JP5434148B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

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Description

本発明は、自動車等の車両に搭載されるラックピニオン式ステアリング装置及びこれを含む電動パワーステアリング装置に関する。
ラックピニオン式ステアリング装置では、ラック軸とピニオン軸との間での伝達負荷が大きくなると、ピニオン軸の撓みが大きくなる。ピニオン軸の撓みが大きくなると、ラック軸との噛み合いが悪くなる。特に、ピニオンアシスト式の電動パワーステアリング装置において、このような撓みが問題となることが多い。
ピニオンアシスト式の電動パワーステアリング装置は、操舵トルクに応じてモータを回転させ、減速機を介してピニオン軸に操舵保持力を付与する構成となっている。ここで、減速機のウオームホイールは、ピニオン軸と一体回転するように取り付けられている。このウオームホイール等、減速機の取付けスペースを、ラック軸等との干渉を避けて確保するため、一般に、ピニオン軸を長くしたものが多い。その結果、ピニオン軸の両端近傍を回転自在に支持する一対の軸受間の距離は、長くなっている。ところが、この距離が長いほど、ラック軸とピニオン軸との間での伝達負荷が大きくなると、ピニオン軸の撓みが大きくなる。
そこで、このような撓みを防止すべく、一対の軸受間にピニオン軸の外周面と対向する凸部を形成し、ピニオン軸が撓み始めるとこの凸部に当たってそれ以上は撓むことができない、という構成が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
特開2005−112037号公報(図1)
しかしながら、上記のようなピニオン軸を凸部に当てるという構成では摩擦によるエネルギーの損失が生じる。また、軸方向へのコンパクト化には適さない構成でもある。
かかる従来の問題点に鑑み、本発明は、ピニオン軸の撓みを抑制し、かつ、少なくとも軸方向へのコンパクト化を実現する電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、ステアリングホイールに接続されたピニオン軸に、操舵トルクに基づいてモータから減速機を介して操舵補助力を付与し、当該ピニオン軸と噛み合うラック軸に接続された転舵輪を転舵させる電動パワーステアリング装置であって、前記ピニオン軸の一端に嵌着された第1の軸受と、前記減速機のウオームホイールの軸体として前記ピニオン軸側へ延設され、前記ピニオン軸の他端側で噛み合いに寄与しないピニオン歯部に外嵌された筒状部と、前記筒状部に外嵌された第2の軸受と、前記第1,第2の軸受を保持するハウジングとを備え、前記ピニオン軸の他端は、前記ステアリングホイールに接続された入力軸の先端部と軸方向に重なり合う位置まで延伸され、当該入力軸を回転自在に支持することを特徴とするものである。
上記のように構成された電動パワーステアリング装置では、筒状部を介して第2の軸受によりピニオン歯部を支持することにより、ピニオン軸の両端の軸受間距離を極めて小さくすることができる。これにより、ピニオン軸の撓みを抑制することができる。また、ウオームホイールの軸体として形成された筒状部がピニオン軸に重なり合うように近づくことになるため、装置全体の軸方向への寸法がコンパクトになる。さらに、筒状部の存在によってウオームホイールの取付姿勢(軸に直交する姿勢)を安定させることができる。また、筒状部に対してピニオン軸の圧入長さを入力軸の先端部と軸方向に重なり合う位置まで長く確保することができる。従って、締めしろを大きくしなくても、必要な圧入荷重を得ることができる。
また、上記電動パワーステアリング装置において、第2の軸受は筒状部の先端側に外嵌され、減速機を回転自在に支持する一対のアンギュラ軸受が、筒状部の基端側に外嵌され、かつ、ハウジングに保持されているものであってもよい。
この場合、一対のアンギュラ軸受により、軸方向及び径方向への荷重を受け止めることができる。また、一対のアンギュラ軸受は、ウオームホイールの軸方向片側に集められ、第1,第2の軸受と同じハウジングに保持されるので、各軸受の同軸性を容易に確保することができる。
また、上記電動パワーステアリング装置において、第2の軸受はニードル軸受であることが好ましい。
この場合、径方向への寸法のコンパクト化に寄与する。
本発明の電動パワーステアリング装置によれば、ピニオン軸の撓みを抑制し、かつ、少なくとも軸方向へのコンパクト化を実現することができる。
本発明の一実施形態に係るピニオンアシスト方式の電動パワーステアリング装置(ラックピニオン式ステアリング装置を含む。)の概略構造を示す図である。 ピニオン軸及びその周辺の主要な構成を示す断面図である。 ピニオン軸、筒状部及び2つのニードル軸受を分解状態で示す側面図である。 図2とは異なるピニオン軸及びその周辺の主要な構成を示す断面図である。
図1は、本発明の一実施形態に係るピニオンアシスト方式の電動パワーステアリング装置(ラックピニオン式ステアリング装置を含む。)の概略構造を示す図である。図において、ステアリングホイール1には、操舵軸2、中間軸3、入力軸4を介して、ピニオン軸5が接続されている。ピニオン軸5と噛み合うラック軸6は、車幅方向に延びて、その両端にそれぞれ、タイロッド7、ナックルアーム8を介して転舵輪9が接続されている。
運転者がステアリングホイール1に付与する操舵トルクは、トルクセンサ10によって検出され、検出された操舵トルクの信号は制御装置11に送られる。制御装置11は、操舵トルクの信号及びその他の情報(例えば車速)に基づいて必要な操舵補助力を発生させるべく、モータ12を駆動する。モータ12の回転駆動力は減速機13を介してピニオン軸5に伝達される。
なお、このようにピニオン軸5をアシストする電動パワーステアリング装置の他、操舵軸2又はラック軸6をアシストする電動パワーステアリング装置もある。
運転者がステアリングホイール1を回転操作すると、これに応じてピニオン軸5が回転し、このピニオン軸5と噛み合うラック軸6が軸方向に移動する。これにより、転舵輪9を転舵させ、所望の転舵角を付与することができる。また、操舵トルクに応じた操舵補助力が、モータ12の回転駆動力に基づいてピニオン軸5に付与され、さらに、ラック軸6に伝達される。
図2は、ピニオン軸5及びその周辺の主要な構成を示す断面図である。図において、ピニオン軸5の先端には、ピニオン軸支持用の第1の軸受としての、ニードル軸受14が嵌着されている。ピニオン軸5の外周面に、図示のLの範囲内で形成されたピニオン歯は、ラック軸6との噛み合いに寄与するピニオン歯部5aと、噛み合いに寄与せず減速機13の筒状部13bを外嵌させるためのピニオン歯部5bとによって構成されている。この筒状部13bに、ピニオン軸5が圧入されている。減速機13は、ウオームホイール13aと、このウオームホイール13aの軸体としてピニオン軸5側へ一体に延設された上記筒状部13bとを備えている。ウオームホイール13aは、モータ12の出力軸に取り付けられたウオーム15と噛み合って、減速されつつ、回転トルクを増大して駆動される。
ピニオン軸支持用の第2の軸受としてのニードル軸受16は、筒状部13bに外嵌されている。図3は、ピニオン軸5、筒状部13b及び2つのニードル軸受14,16を分解状態で示す側面図である。ピニオン軸5は、例えば、ピニオン歯をLの範囲に形成した後、二点鎖線で示す部分を一定肉厚だけ切削して形成される。すなわち、ピニオン軸5は、噛み合いに寄与するピニオン歯部5aと、噛み合いには寄与しない歯溝の切れ上がりの部分であるピニオン歯部5bを含む圧入部5cと、先端側の軸受取付部5dとを有している。
このようなピニオン軸5の軸受取付部5dにはニードル軸受14が嵌着され、圧入部5cは筒状部13bに圧入される。ニードル軸受16は、ピニオン歯部5bに外嵌された筒状部13bにさらに外嵌される。このようにして、表面に凹凸のあるピニオン歯部5b上であっても、筒状部13bを間に入れることにより、ニードル軸受16を確実に取り付けることができる。
図2に戻り、筒状部13bの基端側には、一対のアンギュラ軸受17,18が外嵌されている。一対のアンギュラ軸受17,18は、左右対称に取り付けられている。また、これらのアンギュラ軸受17は、ロックナット19の締め込みによりウオームホイール13aとの間に挟まれ、抜脱規制されている。4つの軸受(ニードル軸受14,16、アンギュラ軸受17,18)は全て、共通のハウジング(ピニオンハウジング)20に保持されている。
一方、筒状部13bの基端側内部にはブッシュ21が装着され、このブッシュ21に入力軸4の先端部4aが挿入されている。これにより、入力軸4の先端部4aは、ブッシュ21を介して筒状部13bによって支持されているが、筒状部13bに拘束されることなく軸周りに回転することができる。なお、入力軸4は、ブッシュ21の他、図示しない軸受によって回転自在に支持されている。また、その軸受を保持する他のハウジングがあるが、ここでは説明及び図示を省略する。入力軸4の外周側には、前述のトルクセンサ10が配置されている。
入力軸4は、ピン22によってトーションバー23の一端(右端)と互いに固定されている。また、トーションバー23の他端(左端)は、セレーションによってピニオン軸5と結合され、回転トルク伝達が可能である。減速機13の筒状部13bとピニオン軸5とは、ピン24によって互いに固定されている。このような構成において、ステアリングホイール1(図1)の回転操作により入力軸4が回転すると、トーションバー23が捻れながらピニオン軸5を回転させようとし、その捻れ量が操舵トルクとしてトルクセンサ10により検出される。この操舵トルクに基づいて、モータ12から減速機13を介して、必要な操舵補助力が筒状部13bからピニオン軸5に伝達される。
上記のように構成された電動パワーステアリング装置では、筒状部13bを介してニードル軸受16によりピニオン歯部5bを支持することにより、ピニオン軸5の両端の軸受(14,16)間距離を極めて小さくすることができる。これにより、ラック軸6とピニオン軸5との間での伝達負荷が大きくなっても、ピニオン軸5の撓みを抑制することができる。
また、ウオームホイール13aの軸体として形成された筒状部13bがピニオン軸5に重なり合うように近づくことになるため、装置全体の軸方向への寸法がコンパクトになる。従って、ピニオン軸5の撓みを抑制し、かつ、軸方向へのコンパクト化を実現するラックピニオン式ステアリング装置及び電動パワーステアリング装置を提供することができる。なお、筒状部13bの支持を玉軸受によらずニードル軸受16によって行うことにより、この部分における径方向への寸法のコンパクト化にも寄与する。
また、さらに、筒状部13bの存在によってウオームホイール13aの取付姿勢(軸に直交する姿勢)を安定させることができる。
一方、一対のアンギュラ軸受17,18により、軸方向及び径方向への荷重を受け止めることができる。また、一対のアンギュラ軸受17,18は、ウオームホイール13aの軸方向片側(図2の紙面下側)に集められ、ニードル軸受14,16と同じハウジング20に保持されるので、各軸受の同軸性を容易に確保することができる。
図4は、図2と同様の、ピニオン軸5及びその周辺の主要な構成を示す断面図であるが、図2とは一部構成が異なる。図2との違いは、ブッシュ21を保持する部材が異なる点である。すなわち、図2では、ブッシュ21は筒状部13bに保持されていたが、図4では、ピニオン軸5に形成された円筒状の端部5eの内周面に、ブッシュ21が保持されている。このようにして、ピニオン軸5の端部は、入力軸4の先端部4aと軸方向に重なり合う位置まで延伸され、入力軸4を回転自在に支持する。
このような図4の構成によれば、筒状部13bに対してピニオン軸5の圧入長さを入力軸4の先端部4aと軸方向に重なり合う位置まで長く確保することができる。従って、軸方向長さを長くすることなく、必要な圧入荷重を得るための圧入長さを十分に確保することができる。なお、必要な圧入荷重を得るために、圧入による締めしろを大きくするのも1つの方法であるが、その場合、筒状部13bの外側にある軸受(特にアンギュラ軸受17,18)の嵌め合い寸法に影響が出る。しかしながら、締めしろを大きくするのではなく圧入長さを長くする場合には、軸受の嵌め合い寸法にほとんど影響がない。従って、圧入長さを十分に長く確保することが好ましい。また、圧入長さを長くすることにより、ウオームホイール13aの姿勢を、より良く安定させることができる。
なお、上記実施形態は、ピニオン歯部5bに、ウオームホイール13aの軸体として延設された筒状部13bを外嵌して、その上に軸受を外嵌することにより軸受間距離を小さくする構成としたが、構成はこれに限られるものではない。例えば、ウオームホイール13aから延設せずに筒状部を独立に設けてもよい。また、ウオームホイール13aの軸体以外のピニオン軸を駆動する部材(軸)に筒状部を形成するようにしてもよい。また、本実施形態に係る構成は、ピニオンアシスト方式以外の電動パワーステアリング装置やマニュアルステアリング装置を含むステアリング装置全般にも適用可能である。例えば、コラムアシスト式の電動パワーステアリング装置であれば、ピニオン軸の近傍に減速機は無いが、代わりに、ピニオン軸を駆動する部材(軸)に筒状部を形成(延設)してピニオン歯部5bに外嵌、あるいは独立した筒状部をピニオン歯部5bに外嵌し、その上に軸受を外嵌すればよい。これにより、ピニオン軸5の撓みを抑制し、かつ、装置全体の軸方向へのコンパクト化を実現することができる。
1:ステアリングホイール、4:入力軸、4a:先端部、5:ピニオン軸、5a,5b:ピニオン歯部、5e:端部、6:ラック軸、9:転舵輪、12:モータ、13:減速機、13a:ウオームホイール、13b:筒状部、14,16:ニードル軸受、17,18:アンギュラ軸受、20:ハウジング

Claims (3)

  1. ステアリングホイールに接続されたピニオン軸に、操舵トルクに基づいてモータから減速機を介して操舵補助力を付与し、当該ピニオン軸と噛み合うラック軸に接続された転舵輪を転舵させる電動パワーステアリング装置であって、
    前記ピニオン軸の一端に嵌着された第1の軸受と、
    前記減速機のウオームホイールの軸体として前記ピニオン軸側へ延設され、前記ピニオン軸の他端側で噛み合いに寄与しないピニオン歯部に外嵌された筒状部と、
    前記筒状部に外嵌された第2の軸受と、
    前記第1,第2の軸受を保持するハウジングとを備え
    前記ピニオン軸の他端は、前記ステアリングホイールに接続された入力軸の先端部と軸方向に重なり合う位置まで延伸され、当該入力軸を回転自在に支持することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
  2. 前記第2の軸受は前記筒状部の先端側に外嵌され、
    前記減速機を回転自在に支持する一対のアンギュラ軸受が、前記筒状部の基端側に外嵌され、かつ、前記ハウジングに保持されている請求項1記載の電動パワーステアリング装置。
  3. 前記第2の軸受はニードル軸受である請求項1又は請求項2に記載の電動パワーステアリング装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4943777Y1 (ja) * 1969-04-19 1974-11-30
JPS56124060U (ja) * 1980-02-22 1981-09-21
JPS60124568A (ja) * 1983-12-07 1985-07-03 Fuji Heavy Ind Ltd ラツクピニオン式ステアリング装置
JP2561082Y2 (ja) * 1990-03-28 1998-01-28 日本精工株式会社 ラックアンドピニオン式動力伝達装置に於けるピニオン軸の支持装置
JPH0811727A (ja) * 1994-06-30 1996-01-16 Toyota Motor Corp ラックアンドピニオン式ステアリング装置
JPH115548A (ja) * 1997-04-25 1999-01-12 Toyota Motor Corp 電動式パワーステアリング装置
JPH1159441A (ja) * 1997-08-22 1999-03-02 Showa:Kk 電動式パワーステアリング装置
JP2001158367A (ja) * 1999-12-02 2001-06-12 Nsk Ltd 電動式パワーステアリング装置
JP2005001605A (ja) * 2003-06-13 2005-01-06 Nsk Ltd 車両用ラック・ピニオン式ステアリング装置
JP4212448B2 (ja) * 2003-10-03 2009-01-21 日本精工株式会社 電動パワーステアリング装置

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