JPH0611864Y2 - 動力舵取装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は自動車に装備される動力舵取装置（パワーステ
アリング）に関し、更に詳述すれば電動モータ又は油圧
モータを駆動源とする２ピニオン式の動力舵取装置に関
する。

〔従来技術〕

自動車の操舵に要する操作力を補助する動力舵取装置と
して２ピニオン式のものが開発されている。これは、操
舵輪に連なる入力軸の先端に連動連結した主ピニオンと
該主ピニオンに噛合されたラック軸とからなり、操舵輪
の回動操作に伴う前記主ピニオンの回動により前記ラッ
ク軸をその軸長方向に移動させて舵取りを行うラック・
ピニオン式の舵取機構中に、操舵補助用のモータに連動
連結された補助ピニオンを、前記主ピニオンと異なる位
置にて前記ラック軸に噛合させて配設し、操舵輪の回動
操作に伴い前記入力軸に作用するトルクを検出して、こ
の検出トルクに応じて前記モータを回転駆動せしめ、該
モータの回転力により操舵輪の操作に要する力を補助す
る構成としたものである。

このような動力舵取装置においては、操舵輪の配設位置
が車体の右又は左側寄りであるため、主ピニオンは車体
の左右方向に配設された前記ラック軸の一端部近傍に噛
合され、従ってその他端部は軸受等で枢支され、該軸受
と主ピニオンとの間の位置に補助ピニオンが噛合される
構成をとる。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところで上述の如き動力舵取装置においては、操舵機構
の動作を円滑に行うために主ピニオン及び補助ピニオン
をラック軸に隙間なく噛合させる必要があり、構成部品
は高度の加工精度が要求される。しかしこの加工精度に
も限界があり、これに係る労力を軽減するために主ピニ
オンにおいてはラック軸を主ピニオンに向けて半径方向
に押圧する押圧子等を設けることが考案され、これによ
って噛合を良好な状態に保っている。

ところでこの押圧子を補助ピニオンに適用した場合には
前述した如きラック軸に対する軸長方向の位置関係によ
り、ラックを補助ピニオン側に押圧する押圧子によって
補助ピニオンの噛合位置でラック軸に曲げ力が生じる虞
があり、このためラック軸の移動が円滑に行われず、操
舵感覚が悪いという問題が生じるので補助ピニオンには
適用できず、従来通り、加工精度に頼らざるを得なかっ
た。

本考案は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、ラッ
ク軸に曲げ力を加えることなく、また高度の加工精度を
必要とせず、容易に補助ピニオンとラック軸との噛合を
良好な状態に保つ動力舵取装置の提供を目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案に係る動力舵取装置は、舵取用のラック軸を備
え、該ラック軸の一部を、操舵輪に連動連結された主ピ
ニオンに噛合させ、またこれと異なる位置を軸受ブッシ
ュによって支承させてあり、これらの噛合部及び支承部
の間に操舵補助用モータに連動連結された補助ピニオン
を噛合させた動力舵取装置において、前記軸受ブッシュ
は外周部に対して偏心させた孔を有し、該孔に前記ラッ
ク軸を嵌挿してあり、前記軸受ブッシュを回動可能に内
嵌してある固定部材と、前記軸受ブッシュの周方向の回
動位置を固定する手段とを具備することを特徴とする。

〔作用〕

軸受ブッシュはこれを周方向に回動させてラック軸の枢
支位置を変化させることによってラック軸と補助ピニオ
ンとの噛合状態が変更され、両者の噛合部の隙間がなく
なる枢支位置で軸受ブッシュが固定される。

〔実施例〕

以下本考案をその実施例を示す図面に基づいて詳述す
る。第１図は、本考案に係る動力舵取装置（以下本案装
置という）の要部を示す一部破断正面図である。図中５
は、筒状をなしその長手方向を左右方向として車体の一
部に固設されたラック軸ケースであり、該ラック軸ケー
ス５には、これと同軸をなして円形断面を有するラック
軸６が内挿されている。

ラック軸６の左右両端部は、ラック軸ケース５の左右両
端部から夫々適長突出させてあり、各々玉継手60（図面
では一方のみを示す）及びリンク部材（図示せず）を介
して、図示しない左右の車輪のナックルアームに連結さ
れており、ラック軸６の軸長方向の移動に応じて左右の
車輪の舵取りがなされるようになっている。

ラック軸ケース５の一端部近傍には図示しない操舵輪の
回動が伝達される主ピニオン軸４を内蔵する主ピニオン
ケース40が相互に内部を連通させて配設されている。

第２図は第１図のII−II線による拡大断面図であり、前
記主ピニオン軸４とラック軸６との係合状態を示してい
る。主ピニオン軸４はその中途部を玉軸受41にて、また
その下端部を軸受ブッシュ42にて夫々支承され、ラック
軸６と直交するその軸心廻りに回動自在に軸支してあ
る。前記玉軸受41と軸受ブッシュ42との間の主ピニオン
軸４の外周面にはピニオン歯4aが形成してあり、該ピニ
オン歯4aは、前記ラック軸６の軸長方向の適宜の長さの
間の外周面を偏平に加工した部分に軸長方向に直交又は
斜交する方向に形成されたラック歯6aに噛合させてあ
る。更にラック軸ケース５の前記主ピニオンケース40の
連設側とラック軸６の軸心をはさんで逆側には、その軸
心位置にラック軸６の軸心に向かう方向にラック軸ケー
ス５の内部に連通する貫通孔51を形成して円筒状をなす
押圧子装着部50が設けてあり、該押圧子装着部50の内部
には、前記貫通孔51の内径に略等しい外径を有する短寸
円柱の一端部を、その軸心に直交する方向にラック軸６
の外径に略等しい半円形に切欠いた形状を有する押圧子
52が、この半円形の切欠き部を内側とし、これをラック
軸６の外周面に整合させた状態で嵌装してある。前記貫
通孔51の外側寄りの部分には、該部分に形成した雌ねじ
に螺合させて蓋部材53が装着してあり、該蓋部材53と前
記押圧子52の他端部との間には、押圧子52をラック軸６
に向かう方向に付勢する押しばね54が介装してある。而
して押圧子52は、ラック歯6aとピニオン歯4aとが隙間な
く噛合するように、押しばね54の付勢力によりラック軸
６を主ピニオン軸４に押し付ける作用を果たすと共に、
これと主ピニオン軸４とにより、ラック軸６をその半径
方向両側から挾持した状態に支承する作用をも果たして
いる。

ラック軸ケース５の中間付近には補助ピニオン軸９及び
該ピニオン軸９の駆動機構を内蔵する補助ピニオンケー
ス３が相互に内部を連通させて設けてある。第３図は第
１図のIII−III線による拡大断面図であり、補助ピニオ
ンケース３の内部における補助ピニオン軸９とラック軸
６との係合状態を示している。

補助ピニオン軸９は両端部を玉軸受32及びすべり軸受90
にて夫々支承させ、補助ピニオンケース３の内部に、主
ピニオン軸４の軸を含む平面に略直交する方向でその軸
心をラック軸６と直交させた状態で回動自在に支持して
いる。補助ピニオン軸９の前記玉軸受32寄りの外周面に
は、ピニオン歯9aが形成してあり、該ピニオン歯9aは、
ラック軸６の軸長方向の適宜の長さの間の外周面を偏平
に加工した部分に軸長方向に直交又は斜交する方向に形
成されたラック歯6bに噛合させてある。更にこの噛合部
分と反対側のラック軸６の上側にはラック軸６の外周面
に整合する円弧状の凹部をその下端部に有する短寸円柱
状のサポートヨーク10がラック軸ケース５の上側に設け
られた孔から嵌挿させてあり、該サポートヨーク10は前
記凹部をラック軸６の外周面に摺接させてある。

サポートヨーク10の固定はこれの上端部側に設けられた
固定板10b及びボルト10aによって行っており、ラック軸
６との隙間はサポートヨーク10と固定板10bとの間にシ
ムを介装させることによって調整される。つまりサポー
トヨーク10はラック軸６のピニオン軸９側からのたわみ
を吸収するために設けてあり、ラック軸６を押し付ける
ものではない。

補助ピニオン軸９の前記軸受ブッシュ90寄りの外周面に
は伝動ギヤ9bが同心的に嵌着してあり、伝動ギヤ9bは、
補助ピニオンケース３の下部に補助ピニオン軸９と平行
に設けられた伝動軸８に周設した伝動ギヤ8aに噛合させ
てある。伝動軸８は伝動ギヤ8aの両側部分を夫々すべり
軸受80及び玉軸受31によって支承させており、該玉軸受
31側の端部は、補助ピニオンケース３の外部に装着され
た操舵補助用モータ７の回転軸に、電磁クラッチ71及び
遊星ローラ72を介して連結されている。

さて、ラック軸６は主ピニオン軸４との噛合位置と逆側
の端部近傍をラック軸ケース５の端部に装着した偏心軸
受ブッシュ１に支承させてあり、第４図はその支承部付
近の拡大断面図、また第５図は第４図のＶ−Ｖ線による
要部平面図である。

偏心軸受ブッシュ１はラック軸６を枢支するための枢支
孔1bがブッシュ本体の外周部に対して偏心させて形成さ
れた円筒状をなし、これの外周面には周方向の３等配の
位置に夫々エア抜き溝13が設けられている。偏心軸受ブ
ッシュ１はこれの一端部をラック軸ケース５の開口端部
より挿入させてラック軸ケース５内に開口端部の内径よ
り一段縮径された小径部が形成された段部5bに当接する
と共に、反対側の端部に形成したフランジ11を廻り止め
座金２を介してラック軸ケース５の開口端部に対向させ
ている。廻り止め座金２はドーナツ盤状をなす薄板であ
り、これの外径は前記フランジ11の外径より少し大き
く、内径は偏心軸受ブッシュ１の本体の外径に略等し
い。そしてこれの内周部に１個のツメ2bをラック軸ケー
ス５側に、また外周部の９等配の位置に９個のツメ2aを
フランジ11側に、夫々座金と垂直に形成しており、ツメ
2bをラック軸ケース５の開口端部の一部から軸長方向に
切込むように形成された切欠溝5aに嵌入することにより
廻り止め座金２はラック軸ケース５に対して円周方向に
固定されている。そして９個のツメ2aはこの内の１個が
フランジ11の廻り止め座金２との当接面の反対面の８等
配の位置に径方向に夫々形成された８個の夫々周方向の
幅がツメ2aの横幅より少し広い切欠溝1aの内の後述する
選択方法によって定められる１箇所に折り込められるこ
とにより、偏心軸受ブッシュ１は廻り止め座金２に対し
て円周方向に固定される。

つまり偏心軸受ブッシュ１は廻り止め座金２を介してラ
ック軸ケース５に対して円周方向に固定されているので
ラック軸６の軸長方向への摺動に伴って偏心軸受ブッシ
ュ１が回動されて前記枢支孔1bのラック軸ケース５の中
心軸に対する偏心位置がずれることはない。

上述の如くラック軸６はこれの一端部近傍をピニオン軸
４及び押圧子52によって支持させ、また他端部近傍を偏
心軸受ブッシュ１によって支持させている。そして偏心
軸受ブッシュ１の廻り止め座金２に対する固定位置は次
のようにして決定される。

即ち、偏心軸受ブッシュ１を円周方向に回転させた場合
にラック軸６が一端側のピニオン軸４及び押圧子52によ
る支持部を支点として他端側の支持位置がラック軸ケー
ス５の中心軸の廻りに移動されるが、ラック軸ケース５
の中間付近に設けられた前記補助ピニオンケース３内に
おけるラック歯6bと補助ピニオン歯9aとの噛合が隙間な
く良好となる支持位置で正合するか又は最も近いツメ2a
と切欠溝1aとの折り込み位置の組合せが選択されて、偏
心軸受ブッシュ１は固定されている。

更にラック軸ケース25から偏心軸受ブッシュ１の抜けを
防止するためワイヤー12が挿入されている。

以上の如く構成された本案装置においては、操舵輪が回
動操作された場合に、これに伴って主ピニオン軸４が回
転され、これと噛合されたラック軸６が軸長方向に移動
されるのと同時にトルクセンサ等によってその操舵力が
検出され、その検出値に応じて操舵補助用モータ７の回
転に伴う補助ピニオン軸９の回転によってもラック軸６
が移動される結果、操舵輪の回動操作に要する操作力が
低減されて左右の車輪の舵取りがなされるのである。

なお、本実施例においては偏心軸受ブッシュの固定は廻
り止め座金によって行っているが、これに限定されるも
のではなく、例えばラック軸ケースの側部からネジ止め
しても良く、また偏心軸受ブッシュはラック軸ケースの
端部に内嵌してあるが、これに代えてラック軸ケースと
独立して支持された適宜の固定部材に内嵌させても良
い。

更に本実施例においては補助ピニオン軸によるラック軸
のたわみを防止するためにサポートヨークを嵌着させる
構成としているが、これに代えてラック軸ケース内にス
ペーサ等を介装させても良い。加えて本実施例において
は、操舵補助用モータとして電動モータを用いている
が、油圧モータを用いても良いことは言うまでもない。

〔効果〕

以上の如く、本考案に係る動力舵取装置においては、ラ
ック軸ケースの一端開口部に設けられた軸受ブッシュの
枢支孔をこれの外周部に対して偏心させること、換言す
ればラック軸ケースの中心軸に対して偏心させることに
よって補助ピニオン軸とラック軸との噛合状態を調整し
て隙間をなくすことが可能であり、従来のように高度の
加工精度を必要とすることなく、容易に適正な噛合状態
に調整，保持できるのでハンドルのがたつき及び打音等
が発生せず、快適な操舵感覚が得られる。

更に、本実施例の場合はラック軸の噛合部の反対側にサ
ポートヨーク等を設けた場合にはラック軸のたわみも防
止でき、よりラック軸の移動が円滑に行われる等、本考
案は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の一実施例を示すものであり、第１図は本
考案装置の一部破断正面図、第２図及び第３図は夫々第
１図のII−II線及びIII−III線による拡大断面図、第４
図は第１図の一部拡大断面図、第５図は第４図のＶ−Ｖ
線による平面図である。 １……偏心軸受ブッシュ、２……廻り止め座金 ４……主ピニオン軸、５……ラック軸ケース ６……ラック軸、７……操舵補助用モータ ９……補助ピニオン軸

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】舵取用のラック軸を備え、該ラック軸の一
   部を、操舵輪に連動連結された主ピニオンに噛合させ、
   またこれと異なる位置を軸受ブッシュによって支承させ
   てあり、これらの噛合部及び支承部の間に操舵補助用モ
   ータに連動連結された補助ピニオンを噛合させた動力舵
   取装置において、 前記軸受ブッシュは外周部に対して偏心させた孔を有
   し、該孔に前記ラック軸を嵌挿してあり、 前記軸受ブッシュを回動可能に内嵌してある固定部材
   と、 前記軸受ブッシュの周方向の回動位置を固定する手段と を具備することを特徴とする動力舵取装置。