JP3693601B2 - 自動車用電動式パワーステアリング装置 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車用電動式パワーステアリング装置に関するものであり、さらに詳細には、操向力を倍加させることができるようにモータが備わったラックピニオン型ギア機構において、モータシャフトと結合されるボールナットの支持構造を改善した自動車用電動式パワーステアリング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車のステアリング装置は車両の進行方向を任意に変えるためのものであり、ステアリング・ホイール、ステアリングシャフト及びステアリングコラムで構成される操作機構と、この操作機構の運動方向を変換するギア機構と、そしてギア機構の動きを車輪に伝達するリンク機構とで大別される。
【０００３】
一方、ギア機構はウォームギアおよびセクタギアを利用したウォームセクタ型と、ラックギアおよびピニオンギアの組合せで作動するラックピニオン型などが一般に用いられるが、このようなギア機構に操向力を倍加させることができるようにモータと減速器とを備えたことが電動式パワーステアリング装置である。
【０００４】
図１は、従来のラックピニオン型電動式パワーステアリング装置を見せた断面図である。これに図示されたように、操作機構から回転力を伝達されるトルクセンサ１０と、このトルクセンサ１０と軸を交えて内部にラックバー３０が設けられたピニオンハウジング２０と、そしてラックバー３０の両側に延設されたタイロッド４０と、ラックバー３０の中間一側には用意されたモータ５０とを備える。
【０００５】
このモータ５０は、ピニオンハウジング２０に比べて大きな直径でつながって形成されるモータハウジング５１と、その内部の外側面に密着して設けられる固定子５２と、固定子５２の内側に回転自在に設けられる回転子５３と、回転子５３の内側につながって連動するように長く形成されるモータシャフト５４と、モータシャフト５４の一端側内部に用意されるボールナット５５とを備える。
【０００６】
この時、ボールナット５５の内部側とラックバー３０の外部側とには、相互対応する螺旋溝が形成され、その間にはボールが介在されてボールナット５５の回転時ラックバー３０が軸方向に移動する。
【０００７】
一方、ボールナット５５は、モータシャフト５４の挿入される一端がその内部に形成された段差に密着して、他端はこれを密着固定させることができるように用意されたロックスクリュー５６により固定され、このロックスクリュー５６の後方側には止めリング５８が用意される。
【０００８】
すなわち、ロックスクリュー５６はボールナット５５の離脱を防止するものであり、外周面にねじが形成されてモータシャフト５４の内部に形成されたねじと締結される。止めリング５８はロックスクリュー５６の離脱を防止するものであり、モータシャフト５４の内部に形成された溝５７に外周側が挿入されて内周側がロックスクリュー５６を支えるようになる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来のモータは、止めリングが設けられる溝と止めリングとの断面が矩形で用意され、円滑な設置のために止めリングの厚さに比べて溝の幅を大きく用意することによって、その間には所定の間隙が発生する。
【００１０】
したがって、ロックスクリューが解除されれば止めリングと溝との間隙ほどロックスクリューが軸方向に移動するので、モータシャフトの内部に密着固定されたボールナットの回転及び摺動運動が自由になるようになる。
【００１１】
すなわち、モータシャフトからボールナットに伝えられる回転力が円滑でなくて操向感に問題が生じ、ボールナットがぶつかる騷音が生じる問題点があった。
【００１２】
また、別途のトルクリミッターが用意されていないので、過負荷発生時モータが損傷される問題点があった。
【００１３】
本発明はこのような従来の問題点を解決するためのものであり、本発明の目的は、設置時生じる間隙を防止できるように止めリングと溝との構造を改善し、モータの過負荷時トルクリミッターの機能を遂行できるようにボールナットとロックスクリューとの間に摩擦材を用意した自動車用電動式パワーステアリング装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するための本発明の自動車用電動式パワーステアリング装置は、内部にラックバーが用意されたピニオンハウジングの中間一側に用意されたモータハウジングと、前記モータハウジングの内部に回転自在に用意されたモータシャフトの内部一側に挿入され回転時前記ラックバーを軸方向に移動させることができるように用意されたボールナットと、前記ボールナットを前記モータシャフトの内部に密着させることができるように前記モータシャフトの一側にねじ結合されるロックスクリューと、前記ロックスクリューの後方側に用意された溝と、前記溝に挿入されて前記ロックスクリューの後方を支持できるように止めリングとが用意された自動車用電動式パワーステアリング装置において、前記溝は円周状で用意され外周側一側面にはテ−パ状に形成された内部テーパ面が用意され、前記止めリングは外周側への拡張可能に用意され拡張力により軸方向に移動して前記溝に密着固定され得るように、外周側一側面に前記内部テーパ面と対面する外部テーパ面が用意されたことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による望ましい一実施例を添付した図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
図２は、本発明による電動式パワーステアリング装置を見せた断面図である。これに図示されたように、トルクセンサ１１０と軸を交えて内部にラックバー１３０が設けられたピニオンハウジング１２０と、ラックバー１３０の両側に延設されたタイロッド１４０とが用意される。
【００１７】
そして、ラックバー１３０の中間一側にはモータ１５０が設けられるが、このモータ１５０はピニオンハウジング１２０に連結して形成されるモータハウジング１５１と、その内部に固定される固定子１５２と、固定子１５２の内側に設けられる回転子１５３と、回転子１５３の内側に長く形成されアンギュラ・コンタクトベアリング１５１ａを介して設けられたモータシャフト１５４と、モータシャフト１５４の一端側内部のボールナット１５５とを備える。
【００１８】
また、ボールナット１５５の内部側とラックバー１３０の外部側とには相互対応する螺旋溝が形成されて、その間にはボールが介在されてボールナット１５５の回転時ラックバー１３０が軸方向に移動する。
【００１９】
同時に、ボールナット１５５は、モータシャフト１５４の挿入される一端がその内部に形成された段差に密着し、他端はこれを密着固定させることができるように用意されたロックスクリュー１５６により固定され、このロックスクリュー１５６の後方側には止めリング１５８が用意される。
【００２０】
すなわち、ロックスクリュー１５６は外周面にねじが形成されてモータシャフト１５４の内部に形成されたねじと締結され、止めリング１５８はモータシャフト１５４の内部に形成された溝１５７に外周側が挿入されて内周側がロックスクリュー１５６を支えるようになる。
【００２１】
一方、本発明では、モータ１５０の過負荷時トルクリミッターの機能を遂行できるように、ボールナット１５５とロックスクリュー１５６との間に摩擦材１５９が用意される。
【００２２】
この摩擦材１５９は、モータシャフト１５４の内部段差とこれに圧着されるボールナット１５５の軸方向一側面とに設けられて、モータ１５０の過負荷が生じる時すべり運動されてモータ１５０の損傷を防止するようになる。
【００２３】
すなわち、摩擦材１５９はラックバー１３０の外部側に配置できるように中空の円板状に用意されて、ボールナット１５５とロックスクリュー１５６との間で設けられることで、トルクリミッターの機能を遂行するようになることである。
【００２４】
また、本発明では、止めリング１５８の設置時生じる間隙を防止できるように止めリング１５８及び溝１５７の構造が用意される。
【００２５】
まず、溝１５７はモータシャフト１５４の内部に円周状で用意されるものであり、その断面は図２に拡大図示されたように、全体的には矩形で形成され外周側の一側面がテーパ状になるように形成された内部テーパ面１５７ａが用意されるベベル形溝１５７である。
【００２６】
次に、これに挿入される止めリング１５８は、図３に図示されたように、溝１５７に対応する形状で用意され、溝１５７に挿入できるように溝１５７の幅より小さい厚さで用意される。
【００２７】
この止めリング１５８は、中心側が開口形成され、溝１５７の内部に挿入されて外周側に拡張可能に溝１５７に比べて大きな直径で用意され外周一側が切断される。
【００２８】
また、外周側一側面には内部テーパ面１５７ａと対応するようにテ−パ状に形成される外部テーパ面１５８ａが形成されたベベル形止めリング１５８で用意される。
【００２９】
すなわち、止めリング１５８は、外周側に拡張しようとする力が外部テーパ面１５８ａとこれに対応する内部テーパ面１５７ａにより軸方向に転換されながら、溝１５７の内側のロックスクリュー１５６側に密着固定される。
【００３０】
このように構成された本発明の自動車用電動式パワーステアリング装置は、ボールナット１５５をモータシャフト１５４に挿入して、ロックスクリュー１５６の一側面に摩擦材１５９を結合させた状態で、このロックスクリュー１５６をモータシャフト１５４の内部に挿入した後回転させて摩擦材１５９を圧着すると同時に、ボールナット１５５の後方側を支える。
【００３１】
そして、ねじ結合されるロックスクリュー１５６が軸方向に移動することを防止できるように、ロックスクリュー１５６の後方側には止めリング１５８を設ける。
【００３２】
この時、止めリング１５８は外周側に拡張可能に内周側に収縮させた状態で溝１５７に挿入されて、止めリング１５８の外周側が溝１５７の外周側と離隔されるように設けられる。
【００３３】
そして、止めリング１５８の外部テーパ面１５８ａと溝１５７の内部テーパ面１５７ａとは相互密着して、止めリング１５８の外周側に拡張しようとする力により外部テーパ面１５８ａが内部テーパ面１５７ａと密着した状態でこれに沿って移動される。
【００３４】
こういうわけで、止めリング１５８の外周側が溝１５７の外周側と密着すると同時に止めリング１５８の軸方向一側面が溝１５７の内部一側面に密着固定されて、この止めリング１５８の内周側に密着するロックスクリュー１５６の解除を防止するようになる。
【００３５】
同時に、モータ１５０で過負荷が生じる時には、回転力を伝達するモータシャフト１５４とボールナット１５５とが摩擦材１５９によってすべり運動されて、その間に伝えられる回転力を制限するトルクリミッターの機能をするようになる。
【００３６】
【発明の効果】
以上で詳細に説明したように、本発明による自動車用電動式パワーステアリング装置は、ベベル形溝の内部で外周側に拡張しようとするベベル形止めリングが、相互対面するテーパ面により軸方向に支持力を発生させて、これに連結されたロックスクリューとの間隙を防止できる。また、トルクリミッターの機能を備えた摩擦材をモータシャフト及びボールナットとロックスクリューとの間に用意することによって、過負荷によるモータの損傷を防止できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の電動式パワーステアリング装置を見せた断面図である。
【図２】本発明による電動式パワーステアリング装置を見せた断面図である。
【図３】本発明による止めリングを見せた斜視図である。
【符号の説明】
１１０:トルクセンサ
１２０:ピニオンハウジング
１３０:ラックバー
１４０:タイロッド
１５０:モータ
１５１:モータハウジング
１５２:固定子
１５３:回転子
１５４:モータシャフト
１５５:ボールナット
１５６:ロックスクリュー
１５７:溝
１５７ａ:内部テーパ面
１５８:止めリング
１５８ａ:外部テーパ面
１５９:摩擦材

Claims (2)

  1. 内部にラックバーが用意されたピニオンハウジングの中間一側に用意されたモータハウジングと、前記モータハウジングの内部に回転自在に用意されたモータシャフトの内部一側に挿入され回転時前記ラックバーを軸方向に移動させることができるように用意されたボールナットと、前記ボールナットを前記モータシャフトの内部に密着させることができるように前記モータシャフトの一側にねじ結合されるロックスクリューと、当該ロックスクリューのボールナット側を前方側としてその後方側に用意された溝と、前記溝に挿入されて前記ロックスクリューの後方を支持できるように止めリングとが用意された自動車用電動式パワーステアリング装置において、
    前記溝は円周状で用意され外周側一側面にはテ−パ状に形成された内部テーパ面が用意され、前記止めリングは外周側への拡張可能に用意され拡張力により軸方向に移動して前記溝に密着固定され得るように、外周側一側面に前記内部テーパ面と対面する外部テーパ面が用意されたことを特徴とする自動車用電動式パワーステアリング装置。
  2. 前記ロックスクリューとボールナットとの間には、トルクリミッターの機能を遂行できるように摩擦材が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の自動車用電動式パワーステアリング装置。
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