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JP4469065B2 - Electric power steering device - Google Patents
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JP4469065B2 - Electric power steering device - Google Patents

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JP4469065B2 JP2000199886A JP2000199886A JP4469065B2 JP 4469065 B2 JP4469065 B2 JP 4469065B2 JP 2000199886 A JP2000199886 A JP 2000199886A JP 2000199886 A JP2000199886 A JP 2000199886A JP 4469065 B2 JP4469065 B2 JP 4469065B2
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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】
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ステアリング入力軸に連動するラック軸と同軸をなすボールねじのナットに伝え、ナットの回転をボールねじによりラック軸の直線運動とし、ラック軸に連動する車輪を転舵し、操舵力をアシストするものがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
▲1▼ステアリングホイールに機械的につながっているラック軸のねじり剛性と電動モータのロータの慣性マスとから構成されるねじり固有振動数が、ステアリングホイールのハンドルフィーリングを悪化する。ところが、ラック軸のねじり剛性は強度面から変更できないし、電動モータのロータの慣性マスも出力面から容易には変更できない。
【0004】
▲2▼電動モータのコギング(脈動)やタイヤの振動がステアリングホイールに伝わり、ステアリングホイールのハンドルフィーリングを悪化する。
【0005】
▲3▼操舵中にタイヤが縁石に乗り上げる等により、ラック軸のストロークが急停止せしめられると、電動モータはたとえ給電を停止されても慣性により回転し続けようとするため、電動モータの慣性トルクがラック軸に設けたボールねじのねじ溝に大きな衝撃力を及ぼし、ねじ溝の損傷等、ボールねじの機能低下、ステアリングホイールのハンドルフィーリングの悪化を招く。
【0006】
本発明の課題は、電動パワーステアリング装置において、ラック軸と電動モータのロータで構成されるねじり固有振動数を容易に変更するとともに、電動モータのコギングやタイヤの振動を減衰し、電動モータのトルク伝達経路の衝撃力も緩和し、ステアリングホイールのハンドルフィーリングを向上することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、電動モータ(30)の出力をステアリング入力軸(12)に連動するラック軸(16)と同軸をなすボールねじ(41)のナット(42)に伝え、ナット(42)の回転をボールねじ(41)によりラック軸(16)の直線運動とし、ラック軸(16)に連動する車輪を転舵し、操舵力をアシストする電動パワーステアリング装置(10)において、電動モータ(30)のロータ側部材がロータ(32)の内周に一体化されたスリーブ(33)からなり、スリーブ(33)のロータ(32)から突出した延長部(36)の内側に間隙を介して回転可能にナット(42)を配置し、スリーブ(33)の延長部(36)の内周に回転方向で一体結合し、軸方向で摺動可能とする駆動部材(54)の噛合面(61)と、ナット(42)の端面に形成した従動部(58)の噛合面(62)とを軸方向にて対向配置し、スリーブ(33)の延長部(36)の内周に回転方向で一体結合した駆動部材(54)と、該スリーブ(33)の延長部(36)の内周に係着した部材(57、56)との間で背面支持された弾発体(55)により、駆動部材(54)とナット(42)をそれらの噛合面(61、62)の噛合方向に付勢し、駆動部材(54)の噛合面(61)とナット(42)の噛合面(62)が弾発体(55)の弾発力作用下で相互に接離可能に凹凸噛合し、駆動部材(54)がナット(42)に伝えようとするトルクが弾発体(55)の予圧力によって定まる一定値以下にあるときには、弾発体(55)の弾発力により噛合い方向に付勢されているそれらの噛合面(61、62)を相互に接離してトルクの変動を吸収し、上記トルクが上記一定値を越えると、それらの噛合面(61、62)の噛合いを離脱させて互いに空転させるようにしたものである。
【0009】
【作用】
(a)電動モータからラック軸へのトルク伝達経路に、弾発体の付勢力により噛合う駆動部と従動部の噛合い機構部を介在させたから、この噛合い機構部がトルクダンパとなり、ラック軸の強度を確保しながらそのねじり剛性を見かけ上変更するものになるから、ラック軸と電動モータのロータで構成されるねじり固有振動数を容易に変更でき、ステアリングホイールのハンドルフィーリングを向上できる。
【0010】
(b)電動モータからラック軸へのトルク伝達経路に上述(a)のトルクダンパが介装されることになるから、電動モータのコギング(脈動)やタイヤの振動をこのトルクダンパにより減衰し、ステアリングホイールのハンドルフィーリングを向上できる。
【0011】
(c)タイヤの縁石乗り上げ時等に、ラック軸のストロークが急停止せしめられたとき、電動モータへの給電が停止されても電動モータが回転し続けようとすることによる慣性トルクが生ずるが、この慣性トルクを弾発体の弾性変形により吸収し、結果としてボールねじの損傷を防止し、伝達系の振動騒音も減衰でき、ステアリングホイールのハンドルフィーリングを向上できる。
【0012】
(d)スリーブの延長部の内側にナット、駆動部材、弾発体を組込み、その延長部の内側に噛合い機構部(トルクダンパ)を納めたから、装置構成をコンパクトにできる。
【0013】
【発明の実施の形態】
図1は電動パワーステアリング装置を一部破断して示す正面図、図2は電動モータからラック軸へのトルク伝達経路とその構成部品を示す模式図、図3は図2の要部を示す断面図である。
【0014】
電動パワーステアリング装置10は、図1、図2に示す如く、ハウジング11を有している。そして、ステアリングホイールが結合される入力軸12(ステアリング入力軸)にトーションバー13を介して出力軸14(不図示)を連結し、この出力軸14にピニオン15(不図示)を設け、このピニオン15に噛合うラックを備えたラック軸16をハウジング11に左右動可能に支持している。入力軸12と出力軸14の間には、操舵トルク検出装置17(不図示)を設けてある。操舵トルク検出装置17は、ステアリングホイールに加えた操舵トルクが出力軸14に付与され、トーションバー13の弾性ねじり変形により、入力軸12と出力軸14の間に生ずる相対回転変位に基づき、操舵トルクを検出する。
【0015】
電動パワーステアリング装置10は、ラック軸16の両端部をハウジング11の左右に突出し、それらの端部にはタイロッド18A、18Bが連結し、ラック軸16の左右動によりタイロッド18A、18Bを介して左右の車輪を転舵可能とする。尚、ラック軸16の一端はピニオン15との噛合い部でラックガイド(不図示)を介し、他端は軸受(不図示)を介してそれぞれハウジング11に支持される。
【0016】
電動パワーステアリング装置10は、ハウジング11内で、ラック軸16の周囲に、電動モータ30を配設している。電動モータ30は、ハウジング11の内周に固定されるステータ(磁石)31と、鉄芯にコイルが巻き回されたロータ32と、ロータ32の内周に一体化されたスリーブ33(ロータ側部材)とからなる。スリーブ33は、ラック軸16の外周に間隔をおいて該ラック軸16と同軸配置され、ロータ32の一方に突出する一端延長部34(不図示)の外周をアンギュラボールベアリングからなる軸受35(不図示)によりハウジング11に支持され、ロータ32の他方に突出する他端延長部36の外周をボールベアリングからなる軸受37によりハウジング11に支持され、それら軸受35、37により両持ち支持されている。
【0017】
電動パワーステアリング装置10は、ラック軸16にボールねじ41を設けてあり、ボールねじ41に噛合うナット42を電動モータ30のスリーブ33における延長部36の内側に間隙を介して配置し、このナット42とスリーブ33を後述のトルクダンパによって回転方向に結合し、ボールねじ41のねじ溝41Aとナット42のねじ溝42Aの間にスチールボール43を保持している。これにより、電動モータ30の出力をトルクダンパ50を介してナット42に伝え、ナット42の回転をボールねじ41によりラック軸16の直線運動に変換する。
【0018】
然るに、電動パワーステアリング装置10にあっては、図1〜図3に示す如く、電動モータ30のスリーブ33とナット42の間に、トルクダンパ50を介装している。トルクダンパ50は、電動モータ30のスリーブ33における延長部36の内径部に、奥側から順に、スラストプレート51、スラスト軸受52、ナット42、ボール53(コロでも可)、駆動部材54、皿ばね等からなるスプリング55、ワッシャ56、ストッパリング57を装着して構成されている。このとき、駆動部材54はリング状をなしその端面の周方向複数位置にV溝61Aを備えた駆動側噛合面61を備えるとともに、その外周を延長部36の内面にセレーション結合して回転方向では一体結合し、軸方向では摺動可能としている。また、ナット42はその端面を従動部58とし、従動部58の周方向複数位置にV溝62Aを備えた従動側噛合面62を備える。これにより、トルクダンパ50は、電動モータ30のスリーブ33と回転方向で一体結合し、軸方向で摺動可能とされる駆動部材54の駆動側噛合面61と、ナット42(従動部58)に形成した従動側噛合面62とを軸方向にて対面配置するとともに、スリーブ33の内周に係着したストッパリング57、ワッシャ56により背面支持されたスプリング55により、駆動部材54をナット42(従動部58)に対しそれらの噛合面61、62がボール53を介して噛合う方向に付勢する。
【0019】
従って、トルクダンパ50にあっては、駆動部材54がナット42(従動部58)に伝えようとするトルクがスプリング55の予圧力によって定まる一定値以下にあるときには、スプリング55の弾発力により噛合い方向に付勢されている、駆動部材54、ナット42(従動部58)の噛合面61、62がそれらのV溝61A、62Aにボール53を納める範囲で相互に接離し、トルクの変動をスプリング55の弾性変形によって吸収しながら、そのトルクを伝える。尚、駆動部材54がナット42(従動部58)に伝えようとするトルクが上述の一定値を超えると、駆動部材54、ナット42(従動部58)の噛合面61、62がそれらのV溝61A、62Aからボール53を離脱させて互いに空転し、それ以上のトルクを伝えない。
【0020】
トルクダンパ50は、駆動部材54、ナット42(従動部58)の噛合面61、62に形成するV溝61A、62Aの周方向の勾配角を緩やかに設定する等により、トルクの変動を吸収し得る駆動部材54、ナット42(従動部58)の相対回転角範囲を適宜拡張でき捻り剛性の変更が容易にできる。
【0021】
以下、電動パワーステアリング装置10の動作について説明する。
(1)操舵トルク検出装置17が検出した操舵トルクが所定値より低いとき、操舵アシスト力は不要であり、電動モータ30は駆動されない。
【0022】
(2)操舵トルク検出装置17が検出した操舵トルクが所定値を越えるとき、操舵アシスト力を必要とするから、電動モータ30が駆動される。電動モータ30の発生トルクがスリーブ33からトルクダンパ50を介してナット42に伝えられ、ナット42の回転をボールねじ41によりラック軸16の直線運動とし、ラック軸16に連動する車輪に操舵アシスト力となって付与される。
【0023】
(3)上述(1)、(2)の運転中に、タイヤの振動がラック軸16に伝わり、或いは電動モータ30のコギング(脈動)が生じたとき、これらの振動や脈動はトルクダンパ50を構成するスプリング55の弾性変形により減衰される。
【0024】
(4)上述(2)の操舵中にタイヤが縁石に乗り上げる等により、ラック軸16のストロークが急停止せしめられると、電動モータ30はたとえ給電を停止されても慣性により回転し続けようとし、スリーブ33に慣性トルクを生成する。このスリーブ33の慣性トルクは、トルクダンパ50により吸収され、ボールねじ41やラック軸16に衝撃力として伝えられることがない。
【0025】
従って、本実施形態によれば以下の作用がある。
▲1▼電動モータ30からラック軸16へのトルク伝達経路に、スプリング55の付勢力により噛合う駆動部材54とナット42(従動部58)の噛合い機構部を介在させたから、この噛合い機構部がトルクダンパ50となり、ラック軸16の強度を確保しながらそのねじり剛性を見かけ上変更するものになるから、ラック軸16と電動モータ30のロータ32で構成されるねじり固有振動数を容易に変更でき、ステアリングホイールのハンドルフィーリングを向上できる。
【0026】
▲2▼電動モータ30からラック軸16へのトルク伝達経路に上述▲1▼のトルクダンパ50が介装されることになるから、電動モータ30のコギング(脈動)やタイヤの振動をこのトルクダンパ50により減衰し、ステアリングホイールのハンドルフィーリングを向上できる。
【0027】
▲3▼タイヤの縁石乗り上げ時等に、ラック軸16のストロークが急停止せしめられたとき、電動モータ30への給電が停止されても電動モータ30が回転し続けようとすることによる慣性トルクが生ずるが、この慣性トルクをスプリング55の弾性変形により吸収し、結果としてボールねじ41の損傷を防止し、伝達系の振動騒音も減衰でき、ステアリングホイールのハンドルフィーリングを向上できる。
【0028】
▲4▼スリーブ33の延長部36の内側にナット42、駆動部材54、スプリング55を組込み、その延長部36の内側に噛合い機構部(トルクダンパ50)を納めたから、装置構成をコンパクトにできる。
【0029】
以上、本発明の実施の形態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の形態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。例えば、本発明の実施において、駆動部と従動部の噛合面はボール、コロを介して噛合うものに限らず、一方の噛合面の山形歯面を他方の噛合面の谷形歯面に直接的に凹凸噛合させるものであっても良い。
【0030】
また、本発明の実施において、駆動部はロータ側部材に一体形成され、従動部はナットから分離されて該ナットに対して弾発的に軸方向で一体的に摺動するものであっても良く、さらに、ナットの両端にそれぞれトルクダンパを介設しても良い。
【0031】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、電動パワーステアリング装置において、ラック軸と電動モータのロータで構成されるねじり固有振動数を容易に変更するとともに、電動モータのコギングやタイヤの振動を減衰し、電動モータのトルク伝達経路の衝撃力も緩和し、ステアリングホイールのハンドルフィーリングを向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は電動パワーステアリング装置を一部破断して示す正面図である。
【図2】 図2は電動モータからラック軸へのトルク伝達経路とその構成部品を示す模式図である。
【図3】 図3は図2の要部を示す断面図である。
【符号の説明】
10 電動パワーステアリング装置
11 ハウジング
12 入力軸
16 ラック軸
30 電動モータ
32 ロータ
33 スリーブ(ロータ側部材)
36 延長部
41 ボールねじ
42 ナット
53 ボール
54 駆動部材(駆動部)
55 スプリング(弾発体)
56 ワッシャ(部材)
57 ストッパリング(部材)
58 従動部
61、62 噛合面
61A、62A V溝
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric power steering apparatus.
[0002]
[Prior art]
As an electric power steering device, the output of the electric motor is transmitted to the nut of the ball screw that is coaxial with the rack shaft that is linked to the steering input shaft, and the rotation of the nut is converted into a linear motion of the rack shaft by the ball screw, and the wheel that is linked to the rack shaft There are some that assist the steering force.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
(1) The torsional natural frequency composed of the torsional rigidity of the rack shaft mechanically connected to the steering wheel and the inertia mass of the rotor of the electric motor deteriorates the steering wheel handle feeling. However, the torsional rigidity of the rack shaft cannot be changed from the viewpoint of strength, and the inertia mass of the rotor of the electric motor cannot be easily changed from the output side.
[0004]
(2) Cogging (pulsation) of the electric motor and vibration of the tire are transmitted to the steering wheel, which deteriorates the steering wheel handle feeling.
[0005]
(3) If the rack shaft stroke suddenly stops due to the tire climbing on the curb during steering, the electric motor will continue to rotate due to inertia even if the power supply is stopped. Exerts a large impact force on the thread groove of the ball screw provided on the rack shaft, resulting in deterioration of the function of the ball screw and deterioration of the steering wheel handle feeling such as damage to the thread groove.
[0006]
An object of the present invention is to easily change the torsional natural frequency composed of a rack shaft and a rotor of an electric motor in an electric power steering device, attenuate the cogging of the electric motor and the vibration of the tire, and reduce the torque of the electric motor. It is also to reduce the impact force of the transmission path and improve the steering wheel handle feeling.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 transmits the output of the electric motor (30) to the nut (42) of the ball screw (41) coaxial with the rack shaft (16) interlocked with the steering input shaft (12). In the electric power steering device (10) for assisting the steering force by turning the wheel connected to the rack shaft (16) by turning the rotation of 42) into a linear motion of the rack shaft (16) by the ball screw (41). The rotor side member of the motor (30) is composed of a sleeve (33) integrated with the inner periphery of the rotor (32), and a gap is formed inside the extension (36) protruding from the rotor (32) of the sleeve (33). The engaging surface of the drive member (54) is arranged so that the nut (42) can be rotated via the inner periphery of the extension portion (36) of the sleeve (33), and can be slid in the axial direction. (61) A driven portion formed on the end face of the bets (42) meshing surfaces (58) and (62) disposed opposite in the axial direction, are integrally rotationally connected inner circumference of the extension (36) of the sleeve (33) The drive member (54) and the elastic member (55) supported on the back surface between the drive member (54) and the member (57, 56) engaged with the inner periphery of the extension (36) of the sleeve (33) 54) and the nut (42) are urged in the meshing direction of their meshing surfaces (61, 62), and the meshing surface (61) of the drive member (54) and the meshing surface (62) of the nut (42) are elastic. Under the action of the elastic force of the body (55), the concave and convex meshes with each other so that they can contact and separate from each other, and the torque that the drive member (54) tries to transmit to the nut (42) is determined by the preload of the elastic body (55). When the value is less than the value, those bites urged in the meshing direction by the elastic force of the bullets (55). The surfaces (61, 62) are brought into contact with and separated from each other to absorb torque fluctuations, and when the torque exceeds the predetermined value, the meshing surfaces (61, 62) are disengaged to idle with each other. It is a thing.
[0009]
[Action]
(a) Since the meshing mechanism part of the driving part and the driven part meshed by the urging force of the projectile member is interposed in the torque transmission path from the electric motor to the rack shaft, this meshing mechanism part becomes a torque damper, and the rack shaft Therefore, the torsional rigidity can be apparently changed while securing the strength, so that the torsional natural frequency composed of the rack shaft and the rotor of the electric motor can be easily changed, and the handle feeling of the steering wheel can be improved.
[0010]
(b) Since the torque damper of (a) described above is interposed in the torque transmission path from the electric motor to the rack shaft, cogging (pulsation) of the electric motor and vibration of the tire are attenuated by this torque damper, and the steering wheel The handle feeling can be improved.
[0011]
(c) When the rack shaft stroke is suddenly stopped, such as when the curb rides on the tire, the inertia torque is generated due to the electric motor continuing to rotate even if the power supply to the electric motor is stopped. This inertia torque is absorbed by elastic deformation of the projectile, and as a result, damage to the ball screw can be prevented, vibration noise in the transmission system can be attenuated, and the steering wheel handle feeling can be improved.
[0012]
(d) Since the nut, the drive member, and the elastic body are incorporated inside the extension portion of the sleeve and the meshing mechanism portion (torque damper) is accommodated inside the extension portion, the device configuration can be made compact.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 is a partially cutaway front view of an electric power steering device, FIG. 2 is a schematic diagram showing a torque transmission path from the electric motor to a rack shaft and its components, and FIG. 3 is a cross-sectional view showing the main part of FIG. FIG.
[0014]
The electric power steering apparatus 10 has a housing 11 as shown in FIGS. An output shaft 14 (not shown) is connected to an input shaft 12 (steering input shaft) to which a steering wheel is coupled via a torsion bar 13, and a pinion 15 (not shown) is provided on the output shaft 14. A rack shaft 16 having a rack meshing with the rack 15 is supported on the housing 11 so as to be movable in the left-right direction. A steering torque detecting device 17 (not shown) is provided between the input shaft 12 and the output shaft 14. The steering torque detection device 17 is applied with a steering torque applied to the steering wheel to the output shaft 14, and is based on a relative rotational displacement generated between the input shaft 12 and the output shaft 14 due to elastic torsional deformation of the torsion bar 13. Is detected.
[0015]
In the electric power steering apparatus 10, both end portions of the rack shaft 16 protrude to the left and right of the housing 11, and tie rods 18 </ b> A and 18 </ b> B are connected to these end portions. The wheels can be steered. Note that one end of the rack shaft 16 is supported by the housing 11 via a rack guide (not shown) at a meshing portion with the pinion 15 and the other end via a bearing (not shown).
[0016]
In the electric power steering apparatus 10, an electric motor 30 is disposed in the housing 11 around the rack shaft 16. The electric motor 30 includes a stator (magnet) 31 fixed to the inner periphery of the housing 11, a rotor 32 in which a coil is wound around an iron core, and a sleeve 33 (rotor side member) integrated with the inner periphery of the rotor 32. ). The sleeve 33 is arranged coaxially with the rack shaft 16 at an interval on the outer periphery of the rack shaft 16, and the outer periphery of one end extension 34 (not shown) projecting to one side of the rotor 32 is a bearing 35 (not illustrated) formed of an angular ball bearing. The outer periphery of the other end extension 36 protruding to the other side of the rotor 32 is supported on the housing 11 by a bearing 37 made of a ball bearing, and is supported on both ends by these bearings 35, 37.
[0017]
In the electric power steering apparatus 10, a ball screw 41 is provided on the rack shaft 16, and a nut 42 that meshes with the ball screw 41 is disposed inside the extension portion 36 of the sleeve 33 of the electric motor 30 via a gap. The steel ball 43 is held between the screw groove 41A of the ball screw 41 and the screw groove 42A of the nut 42. Thereby, the output of the electric motor 30 is transmitted to the nut 42 via the torque damper 50, and the rotation of the nut 42 is converted into a linear motion of the rack shaft 16 by the ball screw 41.
[0018]
However, in the electric power steering apparatus 10, as shown in FIGS. 1 to 3, the torque damper 50 is interposed between the sleeve 33 and the nut 42 of the electric motor 30. The torque damper 50 is formed on the inner diameter portion of the extension portion 36 of the sleeve 33 of the electric motor 30 in order from the rear side, such as a thrust plate 51, a thrust bearing 52, a nut 42, a ball 53 (or a roller), a driving member 54, a disc spring, and the like. A spring 55, a washer 56, and a stopper ring 57 are mounted. At this time, the drive member 54 has a ring shape and includes a drive-side meshing surface 61 provided with V grooves 61A at a plurality of circumferential positions on its end surface, and the outer periphery thereof is serrated to the inner surface of the extension portion 36 in the rotational direction. They are integrally connected and slidable in the axial direction. Further, the nut 42 has a driven portion 58 at its end surface, and includes a driven-side meshing surface 62 provided with V grooves 62 </ b> A at a plurality of circumferential positions of the driven portion 58. As a result, the torque damper 50 is integrally formed with the sleeve 33 of the electric motor 30 in the rotational direction, and is formed on the drive side meshing surface 61 of the drive member 54 that is slidable in the axial direction, and the nut 42 (driven portion 58). The driven-side meshing surface 62 is disposed so as to face each other in the axial direction, and the drive member 54 is attached to the nut 42 (driven portion) by a spring 55 supported on the back by a stopper ring 57 and a washer 56 engaged with the inner periphery of the sleeve 33. 58), the meshing surfaces 61 and 62 are biased in the meshing direction via the balls 53.
[0019]
Therefore, in the torque damper 50, when the torque that the driving member 54 is to transmit to the nut 42 (the driven portion 58) is below a certain value determined by the preload of the spring 55, the torque damper 50 is engaged by the elastic force of the spring 55. The engagement surfaces 61 and 62 of the drive member 54 and the nut 42 (driven portion 58), which are biased in the direction, are brought into contact with and separated from each other within a range in which the balls 53 are accommodated in the V grooves 61A and 62A. The torque is transmitted while being absorbed by the elastic deformation of 55. When the torque that the drive member 54 tries to transmit to the nut 42 (driven portion 58) exceeds the above-described fixed value, the meshing surfaces 61 and 62 of the drive member 54 and the nut 42 (driven portion 58) will have their V-grooves. The balls 53 are detached from 61A and 62A and run idle, and no further torque is transmitted.
[0020]
The torque damper 50 can absorb torque fluctuations by, for example, gently setting the circumferential gradient angles of the V grooves 61A and 62A formed on the meshing surfaces 61 and 62 of the drive member 54 and the nut 42 (driven portion 58). The relative rotation angle range of the drive member 54 and the nut 42 (driven portion 58) can be expanded as appropriate, and the torsional rigidity can be easily changed.
[0021]
Hereinafter, the operation of the electric power steering apparatus 10 will be described.
(1) When the steering torque detected by the steering torque detection device 17 is lower than a predetermined value, the steering assist force is unnecessary and the electric motor 30 is not driven.
[0022]
(2) Since the steering assist force is required when the steering torque detected by the steering torque detection device 17 exceeds a predetermined value, the electric motor 30 is driven. The torque generated by the electric motor 30 is transmitted from the sleeve 33 to the nut 42 via the torque damper 50, and the rotation of the nut 42 is caused to linearly move the rack shaft 16 by the ball screw 41. Will be granted.
[0023]
(3) When the vibration of the tire is transmitted to the rack shaft 16 or the cogging (pulsation) of the electric motor 30 is generated during the operations (1) and (2) described above, these vibrations and pulsations constitute the torque damper 50. Damped by elastic deformation of the spring 55.
[0024]
(4) When the stroke of the rack shaft 16 is suddenly stopped due to the tire climbing on the curb during the steering of the above (2), the electric motor 30 tries to continue to rotate due to inertia even if the power supply is stopped. Inertia torque is generated in the sleeve 33. The inertia torque of the sleeve 33 is absorbed by the torque damper 50 and is not transmitted to the ball screw 41 or the rack shaft 16 as an impact force.
[0025]
Therefore, according to this embodiment, there are the following operations.
(1) Since the meshing mechanism portion of the drive member 54 and the nut 42 (driven portion 58) meshed by the urging force of the spring 55 is interposed in the torque transmission path from the electric motor 30 to the rack shaft 16, this meshing mechanism Since the torque damper 50 becomes a part and the torsional rigidity of the rack shaft 16 is apparently changed while securing the strength of the rack shaft 16, the torsional natural frequency composed of the rack shaft 16 and the rotor 32 of the electric motor 30 can be easily changed. This can improve the handle feeling of the steering wheel.
[0026]
(2) Since the torque damper 50 of the above (1) is interposed in the torque transmission path from the electric motor 30 to the rack shaft 16, cogging (pulsation) and tire vibration of the electric motor 30 are caused by this torque damper 50. Attenuates and improves the steering wheel handle feeling.
[0027]
(3) When the stroke of the rack shaft 16 is suddenly stopped, for example, when the tire curb rides up, the inertial torque due to the electric motor 30 continuing to rotate even if the power supply to the electric motor 30 is stopped. However, this inertia torque is absorbed by the elastic deformation of the spring 55. As a result, damage to the ball screw 41 can be prevented, vibration noise in the transmission system can be attenuated, and the handle feeling of the steering wheel can be improved.
[0028]
(4) Since the nut 42, the drive member 54, and the spring 55 are incorporated inside the extension portion 36 of the sleeve 33 and the meshing mechanism portion (torque damper 50) is housed inside the extension portion 36, the apparatus configuration can be made compact.
[0029]
Although the embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration of the present invention is not limited to this embodiment, and there are design changes and the like without departing from the gist of the present invention. Is included in the present invention. For example, in the practice of the present invention, the meshing surfaces of the driving unit and the driven unit are not limited to meshing via balls and rollers, and the chevron tooth surface of one meshing surface is directly connected to the valley tooth surface of the other meshing surface. It is also possible to engage with the concave and convex.
[0030]
In the embodiment of the present invention, the drive unit may be integrally formed with the rotor side member, and the driven unit may be separated from the nut and slide integrally with the nut in the axial direction. In addition, torque dampers may be provided at both ends of the nut.
[0031]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in the electric power steering apparatus, the torsional natural frequency composed of the rack shaft and the rotor of the electric motor is easily changed, and the cogging of the electric motor and the vibration of the tire are attenuated. The impact force on the torque transmission path of the electric motor can also be alleviated, and the steering wheel feeling of the steering wheel can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing a partially broken electric power steering apparatus.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a torque transmission path from the electric motor to the rack shaft and its components.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a main part of FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Electric power steering apparatus 11 Housing 12 Input shaft 16 Rack shaft 30 Electric motor 32 Rotor 33 Sleeve (rotor side member)
36 Extension part 41 Ball screw 42 Nut 53 Ball 54 Drive member (drive part)
55 Spring
56 Washers (members)
57 Stopper ring (member)
58 Follower 61, 62 Mating surface 61A, 62A V groove

Claims (2)

電動モータ(30)の出力をステアリング入力軸(12)に連動するラック軸(16)と同軸をなすボールねじ(41)のナット(42)に伝え、ナット(42)の回転をボールねじ(41)によりラック軸(16)の直線運動とし、ラック軸(16)に連動する車輪を転舵し、操舵力をアシストする電動パワーステアリング装置(10)において、
電動モータ(30)のロータ側部材がロータ(32)の内周に一体化されたスリーブ(33)からなり、スリーブ(33)のロータ(32)から突出した延長部(36)の内側に間隙を介して回転可能にナット(42)を配置し、
スリーブ(33)の延長部(36)の内周に回転方向で一体結合し、軸方向で摺動可能とする駆動部材(54)の噛合面(61)と、ナット(42)の端面に形成した従動部(58)の噛合面(62)とを軸方向にて対向配置し、スリーブ(33)の延長部(36)の内周に回転方向で一体結合した駆動部材(54)と、該スリーブ(33)の延長部(36)の内周に係着した部材(57、56)との間で背面支持された弾発体(55)により、駆動部材(54)とナット(42)をそれらの噛合面(61、62)の噛合方向に付勢し、
駆動部材(54)の噛合面(61)とナット(42)の噛合面(62)が弾発体(55)の弾発力作用下で相互に接離可能に凹凸噛合し、駆動部材(54)がナット(42)に伝えようとするトルクが弾発体(55)の予圧力によって定まる一定値以下にあるときには、弾発体(55)の弾発力により噛合い方向に付勢されているそれらの噛合面(61、62)を相互に接離してトルクの変動を吸収し、上記トルクが上記一定値を越えると、それらの噛合面(61、62)の噛合いを離脱させて互いに空転させることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
The output of the electric motor (30) is transmitted to the nut (42) of the ball screw (41) that is coaxial with the rack shaft (16) interlocked with the steering input shaft (12), and the rotation of the nut (42) is transmitted to the ball screw (41). ) To linearly move the rack shaft (16), steer the wheel interlocked with the rack shaft (16), and assist the steering force.
The rotor side member of the electric motor (30) is composed of a sleeve (33) integrated with the inner periphery of the rotor (32), and a gap is formed inside the extension (36) protruding from the rotor (32) of the sleeve (33). The nut (42) in a rotatable manner through the
Formed on the engagement surface (61) of the drive member (54) and the end surface of the nut (42), which are integrally coupled to the inner periphery of the extension (36) of the sleeve (33) in the rotational direction and are slidable in the axial direction. A drive member (54) which is disposed so as to be opposed to the meshing surface (62) of the driven portion (58) in the axial direction and integrally coupled to the inner periphery of the extension portion (36) of the sleeve (33) in the rotational direction; The drive member (54) and the nut (42) are moved by the elastic body (55) supported on the back surface with the members (57, 56) engaged with the inner periphery of the extension (36) of the sleeve (33). Urging in the meshing direction of the meshing surfaces (61, 62),
The engagement surface (61) of the drive member (54) and the engagement surface (62) of the nut (42) engage with each other under the elastic force action of the elastic body (55) so as to be in contact with each other. ) Is less than a predetermined value determined by the preload of the projectile body (55), and is biased in the meshing direction by the resilience of the projectile body (55). These meshing surfaces (61, 62) are brought into contact with and separated from each other to absorb torque fluctuations. When the torque exceeds the predetermined value, the meshing surfaces (61, 62) are disengaged from each other. An electric power steering device characterized by being idled.
前記駆動部材(54)の噛合面(61)とナット(42)の噛合面(62)が、互いに対面するV溝(61A、62A)を備え、両V溝(61A、62A)にボール(53)を納める状態で相互に接離可能に噛合う請求項1に記載の電動パワーステアリング装置。  The engagement surface (61) of the drive member (54) and the engagement surface (62) of the nut (42) are provided with V grooves (61A, 62A) facing each other, and balls (53 The electric power steering apparatus according to claim 1, which engages and disengages with each other in a state where the
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