JP2018111426A - ステアリング装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】転舵シャフトの周方向への回転を抑制しつつ、転舵シャフトの軸方向への移動をより円滑にすることができるステアリング装置を提供すること。【解決手段】回り止め機構60は、支持部材62と、2つの金属球63と、支持軸64と、2つの軸受66とを有している。支持部材62は、第2ハウジング16bの外周面に設けられた収容部19の内周面に対して収容されている。支持部材62は、圧縮コイルばね61によりラックシャフト12側へ押圧されている。2つの金属球63は、貫通孔63aを有している。2つの金属球63の貫通孔63aには、支持軸64の一対の小径部64aが嵌合されている。支持軸64の一対の小径部64aは、軸受66を介して支持部材62に対して回転可能に支持されている。2つの金属球63の球面63bは、ラックシャフト12の軸方向に対して直交する方向において並んだ状態でラックシャフト12の平面部12bに当接している。【選択図】図3
Description
本発明は、ステアリング装置に関するものである。
従来、特許文献1に記載されるような、ステアリングホイールと転舵輪との機械的な接続が断たれているステアリング装置が知られている。
上記のステアリング装置は、回り止め機構を有している。回り止め機構は、転舵シャフトの軸方向の移動をガイドしつつ、転舵シャフトの周方向への回転を抑制している。回り止め機構は、一対の円筒状のローラを有している。一対のローラの外周面は、転舵シャフトの外周面に設けられた一対の平面部にそれぞれ接触している。転舵シャフトは、一対のローラが転がり接触することによりその軸方向へ移動できるように支持されている。また、転舵シャフトは、その平面部にローラの外周面が当接することにより周方向の回転が抑制されている。
上記のステアリング装置は、回り止め機構を有している。回り止め機構は、転舵シャフトの軸方向の移動をガイドしつつ、転舵シャフトの周方向への回転を抑制している。回り止め機構は、一対の円筒状のローラを有している。一対のローラの外周面は、転舵シャフトの外周面に設けられた一対の平面部にそれぞれ接触している。転舵シャフトは、一対のローラが転がり接触することによりその軸方向へ移動できるように支持されている。また、転舵シャフトは、その平面部にローラの外周面が当接することにより周方向の回転が抑制されている。
しかし、転舵シャフトの平面部とローラの外周面とは、線接触しているため、転舵シャフトが周方向に回転しようとしたとき、転舵シャフトの平面部がローラの外周面に押圧される。その状態で、転舵シャフトが軸方向に移動するとき、転舵シャフトの平面部とローラの外周面との間に生じる摩擦により、転舵シャフトの軸方向への移動が妨げられるおそれがある。
本発明の目的は、転舵シャフトの周方向への回転を抑制しつつ、転舵シャフトの軸方向への移動をより円滑にすることができるステアリング装置を提供することである。
上記目的を達成し得るステアリング装置は、操舵部材と転舵輪との間の機械的な連結が断たれたステアリング装置は、前記操舵部材の操作に応じて前記転舵輪を転舵させる動力を発生するモータと、前記モータにより発生される動力が付与されることにより軸方向に移動して前記転舵輪を転舵させるものであって、その外周面に軸方向に直交する向きに沿って設けられる平面部を有する転舵シャフトと、前記転舵シャフトの外周面に螺合されるボールねじナットと、前記ボールねじナットの外周面に一体回転可能に設けられ、前記モータの動力を前記ボールねじナットに伝達する動力伝達部材と、前記転舵シャフトの周方向への回転を規制し、且つ前記転舵シャフトを軸方向に移動可能に支持する回り止め機構と、前記転舵シャフト、前記ボールねじナット、前記動力伝達部材、および前記回り止め機構を収容するハウジングと、を備えることを前提としている。前記回り止め機構は、前記平面部における前記転舵シャフトの軸方向に直交する向きに沿って複数箇所で点接触し、前記平面部に接触している点を含むように前記転舵シャフトの軸方向に沿って切断した断面における外郭形状が円形をなしている回転部材を有し、前記回転部材は、前記転舵シャフトの平面部に対して押し付けられた状態で前記転舵シャフトの軸方向への移動に連動して回転可能に設けられている。
上記構成によれば、回転部材は、転舵シャフトの軸方向の移動に応じて回転することで、転舵シャフトの軸方向の移動を支持している。ボールねじナットの回転に伴い、転舵シャフトがその周方向に回転しようとしても、転舵シャフトの平面部は、転舵シャフトの軸方向に直交する向きにおいて、回転部材と複数箇所で接触しているため、転舵シャフトの周方向の移動を抑制できる。また、転舵シャフトの平面部は、回転部材と2点以上で点接触している。そのため、転舵シャフトが周方向に回転しようとしても転舵シャフトの平面部と回転部材との間には、必要以上に摩擦が生じない。そのため、転舵シャフトが周方向に回転すると同時に軸方向に移動しようとしても、転舵シャフトの軸方向への移動を妨げることが抑制される。したがって、転舵シャフトの周方向への回転を抑制しつつ、転舵シャフトの軸方向への移動をより円滑にすることができる。
本発明のステアリング装置によれば、転舵シャフトの周方向への回転を抑制しつつ、転舵シャフトの軸方向への移動をより円滑にすることができる。
<第1の実施形態>
以下、ステアリング装置をステアバイワイヤ式のステアリング装置(以下、「SBW」という。)に具体化した第1の実施形態を説明する。
以下、ステアリング装置をステアバイワイヤ式のステアリング装置(以下、「SBW」という。)に具体化した第1の実施形態を説明する。
図1に示すように、SBW1は、操作機構2と、転舵機構50と、制御装置85とを有している。操作機構2と転舵機構50との間は、機械的に分離されている。
操作機構2は、操舵部材としてのステアリングホイール10、ステアリングシャフト11、舵角センサ13、トルクセンサ17、および反力アクチュエータ22を有している。ステアリングシャフト11の端部には、ステアリングホイール10が連結されている。ステアリングシャフト11は、ステアリングホイール10と一体回転する。ステアリングシャフト11は車体に対して回転可能に支持されている。
操作機構2は、操舵部材としてのステアリングホイール10、ステアリングシャフト11、舵角センサ13、トルクセンサ17、および反力アクチュエータ22を有している。ステアリングシャフト11の端部には、ステアリングホイール10が連結されている。ステアリングシャフト11は、ステアリングホイール10と一体回転する。ステアリングシャフト11は車体に対して回転可能に支持されている。
反力アクチュエータ22は、ステアリングシャフト11におけるステアリングホイール10と反対側の端部に接続されている。反力アクチュエータ22は、操舵反力を発生させる反力モータを有し、この反力モータにより発生される操舵反力(回転トルク)をステアリングシャフト11を介してステアリングホイール10に付与する。
舵角センサ13は、ステアリングシャフト11に設けられている。舵角センサ13は、ステアリングシャフト11の回転角度を、ステアリングホイール10の操舵角θsとして検出する。
トルクセンサ17は、ステアリングシャフト11における舵角センサ13と反力アクチュエータ22との間に設けられている。トルクセンサ17は、ステアリングホイール10の操作を通じてステアリングシャフト11に加えられる操舵トルクThを検出する。
転舵機構50は、ステアリングホイール10の回転操作に基づいて転舵輪15,15を転舵させる機構である。転舵機構50は、転舵力付与機構6、転舵シャフトとしてのラックシャフト12、ラックシャフト12の両端に角度が付いた状態で連結されているタイロッド14,14、車速センサ18、転舵角センサ54、および回り止め機構60を有している。
タイロッド14,14のラックシャフト12と反対側の端部は、転舵輪15,15に連結されている。
転舵力付与機構6は、ラックシャフト12の周囲に設けられている。転舵力付与機構6は、転舵力の発生源であるモータ20と、ラックシャフト12の周囲に一体的に取り付けられたボールねじ機構30と、モータ20の動力をボールねじ機構30に伝達する減速機構40とを有している。転舵力付与機構6は、モータ20の動力を減速機構40およびボールねじ機構30を介して、ラックシャフト12をその軸方向に往復直線運動させる力である転舵力に変換する。尚、ラックシャフト12の軸方向における往復直線運動が、タイロッド14,14を介して転舵輪15,15に伝達されることにより、転舵輪15,15の転舵角θtが変更される。
転舵力付与機構6は、ラックシャフト12の周囲に設けられている。転舵力付与機構6は、転舵力の発生源であるモータ20と、ラックシャフト12の周囲に一体的に取り付けられたボールねじ機構30と、モータ20の動力をボールねじ機構30に伝達する減速機構40とを有している。転舵力付与機構6は、モータ20の動力を減速機構40およびボールねじ機構30を介して、ラックシャフト12をその軸方向に往復直線運動させる力である転舵力に変換する。尚、ラックシャフト12の軸方向における往復直線運動が、タイロッド14,14を介して転舵輪15,15に伝達されることにより、転舵輪15,15の転舵角θtが変更される。
転舵角センサ54は、転舵力付与機構6の近傍に設けられている。転舵角センサ54は、転舵輪15,15の転舵角θtを検出する。
車速センサ18は、車両の車速Vを検出する。
車速センサ18は、車両の車速Vを検出する。
制御装置85は、各種センサ(舵角センサ13、トルクセンサ17、転舵角センサ54、車速センサ18)を通じて取得される操舵角θs、操舵トルクTh、転舵角θt、および車速Vに基づいて反力アクチュエータ22およびモータ20を制御する。制御装置85は、操舵トルクThおよび車速Vに基づきステアリングホイール10の目標操舵角を演算する。制御装置85は、演算した目標操舵角と、実際の操舵角θsとの偏差に基づいて反力アクチュエータ22(反力モータ)の駆動をフィードバック制御する。また、制御装置85は、目標操舵角に基づき演算される目標転舵角と、実際の転舵角θtとの偏差に基づいてモータ20の駆動をフィードバック制御する。
回り止め機構60は、ラックシャフト12の周方向における回転を抑制しつつ、ラックシャフト12を軸方向へ移動可能に支持している。
図2に示すように、ラックシャフト12、ボールねじ機構30、減速機構40、回り止め機構60は、ハウジング16の内部に収容されている。ラックシャフト12の外周面には、ねじ溝12aと、その軸方向に直交する向きに沿って設けられている平面部12b(図3参照)とが設けられている。ハウジング16は、減速機構40の付近で軸方向に分割された第1ハウジング16aおよび第2ハウジング16bを連結することにより構成されている。第1ハウジング16aおよび第2ハウジング16bの連結部分は、ラックシャフト12の延びる方向に対して交わる方向へ突出している。第2ハウジング16bの外壁(図中の右側壁)には、貫通孔28が設けられている。モータ20の回転軸21は、貫通孔28を通じて第2ハウジング16bの内部に延びている。モータ20は、第2ハウジング16bに設けられたフランジ部27およびモータ20に設けられたフランジ部24をボルト23により連結することで、第2ハウジング16bに固定されている。モータ20の回転軸21は、ラックシャフト12に対して平行である。
図2に示すように、ラックシャフト12、ボールねじ機構30、減速機構40、回り止め機構60は、ハウジング16の内部に収容されている。ラックシャフト12の外周面には、ねじ溝12aと、その軸方向に直交する向きに沿って設けられている平面部12b(図3参照)とが設けられている。ハウジング16は、減速機構40の付近で軸方向に分割された第1ハウジング16aおよび第2ハウジング16bを連結することにより構成されている。第1ハウジング16aおよび第2ハウジング16bの連結部分は、ラックシャフト12の延びる方向に対して交わる方向へ突出している。第2ハウジング16bの外壁(図中の右側壁)には、貫通孔28が設けられている。モータ20の回転軸21は、貫通孔28を通じて第2ハウジング16bの内部に延びている。モータ20は、第2ハウジング16bに設けられたフランジ部27およびモータ20に設けられたフランジ部24をボルト23により連結することで、第2ハウジング16bに固定されている。モータ20の回転軸21は、ラックシャフト12に対して平行である。
次に、転舵力付与機構6について詳細に説明する。
ボールねじ機構30は、ラックシャフト12に複数のボール32を介して螺合する円筒状のボールねじナット31を備えている。ボールねじナット31の内周面には、ラックシャフト12のねじ溝12aに対応する螺旋状のねじ溝33が設けられている。ボールねじナット31のねじ溝33とラックシャフト12のねじ溝12aとにより囲まれている螺旋状の空間は、ボール32が転動する転動路Rとして機能する。また、図示しないが、ボールねじナット31には転動路Rの2箇所に開口して、当該2箇所の開口を短絡する循環路が設けられている。したがって、ボール32は、ボールねじナット31内の循環路を介して転動路R内を無限循環することができる。
ボールねじ機構30は、ラックシャフト12に複数のボール32を介して螺合する円筒状のボールねじナット31を備えている。ボールねじナット31の内周面には、ラックシャフト12のねじ溝12aに対応する螺旋状のねじ溝33が設けられている。ボールねじナット31のねじ溝33とラックシャフト12のねじ溝12aとにより囲まれている螺旋状の空間は、ボール32が転動する転動路Rとして機能する。また、図示しないが、ボールねじナット31には転動路Rの2箇所に開口して、当該2箇所の開口を短絡する循環路が設けられている。したがって、ボール32は、ボールねじナット31内の循環路を介して転動路R内を無限循環することができる。
減速機構40は、モータ20の回転軸21に一体的に取り付けられた駆動プーリ41、ボールねじナット31の外周に一体的に取り付けられた動力伝達部材としての従動プーリ42、および駆動プーリ41と従動プーリ42との間に巻きかけられたベルト43を備えている。ベルト43は、心線を含むゴム製の歯つきベルトである。また、駆動プーリ41および従動プーリ42は、歯付きプーリである。
ボールねじナット31の軸方向の端部(図2中の左端部)には、円環状のフランジ部35が設けられている。ボールねじナット31の外周面には、フランジ部35と軸方向に係合するように軸受34の内輪34aが嵌合されているとともに、この内輪34aに隣接して従動プーリ42が嵌合されている。例えば、軸受34は、複列アンギュラ玉軸受である。従動プーリ42は、ボールねじナット31に対して固定されている。また、従動プーリ42とフランジ部35とにより軸受34の内輪34aが軸方向に挟みこまれることで、内輪34aがボールねじナット31に対して固定されている。軸受34の外輪34bの外周面は、第1ハウジング16aに対して軸方向に移動可能に当接している。
第2ハウジング16bにおける外輪34b側の先端には係止部25が設けられている。また、軸方向において、第1ハウジング16aにおける外輪34bと対向する部分には係止部26が設けられている。外輪34bと両係止部25,26との軸方向における隙間には、円環状の弾性支持部材86が配置されている。尚、弾性支持部材86は、ラックシャフト12に作用する軸方向の荷重に対して軸受34を介してボールねじナット31をその軸方向に弾性支持するためのものである。ラックシャフト12に作用する荷重とは、例えば、運転者がステアリングホイール10に操舵トルクThを付与したとき、または転舵輪15,15が路面の凹凸を通過したり、障害物に乗り上げたときの逆入力の荷重のことである。
第2ハウジング16bの第1ハウジング16aと反対側の端部の内部には、ラックブッシュ70が設けられている。ラックブッシュ70は、ラックシャフト12と摺動可能に設けられ、且つラックシャフト12の径方向への傾きを抑制するためのものである。ハウジング16の内部において、ラックシャフト12は、ボールねじ機構30と、ラックブッシュ70とにより支持されることで、その軸心mが傾かないように調心されている。ラックブッシュ70は、樹脂材料により円筒状に設けられている。ラックシャフト12に転舵輪15,15側から逆入力が入り、その軸心mが傾く場合には、ラックブッシュ70の弾性力が、ラックシャフト12の軸心mが傾く方向にかかる荷重に抗する向きに働く。そのため、ラックシャフト12の軸心mに対する傾きが抑制される。さらに、ラックブッシュ70は、潤滑油が含浸されている。このため、ラックブッシュ70とラックシャフト12との間に必要以上の摩擦が生じることが抑制される。尚、ラックブッシュ70は金属製本体の内周にフッ素樹脂をコーティングしたものを用いてもよい。
次に、回り止め機構60について詳細に説明する。
図3に示すように、回り止め機構60は、第2ハウジング16bの外周面に突設された円筒状の収容部19に収容されている。収容部19は、ラックシャフト12の径方向において、ラックシャフト12の平面部12bと対向する位置に設けられている。回り止め機構60は、圧縮コイルばね61と、円柱状の支持部材62と、回転体および球体としての2つの金属球63と、円柱状の支持軸64と、一対の円環状の軸受66(例えば、玉軸受)とを有している。尚、2つの金属球63で回転部材を形成している。
図3に示すように、回り止め機構60は、第2ハウジング16bの外周面に突設された円筒状の収容部19に収容されている。収容部19は、ラックシャフト12の径方向において、ラックシャフト12の平面部12bと対向する位置に設けられている。回り止め機構60は、圧縮コイルばね61と、円柱状の支持部材62と、回転体および球体としての2つの金属球63と、円柱状の支持軸64と、一対の円環状の軸受66(例えば、玉軸受)とを有している。尚、2つの金属球63で回転部材を形成している。
支持部材62は、その軸方向において、収容部19の内周面に対して摺動可能に収容されている。支持部材62は、ラックシャフト12の径方向において、収容部19の底面側に開口している第1収容穴67と、ラックシャフト12の平面部12b側へ開口している第2収容穴68とを有している。第2収容穴68は、その軸方向から見て矩形状をなす有底穴である。圧縮コイルばね61は、収容部19の底面と、第1収容穴67の底面との間に圧縮された状態で配置されている。支持部材62は、圧縮コイルばね61の弾性力によりラックシャフト12の平面部12b側へ向けて常時、押圧されている。
支持部材62の第2収容穴68には、2つの金属球63と、支持軸64と、一対の軸受66とが収容されている。軸受66は、支持部材62の第2収容穴68の内側面に設けられた一対の第3収容穴69に嵌合されている。一対の第3収容穴69は、ラックシャフト12の軸方向に直交する向きにおいて、互いに対向している。尚、第3収容穴69は、有底穴に限らず、支持部材62の外周まで達する貫通孔でもよい。
支持軸64は、一対の小径部64aと、一対の小径部64aの間に一体的に設けられている拡径部64bとを有している。拡径部64bは、支持軸64の中央部分に設けられている。一対の小径部64aは、一対の軸受66を介して第3収容穴69の内周面に対して相対回転可能に支持されている。
2つの金属球63は、その中心を通るように貫通孔63aが設けられている。2つの金属球63は、支持軸64の一対の小径部64aのそれぞれがその貫通孔63aに嵌合されることにより支持軸64と一体回転可能に設けられている。圧縮コイルばね61の弾性力により支持部材62がラックシャフト12の平面部12bへ向けて押圧されることにより、2つの金属球63の球面63bは、ラックシャフト12の平面部12bに対してラックシャフト12の軸方向に直交する向きに並んだ状態で常に当接した状態に維持される。したがって、ラックシャフト12の軸方向への移動に伴い、2つの金属球63が支持軸64と一体的にラックシャフト12の移動方向と同じ方向(図2中の矢印C方向)に回転する。尚、2つの金属球63は、中心線m2を基準として、ラックシャフト12の平面部12bの互いに反対側にそれぞれ当接している。また、2つの金属球63の球面63bは、支持部材62の第2収容穴68の底面には当接しない。
以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られる。
(1)2つの金属球63の球面63bは、ラックシャフト12の平面部12bに常に当接した状態となっている。ボールねじナット31の回転に伴い、ラックシャフト12がその周方向に回転しようとしても、ラックシャフト12の平面部12bには、ラックシャフト12の軸方向に対して直交する方向に並ぶ2つの金属球63の球面63bが接触しているため、ラックシャフト12の周方向に沿った回転を抑制できる。また、ラックシャフト12の平面部12bは、2つの金属球63の球面63bと点接触している。そのため、ラックシャフト12が周方向に沿って回転しようとしてもラックシャフト12の平面部12bと2つの金属球63の球面63bとの間には、必要以上に摩擦が生じない。そのため、ラックシャフト12が周方向に沿って回転すると同時に軸方向に移動しようとしても、ラックシャフト12の軸方向への移動を妨げることが抑制される。したがって、ラックシャフト12の周方向に沿った回転を抑制しつつ、ラックシャフト12の軸方向への移動をより円滑にすることができる。
(1)2つの金属球63の球面63bは、ラックシャフト12の平面部12bに常に当接した状態となっている。ボールねじナット31の回転に伴い、ラックシャフト12がその周方向に回転しようとしても、ラックシャフト12の平面部12bには、ラックシャフト12の軸方向に対して直交する方向に並ぶ2つの金属球63の球面63bが接触しているため、ラックシャフト12の周方向に沿った回転を抑制できる。また、ラックシャフト12の平面部12bは、2つの金属球63の球面63bと点接触している。そのため、ラックシャフト12が周方向に沿って回転しようとしてもラックシャフト12の平面部12bと2つの金属球63の球面63bとの間には、必要以上に摩擦が生じない。そのため、ラックシャフト12が周方向に沿って回転すると同時に軸方向に移動しようとしても、ラックシャフト12の軸方向への移動を妨げることが抑制される。したがって、ラックシャフト12の周方向に沿った回転を抑制しつつ、ラックシャフト12の軸方向への移動をより円滑にすることができる。
(2)支持軸64の拡径部64bを挟むように2つの金属球63が設けられているため、2つの金属球63は、ラックシャフト12の平面部12bのより離間した2つの位置を支持することができる。そのため、ラックシャフト12の周方向に沿った回転をより抑制することができる。
(3)支持軸64の一対の小径部64aは、一対の軸受66を介して支持部材62(第3収容穴69)に対して回転可能に支持されている。そのため、ラックシャフト12の軸方向の移動に対して2つの金属球63は、円滑に回転することができる。
<第2の実施形態>
つぎに、ステアリング装置の第2の実施形態を説明する。尚、第1の実施形態と同様の構成については、同一の符号を付す。
つぎに、ステアリング装置の第2の実施形態を説明する。尚、第1の実施形態と同様の構成については、同一の符号を付す。
図4に示すように、支持部材62の第2収容穴68には、回転体としての2つの円環状のリング部材80と、ニードル軸受81と、支持軸64とが収容されている。
2つのリング部材80のそれぞれの内周面には、ニードル軸受81が嵌合されている。尚、2つのリング部材80で回転部材をなしている。
2つのリング部材80のそれぞれの内周面には、ニードル軸受81が嵌合されている。尚、2つのリング部材80で回転部材をなしている。
支持軸64の一対の小径部64aは、ニードル軸受81の内輪に嵌合されている。支持軸64の一対の小径部64aの両端部は、支持部材62の第2収容穴68におけるラックシャフト12の軸方向と直交する向きに対向する2つ内側面にそれぞれ相対回転不能に固定されている。
リング部材80の外周面は、ラックシャフト12の軸方向に直交する向きに湾曲する曲面を有しており、ラックシャフト12の平面部12bに対して点接触している。
図5に示すように、リング部材80のラックシャフト12の平面部12bと接触している点を含むようにリング部材80をラックシャフト12の軸方向に沿って切断した断面における外郭形状は、円形をなしている。
図5に示すように、リング部材80のラックシャフト12の平面部12bと接触している点を含むようにリング部材80をラックシャフト12の軸方向に沿って切断した断面における外郭形状は、円形をなしている。
本実施の形態では、第1の実施形態における(1)および(3)の効果に加えて、次の効果が得られる。
(4)支持軸64の一対の小径部64aは、2つのリング部材80の内周面にそれぞれ設けられたニードル軸受81の内輪の内周面に嵌合されている。そのため、ラックシャフト12の軸方向の移動に対して2つのリング部材80は、円滑に回転することができる。
(4)支持軸64の一対の小径部64aは、2つのリング部材80の内周面にそれぞれ設けられたニードル軸受81の内輪の内周面に嵌合されている。そのため、ラックシャフト12の軸方向の移動に対して2つのリング部材80は、円滑に回転することができる。
(5)リング部材80の内周面に嵌合される軸受として、ニードル軸受81に代えて玉軸受を使用する場合、リング部材80の内周面の内径を大きくする必要がある。しかし、リング部材80の外径をニードル軸受81を使用する場合と同程度に維持しようとすると、リング部材80の厚みが薄くなってしまい、耐久性が低下するおそれがある。このため、リング部材80のサイズを大きくすることが考えられる。リング部材80が大型化すると、回り止め機構60のラックシャフト12の軸方向に直交する向きにおけるサイズが大きくなってしまい、SBW1の大型化につながるおそれがある。
そこで、リング部材80の内周面に嵌合されている軸受がニードル軸受81であれば、玉軸受である場合よりも軸受の外径をより小さくすることができる。したがって、SBW1の大型化を抑制することができる。
尚、第1および第2の実施形態は、技術的に矛盾が生じない範囲で以下のように変更してもよい。
・第2の実施形態において、軸受にニードル軸受81を採用していたが、SBW1の体格が問題にならないのであれば玉軸受でもよい。そのようにしても、リング部材80は、支持軸64に対して円滑に相対回転することができる。また、ニードル軸受81を割愛してもよい。この場合、リング部材80の内周面の内径を支持軸64の一対の小径部64aの外径よりも若干大きく設定し、ラックシャフト12の軸方向の移動に伴い、リング部材80が滞りなく回転するようにすればよい。
・第2の実施形態において、軸受にニードル軸受81を採用していたが、SBW1の体格が問題にならないのであれば玉軸受でもよい。そのようにしても、リング部材80は、支持軸64に対して円滑に相対回転することができる。また、ニードル軸受81を割愛してもよい。この場合、リング部材80の内周面の内径を支持軸64の一対の小径部64aの外径よりも若干大きく設定し、ラックシャフト12の軸方向の移動に伴い、リング部材80が滞りなく回転するようにすればよい。
・第1の実施形態において、支持軸64を支持する軸受66を割愛してもよい。その場合、第3収容穴69の内径を支持軸64の一対の小径部64aの外径よりも若干大きく設定し、ラックシャフト12の軸方向の移動に伴い、支持軸64と金属球63が滞りなく回転するようにすればよい。
・第1および第2の実施形態において、支持軸64には拡径部64bが一体的に設けられていたが、これに限らない。例えば、支持軸64をその全長に亘って同一径を有する円柱状の部材とし、支持軸64の中央部分に別体の円筒状の部材を拡径部として取り付けてもよい。また、拡径部64bが円柱状でなくてもよい。すなわち、支持軸64の拡径部64bは、2つの金属球63および2つのリング部材80の間に設けられていれば、形状はどのようなものであってもよい。また、2つの金属球63の直径が大きい場合、ラックシャフト12の平面部12bとの接触点同士の間隔が十分広く確保できれば、拡径部64bを割愛してもよい。
・第1および第2の実施形態において、回転体および球体として2つの金属球63、または回転体としての2つのリング部材80を設けていたが、回転部材を1つだけ設けてもよい。
図6に示すように、例えば、回転部材としてのリング部材90を2つの円錐台筒の小径側の端部同士を合わせた形状としてもよい。この場合においても、2つの円錐台筒の大径側の端部は円形をなしており、且つラックシャフト12の平面部12bにおける2箇所において点接触している。したがって、第1および第2の実施形態と同様の効果を得られる。尚、2つの円錐台筒ではなく、3つ以上の円錐台筒を組み合わせてもよい。このようにしても、第1および第2の実施形態と同様の効果を得られる。したがって、回転部材は、ラックシャフト12の平面部12bに接触している点を含むようにラックシャフト12の軸方向に沿って切断した断面の外郭形状が円形であればどのような構成でもよい。
・第1および第2の実施形態において、転舵力付与機構6のモータ20の回転軸21は、ラックシャフト12と平行であったが、同軸上に配置してもよい。この場合、モータ20の動力伝達部材としての回転軸21は中空のモータシャフトとなり、モータシャフトの内部にボールねじナット31が嵌合されるようにする。また、第1および第2の実施形態において、モータ20の回転軸21と、ラックシャフト12との軸線が傾きを持って交わる、いわゆるラッククロス式の転舵力付与機構6を採用してもよい。すなわち、ラックシャフト12に対して転舵力を付与する転舵力付与機構6であれば、どのようなものであってもよい。
・第1および第2の実施形態において、ステアリング装置は、操舵部材としてのステアリングホイール10を含む操作機構2を有していたが、例えば、ステアリングホイール10の代わりにジョイスティックのような入力装置および操作機構を備えるものであってもよい。
・第1および第2の実施形態において、転舵機構50は、四輪操舵装置の後輪を転舵する転舵装置であってもよい。
1…SBW、10…ステアリングホイール、12…ラックシャフト、12a…ねじ溝、12b…平面部、15…転舵輪、16…ハウジング、16a…第1ハウジング、16b…第2ハウジング、20…モータ、31…ボールねじナット、42…従動プーリ、60…回り止め機構、62…支持部材、63…金属球、63a…貫通孔、63b…球面、64…支持軸、64a…小径部、64b…拡径部、66…軸受、80,90…リング部材、81…ニードル軸受。
Claims (8)
- 操舵部材と転舵輪との間の機械的な連結が断たれたステアリング装置において、
前記操舵部材の操作に応じて前記転舵輪を転舵させる動力を発生するモータと、
前記モータにより発生される動力が付与されることにより軸方向に移動して前記転舵輪を転舵させるものであって、その外周面に軸方向に直交する向きに沿って設けられる平面部を有する転舵シャフトと、
前記転舵シャフトの外周面に螺合されるボールねじナットと、
前記ボールねじナットの外周面に一体回転可能に設けられ、前記モータの動力を前記ボールねじナットに伝達する動力伝達部材と、
前記転舵シャフトの周方向への回転を規制し、且つ前記転舵シャフトを軸方向に移動可能に支持する回り止め機構と、
前記転舵シャフト、前記ボールねじナット、前記動力伝達部材、および前記回り止め機構を収容するハウジングと、を備え、
前記回り止め機構は、前記平面部における前記転舵シャフトの軸方向に直交する向きに沿って複数箇所で点接触し、前記平面部に接触している点を含むように前記転舵シャフトの軸方向に沿って切断した断面における外郭形状が円形をなしている回転部材を有し、
前記回転部材は、前記転舵シャフトの前記平面部に対して押し付けられた状態で前記転舵シャフトの軸方向への移動に連動して回転可能に設けられているステアリング装置。 - 前記回転部材は、前記平面部に対して点接触する複数の回転体を有している請求項1に記載のステアリング装置。
- 前記回転体は、球体である請求項2に記載のステアリング装置。
- 請求項2または請求項3に記載のステアリング装置において、
前記複数の回転体を前記平面部に弾性的に押し付ける支持部材と、
前記複数の回転体を前記支持部材に対して回転可能に支持する単一の支持軸とを有し、
前記支持軸は、その外径が他の部分よりも大きく設定されている拡径部を有し、
前記拡径部は、前記回転体の間に設けられているステアリング装置。 - 請求項1に記載のステアリング装置において、
前記回転部材を、前記平面部に対して弾性的に押し付ける支持部材を有し、
前記回転部材は、前記平面部に対して複数箇所で点接触する部分を有する単一の部材であって、支持軸を介して前記支持部材に対して回転可能に支持されるステアリング装置。 - 前記回転部材は、前記支持軸と一体回転可能に設けられ、
前記支持軸は、軸受を介して前記支持部材に相対回転可能に取り付けられている請求項4または請求項5に記載のステアリング装置。 - 前記回転部材は、軸受を介して前記支持軸に対して回転可能に設けられており、
前記支持軸の両端は、前記支持部材に固定されている請求項4または請求項5に記載のステアリング装置。 - 前記軸受は、ニードル軸受である請求項7に記載のステアリング装置。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2020040528A (ja) * | 2018-09-11 | 2020-03-19 | 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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EP4043319A1 (de) * | 2021-02-10 | 2022-08-17 | Volkswagen Ag | Lenksystem für ein kraftfahrzeug und verfahren zum montieren eines lenksystems für ein kraftfahrzeug |
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2017
- 2017-01-12 JP JP2017003647A patent/JP2018111426A/ja active Pending
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