JP2003267236A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 運動変換機構の送りベアリングの幅を、転動
体の大きさの割りに狭くすることが出来る電動パワース
テアリング装置の提供。 【解決手段】 外周面にねじ溝１０が形成された舵取り
軸１と、舵取り軸１の外側に同軸上での回転自在に支持
された回転筒２と、外輪が、回転筒２の内部に偏心して
形成された各別の保持部２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｈに嵌合
保持され、内輪の内周面の１箇所をねじ溝１０に係合さ
せ、複数の転動体が、潤滑剤が満たされた外輪及び内輪
間を転動する複数の送りベアリングＲ₁ 〜Ｒ₄ とを備
え、操舵補助用のモータ（図示せず）による回転筒２の
回転を、ねじ溝１０を案内する送りベアリングＲ₁ 〜Ｒ
₄ の転動により、舵取り軸１の軸長方向の移動に変換し
て舵取りを補助する電動パワーステアリング装置。送り
ベアリングＲ₁ 〜Ｒ₄ は転動体を保持する保持器を備
え、保持器は、潤滑剤を封止するように構成してある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、操舵補助用のモー
タからの伝動による回転筒の回転運動を舵取り軸の軸長
方向の直線運動に変換して舵取りを補助する電動パワー
ステアリング装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ステアリング操作に応じて駆動されるモ
ータを、操舵補助用のアクチュエータとして備える電動
パワーステアリング装置は、そのモータの回転運動を、
舵取り軸（ラック・ピニオン式舵取機構におけるラック
軸等）の軸長方向の直線運動に変換する運動変換機構を
備えている。このような電動パワーステアリング装置が
備える運動変換機構は、舵取機構周辺の限られたスペー
スに操舵補助用のモータを含めて配設し得るように、コ
ンパクトな構成であることが要求され、また小型のモー
タにより十分な操舵補助力が得られるように、大なる減
速比と、高い伝動効率とを有することが要求されてい
る。

【０００３】このような要求に応え得る簡素な構成の運
動変換機構の一つとして、送りベアリングを用いてなる
運動変換機構が、特開昭５９−９３５１号公報等に開示
されている。この運動変換機構は、図１に示すように、
舵取り軸としてのラック軸１に操舵補助用のモータの回
転力を伝えるべく、ラック軸１の外側を同軸上にて囲繞
する回転筒２と、回転筒２に内嵌保持された複数（図に
おいては４個）の送りベアリングＲ₁ 〜Ｒ₄ とを備えて
構成されている。回転筒２は、その中途部を内輪として
一体形成された４点接触玉軸受２０により、筒形をなす
ハウジング３の内部に回転自在に支持され、操舵補助用
のモータからの伝動により、ラック軸１と同軸上にて回
転するように構成してある。

【０００４】このような構成の運動変換機構では、操舵
補助用のモータからの伝動により、回転筒２が軸回りに
回転すると、４個の送りベアリングＲ₁ 〜Ｒ₄ の内輪
が、ラック軸１の外周のねじ溝１０との係合を保って転
動し、この転動により、ラック軸１は各送りベアリング
Ｒ₁ 〜Ｒ₄ との係合位置にてねじ溝１０が作用力の軸方
向分力により押圧され、回転筒２の回転運動がラック軸
１の直線運動に変換されて、舵取りを補助することがで
きる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述したような運動変
換機構は、ラック軸１の送り精度に優れており、また、
低騒音でもある。これは、送りベアリングＲ₁ 〜Ｒ₄ １
つ当たりの剛性が高いことにも起因しているが、送りベ
アリングＲ₁ 〜Ｒ₄ 間の距離を高精度にしなければ、複
数の送りベアリングＲ₁ 〜Ｒ₄ で均一に作用外力を受け
難く、そうでなければ、送りベアリングそれぞれを高耐
負荷にし（転動体（鋼球）を大きくし）なければならな
い。また、送りベアリングＲ₁ 〜Ｒ₄ 間距離の制約の為
に、送りベアリングＲ₁ 〜Ｒ₄ の幅を狭くしなければな
らない。

【０００６】しかし、従来の送りベアリングは、図１２
の断面図に示すように、外輪１１及び内輪１２間の空間
には、多数の鋼球１４の他、各鋼球１４を転動可能に保
持する保持器１３と、潤滑剤を封止する為の２つのシー
ル２１と、シール２１を掛止する為に、外輪１１の内周
面外側に周設された２本の溝２２とが存在し、幅を狭く
するのは困難であった。本発明は、上述したような事情
に鑑みてなされたものであり、運動変換機構の送りベア
リングの幅を、転動体の大きさの割りに狭くすることが
出来る電動パワーステアリング装置を提供することを目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】第１発明に係る電動パワ
ーステアリング装置は、軸長方向への移動自在に支持さ
れ、外周面にねじ溝が形成された舵取り軸と、該舵取り
軸の外側に同軸上での回転自在に支持された回転筒と、
外輪が前記舵取り軸の軸心に対して偏心して該回転筒の
内部に形成された各別の保持部に嵌合保持され、内輪の
内周面の１箇所を前記ねじ溝に係合させ、複数の転動体
が潤滑剤が封止された前記外輪及び内輪間を転動する複
数の送りベアリングとを備え、操舵補助用のモータから
の伝動による前記回転筒の回転を、前記ねじ溝を案内す
る前記送りベアリングの転動により、前記舵取り軸の軸
長方向の移動に変換して舵取りを補助する電動パワース
テアリング装置において、前記送りベアリングは、前記
転動体を保持する保持器を備え、該保持器は、前記潤滑
剤を封止すべくなしてあることを特徴とする。

【０００８】この電動パワーステアリング装置では、回
転筒が、外周面にねじ溝が形成された舵取り軸の外側に
同軸上での回転自在に支持され、複数の送りベアリング
は、外輪が各別の保持部に嵌合保持され、内輪の内周面
の１箇所をねじ溝に係合させ、複数の転動体が、潤滑剤
が封止された外輪及び内輪間を転動する。操舵補助用の
モータからの伝動による回転筒の回転を、ねじ溝を案内
する送りベアリングの転動により、舵取り軸の軸長方向
の移動に変換して舵取りを補助する。送りベアリング
は、転動体を保持する保持器を備え、保持器は、潤滑剤
を封止するように構成してある。これにより、潤滑剤を
封止する為のシール及びそれを掛止する為の溝を省くこ
とが出来、運動変換機構の送りベアリングの幅を、転動
体の大きさの割りに狭くすることが出来る電動パワース
テアリング装置を実現することが出来る。

【０００９】第２発明に係る電動パワーステアリング装
置は、前記保持器は、前記外輪及び内輪間の両側の開口
部を閉塞すべく設けられた２つの環状部を有し、該環状
部が前記潤滑剤を封止すべくなしてあることを特徴とす
る。

【００１０】この電動パワーステアリング装置では、保
持器が有する２つの環状部が、外輪及び内輪間の両側の
開口部を閉塞するように構成され、環状部が潤滑剤を封
止するように構成されているので、潤滑剤を封止する為
のシール及びそれを掛止する為の溝を省くことが出来、
運動変換機構の送りベアリングの幅を、転動体の大きさ
の割りに狭くすることが出来る電動パワーステアリング
装置を実現することが出来る。

【００１１】第３発明に係る電動パワーステアリング装
置は、軸長方向への移動自在に支持され、外周面にねじ
溝が形成された舵取り軸と、該舵取り軸の外側に同軸上
での回転自在に支持された回転筒と、外輪が前記舵取り
軸の軸心に対して偏心して該回転筒の内部に形成された
各別の保持部に嵌合保持され、内輪の内周面の１箇所を
前記ねじ溝に係合させ、複数の転動体が潤滑剤が封止さ
れた前記外輪及び内輪間を転動する複数の送りベアリン
グとを備え、操舵補助用のモータからの伝動による前記
回転筒の回転を、前記ねじ溝を案内する前記送りベアリ
ングの転動により、前記舵取り軸の軸長方向の移動に変
換して舵取りを補助する電動パワーステアリング装置に
おいて、前記保持部は、前記送りベアリングを嵌合すべ
く前記回転筒に穿設された溝又は孔であり、該溝又は孔
の側壁が前記潤滑剤を封止すべくなしてあることを特徴
とする。

【００１２】この電動パワーステアリング装置では、回
転筒が、外周面にねじ溝が形成された舵取り軸の外側に
同軸上での回転自在に支持され、複数の送りベアリング
は、外輪が各別の保持部に嵌合保持され、内輪の内周面
の１箇所をねじ溝に係合させ、複数の転動体が、潤滑剤
が封止された外輪及び内輪間を転動する。操舵補助用の
モータからの伝動による回転筒の回転を、ねじ溝を案内
する送りベアリングの転動により、舵取り軸の軸長方向
の移動に変換して舵取りを補助する。保持部は、送りベ
アリングを嵌合するように、回転筒に穿設された溝又は
孔であり、溝又は孔の側壁が潤滑剤を封止するように構
成してある。これにより、潤滑剤を封止する為のシール
及びそれを掛止する為の溝を省くことが出来、運動変換
機構の送りベアリングの幅を、転動体の大きさの割りに
狭くすることが出来る電動パワーステアリング装置を実
現することが出来る。

【００１３】第４発明に係る電動パワーステアリング装
置は、前記回転筒の保持部の内径と前記溝又は孔の深さ
とは、該溝又は孔の側壁が前記外輪及び内輪間の両側又
は片側の開口部を閉塞すべくなしてあることを特徴とす
る。

【００１４】この電動パワーステアリング装置では、回
転筒の保持部の内径と溝又は孔の深さとは、溝の側壁が
外輪及び内輪間の両側又は片側の開口部を閉塞するよう
に構成してあるので、溝の側壁が潤滑剤を封止すること
が出来、潤滑剤を封止する為のシール及びそれを掛止す
る為の溝を省くことが出来、運動変換機構の送りベアリ
ングの幅を、転動体の大きさの割りに狭くすることが出
来る電動パワーステアリング装置を実現することが出来
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に、本発明をその実施の形態
を示す図面に基づいて説明する。 実施の形態１．図１は、本発明に係る電動パワーステア
リング装置の実施の形態１の要部構成を示す一部破断正
面図である。この電動パワーステアリング装置は、操舵
補助用のモータ５の回転を舵取り軸であるラック軸１の
軸長方向の移動に変換して、操舵を補助する構成であ
る。ラック軸１は、筒形をなすラックハウジング４０の
内部に軸長方向へ移動自在に支承され、図示しない車体
の左右方向に延設されており、ラックハウジング４０の
両側にそれぞれ突出するラック軸１の両端は、各別のタ
イロッドを介して図示しない操向用車輪（一般的には左
右の前輪）に連結されている。

【００１６】ラックハウジング４０の中途部には、これ
と軸心を交差させてピニオンハウジング４１が連設さ
れ、該ピニオンハウジング４１の内部には、その軸心回
りでの回転自在にピニオン軸４２が支承されている。図
においては、ピニオン軸４２は、ピニオンハウジング４
１の上部への突出端のみが図示してあり、この突出端を
介して図示しない舵輪（ステアリングホイール）に連結
され、舵取りの為の舵輪の操作に応じて軸回りに回転す
るように構成してある。

【００１７】ピニオンハウジング４１の内部に延設され
たピニオン軸４２の下部には、図示しないピニオンが一
体的に形成してある。また、ラックハウジング４０内に
支承されたラック軸１には、ピニオンハウジング４１と
の交差位置を含めた適長に亘って、ラック歯４３が形成
され、ピニオン軸４２の下部の前記ピニオンに噛合させ
てある。このような構成により、舵輪の操作に伴うピニ
オン軸４２の回転が、前記ピニオン及びラック歯４３の
噛合によりラック軸１の軸長方向の移動に変換され、更
に、ラックハウジング４０内でのラック軸１の移動が、
前記タイロッドを介して左右の操向用車輪に伝達され
る。

【００１８】図に示す操舵補助用のモータ５は、ラック
ハウジング４０の中途部を適長に亘って拡径して一体的
に構成された円筒形のモータハウジング５０の内部に、
モータハウジング５０の内周面に固設されたステータ５
１と、ステータ５１の内側に同軸的に配されたロータ５
２とを備える３相ブラシレスモータとして構成されてい
る。

【００１９】ロータ５２は、ラック軸１の外径よりも大
きい内径を有する円筒の外周に、ステータ５１の内面に
わずかな隙間を有して対向する磁極５３を保持して構成
されており、左右一対の玉軸受５４，５５により、モー
タハウジング５０の軸心回りに回転自在に支承され、ス
テータ５１への通電に応じて正逆両方向に回転するよう
に構成してある。このようなモータ５の回転は、ロータ
５２の一側に構成された運動変換機構の動作により、ラ
ック軸１の軸長方向の移動に変換されて伝達されるよう
に構成してある。

【００２０】運動変換機構は、モータハウジング５０を
延長してなる筒形のハウジング３の内部に４点接触玉軸
受２０により支持された回転筒２と、回転筒２の内部に
保持された４個の送りベアリングＲ₁ 〜Ｒ₄ と、これら
を係合させるべくラック軸１の外周に適長に亘って形成
されたねじ溝１０とを備えて構成されている。回転筒２
は、ロータ５２の一側（玉軸受５５による支持側）端部
に連結ブラケット５６を介して同軸的に連結され、モー
タ５の回転に応じてラック軸１と同軸上にて回転するよ
うに構成されている。

【００２１】送りベアリングＲ₁ 〜Ｒ₄ は、外輪と内輪
との間に多数の鋼球（転動体）を保持する玉軸受であ
り、内側に挿通されたラック軸１の外側よりも大きな内
径を有しており、それぞれの内輪の内周面には、ラック
軸１の外周のねじ溝１０の断面に係合が可能な半円形の
突起が周設されている。このような送りベアリングＲ₁
〜Ｒ₄ は、回転筒２の軸心に対して傾きを持ち、各別の
方向に偏心した状態に保持されている。この偏心と傾き
角とは、回転筒２の軸長方向両側に位置する２個の送り
ベアリングＲ₁ ，Ｒ₄ が略同方向となり、同じく中央に
位置する２個の送りベアリングＲ₂ ，Ｒ₃ が略同方向と
なるように、それぞれ略等しい量だけ設定されており、
各送りベアリングＲ₁ 〜Ｒ₄ は、それぞれの偏心により
最も近づいた周方向位置において、内輪に設けた前記突
起を介してラック軸１の外周のねじ溝１０に係合せしめ
られている。

【００２２】図２は、運動変換機構の要部構成を示す拡
大縦断面図である。この運動変換機構は、舵取り軸とし
てのラック軸１に操舵補助用のモータの回転力を伝える
べく、ラック軸１の外側を同軸上にて囲繞する回転筒２
と、回転筒２に内嵌保持された複数（図においては４
個）の送りベアリングＲ₁ 〜Ｒ₄ とを備えて構成されて
いる。回転筒２は、その中途部を内輪として一体形成さ
れた４点接触玉軸受２０により、筒形をなすハウジング
３の内部に回転自在に支持され、操舵補助用のモータ
（図示せず）からの伝動により、ラック軸１と同軸上に
て回転するように構成してある。

【００２３】ラック軸１の外周には、半円形断面を有す
る螺旋状のねじ溝１０が、回転筒２の内側を含む所定の
長さ範囲に亘って形成されている。回転筒２の内部の送
りベアリングＲ₁ 〜Ｒ₄ は、外輪と内輪との間に多数の
鋼球を保持してなる玉軸受であり、内側に挿通されたラ
ック軸１の外径よりも十分に大きい内径を有し、傾き角
を持った状態で各別の方向に偏心させてある。これらの
送りベアリングＲ₁ 〜Ｒ₄ の内輪の内周面には、ねじ溝
１０の断面に係合可能な半円形の突起が周設されてお
り、各送りベアリングＲ₁ 〜Ｒ₄ は、それぞれの偏心に
よりラック軸１に近づいた周方向位置において前記突起
を介してねじ溝１０に係合させてある。

【００２４】このような構成の運動変換機構では、操舵
補助用のモータからの伝動により、回転筒２が軸回りに
回転すると、該回転筒２に保持された４個の送りベアリ
ングＲ₁ 〜Ｒ₄ の内輪が、前記ラック軸１の外周のねじ
溝１０との係合を保って転動し、この転動により、ラッ
ク軸１は各送りベアリングＲ₁ 〜Ｒ₄ との係合位置にて
ねじ溝１０が作用力の軸方向分力により押圧され、前記
モータからの伝動による回転筒２の回転運動がラック軸
１の直線運動に変換されて、舵取りを補助することがで
きる。

【００２５】尚、図１，２においては、送りベアリング
Ｒ₁ ，Ｒ₄ の係合位置がラック軸１の周方向において一
致し、同様に送りベアリングＲ₂ ，Ｒ₃ の係合位置が一
致しているかのように図示しているが、これらの係合位
置は、周方向にずらせて設定し、それぞれの位置でのね
じ溝１０への係合が、他の送りベアリングにより３方か
ら支えられた状態下にて確実に生じるようにしてもよ
い。

【００２６】図３は、この運動変換機構における回転筒
２の一側半部の斜視図である。回転筒２の一側端部に
は、送りベアリングＲ₁ を保持する為の保持孔２ｈ（保
持部）が形成されている。この保持孔２ｈは、送りベア
リングＲ₁ の外径と略等しい内径を有する円孔であり、
回転筒２の軸心に対して所定長偏心した位置に、傾き角
を持って同側の端面に連続して形成されている。この保
持孔２ｈへの送りベアリングＲ₁ の保持は、回転筒２の
一側から、図３中に矢符により示す如く圧入し、図２に
示す如く、保持孔２ｈの底面に一側を突き当て、他側を
保持孔２ｈの内面に係着された止め輪２ｅに当接させ
て、軸方向への移動不可に拘束して実現されている。
尚、他側の送りベアリングＲ₄ は、回転筒２の他側端部
に形成された保持孔２ｄ（保持部）に同様にして保持さ
れている。

【００２７】回転筒２の中途部には、送りベアリングＲ
₂ 及び送りベアリングＲ₃ を保持する為の保持溝２ｂ，
２ｃ（保持部）がそれぞれ形成されている。図３に示す
ような保持溝２ｂは、傾き角を持ち、回転筒２の外周面
に、対象となる送りベアリングＲ₂ の側断面形状に対応
する矩形の開口部を備え、この開口部に連通させ、送り
ベアリングＲ₂ の外形に対応する半円形断面の凹所を回
転筒２の内部に形成することにより構成されている。

【００２８】このような構成の保持溝２ｂへの送りベア
リングＲ₂ の保持は、送りベアリングＲ₂ を、図３中に
矢符により示すように、回転筒２の外周の開口部を経て
保持溝２ｂ内に押し込み、保持溝２ｂの底部を形成する
半円形の凹所に突き当て、この突き当て半部に対応する
送りベアリングＲ₂ の内面を、図２に示すように、ラッ
ク軸１の外周のねじ溝１０に係合させ、前記凹所にて支
持することにより実現されている。尚、他の１つの送り
ベアリングＲ₃ は、保持溝２ｂ（保持部）と同様の形態
をなして形成された保持溝２ｃ（保持部）に保持されて
いる。

【００２９】図４は、送りベアリングＲ₂ の保持溝２ｂ
の形成手順を示す説明図である。保持溝２ｂの形成は、
まず、図４（ａ）に示すように、回転筒２の内部の一側
に偏心した円形断面の空洞部２ｆを形成し、次に、図４
（ｂ）に示すように、空洞部２ｆの偏心側にて互いに平
行をなす接線間の領域２ｇを回転筒２の外側から除去す
ることにより、図４（ｃ）に示すように、空洞部２ｆの
半部を送りベアリングＲ₂ を支持する半円形の凹所とし
て残して実現されている。

【００３０】図５は、各送りベアリングＲ₁ 〜Ｒ₄ の構
成を示す断面図である。この送りベアリングは、多数の
鋼球１４（転動体）が、グリース（潤滑剤）が封止され
た外輪１１ａ及び内輪１２ａ間を転動するように構成し
てあり、鋼球１４は、それぞれ保持器１３ａにより転動
可能に保持されている。保持器１３ａは、外輪１１ａ及
び内輪１２ａ間の両側の環状開口部を閉塞するように設
けられた２つの環状部１５，１５と、環状部１５，１５
と保持器１３ａ本体との間に適宜設けられた複数のグリ
ース溜まり１６とを有しており、保持器１３ａの環状部
１５がグリースを封止するように構成してある。

【００３１】実施の形態２．図６は、本発明に係る電動
パワーステアリング装置の実施の形態２の運動変換機構
の要部構成を示す拡大縦断面図である。この運動変換機
構は、回転筒２ａの一側端部には、送りベアリングＲ₁
を保持する為の保持孔２ｈａが形成されている。この保
持孔２ｈａは、送りベアリングＲ₁ の外径と略等しい内
径を有する円孔であり、回転筒２ａの軸心に対して所定
長偏心した位置に、傾き角を持って同側の端面に連続し
て形成されている。回転筒２ａの内径及び保持孔２ｈａ
の深さは、送りベアリングＲ₁ の外輪及び内輪間の他側
の開口部を、保持孔２ｈａの側壁が閉塞するような内径
及び深さにしてある。

【００３２】尚、他側の送りベアリングＲ₄ は、回転筒
２ａの他側端部に形成された保持孔２ｄａに同様にして
保持され、送りベアリングＲ₁ ，Ｒ₄ の保持孔２ｈａ，
２ｄａの各側壁により閉塞されない側の外輪及び内輪間
の開口部は、各別のカバー部材２ｊにより閉塞されてい
る。

【００３３】送りベアリングＲ₂ ，Ｒ₃ を保持する為の
保持溝２ｂａ，２ｃａは、それぞれ送りベアリング
Ｒ₂ ，Ｒ₃ の外径と略等しい内径を有する円孔であり、
回転筒２ａの軸心に対して所定長偏心した位置に、傾き
角を持って連続して形成されている。回転筒２ａの内径
及び保持溝２ｂａ，２ｃａの深さは、図７に示すよう
に、送りベアリングＲ₂ ，Ｒ₃ の外輪１１ｂ及び内輪１
２ｂ間の両側の開口部を、保持溝１８（２ｂａ，２ｃ
ａ）の側壁が、内輪１２ｂ間とのシール部１７により閉
塞するような内径及び深さにしてある。その他の本発明
に係る電動パワーステアリング装置の実施の形態２の構
成及び動作は、上述した電動パワーステアリング装置の
実施の形態１の構成及び動作と同様であるので、同一箇
所には同一符号を付して説明を省略する。

【００３４】開示技術１．実施の形態１，２で説明した
ような運動変換機構は、ラック軸１の送り精度に優れて
おり、また、低騒音でもある。その反面、ねじ溝１０に
異物が混入した場合、送りベアリングＲ₁ 〜Ｒ₄ の折れ
損傷を引起し易いという欠点がある。また、送りベアリ
ングＲ₁ 〜Ｒ₄ の１つが折れた場合、送りベアリングの
破片自体が異物となり、他の送りベアリングを破壊する
可能性がある。

【００３５】図８は、今回、開示する運動変換機構の要
部構成例を示す縦断面図である。この運動変換機構で
は、ねじ溝１０内の異物を回転筒２内に入れないよう
に、ねじ溝１０の断面形状に沿う形状のガード部材２３
を回転筒２の両端部に設けてある。各ガード部材２３
は、保持孔２ｄ，２ｈにそれぞれ軸長方向の蟻溝２４を
設け、この各蟻溝２４にガード部材２３の各一端部を圧
入することにより固定してある。その他の本開示技術１
に係る運動変換機構の構成及び動作の例は、上述した電
動パワーステアリング装置の実施の形態１の運動変換機
構の構成及び動作と同様であるので、同一箇所には同一
符号を付して説明を省略する。

【００３６】開示技術２．従来の電動パワーステアリン
グ装置では、高出力のものを製造するのは困難であった
為、トラック等の大型車両には適用出来なかった。ま
た、高出力にするには、モータを高出力化させる必要が
あり、それにより、トルクを伝達させる減速機構の耐久
性が問題となっている。

【００３７】図９は、今回、開示する電動パワーステア
リング装置の概略構成例を示す模式図である。この電動
パワーステアリング装置は、舵取り操作用の舵輪（ステ
アリングホイール）２５と、舵取り動作を行う舵取機構
４４とを連結する操舵軸２８からピニオン２９までの中
途に、舵輪２５に加わる操舵トルクを検出するトルクセ
ンサ２６を配している。舵輪２５は、図示しない車室の
内部に着座した運転者に対向するように、操舵軸２８の
上端に同軸的に嵌着固定されており、操舵軸２８は、運
転者による舵輪２５の回転操作に応じて軸回りに回転す
るように構成してある。

【００３８】舵取機構４４は、操舵軸２８の下端に一体
形成されたピニオン２９と、これに噛合するラック軸３
０とを備えるラックピニオン式の舵取機構として構成さ
れている。ラック軸３０は、図示しない車両の前部に、
左右方向への摺動自在に延設してあり、ラック軸３０の
左右両端は、各別のタイロッド３１，３１を介して操向
用の車輪（一般的には前輪）３２，３２に連結されてい
る。ラック軸３０には、実施の形態１，２で説明したよ
うなベアリングナットを使用した運動変換機構３７又は
ボールねじを使用した運動変換機構が付設されており、
運動変換機構３７を回転させる為の歯車機構３７ａに
は、２台の操舵補助用モータ３６，３６の回転軸に固定
された各傘歯車３６ａが噛合されている。

【００３９】この構成により、舵輪２５の操作に応じた
操舵軸２８の回転が、これの下端のピニオン２９に噛合
するラック軸３０の摺動に変換され、この摺動が、左右
両端のタイロッド３１，３１を介して操向用の車輪３
２，３２に伝えられ、これらの車輪３２，３２の向きが
舵輪２５の操作方向に変更されて操舵が行われる。

【００４０】このような操舵を補助するモータ３６，３
６は、各傘歯車３６ａが回転することにより、歯車機構
３７ａが回転し、運動変換機構３７が軸回り方向に回転
する。運動変換機構３７の回転運動は、ラック軸３０の
摺動運動に変換され、この摺動運動力が操舵を補助す
る。

【００４１】以上のような舵取り動作中、前記舵輪２５
に加わる操舵トルクを検出するトルクセンサ２６は、操
舵軸２８からピニオン２９までの中途部をトーションバ
ーを介して同軸上に連結された上部軸と下部軸とに分割
し、これら両軸間に、前記操舵トルクの作用によるトー
ションバーの捩れを伴って相対角変位を生ぜしめ、該相
対角変位を媒介として前記操舵トルクを検出する公知の
構成を有している。

【００４２】このようなトルクセンサ２６による検出ト
ルクは、操舵補助用のモータ３６，３６を制御する駆動
制御部２７に与えられている。駆動制御部２７には、更
に、前述した舵取り動作により実現される舵取り角度を
検出する舵角センサ３４、及びこの電動パワーステアリ
ング装置が備えられた車両の走行速度を検出する車速セ
ンサ３５からそれぞれの検出信号が与えられている。

【００４３】駆動制御部２７の出力は、操舵補助用のモ
ータ３６，３６に与えられており、駆動制御部２７は、
トルクセンサ２６、舵角センサ３４及び車速センサ３５
の出力を用いて、モータ３６，３６の駆動電流を算出
し、算出された駆動電流を、モータ３６，３６に給電さ
せる制御動作を行う。

【００４４】上述したように、ラック軸３０をアシスト
するタイプの電動パワーステアリング装置に２台の操舵
補助用のモータ３６，３６を使用することにより、ベベ
ルギアの歯当たり部に掛かる力が低減されるので、耐久
性を増すことが出来ると共に、電動パワーステアリング
装置の高出力化を図ることが出来る。また、大きなモー
タを使用しなくて良い為、電動パワーステアリング装置
の小型化を図ることが出来、量産モータを使用出来るの
で、部品コストを下げることが出来る。

【００４５】図１０は、今回、開示する電動パワーステ
アリング装置の他の概略構成例を示す模式図である。こ
の電動パワーステアリング装置は、操舵補助用のモータ
３８が、操舵軸２８の下端部に、操舵軸２８と軸心を交
叉させて配設され、その出力端に固着されたウォーム３
８ａが、操舵軸２８の下端部に嵌着固定されたウォーム
ホイール３９に噛合させてある。この構成によりモータ
３８の回転は、ウォーム３８ａ及びウォームホイール３
９を介して操舵軸２８に伝達され、操舵軸２８の最下端
に設けたピニオン２９に回転力が付与されることとな
り、この回転に応じて舵取りが補助される。

【００４６】一方、ラック軸３０には、実施の形態１，
２で説明したようなベアリングナットを使用した運動変
換機構３７又はボールねじを使用した運動変換機構が付
設されており、運動変換機構３７を回転させる為の歯車
機構３７ａには、操舵補助用モータ３６の回転軸に固定
された傘歯車３６ａが噛合されている。操舵補助用のモ
ータ３６は、傘歯車３６ａが回転することにより、歯車
機構３７ａが回転し、運動変換機構３７が軸回り方向に
回転する。運動変換機構３７の回転運動は、ラック軸３
０の摺動運動に変換され、この摺動運動力が操舵を補助
する。

【００４７】駆動制御部２７ａの出力は、操舵補助用の
モータ３６，３８に与えられており、駆動制御部２７ａ
は、トルクセンサ２６、舵角センサ３４及び車速センサ
３５の出力を用いて、モータ３６，３８の各駆動電流を
算出し、算出された駆動電流を、モータ３６，３８にそ
れぞれ給電させる制御動作を行う。その他のこの電動パ
ワーステアリング装置の構成及び動作は、図９において
説明した電動パワーステアリング装置の構成及び動作と
同様であるので、同一箇所には同一符号を付して説明を
省略する。

【００４８】このように、ラック軸３０をアシストする
タイプと、ピニオン２９をアシストするタイプとを組み
合わせた電動パワーステアリング装置を構成することに
より、ラック軸３０及びピニオン２９に掛かる力が低減
されるので、耐久性が増すと共に、電動パワーステアリ
ング装置の高出力化を図ることが出来る。また、大きな
モータを使用しなくて良い為、電動パワーステアリング
装置の小型化を図ることが出来、量産モータを使用出来
るので、部品コストを下げることが出来る。また、高出
力が必要でない高速走行時等には、何れか１台のみの操
舵補助用のモータを使用することも可能である。

【００４９】図１１は、今回、開示する電動パワーステ
アリング装置の他の概略構成例を示す模式図である。こ
の電動パワーステアリング装置は、操舵補助用のモータ
３８が、操舵軸２８の中途部に、操舵軸２８と軸心を交
叉させて配設され、その出力端に固着されたウォーム３
８ａが、操舵軸２８の中途部に嵌着固定されたウォーム
ホイール３９に噛合させてある。この構成によりモータ
３８の回転は、ウォーム３８ａ及びウォームホイール３
９を介して操舵軸２８に伝達され、操舵軸２８の最下端
に設けたピニオン２９に回転力が付与されることとな
り、この回転に応じて舵取りが補助される。

【００５０】一方、ラック軸３０には、実施の形態１，
２で説明したようなベアリングナットを使用した運動変
換機構３７又はボールねじを使用した運動変換機構が付
設されており、運動変換機構３７を回転させる為の歯車
機構３７ａには、操舵補助用モータ３６の回転軸に固定
された傘歯車３６ａが噛合されている。操舵補助用のモ
ータ３６は、傘歯車３６ａが回転することにより、歯車
機構３７ａが回転し、運動変換機構３７が軸回り方向に
回転する。運動変換機構３７の回転運動は、ラック軸３
０の摺動運動に変換され、この摺動運動力が操舵を補助
する。

【００５１】駆動制御部２７ｂの出力は、操舵補助用の
モータ３６，３８に与えられており、駆動制御部２７ｂ
は、トルクセンサ２６、舵角センサ３４及び車速センサ
３５の出力を用いて、モータ３６，３８の各駆動電流を
算出し、算出された駆動電流を、モータ３６，３８にそ
れぞれ給電させる制御動作を行う。その他のこの電動パ
ワーステアリング装置の構成及び動作は、図９において
説明した電動パワーステアリング装置の構成及び動作と
同様であるので、同一箇所には同一符号を付して説明を
省略する。

【００５２】このように、ラック軸３０をアシストする
タイプと、コラムをアシストするタイプとを組み合わせ
た電動パワーステアリング装置を構成することにより、
ラック軸３０及びピニオン２９に掛かる力が低減される
ので、耐久性が増すと共に、電動パワーステアリング装
置の高出力化を図ることが出来る。また、大きなモータ
を使用しなくて良い為、電動パワーステアリング装置の
小型化を図ることが出来、量産モータを使用出来るの
で、部品コストを下げることが出来る。また、高出力が
必要でない高速走行時等には、何れか１台のみの操舵補
助用のモータを使用することも可能である。

【００５３】

【発明の効果】第１〜４発明に係る電動パワーステアリ
ング装置によれば、潤滑剤を封止する為のシール及びそ
れを掛止する為の溝を省くことが出来、運動変換機構の
送りベアリングの幅を、転動体の大きさの割りに狭くす
ることが出来る電動パワーステアリング装置を実現する
ことが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電動パワーステアリング装置の実
施の形態の要部構成を示す一部破断正面図である。

【図２】運動変換機構の要部構成を示す拡大縦断面図で
ある。

【図３】運動変換機構における回転筒の一側半部を示す
斜視図である。

【図４】送りベアリングの保持溝の形成手順を示す説明
図である。

【図５】各送りベアリングの構成を示す断面図である。

【図６】本発明に係る電動パワーステアリング装置の実
施の形態の運動変換機構の要部構成を示す拡大縦断面図
である。

【図７】本発明に係る電動パワーステアリング装置の送
りベアリングのグリースの封止構造を示す説明図であ
る。

【図８】開示する運動変換機構の要部構成例を示す縦断
面図である。

【図９】開示する電動パワーステアリング装置の概略構
成例を示す模式図である。

【図１０】開示する電動パワーステアリング装置の概略
構成例を示す模式図である。

【図１１】開示する電動パワーステアリング装置の他の
概略構成例を示す模式図である。

【図１２】従来の電動パワーステアリング装置の運動変
換機構の送りベアリングの構成を示す断面図である。

【符号の説明】

１ ラック軸（舵取り軸） ２，２ａ 回転筒 ２ｂ，２ｃ ２ｂａ，２ｃａ，１８ 保持溝（保持部） ２ｄ，２ｈ，２ｈａ，２ｄａ 保持孔（保持部） ２ｅ 止め輪 ２ｊ カバー部材 ３ ハウジング ５ 操舵補助用のモータ １０ ねじ溝 １１ａ、１１ｂ 外輪 １２ａ、１２ｂ 内輪 １３ａ 保持器 １４ 鋼球（転動体） １５ 環状部 １７ シール部 ２０ ４点接触玉軸受 ４０ ラックハウジング ４１ ピニオンハウジング ４２ ピニオン軸 ４３ ラック歯 ５４，５５ 玉軸受 Ｒ₁ 〜Ｒ₄ 送りベアリング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永松 和晃 大阪府大阪市中央区南船場三丁目５番８号 光洋精工株式会社内 Ｆターム(参考） 3D033 CA04 CA22 3J101 AA02 AA32 AA42 AA52 AA62 BA22 CA11 EA63 FA53 GA01

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸長方向への移動自在に支持され、外周
   面にねじ溝が形成された舵取り軸と、該舵取り軸の外側
   に同軸上での回転自在に支持された回転筒と、外輪が前
   記舵取り軸の軸心に対して偏心して該回転筒の内部に形
   成された各別の保持部に嵌合保持され、内輪の内周面の
   １箇所を前記ねじ溝に係合させ、複数の転動体が潤滑剤
   が封止された前記外輪及び内輪間を転動する複数の送り
   ベアリングとを備え、操舵補助用のモータからの伝動に
   よる前記回転筒の回転を、前記ねじ溝を案内する前記送
   りベアリングの転動により、前記舵取り軸の軸長方向の
   移動に変換して舵取りを補助する電動パワーステアリン
   グ装置において、前記送りベアリングは、前記転動体を
   保持する保持器を備え、該保持器は、前記潤滑剤を封止
   すべくなしてあることを特徴とする電動パワーステアリ
   ング装置。
2. 【請求項２】 前記保持器は、前記外輪及び内輪間の両
   側の開口部を閉塞すべく設けられた２つの環状部を有
   し、該環状部が前記潤滑剤を封止すべくなしてある請求
   項１記載の電動パワーステアリング装置。
3. 【請求項３】 軸長方向への移動自在に支持され、外周
   面にねじ溝が形成された舵取り軸と、該舵取り軸の外側
   に同軸上での回転自在に支持された回転筒と、外輪が前
   記舵取り軸の軸心に対して偏心して該回転筒の内部に形
   成された各別の保持部に嵌合保持され、内輪の内周面の
   １箇所を前記ねじ溝に係合させ、複数の転動体が潤滑剤
   が封止された前記外輪及び内輪間を転動する複数の送り
   ベアリングとを備え、操舵補助用のモータからの伝動に
   よる前記回転筒の回転を、前記ねじ溝を案内する前記送
   りベアリングの転動により、前記舵取り軸の軸長方向の
   移動に変換して舵取りを補助する電動パワーステアリン
   グ装置において、 前記保持部は、前記送りベアリングを嵌合すべく前記回
   転筒に穿設された溝又は孔であり、該溝又は孔の側壁が
   前記潤滑剤を封止すべくなしてあることを特徴とする電
   動パワーステアリング装置。
4. 【請求項４】 前記回転筒の保持部の内径と前記溝又は
   孔の深さとは、該溝又は孔の側壁が前記外輪及び内輪間
   の両側又は片側の開口部を閉塞すべくなしてある請求項
   ３記載の電動パワーステアリング装置。