JP2004098789A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】動力伝達機構用ハウジングの加工の容易化や加工精度の向上等を図ったボールねじ式ラックアシスト型の電動パワーステアリング装置を提供する。
【解決手段】ドライブギヤ41は深溝玉軸受61,63を介してギヤハウジング31とボールねじハウジング33とに支持され、深溝玉軸受61はその外輪がギヤハウジング31に形成された段付きの軸受保持穴65に圧入されている。電動モータ35にはモータシャフト37側に連結筒71が突設されており、この連結筒71がギヤハウジング31に形成されたモータ保持穴73に内嵌している。軸受保持穴65は、その大径側の径D1がモータ保持穴73の径D2より大きく設定されており、小径側の径D3がモータ保持穴73の径D2と等しく設定されている。
【選択図】 図3
【解決手段】ドライブギヤ41は深溝玉軸受61,63を介してギヤハウジング31とボールねじハウジング33とに支持され、深溝玉軸受61はその外輪がギヤハウジング31に形成された段付きの軸受保持穴65に圧入されている。電動モータ35にはモータシャフト37側に連結筒71が突設されており、この連結筒71がギヤハウジング31に形成されたモータ保持穴73に内嵌している。軸受保持穴65は、その大径側の径D1がモータ保持穴73の径D2より大きく設定されており、小径側の径D3がモータ保持穴73の径D2と等しく設定されている。
【選択図】 図3
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボールねじ式ラックアシスト型の電動パワーステアリング装置に係り、詳しくは動力伝達機構用ハウジングの加工の容易化や加工精度の向上等を図る技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車の操舵系では、外部動力源を用いて操舵アシストを行わせる、いわゆるパワーステアリング装置が広く採用されている。従来、パワーステアリング装置用の動力源としては、ベーン方式の油圧ポンプが用いられており、この油圧ポンプをエンジンにより駆動するものが多かった。ところが、この種のパワーステアリング装置は、油圧ポンプを常時駆動することによるエンジンの駆動損失が大きい(最大負荷時において、数馬力〜十馬力程度)ため、小排気量の軽自動車等への採用が難しく、比較的大排気量の自動車でも走行燃費が無視できないほど低下することが避けられなかった。
【0003】
そこで、これらの問題を解決するものとして、電動モータを動力源とする電動パワーステアリング装置(Electric Power Steering、以下EPSと記す)が近年注目されている。EPSには、電動モータの電源に車載バッテリを用いるために直接的なエンジンの駆動損失が無く、電動モータが操舵アシスト時にのみに起動されるために走行燃費の低下も抑えられる他、電子制御が極めて容易に行える等の特長がある。
【0004】
一方、乗用車用のステアリングギヤとしては、高剛性かつ軽量であること等から、現在ではラックピニオン式が主流となっている。そして、ラック&ピニオン式ステアリングギヤ用のEPSとしては、ステアリングシャフトやピニオン自体を駆動するべくコラム側部に電動モータを配置したコラムアシスト型等の他、電動式のボールねじ機構によりラックシャフトを駆動するボールねじ式ラックアシスト型も用いられている。ボールねじ式ラックアシスト型のEPS(以下、単にラックアシスト型EPSと記す)では、アシスト力がピニオンとラックとの噛合面に作用しないため、摩耗や変形の要因となる両部材間の接触面圧が比較的小さくなる。
【0005】
ラックアシスト型EPSでは、ラックシャフトに形成されたボールねじ軸の雄ねじ溝とボールナットに形成された雌ねじ溝とが多数個の循環ボール(鋼球)を介して係合しており、ラックシャフトと同軸あるいは別軸に配置された電動モータによってボールナットが回転駆動され、これによりラックシャフトが軸方向に移動する。別軸式ラックアシスト型EPSにおける電動モータとボールナットとの間の動力伝達方法としては、特許第3062852号に記載されたギヤ式や、実公平6−49489号公報に記載されたタイミングベルト式の他、チェーン式等が採用されている。
【0006】
別軸式ラックアシスト型EPSでは、動力伝達機構を構成するギヤ列やプーリ、ベルト等の動力伝達要素がステアリングギヤケースと一体または別体のハウジングに収納されると共に、ハウジングの外面にはドライブギヤやドライブプーリを駆動する電動モータが取り付けられることが一般的であった。図5は、ギヤ式の動力伝達機構が採用された別軸式ラックアシスト型EPSの要部を示す縦断面図である。図5において、符号31で示した部材はラック&ピニオンハウジング21と一体に形成されたアルミニウム合金製のギヤハウジングであり、一方の面(図中、右側)には段付きの軸受保持穴65に内嵌した深溝玉軸受61を介してドライブギヤ41が支持され、他方の面(図中、左側)には電動モータ35が固着されている。
【0007】
電動モータ35にはギヤハウジング31側の端面にモータシャフト37が挿通される連結筒71が突設されており、この連結筒71がギヤハウジング31に穿設されたモータ保持穴73に内嵌している。これにより、深溝玉軸受61の軸芯(すなわち、ドライブギヤ41の軸芯)が連結筒71の軸芯(すなわち、モータ保持穴73の軸芯)に対して位置決めされ、電動モータ35からドライブギヤ41へのトルク伝達が行われる。通常、連結筒71は深溝玉軸受61より大径であるため、モータ保持穴73の径D2も軸受保持穴65の径D1より大きくなっている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
上述した別軸式ラックアシスト型EPSでは、モータ保持穴73の径D2が軸受保持穴65の径D1より大きいことにより、ギヤハウジング31に対する穴加工が煩雑になる他、モータ保持穴73と軸受保持穴65の同芯度を確保することが困難となる等の問題があった。
【0009】
通常、ギヤハウジング31は、ダイキャスト成形法等によりラック&ピニオンハウジング31の端部に形成された後、カッタにより軸受保持穴65やモータ保持穴73が穿設される。ところが、軸受保持穴65が深溝玉軸受61の外輪を係止するべく段付きとなっているため、図6に示したように、例えば一方の面(図中、右側)から第1のカッタ83により軸受保持穴65を加工した後には、他方の面(図中、左側)から第2のカッタ85によりモータ保持穴73を加工せざるを得なかった。
【0010】
これにより、軸受保持穴65の加工後にラック&ピニオンハウジング21を加工機のカッタヘッドに対して反転させる必要が生じ、加工機周辺の構成が複雑になったり、付帯作業の工数が増大する問題があった。また、ラック&ピニオンハウジング21の反転により、軸受保持穴65の加工時とモータ保持穴73の加工時とで微少な芯ずれが生じて同心度が損なわれ、モータシャフト37とドライブギヤ41との嵌合が適正に行われなくなることがあった。また、ラック&ピニオンハウジング21の形状によっては、モータ保持穴65を加工する際にラック&ピニオンハウジング21と加工機(カッタヘッド等)とが干渉することがあり、加工作業が極めて困難になる虞もあった。
【0011】
本発明は、上記状況に鑑みなされたもので、動力伝達機構用ハウジングの加工の容易化や加工精度の向上等を図ったボールねじ式ラックアシスト型の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。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するべく、請求項1の発明では、内周面に雌ねじ溝が形成されたボールナットと、このボールナットの軸心に配置されると共に外周面に前記雌ねじ溝に対峙する雄ねじ溝が形成されたラックシャフトと、前記雌ねじ溝と前記雄ねじ溝との間に介装された複数個の循環ボールとからなるボールねじ機構と、前記ラックシャフトと別軸に配置され、前記ボールねじ機構の駆動に供される電動モータと、当該電動モータの回転駆動力を前記ボールナットに伝達する動力伝達手段と、一方の面に当該動力伝達手段を保持すると共に、他方の面に前記電動モータを支持するハウジングとを有するラックアシスト型の電動パワーステアリング装置において、前記ハウジングには、前記電動モータのシャフトに連結される動力伝達要素を支持する軸受が内嵌・固着される軸受保持穴と、当該シャフトが挿通する電動モータの連結筒が内嵌・固着されるモータ保持穴とが形成され、当該軸受保持穴の径が当該モータ保持穴の径以上に設定されたものを提案する。
【0013】
また、請求項2の発明では、請求項1の電動パワーステアリング装置において、前記軸受保持穴が段付穴であり、当該段付穴の小径側の径が前記モータ保持穴の径以上に設定されたものを提案する。
【0014】
これらの発明では、ハウジングにおける軸受保持穴側の面からモータ保持穴の加工も行えるため、加工時におけるハウジングの反転が不要になると共に、加工時の芯ずれも殆ど生じなくなる。また、ハウジングがラック&ピニオンハウジングと一体の場合、ラック&ピニオンハウジングの無い側の面から軸受保持穴とモータ保持穴とが加工可能となるため、加工機とラック&ピニオンハウジングとの干渉も起こらなくなる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図1は、実施形態に係る電動パワーステアリング装置の車室側部分を示した斜視図である。同図中に符号1で示した部材はステアリングコラムであり、アッパステアリングシャフト3を回動自在に支持している。アッパステアリングシャフト3には、その上端にステアリングホイール5が装着される一方、下端にユニバーサルジョイント7を介してロアステアリングシャフト9が連結されている。
【0016】
ロアステアリングシャフト9には、その下端に更にラック&ピニオン機構やパワーアシスト機構等からなるステアリングギヤ11が連結されている。図1中、符号13はステアリングコラム1を覆うコラムカバーを示し、符号15はステアリングギヤ11の左右端に連結されたタイロッドを示している。
【0017】
図2はステアリングギヤ11の縦断面図であり、図3は図2中のA部拡大図である。図2中で符号21で示した部材はステアリングギヤケースを構成するアルミニウム合金鋳造品のラック&ピニオンハウジングであり、ラック&ピニオン機構を構成するラックシャフト23やピニオン(図示せず)を保持している。ラックシャフト23は、ピニオンに噛み合うラック25を図中左側に有すると共に、その左右端にはタイロッド15を揺動自在に支持する球面継手27が固着されている。
【0018】
パワーアシスト機構は、ラック&ピニオンハウジング21の図中右端に一体形成されたギヤハウジング31と、ギヤハウジング31にボルト締めされてラック&ピニオンハウジング21やギヤハウジング31と伴にステアリングギヤケースを構成するボールねじハウジング33とを外郭としている。
【0019】
ギヤハウジング31には、その下部に電動モータ35がボルト締めされると共に、動力伝達手段として、電動モータ35のモータシャフト37に固着されたドライブギヤ41とドライブギヤ41に噛み合うドリブンギヤ43が収納されている。また、ボールねじハウジング33には、ドリブンギヤ43がその外周にスプライン嵌合したボールナット45が複列アンギュラ玉軸受47を介して回動自在に保持されている。
【0020】
ラックシャフト23には雄ねじ溝51が形成される一方、ボールナット45には雌ねじ溝53が形成され、雄ねじ溝51と雌ねじ溝53との間には循環ボールたる多数個の鋼球55が介装されている。また、ボールナット45には、鋼球55を循環させるための循環こま(図示せず)が装着されている。
【0021】
ドライブギヤ41は転がり軸受たる深溝玉軸受61,63を介してギヤハウジング31とボールねじハウジング33とに支持され、深溝玉軸受61はその外輪がギヤハウジング31に形成された段付きの軸受保持穴65に圧入されている。また、電動モータ35にはモータシャフト37側に連結筒71が突設されており、この連結筒71がギヤハウジング31に形成されたモータ保持穴73に内嵌している。図3中、符号75で示した部材はギヤハウジング31からの潤滑剤の漏洩を防止するOリングであり、連結筒71の外周に嵌め込まれている。
【0022】
本実施形態の場合、軸受保持穴65は、その大径側の径D1がモータ保持穴73の径D2より大きく設定されており、小径側の径D3がモータ保持穴73の径D2と等しく設定されている。
【0023】
以下、第1実施形態の作用を述べる。
運転者がステアリングホイール5を回転させると、アッパステアリングシャフト3およびロアステアリングシャフト9を介して、その回転力がステアリングギヤ11に伝達される。ステアリングギヤ11内には回転入力を直線運動に変換するラックアンドピニオン機構が内蔵されているため、ラックシャフト23が左右いずれかの方向に移動し、左右のタイロッド15を介して車輪の舵角が変動して操舵が行われる。
【0024】
同時に、パワーアシスト機構内では、図示しない操舵トルクセンサの出力に基づき、電動モータ35が正逆いずれかの方向に所定の回転トルクをもって回転し、ドライブギヤ41およびドリブンギヤ43を介して、その回転がドリブンギヤ43にスプライン係合したボールナット45に減速・伝達される。ボールナット45が回転すると、その雌ねじ溝53に係合した鋼球55を介してラックシャフト23の雄ねじ溝51にスラスト力が作用し、これにより操舵アシストが実現される。
【0025】
本実施形態のギヤハウジング31は、ダイキャスト成形によりラック&ピニオンハウジング21と一体に形成された後、以下に述べる手順で軸受保持穴65とモータ保持穴73とが加工される。図4に示したように、ギヤハウジング31にはダイキャスト成形時にモータ保持穴73より小径の下穴81が形成されており、加工機にセットされた後に先ず第1のカッタ83によりこの下穴81を座ぐるかたちで軸受保持穴65が切削形成される。次に、ギヤハウジング31には、軸受保持穴65が形成された面から第2のカッタ85が進入し、モータ保持穴73が下穴81をさらうかたちで切削形成される。
【0026】
この際、軸受保持穴65とモータ保持穴73とはギヤハウジング31の同一の面から加工されるため、従来装置でラック&ピニオンハウジング21を反転させた場合とは異なり、軸受保持穴65とモータ保持穴73との間での芯ずれは殆ど生じない。また、軸受保持穴65とモータ保持穴73との加工がラック&ピニオンハウジング21の存在しない側から行われるため、カッタ83,85を保持するカッタヘッドがラック&ピニオンハウジング21と干渉することも無くなり、従来装置に較べて加工が極めて容易となった。尚、軸受保持穴65とモータ保持穴73との加工にあたっては、複数のスピンドルがカッタヘッドに取り付けられたNC加工機等が用いられる。
【0027】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明の態様は上記実施形態に限られるものではない。例えば、上記実施形態は動力伝達手段にギヤドライブを採用したものであるが、ベルトドライブやチェーンドライブ等を採用してもよい。また、上記実施形態では軸受保持穴を段付穴とし、その小径側の径をモータ保持穴の径と等しくしたが、段付きの軸受保持穴の小径側の径をモータ保持穴の径より大きくしてもよいし、軸受保持穴とモータ保持穴とを同一径とし、係止鍔付の転がり軸受等を用いるようにしてもよい。また、ギヤハウジングをラック&ピニオンハウジングと別体としてもよいし、その素材にアルミニウム合金以外のものを用いたり、ダイキャスト以外の成形方法を採用してもよい。また、軸受保持穴とモータ保持穴とを段付きのカッタで一度に切削形成するようにしてもよい。その他、ステアリングギヤの全体構成やパワーアシスト機構の構造等についても、上記実施形態での例示に限られるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲であれば、設計上あるいは仕様上の要求等により適宜変更可能である。
【0028】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係る電動パワーステアリング装置によれば、内周面に雌ねじ溝が形成されたボールナットと、このボールナットの軸心に配置されると共に外周面に前記雌ねじ溝に対峙する雄ねじ溝が形成されたラックシャフトと、前記雌ねじ溝と前記雄ねじ溝との間に介装された複数個の循環ボールとからなるボールねじ機構と、前記ラックシャフトと別軸に配置され、前記ボールねじ機構の駆動に供される電動モータと、当該電動モータの回転駆動力を前記ボールナットに伝達する動力伝達手段と、一方の面に当該動力伝達手段を保持すると共に、他方の面に前記電動モータを支持するハウジングとを有するラックアシスト型の電動パワーステアリング装置において、前記ハウジングには、前記電動モータのシャフトに連結される動力伝達要素を支持する軸受が内嵌・固着される軸受保持穴と、当該シャフトが挿通する電動モータの連結筒が内嵌・固着されるモータ保持穴とが形成され、当該軸受保持穴の径が当該モータ保持穴の径以上に設定されたものとしたため、ハウジングにおける軸受保持穴側の面からモータ保持穴の加工も行えるため、加工時におけるハウジングの反転が不要になると共に、加工時の芯ずれも殆ど生じなくなり、モータシャフトとドライブギヤとの嵌合が適正に行われなくなること等がなくなる。また、ハウジングがラック&ピニオンハウジングと一体の場合、ラック&ピニオンハウジングの無い側の面から軸受保持穴とモータ保持穴とが加工可能となるため、加工機とラック&ピニオンハウジングとの干渉も起こらなくなり、従来装置に較べて加工が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るステアリング装置の車室側部分を示した斜視図である。
【図2】実施形態に係るステアリングギヤの縦断面図である。
【図3】図2中のA部拡大図である。
【図4】実施形態における穴加工の手順を示す説明図である。
【図5】従来装置におけるステアリングギヤの要部縦断面図である。
【図6】従来装置における穴加工の手順を示す説明図である。
【符号の説明】
21‥‥ラック&ピニオンハウジング
23‥‥ラックシャフト
31‥‥ギヤハウジング
35‥‥電動モータ
37‥‥モータシャフト
41‥‥ドライブギヤ
45‥‥ボールナット
51‥‥雄ねじ溝
53‥‥雌ねじ溝
55‥‥鋼球
61‥‥深溝玉軸受
65‥‥軸受保持穴
71‥‥連結筒
73‥‥モータ保持穴
83‥‥第1のカッタ
85‥‥第2のカッタ
D1‥‥軸受保持穴の径
D2‥‥モータ保持穴の径
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボールねじ式ラックアシスト型の電動パワーステアリング装置に係り、詳しくは動力伝達機構用ハウジングの加工の容易化や加工精度の向上等を図る技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車の操舵系では、外部動力源を用いて操舵アシストを行わせる、いわゆるパワーステアリング装置が広く採用されている。従来、パワーステアリング装置用の動力源としては、ベーン方式の油圧ポンプが用いられており、この油圧ポンプをエンジンにより駆動するものが多かった。ところが、この種のパワーステアリング装置は、油圧ポンプを常時駆動することによるエンジンの駆動損失が大きい(最大負荷時において、数馬力〜十馬力程度)ため、小排気量の軽自動車等への採用が難しく、比較的大排気量の自動車でも走行燃費が無視できないほど低下することが避けられなかった。
【0003】
そこで、これらの問題を解決するものとして、電動モータを動力源とする電動パワーステアリング装置(Electric Power Steering、以下EPSと記す)が近年注目されている。EPSには、電動モータの電源に車載バッテリを用いるために直接的なエンジンの駆動損失が無く、電動モータが操舵アシスト時にのみに起動されるために走行燃費の低下も抑えられる他、電子制御が極めて容易に行える等の特長がある。
【0004】
一方、乗用車用のステアリングギヤとしては、高剛性かつ軽量であること等から、現在ではラックピニオン式が主流となっている。そして、ラック&ピニオン式ステアリングギヤ用のEPSとしては、ステアリングシャフトやピニオン自体を駆動するべくコラム側部に電動モータを配置したコラムアシスト型等の他、電動式のボールねじ機構によりラックシャフトを駆動するボールねじ式ラックアシスト型も用いられている。ボールねじ式ラックアシスト型のEPS(以下、単にラックアシスト型EPSと記す)では、アシスト力がピニオンとラックとの噛合面に作用しないため、摩耗や変形の要因となる両部材間の接触面圧が比較的小さくなる。
【0005】
ラックアシスト型EPSでは、ラックシャフトに形成されたボールねじ軸の雄ねじ溝とボールナットに形成された雌ねじ溝とが多数個の循環ボール(鋼球)を介して係合しており、ラックシャフトと同軸あるいは別軸に配置された電動モータによってボールナットが回転駆動され、これによりラックシャフトが軸方向に移動する。別軸式ラックアシスト型EPSにおける電動モータとボールナットとの間の動力伝達方法としては、特許第3062852号に記載されたギヤ式や、実公平6−49489号公報に記載されたタイミングベルト式の他、チェーン式等が採用されている。
【0006】
別軸式ラックアシスト型EPSでは、動力伝達機構を構成するギヤ列やプーリ、ベルト等の動力伝達要素がステアリングギヤケースと一体または別体のハウジングに収納されると共に、ハウジングの外面にはドライブギヤやドライブプーリを駆動する電動モータが取り付けられることが一般的であった。図5は、ギヤ式の動力伝達機構が採用された別軸式ラックアシスト型EPSの要部を示す縦断面図である。図5において、符号31で示した部材はラック&ピニオンハウジング21と一体に形成されたアルミニウム合金製のギヤハウジングであり、一方の面(図中、右側)には段付きの軸受保持穴65に内嵌した深溝玉軸受61を介してドライブギヤ41が支持され、他方の面(図中、左側)には電動モータ35が固着されている。
【0007】
電動モータ35にはギヤハウジング31側の端面にモータシャフト37が挿通される連結筒71が突設されており、この連結筒71がギヤハウジング31に穿設されたモータ保持穴73に内嵌している。これにより、深溝玉軸受61の軸芯(すなわち、ドライブギヤ41の軸芯)が連結筒71の軸芯(すなわち、モータ保持穴73の軸芯)に対して位置決めされ、電動モータ35からドライブギヤ41へのトルク伝達が行われる。通常、連結筒71は深溝玉軸受61より大径であるため、モータ保持穴73の径D2も軸受保持穴65の径D1より大きくなっている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
上述した別軸式ラックアシスト型EPSでは、モータ保持穴73の径D2が軸受保持穴65の径D1より大きいことにより、ギヤハウジング31に対する穴加工が煩雑になる他、モータ保持穴73と軸受保持穴65の同芯度を確保することが困難となる等の問題があった。
【0009】
通常、ギヤハウジング31は、ダイキャスト成形法等によりラック&ピニオンハウジング31の端部に形成された後、カッタにより軸受保持穴65やモータ保持穴73が穿設される。ところが、軸受保持穴65が深溝玉軸受61の外輪を係止するべく段付きとなっているため、図6に示したように、例えば一方の面(図中、右側)から第1のカッタ83により軸受保持穴65を加工した後には、他方の面(図中、左側)から第2のカッタ85によりモータ保持穴73を加工せざるを得なかった。
【0010】
これにより、軸受保持穴65の加工後にラック&ピニオンハウジング21を加工機のカッタヘッドに対して反転させる必要が生じ、加工機周辺の構成が複雑になったり、付帯作業の工数が増大する問題があった。また、ラック&ピニオンハウジング21の反転により、軸受保持穴65の加工時とモータ保持穴73の加工時とで微少な芯ずれが生じて同心度が損なわれ、モータシャフト37とドライブギヤ41との嵌合が適正に行われなくなることがあった。また、ラック&ピニオンハウジング21の形状によっては、モータ保持穴65を加工する際にラック&ピニオンハウジング21と加工機(カッタヘッド等)とが干渉することがあり、加工作業が極めて困難になる虞もあった。
【0011】
本発明は、上記状況に鑑みなされたもので、動力伝達機構用ハウジングの加工の容易化や加工精度の向上等を図ったボールねじ式ラックアシスト型の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。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するべく、請求項1の発明では、内周面に雌ねじ溝が形成されたボールナットと、このボールナットの軸心に配置されると共に外周面に前記雌ねじ溝に対峙する雄ねじ溝が形成されたラックシャフトと、前記雌ねじ溝と前記雄ねじ溝との間に介装された複数個の循環ボールとからなるボールねじ機構と、前記ラックシャフトと別軸に配置され、前記ボールねじ機構の駆動に供される電動モータと、当該電動モータの回転駆動力を前記ボールナットに伝達する動力伝達手段と、一方の面に当該動力伝達手段を保持すると共に、他方の面に前記電動モータを支持するハウジングとを有するラックアシスト型の電動パワーステアリング装置において、前記ハウジングには、前記電動モータのシャフトに連結される動力伝達要素を支持する軸受が内嵌・固着される軸受保持穴と、当該シャフトが挿通する電動モータの連結筒が内嵌・固着されるモータ保持穴とが形成され、当該軸受保持穴の径が当該モータ保持穴の径以上に設定されたものを提案する。
【0013】
また、請求項2の発明では、請求項1の電動パワーステアリング装置において、前記軸受保持穴が段付穴であり、当該段付穴の小径側の径が前記モータ保持穴の径以上に設定されたものを提案する。
【0014】
これらの発明では、ハウジングにおける軸受保持穴側の面からモータ保持穴の加工も行えるため、加工時におけるハウジングの反転が不要になると共に、加工時の芯ずれも殆ど生じなくなる。また、ハウジングがラック&ピニオンハウジングと一体の場合、ラック&ピニオンハウジングの無い側の面から軸受保持穴とモータ保持穴とが加工可能となるため、加工機とラック&ピニオンハウジングとの干渉も起こらなくなる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図1は、実施形態に係る電動パワーステアリング装置の車室側部分を示した斜視図である。同図中に符号1で示した部材はステアリングコラムであり、アッパステアリングシャフト3を回動自在に支持している。アッパステアリングシャフト3には、その上端にステアリングホイール5が装着される一方、下端にユニバーサルジョイント7を介してロアステアリングシャフト9が連結されている。
【0016】
ロアステアリングシャフト9には、その下端に更にラック&ピニオン機構やパワーアシスト機構等からなるステアリングギヤ11が連結されている。図1中、符号13はステアリングコラム1を覆うコラムカバーを示し、符号15はステアリングギヤ11の左右端に連結されたタイロッドを示している。
【0017】
図2はステアリングギヤ11の縦断面図であり、図3は図2中のA部拡大図である。図2中で符号21で示した部材はステアリングギヤケースを構成するアルミニウム合金鋳造品のラック&ピニオンハウジングであり、ラック&ピニオン機構を構成するラックシャフト23やピニオン(図示せず)を保持している。ラックシャフト23は、ピニオンに噛み合うラック25を図中左側に有すると共に、その左右端にはタイロッド15を揺動自在に支持する球面継手27が固着されている。
【0018】
パワーアシスト機構は、ラック&ピニオンハウジング21の図中右端に一体形成されたギヤハウジング31と、ギヤハウジング31にボルト締めされてラック&ピニオンハウジング21やギヤハウジング31と伴にステアリングギヤケースを構成するボールねじハウジング33とを外郭としている。
【0019】
ギヤハウジング31には、その下部に電動モータ35がボルト締めされると共に、動力伝達手段として、電動モータ35のモータシャフト37に固着されたドライブギヤ41とドライブギヤ41に噛み合うドリブンギヤ43が収納されている。また、ボールねじハウジング33には、ドリブンギヤ43がその外周にスプライン嵌合したボールナット45が複列アンギュラ玉軸受47を介して回動自在に保持されている。
【0020】
ラックシャフト23には雄ねじ溝51が形成される一方、ボールナット45には雌ねじ溝53が形成され、雄ねじ溝51と雌ねじ溝53との間には循環ボールたる多数個の鋼球55が介装されている。また、ボールナット45には、鋼球55を循環させるための循環こま(図示せず)が装着されている。
【0021】
ドライブギヤ41は転がり軸受たる深溝玉軸受61,63を介してギヤハウジング31とボールねじハウジング33とに支持され、深溝玉軸受61はその外輪がギヤハウジング31に形成された段付きの軸受保持穴65に圧入されている。また、電動モータ35にはモータシャフト37側に連結筒71が突設されており、この連結筒71がギヤハウジング31に形成されたモータ保持穴73に内嵌している。図3中、符号75で示した部材はギヤハウジング31からの潤滑剤の漏洩を防止するOリングであり、連結筒71の外周に嵌め込まれている。
【0022】
本実施形態の場合、軸受保持穴65は、その大径側の径D1がモータ保持穴73の径D2より大きく設定されており、小径側の径D3がモータ保持穴73の径D2と等しく設定されている。
【0023】
以下、第1実施形態の作用を述べる。
運転者がステアリングホイール5を回転させると、アッパステアリングシャフト3およびロアステアリングシャフト9を介して、その回転力がステアリングギヤ11に伝達される。ステアリングギヤ11内には回転入力を直線運動に変換するラックアンドピニオン機構が内蔵されているため、ラックシャフト23が左右いずれかの方向に移動し、左右のタイロッド15を介して車輪の舵角が変動して操舵が行われる。
【0024】
同時に、パワーアシスト機構内では、図示しない操舵トルクセンサの出力に基づき、電動モータ35が正逆いずれかの方向に所定の回転トルクをもって回転し、ドライブギヤ41およびドリブンギヤ43を介して、その回転がドリブンギヤ43にスプライン係合したボールナット45に減速・伝達される。ボールナット45が回転すると、その雌ねじ溝53に係合した鋼球55を介してラックシャフト23の雄ねじ溝51にスラスト力が作用し、これにより操舵アシストが実現される。
【0025】
本実施形態のギヤハウジング31は、ダイキャスト成形によりラック&ピニオンハウジング21と一体に形成された後、以下に述べる手順で軸受保持穴65とモータ保持穴73とが加工される。図4に示したように、ギヤハウジング31にはダイキャスト成形時にモータ保持穴73より小径の下穴81が形成されており、加工機にセットされた後に先ず第1のカッタ83によりこの下穴81を座ぐるかたちで軸受保持穴65が切削形成される。次に、ギヤハウジング31には、軸受保持穴65が形成された面から第2のカッタ85が進入し、モータ保持穴73が下穴81をさらうかたちで切削形成される。
【0026】
この際、軸受保持穴65とモータ保持穴73とはギヤハウジング31の同一の面から加工されるため、従来装置でラック&ピニオンハウジング21を反転させた場合とは異なり、軸受保持穴65とモータ保持穴73との間での芯ずれは殆ど生じない。また、軸受保持穴65とモータ保持穴73との加工がラック&ピニオンハウジング21の存在しない側から行われるため、カッタ83,85を保持するカッタヘッドがラック&ピニオンハウジング21と干渉することも無くなり、従来装置に較べて加工が極めて容易となった。尚、軸受保持穴65とモータ保持穴73との加工にあたっては、複数のスピンドルがカッタヘッドに取り付けられたNC加工機等が用いられる。
【0027】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明の態様は上記実施形態に限られるものではない。例えば、上記実施形態は動力伝達手段にギヤドライブを採用したものであるが、ベルトドライブやチェーンドライブ等を採用してもよい。また、上記実施形態では軸受保持穴を段付穴とし、その小径側の径をモータ保持穴の径と等しくしたが、段付きの軸受保持穴の小径側の径をモータ保持穴の径より大きくしてもよいし、軸受保持穴とモータ保持穴とを同一径とし、係止鍔付の転がり軸受等を用いるようにしてもよい。また、ギヤハウジングをラック&ピニオンハウジングと別体としてもよいし、その素材にアルミニウム合金以外のものを用いたり、ダイキャスト以外の成形方法を採用してもよい。また、軸受保持穴とモータ保持穴とを段付きのカッタで一度に切削形成するようにしてもよい。その他、ステアリングギヤの全体構成やパワーアシスト機構の構造等についても、上記実施形態での例示に限られるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲であれば、設計上あるいは仕様上の要求等により適宜変更可能である。
【0028】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係る電動パワーステアリング装置によれば、内周面に雌ねじ溝が形成されたボールナットと、このボールナットの軸心に配置されると共に外周面に前記雌ねじ溝に対峙する雄ねじ溝が形成されたラックシャフトと、前記雌ねじ溝と前記雄ねじ溝との間に介装された複数個の循環ボールとからなるボールねじ機構と、前記ラックシャフトと別軸に配置され、前記ボールねじ機構の駆動に供される電動モータと、当該電動モータの回転駆動力を前記ボールナットに伝達する動力伝達手段と、一方の面に当該動力伝達手段を保持すると共に、他方の面に前記電動モータを支持するハウジングとを有するラックアシスト型の電動パワーステアリング装置において、前記ハウジングには、前記電動モータのシャフトに連結される動力伝達要素を支持する軸受が内嵌・固着される軸受保持穴と、当該シャフトが挿通する電動モータの連結筒が内嵌・固着されるモータ保持穴とが形成され、当該軸受保持穴の径が当該モータ保持穴の径以上に設定されたものとしたため、ハウジングにおける軸受保持穴側の面からモータ保持穴の加工も行えるため、加工時におけるハウジングの反転が不要になると共に、加工時の芯ずれも殆ど生じなくなり、モータシャフトとドライブギヤとの嵌合が適正に行われなくなること等がなくなる。また、ハウジングがラック&ピニオンハウジングと一体の場合、ラック&ピニオンハウジングの無い側の面から軸受保持穴とモータ保持穴とが加工可能となるため、加工機とラック&ピニオンハウジングとの干渉も起こらなくなり、従来装置に較べて加工が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るステアリング装置の車室側部分を示した斜視図である。
【図2】実施形態に係るステアリングギヤの縦断面図である。
【図3】図2中のA部拡大図である。
【図4】実施形態における穴加工の手順を示す説明図である。
【図5】従来装置におけるステアリングギヤの要部縦断面図である。
【図6】従来装置における穴加工の手順を示す説明図である。
【符号の説明】
21‥‥ラック&ピニオンハウジング
23‥‥ラックシャフト
31‥‥ギヤハウジング
35‥‥電動モータ
37‥‥モータシャフト
41‥‥ドライブギヤ
45‥‥ボールナット
51‥‥雄ねじ溝
53‥‥雌ねじ溝
55‥‥鋼球
61‥‥深溝玉軸受
65‥‥軸受保持穴
71‥‥連結筒
73‥‥モータ保持穴
83‥‥第1のカッタ
85‥‥第2のカッタ
D1‥‥軸受保持穴の径
D2‥‥モータ保持穴の径
Claims (2)
- 内周面に雌ねじ溝が形成されたボールナットと、このボールナットの軸心に配置されると共に外周面に前記雌ねじ溝に対峙する雄ねじ溝が形成されたラックシャフトと、前記雌ねじ溝と前記雄ねじ溝との間に介装された複数個の循環ボールとからなるボールねじ機構と、
前記ラックシャフトと別軸に配置され、前記ボールねじ機構の駆動に供される電動モータと、
当該電動モータの回転駆動力を前記ボールナットに伝達する動力伝達手段と、
一方の面に当該動力伝達手段を保持すると共に、他方の面に前記電動モータを支持するハウジングと
を有するラックアシスト型の電動パワーステアリング装置において、
前記ハウジングには、前記電動モータのシャフトに連結される動力伝達要素を支持する軸受が内嵌・固着される軸受保持穴と、当該シャフトが挿通する電動モータの連結筒が内嵌・固着されるモータ保持穴とが形成され、
当該軸受保持穴の径が当該モータ保持穴の径以上に設定されたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 前記軸受保持穴が段付穴であり、当該段付穴の小径側の径が前記モータ保持穴の径以上に設定されたことを特徴とする、請求項1記載の電動パワーステアリング装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2002261698A JP2004098789A (ja) | 2002-09-06 | 2002-09-06 | 電動パワーステアリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2002261698A JP2004098789A (ja) | 2002-09-06 | 2002-09-06 | 電動パワーステアリング装置 |
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JP2004098789A true JP2004098789A (ja) | 2004-04-02 |
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ID=32261999
Family Applications (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP1762772A1 (en) * | 2005-09-12 | 2007-03-14 | Sankyo Seisakusho Co. | Motor-fastening mechanism and cam device |
-
2002
- 2002-09-06 JP JP2002261698A patent/JP2004098789A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP1762772A1 (en) * | 2005-09-12 | 2007-03-14 | Sankyo Seisakusho Co. | Motor-fastening mechanism and cam device |
US7649287B2 (en) | 2005-09-12 | 2010-01-19 | Sankyo Seisakusho Co. (Joint-Stock Company Of Japan) | Motor fastening mechanism and cam device |
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