JPH0642526U - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 ラック軸２２に連結されるボールナット機構
部Ｍを一対の軸受部材Ｂにより支持する。一方の軸受部
材Ｂは、ハウジング２３に対しボールナット機構部Ｍの
一端を支持するラジアルボール軸受Ｂ１である。他方の
軸受部材Ｂは、ハウジング２３に対し径方向に所定量の
移動を許容した状態でボールナット機構部Ｍの他端を回
転自在に支持する円筒部材Ｂ２である。 【効果】 通常の使用状態では、ボールナット機構部Ｍ
を径方向に所定量だけ変位させることができる。従っ
て、ラック軸２２を容易に組み立てることができる。し
かもラック軸２２に大荷重が作用した場合、ラック軸２
２の変位が、軸受部材Ｂによってボールナット機構Ｍの
変位量のみに規制される。従って、ラック軸２２の撓み
を規制でき、強度を充分に維持できる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は電動パワーステアリング装置に関し、より詳細には、ラックアンドピ ニオン式のステアリング機構部を有すると共に、ハウジングに対し一対の軸受部 材を介して支持されるボールナット機構部を介して補助動力が付与される電動パ ワーステアリング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般にこの種の電動パワーステアリング装置は、ステアリング機構部にモータ による操舵補助力を付与することにより運転者のハンドル操作力を低減させるた めのものであり、種々の構成のものが提案されている（例えば特開昭６２−２６ １５７３号公報、特開昭６１−１９１４６８号公報参照）。

【０００３】 その構成では、図４に示すように、ステアリングシャフト組立体のピニオンギ ヤ（図示せず）に噛合するラック軸２２、ラック軸２２の外周を覆うハウジング ２３、及びハウジング２３に対して上記ラック軸２２を当該軸方向に変位自在に 軸支する図外の支軸部材を有するステアリング機構部Ａ２を備えていると共に、 上記ハウジング２３に対し一対の軸受部材Ｂを介して支持されるボールナット機 構部Ｍを含み、所定の条件で回転駆動力を付与することにより操舵補助を行なう モータ１を有する操舵補助部Ａ３とを備えたものが一般的である。

【０００４】 ところで、上記構成の電動パワーステアリング装置において、ハウジング２３ に対し、ボールナット機構部Ｍを組み込んだ状態でラック軸２２を装着する場合 、ラック軸２２に図外のピニオン軸が噛合することによりラック軸２２上に一つ の軸支点が形成され、一対の軸受部材Ｂで軸支されたボールナット機構部Ｍによ って別の軸支点がラック軸上に形成され、さらに、上記支軸部材でラック軸２２ を軸支することにより第３の軸支点が形成されることになる。この結果、上記ラ ック軸２２上には、少なくとも３つの軸支点が存在することになるため、極度に 精緻な寸法公差を維持しない限り、上記ラック軸２２及びボールナット機構部Ｍ の組立体をハウジング２３に組み付けることが困難になり、事実上、製造できな くなるという不具合があった。

【０００５】 そのような不具合を解決するために、例えば図４に示す先行例では、上記ボー ルナット機構部Ｍを軸支する一対の軸受部材Ｂを、スラスト軸受で構成すること により、ボールナット機構部Ｍがハウジング２３に対して径方向に変位できるよ うにしている。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、上記のようにボールナット機構部Ｍを一対のスラスト軸受で軸支し 、ボールナット機構部Ｍがハウジング２３に対して径方向に変位できるようにし た従来の構成においては、タイヤ側からの外乱によりラック軸２２に大荷重が作 用した場合、ラック軸２２を曲げる方向に作用する撓みを充分に規制することが できなくなる結果、スラスト軸受が破損する虞れがある。また、各スラスト軸受 自身を径方向に変位可能に構成し、軸受に作用する力を逃げられるようにするこ とも考えられるが、その場合にはボールナット機構部Ｍの剛性が実用上、不十分 となる虞れがある。

【０００７】 本考案は上記不具合に鑑みてなされたものであり、組立の容易性と充分な剛性 とを両立させることができると共に、大荷重が作用した場合におけるラック軸の 撓みを充分に規制することのできる電動パワーステアリング装置を提供すること を目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するために、本考案の電動パワーステアリング装置は、 ステアリングシャフト組立体のピニオンギヤに噛合するラック軸、ラック軸の 外周を覆うハウジング、及びハウジングに対して上記ラック軸を当該軸方向に変 位自在に軸支する支軸部材を有するステアリング機構部と、 上記ハウジングに対し一対の軸受部材を介して支持されるボールナット機構部 を含み、当該ボールナット機構部を介して駆動力をラック軸に対して付与するこ とにより操舵補助を行なうモータを有する操舵補助部と を備えた電動パワーステアリング装置において、 上記一対の軸受部材は、一方が上記ハウジングに対しボールナット機構部の一 端を支持するラジアルボール軸受で構成されていると共に、他方が上記ハウジン グに対し径方向に所定量の移動を許容した状態でボールナット機構部の他端を回 転自在に支持する円筒部材で構成されていることを特徴としているものである。

【０００９】

【作用】

上記構成からなる電動パワーステアリング装置によれば、通常の使用状態にお いては、ボールナット機構部をハウジングに対して所定量だけ径方向に変位させ ることができる。 他方、タイヤ側からの外乱によりラック軸に大荷重が作用した場合、この大荷 重によるラック軸の変位は、一対の軸受部材であるラジアルボール軸受及び円筒 部材によって、ボールナット機構が変位可能な上記所定量のみに規制される。

【００１０】

【実施例】

以下、添付図面を参照しつつ本考案の好ましい実施例について詳述する。 図１は本考案の一実施例における電動パワーステアリング装置を示す要部拡大 断面図であり、図２は上記実施例のギヤ構成を示す概略図であり、図３は上記実 施例の概略構成図である。

【００１１】 先ず、図３を参照して、本実施例における電動パワーステアリング装置１０は 、ステアリングシャフト組立体Ａ１、ステアリング機構部Ａ２、及び操舵補助部 Ａ３とを備えている。 ステアリングシャフト組立体Ａ１は、ステアリングホイール１１、ステアリン グシャフト１２、第１のユニバーサルジョイント１３、連結軸１４、第２のユニ バーサルジョイント１５、ピニオン軸１６、及びピニオンギヤ１７により主要部 が構成されている。

【００１２】 より詳細に説明すると、ステアリングホイール１１は、操縦者がハンドル操作 するためのものであり、上記ステアリングシャフト１２の一端部に固定されてい る。そしてこのステアリングシャフト１２の他端部に、上記第１のユニバーサル ジョイント１３が接続されており、この第１のユニバーサルジョイント１３を介 して上記連結軸１４がステアリングシャフト１２に連結されている。連結軸１４ の他端部には、上記第２のユニバーサルジョイント１５が接続されており、この 第２のユニバーサルジョイント１５を介して上記ピニオン軸１６が連結軸１４に 連結されている。このピニオン軸１６の他端部には、ステアリングホイール１１ の操舵駆動力を出力するための上記ピニオンギヤ１７が固定されている。

【００１３】 次に、上記ステアリング機構部Ａ２は、ラック軸２２、ハウジング２３、及び 支軸部材２４により主要部が構成されている。 先ず、ラック軸２２は、ラック部２２ａを介して上記ステアリングシャフト組 立体Ａ１のピニオンギヤ１７に噛合連結されている。ラック軸２２は、図３の左 右方向に長く延びており、図外のジョイントを介して車輪側に連結されている。 ラック軸２２の周囲は、略筒状の上記ハウジング２３により覆われている。

【００１４】 図１を参照して、上記ハウジング２３は、ラック軸２２の上記ラック部２２ａ 側（図１の右側）を覆う第１のカバー部２３ａと、第１のカバー部２３ａの一端 部に対し、ボルト２３ｂを介して一体的に連結される第２のカバー部２３ｃと、 第２のカバー部２３ｃの一端部に固定されるブッシュ部材２３ｄとを備えている 。上記第１のカバー部２３ａの一端部は、径方向外方に拡開しており、その外周 面に上記第２のカバー部２３ｃの他端部を嵌合させている。上記第２のカバー部 ２３ｃの一端部側には、径方向一外方に膨出する膨出部２３ｅが一体に形成され ている。

【００１５】 上記支軸部材２４は、上記ブッシュ部材２３ｄ内に嵌入した状態で上記ラック 軸２２の一端側を支持している。これにより上記ラック軸２２は、上記ハウジン グ２３に対し、当該軸方向に相対変位自在に支持されている。本実施例において 上記支軸部材２４は、タイヤ側から伝達され得る外乱の悪影響を防止するために 、比較的隙間の少ない状態（例えば直径で０．０８ｍｍ以下）でラック軸２２を 支持している。

【００１６】 次に図１を参照して、上記操舵補助部Ａ３は、一対の軸受部材Ｂ、ボールナッ ト機構部Ｍ、及びモータ３０２等によりその主要部が構成されている。 先ず、ボールナット機構部Ｍは、上記ラック軸２２に形成されたボールねじ部 ３１と、ボールねじ部３１の外周に配設され、略筒状に形成されたボールナット 部３２と、両者間に介装されることにより両者を螺合連結するボール３３とを備 えており、これらの部材によって、主要部が構成されている。

【００１７】 ボールナット部３２の外周には、ギヤ３４が一体に形成されている。このギヤ ３４には、アイドルギヤ３５が噛合しており、アイドルギヤ３５には、小径の入 力ギヤ３６が噛合している。 アイドルギヤ３５は、軸受３７を介してボルト３８に回転自在に支持されてい る。そして、ボルト３８は、上記第２のカバー部２３ｃの膨出部２３ｅにナット ３９で固定されている。また上記膨出部２３ｅと軸受３７との間には、コーンス プリング３０１が縮設されており、所定の締めつけ強度を維持している。

【００１８】 本実施例において、上記ボルト３８を膨出部２３ｅに挿通させるための挿通孔 ｅ１は、上記ラック軸２２と直交する方向（図１において紙面の表裏方向）に長 く延びる長孔形状に形成されている。また、図２に示すように、ギヤ３４の軸芯 ３４ａと入力ギヤ３６の軸芯３６ａとは、上記挿通孔ｅ１の長手方向に直交する 直線Ｌ１に沿って対向している。そして、アイドルギヤ３５の軸芯３５ａは、上 記直線Ｌ１上から上記長手方向に沿って外されている。これにより、製品の組立 時において、ボルト３８を長孔形状の挿通孔ｅ１の長手方向に沿わせてアイドル ギヤ３５の位置調整を行なうことにより、各ギヤ３４、３５、３６の寸法誤差や 組立誤差を吸収し、バックラッシを可及的に低減することができる。

【００１９】 図１に戻って、上記入力ギヤ３６は、モータ３０２の回転軸３０３に固定され ており、モータ３０２の回転駆動力を上記回転軸３０３からアイドルギヤ３５に 伝達するものである。 上記モータ３０２は、電源回路を含む図外の制御回路と電気的に接続されてお り、所定の条件で回転駆動力を付与することにより操舵補助を行なう従来周知の ものである。モータ３０２は、支持部材３０４により支持されている。支持部材 ３０４は、ボルト３０５で上記膨出部２３ｅに固定されていると共に、軸受３０ ６を介して上記モータ３０２の回転軸３０３を軸支している。なおモータ３０２ の回転軸３０３は、軸受３０９を介して膨出部２３ｅに軸支されている。また回 転軸３０３の先端には、ナット３０７が螺合しており、このナット３０７によっ て、上記軸受３０９の内輪３０９ａに先端が締結されている。ナット３０７は、 膨出部２３ｅの凹部に嵌合しているカバー３０８によって、覆われている。

【００２０】 以上のような構成において、ボールナット機構部Ｍのラック軸２２に対する芯 出しを正確に行なうために、ボールナット機構部Ｍの両端は、一対の軸受部材Ｂ によって回転自在に支持されている。 上記軸受部材Ｂの一方は、ラジアルボール軸受Ｂ１により構成されている。ラ ジアルボール軸受Ｂ１は、ボールナット部３２の一端側の外周に形成された内輪 軌道Ｂ１ａ、内輪軌道Ｂ１ａの外周に配設される外輪Ｂ１ｂ、及び外輪Ｂ１ｂと 内輪軌道Ｂ１ａとの間に転動可能に介装される多数の転動体Ｂ１ｃとにより構成 されている。このラジアルボール軸受Ｂ１の外輪Ｂ１ｂは、上記ブッシュ部材２ ３ｄの他端部側内周にボールナット機構部Ｍの一端を支持している。

【００２１】 また他方の軸受部材Ｂは円筒部材Ｂ２により構成されている。円筒部材Ｂ２は 上記第１のカバー部２３ａの一端部に形成された拡開部分の内周に圧入嵌合され ており、上記ボールナット機構部Ｍの外周面を、例えば直径で０．１ｍｍ〜０． ２ｍｍの隙間を隔てた状態で緩挿させている。そしてこれにより円筒部材Ｂ２は 、上記ハウジング２３に対し径方向に僅かな移動を許容した状態でボールナット 機構部Ｍの他端を回転自在に支持している。

【００２２】 上記構成からなる電動パワーステアリング装置によれば、通常の使用状態にお いては、ボールナット機構部Ｍを、ハウジング２３を構成する第２のカバー部２ ３ｃに対して径方向に微小量だけ変位させることができる。従って、ボールナッ ト機構部Ｍの組み込まれたハウジング２３に対してもラック軸２２を容易に組み 立てることができる。

【００２３】 他方、図外のタイヤ側からの外乱によりラック軸２２に大荷重が作用した場合 、この大荷重によるラック軸２２の曲げ方向の力は、ボールナット機構部Ｍのボ ールねじ部３１からボール３３を介してボールナット部３２に伝達され、さらに ボールナット部３２から一対の軸受部材Ｂに伝達される。ここで本実施例におい ては、一方の軸受部材Ｂがハウジング２３に対しボールナット機構部Ｍの一端を 支持するラジアルボール軸受Ｂ１で構成されていると共に、他方が上記ハウジン グ２３に対し径方向に僅かな移動を許容した状態でボールナット機構部Ｍの他端 を回転自在に支持する円筒部材Ｂ２で構成されているので、上記大荷重によるラ ック軸２２の変位は、一対の軸受部材Ｂであるラジアルボール軸受Ｂ１及び円筒 部材Ｂ２によって、ボールナット機構部Ｍの変位量のみに規制される。従って、 上記曲げ方向の力は、ラック軸２２が上記微小量だけ変位した後、ラジアルボー ル軸受Ｂ１及び円筒部材Ｂ２により堅固に受け止められる結果、ラック軸２２を 曲げる方向に作用する撓みを充分に規制し、装置の充分な強度を維持することが できるという顕著な効果を奏する。

【００２４】 特に本実施例においては、組立時においてアイドルギヤ３５を長孔形状の挿通 孔ｅ１の長手方向に変位可能に構成していると共に、図２に示すように、アイド ルギヤ３５の軸芯３５ａをギヤ３４の軸芯３４ａと入力ギヤ３６の軸芯３６ａと を結ぶ直線Ｌ１から上記長手方向に外しているので、製品の組立時において、ボ ルト３８を上記挿通孔ｅ１の長軸に沿わせてアイドルギヤ３５の位置調整を行な うことができる結果、各ギヤ３４、３５、３６の寸法誤差や組立誤差を吸収し、 バックラッシを可及的に低減することができるという利点がある。

【００２５】 なお本考案は上記実施例に限定されてるものではなく、種々の設計変更が可能 であることは云うまでもない。

【００２６】

【考案の効果】

以上説明したように本考案の電動パワーステアリング装置によれば、通常の使 用状態においては、ボールナット機構部を、ハウジングに対して径方向に所定量 だけ変位させることができる。従って、ボールナット機構部の配設されたハウジ ングに対し、ラック軸を容易に組み立てることができる。しかもタイヤ側からの 外乱によりラック軸に大荷重が作用した場合においては、この大荷重によるラッ ク軸の変位が、一対の軸受部材であるラジアルボール軸受及び円筒部材によって 、ボールナット機構部の変位量のみに規制される。従って、ラック軸を曲げる方 向に作用する撓みを充分に規制し、装置の充分な強度を維持することができると いう顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例における電動パワーステアリ
ング装置を示す要部拡大断面図である。

【図２】上記実施例のギヤ構成を示す概略図である。

【図３】上記実施例の概略構成図である。

【図４】従来の構成を示す要部拡大断面図である。

【符号の説明】

１０ 電動パワーステアリング装置 Ａ１ ステアリングシャフト組立体 Ａ２ ステアリング機構部 Ａ３ 操舵補助部 Ｂ 軸受部材 Ｂ１ ラジアルボール軸受 Ｂ２ 円筒部材 Ｍ ボールナット機構部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ステアリングシャフト組立体のピニオンギ
   ヤに噛合するラック軸、ラック軸の外周を覆うハウジン
   グ、及びハウジングに対して上記ラック軸を当該軸方向
   に変位自在に軸支する支軸部材を有するステアリング機
   構部と、 上記ハウジングに対し一対の軸受部材を介して支持され
   るボールナット機構部を含み、当該ボールナット機構部
   を介して駆動力をラック軸に対して付与することにより
   操舵補助を行なうモータを有する操舵補助部とを備えた
   電動パワーステアリング装置において、 上記一対の軸受部材は、一方が上記ハウジングに対しボ
   ールナット機構部の一端を支持するラジアルボール軸受
   で構成されていると共に、他方が上記ハウジングに対し
   径方向に所定量の移動を許容した状態でボールナット機
   構部の他端を回転自在に支持する円筒部材で構成されて
   いることを特徴とする電動パワーステアリング装置。