JP4994079B2 - 電動パワーステアリング装置のギヤハウジング構造 - Google Patents

Description

本発明は電動パワーステアリング装置のギヤハウジング構造に関する。

電動パワーステアリング装置のギヤハウジング構造として、特許文献１に記載の如く、ステアリングホイールに連結されるピニオン軸を収納するピニオン収納部と、ピニオン軸のピニオンに噛合うラックを有するラック軸を収納するラック収納部と、ラック軸のラックをピニオン軸のピニオンに押し付けるラックガイドを収納するガイド収納部とを有し、電動モータの補助トルクを歯車列によりピニオン軸に伝達する電動パワーステアリング装置のギヤハウジング構造において、ラック収納部の外面にラック軸の長手方向に沿う横長の補強リブを設けるとともに、ラック収納部の外面にピニオン軸の中心線と平行をなす縦長の補強リブを設けたものがある。横長の補強リブはラック収納部の長手方向の曲げ剛性を高め、縦長の補強リブはラック収納部のねじり剛性を高める。
特開2003-226248

特許文献１に記載の電動パワーステアリング装置のギヤハウジング構造では、ピニオン収納部の長手方向の曲げ剛性を高めるところがない。このため、車輪に作用する路面反力に基づき、ラック軸によりピニオン軸が押されると、低剛性のピニオン収納部に支持されているピニオン軸が図２に２点斜線で示す如くに大きく撓む。これにより、電動モータの側のウォームギヤと、ピニオン軸に固定されているウォームホイールとの噛合いが不安定になり、円滑な操舵アシストが行なわれなくなる。

本発明の課題は、電動パワーステアリング装置のギヤハウジング構造において、ピニオン収納部の長手方向の曲げ剛性を向上し、路面反力があっても安定した操舵アシストを行なうことにある。

請求項１の発明は、ステアリングホイールに連結されるピニオン軸を収納するピニオン収納部と、ピニオン軸のピニオンに噛合うラックを有するラック軸を収納するラック収納部と、ラック軸のラックをピニオン軸のピニオンに押し付けるラックガイドを収納するガイド収納部とを有し、電動モータの補助トルクを歯車列によりピニオン軸に伝達する電動パワーステアリング装置のギヤハウジング構造において、ピニオン収納部におけるピニオン軸のピニオンとラック軸のラックの噛合い部を挟んで、ラックガイドと反対側に位置する外面に、ピニオン軸の長手方向に沿う縦方向補強リブを設け、前記縦方向補強リブを、ピニオン収納部におけるピニオン軸のための上部軸受と下部軸受の間に設けるとともに、前記ピニオン収納部におけるピニオン軸のための下部軸受を備える部分の外面に、ピニオン軸の長手方向に直交する横方向補強リブを設けたものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記縦方向補強リブが、ピニオン収納部におけるピニオン軸の中心軸に直交する横断面において、ピニオン軸の中心軸の周囲で、ラックガイドと反対側に位置する概ね半周範囲に、複数本の互いに平行をなすリブからなるようにしたものである。

請求項３の発明は、請求項１の発明において更に、前記横方向補強リブが、ピニオン収納部におけるピニオン軸の中心軸に直交する横断面において、ピニオン軸の中心軸の周囲の概ね全周に渡って設けられるリブからなるようにしたものである。

(a)電動パワーステアリング装置のギヤハウジング構造において、ピニオン収納部におけるピニオン軸のピニオンとラック軸のラックの噛合い部を挟んで、ラックガイドと反対側に位置する外面に、ピニオン軸の長手方向に沿う縦方向補強リブを設けたから、ピニオン収納部の長手方向の曲げ剛性が高められる。このため、車輪に作用する路面反力に基づき、ラック軸によりピニオン軸が押されても、高剛性のピニオン収納部に支持されているピニオン軸は大きく撓むことがない。これにより、電動モータの側のウォームギヤと、ピニオン軸に固定されているウォームホイールの噛合いを安定にし、路面反力があっても安定した操舵アシストを行なうことができる。

(b)縦方向補強リブが、ピニオン収納部におけるピニオン軸のための上部軸受と下部軸受の間に設けられるものにしたから、高剛性のピニオン収納部にピニオン軸のための上部軸受と下部軸受を強固に支持し、ピニオン軸が撓むことを確実に回避できる。

(c)ピニオン収納部におけるピニオン軸のための下部軸受を備える部分の外面に、ピニオン軸の長手方向に直交する横方向補強リブを設けたから、ピニオン軸のための下部軸受を備える部分の剛性を高めてこの下部軸受を強固に支持し、ピニオン軸が撓むことを確実に回避できる。

図１は電動パワーステアリング装置を示す側面図、図２は図１のII−II線に沿う模式断面図、図３はギヤハウジングの要部を示し、（Ａ）は側面図、（Ｂ）はＢ矢視図、（Ｃ）はＣ−Ｃ線に沿う断面図、図４は図３のIV−IV線に沿う断面図である。

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アルミ合金製のギヤハウジング１１を有する。そして、ステアリングホイールに結合されるステアリング軸１２にトーションバー１３を介してピニオン軸１４を連結し、このピニオン軸１４をギヤハウジング１１のピニオン収納部１１Ａに収納する。ピニオン収納部１１Ａは、ピニオン軸１４を支持するための上部軸受１５Ａと下部軸受１５Ｂを該ピニオン収納部１１Ａに嵌合して備える。１５Ｃはエンドキャップである。

電動パワーステアリング装置１０は、ピニオン軸１４のピニオン１４Ａに噛合うラック１６Ａを有するラック軸１６をギヤハウジング１１のラック収納部１１Ｂに収納する。

電動パワーステアリング装置１０は、ラック軸１６においてラック１６Ａがピニオン軸１４のピニオン１４Ａと噛合いする部位の背面側に、ラック軸１６のラック１６Ａをピニオン軸１４のピニオン１４Ａに押し付けるラックガイド１７を設ける。ラックガイド１７は、ギヤハウジング１１のガイド収納部１１Ｃに収納され、ガイド収納部１１Ｃに螺着されるキャップ１７Ａにより背面支持されるばね１７Ｂによってラック軸１６の側に弾発され、ラック軸１６のラック１６Ａをピニオン軸１４のピニオン１４Ａ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の他端は不図示の軸受によりラック収納部１１Ｂに支持される。また、ラック軸１６の両端部はラック収納部１１Ｂの左右に突出し、この突出端に左右のタイロッド１８Ａ、１８Ｂを介して左右の操舵車輪が連結される。

電動パワーステアリング装置１０は、ギヤハウジング１１に電動モータ２０を固定し、電動モータ２０の出力軸に連結したウォームギヤ２１を、ピニオン軸１４に固定してあるウォームホイール２２に噛合いさせている。電動パワーステアリング装置１０において、ステアリングホイールに加えた操舵トルクがステアリング軸１２とピニオン軸１４の間のトーションバー１３を弾性ねじり変形させ、不図示の操舵トルク検出装置がその操舵トルクを検出したとき、電動モータ２０はこの操舵トルクに見合う補助トルクを発生する。そして、電動モータ２０の補助トルクがウォームギヤ２１とウォームホイール２２の歯車列によりピニオン軸１４に伝達され、ひいてはラック軸１６に操舵アシスト力として付与される。

しかるに、電動パワーステアリング装置１０にあっては、ギヤハウジング１１におけるピニオン収納部１１Ａのピニオン軸１４に沿う長手方向（軸方向）の曲げ剛性を向上するため、図２〜図４に示す如く、ピニオン収納部１１Ａにおけるピニオン軸１４のピニオン１４Ａとラック軸１６のラック１６Ａの噛合い部を挟んで、ラックガイド１７と反対側に位置する外面に、ピニオン軸１４の長手方向に沿う縦方向補強リブ３１を設けた。縦方向補強リブ３１は、ピニオン収納部１１Ａにおけるピニオン軸１４のための上部軸受１５Ａと下部軸受１５Ｂの間に設けられる。

本実施例では、ピニオン収納部１１Ａにおけるピニオン軸１４の中心軸に直交する横断面において、ピニオン軸１４の中心軸の周囲で、ラックガイド１７と反対側に位置する概ね半周範囲に、複数本（例えば４本）の互いに平行をなす板状の補強リブ３１を設けた。

更に、電動パワーステアリング装置１０にあっては、ピニオン収納部１１Ａにおけるピニオン軸１４のための下部軸受１５Ｂを備える部分の外面に、ピニオン軸１４の長手方向に直交する横方向補強リブ３２を設けた。横方向補強リブ３２は、ピニオン収納部１１Ａにおけるピニオン軸１４の中心軸に直交する横断面において、ピニオン軸１４の中心軸の周囲の概ね全周に渡って設けられる板状をなす。

本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)電動パワーステアリング装置１０のギヤハウジング構造において、ピニオン収納部１１Ａにおけるピニオン軸１４のピニオン１４Ａとラック軸１６のラック１６Ａの噛合い部を挟んで、ラックガイド１７と反対側に位置する外面に、ピニオン軸１４の長手方向に沿う縦方向補強リブ３１を設けたから、ピニオン収納部１１Ａの長手方向の曲げ剛性が高められる。このため、車輪に作用する路面反力に基づき、ラック軸１６によりピニオン軸１４が押されても、高剛性のピニオン収納部１１Ａに支持されているピニオン軸１４は大きく撓むことがない。これにより、電動モータ２０の側のウォームギヤ２１と、ピニオン軸１４に固定されているウォームホイール２２の噛合いを安定にし、路面反力があっても安定した操舵アシストを行なうことができる。

(b)縦方向補強リブ３１が、ピニオン収納部１１Ａにおけるピニオン軸１４のための上部軸受１５Ａと下部軸受１５Ｂの間に設けられるものにしたから、高剛性のピニオン収納部１１Ａにピニオン軸１４のための上部軸受１５Ａと下部軸受１５Ｂを強固に支持し、ピニオン軸１４が撓むことを確実に回避できる。

(c)ピニオン収納部１１Ａにおけるピニオン軸１４のための下部軸受１５Ｂを備える部分の外面に、ピニオン軸１４の長手方向に直交する横方向補強リブ３２を設けたから、ピニオン軸１４のための下部軸受１５Ｂを備える部分の剛性を高めてこの下部軸受１５Ｂを強固に支持し、ピニオン軸１４が撓むことを確実に回避できる。

以上、本発明の実施例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例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。

図１は電動パワーステアリング装置を示す側面図である。 図２は図１のII−II線に沿う模式断面図である。 図３はギヤハウジングの要部を示し、（Ａ）は側面図、（Ｂ）はＢ矢視図、（Ｃ）はＣ−Ｃ線に沿う断面図である。 図４は図３のIV−IV線に沿う断面図である。

符号の説明

１０ 電動パワーステアリング装置
１１ ギヤハウジング
１１Ａ ピニオン収納部
１１Ｃ ガイド収納部
１４ ピニオン軸
１４Ａ ピニオン
１５Ａ 上部軸受
１５Ｂ 下部軸受
１６ ラック軸
１６Ａ ラック
１７ ラックガイド
２０ 電動モータ
２１ ウォームギヤ
２２ ウォームホイール
３１ 縦方向補強リブ
３２ 横方向補強リブ

Claims (3)

1. ステアリングホイールに連結されるピニオン軸を収納するピニオン収納部と、
   ピニオン軸のピニオンに噛合うラックを有するラック軸を収納するラック収納部と、
   ラック軸のラックをピニオン軸のピニオンに押し付けるラックガイドを収納するガイド収納部とを有し、
   電動モータの補助トルクを歯車列によりピニオン軸に伝達する電動パワーステアリング装置のギヤハウジング構造において、
   ピニオン収納部におけるピニオン軸のピニオンとラック軸のラックの噛合い部を挟んで、ラックガイドと反対側に位置する外面に、ピニオン軸の長手方向に沿う縦方向補強リブを設け、
   前記縦方向補強リブを、ピニオン収納部におけるピニオン軸のための上部軸受と下部軸受の間に設けるとともに、
   前記ピニオン収納部におけるピニオン軸のための下部軸受を備える部分の外面に、ピニオン軸の長手方向に直交する横方向補強リブを設けたことを特徴とする電動パワーステアリング装置のギヤハウジング構造。
2. 前記縦方向補強リブが、ピニオン収納部におけるピニオン軸の中心軸に直交する横断面において、ピニオン軸の中心軸の周囲で、ラックガイドと反対側に位置する概ね半周範囲に、複数本の互いに平行をなすリブからなる請求項１に記載の電動パワーステアリング装置のギヤハウジング構造。
3. 前記横方向補強リブが、ピニオン収納部におけるピニオン軸の中心軸に直交する横断面において、ピニオン軸の中心軸の周囲の概ね全周に渡って設けられるリブからなる請求項１に記載の電動パワーステアリング装置のギヤハウジング構造。

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