JP3847025B2

JP3847025B2 - 運動変換装置及び動力舵取装置

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Publication number: JP3847025B2
Application number: JP16441899A
Authority: JP
Inventors: 修佐野
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Filing date: 1999-06-10
Publication date: 2006-11-15
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転運動から直線運動へ、又は直線運動から回転運動への運動変換のために用いられる運動変換装置、及びこの運動変換装置を用いて構成された動力舵取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ステアリング操作に応じて操舵補助用の電動モータを駆動し、このモータの回転力を舵取機構に伝えて操舵補助を行わせる構成とした電動式の動力舵取（パワーステアリング）装置が実用化されている。この種の動力舵取装置の多くは、操向車輪（一般的には左右の前輪）に連結された舵取り軸（ラック・ピニオン式舵取機構におけるラック軸等）の周辺に操舵補助用のモータを配し、該モータの回転力を舵取り軸に直接的に伝え、該舵取り軸を軸長方向に移動させて舵取りを補助する構成としてある。
【０００３】
このような構成の実現のためには、モータの回転を舵取り軸の軸長方向の移動に変換するための運動変換装置が必要であり、従来においては、例えば、特開昭61−191468号公報等に開示されている如く、ボールねじを利用した運動変換装置が広く用いられている。
【０００４】
この運動変換装置は、舵取り軸の外周にねじ溝を形成する一方、該舵取り軸を支持するハウジングの内部に、前記ねじ溝に多数のボールを介して螺合するボールナットを、軸長方向の移動を拘束して配し、該ボールナットに操舵補助用のモータの回転力を伝えて回転させ、この回転に伴う前記ねじ溝の螺進を利用して、該ねじ溝が形成された舵取り軸を軸方向に移動させる構成としたものである。
【０００５】
このようなボールねじ式の運動変換装置は、ボールナットの回転から舵取り軸の軸方向移動への運動変換が両者間に介在するボールの転動を伴って行われるから、高い伝動効率が得られる上、舵取り軸の周辺の限られたスペースに、操舵補助用のモータを含めてコンパクトに構成することができ、配設スペースの削減要求に応え得るものとなっている。
【０００６】
ところが、以上の如きボールねじ式の運動変換装置においては、舵取り軸外周のねじ溝の形成に高い精度が要求され、多大の加工工数を要するという問題があり、また舵取り軸とボールナットとの間での前記ボールを介した螺合状態の調整に多大の手間を要し、組み立て工数が増すという問題があった。
【０００７】
また、ねじ溝と螺合する多数のボールは、前記ボールナットに付設された循環機構により循環せしめられる構成となっており、該ボールナットの構成が複雑となる問題があり、更に、前記循環機構中での循環に伴って各ボールの衝突音が発生することが避けられず、この衝突音が、耳障りな異音としてドライバに聴取されるという不具合があった。
【０００８】
このような事情により電動式の動力舵取装置においては、操舵補助用のモータの回転を舵取り軸に伝える用途に用いるべく、ボールねじ式の運動変換装置における前述した問題を解消し得ると共に、ボールねじ式の運動変換装置と同等の高い伝動効率が得られ、コンパクトに構成し得る新規の運動変換装置の実現が切望されている。
【０００９】
このような切望に応え得る運動変換装置として、例えば、特公昭59-12898号公報に開示されている運動変換装置がある。この装置は、軸長方向への移動自在に支持された移動軸と、軸回りの回転自在に支持され、前記移動軸の外側を同軸的に囲繞する回転筒と、該回転筒の内部に偏心保持され、回転自在な内輪を周方向の一か所にて移動軸の周面に係合させてある複数の送りリングとを備えて構成されている。送りリングとしては、前記移動軸の外径よりも十分に大きい内径を有する内輪と外輪との間に、ボール、コロ等の多数の転動体を備えたころがり軸受が用いられている。
【００１０】
また特開昭59−9351号公報には、移動軸の外周面にねじ溝を形成し、このねじ溝に送りリングの内輪に周設された係合突起を係合させて、両者の係合を強化せしめた同様の運動変換装置が開示されている。
【００１１】
これらの運動変換装置においては、回転筒が軸回りに回転した場合、該回転筒に保持された送りリングが内輪と移動軸との係合を保って回転し、該移動軸は、内輪との係合部における軸方向分力の作用により軸方向に移動せしめられ、回転筒の回転が移動軸の軸方向移動に変換される。
【００１２】
このとき送りリングの転動は、内輪と外輪との間に介在するボール、コロ等の転動体を介して生じるから、前述した運動変換は、ボールねじ式の運動変換装置と略同等の伝動効率にてなされる。またこれらの転動体は、内輪と外輪との間に相互間の位置を変えることなく保持されているから、転動体同士の衝突が発生せず、静粛性を高めることができる。更に、回転筒は、その内側に複数の送りリング（軸受）を保持させただけの簡素な構成であり、ボールねじ式の運動変換装置に比較して構成の大幅な簡素化が達成される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
さて、このような運動変換装置を前述した動力舵取装置に用いた場合、移動軸としての舵取り軸には、両端に連結された操向用車輪からの反力等の外力が加わり、種々の方向へのラジアル荷重が作用する。ところが前述した構成を有する運動変換装置において、前記移動軸のラジアル方向の支持は、前記回転筒の長さ範囲において前記複数の送りリングによりなされているに過ぎず、これらの送りリングは、周方向の１か所において移動軸の周面に係合した状態にあり、夫々の係合位置に向かうラジアル荷重を負担し得るのみであり、種々の方向にラジアル荷重が作用する移動軸を安定して支持することが難しいという難点があった。
【００１４】
この難点を解消すべく従来においては、３つ以上の送りリングを用い、これらの係合位置を周方向に略等配に設定して、これらの相乗作用により、種々の方向のラジアル荷重を負担するようにしている。ところがこの場合、夫々の送りリングによる支持が、各別の係合位置での一点支持であり、所望のラジアル荷重の負担能力を得るためには、各送りリングの大サイズ化が避けられない上、このような大サイズの送りリングを３つ以上保持する回転筒が長大となり、ボールねじ式の運動変換装置と同等の小型化の実現が難しいという問題があった。
【００１５】
また前述した難点は、移動軸をラジアル方向に支持する軸受を、回転筒の端部外側であってハウジング内径部に設けることにより解消される。しかしながら、移動軸の外周面には、前述の如く送りリングとの係合強化のためのねじ溝が形成してあり、このねじ溝が、移動軸の移動に伴って前述の如く設けられた軸受に摺接し、該軸受に偏摩耗が発生して良好な支持状態が保てなくなり、また、ねじ溝の形状が軸受との摺接により変化し、送りリングの係合状態が悪化するという問題があった。
【００１６】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、移動軸に作用するラジアル荷重を回転筒に内嵌保持させた軸受に負担させることにより、送りリングの大サイズ化、及び回転筒の長大化を招くことなく前記移動軸を安定して支持することができ、回転運動から移動軸の直線運動への運動変換、又はこれと逆の運動変換を確実に行わせ得る簡素な構成の運動変換装置、及びこれを用いた動力舵取装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る運動変換装置は、固定ハウジングの内部に軸長方向への移動自在に支持され、その外周面にねじ溝が形成された移動軸と、固定ハウジングの内部に軸回りの回転自在に支持され、前記移動軸の外側を同軸的に囲繞する回転筒と、前記ねじ溝のリード角と略等しい角度傾斜した軸心を有して前記回転筒の内部に偏心保持され、該回転筒に対して回転自在な内輪を周方向の一か所にて前記ねじ溝に係合させてある送りリングとを備え、前記ねじ溝を案内とする前記送りリングの転動により、前記回転筒の回転を前記移動軸の移動に変換する構成としてある運動変換装置において、前記回転筒は、４点接触玉軸受により前記固定ハウジングに支持してあり、該回転筒に内嵌保持され、前記移動軸の外周に当接して、該移動軸に作用するラジアル荷重を負担する軸受を具備し、該軸受は、前記４点接触玉軸受と軸長方向に略一致させて設けられていることを特徴とする。そして、前記移動軸に作用するラジアル荷重を負担する軸受を転がり軸受とすることができる。
【００１８】
本発明においては、複数の送りリングを保持する回転筒に内嵌保持された軸受が移動軸の外周に当接し、該移動軸に作用するラジアル荷重を負担する。送りリングとの係合のために移動軸の外周に形成されたねじ溝は、これの外側にて回転する回転筒に対しては相対移動せず、前記軸受との当接位置を変化させず両者の摺接に伴う摩耗の発生を防止する。また回転筒内部の軸受を、固定ハウジング内に回転筒を回転自在に支持する４点接触玉軸受と軸長方向に略一致させて設け、移動軸を支持する軸受に作用するラジアル荷重により回転筒に軸長方向の回転モーメントが発生することを防止する。これらにより、良好な支持状態が安定して維持され、また、ラジアル荷重の負担のための送りリングの大サイズ化を不要とする。
【００１９】
また本発明に係る運動変換装置は、固定ハウジングの内部に軸長方向への移動自在に支持され、その外周面にねじ溝が形成された移動軸と、固定ハウジングの内部に軸回りの回転自在に支持され、前記移動軸の外側を同軸的に囲繞する回転筒と、前記ねじ溝のリード角と略等しい角度傾斜した軸心を有して前記回転筒の内部に偏心保持され、該回転筒に対して回転自在な内輪を周方向の一か所にて前記ねじ溝に係合させてある送りリングとを備え、前記ねじ溝を案内とする前記送りリングの転動により、前記回転筒の回転を前記移動軸の移動に変換する構成としてある運動変換装置において、前記送りリングは、前記回転筒の軸長方向に複数並設してあり、これらの送りリングの間に、前記回転筒に内嵌保持され、前記移動軸の外周に当接して、該移動軸に作用するラジアル荷重を負担する転がり軸受を備え、該転がり軸受の前記回転筒内部への保持位置は、該回転筒の前記固定ハウジングへの支持位置と軸長方向に整合させてあることを特徴とする。また前記回転筒を、４点接触玉軸受により前記固定ハウジングに支持することができる。
【００２１】
更に本発明に係る動力舵取装置は、操舵に応じて駆動されるモータの回転力を舵取り軸に伝え、該舵取り軸を軸長方向に移動させて舵取りを補助する動力舵取装置において、前記モータからの伝動により生じる回転筒の回転を移動軸としての前記舵取り軸に伝えるべく構成された前述した構成の運動変換装置を備えることを特徴とする。
【００２２】
本発明においては、操舵補助用のモータから舵取り軸への伝動系に、簡素な構成でありながら確実な運動変換がなされ、しかも動作音が小さい本発明に係る運動変換装置を使用し、前記モータを含めて舵取り軸の周辺にコンパクトに配置でき、静粛性の高い動力舵取装置を実現する。
【００２３】
【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。図１は、本発明に係る運動変換装置を備えた動力舵取装置の要部の構成を示す一部破断正面図である。
【００２４】
移動軸としてのラック軸２は、筒形をなすラックハウジング20の内部に軸長方向への移動自在に支承され、図示しない車体の左右方向に延設されており、ラックハウジング20の両側に夫々突出するラック軸２の両端は、各別のタイロッドを介して図示しない操向用車輪（一般的には左右の前輪）に連結されている。
【００２５】
ラックハウジング20の中途部には、これと軸心を交叉させてピニオンハウジング21が連設されている。ピニオンハウジング21の内部には、その軸心回りでの回転自在にピニオン軸22が支承されている。図１においてピニオン軸22は、ピニオンハウジング21の上部への突出端のみが示してあり、この突出端を介して図示しない舵輪（ステアリングホィール）に連結され、舵取りのための舵輪の操作に応じて軸回りに回転するようになしてある。
【００２６】
ピニオンハウジング21の内部に延設されたピニオン軸22の下部には、図示しないピニオンが一体的に形成してある。また、ラックハウジング20内に支承されたラック軸２には、ピニオンハウジング21との交叉位置を含めた適長に亘って、図示しないラック歯が形成され、ピニオン軸22の下部の前記ピニオンに噛合させてある。而して、舵輪の操作に伴うピニオン軸22の回転が、前記ピニオン及びラック歯の噛合によりラック軸２の軸長方向の移動に変換され、更に、ラックハウジング20内でのラック軸２の移動が、前記タイロッドを介して左右の操向用車輪に伝達され、これらが前記舵輪の操作に応じて操舵されるラック・ピニオン式の舵取り機構が構成されている。
【００２７】
図示の動力舵取装置は、以上の如く行われる操舵を電動モータの回転力により補助する構成となっている。操舵補助用のモータ３は、ラック軸２を囲繞するラックハウジング20の中途部を適長に亘って拡径して一体的に構成された円筒形のモータハウジング30の内部に、該モータハウジング30の内周面に固設されたステータ31と、該ステータ31の内側に同軸的に配されたロータ32とを備える３相ブラシレスモータとして構成されている。
【００２８】
ロータ32は、ラック軸２の外径よりも大なる内径を有する円筒体の外周に、前記ステータ31の内面にわずかな隙間を有して対向する磁極33を保持して構成されており、左右一対の玉軸受34，35により、モータハウジング30の軸心回りに回転自在に支承され、前記ステータ31への通電に応じて正逆両方向に回転するようになしてある。
【００２９】
以上の如く生じるモータ３の回転は、回転部材としてのロータ32の一側に構成された本発明に係る運動変換装置１の動作により、前記ラック軸２に軸方向の移動に変換されて伝達されるようになしてある。
【００３０】
運動変換装置１は、移動軸としてのラック軸２の外側を囲繞する回転筒10と、該回転筒10の内部に軸長方向に並べて保持された複数（図においては３つ）の送りリング11，11…と、前記回転筒10の内側を含む所定の長さ範囲に亘ってラック軸２の外周面に形成されたねじ溝12とを備えて構成されている。回転筒10は、その中途部を内輪として一体形成された４点接触玉軸受13により、固定ハウジングとしての前記モータハウジング30の同側への延長部に回転自在に支持され、前記ロータ32の一側端部に連結ブラケット36を介して同軸的に連結されており、前記モータ３の回転に応じて軸回りに回転するようになしてある。
【００３１】
図２は、運動変換装置１の構成を示す要部拡大断面図、図３は、図２の III−III 線による横断面図である。図２に示す如く、回転筒10に保持された送りリング11，11…は、外輪と内輪との間に多数のボールを保持し、内側に挿通されたラック軸２の外径よりも十分に大きい内径を有する玉軸受であり、前記回転筒10の内部に、これに対して傾斜した軸心を有して装着されている。各送りリング11の内輪の内周面には、ラック軸２の外周に形成されたねじ溝12の断面に対応する半円形の軸断面形状を有する係合突起 11aが全周に亘って周設されている。
【００３２】
送りリング11，11…の軸心の傾き角度は、ラック軸２の外周に形成された前記ねじ溝12のリード角と略等しく設定してあり、これらは、夫々の傾きが前記ねじ溝12の傾きと一致する周方向位置において、内輪に周設された係合突起 11aを介して前記ねじ溝12に係合させてある。また、回転筒10の両端部の２つの送りリング11，11と、中央部の１つの送りリング11とは、その傾き方向を逆として取り付けてあり、前記ねじ溝12との係合位置も、図３中にＡ及びＢとして示す如く、半径方向に相対向する位置、即ち、周方向に略 180°位相をずらせた位置に設定してある。
【００３３】
また回転筒10の内部には、その一側の送りリング11と中央の送りリング11との間に軸受４が内嵌保持され、ラック軸２の外周面に当接させてあり、該ラック軸２に作用するラジアル荷重を負担するように構成されている。図示の軸受４は、その内周に多数本の細径のコロを並設保持してなり、各コロをラック軸２の外周面に転接させて前記ラジアル荷重を負担する針状コロ軸受として構成されているが、該軸受４は、ラジアル荷重の負荷能力を有する軸受であればよく、玉軸受、コロ軸受等の他の形式の転がり軸受を用いてもよく、更には、滑り軸受を使用することも可能である。
【００３４】
また回転筒10の内部における前記軸受４の保持位置は、図示の如く、モータハウジング30への前記回転筒10の支持位置、即ち、前記４点接触玉軸受13による支持位置と軸長方向に整合させてあり、前記軸受４によるラック軸２の支持が、前記４点接触玉軸受13と軸長方向に略一致した位置にてなされるようにしてある。
【００３５】
以上の如く構成された運動変換装置１において回転筒10は、操舵補助用のモータ３の回転に応じて軸回りに回転し、この回転に伴って回転筒10の内側に保持された３つの送りリング11，11，11が回転する。このとき、各送りリング11，11，11の内輪は、夫々の内周面に周設された係合突起 11aを介してラック軸２外周のねじ溝12と係合させてあることから、この係合状態を保ったまま、ねじ溝12に沿って転動することとなり、この転動に伴ってラック軸２には、各送りリング11の係合位置Ａ，Ｂに前記ねじ溝12に沿った力が作用し、該ラック軸２は、前記力の軸方向分力により押圧されて軸長方向に移動する。
【００３６】
このような運動変換装置１の動作により、操舵補助用のモータ３の回転は、ラックハウジング20の内部でのラック軸２の軸長方向の移動に変換され、この移動が、図示しないタイロッドを介して左右の操向用車輪に伝達されることとなり、舵輪の操作に応じて前述の如く行われる操舵が、前記モータ３の発生力により補助される。
【００３７】
このときラック軸２には、操向用車輪を介して路面反力等の外力が加わり、種々の方向へのラジアル荷重が作用するが、本発明においては、このラジアル荷重が、回転筒10に内嵌保持された軸受４により負担され、回転筒10に対するラック軸２のラジアル方向位置を一定に保つことができ、回転筒10に保持された送りリング11，11，11の夫々とラック軸２の外周に形成されたねじ溝12との係合状態が良好に維持され、前述した運動変換を確実に行なわせることができる。
【００３８】
なお、軸受４が転接するラック軸２の外周面には、ねじ溝12が形成されているが、該ねじ溝12は、これの外側にて回転する回転筒10に対しては相対移動せず、該回転筒10に保持された軸受４とねじ溝12との転接位置は、その軸長方向に変化しない。従って、軸受４にねじ溝12との摺接に伴う摩耗は発生せず、良好な支持状態が安定して維持され、またねじ溝12が損傷する虞れもなく、軸受４との良好な係合状態が維持される。
【００３９】
また、前記軸受４によるラック軸２の支持位置は、４点接触玉軸受13による回転筒10の支持位置と軸長方向に整合させてあり、前記軸受４に負荷されるラジアル荷重により、前記回転筒10に４点接触玉軸受13の支持位置を中心とする軸長方向の回転モーメントが発生する虞れはなく、回転筒10の支持状態、及び該回転筒10内部の送りリング11，11，11の支持状態が安定し、前述した運動変換をより確実に行なわせることができる。
【００４０】
また、前記軸受４が介装されたことにより、前記送りリング11，11，11の夫々は、ラジアル荷重を負担する必要がなく、ねじ溝12との係合部への作用力のみを負担すればよいことから、該送りリング11，11，11、及びこれらを保持する回転筒10を小型化することができ、運動変換装置１は、前述の如く構成されたモータ３と共に、ラック軸２の周囲に同軸的に、コンパクトに構成することができる。
【００４１】
また、送りリング11，11…は、外輪と内輪との間に多数のボールを備える玉軸受であり、これらのボールは、相互間の位置を変えることなく転動し、相互に衝突する虞れがないから、ボールねじ式の運動変換装置に比して動作音が小さく、静粛な動作が可能となる。なお、送りリング11としては、内輪と外輪との間の転動体として、前記ボールに代えてコロを備えるコロ軸受を用いることもできる。
【００４２】
次に、回転筒10の内部への前記送りリング11，11，11の装着態様について説明する。図２に示す如く回転筒10の両端部には、両側の送りリング11，11の装着部としての一対の装着孔14，15が、夫々の端面に開口を有し、また回転筒10の軸心に対して傾斜した軸心を有して形成されている。これらの装着孔14，15は、装着対象となる送りリング11の外径と略等しい内径を有する円孔であり、夫々の傾斜角度は、ラック軸２に形成された前記ねじ溝12のリード角に一致せしめられ、更に、傾斜角度が最大となる軸断面と直交する面内において、回転筒10の軸心に対して互いに同方向に所定長偏心させてある。図４は、回転筒10の端部近傍を、一部を破断して示す外観斜視図であり、装着孔14（又は装着孔15）の形成態様は、本図に明らかである。
【００４３】
而して、回転筒10に保持される３つの送りリング11，11，11の内、両側の２つの送りリング11，11は、前述の如く形成された装着孔14，15の夫々に、両端部の開口を経て圧入され、各装着孔14，15の内面に係着された止め輪16，16との係合により、各装着孔14，15の底面に一側を突き当てた状態に固定されている。
【００４４】
装着孔14，15は、回転筒10の軸心に対し、同側に所定長偏心し、前述した傾斜を有して形成されているから、以上の如き装着孔14，15に装着された両側の送りリング11，11は、回転筒10の内側に同軸的に位置するラック軸２外周のねじ溝12に対し、図３に示す如く、夫々の傾斜角がねじ溝12のリード角に一致する周方向位置において、半径方向の同側の係合位置Ａにおいて係合せしめられる。このとき前記送りリング11，11の夫々は、これらに対応する円形断面を有する前記装着孔14，15への嵌め込みにより、外周面の全面が拘束されて固定されていることから、これらの送りリング11，11と、ラック軸２外周のねじ溝12との係合状態を強固に維持することができる。
【００４５】
一方、回転筒10に保持される３つの送りリング11，11，11の内、中央の１つの送りリング11は、回転筒10の該当部位の外周面にスリット状の開口を有して形成された装着部17に装着されている。回転筒10の外周に現れる前記装着部17のスリット状の開口 17aの形状は、前記図４に示されており、回転筒10の軸心に対し、該回転筒10の端部に形成された前記装着孔14と異なる向きに略同角度だけ傾斜した矩形断面を有している。
【００４６】
装着部17の開口 17aのサイズは、装着対象となる送りリング11の側断面形状に対応させてあり、中央の送りリング11は、回転筒10の外側から前記開口 17aの傾斜に沿わせて装着部17に押し込まれて装着されるようになしてある。図５は、中央の送りリング11の装着態様の説明図であり、前記図３と同様、装着部17の形成位置における回転筒10の横断面が略示されている。
【００４７】
本図に示す如く装着部17は、回転筒10と共通の軸心を有し、送りリング11の外径に対応する半円形の底面を、前記開口 17aの逆側に備える凹部として形成されている。装着部17の底面の略中央には、同側の回転筒10の周壁を半径方向に貫通するねじ孔18が形成してあり、このねじ孔18には、係合調整手段としての調整ねじ５が螺合されている。
【００４８】
中央の送りリング11は、以上の如く形成された装着部17に、前記開口 17aを経て押し込まれ、その内奥側の外周を装着部17の底面に突き当てた状態に装着されており、この状態で回転筒10の内側に挿通されるラック軸２外周のねじ溝12に対し、前記底面と同側の係合位置Ｂ、即ち、両側の送りリング11，11の係合位置Ａと周方向に略 180°位相をずらせた位置に係合せしめられている。
【００４９】
装着部17の底面のねじ孔18に螺合せしめられた調整ねじ５の先端は、中央の送りリング11の外面に、前記係合位置Ｂと同側にて臨ませてある。而して、回転筒10の外側から調整ねじ５を回転操作すると、装着部17の内側への突出長さが増して中央の送りリング11が半径方向に押圧され、前記係合位置Ｂにおけるねじ軸12との係合状態が強化され、更には、中央の送りリング11を介してラック軸２が押圧され、両側の送りリング11，11に押し付けられ、前記係合位置Ａにおける両者の係合状態が強化される。
【００５０】
このように係合調整手段としての調整ねじ５を回転操作することにより、回転筒10に保持された３つの送りリング11，11，11と、ラック軸２の周面に形成されたねじ溝12との係合状態が一括して調整される。調整ねじ５は、回転筒10の外側から操作することができ、移動軸としてのラック軸２と組み合わせた状態での係合調整が、容易に、しかも確実に実施でき、モータ３からの伝動により生じる回転筒10の回転は、移動軸としてのラック軸２の軸長方向の移動に効率良く変換される。
【００５１】
図６は、送りリング11の拡大断面図である。本図に示す如く送りリング11の内輪は、前記ねじ溝12に係合する半円形断面を有する係合突起 11aの両側に薄肉の鍔縁 11b,11bを周設して構成されており、これらの鍔縁 11b,11bを含めた内輪の幅Ｗ₁は、外輪の幅Ｗ₂よりも狭くしてある。前述の如く送りリング11は、回転筒10に形成された装着孔14，15又は装着部17に、軸心を傾けた状態で装着されることから、装着孔14，15の底面又は装着部17の側面の一部は、送りリング11の内輪の側縁に対向することになるが、前述した幅Ｗ₁の設定により、送りリング11の内輪が装着孔14，15の底面又は装着部17の側面に当接することがなくなり、ねじ溝12に沿う送りリング11の転動に支障を来す虞れがない。
【００５２】
以上の実施の形態においては、回転筒10の内部に３つの送りリング11，11，11を保持させてある構成について述べたが、本発明に係る運動変換装置１は、２つ又は３つ以上の送りリング11を備える場合に同様に適用可能である。
【００５３】
図７は、２つの送りリング11，11を備える運動変換装置１の実施の形態を示す要部拡大断面図である。この運動変換装置１において、２つの送りリング11，11は、回転筒１の両端面に、互いに逆向きの傾斜を有して形成された装着孔14，15に圧入され、各装着孔14，15の内面に係着された止め輪16，16により抜け止めして保持させてあり、これらは、夫々の内面に周設された係合突起 11a,11aを、ラック軸２の外周に形成されたねじ溝12に、周方向に 180°位相をずらせた位置にて係合させてある。
【００５４】
この運動変換装置１においても、回転筒10には、２つの送りリング11，11間に位置して軸受４が内嵌固定され、ラック軸２の外周面に当接されており、ラック軸２から作用するラジアル荷重を前記軸受４により負担する構成としてある。
【００５５】
以上の実施の形態においても、操舵補助用のモータ３からの伝動による回転筒10の回転は、２つの送りリング11，11とねじ溝12との係合部においてラック軸２の軸長方向の移動に変換されるが、このときラック軸２に作用するラジアル荷重が前記軸受４により負担されることから、大サイズの送りリング11，11を用いることなく確実な運動変換を行なわせることが可能となる。
【００５６】
なお、以上の実施の形態においては、ラックピニオン式の動力舵取装置において、移動軸としてのラック軸２に操舵補助用のモータ３の回転を伝達する用途への適用例について述べたが、本発明に係る運動変換装置１は、これに限らず、軸長方向への移動により舵取りを行わせる舵取り軸に操舵補助用のモータの回転を伝達する構成とした各種の形式の動力舵取装置に適用でき、更には、動力舵取装置に限らず、回転運動から直線運動へ、又は直線運動から回転運動への運動変換が必要な伝動系の全般に適用可能であることは言うまでもない。
【００５７】
【発明の効果】
以上詳述した如く本発明に係る運動変換装置においては、回転筒に内嵌保持された軸受を移動軸の外周に当接させ、該移動軸に作用するラジアル荷重を負担させる構成とし、回転筒内部の軸受を、固定ハウジングへの回転筒の支持位置と整合する位置に配したから、前記回転筒に保持され、前記移動軸の外周に形成されたねじ溝に係合する送りリングのラジアル荷重の負担が不要となり、回転筒の回転運動から移動軸の直線運動への運動変換、又はこれと逆の運動変換を、小サイズの送りリングを用いたコンパクトな構成により確実に行なわせることが可能となり、また送りリングとの係合のために移動軸の外周に形成されたねじ溝は、これの外側にて回転する回転筒に対しては相対移動せず、また軸受に作用するラジアル荷重により回転筒に回転モーメントが発生しないから、前記ねじ溝は前記軸受と相対位置を変えることなく当接し、両者の摺接に伴う摩耗は発生せず、良好な支持状態が安定して維持される。
【００５９】
更に本発明に係る動力舵取装置においては、操舵補助用のモータから舵取り軸への伝動系に本発明に係る運動変換装置を用いたから、前記伝動系を、舵取り軸の周辺にコンパクトに構成することができ、舵取り軸への伝動が高い効率にて確実になされると共に、動作音が小さく静粛な動作を実現することができる等、本発明は優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る運動変換装置を備えた動力舵取装置の構成を示す一部破断正面図である。
【図２】運動変換装置の構成を示す要部拡大断面図である。
【図３】図２の III−III 線による横断面図である。
【図４】回転筒の端部近傍の一部破断斜視図である。
【図５】中央の送りリングの装着態様の説明図である。
【図６】送りリングの拡大断面図である。
【図７】本発明に係る運動変換装置の他の実施の形態を示す要部拡大断面図である。
【符号の説明】
１運動変換装置
２ラック軸
３モータ
４軸受
10 回転筒
11 送りリング
12 ねじ溝
14 装着孔
15 装着孔
17 装着部

Claims

固定ハウジングの内部に軸長方向への移動自在に支持され、その外周面にねじ溝が形成された移動軸と、固定ハウジングの内部に軸回りの回転自在に支持され、前記移動軸の外側を同軸的に囲繞する回転筒と、前記ねじ溝のリード角と略等しい角度傾斜した軸心を有して前記回転筒の内部に偏心保持され、該回転筒に対して回転自在な内輪を周方向の一か所にて前記ねじ溝に係合させてある送りリングとを備え、前記ねじ溝を案内とする前記送りリングの転動により、前記回転筒の回転を前記移動軸の移動に変換する構成としてある運動変換装置において、前記回転筒は、４点接触玉軸受により前記固定ハウジングに支持してあり、該回転筒に内嵌保持され、前記移動軸の外周に当接して、該移動軸に作用するラジアル荷重を負担する軸受を具備し、該軸受は、前記４点接触玉軸受と軸長方向に略一致させて設けられていることを特徴とする運動変換装置。
前記移動軸に作用するラジアル荷重を負担する軸受は、転がり軸受である請求項１記載の運動変換装置。
固定ハウジングの内部に軸長方向への移動自在に支持され、その外周面にねじ溝が形成された移動軸と、固定ハウジングの内部に軸回りの回転自在に支持され、前記移動軸の外側を同軸的に囲繞する回転筒と、前記ねじ溝のリード角と略等しい角度傾斜した軸心を有して前記回転筒の内部に偏心保持され、該回転筒に対して回転自在な内輪を周方向の一か所にて前記ねじ溝に係合させてある送りリングとを備え、前記ねじ溝を案内とする前記送りリングの転動により、前記回転筒の回転を前記移動軸の移動に変換する構成としてある運動変換装置において、前記送りリングは、前記回転筒の軸長方向に複数並設してあり、これらの送りリングの間に、前記回転筒に内嵌保持され、前記移動軸の外周に当接して、該移動軸に作用するラジアル荷重を負担する転がり軸受を備え、該転がり軸受の前記回転筒内部への保持位置は、該回転筒の前記固定ハウジングへの支持位置と軸長方向に整合させてあることを特徴とする運動変換装置。
前記回転筒は、４点接触玉軸受により前記固定ハウジングに支持してある請求項３記載の運動変換装置。
操舵に応じて駆動されるモータの回転力を舵取り軸に伝え、該舵取り軸を軸長方向に移動させて舵取りを補助する動力舵取装置において、前記モータからの伝動により生じる回転筒の回転を移動軸としての前記舵取り軸に伝えるべく構成された請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の運動変換装置を備えることを特徴とする動力舵取装置。