーメント」と記す。)が
作用する。前記モーメント及びねじ機構(ねじ部とナッ
トの組合せ)により、ラック軸の他端がピニオンから離
れる方向に曲げられると、ラック軸はねじ機構とラック
ガイドとだけで支持されたことになる。一方、ラック軸
の他端がピニオンへ押し付ける方向に曲げられると、ラ
ック軸はねじ機構とラックガイドとピニオンの3部材で
曲げを抑えられる構造となる。従って、ラック軸の曲げ
方向によって曲げ若しくはたわみのモード(態様)が異
なる。すなわち、ラック軸が路面反力及びねじ機構によ
って車体の前後方向に変形する場合に、前方へ変形する
ときの揺動波形と、後方へ変形するときの揺動波形が非
対称形状となっている。揺動波形が非対称であるから、
ラック軸の固有振動数が曲げ方向によって異なり、共振
による振動増幅の心配はない。この結果、ラック軸の振
動を容易に抑制することができる。ラック軸の振動が抑
制されると、ステアリングハンドルの振動も抑制される
ので、操舵フィーリングが高まる。また、ステアリング
ハンドルを介して車室内に伝わる振動が抑制されるの
で、車室内の騒音を防止できる。
External forces or moments (hereinafter, referred to as "moments") caused by the road surface reaction force act on both ends of the rack shaft. When the other end of the rack shaft is bent away from the pinion by the moment and the screw mechanism (combination of the screw portion and the nut), the rack shaft is supported only by the screw mechanism and the rack guide. On the other hand, when the other end of the rack shaft is bent in a direction in which the rack shaft is pressed against the pinion, the rack shaft has a structure in which bending can be suppressed by a screw mechanism, a rack guide, and a pinion. Therefore, the mode (mode) of bending or bending differs depending on the bending direction of the rack shaft. That is, when the rack shaft is deformed in the front-rear direction of the vehicle body by the road surface reaction force and the screw mechanism, the swing waveform when deforming forward and the swing waveform when deforming rearward have asymmetric shapes. Since the swing waveform is asymmetric,
The natural frequency of the rack shaft differs depending on the bending direction, and there is no fear of vibration amplification due to resonance. As a result, vibration of the rack shaft can be easily suppressed. When the vibration of the rack shaft is suppressed, the vibration of the steering handle is also suppressed, so that the steering feeling is enhanced. Further, since vibration transmitted to the vehicle interior via the steering handle is suppressed, noise in the vehicle interior can be prevented.

【0013】ラックガイドは、調整ねじ部材の押し付け
力のみで、ラック軸のラック歯を形成した面の背面を押
すようにして予圧をかけるので、ラック軸の車体前後方
向の振動の影響を受ける。すなわち、ラック軸はラック
ガイドに影響を及ぼすばねの役割を果たすことになり、
ラックガイドの固有振動数は、ラック軸のばね定数に大
きく依存する。ラック軸は曲げ剛性が大きく、その結
果、ラック軸のばね定数は、従来使用されているコイル
ばねのばね定数に比べてかなり大きい。ばね定数が大き
いので、ラックガイドの固有振動数は従来のコイルばね
を用いた場合に比べて大きくなる。このため、ラックガ
イドはラック軸の車体前後方向の振動に対して、高周波
領域まで追従することができ、支点としての役割を十分
に果たすことができる。従って、ラック軸の高周波領域
の振動も容易に抑制することができるので、操舵フィー
リングを高めることができ、また、車室内の騒音を防止
することができる。
The rack guide applies a preload by pressing the back surface of the rack shaft on which the rack teeth are formed only by the pressing force of the adjusting screw member, so that the rack guide is affected by the vibration of the rack shaft in the longitudinal direction of the vehicle body. In other words, the rack shaft plays the role of a spring that affects the rack guide,
The natural frequency of the rack guide greatly depends on the spring constant of the rack shaft. The rack shaft has high bending stiffness, and as a result, the spring constant of the rack shaft is considerably larger than the spring constant of a conventionally used coil spring. Since the spring constant is large, the natural frequency of the rack guide is larger than that in the case where a conventional coil spring is used. For this reason, the rack guide can follow the vibration of the rack shaft in the front-rear direction of the vehicle up to the high-frequency region, and can sufficiently serve as a fulcrum. Therefore, the vibration of the rack shaft in the high frequency region can be easily suppressed, so that the steering feeling can be enhanced and the noise in the vehicle compartment can be prevented.

【0014】また、ラックガイドに従来のようなコイル
ばねを設けないので、部品数の少ない簡単な構造でラッ
ク軸の振動を抑制することができ、組付け性を高めて、
生産性を高めることができる。さらに、ラックガイドが
ラック軸の車体前後方向の振動に対して、高周波領域ま
で追従することができるので、追従性が高まる。このた
め、ラック軸は振動に伴うばたつき現象を生ずることが
ない。従って、ラックアンドピニオン機構及びねじ機構
の摩耗を少なくすることができ、その結果、電動パワー
ステアリング装置の寿命を高めることができる。さらに
また、ねじ機構の位置にラックガイドを近づけたので、
ラックガイドでねじ機構に予圧を与えることができる。
このため、ねじ機構とラック軸との間のガタつきを抑制
することができ、その結果、ねじ機構の寿命を高めるこ
とができる。
Further, since the conventional coil spring is not provided on the rack guide, the vibration of the rack shaft can be suppressed with a simple structure having a small number of parts, and the assemblability can be improved.
Productivity can be increased. Further, the rack guide can follow the vibration of the rack shaft in the longitudinal direction of the vehicle body to a high frequency range, so that the followability is improved. For this reason, the rack shaft does not cause the fluttering phenomenon caused by the vibration. Therefore, the wear of the rack and pinion mechanism and the screw mechanism can be reduced, and as a result, the life of the electric power steering device can be increased. Furthermore, since the rack guide was brought closer to the position of the screw mechanism,
The rack guide can apply a preload to the screw mechanism.
For this reason, rattling between the screw mechanism and the rack shaft can be suppressed, and as a result, the life of the screw mechanism can be increased.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図面に
基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見
るものとする。図1は本発明に係る電動パワーステアリ
ング装置のシステム図であり、電動パワーステアリング
装置1は、ステアリングハンドル2に連結したラックア
ンドピニオン機構3(ピニオン4並びにラック軸5とか
らなる。)と、ステアリングハンドル2で発生したステ
アリング系の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段
6と、この操舵トルク検出手段6の検出信号に基づいて
制御信号を発生する制御手段7と、この制御手段7の制
御信号に基づいて操舵トルクに応じた補助トルクを発生
する電動機8と、この電動機8の補助トルクを前記ラッ
ク軸5に伝達するボールねじ(ボールナット機構)9と
からなり、ラック軸5でタイロッド11,11並びにナ
ックルアーム12,12を介して車輪(操舵輪)13,
13を転舵する装置である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The drawings should be viewed in the direction of reference numerals. FIG. 1 is a system diagram of an electric power steering device according to the present invention. The electric power steering device 1 includes a rack and pinion mechanism 3 (including a pinion 4 and a rack shaft 5) connected to a steering handle 2, and steering. A steering torque detecting means 6 for detecting a steering torque of the steering system generated by the steering wheel 2, a control means 7 for generating a control signal based on a detection signal of the steering torque detecting means 6, and a control signal of the control means 7 An electric motor 8 that generates an auxiliary torque corresponding to the steering torque based on the steering torque, and a ball screw (ball nut mechanism) 9 that transmits the auxiliary torque of the electric motor 8 to the rack shaft 5. And wheels (steering wheels) 13 via knuckle arms 12
13 is a device that steers 13.

【0016】図2は本発明に係る電動パワーステアリン
グ装置の全体構成図であり、車体後方から見た図であっ
て、要部を断面したものである。電動パワーステアリン
グ装置1は、ラックアンドピニオン機構3、電動機8、
ボールねじ9を車幅方向(この図の左右方向)に延びる
ステアリングギヤボックス21に一括収納したものであ
り、このステアリングギヤボックス21は、互いに長手
方向にボルト結合した、概ね管状の第1ハウジング22
並びに第2ハウジング23からなる。第1ハウジング2
2は図示せぬ車体に取付けるためのブラケット24を形
成し、第2ハウジング23は車体に取付けるためのマウ
ント部材25を設けたものである。
FIG. 2 is an overall configuration diagram of the electric power steering apparatus according to the present invention, which is a view as seen from the rear of the vehicle body, and is a sectional view of a main part. The electric power steering device 1 includes a rack and pinion mechanism 3, an electric motor 8,
The ball screw 9 is collectively housed in a steering gear box 21 extending in the vehicle width direction (the left-right direction in this figure), and the steering gear box 21 is a substantially tubular first housing 22 bolted to each other in the longitudinal direction.
And the second housing 23. First housing 2
Reference numeral 2 denotes a bracket 24 for mounting to a vehicle body (not shown), and the second housing 23 includes a mounting member 25 for mounting to the vehicle body.

【0017】車幅方向に延ばしたラック軸5は、一端部
にピニオン4を噛み合わせ、他端部にボールねじ9を組
付け、また、両端にタイロッド11,11を連結し、さ
らに、車幅方向にスライドするようにステアリングギヤ
ボックス21を貫通したものである。ステアリングギヤ
ボックス21は、ピニオン4とボールねじ9との間にラ
ックガイド50を取付けたものである。すなわち、ピニ
オン4より車体中心側にラックガイド50を配置した。
ラックアンドピニオン機構3については、図3にて詳述
する。図中、26,26はボールジョイント、27,2
7はゴムカバーである。
The rack shaft 5 extending in the vehicle width direction has a pinion 4 engaged with one end, a ball screw 9 is attached to the other end, and tie rods 11 are connected to both ends. It penetrates the steering gear box 21 so as to slide in the direction. The steering gear box 21 has a rack guide 50 mounted between the pinion 4 and the ball screw 9. That is, the rack guide 50 is arranged closer to the vehicle body than the pinion 4.
The rack and pinion mechanism 3 will be described in detail with reference to FIG. In the figure, 26, 26 are ball joints, 27, 2
7 is a rubber cover.

【0018】ところで、車幅方向において、ボールねじ
9の軸方向組付け中心位置をA(以下「ボールねじ中心
A」と称する。)、ピニオン4とラック軸5の噛み合わ
せ中心位置をB(以下「ピニオン中心B」と称す
る。)、ラックガイド50の中心位置をC(以下「ラッ
クガイド中心C」と称する。)とした場合に、ボールね
じ中心Aからラックガイド中心Cまでの距離L1と、ラ
ックガイド中心Cからピニオン中心Bまでの距離L2
の比率を、概ね3:1〜5:1に設定することが好まし
い。
In the vehicle width direction, the axial center position of the ball screw 9 in the axial direction is A (hereinafter referred to as "ball screw center A"), and the center position of the engagement between the pinion 4 and the rack shaft 5 is B (hereinafter referred to as B). When the center position of the rack guide 50 is C (hereinafter, referred to as “rack guide center C”), the distance L 1 from the ball screw center A to the rack guide center C is referred to as “L”. , the ratio between the distance L 2 from the rack guide center C to the pinion center B, generally 3: 1 to 5: is preferably set to 1.

【0019】図3は図2の3−3線断面図であり、電動
パワーステアリング装置1は、上記ステアリングハンド
ル2(図1参照)に連結した管状の入力軸31と、この
入力軸31内に挿通し且つ入力軸31に上部をピン32
で結合したトーションバー(弾性部材)33と、このト
ーションバー33の下部にセレーション結合し、下部に
上記ピニオン4を設けた出力軸34とで、主たるステア
リング系をなすものである。
FIG. 3 is a sectional view taken along the line 3-3 in FIG. 2. The electric power steering apparatus 1 comprises a tubular input shaft 31 connected to the steering handle 2 (see FIG. 1), and an inner portion of the input shaft 31. Insert the upper part of the pin 32 into the input shaft 31
A main steering system is constituted by a torsion bar (elastic member) 33 connected by the above and an output shaft 34 which is serrated and connected to a lower portion of the torsion bar 33 and has the pinion 4 provided below.

【0020】操舵トルク検出手段6は、入・出力軸間3
1,34の相対ねじれ角を検出することによりステアリ
ング系の操舵トルクを検出するものであり、トーション
バー33とスライダ35とセンサ36とからなる。詳し
くは、トーションバー33は、文字通りトルクに対して
正確にねじれ角が発生するメンバーであって、入力軸3
1と出力軸34との間での相対ねじり変位を発生する。
傾斜溝35aと縦長のストレート溝35bとを備えた円
筒形状のスライダ35を、前記入力軸31と出力軸34
との間に掛け渡すことで、スライダ35は相対ねじり変
位に応じて軸方向へ変位可能である。このときの変位量
はトルクに比例し、変位量を可変インダクタンス式セン
サ36で電気信号に変換するものである。
The steering torque detecting means 6 is provided between the input and output shafts 3.
The steering torque of the steering system is detected by detecting the relative torsion angles 1 and 34, and comprises a torsion bar 33, a slider 35 and a sensor 36. More specifically, the torsion bar 33 is a member that literally generates a twist angle with respect to the torque, and the input shaft 3
1 and the output shaft 34 generate a relative torsional displacement.
A cylindrical slider 35 having an inclined groove 35a and a vertically long straight groove 35b is connected to the input shaft 31 and the output shaft 34.
And the slider 35 can be displaced in the axial direction according to the relative torsional displacement. The displacement at this time is proportional to the torque, and the displacement is converted into an electric signal by the variable inductance sensor 36.

【0021】なお、入力軸31とトーションバー33と
出力軸34とは、同心上にある。図中、41,42は第
3ハウジング並びに第4ハウジングであり、第1ハウジ
ング22の上部に取付けたものである。43は入力軸3
1を支持する軸受、44,45は出力軸34の両端を支
持する軸受である。
The input shaft 31, the torsion bar 33 and the output shaft 34 are concentric. In the figure, reference numerals 41 and 42 denote a third housing and a fourth housing, which are mounted on an upper portion of the first housing 22. 43 is the input shaft 3
1 and bearings 44 and 45 for supporting both ends of the output shaft 34.

【0022】図4は図2の4−4線断面図であり、ラッ
クガイド50の断面構成を示す。ラックガイド50は、
ステアリングギヤボックス21の第1ハウジング22に
調整ねじ部材としての調整ボルト52をねじ込み、この
調整ボルト52の押し付け力のみでラック軸5の後面
(この図の左面)を押すようにしたものである。詳しく
は、ラックガイド50は、ラック軸4の後面を押出すガ
イド部51と、このガイド部51を押す調整ボルト52
と、この調整ボルト52の位置をロックするロックナッ
ト53とからなる。調整ボルト52は第1ハウジング2
2にねじ込むものである。このような構成のラックガイ
ド50は、第1ハウジング22にねじ込んだ調整ボルト
53にてガイド部51を適切な押圧力で押すことで、ガ
イド部51でラック軸5に予圧を与えて、ラック軸5を
ピニオン4へ押し付けることができる。図中、54はガ
イド部に設けた当接部材である。
FIG. 4 is a sectional view taken along line 4-4 of FIG. The rack guide 50 is
An adjusting bolt 52 as an adjusting screw member is screwed into the first housing 22 of the steering gear box 21, and the rear surface (the left surface in the figure) of the rack shaft 5 is pushed only by the pressing force of the adjusting bolt 52. Specifically, the rack guide 50 includes a guide portion 51 that pushes out the rear surface of the rack shaft 4 and an adjustment bolt 52 that presses the guide portion 51.
And a lock nut 53 for locking the position of the adjustment bolt 52. The adjustment bolt 52 is provided in the first housing 2.
2 screw. The rack guide 50 having such a configuration applies a preload to the rack shaft 5 by the guide portion 51 by pressing the guide portion 51 with an appropriate pressing force by the adjustment bolt 53 screwed into the first housing 22, and 5 can be pressed against the pinion 4. In the figure, reference numeral 54 denotes a contact member provided on the guide portion.

【0023】図5は図2の5−5線断面図であり、ラッ
ク軸5の一端部の一側面としての前面(この図の上面)
にラック歯5aを形成し、このラック歯5aにピニオン
4を噛み合わせ、ピニオン中心Bから距離L2だけ離れ
たラックガイド中心Cにおいて、ラックガイド50にて
ラック軸4の後面、すなわち、ラック歯5aを形成した
面の背面(この図の下面)を押出すようにしたことを示
す。すなわち、ピニオン4はラック軸5を車体前方から
支持し、ラックガイド50はラック軸5を車体後方から
押し付けたものである。
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line 5-5 of FIG. 2 and shows a front surface as one side surface of one end of the rack shaft 5 (upper surface of FIG. 2).
The rack teeth 5a are formed on, engaging the pinion 4 with the rack teeth 5a, the rack guide center C away from the pinion center B by a distance L 2, the rear surface of the rack shaft 4 at the rack guide 50, i.e., the rack teeth This shows that the rear surface (the lower surface in this figure) of the surface on which 5a is formed is extruded. That is, the pinion 4 supports the rack shaft 5 from the front of the vehicle body, and the rack guide 50 presses the rack shaft 5 from the rear of the vehicle body.

【0024】図6は本発明に係るラック軸、電動機、ボ
ールねじ回りの要部断面図である。電動機8は、第2ハ
ウジング23内に収納したステータ61並びにロータ6
2からなり、このロータ62は、ラック軸5に相対的に
回転可能に挿通した管状の出力軸63を備えた。出力軸
63は、両端部を軸受64,65を介して第1・第2ハ
ウジング22,23内に回転可能に支持したものであ
り、しかも、他端部の内部にボールねじ9のナット71
を取付けた構成である。そして、軸受65は、ボールね
じ中心A又はその近傍位置で、出力軸63を介してボー
ルねじ9を支持することになる。
FIG. 6 is a sectional view of a main part around a rack shaft, an electric motor and a ball screw according to the present invention. The electric motor 8 includes the stator 61 and the rotor 6 housed in the second housing 23.
The rotor 62 has a tubular output shaft 63 that is rotatably inserted through the rack shaft 5. The output shaft 63 has both ends rotatably supported in the first and second housings 22 and 23 via bearings 64 and 65, and has a nut 71 of the ball screw 9 in the other end.
Is attached. The bearing 65 supports the ball screw 9 via the output shaft 63 at or near the center A of the ball screw.

【0025】ボールねじ9は、外筒部分のナット71
と、ラック軸5に形成したねじ部5bとが図示せぬボー
ルを介して作動するものであって、ナット71のねじ溝
の端部に到達したボールがチューブ内を通って循環す
る、いわゆる内部循環形式又は外部循環形式の一般的な
構成であり、便宜上詳細な構成を省略して示す。すなわ
ち、ボールねじ9は、ねじ部5bとナット71の組合せ
からなるねじ機構である。図中、72は出力軸63の内
面にねじ込むロックスクリューであり、出力軸63に対
するナット71の軸方向移動を防止するものである。
The ball screw 9 is connected to the nut 71 of the outer cylinder.
And a screw portion 5b formed on the rack shaft 5 operates via a ball (not shown), and the ball reaching the end of the screw groove of the nut 71 circulates through the tube, so-called internal portion. This is a general configuration of a circulation type or an external circulation type, and a detailed configuration is omitted for convenience. That is, the ball screw 9 is a screw mechanism including a combination of the screw portion 5b and the nut 71. In the figure, reference numeral 72 denotes a lock screw that is screwed into the inner surface of the output shaft 63, and prevents the nut 71 from moving in the axial direction with respect to the output shaft 63.

【0026】次に、上記構成の電動パワーステアリング
装置の作用を説明する。図7(a)〜(d)は本発明に
係る電動パワーステアリング装置の作用説明図(第1)
である。図7(a)は、上記図1のシステムに図2の電
動パワーステアリング装置1を組合せた、平面的な模式
図である。なお、各部の符号は上記図1及び図2に示す
ものと同一であり、その説明を省略する。
Next, the operation of the electric power steering apparatus having the above configuration will be described. FIGS. 7A to 7D are diagrams for explaining the operation of the electric power steering apparatus according to the present invention (first).
It is. FIG. 7A is a schematic plan view in which the electric power steering apparatus 1 of FIG. 2 is combined with the system of FIG. Note that the reference numerals of the respective parts are the same as those shown in FIGS. 1 and 2, and a description thereof will be omitted.

【0027】図7(b)は、図7(a)に示すラック軸
5回りの更なる模式図であり、ラック軸5をボールねじ
中心Aとピニオン中心Bとで支持し、ラックガイド中心
Cで押し付けたことを示す。詳しくは、ボールねじ9を
ラック軸5に組み付けたので、ボールねじ9はラック軸
5を車体前方並びに車体後方(図面では上下方向)から
支持することになる。また、ピニオン4はラック軸5を
車体前方から支持し、ラックガイド50はラック軸5を
車体後方から押し付けたものである。
FIG. 7B is a further schematic diagram around the rack shaft 5 shown in FIG. 7A. The rack shaft 5 is supported by a ball screw center A and a pinion center B, and a rack guide center C is shown. Indicates that it was pressed. More specifically, since the ball screw 9 is assembled to the rack shaft 5, the ball screw 9 supports the rack shaft 5 from the front of the vehicle body and the rear of the vehicle body (vertical direction in the drawing). The pinion 4 supports the rack shaft 5 from the front of the vehicle body, and the rack guide 50 presses the rack shaft 5 from the rear of the vehicle body.

【0028】図7(c)は、図7(b)に示すラック軸
5回りの模式的作用図(第1)、図7(d)は、図7
(b)に示すラック軸5回りの模式的作用図(第2)で
ある。ラック軸5の両端には走行時、特に操舵時の路面
反力及びボールねじ9に起因する外力又はモーメント
(以下、「車体前方からのモーメントMf」、「車体後
方からのモーメントMr」と記す。)が作用する。図7
(c)のように、前記車体前方からのモーメントMf,
Mfにより、ラック軸5の端部がピニオン4から離れる
方向に曲げられると、ラック軸5はボールねじ9とラッ
クガイド50とだけで支持されたことになる。その結
果、ラック軸5は中心Aとラックガイド中心Cとを支点
として、図の太い実線で示すようにたわむ。
FIG. 7C is a schematic operation diagram (first) around the rack shaft 5 shown in FIG. 7B, and FIG.
It is a schematic operation figure (2nd) around the rack axis | shaft 5 shown to (b). At both ends of the rack shaft 5, an external force or moment (hereinafter, “moment Mf from the front of the vehicle body”, “moment Mr from the rear of the vehicle body”) due to the road surface reaction force and the ball screw 9 during traveling, particularly during steering, is described. ) Works. FIG.
(C), the moment Mf from the front of the vehicle body,
When the end of the rack shaft 5 is bent away from the pinion 4 by Mf, the rack shaft 5 is supported only by the ball screw 9 and the rack guide 50. As a result, the rack shaft 5 bends as indicated by the thick solid line in FIG.

【0029】一方、図7(d)のように、前記車体後方
からのモーメントMr,Mrにより、ラック軸5の端部
がピニオン4へ押し付ける方向に曲げられると、ラック
軸5はボールねじ9とラックガイド50とピニオン4の
3部材で曲げを抑えられる構造となる。その結果、ラッ
ク軸5はボールねじ中心Aとピニオン中心Bとラックガ
イド中心Cとを支点として、図の太い実線で示すように
たわむ。
On the other hand, as shown in FIG. 7D, when the end of the rack shaft 5 is bent in the direction of pressing against the pinion 4 by the moments Mr, Mr from the rear of the vehicle body, the rack shaft 5 The three members, the rack guide 50 and the pinion 4, have a structure in which bending can be suppressed. As a result, the rack shaft 5 bends with the ball screw center A, the pinion center B, and the rack guide center C as fulcrums, as indicated by the thick solid line in the figure.

【0030】従って、ラック軸5の曲げ方向によって曲
げ若しくはたわみのモード(態様)が異なる。すなわ
ち、ラック軸5が路面反力及びボールねじ9によって車
体の前後方向に変形する場合に、図7(c)及び(d)
のように、前方へ変形するときの揺動波形と、後方へ変
形するときの揺動波形が非対称形状となっている。揺動
波形が非対称であるから、ラック軸5の固有振動数が曲
げ方向によって異なり、共振による振動増幅の心配はな
い。この結果、ラック軸5の振動を容易に抑制すること
ができる。ラック軸5の振動が抑制されると、ステアリ
ングハンドルの振動も抑制されるので、操舵フィーリン
グが高まる。また、ステアリングハンドルを介して車室
内に伝わる振動が抑制されるので、車室内の騒音を防止
できる。そして、ラックガイド中心Cをラック軸5の支
点としたので、ラック軸5の支点間距離は短い。その結
果、ラック軸5は曲げ剛性が高まるので、固有振動数が
大きくなる。固有振動数が大きいので共振しない領域は
広い。
Therefore, the mode (mode) of bending or bending differs depending on the bending direction of the rack shaft 5. That is, when the rack shaft 5 is deformed in the front-rear direction of the vehicle body due to the road surface reaction force and the ball screw 9, FIGS.
As described above, the oscillating waveform when deforming forward and the oscillating waveform when deforming backward have asymmetric shapes. Since the rocking waveform is asymmetric, the natural frequency of the rack shaft 5 differs depending on the bending direction, and there is no fear of vibration amplification due to resonance. As a result, vibration of the rack shaft 5 can be easily suppressed. When the vibration of the rack shaft 5 is suppressed, the vibration of the steering handle is also suppressed, so that the steering feeling is enhanced. Further, since vibration transmitted to the vehicle interior via the steering handle is suppressed, noise in the vehicle interior can be prevented. Since the rack guide center C is used as the fulcrum of the rack shaft 5, the distance between the fulcrums of the rack shaft 5 is short. As a result, the bending rigidity of the rack shaft 5 increases, and the natural frequency increases. Since the natural frequency is large, the region where no resonance occurs is wide.

【0031】この結果、ラック軸5の振動を容易に抑制
することができる。ラック軸5の振動が抑制されると、
ステアリングハンドルの振動も抑制されるので、操舵フ
ィーリングが高まる。また、ステアリングハンドルを介
して車室内に伝わる振動が抑制されるので、車室内の騒
音を防止できる。
As a result, the vibration of the rack shaft 5 can be easily suppressed. When the vibration of the rack shaft 5 is suppressed,
Since the vibration of the steering wheel is also suppressed, the steering feeling is enhanced. Further, since vibration transmitted to the vehicle interior via the steering handle is suppressed, noise in the vehicle interior can be prevented.

【0032】また、ボールねじ中心Aからラックガイド
中心Cまでの距離L1と、ラックガイド中心Cからピニ
オン中心Bまでの距離L2との比率を、概ね3:1〜
5:1に設定することで、ラック軸5の固有振動数と、
ステアリングギヤボックス21の取付部の固有振動数と
が一致しない。このように、ラック軸5の共振点を、ス
テアリング系並びにラックアンドピニオン機構3を収納
するためのステアリングギヤボックス21を取付ける部
分の共振点からずらすことで、ラック軸5の振動が車体
に伝わらない。従って、車室内の騒音が更に低減し、良
好な商品性が得られるとともに、操舵フィーリングもよ
り一層高まる。
Further, the distance L 1 from the ball screw center A to the rack guide center C, the ratio of the distance L 2 from the rack guide center C to the pinion center B, approximately 3: 1
By setting 5: 1, the natural frequency of the rack shaft 5 and
The natural frequency of the mounting portion of the steering gear box 21 does not match. By shifting the resonance point of the rack shaft 5 from the resonance point of the portion where the steering gear box 21 for housing the steering system and the rack-and-pinion mechanism 3 is mounted, the vibration of the rack shaft 5 is not transmitted to the vehicle body. . Therefore, the noise in the cabin is further reduced, good commercial value is obtained, and the steering feeling is further enhanced.

【0033】図8(a),(b)は本発明に係る電動パ
ワーステアリング装置の作用説明図(第2)である。図
8(a)は上記図1のシステムに図2の電動パワーステ
アリング装置1を組合せた平面的な模式図であり、図8
(b)は模式的作用図である。図8(a)のように実際
には、車体後方からラックガイド50の調整ボルト52
でラック軸5に予圧をかけている。このため、図8
(b)のように、ラック軸5をA点とB点とで支持され
た両端支持梁と見做し、この梁のC点に集中荷重が作用
したものと見做すことができる。C点におけるラック軸
5のたわみδは、
FIGS. 8A and 8B are explanatory diagrams (second) of the operation of the electric power steering apparatus according to the present invention. FIG. 8A is a schematic plan view of the system shown in FIG. 1 combined with the electric power steering device 1 shown in FIG.
(B) is a schematic operation diagram. Actually, as shown in FIG. 8A, the adjusting bolt 52 of the rack guide 50 is
Preload is applied to the rack shaft 5. Therefore, FIG.
As shown in (b), the rack shaft 5 can be regarded as a both-end supporting beam supported at points A and B, and it can be regarded that a concentrated load acts on point C of this beam. The deflection δ of the rack shaft 5 at the point C is

【0034】[0034]

【数1】 (Equation 1)

【0035】但し、 L1;ボールねじ中心Aからラックガイド中心Cまでの
距離 L2;ラックガイド中心Cからピニオン中心Bまでの距
離 P;調整ボルト52の押し付け力(予圧力) E;ラック軸5を成す材料の縦弾性係数 I;ラック軸5の断面二次モーメント 通常、調整ボルト52の押し付け力Pによるラック軸5
のたわみδは小さいので、押し付け力Pとたわみδは直
線的関係にあるから、上記の式を次式に置き換えること
ができる。 δ=(1/k)×P ここでkは
L 1 : distance from ball screw center A to rack guide center C L 2 : distance from rack guide center C to pinion center B P: pressing force (preload) of adjusting bolt 52 E: rack shaft 5; the second moment of area of the rack shaft 5; usually, the rack shaft 5 due to the pressing force P of the adjusting bolt 52;
Since the deflection δ is small, the pressing force P and the deflection δ have a linear relationship, so the above equation can be replaced with the following equation. δ = (1 / k) × P where k is

【0036】[0036]

【数2】 (Equation 2)

【0037】kは、ラック軸5を1mmたわませるのに
必要な押し付け力を表し、「ばね定数」と呼ぶことがで
きる。ところで、ラックガイド50は、調整ボルト52
の押し付け力のみでラック軸5の後面を押すようにして
予圧をかけるので、ラック軸5の車体前後方向の振動の
影響を受ける。すなわち、ラック軸5は上述のように車
体前後方向に弾性変形可能であり、このため、ラックガ
イド50の調整ボルト52に対して、ばねの役割を果た
すことができる。従って、ラックガイド50の固有振動
数fnを求めるには、ラック軸5のばね定数kを考慮す
ればよい。ラックガイド50の固有振動数fnは、
K represents a pressing force required to deflect the rack shaft 5 by 1 mm, and can be called a "spring constant". By the way, the rack guide 50 has an adjustment bolt 52.
, The preload is applied by pressing the rear surface of the rack shaft 5 only by the pressing force of the rack shaft 5. That is, the rack shaft 5 is elastically deformable in the vehicle longitudinal direction as described above, and therefore can play a role of a spring for the adjustment bolt 52 of the rack guide 50. Therefore, to determine the natural frequency fn of the rack guide 50, the spring constant k of the rack shaft 5 may be considered. The natural frequency fn of the rack guide 50 is

【0038】[0038]

【数3】 (Equation 3)

【0039】但し、 m;調整ボルト52の質量 ラック軸5は曲げ剛性が大きく、その結果、ラック軸5
のばね定数kは、従来使用されているコイルばねのばね
定数に比べてかなり大きい。ばね定数kが大きいので、
ラックガイド50の固有振動数fnは従来のコイルばね
を用いた場合に比べて大きくなる。このため、ラックガ
イド50はラック軸5の車体前後方向の振動に対して、
高周波領域まで追従することができ、支点としての役割
を十分に果たすことができる。
Where, m: mass of the adjusting bolt 52 The rack shaft 5 has high bending rigidity, and as a result, the rack shaft 5
Is significantly larger than the spring constant of a conventionally used coil spring. Since the spring constant k is large,
The natural frequency fn of the rack guide 50 is larger than that in the case where a conventional coil spring is used. For this reason, the rack guide 50 receives the vibration of the rack shaft 5 in the vehicle longitudinal direction.
It can follow up to a high-frequency region, and can sufficiently serve as a fulcrum.

【0040】なお、上記本発明の実施の形態において、
ラック軸5の一端部、他端部とは、単にラック軸5の端
のみに限定するものではなく、ピニオン4を噛み合わせ
又はボールねじ9を組付けるための位置を、便宜的に称
するものである。また、ラック軸5は、一側面(例えば
前面)にラック歯5aを形成し、ラック歯5aを形成し
た面の背面(例えば後面)をラックガイド50で押出す
ようにしたものであればよい。更に、ラックガイド50
は、ステアリングギヤボックス21に調整ねじ部材をね
じ込み、この調整ねじ部材の適切な押し付け力のみでラ
ック軸5に予圧を与えて、このラック軸5をピニオン4
へ押し付けるものであればよく、例えば、調整ねじ部材
としての調整ボルト52が、ガイド部51と当接部材5
4の役割を兼ねた構成であってもよい。
In the above embodiment of the present invention,
The one end and the other end of the rack shaft 5 are not limited to only the ends of the rack shaft 5 but simply refer to positions for engaging the pinion 4 or assembling the ball screw 9 for convenience. is there. Further, the rack shaft 5 may be one in which rack teeth 5 a are formed on one side surface (for example, front surface), and the rear surface (for example, rear surface) of the surface on which the rack teeth 5 a are formed is extruded by the rack guide 50. Further, the rack guide 50
, An adjusting screw member is screwed into the steering gear box 21, a preload is applied to the rack shaft 5 only by an appropriate pressing force of the adjusting screw member, and the rack shaft 5 is connected to the pinion 4.
For example, an adjusting bolt 52 as an adjusting screw member may be configured to press the guide portion 51 and the contact member 5.
The configuration may also serve as the role of the fourth.

【0041】[0041]

【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項1記載の発明は、車幅方向に延ばしたラッ
ク軸の一端部の一側面にラック歯を形成し、このラック
歯にピニオンを噛み合わせ、ラック軸のラック歯を形成
した面の背面を押出すラックガイドを取付け、ラック軸
の他端部にねじ部を形成し、このねじ部にナットを取付
け、操舵トルクに応じた補助トルクをナットを介してラ
ック軸に付加するようにした電動パワーステアリング装
置において、ラックガイドをピニオンより車体中心側に
配置し、ラック軸、ピニオン、ラックガイド及びナット
をステアリングギヤボックスに一括収納し、このステア
リングギヤボックスにラックガイドの調整ねじ部材をね
じ込み、この調整ねじ部材の押し付け力のみでラック軸
の後面を押すようにしたことを特徴とする。
According to the present invention, the following effects are exhibited by the above configuration. According to the first aspect of the present invention, a rack tooth is formed on one side surface of one end of a rack shaft extending in the vehicle width direction, and a pinion is engaged with the rack tooth, and the rear surface of the rack shaft on which the rack tooth is formed is formed. An electric power with a rack guide to be extruded, a screw formed on the other end of the rack shaft, a nut mounted on this screw, and an auxiliary torque corresponding to the steering torque applied to the rack shaft via the nut. In the steering device, the rack guide is arranged closer to the center of the vehicle body than the pinion, the rack shaft, the pinion, the rack guide, and the nut are collectively housed in the steering gear box. The rear surface of the rack shaft is pushed only by the pressing force of the screw member.

【0042】ラック軸の両端に、路面反力に起因する外
力又はモーメント(以下、「モーメント」と記す。)が
作用する。前記モーメント及びねじ機構(ねじ部とナッ
トの組合せ)により、ラック軸の他端がピニオンから離
れる方向に曲げられると、ラック軸はねじ機構とラック
ガイドとだけで支持されたことになる。一方、ラック軸
の他端がピニオンへ押し付ける方向に曲げられると、ラ
ック軸はねじ機構とラックガイドとピニオンの3部材で
曲げを抑えられる構造となる。従って、ラック軸の曲げ
方向によって曲げ若しくはたわみのモード(態様)が異
なる。すなわち、ラック軸が路面反力及びねじ機構によ
って車体の前後方向に変形する場合に、前方へ変形する
ときの揺動波形と、後方へ変形するときの揺動波形が非
対称形状となっている。揺動波形が非対称であるから、
ラック軸の固有振動数が曲げ方向によって異なり、共振
による振動増幅の心配はない。この結果、ラック軸の振
動を容易に抑制することができる。ラック軸の振動が抑
制されると、ステアリングハンドルの振動も抑制される
ので、操舵フィーリングが高まる。また、ステアリング
ハンドルを介して車室内に伝わる振動が抑制されるの
で、車室内の騒音を防止できる。
External forces or moments (hereinafter, referred to as "moments") caused by the road surface reaction force act on both ends of the rack shaft. When the other end of the rack shaft is bent away from the pinion by the moment and the screw mechanism (combination of the screw portion and the nut), the rack shaft is supported only by the screw mechanism and the rack guide. On the other hand, when the other end of the rack shaft is bent in a direction in which the rack shaft is pressed against the pinion, the rack shaft has a structure in which bending can be suppressed by a screw mechanism, a rack guide, and a pinion. Therefore, the mode (mode) of bending or bending differs depending on the bending direction of the rack shaft. That is, when the rack shaft is deformed in the front-rear direction of the vehicle body by the road surface reaction force and the screw mechanism, the swing waveform when deforming forward and the swing waveform when deforming rearward have asymmetric shapes. Since the swing waveform is asymmetric,
The natural frequency of the rack shaft differs depending on the bending direction, and there is no fear of vibration amplification due to resonance. As a result, vibration of the rack shaft can be easily suppressed. When the vibration of the rack shaft is suppressed, the vibration of the steering handle is also suppressed, so that the steering feeling is enhanced. Further, since vibration transmitted to the vehicle interior via the steering handle is suppressed, noise in the vehicle interior can be prevented.

【0043】ラックガイドは、調整ねじ部材の押し付け
力のみで、ラック軸のラック歯を形成した面の背面を押
すようにして予圧をかけるので、ラック軸の車体前後方
向の振動の影響を受ける。すなわち、ラック軸はラック
ガイドに影響を及ぼすばねの役割を果たすことになり、
ラックガイドの固有振動数は、ラック軸のばね定数に大
きく依存する。ラック軸は曲げ剛性が大きく、その結
果、ラック軸のばね定数は、従来使用されているコイル
ばねのばね定数に比べてかなり大きい。ばね定数が大き
いので、ラックガイドの固有振動数は従来のコイルばね
を用いた場合に比べて大きくなる。このため、ラックガ
イドはラック軸の車体前後方向の振動に対して、高周波
領域まで追従することができ、支点としての役割を十分
に果たすことができる。従って、ラック軸の高周波領域
の振動も容易に抑制することができるので、操舵フィー
リングを高めることができ、また、車室内の騒音を防止
することができる。
The rack guide presses against the back surface of the rack shaft on which the rack teeth are formed only by the pressing force of the adjusting screw member to apply a preload, so that the rack guide is affected by the vibration of the rack shaft in the longitudinal direction of the vehicle body. In other words, the rack shaft plays the role of a spring that affects the rack guide,
The natural frequency of the rack guide greatly depends on the spring constant of the rack shaft. The rack shaft has high bending stiffness, and as a result, the spring constant of the rack shaft is considerably larger than the spring constant of a conventionally used coil spring. Since the spring constant is large, the natural frequency of the rack guide is larger than that in the case where a conventional coil spring is used. For this reason, the rack guide can follow the vibration of the rack shaft in the front-rear direction of the vehicle up to the high-frequency region, and can sufficiently serve as a fulcrum. Therefore, the vibration of the rack shaft in the high frequency region can be easily suppressed, so that the steering feeling can be enhanced and the noise in the vehicle compartment can be prevented.

【0044】また、ラックガイドに従来のようなコイル
ばねを設けないので、部品数の少ない簡単な構造でラッ
ク軸の振動を抑制することができ、組付け性を高めて、
生産性を高めることができる。さらに、ラックガイドが
ラック軸の車体前後方向の振動に対して、高周波領域ま
で追従することができるので、追従性が高まる。このた
め、ラック軸は振動に伴うばたつき現象を生ずることが
ない。従って、ラックアンドピニオン機構及びねじ機構
の摩耗を少なくすることができ、その結果、電動パワー
ステアリング装置の寿命を高めることができる。さらに
また、ねじ機構の位置にラックガイドを近づけたので、
ラックガイドでねじ機構に予圧を与えることができる。
このため、ねじ機構とラック軸との間のガタつきを抑制
することができ、その結果、ねじ機構の寿命を高めるこ
とができる。
Further, since the conventional coil spring is not provided in the rack guide, the vibration of the rack shaft can be suppressed with a simple structure having a small number of parts, and the assemblability can be improved.
Productivity can be increased. Further, the rack guide can follow the vibration of the rack shaft in the longitudinal direction of the vehicle body to a high frequency range, so that the followability is improved. For this reason, the rack shaft does not cause the fluttering phenomenon caused by the vibration. Therefore, the wear of the rack and pinion mechanism and the screw mechanism can be reduced, and as a result, the life of the electric power steering device can be increased. Furthermore, since the rack guide was brought closer to the position of the screw mechanism,
The rack guide can apply a preload to the screw mechanism.
For this reason, rattling between the screw mechanism and the rack shaft can be suppressed, and as a result, the life of the screw mechanism can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る電動パワーステアリング装置のシ
ステム図
FIG. 1 is a system diagram of an electric power steering device according to the present invention.

【図2】本発明に係る電動パワーステアリング装置の全
体構成図
FIG. 2 is an overall configuration diagram of an electric power steering device according to the present invention.

【図3】図2の3−3線断面図FIG. 3 is a sectional view taken along line 3-3 in FIG. 2;

【図4】図2の4−4線断面図FIG. 4 is a sectional view taken along line 4-4 in FIG. 2;

【図5】図2の5−5線断面図FIG. 5 is a sectional view taken along line 5-5 of FIG. 2;

【図6】本発明に係るラック軸、電動機、ボールねじ回
りの要部断面図
FIG. 6 is a sectional view of a main part around a rack shaft, an electric motor, and a ball screw according to the present invention.

【図7】本発明に係る電動パワーステアリング装置の作
用説明図(第1)
FIG. 7 is an operation explanatory view (first) of the electric power steering device according to the present invention;

【図8】本発明に係る電動パワーステアリング装置の作
用説明図(第2)
FIG. 8 is a view for explaining the operation of the electric power steering apparatus according to the present invention (second).

【図9】従来の電動パワーステアリング装置の模式的説
明図
FIG. 9 is a schematic explanatory view of a conventional electric power steering device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…電動パワーステアリング装置、2…ステアリングハ
ンドル、3…ラックアンドピニオン機構、4…ピニオ
ン、5…ラック軸、5a…ラック歯、5b…ねじ部、8
…電動機、9…ボールねじ、21…ステアリングギヤボ
ックス、50…ラックガイド、51…ガイド部、52…
調整ボルト、71…ナット。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric power steering device, 2 ... Steering handle, 3 ... Rack and pinion mechanism, 4 ... Pinion, 5 ... Rack shaft, 5a ... Rack teeth, 5b ... Screw part, 8
... Electric motor, 9 ... Ball screw, 21 ... Steering gear box, 50 ... Rack guide, 51 ... Guide part, 52 ...
Adjustment bolt, 71 ... nut.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 車幅方向に延ばしたラック軸の一端部の
一側面にラック歯を形成し、このラック歯にピニオンを
噛み合わせ、前記ラック軸のラック歯を形成した面の背
面を押出すラックガイドを取付け、ラック軸の他端部に
ねじ部を形成し、このねじ部にナットを取付け、操舵ト
ルクに応じた補助トルクをナットを介してラック軸に付
加するようにした電動パワーステアリング装置におい
て、前記ラックガイドを前記ピニオンより車体中心側に
配置し、前記ラック軸、ピニオン、ラックガイド及びナ
ットをステアリングギヤボックスに一括収納し、このス
テアリングギヤボックスに前記ラックガイドの調整ねじ
部材をねじ込み、この調整ねじ部材の押し付け力のみで
ラック軸の後面を押すようにしたことを特徴とする電動
パワーステアリング装置。
A rack tooth is formed on one side surface of one end of a rack shaft extending in a vehicle width direction, a pinion is engaged with the rack tooth, and the rear surface of the rack shaft on which the rack tooth is formed is extruded. An electric power steering device in which a rack guide is mounted, a screw portion is formed at the other end of the rack shaft, a nut is mounted on the screw portion, and an auxiliary torque corresponding to the steering torque is applied to the rack shaft via the nut. In the above, the rack guide is disposed closer to the center of the vehicle than the pinion, the rack shaft, the pinion, the rack guide and the nut are collectively stored in a steering gear box, and the adjusting screw member of the rack guide is screwed into the steering gear box. An electric power steering device characterized in that the rear surface of the rack shaft is pushed only by the pressing force of the adjusting screw member. Place.
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