JP2002114163A - 動力舵取り装置 - Google Patents

動力舵取り装置

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JP2002114163A
JP2002114163A JP2000306526A JP2000306526A JP2002114163A JP 2002114163 A JP2002114163 A JP 2002114163A JP 2000306526 A JP2000306526 A JP 2000306526A JP 2000306526 A JP2000306526 A JP 2000306526A JP 2002114163 A JP2002114163 A JP 2002114163A
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rack shaft
bush
housing
peripheral surface
power steering
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Takanobu Takamatsu
孝修 高松
Shinji Matsui
慎治 松井
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Koyo Seiko Co Ltd
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Koyo Seiko Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】自動車の動力舵取り装置では、ラック軸と、ラ
ック軸の振動抑制用のブッシュとの摺動抵抗が大きくな
ることがある。 【解決手段】本動力舵取り装置1では、ラック軸13の
軸方向の中間部27の撓み量を規制するブッシュ31を
設けた。ブッシュ31の球面状の外周面32を、ハウジ
ング14に設けた球面状支持部28で保持した。ラック
軸13が力を受けると、ブッシュ31の円柱面からなる
内周面34でラック軸13を支持し、ブッシュ31がハ
ウジング14に対して傾くことにより、ラック軸13の
傾きを許容する。その結果、ラック軸13のこじりを防
止し、ラック軸13の摺動抵抗を小さくできる。ブッシ
ュ31をハウジング14に固定し、ブッシュ31の内周
面37を円環状凸面として、ラック軸13の傾きを許容
してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の動力舵取
り装置に関する。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】動力
舵取り装置には、車輪を操向するために車体の幅方向に
延びてこの方向に移動するラック軸を有しているものが
ある。このラック軸の端部で車輪が連結され、車両走行
時に、ラック軸が車輪からの力を受けて振動することが
ある。その結果、騒音が発生したり操舵フィーリングが
悪化することがある。そこで、ラック軸の振動を防止す
るために、ラック軸の軸方向の中間部の撓み量を規制す
るブッシュが設けられている。
【0003】このブッシュは、例えば、円筒形形状に形
成され、その内周面で区画される孔内に、ラック軸を挿
通している。また、ブッシュの外周面は、動力舵取り装
置のハウジングに形成された円筒孔に嵌合されて固定さ
れ、また、ブッシュの孔の内周面とラック軸の外周面と
は、互いに円柱面同士で嵌合されている。これにより、
ラック軸はハウジングに対して撓みおよび傾きを規制さ
れている。ところで、操舵操作時に車輪からの力がかか
ると、ラック軸はブッシュにより撓みを規制されつつブ
ッシュに対して摺動する。このときラック軸は傾きをブ
ッシュにより規制されているので、車輪からの力によ
り、ラック軸がハウジングに対して傾こうとすると、ラ
ック軸はブッシュ内でこじられながら摺動し、摺動抵抗
が大きくなってしまう。
【0004】そこで、本発明の目的は、上述の技術的課
題を解決し、操舵時に力を受けたラック軸の摺動抵抗の
増加を抑制できる動力舵取り装置を提供することであ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段および発明の効果】請求項
1に記載の発明は、ハウジングにより保持されるブッシ
ュを介してラック軸を軸方向に摺動自在に支持する動力
舵取り装置において、上記ブッシュは、ハウジングに設
けられる球面状支持部により受けられる球面状の外周面
と、ラック軸に摺接する円筒面からなる内周面とを備え
ることを特徴とする動力舵取り装置を提供する。
【0006】この発明によれば、球面状支持部によりブ
ッシュを揺動自在に保持できるので、操舵時に車輪から
の力を受けたときに、ラック軸の傾きを許容できる結
果、ラック軸のこじりを防止でき、摺動抵抗の増加を防
止できる。請求項2に記載の発明は、ハウジングにより
保持されるブッシュを介してラック軸を軸方向に摺動自
在に支持する動力舵取り装置において、上記ブッシュ
は、ハウジングに固定される外周面と、ハウジングに対
するラック軸の傾きを許容する円環状凸面からなる内周
面とを備えることを特徴とする動力舵取り装置を提供す
る。
【0007】この発明によれば、ブッシュは、円環状凸
面によりラック軸を揺動自在に支持できるので、操舵時
に車輪からの力を受けたときに、ラック軸の傾きを規制
しないで済む結果、ラック軸のこじりを防止でき、摺動
抵抗の増加を防止できる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態の動力
舵取り装置を説明する。図1は、本発明の第1実施形態
を示す動力舵取り装置の断面正面図である。動力舵取り
装置1は、ステアリングホイール(図示せず)が一端1
1に設けられて操舵力を伝えるステアリングシャフト1
0と、このステアリングシャフト10の他端に設けられ
たピニオン12と駆動連結されてステアリングホイール
の動きにより車輪(図示せず)を操向する往復移動する
ラック軸13と、このラック軸13をその軸方向(矢印
S参照)に往復移動可能に挿通状態で収容しつつ支持す
るハウジング14とを有している。ラック軸13は、車
両の進行方向に対して左右となる車両の幅方向に延びて
おり、ラック軸13の端部には、ボールジョイント1
5、タイロッド16を介して車輪が連結されている。
【0009】また、動力舵取り装置1は、ステアリング
ホイールの操作に応じて操舵補助力を発生させる駆動用
モータ20と、この駆動用モータ20による操舵補助力
をラック軸13に伝達するボールねじ機構23とを有し
ている。また、動力舵取り装置1は、駆動用モータ20
を駆動するために、特に図示していないが、ステアリン
グシャフト10に関連して設けられて操舵力を検出する
トルクセンサと、このトルクセンサの出力に応じて駆動
用モータ20を駆動するマイクロコンピュータ等を含む
制御回路とを有している。
【0010】駆動用モータ20は、ラック軸13の中間
部27に関連して設けられ、ボールねじ機構23ととも
に上述のハウジング14内に収容されている。駆動用モ
ータ20は、ラック軸13を取り囲むように配置されて
ボールねじ機構23を介してラック軸13と駆動連結さ
れるロータ21と、このロータ21を同心状態で取り囲
みハウジング14に固定されたステータ22とを有して
いる。ボールねじ機構23は、ラック軸13の中間部2
7の外周面に形成されたねじ24と、このねじ24の周
囲に同軸に配置されたナット部材25と、このナット部
材25とねじ24との間に介装された多数のボール26
とを有している。ナット部材25は、ロータ21の一端
と駆動連結されている。ナット部材25およびロータ2
1は、ラック軸13と同心で回転可能に且つ軸方向に位
置規制状態で、軸受17,18,19を介してハウジン
グ14に支持されている。
【0011】ステアリングホイールを操作すると、この
操作力がピニオン12を介してラック軸13に伝達さ
れ、ラック軸13が軸方向に移動する。その操作に応じ
て、駆動用モータ20が駆動される。モータ20の回転
力は、ボールねじ機構23を介してラック軸13の軸方
向の力に変換されて、ラック軸13をその軸方向に移動
させる。また、本発明の実施形態の動力舵取り装置1に
は、ラック軸13の中間部27の撓みを規制するブッシ
ュ31がハウジング14に設けられている。ハウジング
14は、ブッシュ31を介して、ラック軸13の軸方向
の中間部27、特に、駆動用モータ20とピニオン12
との間となる部分をラック軸13の軸方向に摺動自在に
支持している。
【0012】これにより、ラック軸13は、例えば、図
1では右側から、ピニオン12、ブッシュ31、ボール
ねじ機構23を介して、互いに軸方向に離間したラック
軸13の複数、例えば、3つの部位でハウジング14に
支持されている。特に、本発明では、図2および図3に
示すように、車両走行時に車輪からの力等によりラック
軸13、特にブッシュ31により支持される部位に撓み
が生じるような場合に、このラック軸13のハウジング
14に対する傾きを許容できるように、ブッシュ31お
よびこれと関連する部分を構成している。これにより、
ラック軸13をスムーズに摺動移動させることができ
る。
【0013】また、本発明の第1実施形態では、図2
(a)に示すように、ハウジング14には、ブッシュ3
1を受ける球面状支持部28が設けられており、この球
面状支持部28により、ブッシュ31は、ラック軸13
の傾きに応じてハウジング14に対して傾き、ブッシュ
31の軸線とラック軸13の軸線との平行を維持できる
ようになっている。球面状支持部28は、ハウジング1
4に設けられた環状ホルダ44の内周面46により構成
されている。
【0014】ハウジング14は、ラック軸13を挿通し
て収容する筒部41と、この筒部41に形成された凹部
42とを有している。この凹部42の内周面43は、円
筒面からなる。環状ホルダ44は、ハウジング14と別
体で形成されている。環状ホルダ44は、ハウジング1
4の凹部42の内周面43に嵌合する円筒面からなる外
周面45を有しており、環状ホルダ44はハウジング1
4に固定されている。また、環状ホルダ44の内周面4
6は、ブッシュ31の外周面32を受けることができ、
特に、外周面32に沿うことのできる球面47を有して
いる。球面47の中心はラック軸13の中心軸線上に配
置されている。
【0015】なお、球面状支持部28は、ハウジング1
4に設けられた環状ホルダ44の球面47により構成さ
れているが、この他、球面をハウジング14の筒部41
に形成することにより構成してもよい。ブッシュ31
は、環状部材であり、ラック軸13を挿通させる孔を有
している。ブッシュ31は、ハウジング14に設けられ
る球面状支持部28により受けられる球面状の外周面3
2と、上述の孔を内部に区画しつつラック軸13に摺接
する円筒面からなる内周面34とを有する。
【0016】ブッシュ31の球面状の外周面32は、球
面47とほぼ等しい径で形成され、中心同士もほぼ一致
するようにされている。それゆえ、ブッシュ31は、球
面状支持部28に保持されつつ、球面47と外周面32
とが沿って相対移動でき、球面47の中心の回りに揺動
可能とされている。ブッシュ31の外周面32が球面状
支持部28に沿って回転移動することにより、ブッシュ
31の内周面34に摺接するラック軸13が、球面の中
心の回りに傾くことができる。
【0017】ブッシュ31の内周面34の円筒面と、ラ
ック軸13の外周面29とは、その間に隙間が生じない
ようにされている。これにより、ラック軸13の撓み量
を最小にできている。なお、内周面34と外周面29と
の間に、所定量以下の隙間を開けるようにしてもよい。
少量の隙間であれば、ラック軸13の撓み量を実用上で
問題ないレベル以下に小さく抑制しつつ、撓みが生じな
いときのラック軸13の摺動抵抗を少なくできる。
【0018】ブッシュ31は、ラック軸13および環状
ホルダ44との間で低摩擦で摺動可能なように、公知の
軸受材料により形成されている。このように本発明の第
1実施形態によれば、図2(b)に示すように、例え
ば、ラック軸13に車輪から力がかかると、球面状支持
部28により、ラック軸13とブッシュ31とがともに
ハウジング14に対して傾き、ラック軸13の大角度の
傾きが許容される。このとき、ラック軸13の軸線とブ
ッシュ31の内周面34の軸線とが平行を維持できるの
で、ラック軸13とブッシュ31との間の隙間がほとん
ど無い状態で、こじりを防止しつつ、ラック軸13をブ
ッシュ31にスムーズに摺動させることができる。
【0019】第2実施形態は、第1実施形態と以下の点
で異なり、それ以外の点については、同様に構成されて
いるものであり、同じ符号を付して説明を省略する。第
2実施形態では、図3(a)に示すように、ブッシュ3
1はハウジング14に固定され、ラック軸13がブッシ
ュ31とハウジング14とに対して傾くようにされてい
る。ハウジング14は、第1実施形態における環状ホル
ダ44を省略されたものであり、凹部42の内周面43
にブッシュ31の外周面36が嵌合状態で固定されてい
る。
【0020】ブッシュ31は、環状部材であり、ラック
軸13を挿通させる孔を有している。ブッシュ31は、
ハウジング14に固定される円柱面からなる外周面36
と、ハウジング14に対するラック軸13の傾きを許容
する円環状凸面からなる内周面37とを有する。ブッシ
ュ31の内周面37は、軸方向を切る断面において円形
をなし、且つ軸方向を含む断面において円弧をなして孔
内へ凸状に張り出している。内周面37の最小内径部に
おいて、ブッシュ31の内周面37とラック軸13の外
周面29との間に、隙間がほとんど生じないようにされ
ている。これにより、ラック軸13の撓み量を最小にで
きている。なお、内周面37と外周面29との間に、所
定量以下の隙間を開けるようにしてもよい。少量の隙間
であれば、ラック軸13の撓み量を実用上で問題ないレ
ベル以下に小さく規制しつつ、撓みが生じないときのラ
ック軸13の摺動抵抗を少なくできる。
【0021】円環状凸面では、その最小内径部とラック
軸13の外周面29との隙間をほとんどない状態にしつ
つ、最小内径部の軸方向の隣接部分をラック軸13の外
周面29から離間させて、ラック軸13を大角度で、ブ
ッシュ31の最小内径部の中心の回りに揺動可能として
いる。また、ブッシュ31の内周面が円環状凸面であれ
ば、これの最小内径部と同内径の円柱面に比べて、ラッ
ク軸13をより大きな角度まで傾けることができる。
【0022】第2実施形態では、図3(b)に示すよう
に、ブッシュ31の円環状凸面により、ラック軸13を
揺動自在に支持できるので、ラック軸13に車輪から力
がかかったときに、ハウジング14に対するラック軸1
3の傾きを、実用上で想定される十分に大きな角度ま
で、規制しないようにできる。このとき、傾いたラック
軸13の外周面29と円環状凸面との隙間はほとんどな
い状態を維持できる。このように本発明の第1実施形態
によれば、球面状支持部28によりブッシュ31を揺動
自在に保持できるので、操舵時に車輪からの力を受けた
ときに、ラック軸13のハウジング14に対する傾きを
許容できる結果、ラック軸13のこじりを防止でき、摺
動抵抗の増加を防止できる。
【0023】また、第1実施形態では、ラック軸13に
大きな力がかかる場合であっても、ラック軸13とブッ
シュ31との間と、球面状支持部28とブッシュ31と
の間とが、ともに面同士で接触できるので、十分に大き
な力を受け止めて振動を効果的に防止することができ
る。また、球面状支持部28を、ハウジング14に設け
た環状ホルダ44の球面47で構成しているので、比較
的に大型部品であるハウジング14に球面加工を施さず
に済む結果、ハウジング14の構成を簡素化でき、コス
ト低減を図れる。
【0024】また、本発明の第2実施形態によれば、ブ
ッシュ31は、円環状凸面によりラック軸13を揺動自
在に支持できるので、操舵時に力を受けたときに、ラッ
ク軸13の傾きを規制しないで済む結果、ラック軸13
のこじりを防止でき、摺動抵抗の増加を防止できる。ま
た、第2実施形態では、円環状凸面のように略球面状に
形成される部分は、ブッシュ31の内周面37だけで済
むので、構造を簡素化できる。
【0025】なお、上述の実施形態では、ブッシュ31
はラック軸13の軸方向の中間部27の1箇所に設けら
れていたが、複数箇所に設けてもよい。また、ブッシュ
31がラック軸13の端部寄り部分を支持するように、
ブッシュ31を設けてもよく、例えば、モータ20とピ
ニオン12との間の他、モータ20よりも、ピニオン1
2から遠い側の端部寄りに設けてもよい。その他、本発
明の要旨を変更しない範囲で種々の設計変更を施すこと
が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態を示す動力舵取り装置の
断面正面図である。
【図2】図1のブッシュの近傍部分の拡大断面図であ
り、(a)にラック軸が傾かない状態と、(b)にラッ
ク軸が傾いた状態とを図示している。
【図3】本発明の第2実施形態の動力舵取り装置におけ
るブッシュの近傍部分の拡大断面図であり、(a)にラ
ック軸が傾かない状態と、(b)にラック軸が傾いた状
態とを図示している。
【符号の説明】
1 動力舵取り装置 13 ラック軸 14 ハウジング 27 軸方向の中間部 28 球面状支持部 31 ブッシュ 32 球面状の外周面 34 円筒面からなる内周面 36 ハウジングに固定される外周面 37 円環状凸面からなる内周面 S ラック軸の軸方向

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ハウジングにより保持されるブッシュを介
    してラック軸を軸方向に摺動自在に支持する動力舵取り
    装置において、 上記ブッシュは、ハウジングに設けられる球面状支持部
    により受けられる球面状の外周面と、ラック軸に摺接す
    る円筒面からなる内周面とを備えることを特徴とする動
    力舵取り装置。
  2. 【請求項2】ハウジングにより保持されるブッシュを介
    してラック軸を軸方向に摺動自在に支持する動力舵取り
    装置において、 上記ブッシュは、ハウジングに固定される外周面と、ハ
    ウジングに対するラック軸の傾きを許容する円環状凸面
    からなる内周面とを備えることを特徴とする動力舵取り
    装置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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