JP2000062631A - 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の両端に固着された環
状部材６のラックシャフト中央側側面が、ギヤボックス
２側の両ストッパー２c 、２d 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のラックシャフト中央側側面には、衝撃
吸収部材８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、ラックシャフトの両端に固着された環状部材のラ
ックシャフト中央側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
ックシャフトの両端に固着された環状部材のラックシャ
フト中央側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、環状部材のラックシャフ
ト中央側側面には、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 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の両端は小径にされて、
突起部３b とされている。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）。

【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環状の部分のラックシ
ャフト中央部側（ラック３a 側）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が添設され
ている。

【００１９】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 を挟んで左右両側の内周壁
には、ラックシャフト３が左右動したとき、環状リング
部材６のラックシャフト中央部側側面と衝突してラック
シャフト３の左右動の限界を定めるストッパーとしての
ストッパー面２c 、２d が、左右それぞれに形成されて
いる。

【００２０】左側のストッパー面２c の内周縁は、図２
により良く図示されているように、ラックシャフト３が
右動限界に達して衝撃吸収部材８がブッシュ９の端面に
衝突したとき、衝撃吸収部材８の起こり得る最大変形を
受け入れることができる。

【００２１】ブッシュ９は、樹脂材料からなり、図示さ
れてはいないが、軸方向にスリットが形成されていて、
全体を縮径させることにより、ギヤボックス２のラック
シャフト収容部分２a の内周壁にストッパー面２c に直
ぐ隣接して形成された段付き凹部２e に内方から嵌着さ
れていて、ラックシャフト３の左方部分を支持するとと
もに、前記のとおり、ラックシャフト３が右動限界に達
したとき、環状リング部材６がストッパー面２c に衝突
する前に衝撃吸収部材８と衝突して、該衝撃吸収部材８
を変形させて、環状リング部材６がストッパー面２c に
衝突したときの衝撃力を緩和する。

【００２２】右側のストッパー面２d は、図３により良
く図示されているように、環状リング部材６が衝突する
上段面と、衝撃吸収部材８が衝突する下段面とを有する
段付き面として形成されている。このストッパー面２d
の上下各段面のストッパーとしての機能は、前記した左
側のストッパー面２c とブッシュ９の端面とのストッパ
ーとしての機能と同じである。

【００２３】ギヤボックス２のラックシャフト収容部分
２a の両端部は開口とされ、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。

【００２４】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、ラックシャフト収容部分２a 内を右動もしくは左動
して、その終端まで移動するとき、ラックシャフト３の
両端に固着された環状リング部材６に添設された衝撃吸
収部材８が、ブッシュ９の端面もしくは右側のストッパ
ー面２d の下段面に衝突して、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が、左
側のストッパー面２c もしくは右側のストッパー面２d
の上段面に衝突して、ラックシャフト３の移動を停止せ
しめる。

【００２５】衝撃吸収部材８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が左側のストッパー面２
c もしくは右側のストッパー面２d の上段面に衝突した
ときの衝撃力を緩和させる。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。

【００２６】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の両端に固着さ
れた環状リング部材（環状部材）６のラックシャフト中
央側側面が、ギヤボックス２のラックシャフト収容部分
２a の左右両側の内周壁に形成されたストッパー面２c
、２d （上段面）にそれぞれ衝突することにより行な
われる。

【００２７】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の両端に固着された環状リン
グ部材６のストッパー面２c 、２d 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
て、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。

【００２８】また、環状リング部材６のラックシャフト
中央側側面には、衝撃吸収部材８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 、２d 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。

【００２９】さらに、ラックシャフト３の左端に固着さ
れた環状リング部材６のラックシャフト中央側側面に添
設された衝撃吸収部材８のストッパー面として、ブッシ
ュ９の端面が利用されるので、ギヤボックス２のラック
シャフト収容部分２a の左側内周壁に衝撃吸収部材８の
ストッパー面を特別に形成する必要がなくなり、加工工
数を低減することができる。

【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 …センサー収容部分、２c 、２d …ストッパー
面、２e …段付き凹部、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…衝撃吸収部材、９…ブッシュ、10…キャップ。

───────────────────────────────────────────────────── 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 JB02

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ラックシャフトの両端に固着された環状
   部材のラックシャフト中央側側面が、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】 前記環状部材のラックシャフト中央側側
   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。