JP4567502B2 - Electric power steering device - Google Patents

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Description

本発明は、ラックアンドピニオン式電動パワーステアリング装置の改良技術に関する。   The present invention relates to a technique for improving a rack and pinion type electric power steering apparatus.

近年、ステアリングホイー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において、電動モータ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のラック軸に伝達する、ラックアンドピニオン式の技術が開発されている(例えば、特許文献1参照。)。
特開2002−321632公報
In recent years, electric power steering devices have been frequently used in order to reduce the steering force of the steering wheel to give a comfortable steering feeling. In this type of electric power steering apparatus, a rack-and-pinion type technology has been developed in which an auxiliary torque corresponding to the steering torque is generated by an electric motor and this auxiliary torque is transmitted to the rack shaft of the steering system (for example, (See Patent Document 1).
JP 2002-321632 A

特許文献1による従来の電動パワーステアリング装置は、車幅方向に延ばしたラック軸の一端部の前面にラックを形成し、このラックにピニオンを噛み合わせ、ラック軸のラックを形成した面の背面側に背面を押出すラックガイドを取付けることにより、ピニオンとラックガイドとでラック軸の一端部を支持したというものである。
このような電動パワーステアリング装置は、更にラック軸の他端部及び中間部をそれぞれ軸受にて支持することで、上述のピニオンとラックガイドによる支持と合わせて、いわゆる3点支持構造を採用している。ラック軸の他端部及び中間部を支持する軸受は、ラック軸をスライド可能に支持するものであるから、一般に平軸受(滑り軸受又はブッシュとも言う)を採用する。
In the conventional electric power steering device according to Patent Document 1, a rack is formed on the front surface of one end portion of a rack shaft extending in the vehicle width direction, a pinion is meshed with the rack, and the rear surface side of the surface on which the rack of the rack shaft is formed. By attaching a rack guide that pushes out the back surface to the rack, one end of the rack shaft is supported by the pinion and the rack guide.
Such an electric power steering device further adopts a so-called three-point support structure in combination with the above-mentioned support by the pinion and the rack guide by supporting the other end portion and the intermediate portion of the rack shaft with bearings. Yes. Since the bearing that supports the other end portion and the intermediate portion of the rack shaft is slidably supported by the rack shaft, a plain bearing (also referred to as a sliding bearing or a bush) is generally employed.

ところで、車両に搭載された電動パワーステアリング装置は、低温から高温まで広範囲の温度で使用されることが多い。このため、ラック軸と平軸受との間には、一般にラック軸及び平軸受の熱膨張差を勘案した、所定大きさの隙間を有している。この隙間は、低温時に大きくなるとともに、高温時に小さくなる。   By the way, an electric power steering device mounted on a vehicle is often used in a wide range of temperatures from a low temperature to a high temperature. For this reason, a gap of a predetermined size is generally provided between the rack shaft and the flat bearing in consideration of a difference in thermal expansion between the rack shaft and the flat bearing. This gap increases at low temperatures and decreases at high temperatures.

ステアリングハンドルを操舵することで発生した操舵トルクに、この操舵トルクに応じて電動モータが発生した補助トルクを加えたトルク、いわゆる複合トルクは、ピニオン軸からラックアンドピニオン機構を介してラック軸に伝わる。   A torque obtained by adding an auxiliary torque generated by the electric motor in response to the steering torque generated by steering the steering handle, a so-called composite torque, is transmitted from the pinion shaft to the rack shaft via the rack and pinion mechanism. .

上述のように、ラック軸と平軸受との間に隙間を有しているので、ピニオンでラックを駆動したときに、両者の噛み合い作用に伴って、ラック軸には径方向の振動が発生し得る。特に、ピニオンやラックの歯の圧力角の関係によって、径方向の振動を発生する傾向が強い。
ラック軸には、さらに路面反力に起因する外力が作用するので、この外力によって振動が更に助長される。
As described above, since there is a gap between the rack shaft and the plain bearing, when the rack is driven by the pinion, radial vibration is generated in the rack shaft due to the meshing action of both. obtain. In particular, there is a strong tendency to generate radial vibration due to the relationship between the pinion and rack tooth pressure angles.
Since an external force caused by a road surface reaction force further acts on the rack shaft, vibration is further promoted by this external force.

このようにラック軸は、比較的大きい複合トルクと路面反力に起因する外力との、両方の影響を受けるので、前後方向の振動が顕著に表れやすい。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。   As described above, the rack shaft is affected by both the relatively large combined torque and the external force caused by the road surface reaction force, so that vibration in the front-rear direction is likely to appear significantly. The vibration is transmitted to the vehicle interior via the steering handle, which causes noise in the vehicle interior. Further, if vibration is transmitted to the steering handle, it is not preferable in terms of steering feeling.

本発明は、操舵時におけるラック軸の振動を、簡単な構造で抑えることができる技術を提供することを課題とする。   An object of the present invention is to provide a technique capable of suppressing the vibration of the rack shaft during steering with a simple structure.

請求項1に係る発明は、操舵入力に応じて駆動される電動モータが発生したモータトルクを、ラック軸に付与するようにした電動パワーステアリング装置であって、ラック軸の一端部にラックを形成し、このラックにピニオンを噛み合わせ、ラック軸のラックを形成した面の背面側にこの背面を押出すラックガイドを取付け、ピニオンとラックガイドとでラック軸の一端部を支持するとともに、ラック軸の他端部を所定の隙間を有して軸受で支持するようにした電動パワーステアリング装置において、ラック軸の他端部のうち、軸受に隣接した位置を、弾性変形が可能な材料からなる弾性軸受によって支え、弾性軸受の内径が、ラック軸の他端部を支持する軸受の内径よりも小径で、且つ、ラック軸を軸方向にスライド可能に支持できる径であることを特徴とする。 The invention according to claim 1 is an electric power steering apparatus in which a motor torque generated by an electric motor driven in accordance with a steering input is applied to a rack shaft, wherein a rack is formed at one end of the rack shaft. Then, a rackion that pushes the back surface is attached to the back side of the surface of the rack shaft that forms the rack, and a rack guide that supports one end of the rack shaft is supported by the pinion and the rack guide. the electric power steering apparatus for supporting a bearing with a predetermined clearance and the other end of, among the other end of the rack shaft, the position adjacent to the bearing, made of a material capable of elastic deformation supported by the elastic bearing, the inner diameter of the elastic bearing, a smaller diameter than the inner diameter of the bearing supporting the other end portion of the rack shaft, and a rack shaft in diameter can be slidably supported in the axial direction Characterized in that that.

請求項2に係る発明は、軸受が金属材料からなることを特徴とする。 The invention according to claim 2 is characterized in that the bearing is made of a metal material .

請求項3に係る発明は、操舵トルク及びモータトルクを、ピニオンからラックに直接に伝えるように構成したことを特徴とする。   The invention according to claim 3 is configured to transmit the steering torque and the motor torque directly from the pinion to the rack.

請求項1に係る発明では、ラック軸の他端部を、隙間を有した軸受にて支持するだけではなく、更に、この軸受に隣接した、弾性変形が可能な材料からなる補助的な弾性軸受によっても支えたので、ラック軸の振動を抑制することができる。このため、操舵時において、ピニオンとラックとの噛み合い作用に伴って発生する振動、及び、路面反力に起因する外力の影響を受けて発生する振動を抑えることができる。
このように、補助的な弾性軸受を追加しただけの簡単な構造で、ラック軸の振動を容易に抑えることができる。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えられるので、車室内の騒音を抑えることができる。さらには、ラック軸の振動が低減するので、ラックアンドピニオン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耐久性を高めることができる。
しかも、弾性軸受を、弾性変形が可能な材料によって構成したので、ラック軸と弾性軸受との間に熱膨張差があったとしても、弾性軸受が弾性変形して、吸収することができる。
In the invention according to claim 1, the other end portion of the rack shaft, not only supported by a bearing having a gap, further, adjacent to the bearing, auxiliary made of a material capable of elastic deformation Since it is also supported by the elastic bearing, vibration of the rack shaft can be suppressed. For this reason, at the time of steering, vibration generated due to the meshing action of the pinion and the rack and vibration generated due to the influence of external force caused by the road surface reaction force can be suppressed.
Thus, the vibration of the rack shaft can be easily suppressed with a simple structure in which an auxiliary elastic bearing is added. When the vibration of the rack shaft is suppressed, the vibration of the steering wheel is also suppressed, so that the steering feeling is enhanced. In addition, since vibration transmitted to the vehicle interior via the steering handle can be suppressed, noise in the vehicle interior can be suppressed. Furthermore, since the vibration of the rack shaft is reduced, the wear of the rack and pinion mechanism can be reduced, and as a result, the durability of the electric power steering apparatus can be enhanced.
Moreover, an elastic bearing, since it is configured of a material capable of elastic deformation, even if thermal expansion difference between the rack shaft and the elastic bearing, it is possible that the elastic bearing is elastically deformed to absorb.

さらに、請求項に係る発明では、弾性軸受の内径が、ラック軸の他端部を支持する軸受の内径よりも小径で、且つ、ラック軸を軸方向にスライド可能に支持できる径であるので、ラック軸の振動を、より一層抑制することができる。
請求項2に係る発明では、軸受が金属材料からなる。
Further, in the invention according to claim 1 , the inner diameter of the elastic bearing is smaller than the inner diameter of the bearing supporting the other end portion of the rack shaft, and the diameter can support the rack shaft so as to be slidable in the axial direction. The vibration of the rack shaft can be further suppressed.
In the invention according to claim 2, the bearing is made of a metal material.

請求項3に係る発明では、操舵トルク及び電動モータが発生したモータトルクを、ピニオンからラックに直接に伝えるように構成した、すなわち、ラックアンドピニオン機構への負荷が大きく、大きな振動が発生し易いラックアンドピニオン機構であっても、補助的な弾性軸受によって、ラック軸の振動を容易に抑えることができる。   According to the third aspect of the present invention, the steering torque and the motor torque generated by the electric motor are directly transmitted from the pinion to the rack. That is, the load on the rack and pinion mechanism is large and large vibrations are likely to occur. Even in the rack and pinion mechanism, vibration of the rack shaft can be easily suppressed by the auxiliary elastic bearing.

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
図1は本発明に係る電動パワーステアリング装置の模式図である。
電動パワーステアリング装置10は、車両のステアリングハンドル21から車両の操舵車輪(前輪)31,31に至るステアリング系20と、このステアリング系20に補助トルクを加える補助トルク機構40とからなる。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram of an electric power steering apparatus according to the present invention.
The electric power steering apparatus 10 includes a steering system 20 that extends from a steering handle 21 of a vehicle to steering wheels (front wheels) 31 and 31 of the vehicle, and an auxiliary torque mechanism 40 that applies an auxiliary torque to the steering system 20.

ステアリング系20は、ステアリングハンドル21にステアリングシャフト22及び自在軸継手23,23を介してピニオン軸(入力軸)24を連結し、ピニオン軸24にラックアンドピニオン機構25を介してラック軸26を連結し、ラック軸26の両端にボールジョイント27,27、タイロッド28,28及びナックル29,29を介して左右の操舵車輪31,31を連結したものである。
ラックアンドピニオン機構25は、ピニオン軸24に形成したピニオン24aと、ラック軸26に形成したラック26aとからなる。
In the steering system 20, a pinion shaft (input shaft) 24 is connected to a steering handle 21 via a steering shaft 22 and universal shaft joints 23, 23, and a rack shaft 26 is connected to the pinion shaft 24 via a rack and pinion mechanism 25. The left and right steering wheels 31, 31 are connected to both ends of the rack shaft 26 via ball joints 27, 27, tie rods 28, 28, and knuckles 29, 29.
The rack and pinion mechanism 25 includes a pinion 24 a formed on the pinion shaft 24 and a rack 26 a formed on the rack shaft 26.

運転者がステアリングハンドル21を操舵することで、その操舵トルクによりラックアンドピニオン機構25、ラック軸26及び左右のタイロッド28,28を介して、左右の操舵車輪31,31を操舵することができる。   When the driver steers the steering handle 21, the left and right steering wheels 31, 31 can be steered by the steering torque via the rack and pinion mechanism 25, the rack shaft 26, and the left and right tie rods 28, 28.

補助トルク機構40は、ステアリングハンドル21に加えたステアリング系20の操舵トルクを操舵トルクセンサ41で検出し、このトルク検出信号に基づき制御部42で制御信号を発生し、この制御信号に基づき操舵トルクに応じた補助トルクを電動モータ43で発生し、補助トルクをウォームギヤ機構44を介してピニオン軸24に伝達し、さらに、補助トルクをピニオン軸24からステアリング系20のラックアンドピニオン機構25に伝達するようにした機構である。
運転者の操舵トルクに電動モータ43の補助トルクを加えた複合トルクにより、ラック軸26で操舵車輪31,31を操舵することができる。
The auxiliary torque mechanism 40 detects the steering torque of the steering system 20 applied to the steering handle 21 by the steering torque sensor 41, generates a control signal by the control unit 42 based on this torque detection signal, and generates the steering torque based on this control signal. Is generated by the electric motor 43, the auxiliary torque is transmitted to the pinion shaft 24 via the worm gear mechanism 44, and the auxiliary torque is transmitted from the pinion shaft 24 to the rack and pinion mechanism 25 of the steering system 20. This is the mechanism.
The steering wheels 31 and 31 can be steered by the rack shaft 26 by a combined torque obtained by adding the auxiliary torque of the electric motor 43 to the steering torque of the driver.

このように、電動パワーステアリング装置10は、複合トルクの全てを、ピニオン24aからラック26aに直接に伝えるように構成したものである。   As described above, the electric power steering apparatus 10 is configured to transmit all of the combined torque directly from the pinion 24a to the rack 26a.

図2は本発明に係る電動パワーステアリング装置の正面図であり、左端部及び右端部を断面して表した。図2は、ラック軸26を、車幅方向(図左右方向)に延びるハウジング51に軸方向にスライド可能に収容したことを示す。ハウジング51は、図示せぬ車体に取付ける取付部52を備える。32,32はダストシール用ブーツである。   FIG. 2 is a front view of the electric power steering apparatus according to the present invention, and shows a left end portion and a right end portion in cross section. FIG. 2 shows that the rack shaft 26 is accommodated in a housing 51 extending in the vehicle width direction (left-right direction in the figure) so as to be slidable in the axial direction. The housing 51 includes an attachment portion 52 that is attached to a vehicle body (not shown). 32 and 32 are dust seal boots.

図3は図2の3−3線断面図であり、ラックガイド60を備えた電動パワーステアリング装置10の縦断面構造を示す。
電動パワーステアリング装置10は、ピニオン軸24、ラックアンドピニオン機構25、操舵トルクセンサ41、ウォームギヤ機構44をハウジング51に収納し、このハウジング51の上部開口をリッド54で塞いだものである。
ハウジング51は、ピニオン軸24の上端部、長手中央部及び下端部を、上下3個の軸受55〜57を介して回転可能に支承することで、縦置きにセットしたものであり、ラックガイド60を備える。
3 is a cross-sectional view taken along line 3-3 in FIG. 2 and shows a vertical cross-sectional structure of the electric power steering apparatus 10 including the rack guide 60.
In the electric power steering device 10, a pinion shaft 24, a rack and pinion mechanism 25, a steering torque sensor 41, and a worm gear mechanism 44 are housed in a housing 51, and an upper opening of the housing 51 is closed with a lid 54.
The housing 51 is set in a vertical orientation by rotatably supporting the upper end portion, the longitudinal center portion, and the lower end portion of the pinion shaft 24 via three upper and lower bearings 55 to 57, and the rack guide 60. Is provided.

ラックガイド60は、ラック軸26のうちラック26aを有する面の背面を押出す押圧手段であって、ラック26aと反対側からラック軸26に当てるガイド部61と、このガイド部61を圧縮ばね62(調整ばね62)を介して押す調整ボルト63とからなる。   The rack guide 60 is a pressing unit that pushes out the back surface of the rack shaft 26 having the rack 26a. The rack guide 60 is a guide portion 61 that contacts the rack shaft 26 from the opposite side of the rack 26a. It consists of an adjustment bolt 63 that is pushed through (adjustment spring 62).

ガイド部61によって、ピニオン軸24の長手方向へのラック軸26の移動を規制しつつ、ラック軸26をその軸方向へスライド可能に支持することができる。このようなラックガイド60によれば、ハウジング51にねじ込んだ調整ボルト63にて、圧縮ばね62を介してガイド部61を適切な押圧力で押すことにより、ガイド部61でラック26aに予圧を与えて、ラック26aをピニオン24aに押し付けることができる。図中、58はオイルシール、64はラック軸26の背面を滑らせる当て部材、65はロックナットである。   The guide portion 61 can support the rack shaft 26 so as to be slidable in the axial direction while restricting the movement of the rack shaft 26 in the longitudinal direction of the pinion shaft 24. According to such a rack guide 60, a preload is applied to the rack 26a by the guide portion 61 by pressing the guide portion 61 with an appropriate pressing force via the compression spring 62 with the adjusting bolt 63 screwed into the housing 51. Thus, the rack 26a can be pressed against the pinion 24a. In the figure, 58 is an oil seal, 64 is a contact member for sliding the back surface of the rack shaft 26, and 65 is a lock nut.

図4は図3の4−4線断面図であり、ピニオン軸24と電動モータ43とウォームギヤ機構44との関係を示す。
電動モータ43は、モータ軸43aを横向きにしてハウジング51に取付け、ハウジング51内にモータ軸43aを延したものである。
4 is a cross-sectional view taken along line 4-4 of FIG. 3, and shows the relationship among the pinion shaft 24, the electric motor 43, and the worm gear mechanism 44. FIG.
The electric motor 43 is attached to the housing 51 with the motor shaft 43 a facing sideways, and the motor shaft 43 a extends into the housing 51.

ウォームギヤ機構44は、電動モータ43で発生した補助トルクをピニオン軸24に伝達する補助トルク伝達機構、すなわち倍力機構である。詳しく述べるとウォームギヤ機構44は、電動モータ43のモータ軸43aにカップリング45を介して連結したウォーム軸46と、ウォーム軸46に形成したウォーム47と、ウォーム47に噛み合わせたウォームホイール48とからなる。ウォームホイール48はピニオン軸24に結合したものである。
このように、ウォームギヤ機構44は、電動モータ43側のウォーム47にステアリング系20(図1参照)側のウォームホイール48を噛合わせてなる。
The worm gear mechanism 44 is an auxiliary torque transmission mechanism that transmits auxiliary torque generated by the electric motor 43 to the pinion shaft 24, that is, a booster mechanism. More specifically, the worm gear mechanism 44 includes a worm shaft 46 connected to the motor shaft 43 a of the electric motor 43 via a coupling 45, a worm 47 formed on the worm shaft 46, and a worm wheel 48 meshed with the worm 47. Become. The worm wheel 48 is coupled to the pinion shaft 24.
As described above, the worm gear mechanism 44 is formed by meshing the worm wheel 48 on the steering system 20 (see FIG. 1) with the worm 47 on the electric motor 43 side.

図4は、水平に延びるウォーム軸46の両端部を軸受71,72並びに中空偏心スリーブ73を介してハウジング51にて回転可能に支承したことを示す。74,75はナットである。偏心スリーブ73を回転させるだけで、ウォームホイール48に対するウォーム47のバックラッシを容易に調整することができる。   FIG. 4 shows that both ends of the horizontally extending worm shaft 46 are rotatably supported by the housing 51 via bearings 71 and 72 and a hollow eccentric sleeve 73. 74 and 75 are nuts. By simply rotating the eccentric sleeve 73, the backlash of the worm 47 with respect to the worm wheel 48 can be easily adjusted.

次に、ラック軸26の支持構造について、図2及び図5に基づき説明する。図5は本発明に係るラック軸の支持構造の模式図であり、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10を組合せた、平面的な模式図である。   Next, the support structure of the rack shaft 26 will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a schematic diagram of a rack shaft support structure according to the present invention, and is a schematic plan view in which the electric power steering apparatus 10 of FIG. 2 is combined with the system of FIG.

図2及び図5に示すように、電動パワーステアリング装置10は、車幅方向に延ばしたラック軸26の一端部の前面又は後面にラック26aを形成し、このラック26aにピニオン24aを噛み合わせ、ラック軸26のラック26aを形成した面の背面側にこの背面を押出すラックガイド60を取付け、ピニオン24aとラックガイド60とでラック軸26の一端部を支持するとともに、ラック軸26の他端部及びラック軸26の中間部をそれぞれ軸受81,82にて支持した構成である。   As shown in FIGS. 2 and 5, the electric power steering apparatus 10 forms a rack 26a on the front or rear surface of one end portion of the rack shaft 26 extending in the vehicle width direction, and the pinion 24a is engaged with the rack 26a. A rack guide 60 that pushes the rear surface of the rack shaft 26 on which the rack 26a is formed is attached. The pinion 24a and the rack guide 60 support one end of the rack shaft 26 and the other end of the rack shaft 26. And the intermediate part of the rack shaft 26 are supported by bearings 81 and 82, respectively.

他端部の軸受81のことを第1軸受81と言い、中間部の軸受82のことを第2軸受82と言うことにする。
第1軸受81及び第2軸受82は、同一の構成であって、金属材料からなる平軸受である。「平軸受」とは、軸を面で支持し、その面と軸とが滑り運動を行うことができるとともに、軸と直角方向の力を支える軸受であって、滑り軸受又はブッシュとも言われている。
The bearing 81 at the other end is referred to as a first bearing 81, and the bearing 82 at an intermediate portion is referred to as a second bearing 82.
The first bearing 81 and the second bearing 82 are flat bearings having the same configuration and made of a metal material. “Plain bearing” is a bearing that supports a shaft with a surface, the surface and the shaft can perform a sliding motion, and supports a force in a direction perpendicular to the shaft, and is also referred to as a sliding bearing or a bush. Yes.

これらの第1・第2軸受81,82は、ラック軸26を所定の大きさδの隙間Spを有して支持した構成である。この結果、第1・第2軸受81,82は、ラック軸26を軸方向にスライド可能に支持することになる。
隙間Spを設けた理由は、次の通りである。車両に搭載された電動パワーステアリング装置10は、低温から高温まで広範囲の温度で使用されることが多い。従って、ラック軸26と第1・第2軸受81,82との間には、ラック軸26及び第1・第2軸受81,82の熱膨張差を勘案した、所定の大きさδの隙間Spを開ける必要がある。このため、隙間Spを設けた。
The first and second bearings 81 and 82 are configured to support the rack shaft 26 with a gap Sp having a predetermined size δ. As a result, the first and second bearings 81 and 82 support the rack shaft 26 so as to be slidable in the axial direction.
The reason for providing the gap Sp is as follows. The electric power steering device 10 mounted on a vehicle is often used in a wide range of temperatures from a low temperature to a high temperature. Accordingly, a gap Sp having a predetermined size δ is considered between the rack shaft 26 and the first and second bearings 81 and 82 in consideration of the difference in thermal expansion between the rack shaft 26 and the first and second bearings 81 and 82. Need to open. For this reason, a gap Sp is provided.

さらに電動パワーステアリング装置10は、ラック軸26の他端部のうち、第1軸受81に隣接した位置(例えば、第1軸受81よりも軸端へ若干寄った位置)を、微小な弾性変形が可能な材料からなる補助的な軸受83によって支えたことを特徴とする。以下、補助的な軸受83のことを「弾性軸受83」と言うことにする。   Furthermore, the electric power steering device 10 is subjected to minute elastic deformation at a position adjacent to the first bearing 81 (for example, a position slightly closer to the shaft end than the first bearing 81) in the other end portion of the rack shaft 26. It is supported by an auxiliary bearing 83 made of possible materials. Hereinafter, the auxiliary bearing 83 is referred to as “elastic bearing 83”.

弾性軸受83は、ラック軸26を隙間を有することなく、しかも、軸方向にスライド可能に支持するものであって、第1・第2軸受81,82と同様に平軸受の構成である。つまり、弾性軸受83の内径は、第1・第2軸受81,82の内径よりも小径であって、好ましくは、ラック軸26との間に隙間を有しない径である。
弾性軸受83の材料は、ラック軸26と弾性軸受83との間に熱膨張差があったときに、弾性軸受83が弾性変形して吸収することができる材料、例えば樹脂材料からなる。
The elastic bearing 83 supports the rack shaft 26 without a gap and is slidable in the axial direction, and has the configuration of a flat bearing like the first and second bearings 81 and 82. That is, the inner diameter of the elastic bearing 83 is smaller than the inner diameters of the first and second bearings 81 and 82, and preferably has no gap with the rack shaft 26.
The material of the elastic bearing 83 is made of a material that can be absorbed by the elastic bearing 83 being elastically deformed when there is a difference in thermal expansion between the rack shaft 26 and the elastic bearing 83, for example, a resin material.

ここで、車幅方向において、ピニオン24aとラック26aとの噛み合わせ中心位置をP1(以下「ピニオン中心P1」と言う)とし、第1軸受81の中心位置をP2(以下「第1軸受中心P2」と言う)とし、第2軸受82の中心位置をP3(以下「第2軸受中心P3」と言う)とし、弾性軸受83の中心位置をP4(以下「第3軸受中心P4」と言う)とする。
第2軸受中心P3は、ピニオン中心P1と第1軸受中心P2との概ね中央位置にあることが好ましいが、各中心P1,P2間に配置すればよい。
Here, in the vehicle width direction, the meshing center position of the pinion 24a and the rack 26a is P1 (hereinafter referred to as “pinion center P1”), and the center position of the first bearing 81 is P2 (hereinafter referred to as “first bearing center P2”). And the center position of the second bearing 82 is P3 (hereinafter referred to as “second bearing center P3”), and the center position of the elastic bearing 83 is referred to as P4 (hereinafter referred to as “third bearing center P4”). To do.
The second bearing center P3 is preferably at a substantially central position between the pinion center P1 and the first bearing center P2, but may be disposed between the centers P1 and P2.

次に、上記構成のラック軸26の支持構造の作用について、図2及び図5に基づき説明する。
この支持構造は、ラック軸26の他端部を、隙間Spを有した第1軸受81にて支持するだけではなく、更に、第1軸受81に隣接した、微小な弾性変形が可能な材料からなる補助的な弾性軸受83によっても支えたので、ラック軸26の振動を抑制することができる。このため、操舵時において、ピニオン24aとラック26aとの噛み合い作用に伴って発生する振動、及び、路面反力に起因する外力の影響を受けて発生する振動を抑えることができる。
Next, the operation of the support structure for the rack shaft 26 configured as described above will be described with reference to FIGS.
This support structure not only supports the other end portion of the rack shaft 26 by the first bearing 81 having the gap Sp, but also is made of a material adjacent to the first bearing 81 and capable of minute elastic deformation. Since it is also supported by the auxiliary elastic bearing 83, the vibration of the rack shaft 26 can be suppressed. For this reason, at the time of steering, vibration generated due to the meshing action of the pinion 24a and the rack 26a and vibration generated due to the influence of external force caused by the road surface reaction force can be suppressed.

このように、補助的な弾性軸受83を追加しただけの簡単な構造で、ラック軸26の振動を容易に抑えることができる。ラック軸26の振動が抑制されると、ステアリングハンドル21(図1参照)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21を介して車室内に伝わる振動が抑えられるので、車室内の騒音を抑えることができる。さらには、ラック軸26の振動が低減するので、ラックアンドピニオン機構25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10の耐久性を高めることができる。   Thus, the vibration of the rack shaft 26 can be easily suppressed with a simple structure in which the auxiliary elastic bearing 83 is added. When the vibration of the rack shaft 26 is suppressed, the vibration of the steering handle 21 (see FIG. 1) is also suppressed, so that the steering feeling is enhanced. In addition, since vibration transmitted to the vehicle interior via the steering handle 21 is suppressed, noise in the vehicle interior can be suppressed. Furthermore, since the vibration of the rack shaft 26 is reduced, the wear of the rack and pinion mechanism 25 can be reduced, and as a result, the durability of the electric power steering apparatus 10 can be improved.

しかも、補助的な弾性軸受83を、微小な弾性変形が可能な材料によって構成したので、ラック軸26と補助的な弾性軸受83との間に熱膨張差があったとしても、補助的な弾性軸受83が弾性変形して、吸収することができる。   Moreover, since the auxiliary elastic bearing 83 is made of a material capable of minute elastic deformation, even if there is a difference in thermal expansion between the rack shaft 26 and the auxiliary elastic bearing 83, the auxiliary elastic bearing 83 The bearing 83 can be elastically deformed and absorbed.

さらに、弾性軸受83の内径は、第1・第2軸受81,82の内径よりも小径(好ましくは、ラック軸26との間に隙間を有しない径)で、且つ、ラック軸26を軸方向にスライド可能に支持できる径としたので、ラック軸26の振動を、より一層抑制することができる。   Further, the inner diameter of the elastic bearing 83 is smaller than the inner diameters of the first and second bearings 81 and 82 (preferably, a diameter that does not have a gap between the rack shaft 26) and the rack shaft 26 is in the axial direction. Thus, the vibration of the rack shaft 26 can be further suppressed.

さらにまた、ラックアンドピニオン機構25は、操舵トルクに補助トルクを付加したところの、複合トルクの全てを、ピニオン24aからラック26aに直接に伝えるようにした構成であるが、補助的な弾性軸受83によって、ラック軸26の振動を容易に抑えることができる。   Furthermore, the rack-and-pinion mechanism 25 is configured to transmit all of the combined torque obtained by adding the auxiliary torque to the steering torque directly from the pinion 24a to the rack 26a. Thus, vibration of the rack shaft 26 can be easily suppressed.

次に、ラック軸26の支持構造の変形例について、図6及び図7に基づき説明する。なお、上記図2及び図5に示す実施例と同様の構成については同一符号を付し、その説明を省略する。   Next, a modified example of the support structure for the rack shaft 26 will be described with reference to FIGS. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the structure similar to the Example shown in the said FIG.2 and FIG.5, and the description is abbreviate | omitted.

図6は本発明に係るラック軸の支持構造(第1変形例)の模式図であり、図5と対応させて表した。図6に示すように、第1変形例のラック軸26の支持構造は、中間部の第2軸受82(図5参照)を廃止した構成である。   FIG. 6 is a schematic view of a rack shaft support structure (first modification) according to the present invention, and is shown corresponding to FIG. As shown in FIG. 6, the support structure of the rack shaft 26 of the first modification has a configuration in which the second bearing 82 (see FIG. 5) at the intermediate portion is eliminated.

図7は本発明に係るラック軸の支持構造(第2変形例)の模式図であり、図5と対応させて表した。図7に示すように、第2変形例のラック軸26の支持構造は、ラック軸26の中間部のうち、第2軸受82に隣接した位置を、弾性軸受83によって支えた構成である。   FIG. 7 is a schematic view of a rack shaft support structure (second modification) according to the present invention, and is shown in correspondence with FIG. As shown in FIG. 7, the support structure of the rack shaft 26 according to the second modification is configured such that a position adjacent to the second bearing 82 is supported by an elastic bearing 83 in the intermediate portion of the rack shaft 26.

なお、本発明の実施の形態において、電動パワーステアリング装置10は、ステアリングハンドル21を操舵することによって発生する操舵入力に応じて駆動される、電動モータが発生したモータトルクを、ラック軸26に付与するようにした構成であればよい。   In the embodiment of the present invention, the electric power steering apparatus 10 applies to the rack shaft 26 the motor torque generated by the electric motor that is driven according to the steering input generated by steering the steering handle 21. Any configuration can be used.

例えば、ステアリングハンドル21を操舵することによって発生する操舵トルクだけをピニオン24aからラック26aに付与し、操舵トルクに応じて電動モータが発生した補助トルクについては、ボールねじ等によってラック軸26に付与する構成にすることができる。   For example, only the steering torque generated by steering the steering handle 21 is applied from the pinion 24a to the rack 26a, and the auxiliary torque generated by the electric motor according to the steering torque is applied to the rack shaft 26 by a ball screw or the like. Can be configured.

また、ステアリングハンドル21から、ピニオン軸24及びラック軸26を機械的に分離し、操舵量(操舵入力)に応じて電動モータがモータトルクを発生し、このモータトルクをピニオン軸24又はラック軸26へ伝えることで、車輪31,31を転舵させる方式の、いわゆる、ステア・バイ・ワイヤ式(steer-by-wire、略称「SBW」)の構成にすることができる。   Further, the pinion shaft 24 and the rack shaft 26 are mechanically separated from the steering handle 21, and the electric motor generates motor torque according to the steering amount (steering input), and this motor torque is used as the pinion shaft 24 or the rack shaft 26. , The so-called steer-by-wire (abbreviated as “SBW”) configuration of the method of turning the wheels 31 and 31 can be achieved.

また、本発明の実施の形態において、第1・第2軸受81,82は、平軸受に限定されるものではなく、例えばニードルベアリングであってもよい。   In the embodiment of the present invention, the first and second bearings 81 and 82 are not limited to plain bearings, and may be needle bearings, for example.

本発明の電動パワーステアリング装置は、操舵トルクに補助トルクを付加してなる複合トルクの全てを、ピニオンからラックに直接に伝えるように構成したラックアンドピニオン機構を有しているものに好適である。   The electric power steering device according to the present invention is suitable for a device having a rack and pinion mechanism configured to transmit all of the combined torque obtained by adding the auxiliary torque to the steering torque directly from the pinion to the rack. .

本発明に係る電動パワーステアリング装置の模式図である。1 is a schematic diagram of an electric power steering apparatus according to the present invention. 本発明に係る電動パワーステアリング装置の正面図である。1 is a front view of an electric power steering apparatus according to the present invention. 図2の3−3線断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line 3-3 in FIG. 2. 図3の4−4線断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line 4-4 of FIG. 本発明に係るラック軸の支持構造の模式図である。It is a schematic diagram of the rack shaft support structure according to the present invention. 本発明に係るラック軸の支持構造(第1変形例)の模式図である。It is a schematic diagram of the rack shaft support structure (first modification) according to the present invention. 本発明に係るラック軸の支持構造(第2変形例)の模式図である。It is a schematic diagram of the rack shaft support structure (second modification) according to the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

10…電動パワーステアリング装置、21…ステアリングハンドル、24…ピニオン軸、24a…ピニオン、25…ラックアンドピニオン機構、26…ラック軸、26a…ラック、43…電動モータ、60…ラックガイド、81…軸受(第1軸受)、82…第2軸受、83…弾性軸受、Sp…所定の隙間、δ…隙間の大きさ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Electric power steering device, 21 ... Steering handle, 24 ... Pinion shaft, 24a ... Pinion, 25 ... Rack and pinion mechanism, 26 ... Rack shaft, 26a ... Rack, 43 ... Electric motor, 60 ... Rack guide, 81 ... Bearing (First bearing), 82 ... second bearing, 83 ... elastic bearing, Sp ... predetermined gap, δ ... size of the gap.

Claims (3)

操舵入力に応じて駆動される電動モータが発生したモータトルクを、ラック軸に付与するようにした電動パワーステアリング装置であって、前記ラック軸の一端部にラックを形成し、このラックにピニオンを噛み合わせ、前記ラック軸のラックを形成した面の背面側にこの背面を押出すラックガイドを取付け、前記ピニオンとラックガイドとでラック軸の一端部を支持するとともに、前記ラック軸の他端部を所定の隙間を有して軸受で支持するようにした電動パワーステアリング装置において、前記ラック軸の他端部のうち、前記軸受に隣接した位置を、弾性変形が可能な材料からなる弾性軸受によって支え、前記弾性軸受の内径は、前記ラック軸の他端部を支持する前記軸受の内径よりも小径で、且つ、前記ラック軸を軸方向にスライド可能に支持できる径であることを特徴とする電動パワーステアリング装置。 An electric power steering apparatus configured to apply a motor torque generated by an electric motor driven in accordance with a steering input to a rack shaft, wherein a rack is formed at one end of the rack shaft, and a pinion is provided on the rack. A rack guide that pushes out the back surface is attached to the rear surface side of the surface of the rack shaft that meshes with the rack shaft, and one end portion of the rack shaft is supported by the pinion and the rack guide, and the other end portion of the rack shaft in the electric power steering apparatus for supporting a bearing with a predetermined clearance, of the other end portion of the rack shaft, an elastic bearing a position adjacent to the bearing made of a material capable of elastic deformation supported by, the inner diameter of the elastic bearing is smaller in diameter than the inner diameter of the bearing supporting the other end portion of the rack shaft, and the slide allowed the rack shaft in the axial direction An electric power steering device, characterized in that the diameter can be supported. 前記軸受は、金属材料からなることを特徴とした請求項1記載の電動パワーステアリング装置。 The electric power steering apparatus according to claim 1 , wherein the bearing is made of a metal material . 請求項1又は請求項2記載の電動パワーステアリング装置は、操舵トルク及び前記モータトルクを、前記ピニオンから前記ラックに直接に伝えるように構成したことを特徴とする電動パワーステアリング装置。   3. The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the electric power steering apparatus is configured to transmit the steering torque and the motor torque directly from the pinion to the rack.
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