JP4441773B2 - センターテイクオフ式パワーステアリング装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は電動パワーステアリング装置、油圧パワーステアリング装置等のセンターテイクオフ式パワーステアリング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、パワーステアリング装置では、ハウジングにラック軸を直線移動可能に支持し、ハウジングに入力軸を回転可能に支持し、入力軸に接続したピニオンをラック軸に噛合いさせるとともに、操舵アシスト力発生装置の発生力を該ラック軸に付与して操舵力をアシスト可能としている。そして、これらのパワーステアリング装置のうち、特開平11-222140 号公報に記載のものでは、左右のタイロッドを該ラック軸の中間部に連結する連結部材を、ハウジングの側壁に形成した窓状部に往復動可能に設けている。図8は、左右のタイロッド取付部材1をハウジング2の内部のラック軸3に連結するための連結部材4を示しており、連結部材4はボルト5により取付部材1とともにラック軸3に固定され、連結部材4のスライダ4Aがハウジング2の窓状部2Aに往復動可能に配置されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
然しながら、従来技術には以下の問題点がある。
▲1▼入力軸に接続したピニオンが噛合うラック軸のラックは該ラック軸の軸方向に傾斜している。このため、入力軸に加える操舵力がピニオンからラック軸に伝えられるとき、ラック軸はピニオンが付与する操舵力により軸方向推力だけでなく、回転力も付与される。従って、入力軸に加えられる操舵力の方向が左右に切換わると、ラック軸に付与される回転力の向きが変わり、ラック軸は回転方向に転ぶものとなる。
【0004】
▲2▼車輪からの操舵反力がタイロッドを介してラック軸に伝えられるとき、ラック軸に作用する軸方向反力が上述▲1▼の傾斜状ラックとピニオンとの噛合いに起因してラック軸を回転方向に転ばせるものとなる。また、車輪からの振動力がタイロッドを介してラック軸に伝えられることによっても、ラック軸は回転方向に転ぶ可能性がある。
【0005】
▲3▼上述▲1▼、▲2▼により、ラック軸が転ぶと、ラックとピニオンとの正常な噛合いが阻害され、ピニオンからラックへの操舵力伝達効率が悪化したり、ラック軸とピニオンの耐久性が悪化し、またラック軸回りで異音を生ずることがある。
【0006】
尚、図8において、ラック軸3に固定されている連結部材4のスライダ4Aがハウジング2の窓状部2Aを往復動する際に、スライダ4Aが窓状部2Aに摺接するものの、従来技術では、スライダ4Aは窓状部2Aに隙間嵌めされているため、この隙間g(図8(B))の範囲でガタを生じ、ラック軸3の転びを防止できない。
【0007】
本発明の課題は、センターテイクオフ式パワーステアリング装置において、ラック軸の転びを防止することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、ハウジングにラック軸を直線移動可能に支持し、ハウジングに入力軸を回転可能に支持し、入力軸に接続したピニオンをラック軸に噛合いさせるとともに、操舵アシスト力発生装置の発生力を該ラック軸に付与して操舵力をアシスト可能とし、左右のタイロッドを該ラック軸に連結する連結部材を、ハウジングの側壁に形成した窓状部に往復動可能に設けてなるセンターテイクオフ式パワーステアリング装置において、前記連結部材がハウジングの窓状部に摺接して往復動可能に挿入され、その摺動方向に沿う長手方向の2位置に左右のタイロッドが取付けられるカラーを備えてなるスライダを備え、このスライダの上記2つのカラーに挟まれる中央部に設けられて該窓状部に摺接する両スライド面が、外方に凸をなす円弧状面とされ、該窓状部に摺動直交方向で締め代をもって締り嵌めされてなるようにしたものである。
【0010】
【作用】
(1)左右のタイロッドをラック軸に連結する連結部材のスライダが、ハウジングの窓状部に摺動直交方向で締め代をもって締り嵌めされる。従って、ラック軸に固定の連結部材のスライダはハウジングの窓状部と、該ラック軸の回転方向において係合し合い、転びを防止される。これにより、ラックとピニオンの正常な噛合いを確保できるから、ピニオンからラックへの操舵力伝達効率を向上するとともに、ラック軸とピニオンの耐久性を向上し、ラック軸回りでの異音の発生も防止できる。
【0011】
(2)連結部材のスライダに付与する締め代を調整することにより、スライダが収縮する低温時にも、その熱変形量をスライダの弾性変形によって吸収し、そのガタ発生を回避でき、ラック軸の転びを確実に防止できる。
【0012】
(3)スライダの窓状部に摺接するスライド面を凸状にしたから、スライダと窓状部との接触面積を小さくして摺動抵抗を小にでき、操舵のスムースを図ることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
図1はパワーステアリング装置を一部破断して示す正面図、図2は図1のII-II 線に沿う断面図、図3は図1の要部拡大図、図4は図2の側面図、図5は図3のV-V 線に沿う断面図、図6は図5の要部拡大図、図7は連結部材を示し、(A)は側面図、(B)はB−B線に沿う断面図、(C)はC−C線に沿う断面図、図8は従来例を示す模式図である。
【0014】
センターテイクオフ式電動パワーステアリング装置10は、図1、図2に示す如く、不図示のブラケットにより車体フレーム等に固定されるハウジング11(第1〜第3のハウジング11A〜11C)を有する。そして、ステアリングホイールが結合される入力軸12にトーションバー13を介して出力軸14を連結し、この出力軸14にピニオン15を設け、このピニオン15に噛合うラック16Aを備えたラック軸16を第1ハウジング11Aに左右動可能に支持している。入力軸12と出力軸14の間には、操舵トルク検出装置17を設けてある。尚、入力軸12と出力軸14は軸受12A、14A、14Bを介してハウジング11に支持される。
【0015】
操舵トルク検出装置17は、図2に示す如く、入力軸12、出力軸14に係合している円筒状のコア17Cを囲む2個の検出コイル17A、17Bを第3ハウジング11Cに設けている。コア17Cは、出力軸14のガイドピン17Dに係合する縦溝17Eを備えて軸方向にのみ移動可能とされるとともに、入力軸12のスライダピン17Fに係合するスパイラル溝17Gを備える。これにより、ステアリングホイールに加えた操舵トルクが入力軸12に付与され、トーションバー13の弾性ねじり変形により、入力軸12と出力軸14の間に回転方向の相対変位を生ずると、入力軸12と出力軸14の回転方向の変位がコア17Cを軸方向に変位させるものとなり、このコア17Cの変位による検出コイル17A、17Bの周辺の磁気的変化に起因する検出コイル17A、17Bのインダクタンスが変化する。即ち、コア17Cが入力軸12側へ移動すると、コア17Cが近づく方の検出コイル17Aのインダクタンスが増加し、コア17Cが遠ざかる方の検出コイル17Bのインダクタンスが減少し、このインダクタンスの変化により操舵トルクを検出できる。
【0016】
第1ハウジング11A内でラック軸16の一端を挟んでピニオン15と相対する部分に設けられているシリンダ部18には、図2に示す如く、ラックガイド19が内蔵され、ラックガイド19(ブッシュ19A)はシリンダ部18に被着されるキャップ20により背面支持されるばね21によりラック軸16の側に弾発され、ラック軸16のラック16Aをピニオン15に押し付けるとともに、ラック軸16の一端を摺動自在に支持する。尚、ラック軸16の他端側は軸受22により支持される。
【0017】
第2ハウジング11Bは電動モータ30(操舵アシスト力発生装置)を支持する。電動モータ30の出力軸にはクラッチを介してウォームギヤ31が結合され、このウォームギヤ31に噛合うウォームホイール32を出力軸14の中間部に固定してある。電動モータ30の発生トルクは、ウォームギヤ31とウォームホイール32の噛合い、ピニオン15とラック16Aの噛合いを介してラック軸16に付与され、運転者が入力軸12に加える操舵力をアシストする。
【0018】
然るに、パワーステアリング装置10は、センターテイクオフ式であり、図3〜図5に示す如く、左右のタイロッド41A、41Bをラック軸16の中間部に連結する連結部材42を、第1ハウジング11Aの側壁に形成した窓状部43に往復動可能としている。連結部材42は、図7に示す如く、窓状部43に摺接可能に挿入されるスライダ44と、スライダ44の長手方向の2位置のそれぞれに圧入されるカラー45、45の組立体である。
【0019】
左右のタイロッド41A、41Bは、図3、図5に示す如くの取付部46を備える。取付部46は、タイロッド41A、41Bの端部に形成されたフランジ47にマウント48を圧入して構成される。マウント48は、ゴム筒48Aの内外に内筒48B、外筒48Cを焼付けたものである。これにより、左右のボルト51A、51Bは、1枚の取付板52の長手方向の2位置のそれぞれに挿通され、タイロッド41A、41Bの取付部46に設けた上述のマウント48、座金53を介して、ハウジング11Aの周囲に配置したブーツホルダ54の長手方向の2位置のそれぞれに挿通され、更に連結部材42のカラー45を貫通し、それらの取付板52、タイロッド41A、41Bのマウント48、座金53、ブーツホルダ54、連結部材42をラック軸16の長手方向の2位置のそれぞれに設けた取着座55A、55Bに締結する。尚、ブーツホルダ54の両端部には、左右のダストブーツ56A、56Bの一端部が取着され、ダストブーツ56A、56Bの他端部はそれぞれハウジング11Aに取着される。
【0020】
このとき、パワーステアリング装置10にあっては、ラック軸16の転びを防止するため、ラック軸16に前述の如くに締結される連結部材42のスライダ44をウレタン樹脂、プラスチック樹脂等の弾性材料によって構成するとともに、このスライダ44をハウジング11A(例えばアルミ合金製)の窓状部43に対する摺動直交方向にて締め代をもって締り嵌めしている(図6)。スライダ44は長手方向の2位置に圧入したカラー45、45に挟まれる中央部に設けた両スライド面44A、44Aを、外方に凸をなす円弧状面とし、両スライド面44A、44Aの巾Hに窓状部43の巾Wに対する締め代を付すものである(図4)。
【0021】
従って、パワーステアリング装置10にあっては、操舵トルク検出装置17、車速センサ等からの信号が入力されると、制御装置(ECU)により電動モータ30への供給電力が決定され、これに基づき電源を含む外部駆動装置により電動モータ30を駆動する。電動モータ30の回転トルクは前述の如くにラック軸16に伝えられ、ラック軸16に伝えられた操舵アシスト力は左右のタイロッド41A、41Bを介して左右の車輪に伝えられ、運転者の操舵力をアシストするものとなる。
【0022】
従って、本実施形態によれば、以下の作用がある。
▲1▼左右のタイロッド41A、41Bをラック軸16に連結する連結部材42のスライダ44が、ハウジング11Aの窓状部43に摺動直交方向で締め代をもって締り嵌めされる。従って、ラック軸16に固定の連結部材42のスライダ44はハウジング11Aの窓状部43と、該ラック軸16の回転方向において係合し合い、転びを防止される。これにより、ラック16Aとピニオン15の正常な噛合いを確保できるから、ピニオン15からラック16Aへの操舵力伝達効率を向上するとともに、ラック軸16とピニオン15の耐久性を向上し、ラック軸16回りでの異音の発生も防止できる。
【0023】
▲2▼連結部材42のスライダ44に付与する締め代を調整することにより、スライダ44が収縮する低温時にも、その熱変形量をスライダ44の弾性変形によって吸収し、そのガタ発生を回避でき、ラック軸16の転びを確実に防止できる。
【0024】
▲3▼スライダ44の窓状部43に摺接するスライド面44Aを凸状にしたから、スライダ44と窓状部43との接触面積を小さくして摺動抵抗を小にでき、操舵のスムースを図ることができる。
【0025】
以上、本発明の実施の形態を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、本発明は電動パワーステアリング装置に限らず、操舵アシスト力発生装置を油圧ポンプ、パワーシリンダにて構成する油圧パワーステアリング装置にも適用できる。
【0026】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、センターテイクオフ式パワーステアリング装置において、ラック軸の転びを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1はパワーステアリング装置を一部破断して示す正面図である。
【図2】 図2は図1のII−II線に沿う断面図である。
【図3】 図3は図1の要部拡大図である。
【図4】 図4は図2の側面図である。
【図5】 図5は図3のV−V線に沿う断面図である。
【図6】 図6は図5の要部拡大図である。
【図7】 図7は連結部材を示し、(A)は側面図、(B)はB−B線に沿う断面図、(C)はC−C線に沿う断面図である。
【図8】 図8は従来例を示す模式図である。
【符号の説明】
10 電動パワーステアリング装置
11、11A ハウジング
12 入力軸
15 ピニオン
16 ラック軸
30 電動モータ(操舵アシスト力発生装置)
41A、41B タイロッド
42 連結部材
43 窓状部
44 スライダ
44A スライド面
45 カラー
Claims (1)
- ハウジングにラック軸を直線移動可能に支持し、ハウジングに入力軸を回転可能に支持し、入力軸に接続したピニオンをラック軸に噛合いさせるとともに、操舵アシスト力発生装置の発生力を該ラック軸に付与して操舵力をアシスト可能とし、
左右のタイロッドを該ラック軸に連結する連結部材を、ハウジングの側壁に形成した窓状部に往復動可能に設けてなるセンターテイクオフ式パワーステアリング装置において、
前記連結部材がハウジングの窓状部に摺接して往復動可能に挿入され、その摺動方向に沿う長手方向の2位置に左右のタイロッドが取付けられるカラーを備えてなるスライダを備え、
このスライダの上記2つのカラーに挟まれる中央部に設けられて該窓状部に摺接する両スライド面が、外方に凸をなす円弧状面とされ、該窓状部に摺動直交方向で締め代をもって締り嵌めされてなることを特徴とするセンターテイクオフ式パワーステアリング装置。
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