JPH0618148U - 電動式動力舵取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電動機の回転力によるボールナットの回転を
ボールねじ軸にスムーズに伝え、これにより電動機の補
助操舵力をラック軸に確実に伝える。 【構成】 ラック軸２に補助操舵力を付与する電動機16
を備えている電動式動力舵取装置である。ハウジング１
に、ラック軸２と平行なボールねじ軸９を、軸方向に移
動しうるが回転しないように取付ける。ラック軸２とボ
ールねじ軸９とを連結する。ボールねじ軸９の周囲に循
環ボール12を介してボールナット11をねじ嵌める。ボー
ルナット11を、回転はしうるが軸方向に移動しないよう
にハウジング１に取付る。電動機16の回転力によりボー
ルナット11が回転するようにしておく。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、自動車などの電動式動力舵取装置、さらに詳しくは、ステアリン グシャフトに連結されたピニオン軸のピニオンと噛み合うラックが形成されてい るラック軸を備えており、運転者の操舵力とこの操舵力に応じた電動機の補助操 舵力によりラック軸を移動させるようになっている動力舵取装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、この種電動式動力舵取装置として、ハウジングに、ハウジングと平行な ボールねじ軸がハウジングに対して回転はしうるが軸方向に移動しないように取 付けられ、ボールねじ軸の周囲に、ラック軸と平行な軸線を有するボールナット が循環ボールを介してねじ嵌められ、ラック軸とボールナットが連結されてボー ルナットが軸方向に移動しうるが回転しないようになされ、電動機の回転力によ りボールねじ軸が回転するようになされ、ボールねじ軸の回転によりボールナッ トがラック軸の軸方向と平行な方向に移動し、これによりラック軸が軸方向に移 動するようになされているものが知られている（たとえば実開昭６２−１４６６ ７８号、実開昭６３−１９５９７４号、特開昭６２−１３７２６９号参照）。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、従来の電動式動力舵取装置では、車輪側から外力が加わってラ ック軸に曲げが生じた場合に、次のような問題が発生する。すなわち、ラック軸 に曲げが生じると、ラック軸に連結されているボールナットもボールねじ軸に対 して傾く。そして、ラック軸とボールナットとが連結されていると、この連結部 分においては、傾いたボールナットの軸線とボールねじ軸の軸線とのボールねじ 軸と直交する方向の距離は、その部分でのラック軸のたわみ量と等しくなって比 較的に大きくなる。したがって、ボールナットおよびボールねじ軸と循環ボール との間に隙間が存在していたとしても、電動機によるボールねじ軸の回転がボー ルナットにスムーズに伝わらず、その結果補助操舵力がラック軸に確実に伝わら ない。

【０００４】 この考案の目的は、上記問題を解決した電動式動力舵取装置を提供することに ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

この考案による電動式動力舵取装置は、 ハウジングに支持され、かつステアリングシャフトに連結されたピニオン軸の ピニオンと噛み合うラックが形成されたラック軸と、ラック軸に補助操舵力を付 与する電動機とを備えている電動式動力舵取装置であって、 ラック軸と平行なボールねじ軸が、軸方向に移動しうるが回転しないようにハ ウジングに取付けられ、ラック軸とボールねじ軸とが連結され、ボールねじ軸の 周囲に循環ボールを介してボールナットがねじ嵌められ、ボールナットが回転は しうるが軸方向に移動しないようにハウジングに取付られ、電動機の回転力によ りボールナットが回転するようになされているものである。

【０００６】

【作用】

電動機の起動時にその回転力がボールナットに伝えられてボールナットが回転 させられ、これによりボールねじ軸が軸方向に移動させられ、その結果ボールね じ軸に連結されたラック軸が、ボールねじ軸とともに同方向に移動させられるこ とにより補助操舵力が与えられる。

【０００７】 ラック軸に車輪からの外力が加わって曲げが発生した場合、ラック軸に連結さ れているボールねじ軸にも曲げが生じるが、ボールナットは、ラック軸とボール ねじ軸との連結部分から離れた位置で循環ボールを介してボールねじ軸にねじ嵌 められているので、この部分におけるボールねじ軸のたわみ量は、ラック軸とボ ールねじ軸とが連結されている部分におけるボールねじ軸のたわみ量よりも小さ くなる。

【０００８】

【実施例】

以下、この考案の実施例を、図面を参照して説明する。

【０００９】 図１は自動車の電動式動力舵取装置の部分を示し、図２はその主要部の詳細を 示す。なお、以下の説明において、図面の左右を左右というものとする。

【００１０】 図１および図２において、自動車の車体に左右方向に長いハウジング(1) が固 定されており、このハウジング(1) 内に左右方向にのびるラック軸(2) が回転は しないが左右方向（軸方向）に移動しうるように支持されている。ハウジング(1 ) の右端寄りの部分において、ステアリングホイールに連結されたピニオン軸(3 ) のピニオン(4) が、ラック軸(2) のラック(2a)と噛み合っている。ハウジング (1) から突出したラック軸(2) の左右両端部に、ボール継手(5)(6)を介してタイ ロッド(7)(8)が連結されている。

【００１１】 ハウジング(1) の左側部分に径方向外方に膨出した膨出部分(1a)が形成されて おり、膨出部分(1a)内にラック軸(2) と平行なボールねじ軸(9) が左右方向に移 動しうるように配置されている。ボールねじ軸(9) の左端部はハウジング(1) か ら突出しており、その端部がブラケット(10)を介してラック軸(2) の左端に連結 されている。ボールねじ軸(9) の左端部は、回転しないようにブラケット(10)に 固定されている。

【００１２】 ボールねじ軸(9) の右側部分に、ボールナット(11)が多数の循環ボール(12)を 介してねじ嵌められている。ボールナット(11)は、回転はしうるが左右方向に移 動しないように左右１対の軸受(13)(14)を介してハウジング(1) に支持されてい る。ボールナット(11)の外周面に歯車(15)が一体に形成されている。

【００１３】 ハウジング(1) の膨出部分(1a)の右側面に、電動機(16)がラック軸(2) と平行 になるように左向きに固定されている。電動機軸(16a) は膨出部分(1a)の内部に 突出しており、この部分にボールナット(11)の歯車(15)と噛み合う歯車(17)が固 定されている。そして、電動機(16)の回転力は両歯車(17)(15)を介してボールナ ット(11)に伝えられてボールナット(11)が回転させられ、ボールナット(11)の回 転によりボールねじ軸(9) が左右方向に移動し、これによりラック軸(2) が左右 方向に移動するようになっている。

【００１４】 このような構成において、運転者がステアリングホイールを回してステアリン グシャフトが回転させられると、この回転がピニオン(4) に伝えられ、ピニオン (4) の回転によりラック軸(2) が左右方向に移動させられて車輪が操舵される。 このとき、図示しないトルクセンサにより検出された操舵トルクの方向および大 きさに基いて電動機(16)が駆動され、これにより歯車(17)、歯車(15)、ボールナ ット(11)およびボールねじ軸(9) を介してラック軸(2) に伝えられる。その結果 、ラック軸(2) がピニオン(4) によるのと同じ方向に移動させられる。

【００１５】 ラック軸(2) に車輪側から外力が加わって曲げが生じた場合、ラック軸(2) に 連結されているボールねじ軸(9) にも曲げが生じる。ところが、ラック軸(2) と ボールねじ軸(9) とは左端部で相互に連結されており、ボールナット(11)はボー ルねじ軸(9) の右側部分に循環ボール(12)を介してボールねじ軸(9) にねじ嵌め られているので、ボールナット(11)の部分におけるボールねじ軸(9) のたわみ量 は、ボールねじ軸(9) のラック軸(2) との連結部分である左端部でのたわみ量よ りも小さくなる。したがって、ボールナット(11)およびボールねじ軸(9) と循環 ボール(12)との間に存在する隙間によりこの曲げが吸収され、電動機(16)による ボールナット(11)の回転がボールねじ軸(9) にスムーズに伝わり、その結果電動 機(16)の補助操舵力がラック軸(2) に確実に伝わる。

【００１６】 図３はこの考案の他の実施例を示す。この場合、電動式動力舵取装置はハウジ ング(1) の膨出部分(1a)内にブラシレス電動機(20)を内蔵している。すなわち、 ボールナット(11)の外周には歯車は形成されておらず、ここに電動機(20)のロー タ(21)が固定されている。また、ハウジング(1) に電動機(20)のステータ(22)が 取付けられている。また、ハウジング(1) の適当な位置にロータリエンコーダな どを使用した回転位置センサ(23)が取付けられており、このセンサ(23)の入力軸 (23a) に一体に形成された歯車(24)とボールナット(11)の左端部外周に一体に形 成された歯車(25)とが噛み合っている。そして、ボールナット(11)の回転が歯車 (25)(24)により減速または増速されてセンサ(23)に伝えられ、センサ(23)によっ てボールナット(11)すなわちロータ(21)の回転位置が検出される。その他の構成 は、図１および図２に示す実施例と実質的に同じであり、実質的同一部分には同 一符号を付して説明を省略する。

【００１７】

【考案の効果】

この考案の電動式動力舵取装置によれば、上述のように、ボールナットが循環 ボールを介してボールねじ軸にねじ嵌められている部分におけるボールねじ軸の たわみ量は、ラック軸とボールねじ軸とが連結されている部分におけるボールね じ軸のたわみ量よりも小さくなる。したがって、ボールナットおよびボールねじ 軸と循環ボールとの間に存在する隙間によりこの曲げが吸収され、電動機の回転 力によるボールナットの回転がボールねじ軸にスムーズに伝わり、これにより電 動機の補助操舵力がラック軸に確実に伝わる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の実施例を示す電動式動力舵取装置の
一部を切断しない縦断面図である。

【図２】図２の要部を拡大して示す図である。

【図３】この考案の他の実施例を示す図２相当の図であ
る。

【符号の説明】

１ ハウジング ２ ラック軸 ３ ピニオン軸 ４ ピニオン ９ ボールねじ軸 １１ ボールナット １２ 循環ボール １６ 電動機 ２０ ブラシレス電動機

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングに支持され、かつステアリン
   グシャフトに連結されたピニオン軸のピニオンと噛み合
   うラックが形成されたラック軸と、ラック軸に補助操舵
   力を付与する電動機とを備えている電動式動力舵取装置
   であって、 ラック軸と平行なボールねじ軸が、軸方向に移動しうる
   が回転しないようにハウジングに取付けられ、ラック軸
   とボールねじ軸とが連結され、ボールねじ軸の周囲に循
   環ボールを介してボールナットがねじ嵌められ、ボール
   ナットが回転はしうるが軸方向に移動しないようにハウ
   ジングに取付られ、電動機の回転力によりボールナット
   が回転するようになされている電動式動力舵取装置。