JP2000062630A - センターテイクオフ型電動式パワーステアリング装置におけるラックストロークの規制構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 センターテイクオフ型電動式パワーステアリ
ング装置におけるラックストロークの規制構造におい
て、ラックストローク規制時の衝撃力を緩和して、タイ
ロッド取付け部やラックシャフト等の関連部分や部品の
耐久性の向上、過剰設計の回避、コストの低減、商品性
の向上等を図る。 【解決手段】 ラックシャフト３のラック３a が形成さ
れた側の端部に固着された環状部材６の両側面が、ギヤ
ボックス２側の両ストッパー（ストッパー面２c、10a
）にそれぞれ衝突することにより、ラックストローク
が規制されるようにされている。環状部材６の両側面に
は、衝撃吸収部材８、９が添設されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願の発明は、車両の操舵装
置に用いられるセンターテイクオフ型電動式パワーステ
アリング装置におけるラックストロークの規制構造に関
し、特にラックストローク規制時の衝撃力を緩和して、
タイロッド取付け部や関連部分が過剰設計にならないよ
うにして、コストの低減と商品性の向上とを図ったセン
ターテイクオフ型電動式パワーステアリング装置におけ
るラックストロークの規制構造に関する。

【０００２】

【従来技術】従来のセンターテイクオフ型電動式パワー
ステアリング装置におけるラックストローク（ラックシ
ャフトの最大移動量）の規制構造は、図４および図５に
図示されるように、左右一対のタイロッド010 、011 の
各内方端をラックシャフト03に連結するボルト012 、01
3 がダストブーツ014 、ガイドシュー015 およびラック
シャフト03を貫通する部分に、これらダストブーツ014
、ガイドシュー015 およびラックシャフト03にまたが
って介装されたカラー016 、016 が、ギヤボックス02の
ラックシャフト収容部分02a に形成された案内溝（長
孔）017 内をガイドシュー015 に案内されながら左右に
移動して、その終端に達したとき、案内溝017 の左右端
017l、017rに衝突することによって、ラックストローク
が規制されるようになっている。

【０００３】したがって、このものにおいては、ギヤボ
ックス02のラックシャフト収容部分02a に形成された案
内溝017 の左右端017l、017rが、ラックシャフト03の移
動量を（ラックストローク）定めるストッパーとしての
機能を果たしている（特願平９−１５３２９２号参
照）。

【０００４】ところで、ラックシャフト03の駆動力は、
入力軸04に連動連結されるステアリングホイール（ハン
ドル）018 （図６参照）からの手入力、電動機05からウ
ォーム減速機019 を介して出力される操舵補助力、およ
び電動機05の慣性力とであり、これらの力が、カラー2
0、20が案内溝17の左右端17l 、17r に衝突したとき、
これらの部位に衝撃力を加える。

【０００５】この衝撃力は、図６に図示されるように、
ステアリングホイール018 が左転舵されるとき、ラック
シャフト03に引張り力と曲げ力とを及ぼす（図６の実線
矢印参照）。また、ステアリングホイール018 が右転舵
されるとき、ラックシャフト03に圧縮力と反対方向の曲
げ力とを及ぼす（図６の鎖線矢印参照）。さらに、タイ
ロッド010 、011 のラックシャフト03への取付け部に無
理な力を作用させる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このため、ラックシャ
フト03やタイロッド010 、011 のラックシャフト03への
取付け部等の強度の向上が必要になってくるので、勢い
これらの部分が過剰設計になり勝ちで、コストアップの
要因となっていた。

【０００７】本願の発明は、従来のものが有する前記の
ような問題点を解決して、ラックストローク規制時（ラ
ックシャフトのストッパーへの衝突時）の衝撃力を緩和
し、該衝撃力からラックシャフトやタイロッド取付け部
を保護して、これらの部分が過剰設計にならないように
し、コストの低減と商品性の向上とを図ったセンターテ
イクオフ型電動式パワーステアリング装置におけるラッ
クストロークの規制構造を提供することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段および効果】本願の発明
は、前記のような問題点を解決したセンターテイクオフ
型電動式パワーステアリング装置におけるラックストロ
ークの規制構造に係わり、その請求項１に記載された発
明は、ラックシャフトのラックが形成された側の端部に
固着された環状部材の両側面が、ギヤボックス側の両ス
トッパーにそれぞれ衝突することにより、ラックストロ
ークが規制されるようにされたことを特徴とするセンタ
ーテイクオフ型電動式パワーステアリング装置における
ラックストロークの規制構造である。

【０００９】請求項１に記載された発明は、前記のよう
に構成されているので、ラックストロークの規制は、ラ
ックシャフトのラックが形成された側の端部に固着され
た環状部材の両側面がギヤボックス側の両ストッパーに
それぞれ衝突することにより行なわれる。

【００１０】この結果、ラックストロークの規制時（ラ
ックシャフトのストッパーへの衝突時）、衝撃力は、ラ
ックシャフト側には、該ラックシャフトに引張り力もし
くは圧縮力を加えるのみであり、曲げ力が解消されて、
タイロッド取付け部に無理な力が作用することもなくな
り、これらの部分や部品（タイロッド取付け部やラック
シャフト等）の耐久性を向上させることができる。ま
た、これらの部分や部品を過度に強固に製作する必要が
なくなり、過剰設計になることが防がれて、重量を低減
でき、コストの低減を図ることができる。

【００１１】また、請求項２記載のように請求項１記載
の発明を構成することにより、環状部材の両側面には、
衝撃吸収部材が添設されるので、衝撃力を緩和すること
ができ、ラックとピニオンとの噛合部や操舵補助力を伝
動するウォーム減速機等の関連する各部分や部品の最適
設計が可能になる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図１ないし図３に図示され
る本願の請求項１および請求項２に記載された発明の一
実施形態について説明する。図１は、本実施形態におけ
るラックストロークの規制構造が適用されたセンターテ
イクオフ型電動式パワーステアリング装置のトルクセン
サー収容部分側を一部破断して示す図であって、タイロ
ッド取付け部分を省略して示す図、図２は、図１のラッ
クシャフトが一方のストッパーに衝突した状態における
要部拡大図、図３は、図１のラックシャフトが他方のス
トッパーに衝突した状態における要部拡大図である。

【００１３】これらの図において、本実施形態における
ラックストローク（ラックシャフト３の最大移動量）の
規制構造が適用されたセンターテイクオフ型電動式パワ
ーステアリング装置１は、そのギヤボックス２のラック
シャフト収容部分２a （トルクセンサー収容側部分のみ
図示）の長さ方向略中央部に、図示されない左右一対の
タイロッドの内方端をラックシャフト３に取り付ける取
付け部を備えている。

【００１４】ラックシャフト３は、詳細には図示されて
いないが、その一方端（図１において右方端）寄りにラ
ック３a を有し、ギヤボックス２のラックシャフト収容
部分２a 内に、図１において左右摺動自在に収容されて
いる。

【００１５】ギヤボックス２のセンサー収容部分２b 内
には、図示されない車両のステアリングホイールに連動
連結された入力軸４を出力軸に連結するトーションバー
と、該出力軸と、トーションバーの歪み量を検出するセ
ンサー（トルクセンサー）とが収容されており、ラック
シャフト３のラック３a は、出力軸に形成されたピニオ
ンと噛み合い、ステアリングホイールの操舵による手入
力と電動機５によるセンサー出力に応じた操舵補助力と
を、ラックシャフト３および図示されないタイロッドを
介して車輪側に伝達する。

【００１６】ラックシャフト３のラック３a が形成され
た側の端部は小径にされて、突起部３b とされている。
そして、ラックシャフト３の本体部が突起部３b に移行
する部分には、ラックシャフト３の軸と直交する環状の
段面３c が形成されている。

【００１７】突起部３b は、その外周にネジが刻設さ
れ、その基端に環状のリング部材（環状部材）６が嵌合
され、さらに、そのネジ部にナット７が螺装されてい
て、環状のリング部材６が、該ナット７と段面３c との
間に挟着されている（図２、図３参照）。環状のリング
部材６は、大径部と小径部とからなっていて、小径部を
ラック３a と反対側にして、ナット７と段面３c との間
に挟着されている。

【００１８】環状のリング部材６の外径はラックシャフ
ト３の外径よりも大きく、環状のリング部材６がラック
シャフト３より径方向にはみ出す部分の図において左側
面には、ラバー等の弾性材料からなるリング状の衝撃吸
収部材８がラックシャフト３に嵌着されて添設されてい
る。

【００１９】また、環状のリング部材６の大径部と小径
部との間の段部には、同様のリング状の衝撃吸収部材９
が添設されている。衝撃吸収部材９の径は、衝撃吸収部
材８の径よりやや大きい。

【００２０】ギヤボックス２のラックシャフト収容部分
２a の両端部（図１において左方の端部は図示されず）
は開口とされ、該開口には、キャップ10が被冠されてい
る。このキャップ10は、ラックシャフト３が左右動し
て、ラックシャフト収容部分２a 内の終端まで移動した
とき、突起部３b を含むラックシャフト３の両端部を受
け入れることができる。

【００２１】ギヤボックス２のラックシャフト収容部分
２a の右方端部の開口に被冠されたキャップ10は、大径
部と小径部とから構成されていて、大径部が該開口にネ
ジ結合等により堅く嵌着され、大径部と小径部との内方
段部は、後述するように、ラックシャフト３が右動した
ときのストッパー部としての機能を果たしている。

【００２２】ギヤボックス２のラックシャフト収容部分
２a のセンサー収容部分２b より図１において右方側の
内周壁には、ラックシャフト３が左動したとき、環状リ
ング部材６の左側面と衝突してラックシャフト３の左動
の限界を定めるストッパーとしてのストッパー面２c が
形成されている。

【００２３】さらに、ストッパー面２c と段をなして、
ギヤボックス２の中心軸寄りには、図３により良く図示
されているように、環状のストッパー面２d が形成され
ている。このストッパー面２d は、ストッパー面２c が
環状リング部材６の左側面と衝突する前に、衝撃吸収部
材８と衝突して、該衝撃吸収部材８を変形（ラックシャ
フト軸方向寸法を縮小）させて、ストッパー面２c が環
状リング部材６に衝突したときの衝撃力を緩和する。

【００２４】ギヤボックス２のラックシャフト収容部分
２a の右方端部の開口に被冠されたキャップ10の大径部
と小径部との内方段部には、ラックシャフト３が右動し
たとき、環状リング部材６の右側面と衝突してラックシ
ャフト３の右動の限界を定めるストッパーとしてのスト
ッパー面10a が形成されている。

【００２５】さらに、ストッパー面10a と段をなして、
キャップ10の中心軸寄りには、図２により良く図示され
ているように、環状のストッパー面10b が形成されてい
る。このストッパー面10b は、ストッパー面10a が環状
リング部材６の右側面と衝突する前に、衝撃吸収部材９
と衝突して、該衝撃吸収部材９を変形（ラックシャフト
軸方向寸法を縮小）させて、ストッパー面10a が環状リ
ング部材６に衝突したときの衝撃力を緩和する。

【００２６】そこで、いま、ラックシャフト３がステア
リングホイールの操舵による手入力、電動機５により出
力される操舵補助力、さらには電動機５の慣性力を受け
て、ギヤボックス２のラックシャフト収容部分２a 内を
左右動して、その終端まで移動するとき、ラックシャフ
ト３のラック３a が形成された側の端部に固着された環
状リング部材６の左右側面に添設された衝撃吸収部材
８、９が、ラックシャフト収容部分２a の内周壁に形成
されたストッパー面２d 、キャップ10の内方段部に形成
されたストッパー面10b にそれぞれ衝突して、そのラッ
クシャフト軸方向寸法を縮小させ、最終的には環状リン
グ部材６の左右側面が、ラックシャフト収容部分２a の
内周壁に形成されたストッパー面２c 、キャップ10の内
方段部に形成されたストッパー面10a にそれぞれ衝突し
て、ラックシャフト３の左右動を停止せしめる。

【００２７】衝撃吸収部材８、９のラックシャフト軸方
向寸法の縮小は、環状リング部材６がストッパー面２c
もしくはストッパー面10a に衝突したときの衝撃力を緩
和する。このようにして、ラックストローク（ラックシ
ャフト３の最大移動量）が規制されている。

【００２８】本実施形態は、前記のように構成されてい
るので、次のような効果を奏することができる。ラック
ストロークの規制は、ラックシャフト３のラック３a が
形成された側の端部に固着された環状リング部材（環状
部材）６の両側面がギヤボックス２のラックシャフト収
容部分２a の内周壁に形成されたストッパー面２c 、キ
ャップ10の内方段部に形成されたストッパー面10a にそ
れぞれ衝突することにより行なわれる。

【００２９】この結果、ラックストロークの規制時、す
なわち、ラックシャフト３の一方端部に固着された環状
リング部材６のストッパー面２c 、10a への衝突時、衝
撃力は、ラックシャフト３側には、該ラックシャフト３
に引張り力もしくは圧縮力を加えるのみであり、曲げ力
が解消されて、タイロッド取付け部に無理な力が作用す
ることもなくなり、これらの部分や部品（タイロッド取
付け部やラックシャフト３等）の耐久性を向上させるこ
とができる。また、これらの部分や部品を過度に強固に
製作する必要がなくなり、過剰設計になることが防がれ
て、重量を低減でき、コストの低減を図ることができ
る。

【００３０】また、環状部材６の両側面には、衝撃吸収
部材８、９が添設されているので、環状リング部材６の
ストッパー面２c 、10a への衝突による衝撃力を緩和す
ることができ、ラック３a とピニオンとの噛合部や操舵
補助力を伝動するウォーム減速機等の関連する各部分や
部品の最適設計が可能になる。

【００３１】さらに、ラックシャフト３のストッパー部
が、ギヤボックス２のセンサー収容部分２b を境にして
ギヤボックス２のラックシャフト収容部分２a の一方端
部寄りに集約されているので、組付性を向上させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願の請求項１および請求項２に記載された発
明の一実施形態におけるラックストロークの規制構造が
適用されたセンターテイクオフ型電動式パワーステアリ
ング装置のトルクセンサー収容部分側を一部破断して示
す図であって、タイロッド取付け部分を省略して示す図
である。

【図２】図１のラックシャフトが一方のストッパーに衝
突した状態における要部拡大図である。

【図３】図１のラックシャフトが他方のストッパーに衝
突した状態における要部拡大図である。

【図４】従来例を示す図である。

【図５】図４の部分拡大図である。

【図６】図４の従来例の作用を説明するための図であ
る。

【符号の説明】

１…センターテイクオフ型電動式パワーステアリング装
置、２…ギヤボックス、２a …ラックシャフト収容部
分、２b …トルクセンサー収容部分、２c 、２d…スト
ッパー面、３…ラックシャフト、３a …ラック、３b …
突起部、３c …段面、４…入力軸、５…電動機、６…環
状リング部材（環状部材）、７…ナット、８、９…衝撃
吸収部材、10…キャップ、10a 、10b …ストッパー面。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩崎 章 栃木県芳賀郡芳賀町芳賀台112番地１ 株 式会社ショーワ栃木開発センター内 Ｆターム(参考） 3D033 JB01

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ラックシャフトのラックが形成された側
   の端部に固着された環状部材の両側面が、ギヤボックス
   側の両ストッパーにそれぞれ衝突することにより、ラッ
   クストロークが規制されるようにされたことを特徴とす
   るセンターテイクオフ型電動式パワーステアリング装置
   におけるラックストロークの規制構造。
2. 【請求項２】 前記環状部材の両側面には、衝撃吸収部
   材が添設されたことを特徴とする請求項１記載のセンタ
   ーテイクオフ型電動式パワーステアリング装置における
   ラックストロークの規制構造。