JP6638255B2 - Rotary-to-linear motion converter for electric power steering device, electric power steering device including the same, and vehicle - Google Patents

Rotary-to-linear motion converter for electric power steering device, electric power steering device including the same, and vehicle Download PDF

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Description

本発明は、回転運動と直動運動とを相互に変換する回転直動変換装置に係り電動パワーステアリング装置好適に採用し得る回転直動変換装置に関する。 The present invention relates to a rotary-linear motion conversion device for converting a rotary motion and a linear motion to each other, about the rotary-linear motion conversion device can be suitably employed in the electric power steering system.

この種の回転直動変換装置として、例えば電動パワーステアリング装置を備える車両等の各種機械装置の多くにボールねじが用いられている(例えば特許文献1参照)。   As this kind of rotary-to-linear motion conversion device, for example, a ball screw is used in many types of mechanical devices such as a vehicle including an electric power steering device (for example, see Patent Document 1).

特開昭60−25853号公報JP-A-60-25853

しかしながら、ボールねじは、転動体としてボールを循環させる循環構造が必要なので静粛性を得難いという問題がある。また、ボールねじは、ねじ軸とナットとの間にボールが介在するため、小さなリードには対応し難いという問題がある。
そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、比較的に高い静粛性を得られる電動パワーステアリング装置用回転直動変換装置、これを備える電動パワーステアリング装置および車両提供することを課題とする。
However, the ball screw has a problem that it is difficult to obtain quietness because a circulating structure for circulating the ball is required as a rolling element. Further, a ball screw has a problem that it is difficult to cope with a small lead because a ball is interposed between a screw shaft and a nut.
Therefore, the present invention has been made in view of such a problem, and a rotation / linear motion conversion device for an electric power steering device capable of obtaining relatively high quietness, an electric power steering device including the same, and It is an object to provide a vehicle.

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る電動パワーステアリング装置用回転直動変換装置は外周面が円筒状の軸部を有するシャフトと、前記シャフトを囲繞するように配置される扁平直方体状のハウジングと、前記ハウジングに支軸を介して回転自在に二つに限って支持された鼓型のローラとを備え、前記二つのローラは、以下の条件1〜を満たす。
条件1:前記二つのローラは、前記シャフトに対して周方向に180°離隔して前記シャフトの横断面視での前記ハウジングにおける扁平直方体の長辺に沿った方向に対向配置されている。
In order to solve the above problems, a rotary-to-linear motion converter for an electric power steering device according to one aspect of the present invention is arranged so as to surround a shaft having an outer peripheral surface having a cylindrical shaft portion and the shaft. A flat rectangular parallelepiped housing is provided, and a drum-shaped roller rotatably supported by the housing via a support shaft is limited to two, and the two rollers satisfy the following conditions 1 to 4 .
Condition 1: The two rollers are spaced apart from each other by 180 ° in the circumferential direction with respect to the shaft and are opposed to each other in a direction along a long side of a flat rectangular parallelepiped in the housing in a cross-sectional view of the shaft .

条件2:前記二つのローラは、前記シャフトの軸線に対して捩じれの方向に同一の傾き角度をもって支持されている。
条件3:前記二つのローラは、前記シャフトの前記軸部に対してトラクション駆動力(転がり接触による摩擦駆動力)を伝達可能なように予圧荷重をかけた状態で摺接されている。
条件4:前記二つのローラは、各ローラの鼓型の外周面が、軸方向の断面において、前記シャフトの軸部との二つの接点相互を結ぶ線分の中央の点を中心にしてローラの支軸直交する位置をくびれの中央とす凹の円弧に形成されている。
Condition 2: The two rollers are supported at the same inclination angle in the direction of twist with respect to the axis of the shaft.
Condition 3: The two rollers are brought into sliding contact with each other with a preload applied so that traction driving force (friction driving force due to rolling contact) can be transmitted to the shaft portion of the shaft.
Condition 4: the two rollers are such that the outer peripheral surface of the drum shape of each roller is centered on a center point of a line connecting two contact points with the shaft portion of the shaft in an axial cross section. is formed in an arc concave shall be the center of the constricted position perpendicular to the support shaft.

本発明の一態様に係る電動パワーステアリング装置用回転直動変換装置によれば、外周面が円筒状の軸部を有するシャフトに対し、シャフト周方向に180°離隔して対向配置される二つのローラを軸線に対して捩じれの方向に同一の傾き角度をもって回転自在にハウジングに支持し、それら二つのローラが、シャフトの軸部に対してトラクション駆動力を伝達可能なように予圧荷重をかけた状態で摺接されているので、シャフトを回転させれば、二つのローラとそれを固定するハウジングがトラクション駆動によってシャフトに沿って傾き角度に応じた量だけ直動運動させることができる。また、シャフトを外部で回り止めしてハウジングを回転させれば、シャフトを直動運動させることもできる。 According to the rotary-to-linear motion converter for an electric power steering device according to one aspect of the present invention, two shafts whose outer peripheral surfaces are opposed to each other by 180 ° in the circumferential direction of the shaft with respect to a shaft having a cylindrical shaft portion are provided. The rollers were rotatably supported on the housing with the same inclination angle in the direction of torsion with respect to the axis, and a preload was applied so that the two rollers could transmit traction driving force to the shaft of the shaft. When the shaft is rotated, the two rollers and the housing for fixing the rollers can be linearly moved along the shaft by an amount corresponding to the tilt angle by traction drive. Further, if the housing is rotated while the shaft is prevented from rotating outside, the shaft can be moved linearly.

そして、本発明の一態様に係る電動パワーステアリング装置用回転直動変換装置によれば、ボールねじとは異なり、回転系の二つのローラのみを使用してトラクション駆動機構を構成するため、比較的に高い静粛性が得られ、また、ボールねじと比べて小リードに対応することができる。また、シャフトにボールねじのようなねじ溝を形成不要なので、メンテナンス性にも比較的に優れている。 According to the rotation / linear motion converter for an electric power steering device according to one aspect of the present invention, unlike a ball screw, a traction drive mechanism is configured using only two rollers of a rotation system. In addition, a high quietness can be obtained, and a small lead can be used as compared with a ball screw. Further, since it is unnecessary to form a thread groove such as a ball screw on the shaft, the shaft is relatively excellent in maintainability.

また、上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る電動パワーステアリング装置は、本発明の一態様に係る電動パワーステアリング装置用回転直動変換装置を備える。本発明の一態様に係る電動パワーステアリング装置によれば、本発明の一態様に係る電動パワーステアリング装置用回転直動変換装置を備えるので、本発明の一態様に係る電動パワーステアリング装置用回転直動変換装置の作用効果により、比較的に高い静粛性が得られる。
また、上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る車両は、本発明の一態様に係る電動パワーステアリング装置を備える。本発明の一態様に係る車両によれば、本発明の一態様に係る電動パワーステアリング装置を備えるので、本発明の一態様に係る電動パワーステアリング装置の作用効果により、比較的に高い静粛性が得られる。
According to another embodiment of the present invention, there is provided an electric power steering device including the rotation / linear motion converter for an electric power steering device according to one embodiment of the present invention. According to the electric power steering device according to one embodiment of the present invention, since provided the electric power steering device for converting rotary motion into linear motion device according to one embodiment of the present invention, the rotational electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention straight Due to the operation and effect of the dynamic conversion device, relatively high quietness can be obtained.
Further, to solve the above problem, a vehicle according to one embodiment of the present invention includes an electric power steering device according to one embodiment of the present invention. According to the vehicle of one embodiment of the present invention, the electric power steering device of one embodiment of the present invention includes the electric power steering device of one embodiment of the present invention. can get.

上述のように、本発明によれば、比較的に高い静粛性を得られる。   As described above, according to the present invention, relatively high quietness can be obtained.

本発明の一態様に係る回転直動変換装置の一実施形態の正面図であり、同図では、正面側のローラの部分をその軸線に沿った断面にて図示している。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a front view of one Embodiment of the rotary-to-linear motion converter which concerns on one aspect of this invention, Comprising: In FIG. 図1のX−X断面図である。It is XX sectional drawing of FIG. 本発明の一態様に係る電動パワーステアリング装置を装備した車両の操舵部の説明図である。1 is an explanatory diagram of a steering unit of a vehicle equipped with an electric power steering device according to one embodiment of the present invention. 図3の要部を説明する図であり、同図(a)は、要部の軸線に沿った縦断面図(回転直動変換装置の部分を除く)、(b)は(a)でのZ−Z断面図である。3A and 3B are views for explaining main parts of FIG. 3, in which FIG. 3A is a vertical cross-sectional view along an axis of the main parts (excluding a rotary-to-linear motion converter), and FIG. It is a ZZ sectional view.

以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。なお、図面は模式的なものである。そのため、厚みと平面寸法との関係、比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記の実施形態に特定するものではない。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate. The drawings are schematic. Therefore, it should be noted that the relationship between the thickness and the plane dimension, the ratio, and the like are different from actual ones, and the drawings include portions having different dimensional relationships and ratios. The embodiments described below exemplify an apparatus and a method for embodying the technical idea of the present invention, and the technical idea of the present invention is based on the material, shape, structure, and arrangement of component parts. Are not specified in the following embodiments.

[回転直動変換装置]
図1および図2に示すように、この回転直動変換装置20は、ハウジング40と、外周面が円筒状の軸部30を有するシャフト7と、ハウジング40に支軸52を介して回転自在に支持された二つのローラ50とを備える。二つのローラ50は、シャフト7に対して所定の配置および所定の姿勢で保持されている。
[Rotary linear motion converter]
As shown in FIGS. 1 and 2, the rotary-to-linear motion converter 20 is rotatably connected to a housing 40, a shaft 7 having a cylindrical shaft portion 30 with an outer peripheral surface, and a housing 40 through a support shaft 52. And two rollers 50 supported. The two rollers 50 are held in a predetermined arrangement and a predetermined posture with respect to the shaft 7.

具体的には、所定の配置として、複数のローラ50は、シャフト7の周方向に180°離隔して対向配置されている(「課題を解決するための手段」に記載の条件1)。なお、シャフト7の形状は、回転直動変換装置20との関係においては、外周面が円筒状の軸部30を有していれば他の部分の構造は限定されない。例えば、後述するように、ラックアシスト式の電動パワーステアリング装置のラック軸に対してシャフト7を適用することができる。   Specifically, as a predetermined arrangement, the plurality of rollers 50 are arranged facing each other at a distance of 180 ° in the circumferential direction of the shaft 7 (condition 1 described in “Means for Solving the Problem”). The shape of the shaft 7 is not limited in relation to the rotary-to-linear motion converter 20 as long as the outer peripheral surface has the cylindrical shaft portion 30. For example, as described later, the shaft 7 can be applied to a rack shaft of a rack assist type electric power steering device.

各ローラ50は、中空円筒状の部材であり、軸方向両端に形成された凹の段部にそれぞれ嵌合して軸方向に離隔する一対の軸受55、56を介して支軸52にて回転自在にハウジング40に支持されている。本実施形態では、一対の軸受55、56にはアンギュラ玉軸受を用いており、大きなモ−メント荷重を負荷可能なように、接触角が例えば30°の軸受相互を背面組合せで配置している。一対の軸受55、56同士の間には、円筒状のスリーブ51が軸受55、56相互の内輪間に介装されている。   Each roller 50 is a hollow cylindrical member, and rotates on the support shaft 52 via a pair of bearings 55 and 56 which are fitted in concave steps formed at both ends in the axial direction and are separated in the axial direction. It is freely supported by the housing 40. In the present embodiment, an angular contact ball bearing is used for the pair of bearings 55 and 56, and bearings having a contact angle of, for example, 30 ° are arranged in a back-to-back combination so that a large moment load can be applied. . A cylindrical sleeve 51 is interposed between the inner rings of the bearings 55 and 56 between the pair of bearings 55 and 56.

本実施形態では、各ローラ50の外周面は、軸部30との接点Pを中心にしてローラ50の支軸52と直交する位置を中央とする略鼓状をなす凹の円弧に形成されている。これにより、各ローラ50の円筒状(この例では略鼓状)の外周面が、接点Pを中央とする凹の円弧になっているので、シャフト7に対するセンタリング効果が向上して、二つのローラ50による挟持状態が確実に保持されて回転直動変換装置20の脱落が防止されている。さらに、各ローラ50の凹の円弧により支軸52の軸線RLの位置をシャフト7の軸線CL寄りに配置できるため、二つのローラ50による挟持機構部分の高さを低く抑えてハウジング40をよりコンパクトに構成可能になっている。   In the present embodiment, the outer peripheral surface of each roller 50 is formed in a substantially circular concave arcuate centered on a position orthogonal to the support shaft 52 of the roller 50 about the contact point P with the shaft 30. I have. As a result, the cylindrical (substantially drum-shaped) outer peripheral surface of each roller 50 has a concave arc centered on the contact point P, so that the centering effect on the shaft 7 is improved and the two rollers 50 The holding state of the rotary / linear motion conversion device 20 is prevented by reliably holding the holding state by the 50. Further, since the position of the axis RL of the support shaft 52 can be arranged closer to the axis CL of the shaft 7 by the concave arc of each roller 50, the height of the holding mechanism portion by the two rollers 50 is suppressed low, and the housing 40 is more compact. Configurable.

なお、本実施形態では、中空円筒状のローラ50が一対の軸受55、56を介して支軸52で回転自在に支持された例を示したが、これに限定されず、各ローラ50としては、円筒または円環状の外周面を有する構成であれば、種々の円筒状の外輪を有する軸受を用いることができる。例えば、ローラ50として、モーメント荷重を受けられる組合せ軸受や複列玉軸受の他、カムフォロワを用いてもよい。   In the present embodiment, an example is shown in which the hollow cylindrical roller 50 is rotatably supported by the support shaft 52 via a pair of bearings 55 and 56. However, the present invention is not limited to this. As long as the bearing has a cylindrical or annular outer peripheral surface, various types of bearings having a cylindrical outer ring can be used. For example, a cam follower may be used as the roller 50 in addition to a combination bearing and a double row ball bearing that can receive a moment load.

ハウジング40は、図2に示すように、軸線方向から見た形状が矩形をなすブロック状の部材であり、その中央(対角線の交点の位置)に、軸線方向に沿って円形の貫通孔41が形成され、この貫通孔41に、径方向で隙間を隔ててシャフト7の軸部30が挿通されている。
なお、ハウジング40の外形形状は、複数のローラ50を回転自在に支持しつつ、複数のローラ50をシャフト7に対して所定となる姿勢で保持可能であれば、形状は限定されない。但し、自身の占有スペースを少なくしつつ、二つのローラ50をシャフト7に対して周方向に180°離隔して対向配置するように保持する上で、シャフト7に隙間を隔てて外嵌するように設けられることが好ましい。
As shown in FIG. 2, the housing 40 is a block-shaped member having a rectangular shape when viewed from the axial direction, and has a circular through-hole 41 along the axial direction at the center (the position of the diagonal intersection). The shaft 30 of the shaft 7 is inserted through the through hole 41 with a gap in the radial direction.
The outer shape of the housing 40 is not limited as long as the plurality of rollers 50 are rotatably supported and the plurality of rollers 50 can be held in a predetermined posture with respect to the shaft 7. However, while holding the two rollers 50 so as to be opposed to each other by 180 ° in the circumferential direction with respect to the shaft 7 while reducing the space occupied by itself, the two rollers 50 are fitted to the shaft 7 with a gap therebetween. Is preferably provided.

ハウジング40の左右の外側面には、各ローラ50を収容可能な深さを有する収容凹部45がそれぞれ形成されている。そして、図1に示すように、ハウジング40には、収容凹部45の前後の壁面に、各ローラ50に対して、支軸52の軸線RLが傾き角度αとなるように形成された装着孔42が加工されている。
装着孔42は、前方(同図右側)から順に、前方壁面に貫通形成された大径穴42aと、後方壁面の前方側部分に形成された中径穴42bと、後方壁面の中間部分に形成された小径穴42cとを同軸に有し、後方壁面の後方側部分には、装着孔42の小径穴42cと同軸の座繰り穴43が加工されている。
On the left and right outer surfaces of the housing 40, accommodation recesses 45 each having a depth capable of accommodating each roller 50 are formed. As shown in FIG. 1, the housing 40 has mounting holes 42 formed on the front and rear wall surfaces of the housing recess 45 so that the axis RL of the support shaft 52 has an inclination angle α with respect to each roller 50. Has been processed.
The mounting holes 42 are formed in order from the front (right side in the figure), a large-diameter hole 42a formed through the front wall surface, a medium-diameter hole 42b formed in the front side portion of the rear wall surface, and a middle portion of the rear wall surface. The mounting hole 42 is coaxial with the small-diameter hole 42c, and a counterbore 43 coaxial with the small-diameter hole 42c of the mounting hole 42 is formed in a rear portion of the rear wall surface.

一方、支軸52は、前方から順に、装着孔42の大径穴42aにインロー嵌合する大径部52aと、装着孔42の中径穴42bにインロー嵌合する軸部42bと、軸部42bの端面に形成された雌ねじ42cとを同軸に有する。
各ローラ50は、装着孔42に対して大径穴42a側から支軸52の軸部42bが挿入され、支軸52端部の雄ねじ42cに螺合する固定ナット54を座繰り穴43に締め付けることによってハウジング40に装着されている。なお、収容凹部45の後方の壁面と軸受55の内輪との間には間座53が介装されており、この間座53を介して固定ナット54により支軸52を固定することで、所期の予圧が付与されるようになっている。
On the other hand, the support shaft 52 includes, in order from the front, a large-diameter portion 52a fitted into the large-diameter hole 42a of the mounting hole 42, a shaft portion 42b fitted into the medium-diameter hole 42b of the mounting hole 42, and a shaft portion. It has a female screw 42c formed on the end face of 42b coaxially.
In each roller 50, the shaft portion 42 b of the support shaft 52 is inserted into the mounting hole 42 from the large-diameter hole 42 a side, and the fixing nut 54 screwed into the male screw 42 c at the end of the support shaft 52 is tightened in the counterbore hole 43. Thereby, it is mounted on the housing 40. A spacer 53 is interposed between the rear wall surface of the housing recess 45 and the inner ring of the bearing 55, and the support shaft 52 is fixed by a fixing nut 54 via the spacer 53, so that an expected result is obtained. Is applied.

ここで、二つのローラ50の所定の姿勢における傾き角度αは、シャフト7の外周面とローラ50の外周面との接点をPとするとき、接点Pを中心にしてローラ50の支軸52の軸線RLを捩じれの方向に傾けたときの軸線CLと軸線RLとのなす角である。
なお、各ローラ50の接点Pは軸線CLに直交する同一円周上に位置し、接点Pの位置における各ローラ50の中心はP.C.D.(Pitch Circle Diameter)上になる。これにより、複数のローラ50は、所定の姿勢として、シャフト7の軸線CLに対して捩じれの方向に同一の傾き角度αをもって支持される(「課題を解決するための手段」に記載の条件2)。
Here, the inclination angle α of the two rollers 50 in the predetermined posture is defined by the angle of the support shaft 52 of the roller 50 about the contact point P, where P is the contact point between the outer peripheral surface of the shaft 7 and the outer peripheral surface of the roller 50. This is the angle formed between the axis CL and the axis RL when the axis RL is tilted in the torsional direction.
In addition, the contact point P of each roller 50 is located on the same circumference orthogonal to the axis CL, and the center of each roller 50 at the position of the contact point P is P.P. C. D. (Pitch Circle Diameter). As a result, the plurality of rollers 50 are supported in a predetermined posture at the same inclination angle α in the direction of twist with respect to the axis CL of the shaft 7 (condition 2 described in “Means for Solving the Problems”). ).

さらに、各ローラ50は、ハウジング40に装着されるに際し、シャフト7の軸部30に対してトラクション駆動力を伝達可能なように予圧荷重をかけた状態で摺接される(「課題を解決するための手段」に記載の条件3)。
本実施形態では、予圧荷重は、各ローラ50の接触面圧が0.6〜3GPaの範囲となるように設定されている。また、本実施形態では、トラクション駆動力をより確実に伝達可能なように、シャフト7の軸部30及びローラ50の外周面は鏡面加工されており、鏡面加工は、表面粗さRa0.2以下とされている(条件4)。
Further, when the rollers 50 are mounted on the housing 40, the rollers 50 are slid in contact with the shaft portion 30 of the shaft 7 in a state where a preload is applied so that traction driving force can be transmitted. Means 3).
In the present embodiment, the preload is set such that the contact surface pressure of each roller 50 is in the range of 0.6 to 3 GPa. In the present embodiment, the outer peripheral surfaces of the shaft portion 30 and the roller 50 are mirror-finished so that the traction driving force can be transmitted more reliably. (Condition 4).

さらに、本実施形態では、トラクション駆動力をより確実に伝達可能なように、シャフト7の軸部30及び各ローラ50の外周面には、トラクショングリース又はトラクションオイルが塗布されている(条件5)。
なお、本実施形態で採用するトラクショングリース又はトラクションオイルとしては、例えば特許掲載公報に開示されている、特許第3599231号公報や特許第4044225号公報に記載のトラクションドライブ用流体を用いたり、特許第4005714号公報に記載のトラクションドライブ油用添加剤を添加剤として用いたりすることが好ましい。
Further, in the present embodiment, traction grease or traction oil is applied to the shaft portion 30 of the shaft 7 and the outer peripheral surface of each roller 50 so that the traction driving force can be transmitted more reliably (condition 5). .
As the traction grease or traction oil used in the present embodiment, for example, a traction drive fluid described in Japanese Patent No. 3599231 or Japanese Patent No. 4444225 disclosed in Patent Publications may be used. It is preferable to use an additive for traction drive oil described in Japanese Patent No. 4007144 as an additive.

次に、この回転直動変換装置20の作用・効果について説明する。
上述のように、回転直動変換装置20は、シャフト7の軸部30に対して周方向に180°離隔して対向配置される二つのローラ50をねじれの位置に配置した上でトラクション駆動機構を構成している。
すなわち、この回転直動変換装置20によれば、円筒状の軸部30を有するシャフト7に対し、二つのローラ50をねじれの位置に配置し、ねじれの傾き角度αは二つのローラ50共に同一に予め決められているので、シャフト7を回転させることで、傾き角度に応じた量だけハウジング40がシャフト7の軸方向に進み、複数のローラ50とそれを固定するハウジング40をトラクション駆動によってシャフト7に沿って直動運動をさせることができる。また、シャフト7が外部で回り止めされていれば、ハウジング40を回転させることで、シャフト7を直動運動させることができる。
Next, the operation and effect of the rotary / linear motion converter 20 will be described.
As described above, the rotary-to-linear motion conversion device 20 is configured such that the two rollers 50 that are disposed to be opposed to each other by 180 degrees in the circumferential direction with respect to the shaft portion 30 of the shaft 7 are disposed at the twist position, Is composed.
That is, according to the rotary-to-linear motion converter 20, the two rollers 50 are arranged at the twist positions with respect to the shaft 7 having the cylindrical shaft portion 30, and the inclination angle α of the twist is the same for both the rollers 50. When the shaft 7 is rotated, the housing 40 advances in the axial direction of the shaft 7 by an amount corresponding to the inclination angle, and the plurality of rollers 50 and the housing 40 for fixing the rollers 50 are driven by traction drive. 7, a linear motion can be made. If the shaft 7 is prevented from rotating outside, by rotating the housing 40, the shaft 7 can be moved linearly.

そのため、この回転直動変換装置20の構成は、ボールねじとは異なり、回転系のローラ50のみを使用するトラクション駆動によるため、ボールねじに比べて比較的に高い静粛性が得られ、また、ボールねじではできないような小さなリード角にも対応できる。また、シャフト7にボールねじのようなねじ溝が不要なので、シャフト7の加工性やメンテナンス性にも優れている。   Therefore, unlike the ball screw, the configuration of the rotary-to-linear motion converter 20 is based on traction drive using only the roller 50 of the rotation system, so that relatively high quietness can be obtained as compared with the ball screw. Compatible with small lead angles not possible with ball screws. Further, since a thread groove such as a ball screw is not required for the shaft 7, the workability and the maintainability of the shaft 7 are excellent.

特に、この回転直動変換装置20においては、二つのローラ50は、シャフト7の軸部30に対してトラクション駆動可能な予圧荷重をかけた状態で配置されているので、転造ボールねじのようなガタの発生を防止する上で好適である。
また、この回転直動変換装置20においては、シャフト7の軸部30及びローラ50の外周面に鏡面加工がされるとともに、シャフト7の軸部30及びローラ50の外周面にトラクショングリース又はトラクションオイルが塗布されているので、すべりを一層確実に防止してより効率良くトラクション駆動を行うことができる。
In particular, in the rotary-to-linear conversion device 20, the two rollers 50 are arranged in a state where a preload capable of traction drive is applied to the shaft portion 30 of the shaft 7, so that the two rollers 50 are like rolled ball screws. This is suitable for preventing the occurrence of loose play.
In the rotary-to-linear motion converter 20, the outer peripheral surfaces of the shaft portion 30 of the shaft 7 and the roller 50 are mirror-finished, and traction grease or traction oil is formed on the outer peripheral surface of the shaft portion 30 of the shaft 7 and the roller 50. Is applied, slip can be more reliably prevented, and traction drive can be performed more efficiently.

特に、この回転直動変換装置20においては、各ローラ50の外周面が、接点Pを中央とする凹の円弧になっているので、シャフト7に対するセンタリング効果が向上し、二つのローラ50による挟持状態が確実に保持されて回転直動変換装置20の脱落が防止される。また、各ローラ50の凹の円弧により支軸52の軸線RLの位置をシャフト7の軸線CL寄りに配置できるため、二つのローラ50による挟持機構部分の高さを低く抑えてハウジング40をよりコンパクトに構成することができる。   In particular, in the rotary-to-linear motion converter 20, since the outer peripheral surface of each roller 50 is a concave arc centered on the contact point P, the centering effect on the shaft 7 is improved, and the two rollers 50 pinch. The state is reliably maintained, and the rotation-to-linear motion converter 20 is prevented from falling off. In addition, since the position of the axis RL of the support shaft 52 can be arranged closer to the axis CL of the shaft 7 by the concave arc of each roller 50, the height of the clamping mechanism portion by the two rollers 50 is suppressed low, and the housing 40 is more compact. Can be configured.

[ラックアシスト式の電動パワーステアリング装置]
次に、上記回転直動変換装置20を備える機械装置の一例として、ラックアシスト式の電動パワーステアリング装置を装備した自動車について説明する。
図3に示すように、自動車の操舵部1は、ピニオン機構2とラック機構3とを含んで構成されたラックピニオン式の電動パワーステアリング装置10を備える。ピニオン機構2は、ピニオンハウジング4に回転自在に支持されたピニオン軸5を有する。ピニオン軸5は、以下不図示のステアリングシャフト等を介してステアリングホイールに連結されている。
[Rack assist type electric power steering system]
Next, as an example of a mechanical device provided with the rotary-to-linear motion converter 20, an automobile equipped with a rack-assisted electric power steering device will be described.
As shown in FIG. 3, the steering unit 1 of the vehicle includes a rack and pinion type electric power steering device 10 including a pinion mechanism 2 and a rack mechanism 3. The pinion mechanism 2 has a pinion shaft 5 rotatably supported by a pinion housing 4. The pinion shaft 5 is connected to a steering wheel via a steering shaft (not shown) or the like.

ラック機構3は、ラックハウジング6を有し、ラックハウジング6は不図示のブラケットにより車体に固定される。ラックハウジング6の内部には、操舵軸であるラック軸7が摺動可能に支持されている。ラック軸7の両端はタイロッド8にそれぞれ連結されている。このラック軸7が、上述した回転直動変換装置20のシャフト7に対応している。
ピニオン軸5とラック軸7は互いにラックアンドピニオンギアにより噛合しており、ピニオン軸5に伝達される回転力がラック軸7の直動力に変換可能になっている。ここで、このラック軸7は、上記ピニオン軸5が噛合する不図示のラック部と、同図において、このラック部の右端側に形成された円筒状の軸部30とを有し、ラック軸7の円筒状の軸部30の位置に、ラックアシスト式の電動パワーステアリング装置(EPS:Electric Power Steering、以下、単に「EPS」とも称する)10が配置されている。
The rack mechanism 3 has a rack housing 6, and the rack housing 6 is fixed to the vehicle body by a bracket (not shown). A rack shaft 7 serving as a steering shaft is slidably supported inside the rack housing 6. Both ends of the rack shaft 7 are connected to tie rods 8, respectively. The rack shaft 7 corresponds to the shaft 7 of the rotary / linear motion converter 20 described above.
The pinion shaft 5 and the rack shaft 7 are meshed with each other by a rack and pinion gear, so that the rotational force transmitted to the pinion shaft 5 can be converted into the direct power of the rack shaft 7. The rack shaft 7 has a rack portion (not shown) with which the pinion shaft 5 meshes, and a cylindrical shaft portion 30 formed on the right end side of the rack portion in FIG. A rack-assisted electric power steering device (EPS: Electric Power Steering; hereinafter, also simply referred to as “EPS”) 10 is disposed at the position of the cylindrical shaft portion 30 of FIG.

このEPS10は、図4に示すように、円筒状のEPSハウジング11を有し、EPSハウジング11は、軸方向の略中央に配置された円管状の本体部12と、本体部12の同図右端に同軸に連結された円管状の変換装置収容部13と、本体部12と変換装置収容部13との左右開口部をそれぞれ閉止する円環状の蓋部14、15とを互いに複数の連結ボルト16、17で固定して形成されている。左右の蓋部14、15と軸部30の外周面との間にはパッキン18がそれぞれ介装されている。   As shown in FIG. 4, the EPS 10 has a cylindrical EPS housing 11. The EPS housing 11 includes a cylindrical main body 12 disposed substantially at the center in the axial direction, and a right end of the main body 12 in the figure. A plurality of connecting bolts 16 are connected to a cylindrical conversion device housing 13 coaxially connected to the main body 12 and annular lids 14 and 15 for closing left and right openings of the main body 12 and the conversion device housing 13 respectively. , 17 are fixed. Packings 18 are interposed between the left and right lids 14 and 15 and the outer peripheral surface of the shaft 30, respectively.

本体部12内には、円管状の固定子8aが固定され、また、固定子8aの一部を巻回する複数のセグメントからなるコイル8bが設けられている。固定子8aの内側には、円管状の回転子8cが、回転子8cよりも長い円管状のスリーブ9周りに一体的に回転するように取り付けられている。上記固定子8a、コイル8b、回転子8cおよびスリーブ9により、ブラシレスタイプの電動モータ60が構成されている。   Inside the main body 12, a tubular stator 8a is fixed, and a coil 8b composed of a plurality of segments that winds a part of the stator 8a is provided. Inside the stator 8a, a tubular rotor 8c is attached so as to rotate integrally around a tubular sleeve 9 longer than the rotor 8c. The stator 8a, the coil 8b, the rotor 8c, and the sleeve 9 constitute a brushless type electric motor 60.

スリーブ9は、その右側の途中部分の外周が、軸受22によりEPSハウジング11に対して回転自在に支持されている。軸受22は、アンギュラコンタクトタイプの玉軸受であり、軸受22の内輪は、略円環状の押圧部材21がボルト19で固定されることで所期の予圧が軸受22に付与されている。スリーブ9の左端近傍には、電動モータ60の回転状態を検出可能なモータ回転角検出部80が設けられている。   The sleeve 9 is rotatably supported on the EPS housing 11 by a bearing 22 on the outer periphery of a middle portion on the right side. The bearing 22 is an angular contact type ball bearing. An inner ring of the bearing 22 is provided with a predetermined preload to the bearing 22 by fixing a substantially annular pressing member 21 with a bolt 19. In the vicinity of the left end of the sleeve 9, a motor rotation angle detection unit 80 capable of detecting the rotation state of the electric motor 60 is provided.

モータ回転角検出部80は、環状の固定子81と、固定子81と同心に配し相対回転自在に支持された環状の回転子82とを備えている。固定子81は、先端部に複数の極片歯を有する極片を円周等分に複数有して固定支持されるとともに、各極片に相数Nの励磁と信号出力とを兼ね備えたコイルが各相毎に直列に巻回されている。回転子82は、固定子81の極片歯にギャップをもって対向して円周方向に形成された歯列を有することでレゾルバを構成している。モータ回転角検出部80は、回転子82と固定子81の間のリラクタンスの変化に応じて得られる位相の異なる複数のレゾルバ信号をA/D変換してデジタル回転角信号を出力可能になっている。   The motor rotation angle detection unit 80 includes an annular stator 81 and an annular rotor 82 that is arranged concentrically with the stator 81 and supported so as to be relatively rotatable. The stator 81 has a plurality of pole pieces having a plurality of pole piece teeth at a tip end thereof, and is fixedly supported by a plurality of pole pieces at equal circumferential positions, and each pole piece has both N-phase excitation and signal output. Are wound in series for each phase. The rotor 82 constitutes a resolver by having a row of teeth formed in the circumferential direction to face the pole piece teeth of the stator 81 with a gap. The motor rotation angle detection unit 80 can A / D convert a plurality of resolver signals having different phases obtained according to a change in reluctance between the rotor 82 and the stator 81 to output a digital rotation angle signal. I have.

そして、スリーブ9右端の円筒状の変換装置収容部13内に、上述の回転直動変換装置20が収容されている。回転直動変換装置20のハウジング40には、ラック軸7の軸部30に対して、上述した条件1〜3(より好ましくは上述した条件1〜5)を満たす二つのローラ50が回転自在に支持されている。本実施形態では、ハウジング40がスリーブ9と一体となるように、上記押圧部材21を介してスリーブ9の右端にボルト19での固定と同時に連結され、ハウジング40がスリーブ9と一体で回転可能とされている。   The above-described rotary / linear motion converter 20 is housed in the cylindrical converter housing 13 at the right end of the sleeve 9. In the housing 40 of the rotary-to-linear motion converter 20, two rollers 50 satisfying the above-described conditions 1 to 3 (more preferably, the above-described conditions 1 to 5) are rotatable with respect to the shaft portion 30 of the rack shaft 7. Supported. In the present embodiment, the housing 40 is connected to the right end of the sleeve 9 via the pressing member 21 at the same time as being fixed with the bolt 19 so that the housing 40 is integrated with the sleeve 9. Have been.

さらに、EPSハウジング11内には、スリーブ9左端よりも左側の蓋部14の円筒状鍔部14aの内側に、ラック軸7を案内する案内ローラ装置90が設けられている。案内ローラ装置90は、円筒状鍔部14aの内面に固定された複数の支持ブロック93と、隣り合う支持ブロック93の間に、支軸92によって回転自在に支持された複数の案内ローラ91とを有する。   Further, in the EPS housing 11, a guide roller device 90 for guiding the rack shaft 7 is provided inside the cylindrical flange portion 14a of the lid portion 14 on the left side of the left end of the sleeve 9. The guide roller device 90 includes a plurality of support blocks 93 fixed to the inner surface of the cylindrical flange portion 14a, and a plurality of guide rollers 91 rotatably supported by a support shaft 92 between adjacent support blocks 93. Have.

本実施形態では、案内ローラ91が4個設けられ、4個の案内ローラ91は、周方向に90°毎に離隔して同じ姿勢で配置されている。各案内ローラ91の支軸92は、ラック軸7の軸部30の軸線と直交して配置され、各案内ローラ91がラック軸7の直動方向に沿って回転して、ラック軸7の直動作動を円滑に案内するようになっている。
さらに、案内ローラ装置90とスリーブ9の左端との間の位置には、ラック軸7の直動方向の移動量および移動方向を検出可能なリニアエンコーダ100が設けられている。このリニアエンコーダ100は、多極磁石からなる磁気エンコーダ部101と、磁気センサ部102とを含んで構成されている。磁気エンコーダ部101は、ラック軸7の軸部30の外周面に、ラック軸7の直動範囲に亘って設けられ、軸部30表面が、円環状にS極とN極とが所定の間隔で軸方向に交互に磁化されることで構成されている。
In the present embodiment, four guide rollers 91 are provided, and the four guide rollers 91 are arranged in the same posture at intervals of 90 ° in the circumferential direction. The support shaft 92 of each guide roller 91 is arranged orthogonal to the axis of the shaft portion 30 of the rack shaft 7, and each guide roller 91 rotates along the direction of linear movement of the rack shaft 7, and The operation is smoothly guided.
Further, a linear encoder 100 is provided between the guide roller device 90 and the left end of the sleeve 9 so as to detect the amount of movement and the direction of movement of the rack shaft 7 in the linear motion direction. The linear encoder 100 includes a magnetic encoder unit 101 including a multi-pole magnet and a magnetic sensor unit 102. The magnetic encoder section 101 is provided on the outer peripheral surface of the shaft section 30 of the rack shaft 7 over a range in which the rack shaft 7 can be moved directly. And is alternately magnetized in the axial direction.

磁気センサ部102は、磁気エンコーダ部101に感磁面が対向配置されるとともに、素子相互が直動方向に所定距離だけ離隔配置された二つのホール素子102a,102bと、これら二つのホール素子102a,102bおよび不図示の直動情報算出器を実装する回路基板102cとを備える。回路基板102cは、略L字形の取付けアングル103の先端側の面に装着されており、取付けアングル103の基端部が、EPSハウジング11の本体部12の内周面に、本体部12と同軸に固定された円環状の支持ブラケット104を介して固定されている。   The magnetic sensor unit 102 includes two Hall elements 102a and 102b in which a magneto-sensitive surface is arranged to face the magnetic encoder 101 and the elements are spaced apart from each other by a predetermined distance in a linear motion direction. , 102b and a circuit board 102c on which a linear motion information calculator (not shown) is mounted. The circuit board 102c is mounted on the surface on the distal end side of the substantially L-shaped mounting angle 103. The base end of the mounting angle 103 is coaxial with the main body 12 on the inner peripheral surface of the main body 12 of the EPS housing 11. Is fixed via an annular support bracket 104 fixed to the support bracket.

磁気エンコーダ部101は、軸部30の外周面に直接形成されているので、ラック軸7の直動と共に磁気エンコーダ部101も直動する。磁気センサ部102は、磁気エンコーダ部101が直動することにより、磁気エンコーダ部101に対向する二つのホール素子102a,102bとの位置関係が周期的に変化する。磁気センサ部102には、磁気エンコーダ部101からの磁束が通過するが、二つのホール素子102a,102bは、通過磁束に対応し、磁束変化に応じて位相がずれた磁極対数の2相のパルス信号を出力する。2相のパルス信号は、A相、B相とする。磁気センサ部102の直動情報算出器は、サンプリングタイミングになると、A相、B相の磁気検出信号についてサンプリング値を同時に取得し、相互に位相のずれた2相のパルス信号に基づき、軸部30の直動位置、直動速度、直動方向などの軸部30の直動状態を示す直動情報を周期的に算出する。   Since the magnetic encoder unit 101 is formed directly on the outer peripheral surface of the shaft unit 30, the magnetic encoder unit 101 also moves directly with the linear movement of the rack shaft 7. In the magnetic sensor unit 102, the positional relationship between the two Hall elements 102a and 102b facing the magnetic encoder unit 101 changes periodically as the magnetic encoder unit 101 moves directly. A magnetic flux from the magnetic encoder unit 101 passes through the magnetic sensor unit 102. The two Hall elements 102a and 102b correspond to the passing magnetic flux, and are two-phase pulses of the number of magnetic pole pairs whose phases are shifted according to the change in the magnetic flux. Output a signal. The two-phase pulse signals are A-phase and B-phase. At the sampling timing, the linear motion information calculator of the magnetic sensor unit 102 simultaneously obtains the sampling values of the A-phase and B-phase magnetic detection signals, and based on the two-phase pulse signals having mutually shifted phases, The linear motion information indicating the linear motion state of the shaft portion 30, such as the linear motion position, the linear motion speed, and the linear motion direction of the shaft 30, is calculated periodically.

電動モータ60は、図3に示すように、モータ制御装置70によって駆動制御される。モータ制御装置70は、不図示のステアリングホイールに入力される操舵トルクを検出するトルクセンサ71と、車速を検出する車速センサ72とを有する。モータ制御装置70は、トルクセンサ71で検出した操舵トルクと、車速センサ72で検出した車速と、上記モータ回転角検出部80で検出した回転角と、上記リニアエンコーダ100の磁気センサ部102で検出した直動情報とから操舵補助トルク指令値を算出し、算出した操舵補助トルク指令値に基づいて、必要な操舵補助トルクを発生させるモータ駆動電流を求め、このモータ駆動電流を電動モータ60に出力するように構成されている。   The driving of the electric motor 60 is controlled by a motor control device 70 as shown in FIG. The motor control device 70 includes a torque sensor 71 that detects a steering torque input to a steering wheel (not shown), and a vehicle speed sensor 72 that detects a vehicle speed. The motor control device 70 detects the steering torque detected by the torque sensor 71, the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 72, the rotation angle detected by the motor rotation angle detection unit 80, and the rotation sensor detected by the magnetic sensor unit 102 of the linear encoder 100. A steering assist torque command value is calculated from the obtained linear motion information, a motor drive current for generating a necessary steering assist torque is obtained based on the calculated steering assist torque command value, and this motor drive current is output to the electric motor 60. It is configured to be.

特に、本実施形態では、回転直動変換装置20にボールねじを用いないトラクション駆動機構を採用しているため、操舵補助トルク指令値の算出に際し、モータ回転角検出部80で検出した回転角情報と磁気センサ部102で検出した直動情報とをモータ制御装置70に随時にフィードバックすることで、これら回転角情報と直動情報とに基づく補正を加えて、精度の高い操舵補助トルク指令値を算出している。   In particular, in the present embodiment, a traction drive mechanism that does not use a ball screw is employed in the rotary-to-linear motion conversion device 20. Therefore, when calculating the steering assist torque command value, the rotation angle information detected by the motor rotation angle detection unit 80 is used. The linear motion information detected by the magnetic sensor unit 102 is fed back to the motor control device 70 at any time, so that a correction based on the rotation angle information and the linear motion information is added, and a highly accurate steering assist torque command value is obtained. It has been calculated.

次に、このEPS10の作用・効果について説明する。
この自動車では、ステアリングホイールを操舵したときの操舵回転力がピニオン軸5に伝達され、ピニオン軸5に噛合するラック軸7の直線運動に変換され、この直線運動がラック軸7の両端に連結されたタイロッド8を介して転舵輪に伝達され、転舵輪が転舵される。
Next, the operation and effect of the EPS 10 will be described.
In this vehicle, the steering torque when the steering wheel is steered is transmitted to the pinion shaft 5 and converted into linear motion of the rack shaft 7 meshing with the pinion shaft 5, and this linear motion is connected to both ends of the rack shaft 7. The steering wheel is transmitted to the steered wheel via the tie rod 8 and the steered wheel is steered.

EPS10は、操舵回転力がピニオン軸5に伝達されると、電動モータ60を駆動することにより、これに応じてスリーブ9が回転駆動され、スリーブ9と一体に接続された回転直動変換装置20のハウジング40が回転駆動される。これにより、ハウジング40に装着されている複数のローラ50から軸部30に伝達されたトラクション駆動力によってラック軸7が直線駆動されて操舵力を補助することができる。   When the steering torque is transmitted to the pinion shaft 5, the EPS 10 drives the electric motor 60, whereby the sleeve 9 is driven to rotate accordingly, and the rotation / linear motion converter 20 integrally connected to the sleeve 9. Is rotationally driven. Thereby, the rack shaft 7 is linearly driven by the traction driving force transmitted from the plurality of rollers 50 mounted on the housing 40 to the shaft portion 30, and the steering force can be assisted.

ここで、ラックアシスト式の電動パワーステアリング装置では、回転直動変換装置としてボールねじ機構が採用されることが多いところ、ボールねじ機構は、転動体としてボールを循環させる循環構造が必要なので振動や音が生じ、ボールねじ機構で生じた振動や音は、ラック軸及び操舵軸を介してステアリングホイールへと伝達されるため、ドライバーに不快感を与えるおそれがある。   Here, in a rack assist type electric power steering device, a ball screw mechanism is often used as a rotary-to-linear motion conversion device, but the ball screw mechanism needs a circulation structure for circulating balls as rolling elements, so that vibration and A sound is generated, and vibration and sound generated by the ball screw mechanism are transmitted to the steering wheel via the rack shaft and the steering shaft, and thus may cause discomfort to the driver.

これに対し、本実施形態の回転直動変換装置20を備えるEPS10によれば、ボールねじとは異なり、回転系の二つのローラ50のみを使用するトラクション駆動機構を採用しているので、ボールねじ機構に比べて比較的に高い静粛性が得られ、振動や音が軽減され、また、ボールねじと比べて小リードにも対応することができる。
また、従来のボールねじ機構が採用されるラック軸では、一方側の外周にねじ溝を形成し他方側にラック部を形成しているところ、このような構成であると、大きな操舵角の確保に必要なラック軸の長さに対し、ボールねじ機構のねじ溝とラック部との干渉を防止する上で、ラック軸が長くなって操舵装置が大型化したり、ラック軸の長さを抑えようとすると有効ねじ溝の範囲が狭くなって操舵角の減少を招いたりするという問題がある。
On the other hand, according to the EPS 10 including the rotary-to-linear motion converting device 20 of the present embodiment, unlike the ball screw, the traction drive mechanism using only the two rollers 50 of the rotating system is employed. A relatively high quietness is obtained as compared with the mechanism, vibration and noise are reduced, and a small lead can be handled as compared with a ball screw.
Also, in a rack shaft employing a conventional ball screw mechanism, a thread groove is formed on one outer periphery and a rack portion is formed on the other side. With such a configuration, a large steering angle is secured. In order to prevent interference between the screw groove of the ball screw mechanism and the rack part, the length of the rack shaft may be increased to increase the size of the steering device or reduce the length of the rack shaft. In this case, there is a problem that the range of the effective thread groove is narrowed and the steering angle is reduced.

これに対し、本実施形態の回転直動変換装置20を備えるEPS10であれば、回転系のローラ50のみを使用するトラクション駆動機構を採用しているので、ラック軸7にねじ溝が形成不要であり、円筒状の軸部30によって回転直動変換装置20の動作が可能である。そのため、コンパクトな構成でありながら比較的に大きな操舵角を確保できる。また、ラック軸7にボールねじのようなねじ溝を形成不要なので、加工性やメンテナンス性にも比較的に優れている。   On the other hand, the EPS 10 including the rotary-to-linear motion converter 20 according to the present embodiment employs a traction drive mechanism using only the rollers 50 of the rotation system, so that there is no need to form a thread groove on the rack shaft 7. In addition, the operation of the rotary / linear motion converter 20 can be performed by the cylindrical shaft portion 30. Therefore, a relatively large steering angle can be ensured while having a compact configuration. Further, since it is not necessary to form a thread groove such as a ball screw on the rack shaft 7, the workability and the maintainability are relatively excellent.

また、一般的に、タイロッド8はラック軸7に対して角度を持って取り付けられるため、操舵反力として、ラック軸7にアキシアル荷重の他に、ラジアル荷重、モーメント荷重が負荷される。
これに対し、従来のボールねじ機構を用いたラックピニオン式の電動パワーステアリング装置の場合、前述のラジアル荷重、モーメント荷重がボールねじ機構に負荷されるため耐久性の低下が問題となるところ、本実施形態の回転直動変換装置20を備えるEPS10であれば、ラック軸7にねじ溝が形成不要であり、回転系のローラ50のみを使用したトラクション駆動機構により比較的に高い耐久性を得ることができる。
In addition, since the tie rod 8 is generally attached at an angle to the rack shaft 7, a radial load and a moment load are applied to the rack shaft 7 as a steering reaction force in addition to the axial load.
On the other hand, in the case of a rack and pinion type electric power steering device using a conventional ball screw mechanism, the aforementioned radial load and moment load are applied to the ball screw mechanism. In the case of the EPS 10 including the rotary-to-linear motion converter 20 according to the embodiment, it is not necessary to form a thread groove in the rack shaft 7, and a relatively high durability can be obtained by the traction drive mechanism using only the rotation system roller 50. Can be.

さらに、本実施形態のEPS10であれば、操舵補助トルク指令値の算出に際し、モータ回転角検出部80で検出した回転角情報と磁気センサ部102で検出した直動情報とを随時にフィードバックして、これら回転角情報と直動情報とに基づく補正を加えて操舵補助トルク指令値を算出しているので、操舵反力によりラジアル荷重、モーメント荷重が負荷されても、その負荷に応じた随時の補正データにより最終的な操舵補助トルク指令値を得て、これに基づき電動モータ60を高精度に制御することができる。   Further, according to the EPS 10 of the present embodiment, the rotation angle information detected by the motor rotation angle detection unit 80 and the linear motion information detected by the magnetic sensor unit 102 are fed back as needed when calculating the steering assist torque command value. Since the steering assist torque command value is calculated by adding a correction based on the rotation angle information and the linear motion information, even if a radial load or a moment load is applied by the steering reaction force, the A final steering assist torque command value is obtained from the correction data, and the electric motor 60 can be controlled with high accuracy based on the command value.

以上説明したように、上述した回転直動変換装置20、これを備える電動パワーステアリング装置10および自動車によれば、ボールねじを用いた回転直動変換装置と比べて、比較的に高い静粛性を得ることができる。なお、本発明に係る回転直動変換装置、これを備える電動パワーステアリング装置および車両は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能である。   As described above, according to the above-described rotary-to-linear motion converting device 20, the electric power steering device 10 including the same, and the automobile, relatively high quietness is obtained as compared with the rotary-to-linear motion converting device using the ball screw. Obtainable. The rotary-to-linear motion converting device, the electric power steering device and the vehicle including the same are not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. .

例えば、上記実施形態では、本発明に係る回転直動変換装置の適用例として、これを備える電動パワーステアリング装置10および自動車を例示して説明したが、本発明に係る回転直動変換装置の適用範囲はこれに限定されず、操舵系を有する自動車以外の車両にも適用可能であFor example, in the above-described embodiment, the electric power steering device 10 and the automobile including the same are described as examples of the application of the rotary-to-linear motion converter according to the present invention. range is not limited to this, Ru applicable der to vehicles other than motor vehicles having a steering system.

1 操舵部
2 ピニオン機構
3 ラック機構
4 ピニオンハウジング
5 ピニオン軸
6 ラックハウジング
7 ラック軸(シャフト)
8 タイロッド
10 電動パワーステアリング装置
20 回転直動変換装置
30 (シャフトの)軸部
40 ハウジング
50 ローラ
60 電動モータ
70 モータ制御装置
71 トルクセンサ
72 車速センサ
80 モータ回転角検出部
90 案内ローラ装置
100 リニアエンコーダ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Steering part 2 Pinion mechanism 3 Rack mechanism 4 Pinion housing 5 Pinion shaft 6 Rack housing 7 Rack shaft (shaft)
Reference Signs List 8 tie rod 10 electric power steering device 20 rotation / linear motion conversion device 30 (shaft) shaft portion 40 housing 50 roller 60 electric motor 70 motor control device 71 torque sensor 72 vehicle speed sensor 80 motor rotation angle detection portion 90 guide roller device 100 linear encoder

Claims (6)

外周面が円筒状の軸部を有するシャフトと、
前記シャフトを囲繞するように配置される扁平直方体状のハウジングと、

前記ハウジングに支軸を介して回転自在に二つに限って支持された鼓型のローラと、を備え、
前記二つのローラは、以下の条件1〜4を満たす電動パワーステアリング装置用回転直動変換装置。
条件1:前記二つのローラは、前記シャフトに対して周方向に180°離隔して前記シャフトの横断面視での前記ハウジングにおける扁平直方体の長辺に沿った方向に対向配置されている。
条件2:前記二つのローラは、前記シャフトの軸線に対して捩じれの方向に同一の傾き角度をもって支持されている。
条件3:前記二つのローラは、前記シャフトの前記軸部に対してトラクション駆動力を伝達可能なように予圧荷重をかけた状態で摺接されている。
条件4:前記二つのローラは、各ローラの鼓型の外周面が、軸方向の断面において、前記シャフトの軸部との二つの接点相互を結ぶ線分の中央の点を中心にしてローラの支軸直交する位置をくびれの中央とす凹の円弧に形成されている。
A shaft having an outer peripheral surface having a cylindrical shaft portion,
A flat rectangular parallelepiped housing arranged to surround the shaft;

A drum-shaped roller rotatably supported by the housing via a support shaft and limited to only two,
The rotary roller / linear motion converter for an electric power steering device, wherein the two rollers satisfy the following conditions 1 to 4.
Condition 1: The two rollers are spaced apart from each other by 180 ° in the circumferential direction with respect to the shaft and are opposed to each other in a direction along a long side of a flat rectangular parallelepiped in the housing in a cross-sectional view of the shaft.
Condition 2: The two rollers are supported at the same inclination angle in the direction of twist with respect to the axis of the shaft.
Condition 3: The two rollers are in sliding contact with each other with a preload applied so that traction driving force can be transmitted to the shaft portion of the shaft.
Condition 4: the two rollers are such that the outer peripheral surface of the drum shape of each roller is centered on a center point of a line connecting two contact points with the shaft portion of the shaft in an axial cross section. is formed in an arc concave shall be the center of the constricted position perpendicular to the support shaft.
前記シャフトの前記軸部及び前記ローラの外周面には、トラクショングリース又はトラクションオイルが塗布されている請求項1に記載の電動パワーステアリング装置用回転直動変換装置。   The rotary / linear motion converter for an electric power steering device according to claim 1, wherein traction grease or traction oil is applied to outer peripheral surfaces of the shaft portion and the roller of the shaft. 前記予圧荷重は、接触面圧が0.6〜3GPaの範囲である請求項1または2に記載の電動パワーステアリング装置用回転直動変換装置。   3. The rotary-to-linear motion converter for an electric power steering device according to claim 1, wherein the preload has a contact surface pressure in a range of 0.6 to 3 GPa. 前記シャフトの前記軸部及び前記ローラの外周面は鏡面加工されており、前記鏡面加工は、表面粗さRa0.2以下である請求項1〜3のいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置用回転直動変換装置。   The electric power steering device according to any one of claims 1 to 3, wherein the shaft portion of the shaft and the outer peripheral surface of the roller are mirror-finished, and the mirror-finished surface has a surface roughness Ra of 0.2 or less. Rotary linear motion converter. 請求項1〜4のいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置用回転直動変換装置を備える電動パワーステアリング装置。   An electric power steering device comprising the rotary / linear motion converter for an electric power steering device according to claim 1. 請求項5に記載の電動パワーステアリング装置を備える車両。   A vehicle comprising the electric power steering device according to claim 5.
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