JP2002114163A - 動力舵取り装置 - Google Patents

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。