JP5224525B2 - Electric power steering device - Google Patents
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Description
本発明は、自動車や船舶において、モータを使ってステアリングホイール等の操舵部材の操作をアシストする電動パワーステアリング装置に関する。 The present invention relates to an electric power steering apparatus that assists the operation of a steering member such as a steering wheel using a motor in an automobile or a ship.
ステアリングホイールの操舵力を軽減して運転者に快適な操舵感を与えるために、電動パワーステアリング装置が使用される。電動パワーステアリング装置は、モータを使ってステアリングホイールの操舵力を軽減するアシスト力を発生させる。ステアリングシャフトには、運転者のハンドル操作を感知する操舵力センサが備えられる。電動パワーステアリングを制御するコンピュータは、操舵力センサからの検出情報をもとに運転者のハンドル操作を判断し、さらに車速等の車の状態の情報から必要なアシスト力を決定し、モータを作動させて最適なアシスト力を発生させる。 An electric power steering device is used to reduce the steering force of the steering wheel and give a comfortable steering feeling to the driver. The electric power steering device generates an assist force that reduces the steering force of the steering wheel using a motor. The steering shaft is provided with a steering force sensor that senses a driver's steering operation. The computer that controls the electric power steering judges the steering operation of the driver based on the detection information from the steering force sensor, further determines the necessary assist force from the vehicle state information such as the vehicle speed, and operates the motor To generate the optimal assist force.
前輪に操舵角を与える舵取り機構には、ラック&ピニオン式のものを用いるのが主流である。運転者が実際に操作を行う部分であるステアリングホイールには、ステアリングシャフトが連結される。ステアリングシャフトは、運転者によるステアリングホイールの操作をステアリングギヤボックスに伝える。ステアリングギヤボックスでは、ピニオンギヤとラックが噛み合わされている。ステアリングシャフトはピニオンギヤに接続されていて、運転者がステアリングホイールを回転させると、ピニオンギヤが回転し、ピニオンギヤの回転方向に応じてラックが左右に移動する。ラックの左右の動きがタイロッドを介してナックルアームに伝えられ、前輪に操舵角が与えられる。 The mainstream steering mechanism that gives the steering angle to the front wheels is a rack and pinion type. A steering shaft is connected to a steering wheel, which is a part that is actually operated by the driver. The steering shaft transmits the operation of the steering wheel by the driver to the steering gear box. In the steering gear box, the pinion gear and the rack are engaged with each other. The steering shaft is connected to the pinion gear. When the driver rotates the steering wheel, the pinion gear rotates, and the rack moves to the left and right according to the rotation direction of the pinion gear. The left and right movement of the rack is transmitted to the knuckle arm via the tie rod, and a steering angle is given to the front wheels.
モータを使った電動パワーステアリング装置には、ステアリングシャフトをアシストする方式と、ステアリングギヤボックス内のラックをアシストする方式と、がある。前者の電動パワーステアリング装置においては、モータの回転がウォーム歯車からなる減速機構によって減速され、トルクを増大させた上で、ステアリングシャフトに伝えられる。後者の電動パワーステアリング装置においては、モータの回転がボールねじ機構のナットの回転に伝えられ、ナットの回転がラックに結合されたねじ軸の軸線方向への直線運動に変換される。ねじ軸の軸線方向への直線運動がラックの左右方向への動きをアシストする。 Electric power steering devices using a motor include a method of assisting a steering shaft and a method of assisting a rack in a steering gear box. In the former electric power steering device, the rotation of the motor is decelerated by a reduction mechanism composed of a worm gear, and the torque is increased before being transmitted to the steering shaft. In the latter electric power steering apparatus, the rotation of the motor is transmitted to the rotation of the nut of the ball screw mechanism, and the rotation of the nut is converted into a linear motion in the axial direction of the screw shaft coupled to the rack. The linear movement of the screw shaft in the axial direction assists the movement of the rack in the left-right direction.
前者のパワーステアリング装置においては、ウォーム歯車の替わりにボールねじを使用した電動パワーステアリング装置が提案されている(特許文献1参照)。このボールねじを使用した電動パワーステアリング装置においては、ステアリングシャフトの周囲に同軸上に移動筒が配置され、移動筒の周囲にさらに同軸上に回転筒が配置される。そして、回転筒と移動筒との間には第一のボールねじ機構が設けられ、移動筒とステアリングシャフトとの間には第二のボールねじ機構が設けられる。回転筒は回転筒の外側に配置された中空モータによって回転駆動される。回転筒の回転は第一のボールねじ機構によって移動筒の軸線方向への直線運動に変換される。移動筒の直線運動は第二のボールねじ機構によってステアリングシャフトの回転運動に変換される。以上により、中空モータからステアリングシャフトに操舵を補助するトルクが与えられる。
しかし、従来の電動パワーステアリング装置にあっては、ステアリングシャフトの周囲に同軸上に移動筒及び回転筒を配置し、回転筒の外側に中空モータを配置する構造なので、電動パワーステアリング装置の外径が大きくなり易い。電動パワーステアリング装置の外径が大きくなると、運転者の足元を圧迫してしまう。また、専用の中空モータを必要とするので、モータの静音化や信頼性の向上を図るのが困難になる。さらに、軸線方向に長い移動筒の内側及び外側にボール転走溝を加工し、ボール転走溝に多数のボールを組み込む必要があるので、加工や組立ても極めて困難なものになる。 However, the conventional electric power steering device has a structure in which a moving cylinder and a rotating cylinder are arranged coaxially around the steering shaft, and a hollow motor is arranged outside the rotating cylinder. Tends to be large. When the outer diameter of the electric power steering device is increased, the driver's feet are pressed. In addition, since a dedicated hollow motor is required, it is difficult to reduce the noise and improve the reliability of the motor. Furthermore, since it is necessary to process the ball rolling grooves inside and outside the moving cylinder that is long in the axial direction and to incorporate a large number of balls into the ball rolling grooves, it becomes extremely difficult to process and assemble.
そこで本発明は、ボールねじを用いた実現可能なステアリングシャフトアシスト方式の電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a feasible steering shaft assist type electric power steering device using a ball screw.
上記課題を解決するために請求項1に記載の発明は、操舵部材に連結される第一のねじ軸と、モータに連結されると共に、前記第一のねじ軸と平行に配置される第二のねじ軸と、前記第一のねじ軸の回転運動に伴って前記第一のねじ軸の軸線方向に直線運動する第一のナットと、前記第二のねじ軸の回転運動に伴って前記第二のねじ軸の軸線方向に直線運動する第二のナットと、を備え、前記第二のねじ軸及び前記第二のナットのリードは、前記第一のねじ軸及び前記第一のナットのリードよりも小さく、前記第二のナットの直線運動に伴って前記第一のナットが直線運動する電動パワーステアリング装置である。 In order to solve the above-described problem, the invention according to claim 1 is a first screw shaft connected to the steering member, and a second screw shaft connected to the motor and arranged in parallel with the first screw shaft. A first nut that linearly moves in the axial direction of the first screw shaft with the rotational movement of the first screw shaft, and the first nut with the rotational motion of the second screw shaft. A second nut that linearly moves in the axial direction of the second screw shaft, and the lead of the second screw shaft and the second nut is the lead of the first screw shaft and the first nut. And an electric power steering device in which the first nut moves linearly with the linear movement of the second nut.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の電動パワーステアリング装置において、前記第二のナットの直線運動に伴って前記第一のナットが直線運動するように、前記第一のナットと前記第二のナットを連結する連結部材を備えることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the electric power steering apparatus according to the first aspect, the first nut and the first nut are arranged so that the first nut linearly moves with the linear movement of the second nut. A connecting member for connecting the second nut is provided.
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の電動パワーステアリング装置において、対向する一対の側壁部及び底部を有すると共に、前記一対の側壁部の内側に長手方向に伸びる転動体転走溝を有する軌道部材と、前記一対の側壁部間に前記軌道部材の長手方向に移動可能に挟まれ、前記軌道部材の前記転動体転走溝に対向する負荷転動体転走溝を含む転動体循環路を有すると共に、前記第二のナットを有する移動ブロックと、前記移動ブロックの前記転動体循環路に配列される複数の転動体と、前記軌道部材の長手方向の両端部に設けられ、前記第二のねじ軸を回転可能に支持する支持部と、を備え、前記連結部材は、前記移動ブロックと前記第一のナットとを連結することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided the electric power steering apparatus according to the second aspect, wherein the rolling element rolling groove has a pair of opposing side wall portions and a bottom portion and extends in the longitudinal direction inside the pair of side wall portions. A rolling member circulation including a raceway member including a load rolling element rolling groove that is sandwiched between the pair of side wall portions so as to be movable in a longitudinal direction of the raceway member and faces the rolling element rolling groove of the raceway member. A moving block having a path and a second nut, a plurality of rolling elements arranged in the rolling element circulation path of the moving block, and provided at both longitudinal ends of the track member, And a support portion that rotatably supports the second screw shaft, wherein the connecting member connects the moving block and the first nut.
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の電動パワーステアリング装置において、前記軌道部材が取り付けられるベースと、前記ベースに取り付けられ、前記第一のねじ軸を回転可能に支持する支持ブラケットと、を備えることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the electric power steering apparatus according to the third aspect, a base to which the track member is attached, and a support bracket that is attached to the base and rotatably supports the first screw shaft. And.
操舵部材に連結される第一のねじ軸に平行にモータに連結される第二のねじ軸を配置することで、ボールねじを用いた電動パワーステアリング装置を実現することができ、また、運転者の足元を圧迫しないようにスペースのある方にモータ及び第二のねじ軸を配置することができる。さらに、専用の中空モータではなく、市販のモータを使用することができるので、モータの静音化や信頼性の向上を図ることができる。第一のねじ軸及び第二のねじ軸のリードの差を大きくすることで、減速比を大きくすることができるので、モータの出力を小さくすることもできる。 By arranging the second screw shaft connected to the motor in parallel with the first screw shaft connected to the steering member, an electric power steering device using a ball screw can be realized, and the driver It is possible to arrange the motor and the second screw shaft in a direction where there is a space so as not to compress the foot of the. Furthermore, since a commercially available motor can be used instead of a dedicated hollow motor, the motor can be quiet and the reliability can be improved. Since the reduction ratio can be increased by increasing the difference between the leads of the first screw shaft and the second screw shaft, the output of the motor can also be reduced.
以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態の電動パワーステアリング装置を説明する。図1は、電動パワーステアリング装置の全体構成を示す模式図である。こ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1をアシストするステアリングシャフトアシスト方式のものである。操舵部材であるステアリングホイール2には、運転者によるステアリングホイール2の操作を舵取り機構3に伝えるステアリングシャフト1が連結される。
Hereinafter, an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of the electric power steering apparatus. This electric power steering apparatus is of a steering shaft assist type that assists the steering shaft 1. A steering shaft 1 that transmits the operation of the steering wheel 2 by the driver to the
舵取り機構3のステアリングギヤ6は、ステアリングシャフト1の端部に接続されるピニオンギヤ4と、ピニオンギヤ4に噛み合い、ピニオンギヤ4の回転によって左右方向に移動するラック5と、から構成される。ラック5はハウジング7に車両横方向に移動できるように収容される。ラック5の左右両端にはラック5をナックルアーム9に連結するためのタイロッド8が取り付けられる。前輪10の取り付け部分であるハブ11は、ナックルアーム9によって支えられる。ナックルアーム9を押したり引いたりすることで、前輪10に操舵角が与えられる。ステアリングホイール2を回転させるとピニオンギヤ4が回転する。するとピニオンギヤ4の回転方向に応じてラック5が左右どちらかに動く。このラック5の動きがタイロッド8を介してナックルアーム9に伝えられ、前輪10に操舵角が与えられる。
The steering gear 6 of the
電動パワーステアリング装置は、モータ28によってステアリングシャフト1にアシスト力を発揮させる。ステアリングシャフト1には操舵力センサ29が設けられる。制御部61は操舵力センサ29からの情報をもとに運転者によるハンドル操作を判断し、さらに走行状態検出センサ30からの車速等の情報から必要なアシスト力を決定し、モータ28を駆動する駆動回路28aに出力する。駆動回路28aはモータ28に電流を供給し、モータ28を作動させて最適なアシスト力を発揮させる。モータ28が使用する電力はバッテリーから供給される。モータ28に発生するトルクは伝動機構62を介してステアリングシャフト1に伝動される。
The electric power steering apparatus causes the steering shaft 1 to exert an assist force by the
ステアリングシャフト1は、車体に取り付けられたハウジング63の内部に回転自在に支持される。ハウジング63は、内部のステアリングシャフト1が車室の内部に上方に向かって後方に傾斜するように車体に取り付けられる。
The steering shaft 1 is rotatably supported inside a
図2はハウジング63の内部の伝動機構62の斜視図を示す。伝動機構62は、上下に二段の第一のボールねじ機構14と、第二のボールねじ機構17と、を組み合わせてなる。上段の第一のボールねじ機構14のねじ軸12と、下段の第二のボールねじ機構17のねじ軸15とは平行である。第一のねじ軸12の軸線と第二のねじ軸15の軸線とは所定距離離れていて、これらは互いに交わることはない。第一のねじ軸12がステアリングシャフト1に連結され、第二のねじ軸15がモータ28に連結される。
FIG. 2 is a perspective view of the
第一ねじ軸12のリードは、第二のねじ軸15のリードよりも大きく設定される。例えば、第一のねじ軸12のリード:第二のねじ軸15のリード=30〜50:1に設定される。第一のねじ軸12には第一のナットである第一のボールねじナット13が嵌まる。第二のねじ軸15には第二のナットである第二のボールねじナット16が嵌まる。図4に示されるように、第一のボールねじナット13と第二のボールねじナット16は連結部材33によって連結される。モータ28を回転すると、第二のねじ軸15が回転する。第二のねじ軸15の回転は、第一及び第二のボールねじナット13,16を介して第一のねじ軸12に伝動される。第二のねじ軸15の回転は、例えば1/30〜50に減速されて第一のねじ軸12に伝えられる。
The lead of the
図2及び図3に示されるように、伝動機構62は細長い矩形状のベース18を有する。ベース18の長さ方向の両端部には、第一のねじ軸12を回転可能に支持する一対の支持ブラケット19a,19bが取り付けられる。第一のねじ軸12はベアリング20,21を介して支持ブラケット19a,19bにその軸線の回りを回転可能に支持される。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
第一のねじ軸12の外周面には、所定のリードの螺旋状のボール転走溝12a(図5参照)が加工される。転動体としてのボール22が転がり運動するので、ボール転走溝12aの表面は滑らかにかつ高い強度に仕上げられる。
On the outer peripheral surface of the
図2に示されるように、第一のねじ軸12の一端には、ホイール連結軸25が結合される。第一のねじ軸12の中心線とホイール連結軸25の中心線とは一致する。ホイール連結軸25の先端には、円筒形状のホイール保持部26が設けられる。ホイール保持部26には、周方向に複数の取付け孔26aが開けられる。取付けねじを取付け孔26aに通し、ホイール保持部26に取り付けたステアリングホイール2にねじ込むことによって、ステアリングホイール2がホイール保持部26に固定される。
As shown in FIG. 2, a
第一のねじ軸12の他端には、ユニバーサルジョイント等を介してピニオンギヤ4が接続される。また第一のねじ軸12の回転角度はエンコーダなどの操舵角センサ27によって検出される。第一のねじ軸12はステアリングシャフト1に連結されているので、第一のねじ軸12の回転角度はステアリングホイール2の回転角度に等しい。
The
図5は、第一のねじ軸12に嵌まる第一のボールねじナット13の詳細図を示す。第一のボールねじナット13は、内周面に負荷ボール転走溝31aが加工されるナット本体31と、ナット本体31の両端に設けられる一対のエンドキャップ32と、から構成される。ボール22が転がり運動するので、負荷ボール転走溝31aの表面は滑らかにかつ高い強度に仕上げられる。ナット本体31には、ボール22を循環させるためにナット本体31の軸線方向に貫通するボール戻し通路31bが開けられる。エンドキャップ32には、第一のねじ軸12のボール転走溝12aを転がるボール22を掬い上げ、ボール戻し通路31bに導く方向転換路32aが開けられる。第一のねじ軸12のボール転走溝12aと、ナット本体31の負荷ボール転走溝31aとの間の負荷ボール転走路、方向転換路32a、及びボール戻し通路31bから構成されるボール循環路には、複数のボール22が配列・収容される。
FIG. 5 shows a detailed view of the first
第一のねじ軸12を回転させると、ボール22を介して第一のねじ軸12に嵌まる第一のボールねじナット13が軸線方向に移動する。それと同時に、ボール22はボール循環路を循環する。負荷ボール転走路を転がるボール22は、負荷ボール転走路の一端まで転がった後、エンドキャップ32の方向転換路32a内に掬い上げられ、ボール戻し通路31bを経由した後、反対側のエンドキャップ32から元の負荷ボール転走路の他端に戻される。なお、ボール循環路には、上述のエンドキャップ方式のボール循環路の他、リターンパイプ方式やデフレクタ方式のボール循環路を用いることができる。
When the
図6は、第二のボールねじナット16が直線運動するのを案内する運動案内装置を示す。この運動案内装置においては、第二のボールねじ機構17と直動ガイド部39とが一体の構造にされる。運動案内装置は、対向する一対の側壁部34a及び底部34cを有して断面U字形状に形成される軌道部材34と、軌道部材34の長手方向に沿って移動する移動ブロック36と、を備える。軌道部材34の底部には取付け孔が開けられる。取付け孔にボルトを通し、ボルトをベース18のねじ孔に締め付けることで、軌道部材34がベースに取り付けられる。軌道部材34の一対の側壁部34aの内側には、移動ブロック36が挟まれる。移動ブロック36は、軌道部材34に沿って軌道部材34の長手方向に直線運動する。軌道部材34の側壁部34aの内側には、軌道部材34の長手方向に伸びる転動体転走溝であるボール転走溝34bが加工される。移動ブロック36の左右の側面それぞれには、二条の転動体循環路であるボール循環路37が設けられる。
FIG. 6 shows a motion guide device for guiding the second
図7に示されるように、移動ブロック36の各ボール循環路37は、軌道部材34のボール転走溝34bに対向する負荷転動体転走溝である負荷ボール転走溝37aと、負荷ボール転走溝37aと平行な貫通孔37bと、負荷ボール転走溝37aの端部と貫通孔37bの端部とを接続する一対のU字状の方向転換路37cから構成される。軌道部材34に対して移動ブロック36が相対的に直線運動すると、軌道部材34のボール転走溝34bと移動ブロック36の負荷ボール転走溝37aとの間の負荷ボール転走路に介在されるボール40が転がり運動する。負荷ボール転走路を転がり運動したボール40は一方の方向転換路37cに掬い上げられ、貫通孔37bを経由した後、反対側の方向転換路37cから再び負荷ボール転走路に戻される。ここで、軌道部材34及び移動ブロック36のボール循環路37が直動ガイド部39を構成する。
As shown in FIG. 7, each
第二のボールねじ機構17の第二のねじ軸15は、移動ブロック36を貫通する。第二のねじ軸15の外周面には、所定のリードのボール転走溝15aが加工される。第二のねじ軸15のリードは第一のねじ軸12のリードよりも小さい。転動体としてのボールが転がり運動するので、第二のねじ軸15のボール転走溝15aの表面は滑らかにかつ高い強度に仕上げられる。
The
第二のねじ軸15の両端部は、軌道部材34の長手方向の両端部に設けられる支持部である端部ハウジング43,44にベアリング41,42を介して回転可能に支持される。第二のねじ軸15は、その軸線の回りを回転する。第二のねじ軸15の一端には、継ぎ手45が取り付けられる。軌道部材34の長手方向の端部には、モータ28が取り付けられるモータ用ハウジング46が設けられる。モータ28をモータ用ハウジング46に取り付け、モータ28の出力軸を継ぎ手45に連結することで、モータ28が第二のねじ軸15に連結される。
Both ends of the
移動ブロック36内には、第二のボールねじナット16が組み込まれる。第二のボールねじナット16は移動ブロック36を貫通する第二のねじ軸15に嵌まる。第二のボールねじナット16の内周面には、第二のねじ軸15のボール転走溝15aに対向する螺旋状の負荷ボール転走溝が加工される。また、第二のボールねじナット16は、負荷ボール転走溝を含むボール循環路を有する。ボール循環路の形式は、第一のボールねじナット13と同様に、リターンパイプ方式、エンドキャップ方式、デフレクタ方式などの様々な方式を採用することができる。ボール循環路には、複数のボールが配列される。第二のねじ軸15を回転させると、第二のボールねじナット16が軸線方向に移動すると共に、複数のボールが第二のボールねじナットのボール循環路を循環する。
A second
図2に示されるように、第一のボールねじナット13のフランジ13aには、L字形のブラケット33が結合される。L字形のブラケット33の下面には、移動ブロック36が結合される。移動ブロック36には第二のボールねじナット16が結合されるから、第一のボールねじナット13はブラケット33及び移動ブロック36を介して第二のボールねじナット16に結合される。
As shown in FIG. 2, an L-shaped
第一のボールねじナット13と第一のねじ軸12との間にボール22を介在させ、ボールに予圧を与えることで、第一のボールねじ機構14のすきまをゼロにすることができる。同様に、第二のボールねじナット16と第二のねじ軸15との間にボールを介在させ、ボールに予圧を与えることで、第二のボールねじ機構17のすきまをゼロにすることができる。これら第一のボールねじ機構14と第二のボールねじ機構17を組み合わせた伝動機構62もすきまがゼロになるので、遊びのない伝動機構62が得られる。
By interposing the
ベース18上には、ストッパ支持プレート48を介してストッパ50が設けられる。ストッパ50は、ウレタン、ゴム等の粘弾性材である。複数のストッパ50は、ベース18の長手方向に所定の間隔を開けて互いに向かい合うように設けられる。第一のボールねじナット13に固定したL字状のブラケット33の下部がストッパ50に当接することで、第一のボールねじナット13及び第二のボールねじナット16の軸線方向の移動量が制限される。ストッパ50によって、ステアリングホイール2の時計方向及び反時計方向の回転角度が制限される。
A
以下に、第一のボールねじ機構14のリードを例えば30〜50mmとし、第二のボールねじ機構17のリードを例えば1mmにした場合の伝動機構の動きを説明する。この場合、モータ28を1回転させたとき、第二のボールねじナット16は第二のねじ軸15の軸線方向に1mm進む。第一のボールねじナット13と第二のボールねじナット16とは結合されているので、第二のボールねじナット16の直線運動に伴って第一のボールねじナット13も第一のねじ軸の軸線方向に1mm進む。第一のボールねじナット13が直線運動するとき、第一のボールねじナット13の直線運動が回転運動に変換されて、第一のねじ軸12が回転する。第一のボールねじ機構14のリードは30〜50mmであるので、第一のボールねじナット13が1mm直線的に進むと、第一のねじ軸12が1回転の1/30〜50だけ回転することになる。すなわち、モータ28の回転は1/30〜50に減速され、モータ28のトルクは30〜50倍に増幅されて第一のねじ軸12に伝動される。
Hereinafter, the movement of the transmission mechanism when the lead of the first
第一のねじ軸12はステアリングシャフト1(図2においてはホイール連結軸25)に連結されているので、モータ28の回転は伝動機構を介してステアリングシャフト1に伝えられる。図1に示されるように、ステアリングシャフト1の回転はステアリングギヤ6を介して舵取り機構3に伝えられる。モータ28からステアリングシャフト1に加えられるトルクは、制御部61によって制御される。上述したように制御部61には、操舵力センサ29から操舵トルクの検出結果が与えられており、また車両の各部に設けた走行状態検出センサ30から車速、ヨーレート、横加速度、前後加速度等の操舵に影響を与える走行状態の検出結果が与えられる。さらに制御部61には、操舵角センサ27からの操舵角の検出結果が与えられる。制御部61は、操舵力センサ29から与えられる操舵トルクの検出結果に基づいて制御目標値を定め、この制御目標値を走行状態検出センサ30から与えられる走行状態の検出結果、及び操舵角センサ27から与えられる操舵角の検出結果に基づいて補正し、補正された制御目標値を得るべくモータ28の駆動回路28aに動作指令を発する。これにより、操舵の状況に応じた操舵アシスト力がステアリングシャフト1に加えられ、ステアリングホイール2を操作する運転者に軽快で良好な操舵感を体感させることができる。
Since the
ステアリングシャフト1に連結される第一のねじ軸12に平行にモータ28に連結される第二のねじ軸15を配置することで、運転者の足元を圧迫しないように運転者から離れた位置にモータ28及び第二のねじ軸15を配置することができる。また、専用の中空モータではなく、市販のモータ28を使用することができるので、モータ28の静音化や信頼性の向上を図ることができる。さらに、第二のボールねじナット16を案内する運動案内装置にボールねじ部(第二のボールねじナット16)と直動ガイド部39とを一体化させた構造を採用することで、電動パワーステアリング装置をよりコンパクトにすることができる。さらに、ベース18に第一のねじ軸12を回転可能に支持することで、取付けスペースをより低減することができる。
By disposing the
図8は、伝動機構の他の例の断面図を示す。筒状の軌道部材51内には、移動ブロック52が軸線方向に移動可能に収容される。移動ブロック52の移動は、直動ガイド部である、軌道部材51の内周面のボール転走溝51a及び転動体53によって案内される。移動ブロック52には、第一のねじ軸54及び第二のねじ軸55が貫通する。第一のねじ軸54に第一のボールねじナット56が螺合し、第二のねじ軸55に第二のボールねじナット57が螺合する。筒状の軌道部材51内に第一のねじ軸54及び第二のねじ軸55を収容することで、コンパクトな伝動機構が得られる。ここで、移動ブロック52に第一のねじ軸54及び第二のねじ軸55に螺合する第一及び第二の雌ねじ部を切削加工等によって直接的に形成してもよい。このような第一及び第二の雌ねじ部も本発明の第一及び第二のナットに相当する。
FIG. 8 shows a sectional view of another example of the transmission mechanism. A moving
なお、本発明は上記実施形態に限られることなく、本発明の要旨を変更しない範囲で様々に変更できる。例えば、第一のボールねじ機構及び第二のボールねじ機構には、転動体を介在させないすべりタイプのねじ機構を用いてもよい。また、本発明の電動パワーステアリング装置は、自動車だけでなく、船舶の舵取り機構にも適用することができる。さらに、上記実施形態においては、ラック&ピニオン式の舵取り機構を備える車両に適用した例について説明したが、ラック&ピニオン式以外の舵取り機構を備える車両にも適用することができる。 In addition, this invention is not restricted to the said embodiment, In the range which does not change the summary of this invention, it can change variously. For example, a sliding-type screw mechanism that does not interpose rolling elements may be used for the first ball screw mechanism and the second ball screw mechanism. The electric power steering apparatus of the present invention can be applied not only to automobiles but also to ship steering mechanisms. Furthermore, in the said embodiment, although the example applied to the vehicle provided with the rack & pinion type steering mechanism was demonstrated, it is applicable also to the vehicle provided with steering mechanisms other than a rack & pinion type.
1…ステアリングシャフト,2…ステアリングホイール,3…舵取り機構,4…ピニオンギヤ,5…ラック,12…第一のねじ軸,13…第一のボールねじナット(第一のナット),15…第二のねじ軸,16…第二のボールねじナット(第二のナット),18…ベース,19a,19b…支持ブラケット,20,21…ベアリング,28…モータ,33…ブラケット(連結部材),34…軌道部材,34a…側壁部,34c…底部,36…移動ブロック,40…ボール(転動体),41,42…ベアリング,43,44…端部ハウジング(支持部),52…移動ブロック,54…第一のねじ軸,55…第二のねじ軸,56…第一のボールねじナット,57…第二のボールねじナット,62…伝動機構 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Steering shaft, 2 ... Steering wheel, 3 ... Steering mechanism, 4 ... Pinion gear, 5 ... Rack, 12 ... First screw shaft, 13 ... First ball screw nut (first nut), 15 ... Second Screw shaft, 16 ... second ball screw nut (second nut), 18 ... base, 19a, 19b ... support bracket, 20, 21 ... bearing, 28 ... motor, 33 ... bracket (connection member), 34 ... Track member, 34a ... side wall, 34c ... bottom, 36 ... moving block, 40 ... ball (rolling element), 41, 42 ... bearing, 43, 44 ... end housing (support), 52 ... moving block, 54 ... First screw shaft, 55 ... second screw shaft, 56 ... first ball screw nut, 57 ... second ball screw nut, 62 ... transmission mechanism
Claims (4)
モータに連結されると共に、前記第一のねじ軸と平行に配置される第二のねじ軸と、
前記第一のねじ軸の回転運動に伴って前記第一のねじ軸の軸線方向に直線運動する第一のナットと、
前記第二のねじ軸の回転運動に伴って前記第二のねじ軸の軸線方向に直線運動する第二のナットと、を備え、
前記第二のねじ軸及び前記第二のナットのリードは、前記第一のねじ軸及び前記第一のナットのリードよりも小さく、
前記第二のナットの直線運動に伴って前記第一のナットが直線運動する電動パワーステアリング装置。 A first screw shaft coupled to the steering member;
A second screw shaft coupled to the motor and disposed parallel to the first screw shaft;
A first nut that linearly moves in the axial direction of the first screw shaft in accordance with the rotational movement of the first screw shaft;
A second nut that linearly moves in the axial direction of the second screw shaft as the second screw shaft rotates.
The lead of the second screw shaft and the second nut is smaller than the lead of the first screw shaft and the first nut,
An electric power steering apparatus in which the first nut moves linearly with the linear movement of the second nut.
対向する一対の側壁部及び底部を有すると共に、前記一対の側壁部の内側に長手方向に伸びる転動体転走溝を有する軌道部材と、
前記一対の側壁部間に前記軌道部材の長手方向に移動可能に挟まれ、前記軌道部材の前記転動体転走溝に対向する負荷転動体転走溝を含む転動体循環路を有すると共に前記第二のナットを有する移動ブロックと、
前記移動ブロックの前記転動体循環路に配列される複数の転動体と、
前記軌道部材の長手方向の両端部に設けられ、前記第二のねじ軸を回転可能に支持する支持部と、を備え、
前記連結部材は、前記移動ブロックと前記第一のナットとを連結することを特徴とする請求項2に記載の電動パワーステアリング装置。 The electric power steering device further includes
A track member having a pair of side wall portions and a bottom portion facing each other and having rolling element rolling grooves extending in a longitudinal direction inside the pair of side wall portions,
The rolling member circulation path includes a load rolling member rolling groove that is sandwiched between the pair of side wall portions so as to be movable in the longitudinal direction of the race member and faces the rolling member rolling groove of the race member. A moving block having two nuts;
A plurality of rolling elements arranged in the rolling element circulation path of the moving block;
A support portion provided at both ends in the longitudinal direction of the raceway member, and rotatably supporting the second screw shaft;
The electric power steering apparatus according to claim 2, wherein the connecting member connects the moving block and the first nut.
前記軌道部材が取り付けられるベースと、
前記ベースに取り付けられ、前記第一のねじ軸を回転可能に支持する支持ブラケットと、を備えることを特徴とする請求項3に記載の電動パワーステアリング装置。 The electric power steering device further includes
A base to which the track member is attached;
The electric power steering device according to claim 3, further comprising a support bracket attached to the base and rotatably supporting the first screw shaft.
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