JP2991948B2 - 電動操舵アクチュエータ - Google Patents

電動操舵アクチュエータ

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    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
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    • B62D5/0427Electric motor acting on or near steering gear the axes of motor and final driven element of steering gear, e.g. rack, being parallel the axes being coaxial

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電動操舵アクチュエー
タに関し、特に4輪操舵車両の後輪転舵装置や、電動パ
ワーステアリング装置に用いる電動操舵アクチュエータ
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】4輪操舵車両の後輪転舵装置や電動パワ
ーステアリング装置に用いられる電動機の回転力を操舵
軸の軸力に変換するための電動操舵アクチュエータとし
て、従来、操舵軸と相対回転可能なロータを操舵軸と同
軸配置してなる電動機と、ロータと一体回転するナット
及びナットとボールを介して螺合し且つ操舵軸と一体に
左右動するスクリューからなるボールスクリュー機構と
を有するものが知られている(実開平4−115983
号公報等参照)。
【0003】上記従来の電動操舵アクチュエータは、ボ
ールスクリュー機構のナットの軸方向一端に形成された
半径方向外向きのフランジを、電動機のロータの軸方向
端面にボルト止めすることにより、ナットとロータとを
一体結合するようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この構造には、ボルト
を螺着し得る部分を設ける必要性からロータの軸方向寸
法が無用に増大するうえ、ロータにナットを予め結合し
ておかねばならないためにロータを単体で着脱し得ず、
組立性及び保守性にも難点がある。
【0005】本発明は、このような従来技術の不都合を
解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、
軸方向寸法を短寸化し得ると共に、組立性及び保守性を
向上し得るように構成された電動操舵アクチュエータを
提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】このような目的は、本発
明によれば、上記構成の電動操舵アクチュエータに於い
て、ナットを第1ケーシング内に回転自在に受容し、且
つロータを第2ケーシング内に回転自在に受容すると共
に、ロータとナットとの結合部にセレーション手段を設
け、第1ケーシングと第2ケーシングとを互いに結合さ
せることにより、セレーション手段が結合するように構
成することによって達成される。
【0007】特に、第1ケーシングと第2ケーシングと
の結合部、及びナットとロータとの結合部にそれぞれ印
篭嵌合部を設けるようにしたり、ナットとロータとの結
合部に設けられた印篭嵌合部とセレーション嵌合部とを
互いに軸方向に列設すると共に、これらの間に弾性部材
を配するようにしたりすると良い。
【0008】
【作用】このような構成によれば、ナットのフランジ及
びロータのボルト孔が不要となるので、その分、両者の
軸方向寸法が低減される。また、ボルトの締め付け工程
が不要となり、ボルト自体が不要となるので、組立工数
及び部品点数が低減される。しかも、予め第1ケーシン
グにボールスクリュー機構を軸方向変位不能に組み込ん
でおくことができるので、ロータ単体での着脱が可能と
なることから、保守整備性が向上すると同時に、ボール
スクリュー機構側に影響を及ぼさずに電動機の交換・変
更が行える。
【0009】また、第1・第2両ケーシング間の結合
部、及びナットとロータ間の結合部にそれぞれ印篭嵌合
部を設ければ、ロータの軸精度、及びロータとステータ
間のクリアランス精度を高めることができる。これに加
えて、ナットとロータ間の印篭嵌合部とセレーション嵌
合部とを互いに軸方向に列設し、かつこれらの間に弾性
部材を配するものとすれば、ナットとロータ間の同軸精
度を高めると同時に両者間の軸方向のがたを吸収するこ
とができる。
【0010】
【実施例】以下に添付の図面に示された具体的な実施例
に基づいて本発明の構成を詳細に説明する。
【0011】図1は、本発明が適用された電動操舵アク
チュエータの全体を示している。この電動操舵アクチュ
エータ1は、4輪操舵車両に於ける後輪転舵装置に用い
られるものであり、直流電動機部2と、ボールスクリュ
ー部3と、中立位置復帰装置部4とからなり、これら各
部は、大別して2つの部分からなるケーシング5・6内
に、軸方向に直列配置された状態で内蔵されている。
【0012】直流電動機部2は、後に説明するボールス
クリュー部3のナット7を介して第1ケーシング5に一
端が支持され、かつ第2ケーシング6に設けられた軸受
け8に他端が支持されたロータ9と、第2ケーシング6
の内周面に固着された永久磁石からなるステータ10と
からなり、第1ケーシング5側に設けられたブラシ11
に供給される電力により、ナット7を直接に正逆回転駆
動し得るようになっている。
【0013】ロータ9の中心軸12(以後ロータ軸と呼
称する)は、中空に形成されており、その中空部内を貫
通して操舵軸13が挿通されている。この操舵軸13
は、その各端が第1・第2両ケーシング5・6の各端か
ら突出しており、これら各突出端に、図示されていない
ボールジョイントなどを介して左右のタイロッドを連結
し得るようになっている。
【0014】ボールスクリュー部3は、ロータ軸12の
中空孔に連通する中空内周面に内ねじが形成されたナッ
ト7と、操舵軸13の中間部に設けられた外ねじからな
るスクリュー14と、これらナット7とスクリュー14
との互いに対応する部分にそれぞれ形成された半円形断
面をなすねじ溝15・16内を循環して転動可能な多数
のボール17とからなっている。
【0015】中立位置復帰装置部4は、操舵軸13の反
電動機側の端部に固着された円板18と、円板18に一
端が固着され、かつボールスクリュー部3側へ他端が延
出されたスリーブ19と、スリーブ19の外周面と第1
ケーシング5の内周面との間に一対のリング状のばねリ
テーナ20・21を介して縮設された圧縮コイルばね2
2とからなっている。ここで圧縮コイルばね22は、第
1ケーシング5の反電動機側の開口端を閉じるエンドキ
ャップ23に設けられた軸方向突部24及び円板18の
外周縁部に一端が当接し、かつスリーブ19の遊端に形
成された段部25及び第1ケーシング5の内周面に形成
された段部26に他端が当接している。
【0016】操舵軸13は、操舵軸13と平行に延在
し、かつ第1ケーシング5とエンドキャップ23とで固
定された回り止めピン27に対し、円板18に一体形成
された半径方向外向きのフォーク状部分28が係合する
ことにより、ケーシング5・6に対して回転不能にされ
ている。これにより操舵軸13は、ボールスクリュー部
3のナット7が回転すると、ケーシング5・6に対して
軸方向にのみ移動し得るようになっている。そしてこの
操舵軸13の軸方向移動により、図示されないタイロッ
ドを介して後輪が転舵されることとなる。
【0017】操舵軸13が図1に示された中立位置から
左方へ移動すると、操舵軸13に固着された円板18と
共にスリーブ19が左方へ移動する。するとスリーブ1
9の段部25とエンドキャップ23の軸方向突部24と
の間にて圧縮コイルばね22が押し縮められ、操舵軸1
3にこれを中立位置に戻そうとする反発力が作用する。
この反対に、操舵軸13が中立位置から右方へ移動する
と、操舵軸13に固着された円板18と第1ケーシング
5の段部26との間にて圧縮コイルばね22が押し縮め
られ、この場合も、操舵軸13にこれを中立位置に戻そ
うとする反発力が作用する。これにより、エンジン停止
時あるいは操舵駆動力が途絶えた際に操舵軸13が自動
的に中立位置に戻るフェイルセーフが図られる。
【0018】ナット7とロータ軸12との結合部29
は、図2に良く示すように、ロータ軸12の一端とナッ
ト7の対応部とが印篭嵌合し、ナット7の開口端とロー
タ軸12の対応部とがセレーション結合している。また
第1ケーシング5と第2ケーシング6との相互嵌合部3
0は、印篭嵌合している。
【0019】一方、ナット7は、第1ケーシング5の内
周面に対して段部31とストップリング32とをもって
軸方向移動不能に嵌合したアンギュラ玉軸受け33に対
し、ベアリングナット34及びカラー35をもって軸方
向移動不能に結合している。従って、ナット7は第1ケ
ーシング5に対し、軸方向移動不能に、かつ回転自在に
支持されていることとなる。
【0020】ここでロータ軸12の一端をナット7の開
口端に整合させつつ第1ケーシング5と第2ケーシング
6とを印篭嵌合して両ケーシング5・6同士をボルト止
めすると、ロータ軸12の他端側の軸方向位置が第2ケ
ーシング6に設けられた軸受け8にて規定されているの
で、ナット7とロータ軸12とがセレーション結合し、
ナット7とロータ軸12とが一体回転可能となる。
【0021】ところで、ナット7とロータ軸12との印
篭嵌合部36とセレーション結合部37とで挟まれる位
置には、Oリング或いはウェーブワッシャ等の軸方向に
弾発力を発揮する弾性部材38が介装されており、これ
によって両者間の軸方向のがたが好適に吸収され、異音
などの発生が防止される。
【0022】
【発明の効果】このように本発明によれば、ナットのフ
ランジ及びロータのボルト孔が不要となるので、その
分、両者の軸方向寸法を低減し得る上、ボルトの締め付
け工程が不要となり且つボルト自体が不要となるので、
組立工数及び部品点数が低減される。しかも、ボールス
クリュー機構に影響を及ぼすことなく電動機の交換が行
えるので、保守整備性が向上すると同時に、例えば車両
重量の違いに応じて電動機の出力を変える場合にも容易
に対処可能である。これらに加えて、印篭嵌合とセレー
ション結合とを組み合わせ、これらの間に弾性部材を介
装するものとしたので、ロータの軸心精度を高め、ステ
ータとのクリアランスを適正に保つことができる上、ナ
ットとロータとの同軸精度とトルク伝達容量とを確保し
つつ、軸方向のがたを吸収することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に基づき構成された電動操舵アクチュエ
ータの全体構成図。
【図2】要部拡大断面図。
【符号の説明】
1 電動操舵アクチュエータ 2 直流電動機部 3 ボールスクリュー部 4 中立位置復帰装置部 5 第1ケーシング 6 第2ケーシング 7 ナット 8 軸受け 9 ロータ 10 ステータ 11 ブラシ 12 ロータ軸 13 操舵軸 14 スクリュー 15 (内)ねじ溝 16 (外)ねじ溝 17 ボール 18 円板 19 スリーブ 20・21 ばねリテーナ 22 圧縮コイルばね 23 エンドキャップ 24 軸方向突部 25 (スリーブの)段部 26 (第1ケーシングの)段部 27 回り止めピン 28 フォーク状部分 29 結合部 30 相互嵌合部 31 (ベアリング用の)段部 32 ストップリング 33 アンギュラ玉軸受け 34 ベアリングナット 35 カラー 36 印篭嵌合部 37 セレーション結合部 38 弾性部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 片嶋 淑隆 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式 会社 本田技術研究所内 (72)発明者 柿崎 能生 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式 会社 本田技術研究所内 (72)発明者 須田 均 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式 会社 本田技術研究所内 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B62D 5/04 B62D 7/14

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 操舵軸と相対回転可能なロータを前記操
    舵軸と同軸配置してなる電動機と、前記ロータと一体回
    転するナット及び該ナットとボールを介して螺合し且つ
    前記操舵軸と一体に左右動するスクリューからなるボー
    ルスクリュー機構とを有し、前記電動機の回転力を前記
    操舵軸の軸力に変換するための電動操舵アクチュエータ
    であって、 前記ナットを第1ケーシング内に回転自在に受容し、且
    つ前記ロータを第2ケーシング内に回転自在に受容する
    と共に、 前記ロータと前記ナットとの結合部にセレーション手段
    を設け、 前記第1ケーシングと前記第2ケーシングとを互いに結
    合させることにより、前記セレーション手段が結合する
    ようにしてなることを特徴とする電動操舵アクチュエー
    タ。
  2. 【請求項2】 前記第1ケーシングと前記第2ケーシン
    グとの結合部、及び前記ナットと前記ロータとの結合部
    に、それぞれ印篭嵌合部を設けたことを特徴とする請求
    項1に記載の電動操舵アクチュエータ。
  3. 【請求項3】 前記ナットと前記ロータとの結合部に設
    けられた印篭嵌合部とセレーション嵌合部とを互いに軸
    方向に列設すると共に、これらの間に弾性部材を配した
    ことを特徴とする請求項1に記載の電動操舵アクチュエ
    ータ。
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