JP3883806B2 - Electric power steering device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電動パワーステアリング装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
自動車の舵取装置としては種々の形式のものが実用化されており、その一つにラック・アンド・ピニオン式の舵取装置がある。これは、軸線方向に所定の長さに亘ってラック歯が形成されているラックシャフトを車体の左右方向に延設し、このラックシャフトの両端部がタイロッドを介して操向用の車輪(前輪)に連結されている。さらに、前記ラックシャフトに噛合するピニオンシャフトがコラムシャフトを介してステアリングホイールに連結されている。そして、同装置は、ステアリング操作に応じたピニオンシャフトの回動がラックシャフトに伝えられ、同ラックシャフトがラック歯の形成長さの範囲内にて軸線方向に移動して操舵用車輪の向きを変え、操舵を行わせる構成としたものである。
【0003】
このようなラック・アンド・ピニオン式の舵取装置を電動パワーステアリング装置として構成する場合、操舵補助用のモータの回転をラックシャフトに直接的に伝え、同ラックシャフトを軸線方向に移動させる構成とするのが合理的である。このためには、モータの回転をラックシャフトを移動させるための直線運動に変換する機構が必要であり、この運動変換機構においては、モータの出力を運動変換の過程で所定の減速を伴うことが望ましい。このような要求に応え得る運動変換機構として、例えば、ボールねじ構造を利用した電動パワーステアリング装置が従来から提案されている。
【0004】
この電動パワーステアリング装置は、ラックシャフトの外周の一部(ラック歯の形成範囲と異なる部分)に螺旋状のボールねじ溝を形成する一方、ラックシャフトを支持する中空円筒状のハウジングの内部に、同ラックシャフトと同軸上での回動自在にボールねじナットを支持している。そして、このボールねじナットと前記ボールねじ溝との間に多数のボールを介在させてボールねじ構造を構成している。そして、この電動パワーステアリング装置は操舵補助用のモータからの伝動により前記ボールねじナットを回転駆動して、この回転を、前記ボールねじ溝に沿って転動する多数のボールを介してラックシャフトに伝え、同ラックシャフトを軸長方向に移動し、ステアリング操作に応じて前述の操舵を補助する構成となっている。このとき、操舵補助用のモータの回転は、ボールねじ溝のリード角に応じて大きく減速されてラックシャフトの移動に変換される。
【0005】
上記の電動パワーステアリング装置においては、ラックシャフトの外径よりもボールねじナットの外径の方が大きい。また、ラックハウジングの開口端部にてラックシャフトの軸線方向への変位を規制し、かつ、シールする構造としていることから、ラックハウジング開口端の内径がボールねじナットの外径よりも小さくなっている。この構成におけるモータ特性の測定は、モータ単体で測定することができないため、完成状態の電動パワーステアリング装置の出力軸であるラックシャフトに測定器を連結し、その軸線方向の推力を測定することで代用していた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記測定方法では、ボールねじ構造を介したラックシャフトで測定していることになり、ボールねじ構造の特性やラックシャフトの加工誤差などが含まれていた。
【0007】
また、モータ単体の特性を測定するには、あらかじめボールねじ構造とラックシャフトとの特性を測定しておくか、ハウジングを組付ける前の段階で、ボールねじ構造が組み込まれた状態において、仮のラックハウジング(測定治具)を組付けて測定しておかなければならず、また測定後には前記測定治具を取り外さなければならなかった。
【0008】
いずれにしても、モータ単体の特性が正確に測定できないとの懸念があった。本発明の目的は、上記事情に鑑みなされたもので、モータ単体の特性を正確に測定することができる電動パワーステアリング装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、電動パワーステアリング装置に係る本願請求項1に記載の発明は、中空円筒状に形成されたモータのモータシャフトに対しその軸線方向に沿ってボールねじ構造のボールねじ溝を有するラックシャフトを挿入配置し、ボールねじ構造のボールねじナットを前記モータシャフトとラックシャフト間に介在させ、前記モータシャフトを覆うモータハウジングと、このモータハウジングの両端に同軸的に結合され、前記ラックシャフトを覆う複数のラックハウジングとを備えた電動パワーステアリング装置において、前記モータシャフトの両端をモータハウジングの両端に設けた軸受にて支持し、前記モータシャフトのボールねじナットが装着される側の端部が、前記モータハウジングの開口端から軸方向外側へ突出している、ことを特徴とする。
【0010】
又、本願請求項2の発明は、前記請求項1に記載の発明において、モータシャフトの一端側を支持する軸受は、モータハウジングに対して内嵌するとともに、ラックハウジングに対しても内嵌することを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
以下、本発明を電動パワーステアリング装置に具体化した第1実施形態を図1と図2とに基づいて詳細に説明する。
【0012】
図1に電動パワーステアリング装置11を示す。中空円筒状の第1ラックハウジング12と中空円筒状の第2ラックハウジング13と、前記両ラックハウジングに同軸的に結合された中空円筒状のモータハウジング14とが、図示しない車体のボディに、第1ラックハウジング12に形成された取付部15を介して、ねじ止めされて支持されている。
【0013】
第1ラックハウジング12と第2ラックハウジング13とモータハウジング14とから構成された筒状体内には、回転不能かつ軸線方向に移動可能にラックシャフト16が内蔵されており、ラックシャフト16の両端部に連結される図示しないタイロッドを介して左右の前輪が連結される。そのラックシャフト16は、第1ラックハウジング12に設けられたピニオンシャフト17を介して図示しないステアリングホイールに連結されている。ラックシャフト16とピニオンシャフト17との間には、ラックアンドピニオン機構の噛み合い部(図示しない)が形成されている。なお、モータハウジング14は電動パワーステアリング装置のラックハウジングとしても機能している。
【0014】
次に、図1の要部を拡大した図2を用いて説明する。
モータハウジング14の内周には巻線が施されたステータ19が嵌合され、ラックシャフト16の軸線方向の中間部には中空円筒状にモータシャフト18が同軸的にラックシャフト16の外側に遊嵌されている。
【0015】
モータシャフト18は、その一端側(ピニオンシャフト17側)に嵌合段部18cが形成され、同嵌合段部18cが軸受としての第1ベアリング21を介してモータハウジング14と、第1ラックハウジング12に対して支持されている。前記第1ベアリング21は、モータハウジング14の端部内周面及び第1ラックハウジング12端部内周面をそれぞれ周回するように形成された第1嵌合段部14aと嵌合段部12aとに対して内嵌固定されている。
【0016】
また、第1ベアリング21は、モータシャフト18端部に螺合された第1ロックナット22にて締め付けられることにより、軸線方向に押圧されてモータシャフト18に対して固定されている。同モータシャフト18には永久磁石27が外設して固定されている。
【0017】
前記モータハウジング14は、端部に設けられた第1当接部14cにて、第1ラックハウジング12は、端部に設けられた当接部12bにて互いに当接されており、当接部12bを挿通した固定ねじ24を第1当接部14cに螺着することにより、両者は固定ねじ24により互いに締め付けられて連結されている。前記第1当接部14cと当接部12bとの合わせ面には、薄肉状のパッキン23が介装されている。同パッキン23により、モータハウジング14と第1ラックハウジング12との嵌合部から内部への水、油等の液体の侵入を防止している。この構成によりモータハウジング14と第1ラックハウジング12と第1ベアリング21とは1箇所で嵌合される。さらに、モータハウジング14と第1ラックハウジング12とに内嵌された第1ベアリング21を介して、モータシャフト18の軸線方向の動きが規制されることとなる。
【0018】
モータシャフト18の他端側(ピニオンシャフト17側と反対側)は、中間部分よりも拡径された中空円筒状のナット保持部18aが一体に形成されている。また、モータハウジング14の他端側内周面には、周回する第2嵌合段部14bが形成されている。そして、モータシャフト18は、ナット保持部18aが第2嵌合段部14bに内嵌固定された軸受としての第2ベアリング20に内嵌されることにより自身の軸心の回りで回動自在に支持されている。第2ベアリング20は、モータハウジング14の第2嵌合段部14bと第2ラックハウジング13の端部13aとの間で軸線方向に動くことが可能な構成となっている。
【0019】
第2ラックハウジング13の端部13aは、モータハウジング14に対して内嵌されるとともに、端部13a外周面から張出し形成された当接部13bがモータハウジング14の第2当接部14d端面に当接されている。そして、当接部13bを挿通した固定ねじ25を第2当接部14dに螺着することにより、モータハウジング14と第2ラックハウジング13とは固定ねじ25により互いに締め付けられて連結されている。
【0020】
モータハウジング14に内嵌された端部13aの外周面には周回溝13dが形成され、同周回溝13d内には、Oリング29が嵌着されている。そして、同Oリング29により、モータハウジング14と第2ラックハウジング13との嵌合部から内部への水、油等の液体の侵入を防止している。
【0021】
また、モータハウジング14とモータシャフト18とは、第1ベアリング21と第2ベアリング20により、同軸度が精度良く構成されている。
以上の構成により、モータシャフト18の両端はモータハウジング14の両端に設けた第1ベアリング21と第2ベアリング20とにより支持される。
【0022】
モータシャフト18のナット保持部18a内にはボールねじナット26が同軸的に内嵌されている。このボールねじナット26は、ナット保持部18a内に第2ロックナット28が内嵌状態で螺入することにより、抜け止め固定されている。
【0023】
ラックシャフト16の外周面には軸線方向の所定範囲に螺旋状のボールねじ溝16aが設けられている。また、ボールねじナット26の内周面には螺旋状のボールねじ溝26aが設けられ、ボールねじ溝16aとボールねじ溝26aとの間には、図示しない多数のボールが転動可能に受容されている。このように、ラックシャフト16のボールねじ溝16aとボールねじナット26とによりボールねじ構造を備えたボールねじ機構が形成されている。そして、このボールねじ機構によりモータシャフト18の正逆回転の回転トルクをラックシャフト16の軸線方向の往復動のアシスト力に変換して、ピニオンシャフト17に連結された図示しないステアリングホイールの操舵力を軽減するようになっている。
【0024】
次に、上記のように構成された本実施形態における電動パワーステアリング装置の組立方法およびモータ単体の特性測定方法を説明する。
巻線が施されたステータ19をモータハウジング14の内周面に嵌合し、そのモータハウジング14の第2嵌合段部14bに第2ベアリング20を圧入する。
【0025】
モータシャフト18の嵌合段部18cに第1ベアリング21を圧入し、さらに、嵌合段部18cに第1ロックナット22を螺合して、第1ベアリング21を押圧して抜け止めする。
【0026】
次に、ステータ19と第2ベアリング20が内嵌されたモータハウジング14に、第1ベアリング21が外嵌されたモータシャフト18を第1ラックハウジング12側の端部開口から軸線方向に沿って嵌入する。
【0027】
すると、モータシャフト18に外嵌された第1ベアリング21が、モータハウジング14の第1嵌合段部14aに嵌入され、モータシャフト18の軸線方向及び径方向の位置決めがさなれる。また、ナット保持部18a側は、ナット保持部18aの外周面18bと第2ベアリング20の内周面とが圧入して嵌合支持される。
【0028】
以上の工程で、駆動力を得られるようにモータが構成されるので、モータ単体の特性を測定できる。
モータ単体の特性の測定は、モータハウジング14を治具で固定し、モータシャフト18を治具を介して測定器に接続し、ステータ19に施された巻線に通電して行う。
【0029】
モータ単体の特性を測定後に、治具と測定器とを取り外し、以下の組付けを行う。
ラックシャフト16にはあらかじめボールねじ機構(ボールナット26及びボール)を組付けておき、そのボールねじ機構を組付けたラックシャフト16をナット保持部18a側からモータシャフト18内に挿入配置する。そして、そのボールねじ機構のボールねじナット26を、第2ロックナット28によってナット保持部18a内に固定する。
【0030】
その後、第1ラックハウジング12を、その嵌合段部12aにて第1ベアリング21の側面および外周面の一部と嵌合し、固定ねじ24を第1当接部14cに対して螺合することにより、モータハウジング14と連結する。
【0031】
次に、第2ラックハウジング13の周回溝13dにOリング29を嵌着する。そして、第2ラックハウジング13を、その端部にてモータハウジング14に内嵌した後、固定ねじ25を第2当接部14dに対して螺合することにより、モータハウジング14と連結する。
【0032】
以上により、本発明の第1実施形態における電動パワーステアリング装置の組立およびモータ単体の特性測定が終了する。
本第1実施形態では、上記のように電動パワーステアリング装置を構成したことにより、次のような効果を得ることができる。
(1)本実施形態では、第1ラックハウジング12と第2ラックハウジング13とボールねじ機構とを組付けなくても駆動力を得られるようにモータが構成されている。このため、モータ単体の特性測定がボールねじ機構の特性やラックシャフト16の加工誤差などを含まずに正確にできるとともに、両ラックハウジング12、13を組付けなくても良いため、モータ単体の重量が軽くなり特性測定が効率良く容易にできる。
【0033】
また、あらかじめボールねじ機構とラックシャフト16との特性を測定しておく必要がなくなる。
第1ラックハウジング12と第2ラックハウジング13とを組み付ける前の段階で、モータハウジング14に相当する仮のモータハウジング(測定治具)をステータ19の外周に取付けて測定しておく必要がなくなる。また測定後には前記測定治具を取外さなければならないという複雑な工程を経なくてよくなる。
【0034】
さらに、ラックハウジングの開口端から従来と異なり測定用治具を挿入する必要がなくなるため、開口端を小径にすることができ、モータの位置が治具の軸線方向の長さに影響されることがなくなるので、モータハウジング14内でのモータの配置は自由にできるようになる。
【0035】
ここで、従来の構成を説明し、本効果(1)と異なる点を説明する。
たとえば、従来は、特開平10―24852号公報に開示されている方法が知られていた。同公報の内容を図4に示す電動パワーステアリング装置101を用いて説明する。
【0036】
電動パワーステアリング装置101は、モータのモータシャフト102が中空円筒状に形成され、ラックシャフト103がその軸線方向に往復駆動するように前記モータシャフト102に同軸的に挿通されている。前記ラックシャフト103にはボールねじ構造のボールねじ溝104が形成されるとともに前記モータシャフト102の軸線方向一端部に前記ボールねじ構造のボールねじナット105が同軸的に内設されている。そして、モータハウジング106の前記モータシャフト102の軸線方向一端部を外囲する部分から開口端に至る部分の内径Aを、前記ボールねじナット105の外径Dよりも大径にされている。
【0037】
このように構成された電動パワーステアリング装置101は、モータ単体の特性を測定するときに、モータハウジング106の開口端から測定用治具を挿入するため、モータハウジング106の開口端の内径Aが大径になるという制約があった。
【0038】
さらに、モータ単体の特性を測定するときにラックハウジング107(第1実施形態での第1ラックハウジング12に相当する)を組み付けておくことが必要であり、同ラックハウジング107は軸線方向に長くなっていた。そのため、測定するときの測定空間を大きくとる必要があり、さらに、ラックハウジング107が組付けられているため、モータ特性を取るときの重量が重くなり作業する上で不便になり、特性測定の効率が悪化することも懸念されていた。
(2)本実施形態では、モータシャフト18の一端側(ピニオンシャフト17側)を、モータハウジング14と第1ラックハウジング12との間に内嵌して設けた第1ベアリング21により支持されている。このため、モータハウジング14によるモータシャフト18の支持精度および同軸度が向上するとともに、モータハウジング14と第1ラックハウジング12との取付け精度および同軸度が良くなりコギングトルクが小さくなる。
【0039】
ここで、従来の構成を説明し、本効果(2)と異なる点を説明する。
従来は、図4の電動パワーステアリング装置101に示すように、モータシャフト102の一端は、同モータシャフト102にベアリング108が外嵌されるとともに、同ベアリング108はラックハウジング(本第1実施形態の第1ラックハウジング12に相当する。)107に内嵌されて支持されている。また、モータシャフト102の他端は、モータハウジング106に対してベアリング110を介して支持されている。
【0040】
前記ラックハウジング107は、モータハウジング106の端面と当接するラックハウジング107の当接部107aに対して固定ねじ109が螺合されることにより、モータハウジング106と連結されている。
【0041】
すなわち、従来は、モータシャフト102の一端はラックハウジング107に支持され、他端はモータハウジング106に支持されていた。しかし、本第1実施形態では、モータシャフト18の両端がともに、モータハウジング14に対して直接支持されている。すなわち、別のハウジング(第1ラックハウジング12)を介さないで単一のハウジング(モータハウジング14)に支持されているため、モータのステータ19及びモータシャフト18が単一のハウジングに取り付けられることとなり取付け精度及び同軸度が良くなる。
【0042】
(3) 本実施形態では、第1ベアリング21がモータハウジング14端部の第1嵌合段部14aと第1ラックハウジング12端部の嵌合段部12aとに対して内嵌固定されている。このため、この第1ベアリング21を介してモータハウジング14と第1ラックハウジング12との間の同軸精度も確保される。
【0043】
同軸精度が確保されることにより、第1ラックハウジング12に設けられたピニオンシャフト17と、モータハウジング14に第1、第2ベアリング21,20、モータシャフト18及びボールねじナット26を介して支持されたラックシャフト16との適正な位置関係、すなわちラックアンドピニオン機構の図示しない噛み合い部における適正な噛み合い状態が確保される。このため、ラックアンドピニオン機構の動作が円滑となり、良好な操舵フィーリングが得られる。
【0044】
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態を図3に基づいて説明する。
前記第1実施形態では、モータシャフト18の一端側(ピニオンシャフト17側)を、モータハウジング14と第1ラックハウジング12との間に内嵌して設けた第1ベアリング21により支持されるようにした。この構成の代わりに、第2実施形態ではモータシャフト18の一端側(ピニオンシャフト17側)を、モータハウジング14のみに嵌着した第1ベアリング52により支持されるようにしたところが異なっている。
【0045】
以下第1実施形態と異なる構成部分のみ説明することとし、第1実施形態と共通する構成部分については図面上に同一符号を付すことにして重複した説明を省略する。
【0046】
図3に本第2実施形態の電動パワーステアリング装置51を示す。
モータシャフト18の一端側(ピニオンシャフト17側)は、嵌合段部18dが形成され、同嵌合段部18dに、モータハウジング14の第1嵌合段部14fに内嵌固定した軸受としての第1ベアリング52を嵌合固定することにより支持されている。第1ベアリング52は、モータシャフト18の外周面に螺合された第1ロックナット53により軸線方向に押圧されて取付けられている。さらに、第1ベアリング52は、第3ロックナット54をモータハウジング14に内嵌して圧入され、軸線方向に押圧されている。
【0047】
第1ラックハウジング12の一端側の嵌合部12cは、モータハウジング14の一端部側(ピニオンシャフト17側)の第3嵌合部14gに対して外嵌されている。また、モータハウジング14の一端側から外方に張り出された第1当接部14eと第1ラックハウジング12の端に設けられた当接部12dとは、互いに当接されている。そして、当接部12dに挿入した固定ねじ55を第1当接部14eに螺着することにより、モータハウジング14が第1ラックハウジング12に連結固定されている。この嵌合されているモータハウジング14の第3嵌合部14g外周面には周回する凹溝が設けられ、同凹溝にOリング56が嵌着され、モータハウジング14と第1ラックハウジング12との嵌合部から内部への水、油等の液体の侵入を防止している。
【0048】
次に、上記のように構成された本実施形態における電動パワーステアリング装置の組立方法およびモータ単体の特性測定方法を説明する。
巻線が施されたステータ19をモータハウジング14の内周面に嵌合し、そのモータハウジング14の第2嵌合段部14bに第2ベアリング20を圧入する。
【0049】
モータシャフト18の嵌合段部18dに対して第1ベアリング52を外嵌状態で圧入し、さらに、嵌合段部18dに第1ロックナット53を螺着して、第1ベアリング52のインナレース側を押圧して取付ける。
【0050】
次に、ステータ19と第2ベアリング20が内嵌されたモータハウジング14に、第1ベアリング52が外嵌されたモータシャフト18を軸線方向に嵌入する。
【0051】
すると、モータシャフト18は、モータシャフト18に外嵌された第1ベアリング52により、モータハウジング14内周面から内方へ突出された第1嵌合段部14fに嵌入され、モータシャフト18の軸線方向及び径方向の位置決めがなされる。なお、また、ナット保持部18a側は、ナット保持部18aの外周面18bと第2ベアリング20の内周面とが圧入して嵌合支持される。
【0052】
この後、第3ロックナット54をモータハウジング14に内嵌状態で螺合し、第1ベアリング52のアウタレースを軸線方向に押圧する。前記第1ロックナット53と第3ロックナット54とにより第1ベアリング52は抜け止めされる。
【0053】
以上の工程で、駆動力を得られるようにモータが構成されるので、モータ単体の特性を測定できる。
モータの単体の特性の測定は、モータハウジング14を治具で固定し、モータシャフト18を治具を介して測定器に接続し、ステータ19に施された巻線に通電して行う。
【0054】
モータ単体の特性を測定後に、治具と測定器とを取り外し、以下の組付けを行う。
ラックシャフト16にはあらかじめボールねじ機構を組付けておき、そのボールねじ機構を組付けたラックシャフト16をモータシャフト18内に挿入配置する。そして、そのボールねじ機構のボールねじナット26に、第2ロックナット28が当接するとともに、ナット保持部18a内に圧入することにより固定する。
【0055】
次に、モータハウジング14の第3嵌合部14gの凹溝にOリング56を嵌着し、第1ラックハウジング12の嵌合部12cとを、固定ねじ55により螺合する。
【0056】
その後、第2ラックハウジング13の周回溝13dにOリング29を嵌着する。そして、第2ラックハウジング13は、当接部13bに挿通した固定ねじ25を第2当接部14dに対して螺合することにより、モータハウジング14と連結する。
【0057】
以上により、本発明の第2実施形態における電動パワーステアリング装置の組立およびモータ単体の特性測定が終了する。
本第2実施形態では、上記のように電動パワーステアリング装置を構成したことにより、前記第1実施形態の(1)の効果に加えて、次のような効果を得ることができる。
【0058】
(1)本実施形態では、モータハウジング14の一端に設けた第1ベアリング52により、モータシャフト18の一端側(ピニオンシャフト17側)が支持されているため、モータハウジング14によるモータシャフト18の支持精度が向上し、コギングトルクが小さくなる。
【0059】
なお、前記各実施形態は以下のように変更して具体化することもできる。
・本実施形態では、ステータ19に巻線を施したが、モータシャフト18側に巻線を施しても良い。この場合には、巻線が施されたモータシャフト18側は、回転するため、巻線に通電する手段が必要となり、例えば、スリップリング等を用いて通電する。
【0060】
次に、前記各実施形態から把握できる技術的思想について以下に記載する。
(1)前記ラックハウジングは、前記モータハウジングに結合される第1ラックハウジングと第2ラックハウジングとから構成されている請求項1に記載の電動パワーステアリング装置。
(2)前記技術的思想(1)の電動パワーステアリング装置の組立方法において、モータを組立てる工程と、モータ単体の特性を測定する工程と、第1ラックハウジングを前記モータに組立てる工程と、第2ラックハウジングを前記モータに組立てる工程と、を含んでいることを特徴とする電動パワーステアリング装置の組立方法。
【0061】
【発明の効果】
この発明は、以上のように構成されているため、次のような効果を奏する。
請求項1および請求項2に記載の発明の電動パワーステアリング装置によれば、モータ単体の特性を正確に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態の電動パワーステアリング装置の全体を示す概略図。
【図2】第1実施形態の電動パワーステアリング装置の要部拡大図。
【図3】第2実施形態の電動パワーステアリング装置の要部拡大図。
【図4】従来の電動パワーステアリング装置の要部拡大図。
【符号の説明】
12…第1ラックハウジング、13…第2ラックハウジング、
14…モータハウジング、16…ラックシャフト、18…モータシャフト、
20…第2ベアリング(軸受)、21…第1ベアリング(軸受)、
26…ボールねじナット。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric power steering apparatus.
[0002]
[Prior art]
Various types of steering devices for automobiles have been put into practical use, and one of them is a rack and pinion type steering device. This is because a rack shaft, in which rack teeth are formed over a predetermined length in the axial direction, extends in the left-right direction of the vehicle body, and both ends of the rack shaft are steered wheels (front wheels) via tie rods. ). Further, a pinion shaft meshing with the rack shaft is connected to the steering wheel via the column shaft. In the apparatus, the rotation of the pinion shaft according to the steering operation is transmitted to the rack shaft, and the rack shaft moves in the axial direction within the range of the rack tooth formation length to change the direction of the steering wheel. It is configured to change and steer.
[0003]
When such a rack-and-pinion type steering apparatus is configured as an electric power steering apparatus, the rotation of the steering assist motor is directly transmitted to the rack shaft, and the rack shaft is moved in the axial direction. It is reasonable to do. For this purpose, a mechanism for converting the rotation of the motor into a linear motion for moving the rack shaft is required. In this motion conversion mechanism, the motor output may be accompanied by a predetermined deceleration during the motion conversion process. desirable. As a motion conversion mechanism that can meet such a demand, for example, an electric power steering device using a ball screw structure has been conventionally proposed.
[0004]
This electric power steering device forms a spiral ball screw groove on a part of the outer periphery of the rack shaft (part different from the rack tooth formation range), while inside the hollow cylindrical housing that supports the rack shaft, A ball screw nut is supported so as to be rotatable coaxially with the rack shaft. A ball screw structure is configured by interposing a large number of balls between the ball screw nut and the ball screw groove. The electric power steering apparatus rotationally drives the ball screw nut by transmission from a steering assisting motor, and this rotation is transferred to the rack shaft via a number of balls rolling along the ball screw groove. The rack shaft is moved in the axial direction, and the steering is assisted according to the steering operation. At this time, the rotation of the steering assist motor is greatly decelerated according to the lead angle of the ball screw groove and converted into the movement of the rack shaft.
[0005]
In the above electric power steering apparatus, the outer diameter of the ball screw nut is larger than the outer diameter of the rack shaft. In addition, since the rack housing has an opening end portion that restricts displacement in the axial direction of the rack shaft and seals it, the inner diameter of the rack housing opening end is smaller than the outer diameter of the ball screw nut. Yes. In this configuration, the motor characteristics cannot be measured by the motor alone, so a measuring instrument is connected to the rack shaft, which is the output shaft of the electric power steering device in a completed state, and the axial thrust is measured. I was substituting.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the measurement method described above, the measurement is performed with the rack shaft via the ball screw structure, and the characteristics of the ball screw structure, the processing error of the rack shaft, and the like are included.
[0007]
In addition, in order to measure the characteristics of the motor alone, the characteristics of the ball screw structure and the rack shaft are measured in advance, or in the state where the ball screw structure is incorporated at the stage before the housing is assembled, The rack housing (measuring jig) must be assembled and measured, and the measuring jig must be removed after the measurement.
[0008]
In any case, there is a concern that the characteristics of the motor alone cannot be measured accurately. An object of the present invention is to provide an electric power steering apparatus that can accurately measure the characteristics of a single motor.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 of the electric power steering apparatus according to the present invention is a ball screw having a ball screw structure along the axial direction with respect to a motor shaft of a motor formed in a hollow cylindrical shape. A rack shaft having a groove is inserted and arranged, a ball screw nut having a ball screw structure is interposed between the motor shaft and the rack shaft, and a motor housing covering the motor shaft is coaxially coupled to both ends of the motor housing, In an electric power steering apparatus comprising a plurality of rack housings covering the rack shaft, both ends of the motor shaft are supported by bearings provided at both ends of the motor housing. The end of the motor shaft on the side where the ball screw nut is mounted protrudes outward in the axial direction from the open end of the motor housing. It is characterized by that.
[0010]
The invention according to claim 2 of the present application is the invention according to claim 1, wherein the bearing for supporting one end of the motor shaft is fitted in the motor housing and is also fitted in the rack housing. It is characterized by that.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment in which the present invention is embodied in an electric power steering apparatus will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2.
[0012]
FIG. 1 shows an electric
[0013]
A cylindrical body constituted by the
[0014]
Next, description will be made with reference to FIG.
A
[0015]
The
[0016]
Further, the
[0017]
The
[0018]
On the other end side of the motor shaft 18 (on the side opposite to the
[0019]
The end portion 13 a of the
[0020]
A circumferential groove 13d is formed on the outer peripheral surface of the end portion 13a fitted in the
[0021]
Further, the
With the above configuration, both ends of the
[0022]
A
[0023]
On the outer peripheral surface of the
[0024]
Next, a method for assembling the electric power steering apparatus and a method for measuring the characteristics of a single motor according to the present embodiment configured as described above will be described.
The
[0025]
The
[0026]
Next, the
[0027]
Then, the
[0028]
Since the motor is configured so as to obtain a driving force through the above steps, the characteristics of the motor alone can be measured.
The characteristics of the motor alone are measured by fixing the
[0029]
After measuring the characteristics of the motor alone, remove the jig and measuring instrument and assemble as follows.
A ball screw mechanism (
[0030]
Thereafter, the
[0031]
Next, the O-ring 29 is fitted into the circumferential groove 13 d of the
[0032]
This completes the assembly of the electric power steering device and the measurement of the characteristics of the motor alone in the first embodiment of the present invention.
In the first embodiment, since the electric power steering apparatus is configured as described above, the following effects can be obtained.
(1) In this embodiment, the motor is configured so that a driving force can be obtained without assembling the
[0033]
Moreover, it is not necessary to measure the characteristics of the ball screw mechanism and the
Before the
[0034]
Furthermore, since it is not necessary to insert a measuring jig from the opening end of the rack housing unlike the conventional case, the opening end can be made small in diameter, and the position of the motor is affected by the length of the jig in the axial direction. Therefore, the motor can be freely arranged in the
[0035]
Here, a conventional configuration will be described, and points different from the effect (1) will be described.
For example, conventionally, a method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-24852 has been known. The contents of this publication will be described using an electric
[0036]
In the electric
[0037]
The electric
[0038]
Furthermore, when measuring the characteristics of the motor alone, it is necessary to assemble the rack housing 107 (corresponding to the
(2) In the present embodiment, one end side (
[0039]
Here, a conventional configuration will be described, and differences from the effect (2) will be described.
Conventionally, as shown in the electric
[0040]
The
[0041]
That is, conventionally, one end of the
[0042]
(3) In the present embodiment, the
[0043]
By ensuring the coaxial accuracy, the
[0044]
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the first embodiment, one end side (
[0045]
Hereinafter, only components that are different from those of the first embodiment will be described, and components that are the same as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals in the drawings, and redundant description is omitted.
[0046]
FIG. 3 shows an electric
One end side (
[0047]
The
[0048]
Next, a method for assembling the electric power steering apparatus and a method for measuring the characteristics of a single motor according to the present embodiment configured as described above will be described.
The
[0049]
The
[0050]
Next, the
[0051]
Then, the
[0052]
Thereafter, the
[0053]
Since the motor is configured so as to obtain a driving force through the above steps, the characteristics of the motor alone can be measured.
The measurement of the characteristics of a single motor is performed by fixing the
[0054]
After measuring the characteristics of the motor alone, remove the jig and measuring instrument and assemble as follows.
A ball screw mechanism is assembled to the
[0055]
Next, the O-
[0056]
Thereafter, the O-ring 29 is fitted into the circumferential groove 13 d of the
[0057]
This completes the assembly of the electric power steering device and the measurement of the characteristics of the motor alone in the second embodiment of the present invention.
In the second embodiment, since the electric power steering apparatus is configured as described above, the following effects can be obtained in addition to the effect (1) of the first embodiment.
[0058]
(1) In this embodiment, one end side (
[0059]
In addition, each said embodiment can also be changed and embodied as follows.
In the present embodiment, the
[0060]
Next, the technical idea that can be grasped from the respective embodiments will be described below.
(1) The electric power steering apparatus according to (1), wherein the rack housing includes a first rack housing and a second rack housing coupled to the motor housing.
(2) In the assembling method of the electric power steering apparatus according to the technical idea (1), a step of assembling the motor, a step of measuring characteristics of the motor alone, a step of assembling the first rack housing to the motor, And a step of assembling a rack housing with the motor.
[0061]
【The invention's effect】
Since this invention is comprised as mentioned above, there exist the following effects.
According to the electric power steering apparatus of the first and second aspects of the invention, the characteristics of the motor alone can be accurately measured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing an entire electric power steering apparatus according to a first embodiment.
FIG. 2 is an enlarged view of a main part of the electric power steering apparatus according to the first embodiment.
FIG. 3 is an enlarged view of a main part of an electric power steering apparatus according to a second embodiment.
FIG. 4 is an enlarged view of a main part of a conventional electric power steering apparatus.
[Explanation of symbols]
12 ... 1st rack housing, 13 ... 2nd rack housing,
14 ... motor housing, 16 ... rack shaft, 18 ... motor shaft,
20 ... 2nd bearing (bearing), 21 ... 1st bearing (bearing),
26: Ball screw nut.
Claims (2)
前記モータシャフトの両端をモータハウジングの両端に設けた軸受にて支持し、前記モータシャフトのボールねじナットが装着される側の端部が、前記モータハウジングの開口端から軸方向外側へ突出している、
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。A rack shaft having a ball screw groove of a ball screw structure is inserted and arranged along the axial direction of the motor shaft of the motor formed in a hollow cylindrical shape, and the ball screw nut of the ball screw structure is disposed between the motor shaft and the rack shaft. In an electric power steering apparatus comprising: a motor housing that covers the motor shaft; and a plurality of rack housings that are coaxially coupled to both ends of the motor housing and cover the rack shaft.
Both ends of the motor shaft are supported by bearings provided at both ends of the motor housing, and the end of the motor shaft on the side where the ball screw nut is mounted protrudes outward in the axial direction from the opening end of the motor housing. ,
An electric power steering device.
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