JP4589144B2 - 電動舵取装置 - Google Patents

Description

本発明は、ステアリングホイールからの操舵力に電動モータによる補助力を付与する電動舵取装置に関する。

この種の電動舵取装置として、ステアリングホイールの回動に応じて長手方向に往復する棒状のステアリング部材と、該ステアリング部材を長手方向に往復自在に収容する筒状のハウジングと、該ハウジングに収容されて前記ステアリング部材に形成されたボールねじ軸に複数のボールを介して外挿されたボールナットと、該ボールナットを回動させて前記ステアリング部材に補助操舵力を付与する電動モータとを備えているものが挙げられる。そして、この種の電動舵取装置においては、前記ハウジングの端部に前記ステアリング部材が挿通される支持部が設けられ、該支持部の内周には、悪路走行時等に伴って生じるステアリング部材へのラジアル方向の荷重を受けるブッシュが圧入されており、支持部はブッシュを介してステアリング部材を摺動自在に支持している。

ところで、この種の電動舵取装置においては更に、前記ハウジングの端部にブーツが連結されている。該ブーツは、一端が支持部の外面に気密性を有して連結されると共に、他端がタイロッドの外面に気密性を有して連結されている。これにより、ブーツの内部にはステアリング部材の往復動に伴って伸縮する空間が形成される。

一方、ブーツの内部とハウジングの内部とは、前記支持部を介して隣接するものの、支持部に圧入されたブッシュとステアリング部材とのクリアランスが極めて小さく設定されていることによってブーツの内部が閉塞状態となり、ブーツの伸縮が円滑に行われない不都合がある。

そこで、従来、支持部の内周面軸方向に溝を形成し、支持部の内周に圧入されたブッシュの外面と支持部の内面の溝とによってブーツの内部とハウジングの内部とを連通させるエア通路を形成したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。これにより、ブーツの伸縮に伴ってブーツの内部からエア通路を介してエアの流出入が行われ、ブーツの伸縮が円滑に行えるようになっている。
特開平１０−２７８８１１号公報

しかし、支持部の内面に溝を形成してエア通路とするために、支持部の内周にブッシュを圧入した際に、ブッシュが支持部の内周面の溝に対応して変形し、ブッシュの内径の真円度が低下する。このため、ブッシュに摺接支持されるステアリング部材の円滑な往復動が阻害されるだけでなく、支持部の近傍にボールナットを備えている電動舵取装置にあっては、ボールナットの円滑な回転が阻害されるおそれがある。

本発明は、上記の不都合に鑑み、支持部の内周に圧入されたブッシュの高い真円度を維持して、ブーツの内部空間とハウジングの内部空間との間のエアの流通を円滑に行うことができる電動舵取装置を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明は、ステアリングホイールの回動に応じて長手方向に往復する棒状のステアリング部材と、該ステアリング部材の長手方向の端部に連結されるタイロッドと、該ステアリング部材を長手方向に往復自在に収容する筒状のハウジングと、該ハウジングに収容されて前記ステアリング部材に形成されたボールねじ軸に複数のボールを介して外挿されたボールナットと、該ボールナットを回動させて前記ステアリング部材に補助操舵力を付与する電動モータと、前記ハウジングの端部に形成された前記ステアリング部材が挿通される厚肉筒状の支持部と、該支持部の内周に圧入されてステアリング部材を摺動自在に支持するブッシュと、一端が支持部の外面に気密性を有して連結されると共に、他端がタイロッドの外面に気密性を有して連結されて、前記ハウジングから突出したステアリング部材の端部を覆うブーツとを備えた電動舵取装置であって、前記ブーツの内部空間とハウジングの内部空間との間でエアを流通させるエア通路を備えるものにおいて、前記支持部に、その内周面より径方向外側に位置させて、前記エア通路を構成する軸方向の貫通孔が形成されていることを特徴とする。

本発明の電動舵取装置は、ステアリングホイールの回動によりハウジングに収容されたステアリング部材が長手方向に移動するとき、電動モータによりボールナットが回転され、ボールねじ軸を介してステアリング部材の移動に補助力が付与される。ステアリング部材が長手方向に移動するとき、ハウジングの端部に設けられているブーツが伸長或いは収縮し、ブーツの内部のエアは、前記エア通路として設けられた貫通孔を介してハウジングの内部に流出入する。該貫通孔は、ハウジングの端部に設けられた前記支持部に形成されているだけでなく、該支持部の内周面より径方向外側に位置している。即ち、支持部は比較的肉厚として圧入されたブッシュ及び該ブッシュに挿通されたステアリング部材の支持精度を向上させることができるが、更に、支持部が肉厚であることによって容易に前記貫通孔を形成することができる。そして、該貫通孔は、支持部の内周面より径方向外側に形成されていることにより、支持部の内周面には、従来のような溝等が露出せず、ブッシュを圧入しても、該ブッシュの高精度な真円形状を確実に維持することができる。従って、該貫通孔をエア通路としてブーツの内部空間とハウジングの内部空間との間でエアが流通してブーツの伸縮を円滑に行わせることができ、しかも、ブッシュの高精度な真円形状を維持してステアリング部材の往復動を高精度に案内することができる。

また、本発明において、前記貫通孔は、前記支持部に挿通されたステアリング部材より上方位置に形成されていることが好ましい。

これによれば、ボールナットやステアリング部材の一部に形成されているボールねじ軸に塗布或いは充填されているグリースがステアリング部材から流れ落ちても、ステアリング部材より上方位置に形成された貫通孔にはグリースが及ばない。従って、エア通路として設けられた貫通孔が閉塞されることを確実に防止でき、ブーツの内部のエアを確実に流通させてブーツの伸縮を円滑に行わせることができる。

本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本実施形態の電動舵取装置を一部破断して示す説明図、図２は本実施形態の電動舵取装置の要部を示す説明的断面図、図３は図２のIII−III線断面説明図である。

図１に示すように、本実施形態の電動舵取装置１は、ステアリング機構２と、該ステアリング機構２に補助トルクを付与する補助トルク機構３とを備えている。ステアリング機構２は、車両のステアリングホイール（図示しない）の回転を入力軸４に入力することによって、ハウジング５内の棒状のステアリング部材６を長手方向に往復移動させるようになっている。即ち、入力軸４に入力されたステアリングホイールの回転は、ラック・ピニオン機構等の変換機構７によってラックを備えるステアリング部材６の往復動に変換される。変換機構７にはトルクセンサ８が設けられている。トルクセンサ８は入力軸４に入力された操舵トルクを検出する。

ステアリング部材６の両端部には、タイロッド９が連結されている。各タイロッド９は、車両の操舵可能な車輪（図示せず）に連結されている。そして車輪には、ステアリング部材６が長手方向に直線的に動くことによって、操舵運動が付与される。

補助トルク機構３は、ステアリング部材６が収容されたハウジング５の外側面に沿って配置された電動モータ１０と、該電動モータ１０により発生した補助トルクをステアリング部材６に伝達するトルク伝達機構１１とを備えている。電動モータ１０は、前記トルクセンサ８により検出された操舵トルクに応じて図示しない制御手段により制御されて、操舵トルクに応じた補助トルクを発生する。

トルク伝達機構１１は、図１に示すように、電動モータ１０に連結された駆動プーリ１２と、ステアリング部材６に連結された従動プーリ１３と、両プーリ１２，１３に掛け渡されたベルト１４とにより構成されている。駆動プーリ１２は、電動モータ１０のカラー１５内部に嵌合保持された一対の玉軸受１６，１７間に回転軸１８を介して回転自在に支持されている。駆動プーリ１２の回転軸１８は電動モータ１０の出力軸と同軸に連結されていることにより電動モータ１０により駆動される。該駆動プーリ１２の回転はベルト１４を介して従動プーリ１３に伝達され、従動プーリ１３の回転は補助操舵力としてステアリング部材６の往復動に付与される。

即ち、前記ステアリング部材６には、電動モータ１０近傍でボールねじ軸１９が形成されており、該ボールねじ軸１９に複数のボール２０を介してボールナット２１が結合されている。ボールナット２１は、図２に示すように、アンギュラ玉軸受２２によってステアリング部材６のハウジング５に回転自在、かつ軸線方向には移動不能に取付けられている。前記従動プーリ１３は、ボールナット２１に締付け固定されており、ボールナット２１と一体に回転する。

また、前記ハウジング５の端部におけるボールナット２１の近傍には、図２に示すように、ボールねじ軸１９を摺動自在に挿通して支持する支持部２３が形成されている。該支持部２３にはブッシュ２４が圧入されている。該支持部２３は、該ブッシュ２４によってボールねじ軸１９を介してステアリング部材６のガタが防止された状態で、該ブッシュ２４を介してボールねじ軸１９を支持している。また、該支持部２３は、近傍に前記トルク伝達機構１１が位置し、ボールねじ軸１９を頑強に保持するために、比較的肉厚に形成されている。これによって、ボールねじ軸１９を備えるステアリング部材６の往復動を精度良く案内する。

また、図１に示すように、ハウジング５の両端部にはブーツ２５が設けられている。ブーツ２５は、その一端部がハウジング５の端部外面に金属バンド２６により締め付けられて気密性を有して連結固定されており、その他端部がタイロッド９の外面に金属バンド２６により締め付けられて気密性を有して連結固定されている。これらのブーツ２５は、ステアリング部材６とタイロッド９との間のジョイント部２７を覆って塵埃の侵入を防止する。

そして、各ブーツ２５はステアリング部材６を介して往復するタイロッド９の動きに追従して伸縮し、その際に収縮した一方のブーツ２５の内部から排出されたエアがハウジングの内部を通って、伸長した他方のブーツ２５の内部に流入し、両ブーツ２５の円滑な伸縮が確保される。

図２及び図３に示すように、支持部２８には、ブーツ２５の内部空間とハウジング５の内部空間とでエアを連通させるエア通路としての貫通孔２８が形成されている。該貫通孔２８は、ステアリング部材６（ボールねじ軸１９）の上方位置において支持部２３の内周面と外周面との間、即ち、支持部２３の内周面の径方向外側に軸方向に貫通して形成されおり、一端がブーツ２５の内部空間に向かって開口し他端がハウジング５の内部空間に向かって開口する。これにより、ステアリング部材６の往復動に伴うブーツ２５の内部のエアの流通は該貫通孔２８を介して行われる。そしてこのように、支持部２３の内周面の径方向外側に貫通孔２８を設けたことによって支持部２３の内周面には従来の溝のような段差は形成されず、支持部２３の内周に圧入されたブッシュ２４の真円度を高精度に維持することができる。

次に本実施形態の動作について説明する。車両が直進状態にあり、ステアリングホイールの操舵力が入力軸４に入力されていない時には、トルクセンサ８は出力信号を発せず、駆動プーリ１２の軸に連結された電動モータ１０は補助トルクを発生しない。またこの時、ステアリング部材６も動かず、図示しない車輪に操舵力が作用することはない。

一方、車両がカーブを曲がろうとする時、運転者がステアリングホイールを回転操舵する。このとき、入力軸４に付与された操舵力が、変換機構７を介してステアリング部材６に伝達され、タイロッド９を経て車輪に伝達される。同時に、入力軸４に加えられた操舵力に応じたトルクがトルクセンサ８により検出され、その検出信号に基づいて駆動された電動モータ１０の回転は、駆動プーリ１２、従動プーリ１３、ボールナット２１、ボールねじ軸１９を介してステアリング部材６に補助力として付与される。

このとき、前記支持部２３においては、ブッシュ２４を介してボールねじ軸１９を摺動案内し、精度の高いステアリング部材６の往復動が行われる。そして、ステアリング部材６の往復動によってハウジング５の一方端（旋回方向となる側端）から伸長方向に移動するタイロッド９に追従して一方のブーツ２５が伸長し、同時に、ハウジング５の他方端（旋回方向の反対側となる側端）で収縮方向に移動するタイロッド９に追従して他方のブーツ２５が収縮する。それに応じて、収縮したブーツ２５の内部のエアがハウジング５の内部を介して伸長したブーツ２５の内部へ向かい、その際、エアは支持部２３の貫通孔２８を通ってブーツ２５の内部に流出入する。

支持部２３には、その内周にブッシュ２４が圧入され、精度良くステアリング部材６（ボールねじ軸１９）を摺動案内するために、ブッシュ２４の内面とステアリング部材６（ボールねじ軸１９）の外面とのクリアランスが極めて小さく設定されている。このため、ブッシュ２４の内面とステアリング部材６（ボールねじ軸１９）の外面との間においてはエアの流路が確保できないが、本実施形態によれば、支持部２３に設けられた貫通孔２８により、確実にエアの流路が確保される。また、支持部２３に支持されるボールねじ軸１９の外周面にボールナット２１に充填されたグリースが流れ落ちても、貫通孔２８がステアリング部材６（ボールねじ軸１９）より上方に設けられているので、グリースによる貫通孔２８の閉塞が防止でき、貫通孔２８を介して確実にエアを流通させることができる。

本発明の一実施形態の電動舵取装置を一部破断して示す説明図。 本実施形態の電動舵取装置の要部を示す説明的断面図。 図２のIII−III線断面説明図。

符号の説明

１…電動舵取装置、６…ステアリング部材、５…ハウジング、９…タイロッド、１０…電動モータ、１９…ボールねじ軸、２０…ボール、２１…ボールナット、２３…支持部、２４…ブッシュ、２５…ブーツ、２８…貫通孔。

Claims (2)

1. ステアリングホイールの回動に応じて長手方向に往復する棒状のステアリング部材と、該ステアリング部材の長手方向の端部に連結されるタイロッドと、該ステアリング部材を長手方向に往復自在に収容する筒状のハウジングと、該ハウジングに収容されて前記ステアリング部材に形成されたボールねじ軸に複数のボールを介して外挿されたボールナットと、該ボールナットを回動させて前記ステアリング部材に補助操舵力を付与する電動モータと、前記ハウジングの端部に形成された前記ステアリング部材が挿通される厚肉筒状の支持部と、該支持部の内周に圧入されてステアリング部材を摺動自在に支持するブッシュと、一端が支持部の外面に気密性を有して連結されると共に、他端がタイロッドの外面に気密性を有して連結されて、前記ハウジングから突出したステアリング部材の端部を覆うブーツとを備えた電動舵取装置であって、
   前記ブーツの内部空間とハウジングの内部空間との間でエアを流通させるエア通路を備えるものにおいて、
   前記支持部に、その内周面より径方向外側に位置させて、前記エア通路を構成する軸方向の貫通孔が形成されていることを特徴とする電動舵取装置。
2. 前記貫通孔は、前記支持部に挿通されたステアリング部材より上方位置に形成されていることを特徴とする請求項１記載の電動舵取装置。

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