JP2016097842A - Steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ステアリング装置に関する。 The present invention relates to a steering device.
車両の操舵機構にモータの動力を付与することにより、運転者のステアリング操作を補助する電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）が知られている。例えば、特許文献１のＥＰＳでは、ラックシャフトと平行にモータが取り付けられ、ボールねじ機構がモータの回転運動を当該ラックシャフトの直線運動に変換することによって、運転者のステアリング操作を補助する。特許文献１のＥＰＳでは、モータの回転軸に取り付けられたベルトにより、ボールねじを駆動するシステムを採用している。ボールねじは軸受によって、ボールねじ機構を覆うラックハウジングに対して回転可能に支持されている。 2. Description of the Related Art There is known an electric power steering device (EPS) that assists a driver's steering operation by applying motor power to a vehicle steering mechanism. For example, in EPS of Patent Document 1, a motor is attached in parallel with a rack shaft, and a ball screw mechanism assists a driver's steering operation by converting the rotational motion of the motor into linear motion of the rack shaft. In the EPS of Patent Document 1, a system is used in which a ball screw is driven by a belt attached to a rotating shaft of a motor. The ball screw is rotatably supported by a bearing with respect to a rack housing that covers the ball screw mechanism.
運転者の操舵等によって、ラックシャフトが直線運動するとき、ラックシャフトの両端に設けられたラックブーツは収縮および膨張する。このため、ラックブーツの収縮および膨張を抑制するために、一端のラックブーツの内部空間と他端のラックブーツの内部空間の間で空気が出入りすることのできる連通路がラックハウジングに設けられる。連通路は軸受の外周側を支持するラックハウジングに、軸受の軸方向両側を連通するように設けられている。 When the rack shaft moves linearly by the driver's steering or the like, the rack boots provided at both ends of the rack shaft contract and expand. For this reason, in order to suppress shrinkage | contraction and expansion | swelling of a rack boot, the communicating path in which air can enter / exit between the internal space of the rack boot of one end and the internal space of the rack boot of the other end is provided in a rack housing. The communication path is provided in a rack housing that supports the outer peripheral side of the bearing so as to communicate both axial sides of the bearing.
しかし、連通路を設けたステアリング装置において、軸受の弾性支持構造（フローティング構造）を採用する場合、軸受の軸方向両側に弾性部材を設けるだけでは、軸受が軸方向に移動することによって、軸受が連通路を塞いでしまうおそれがある。 However, in the case of adopting an elastic support structure (floating structure) of the bearing in the steering apparatus provided with the communication path, the bearing is moved by moving the bearing in the axial direction only by providing the elastic members on both axial sides of the bearing. There is a risk of blocking the communication path.
本発明の目的は、弾性支持構造を採用した場合でも、連通路とラックブーツの内部空間との間の連通状態が維持されるステアリング装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a steering device that maintains a communication state between a communication path and an inner space of a rack boot even when an elastic support structure is employed.
上記目的を達成しうるステアリング装置は、軸方向に往復移動する転舵シャフトと、モータの回転を減速する減速機と、前記転舵シャフトに多数のボールを介して螺合されたボールナットを有し、前記減速機により減速された前記モータの回転を前記ボールナットの回転を通じて前記転舵シャフトの往復移動に変換するボールねじ機構と、前記転舵シャフト、前記ボールねじ機構、および前記減速機を収容するハウジングと、前記ハウジングの内周面と前記ボールナットの外周面との間に介在される軸受と、前記転舵シャフトの両端部に装着されて、当該転舵シャフトを転舵輪と駆動連結するタイロッドと、前記転舵シャフトの両端をそれぞれ覆うように設けられて、一端は前記ハウジングに接続され、他端は前記タイロッドに接続されるブーツと、前記軸受の外周面と前記ハウジングの内周面との間に介在して、その周方向における一部において、軸方向全域にわたって空間部を有する円筒部材と、前記ハウジングの内周面、かつ前記軸受の軸方向における両側に設けられた２つの壁と、前記２つの壁と、前記軸受の軸方向における両側部との間にそれぞれ設けられて、前記軸受を軸方向に揺動可能に弾性支持するスプリングと、を備えている。前記円筒部材は、前記空間部を介して、前記軸受の軸方向両側の空間を連通する。 A steering device that can achieve the above-described object has a steered shaft that reciprocates in the axial direction, a speed reducer that decelerates the rotation of the motor, and a ball nut that is screwed onto the steered shaft via a number of balls. A ball screw mechanism that converts rotation of the motor decelerated by the speed reducer into reciprocating movement of the steered shaft through rotation of the ball nut, the steered shaft, the ball screw mechanism, and the speed reducer. The housing to be accommodated, the bearing interposed between the inner peripheral surface of the housing and the outer peripheral surface of the ball nut, and the both ends of the steered shaft are mounted, and the steered shaft is drivingly connected to the steered wheels. And one end connected to the housing and the other end connected to the tie rod. A cylindrical member having a space over the entire region in the axial direction in a part in the circumferential direction, and an inner circumferential surface of the housing, between the outer circumferential surface of the bearing and the inner circumferential surface of the housing, And it is provided between the two walls provided on both sides in the axial direction of the bearing, the two walls, and both sides in the axial direction of the bearing, respectively, so that the bearing can swing in the axial direction. And a spring for elastic support. The cylindrical member communicates with spaces on both axial sides of the bearing via the space.
この構成によれば、スプリングを採用することによって、軸受とハウジングとの間の隙間が塞がれることを抑制できる。このため、前記軸受が弾性支持される場合であっても、連通路が軸受の軸方向の移動によって塞がれることを抑制することができる。したがって、軸受が軸方向に移動した場合であっても、連通路と両ブーツの内部空間の間の連通状態が維持される。 According to this structure, it can suppress that the clearance gap between a bearing and a housing is obstruct | occluded by employ | adopting a spring. For this reason, even if it is a case where the said bearing is elastically supported, it can suppress that a communicating path is obstruct | occluded by the movement of the axial direction of a bearing. Therefore, even when the bearing is moved in the axial direction, the communication state between the communication path and the internal spaces of both boots is maintained.
上記のステアリング装置において、前記空間部は、軸方向全域にわたって、かつ径方向において内周側から外周側にわたって切り欠き形成された切り欠き部であることが好ましい。 In the above steering apparatus, the space portion is preferably a notch portion that is notched from the inner circumferential side to the outer circumferential side in the radial direction and in the radial direction.
上記のステアリング装置において、前記円筒部材は、円筒状の本体部と、本体部の周面においてその周方向に沿って設けられた複数の凸部と、を有するトレランスリングであり、前記本体部の内周面は、前記軸受の外周面に当接し、前記凸部は、前記ハウジングの内周面に当接し、前記空間部は、周方向において前記凸部と凸部の間に形成される空間であることが好ましい。 In the above steering device, the cylindrical member is a tolerance ring having a cylindrical main body portion and a plurality of convex portions provided along the circumferential direction on the peripheral surface of the main body portion, The inner peripheral surface is in contact with the outer peripheral surface of the bearing, the convex portion is in contact with the inner peripheral surface of the housing, and the space portion is a space formed between the convex portion and the convex portion in the circumferential direction. It is preferable that
これらの構成によれば、円筒部材に形成される空間部が連通路として機能することによって、両ブーツの内部空間を連通することができる。
上記のステアリング装置において、前記スプリングは、皿ばねであってもよい。
According to these structures, the internal space of both boots can be connected because the space part formed in a cylindrical member functions as a communicating path.
In the above steering apparatus, the spring may be a disc spring.
この構成によれば、軸受は皿ばねによって弾性支持される。このため、軸受が軸方向に移動した場合であっても、連通路と両ブーツの内部空間の間の連通状態が維持される。
上記のステアリング装置において、前記円筒部材は、前記ハウジングよりも径方向の剛性が小さく設定されていてもよい。
According to this configuration, the bearing is elastically supported by the disc spring. For this reason, even if it is a case where a bearing moves to an axial direction, the communication state between the communicating path and the internal space of both boots is maintained.
In the above steering device, the cylindrical member may be set to have a smaller radial rigidity than the housing.
この構成によれば、軸受を径方向に弾性支持することができる。このため、軸受は径方向に揺動可能に指示される。 According to this configuration, the bearing can be elastically supported in the radial direction. For this reason, the bearing is instructed to be swingable in the radial direction.
本発明のステアリング装置によれば、弾性支持構造を採用した場合でも、連通路とラックブーツの内部空間との間の連通状態が維持される。 According to the steering device of the present invention, even when the elastic support structure is adopted, the communication state between the communication path and the inner space of the rack boot is maintained.
以下、ステアリング装置の一実施形態について説明する。本実施形態のステアリング装置は、いわゆるラックパラレル型の電動パワーステアリング装置（ＲＰ−ＥＰＳ）である。 Hereinafter, an embodiment of the steering device will be described. The steering device of this embodiment is a so-called rack parallel type electric power steering device (RP-EPS).
図１に示すように、ＥＰＳ１は運転者のステアリングホイール１０の操作に基づいて転舵輪１６を転舵させる操舵機構２、および運転者のステアリング操作を補助するアシスト機構３を備えている。 As shown in FIG. 1, the EPS 1 includes a steering mechanism 2 that steers the steered wheels 16 based on the driver's operation of the steering wheel 10 and an assist mechanism 3 that assists the driver's steering operation.
操舵機構２は、ステアリングホイール１０およびステアリングホイール１０と一体回転するステアリングシャフト１１を備えている。ステアリングシャフト１１は、ステアリングホイール１０と連結されたコラムシャフト１１ａと、コラムシャフト１１ａの下端部に連結されたインターミディエイトシャフト１１ｂ、およびインターミディエイトシャフト１１ｂの下端部に連結されたピニオンシャフト１１ｃを有している。ピニオンシャフト１１ｃの下端部はラックアンドピニオン機構１３を介してラックシャフト１２に連結されている。したがって、操舵機構２では、ステアリングシャフト１１の回転運動は、ピニオンシャフト１１ｃおよびラックシャフト１２からなるラックアンドピニオン機構１３を介してラックシャフト１２の軸方向（図１の左右方向）の往復直線運動に変換される。当該往復直線運動は、ラックシャフト１２の両端にそれぞれ連結されたラックエンド１４を介してタイロッド１５に伝達される。これらタイロッド１５の運動が左右の転舵輪１６にそれぞれ伝達されることにより、転舵輪１６の転舵角が変化する。 The steering mechanism 2 includes a steering wheel 10 and a steering shaft 11 that rotates integrally with the steering wheel 10. The steering shaft 11 has a column shaft 11a connected to the steering wheel 10, an intermediate shaft 11b connected to the lower end portion of the column shaft 11a, and a pinion shaft 11c connected to the lower end portion of the intermediate shaft 11b. ing. A lower end portion of the pinion shaft 11 c is connected to the rack shaft 12 via a rack and pinion mechanism 13. Therefore, in the steering mechanism 2, the rotational motion of the steering shaft 11 is converted into a reciprocating linear motion in the axial direction of the rack shaft 12 (left and right direction in FIG. 1) via the rack and pinion mechanism 13 including the pinion shaft 11c and the rack shaft 12. Converted. The reciprocating linear motion is transmitted to the tie rod 15 via rack ends 14 respectively connected to both ends of the rack shaft 12. The movement of these tie rods 15 is transmitted to the left and right steered wheels 16, whereby the steered angle of the steered wheels 16 changes.
アシスト機構３は、ラックシャフト１２に設けられている。アシスト機構３は、アシスト力の発生源であるモータ３０と、ラックシャフト１２の周囲に一体的に取り付けられたボールねじ機構４０と、モータ３０の回転軸３１の回転力をボールねじ機構４０に伝達する減速機５０からなる。アシスト機構３は、モータ３０の回転軸３１の回転力を減速機５０およびボールねじ機構４０を介してラックシャフト１２の軸方向の往復直線運動に変換して、ラックシャフト１２に付与する力により運転者のステアリング操作を補助する。 The assist mechanism 3 is provided on the rack shaft 12. The assist mechanism 3 transmits to the ball screw mechanism 40 the rotational force of the rotating shaft 31 of the motor 30 that is a source of the assist force, the ball screw mechanism 40 that is integrally attached around the rack shaft 12, and the motor 30. It consists of the reduction gear 50 which carries out. The assist mechanism 3 is operated by the force applied to the rack shaft 12 by converting the rotational force of the rotating shaft 31 of the motor 30 into the reciprocating linear motion of the rack shaft 12 via the speed reducer 50 and the ball screw mechanism 40. Assists the steering operation.
ボールねじ機構４０、減速機５０、ピニオンシャフト１１ｃ、およびラックシャフト１２はラックハウジング１７により覆われている。ラックハウジング１７は、減速機５０の付近でラックシャフト１２の軸方向に分割された第１ラックハウジング１７ａおよび第２ラックハウジング１７ｂを連結することにより構成されている。ラックハウジング１７には、減速機５０の一部を収容する減速機ハウジング１８が設けられている。減速機ハウジング１８は、ラックシャフト１２の延びる方向に対して交わる方向（図中の下方）へ突出している。減速機ハウジング１８の外壁（図中の右側壁）には、貫通孔３３が設けられている。モータ３０の回転軸３１は、貫通孔３３を通じて減速機ハウジング１８の内部に伸びている。回転軸３１がラックシャフト１２に対して平行となるように、モータ３０はボルト３２により減速機ハウジング１８に固定されている。ラックハウジング１７とラックシャフト１２との間には、わずかに隙間が設けられている。 The ball screw mechanism 40, the speed reducer 50, the pinion shaft 11c, and the rack shaft 12 are covered with a rack housing 17. The rack housing 17 is configured by connecting a first rack housing 17a and a second rack housing 17b divided in the axial direction of the rack shaft 12 in the vicinity of the speed reducer 50. The rack housing 17 is provided with a speed reducer housing 18 that houses a part of the speed reducer 50. The reduction gear housing 18 protrudes in a direction (downward in the drawing) that intersects the direction in which the rack shaft 12 extends. A through hole 33 is provided in the outer wall (the right side wall in the figure) of the speed reducer housing 18. The rotation shaft 31 of the motor 30 extends into the reduction gear housing 18 through the through hole 33. The motor 30 is fixed to the speed reducer housing 18 by bolts 32 so that the rotary shaft 31 is parallel to the rack shaft 12. A slight gap is provided between the rack housing 17 and the rack shaft 12.
ラックハウジング１７の両端部には、蛇腹筒状体のラックブーツ１９がそれぞれ配置されている。ラックブーツ１９の一端はラックハウジング１７の端部に接続され、ラックブーツ１９の他端はタイロッド１５に接続されている。ラックハウジング１７およびラックエンド１４は、対応するラックブーツ１９により覆われている。各ラックブーツ１９は、埃や水などの異物が、ラックハウジング内およびラックエンド内に侵入することを抑制する。 At both ends of the rack housing 17, rack boots 19 each having a bellows cylindrical shape are arranged. One end of the rack boot 19 is connected to the end of the rack housing 17, and the other end of the rack boot 19 is connected to the tie rod 15. The rack housing 17 and the rack end 14 are covered with corresponding rack boots 19. Each rack boot 19 suppresses entry of foreign matter such as dust and water into the rack housing and the rack end.
つぎに、アシスト機構３について詳細に説明する。
図２に示すように、ボールねじ機構４０は、ラックシャフト１２に多数のボール４２を介して螺合する円筒状のナット４１を備えている。ナット４１は、円筒状の軸受４４を介してラックハウジング１７の内周面に対して回転可能に支持されている。ラックシャフト１２の外周面には螺旋状のねじ溝１２ａが形成されている。ナット４１の内周面には、ラックシャフト１２のねじ溝１２ａに対応する螺旋状のねじ溝４３が形成されている。ナット４１のねじ溝４３とラックシャフト１２のねじ溝１２ａにより囲まれる螺旋状の空間は、ボール４２が転動する転動路Ｒとして機能する。また、図示しないが、ナット４１には転動路Ｒの２箇所に開口して、当該２箇所の開口を短絡する循環路が設けられている。したがって、ボール４２はナット４１内の循環路を介して転動路Ｒ内を無限循環することができる。なお、転動路Ｒにはたとえばグリース等の潤滑油が塗布されて、ボール４２が転動する際の摩擦抵抗等が低減されている。
Next, the assist mechanism 3 will be described in detail.
As shown in FIG. 2, the ball screw mechanism 40 includes a cylindrical nut 41 that is screwed onto the rack shaft 12 via a large number of balls 42. The nut 41 is rotatably supported with respect to the inner peripheral surface of the rack housing 17 via a cylindrical bearing 44. A spiral thread groove 12 a is formed on the outer peripheral surface of the rack shaft 12. A helical thread groove 43 corresponding to the thread groove 12 a of the rack shaft 12 is formed on the inner peripheral surface of the nut 41. A spiral space surrounded by the thread groove 43 of the nut 41 and the thread groove 12a of the rack shaft 12 functions as a rolling path R on which the ball 42 rolls. Moreover, although not shown in figure, the nut 41 is provided with the circulation path which opens to two places of the rolling path R, and short-circuits the opening of these two places. Therefore, the ball 42 can circulate infinitely in the rolling path R through the circulation path in the nut 41. For example, lubricating oil such as grease is applied to the rolling path R to reduce the frictional resistance and the like when the ball 42 rolls.
減速機５０は、モータ３０の回転軸３１に一体的に取り付けられた駆動プーリ５１、ナット４１の外周に一体的に取り付けられた従動プーリ５２、および駆動プーリ５１と従動プーリ５２との間に巻き掛けられたベルト５３を備えている。ベルト５３は、たとえば歯付ベルトが採用される。 The reduction gear 50 is wound between a drive pulley 51 that is integrally attached to the rotating shaft 31 of the motor 30, a driven pulley 52 that is integrally attached to the outer periphery of the nut 41, and between the drive pulley 51 and the driven pulley 52. A belt 53 is provided. For example, a toothed belt is employed as the belt 53.
このような構成からなるアシスト機構３では、モータ３０の回転軸３１が回転すると、回転軸３１と一体となって駆動プーリ５１が回転する。駆動プーリ５１の回転は、ベルト５３を介して従動プーリ５２に伝達されて、これにより従動プーリ５２は回転する。このため、従動プーリ５２と一体的に取り付けられたナット４１も一体回転する。ナット４１はラックシャフト１２に対して相対回転するため、ナット４１とラックシャフト１２との間に介在される多数のボール４２は双方から負荷を受けて転動路Ｒ内を無限循環する。ボール４２が無限循環することにより、ナット４１に付与されたトルクがラックシャフト１２の軸方向に付与される力に変換される。このため、ラックシャフト１２はナット４１に対して軸方向に移動する。このラックシャフト１２に付与される軸方向の力がアシスト力となり、運転者のステアリング操作を補助する。 In the assist mechanism 3 having such a configuration, when the rotation shaft 31 of the motor 30 rotates, the drive pulley 51 rotates together with the rotation shaft 31. The rotation of the driving pulley 51 is transmitted to the driven pulley 52 via the belt 53, and thereby the driven pulley 52 rotates. For this reason, the nut 41 attached integrally with the driven pulley 52 also rotates integrally. Since the nut 41 rotates relative to the rack shaft 12, a large number of balls 42 interposed between the nut 41 and the rack shaft 12 receive a load from both sides and endlessly circulate in the rolling path R. As the ball 42 circulates infinitely, the torque applied to the nut 41 is converted into a force applied in the axial direction of the rack shaft 12. For this reason, the rack shaft 12 moves in the axial direction with respect to the nut 41. The axial force applied to the rack shaft 12 becomes an assist force, and assists the driver's steering operation.
また、ラックハウジング１７の内部には、軸受４４をその軸方向において弾性的に支持する弾性支持構造（フローティング構造）が設けられている。一例として、軸受４４の軸方向両側には、それぞれ断面Ｌ字の環状のプレート４７が設けられている。プレート４７はラックハウジング１７に固定されている。両プレート４７と軸受４４との間には、それぞれ皿ばね４８が設けられている。このため、軸受４４の軸方向両側の側面は、プレート４７および皿ばね４８を介してラックハウジング１７に当接している。皿ばね４８を採用する場合、皿ばね４８と軸受４４の間および皿ばね４８とプレート４７の間には、空気が通ることのできる隙間が形成される。 In addition, an elastic support structure (floating structure) that elastically supports the bearing 44 in the axial direction is provided inside the rack housing 17. As an example, annular plates 47 each having an L-shaped cross section are provided on both axial sides of the bearing 44. The plate 47 is fixed to the rack housing 17. A disc spring 48 is provided between the plates 47 and the bearing 44. For this reason, the side surfaces on both axial sides of the bearing 44 are in contact with the rack housing 17 via the plate 47 and the disc spring 48. When the disc spring 48 is employed, a gap through which air can pass is formed between the disc spring 48 and the bearing 44 and between the disc spring 48 and the plate 47.
ボールねじ機構４０とラックハウジング１７の内周には、スリーブ等からなる円筒部材４５が配置されている。すなわち、円筒部材４５は、その径方向において、ボールねじ機構４０とラックハウジング１７とによって挟まれている。また、円筒部材４５は両プレート４７の間に設けられている。プレート４７により、円筒部材４５の軸方向の移動が規制される。円筒部材４５には、周方向一部に切り欠き状の切り欠き部４６が形成されており、切り欠き部４６によって左側のラックブーツ１９の内部空間Ｓ１と、右側のラックブーツ１９の内部空間Ｓ２とは互いに連通している。 A cylindrical member 45 made of a sleeve or the like is disposed on the inner periphery of the ball screw mechanism 40 and the rack housing 17. That is, the cylindrical member 45 is sandwiched between the ball screw mechanism 40 and the rack housing 17 in the radial direction. The cylindrical member 45 is provided between both plates 47. The movement of the cylindrical member 45 in the axial direction is restricted by the plate 47. The cylindrical member 45 has a notch 46 formed in a part in the circumferential direction. The notch 46 forms an inner space S1 of the left rack boot 19 and an inner space S2 of the right rack boot 19. And communicate with each other.
つぎに、円筒部材４５の構成について説明する。
図３（ａ）に示すように、円筒状の円筒部材４５は、その周方向一部に、軸方向全域にわたって切り欠き部４６が形成されている。円筒部材４５の内周面および外周面は、軸方向のほぼ全域にわたって平らに形成されている。円筒部材４５の軸方向における両端面は、径方向に沿って平らに形成されている。
Next, the configuration of the cylindrical member 45 will be described.
As shown in FIG. 3A, the cylindrical cylindrical member 45 has a notch 46 formed in a part of the circumferential direction thereof over the entire axial direction. The inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the cylindrical member 45 are formed flat over substantially the entire axial direction. Both end surfaces in the axial direction of the cylindrical member 45 are formed flat along the radial direction.
図２に示すように、円筒部材４５は、切り欠き部４６を除いた周方向全域にわたって、径方向において軸受４４とラックハウジング１７とに挟まれている。切り欠き部４６の設けられた領域では、軸受４４とラックハウジング１７とは円筒部材４５と当接せず、空気が移動できる連通路（隙間）Ｃが形成されている。また、切り欠き部４６は、軸受４４の軸方向長さよりも長く、かつ両プレート間の距離と同程度の長さに設けられている。皿ばね４８と軸受４４との間にはわずかに隙間が形成されている。また、皿ばね４８とプレート４７との間にもわずかに隙間が形成されている。このため、切り欠き部４６により、ラックハウジング１７内部における軸受４４の軸方向両側の空間は互いに連通している。また、軸受４４の軸方向両側の空間は、ラックハウジング１７とラックシャフト１２との間の隙間を介して、それぞれ内部空間Ｓ１，Ｓ２と連通している。このため、切り欠き部４６の一端は内部空間Ｓ１へと、切り欠き部４６の他端は内部空間Ｓ２と連通している。 As shown in FIG. 2, the cylindrical member 45 is sandwiched between the bearing 44 and the rack housing 17 in the radial direction over the entire circumferential direction excluding the notch 46. In the region where the notch 46 is provided, the bearing 44 and the rack housing 17 are not in contact with the cylindrical member 45, and a communication path (gap) C through which air can move is formed. The notch 46 is longer than the axial length of the bearing 44 and has a length approximately equal to the distance between the plates. A slight gap is formed between the disc spring 48 and the bearing 44. A slight gap is also formed between the disc spring 48 and the plate 47. For this reason, the spaces on both axial sides of the bearings 44 inside the rack housing 17 communicate with each other by the notches 46. Further, the spaces on both sides in the axial direction of the bearing 44 communicate with the internal spaces S1 and S2 through a gap between the rack housing 17 and the rack shaft 12, respectively. For this reason, one end of the cutout 46 communicates with the internal space S1, and the other end of the cutout 46 communicates with the internal space S2.
ところで、両ラックブーツ１９の内部空間Ｓ１，Ｓ２が連通していない密閉状態である場合、ラックシャフト１２の軸方向への移動に伴い、両ラックブーツ１９の内部空間Ｓ１，Ｓ２は膨張または収縮する。たとえば、ラックシャフト１２が軸方向左側に移動した場合、左側のラックブーツ１９の蛇腹が延びるため、内部空間Ｓ１は膨張する。これに対し、右側のラックブーツ１９の内部空間Ｓ２はラックシャフト１２が軸方向左側に移動することにより、内部空間Ｓ２は収縮する。ラックシャフト１２が軸方向右側に移動した場合には同様に、内部空間Ｓ１は収縮し、内部空間Ｓ２は膨張する。このように、両ラックブーツ１９の内部空間Ｓ１，Ｓ２内の圧力変化が繰り返されると、両ラックブーツ１９は劣化するおそれがある。 By the way, when the internal spaces S1 and S2 of the rack boots 19 are in a sealed state where they are not in communication, the internal spaces S1 and S2 of the rack boots 19 expand or contract as the rack shaft 12 moves in the axial direction. . For example, when the rack shaft 12 moves to the left in the axial direction, the bellows of the left rack boot 19 extends, so that the internal space S1 expands. On the other hand, the internal space S2 of the right rack boot 19 contracts as the rack shaft 12 moves to the left in the axial direction. Similarly, when the rack shaft 12 moves to the right in the axial direction, the internal space S1 contracts and the internal space S2 expands. Thus, if the pressure changes in the internal spaces S1, S2 of both rack boots 19 are repeated, both rack boots 19 may be deteriorated.
この点、本実施形態では、円筒部材４５の切り欠き部４６を利用して、内部空間Ｓ１と内部空間Ｓ２を連通させている。このため、たとえば、ラックシャフト１２が軸方向左側に移動した場合、左側のラックブーツ１９の蛇腹が延びるため、内部空間Ｓ１は膨張し、同時に内部空間Ｓ２が収縮し始めると、直ちに内部空間Ｓ１の空気は、連通路Ｃを通って内部空間Ｓ２へ移動する。理想的には、ラックシャフト１２が軸方向に移動したときであっても、内部空間Ｓ１および内部空間Ｓ２の圧力は変化しない。理想的な状況でなくとも、内部空間Ｓ１が膨張し始め、同時に内部空間Ｓ２が収縮し始めると、直ちに連通路Ｃを通って空気が移動し始めるため、少なくとも内部空間Ｓ１およびＳ２の圧力が大きく変化することが抑制される。このため、両ラックブーツ１９の内部空間Ｓ１，Ｓ２内の圧力変化を抑制することができる。 In this regard, in the present embodiment, the internal space S1 and the internal space S2 are communicated with each other by using the notch 46 of the cylindrical member 45. For this reason, for example, when the rack shaft 12 moves to the left in the axial direction, the bellows of the left rack boot 19 extends, so that the internal space S1 expands and at the same time the internal space S2 begins to contract, the internal space S1 immediately The air moves through the communication path C to the internal space S2. Ideally, even when the rack shaft 12 moves in the axial direction, the pressures in the internal space S1 and the internal space S2 do not change. Even if it is not an ideal situation, when the internal space S1 begins to expand and the internal space S2 begins to contract at the same time, air immediately begins to move through the communication path C, so at least the pressures in the internal spaces S1 and S2 are large. Change is suppressed. For this reason, the pressure change in internal space S1, S2 of both the rack boots 19 can be suppressed.
ところで、軸受４４の支持構造として、ラックハウジング１７に対して揺動できる弾性支持構造を採用している。軸受４４を介して皿ばね４８に軸方向の荷重が作用した際に、皿ばね４８は軸方向に弾性変形する。このため、軸受４４は、皿ばね４８の軸方向の変形に伴って、軸方向に移動する。 By the way, as the support structure of the bearing 44, an elastic support structure that can swing with respect to the rack housing 17 is adopted. When an axial load is applied to the disc spring 48 via the bearing 44, the disc spring 48 is elastically deformed in the axial direction. For this reason, the bearing 44 moves in the axial direction as the disc spring 48 is deformed in the axial direction.
たとえば、皿ばね４８に代えて、弾性部材としてのゴムなどを採用する場合には、ラックハウジング１７と軸受４４との間にゴムが配置される。このとき、ゴムはラックハウジング１７と軸受４４との間に形成される隙間を埋めるように配置されるが、単純にゴムを配置するだけでは、連通路Ｃと内部空間Ｓ１，Ｓ２との連通が遮断されてしまう。そこで、たとえばゴムに溝を設けることにより、ラックハウジング１７と軸受４４との間に隙間が形成することが考えられるが、このような構成であっても同様に連通が遮断されてしまう。すなわち、軸受４４が基準の位置にあるときには、ラックハウジング１７と軸受４４との間に隙間は形成される。しかし、ゴムに溝を設けたとしても、軸受４４の軸方向の移動に伴って、ラックハウジング１７と軸受４４とによりゴムは圧縮される。ゴムは圧縮されることによって、溝を埋めるようにゴムは弾性変形するため、ラックハウジング１７と軸受４４との間に形成された隙間は塞がれやすい。 For example, when rubber or the like as an elastic member is employed instead of the disc spring 48, rubber is disposed between the rack housing 17 and the bearing 44. At this time, the rubber is disposed so as to fill a gap formed between the rack housing 17 and the bearing 44. However, the communication between the communication path C and the internal spaces S1 and S2 can be established simply by arranging the rubber. It will be blocked. Thus, for example, it is conceivable that a gap is formed between the rack housing 17 and the bearing 44 by providing a groove in the rubber. However, even in such a configuration, the communication is similarly blocked. That is, when the bearing 44 is in the reference position, a gap is formed between the rack housing 17 and the bearing 44. However, even if a groove is provided in the rubber, the rubber is compressed by the rack housing 17 and the bearing 44 as the bearing 44 moves in the axial direction. When the rubber is compressed, the rubber is elastically deformed so as to fill the groove. Therefore, the gap formed between the rack housing 17 and the bearing 44 is easily closed.
このため、本実施形態では、軸受４４を弾性支持するための部材の一例として、皿ばね４８を採用している。皿ばね４８はゴムと異なり、その概略形状を維持したまま弾性変形するため、軸受４４と皿ばね４８との間の隙間や、皿ばね４８とプレート４７との間の隙間が塞がれにくい。このため、軸受４４が軸方向に移動して、皿ばね４８が弾性変形する場合であっても、軸受４４と皿ばね４８との間の隙間が塞がれることを抑制できる。また、皿ばね４８とプレート４７との間の隙間が塞がれることが抑制できる。 For this reason, in this embodiment, the disc spring 48 is employ | adopted as an example of the member for supporting the bearing 44 elastically. Unlike the rubber, the disc spring 48 is elastically deformed while maintaining its general shape, so that the gap between the bearing 44 and the disc spring 48 and the gap between the disc spring 48 and the plate 47 are not easily blocked. For this reason, even when the bearing 44 moves in the axial direction and the disc spring 48 is elastically deformed, the gap between the bearing 44 and the disc spring 48 can be prevented from being blocked. Further, the gap between the disc spring 48 and the plate 47 can be prevented from being blocked.
本実施形態の効果について説明する。
（１）軸受４４の弾性支持構造を採用する場合であっても、連通路Ｃが軸受４４の軸方向の移動によって塞がれることを抑制することができる。このため、軸受４４が軸方向に移動した場合であっても、連通路Ｃと内部空間Ｓ１，Ｓ２の間の連通が阻害されることを抑制できる。軸受４４と皿ばね４８との間に形成される隙間、および皿ばね４８とラックハウジング１７との間に形成される隙間が塞がれにくいからである。
The effect of this embodiment will be described.
(1) Even when the elastic support structure of the bearing 44 is employed, the communication path C can be prevented from being blocked by the axial movement of the bearing 44. For this reason, even if it is a case where the bearing 44 moves to an axial direction, it can suppress that the communication between the communicating path C and internal space S1, S2 is inhibited. This is because the gap formed between the bearing 44 and the disc spring 48 and the gap formed between the disc spring 48 and the rack housing 17 are not easily blocked.
（２）ラックハウジング１７を切削することよってラックハウジング１７に連通路を設けることも考えられるところ、円筒部材４５を使用することにより、ラックハウジング１７の製造工数を減らすことができる。 (2) Although it is conceivable to provide the communication path in the rack housing 17 by cutting the rack housing 17, the number of manufacturing steps of the rack housing 17 can be reduced by using the cylindrical member 45.
なお、本実施形態は次のように変更してもよい。なお、以下の他の実施形態は、技術的に矛盾しない範囲において、互いに組み合わせることができる。
・本実施形態において、断面Ｌ字状のプレート４７を採用したが、これに限らない。すなわち、どのような断面形状のプレート４７であってもよい。また、プレート４７を設けずに、皿ばね４８は直接ラックハウジング１７に当接させてもよい。
In addition, you may change this embodiment as follows. The following other embodiments can be combined with each other within a technically consistent range.
In the present embodiment, the plate 47 having an L-shaped cross section is employed, but the present invention is not limited to this. In other words, the plate 47 may have any cross-sectional shape. Further, the disc spring 48 may be brought into direct contact with the rack housing 17 without providing the plate 47.
・本実施形態では、円筒部材４５の内周面および外周面は平らに形成されたが、これに限らない。すなわち、図３（ｂ）に示すように、円筒部材としてトレランスリング４９を用いてもよい。トレランスリング４９は、その本体部４９ａから径方向外側に突出する複数の凸部４９ｂが形成されている。図３（ｃ）に示すように、トレランスリング４９の本体部４９ａは軸受４４の外輪の外周面４４ａと当接し、凸部４９ｂはラックハウジング１７の内周面１７ｃと当接する。このため、本体部４９ａと内周面１７ｃとの間、および凸部４９ｂと外周面４４ａとの間には隙間が形成される。この隙間が内部空間Ｓ１，Ｓ２を連通する連通路として機能する。 -In this embodiment, although the internal peripheral surface and outer peripheral surface of the cylindrical member 45 were formed flat, it is not restricted to this. That is, as shown in FIG. 3B, a tolerance ring 49 may be used as the cylindrical member. The tolerance ring 49 is formed with a plurality of convex portions 49b projecting radially outward from the main body portion 49a. As shown in FIG. 3C, the main body 49 a of the tolerance ring 49 contacts the outer peripheral surface 44 a of the outer ring of the bearing 44, and the convex portion 49 b contacts the inner peripheral surface 17 c of the rack housing 17. For this reason, a gap is formed between the main body portion 49a and the inner peripheral surface 17c and between the convex portion 49b and the outer peripheral surface 44a. This gap functions as a communication path that connects the internal spaces S1 and S2.
・本実施形態において、切り欠き部４６の形状は軸方向に直線的に設けられるものに限らない。また、適宜、ラックハウジング１７に設けた溝と切り欠き部４６が組み合わさって、連通する経路を構成してもよい。 -In this embodiment, the shape of the notch part 46 is not restricted to what is linearly provided in an axial direction. Moreover, the channel | path and the notch part 46 which were provided in the rack housing 17 may combine suitably, and the path | route which connects may be comprised.
・本実施形態において、軸受４４の支持構造として軸方向の弾性支持構造を採用したが、これに限らない。すなわち、軸受４４の径方向の弾性支持構造を採用してもよい。たとえば、円筒部材４５の材質をラックハウジング１７よりも弾性率の低いものを採用することにより、軸受４４が径方向に移動できるようにしてもよい。また、図３（ｂ）に示す、トレランスリング４９を採用することによって、軸受４４が径方向に移動できるようにしてもよい。 -In this embodiment, although the elastic support structure of the axial direction was employ | adopted as a support structure of the bearing 44, it is not restricted to this. That is, an elastic support structure in the radial direction of the bearing 44 may be employed. For example, the bearing 44 may be moved in the radial direction by adopting a material having a lower elastic modulus than that of the rack housing 17 as the material of the cylindrical member 45. Moreover, you may enable it to move the bearing 44 to radial direction by employ | adopting the tolerance ring 49 shown in FIG.3 (b).
・本実施形態において、円筒部材４５は、一つの部材に切り欠き部４６を設けることにより、連通路Ｃを形成したが、これに限らない。たとえば、円筒部材４５は複数個の部材が合わさって形成されてもよい。 -In this embodiment, although the cylindrical member 45 formed the communicating path C by providing the notch part 46 in one member, it is not restricted to this. For example, the cylindrical member 45 may be formed by combining a plurality of members.
・本実施形態において、軸受４４を弾性支持するための弾性部材として皿ばね４８を採用したが、これに限らない。すなわち、ゴムのように圧縮により隙間を塞ぐような弾性部材でなければよく、たとえば、スプリングであってもよい。 In the present embodiment, the disc spring 48 is employed as an elastic member for elastically supporting the bearing 44, but is not limited thereto. That is, the elastic member may not be an elastic member that closes the gap by compression, such as rubber, and may be a spring, for example.
・本実施形態では、切り欠き部４６は２つのプレート４７の間の距離と同程度の長さに形成されたが、これに限らない。すなわち、図４に示すように、切り欠き部４６は軸方向において両プレート４７の軸受４４と反対側の側面間の長さよりも、切り欠き部４６は長く形成されていてもよい。このようにすれば、より確実に連通路Ｃと内部空間Ｓ１，Ｓ２の間の連通を確保することができる。 In the present embodiment, the notch 46 is formed to have a length that is approximately the same as the distance between the two plates 47, but is not limited thereto. That is, as shown in FIG. 4, the notch 46 may be formed longer than the length between the side surfaces of both plates 47 opposite to the bearing 44 in the axial direction. In this way, the communication between the communication path C and the internal spaces S1 and S2 can be ensured more reliably.
・本実施形態では、ステアリング操作に連動するラックシャフト１２の直線運動を、モータ３０の回転力を利用して補助する電動パワーステアリング装置を例に挙げたが、ステアバイワイヤ（ＳＢＷ）に適用してもよい。なお、ステアバイワイヤに具体化する場合には、前輪操舵装置としてだけでなく、後輪操舵装置あるいは４輪操舵装置（４ＷＳ）として具体化することもできる。 In the present embodiment, the electric power steering device that assists the linear motion of the rack shaft 12 interlocked with the steering operation by using the rotational force of the motor 30 is taken as an example, but applied to the steer-by-wire (SBW). Also good. In addition, when it materializes to a steer-by-wire, it can also materialize not only as a front-wheel steering apparatus but as a rear-wheel steering apparatus or a 4-wheel steering apparatus (4WS).
・本実施形態では、ＲＰ−ＥＰＳに具体化して示したが、これに限らず、ボールねじ機構を備える各種ステアリング装置に適用可能である。 -In this embodiment, although concretely shown to RP-EPS, it is not restricted to this, It can apply to the various steering devices provided with a ball screw mechanism.
１…ＥＰＳ、２…操舵機構、３…アシスト機構、１０…ステアリングホイール、１１…ステアリングシャフト、１１ａ…コラムシャフト、１１ｂ…インターミディエイトシャフト、１１ｃ…ピニオンシャフト、１２…ラックシャフト（転舵シャフト）、１２ａ…ねじ溝、１３…ラックアンドピニオン機構、１４…ラックエンド、１５…タイロッド、１６…転舵輪、１７…ラックハウジング（ハウジング）、１８…減速機ハウジング、１９…ラックブーツ（ブーツ）、３０…モータ、３１…回転軸、３２…ボルト、３３…貫通孔、４０…ボールねじ機構、４１…ナット、４２…ボール、４３…ねじ溝、４４…軸受、４５…円筒部材、４６…切り欠き部、Ｃ…連通路、４７…プレート、４８…皿ばね（スプリング）、４９…トレランスリング、４９ａ…本体部、４９ｂ…凸部、Ｒ…転動路、５０…減速機、５１…駆動プーリ、５２…従動プーリ、５３…ベルト、Ｓ１，Ｓ２…内部空間。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... EPS, 2 ... Steering mechanism, 3 ... Assist mechanism, 10 ... Steering wheel, 11 ... Steering shaft, 11a ... Column shaft, 11b ... Intermediate shaft, 11c ... Pinion shaft, 12 ... Rack shaft (steering shaft), 12a ... thread groove, 13 ... rack and pinion mechanism, 14 ... rack end, 15 ... tie rod, 16 ... steered wheel, 17 ... rack housing (housing), 18 ... reduction gear housing, 19 ... rack boot (boot), 30 ... Motor 31 Rotating shaft 32 Bolt 33 Through hole 40 Ball screw mechanism 41 Nut 42 Ball 43 Screw groove 44 Bearing 45 Cylindrical member 46 Notch C ... Communication passage, 47 ... Plate, 48 ... Belleville spring (spring), 49 ... Tolerance ring, 4 a ... body portion, 49b ... protrusion, R ... rolling path, 50 ... reduction gear, 51 ... driving pulley, 52 ... driven pulley, 53 ... belt, S1, S2 ... the internal space.
Claims (5)
モータの回転を減速する減速機と、
前記転舵シャフトに多数のボールを介して螺合されたボールナットを有し、前記減速機により減速された前記モータの回転を前記ボールナットの回転を通じて前記転舵シャフトの往復移動に変換するボールねじ機構と、
前記転舵シャフト、前記ボールねじ機構、および前記減速機を収容するハウジングと、
前記ハウジングの内周面と前記ボールナットの外周面との間に介在される軸受と、
前記転舵シャフトの両端部に装着されて、当該転舵シャフトを転舵輪と駆動連結するタイロッドと、
前記転舵シャフトの両端をそれぞれ覆うように設けられて、一端は前記ハウジングに接続され、他端は前記タイロッドに接続されるブーツと、
前記軸受の外周面と前記ハウジングの内周面との間に介在して、その周方向における一部において、軸方向全域にわたって空間部を有する円筒部材と、
前記ハウジングの内周面、かつ前記軸受の軸方向における両側に設けられた２つの壁と、
前記２つの壁と、前記軸受の軸方向における両側部との間にそれぞれ設けられて、前記軸受を軸方向に揺動可能に弾性支持するスプリングと、を備え、
前記円筒部材は、前記空間部を介して、前記軸受の軸方向両側の空間を連通するステアリング装置。 A steering shaft that reciprocates in the axial direction;
A decelerator that decelerates the rotation of the motor;
A ball having a ball nut screwed to the steered shaft through a plurality of balls, and converting the rotation of the motor decelerated by the speed reducer into the reciprocating movement of the steered shaft through the rotation of the ball nut. A screw mechanism;
A housing that houses the steered shaft, the ball screw mechanism, and the speed reducer;
A bearing interposed between the inner peripheral surface of the housing and the outer peripheral surface of the ball nut;
Tie rods that are attached to both ends of the steered shaft and drive-couple the steered shaft with steered wheels;
Provided so as to cover both ends of the steered shaft, one end connected to the housing, the other end connected to the tie rod,
A cylindrical member interposed between the outer peripheral surface of the bearing and the inner peripheral surface of the housing, and having a space portion over the entire axial direction in a part of the circumferential direction;
Two walls provided on the inner peripheral surface of the housing and on both sides in the axial direction of the bearing;
A spring provided between the two walls and both side portions in the axial direction of the bearing, and elastically supporting the bearing so as to be swingable in the axial direction;
The said cylindrical member is a steering device which connects the space of the axial direction both sides of the said bearing through the said space part.
前記空間部は、前記円筒部材の軸方向全域にわたって、かつ径方向において内周側から外周側にわたって切り欠き形成された切り欠き部であるステアリング装置。 The steering apparatus according to claim 1, wherein
The steering device, wherein the space portion is a cutout portion formed by cutting out the entire area in the axial direction of the cylindrical member and from the inner peripheral side to the outer peripheral side in the radial direction.
前記円筒部材は、円筒状の本体部と、本体部の周面においてその周方向に沿って設けられた複数の凸部と、を有するトレランスリングであり、
前記本体部の内周面は、前記軸受の外周面に当接し、
前記凸部は、前記ハウジングの内周面に当接し、
前記空間部は、周方向において前記凸部と前記凸部の間に形成される空間であるステアリング装置。 The steering apparatus according to claim 1, wherein
The cylindrical member is a tolerance ring having a cylindrical main body portion and a plurality of convex portions provided along the circumferential direction of the peripheral surface of the main body portion,
The inner peripheral surface of the main body abuts on the outer peripheral surface of the bearing,
The convex portion is in contact with the inner peripheral surface of the housing,
The space device is a steering device that is a space formed between the convex portion and the convex portion in a circumferential direction.
前記スプリングは、皿ばねであるステアリング装置。 In the steering device according to any one of claims 1 to 3,
The steering device is a disc spring.
前記円筒部材は、前記ハウジングよりも径方向の剛性が小さく設定されているステアリング装置。 In the steering device according to any one of claims 1 to 4,
A steering device in which the cylindrical member is set to have a smaller radial rigidity than the housing.
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