JP2003285747A - 車両のステアリング装置 - Google Patents
車両のステアリング装置Info
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- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
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- B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
- B62D5/0442—Conversion of rotational into longitudinal movement
- B62D5/0445—Screw drives
- B62D5/0448—Ball nuts
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- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
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- B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
- B62D5/0403—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by constructional features, e.g. common housing for motor and gear box
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- Power Steering Mechanism (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】ラックと一体化のスクリューシャフトにねじ合
わされる回転筒がモータにより回転駆動されることでラ
ックに軸方向力が付与され、そのラックの動きが車輪に
伝達されることで舵角が変化するステアリング装置にお
いて、モータ出力のラックへの伝達効率低下を防止す
る。 【解決手段】操舵により回転するピニオンに噛み合うラ
ック４と一体のスクリューシャフト11に、ラックハウジ
ング30により支持される回転筒13が転動体12を介してね
じ合わされる。回転筒13はモータ27により駆動される。
ラック４をピニオンとの噛み合い位置において支持する
ラック支持部材と、スクリューシャフト11の移動範囲に
配置されると共にスクリューシャフト11の外周を支持可
能な支持体40との間に、転動体12の全体が配置される。
ラック４に路面側から作用する負荷を支持体40とラック
支持部材とにより受ける。
わされる回転筒がモータにより回転駆動されることでラ
ックに軸方向力が付与され、そのラックの動きが車輪に
伝達されることで舵角が変化するステアリング装置にお
いて、モータ出力のラックへの伝達効率低下を防止す
る。 【解決手段】操舵により回転するピニオンに噛み合うラ
ック４と一体のスクリューシャフト11に、ラックハウジ
ング30により支持される回転筒13が転動体12を介してね
じ合わされる。回転筒13はモータ27により駆動される。
ラック４をピニオンとの噛み合い位置において支持する
ラック支持部材と、スクリューシャフト11の移動範囲に
配置されると共にスクリューシャフト11の外周を支持可
能な支持体40との間に、転動体12の全体が配置される。
ラック４に路面側から作用する負荷を支持体40とラック
支持部材とにより受ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ラックに一体化さ
れるスクリューシャフトにねじ合わされる回転筒をモー
タにより回転駆動することでラックを移動させる力を発
生し、そのラックの動きを車輪に伝達することで舵角を
変化させるステアリング装置に関する。
れるスクリューシャフトにねじ合わされる回転筒をモー
タにより回転駆動することでラックを移動させる力を発
生し、そのラックの動きを車輪に伝達することで舵角を
変化させるステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図７に示す従来の電動パワーステアリン
グ装置１００は、操舵により回転するピニオン（図示省
略）に噛み合うラック１０１に一体化されるスクリュー
シャフト１０２と、そのスクリューシャフト１０２にボ
ール１０３を介してねじ合わされるボールナット１０４
と、そのボールナット１０４に同行回転するように一体
化される従動ベベルギヤ１０５と、その従動ベベルギヤ
１０５に噛み合う駆動ベベルギヤ１０６を駆動する操舵
補助力発生用モータ１０７と、そのボールナット１０４
と従動ベベルギヤ１０５とを回転可能に支持するラック
ハウジング１０８ととを備える。そのラック１０１の動
きが車輪に伝達されることで舵角が変化する。
グ装置１００は、操舵により回転するピニオン（図示省
略）に噛み合うラック１０１に一体化されるスクリュー
シャフト１０２と、そのスクリューシャフト１０２にボ
ール１０３を介してねじ合わされるボールナット１０４
と、そのボールナット１０４に同行回転するように一体
化される従動ベベルギヤ１０５と、その従動ベベルギヤ
１０５に噛み合う駆動ベベルギヤ１０６を駆動する操舵
補助力発生用モータ１０７と、そのボールナット１０４
と従動ベベルギヤ１０５とを回転可能に支持するラック
ハウジング１０８ととを備える。そのラック１０１の動
きが車輪に伝達されることで舵角が変化する。
【０００３】上記のような電動パワーステアリング装置
１００においては、路面側から車輪に作用する負荷によ
ってラック１０１の振動と撓みが生じる。そのような振
動を吸収するため、そのラック１０１をピニオンとの噛
み合い位置において支持するラック支持部材（図示省
略）と上記ボール１０３との間の位置（図７においてボ
ール１０３の右方の位置）において、振動減衰性の大き
な材質からなる軸受けによりラック１０１を支持するこ
とが提案されている（特許第２９６６８１８号）。
１００においては、路面側から車輪に作用する負荷によ
ってラック１０１の振動と撓みが生じる。そのような振
動を吸収するため、そのラック１０１をピニオンとの噛
み合い位置において支持するラック支持部材（図示省
略）と上記ボール１０３との間の位置（図７においてボ
ール１０３の右方の位置）において、振動減衰性の大き
な材質からなる軸受けによりラック１０１を支持するこ
とが提案されている（特許第２９６６８１８号）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、振動減衰性の
大きな材質からなる軸受けにより振動を減衰することは
できても、ラック１０１の撓みを十分に低減することは
できなかった。そのラック１０１の撓みの増大はスクリ
ューシャフト１０２の撓みの増大であることから、スク
リューシャフト１０２とボール１０３との間およびボー
ルナット１０４とボール１０３との間の摩擦が大きくな
り、モータ１０７の出力のラック１０１への伝達効率が
１０％以上低下することもあり、エネルギーの有効利用
を図ることができず、操舵フィーリングが低下するとい
う問題があった。
大きな材質からなる軸受けにより振動を減衰することは
できても、ラック１０１の撓みを十分に低減することは
できなかった。そのラック１０１の撓みの増大はスクリ
ューシャフト１０２の撓みの増大であることから、スク
リューシャフト１０２とボール１０３との間およびボー
ルナット１０４とボール１０３との間の摩擦が大きくな
り、モータ１０７の出力のラック１０１への伝達効率が
１０％以上低下することもあり、エネルギーの有効利用
を図ることができず、操舵フィーリングが低下するとい
う問題があった。
【０００５】また、モータ１０７と車体内の他部品との
干渉防止等のレイアウト上の必要性から、スクリューシ
ャフト１０２をラック１０１の端部近傍に配置すること
が要望されていた。しかし、スクリューシャフト１０２
をラック１０１の端部近傍に配置すると、スクリューシ
ャフト１０２とラック支持部材との距離が大きくなるた
めラック１０１の撓みがより大きくなる。そのようなス
クリューシャフト１０２が設けられていないラックを用
いたラックピニオン式ステアリング装置においては、ラ
ックの端部近傍をブッシュにより支持することでラック
の撓みを防止している。しかし、ブッシュにより支持さ
れるラック１０１の端部近傍にスクリューシャフト１０
２を設けた場合、ブッシュはスクリューシャフト１０２
における軌道溝１０２ａの開口縁と接触することになり
磨耗し易くなる。そのため、スクリューシャフトのがた
つきにより伝達効率が低下する。本発明は、上記課題を
解決することのできる車両の操舵装置を提供することを
目的とする。
干渉防止等のレイアウト上の必要性から、スクリューシ
ャフト１０２をラック１０１の端部近傍に配置すること
が要望されていた。しかし、スクリューシャフト１０２
をラック１０１の端部近傍に配置すると、スクリューシ
ャフト１０２とラック支持部材との距離が大きくなるた
めラック１０１の撓みがより大きくなる。そのようなス
クリューシャフト１０２が設けられていないラックを用
いたラックピニオン式ステアリング装置においては、ラ
ックの端部近傍をブッシュにより支持することでラック
の撓みを防止している。しかし、ブッシュにより支持さ
れるラック１０１の端部近傍にスクリューシャフト１０
２を設けた場合、ブッシュはスクリューシャフト１０２
における軌道溝１０２ａの開口縁と接触することになり
磨耗し易くなる。そのため、スクリューシャフトのがた
つきにより伝達効率が低下する。本発明は、上記課題を
解決することのできる車両の操舵装置を提供することを
目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、操舵により回
転するピニオンと、そのピニオンに噛み合うラックと、
そのラックに一体化されるスクリューシャフトと、その
スクリューシャフトに転動体を介してねじ合わされる回
転筒と、その回転筒を駆動するモータと、その回転筒を
回転可能に支持するラックハウジングと、そのラックを
ピニオンとの噛み合い位置において支持するラック支持
部材とを備え、そのラックの動きが車輪に伝達されるこ
とで舵角が変化する車両のステアリング装置において、
前記スクリューシャフトの移動範囲に配置されると共
に、そのスクリューシャフトの外周を支持可能な支持体
が設けられ、その支持体と前記ラック支持部材との間に
前記転動体の全体が配置され、前記ラックに路面側から
作用する負荷を、その支持体と前記ラック支持部材とに
より受けることを特徴とする。本発明の構成によれば、
路面側から車輪を介してラックに作用する負荷を、ラッ
クを支持する支持体とラック支持部材とにより受けるの
で、その支持体とラック支持部材との間においてラック
が撓むのを防止できる。その支持体とラック支持部材と
の間に転動体の全体が配置されるので、スクリューシャ
フトの撓みを低減し、転動体とスクリューシャフトとの
間および転動体と回転筒との間の摩擦の増大を阻止でき
る。また、その支持体はスクリューシャフトの移動範囲
に配置され、そのスクリューシャフトの外周を支持可能
であるので、スクリューシャフトを転動体の全体よりも
ラック支持部材から離れたラックの端部近傍に配置でき
る。これにより、ステアリング装置を構成するモータの
レイアウトの自由度を向上できる。その支持体としては
ブッシュや軸受けを用いることができる。
転するピニオンと、そのピニオンに噛み合うラックと、
そのラックに一体化されるスクリューシャフトと、その
スクリューシャフトに転動体を介してねじ合わされる回
転筒と、その回転筒を駆動するモータと、その回転筒を
回転可能に支持するラックハウジングと、そのラックを
ピニオンとの噛み合い位置において支持するラック支持
部材とを備え、そのラックの動きが車輪に伝達されるこ
とで舵角が変化する車両のステアリング装置において、
前記スクリューシャフトの移動範囲に配置されると共
に、そのスクリューシャフトの外周を支持可能な支持体
が設けられ、その支持体と前記ラック支持部材との間に
前記転動体の全体が配置され、前記ラックに路面側から
作用する負荷を、その支持体と前記ラック支持部材とに
より受けることを特徴とする。本発明の構成によれば、
路面側から車輪を介してラックに作用する負荷を、ラッ
クを支持する支持体とラック支持部材とにより受けるの
で、その支持体とラック支持部材との間においてラック
が撓むのを防止できる。その支持体とラック支持部材と
の間に転動体の全体が配置されるので、スクリューシャ
フトの撓みを低減し、転動体とスクリューシャフトとの
間および転動体と回転筒との間の摩擦の増大を阻止でき
る。また、その支持体はスクリューシャフトの移動範囲
に配置され、そのスクリューシャフトの外周を支持可能
であるので、スクリューシャフトを転動体の全体よりも
ラック支持部材から離れたラックの端部近傍に配置でき
る。これにより、ステアリング装置を構成するモータの
レイアウトの自由度を向上できる。その支持体としては
ブッシュや軸受けを用いることができる。
【０００７】前記支持体は前記ラックハウジングにより
支持されてもよい。これにより、スクリューシャフトの
ラック支持部材からの距離がより大きくなっても、支持
体によりスクリューシャフトの外周を支持し、スクリュ
ーシャフトの撓みを低減できる。
支持されてもよい。これにより、スクリューシャフトの
ラック支持部材からの距離がより大きくなっても、支持
体によりスクリューシャフトの外周を支持し、スクリュ
ーシャフトの撓みを低減できる。
【０００８】前記支持体は前記回転筒により支持されて
もよい。これにより、支持体はスクリューシャフトに対
して相対回転するので、偏って磨耗するのが防止され、
また、スクリューシャフトの軌道溝の開口縁との接触に
よる偏磨耗も抑制され、長寿命化を図れる。この場合、
その支持体として転がり軸受が用いられるのが好まし
い。転がり軸受を用いることでスクリューシャフトと回
転筒とが円滑に相対回転し、伝達効率を向上することが
できる。
もよい。これにより、支持体はスクリューシャフトに対
して相対回転するので、偏って磨耗するのが防止され、
また、スクリューシャフトの軌道溝の開口縁との接触に
よる偏磨耗も抑制され、長寿命化を図れる。この場合、
その支持体として転がり軸受が用いられるのが好まし
い。転がり軸受を用いることでスクリューシャフトと回
転筒とが円滑に相対回転し、伝達効率を向上することが
できる。
【０００９】前記スクリューシャフトの外周における軌
道溝の開口縁は面取り部とされているのが好ましい。こ
れにより、その軌道溝の開口縁との接触による支持体の
磨耗を抑制し、スクリューシャフトのがたつきによる伝
達効率低下を防止できる。その面取り部は凸曲面でも平
坦面でもよい。
道溝の開口縁は面取り部とされているのが好ましい。こ
れにより、その軌道溝の開口縁との接触による支持体の
磨耗を抑制し、スクリューシャフトのがたつきによる伝
達効率低下を防止できる。その面取り部は凸曲面でも平
坦面でもよい。
【００１０】前記スクリューシャフトの外周における軌
道溝のスクリューシャフト軸方向における寸法は、その
軌道溝の間の部分のスクリューシャフト軸方向における
寸法よりも小さくされているのが好ましい。これによ
り、支持体の内周面にスクリューシャフトの外周面から
作用する面圧を低減し、支持体の磨耗を抑制し、スクリ
ューシャフトのがたつきによる伝達効率低下を防止でき
る。
道溝のスクリューシャフト軸方向における寸法は、その
軌道溝の間の部分のスクリューシャフト軸方向における
寸法よりも小さくされているのが好ましい。これによ
り、支持体の内周面にスクリューシャフトの外周面から
作用する面圧を低減し、支持体の磨耗を抑制し、スクリ
ューシャフトのがたつきによる伝達効率低下を防止でき
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。図１、図２に示すラックピニオン式
電動パワーステアリング装置１は、入力シャフト２に連
結されるステアリングホイールＨの操舵により回転する
ピニオン３と、そのピニオン３に噛み合うラック４とを
備え、そのラック４の両端に車輪（図示省略）が連結さ
れる。そのピニオン３の回転によるラック４の動きが車
輪に伝達されることで舵角が変化する。
施形態を説明する。図１、図２に示すラックピニオン式
電動パワーステアリング装置１は、入力シャフト２に連
結されるステアリングホイールＨの操舵により回転する
ピニオン３と、そのピニオン３に噛み合うラック４とを
備え、そのラック４の両端に車輪（図示省略）が連結さ
れる。そのピニオン３の回転によるラック４の動きが車
輪に伝達されることで舵角が変化する。
【００１２】そのピニオン３とラック４を覆うラックハ
ウジング３０が設けられる。そのラックハウジング３０
は、第１ハウジング３１と第２ハウジング３２とをネジ
等により連結することで構成され、車体に取り付けられ
る。そのラックハウジング３０内に、ステアリングホイ
ールＨの操舵によってピニオン３に伝達される操舵トル
クを検出するトルクセンサ７が設けられる。そのトルク
センサ７は公知のものを採用できる。そのピニオン３と
の噛み合い位置においてラック４はラック支持部材９に
より支持されている。そのラック支持部材９は、本実施
形態では公知の構成を有し、ラックハウジング３０にラ
ック４の径方向に移動可能に挿入され、バネ８によりラ
ック４に押し付けられ、ラック４における歯と反対側を
ラック軸方向視で円弧に沿う面により支持する。
ウジング３０が設けられる。そのラックハウジング３０
は、第１ハウジング３１と第２ハウジング３２とをネジ
等により連結することで構成され、車体に取り付けられ
る。そのラックハウジング３０内に、ステアリングホイ
ールＨの操舵によってピニオン３に伝達される操舵トル
クを検出するトルクセンサ７が設けられる。そのトルク
センサ７は公知のものを採用できる。そのピニオン３と
の噛み合い位置においてラック４はラック支持部材９に
より支持されている。そのラック支持部材９は、本実施
形態では公知の構成を有し、ラックハウジング３０にラ
ック４の径方向に移動可能に挿入され、バネ８によりラ
ック４に押し付けられ、ラック４における歯と反対側を
ラック軸方向視で円弧に沿う面により支持する。
【００１３】図３に示すように、そのラック４にスクリ
ューシャフト１１が一体化されている。本実施形態で
は、ラック４における中央よりも一端側（図３において
左側）に近接する領域がスクリューシャフト１１とされ
ている。そのスクリューシャフト１１にボール（転動
体）１２を介してボールナット（回転筒）１３がねじ合
わされている。そのボールナット１３はラックハウジン
グ３０により一端側の複列ボールベアリング３３と他端
側のボールベアリング３４とを介して回転可能に支持さ
れている。
ューシャフト１１が一体化されている。本実施形態で
は、ラック４における中央よりも一端側（図３において
左側）に近接する領域がスクリューシャフト１１とされ
ている。そのスクリューシャフト１１にボール（転動
体）１２を介してボールナット（回転筒）１３がねじ合
わされている。そのボールナット１３はラックハウジン
グ３０により一端側の複列ボールベアリング３３と他端
側のボールベアリング３４とを介して回転可能に支持さ
れている。
【００１４】そのボールナット１３に同行回転するよう
に従動ギヤ２１が一体化されている。本実施形態では、
その従動ギヤ２１はベベルギヤとされ、ボールナット１
３の外周に嵌め合わされ、ボールナット１３の外周の段
差とボールナット１３にねじ合わされるナット１４とに
より挟み込まれることでボールナット１３に一体化され
ている。
に従動ギヤ２１が一体化されている。本実施形態では、
その従動ギヤ２１はベベルギヤとされ、ボールナット１
３の外周に嵌め合わされ、ボールナット１３の外周の段
差とボールナット１３にねじ合わされるナット１４とに
より挟み込まれることでボールナット１３に一体化され
ている。
【００１５】その従動ギヤ２１に噛み合う駆動ギヤ２２
が駆動シャフト２３に一体的に設けられている。その駆
動ギヤ２２は、駆動シャフト２３を支持するボールベア
リング２４、２５を介してギヤハウジング２６により回
転可能により支持されている。そのギヤハウジング２６
はラックハウジング３０の第２ハウジング３２と一体的
に成形されている。その駆動シャフト２３に、ギヤハウ
ジング２６に取り付けられた操舵補助力発生用モータ２
７の出力シャフトがカップリング２７ａを介して連結さ
れる。これにより、そのモータ２７によってボールナッ
ト１３が減速ギヤ機構を構成する駆動ギヤ２２と従動ギ
ヤ２１を介して回転駆動される。
が駆動シャフト２３に一体的に設けられている。その駆
動ギヤ２２は、駆動シャフト２３を支持するボールベア
リング２４、２５を介してギヤハウジング２６により回
転可能により支持されている。そのギヤハウジング２６
はラックハウジング３０の第２ハウジング３２と一体的
に成形されている。その駆動シャフト２３に、ギヤハウ
ジング２６に取り付けられた操舵補助力発生用モータ２
７の出力シャフトがカップリング２７ａを介して連結さ
れる。これにより、そのモータ２７によってボールナッ
ト１３が減速ギヤ機構を構成する駆動ギヤ２２と従動ギ
ヤ２１を介して回転駆動される。
【００１６】上記トルクセンサ７とモータ２７に接続さ
れる車載制御装置（図示省略）が、そのトルクセンサ７
により検出される操舵トルクに応じてモータ２７を駆動
する。これにより、モータ２７の出力は駆動ギヤ２２、
従動ギヤ２１を介してボールナット１３に伝達され、ボ
ールナット１３の回転力がボール１２、スクリューシャ
フト１１を介してラック４に操舵補助力として伝達され
る。なお、そのモータ２７の制御方法は特に限定される
ものではなく、例えば車速等の操舵トルク以外の変量に
応じて操舵補助力を変化させるようにしてもよい。
れる車載制御装置（図示省略）が、そのトルクセンサ７
により検出される操舵トルクに応じてモータ２７を駆動
する。これにより、モータ２７の出力は駆動ギヤ２２、
従動ギヤ２１を介してボールナット１３に伝達され、ボ
ールナット１３の回転力がボール１２、スクリューシャ
フト１１を介してラック４に操舵補助力として伝達され
る。なお、そのモータ２７の制御方法は特に限定される
ものではなく、例えば車速等の操舵トルク以外の変量に
応じて操舵補助力を変化させるようにしてもよい。
【００１７】そのスクリューシャフト１１の移動範囲
に、そのスクリューシャフト１１の外周を支持可能な支
持体が設けられている。本実施形態では、その支持体は
円筒状のブッシュ４０とされ、第１ハウジング３１の内
周にネジ４１を介してねじ合わされた筒状部材４２の内
周に嵌め合わされることでラックハウジング３０により
支持される。そのブッシュ４０は、例えば鋼板の表面を
ポリ四フッ化エチレンや銅化合物等によりコーティング
することで形成され、割りを有するものとされる。この
ブッシュ４０の内周によりスクリューシャフト１１の外
周が支持される。本実施形態では、車両の直進状態にお
いてブッシュ４０はスクリューシャフト１１の一端とラ
ック４との境界領域近傍に配置される。なお、ブッシュ
４０はスクリューシャフト１１を常に支持する位置に配
置されてもよいし、左右一方への操舵時のみ支持する位
置に配置されてもよい。そのブッシュ４０とラック支持
部材９との間に上記ボール１２の全体が配置される。こ
れにより、ラック４に路面側から車輪を介して作用する
負荷をブッシュ４０とラック支持部材９とにより受け、
スクリューシャフト１１の撓みを抑制可能である。その
ブッシュ４０の内径とスクリューシャフト１１の外径と
の差は例えば０．０５ｍｍ程度とされる。
に、そのスクリューシャフト１１の外周を支持可能な支
持体が設けられている。本実施形態では、その支持体は
円筒状のブッシュ４０とされ、第１ハウジング３１の内
周にネジ４１を介してねじ合わされた筒状部材４２の内
周に嵌め合わされることでラックハウジング３０により
支持される。そのブッシュ４０は、例えば鋼板の表面を
ポリ四フッ化エチレンや銅化合物等によりコーティング
することで形成され、割りを有するものとされる。この
ブッシュ４０の内周によりスクリューシャフト１１の外
周が支持される。本実施形態では、車両の直進状態にお
いてブッシュ４０はスクリューシャフト１１の一端とラ
ック４との境界領域近傍に配置される。なお、ブッシュ
４０はスクリューシャフト１１を常に支持する位置に配
置されてもよいし、左右一方への操舵時のみ支持する位
置に配置されてもよい。そのブッシュ４０とラック支持
部材９との間に上記ボール１２の全体が配置される。こ
れにより、ラック４に路面側から車輪を介して作用する
負荷をブッシュ４０とラック支持部材９とにより受け、
スクリューシャフト１１の撓みを抑制可能である。その
ブッシュ４０の内径とスクリューシャフト１１の外径と
の差は例えば０．０５ｍｍ程度とされる。
【００１８】図４に示すように、スクリューシャフト１
１における螺旋状の軌道溝１１ａの開口縁との接触によ
るブッシュ４０の磨耗を抑制するため、その軌道溝１１
ａの開口縁は面取り部１１ａ′とされている。本実施形
態では、その面取り部１１ａ′は平坦面とされている。
スクリューシャフト１１の軸方向に対して面取り部１１
ａ′がなす角度αは３０°以下であるのが好ましい。
１における螺旋状の軌道溝１１ａの開口縁との接触によ
るブッシュ４０の磨耗を抑制するため、その軌道溝１１
ａの開口縁は面取り部１１ａ′とされている。本実施形
態では、その面取り部１１ａ′は平坦面とされている。
スクリューシャフト１１の軸方向に対して面取り部１１
ａ′がなす角度αは３０°以下であるのが好ましい。
【００１９】上記構成によれば、路面側から車輪を介し
てラック４に作用する負荷を、ラック４を支持するブッ
シュ４０とラック支持部材９とにより受けるので、その
ブッシュ４０とラック支持部材９との間においてラック
４が撓むのを防止できる。そのブッシュ４０とラック支
持部材９との間にボール１２の全体が配置されるので、
スクリューシャフト１１の撓みを低減し、ボール１２と
スクリューシャフト１１との間およびボール１２とボー
ルナット１３との間の摩擦の増大を阻止できる。また、
そのブッシュ４０はスクリューシャフト１１の移動範囲
に配置され、そのスクリューシャフト１１の外周を支持
可能であるので、スクリューシャフト１１をボール１２
の全体よりもラック支持部材９から離れたラック４の端
部近傍に配置できる。これにより、ステアリング装置１
を構成するモータ２７のレイアウトの自由度を向上でき
る。そのブッシュ４０をラックハウジング３０により支
持することで、スクリューシャフト１１のラック支持部
材９からの距離がより大きくなっても、ブッシュ４０に
よりスクリューシャフト１１の外周を支持し、スクリュ
ーシャフト１１の撓みを低減できる。さらに、スクリュ
ーシャフト１１の外周における軌道溝１１ａの開口縁は
面取り部１１ａ′とされているので、その開口縁との接
触によるブッシュ４０の磨耗を抑制できる。
てラック４に作用する負荷を、ラック４を支持するブッ
シュ４０とラック支持部材９とにより受けるので、その
ブッシュ４０とラック支持部材９との間においてラック
４が撓むのを防止できる。そのブッシュ４０とラック支
持部材９との間にボール１２の全体が配置されるので、
スクリューシャフト１１の撓みを低減し、ボール１２と
スクリューシャフト１１との間およびボール１２とボー
ルナット１３との間の摩擦の増大を阻止できる。また、
そのブッシュ４０はスクリューシャフト１１の移動範囲
に配置され、そのスクリューシャフト１１の外周を支持
可能であるので、スクリューシャフト１１をボール１２
の全体よりもラック支持部材９から離れたラック４の端
部近傍に配置できる。これにより、ステアリング装置１
を構成するモータ２７のレイアウトの自由度を向上でき
る。そのブッシュ４０をラックハウジング３０により支
持することで、スクリューシャフト１１のラック支持部
材９からの距離がより大きくなっても、ブッシュ４０に
よりスクリューシャフト１１の外周を支持し、スクリュ
ーシャフト１１の撓みを低減できる。さらに、スクリュ
ーシャフト１１の外周における軌道溝１１ａの開口縁は
面取り部１１ａ′とされているので、その開口縁との接
触によるブッシュ４０の磨耗を抑制できる。
【００２０】図５は本発明の第１変形例を示す。上記実
施形態との相違は、まず支持体としてブッシュ４０に代
えて転がり軸受であるニードルベアリング２４０が用い
られている。また、ボール１２とボールナット１３に代
えて、スクリューシャフト１１の軸方向に並列する複数
（本実施形態では４つ）のボールベアリング２１２と、
それらボールベアリング２１２を覆う筒体２１３が用い
られている。その筒体２１３は第１、第２部材２１３
ａ、２１３ｂをネジ２１３ｃを介して連結することで構
成され、ラックハウジング３０により一端側のボールベ
アリング２３３と他端側のボールベアリング２３４とを
介して回転可能に支持されている。従動ギヤ２１は筒体
２１３の第１部材２１３ａの外周に嵌め合わされ、第１
部材２１３ａの外周の段差と第２部材２１３ｂとにより
挟み込まれることで筒体２１３に一体化されている。そ
の一端側のボールベアリング２３３の内輪は筒体２１３
の外周と一体化されている。そのニードルベアリング２
４０は筒体２１３の内周に嵌め合わされることで筒体２
１３により支持されている。各ボールベアリング２１２
を構成するボール２１２ａが本発明の転動体とされ、そ
のボール２１２ａを介して筒体２１３はスクリューシャ
フト１１にねじ合わされている。すなわち、各ボールベ
アリング２１２を構成する外輪２１２ｂは筒体２１３に
同行回転するように一体化されている。各ボールベアリ
ング２１２の内輪２１２ｃの内周にスクリューシャフト
１１における螺旋状の軌道溝１１ａに当接可能な環状突
部２１２ｃ′が形成されている。各ボールベアリング２
１２の回転軸はスクリューシャフト１１の軸心に対して
軌道溝１１ａのリード角と等しい角度だけ傾斜するもの
とされ、その傾斜方向は中央側の２つのボールベアリン
グ２１２と両端側の２つのボールベアリング２１２とで
互いに逆とされている。また、各ボールベアリング２１
２の回転中心はスクリューシャフト１１の軸心に対して
偏心する。各ボールベアリング２１２は環状突部２１２
ｃ′を介して軌道溝１１ａの内面に一位置において接す
るものとされ、中央側の２つのボールベアリング２１２
の当接位置と両端側の２つのボールベアリング２１２の
当接位置とは回転周方向において互いから１８０°離れ
ている。これにより、筒体２１３がモータ２７により回
転駆動されることで、ボールベアリング２１２を介して
スクリューシャフト１１に軸方向力が作用する。このよ
うなボールベアリングを利用したラックの送り機構は、
例えば特開２０００−３５２４５０号公報に開示された
ような公知のものを用いることができる。この第１変形
例によれば、ニードルベアリング２４０はスクリューシ
ャフト１１に対して相対回転するので偏って磨耗するの
が防止され、また、スクリューシャフト１１の軌道溝１
１ａの開口縁との接触による磨耗も抑制され、長寿命化
を図れる。さらに、支持体として転がり軸受であるニー
ドルベアリング２４０を用いることでスクリューシャフ
ト１１と筒体２１３とが円滑に相対回転し、伝達効率を
向上することができる。他は上記実施形態と同様で同様
部分は同一符号で示される。
施形態との相違は、まず支持体としてブッシュ４０に代
えて転がり軸受であるニードルベアリング２４０が用い
られている。また、ボール１２とボールナット１３に代
えて、スクリューシャフト１１の軸方向に並列する複数
（本実施形態では４つ）のボールベアリング２１２と、
それらボールベアリング２１２を覆う筒体２１３が用い
られている。その筒体２１３は第１、第２部材２１３
ａ、２１３ｂをネジ２１３ｃを介して連結することで構
成され、ラックハウジング３０により一端側のボールベ
アリング２３３と他端側のボールベアリング２３４とを
介して回転可能に支持されている。従動ギヤ２１は筒体
２１３の第１部材２１３ａの外周に嵌め合わされ、第１
部材２１３ａの外周の段差と第２部材２１３ｂとにより
挟み込まれることで筒体２１３に一体化されている。そ
の一端側のボールベアリング２３３の内輪は筒体２１３
の外周と一体化されている。そのニードルベアリング２
４０は筒体２１３の内周に嵌め合わされることで筒体２
１３により支持されている。各ボールベアリング２１２
を構成するボール２１２ａが本発明の転動体とされ、そ
のボール２１２ａを介して筒体２１３はスクリューシャ
フト１１にねじ合わされている。すなわち、各ボールベ
アリング２１２を構成する外輪２１２ｂは筒体２１３に
同行回転するように一体化されている。各ボールベアリ
ング２１２の内輪２１２ｃの内周にスクリューシャフト
１１における螺旋状の軌道溝１１ａに当接可能な環状突
部２１２ｃ′が形成されている。各ボールベアリング２
１２の回転軸はスクリューシャフト１１の軸心に対して
軌道溝１１ａのリード角と等しい角度だけ傾斜するもの
とされ、その傾斜方向は中央側の２つのボールベアリン
グ２１２と両端側の２つのボールベアリング２１２とで
互いに逆とされている。また、各ボールベアリング２１
２の回転中心はスクリューシャフト１１の軸心に対して
偏心する。各ボールベアリング２１２は環状突部２１２
ｃ′を介して軌道溝１１ａの内面に一位置において接す
るものとされ、中央側の２つのボールベアリング２１２
の当接位置と両端側の２つのボールベアリング２１２の
当接位置とは回転周方向において互いから１８０°離れ
ている。これにより、筒体２１３がモータ２７により回
転駆動されることで、ボールベアリング２１２を介して
スクリューシャフト１１に軸方向力が作用する。このよ
うなボールベアリングを利用したラックの送り機構は、
例えば特開２０００−３５２４５０号公報に開示された
ような公知のものを用いることができる。この第１変形
例によれば、ニードルベアリング２４０はスクリューシ
ャフト１１に対して相対回転するので偏って磨耗するの
が防止され、また、スクリューシャフト１１の軌道溝１
１ａの開口縁との接触による磨耗も抑制され、長寿命化
を図れる。さらに、支持体として転がり軸受であるニー
ドルベアリング２４０を用いることでスクリューシャフ
ト１１と筒体２１３とが円滑に相対回転し、伝達効率を
向上することができる。他は上記実施形態と同様で同様
部分は同一符号で示される。
【００２１】図６は本発明の第２変形例を示す。上記実
施形態および第１変形例との相違は、スクリューシャフ
ト１１の外周における軌道溝１１ａの開口縁の面取り部
１１ａ′が凸曲面とされ、また、その軌道溝１１ａのス
クリューシャフト軸方向における寸法Ｌ１が、その軌道
溝１１ａの間の部分のスクリューシャフト軸方向におけ
る寸法Ｌ２よりも小さくされている点にある。なお、軌
道溝１１ａの開口縁に面取り部１１ａ′が形成される場
合には、図において破線で示すように面取り部１１ａ′
が形成されなかったものとして寸法Ｌ１、Ｌ２を測定す
る。これにより、ブッシュ４０あるいはニードルベアリ
ング２４０の内周面にスクリューシャフト１１の外周面
から作用する面圧を低減し、ブッシュ４０あるいはニー
ドルベアリング２４０の磨耗を抑制し、スクリューシャ
フト１１のがたつきによる伝達効率低下を防止できる。
他は上記実施形態と同様で同様部分は同一符号で示され
る。
施形態および第１変形例との相違は、スクリューシャフ
ト１１の外周における軌道溝１１ａの開口縁の面取り部
１１ａ′が凸曲面とされ、また、その軌道溝１１ａのス
クリューシャフト軸方向における寸法Ｌ１が、その軌道
溝１１ａの間の部分のスクリューシャフト軸方向におけ
る寸法Ｌ２よりも小さくされている点にある。なお、軌
道溝１１ａの開口縁に面取り部１１ａ′が形成される場
合には、図において破線で示すように面取り部１１ａ′
が形成されなかったものとして寸法Ｌ１、Ｌ２を測定す
る。これにより、ブッシュ４０あるいはニードルベアリ
ング２４０の内周面にスクリューシャフト１１の外周面
から作用する面圧を低減し、ブッシュ４０あるいはニー
ドルベアリング２４０の磨耗を抑制し、スクリューシャ
フト１１のがたつきによる伝達効率低下を防止できる。
他は上記実施形態と同様で同様部分は同一符号で示され
る。
【００２２】本発明は上記実施形態に限定されない。例
えば、実施形態においてブッシュ４０に代えて転がり軸
受けを用いてもよいし、ブッシュ４０をラックハウジン
グ３０ではなくボールナット１３により支持してもよ
く、また第１変形例においてニードルベアリング２４０
に代えてブッシュを用いてもよいし、ニードルベアリン
グ２４０をラックハウジング３０により支持してもよ
い。また、駆動ギヤ２２と従動ギヤ２１の種類は特にベ
ベルギヤに限定されない。あるいは、モータとして回転
筒に一体化されたロータを有するものを用いることで、
ギヤ機構を介することなく回転筒を駆動するようにして
もよい。さらに、本発明を適用するステアリング装置は
パワーステアリング装置に限定されず、例えば車両を路
面の誘導標識に沿って無人運転するためにモータ出力の
みでラックを駆動する自動操舵装置や、車輪に機械的に
連結されていないステアリングホイールの操舵に応じて
駆動されるモータの出力のみでラックを駆動するステア
バイワイヤシステムを採用した操舵装置にも適用でき
る。
えば、実施形態においてブッシュ４０に代えて転がり軸
受けを用いてもよいし、ブッシュ４０をラックハウジン
グ３０ではなくボールナット１３により支持してもよ
く、また第１変形例においてニードルベアリング２４０
に代えてブッシュを用いてもよいし、ニードルベアリン
グ２４０をラックハウジング３０により支持してもよ
い。また、駆動ギヤ２２と従動ギヤ２１の種類は特にベ
ベルギヤに限定されない。あるいは、モータとして回転
筒に一体化されたロータを有するものを用いることで、
ギヤ機構を介することなく回転筒を駆動するようにして
もよい。さらに、本発明を適用するステアリング装置は
パワーステアリング装置に限定されず、例えば車両を路
面の誘導標識に沿って無人運転するためにモータ出力の
みでラックを駆動する自動操舵装置や、車輪に機械的に
連結されていないステアリングホイールの操舵に応じて
駆動されるモータの出力のみでラックを駆動するステア
バイワイヤシステムを採用した操舵装置にも適用でき
る。
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば、ラックに一体化される
スクリューシャフトにねじ合わされる回転筒をモータに
より回転駆動することでラックに軸方向力を付与し、そ
のラックの動きが車輪に伝達されることで舵角が変化す
る車両のステアリング装置において、モータ出力のラッ
クへの伝達効率低下を防止できる。
スクリューシャフトにねじ合わされる回転筒をモータに
より回転駆動することでラックに軸方向力を付与し、そ
のラックの動きが車輪に伝達されることで舵角が変化す
る車両のステアリング装置において、モータ出力のラッ
クへの伝達効率低下を防止できる。
【図１】本発明の実施形態の電動パワーステアリング装
置の正面図
置の正面図
【図２】本発明の実施形態の電動パワーステアリング装
置の縦断面図
置の縦断面図
【図３】本発明の実施形態の電動パワーステアリング装
置の要部の断面図
置の要部の断面図
【図４】本発明の実施形態の電動パワーステアリング装
置における部分拡大図
置における部分拡大図
【図５】本発明の第１変形例の電動パワーステアリング
装置の要部の断面図
装置の要部の断面図
【図６】本発明の第２変形例の電動パワーステアリング
装置における部分拡大図
装置における部分拡大図
【図７】従来の電動パワーステアリング装置の部分断面
図
図
３ ピニオン
４ ラック
９ ラック支持部材
１１ スクリューシャフト
１２、２１２ａ ボール（転動体）
１３ ボールナット（回転筒）
２７ モータ
３０ ラックハウジング
４０ ブッシュ（支持体）
２１３ 筒体（回転筒）
２４０ ニードルベアリング（支持体）
Claims (6)
- 【請求項１】操舵により回転するピニオンと、そのピニ
オンに噛み合うラックと、そのラックに一体化されるス
クリューシャフトと、そのスクリューシャフトに転動体
を介してねじ合わされる回転筒と、その回転筒を駆動す
るモータと、その回転筒を回転可能に支持するラックハ
ウジングと、そのラックをピニオンとの噛み合い位置に
おいて支持するラック支持部材とを備え、そのラックの
動きが車輪に伝達されることで舵角が変化する車両のス
テアリング装置において、前記スクリューシャフトの移
動範囲に配置されると共に、そのスクリューシャフトの
外周を支持可能な支持体が設けられ、その支持体と前記
ラック支持部材との間に前記転動体の全体が配置され、
前記ラックに路面側から作用する負荷を、その支持体と
前記ラック支持部材とにより受けることを特徴とする車
両のステアリング装置。 - 【請求項２】前記支持体は前記ラックハウジングにより
支持される請求項１に記載の車両のステアリング装置。 - 【請求項３】前記支持体は前記回転筒により支持される
請求項１に記載の車両のステアリング装置。 - 【請求項４】前記支持体として転がり軸受が用いられる
請求項３に記載の車両のステアリング装置。 - 【請求項５】前記スクリューシャフトの外周における螺
旋状の軌道溝の開口縁は面取り部とされている請求項１
〜４の中の何れかに記載の車両のステアリング装置。 - 【請求項６】前記スクリューシャフトの外周における軌
道溝のスクリューシャフト軸方向における寸法は、その
軌道溝の間の部分のスクリューシャフト軸方向における
寸法よりも小さくされている請求項１〜５の中の何れか
に記載の車両のステアリング装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002095272A JP3782748B2 (ja) | 2002-03-29 | 2002-03-29 | 車両のステアリング装置 |
| US10/391,379 US7021417B2 (en) | 2002-03-29 | 2003-03-18 | Vehicle steering apparatus |
| DE10313368A DE10313368A1 (de) | 2002-03-29 | 2003-03-25 | Fahrzeuglenkvorrichtung |
| KR1020030018797A KR100647116B1 (ko) | 2002-03-29 | 2003-03-26 | 차량의 스티어링 장치 |
| FR0303881A FR2837773B1 (fr) | 2002-03-29 | 2003-03-28 | Appareil de direction du vehicule |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002095272A JP3782748B2 (ja) | 2002-03-29 | 2002-03-29 | 車両のステアリング装置 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003285747A true JP2003285747A (ja) | 2003-10-07 |
| JP2003285747A5 JP2003285747A5 (ja) | 2004-09-24 |
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ID=28035864
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP (1) | JP3782748B2 (ja) |
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| FR (1) | FR2837773B1 (ja) |
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| KR20150053342A (ko) * | 2013-11-08 | 2015-05-18 | 현대모비스 주식회사 | 랙 어시스트식 전동 조향장치 |
| JP2020011590A (ja) * | 2018-07-18 | 2020-01-23 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | ステアリング装置 |
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| JP2005075117A (ja) * | 2003-08-29 | 2005-03-24 | Favess Co Ltd | 電動パワーステアリング装置 |
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| FR2920390B1 (fr) * | 2007-09-05 | 2009-12-04 | Jtekt Europe Sas | Module d'assistance pour direction assistee de vehicule automobile |
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| JP6078018B2 (ja) * | 2014-03-27 | 2017-02-08 | 株式会社ショーワ | パワーステアリング装置およびパワーステアリング装置の組立方法 |
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| CA1280375C (en) * | 1986-01-14 | 1991-02-19 | Yasuo Shimizu | Motor-driven power steering system for vehicles |
| JPH0662092B2 (ja) | 1986-04-11 | 1994-08-17 | 本田技研工業株式会社 | 電動式パワ−ステアリング装置 |
| US5083626A (en) | 1986-10-20 | 1992-01-28 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaishi | Rear wheel steering device for vehicle with four steerable wheels |
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| JP3755936B2 (ja) | 1996-07-11 | 2006-03-15 | 株式会社ミツバ | 電動操舵装置のモータ |
| JPH1111333A (ja) | 1997-06-25 | 1999-01-19 | Honda Motor Co Ltd | 電動パワーステアリング装置 |
| JP2966818B2 (ja) | 1997-07-01 | 1999-10-25 | 本田技研工業株式会社 | 電動パワーステアリング装置 |
| US6244125B1 (en) * | 1998-06-10 | 2001-06-12 | Koyo Seiko Co., Ltd. | Movement transforming device and power steering apparatus |
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| US6516680B1 (en) * | 1998-10-15 | 2003-02-11 | Koyo Seiko Co., Ltd. | Power steering apparatus |
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-
2002
- 2002-03-29 JP JP2002095272A patent/JP3782748B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2003
- 2003-03-18 US US10/391,379 patent/US7021417B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2003-03-25 DE DE10313368A patent/DE10313368A1/de not_active Withdrawn
- 2003-03-26 KR KR1020030018797A patent/KR100647116B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2003-03-28 FR FR0303881A patent/FR2837773B1/fr not_active Expired - Fee Related
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| KR102092303B1 (ko) | 2013-11-08 | 2020-03-24 | 현대모비스 주식회사 | 랙 어시스트식 전동 조향장치 |
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Also Published As
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