JP2590791Y2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は電動パワーステアリング
装置に関し、より詳細には、ラックアンドピニオン式の
ステアリング機構部を有すると共に、ハウジングに対し
一対の軸受部材を介して支持されるボールナット機構部
を介して補助動力が付与される電動パワーステアリング
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にこの種の電動パワーステアリング
装置は、ステアリング機構部にモータによる操舵補助力
を付与することにより運転者のハンドル操作力を低減さ
せるためのものであり、種々の構成のものが提案されて
いる（例えば特開昭６２−２６１５７３号公報、特開昭
６１−１９１４６８号公報参照）。

【０００３】その構成では、図４に示すように、ステア
リングシャフト組立体のピニオンギヤ（図示せず）に噛
合するラック軸２２、ラック軸２２の外周を覆うハウジ
ング２３、及びハウジング２３に対して上記ラック軸２
２を当該軸方向に変位自在に軸支する図外の支軸部材を
有するステアリング機構部Ａ２を備えていると共に、上
記ハウジング２３に対し一対の軸受部材Ｂを介して支持
されるボールナット機構部Ｍを含み、所定の条件で回転
駆動力を付与することにより操舵補助を行なうモータ１
を有する操舵補助部Ａ３とを備えたものが一般的であ
る。

【０００４】ところで、上記構成の電動パワーステアリ
ング装置において、ハウジング２３に対し、ボールナッ
ト機構部Ｍを組み込んだ状態でラック軸２２を装着する
場合、ラック軸２２に図外のピニオン軸が噛合すること
によりラック軸２２上に一つの軸支点が形成され、一対
の軸受部材Ｂで軸支されたボールナット機構部Ｍによっ
て別の軸支点がラック軸上に形成され、さらに、上記支
軸部材でラック軸２２を軸支することにより第３の軸支
点が形成されることになる。この結果、上記ラック軸２
２上には、少なくとも３つの軸支点が存在することにな
るため、極度に精緻な寸法公差を維持しない限り、上記
ラック軸２２及びボールナット機構部Ｍの組立体をハウ
ジング２３に組み付けることが困難になり、事実上、製
造できなくなるという不具合があった。

【０００５】そのような不具合を解決するために、例え
ば図４に示す先行例では、上記ボールナット機構部Ｍを
軸支する一対の軸受部材Ｂを、スラスト軸受で構成する
ことにより、ボールナット機構部Ｍがハウジング２３に
対して径方向に変位できるようにしている。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
にボールナット機構部Ｍを一対のスラスト軸受で軸支
し、ボールナット機構部Ｍがハウジング２３に対して径
方向に変位できるようにした従来の構成においては、タ
イヤ側からの外乱によりラック軸２２に大荷重が作用し
た場合、ラック軸２２を曲げる方向に作用する撓みを充
分に規制することができなくなる結果、スラスト軸受が
破損する虞れがある。また、各スラスト軸受自身を径方
向に変位可能に構成し、軸受に作用する力を逃げられる
ようにすることも考えられるが、その場合にはボールナ
ット機構部Ｍの剛性が実用上、不十分となる虞れがあ
る。

【０００７】本考案は上記不具合に鑑みてなされたもの
であり、組立の容易性と充分な剛性とを両立させること
ができると共に、大荷重が作用した場合におけるラック
軸の撓みを充分に規制することのできる電動パワーステ
アリング装置を提供することを目的としている。

【０００８】上記課題を解決するために、本考案の電動
パワーステアリング装置は、ステアリングシャフト組立
体のピニオンギヤに噛合するラック軸、ラック軸の外周
を覆うハウジング、及びハウジングに対して上記ラック
軸を当該軸方向に変位自在に軸支する支軸部材を有する
ステアリング機構部と、上記ハウジングに対し一対の軸
受部材を介して支持されるボールナット機構部を含み、
当該ボールナット機構部を介して駆動力をラック軸に対
して付与することにより操舵補助を行なうモータを有す
る操舵補助部とを備えた電動パワーステアリング装置に
おいて、上記一対の軸受部材は、一方が上記ハウジング
に対しボールナット機構部の一端を支持するラジアルボ
ール軸受で構成されていると共に、他方が上記ハウジン
グに対し径方向に所定量の移動を許容するように隙間を
介してボールナット機構部の他端を回転自在に支持する
円筒部材で構成されていることを特徴としているもので
ある。

【０００９】

【作用】上記構成からなる電動パワーステアリング装置
によれば、通常の使用状態においては、ボールナット機
構部をハウジングに対して所定量だけ径方向に変位させ
ることができる。他方、タイヤ側からの外乱によりラッ
ク軸に大荷重が作用した場合、この大荷重によるラック
軸の変位は、一対の軸受部材であるラジアルボール軸受
及び円筒部材によって、ボールナット機構が変位可能な
上記所定量のみに規制される。

【００１０】

【実施例】以下、添付図面を参照しつつ本考案の好まし
い実施例について詳述する。図１は本考案の一実施例に
おける電動パワーステアリング装置を示す要部拡大断面
図であり、図２は上記実施例のギヤ構成を示す概略図で
あり、図３は上記実施例の概略構成図である。

【００１１】先ず、図３を参照して、本実施例における
電動パワーステアリング装置１０は、ステアリングシャ
フト組立体Ａ１、ステアリング機構部Ａ２、及び操舵補
助部Ａ３とを備えている。ステアリングシャフト組立体
Ａ１は、ステアリングホイール１１、ステアリングシャ
フト１２、第１のユニバーサルジョイント１３、連結軸
１４、第２のユニバーサルジョイント１５、ピニオン軸
１６、及びピニオンギヤ１７により主要部が構成されて
いる。

【００１２】より詳細に説明すると、ステアリングホイ
ール１１は、操縦者がハンドル操作するためのものであ
り、上記ステアリングシャフト１２の一端部に固定され
ている。そしてこのステアリングシャフト１２の他端部
に、上記第１のユニバーサルジョイント１３が接続され
ており、この第１のユニバーサルジョイント１３を介し
て上記連結軸１４がステアリングシャフト１２に連結さ
れている。連結軸１４の他端部には、上記第２のユニバ
ーサルジョイント１５が接続されており、この第２のユ
ニバーサルジョイント１５を介して上記ピニオン軸１６
が連結軸１４に連結されている。このピニオン軸１６の
他端部には、ステアリングホイール１１の操舵駆動力を
出力するための上記ピニオンギヤ１７が固定されてい
る。

【００１３】次に、上記ステアリング機構部Ａ２は、ラ
ック軸２２、ハウジング２３、及び支軸部材２４により
主要部が構成されている。先ず、ラック軸２２は、ラッ
ク部２２ａを介して上記ステアリングシャフト組立体Ａ
１のピニオンギヤ１７に噛合連結されている。ラック軸
２２は、図３の左右方向に長く延びており、図外のジョ
イントを介して車輪側に連結されている。ラック軸２２
の周囲は、略筒状の上記ハウジング２３により覆われて
いる。

【００１４】図１を参照して、上記ハウジング２３は、
ラック軸２２の上記ラック部２２ａ側（図１の右側）を
覆う第１のカバー部２３ａと、第１のカバー部２３ａの
一端部に対し、ボルト２３ｂを介して一体的に連結され
る第２のカバー部２３ｃと、第２のカバー部２３ｃの一
端部に固定されるブッシュ部材２３ｄとを備えている。
上記第１のカバー部２３ａの一端部は、径方向外方に拡
開しており、その外周面に上記第２のカバー部２３ｃの
他端部を嵌合させている。上記第２のカバー部２３ｃの
一端部側には、径方向一外方に膨出する膨出部２３ｅが
一体に形成されている。

【００１５】上記支軸部材２４は、上記ブッシュ部材２
３ｄ内に嵌入した状態で上記ラック軸２２の一端側を支
持している。これにより上記ラック軸２２は、上記ハウ
ジング２３に対し、当該軸方向に相対変位自在に支持さ
れている。本実施例において上記支軸部材２４は、タイ
ヤ側から伝達され得る外乱の悪影響を防止するために、
比較的隙間の少ない状態（例えば直径で０．０８ｍｍ以
下）でラック軸２２を支持している。

【００１６】次に図１を参照して、上記操舵補助部Ａ３
は、一対の軸受部材Ｂ、ボールナット機構部Ｍ、及びモ
ータ３０２等によりその主要部が構成されている。先
ず、ボールナット機構部Ｍは、上記ラック軸２２に形成
されたボールねじ部３１と、ボールねじ部３１の外周に
配設され、略筒状に形成されたボールナット部３２と、
両者間に介装されることにより両者を螺合連結するボー
ル３３とを備えており、これらの部材によって、主要部
が構成されている。

【００１７】ボールナット部３２の外周には、ギヤ３４
が一体に形成されている。このギヤ３４には、アイドル
ギヤ３５が噛合しており、アイドルギヤ３５には、小径
の入力ギヤ３６が噛合している。アイドルギヤ３５は、
軸受３７を介してボルト３８に回転自在に支持されてい
る。そして、ボルト３８は、上記第２のカバー部２３ｃ
の膨出部２３ｅにナット３９で固定されている。また上
記膨出部２３ｅと軸受３７との間には、コーンスプリン
グ３０１が縮設されており、所定の締めつけ強度を維持
している。

【００１８】本実施例において、上記ボルト３８を膨出
部２３ｅに挿通させるための挿通孔ｅ１は、上記ラック
軸２２と直交する方向（図１において紙面の表裏方向）
に長く延びる長孔形状に形成されている。また、図２に
示すように、ギヤ３４の軸芯３４ａと入力ギヤ３６の軸
芯３６ａとは、上記挿通孔ｅ１の長手方向に直交する直
線Ｌ１に沿って対向している。そして、アイドルギヤ３
５の軸芯３５ａは、上記直線Ｌ１上から上記長手方向に
沿って外されている。これにより、製品の組立時におい
て、ボルト３８を長孔形状の挿通孔ｅ１の長手方向に沿
わせてアイドルギヤ３５の位置調整を行なうことによ
り、各ギヤ３４、３５、３６の寸法誤差や組立誤差を吸
収し、バックラッシを可及的に低減することができる。

【００１９】図１に戻って、上記入力ギヤ３６は、モー
タ３０２の回転軸３０３に固定されており、モータ３０
２の回転駆動力を上記回転軸３０３からアイドルギヤ３
５に伝達するものである。上記モータ３０２は、電源回
路を含む図外の制御回路と電気的に接続されており、所
定の条件で回転駆動力を付与することにより操舵補助を
行なう従来周知のものである。モータ３０２は、支持部
材３０４により支持されている。支持部材３０４は、ボ
ルト３０５で上記膨出部２３ｅに固定されていると共
に、軸受３０６を介して上記モータ３０２の回転軸３０
３を軸支している。なおモータ３０２の回転軸３０３
は、軸受３０９を介して膨出部２３ｅに軸支されてい
る。また回転軸３０３の先端には、ナット３０７が螺合
しており、このナット３０７によって、上記軸受３０９
の内輪３０９ａに先端が締結されている。ナット３０７
は、膨出部２３ｅの凹部に嵌合しているカバー３０８に
よって、覆われている。

【００２０】以上のような構成において、ボールナット
機構部Ｍのラック軸２２に対する芯出しを正確に行なう
ために、ボールナット機構部Ｍの両端は、一対の軸受部
材Ｂによって回転自在に支持されている。上記軸受部材
Ｂの一方は、ラジアルボール軸受Ｂ１により構成されて
いる。ラジアルボール軸受Ｂ１は、ボールナット部３２
の一端側の外周に形成された内輪軌道Ｂ１ａ、内輪軌道
Ｂ１ａの外周に配設される外輪Ｂ１ｂ、及び外輪Ｂ１ｂ
と内輪軌道Ｂ１ａとの間に転動可能に介装される多数の
転動体Ｂ１ｃとにより構成されている。このラジアルボ
ール軸受Ｂ１の外輪Ｂ１ｂは、上記ブッシュ部材２３ｄ
の他端部側内周にボールナット機構部Ｍの一端を支持し
ている。

【００２１】また他方の軸受部材Ｂは円筒部材Ｂ２によ
り構成されている。円筒部材Ｂ２は上記第１のカバー部
２３ａの一端部に形成された拡開部分の内周に圧入嵌合
されており、上記ボールナット機構部Ｍの外周面を、例
えば直径で０．１ｍｍ〜０．２ｍｍの隙間を隔てた状態
で緩挿させている。そしてこれにより円筒部材Ｂ２は、
上記ハウジング２３に対し径方向に僅かな移動を許容し
た状態でボールナット機構部Ｍの他端を回転自在に支持
している。

【００２２】上記構成からなる電動パワーステアリング
装置によれば、通常の使用状態においては、ボールナッ
ト機構部Ｍを、ハウジング２３を構成する第２のカバー
部２３ｃに対して径方向に微小量だけ変位させることが
できる。従って、ボールナット機構部Ｍの組み込まれた
ハウジング２３に対してもラック軸２２を容易に組み立
てることができる。

【００２３】他方、図外のタイヤ側からの外乱によりラ
ック軸２２に大荷重が作用した場合、この大荷重による
ラック軸２２の曲げ方向の力は、ボールナット機構部Ｍ
のボールねじ部３１からボール３３を介してボールナッ
ト部３２に伝達され、さらにボールナット部３２から一
対の軸受部材Ｂに伝達される。ここで本実施例において
は、一方の軸受部材Ｂがハウジング２３に対しボールナ
ット機構部Ｍの一端を支持するラジアルボール軸受Ｂ１
で構成されていると共に、他方が上記ハウジング２３に
対し径方向に僅かな移動を許容した状態でボールナット
機構部Ｍの他端を回転自在に支持する円筒部材Ｂ２で構
成されているので、上記大荷重によるラック軸２２の変
位は、一対の軸受部材Ｂであるラジアルボール軸受Ｂ１
及び円筒部材Ｂ２によって、ボールナット機構部Ｍの変
位量のみに規制される。従って、上記曲げ方向の力は、
ラック軸２２が上記微小量だけ変位した後、ラジアルボ
ール軸受Ｂ１及び円筒部材Ｂ２により堅固に受け止めら
れる結果、ラック軸２２を曲げる方向に作用する撓みを
充分に規制し、装置の充分な強度を維持することができ
るという顕著な効果を奏する。

【００２４】特に本実施例においては、組立時において
アイドルギヤ３５を長孔形状の挿通孔ｅ１の長手方向に
変位可能に構成していると共に、図２に示すように、ア
イドルギヤ３５の軸芯３５ａをギヤ３４の軸芯３４ａと
入力ギヤ３６の軸芯３６ａとを結ぶ直線Ｌ１から上記長
手方向に外しているので、製品の組立時において、ボル
ト３８を上記挿通孔ｅ１の長軸に沿わせてアイドルギヤ
３５の位置調整を行なうことができる結果、各ギヤ３
４、３５、３６の寸法誤差や組立誤差を吸収し、バック
ラッシを可及的に低減することができるという利点があ
る。

【００２５】なお本考案は上記実施例に限定されてるも
のではなく、種々の設計変更が可能であることは云うま
でもない。

【００２６】

【考案の効果】以上説明したように本考案の電動パワー
ステアリング装置によれば、通常の使用状態において
は、ボールナット機構部を、ハウジングに対して径方向
に所定量だけ変位させることができる。従って、ボール
ナット機構部の配設されたハウジングに対し、ラック軸
を容易に組み立てることができる。しかもタイヤ側から
の外乱によりラック軸に大荷重が作用した場合において
は、この大荷重によるラック軸の変位が、一対の軸受部
材であるラジアルボール軸受及び円筒部材によって、ボ
ールナット機構部の変位量のみに規制される。従って、
ラック軸を曲げる方向に作用する撓みを充分に規制し、
装置の充分な強度を維持することができるという顕著な
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例における電動パワーステアリ
ング装置を示す要部拡大断面図である。

【図２】上記実施例のギヤ構成を示す概略図である。

【図３】上記実施例の概略構成図である。

【図４】従来の構成を示す要部拡大断面図である。

【符号の説明】

１０ 電動パワーステアリング装置 Ａ１ ステアリングシャフト組立体 Ａ２ ステアリング機構部 Ａ３ 操舵補助部 Ｂ 軸受部材 Ｂ１ ラジアルボール軸受 Ｂ２ 円筒部材 Ｍ ボールナット機構部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−191468（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−261573（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−96965（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−33779（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B62D 5/04

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ステアリングシャフト組立体のピニオンギ
   ヤに噛合するラック軸、ラック軸の外周を覆うハウジン
   グ、及びハウジングに対して上記ラック軸を当該軸方向
   に変位自在に軸支する支軸部材を有するステアリング機
   構部と、 上記ハウジングに対し一対の軸受部材を介して支持され
   るボールナット機構部を含み、当該ボールナット機構部
   を介して駆動力をラック軸に対して付与することにより
   操舵補助を行なうモータを有する操舵補助部とを備えた
   電動パワーステアリング装置において、 上記一対の軸受部材は、一方が上記ハウジングに対しボ
   ールナット機構部の一端を支持するラジアルボール軸受
   で構成されていると共に、他方が上記ハウジングに対し
   径方向に所定量の移動を許容するように隙間を介してボ
   ールナット機構部の他端を回転自在に支持する円筒部材
   で構成されていることを特徴とする電動パワーステアリ
   ング装置。