JP2004114972A

JP2004114972A - Electric power steering device

Info

Publication number: JP2004114972A
Application number: JP2002284652A
Authority: JP
Inventors: Masanori Kubo; 久保　政徳; Hirotaka Shibata; 柴田　寛隆; Mikio Suzuki; 鈴木　幹夫; Osamu Watanabe; 渡辺　修; Masanari Torii; 鳥居　雅成; Susumu Honaga; 穂永　進
Original assignee: Toyoda Koki KK
Current assignee: Toyoda Koki KK
Priority date: 2002-09-30
Filing date: 2002-09-30
Publication date: 2004-04-15

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric power steering device capable of facilitating assembling, reducing a manufacturing cost, and obtaining an excellent loading property. <P>SOLUTION: This electric power steering device is provided with a rack bar 1 for converting the rotational movement of a steering shaft into linear movement in the longitudinal direction to change a steering angle, an electric motor 3 for rotating and driving a motor shaft 4 based on steering torque generated at the steering shaft 1, a ball screw mechanism 2 for transmitting the rotational driving force of the motor shaft 4 to the rack bar 1, a driven gear 12, and a driving gear 7. The motor shaft 4 of the electric motor 3 is in parallel with the rack bar 1. A stator 5 and a rotor 6 for rotating the motor shaft 4 are stored in a first housing 20 and a second housing 21 together with the rack bar 1. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電動パワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば特許２９０４３２９号公報又は特開２０００−１６３１５号公報に電動パワーステアリング装置が開示されている。これらの電動パワーステアリング装置は、ステアリングシャフトの回転運動を長手方向の直線運動に変換して操舵角を変更させるラックバーと、ステアリングシャフトに発生する操舵トルクに基づいてモータ軸を回転駆動する電動モータと、モータ軸の回転駆動力をラックバーに伝達するボールねじ機構等の動力伝達手段とを備えている。
【０００３】
これらの電動パワーステアリング装置では、ステアリングシャフトが回転運動されれば、電動モータがステアリングシャフトに発生する操舵トルクに基づいてモータ軸を回転駆動する。そして、動力伝達手段はモータ軸の回転運動をラックバーの長手方向の直線運動に変換する。こうして、これらの電動パワーステアリング装置によれば、ステアリングシャフトに発生する操舵トルクに応じた操舵力がラックバーにアシストされ、ラックバーが操舵角を変更させることとなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許２９０４３２９号公報記載の電動パワーステアリング装置では、ラックバーを収容するハウジング内において、ラックバーと同軸をなすモータ軸と、ラックバー及びモータ軸と同心のステータ及びロータとで電動モータが構成されている。そのため、この電動パワーステアリング装置は、モータ軸とラックバーとの同軸化による小型化にもかかわらず、ステータ及びロータがそのハウジングを全周で大径化してしまい、車両への搭載性が十分でない。この傾向は搭載スペースが極めて限られる小型車において顕著である。
【０００５】
一方、特開２０００−１６３１５号公報記載の電動パワーステアリング装置では、ラックバーを収容する第１ハウジングの外部に独自の第２ハウジングを有する電動モータが設けられ、第２ハウジング内のモータ軸は第１ハウジング内のラックバーと平行の関係に維持されている。そして、第１ハウジングと第２ハウジングとの間に動力伝達手段を収容する第３ハウジングが固定されている。そのため、この電動パワーステアリング装置では、第１ハウジングの全周の一部に第２ハウジングが存在することにはなるものの、上記公報の電動パワーステアリング装置のように第１ハウジングが全周で大径化することはなく、より優れた搭載性を実現可能である。
【０００６】
しかしながら、この電動パワーステアリング装置では、第１ハウジングと第２ハウジングとが別体であるため、第１ハウジングに第２ハウジングを組付ける必要がある。この際、モータ軸とラックバーとの平行度、動力伝達手段におけるギヤ間の噛合等を精度よく確保しなければ、振動や異音を生じ、ひいては耐久性が低下することとなる。そのため、モータ軸とラックバーとの間やギヤ間等の芯出し、他の部材を用いた接合等を行わなければならず、組付けが困難である。また、第１、２ハウジング以外でも接合のための部品が増加し、製造コストの高騰化を招来してしまう。さらに、第１ハウジングと第２ハウジングとの間に隙間を生じやすく、搭載性も未だ十分でない。
【０００７】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、組付けが容易であり、製造コストの低廉化を実現でき、かつさらに優れた搭載性を実現可能な電動パワーステアリング装置を提供することを解決すべき課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の電動パワーステアリング装置は、ステアリングシャフトの回転運動を長手方向の直線運動に変換して操舵角を変更させるラックバーと、該ステアリングシャフトに発生する操舵トルクに基づいてモータ軸を回転駆動する電動モータと、該モータ軸の回転駆動力を該ラックバーに伝達する動力伝達手段とを備えた電動パワーステアリング装置において、
【０００９】
前記電動モータは、前記モータ軸が前記ラックバーと平行又はねじれの関係にあり、該モータ軸を回転させるステータ及びロータは該ラックバーとともにハウジング内に収容されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の電動パワーステアリング装置では、電動モータのモータ軸がラックバーと平行又はねじれの関係にあり、モータ軸と同心のステータ及びロータはラックバーとは同心にならない。そして、ステータ及びロータがラックバーとともにハウジング内に収容されている。そのため、そのハウジングは全周の一部が膨出することにはなるものの、特許２９０４３２９号公報の電動パワーステアリング装置のようにハウジングが全周で大径化することはない。また、ラックバーを収容するハウジング自体が膨出してモータ軸、ステータ及びロータを収容するため、特開２０００−１６３１５号公報記載の電動パワーステアリング装置のような第１ハウジングと第２ハウジングとの間に隙間を生じることはなく、より優れた搭載性を実現可能である。
【００１１】
また、この電動パワーステアリング装置では、同一のハウジング内にモータ軸、ステータ及びロータ並びにラックバーが収容されているため、そのハウジングさえ精度よく形成すれば、モータ軸とラックバーとの平行度、動力伝達手段におけるギヤ間の噛合等が精度よく確保される。このため、振動や異音を生じ難く、耐久性が向上する。また、ハウジング自体によってモータ軸とラックバーとの間やギヤ間等の芯出しを行うことができるとともに、他の部材による接合等を行う必要がないため、組付けが容易である。さらに、接合のための部品が不要となり、製造コストの低廉化を実現できる。
【００１２】
したがって、この電動パワーステアリング装置によれば、組付けが容易であり、製造コストの低廉化を実現でき、かつさらに優れた搭載性を実現することができる。
【００１３】
本発明の電動パワーステアリング装置では、ハウジングは、ラックバーの少なくとも一部を収容する第１ハウジングと、第１ハウジングと一体をなし、ステータ及びロータを収容する第２ハウジングと、第１ハウジング及び第２ハウジングとは別体をなし、動力伝達手段を収容する第３ハウジングとを有することが好ましい。第２ハウジングは第１ハウジングから膨出した部分である。これにより、第１ハウジングにラックバーの少なくとも一部を組付け、第２ハウジングにモータ軸、ステータ及びロータを組付け、さらに第３ハウジングに動力伝達手段を組付けた後、第１ハウジング及び第２ハウジングと第３ハウジングとを組付けることにより、電動パワーステアリング装置を容易に組付けることができる。
【００１４】
また、本発明の電動パワーステアリング装置では、動力伝達手段は、モータ軸と同期回転する駆動部材と、ラックバーに設けられ、回転運動を直線運動に変換するボールねじ機構と、ボールねじ機構のナット部と同期回転し、駆動部材により従動する従動部材とからなり、駆動部材及び従動部材の両端はハウジングとの間で軸受により支承されていることが好ましい。こうであれば、ハウジング及び軸受を精度良く製造することにより、駆動部材と従動部材との位置関係を精度良く確保することができる。こうして、この電動パワーステアリング装置では、振動や異音がより生じ難く、耐久性がより向上する。
【００１５】
本発明の電動パワーステアリング装置では、動力伝達手段は、モータ軸と同期回転する駆動部材と、ラックバーに設けられ、回転運動を直線運動に変換するボールねじ機構と、ボールねじ機構のナット部と同期回転し、駆動部材により従動する従動部材とからなり、第１ハウジングに保持された第１軸受により従動部材の一端が支承され、第２ハウジングに保持された第２軸受により駆動部材の一端が支承され、第３ハウジングに保持された第３軸受により従動部材の他端が支承され、第３ハウジングに保持された第４軸受により駆動部材の他端が支承されていることが好ましい。こうであれば、第１ハウジング、第１軸受、第２ハウジング、第２軸受、第３ハウジング、第３軸受及び第４軸受を精度良く製造することにより、駆動部材と従動部材との位置関係を精度良く確保することができる。こうして、この電動パワーステアリング装置では、振動や異音がより生じ難く、耐久性がより向上する。
【００１６】
また、第１軸受及び第３軸受はシールをもつものであることが好ましい。駆動部材と従動部材との間に用いる潤滑油はボールねじ機構に用いる潤滑油とは通常異なるものである。第１軸受及び第３軸受がシールをもつことにより、これらの潤滑油の混入を防止することができ、モータ軸の動力をラックバーに効率よく伝達することができる。
【００１７】
さらに、第２ハウジングとモータ軸との間にはステータ及びロータ側と駆動部材側とを封止するシールが設けられていることが好ましい。これにより、駆動部材と従動部材との間に用いる潤滑油がステータ及びロータ側に漏れ出ることを防止することができ、電動モータの確実な動作を確保することができる。
【００１８】
また、本発明の電動パワーステアリング装置では、第２ハウジングには、ロータ又はモータ軸の回転角を検出可能な回転角センサを有するセンサハウジングが軸心回りに回動可能に固定されていることが好ましい。これにより、電動パワーステアリング装置を組付けた後、センサハウジングを回転させて回転角センサの位置調整をすることができる。そのため、回転角センサの位置調整が容易になるとともに組付け性も向上する。
【００１９】
さらに、本発明の電動パワーステアリング装置では、モータ軸と駆動部材とはセレーション嵌合又はスプライン嵌合されていることが好ましい。これにより、容易に駆動部材をモータ軸に嵌合させることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面を参照しつつ説明する。
【００２１】
実施形態の電動パワーステアリング装置は、図１に示すように、ステアリングシャフト（図示せず）の回転運動を長手方向の直線運動に変換して操舵角を変更させるラックバー１に、回転運動を直線運動に変換するボールねじ機構２が設けられている。ボールねじ機構２のナット部２ａには、環状をなし、外周面に歯をもつ従動部材としての従動ギヤ１２が一体に形成されている。
【００２２】
また、モータ軸４がラックバー１と平行になるように電動モータ３が設けられている。電動モータ３はモータ軸４の他、モータ軸４を回転させるステータ５及びロータ６を有している。モータ軸４の一端４ａには、筒状をなし、外周面に従動ギヤ１２の歯と噛合する歯を有する駆動部材としての駆動ギヤ７がセレーション嵌合されている。
【００２３】
そして、ラックバー１の一部が第１ハウジング２０に収容されている。第１ハウジング２０は全周の一部が膨出した第２ハウジング２１を一体に有している。モータ軸４、ステータ５及びロータ６からなる電動モータ３はその第２ハウジング２１内に構成されている。また、第１ハウジング２０及び第２ハウジング２１には、第１ハウジング２０及び第２ハウジング２１と別体をなす第３ハウジング２２が接合されている。ラックバー１の残部、ボールねじ機構２、従動ギヤ１２及び駆動ギヤ７がその第３ハウジング２２に収容されている。ここで、ボールねじ機構２、従動ギヤ１２及び駆動ギヤ７が動力伝達手段である。
【００２４】
駆動ギヤ７は、第２ハウジング２１に保持された第２軸受９により一端７ａが支承され、第３ハウジング２２に保持された第４軸受１１により他端７ｂが支承され、これにより回転可能にされている。また、従動ギヤ１２は、第１ハウジング２０に保持された第１軸受８により一端１２ａが支承され、第３ハウジング２２に保持された第３軸受１０により他端１２ｂが支承され、これによりボールねじ機構２のナット部２ａとともに回転可能にされている。第１〜３軸受８〜１０はシールド軸受である。
【００２５】
第２ハウジング２１の第３ハウジング２２とは逆側には、図２にも示すように、センサハウジング１６が設けられている。センサハウジング１６には周方向に長径をもつ３個の長穴１６ａが周方向に等間隔に設けられている。ただし、図２には、３個の長穴１６ａのうちの１個を示している。そして、長穴１６ａを介して３本のボルト１６ｂにより、センサハウジング１６が第２ハウジング２１に軸心回りに回動可能に固定されている。こうして、センサハウジング１６はモータ軸４の軸心回りに回動可能に固定されている。センサハウジング１６とモータ軸４の他端４ｂとの間には、図１に示すように、モータ軸４の回転角を検出可能な回転角センサ１４が設けられている。また、モータ軸４は、第２ハウジング２１に保持された軸受１３により一端４ａが支承され、センサハウジング１６に保持された軸受１５により他端４ｂが支承され、これにより回転可能にされている。
【００２６】
以上のように構成された実施形態の電動パワーステアリング装置は以下のようにして製造され得る。
【００２７】
まず、図３に示すように、第１ハウジング２０の一端面２０ａ側から第１軸受８を圧入し、外輪を第１ハウジング２０に固定する。また、第２ハウジング２１の一端面２１ａ側から軸受１３及び第２軸受９を圧入し、各々の外輪を第２ハウジング２１に固定する。そして、第２ハウジング２１の他端面２１ｂ側からステータ５を第２ハウジング２１に固定する。その後、第２ハウジング２１の他端面２１ｂ側から、ロータ６を組み付けたモータ軸４を挿入し、軸受１３により一端４ａが支承されるようにモータ軸４を第２ハウジング２１に組み付ける。また、軸受１５の外輪及び回転角センサ１４等が固定されたセンサハウジング１６を他端面２１ｂ側から第２ハウジング２１に固定する。この際、軸受１５によりモータ軸４の他端４ｂが支承されるようにする。
【００２８】
また、第３ハウジング２２の一端面２２ａ側から第３軸受１０及び第４軸受１１を圧入し、各々の外輪を第３ハウジング２２に固定する。そして、第３ハウジング２２の一端面２２ａ側から、ボールねじ機構２及び従動ギヤ１２が組み付けられたラックバー１及び駆動ギヤ７を固定する。この際、従動ギヤ１２と駆動ギヤ７とが噛合するとともに、従動ギヤ１２の他端１２ｂが第３軸受１０に支承され、かつ駆動ギヤ７の他端７ｂが第４軸受１１に支承されるように固定する。
【００２９】
そして、第１、２ハウジング２０、２１の一端面２０ａ、２１ａと第３ハウジング２２の一端面２２ａとを嵌合させる。この際、ラックバー１が第１ハウジング２０に挿入され、従動ギヤ１２の一端１２ａが第１軸受８により支承されるようにする。また、モータ軸４の一端４ａと駆動ギヤ７とをセレーション嵌合させ、駆動ギヤ７の一端７ａが第２軸受９により支承されるようにする。最後に、第１、２ハウジング２０、２１と第３ハウジング２２とを締着する。
【００３０】
こうして電動パワーステアリング装置を組付けた後、ボルト１６ｂを緩め、センサハウジング１６を回転させて回転角センサ１４の位置調整をすることができる。そのため、回転角センサ１４の位置調整が容易になるとともに組付け性も向上する。こうして、電動パワーステアリング装置が完成する。
【００３１】
この電動パワーステアリング装置では、電動モータ３のモータ軸４がラックバー１と平行の関係にあり、モータ軸４と同心のステータ５及びロータ６はラックバー１とは同心にならない。そして、ステータ５及びロータ６がラックバー１とともに第１、２ハウジング２０、２１内に収容されている。そのため、第１ハウジング２０は全周の一部が膨出した第２ハウジング２１にはなっているものの、第１ハウジング２０が全周で大径化することはない。また、ラックバー１を収容する第１ハウジング２０が膨出した第２ハウジング２１でモータ軸４、ステータ５及びロータ６を収容するため、第１ハウジング２０と第２ハウジング２１との間に隙間を生じることはなく、より優れた搭載性を実現可能である。
【００３２】
また、この電動パワーステアリング装置では、第１、２ハウジング２０、２１内にモータ軸４、ステータ５及びロータ６並びにラックバー１が収容されているため、第１〜３ハウジング２０〜２３及び第１〜４軸受８〜１１さえ精度よく形成すれば、モータ軸４とラックバー１との平行度、駆動ギヤ７と従動ギヤ１２との間の噛合等が精度よく確保される。このため、振動や異音を生じ難く、耐久性が向上する。また、第１、２ハウジング２０、２１自体によってモータ軸４とラックバー１との間や駆動ギヤ７と従動ギヤ１２との間等の芯出しを行うことができるとともに、他の部材による接合等を行う必要がないため、組付けが容易である。さらに、接合のための部品が不要となり、製造コストの低廉化を実現できる。
【００３３】
したがって、この電動パワーステアリング装置によれば、組付けが容易であり、製造コストの低廉化を実現でき、かつさらに優れた搭載性を実現することができる。
【００３４】
また、この電動パワーステアリング装置では、第１〜３軸受８〜１０がシールをもつものである。このため、駆動ギヤ７と従動ギヤ１２との間に用いる潤滑油とボールねじ機構２に用いる潤滑油との混入を防止することができ、モータ軸４の動力をラックバー１に効率よく伝達することができる。また、駆動ギヤ７と従動ギヤ１２との間に用いる潤滑油がステータ５及びロータ６側に漏れ出ることを防止することができ、電動モータ３の確実な動作を確保することができる。
【００３５】
前記実施形態のものでは、回転角センサ１４を第２ハウジング２１上部の左端（図１、図３）に配置したが、同ハウジング２１の右端側に配置することも可能である。
【００３６】
すなわち、第２ハウジング２１の左端を閉塞するとともに右端を開放し、この開放された右端側から、まず電動モータ３（モータ軸４、ステータ５、ロータ６）を組付け、次にセンサハウジング１６に収納された回転角センサ１４を仮組付けるようにする。
【００３７】
こうすることにより、前記実施形態における図３の状態にて、センサハウジング１６が第２ハウジング２１から露出することとなるので、回転角センサ１４の位置調整を行い、固定することができ、優れた組付け性を実現できる。
【００３８】
なお、前記位置調整及び固定の態様は、回転角センサ１４をセンサハウジング１６に固定し、このセンサハウジング１６の第２ハウジング２１に対する位置を調整、固定する、又は第２ハウジング２１にセンサハウジング１６を固定し、このセンサハウジング１６に対する回転角センサ１４の位置を調整、固定する等が想定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の電動パワーステアリング装置の断面図である。
【図２】実施形態の電動パワーステアリング装置に係り、図１のＩＩ−ＩＩ矢視図である。
【図３】実施形態の電動パワーステアリング装置の組付図である。
【符号の説明】
１…ラックバー
３…電動モータ
４…モータ軸
５…ステータ
６…ロータ
２、１２、７…動力伝達手段（２…ボールねじ機構、１２…従動部材（従動ギヤ）、７…駆動部材（駆動ギヤ））
２ａ…ナット部
８…第１軸受
９…第２軸受
１０…第３軸受
１１…第４軸受
２０…第１ハウジング
２１…第２ハウジング
２２…第３ハウジング
１４…回転角センサ
１６…センサハウジング[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric power steering device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an electric power steering device is disclosed in, for example, Japanese Patent No. 2904329 or Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-16315. These electric power steering devices include a rack bar that changes a steering angle by converting a rotational movement of a steering shaft into a linear motion in a longitudinal direction, and an electric motor that rotationally drives a motor shaft based on a steering torque generated in the steering shaft. And power transmission means such as a ball screw mechanism for transmitting the rotational driving force of the motor shaft to the rack bar.
[0003]
In these electric power steering devices, when the steering shaft is rotated, the electric motor drives the motor shaft to rotate based on the steering torque generated on the steering shaft. The power transmission means converts the rotational movement of the motor shaft into a linear movement in the longitudinal direction of the rack bar. Thus, according to these electric power steering devices, the steering force according to the steering torque generated on the steering shaft is assisted by the rack bar, and the rack bar changes the steering angle.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the electric power steering apparatus described in Japanese Patent No. 2904329, an electric motor is configured by a motor shaft coaxial with the rack bar, and a stator and a rotor concentric with the rack bar and the motor shaft, in a housing accommodating the rack bar. Have been. For this reason, in this electric power steering device, the stator and the rotor have a large-diameter housing around the entire circumference, and the mountability on the vehicle is not sufficient, despite the miniaturization due to the coaxiality of the motor shaft and the rack bar. . This tendency is remarkable in a small car in which the mounting space is extremely limited.
[0005]
On the other hand, in the electric power steering apparatus described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-16315, an electric motor having a unique second housing is provided outside a first housing accommodating a rack bar, and a motor shaft in the second housing is provided with a motor shaft. It is maintained parallel to the rack bars in one housing. Then, a third housing for accommodating the power transmission means is fixed between the first housing and the second housing. Therefore, in this electric power steering device, the second housing is present in a part of the entire circumference of the first housing, but the first housing has a large diameter over the entire circumference as in the electric power steering device of the above publication. Therefore, it is possible to realize more excellent mountability.
[0006]
However, in this electric power steering device, since the first housing and the second housing are separate bodies, it is necessary to attach the second housing to the first housing. At this time, unless the degree of parallelism between the motor shaft and the rack bar, the meshing between the gears in the power transmission means, and the like are accurately ensured, vibrations and abnormal noises will occur, and the durability will be reduced. For this reason, centering between the motor shaft and the rack bar, between gears, and the like, and joining using other members, and the like must be performed, and assembly is difficult. In addition, the number of parts for joining other than the first and second housings increases, which leads to an increase in manufacturing cost. Further, a gap is easily formed between the first housing and the second housing, and the mountability is not yet sufficient.
[0007]
The present invention has been made in view of the above-described conventional circumstances, and provides an electric power steering device that is easy to assemble, can reduce manufacturing cost, and can realize more excellent mountability. Is to be solved.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The electric power steering device of the present invention converts a rotational movement of a steering shaft into a linear movement in a longitudinal direction to change a steering angle, and rotationally drives a motor shaft based on a steering torque generated in the steering shaft. An electric power steering apparatus comprising: an electric motor; and a power transmission unit configured to transmit a rotational driving force of the motor shaft to the rack bar.
[0009]
The electric motor is characterized in that the motor shaft is parallel or torsion with the rack bar, and a stator and a rotor for rotating the motor shaft are housed in a housing together with the rack bar.
[0010]
In the electric power steering device according to the present invention, the motor shaft of the electric motor is parallel or torsion with the rack bar, and the stator and the rotor concentric with the motor shaft are not concentric with the rack bar. The stator and the rotor are housed in the housing together with the rack bar. Therefore, although the housing has a portion that swells over the entire circumference, the housing does not increase in diameter over the entire circumference unlike the electric power steering apparatus disclosed in Japanese Patent No. 2904329. Further, since the housing itself for housing the rack bar expands to house the motor shaft, the stator, and the rotor, the housing between the first housing and the second housing as in the electric power steering device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-16315 is disclosed. There is no gap in the space, and more excellent mountability can be realized.
[0011]
Further, in this electric power steering apparatus, since the motor shaft, the stator, the rotor, and the rack bar are housed in the same housing, if the housing is formed with high accuracy, the parallelism between the motor shaft and the rack bar, the power The meshing between the gears in the transmission means and the like can be ensured with high accuracy. For this reason, vibration and abnormal noise are hardly generated, and durability is improved. In addition, the housing itself allows centering between the motor shaft and the rack bar, between gears, and the like, and there is no need to perform joining with other members, so that assembly is easy. Further, no joining parts are required, and the manufacturing cost can be reduced.
[0012]
Therefore, according to the electric power steering device, the assembling is easy, the manufacturing cost can be reduced, and further excellent mountability can be realized.
[0013]
In the electric power steering apparatus according to the present invention, the housing includes a first housing accommodating at least a part of the rack bar, a second housing integrally formed with the first housing, accommodating the stator and the rotor, and a first housing and a first housing. It is preferable to have a third housing that is separate from the two housings and houses the power transmission means. The second housing is a portion that protrudes from the first housing. Thus, after assembling at least a part of the rack bar to the first housing, assembling the motor shaft, the stator and the rotor to the second housing, and assembling the power transmission means to the third housing, By assembling the second housing and the third housing, the electric power steering device can be easily assembled.
[0014]
Further, in the electric power steering device of the present invention, the power transmission means includes a driving member that rotates synchronously with the motor shaft, a ball screw mechanism that is provided on the rack bar, and converts a rotational motion into a linear motion, and a nut of the ball screw mechanism. It is preferable that the driving member and the driven member rotate synchronously with the portion and are driven by the driving member, and both ends of the driving member and the driven member are supported by bearings between the housing and the housing. In this case, by accurately manufacturing the housing and the bearing, the positional relationship between the driving member and the driven member can be ensured with high accuracy. Thus, in this electric power steering device, vibration and abnormal noise are less likely to occur, and durability is further improved.
[0015]
In the electric power steering apparatus according to the present invention, the power transmission means includes a driving member that rotates synchronously with the motor shaft, a ball screw mechanism that is provided on the rack bar, and converts a rotational motion into a linear motion, and a nut portion of the ball screw mechanism. A driven member that rotates synchronously and is driven by a drive member, one end of the driven member is supported by a first bearing held by a first housing, and one end of the drive member is supported by a second bearing held by a second housing. Preferably, the other end of the driven member is supported by a third bearing held by the third housing, and the other end of the drive member is supported by a fourth bearing held by the third housing. In such a case, the first housing, the first bearing, the second housing, the second bearing, the third housing, the third bearing, and the fourth bearing are manufactured with high precision, so that the positional relationship between the driving member and the driven member can be improved. Accuracy can be ensured. Thus, in this electric power steering device, vibration and abnormal noise are less likely to occur, and durability is further improved.
[0016]
Further, it is preferable that the first bearing and the third bearing have seals. The lubricating oil used between the driving member and the driven member is usually different from the lubricating oil used for the ball screw mechanism. Since the first bearing and the third bearing have seals, the mixing of these lubricating oils can be prevented, and the power of the motor shaft can be efficiently transmitted to the rack bar.
[0017]
Further, it is preferable that a seal is provided between the second housing and the motor shaft to seal the stator and the rotor side and the drive member side. Accordingly, it is possible to prevent the lubricating oil used between the driving member and the driven member from leaking to the stator and the rotor side, and to ensure a reliable operation of the electric motor.
[0018]
In the electric power steering apparatus according to the present invention, a sensor housing having a rotation angle sensor capable of detecting a rotation angle of a rotor or a motor shaft may be fixed to the second housing so as to be rotatable around an axis. preferable. Thus, after the electric power steering device is assembled, the position of the rotation angle sensor can be adjusted by rotating the sensor housing. Therefore, the position adjustment of the rotation angle sensor is facilitated and the assembling property is improved.
[0019]
Furthermore, in the electric power steering device of the present invention, it is preferable that the motor shaft and the driving member are serrated or spline-fitted. Thereby, the driving member can be easily fitted to the motor shaft.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0021]
As shown in FIG. 1, the electric power steering device according to the embodiment converts a rotational motion of a steering shaft (not shown) into a linear motion in a longitudinal direction to change a steering angle to a rack bar 1. A ball screw mechanism 2 for converting into motion is provided. A driven gear 12 as a driven member having a ring shape and having teeth on the outer peripheral surface is formed integrally with the nut portion 2 a of the ball screw mechanism 2.
[0022]
The electric motor 3 is provided so that the motor shaft 4 is parallel to the rack bar 1. The electric motor 3 has a motor shaft 4, a stator 5 for rotating the motor shaft 4, and a rotor 6. A drive gear 7 serving as a drive member having a cylindrical shape and having teeth meshing with teeth of a driven gear 12 is serration-fitted to one end 4a of the motor shaft 4.
[0023]
A part of the rack bar 1 is housed in the first housing 20. The first housing 20 integrally has a second housing 21 in which a part of the entire circumference swells. The electric motor 3 including the motor shaft 4, the stator 5, and the rotor 6 is configured in the second housing 21. Further, a third housing 22 that is separate from the first housing 20 and the second housing 21 is joined to the first housing 20 and the second housing 21. The rest of the rack bar 1, the ball screw mechanism 2, the driven gear 12, and the drive gear 7 are housed in the third housing 22. Here, the ball screw mechanism 2, the driven gear 12, and the drive gear 7 are power transmission means.
[0024]
The drive gear 7 is supported at one end 7a by a second bearing 9 held by a second housing 21 and at the other end 7b by a fourth bearing 11 held by a third housing 22, thereby being made rotatable. ing. The driven gear 12 has one end 12a supported by a first bearing 8 held by a first housing 20, and the other end 12b supported by a third bearing 10 held by a third housing 22, thereby providing a ball screw. The mechanism 2 is rotatable together with the nut 2a. First to third bearings 8 to 10 are shield bearings.
[0025]
On the opposite side of the second housing 21 from the third housing 22, a sensor housing 16 is provided as shown in FIG. The sensor housing 16 is provided with three long holes 16a having a long diameter in the circumferential direction at equal intervals in the circumferential direction. However, FIG. 2 shows one of the three long holes 16a. The sensor housing 16 is fixed to the second housing 21 so as to be rotatable around the axis by three bolts 16b via the elongated hole 16a. Thus, the sensor housing 16 is fixed so as to be rotatable around the axis of the motor shaft 4. As shown in FIG. 1, a rotation angle sensor 14 that can detect the rotation angle of the motor shaft 4 is provided between the sensor housing 16 and the other end 4b of the motor shaft 4. The motor shaft 4 has one end 4a supported by a bearing 13 held by a second housing 21, and the other end 4b supported by a bearing 15 held by a sensor housing 16, thereby being rotatable.
[0026]
The electric power steering apparatus according to the embodiment configured as described above can be manufactured as follows.
[0027]
First, as shown in FIG. 3, the first bearing 8 is press-fitted from one end face 20 a side of the first housing 20, and the outer ring is fixed to the first housing 20. Further, the bearing 13 and the second bearing 9 are press-fitted from one end face 21 a side of the second housing 21, and each outer ring is fixed to the second housing 21. Then, the stator 5 is fixed to the second housing 21 from the other end surface 21b side of the second housing 21. Thereafter, the motor shaft 4 to which the rotor 6 is attached is inserted from the other end surface 21b side of the second housing 21, and the motor shaft 4 is attached to the second housing 21 so that one end 4a is supported by the bearing 13. The sensor housing 16 to which the outer ring of the bearing 15 and the rotation angle sensor 14 are fixed is fixed to the second housing 21 from the other end surface 21b side. At this time, the other end 4b of the motor shaft 4 is supported by the bearing 15.
[0028]
Further, the third bearing 10 and the fourth bearing 11 are press-fitted from one end face 22 a side of the third housing 22, and each outer ring is fixed to the third housing 22. Then, the rack bar 1 on which the ball screw mechanism 2 and the driven gear 12 are assembled and the drive gear 7 are fixed from one end face 22a side of the third housing 22. At this time, the driven gear 12 and the driving gear 7 mesh with each other, the other end 12 b of the driven gear 12 is supported by the third bearing 10, and the other end 7 b of the driving gear 7 is supported by the fourth bearing 11. To be fixed.
[0029]
Then, one end surfaces 20a, 21a of the first and second housings 20, 21 and one end surface 22a of the third housing 22 are fitted. At this time, the rack bar 1 is inserted into the first housing 20, and one end 12 a of the driven gear 12 is supported by the first bearing 8. Further, one end 4 a of the motor shaft 4 and the drive gear 7 are serrated and fitted, so that the one end 7 a of the drive gear 7 is supported by the second bearing 9. Finally, the first and second housings 20, 21 and the third housing 22 are fastened.
[0030]
After the electric power steering device is assembled in this way, the bolt 16b is loosened, and the sensor housing 16 is rotated to adjust the position of the rotation angle sensor 14. Therefore, the position adjustment of the rotation angle sensor 14 is facilitated, and the assembling property is improved. Thus, the electric power steering device is completed.
[0031]
In this electric power steering device, the motor shaft 4 of the electric motor 3 is parallel to the rack bar 1, and the stator 5 and the rotor 6 concentric with the motor shaft 4 are not concentric with the rack bar 1. The stator 5 and the rotor 6 are accommodated in the first and second housings 20 and 21 together with the rack bar 1. Therefore, although the first housing 20 is a second housing 21 in which a part of the entire circumference swells, the diameter of the first housing 20 does not increase over the entire circumference. Further, since the first housing 20 that accommodates the rack bar 1 accommodates the motor shaft 4, the stator 5, and the rotor 6 in the swelled second housing 21, a gap is provided between the first housing 20 and the second housing 21. It does not occur, and more excellent mountability can be realized.
[0032]
Also, in this electric power steering apparatus, the first to third housings 20 to 23 and the first to second housings 20 to 23 and the first to second housings 20 to 21 accommodate the motor shaft 4, the stator 5 and the rotor 6, and the rack bar 1. If the bearings 8 to 11 are precisely formed, the parallelism between the motor shaft 4 and the rack bar 1 and the meshing between the drive gear 7 and the driven gear 12 can be ensured with high accuracy. For this reason, vibration and abnormal noise are hardly generated, and durability is improved. In addition, the first and second housings 20 and 21 can perform centering between the motor shaft 4 and the rack bar 1 and between the drive gear 7 and the driven gear 12, and can be connected with other members. Since it is not necessary to perform the above, assembly is easy. Further, no joining parts are required, and the manufacturing cost can be reduced.
[0033]
Therefore, according to the electric power steering device, the assembling is easy, the manufacturing cost can be reduced, and further excellent mountability can be realized.
[0034]
In this electric power steering device, the first to third bearings 8 to 10 have seals. Therefore, the lubricating oil used between the drive gear 7 and the driven gear 12 and the lubricating oil used for the ball screw mechanism 2 can be prevented from being mixed, and the power of the motor shaft 4 is efficiently transmitted to the rack bar 1. be able to. Further, it is possible to prevent the lubricating oil used between the drive gear 7 and the driven gear 12 from leaking to the stator 5 and the rotor 6 side, and to ensure the reliable operation of the electric motor 3.
[0035]
In the above-described embodiment, the rotation angle sensor 14 is disposed at the left end (FIGS. 1 and 3) of the upper part of the second housing 21. However, the rotation angle sensor 14 may be disposed at the right end of the housing 21.
[0036]
That is, the left end of the second housing 21 is closed and the right end is opened, and the electric motor 3 (the motor shaft 4, the stator 5, and the rotor 6) is first assembled from the opened right end, and then the sensor housing 16 The stored rotation angle sensor 14 is temporarily assembled.
[0037]
By doing so, the sensor housing 16 is exposed from the second housing 21 in the state of FIG. 3 in the above-described embodiment, so that the position of the rotation angle sensor 14 can be adjusted and fixed, and an excellent Easy to assemble.
[0038]
The position adjustment and fixing are performed by fixing the rotation angle sensor 14 to the sensor housing 16 and adjusting and fixing the position of the sensor housing 16 with respect to the second housing 21, or by attaching the sensor housing 16 to the second housing 21. It can be assumed that the position of the rotation angle sensor 14 with respect to the sensor housing 16 is adjusted and fixed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an electric power steering device according to an embodiment.
FIG. 2 is a view of the electric power steering apparatus according to the embodiment, as viewed from the direction of arrows II-II in FIG. 1;
FIG. 3 is an assembly diagram of the electric power steering device according to the embodiment;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Rack bar 3 ... Electric motor 4 ... Motor shaft 5 ... Stator 6 ... Rotor 2, 12, 7 ... Power transmission means (2 ... Ball screw mechanism, 12 ... Driven member (driven gear), 7 ... Drive member (drive gear) ))
2a nut part 8 first bearing 9 second bearing 10 third bearing 11 fourth bearing 20 first housing 21 second housing 22 third housing 14 rotation angle sensor 16 sensor housing

Claims

ステアリングシャフトの回転運動を長手方向の直線運動に変換して操舵角を変更させるラックバーと、該ステアリングシャフトに発生する操舵トルクに基づいてモータ軸を回転駆動する電動モータと、該モータ軸の回転駆動力を該ラックバーに伝達する動力伝達手段とを備えた電動パワーステアリング装置において、
前記電動モータは、前記モータ軸が前記ラックバーと平行又はねじれの関係にあり、該モータ軸を回転させるステータ及びロータは該ラックバーとともにハウジング内に収容され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 bar for converting a rotational movement of a steering shaft into a linear movement in a longitudinal direction to change a steering angle, an electric motor for rotating a motor shaft based on a steering torque generated on the steering shaft, and a rotation of the motor shaft An electric power steering apparatus comprising: a power transmission unit that transmits a driving force to the rack bar;
The electric motor according to claim 1, wherein the motor shaft has a relation of being parallel or torsion with the rack bar, and a stator and a rotor for rotating the motor shaft are housed in a housing together with the rack bar. apparatus.

ハウジングは、ラックバーの少なくとも一部を収容する第１ハウジングと、該第１ハウジングと一体をなし、ステータ及びロータを収容する第２ハウジングと、該第１ハウジング及び該第２ハウジングとは別体をなし、動力伝達手段を収容する第３ハウジングとを有することを特徴とする請求項１記載の電動パワーステアリング装置。The housing includes a first housing that houses at least a part of the rack bar, a second housing that is integral with the first housing, and houses a stator and a rotor, and is separate from the first housing and the second housing. 2. The electric power steering apparatus according to claim 1, further comprising a third housing accommodating power transmission means.

動力伝達手段は、モータ軸と同期回転する駆動部材と、ラックバーに設けられ、回転運動を直線運動に変換するボールねじ機構と、該ボールねじ機構のナット部と同期回転し、該駆動部材により従動する従動部材とからなり、該駆動部材及び該従動部材の両端はハウジングとの間で軸受により支承されていることを特徴とする請求項１又は２記載の電動パワーステアリング装置。The power transmission means is provided with a drive member that rotates synchronously with the motor shaft, a ball screw mechanism that is provided on the rack bar, converts the rotational movement into a linear movement, and a synchronous rotation with a nut portion of the ball screw mechanism. 3. The electric power steering apparatus according to claim 1, further comprising a driven member that is driven, wherein both ends of the driving member and the driven member are supported by bearings between the driven member and the housing.

動力伝達手段は、モータ軸と同期回転する駆動部材と、ラックバーに設けられ、回転運動を直線運動に変換するボールねじ機構と、該ボールねじ機構のナット部と同期回転し、該駆動部材により従動する従動部材とからなり、第１ハウジングに保持された第１軸受により該従動部材の一端が支承され、第２ハウジングに保持された第２軸受により該駆動部材の一端が支承され、第３ハウジングに保持された第３軸受により該従動部材の他端が支承され、該第３ハウジングに保持された第４軸受により該駆動部材の他端が支承されていることを特徴とする請求項２記載の電動パワーステアリング装置。The power transmission means is provided with a drive member that rotates synchronously with the motor shaft, a ball screw mechanism that is provided on the rack bar, converts the rotational movement into a linear movement, and a synchronous rotation with a nut portion of the ball screw mechanism. A first bearing held by the first housing, one end of the driven member is supported, and a second bearing held by the second housing, one end of the drive member is supported. The other end of the driven member is supported by a third bearing held by a housing, and the other end of the drive member is supported by a fourth bearing held by the third housing. The electric power steering device according to claim 1.

第１軸受及び第３軸受はシールをもつものであることを特徴とする請求項４記載の電動パワーステアリング装置。The electric power steering apparatus according to claim 4, wherein the first bearing and the third bearing have seals.

第２ハウジングとモータ軸との間にはステータ及びロータ側と駆動部材側とを封止するシールが設けられていることを特徴とする請求項５記載の電動パワーステアリング装置。The electric power steering apparatus according to claim 5, wherein a seal is provided between the second housing and the motor shaft to seal the stator and the rotor and the drive member.

第２ハウジングには、ロータ又はモータ軸の回転角を検出可能な回転角センサを有するセンサハウジングが軸心回りに回動可能に固定されていることを特徴とする請求項２、４、５又は６記載の電動パワーステアリング装置。A sensor housing having a rotation angle sensor capable of detecting a rotation angle of a rotor or a motor shaft is fixed to the second housing so as to be rotatable around an axis. 7. The electric power steering device according to 6.

モータ軸と駆動部材とはセレーション嵌合又はスプライン嵌合されていることを特徴とする請求項３乃至６のいずれか１項記載の電動パワーステアリング装置。7. The electric power steering apparatus according to claim 3, wherein the motor shaft and the driving member are serrated or spline-fitted.