JPH0246455Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は車両の電気式動力舵取装置に関し、よ
り詳細には、ボールねじを介して電動機の出力を
ラツク軸に伝達するようにしたラツクピニオン式
動力舵取装置におけるボールねじ支持部の改良に
関する。

（従来の技術） 車両のハンドル操舵力を補う動力を電動機から
供給する電気式動力舵取装置にはいろいろな形式
のものがあるが、ラツクピニオン式舵取装置のラ
ツク軸に補助動力を付与する形式のものとして
は、特開昭59−50864号公報には、電動機の出力
をボールねじ機構を介してラツク軸の軸方向と推
力として伝達するラツクピニオン式舵取装置が開
示されており、この形式の舵取装置において、ボ
ールねじ機構はラツクピニオンの噛合い位置より
離れた位置に設定された通常のボールねじであ
る。即ち、ラツク軸のボールねじ部に設けられた
ねじみぞとラツク軸と同心に嵌着され外周面が軸
心に対して回転可能に通常のラジアル玉軸受によ
つて両端と支持されたボールナツトと、ラツク軸
のボールねじ部とボールナツトの対向する内周面
上にそれぞれ穿設された各１条のねじの間に配設
され転動して循環する多数のボールとによつて構
成されている。

（考案が解決しようとする問題点） 上記のごとき電気式動力舵取装置では、ラツク
軸はラツクとピニオンとの噛合部、およびボール
ナツトの両端の玉軸受の計３ケ所において支持さ
れることになるが、このように３ケ所で支持され
る構造では各部品の製作時や組立時の誤差による
支持部の偏心や、ラツク軸の曲り変形による軸の
芯ずれを吸収することが因難であり、ラツク軸の
運動の際に軸がこじられるのでラツク軸の円滑な
作動が阻げられやすい傾向があり、さらに前述の
開示された発明ではボールねじのリードが小さく
ボールナツトの巻数の多いねじが使用されてお
り、通常、この形式のボールねじはボール径が比
較的小さくボールナツトのねじみぞとボールねじ
部との中間のボールとのすきまも非常に小さいの
で、支持剛性は高い反面に、高精度に製作しない
と製作誤差が干渉して作動が不円滑になりやすい
傾向がある。

そのためにラツク軸とボールねじが同軸上に設
けられた形式の動力舵取装置においては、前述し
たボールねじのボールナツトの巻数の要因や、舵
取装置全体の誤差などによりラツク軸のこじれが
生じた際には、ラツク軸の支持剛性が高いのでラ
ツク軸の運動に余分な力を必要とし、円滑な作動
が保証されにくくなるという問題点をもつてお
り、さらにボールナツトを支持する軸受も通常の
ラジアル玉軸受を使用しており、調心性は殆んど
ないのでなおさら前述した問題点を助長する傾向
がある。

本考案は上述したごとき従来の電気式動力舵取
装置の問題点を解消することを目的としており、
製造上、組付上の誤差を吸収して円滑な作動が保
証される電気式動力舵取装置を提供するものであ
る。

（問題点を解決するための手段） 本考案は、上記の目的を達成するため以下のご
とき構成を有して成つている。即ち、操舵ハンド
ル一体回動しピニオン部を有するピニオン軸と、
前記ピニオン部と噛合うラツク部と前記ラツク部
と同軸上に設けられたボールねじ部を有して軸方
向に運動可能なラツク軸と、前記ボールねじ部の
ねじとの間に多数のボールを循環させて係合する
ねじみぞを有し、外周面がハウジング内に軸受支
持されたボールナツトと、該ボールナツトに回転
動力を付与する電気機とを有する車両の電気式動
力舵取装置において、前記ボールナツトの外周面
を支持する軸受は外輪の外周面が、曲面の一部を
形成する２個の玉軸受によつて調心可能に保持さ
れ、前記ボールナツトのねじみぞは、ボールが転
動し外力を負荷する能力を有する有効巻数が２巻
以下に形成されたことを特徴とする電気式動力舵
取装置によつて構成され目的を達している。

（実施例） 第１図は本考案の実施例の全体のシステムを示
す説明図であり、 第１図において、ハンドル１はハンドル軸２に
固定され回転力を伝達する。ハンドル軸２は自由
継手６を介しピニオン軸５に連結されている。ピ
ニオン軸５の他端にはピニオンギヤが設けられ、
ラツク軸７上のラツクギヤ７ａに噛合つている。
ラツク軸７はピニオン軸５に交差して延びている
が、ラツク軸７とピニオン軸５の噛合い部はハウ
ジング２０内に収容されユニツトを形成するとと
もに、ラツク軸７の延在部上にはボールねじ機構
３、ギヤ機構１０、クラツチ機構９、及び電動機
８がもう一つのハウジング３０（第２図に示す）
に対して設けられ、速度センサー１３、ハンドル
トルク・センサー４よりの情報を演算して電動機
８の回転を制御する制御装置１１の指令により作
動してボールねじ機構３を通じてラツク軸７に補
助動力を付与するようになつている。

第２図はラツク軸７上の各要素の詳細を示す断
面図であり、 ラツクピニオンユニツトより延び出したラツク
軸７上にはらせん状のみぞ７ｂが穿設され、この
みぞ７ｂを被う第２のハウジング３０内にボール
ねじ機構３、ギヤ機構１０、クラツチ機構９が設
けられている。更に、電動機８もこのダ２ハウジ
ング３０を固定されている。

電動機８は、その回転軸を第２ハウジング内に
挿入するように第２ハウジング３０に固定され、
通常の電磁クラツチ装置９に連結されている。電
磁クラツチ装置９の出力軸５６にはピニオンギヤ
５４が一体的に嵌着されて玉軸受５５により回転
自在に第２ハウジング３０内に支承されている。
ピニオンギヤ５４は、玉軸受５３により回転自在
に支承されるアイドルギヤ５１に噛み合い、アイ
ドルギヤ５１は、ボールねじ機構３のボールナツ
ト４０に電動機８の回転を伝達し得るように装着
されたギヤ５０に噛み合つてギヤ機構１０を構成
している。

ボールねじ機構３は、ラツク軸７に設けられた
みぞ７ｂと、ラツク軸７と同心外側に嶢着された
ボールナツト４０、該ボールナツト４０をハウジ
ング３０内で回転自在に支承するアンギユラー玉
軸受３３，３４、ボールナツト４０の内周面に設
けられたねじみぞ４０ａとボールねじのみぞ７ｂ
との間に設けられた複数のボール４１、及びこれ
らボールの循環路４２とより成つている。以上の
各機構３，９，１０を内包する第２ハウジング
は、第２ハウジングに固定されるカバー３１及び
軸受に予圧を与えるための調整部材３２により閉
じられている。

ボールねじ機構３について、第３図を参照して
より詳細に説明する。

ラツク軸７上には前述のごとくボールねじ部と
してみぞ７ｂが設けられており、ボールナツト４
０は円筒形状でその内周面にはボールが転動し、
ボールねじ部のみぞとの間でラツク軸７のボール
ねじ部と対向して外力に対する負荷能力を有する
ボールナツトのねじみぞ４０ａの有効巻数が1.5
巻に形成されている。

ナツト部材４０はその外周の両端に嵌着された
単列のアンギユラー玉軸受３３，３４によつてハ
ウジング３０内に回転自在に支承されている。ア
ンギユラーコンタクト玉軸受３３，３４の内輪は
ボールナツト４０の外周に圧入され、ボールナツ
ト４０と一体的に回動する。アンギユラーコンタ
クト玉軸受３３，３４の外輪はハウジング３０の
内周面に形成された球面の一部を成す壁面上に座
着される。このため外輪は、Ｏを中心とする半径
ｒの球面上に存在する外周面を有して、中心Ｏに
対するモーメントが付与されてもハウジング３０
にに対し調心し得る構成と成つている。従つて、
ラツク軸７の軸芯がこじられるようなことがあつ
てもこの外輪とハウジング３０間でこじれを吸収
できる。本実施例ではアンギユラーコンタクト玉
軸受を採用しているが、ラジアル玉軸受であつて
も差し支えない。

一方、アンギユラーコンタクト玉軸受３３，３
４は第３図上左右に対を成して配置され、調整部
材３２をカバー３１内に螺入して予圧も付与され
る。アンギユラーコンタクト玉軸受３３，３４
は、通常ラジアル玉軸受に比し、ラジアル荷重だ
けでなくスラスト荷重を受けられ、負荷能力が大
きい。従つて、たとえラツク軸７のこじれが大き
くても、アンギユラー玉軸受３３，３４の負荷能
力が大きいため、ボールねじ機構３及びラツク軸
７は円滑に作動できる。

ナツト部材４０のねじみぞ４０ａとラツク軸７
のみぞ７ｂ間には多数のボール４１が、ねじみぞ
４０ａに沿つて介装されている。これらのボール
４１は前述の通りねじみぞ４０ａの1.5巻の有効
巻数をもつねじみぞ内に配列された後、ねじみぞ
４０ａの両端間を連結しているボール循環路４２
（この循環路４２内のボールには外力の負荷能力
はない）を通つて循環せしめられる。このように
ボールが転動して外力を負荷し得る、ボールの配
列されるねじみぞ４０ａを1.5巻と小さくするこ
とによつてラツク軸７の軸芯のこじれに対し支持
剛性を多少低くして変位の自由度を高めることが
でき、ラツク軸７の円滑な作動が可能となる。ボ
ールねじ機構３の負荷能力を上げるには、ボール
ねじの巻数を変えずにボール径のサイズを大きく
して対応可能である。

以上の構成を有するこの実施例の電気式動力舵
取装置は、製造時及び組付時の各部品の誤差やば
らつき等によるラツク軸７の軸芯のずれやこじれ
を、以下のように有効に吸収して、ラツク軸７の
円滑な作動を可能とする。

１ ラツクピニオン部と電動機部分とをそれぞれ
ユニツト化し連結部材で連結し、両ユニツトの
中心位置の誤差を調整可能にする。

２ アンギユラー玉軸受の外輪外周面を曲面の一
部として形成し軸芯のこじれに対し変位吸収で
きる構成となつている。

３ アンギユラー玉軸受の使用によりスラスト荷
重に対する負荷能力を高め、ボールねじ機構の
円滑な作動を保持する。

４ ボールナツトのボール配列される巻数を1.5
巻にしてボールナツトのラツク軸に対するラジ
アル方向の支持剛性を低下せしめ、ボールナツ
トとラツク軸（ボールねじ部）との間の調心性
を許容し得る構造とし、ラツク軸のこじれを吸
収する。

なおボールナツトの巻数を減少させることによ
る負荷能力の低下はボール径の大径化によつて補
う構造とする。

又ボールナツト４０に嵌着したギヤ５０の内周
面に調心性を有する弾性部材を被着し、ボールナ
ツト４０の調心によるギヤ５０の噛合い誤差を吸
収するようにすれば作動は一層円滑になる。

（考案の効果） 本考案はラツクピニオン式舵取装置におけるラ
ツク軸と同軸にボールねじ部を設け、電動機によ
つてボールねじ部に係合するボールナツトに回転
動力を与えて操舵力を補助する形式の電気式動力
舵取装置におけるラツク軸のボールねじ部の改良
としてボールナツトの外周面を２個の玉軸受によ
つて支持し、前記玉軸受の外輪の外周面の形状を
曲面の一部を形成する調心性を有する形状とし、
さらにボールナツトのねじみぞの、ボールが転動
して荷重を負荷する能力を有する部分の巻数を２
巻以下としてラジアル方向の支持剛性を低下させ
た構成になつているので、舵取装置全体の部品の
製作誤差によるラツク軸の支持部のセンターの狂
いや、長いラツク軸の製造中の曲り変形などによ
る芯ずれなどがあつても、ボールナツトの外周面
が調心性をもつて支持されており、さらに又ラツ
ク軸のボールねじ部がボールナツトに対して有効
巻数２巻以下という比較的低い支持剛性によつて
支持されているため、前述した支持部のセンター
の狂いや、ラツク軸の曲りを吸収して円滑に軸方
向に運動し得るようになる効果があり、軽快で安
定した操舵性能が保証される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の全体図、第２図は
第１図に示す装置のラツク軸上部品の詳細を示す
一部断面を含む側面図、第３図は第２図のボール
ねじ部の詳細を示す断面図である。 主要部分の符号の説明、１……ハンドル、５…
…ピニオン軸、７……ラツク軸、８……電動機、
２０……ハウジング、３０……第２ハウジング。
３……ボールねじ機構、１０……ギヤ機構、４０
……ボールナツト、４０ａ……ねじみぞ、４１…
…ボール、７ｂ……みぞ、４２……ボール循環
路、３３，３４……玉軸受。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 操舵ハンドルと一体に回動しピニオン部を有
   するピニオン軸と、前記ピニオン部と噛合うラ
   ツク部と、該ラツク部と同軸上に設けられたボ
   ールねじ部とを有して軸方向に運動するラツク
   軸と、ハウジング内に２個の軸受にて支持さ
   れ、前記ボールねじ部との間にボールを介して
   係合するボールナツトと、該ボールナツトに回
   転動力を付与する電動機とを有する車両の動力
   舵取装置において、前記２個の軸受は玉軸受で
   あり、該玉軸受の該ハウジングに支持される外
   輪の外周面は、該玉軸受の回転中心線上におけ
   る該両玉軸受の中間の点Ｏを中心とする球面に
   形成され、前記ボールナツトの内周面に設けら
   れたねじみぞはボールが転動して外力を負荷す
   る能力を有する部分の巻数が２巻以下に形成さ
   れたことを特徴とする電気式動力舵取装置。 ２ ハウジングが、ピニオン軸およびラツク軸の
   ラツク部を保持する第１ハウジングと、ボール
   ナツトおよび電動機を保持する別体の第２ハウ
   ジングに分割され、前記第１、第２両ハウジン
   グが連結されて前記ハウジングを形成した実用
   新案登録請求の範囲第１項に記載の電気式動力
   舵取装置。