JP2012066788A - 転舵軸支持構造及び車両用操舵装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】転舵軸支持構造40が、ハウジング5の内周面5aに圧入された汎用の円筒ブッシュ41と、一体ユニット42とを備える。円筒面44aおよび平坦面44bを有する断面D形部材44と、円環体45とが、ピンによって一体に連結され、一体ユニット42を構成する。断面D形部材44は、円筒ブッシュ41内に挿入される。回転規制機構によって、ハウジング5に対する円環体45の回転が規制されている。
【選択図】図3
Description
また、パワーステアリングモータによってボールねじ機構を介して軸方向に駆動されるシャフトの端部の動きを、リンク(タイロッド)および継手(ナックル)を介して、駆動する電動アクチュエータが提案されている(例えば特許文献2を参照)。
また、ラックがピニオンに片当たり状態で噛み合うように、ラック軸のラック面をピニオン軸の軸線に対して予め傾斜させた状態でラック軸をギヤハウジングに取り付けたラックアンドピニオン式ステアリング装置が提案されている(例えば特許文献4を参照)。
したがって、転舵軸の端部を支持するブッシュを用いる必要がある。一方、転舵軸(ねじ軸)の回動を規制する必要がある。そこで、転舵軸の端部の外径形状を例えば断面D形とするとともにブッシュの内径形状を例えば断面D形とし、当該ブッシュによって転舵軸の回転を規制することが、小型化を図るうえで好ましい。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、安価で耐久性に優れた転舵軸支持構造および車両用操舵装置を提供することである。
汎用されている円筒ブッシュを用いることができるので、製造コストを安くすることができる。また、断面D形部材の摺動面としての平坦面を単独で加工することができるので、加工がし易く、この点からも製造コストを安くできる。また、断面D形部材の平坦面の加工が容易であるので、断面D形部材の平坦面とこの平坦面に対向する転舵軸の平坦面との間のクリアランスを精度良く得ることができる。したがって、例えば転舵軸の中央部にボールねじ機構が配置される場合にも、当該ボールねじ機構のボール嵌合部にラジアル負荷が負荷されることを抑制することができ、耐久性を向上することができる。
また、上記断面D形断部材および上記円環体が、単一の材料で一体に形成されて一体のユニット(42E)を構成している場合がある(請求項3)。この場合、組立が容易になる。
また、上記円環体は、ハウジングの内周面に設けられた位置決め段部(5d)と円筒ブッシュの端面(41c)との間に挟持されている場合がある(請求項5)。この場合、円環体をハウジングの軸方向に精度良く位置決めすることができる。
図1は本発明の第1の実施の形態の転舵軸支持構造を含む車両用操舵装置の概略構成を示す模式図である。図1を参照して、本車両用操舵装置1は、ステアリングホイール等の操舵部材2と転舵輪3との機械的な結合が解除された、いわゆるステアバイワイヤシステムを構成している。
転舵用アクチュエータ4の駆動力(出力軸の回転力)は、転舵軸6に関連して設けられた運動変換機構(たとえば、ボールねじ機構)により、転舵軸6の軸方向X1(車幅方向)の直線運動に変換される。この転舵軸6の直線運動は、転舵軸6の両端から突出して設けられたタイロッド7に伝達され、ナックルアーム8の回動を引き起こす。これにより、ナックルアーム8に支持された転舵輪3の転舵が達成される。
操舵部材2は、車体に対して回転可能に支持された回転シャフト9に連結されている。この回転シャフト9には、操舵部材2に操作反力を与えるための反力用アクチュエータ10が付設されている。反力用アクチュエータ10は、回転シャフト9と一体の出力シャフトを有するブラシレスモータ等の電動モータを含む。
操舵部材2の操作入力値を検出するために、回転シャフト9に関連して、操舵部材2の操舵角θh を検出するための操舵角センサ12が設けられている。また、回転シャフト9には、操舵部材2に加えられた操舵トルクTを検出するためのトルクセンサ13が設けられている。一方、転舵軸6に関連して、転舵輪3の転舵角δW (タイヤ角)を検出するための転舵角センサ14が設けられている。
上記のセンサ類12〜18の各検出信号は、マイクロコンピュータを含む構成の電子制御ユニット(ECU)からなる車両制御手段としての制御装置19に入力されるようになっている。
一方、制御装置19は、センサ類12〜18が出力する検出信号に基づいて、操舵部材2の操舵方向と逆方向の適当な反力が発生されるように、駆動回路20Bを介して、反力用アクチュエータ10を駆動制御(反力制御)する。
ボールナット33の軸方向の第1および第2の端部331,332が、それぞれ、凹部37の第1および第2の内壁面371,372に当接している。これにより、ロータコア27に対するボールナット33の軸方向移動が規制されている。一方、前述したように、ハウジング5に対するロータコア27の軸方向移動が第1および第2の軸受30,31を介して規制されている。したがって、ハウジング5に対するボールナット33の軸方向移動が規制されることになる。
図3および図3のIV−IV線に沿う断面図である図4に示すように、転舵軸支持構造40は、ハウジング5の内周面5aに圧入された円筒ブッシュ41と、一体ユニット42とを備えている。円筒ブッシュ41は、汎用品である。したがって、安価でありながら、円筒ブッシュ41の外周面41aおよび内周面41b、並びに一対の端面41c,41dに、高い寸法精度が実現されている。
一方、ハウジング5の内周面5aは、端部から所定長さで延びる大径部5bと、大径部5bに連続する小径部5cとを有している。大径部5bと小径部5cの間に、環状の位置決め段部5dが形成されている。
円環体45の外周面45aは、大径部5bに嵌合されている。断面D形部材44は、円環体45の内周面45bに沿う円筒面44aと、その円筒面44aに対向する平坦面44bとで区画されるD形断面を有している。
図3に示すように、円環体45は、ハウジング5の内周面5aの大径部5bに圧入された円筒ブッシュ41の端面41cとハウジング5の内周面5aの位置決め段部5dとの間に挟持されている。また、位置決め段部5dに対向する、円環体45の端面45cは、面粗さが粗くされている。したがって、円環体45の端面45cとハウジング5の位置決め段部5dとの摩擦係数が格段に大きく、これにより、ハウジング5に対する円環体45の回転が規制されている。すなわち、面粗さの粗い円環体45の端面45cと位置決め段部5dとにより、円環体45の回り止めを達成する回転規制機構48が構成されている。
また、円環体45が、ハウジング5の内周面5aの大径部5bに圧入された円筒ブッシュ41の端面41cとハウジング5の内周面5aに設けられた位置決め段部5dとの間に挟持されているので、円環体45をハウジング5の軸方向に精度良く位置決めすることができる。
図11に示すように、低摩擦シート55としては、例えば充填剤入り四フッ化エチレン樹脂層等の高強度樹脂層56、青銅焼結層57およびバックメタル層58の3層により構成された積層シートを用いることができる。摺動層である高強度樹脂層56の層厚は、例えば0.03mmである。低摩擦シート55の許容最高面圧は、例えば49MPaである。摺動層としての高強度樹脂層56としての四フッ化エチレン樹脂層の摩擦係数は、例えば0.05である。
また、本発明は、ボールねじ式を用いる車両用操舵装置に限らず、一般的なラックピニオン式の車両用操舵装置に適用することができる。その他、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々の変更を施すことができる。
Claims (6)
- 筒状のハウジング内に転舵軸を軸方向に摺動可能に支持する転舵軸支持構造において、 上記ハウジングの内周面に圧入された円筒ブッシュと、
上記円筒ブッシュの内周面に沿う円筒面および上記円筒面に対向する平坦面によって区画されるD形断面を有し、上記円筒ブッシュ内に挿入された断面D形部材と、
上記断面D形部材と一体に設けられ上記ハウジングの上記内周面に嵌合された円環体と、
上記円環体の上記ハウジングに対する回転を規制する回転規制機構と、を備える転舵軸支持構造。 - 請求項1において、上記断面D形部材および上記円環体が、上記円筒面を貫通するピンにより一体に連結された一体のユニットを構成している転舵軸支持構造。
- 請求項1において、上記断面D形断部材および上記円環体が、単一の材料で一体に形成されて一体のユニットを構成している転舵軸支持構造。
- 請求項1から3の何れか1項において、上記断面D形部材の上記平坦面に沿って固定された摩擦低減シートを備える転舵軸支持構造。
- 請求項1から4の何れか1項において、上記円環体は、ハウジングの内周面に設けられた位置決め段部と円筒ブッシュの端面との間に挟持されている転舵軸支持構造。
- 操舵部材と転舵機構の機械的な連結が断たれた車両用操舵装置において、
請求項1から5の何れか1項に記載の転舵軸支持構造によって支持された転舵軸と、
上記転舵軸の一部に設けられたねじ軸と、上記ねじ軸とボールを介して螺合するボールナットと、ボールナットを回転駆動する電動モータと、を備える車両用操舵装置。
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