JPH11291925A - 電動式パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハウジングの軸芯からの各構成軸部材の軸芯
ずれに起因する電動機の回転軸から回転変位変換手段の
回転体へのトルク伝達部での偏芯応力を吸収して、軸芯
ずれに起因する作動性悪化を低減すること。 【解決手段】 操舵軸３０がハウジング１０に対して軸
方向移動可能かつ回転不能で弾性支持部と固定支持部に
より支持され、操舵軸３０と同軸的に配置した電動機の
回転軸５２がハウジング１０に対して第１軸受１５によ
り支持され、操舵軸３０と同軸的に配置されて軸回りの
回転を軸方向変位に変換する回転変位変換手段４０の回
転体（ナット）４１がハウジング１０に対して第２軸受
１３により支持される構成とした電動式パワーステアリ
ング装置であって、電動機５０の回転軸５２と回転変位
変換手段の回転体４１が軸直方向に可撓性を有する筒部
材（フレキシブルチューブ）６０にてトルク伝達可能に
連結される構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等車両にお
いて採用される電動式パワーステアリング装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】電動式パワーステアリング装置の一つと
して、操舵軸と同軸的に配置した電動機の回転軸がハウ
ジングに対して第１軸受により支持され、また前記操舵
軸と同軸的に配置されて前記操舵軸の軸回りの回転を前
記操舵軸の軸方向変位に変換する回転変位変換手段の回
転体（例えばボールスクリュー機構のナット）が前記ハ
ウジングに対して第２軸受により支持されるように構成
したものがあり、例えば特開平８−３０１１３０号公報
に示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記した公報に示され
ているパワーステアリング装置において、操舵軸がハウ
ジングに対して軸方向移動可能かつ回転不能で一対の固
定支持部により支持される構成である場合には、操舵軸
の曲がりによる偏芯が一対の固定支持部によって十分に
抑制されるため、電動機の回転軸と回転変位変換手段の
回転体との同軸度を比較的容易に高めることができるも
のの、操舵軸がハウジングに対して軸方向移動可能かつ
回転不能で弾性支持部と固定支持部により支持される構
成である場合には、操舵軸の曲がりによる偏芯を十分に
抑えることができなくて、電動機の回転軸と回転変位変
換手段の回転体とのトルク伝達部に大きな偏芯応力が発
生し、電動機の回転軸から回転変位変換手段の回転体に
トルクが的確に伝達されないおそれがある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記した問題
に対処すべくなされたものであり、操舵軸がハウジング
に対して軸方向移動可能かつ回転不能で弾性支持部と固
定支持部により支持され、また前記操舵軸と同軸的に配
置した電動機の回転軸が前記ハウジングに対して第１軸
受により支持され、また前記操舵軸と同軸的に配置され
て前記操舵軸の軸回りの回転を前記操舵軸の軸方向変位
に変換する回転変位変換手段の回転体が前記ハウジング
に対して第２軸受により支持される構成とした電動式パ
ワーステアリング装置であって、前記電動機の回転軸と
前記回転変位変換手段の回転体が軸直方向に可撓性を有
する筒部材にて前記操舵軸の軸回りのトルクを伝達可能
に連結される構成としたことに特徴がある。この場合に
おいて、前記第２軸受が前記ハウジングに対して弾性支
持される構成とするのが望ましい。

【０００５】

【発明の作用・効果】本発明による電動式パワーステア
リング装置においては、電動機の回転軸と回転変位変換
手段の回転体が軸直方向に可撓性を有する筒部材にて操
舵軸の軸回りのトルクを伝達可能に連結される構成とし
たため、操舵軸がハウジングに対して軸方向移動可能か
つ回転不能で弾性支持部と固定支持部により支持される
構成であって、これら両支持部により操舵軸の曲がりに
よる偏芯を十分に抑えることができなくても、筒部材が
その可撓性によって電動機の回転軸と回転変位変換手段
の回転体との軸芯ずれに起因するトルク伝達部での偏芯
応力を吸収する。したがって、電動機の回転軸から回転
変位変換手段の回転体にトルクが的確に伝達されて、軸
芯ずれに起因する作動性悪化を低減することができる。
また、本発明の実施に際して、第２軸受がハウジングに
対して弾性支持される構成とした場合には、第２軸受の
弾性支持部でも上記した偏芯応力を吸収することができ
て、軸芯ずれに起因する作動性悪化を更に低減すること
ができる。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の一実施形態を図
面に基づいて説明する。図１は本発明による電動式パワ
ーステアリング装置を概略的に示したものであり、この
パワーステアリング装置においては、車両の左右方向に
延在して配設されて車体（図示省略）に組付けられるハ
ウジング１０に対して入力軸２０、操舵軸３０、ボール
スクリュー機構４０及び電動機５０等が組付けられてい
る。

【０００７】入力軸２０は、ハウジング１０に回転可能
かつ軸方向へ移動不能に組付けられており、ハウジング
１０から突出した外端部にて自在継手，中間シャフト，
自在継手，ステアリングメインシャフト等を介してステ
アリングホイール（全て図示省略）にトルク伝達可能に
連結されるようになっている。また、入力軸２０は、内
端部に形成したピニオン２１にて操舵軸３０の一側外周
に形成したラック歯３１と操舵力伝達可能に係合してい
て、その回転によって操舵軸３０を車両の左右方向（操
舵軸の軸方向）へ移動させるようになっている。

【０００８】操舵軸３０は、ピニオン２１に対応した部
位（ラック歯３１を形成した部位の背面部）をピニオン
２１に対向して設けた周知のラックガイド１１（ハウジ
ング１０に組付けられている）にて操舵軸３０の径方向
に移動可能に弾性支持されるとともに、左端部をエンド
ストッパ１２（ハウジング１０に組付けられている）に
よって操舵軸３０の径方向に移動不能に固定支持された
状態で、車両の左右方向（操舵軸の軸方向）へ移動可能
かつ回転不能に組付けられていて、ハウジング１０を貫
通しており、左右両端にてタイロッドとナックルアーム
を介して転舵輪（全て図示省略）に操舵力伝達可能に連
結されるようになっている。また、操舵軸３０には、ボ
ールスクリュー機構４０のねじ軸４１が一体的に形成さ
れていて、このねじ軸４１の外周には螺旋溝４１ａが形
成されている。

【０００９】ボールスクリュー機構４０は、操舵軸３０
の弾性支持部（ラックガイド１１によって支持されてい
る部分）と固定支持部（エンドストッパ１２によって支
持されている部分）間にて電動機５０における回転軸５
２の回転を操舵軸３０の軸方向変位に変換して伝達する
回転変位変換手段であり、操舵軸３０に対して同軸的に
設けられていて、操舵軸３０に一体的に形成したねじ軸
４１と、このねじ軸４１の外周にてボール軸受１３とウ
ェーブスプリングリング１４を介してハウジング１０に
操舵軸回りに回転可能かつ操舵軸方向へ移動不能に組付
けたナット４２と、このナット４２とねじ軸４１間にて
薄肉円筒状のケージ４３によって回転自在に保持されて
ねじ軸４１外周に形成した螺旋溝４１ａとナット４２の
内周に形成した螺旋溝４２ａ間に介装された多数のボー
ル４４によって構成されている。ボール４４は必ずしも
ケージ４３によって保持されている必要はなくナット４
２に工夫をして循環するように構成してもよい。ウェー
ブスプリングリング１４は、図３に示したように半割構
造となっていて、図１及び図２に示したようにボール軸
受１３とハウジング１０間に組付けられており、ボール
軸受１３を径方向に所定量（０．１mm程度）移動可能に
弾性支持している。

【００１０】電動機５０は、ボールスクリュー機構４０
を介して操舵軸３０に軸方向の操舵助勢力を付与するも
のであり、操舵軸３０に対して同軸的に組付けられてい
て、ハウジング１０に一体的に組付けたステータ５１
と、ハウジング１０にボール軸受１５を介して回転可能
かつ軸方向へ移動不能に組付けた筒状の回転軸（出力
軸）５２を備えており、その回転出力を制御装置（図示
省略）によって制御されるようになっている。また、回
転軸５２は、蛇腹筒状のフレキシブルチューブ６０を介
してボールスクリュー機構４０のナット４１に操舵軸３
０の軸回りのトルクを伝達可能に連結されている。フレ
キシブルチューブ６０は、軸直方向に可撓性を有してい
て、トルク伝達方向に剛性が高く、曲げ方向に剛性が低
いものである。

【００１１】上記のように構成した本実施形態のパワー
ステアリング装置においては、操舵力が入力軸２０のピ
ニオン２１から操舵軸３０のラック歯３１形成部位に直
接伝達されるとともに、電動機５０の出力が制御装置
（図示省略）の制御下にてフレキシブルチューブ６０と
ボールスクリュー機構４０を介して操舵軸３０のねじ軸
４１形成部位に伝達され、この電動機５０の出力（操舵
助勢力）によって操舵トルクが的確に助勢される。

【００１２】ところで、上記のように構成した本実施形
態のパワーステアリング装置においては、図４に本実施
形態におけるハウジング１０の軸芯からの各軸部材の軸
芯ずれを示すとともに図５に比較のための実施形態（フ
レキシブルチューブ６０に代えてリジット結合を採用
し、かつウェーブスプリングリング１４を採用しないで
ボール軸受１５を直接ハウジング１０に組付けた実施形
態）におけるハウジング１０の軸芯からの各軸部材の軸
芯ずれを示して明らかとしたように、電動機５０の回転
軸５２とボールスクリュー機構４０のナット４１が軸直
方向に可撓性を有する蛇腹筒状のフレキシブルチューブ
６０にて操舵軸３０の軸回りのトルクを伝達可能に連結
される構成としたため、操舵軸３０がハウジング１０に
対して軸方向移動可能かつ回転不能で弾性支持部（ラッ
クガイド１１）と固定支持部（エンドストッパ１２）に
より支持される構成であって、これら両支持部により操
舵軸３０の曲がりによる偏芯を十分に抑えることができ
なくても、筒状のフレキシブルチューブ６０がその可撓
性によって電動機５０の回転軸５２とボールスクリュー
機構４０のナット４１との軸芯ずれに起因するトルク伝
達部での偏芯応力を吸収する。したがって、電動機５０
の回転軸５２からボールスクリュー機構４０のナット４
１にトルクが的確に伝達されて、軸芯ずれに起因する作
動性悪化を低減することができる。

【００１３】また、本実施形態においては、ナット４１
を回転自在に軸支するボール軸受１３がハウジング１０
に対してウェーブスプリングリング１４により弾性支持
される構成としたため、このウェーブスプリングリング
１４によっても上記した偏芯応力を吸収することができ
て、軸芯ずれに起因する作動性悪化を低減することがで
きる。

【００１４】上記実施形態においては、電動機５０の回
転軸５２とボールスクリュー機構４０のナット４１が軸
直方向に可撓性を有する蛇腹筒状のフレキシブルチュー
ブ６０にて操舵軸３０の軸回りのトルクを伝達可能に連
結される構成としたが、フレキシブルチューブ６０に代
えて図６に示した筒状の連結体１６０または図７に示し
た筒状の連結体２６０を採用して本発明を実施すること
も可能である。図６の連結体１６０は、円周方向にて円
弧状のスリット１６１を多数有していて、かかるスリッ
ト１６１によって軸直方向に可撓性を有する構成とされ
ている。また図７の連結体２６０は、第１スリーブ２６
１と第２スリーブ２６２とこれら両スリーブ２６１，２
６２の嵌合部に加硫接着して設けたゴムインサート２６
３によって構成されていて、ゴムインサート２６３によ
って軸直方向に可撓性を有する構成とされている。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による電動式パワーステアリング装置
の一実施形態を概略的に示す全体図である。

【図２】 図１に示したナットを軸支するボール軸受と
ハウジングとウェーブスプリングリングの関係を示す拡
大断面図である。

【図３】 図１及び図２に示したウェーブスプリングリ
ングの分解斜視図である。

【図４】 図１に示した実施形態におけるハウジングの
軸芯からの各軸部材の軸芯ずれを示す図である。

【図５】 図１に示したフレキシブルチューブに代えて
リジット結合を採用し、かつウェーブスプリングリング
を採用しないでボール軸受を直接ハウジングに組付けた
比較のための実施形態におけるハウジングの軸芯からの
各軸部材の軸芯ずれを示す図である。

【図６】 フレキシブルチューブに代えて採用し得る筒
状連結部の一実施形態を示す斜視図である。

【図７】 フレキシブルチューブに代えて採用し得る筒
状連結部の他の実施形態を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１０…ハウジング、１１…ラックガイド（弾性支持
部）、１２…エンドストッパ（固定支持部）、１３…ボ
ール軸受（第２軸受）、１４…ウェーブスプリングリン
グ、１５…ボール軸受（第１軸受）、２０…入力軸、３
０…操舵軸、４０…ボールスクリュー機構（回転変位変
換手段）、４１…ねじ軸、４２…ナット（回転体）、４
３…ケージ、４４…ボール、５０…電動機、５１…ステ
ータ、５２…回転軸、６０…フレキシブルチューブ（筒
部材）。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 操舵軸がハウジングに対して軸方向移動
   可能かつ回転不能で弾性支持部と固定支持部により支持
   され、また前記操舵軸と同軸的に配置した電動機の回転
   軸が前記ハウジングに対して第１軸受により支持され、
   また前記操舵軸と同軸的に配置されて前記操舵軸の軸回
   りの回転を前記操舵軸の軸方向変位に変換する回転変位
   変換手段の回転体が前記ハウジングに対して第２軸受に
   より支持される構成とした電動式パワーステアリング装
   置であって、前記電動機の回転軸と前記回転変位変換手
   段の回転体が軸直方向に可撓性を有する筒部材にて前記
   操舵軸の軸回りのトルクを伝達可能に連結される構成と
   したことを特徴とする電動式パワーステアリング装置。
2. 【請求項２】 前記第２軸受が前記ハウジングに対して
   弾性支持される構成としたことを特徴とする請求項１記
   載の電動式パワーステアリング装置。