JP2006218980A

JP2006218980A - 車両用操舵装置

Info

Publication number: JP2006218980A
Application number: JP2005033552A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Murakami; 哲也村上
Original assignee: Favess Co Ltd; JTEKT Corp
Current assignee: Favess Co Ltd; JTEKT Corp
Priority date: 2005-02-09
Filing date: 2005-02-09
Publication date: 2006-08-24

Abstract

【課題】ボールねじ機構及びモータが設けられた部分のコンパクト化を図る。
【解決手段】軸長方向に摺動自在に設けられ且つボールねじ機構２６を備えた操舵軸１６と、該操舵軸１６を支持するハウジング１３と、該ハウジング１３に回転軸４１を操舵軸１６と平行とするようにして取り付けられ且つ円筒状外周面を有するケーシング４０を備えたモータ３９とを有している。前記ハウジング１３にはボールねじ機構２６のボールナット３０を囲繞する円筒状のボールナット囲繞部２２が形成され、前記ボールナット３０に設けられた従動歯車３７に前記回転軸４１に設けられた駆動歯車４５が噛み合わされ、前記ボールナット３０と前記ケーシング４０とは従動歯車３７を中にして反対側に配置されている。前記回転軸４１の軸心Ｃ２と操舵軸１６の軸心Ｃ１との距離Ｌが、前記ケーシング４０の外周半径Ｒと前記ボールナット囲繞部２２の外周半径ｒとの和より小さい。
【選択図】図２

Description

本発明は、電動パワーステアリング装置として好適な車両用操舵装置に関する。

車両用操舵装置の１つである従来の電動パワーステアリング装置として特許文献１に示すものが知られている。
即ち、軸長方向を車体の左右方向に向けるようにして操舵軸が車体の下部に水平状に位置させられ、該操舵軸は車体の下部に設けられたハウジングに軸心回りには回転しない状態で軸長方向に摺動自在となされている。前記操舵軸の両端にタイロッド及びナックルアームを介して車体の下部に水平揺動自在となされた左右の車輪が連結されている。

前記操舵軸は、ステアリングホイールが設けられたコラム軸に、動力伝達機構及びコラム軸の回転運動を操舵軸の軸長方向の運動に変換する運動方向変換機構を介して連結されている。前記操舵軸はボールねじ機構を有している。該ボールねじ機構は、操舵軸に運動方向変換機構と衝突・干渉しないようにして形成されたねじ溝を有するボールねじと、該ボールねじに嵌められており、前記ねじ溝に対向するねじ溝及び前記ねじ溝の両端を繋ぐボール戻り通路を有するボールナットと、前記ねじ溝によって形成される螺旋空間及びボール戻り通路に収納された多数のボールとを有している。

前記ハウジングには前記ボールナットを囲繞する円筒状のボールナット囲繞部を有するボールねじ用ハウジングが形成され、前記ボールナット囲繞部に前記ボールナットが回転自在に支持されている。前記ボールねじ用ハウジングに、回転軸を操舵軸と平行とするようにして、正逆回転自在な操舵補助用のモータが取り付けられている。前記モータは円筒状外周面を有するケーシングを備えており、モータの回転軸には駆動歯車が取り付けられ、該駆動歯車がボールナットに設けられた従動歯車に噛み合わされている。前記ボールナットと前記モータのケーシングとは従動歯車を中にして反対側に配置されている。このような構成により、モータによりボールナットを回転させることによりボールねじ（操舵軸）を軸長方向に移動させて左右の車輪を操舵させることが出来る。

前記モータは、前記コラム軸に装備されたトルクセンサ（図示略）の検出結果に基づくモータの制御により、ステアリングホイールに加えられる操舵トルクの方向に、該操舵トルクの大きさに対応する回転力を発すべく回転駆動されるようになされている。このような構成により、ステアリングホイールの動きに応じて、操舵力を補助するようにモータが操舵軸を作動する。
特開２００３−３１２４９６号公報

前記従来の装置には以下の如き問題があった。
即ち、従来の装置においては、ボールナットとモータのケーシングとが従動歯車を中にして反対側に配置されていて、ボールナットとモータのケーシングとが操舵軸の軸長方向と直交する方向に並ばないようにしてコンパクト化（省スペース化）を図ってはいたが、モータの回転軸の軸心と操舵軸の軸心との距離が離れていて、モータのケーシングとハウジングとの間に大きな間隙が形成されたものであったため、ボールねじ機構及びモータが設けられた部分のコンパクト化を十分に達成したものでないという問題があった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、モータの回転軸の軸心と操舵軸の軸心との距離を、ケーシングの外周半径とボールナット囲繞部の外周半径との和より小さくすることにより、ボールねじ機構及びモータが設けられた部分のコンパクト化（省スペース化）を実現することが出来る車両用操舵装置を提供することにある。

本発明に係る車両用操舵装置は、軸長方向に摺動自在に設けられ且つボールねじ機構を備えた操舵軸と、該操舵軸を支持するハウジングと、該ハウジングに回転軸を操舵軸と平行とするようにして取り付けられ且つ円筒状外周面を有するケーシングを備えた正逆回転自在なモータとを有し、前記ハウジングには、ボールねじ機構のボールナットを囲繞する円筒状のボールナット囲繞部が形成され、前記ボールナットに設けられた従動歯車に前記回転軸に設けられた駆動歯車が噛み合わされ、前記ボールナットと前記ケーシングとは従動歯車を中にして反対側に配置されている車両用操舵装置において、前記モータの回転軸の軸心と操舵軸の軸心との距離が、前記ケーシングの外周半径と前記ボールナット囲繞部の外周半径との和より小さいことを特徴とする。

本発明によれば、ボールナットとモータのケーシングとが従動歯車を中にして反対側に配置され、更に、モータの回転軸の軸心と操舵軸の軸心との距離が、ケーシングの外周半径とボールナット囲繞部の外周半径との和より小さくなされていて、従来の装置と相違して、モータのケーシングとハウジングとの間に大きな間隙が発生しないようにケーシングがハウジングに接近した構造であるので、換言すれば、ケーシングのハウジングに対向する部分がボールナット囲繞部の外周面より操舵軸に接近した構造であるので、ボールねじ機構及びモータが設けられた部分のコンパクト化（省スペース化）を実現することが出来る。

以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１は車両用操舵装置の全体構成を示す模式図である。自動車の車室内部（図示略）の前部に円筒状のコラムハウジング２が取り付けられている。該コラムハウジング２には同軸となるようにして上端にステアリングホイール４を有するコラム軸３が回転自在に支持されている。該コラム軸３の下部は、上側の自在継手８、中間軸７及び下側の自在継手８を介してピニオン軸１１に接続されている。

軸長方向を車体の左右方向に向けるようにして操舵軸１６が車体前部の下部に水平状に位置させられ、該操舵軸１６は車体の下部に設けられたハウジング１３に軸心回りには回転しない状態で軸長方向に摺動自在となされている。

前記ハウジング１３は、軸長方向の一方側に偏った位置にピニオンハウジング１４を有しており、該ピニオンハウジング１４に前記ピニオン軸１１が回転自在に支持されている。前記ピニオン軸１１のピニオンハウジング１４内の端部にはピニオン（図示略）が設けられ、該ピニオンが操舵軸１６に適長に亘って設けられたラック（図示略）と噛み合わされている。このような構成により、ピニオン軸１１の回転により操舵軸１６が軸長方向に摺動するようになされている。前記操舵軸１６の両端にタイロッド１７及びナックルアーム１８を介して車体に水平揺動自在となされた左右の車輪１９が連結されている。前記ステアリングホイール４を回転させることにより、操舵軸１６を軸長方向に摺動させて車輪１９の操舵が行われる。

図２に示すごとく、ハウジング１３の軸長方向の端部（ピニオンハウジング１４から遠い方の端部）に後述のボールねじ機構２６を収容するためのボールねじ用ハウジング２１が設けられ、該ボールねじ用ハウジング２１は、ボールナット３０を囲繞するボールナット囲繞部２２と、従動歯車３７及び駆動歯車４５を囲繞する歯車囲繞部２３とを有している。

前記ボールねじ機構２６は、ボールねじ用ハウジング２１に対向する操舵軸１６に設けられたねじ溝２８を有するボールねじ２７を備えている。該ボールねじ２７にボールナット３０が嵌められており、該ボールナット３０は２つの軸受３５を介してボールねじ用ハウジング２１に回転自在に支持されている。前記ボールナット３０は、前記ねじ溝２８に対向するねじ溝３１及び前記ねじ溝２８、３１の両端を繋ぐボール戻り通路３２を有している。前記ねじ溝２８、３１によって形成される螺旋空間及びボール戻り通路３２に多数のボール３３が収納されている。なお、ボールナット囲繞部２２の内径がボールナット３０の回転を阻止しない大きさとなされていることは云うまでもない。また、ボールナット囲繞部２２の外周半径は可及的に短くなされている。

前記ボールナット３０に従動歯車３７が外嵌されている。前記歯車囲繞部２３に軸心を操舵軸１６の軸心Ｃ１と平行とした貫通孔３８が形成され、該貫通孔３８の外側縁部に操舵補助用のモータ３９がボルト（図示略）により取り付けられている。モータ３９は、円筒状外周面を有するケーシング４０及び正逆回転自在な回転軸４１を有している。該回転軸４１の軸心Ｃ２は操舵軸１６の軸心Ｃ１と平行となされている。前記回転軸４１に同心となるようにして歯車軸４２がスプライン連結され、該歯車軸４２は２つの軸受４３を介して貫通孔３８の内周面に回転自在に支持されている。前記歯車軸４２の他端には、従動歯車３７に噛み合う駆動歯車４５が外嵌されている。なお、歯車軸４２と回転軸４１とは一体のものであってもよい。

前記モータ３９の回転軸４１の軸心Ｃ２と操舵軸１６の軸心Ｃ１との距離Ｌが、ケーシング４０の外周半径Ｒとボールナット囲繞部２２の外周半径ｒとの和より小さくなされている。このような構成とすることにより、従来の装置と相違して、モータ３９のケーシング４０とハウジング１３との間に大きな間隙が発生しないようになされて、ケーシング４０がハウジング１３に接近した構造となり、換言すれば、ケーシング４０のハウジング１３に対向する部分がボールナット囲繞部２２の外周面より操舵軸１６に接近した構造となるので、ボールねじ機構２６及びモータ３９が設けられた部分のコンパクト化（省スペース化）を実現することが出来る。距離Ｌは短い程コンパクト化の効果は大きい。なお、本実施の形態のようにケーシング４０の円筒状外周面に段差が存在する場合は、前記外周半径Ｒは最大の外周半径を指す。他方、ケーシング４０の円筒状外周面に段差が存在しない場合は、前記外周半径Ｒは、当然にケーシング４０の外周半径を指す。

本発明の実施の形態を示す全体構成を示す模式図である。図１のＡ部分の拡大断面図である。

符号の説明

１３ハウジング
１６操舵軸
２１ボールねじ用ハウジング
２２ボールナット囲繞部
２３歯車囲繞部
２６ボールねじ機構
２７ボールねじ
３０ボールナット
３３ボール
３７従動歯車
３９モータ
４０ケーシング
４１回転軸
４２歯車軸
４５駆動歯車
Ｌモータ３９の回転軸４１の軸心Ｃ２と操舵軸１６の軸心Ｃ１との距離
Ｒケーシング４０の外周半径
ｒボールナット囲繞部２２の外周半径

Claims

軸長方向に摺動自在に設けられ且つボールねじ機構を備えた操舵軸と、該操舵軸を支持するハウジングと、該ハウジングに回転軸を操舵軸と平行とするようにして取り付けられ且つ円筒状外周面を有するケーシングを備えた正逆回転自在なモータとを有し、前記ハウジングには、ボールねじ機構のボールナットを囲繞する円筒状のボールナット囲繞部が形成され、前記ボールナットに設けられた従動歯車に前記回転軸に設けられた駆動歯車が噛み合わされ、前記ボールナットと前記ケーシングとは従動歯車を中にして反対側に配置されている車両用操舵装置において、前記モータの回転軸の軸心と操舵軸の軸心との距離が、前記ケーシングの外周半径と前記ボールナット囲繞部の外周半径との和より小さいことを特徴とする車両用操舵装置。