JP3781558B2 - 舵取装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、操舵輪に連結される操舵軸がころがり軸受を介して軸ハウジングに支持されている舵取装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車用の舵取装置としては、例えば図11に示す如く一端部に操舵輪100が取付けられる金属製の第1操舵軸101をころがり軸受102を介して内部に支持する第1軸ハウジング103が、第1操舵軸101の他端部に嵌合されて連なる金属製の第2操舵軸104を内部に支持する第2軸ハウジング105に移動が可能に嵌合してある。これら第1及び第2操舵軸101,104、ころがり軸受102、第1及び第2軸ハウジング103,105は剛性を高めるため、金属材料で形成されている。
【0003】
前記第2軸ハウジング105内には、前記第2操舵軸104及び該第2操舵軸104にトーションバー106を介して連結される第3操舵軸107の相対変位量により操舵トルクを検出するトルクセンサ108と、該トルクセンサ108の検出結果に基づいて駆動される操舵補助用の電動モータ109の回転を減速して前記第3操舵軸107に伝達する減速機構110とを備え、操舵輪100の回転に応じた舵取機構の動作を前記電動モータ109の回転により補助し、舵取りのための運転者の労力負担を軽減するように構成されている。
【0004】
前記トルクセンサ108は、端面に矩形状の歯部が周方向に形成されている複数個の磁性体製リングをトルク検出コイルの内側に配置し、前記トーションバー106の捩じれに対応して前記磁性体製リングが相対回転したときに前記歯部の対向面積が変化して、トルク検出コイルのインピーダンスが変化することにより前記操舵トルクを検出する非接触式センサが用いられている。
【0005】
以上の如く第1及び第2操舵軸101,104、ころがり軸受102、第1及び第2軸ハウジング103,105は金属材料で形成されているため、操舵輪100に取付けられる警音器押しボタンの負極端子を前記第1操舵軸101に接続して、負極端子から第1操舵軸101、ころがり軸受102、第1軸ハウジング103及びこれの取付ブラケット111を経て自動車の車体へ電流が流れボディアースされている。
【0006】
図8はころがり軸受部分の拡大断面図、図9はころがり軸受の断面図、図10はころがり軸受の側面図である。
ころがり軸受102は、複数の転動体102aを介して嵌合される内輪102b及び外輪102cと接触してこれらの軸長方向一端及び前記転動体102a間に設けられる略C字形の導電リング102dを備えている。この導電リング102dは、前記第1操舵軸101へ流れる前記電流を内輪102bから外輪102cへ流れ易いようにして、トルクセンサ108の特性が乱れるのを防ぐものである。
【0007】
内輪102b及び外輪102cの導電リング102dとの接触部には環状溝102e,102fを設けて、導電リング102dが外輪102cから脱落するのを防ぐとともに、第1操舵軸101と共回りする内輪102bと導電リング102dとの接触面積を増大するように構成されており、また、内輪102b及び外輪102c間の空間に潤滑油を充填して回転性を高めるとともに、導電リング102dの内輪102bとの接触抵抗を小さくするようにしてある。
【0008】
また、ころがり軸受102は、導電リング102dが不用意に脱落した場合、これが第1及び第2軸ハウジング103,105からトルクセンサ108部分へ侵入することがないように、導電リング102dが転動体102aの上側(操舵輪100側)となるように前記第1軸ハウジング103に組込まれている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、以上の如く構成された従来の舵取装置にあっては、ころがり軸受102の内輪102b及び外輪102c間の空間は上下方向へ開放されていて、該空間に充填された潤滑油が転動体102a部分よりも下側に溜り易くなるため、転動体102aよりも上側に設けられている導電リング102d部分は必然的に潤滑油が切れ易いのである。この導電リング102d部分の潤滑油が切れることにより導電リング102dの環状溝102eとの接触抵抗が増大して異音が発生することになるという問題があった。
【0010】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、ころがり軸受の内輪及び外輪の軸長方向一端と導電リングとの間の空間に封止環を設けて、該封止環が導電リングの反操舵輪側となるようにハウジングに組込むことにより、導電リング部分の潤滑剤が切れるのを防止するとともに、導電リングが脱落するのを防止することができる舵取装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る舵取装置は、操舵輪に連結される操舵軸をハウジング内に支持するためのころがり軸受が、複数の転動体を介して嵌合される内輪及び外輪と接触してこれらの軸長方向一端及び前記転動体間に設けられる導電リングを備えている舵取装置において、前記ころがり軸受は、内輪及び外輪の軸長方向一端と前記導電リングとの間の空間に、該ころがり軸受に充填される潤滑剤の流出を防ぐための封止環が設けてあり、該封止環が前記導電リングの反操舵輪側となるように前記ハウジングに組込まれており、前記導電リング及び封止環の外周部は前記外輪の端部内周面に設けた同一の環状溝に嵌合されていることを特徴とする。
【0012】
本発明にあっては、内輪及び外輪の軸長方向一端と導電リングとの間に封止環が設けてあり、しかも、ころがり軸受は前記封止環が導電リングの反操舵輪側となるようにハウジングに組込まれており、さらに、導電リング及び封止環の外周部は前記外輪の端部内周面に設けた同一の環状溝に嵌合されているため、導電リング部分の潤滑剤切れ及び導電リングの脱落を封止環により良好に防止することができる。従って、導電リング部分の潤滑剤切れによる異音の発生を防止できる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
実施の形態1
図1は本発明に係る舵取装置の実施の形態1の要部を示す拡大断面図、図2はころがり軸受の拡大断面図、図3はころがり軸受の側面図、図4は全体の断面図である。
【0014】
舵取装置は、図4に示すように、一端部に舵取りのための操舵輪1が取付けられる第1操舵軸2と、該第1操舵軸2を内部に支持する第1軸ハウジング(ハウジング)3と、第1操舵軸2の他端部に嵌合されて連なる第2操舵軸4と、該第2操舵軸4を内部に支持する第2軸ハウジング5と、前記第1軸ハウジング3を車体Sに取付ける取付ブラケット6とを備え、第1軸ハウジング3の他端部が第2軸ハウジング5の一端部に軸長方向への移動が可能に嵌合してあり、第2軸ハウジング5の他端部にセンサハウジング7が連結してあり、また、このセンサハウジング7にギヤハウジング8が連結されている。
【0015】
第1操舵軸2は、一端部が金属製のころがり軸受9を介して第1軸ハウジング3の一端部内面に回転が自由に支持され、他端部が断面非円形の筒状に形成されて、第2操舵軸4の一端部に相対回転が不能であり、軸長方向への移動が可能に嵌合してある。尚、第1及び第2操舵軸2,4、ころがり軸受9、第1及び第2軸ハウジング3,5は剛性を高めるため、金属材料で形成されている。
【0016】
センサハウジング7には、前記第2操舵軸4に連結された第3操舵軸11a及び該第3操舵軸11aにトーションバー10を介して連結される第4操舵軸11bの相対変位量により操舵トルクを検出するトルクセンサ12が内装されており、ギヤハウジング8にはトルクセンサ12の検出結果に基づいて駆動される操舵補助用の電動モータ13の回転を減速して前記第4操舵軸11bに伝達する減速機構14が内装されており、操舵輪1の回転に応じた舵取機構の動作を前記電動モータ13の回転により補助し、舵取りのための運転者の労力負担を軽減するように構成されている。
また、第4操舵軸11bの他端部は、ユニバーサルジョイントを介してラックピニオン式の舵取機構に連結されている。
【0017】
前記トルクセンサ12は、端面に矩形状の歯部が周方向に形成されており、第3操舵軸11a,第4操舵軸11bに嵌合された磁性体製リング12a,12aをトルク検出コイル12bの内側に配置し、前記トーションバー10の捩じれに対応して前記磁性体製リング12a,12aが相対回転したときに前記歯部の対向面積が変化して、トルク検出コイル12bのインピーダンスが変化することにより前記操舵トルクを検出する非接触式センサが用いられている。
【0018】
また、前記操舵輪1には警音器に接続される警音器押しボタン(図示せず)が取付けられている。この警音器押しボタンの正極端子は警音器に接続され、負極端子は前記第1操舵軸2に連なり、該第1操舵軸2から前記ころがり軸受9、第1軸ハウジング3及び取付ブラケット6を経て自動車の車体Sへ電流が流れボディアースされるように構成されている。
【0019】
ころがり軸受9は、複数の転動体91を介して嵌合される内輪92及び外輪93と、これらの軸長方向一端及び前記転動体91間に設けられる略C字形の導電リング94と、内輪92及び外輪93の軸長方向一端と前記導電リング94との間の空間に設けられる封止環95とを備えている。外輪93の端部内周面には前記導電リング94及び封止環95に対応する環状溝96が設けてあり、また内輪92の端部外周面には環状溝を設けることなく前記導電リング94を接触させている。
【0020】
導電リング94は、前記環状溝96の周面と接触するように外輪93内に挿嵌される略C字形の円弧部94aと、これの端末に径方向内側へ向けて折り返された折返片94b,94bとを備え、これら折返片94b,94bが内輪92の端部外周面と接触して、第1操舵軸2へ流れる前記電流を内輪92、導電リング94及び外輪93から第1軸ハウジング3へ流れるようにしてある。
【0021】
封止環95は、金属製のリングに合成ゴムが加硫接着されており、その外周部を前記環状溝96に嵌合して不用意に脱落するのを防止しており、内周部を前記内輪92の端部外周面に接触させて内輪92及び外輪93間の空間に充填されるグリースなどの潤滑剤の流出を防ぐようにしてある。
【0022】
第1軸ハウジング3の端部内周面には、前記外輪93に対応する嵌合部3aを設けて、前記ころがり軸受9が、封止環95が前記導電リング94の下側(反操舵輪1側)となるように嵌合してあり、端末をかしめることによりころがり軸受9の脱落を防止してある。
【0023】
また、第1操舵軸2には、前記ころがり軸受9の内輪92の端面と接触する弾性環15と、これの脱落を防止する止め輪16及びこれらの間に介在される間座17とを設けて、運転者から前記操舵輪1に作用する衝撃エネルギーを弾性環15で吸収したあと、衝撃エネルギーをころがり軸受9から第1軸ハウジング3に伝えることができるように構成してある。
【0024】
以上の如く構成された舵取装置は、内輪92、外輪93及び転動体91が金属製であり、導電リング94が内輪92及び外輪93と接触しているため、操舵輪1に設けられている警音器押しボタンが押し操作されたとき負極端子から第1操舵軸2に流れる電流を、ころがり軸受9の内輪92、導電リング94及び外輪93に良好に導通することができる。従って、前記電流がトルクセンサ12部分へ流れるのを良好に少なくでき、トルクセンサ12の特性が乱れるのを良好に防ぐことができる。
【0025】
また、導電リング94の下側(反操舵輪1側)に封止環95が設けてあるから、封止環95と転動体91との間の空間に充填される潤滑剤が下側へ流出すること、及び導電リング94が不用意に脱落することを良好に防止することができる。また、このように導電リング94の脱落を防止できるから、内輪92の端部外周面には環状溝を設けることなく導電リング94を接触させることができ、該導電リング94の内輪92との接触抵抗を少なくすることができる。
【0026】
実施の形態2
図5は実施の形態2の要部を示す拡大断面図である。
実施の形態2は、第1操舵軸2の外周面ところがり軸受9の内輪92の内周面との間に隙間aを設けるとともに、第1操舵軸2にゴム製の弾性環18を設けて運転者から操舵輪1に作用する衝撃エネルギーを弾性環18で吸収したあと、衝撃エネルギーをころがり軸受9から第1軸ハウジング3に伝える如く構成された舵取装置において、前記隙間aに金属製であり、テーパ状の環体19を嵌合してころがり軸受9のガタつきを防止するとともに、環体19の軸長方向一端に径方向外向きに延びて端末が前記外輪93と接触する環状突起20を設けて、第1操舵軸2に流れる前記電流を前記環体19及び環状突起20から外輪93に流すことができるようにしたものであり、その他の構成及び作用は図1〜図4に示した実施の形態1と同じであるため、共通部品については同じ符号を付し、その詳細な説明及び作用を省略する。
【0027】
この実施の形態2にあっては、第1操舵軸2の軸受嵌合部に研磨加工を行うことなく、第1操舵軸2のガタつきを良好に防止することができるから、コストを低減できるのであり、また、実施の形態1のような導電リング94を有する軸受よりも安価な一般的な軸受を用いることができるから、コストをより一層低減することができる。
【0028】
実施の形態3
図6は実施の形態3の要部を示す拡大断面図、図7は収縮制限環の正面図である。
実施の形態3の舵取装置は、前記トルクセンサ12の磁性体製リング12aの外周面及びセンサハウジング7の内周面間に、センサハウジング7の線膨張係数よりも小さい線膨張係数を有する収縮制限環21を設けて、センサハウジング7の収縮でトルク検出コイル12bのケースに応力が作用することを防止するようにしたものであり、その他の構成及び作用は図1〜図4に示した実施の形態1と同じであるため、共通部品については同じ符号を付し、その詳細な説明及び作用を省略する。
【0029】
収縮制限環21は、周方向3等分位置に凹所21aを設けてリード線等を容易に引き出すことができるようにしてある。
【0030】
従来の非接触式のトルクセンサを備えた舵取装置にあっては、成形されるセンサハウジング7の線膨張係数がトルク検出コイル12bのケースの線膨張係数よりも大きくて、常温よりも低温となる場合、センサハウジング7の内径がトルク検出コイル12bのケースの外径よりも多く収縮してこれらの間に予め設けてある隙間がなくなり、トルク検出コイル12bのケースに応力が作用して操舵トルク中点の中点電圧が変動することになるという問題があり、また、前記隙間aが大きい場合は、前記中点電圧の振れ回りが大きくなるという問題がる。
【0031】
しかしながら、実施の形態3の如く線膨張係数が小さい収縮制限環21を用いることにより、収縮制限環21がセンサハウジング7の収縮を制限するため、トルク検出コイル12bのケースに応力が作用することを防止でき、トルクセンサ12の特性が乱れることを良好に防ぐことができる。
【0032】
【発明の効果】
以上詳述した如く本発明によれば、操舵軸をハウジング内に支持するためのころがり軸受の内輪及び外輪の軸長方向一端と導電リングとの間に封止環が設けてあり、しかも、ころがり軸受は前記封止環が導電リングの反操舵輪側となるようにハウジングに組込まれており、さらに、導電リング及び封止環の外周部は前記外輪の端部内周面に設けた同一の環状溝に嵌合されているため、導電リング部分の潤滑剤が切れること及び導電リングの脱落を封止環により良好に防止することができる。従って、導電リング部分の潤滑剤が切れることによる異音の発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る舵取装置の実施の形態1の要部を示す拡大断面図である。
【図2】本発明に係る舵取装置のころがり軸受の拡大断面図である。
【図3】本発明に係る舵取装置のころがり軸受の側面図である。
【図4】本発明に係る舵取装置の全体の断面図である。
【図5】本発明に係る舵取装置の実施の形態2の要部を示す拡大断面図である。
【図6】本発明に係る舵取装置の実施の形態3の要部を示す拡大断面図である。
【図7】本発明に係る舵取装置の収縮制限環の正面図である。
【図8】従来例における舵取装置の操舵軸支持部分の断面図である。
【図9】従来例における舵取装置のころがり軸受の断面図である。
【図10】従来例における舵取装置のころがり軸受の側面図である。
【図11】従来例における舵取装置の全体の断面図である。
【符号の説明】
2 操舵軸(第1)
3 ハウジング(第1)
9 ころがり軸受
91 転動体
92 内輪
93 外輪
94 導電リング
95 封止環
Claims (1)
- 操舵輪に連結される操舵軸をハウジング内に支持するためのころがり軸受が、複数の転動体を介して嵌合される内輪及び外輪と接触してこれらの軸長方向一端及び前記転動体間に設けられる導電リングを備えている舵取装置において、前記ころがり軸受は、内輪及び外輪の軸長方向一端と前記導電リングとの間の空間に、該ころがり軸受に充填される潤滑剤の流出を防ぐための封止環が設けてあり、該封止環が前記導電リングの反操舵輪側となるように前記ハウジングに組込まれており、前記導電リング及び封止環の外周部は前記外輪の端部内周面に設けた同一の環状溝に嵌合されていることを特徴とする舵取装置。
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