JP4251949B2 - パワーステアリング機構を備えるステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の操舵力を軽減する操舵補助力を発生するパワーステアリング機構を備えるステアリング装置に関する。

車両のステアリングホイールによる操舵力を軽減するために、操舵力に電動モータの発生する操舵補助力を付加する種々の電動パワーステアリング機構が知られている。例えば、特許文献１に開示された電動パワーステアリングアッセンブリでは、ステアリングホイールからの操舵力に応じて軸線方向に移動可能なステアリング部材が、ボールナットアッセンブリを介して伝達される電動機からの駆動力により駆動される。ボールナットには、電動機により駆動される第１ギヤがボールナットと共に回転するように取り付けられ、ボールナットは、第１ギヤを挟んで配置される第１，第２ベアリングアッセンブリを介してラックハウジングに回転可能に支持される。そして、ボールナットの外周に配置された第１ギヤおよび第１ベアリングアッセンブリを軸線方向において固定するためのロックナットが、ボールナットの端部にねじ込まれている。
特開２０００−１９０８５５号公報

前記従来技術では、ラックハウジングに保持されたボールナットに、第１ギヤおよび第１ベアリングアッセンブリがロックナットにより一体的に取り付けられているため、例えばボールナットのみのメンテナンスが行われる場合、第１ギヤも一緒に取り外す必要があるため、電動パワーステアリングアッセンブリのメンテナンス作業に多くの時間を要する難点がある。また、ボールナットにねじ込まれるロックナットには、電動パワーステアリングアッセンブリに伝達される振動やボールナットの回転に起因して、緩みが生じることがある。そして、ロックナットに緩みが生じると、ボールナットアッセンブリの作動時に、ボールナット自体が軸線方向に移動することから、その移動量だけ、ステアリング部材の軸線方向での移動量が減少する。このため、ロックナットの緩みによる移動が大きくなると、転舵開始直後に、設計された操舵補助力および操舵量が得られず、操舵フィーリングが低下する。そこで、ロックナットに緩みが生じたときに、ロックナットの緩みによる軸線方向での移動量を小さい範囲に規制して、ボールナットアッセンブリの作動時に、軸線方向でのボールナットの移動を制限し、操舵フィーリングの低下を抑制することが好ましい。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、請求項１〜３記載の発明は、ステアリング装置において、ボールねじ機構のみまたは被動ギヤのみのメンテナンス作業に要する時間を短縮することを目的とする。さらに、請求項２，３記載の発明は、操舵フィーリングの低下を防止または抑制することを目的とする。

請求項１記載の発明は、操舵力を転舵輪に伝達する操舵部材が収容されるハウジングと、前記操舵部材に操舵補助力を付加するパワーステアリング機構とを備えるステアリング装置であって、前記パワーステアリング機構が、アクチュエータにより回転駆動される被動ギヤと、前記被動ギヤと共に回転するボールナットを有すると共に前記ボールナットの回転運動を前記操舵部材の直線運動に変換するボールねじ機構とを備えるステアリング装置において、前記ハウジングは、互いに分離可能に結合される第１ハウジングおよび第２ハウジングを有し、前記第１ハウジングおよび前記第２ハウジングは、前記第１ハウジングの一端部および前記第２ハウジングの他端部において分離可能に結合され、前記一端部および前記他端部が互いに分離された状態で、前記第１ハウジングには、前記ボールねじ機構が脱着可能に支持され、前記第２ハウジングには、前記被動ギヤが脱着可能に支持され、前記一端部および前記他端部が互いに結合された状態で、前記ボールねじ機構および前記被動ギヤは、前記ボールナットの回転中心線方向で前記一端部と前記他端部との間に、かつ、前記一端部および前記他端部の協働により形成される空間に配置されるステアリング装置である。

これによれば、ボールねじ機構および被動ギヤが、それぞれ、分離可能に結合される第１ハウジングおよび第２ハウジングに独立して支持されるので、ボールねじ機構のみまたは被動ギヤのみのメンテナンスが行われるときは、ボールねじ機構または被動ギヤのみのを、それぞれ第１ハウジングまたは第２ハウジングに対して脱着する作業を要するだけであり、その作業時間が短くなる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のステアリング装置において、前記ボールねじ機構は、前記第１ハウジングに回転可能に支持されるボールナットの回転中心線方向での前記ボールナットの移動を阻止すべく前記回転中心線方向にねじ込まれたロック用ねじ部品を備え、前記被動ギヤは、前記ねじ部品の緩みによる前記回転中心線方向での前記ねじ部品の移動を規制可能な位置で前記ボールナットと結合されているものである。

これによれば、回転中心線方向でのボールナットの移動を阻止するねじ部品が、ステアリング装置に伝達される振動などにより、緩むことが防止されるか、または緩んだ場合にも、ねじ部品が緩みにより回転中心線方向に移動したとき被動ギヤに接触して、それ以上の緩みによるねじ部品の移動が被動ギヤにより規制されるので、ねじ部品の緩みによる移動に起因してボールナットの回転時に生じる回転中心線方向でのボールナットの移動が防止されるか、または小さい移動量に制限され得るため、転舵開始直後の操舵補助力の低下が防止または抑制される。

請求項３記載の発明は、請求項２記載のステアリング装置において、前記ねじ部品は、前記ボールナットにねじ込まれており、前記ねじ部品に形成されたねじ部のねじの向きは、前記ねじ部品の緩みによる前記回転中心線方向での移動方向とは反対方向の力が前記ボールナットに作用するときの前記ボールナットの回転により、緩んだ前記ねじ部品が前記ボールナットにねじ込まれる向きであるものである。

これによれば、転舵時に、ねじ部品の緩みによる移動方向とは反対方向の力がボールナットに作用するようにボールナットが回転するとき、ねじ部品がボールナットにねじ込まれることから、緩みにより生じたねじ部品の移動量が減少し、最良の場合には移動量がなくなって緩みがない状態に復帰して、ボールナット回転時に生じるボールナットの移動量も減少し、または移動しない状態になるので、転舵開始直後の操舵補助力の低下が防止または一層抑制される。

請求項１記載の発明によれば、次の効果が奏される。すなわち、ボールねじ機構のみまたは被動ギヤのみのメンテナンスの際の脱着の作業時間が短くなるので、メンテナンス作業に要する時間が短縮される。

請求項２記載の発明によれば、引用された請求項記載の発明の効果に加えて、次の効果が奏される。すなわち、ねじ部品の緩みによる移動に起因してボールナットの回転時に生じる回転中心線方向でのボールナットの移動が防止されるか、または小さい移動量に制限され得るので、操舵補助力の応答性の低下が防止または抑制されて、操舵フィーリングの低下が防止または抑制される。そのうえ、ロックナットが脱落することが防止される。

請求項３記載の発明によれば、引用された請求項記載の発明の効果に加えて、次の効果が奏される。すなわち、緩みにより生じたねじ部品の移動量が減少し、最良の場合には緩みがない状態に復帰して、ボールナットの回転時に生じるボールナットの移動量も減少し、または緩みによる移動がない状態になるので、転舵開始直後の操舵補助力の低下が防止または一層抑制されて、操舵フィーリングの低下が防止または一層抑制される。

以下、本発明の実施形態を図１ないし図５を参照して説明する。
図１を参照すると、本発明が適用された車両用のステアリング装置１は、運転者により操作されるハンドル２と、ハンドル２に連結されてハンドル２に加えられる操舵力を伝達する操舵機構３と、操舵機構３からの操舵力が入力されるギヤボックス４と、ギヤボックス４からの操舵力を転舵輪６に伝達するリンク機構５と、操舵力を補助する操舵補助力を発生するパワーステアリング機構７とを備える。

ギヤボックス４は、車体に取り付けられるハウジング10と、操舵機構３に連結されると共にハウジング10に取り付けられる入力部13と、ハウジング10内に収容されると共に入力部13に連結されて入力部13からの操舵力の方向を変換する変換機構と、該変換機構に連結されると共に操舵力をリンク機構５に伝達する伝達機構とを備える。

ハウジング10は、入力部13が取り付けられる取付部11ａおよび後述するラック軸14が収容される筒状の第１収容部11ｂを有する第１ハウジング11と、パワーステアリング機構７の電動モータ20が取り付けられる取付部12ａおよびラック軸14が収容される筒状の第２収容部12ｂを有する第２ハウジング12とを備える。第１ハウジング11は、ラック軸14の中心軸線Ｌ１（図２参照）が延びる方向である軸方向Ａ１での一端部11ｃで、第２ハウジング12の軸方向Ａ１での他端部12ｃに、複数のボルトＢ１により分離可能に結合される。取付部11ａは第１ハウジング11の軸方向Ａ１での他端部11ｄに設けられ、取付部12ａは、第２ハウジング12の他端部12ｃに設けられる。

入力部13は、操舵機構３に連結される回転軸である入力軸13ａと、トーションバーを介して入力軸13ａに相対回転可能に連結される回転軸である出力軸と、前記トーションバーの捩れ量に基づいて操舵トルクを検出するトルクセンサ13ｂとを備える。

前記変換機構は、前記出力軸に形成された回転駆動部としてのピニオンと、該ピニオンに駆動連結される被動部としてのラック部と、該ラック部が形成された操舵部材としてのラック軸14とを備える。ラック軸14は、ステアリング装置１が車両に搭載された状態で該車両の左右方向に延びる両収容部11ｂ，12ｂに渡って収容され、前記ピニオンおよび前記ラック部から構成されるラック・ピニオン機構により駆動されて両収容部11ｂ，12ｂ内で軸方向Ａ１に往復直線運動を行うことができるように、移動可能に両収容部11ｂ，12ｂに支持される。

前記伝達機構は、ラック軸14の両端部に、それぞれボールジョイントを介して連結される１対のタイロッド15を備える。そして、ラック軸14の直線運動が、各タイロッド15および各タイロッド15に連結されるリンク機構５を介して車両の各転舵輪６に伝達される。

図２を参照すると、転舵時にラック軸14に操舵補助力を付加するパワーステアリング機構７は、ステアリング装置１に備えられる電子制御ユニット（図示されず）により、トルクセンサ13ｂで検出される操舵トルクに基づいてその作動が制御されるアクチュエータとしての電動モータ20と、電動モータ20の回転駆動力をボールねじ機構40のボールナット41に伝達する１次減速機構としてのギヤ機構21と、該ギヤ機構21の出力をラック軸14に伝達する２次減速機構としてのボールねじ機構40とを備える。

電動モータ20は、取付部12ａに複数のボルトＢ２により結合されるケース20ａと、ラック軸14の中心軸線Ｌ１に直交する回転中心線Ｌ２を有する出力軸20ｂを備える。

ギヤ機構21は、いずれもベベルギヤからなる駆動ギヤ22および該駆動ギヤ22に回転駆動される被動ギヤ23と、駆動ギヤ22および被動ギヤ23をそれぞれ第２ハウジング12に対して回転可能に支持するための玉軸受からなる軸受24，25と、第２ハウジング12に対する後述する回転中心線方向Ａ２での軸受25の移動を阻止することにより、第２ハウジング12に対する回転中心線方向Ａ２での被動ギヤ23の移動を阻止する円環状のロックスクリュー26とを有する。電動モータ20により回転駆動される駆動ギヤ22は、取付部12ａに形成された伝動室27内で取付部12ａに軸受24を介して回転可能に支持され、出力軸20ｂと一体に回転するように出力軸20ｂに結合される。

被動ギヤ23は、第２収容部12ｂの他端部でもある他端部12ｃにより構成される第２保持部32の内側で、ラック軸14の中心軸線Ｌ１に一致する回転中心線Ｌ３を有するように、軸受25を介して第２保持部32に回転可能に支持される。図３（Ａ）を併せて参照すると、被動ギヤ23は、円筒状のハブ23ａと、駆動ギヤ22の歯と噛合する歯が形成された円環状のギヤ部23ｂと、ハブ23ａとギヤ部23ｂとを連結する複数のアーム23ｃと、ボールナット41が一体回転可能に結合される結合部23ｄとを有する。複数のアーム23ｃは周方向に間隔をおいて設けられ、被動ギヤ23には、周方向で隣接するアーム23ｃの間に、回転中心線方向Ａ２で被動ギヤ23を貫通する複数の貫通孔23ｅが形成されている。

図２を参照すると、軸受25は、第２保持部32の内周面とハブ23ａの外周面との間に設けられる。軸受25の内輪25ａは、ハブ23ａに形成された環状溝に装着される止め輪33と、ハブ23ａに形成された段部34とにより、回転中心線Ｌ３の方向（回転中心線方向Ａ２および軸方向Ａ１と一致する。）での移動が阻止された状態で被動ギヤ23に装着される。外輪25ｂは、第２保持部32の内側奥部の内周面に形成された段部35に当接する円環状のスペーサ36と、回転中心線方向Ａ２で軸受25と被動ギヤ23のアーム23ｃとの間に配置されると共に第２保持部32の開口32ａ寄り（または被動ギヤ23寄り）で第２保持部32の内周面に形成されたねじ部37に螺合するねじ部26ａを有するロックスクリュー26とにより、回転中心線方向Ａ２での移動が阻止された状態で第２ハウジング12に装着される。

図３（Ｂ）を合わせて参照すると、ロックスクリュー26には、周方向に間隔をおいて、複数の回転中心線方向Ａ２での溝からなる係合部26ｂが設けられる。また、ロックスクリュー26を第２保持部32にねじ込むための工具28は、図４に示されるように、円筒状の本体28ａと、本体28ａに一体成形された操作部28ｂと、本体28ａから軸方向に延びてロックスクリュー26の各係合部26ｂ（図３（Ｂ）参照）に係合する先端部を有する複数の係合部28ｃとを有する。

被動ギヤ23は第２ハウジング12に、次の手順で取り付けられる。図２を参照すると、先ず、被動ギヤ23に対して、ロックスクリュー26がハブ23ａに嵌められ、次いで軸受25がハブ23ａの段部34に当接するように圧入され、止め輪33が前記環状溝に装着される。第２保持部32の段部35にスペーサ36が配置された後、ロックスクリュー26および軸受25が組み付けられた状態の被動ギヤ23が、第２保持部32の内側に挿入される。次いで、被動ギヤ23の貫通孔23ｅに通された工具28の各係合部28ｃ（図４参照）が、各係合部26ｂ（図３（Ｂ）参照）に係合した状態で、工具28を回転させることにより、ロックスクリュー26が第２保持部32にねじ込まれ、軸受25が第２保持部32に圧入される。そして、外輪25ｂが、段部35に当接したスペーサ36およびロックスクリュー26に当接して、軸受25の回転中心線方向Ａ２での移動が阻止された状態で、ロックスクリュー26の締付および被動ギヤ23の第２ハウジング12への取付が完了する。このとき、被動ギヤ23は、駆動ギヤ22と噛合可能な位置を占める。
それゆえ、被動ギヤ23は、一端部11ｃおよび他端部12ｃが互いに分離された状態で、第２ハウジング12に対して脱着可能に支持される。

図２を参照すると、ボールナット41の回転運動をラック軸14の直線運動に変換するボールねじ機構40は、被動ギヤ23との結合部41ｄを有するボールナット41と、ラック軸14に形成されたボールねじ軸部42と、ボールナット41の内周面に形成されたねじ溝41ａおよびボールねじ軸部42の外周面に形成されたねじ溝42ａに跨って収容されて転動する多数のボール43と、ボールナット41を第１ハウジング11に対して回転可能に支持するための軸受44と、ボールナット41の回転中心線Ｌ４の方向Ａ２（回転中心線方向Ａ２）において第１ハウジング11およびボールナット41に対する軸受44の移動を阻止することにより、第１ハウジング11および軸受44に対する回転中心線方向Ａ２でのボールナット41の移動を阻止するロック用ねじ部品60とを有する。これらの一連のボール43は、ボールナット41に形成された戻り路（図示されず）を転動して、ボールナット41とボールねじ軸部42との間で循環する。

被動ギヤ23と共に回転するボールナット41は、第１収容部11ｂの一端部でもある一端部11ｃにより構成される第１保持部51の内側で、中心軸線Ｌ１に一致する回転中心線Ｌ４を有するように、複列アンギュラ軸受からなる軸受44を介して第１保持部51に回転可能に支持される。軸受44は、第１保持部51の内周面とボールナット41の外周面との間に設けられる。また、開口32ａに回転中心線方向Ａ２で対面する第１保持部51の開口51ａ寄りで、回転中心線方向Ａ２で軸受44と被動ギヤ23との間に配置されるねじ部品60は、ボールナット41にねじ込まれるロック用インナねじ部品としての円環状のロックナット61および第１保持部51にねじ込まれるロック用アウタねじ部品としての円環状のロックスクリュー62からなる。そして、ロックスクリュー62は、ロックスクリュー26と同様に複数の溝からなる係合部62ｂを有する。

軸受44の内輪44ａは、ボールナット41において結合部41ｄとは回転中心線方向Ａ２で反対側の端部で外周面に形成された段部41ｂと、開口51ａ寄り（または被動ギヤ23寄り）でボールナット41の外周面に形成されたねじ部41ｃに螺合するねじ部61ａを有するロックナット61とにより、回転中心線方向Ａ２での移動が阻止された状態でボールナット41に装着される。軸受44の外輪44ｂは、ボールナット41の径方向で段部41ｂに対応する位置で第１保持部51の内側奥部の内周面に形成された段部52と、開口51ａ寄り（被動ギヤ23寄り）で第１保持部51の内周面に形成されたねじ部53に螺合するねじ部62ａを有するロックスクリュー62とにより、回転中心線方向Ａ２での移動が阻止された状態で第１ハウジング11に装着される。

ボールナット41は、第１ハウジング11に、次の手順で取り付けられる。先ず、ラック軸14のボールねじ軸部42にボール43を介して装着されたボールナット41に、軸受44が段部41ｂに嵌められる。そして、ロックナット61が工具によりボールナット41にねじ込まれて、内輪44ａが段部41ｂおよびロックナット61に当接して、ボールナット41に対して回転中心線方向Ａ２での内輪44ａの移動が阻止された状態で、ロックナット61の締付が完了する。
軸受44が装着されたボールナット41は、ラック軸14が第１収容部11ｂに挿入される過程で、第１保持部51の内側に挿入される。次いで、工具28（図４参照）の各係合部28ｃが、各係合部62ｂに係合した状態で、工具28を回転させることにより、ロックスクリュー62が第１保持部51にねじ込まれ、軸受44が第１保持部51に圧入される。そして、外輪44ｂが段部52およびロックスクリュー62に当接して、第１保持部51に対して回転中心線方向Ａ２での外輪44ｂの移動が阻止された状態で、ロックスクリュー62の締付が完了する。
それゆえ、ボールねじ機構40は、一端部11ｃおよび他端部12ｃが互いに分離された状態で、第１ハウジング11に対して脱着可能に支持される。

ここで、ロックナット61に形成されたねじ部61ａのねじの向きは、ステアリング装置１に伝達される振動やボールナット41の回転などに起因してロックナット61が緩んだとき、その緩みによる回転中心線方向Ａ２でのロックナット61の移動方向Ａ３とは反対方向の力がボールナット41に作用するときのボールナット41の回転により、緩んだロックナット61がボールナット41にねじ込まれる向きである。このボールナット41の回転によるロックナット61のねじ込み作用は、転舵時に、電動モータ20により駆動される被動ギヤ23と一体に急速に回転を開始するボールナット41と、緩んだロックナット61との間に生じる回転速度差に基づく。

例えば、図２において、ねじ部61ａのねじの向きは左回り、すなわちねじ部61ａは左ねじとされる。転舵時に、パワーステアリング機構７が作動して電動モータ20によりボールナット41が図中左方から見て右回転を開始して、左方に移動するボールねじ軸部42からボール43を介して、ボールナット41がその緩みによる移動方向Ａ３（左方）とは反対方向（右方）のスラスト力を受けるとき、緩んだロックナット61とボールナット41との間に生じる回転速度差により、ロックナット61がボールナット41にねじ込まれる。

一方、ロックスクリュー62のねじ部62ａのねじの向きは、右回りおよび左回りのいずれでもよい。この場合、ロックスクリュー62に緩みが発生して、回転中心線方向Ａ２に移動したとき、緩んだロックスクリュー62は、両回転方向に回転する被動ギヤ23のアーム23ｃに接触して、ねじ部62ａのねじの向きに連れ回りすることにより、第１保持部51にねじ込まれる。このことは、ロックスクリュー26についても同様であり、ロックスクリュー26に緩みが発生して、緩んだロックスクリュー26が、両回転方向に回転する被動ギヤ23に接触すると、ねじ部26ａのねじの向きに連れ回りすることにより、第２保持部32にねじ込まれる。

また、ボールナット41の結合部41ｄは、軸受44およびロックナット61よりも回転中心線方向Ａ２で被動ギヤ23寄りの部分である先端部41ｅの外周面に設けられる。結合部41ｄは、ハブ23ａの内周面に設けられる結合部23ｄを構成するセレーションまたはスプライン（図５参照）に嵌合するセレーションまたはスプライン（図５参照）から構成される。

そして、第１ハウジング11に回転可能に支持されているボールナット41を有するボールねじ機構40が支持されている第１ハウジング11と、被動ギヤ23が回転可能に支持されている第２ハウジング12とが、ハブ23ａの内側にボールナット41の先端部41ｅが挿入されて、被動ギヤ23およびボールナット41が結合部23ｄ，41ｄ同士で結合されるように、ボルトＢ１により結合される。それゆえ、被動ギヤ23とボールナット41とは、両者の一体回転を可能にすると共に回転中心線方向Ａ２での相対移動を可能にする結合構造により結合される。
そして、図２に示されるように、一端部11ｃおよび他端部12ｃが互いに結合された状態で、ボールねじ機構40および被動ギヤ23は、ボールナット41の回転中心線方向Ａ２で一端部11ｃと他端部12ｃとの間に、かつ、一端部11ｃおよび他端部12ｃの協働により形成される空間Ｓに配置される。

また、第１，第２ハウジング11，12が結合された状態で、ロックナット61およびロックスクリュー62は、回転中心線方向Ａ２で被動ギヤ23と軸受44との間に位置し、被動ギヤ23は回転中心線方向Ａ２で両保持部32，51の間にアーム23ｃが位置する。そして、被動ギヤ23は、ロックナット61およびロックスクリュー62の緩みによる移動方向Ａ３でのロックナット61およびロックスクリュー62の移動を規制可能な位置でボールナット41と結合されている。そのため、図５に示されるように、被動ギヤ23のハブ23ａと締付完了状態のロックナット61との回転中心線方向Ａ２での最大の間隔Ｃ１、および被動ギヤ23と締付完了状態のロックスクリュー62との回転中心線方向Ａ２での最大の間隔Ｃ２は、緩みによりロックナット61およびロックスクリュー62が移動方向Ａ３に最大限移動しても、それぞれハブ23ａおよびアーム23ｃに当接することにより、移動方向Ａ３での移動が規制されて、ねじ部41ｃ，53から外れない間隔に設定される。また、被動ギヤ23と締付完了状態のロックスクリュー26との回転中心線方向Ａ２での最大の間隔Ｃ３も、ロックスクリュー26がねじ部37から外れない間隔に設定される。

さらに、図２を参照すると、第１ハウジング11とボールナット41との回転中心線方向Ａ２での最大の間隔Ｃ４は、ロックナット61が緩みにより移動方向Ａ３に移動した状態で、ボールナット41がその回転によりロックナット61の緩みによる移動量に等しい移動量だけ移動方向Ａ３とは反対方向に移動したとしても、ロックナット61がボールナット41から脱落しないように設定されている。

図５を合わせて参照すると、この実施形態では、間隔Ｃ１は間隔Ｃ２よりも小さく設定されて、ロックナット61の緩みによる移動が極力小さくなるようにされると共に、間隔Ｃ１は間隔Ｃ４よりも小さく設定されて、ロックナット61が緩みにより移動方向Ａ３に最大の移動量で移動したときにも、ボールナット41と第１ハウジング11とが接触しないようにされる。さらに、各間隔Ｃ１，Ｃ２，Ｃ４は、両結合部23ｄ，41ｄの回転中心線方向Ａ２での重なり幅よりも小さく設定されている。

次に、前述のように構成された実施形態の作用および効果について説明する。
ステアリング装置１において、転舵すべく運転者がハンドル２に操舵力を加えると、その操舵力が操舵機構３を介して入力軸13ａに伝達される。操舵力により回転する入力軸13ａは前記トーションバーに捩りを生じさせつつ前記出力軸を回転させて、その回転が前記ラック・ピニオン機構によりラック軸14に軸方向Ａ１の移動を生じさせる。そして、操舵力は、タイロッド15およびリンク機構５を介して転舵輪６に伝達され、操舵力に応じた転舵輪６の転舵が行われる。一方、トルクセンサ13ｂで検出される操舵トルクに比例して作動する電動モータ20により駆動される駆動ギヤ22が被動ギヤ23を回転駆動し、被動ギヤ23と一体に回転するボールナット41がボールねじ軸部42の周りで回転する。このボールナット41の回転により、ボールねじ軸部42が形成されたラック軸14が軸方向Ａ１に移動し、電動モータ20で発生した操舵補助力がタイロッド15およびリンク機構５を介して転舵輪６に伝達されて、ハンドル２からの操舵力の補助を行う。

そして、電動モータ20により回転駆動される被動ギヤ23と該被動ギヤ23と共に回転するボールナット41を有するボールねじ機構40とを有するパワーステアリング機構７を備えるステアリング装置１は、互いに分離可能に結合される第１ハウジング11および第２ハウジング12を備え、第１ハウジング11にはボールねじ機構40が支持され、第２ハウジング12には被動ギヤ23が支持されることにより、ボールねじ機構40および被動ギヤ23が、それぞれ、分離可能に結合される第１ハウジング11および第２ハウジング12に独立して支持されるので、ボールねじ機構40のみまたは被動ギヤ23のみのメンテナンスが行われるときは、ボールねじ機構40または被動ギヤ23のみのを、それぞれ第１ハウジング11または第２ハウジング12に対して脱着する作業を要するだけであり、その作業時間が短くなるので、メンテナンス作業に要する時間が短縮される。

ボールねじ機構40は、第１ハウジング11に軸受44を介して回転可能に支持されたボールナット41の回転中心線方向Ａ２でのボールナット41の移動を阻止すべく回転中心線方向Ａ２にねじ込まれたロックナット61を備え、被動ギヤ23は、ロックナット61の緩みによる移動方向Ａ３でのロックナット61の移動を規制可能な位置でボールナット41と結合されていることにより、回転中心線方向Ａ２でのボールナット41の移動を阻止するロックナット61が、ステアリング装置１に伝達される振動やボールナット41の回転などにより緩んだ場合にも、ロックナット61が緩みにより回転中心線方向Ａ２に移動したとき被動ギヤ23に接触して、それ以上の緩みによるロックナット61の移動が被動ギヤ23により規制される。この結果、ロックナット61の緩みによる移動に起因してボールナット41の回転時に生じる回転中心線方向Ａ２でのボールナット41の移動が小さい移動量に制限され得るので、転舵開始直後の操舵補助力の低下が抑制されて、操舵フィーリングの低下が抑制される。そのうえ、ロックナット61がボールナット41から脱落することが防止される。

また、被動ギヤ23は、両ロックスクリュー26，62の緩みによる移動方向での両ロックスクリュー26，62の移動を規制可能な位置でボールナット41と結合されていることにより、両ロックスクリュー26，62が緩んだ場合にも、両ロックスクリュー26，62が緩みにより回転中心線方向Ａ２に移動したとき被動ギヤ23に接触して、それ以上の緩みによるロックナット61の移動が被動ギヤ23により規制される。そして、緩んだ各ロックスクリュー26，62が被動ギヤ23に接触して、各ロックスクリュー26，62のねじ部26ａ，62ａのねじの向きに連れ回りすることにより、両ロックスクリュー26，62が第１，第２保持部51，32にそれぞれねじ込まれて、緩みによる移動量が減少する。

ボールナット41にねじ込まれたロックナット61に形成されたねじ部のねじの向きは、ロックナット61の緩みによる移動方向Ａ３とは反対方向の力がボールナット41に作用するときのボールナット41の回転により、緩んだロックナット61がボールナット41にねじ込まれる向きであることにより、転舵時に、ロックナット61の緩みによる移動方向Ａ３とは反対方向の力がボールナット41に作用するようにボールナット41が回転するとき、ロックナット61がボールナット41にねじ込まれることから、緩みにより生じたロックナット61の移動量が減少し、最良の場合には移動量がなくなって緩みがない状態に復帰して、ボールナット41の回転時に生じるボールナット41の移動量も減少し、または緩みによる移動がない状態になるので、転舵開始直後の操舵補助力の低下が防止または一層抑制されて、操舵フィーリングの低下が防止または一層抑制される。

以下、前述した実施形態の一部の構成を変更した実施形態について、変更した構成に関して説明する。
前記実施形態では、ロックナット61と被動ギヤ23との間には間隔Ｃ１が形成されたが、回転中心線方向Ａ２で、ロックナット61に間隔Ｃ１が形成されない状態、すなわちロックナット61の締付完了状態で、図５に一点鎖線で示されるように、ハブ23ａとロックナット61とが当接していてもよい。この場合には、ロックナット61の緩みが防止されることから、ボールナット41の回転時に生じる回転中心線方向Ａ２でのボールナット41の移動が防止されるので、転舵開始直後の操舵補助力の低下が防止されて、操舵フィーリングの低下が防止される。

さらに、ロックナット61が設けられることなく、図５に二点鎖線で示されるように、ハブ23ａの一部23ｅが、内輪44ａに当接するように、回転中心線方向Ａ２で内輪44ａに向かって突出して、内輪44ａが、段部41ｂおよびハブ23ａに当接して、ボールナット41に対して回転中心線方向Ａ２での軸受44の移動が阻止された状態でボールナット41に嵌められてもよい。

また、ロック用ねじ部品60は、軸受44の内輪44ａおよび外輪44ｂがそれぞれボールナット41および第１保持部51に対して回転中心線方向Ａ２で移動することを阻止する単一のねじ部品、例えばボールナット41にねじ込まれる単一のロックナット、または第１保持部51にねじ込まれる単一のロックスクリューであってもよい。

本発明が適用されたステアリング装置の概略の全体図であり、そのギヤボックスおよびパワーステアリング機構の一部が断面で示されている。 図１の要部拡大図であり、被動ギヤおよびロックスクリューについては、図３でのＩＩ−ＩＩ矢視での断面である。 （Ａ）は、図１のステアリング装置の被動ギヤの図２でのＩＩＩ矢視図であり、（Ｂ）は、図１のステアリング装置のロックスクリューの図２でのＩＩＩ矢視図である。 図３（Ｂ）のロックスクリューをねじ込むための工具を示し、（Ａ）は、（Ｂ）でのＡ矢視図であり、（Ｂ）は、（Ａ），（Ｃ）でのＢ矢視での部分断面図であり、（Ｃ）は、（Ｂ）でのＣ矢視図である。 図２の要部拡大図である。

符号の説明

１…ステアリング装置、２…ハンドル、３…操舵機構、４…ギヤボックス、５…リンク機構、６…転舵輪、７…パワーステアリング機構、10…ハウジング、11…第１ハウジング、12…第２ハウジング、13…入力部、14…ラック軸、15…タイロッド、20…電動モータ、21…ギヤ機構、22…駆動ギヤ、23…被動ギヤ、24，25…軸受、26…ロックスクリュー、27…伝動室、28…工具、32…保持部、33…止め輪、34，35…段部、36…スペーサ、37…ねじ部、40…ボールねじ機構、41…ボールナット、42…ボールねじ軸部、43…ボール、44…軸受、51…保持部、52…段部、53…ねじ部、60…ロック用ねじ部品、61…ロックナット、61ａ…ねじ部、62…ロックスクリュー、
Ａ１…軸方向、Ａ２…回転中心線方向、Ａ３…移動方向、Ｂ１，Ｂ２…ボルト、Ｌ２〜Ｌ４…回転中心線、Ｃ１〜Ｃ４…間隔。

Claims (3)

1. 操舵力を転舵輪に伝達する操舵部材が収容されるハウジングと、前記操舵部材に操舵補助力を付加するパワーステアリング機構とを備えるステアリング装置であって、前記パワーステアリング機構が、アクチュエータにより回転駆動される被動ギヤと、前記被動ギヤと共に回転するボールナットを有すると共に前記ボールナットの回転運動を前記操舵部材の直線運動に変換するボールねじ機構とを備えるステアリング装置において、
   前記ハウジングは、互いに分離可能に結合される第１ハウジングおよび第２ハウジングを有し、
   前記第１ハウジングおよび前記第２ハウジングは、前記第１ハウジングの一端部および前記第２ハウジングの他端部において分離可能に結合され、
   前記一端部および前記他端部が互いに分離された状態で、前記第１ハウジングには、前記ボールねじ機構が脱着可能に支持され、前記第２ハウジングには、前記被動ギヤが脱着可能に支持され、
   前記一端部および前記他端部が互いに結合された状態で、前記ボールねじ機構および前記被動ギヤは、前記ボールナットの回転中心線方向で前記一端部と前記他端部との間に、かつ、前記一端部および前記他端部の協働により形成される空間に配置されることを特徴とするステアリング装置。
2. 前記ボールねじ機構は、前記第１ハウジングに回転可能に支持されるボールナットの回転中心線方向での前記ボールナットの移動を阻止すべく前記回転中心線方向にねじ込まれたロック用ねじ部品を備え、前記被動ギヤは、前記ねじ部品の緩みによる前記回転中心線方向での前記ねじ部品の移動を規制可能な位置で前記ボールナットと結合されていることを特徴とする請求項１記載のステアリング装置。
3. 前記ねじ部品は、前記ボールナットにねじ込まれており、前記ねじ部品に形成されたねじ部のねじの向きは、前記ねじ部品の緩みによる前記回転中心線方向での移動方向とは反対方向の力が前記ボールナットに作用するときの前記ボールナットの回転により、緩んだ前記ねじ部品が前記ボールナットにねじ込まれる向きであることを特徴とする請求項２記載のステアリング装置。
   

Images