JP5816566B2 - Electric power steering device - Google Patents
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Description
本発明は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.
電動パワーステアリング装置として、電動モータの出力を入力軸に伝える歯車伝達装置と、入力軸に連結されるピニオン軸と、ピニオン軸のピニオンと噛合うラックを備えるラック軸と、ラック軸に連係する***舵部に電動モータの出力トルクをアシスト力として付与するものがある。即ち、電動モータの出力トルクがラック軸に連結されるタイロッド、ナックルアームを介して***舵部であるタイヤの操舵アシスト力として伝えられる。 As an electric power steering device, a gear transmission for transmitting the output of an electric motor to an input shaft, a pinion shaft connected to the input shaft, a rack shaft having a rack meshing with the pinion of the pinion shaft, and a gear linked to the rack shaft There is one that applies an output torque of an electric motor as an assisting force to a steering unit. That is, the output torque of the electric motor is transmitted as the steering assist force of the tire as the steered portion via the tie rod and knuckle arm connected to the rack shaft.
このとき、従来のダブルピニオン型の電動パワーステアリング装置では、特許文献1に記載の如く、ステアリングホイールに連結されるハンドル側ピニオン軸を有し、ハンドル側ピニオン軸のピニオンをラック軸のハンドル側ラックに噛合いさせるとともに、電動モータの出力が伝えられる入力軸に連結されるアシスト側ピニオン軸を有し、アシスト側ピニオン軸のピニオンをラック軸のアシスト側ラックに噛合いさせている。そして、ステアリングホイールに加えた操舵トルクに従ってラック軸を移動させるとともに、電動モータの出力トルクをラック軸の移動に対するアシスト力として付与することとしている。このダブルピニオン型の電動パワーステアリング装置は、車両に対する電動モータの配置等のレイアウト性の有利がある。
At this time, the conventional double pinion type electric power steering apparatus has a handle side pinion shaft connected to the steering wheel as described in
このような電動パワーステアリング装置、特にダブルピニオン型の電動パワーステアリング装置では、車両に搭載された状態で、電動モータの出力が伝えられる入力軸に連結されたピニオン軸が鉛直方向に対して交差配置されることがある。即ち、ピニオン軸が車両の前後方向に沿う概ね水平方向に横置きされることもある。 In such an electric power steering device, in particular, a double pinion type electric power steering device, the pinion shaft connected to the input shaft to which the output of the electric motor is transmitted intersects the vertical direction when mounted on the vehicle. May be. In other words, the pinion shaft may be placed horizontally in a substantially horizontal direction along the longitudinal direction of the vehicle.
しかしながら、電動パワーステアリング装置が車両に搭載された状態で、電動モータの出力が伝えられる入力軸に連結されたピニオン軸が鉛直方向に対して交差配置されているときには、***舵部たるタイヤからナックルアーム、タイロッドを介してラック軸に伝わる振動が、該ラック軸を車両の前後方向に振動させる。これにより、ラック軸のラックが、車両の前後方向に沿う概ね水平方向に配置されているピニオン軸のピニオンの歯すじ方向に振動するものになり、ラックとピニオンの歯打ち音を発生するおそれがある。 However, when the electric power steering device is mounted on a vehicle and the pinion shaft connected to the input shaft to which the output of the electric motor is transmitted is crossed with respect to the vertical direction, the knuckle is removed from the tire as the steered portion. The vibration transmitted to the rack shaft via the arm and tie rod causes the rack shaft to vibrate in the longitudinal direction of the vehicle. As a result, the rack of the rack shaft vibrates in the direction of the pinion of the pinion shaft arranged in a substantially horizontal direction along the longitudinal direction of the vehicle, and there is a risk of rattling noise between the rack and the pinion. is there.
尚、ラック軸のラックとピニオン軸のピニオンの少なくとも一方の歯すじがそれらの中心軸に斜交するはすばであったり、ラック軸のラックとピニオン軸のピニオンの歯すじがそれらの中心軸に平行するすぐばであっても、ピニオン軸が車両の前後方向に沿う水平方向に対して斜交配置されている場合に、上述のラックとピニオンの歯打ち音の発生は顕著になる。 It should be noted that at least one tooth of the rack of the rack shaft and the pinion of the pinion shaft obliquely crosses the central axis thereof, or the rack of the rack shaft and the pinion of the pinion shaft has the central shaft thereof. Even if the pinion shaft is arranged obliquely with respect to the horizontal direction along the front-rear direction of the vehicle, the rack and pinion rattling noise described above becomes prominent.
本発明の課題は、電動モータの出力が伝えられる入力軸に連結されたピニオン軸が鉛直方向に対して交差配置される電動パワーステアリング装置において、ラック軸のラックとピニオン軸のピニオンの歯打ち音の発生を防ぐことにある。 An object of the present invention is to provide a rattling sound between a rack of a rack shaft and a pinion of a pinion shaft in an electric power steering device in which a pinion shaft connected to an input shaft to which an output of an electric motor is transmitted intersects the vertical direction. Is to prevent the occurrence of
請求項1に係る発明は、電動モータの出力を入力軸に伝える歯車伝達装置と、入力軸に連結されるピニオン軸と、ピニオン軸のピニオンと噛合うラックを備えるラック軸とを有し、ラック軸に連係する***舵部に電動モータの出力トルクがアシスト力として付与される電動パワーステアリング装置であり、車両に搭載された状態で、ピニオン軸が鉛直方向に対して交差配置されてなる電動パワーステアリング装置であって、ピニオン軸がギヤハウジングに枢支されるとともに、ピニオン軸が入力軸に対して回り止めかつ軸方向に相対移動可能に連結され、ピニオン軸と入力軸の間に、ピニオン軸を軸方向に弾発するように予圧縮された弾発材が介装され、該弾発材によりピニオン軸のピニオンが常にラック軸のラックに押付けられてなる
ようにしたものである。
The invention according to
請求項2に係る発明は、請求項1に係る発明において更に、前記ピニオン軸のピニオンとラック軸のラックの少なくとも一方がはすば歯車であるようにしたものである。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, at least one of the pinion shaft pinion and the rack shaft rack is a helical gear.
請求項3に係る発明は、請求項1又は2に係る発明において更に、前記歯車伝達装置が、電動モータの出力軸に連結されるウォームギヤと、入力軸に固定されるウォームホイールからなり、入力軸がギヤハウジングに対して軸方向には不動に枢支されてなるようにしたものである。
The invention according to claim 3 is the invention according to
請求項4に係る発明は、請求項1〜3のいずれかに係る発明において更に、前記電動パワーステアリング装置が、ステアリングホイールに連結されるハンドル側ピニオン軸を有し、ハンドル側ピニオン軸のピニオンがラック軸のハンドル側ラックに噛合いされ、ステアリングホイールに加えた操舵トルクに従ってラック軸が移動されるとともに、電動モータの出力が伝えられる入力軸に連結されるアシスト側ピニオン軸を有し、アシスト側ピニオン軸のピニオンがラック軸のアシスト側ラックに噛合いされ、電動モータの出力トルクがラック軸の移動に対するアシスト力として付与されるようにしたものである。
The invention according to claim 4 is the invention according to any one of
請求項5に係る発明は、請求項1〜3のいずれかに係る発明において更に、前記電動パワーステアリング装置が、ステアリングホイールに連結されるピニオン軸を有し、ピニオン軸のピニオンがラック軸のラックに噛合いされ、ステアリングホイールに加えた操舵トルクに従ってラック軸が移動されるとともに、電動モータの出力トルクがラック軸の移動に対するアシスト力として付与されるようにしたものである。
The invention according to claim 5 is the invention according to any one of
(請求項1、2)
(a)電動モータの出力が伝えられる入力軸に連結されたピニオン軸が鉛直方向に対して交差配置される電動パワーステアリング装置において、ピニオン軸と入力軸の間に、ピニオン軸を軸方向に弾発するように予圧縮された弾発体が介装される。これにより、ピニオン軸のピニオンが常にラック軸のラックに押付けられる。従って、***舵部たるタイヤからナックルアーム、タイロッドを介して伝わる振動がラック軸を車両の前後方向に振動させようとしても、ピニオン軸のピニオンが常にラック軸のラックに押付けられていて、ラックとピニオンの歯打ち音の発生を防止できる。
(
(a) In an electric power steering apparatus in which a pinion shaft connected to an input shaft to which an output of an electric motor is transmitted intersects with a vertical direction, the pinion shaft is elastically moved in the axial direction between the pinion shaft and the input shaft. A projectile that is precompressed to fire is interposed. Thereby, the pinion of the pinion shaft is always pressed against the rack of the rack shaft. Therefore, even if the vibration transmitted from the tire to be steered through the knuckle arm and tie rod causes the rack shaft to vibrate in the longitudinal direction of the vehicle, the pinion shaft pinion is always pressed against the rack shaft rack, Generation of pinion rattling noise can be prevented.
尚、ラック軸のラックとピニオン軸のピニオンの少なくとも一方の歯すじがそれらの中心軸に斜交するはすばであったり、ラック軸のラックとピニオン軸のピニオンの歯すじがそれらの中心軸に平行するすぐばであっても、ピニオン軸が車両の前後方向に沿う水平方向に対して斜交配置されている場合に、上述のピニオン軸のピニオンがラック軸のラックに押付けられる効果は大きく、ラックとピニオンの歯打ち音の発生を防止する効果も大きい。 It should be noted that at least one tooth of the rack of the rack shaft and the pinion of the pinion shaft obliquely crosses the central axis thereof, or the rack of the rack shaft and the pinion of the pinion shaft has the central shaft thereof. Even if the pinion shaft is arranged obliquely with respect to the horizontal direction along the front-rear direction of the vehicle, the effect that the pinion shaft of the pinion shaft is pressed against the rack of the rack shaft is great. Also, the effect of preventing the occurrence of rattling noise of the rack and pinion is great.
(請求項3)
(b)歯車伝達装置のウォームホイールが固定される入力軸をギヤハウジングに対して軸方向に不動に枢支される。これにより、入力軸にバックアップされる弾発材がピニオン軸を安定的に軸方向に弾発し、ピニオン軸のピニオンをラック軸のラックに安定的に押付け、ラックとピニオンの歯打ち音の発生を安定的に防止できる。
(Claim 3)
(b) The input shaft to which the worm wheel of the gear transmission is fixed is pivotally supported in the axial direction relative to the gear housing. As a result, the elastic material backed up to the input shaft stably ejects the pinion shaft in the axial direction, and the pinion shaft pinion is stably pressed against the rack of the rack shaft, generating rattling noise of the rack and pinion. It can be stably prevented.
尚、ウォームホイールが固定される入力軸がギヤハウジングに軸方向に不動に枢支されるから、ラック軸及びピニオン軸の振動がウォームホイール、更にはウォームギヤに伝わることもない。 Since the input shaft to which the worm wheel is fixed is pivotally supported by the gear housing in the axial direction, the vibration of the rack shaft and the pinion shaft is not transmitted to the worm wheel and further to the worm gear.
(請求項4)
(c)電動パワーステアリング装置が、ダブルピニオン型をなし、ステアリングホイールに連結されるハンドル側ピニオン軸を有し、ハンドル側ピニオン軸のピニオンをラック軸のハンドル側ラックに噛合いさせ、ステアリングホイールに加えた操舵トルクに従ってラック軸を移動させるとともに、電動モータの出力が伝えられる入力軸に連結されるアシスト側ピニオン軸を有し、アシスト側ピニオン軸のピニオンをラック軸のアシスト側ラックに噛合いさせ、電動モータの出力トルクをラック軸の移動に対するアシスト力として付与する。
(Claim 4)
(c) The electric power steering device is of a double pinion type and has a handle-side pinion shaft connected to the steering wheel. The pinion of the handle-side pinion shaft is engaged with the handle-side rack of the rack shaft so that the steering wheel The rack shaft is moved according to the applied steering torque, and has an assist-side pinion shaft connected to an input shaft to which the output of the electric motor is transmitted, and the assist-side pinion shaft is engaged with the assist-side rack of the rack shaft. The output torque of the electric motor is applied as an assist force for the movement of the rack shaft.
このようなダブルピニオン型の電動パワーステアリング装置では、ピニオン軸が車両の前後方向に沿う概ね水平方向に横置きされ、***舵部たるタイヤからラック軸に伝わる車両の前後方向の振動を、ラック軸の鉛直方向の下側又は上側に配置されているラックガイドで受け難く、ラック軸のラックがピニオン軸のピニオンの歯すじ方向に振動するおそれがある。従って、上述(a)の弾発材によりピニオン軸のピニオンを常にラック軸のラックに押付け、ラックとピニオンの歯打ち音の発生を防止する効果は、ダブルピニオン型の電動パワーステアリング装置で顕著になる。 In such a double pinion type electric power steering device, the pinion shaft is horizontally placed in the horizontal direction along the vehicle front-rear direction, and vibrations in the vehicle front-rear direction transmitted from the tire as the steered portion to the rack shaft are transmitted to the rack shaft. There is a risk that the rack of the rack shaft will vibrate in the direction of the pinion of the pinion shaft. Therefore, the effect of preventing the occurrence of rattling noise between the rack and the pinion by always pressing the pinion of the pinion shaft against the rack of the rack shaft by the elastic material (a) described above is remarkable in the double pinion type electric power steering device. Become.
(請求項5)
(d)電動パワーステアリング装置が、シングルピニオン型をなすとき、ステアリングホイールに連結されるピニオン軸を有し、ピニオン軸のピニオンをラック軸のラックに噛合いさせ、ステアリングホイールに加えた操舵トルクに従ってラック軸を移動させるとともに、電動モータの出力トルクをラック軸の移動に対するアシスト力として付与する。
(Claim 5)
(d) When the electric power steering device is of a single pinion type, it has a pinion shaft connected to the steering wheel, the pinion shaft is engaged with the rack of the rack shaft, and according to the steering torque applied to the steering wheel. While moving the rack shaft, the output torque of the electric motor is applied as an assist force for the movement of the rack shaft.
このようなシングルピニオン型の電動パワーステアリング装置でも、ピニオン軸が鉛直方向に対して交差配置されるとき、***舵部たるタイヤからラック軸に伝わる車両の前後方向の振動を、ラック軸の鉛直方向の下側又は上側に配置されているラックガイドで受け難く、ラック軸のラックがピニオン軸のピニオンの歯すじ方向に振動するおそれがある。従って、シングルピニオン型の電動パワーステアリング装置でも、上述(a)の弾発材によりピニオン軸のピニオンを常にラック軸のラックに押付け、ラックとピニオンの歯打ち音の発生を防止することができる。 Even in such a single-pinion type electric power steering device, when the pinion shaft is crossed with respect to the vertical direction, the vibration in the vehicle front-rear direction transmitted from the tire as the steered portion to the rack shaft is detected in the vertical direction of the rack shaft. The rack guide disposed on the lower side or the upper side of the rack shaft is difficult to receive and the rack of the rack shaft may vibrate in the direction of the pinion of the pinion shaft. Therefore, even in the single pinion type electric power steering apparatus, the pinion shaft pinion can always be pressed against the rack shaft rack by the elastic material (a) described above, and the occurrence of rattling noise between the rack and the pinion can be prevented.
(実施例1)(図1〜図3)
図1〜図3に示したダブルピニオン型の電動パワーステアリング装置1は、不図示のブラケットにより車体フレーム等に固定されるギヤハウジング10を有する。ギヤハウジング10は、ハンドル側ギヤハウジング10Aとアシスト側ギヤハウジング10Bとからなる。ハンドル側ギヤハウジング10Aは第1〜第3のハウジング11A〜13Aの組立体である。アシスト側ギヤハウジング10Bは第1、第2のハウジング11B、12Bとキャップ13Bの組立体である。ギヤハウジング10は、ハンドル側ギヤハウジング10Aの第1ハウジング11Aとアシスト側ギヤハウジング10Bの第1ハウジング11Bを後述するラック軸24まわりで連結して構成される。
Example 1 (FIGS. 1 to 3)
The double pinion type electric
電動パワーステアリング装置1は、図2に示す如く、不図示のステアリングホイールに連結されるステアリング軸21にトーションバー22を介して連結されるハンドル側ピニオン軸23を同軸上に有する。また、電動パワーステアリング装置1は、ハンドル側ピニオン軸23のピニオン23Aをラック軸24のハンドル側ラック24Aに噛合いさせる。これにより、ステアリングホイールに加えた操舵トルクに従ってラック軸24をギヤハウジング10に対し左右直線動可能に移動させる。尚、ステアリング軸21はハンドル側ギヤハウジング10Aの第3ハウジング13Aに設けた軸受21Jにより枢支され、ハンドル側ピニオン軸23はハンドル側ギヤハウジング10Aの第1ハウジング11A、第2ハウジング12Aに設けた軸受23J、23Kにより枢支される。
As shown in FIG. 2, the electric
電動パワーステアリング装置1は、ハンドル側ギヤハウジング10Aの第1ハウジング11A内でラック軸24を挟んでハンドル側ピニオン軸23と相対する部分に設けたシリンダ部14Aにラックガイド25を挿填し、シリンダ部14Aに螺着されるキャップ25Aにより背面支持されるばね25Bによりラックガイド25をラック軸24の側に弾発する。ラックガイド25はラック軸24のハンドル側ラック24Aをハンドル側ピニオン軸23のピニオン23Aに押付けるとともに、ラック軸24を摺動自在に支持する。尚、ラック軸24はハンドル側ギヤハウジング10Aの第1ハウジング11Aとアシスト側ギヤハウジング10Bの第1ハウジング11Bに設けた不図示の軸受に摺動自在に支持される。ラック軸24の両端部には左右のタイロッド28A、28Bが連結され、タイロッド28A、28Bはナックルアームを介して***舵部であるタイヤに連結されている。
The electric
電動パワーステアリング装置1は、ハンドル側ギヤハウジング10Aの第2ハウジング12Aと第3ハウジング13Aの内部に操舵トルク検出装置29を設けている。操舵トルク検出装置29は、運転者がステアリングホイールに加えた操舵トルクがステアリング軸21に作用し、トーションバー22の弾性ねじり変形により、ステアリング軸21とハンドル側ピニオン軸23の間に生ずる回転方向の変位に基づき、上記操舵トルクを検出できる。
The electric
電動パワーステアリング装置1は、図3に示す如く、アシスト側ギヤハウジング10Bの第2ハウジング12Bに電動モータ30のモータケース31が取付けられるとともに、電動モータ30の出力が歯車伝達装置32(後述するウォームギヤ33とウォームホイール34)を介して伝えられる入力軸35がアシスト側ギヤハウジング10Bの第2ハウジング12Bに設けた軸受35Jにより枢支されている。
As shown in FIG. 3, the electric
本実施例において、歯車伝達装置32は電動モータ30の出力軸に連結されるウォームギヤ33(不図示)と、このウォームギヤ33に噛合って入力軸35に固定されるウォームホイール34(ウォームホイール34は例えば金属製入力軸35のハブ35Aに一体成形された樹脂成形体からなる)からなり、入力軸35は軸受35Jによりアシスト側ギヤハウジング10Bの第2ハウジング12Bに対して軸方向に不動に枢支される。軸受35Jの外輪Aは第2ハウジング12Bに螺着されるベアリングナット36Aにより第2ハウジング12Bに固定され、軸受35Jの内輪Bは入力軸35に螺着されるベアリングナット36Bにより入力軸35に固定される。
In the present embodiment, the
電動パワーステアリング装置1は、入力軸35に後述する如くに一体回転可能に連結されるアシスト側ピニオン軸37を有し、アシスト側ピニオン軸37のピニオン37Aをラック軸24のアシスト側ラック24Bに噛合いさせる。これにより、操舵トルク検出装置29の検出結果に応じて駆動される電動モータ30の出力トルクが歯車伝達装置32(ウォームギヤ33とウォームホイール34)、入力軸35、アシスト側ピニオン軸37を介してラック軸24に伝えられ、電動モータ30の出力トルクを前述のステアリングホイールによるラック軸24の移動に対するアシスト力として付与する。
The electric
電動パワーステアリング装置1は、アシスト側ギヤハウジング10Bの第1ハウジング11B内でラック軸24を挟んでアシスト側ピニオン軸37と相対する部分に設けたシリンダ部14Bにラックガイド38を挿填し、シリンダ部14Bに螺着されるキャップ38Aにより背面支持されるばね38Bによりラックガイド38をラック軸24の側に弾発する。ラックガイド38はラック軸24のアシスト側ラック24Bをアシスト側ピニオン軸37のピニオン37Aに押付けるとともに、ラック軸24を摺動自在に支持する。
The electric
しかるに、電動パワーステアリング装置1にあっては、車両に搭載された状態で、電動モータ30の出力が伝えられる入力軸35に連結されたアシスト側ピニオン軸37が鉛直方向に対して交差配置される。本実施例では、アシスト側ピニオン軸37が車両の前後方向に沿う概ね水平方向に横置きされる。
However, in the electric
また、アシスト側ピニオン軸37は一端部をアシスト側ギヤハウジング10Bの第1ハウジング11Bに設けた軸受37Jに枢支される。アシスト側ピニオン軸37は他端部に設けたスプライン軸37Sを、入力軸35の軸受35Jにより支持されている軸端に設けたスプライン孔35Sにスプライン結合し、入力軸35に対して同軸上で回り止めかつ軸方向に相対移動可能に連結される。尚、軸受37Jの外輪Aは第1ハウジング11Bに圧入され、アシスト側ピニオン軸37の一端部は軸受37Jの内輪Bに隙間嵌めされ、アシスト側ピニオン軸37の一端側に位置するピニオン37Aの軸方向端面を軸受37Jの内輪Bの端面に衝接可能にしている。
The assist-
更に、アシスト側ピニオン軸37の他端側に位置するスプライン軸37Sまわりの軸方向端面と、入力軸35のスプライン孔35Sが設けられている端面の間には、アシスト側ピニオン軸37を軸方向に弾発するように予圧縮された弾発材40が介装される。本実施例では、弾発材40をコイルばね40Aとしている。
Further, between the axial end surface around the
ここで、電動パワーステアリング装置1にあっては、アシスト側ピニオン軸37のピニオン37Aとラック軸24のアシスト側ラック24Bの双方又は少なくとも一方を、それらの歯すじがそれらの中心軸に斜交するはすば歯車としている。
Here, in the electric
従って、本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)電動モータ30の出力が伝えられる入力軸35に連結されたアシスト側ピニオン軸37が鉛直方向に対して交差配置される電動パワーステアリング装置1において、アシスト側ピニオン軸37と入力軸35の間に、アシスト側ピニオン軸37を軸方向に弾発する弾発体が介装される。これにより、アシスト側ピニオン軸37のピニオン37Aがラック軸24のアシスト側ラック24Bに押付けられる。従って、***舵部たるタイヤからナックルアーム、タイロッド28A、28Bを介して伝わる振動がラック軸24を車両の前後方向に振動させようとしても、アシスト側ピニオン軸37のピニオン37Aが常にラック軸24のアシスト側ラック24Bに押付けられていて、アシスト側ラック24Bとピニオン37Aの歯打ち音の発生を防止できる。
Therefore, according to the present embodiment, the following operational effects can be obtained.
(a) In the electric
尚、ラック軸24のアシスト側ラック24Bとアシスト側ピニオン軸37のピニオン37Aの少なくとも一方の歯すじがそれらの中心軸に斜交するはすばであるものに限らず、ラック軸24のアシスト側ラック24Bとアシスト側ピニオン軸37のピニオン37Aの歯すじがそれらの中心軸に平行するすぐばであっても、アシスト側ピニオン軸37が車両の前後方向に沿う水平方向に対して斜交配置されている場合であれば、上述のアシスト側ピニオン軸37のピニオン37Aがラック軸24のアシスト側ラック24Bに押付けられる効果は大きく、アシスト側ラック24Bとピニオン37Aの歯打ち音の発生を防止する効果も大きい。
It should be noted that the
(b)歯車伝達装置32のウォームホイール34が固定される入力軸35をギヤハウジング10に対して軸方向に不動に枢支される。これにより、入力軸35にバックアップされる弾発材40がアシスト側ピニオン軸37を安定的に軸方向に弾発し、アシスト側ピニオン軸37のピニオン37Aをラック軸24のアシスト側ラック24Bに安定的に押付け、アシスト側ラック24Bとピニオン37Aの歯打ち音の発生を安定的に防止できる。
(b) The
尚、ウォームホイール34が固定される入力軸35がギヤハウジング10に軸方向に不動に枢支されるから、ラック軸24及びアシスト側ピニオン軸37の振動がウォームホイール34、更にはウォームギヤ33に伝わることもない。
Since the
(c)電動パワーステアリング装置1が、ダブルピニオン型をなし、ステアリングホイールに連結されるハンドル側ピニオン軸23を有し、ハンドル側ピニオン軸23のピニオン23Aをラック軸24のハンドル側ラック24Aに噛合いさせ、ステアリングホイールに加えた操舵トルクに従ってラック軸24を移動させるとともに、電動モータ30の出力が伝えられる入力軸35に連結されるアシスト側ピニオン軸37を有し、アシスト側ピニオン軸37のピニオン37Aをラック軸24のアシスト側ラック24Bに噛合いさせ、電動モータ30の出力トルクをラック軸24の移動に対するアシスト力として付与する。
(c) The electric
このようなダブルピニオン型の電動パワーステアリング装置1では、アシスト側ピニオン軸37が車両の前後方向に沿う概ね水平方向に横置きされ、***舵部たるタイヤからラック軸24に伝わる車両の前後方向の振動を、ラック軸24の鉛直方向の下側又は上側に配置されているラックガイド38で受け難く、ラック軸24のアシスト側ラック24Bがアシスト側ピニオン軸37のピニオン37Aの歯すじ方向に振動するおそれがある。従って、上述(a)の弾発材40によりアシスト側ピニオン軸37のピニオン37Aを常にラック軸24のアシスト側ラック24Bに押付け、アシスト側ラック24Bとピニオン37Aの歯打ち音の発生を防止する効果は、ダブルピニオン型の電動パワーステアリング装置1で顕著になる。
In such a double pinion type electric
(実施例2)(図4)
図4に示した実施例2が、図1〜図3に示した実施例1と異なる点は、弾発材40として、コイルばね40Aに代わるゴム(樹脂、繊維、皿ばね等でも可)40Bを適用したことにある。ゴム40Bは、アシスト側ピニオン軸37のスプライン軸37Sまわりに遊挿され、アシスト側ピニオン軸37のスプライン軸37Sまわりの軸方向端面と、入力軸35の端面との間に予圧縮状態で介装される環状体からなる。
(Example 2) (FIG. 4)
The second embodiment shown in FIG. 4 is different from the first embodiment shown in FIGS. 1 to 3 in that the
(実施例3)(図5)
図5に示した実施例3が、図1〜図3に示した実施例1と異なる点は、弾発材40として、コイルばね40Aに代わる小径コイルばね40Cを適用したことにある。小径コイルばね40Cは、入力軸35のスプライン孔35Sの孔底に挿填され、アシスト側ピニオン軸37のスプライン軸37Sの端面と入力軸35のスプライン孔35Sの孔底との間に予圧縮状態で介装される。
(Example 3) (FIG. 5)
The third embodiment shown in FIG. 5 differs from the first embodiment shown in FIGS. 1 to 3 in that a small-
(実施例4)(図6)
図6に示した実施例4が、図1〜図3に示した実施例1と異なる点は、弾発材40として、コイルばね40Aに代わる小径ゴム(樹脂、繊維、皿ばね等でも可)40Dを適用したことにある。小径ゴム40Dは、入力軸35のスプライン孔35Sの孔底に挿填され、アシスト側ピニオン軸37のスプライン軸37Sの端面と入力軸35のスプライン孔35Sの孔底との間に予圧縮状態で介装される棒状体からなる。
Example 4 (FIG. 6)
The fourth embodiment shown in FIG. 6 is different from the first embodiment shown in FIGS. 1 to 3 in that the
(実施例5)(図7、図8)
図7、図8に示したシングルピニオン型の電動パワーステアリング装置2は、不図示のブラケットにより車体フレーム等に固定されるギヤハウジング110を有する。ギヤハウジング110は第1〜第4のハウジング111〜114の組立体である。
Example 5 (FIGS. 7 and 8)
The single pinion type electric
電動パワーステアリング装置2は、図8に示す如く、不図示のステアリングホイールに連結されるステアリング軸121にトーションバー122を介して連結される後述の入力軸135を有するとともに、この入力軸135に後述する如くに一体回転可能に連結されるピニオン軸123を同軸上に有する。また、電動パワーステアリング装置2は、ピニオン軸123のピニオン123Aをラック軸124のラック124Aに噛合いさせる。これにより、ステアリングホイールに加えた操舵トルクに従ってラック軸124をギヤハウジング110に対し左右直線動可能に移動させる。尚、ステアリング軸121はギヤハウジング110の第4ハウジング114に設けた軸受121Jにより枢支され、ピニオン軸123はギヤハウジング110の第1ハウジング111に設けた軸受123Jにより枢支される。ピニオン軸123の軸受123J等による枢支構造については後述する。
As shown in FIG. 8, the electric
電動パワーステアリング装置2は、ギヤハウジング110の第1ハウジング111内でラック軸124を挟んでピニオン軸123と相対する部分に設けたシリンダ部115にラックガイド125を挿填し、シリンダ部115に螺着されるキャップ125Aにより背面支持されるばね125Bによりラックガイド125をラック軸124の側に弾発する。ラックガイド125はラック軸124のラック124Aをピニオン軸123のピニオン123Aに押付けるとともに、ラック軸124を摺動自在に支持する。尚、ラック軸124はギヤハウジング110の第1ハウジング111に設けた不図示の軸受に摺動自在に支持される。ラック軸124の両端部には左右のタイロッド128A、128Bが連結され、タイロッド128A、128Bはナックルアームを介して***舵部であるタイヤに連結されている。
In the electric
電動パワーステアリング装置2は、ギヤハウジング110の第3ハウジング113の内部に操舵トルク検出装置129を設けている。操舵トルク検出装置129は、運転者がステアリングホイールに加えた操舵トルクがステアリング軸121に作用し、トーションバー122の弾性ねじり変形により、ステアリング軸121と入力軸135(入力軸135にはピニオン軸123が一体回転可能に連結されている)の間に生ずる回転方向の変位に基づき、上記操舵トルクを検出できる。
In the electric
電動パワーステアリング装置2は、ギヤハウジング110の第2ハウジング112に電動モータ130のモータケース131が取付けられるとともに、電動モータ130の出力が歯車伝達装置132(後述するウォームギヤ133とウォームホイール134)を介して伝えられる入力軸135がギヤハウジング110の第2ハウジング112に設けた軸受135Jにより枢支されている。
In the electric
本実施例において、歯車伝達装置132は電動モータ130の出力軸に連結されるウォームギヤ133(不図示)と、このウォームギヤ133に噛合って入力軸135に固定されるウォームホイール134(ウォームホイール134は例えば金属製入力軸135のハブ135Aに一体成形された樹脂成形体からなる)からなり、入力軸135は軸受135Jによりギヤハウジング110の第2ハウジング112に対して軸方向に不動に枢支される。軸受135Jの外輪Aは第2ハウジング112に螺着されるベアリングナット136Aにより第2ハウジング112に固定され、軸受135Jの内輪Bは入力軸135に螺着されるベアリングナット136Bにより入力軸135に固定される。
In this embodiment, the
電動パワーステアリング装置2は、前述のピニオン軸123を入力軸135に後述する如くに一体回転可能に連結している。これにより、操舵トルク検出装置129の検出結果に応じて駆動される電動モータ130の出力トルクが歯車伝達装置132(ウォームギヤ133とウォームホイール134)、入力軸135、ピニオン軸123を介してラック軸124に伝えられ、電動モータ130の出力トルクを前述のステアリングホイールによるラック軸124の移動に対するアシスト力として付与する。
In the electric
しかるに、電動パワーステアリング装置2にあっては、車両に搭載された状態で、電動モータ130の出力が伝えられる入力軸135に連結されたピニオン軸123が鉛直方向に対して交差配置される。本実施例では、ピニオン軸123が車両の前後方向に沿う水平方向に対して斜交配置されている。
However, in the electric
このとき、ピニオン軸123は一端部をギヤハウジング110の第1ハウジング111に設けた軸受123Jに枢支される。ピニオン軸123は他端部に設けたスプライン軸123Sを、入力軸135の軸受135Jにより支持されている軸端に設けたスプライン孔135Sにスプライン結合し、入力軸135に対して同軸上で回り止めかつ軸方向に相対移動可能に連結される。尚、軸受123Jの外輪Aは第1ハウジング111に圧入され、ピニオン軸123の一端部は軸受123Jの内輪Bに隙間嵌めされ、ピニオン軸123の一端側に位置するピニオン123Aの軸方向端面を軸受123Jの内輪Bの端面に衝接可能にしている。
At this time, the
更に、ピニオン軸123の他端側に位置するスプライン軸123Sまわりの軸方向端面と、入力軸135のスプライン孔135Sが設けられている端面の間には、ピニオン軸123を軸方向に弾発するように予圧縮された弾発材140が介装される。本実施例では、弾発材140をコイルばね140Aとしている。
Further, between the axial end surface around the
ここで、電動パワーステアリング装置2にあっては、ピニオン軸123のピニオン123Aとラック軸124のラック124Aの双方又は少なくとも一方を、それらの歯すじがそれらの中心軸に斜交するはすば歯車としている。
Here, in the electric
従って、本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)電動モータ130の出力が伝えられる入力軸135に連結されたピニオン軸123が鉛直方向に対して交差配置される電動パワーステアリング装置2において、ピニオン軸123と入力軸135の間に、ピニオン軸123を軸方向に弾発する弾発体が介装される。これにより、ピニオン軸123のピニオン123Aがラック軸124のラック124Aに押付けられる。従って、***舵部たるタイヤからナックルアーム、タイロッド128A、128Bを介して伝わる振動がラック軸124を車両の前後方向に振動させようとしても、ピニオン軸123のピニオン123Aが常にラック軸124のラック124Aに押付けられていて、ラック124Aとピニオン123Aの歯打ち音の発生を防止できる。
Therefore, according to the present embodiment, the following operational effects can be obtained.
(a) In the electric
尚、ラック軸124のラック124Aとピニオン軸123のピニオン123Aの少なくとも一方の歯すじがそれらの中心軸に斜交するはすばであるものに限らず、ラック軸124のラック124Aとピニオン軸123のピニオン123Aの歯すじがそれらの中心軸に平行するすぐばであっても、ピニオン軸123が車両の前後方向に沿う水平方向に対して斜交配置されている場合であれば、上述のピニオン軸123のピニオン123Aがラック軸124のラック124Aに押付けられる効果は大きく、ラック124Aとピニオン123Aの歯打ち音の発生を防止する効果も大きい。
The
(b)歯車伝達装置132のウォームホイール134が固定される入力軸135をギヤハウジング110に対して軸方向に不動に枢支される。これにより、入力軸135にバックアップされる弾発材140がピニオン軸123を安定的に軸方向に弾発し、ピニオン軸123のピニオン123Aをラック軸124のラック124Aに安定的に押付け、ラック124Aとピニオン123Aの歯打ち音の発生を安定的に防止できる。
(b) The
尚、ウォームホイール134が固定される入力軸135がギヤハウジング110に軸方向に不動に枢支されるから、ラック軸124及びピニオン軸123の振動がウォームホイール134、更にはウォームギヤ133に伝わることもない。
Since the
(c)電動パワーステアリング装置2が、シングルピニオン型をなすとき、ステアリングホイールに連結されるピニオン軸123を有し、ピニオン軸123のピニオン123Aをラック軸124のラック124Aに噛合いさせ、ステアリングホイールに加えた操舵トルクに従ってラック軸124を移動させるとともに、電動モータ130の出力トルクをラック軸124の移動に対するアシスト力として付与する。
(c) When the electric
このようなシングルピニオン型の電動パワーステアリング装置2でも、ピニオン軸123が鉛直方向に対して交差配置されるとき、***舵部たるタイヤからラック軸124に伝わる車両の前後方向の振動を、ラック軸124の鉛直方向の下側又は上側に配置されているラックガイド125で受け難く、ラック軸124のラック124Aがピニオン軸123のピニオン123Aの歯すじ方向に振動するおそれがある。従って、シングルピニオン型の電動パワーステアリング装置2でも、上述(a)の弾発材140によりピニオン軸123のピニオン123Aを常にラック軸124のラック124Aに押付け、ラック124Aとピニオン123Aの歯打ち音の発生を防止することができる。
Even in such a single pinion type electric
(実施例6)(図9)
図9に示した実施例6が、図7、図8に示した実施例5と異なる点は、弾発材140として、コイルばね140Aに代わるゴム(樹脂、繊維、皿ばね等でも可)140Bを適用したことにある。ゴム140Bは、ピニオン軸123のスプライン軸123Sまわりに遊挿され、ピニオン軸123のスプライン軸123Sまわりの軸方向端面と、入力軸135の端面との間に予圧縮状態で介装される環状体からなる。
Example 6 (FIG. 9)
The sixth embodiment shown in FIG. 9 is different from the fifth embodiment shown in FIGS. 7 and 8 in that the
(実施例7)(図10)
図10に示した実施例7が、図7、図8に示した実施例5と異なる点は、弾発材140として、コイルばね140Aに代わる小径コイルばね140Cを適用したことにある。小径コイルばね140Cは、入力軸135のスプライン孔135Sの孔底に挿填され、ピニオン軸123のスプライン軸123Sの端面と入力軸135のスプライン孔135Sの孔底との間に予圧縮状態で介装される。
Example 7 (FIG. 10)
The seventh embodiment shown in FIG. 10 differs from the fifth embodiment shown in FIGS. 7 and 8 in that a small-
(実施例8)(図11)
図11に示した実施例8が、図7、図8に示した実施例5と異なる点は、弾発材140として、コイルばね140Aに代わる小径ゴム(樹脂、繊維、皿ばね等でも可)140Dを適用したことにある。小径ゴム140Dは、入力軸135のスプライン孔135Sの孔底に挿填され、ピニオン軸123のスプライン軸123Sの端面と入力軸135のスプライン孔135Sの孔底との間に予圧縮状態で介装される棒状体からなる。
Example 8 (FIG. 11)
The eighth embodiment shown in FIG. 11 differs from the fifth embodiment shown in FIGS. 7 and 8 in that the
以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration of the present invention is not limited to this embodiment, and even if there is a design change or the like without departing from the gist of the present invention. It is included in the present invention.
本発明は、電動モータの出力を入力軸に伝える歯車伝達装置と、入力軸に連結されるピニオン軸と、ピニオン軸のピニオンと噛合うラックを備えるラック軸と、ラック軸に連係する***舵部に電動モータの出力トルクをアシスト力として付与する電動パワーステアリング装置であり、車両に搭載された状態で、ピニオン軸が鉛直方向に対して交差配置されてなる電動パワーステアリング装置であって、ピニオン軸がギヤハウジングに枢支されるとともに、ピニオン軸が入力軸に対して回り止めかつ軸方向に相対移動可能に連結され、ピニオン軸と入力軸の間に、ピニオン軸を軸方向に弾発する弾発材が介装されてなるものにした。これにより、電動モータの出力が伝えられる入力軸に連結されたピニオン軸が鉛直方向に対して交差配置される電動パワーステアリング装置において、ラック軸のラックとピニオン軸のピニオンの歯打ち音の発生を防ぐことができる。 The present invention relates to a gear transmission that transmits an output of an electric motor to an input shaft, a pinion shaft that is coupled to the input shaft, a rack shaft that includes a rack that meshes with the pinion of the pinion shaft, and a steered portion that is linked to the rack shaft Is an electric power steering device that applies an output torque of an electric motor as an assisting force, and is an electric power steering device in which a pinion shaft is arranged so as to intersect with a vertical direction when mounted on a vehicle. Is pivotally supported by the gear housing, and the pinion shaft is connected to the input shaft so as to be non-rotatable and relatively movable in the axial direction, and between the pinion shaft and the input shaft, the pinion shaft is elastically repelled in the axial direction. It was made of material. Thus, in the electric power steering apparatus in which the pinion shaft connected to the input shaft to which the output of the electric motor is transmitted intersects with the vertical direction, the rattling noise of the rack of the rack shaft and the pinion of the pinion shaft is generated. Can be prevented.
1、2 電動パワーステアリング装置
10 ギヤハウジング
21 ステアリング軸
22 トーションバー
23 ハンドル側ピニオン軸
23A ピニオン
24 ラック軸
24A ハンドル側ラック
24B アシスト側ラック
29 操舵トルク検出装置
30 電動モータ
32 歯車伝達装置
33 ウォームギヤ
34 ウォームホイール
35 入力軸
37 アシスト側ピニオン軸
37A ピニオン
40 弾発材
40A コイルばね
40B ゴム
40C 小径コイルばね
40D 小径ゴム
110 ギヤハウジング
121 ステアリング軸
122 トーションバー
123 ピニオン軸
123A ピニオン
124 ラック軸
124A ラック
129 操舵トルク検出装置
130 電動モータ
132 歯車伝達装置
133 ウォームギヤ
134 ウォームホイール
135 入力軸
140 弾発材
140A コイルばね
140B ゴム
140C 小径コイルばね
140D 小径ゴム
DESCRIPTION OF
Claims (5)
車両に搭載された状態で、ピニオン軸が鉛直方向に対して交差配置されてなる電動パワーステアリング装置であって、
ピニオン軸がギヤハウジングに枢支されるとともに、ピニオン軸が入力軸に対して回り止めかつ軸方向に相対移動可能に連結され、
ピニオン軸と入力軸の間に、ピニオン軸を軸方向に弾発するように予圧縮された弾発材が介装され、該弾発材によりピニオン軸のピニオンが常にラック軸のラックに押付けられてなる電動パワーステアリング装置。 A gear transmission for transmitting the output of the electric motor to the input shaft, a pinion shaft connected to the input shaft, and a rack shaft provided with a pinion meshing with a rack pinion shaft, the steered portion that links to the rack shaft an electric power steering apparatus in which the output torque of the electric motor is Ru is applied as an assist force,
An electric power steering device in which the pinion shaft is arranged to intersect with the vertical direction while being mounted on a vehicle,
The pinion shaft is pivotally supported by the gear housing, and the pinion shaft is connected to the input shaft so as to be non-rotating and relatively movable in the axial direction.
Between the pinion shaft and the input shaft, an elastic material pre-compressed so as to elastically eject the pinion shaft in the axial direction is interposed, and the pinion of the pinion shaft is always pressed against the rack of the rack shaft by the elastic material. An electric power steering device.
ステアリングホイールに連結されるハンドル側ピニオン軸を有し、ハンドル側ピニオン軸のピニオンがラック軸のハンドル側ラックに噛合いされ、ステアリングホイールに加えた操舵トルクに従ってラック軸が移動されるとともに、
電動モータの出力が伝えられる入力軸に連結されるアシスト側ピニオン軸を有し、アシスト側ピニオン軸のピニオンがラック軸のアシスト側ラックに噛合いされ、電動モータの出力トルクがラック軸の移動に対するアシスト力として付与される請求項1〜3のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。 The electric power steering device is
Has a handle side pinion shaft connected to the steering wheel, the pinion of the handle-side pinion shaft meshing is Isa the handle side rack of the rack shaft, Rutotomoni rack shaft is moved in accordance with a steering torque applied to the steering wheel,
Has an assist side pinion shaft output of the electric motor is connected to the input shaft to be transmitted, a pinion assist side pinion shaft meshing is Isa the assist side rack of the rack shaft, the output torque of the electric motor for moving the rack shaft the electric power steering apparatus according to any one of claims 1 to 3 that will be applied as an assist force.
ステアリングホイールに連結されるピニオン軸を有し、ピニオン軸のピニオンがラック軸のラックに噛合いされ、ステアリングホイールに加えた操舵トルクに従ってラック軸が移動されるとともに、電動モータの出力トルクがラック軸の移動に対するアシスト力として付与される請求項1〜3のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。 The electric power steering device is
Has a pinion shaft connected to a steering wheel, a pinion of the pinion shaft meshing is Isa the rack of the rack shaft, Rutotomoni rack shaft is moved in accordance with a steering torque applied to the steering wheel, the output torque of the electric motor is a rack axis electric power steering device according to any one of claims 1 to 3 that will be applied as an assist force to the movement of.
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