JP2000326856A - 電動式パワーステアリング装置 - Google Patents
電動式パワーステアリング装置Info
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- JP2000326856A JP2000326856A JP13705899A JP13705899A JP2000326856A JP 2000326856 A JP2000326856 A JP 2000326856A JP 13705899 A JP13705899 A JP 13705899A JP 13705899 A JP13705899 A JP 13705899A JP 2000326856 A JP2000326856 A JP 2000326856A
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- steering shaft
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- screw mechanism
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ボールねじ機構が一体に設けられた操舵軸の
靱性と真直度が優れ、かつボールねじ機構の螺旋状転走
面の転動寿命を確保できる電動式パワーステアリング装
置を提供することである。 【解決手段】 操舵軸１の螺旋状転走面８を形成するね
じ溝に沿って、コイル半径が概ねねじ溝の平均断面曲率
半径に等しい螺旋状の加熱コイル１６を、螺旋状転走面
８に近接させて配置し、操舵軸１をねじ溝のねじれ角に
合致させて、回転させながら軸方向に送ることにより、
転走面８の表面層に概ね均一な所定深さの焼入れ硬化層
１７を形成し、転走面８の転動寿命を確保するととも
に、優れた操舵軸１の靱性と真直度が得られるようにし
たのである。
靱性と真直度が優れ、かつボールねじ機構の螺旋状転走
面の転動寿命を確保できる電動式パワーステアリング装
置を提供することである。 【解決手段】 操舵軸１の螺旋状転走面８を形成するね
じ溝に沿って、コイル半径が概ねねじ溝の平均断面曲率
半径に等しい螺旋状の加熱コイル１６を、螺旋状転走面
８に近接させて配置し、操舵軸１をねじ溝のねじれ角に
合致させて、回転させながら軸方向に送ることにより、
転走面８の表面層に概ね均一な所定深さの焼入れ硬化層
１７を形成し、転走面８の転動寿命を確保するととも
に、優れた操舵軸１の靱性と真直度が得られるようにし
たのである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は自動車の電動式パ
ワーステアリング装置に関し、特にモータの出力を、操
舵軸に一体に設けられたボールねじ機構を介して、操舵
軸に伝達する方式の電動式パワーステアリング装置に関
するものである。
ワーステアリング装置に関し、特にモータの出力を、操
舵軸に一体に設けられたボールねじ機構を介して、操舵
軸に伝達する方式の電動式パワーステアリング装置に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種の電動式パワーステアリング装置
としては、例えば、特開昭５９−５０８６４号公報に開
示されたものがある。この電動式パワーステアリング装
置の基本構成を、本発明の実施形態である図１を用いて
説明する。このパワーステアリング装置は、車輪を操舵
する操舵機構に連結される操舵軸１と、ハンドルからの
操舵トルクを、操舵軸１を軸方向に移動させる力に変換
するラックピニオン機構２と、操舵トルクの大きさと方
向に応じて回転駆動されるモータ３と、操舵軸１に一体
に設けられたボールねじ機構４とを備え、このボールね
じ機構４のナット５がモータ３の回転子６に嵌合されて
おり、モータ３の駆動により、ナット５が回転子６とと
もに回転して、操舵軸１に一体に設けられたボールねじ
機構４で操舵軸１を軸方向に移動させ、ハンドルからの
操舵トルクを適宜補助するものである。したがって、操
舵軸１には、ラックピニオン機構２のラック７とボール
ねじ機構４の螺旋状転走面８が形成されている。
としては、例えば、特開昭５９−５０８６４号公報に開
示されたものがある。この電動式パワーステアリング装
置の基本構成を、本発明の実施形態である図１を用いて
説明する。このパワーステアリング装置は、車輪を操舵
する操舵機構に連結される操舵軸１と、ハンドルからの
操舵トルクを、操舵軸１を軸方向に移動させる力に変換
するラックピニオン機構２と、操舵トルクの大きさと方
向に応じて回転駆動されるモータ３と、操舵軸１に一体
に設けられたボールねじ機構４とを備え、このボールね
じ機構４のナット５がモータ３の回転子６に嵌合されて
おり、モータ３の駆動により、ナット５が回転子６とと
もに回転して、操舵軸１に一体に設けられたボールねじ
機構４で操舵軸１を軸方向に移動させ、ハンドルからの
操舵トルクを適宜補助するものである。したがって、操
舵軸１には、ラックピニオン機構２のラック７とボール
ねじ機構４の螺旋状転走面８が形成されている。
【０００３】従来、前記操舵軸１のラック７と螺旋状転
走面８は転造で形成され、高周波焼入れにより、それぞ
れの表面層に所望の硬さと深さの硬化層が形成される。
この硬化層は、浸炭焼入れによって形成することもでき
るが、ラック７部と螺旋状転走面８部とでは、硬化層の
硬さや深さ等、要求される硬化処理の仕様が異なるの
で、浸炭焼入れ後に、それぞれについて異なる仕様で高
周波による焼戻し処理を行う必要がある。このため、製
造コストの面から、この種のラック７と螺旋状転走面８
が一体の軸に共存する操舵軸１の表面硬化処理には、高
周波焼入れが一般的に採用されている。
走面８は転造で形成され、高周波焼入れにより、それぞ
れの表面層に所望の硬さと深さの硬化層が形成される。
この硬化層は、浸炭焼入れによって形成することもでき
るが、ラック７部と螺旋状転走面８部とでは、硬化層の
硬さや深さ等、要求される硬化処理の仕様が異なるの
で、浸炭焼入れ後に、それぞれについて異なる仕様で高
周波による焼戻し処理を行う必要がある。このため、製
造コストの面から、この種のラック７と螺旋状転走面８
が一体の軸に共存する操舵軸１の表面硬化処理には、高
周波焼入れが一般的に採用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した操舵軸１の螺
旋状転走面８部を高周波焼入れする際には、図３に示す
ように、操舵軸１の外径よりも大径のリング形加熱コイ
ル２１を操舵軸１の外周に配置し、この加熱コイル２１
を操舵軸１の軸方向に移動させる方法が採用されてい
る。複数個の加熱コイル２１を配置することもある。
旋状転走面８部を高周波焼入れする際には、図３に示す
ように、操舵軸１の外径よりも大径のリング形加熱コイ
ル２１を操舵軸１の外周に配置し、この加熱コイル２１
を操舵軸１の軸方向に移動させる方法が採用されてい
る。複数個の加熱コイル２１を配置することもある。
【０００５】上記の方法では、図中の断面部分に示すよ
うに、焼入れ硬化層２２の深さ位置が、概ね加熱コイル
２１から等距離の位置に形成されるので、転走面８の転
動寿命を確保するために、転走面８のある溝の部分で所
要の深さの硬化層２２を得るように焼入れすると、他の
溝間の部分での硬化層２２が必要以上に深くなる。
うに、焼入れ硬化層２２の深さ位置が、概ね加熱コイル
２１から等距離の位置に形成されるので、転走面８の転
動寿命を確保するために、転走面８のある溝の部分で所
要の深さの硬化層２２を得るように焼入れすると、他の
溝間の部分での硬化層２２が必要以上に深くなる。
【０００６】このように必要以上に硬化層２２が深くな
ると、操舵軸１の靱性が低下し、耐衝撃荷重特性が悪く
なる問題がある。また、操舵軸１は長尺のため、焼入れ
時のひずみで曲がりを生じやすく、通常、真直度を出す
ために、焼入れ後に曲がりを矯正する必要があり、硬化
層２２が深い操舵軸１は、この矯正が難しくなる問題も
ある。
ると、操舵軸１の靱性が低下し、耐衝撃荷重特性が悪く
なる問題がある。また、操舵軸１は長尺のため、焼入れ
時のひずみで曲がりを生じやすく、通常、真直度を出す
ために、焼入れ後に曲がりを矯正する必要があり、硬化
層２２が深い操舵軸１は、この矯正が難しくなる問題も
ある。
【０００７】そこで、この発明の課題は、ボールねじ機
構が一体に設けられた操舵軸の靱性と真直度が優れ、か
つボールねじ機構の螺旋状転走面の転動寿命を確保でき
る電動式パワーステアリング装置を提供することであ
る。
構が一体に設けられた操舵軸の靱性と真直度が優れ、か
つボールねじ機構の螺旋状転走面の転動寿命を確保でき
る電動式パワーステアリング装置を提供することであ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この発明は、車輪を操舵する操舵機構に連結され
た操舵軸と、ハンドルからの操舵トルクを、前記操舵軸
を軸方向に移動させる力に変換する機構と、前記操舵ト
ルクの大きさと方向に応じて回転駆動されるモータと、
前記操舵軸に一体に設けられたボールねじ機構とを備
え、このボールねじ機構のナットが前記モータの回転子
に嵌合された電動式パワーステアリング装置において、
前記ボールねじ機構のねじ軸に設けられた螺旋状転走面
の表面層に、高周波焼入れによる概ね均一な所定深さの
焼入れ硬化層を形成した構成を採用したものである。
めに、この発明は、車輪を操舵する操舵機構に連結され
た操舵軸と、ハンドルからの操舵トルクを、前記操舵軸
を軸方向に移動させる力に変換する機構と、前記操舵ト
ルクの大きさと方向に応じて回転駆動されるモータと、
前記操舵軸に一体に設けられたボールねじ機構とを備
え、このボールねじ機構のナットが前記モータの回転子
に嵌合された電動式パワーステアリング装置において、
前記ボールねじ機構のねじ軸に設けられた螺旋状転走面
の表面層に、高周波焼入れによる概ね均一な所定深さの
焼入れ硬化層を形成した構成を採用したものである。
【０００９】すなわち、螺旋状転走面の表面層に形成さ
れる焼入れ硬化層の深さを、ねじ溝曲面に沿って概ね均
一な所定深さとすることにより、転走面の転動寿命を確
保するとともに、必要以上の深さの硬化層を形成しない
ようにして、優れた操舵軸の靱性と真直度が得られるよ
うにした。
れる焼入れ硬化層の深さを、ねじ溝曲面に沿って概ね均
一な所定深さとすることにより、転走面の転動寿命を確
保するとともに、必要以上の深さの硬化層を形成しない
ようにして、優れた操舵軸の靱性と真直度が得られるよ
うにした。
【００１０】前記焼入れ硬化層の表面硬さは、ロックウ
ェル硬さＨＲＣで５５〜６２とするのが好適である。
ェル硬さＨＲＣで５５〜６２とするのが好適である。
【００１１】また、前記焼入れ硬化層の有効硬化層深さ
は、０．２０〜１．１０ｍｍとするのが好適である。
は、０．２０〜１．１０ｍｍとするのが好適である。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づき、この発明の
実施形態を説明する。図１は、電動式パワーステアリン
グ装置の実施形態を示す。このパワーステアリング装置
は、前述したように、車輪を操舵する操舵機構に連結さ
れる操舵軸１と、ハンドルからの操舵トルクを、操舵軸
１を軸方向に移動させる力に変換するラックピニオン機
構２と、操舵トルクの大きさと方向に応じて回転駆動さ
れるモータ３と、操舵軸１に一体に設けられたボールね
じ機構４とを備え、ボールねじ機構４のナット５がモー
タ３の回転子６に嵌合され、モータ３の駆動により、ナ
ット５が回転子６とともに回転して、操舵軸１に一体に
設けられたボールねじ機構４で操舵軸１を軸方向に移動
させ、ハンドルからの操舵トルクを適宜補助するもので
ある。操舵軸１には、ラックピニオン機構２のラック７
とボールねじ機構４の螺旋状転走面８が形成されてい
る。
実施形態を説明する。図１は、電動式パワーステアリン
グ装置の実施形態を示す。このパワーステアリング装置
は、前述したように、車輪を操舵する操舵機構に連結さ
れる操舵軸１と、ハンドルからの操舵トルクを、操舵軸
１を軸方向に移動させる力に変換するラックピニオン機
構２と、操舵トルクの大きさと方向に応じて回転駆動さ
れるモータ３と、操舵軸１に一体に設けられたボールね
じ機構４とを備え、ボールねじ機構４のナット５がモー
タ３の回転子６に嵌合され、モータ３の駆動により、ナ
ット５が回転子６とともに回転して、操舵軸１に一体に
設けられたボールねじ機構４で操舵軸１を軸方向に移動
させ、ハンドルからの操舵トルクを適宜補助するもので
ある。操舵軸１には、ラックピニオン機構２のラック７
とボールねじ機構４の螺旋状転走面８が形成されてい
る。
【００１３】前記ハンドルからの操舵トルクはトーショ
ンバー式センサ（図示省略）で感知され、この感知され
た操舵トルクの大きさと方向に対応して、制御ユニット
（図示省略）でモータ３が駆動される。モータ３は、ハ
ウジング９にボルト１０で固定された永久磁石１１と、
ナット５の外周面に嵌合された回転子６より成り、バッ
テリ（図示省略）からの直流電流が、ブラシ１２と整流
子１３を介して、回転子６の誘導コイルに交番電流とし
て供給される。
ンバー式センサ（図示省略）で感知され、この感知され
た操舵トルクの大きさと方向に対応して、制御ユニット
（図示省略）でモータ３が駆動される。モータ３は、ハ
ウジング９にボルト１０で固定された永久磁石１１と、
ナット５の外周面に嵌合された回転子６より成り、バッ
テリ（図示省略）からの直流電流が、ブラシ１２と整流
子１３を介して、回転子６の誘導コイルに交番電流とし
て供給される。
【００１４】前記ボールねじ機構４のナット５は、ハウ
ジング９内に軸受１４で回転自在に支持されている。ナ
ット５はモータ３の回転子６の回転に伴って回転駆動さ
れ、前記螺旋状転走面８に配された複数のボール１５を
介して、操舵軸１に軸方向の駆動力を伝達し、ハンドル
からの操舵トルクを適宜補助する。
ジング９内に軸受１４で回転自在に支持されている。ナ
ット５はモータ３の回転子６の回転に伴って回転駆動さ
れ、前記螺旋状転走面８に配された複数のボール１５を
介して、操舵軸１に軸方向の駆動力を伝達し、ハンドル
からの操舵トルクを適宜補助する。
【００１５】前記操舵軸１の螺旋状転走面８となるねじ
溝は転造で形成され、図２に示すように、ねじ溝に沿っ
て、コイル半径が概ねねじ溝の平均断面曲率半径に等し
い螺旋状の加熱コイル１６を、螺旋状転走面８に近接さ
せて配置し、図中に矢印で示すように、操舵軸１をねじ
溝のねじれ角に合致させて、回転させながら軸方向に送
ることにより、螺旋状転走面８の表面層に焼入れ硬化層
１７が形成されている。なお、螺旋状の加熱コイル１６
は複数巻きとしてもよい。
溝は転造で形成され、図２に示すように、ねじ溝に沿っ
て、コイル半径が概ねねじ溝の平均断面曲率半径に等し
い螺旋状の加熱コイル１６を、螺旋状転走面８に近接さ
せて配置し、図中に矢印で示すように、操舵軸１をねじ
溝のねじれ角に合致させて、回転させながら軸方向に送
ることにより、螺旋状転走面８の表面層に焼入れ硬化層
１７が形成されている。なお、螺旋状の加熱コイル１６
は複数巻きとしてもよい。
【００１６】前記焼入れ硬化層１７は、図３に示した従
来の硬化層２２と異なり、螺旋状転走面８の表面層に、
高周波焼入れ時の加熱コイル１６からの距離が等しく、
概ね均一な所定深さとなるように形成され、ねじ溝間の
表面層が必要以上の深さに焼入れされていない。なお、
焼入れ硬化層１７は、表面硬さがロックウェル硬さＨＲ
Ｃで５５〜６２、有効硬化層深さは０．２０〜１．１０
ｍｍになっている。
来の硬化層２２と異なり、螺旋状転走面８の表面層に、
高周波焼入れ時の加熱コイル１６からの距離が等しく、
概ね均一な所定深さとなるように形成され、ねじ溝間の
表面層が必要以上の深さに焼入れされていない。なお、
焼入れ硬化層１７は、表面硬さがロックウェル硬さＨＲ
Ｃで５５〜６２、有効硬化層深さは０．２０〜１．１０
ｍｍになっている。
【００１７】
【発明の効果】以上のように、この発明の電動式パワー
ステアリング装置は、操舵軸に一体に設けられたボール
ねじ機構の螺旋状転走面の表面層に形成される焼入れ硬
化層の深さを、ねじ溝曲面に沿って概ね均一な所定深さ
とし、ねじ溝間等の表面層に必要以上の深さの硬化層を
形成しないようにしたので、転走面の転動寿命を確保す
るとともに、優れた操舵軸の靱性と真直度を得ることが
できる。
ステアリング装置は、操舵軸に一体に設けられたボール
ねじ機構の螺旋状転走面の表面層に形成される焼入れ硬
化層の深さを、ねじ溝曲面に沿って概ね均一な所定深さ
とし、ねじ溝間等の表面層に必要以上の深さの硬化層を
形成しないようにしたので、転走面の転動寿命を確保す
るとともに、優れた操舵軸の靱性と真直度を得ることが
できる。
【図１】電動式パワーステアリング装置の実施形態を示
す一部省略縦断面図
す一部省略縦断面図
【図２】図１の操舵軸の螺旋状転走面の高周波焼入れ状
態を示す一部切欠き縦断面図
態を示す一部切欠き縦断面図
【図３】従来の操舵軸の螺旋状転走面の高周波焼入れ状
態を示す一部切欠き縦断面図
態を示す一部切欠き縦断面図
１ 操舵軸 ２ ラックピニオン機構 ３ モータ ４ ボールねじ機構 ５ ナット ６ 回転子 ７ ラック ８ 転走面 ９ ハウジング １０ ボルト １１ 永久磁石 １２ ブラシ １３ 整流子 １４ 軸受 １５ ボール １６ 加熱コイル １７ 硬化層 ２１ 加熱コイル ２２ 硬化層
Claims (3)
- 【請求項１】 車輪を操舵する操舵機構に連結された操
舵軸と、ハンドルからの操舵トルクを、前記操舵軸を軸
方向に移動させる力に変換する機構と、前記操舵トルク
の大きさと方向に応じて回転駆動されるモータと、前記
操舵軸に一体に設けられたボールねじ機構とを備え、こ
のボールねじ機構のナットが前記モータの回転子に嵌合
された電動式パワーステアリング装置において、前記ボ
ールねじ機構のねじ軸に設けられた螺旋状転走面の表面
層に、高周波焼入れによる概ね均一な所定深さの焼入れ
硬化層を形成したことを特徴とする電動式パワーステア
リング装置。 - 【請求項２】 前記焼入れ硬化層の表面硬さを、ロック
ウェル硬さＨＲＣで５５〜６２とした請求項１に記載の
電動式パワーステアリング装置。 - 【請求項３】 前記焼入れ硬化層の有効硬化層深さを
０．２０〜１．１０ｍｍとした請求項１または２に記載
の電動式パワーステアリング装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13705899A JP2000326856A (ja) | 1999-05-18 | 1999-05-18 | 電動式パワーステアリング装置 |
| US09/493,072 US6464034B1 (en) | 1999-02-04 | 2000-01-28 | Electrically powered steering device |
| DE60007190T DE60007190T2 (de) | 1999-02-04 | 2000-01-28 | Elektrisch angetriebene Lenkeinrichtung |
| EP00101784A EP1026067B1 (en) | 1999-02-04 | 2000-01-28 | Electrically powered steering device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13705899A JP2000326856A (ja) | 1999-05-18 | 1999-05-18 | 電動式パワーステアリング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000326856A true JP2000326856A (ja) | 2000-11-28 |
Family
ID=15189914
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13705899A Pending JP2000326856A (ja) | 1999-02-04 | 1999-05-18 | 電動式パワーステアリング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000326856A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005026580A1 (ja) * | 2003-09-11 | 2005-03-24 | Ntn Corporation | ボールねじナットおよびその製造方法 |
| JP2010048276A (ja) * | 2008-08-19 | 2010-03-04 | Ntn Corp | ボールねじ |
| JP2010090924A (ja) * | 2008-10-03 | 2010-04-22 | Thk Co Ltd | ボールねじ |
| JP2014105802A (ja) * | 2012-11-28 | 2014-06-09 | Jtekt Corp | ボールねじ、およびボールねじを有する電動パワーステアリング装置 |
| JPWO2015182767A1 (ja) * | 2014-05-30 | 2017-04-20 | 日本精工株式会社 | ボールねじ装置 |
-
1999
- 1999-05-18 JP JP13705899A patent/JP2000326856A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005026580A1 (ja) * | 2003-09-11 | 2005-03-24 | Ntn Corporation | ボールねじナットおよびその製造方法 |
| JP2010048276A (ja) * | 2008-08-19 | 2010-03-04 | Ntn Corp | ボールねじ |
| JP2010090924A (ja) * | 2008-10-03 | 2010-04-22 | Thk Co Ltd | ボールねじ |
| JP2014105802A (ja) * | 2012-11-28 | 2014-06-09 | Jtekt Corp | ボールねじ、およびボールねじを有する電動パワーステアリング装置 |
| JPWO2015182767A1 (ja) * | 2014-05-30 | 2017-04-20 | 日本精工株式会社 | ボールねじ装置 |
| JPWO2015182761A1 (ja) * | 2014-05-30 | 2017-04-20 | 日本精工株式会社 | ボールねじ装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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