JPH11208489A - 電気式動力操舵装置 - Google Patents
電気式動力操舵装置Info
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- JPH11208489A JPH11208489A JP1575898A JP1575898A JPH11208489A JP H11208489 A JPH11208489 A JP H11208489A JP 1575898 A JP1575898 A JP 1575898A JP 1575898 A JP1575898 A JP 1575898A JP H11208489 A JPH11208489 A JP H11208489A
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- Japan
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- steering
- rack
- housing
- rack shaft
- shaft
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D3/00—Steering gears
- B62D3/02—Steering gears mechanical
- B62D3/12—Steering gears mechanical of rack-and-pinion type
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
- B62D5/0442—Conversion of rotational into longitudinal movement
- B62D5/0445—Screw drives
- B62D5/0448—Ball nuts
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ラック軸の撓みを最小限に抑えて装置の小型
軽量化を図る。 【解決手段】 操向車輪に連結されたラック軸２と、こ
のラック軸２を摺動自在に収容しラック軸２に形成され
たラック歯と操向ハンドルに連結された操舵軸５のピニ
オンとを噛合させた結合部６を保持するハウジングＡ
と、ラック軸２の周囲に同軸的に設けられラック軸２に
対し操舵補助力を供給する電動機１と、電動機１のアー
マチュアシャフト１１と連結されたナット部１９とラッ
ク軸２に形成されたスクリュー部３０との間をボール３
１を介在させて連結し電動機１の回転力を操舵補助力と
してラック軸２に伝達するボールねじ機構３と、ボール
ねじ機構３を収容保持するハウジングＢとを有する。ボ
ールねじ機構３からハウジングＢの外端４１までの距離
Ｌ1 と、結合部６からハウジングＡの外端４２までの距
離Ｌ2 との比Ｌ1 ／Ｌ2 を0.８〜1.２若しくは同寸法に
設定する。
軽量化を図る。 【解決手段】 操向車輪に連結されたラック軸２と、こ
のラック軸２を摺動自在に収容しラック軸２に形成され
たラック歯と操向ハンドルに連結された操舵軸５のピニ
オンとを噛合させた結合部６を保持するハウジングＡ
と、ラック軸２の周囲に同軸的に設けられラック軸２に
対し操舵補助力を供給する電動機１と、電動機１のアー
マチュアシャフト１１と連結されたナット部１９とラッ
ク軸２に形成されたスクリュー部３０との間をボール３
１を介在させて連結し電動機１の回転力を操舵補助力と
してラック軸２に伝達するボールねじ機構３と、ボール
ねじ機構３を収容保持するハウジングＢとを有する。ボ
ールねじ機構３からハウジングＢの外端４１までの距離
Ｌ1 と、結合部６からハウジングＡの外端４２までの距
離Ｌ2 との比Ｌ1 ／Ｌ2 を0.８〜1.２若しくは同寸法に
設定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両用の電気式動
力操舵装置に関し、特に、ラック・アンド・ピニオン式
の操舵装置に用いられる電気式動力操舵装置に適用して
有効な技術に関するものである。
力操舵装置に関し、特に、ラック・アンド・ピニオン式
の操舵装置に用いられる電気式動力操舵装置に適用して
有効な技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】車両の操舵力補助のため、近年多くの車
両にいわゆるパワーステアリング装置が装備されてお
り、油圧式や電気式等、様々な動力操舵装置が提案され
ている。このような動力操舵装置のうち、ラック・アン
ド・ピニオン式の操舵装置に適用される電気式の動力操
舵装置（いわゆる電動パワーステアリング）としては、
ラック軸に同軸的に設けた電動機によって操舵補助力を
得るものが知られている。図３は、このような従来の電
気式動力操舵装置の構成を示す断面図である。
両にいわゆるパワーステアリング装置が装備されてお
り、油圧式や電気式等、様々な動力操舵装置が提案され
ている。このような動力操舵装置のうち、ラック・アン
ド・ピニオン式の操舵装置に適用される電気式の動力操
舵装置（いわゆる電動パワーステアリング）としては、
ラック軸に同軸的に設けた電動機によって操舵補助力を
得るものが知られている。図３は、このような従来の電
気式動力操舵装置の構成を示す断面図である。
【０００３】図３の電気式動力操舵装置は、ラック軸５
１と同軸的に電動機５２を設け、この電動機５２が発生
する操舵補助力をボールねじ機構５３を介してラック軸
５１に伝達するようになっており、この操舵補助力と手
動操舵力とにより操向車輪を転舵し、運転者の操舵負担
を軽減している。
１と同軸的に電動機５２を設け、この電動機５２が発生
する操舵補助力をボールねじ機構５３を介してラック軸
５１に伝達するようになっており、この操舵補助力と手
動操舵力とにより操向車輪を転舵し、運転者の操舵負担
を軽減している。
【０００４】この場合、ラック軸５１は、両端にタイロ
ッドやナックルアーム等を介して操向車輪が連結される
と共に、操向ハンドル等と接続された操舵軸５４とラッ
ク・アンド・ピニオン結合され、運転者の転舵操作によ
り図３において左右方向に往復運動する。また、電動機
５２は、円筒状のヨーク５５に円筒状のアーマチュアシ
ャフト５６と界磁装置５７とを同軸的に挿入させた構成
となっており、給電部５８から電力が供給される。さら
に、界磁装置５７は、ヨーク５５の内周部に取り付けら
れたマグネット５９およびアーマチュアシャフト５６の
外周部に取り付けられたアーマチュアコア６０とから構
成されている。そして、電動機５２が発生する回転力は
アーマチュアシャフト５６の図中左端に設けられたボー
ルねじ機構５３を介してラック軸５１に軸方向の往復運
動となって伝達され操舵力が補助される。
ッドやナックルアーム等を介して操向車輪が連結される
と共に、操向ハンドル等と接続された操舵軸５４とラッ
ク・アンド・ピニオン結合され、運転者の転舵操作によ
り図３において左右方向に往復運動する。また、電動機
５２は、円筒状のヨーク５５に円筒状のアーマチュアシ
ャフト５６と界磁装置５７とを同軸的に挿入させた構成
となっており、給電部５８から電力が供給される。さら
に、界磁装置５７は、ヨーク５５の内周部に取り付けら
れたマグネット５９およびアーマチュアシャフト５６の
外周部に取り付けられたアーマチュアコア６０とから構
成されている。そして、電動機５２が発生する回転力は
アーマチュアシャフト５６の図中左端に設けられたボー
ルねじ機構５３を介してラック軸５１に軸方向の往復運
動となって伝達され操舵力が補助される。
【０００５】ところで、このような構成の動力操舵装置
にあっては、ラック軸５１の実質的な支持は、操舵軸５
４との結合部６５とボールねじ機構５３の２点で行われ
る。すなわち、まずラック軸５１の一端側（図中右端
側）は、ラック軸５１と操舵軸５４とがラック・アンド
・ピニオンによるギア結合となっており、ここがラック
軸５１側から見て支持ポイントのひとつとなっている。
なお、この結合部６５を保持するハウジング６１はブラ
ケット６８によって車両本体に固定される。次に、ラッ
ク軸５１の他端側（図中左端側）はボールねじ機構５３
によって支持される。この場合、ボールねじ機構５３
は、ナット部６２とスクリュー部６３がボール６４を介
してガタなく組み付けられた状態にあり、ナット部６２
はアンギュラーベアリング６６によってハウジング６７
に保持されており、ここもラック軸５１の支持ポイント
のひとつとなっている。
にあっては、ラック軸５１の実質的な支持は、操舵軸５
４との結合部６５とボールねじ機構５３の２点で行われ
る。すなわち、まずラック軸５１の一端側（図中右端
側）は、ラック軸５１と操舵軸５４とがラック・アンド
・ピニオンによるギア結合となっており、ここがラック
軸５１側から見て支持ポイントのひとつとなっている。
なお、この結合部６５を保持するハウジング６１はブラ
ケット６８によって車両本体に固定される。次に、ラッ
ク軸５１の他端側（図中左端側）はボールねじ機構５３
によって支持される。この場合、ボールねじ機構５３
は、ナット部６２とスクリュー部６３がボール６４を介
してガタなく組み付けられた状態にあり、ナット部６２
はアンギュラーベアリング６６によってハウジング６７
に保持されており、ここもラック軸５１の支持ポイント
のひとつとなっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ここで、ラック軸５１
には、転舵や車両の走行に伴い、その両端部に接続され
たタイロッドから外力が作用し、ラック軸５１には、こ
の外力により前記の２つの支持ポイントを支点として撓
みが生じる。この場合、ラック軸５１の端部から各支点
までの距離と支点間の距離を等しく３等分に設定すれ
ば、外力による撓み量を最小限に抑えることができる。
しかしながら、従来の動力操舵装置にあっては、車載レ
イアウトを中心に製品設計がなされており、支持ポイン
トの位置とラック軸５１の撓みの関係については特に考
慮されて来なかった。
には、転舵や車両の走行に伴い、その両端部に接続され
たタイロッドから外力が作用し、ラック軸５１には、こ
の外力により前記の２つの支持ポイントを支点として撓
みが生じる。この場合、ラック軸５１の端部から各支点
までの距離と支点間の距離を等しく３等分に設定すれ
ば、外力による撓み量を最小限に抑えることができる。
しかしながら、従来の動力操舵装置にあっては、車載レ
イアウトを中心に製品設計がなされており、支持ポイン
トの位置とラック軸５１の撓みの関係については特に考
慮されて来なかった。
【０００７】すなわち、動力操舵装置の設計の際にはま
ず、車載レイアウト上、図示しない操舵ハンドルに連結
された操舵軸５４の位置から結合部６５の位置が決ま
り、これに合わせて電動機５２等を配置しその上でボー
ルねじ機構５３の位置が決定される。従って、各支点の
位置関係は、車載レイアウトの制約下に決定され、前述
のような理想的な寸法配分は事実上不可能であり、その
最適化に関しては余り認識されていなかった。このた
め、ラック軸５１の撓みに関してはそれを逃げる方向で
装置設計がなされ、アーマチュアシャフト５６とラック
軸５１との間にクリアランスを設けるなどして撓みによ
るこじりや作動不良を防止していた。しかしながら、装
置内にこのようなクリアランスを設けるとその分装置の
体格が大きくなり、装置の小型軽量化の妨げとなるとい
う問題があった。
ず、車載レイアウト上、図示しない操舵ハンドルに連結
された操舵軸５４の位置から結合部６５の位置が決ま
り、これに合わせて電動機５２等を配置しその上でボー
ルねじ機構５３の位置が決定される。従って、各支点の
位置関係は、車載レイアウトの制約下に決定され、前述
のような理想的な寸法配分は事実上不可能であり、その
最適化に関しては余り認識されていなかった。このた
め、ラック軸５１の撓みに関してはそれを逃げる方向で
装置設計がなされ、アーマチュアシャフト５６とラック
軸５１との間にクリアランスを設けるなどして撓みによ
るこじりや作動不良を防止していた。しかしながら、装
置内にこのようなクリアランスを設けるとその分装置の
体格が大きくなり、装置の小型軽量化の妨げとなるとい
う問題があった。
【０００８】本発明の目的は、ラック軸の撓みを最小限
に抑えて装置の小型軽量化を図ることにある。
に抑えて装置の小型軽量化を図ることにある。
【０００９】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
【００１１】すなわち、本発明の電気式動力操舵装置
は、操向車輪に連結されたラック軸と、このラック軸を
摺動自在に収容しラック軸に形成されたラック歯と操向
ハンドルに連結された操舵軸のピニオンとを噛合させた
結合部を保持する第１ハウジングと、ラック軸の周囲に
同軸的に設けられラック軸に対し操舵補助力を供給する
電動機と、電動機のアーマチュアシャフトと連結された
ナット部とラック軸に形成されたスクリュー部との間を
ボール部材を介在させて連結し電動機の回転力を操舵補
助力としてラック軸に伝達するボールねじ機構と、ボー
ルねじ機構を収容保持する第２ハウジングとを有する電
気式動力操舵装置であって、ボールねじ機構から第２ハ
ウジング外端までの距離Ｌ1 と、結合部から第１ハウジ
ング外端までの距離Ｌ2 との比Ｌ1 ／Ｌ2 を0.８〜1.２
に設定したことを特徴としている。そしてこれにより、
ラック軸の撓みを実質的に極小状態に抑えることが可能
となる。従って、ラック軸の撓みを逃がすためのクリア
ランスを最小にすることができ、装置の小型軽量化を図
ることが可能となる。
は、操向車輪に連結されたラック軸と、このラック軸を
摺動自在に収容しラック軸に形成されたラック歯と操向
ハンドルに連結された操舵軸のピニオンとを噛合させた
結合部を保持する第１ハウジングと、ラック軸の周囲に
同軸的に設けられラック軸に対し操舵補助力を供給する
電動機と、電動機のアーマチュアシャフトと連結された
ナット部とラック軸に形成されたスクリュー部との間を
ボール部材を介在させて連結し電動機の回転力を操舵補
助力としてラック軸に伝達するボールねじ機構と、ボー
ルねじ機構を収容保持する第２ハウジングとを有する電
気式動力操舵装置であって、ボールねじ機構から第２ハ
ウジング外端までの距離Ｌ1 と、結合部から第１ハウジ
ング外端までの距離Ｌ2 との比Ｌ1 ／Ｌ2 を0.８〜1.２
に設定したことを特徴としている。そしてこれにより、
ラック軸の撓みを実質的に極小状態に抑えることが可能
となる。従って、ラック軸の撓みを逃がすためのクリア
ランスを最小にすることができ、装置の小型軽量化を図
ることが可能となる。
【００１２】また、この場合、前記距離Ｌ1 と距離Ｌ2
を同寸法に設定するようにしても良い。
を同寸法に設定するようにしても良い。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形
態である電気式動力操舵装置（以下、動力操舵装置と略
す）の全体構成を示す断面図、図２は図１の動力操舵装
置におけるラック軸の支持状態を模式的に描いた説明図
である。本発明の動力操舵装置は、ラック軸の撓みが最
小となる位置にラック軸の支点を配し、ラック軸の撓み
に対するクリアランスを削減して装置の小型軽量化を図
ったものである。
に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形
態である電気式動力操舵装置（以下、動力操舵装置と略
す）の全体構成を示す断面図、図２は図１の動力操舵装
置におけるラック軸の支持状態を模式的に描いた説明図
である。本発明の動力操舵装置は、ラック軸の撓みが最
小となる位置にラック軸の支点を配し、ラック軸の撓み
に対するクリアランスを削減して装置の小型軽量化を図
ったものである。
【００１４】当該動力操舵装置は、図１に示すように、
図３に示した従来の動力操舵装置と同様、中空状の電動
機１をラック軸２の周囲に配した構成となっており、例
えば自動車前輪等の操向車輪の操舵装置として取り付け
られる。そして、電動機１が発生する操舵補助力をボー
ルねじ機構３を介してラック軸２に伝達することにより
運転者の操舵負担を軽減させるようになっている。
図３に示した従来の動力操舵装置と同様、中空状の電動
機１をラック軸２の周囲に配した構成となっており、例
えば自動車前輪等の操向車輪の操舵装置として取り付け
られる。そして、電動機１が発生する操舵補助力をボー
ルねじ機構３を介してラック軸２に伝達することにより
運転者の操舵負担を軽減させるようになっている。
【００１５】ここで当該動力操舵装置は、図１に示した
ように、ハウジングＡと電動機１のヨーク７とハウジン
グＢとをそれぞれ複数のねじ８ａ、８ｂにより一体に結
合させた構成となっており、その内部にラック軸２が左
右方向に摺動自在に取り付けられている。そして、ブラ
ケット９およびハウジングＢの取り付け孔１０により車
両本体に取り付けられた状態で、ラック軸２の両端にタ
イロッドやナックルアーム等を介して操向車輪が連結さ
れる。
ように、ハウジングＡと電動機１のヨーク７とハウジン
グＢとをそれぞれ複数のねじ８ａ、８ｂにより一体に結
合させた構成となっており、その内部にラック軸２が左
右方向に摺動自在に取り付けられている。そして、ブラ
ケット９およびハウジングＢの取り付け孔１０により車
両本体に取り付けられた状態で、ラック軸２の両端にタ
イロッドやナックルアーム等を介して操向車輪が連結さ
れる。
【００１６】ハウジングＡは、鋳鉄またはアルミダイキ
ャスト製の中空部材であり、その図１中の右端側に操向
ハンドルと連結された操舵軸５とラック軸２との結合部
６が形成されている。この結合部６では、操舵軸５に設
けられた図示しないピニオンと、ラック軸２の側部に形
成された図示しないラック歯とが噛み合っており、操舵
軸５の回転がラック軸２の図中の左右方向の動きに変換
される。この場合、結合部６は、ギアの噛み合いにより
ラック軸２を支持する構成となっている。なお、結合部
６の軸上には操舵軸５の回転トルクを検出する図示しな
いトルクセンサが設けられており、その検出値に基づき
電動機１による補助操舵力が制御される。
ャスト製の中空部材であり、その図１中の右端側に操向
ハンドルと連結された操舵軸５とラック軸２との結合部
６が形成されている。この結合部６では、操舵軸５に設
けられた図示しないピニオンと、ラック軸２の側部に形
成された図示しないラック歯とが噛み合っており、操舵
軸５の回転がラック軸２の図中の左右方向の動きに変換
される。この場合、結合部６は、ギアの噛み合いにより
ラック軸２を支持する構成となっている。なお、結合部
６の軸上には操舵軸５の回転トルクを検出する図示しな
いトルクセンサが設けられており、その検出値に基づき
電動機１による補助操舵力が制御される。
【００１７】次に、電動機１は、円筒状のヨーク７内に
円筒状のアーマチュアシャフト１１と界磁装置１２とを
同軸的に挿入させた構成となっている。そして、このア
ーマチュアシャフト１１の内部をラック軸２が貫通する
形で組み付けられる。また、界磁装置１２は、ヨーク７
の内周部に取り付けられたマグネット１４およびアーマ
チュアシャフト１１の外周部に取り付けられたアーマチ
ュアコア１５とから構成されており、アーマチュアには
給電部１３から電力が供給される。
円筒状のアーマチュアシャフト１１と界磁装置１２とを
同軸的に挿入させた構成となっている。そして、このア
ーマチュアシャフト１１の内部をラック軸２が貫通する
形で組み付けられる。また、界磁装置１２は、ヨーク７
の内周部に取り付けられたマグネット１４およびアーマ
チュアシャフト１１の外周部に取り付けられたアーマチ
ュアコア１５とから構成されており、アーマチュアには
給電部１３から電力が供給される。
【００１８】ヨーク７は、鉄製の円筒形部材であり、円
筒パイプにより略一定の肉厚に形成されている。そし
て、その中に界磁装置１２および給電部１３が収容され
ている。また、ヨーク７の図中において右側はハウジン
グＡと複数のねじ８ａによって連結されており、その間
はＯリング１６によって気密状態にされている。さら
に、その左側はハウジングＢと複数のねじ８ｂによって
連結されている。
筒パイプにより略一定の肉厚に形成されている。そし
て、その中に界磁装置１２および給電部１３が収容され
ている。また、ヨーク７の図中において右側はハウジン
グＡと複数のねじ８ａによって連結されており、その間
はＯリング１６によって気密状態にされている。さら
に、その左側はハウジングＢと複数のねじ８ｂによって
連結されている。
【００１９】界磁装置１２を構成する界磁極であるマグ
ネット１４は、ヨーク７内に、周方向に間隔をおいて複
数配置される。一方、アーマチュアシャフト１１は、そ
の一端側（図１において右端）はハウジングＡに取り付
けられたベアリング１７によって保持されている。ま
た、その他端側（図１において左端）はテーパ状のスプ
ライン１８が形成されており、ボールねじ機構３のナッ
ト部１９の端部に同様に形成されたスプライン２０と嵌
合している。そしてこれにより、アーマチュアシャフト
１１の回転がナット部１９に伝達される。
ネット１４は、ヨーク７内に、周方向に間隔をおいて複
数配置される。一方、アーマチュアシャフト１１は、そ
の一端側（図１において右端）はハウジングＡに取り付
けられたベアリング１７によって保持されている。ま
た、その他端側（図１において左端）はテーパ状のスプ
ライン１８が形成されており、ボールねじ機構３のナッ
ト部１９の端部に同様に形成されたスプライン２０と嵌
合している。そしてこれにより、アーマチュアシャフト
１１の回転がナット部１９に伝達される。
【００２０】さらに、ベアリング１７の右側にはゴム２
１が取り付けられており、このゴム２１の弾発力によっ
てアーマチュアシャフト１１はナット部１９側に押し付
けられる。従って、スプライン１８はスプライン２０に
押し付けられながら噛み合うこととなり、アーマチュア
シャフト１１の回転が確実にナット部１９に伝達され
る。このように、ベアリング１７の右側にはゴム２１が
介在されているため、アーマチュアシャフト１１は、若
干の移動の余地を持った状態で支持されていることにな
る。なお、ゴム２１は軸方向に押圧力を発揮する弾性体
であれば、その材質や形態は問われず、例えば皿ばねや
ウエーブワッシャ、合成樹脂等を用いることも可能であ
る。
１が取り付けられており、このゴム２１の弾発力によっ
てアーマチュアシャフト１１はナット部１９側に押し付
けられる。従って、スプライン１８はスプライン２０に
押し付けられながら噛み合うこととなり、アーマチュア
シャフト１１の回転が確実にナット部１９に伝達され
る。このように、ベアリング１７の右側にはゴム２１が
介在されているため、アーマチュアシャフト１１は、若
干の移動の余地を持った状態で支持されていることにな
る。なお、ゴム２１は軸方向に押圧力を発揮する弾性体
であれば、その材質や形態は問われず、例えば皿ばねや
ウエーブワッシャ、合成樹脂等を用いることも可能であ
る。
【００２１】給電部１３は、アーマチュアに電力を供給
する部分であり、アーマチュアシャフト１１に固定され
たコンミテータ２２と、コンミテータ２２の周面に接触
する電気的接点であるブラシ２３とを有する構成となっ
ている。この場合、ブラシ２３は、合成樹脂製のブラシ
ホルダステー２４と一体に形成されたブラシホルダ内に
保持されており、図示しない弾機によりコンミテータ２
２に所定押圧力で摺接するようになっている。一方、ブ
ラシホルダステー２４には、その一端がブラシ２３のピ
グテール２５とスポット溶接された端子板２６が突出部
２４ａを貫通してインサート成形されている。そして、
ブラシホルダステー２４は、ハウジングＡの孔２７を介
してその突出部２４ａの先端部を外部に突出させた状態
でハウジングＡにねじ止めされる。これにより、ハウジ
ングＡからブラシホルダステー２４の突出部２４ａと共
に端子板２６が突出して給電用の端子２８を形成する。
する部分であり、アーマチュアシャフト１１に固定され
たコンミテータ２２と、コンミテータ２２の周面に接触
する電気的接点であるブラシ２３とを有する構成となっ
ている。この場合、ブラシ２３は、合成樹脂製のブラシ
ホルダステー２４と一体に形成されたブラシホルダ内に
保持されており、図示しない弾機によりコンミテータ２
２に所定押圧力で摺接するようになっている。一方、ブ
ラシホルダステー２４には、その一端がブラシ２３のピ
グテール２５とスポット溶接された端子板２６が突出部
２４ａを貫通してインサート成形されている。そして、
ブラシホルダステー２４は、ハウジングＡの孔２７を介
してその突出部２４ａの先端部を外部に突出させた状態
でハウジングＡにねじ止めされる。これにより、ハウジ
ングＡからブラシホルダステー２４の突出部２４ａと共
に端子板２６が突出して給電用の端子２８を形成する。
【００２２】ハウジングＢは、ハウジングＡと同様、鋳
鉄またはアルミダイキャスト製の中空部材であり、内部
にボールねじ機構３が組み込まれている。このボールね
じ機構３は、ナット部１９と、ラック軸２の外周に形成
されたスクリュー部３０と、ナット部１９とスクリュー
部３０との間に介装され、ナット部１９内に形成された
循環路（図示せず）内を移動自在に配置された多数のボ
ール３１とからなる一般に周知な構成のものである。そ
して、ラック軸２は、軸回りの回動が規制された状態で
ナット部１９によって左右方向に往復動自在支持され、
ナット部１９の回転に伴って左右方向に移動する。
鉄またはアルミダイキャスト製の中空部材であり、内部
にボールねじ機構３が組み込まれている。このボールね
じ機構３は、ナット部１９と、ラック軸２の外周に形成
されたスクリュー部３０と、ナット部１９とスクリュー
部３０との間に介装され、ナット部１９内に形成された
循環路（図示せず）内を移動自在に配置された多数のボ
ール３１とからなる一般に周知な構成のものである。そ
して、ラック軸２は、軸回りの回動が規制された状態で
ナット部１９によって左右方向に往復動自在支持され、
ナット部１９の回転に伴って左右方向に移動する。
【００２３】また、ナット部１９は、ハウジングＢに固
定されたアンギュラーベアリング４を介してハウジング
Ｂに対し軸回りに回動自在に保持されている。すなわ
ち、ボールねじ機構３のナット部１９は、アンギュラー
ベアリング４と一体となってハウジングＡとは別体に形
成されたハウジングＢに収容されている。この場合、ア
ンギュラーベアリング４は、ハウジングＢの開口部にね
じ込まれたベアリング固定用リング３２とハウジングＢ
の内部に形成された段部３３との間で軸方向の動きが規
制された状態で固定されている。また、ナット部１９と
アンギュラーベアリング４との間の軸方向の動きは、ナ
ット部１９の左端にねじ込まれたベアリング固定用リン
グ３４とナット部１９の外周に形成された段部３５とに
よって規制される。
定されたアンギュラーベアリング４を介してハウジング
Ｂに対し軸回りに回動自在に保持されている。すなわ
ち、ボールねじ機構３のナット部１９は、アンギュラー
ベアリング４と一体となってハウジングＡとは別体に形
成されたハウジングＢに収容されている。この場合、ア
ンギュラーベアリング４は、ハウジングＢの開口部にね
じ込まれたベアリング固定用リング３２とハウジングＢ
の内部に形成された段部３３との間で軸方向の動きが規
制された状態で固定されている。また、ナット部１９と
アンギュラーベアリング４との間の軸方向の動きは、ナ
ット部１９の左端にねじ込まれたベアリング固定用リン
グ３４とナット部１９の外周に形成された段部３５とに
よって規制される。
【００２４】一方、図１の動力操舵装置では、ラック軸
２の２つの支点からハウジングＡ,Ｂの外端までの距離
が等しく設定されている。すなわち、ボールねじ機構３
のナット部１９からハウジングＢの外端４１（図中左
端）までの距離Ｌ1 と、結合部６からハウジングＡの外
端４２（図中右端）までの距離Ｌ2 とが等しくなってい
る。
２の２つの支点からハウジングＡ,Ｂの外端までの距離
が等しく設定されている。すなわち、ボールねじ機構３
のナット部１９からハウジングＢの外端４１（図中左
端）までの距離Ｌ1 と、結合部６からハウジングＡの外
端４２（図中右端）までの距離Ｌ2 とが等しくなってい
る。
【００２５】ここで、ラック軸２には、図２に示したよ
うに転舵時等にタイロッド４３から外力Ｆが作用し、前
述のようにラック軸２に撓みが生じる。このとき、左右
の支点における剛性比は、ラック軸２の左右端での撓み
をそれぞれｘ1,ｘ2 とすると、
うに転舵時等にタイロッド４３から外力Ｆが作用し、前
述のようにラック軸２に撓みが生じる。このとき、左右
の支点における剛性比は、ラック軸２の左右端での撓み
をそれぞれｘ1,ｘ2 とすると、
【００２６】
【数１】
【００２７】となる。ラック軸２の撓み量を最小に抑え
るためには、左右の支点における剛性を一致させる必要
があり、各支点とラック軸２両端との間の距離を
Ｌ1 ’, Ｌ2’とすると、そのためには、
るためには、左右の支点における剛性を一致させる必要
があり、各支点とラック軸２両端との間の距離を
Ｌ1 ’, Ｌ2’とすると、そのためには、
【００２８】
【数２】
【００２９】となる必要がある。
【００３０】この場合、Ｌ1 ’, Ｌ2 ’は、ラック軸２
の移動に伴って随時変化する値であり、実用的な数値と
は言えない。そこで、本発明においては、設計上確定で
きる値であり、かつＬ1 ’, Ｌ2 ’に代えて近似的に用
いることができる値として、ボールねじ機構３のナット
部１９からハウジングＢの外端４１までの距離Ｌ1 と、
結合部６からハウジングＡの外端４２までの距離Ｌ2 を
採用し、これを式（２）に適用すると、
の移動に伴って随時変化する値であり、実用的な数値と
は言えない。そこで、本発明においては、設計上確定で
きる値であり、かつＬ1 ’, Ｌ2 ’に代えて近似的に用
いることができる値として、ボールねじ機構３のナット
部１９からハウジングＢの外端４１までの距離Ｌ1 と、
結合部６からハウジングＡの外端４２までの距離Ｌ2 を
採用し、これを式（２）に適用すると、
【００３１】
【数３】
【００３２】となる。
【００３３】すなわち、前記剛性条件を満たすために
は、Ｌ1 をＬ2 ×（ｘ2 ／ｘ1 ）の値とすれば良いこと
になる。しかしながら、実使用上ではほぼ（ｘ2 ／
ｘ1 ）≒１であることから、Ｌ1 ＝Ｌ2 とすれば前記剛
性条件は実質的に満たされることになる。なお、発明者
らの実験によれば、Ｌ1 ／Ｌ2 を0.８≦Ｌ1 ／Ｌ2 ≦1.
２に設定すればラック軸２の撓みを実質的に極小状態に
抑えることができる。また、「ｘ2 ／ｘ1 」に関して
も、Ｌ1 ＝Ｌ2 とすると、0.５≦ｘ2 ／ｘ1 ≦1.５の範
囲で撓みを実質的に極小状態に抑えることができる。
は、Ｌ1 をＬ2 ×（ｘ2 ／ｘ1 ）の値とすれば良いこと
になる。しかしながら、実使用上ではほぼ（ｘ2 ／
ｘ1 ）≒１であることから、Ｌ1 ＝Ｌ2 とすれば前記剛
性条件は実質的に満たされることになる。なお、発明者
らの実験によれば、Ｌ1 ／Ｌ2 を0.８≦Ｌ1 ／Ｌ2 ≦1.
２に設定すればラック軸２の撓みを実質的に極小状態に
抑えることができる。また、「ｘ2 ／ｘ1 」に関して
も、Ｌ1 ＝Ｌ2 とすると、0.５≦ｘ2 ／ｘ1 ≦1.５の範
囲で撓みを実質的に極小状態に抑えることができる。
【００３４】このように、当該動力操舵装置では、ボー
ルねじ機構３と結合部６の２点で支持されるラック軸２
において、ハウジングＡ, Ｂの外端から各支点までの距
離を両側で等しくすることにより、ラック軸２の撓みを
実質的に極小状態に抑えるようにしている。従って、ラ
ック軸２の撓みを逃がすためのクリアランスを最小にす
ることができ、装置寸法を小さくできコスト上も有利と
なる。
ルねじ機構３と結合部６の２点で支持されるラック軸２
において、ハウジングＡ, Ｂの外端から各支点までの距
離を両側で等しくすることにより、ラック軸２の撓みを
実質的に極小状態に抑えるようにしている。従って、ラ
ック軸２の撓みを逃がすためのクリアランスを最小にす
ることができ、装置寸法を小さくできコスト上も有利と
なる。
【００３５】次に、このような構成の動力操舵装置の組
み立て方法およびその作用について説明する。
み立て方法およびその作用について説明する。
【００３６】当該動力操舵装置にあっては、先ず前述の
４つの部分をそれぞれ組み立てる。すなわち、ハウジン
グＡではゴム２１やベアリング１７、ブラシホルダステ
ー２４等の取り付けを行う。また、ヨーク７ではその内
部にマグネット１４等を組み付け、アーマチュアシャフ
ト１１ではアーマチュアコア１５、コンミテータ２２等
を組み付ける。さらに、ハウジングＢでは、アンギュラ
ーベアリング４とラック軸２の組み合わされたボールね
じ機構３を組み付ける。
４つの部分をそれぞれ組み立てる。すなわち、ハウジン
グＡではゴム２１やベアリング１７、ブラシホルダステ
ー２４等の取り付けを行う。また、ヨーク７ではその内
部にマグネット１４等を組み付け、アーマチュアシャフ
ト１１ではアーマチュアコア１５、コンミテータ２２等
を組み付ける。さらに、ハウジングＢでは、アンギュラ
ーベアリング４とラック軸２の組み合わされたボールね
じ機構３を組み付ける。
【００３７】次に、ハウジングＡとアーマチュアシャフ
ト１１を組み付け、ハウジングＡにヨーク７をねじ止め
した後、ラック軸２が取り付けられたハウジングＢとヨ
ーク７とをねじ止めする。その後、ハウジングＡに挿入
されたラック軸２と操舵軸５とを接続させ、操舵軸５の
ピニオン歯とラック軸２のラック歯とを噛み合わせる。
ト１１を組み付け、ハウジングＡにヨーク７をねじ止め
した後、ラック軸２が取り付けられたハウジングＢとヨ
ーク７とをねじ止めする。その後、ハウジングＡに挿入
されたラック軸２と操舵軸５とを接続させ、操舵軸５の
ピニオン歯とラック軸２のラック歯とを噛み合わせる。
【００３８】この場合、ヨーク７にハウジングＢを取り
付ける際には、アーマチュアシャフト１１の端部に形成
されたスプライン１８とナット部１９に形成されたスプ
ライン２０を噛み合わせて両者を嵌合させヨーク７とハ
ウジングＢとをねじ止めする。これにより、当該動力操
舵装置では、ラック軸２の倒れや振れ等をなくすように
ハウジングＢの取付位置を調節しつつねじ止めを行い、
偏心等によるラック軸２の芯ずれを吸収、矯正すること
ができる。なお、ヨーク７には、ねじ８ｂを取り付ける
ため、ねじ８ｂの径よりも大きい孔３６が形成されてお
り、そのクリアランスによってハウジングＢの取付位置
が調整される。そしてその後、ハウジングＡに挿入され
たラック軸２と操舵軸５とを接続させ、操舵軸５のピニ
オン歯とラック軸２のラック歯とを噛み合わせる。
付ける際には、アーマチュアシャフト１１の端部に形成
されたスプライン１８とナット部１９に形成されたスプ
ライン２０を噛み合わせて両者を嵌合させヨーク７とハ
ウジングＢとをねじ止めする。これにより、当該動力操
舵装置では、ラック軸２の倒れや振れ等をなくすように
ハウジングＢの取付位置を調節しつつねじ止めを行い、
偏心等によるラック軸２の芯ずれを吸収、矯正すること
ができる。なお、ヨーク７には、ねじ８ｂを取り付ける
ため、ねじ８ｂの径よりも大きい孔３６が形成されてお
り、そのクリアランスによってハウジングＢの取付位置
が調整される。そしてその後、ハウジングＡに挿入され
たラック軸２と操舵軸５とを接続させ、操舵軸５のピニ
オン歯とラック軸２のラック歯とを噛み合わせる。
【００３９】一方、当該動力操舵装置は次のように動作
する。すなわち、まず操向ハンドルが操作されて操舵軸
５が回動し、この回動に応じた方向にラック軸２が移動
して転舵操作がなされる。この操作により、図示しない
ステアリングトルクセンサが作動すると、検出トルクに
応じて端子２８から端子板２６、ブラシ２３を介してコ
ンミテータ２２に電力が供給される。そして、これによ
り電動機１が作動してアーマチュアシャフト１１が回転
し、これと結合されたナット部１９もまた回転する。ナ
ット部１９が回転するとボールねじ機構３の作用により
ラック軸２に操舵補助力が伝達される。これによりラッ
ク軸２の移動が促進され、操舵力が補助される。
する。すなわち、まず操向ハンドルが操作されて操舵軸
５が回動し、この回動に応じた方向にラック軸２が移動
して転舵操作がなされる。この操作により、図示しない
ステアリングトルクセンサが作動すると、検出トルクに
応じて端子２８から端子板２６、ブラシ２３を介してコ
ンミテータ２２に電力が供給される。そして、これによ
り電動機１が作動してアーマチュアシャフト１１が回転
し、これと結合されたナット部１９もまた回転する。ナ
ット部１９が回転するとボールねじ機構３の作用により
ラック軸２に操舵補助力が伝達される。これによりラッ
ク軸２の移動が促進され、操舵力が補助される。
【００４０】以上、本発明者によってなされた発明を実
施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実
施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実
施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００４１】たとえば、本発明を給電部にブラシを用い
ないブラシレスモータを用いた電動機に適用することも
可能である。この場合、界磁装置としてはコアがヨーク
側に、マグネットがアーマチュアシャフト側に固装さ
れ、給電部には通電手段およびアーマチュアシャフト回
転位置の検出装置を備えた回路基板が設けられることに
なる。さらに、本発明は、前輪操舵装置のみならず、具
体的な構成や取り付け上の環境が同じである後輪操舵装
置にも適用できる。
ないブラシレスモータを用いた電動機に適用することも
可能である。この場合、界磁装置としてはコアがヨーク
側に、マグネットがアーマチュアシャフト側に固装さ
れ、給電部には通電手段およびアーマチュアシャフト回
転位置の検出装置を備えた回路基板が設けられることに
なる。さらに、本発明は、前輪操舵装置のみならず、具
体的な構成や取り付け上の環境が同じである後輪操舵装
置にも適用できる。
【００４２】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその利用分野である車両、特に自動車の
動力操舵装置に適用した場合について説明したが、これ
に限定されるものではなく、たとえば、産業機械等、操
舵機構を有する車両に広く適用できる。
なされた発明をその利用分野である車両、特に自動車の
動力操舵装置に適用した場合について説明したが、これ
に限定されるものではなく、たとえば、産業機械等、操
舵機構を有する車両に広く適用できる。
【００４３】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
【００４４】すなわち、ラック軸の支点からハウジング
外端までの距離をラック軸両側において等しく設定する
ことにより、ラック軸の撓みを実質的に極小状態に抑え
ることができる。従って、ラック軸の撓みを逃がすため
のクリアランスを最小にすることができ、装置の小型軽
量化を図ることが可能となり、また、コスト上も有利と
なる。
外端までの距離をラック軸両側において等しく設定する
ことにより、ラック軸の撓みを実質的に極小状態に抑え
ることができる。従って、ラック軸の撓みを逃がすため
のクリアランスを最小にすることができ、装置の小型軽
量化を図ることが可能となり、また、コスト上も有利と
なる。
【図１】本発明の一実施の形態である電気式動力操舵装
置の全体構成を示す断面図である。
置の全体構成を示す断面図である。
【図２】図１の電気式動力操舵装置におけるラック軸の
支持状態を模式的に描いた説明図である。
支持状態を模式的に描いた説明図である。
【図３】従来の電気式動力操舵装置の構成を示す断面図
である。
である。
１ 電動機 ２ ラック軸 ３ ボールねじ機構 ４ アンギュラーベアリング ５ 操舵軸 ６ 結合部 ７ ヨーク ８ａ ねじ ８ｂ ねじ ９ ブラケット １０ 取り付け孔 １１ アーマチュアシャフト １２ 界磁装置 １３ 給電部 １４ マグネット １５ アーマチュアコア １６ Ｏリング １７ ベアリング １８ スプライン １９ ナット部 ２０ スプライン ２１ ゴム ２２ コンミテータ ２３ ブラシ ２４ ブラシホルダステー ２４ａ 突出部 ２５ ピグテール ２６ 端子板 ２７ 孔 ２８ 端子 ３０ スクリュー部 ３１ ボール ３２ ベアリング固定用リング ３３ 段部 ３４ ベアリング固定用リング ３５ 段部 ３６ 孔 ４１ 外端 ４２ 外端 ４３ タイロッド ５１ ラック軸 ５２ 電動機 ５３ ボールねじ機構 ５４ 操舵軸 ５５ ヨーク ５６ アーマチュアシャフト ５７ 界磁装置 ５８ 給電部 ５９ マグネット ６０ アーマチュアコア ６１ ハウジング ６２ ナット部 ６３ スクリュー部 ６４ ボール ６５ 結合部 ６６ アンギュラーベアリング ６７ ハウジング ６８ ブラケット Ａ ハウジング Ｂ ハウジング
Claims (2)
- 【請求項１】 操向車輪に連結されたラック軸と、前記
ラック軸を摺動自在に収容し前記ラック軸に形成された
ラック歯と操向ハンドルに連結された操舵軸のピニオン
とを噛合させた結合部を保持する第１ハウジングと、前
記ラック軸の周囲に同軸的に設けられ前記ラック軸に対
し操舵補助力を供給する電動機と、前記電動機のアーマ
チュアシャフトと連結されたナット部と前記ラック軸に
形成されたスクリュー部との間をボール部材を介在させ
て連結し前記電動機の回転力を操舵補助力として前記ラ
ック軸に伝達するボールねじ機構と、前記ボールねじ機
構を収容保持する第２ハウジングとを有する電気式動力
操舵装置であって、 前記ボールねじ機構から前記第２ハウジング外端までの
距離Ｌ1 と、前記結合部から前記第１ハウジング外端ま
での距離Ｌ2 との比Ｌ1 ／Ｌ2 を0.８〜1.２に設定した
ことを特徴とする電気式動力操舵装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の電気式動力操舵装置であ
って、前記距離Ｌ1と前記距離Ｌ2 とを同寸法に設定し
たことを特徴とする電気式動力操舵装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1575898A JPH11208489A (ja) | 1998-01-28 | 1998-01-28 | 電気式動力操舵装置 |
| EP99400140A EP0933285A3 (en) | 1998-01-28 | 1999-01-21 | Electric power steering unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1575898A JPH11208489A (ja) | 1998-01-28 | 1998-01-28 | 電気式動力操舵装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11208489A true JPH11208489A (ja) | 1999-08-03 |
Family
ID=11897694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1575898A Pending JPH11208489A (ja) | 1998-01-28 | 1998-01-28 | 電気式動力操舵装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0933285A3 (ja) |
| JP (1) | JPH11208489A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102001357A (zh) * | 2009-08-31 | 2011-04-06 | 株式会社捷太格特 | 电动动力转向装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2904329B2 (ja) * | 1993-12-17 | 1999-06-14 | 本田技研工業株式会社 | ステアリング装置 |
| US5904224A (en) * | 1996-09-24 | 1999-05-18 | Mitsuba Corporation | Electric power steering unit |
-
1998
- 1998-01-28 JP JP1575898A patent/JPH11208489A/ja active Pending
-
1999
- 1999-01-21 EP EP99400140A patent/EP0933285A3/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102001357A (zh) * | 2009-08-31 | 2011-04-06 | 株式会社捷太格特 | 电动动力转向装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0933285A2 (en) | 1999-08-04 |
| EP0933285A3 (en) | 2000-07-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050125 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070126 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070206 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070605 |