JPH0740843A - ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ステアリング装置のボールナット機構を構成
するナット部材のラック軸に対する追従性を高める 【構成】 軸３の外側とハウジング１の内側間には長尺
筒状のナット部材１３を配設している。このナット部材
１３は一端が４点接触ベアリング１４を介してハウジン
グ１の右半体１ｂ内側に回転自在に支持されてので、一
端を中心として微小揺動が可能な構造となっている。し
たがって、車輪からの反力等による軸３の撓みなどにボ
ールナット機構１５は容易に追従することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動車のステアリング装
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にあって
は、ステアリングホイールの回転をピニオンを介してラ
ック軸に左右動として伝達し、このラック軸の両端に連
結したタイロッドを介して車輪を転舵する際に、ステア
リングシャフトの操舵トルク等を検出し、この検出値に
基づいて電動機を駆動し、この駆動力をラック軸にボー
ルナット機構を介して伝達することでパワーアシストを
行うようにしている。

【０００３】具体的には、特開昭６２−２６１５７３号
公報にも開示されるように、ラック軸を摺動可能に支持
するハウジング内で且つラック軸の外側に電動機を配置
し、この電動機の回転駆動力をボールナット機構を介し
てラック軸に伝達するようにしている。

【０００４】ここで、前記ラック軸には車輪からの反力
が加わり、また製造誤差や組付誤差もあるのでラック軸
が撓んだり、軸方向や径方向に変位する。一方、ボール
ナット機構は微小な歪や変位があっても作動効率が急激
に低下する。したがってラック軸の撓みや変位をそのま
まボールナット機構で受けることはできないので、特開
昭６２−２６１５７３号公報にあってはボールナット機
構を２ヵ所においてスラストベアリングを介してハウジ
ング側に支持し、ラック軸の撓み等に応じてナットが若
干径方向に移動できる構造にしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の構造に
あっては、２ヵ所にベアリングを設けているので、構造
が複雑で、組み付けの手間も係り、他の部材の配置にも
制限が課せられる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく本
発明は、ハウジング内に摺動可能に支持された軸に、ボ
ールナット機構を介して電動機の動力を伝達して操舵す
るステアリング装置において、前記ボールナット機構を
構成するこのナット部材の一端をハウジングに対して微
小揺動可能且つ回転可能に支持し、またナット部材の他
端と前記軸に刻設したネジ溝との間でボールを保持し
た。

【０００７】ここで、前記ナット部材はナットと、一端
がハウジングに対して微小揺動可能且つ回転可能に支持
され他端で前記ナットを支持する連結管とから構成する
ことができ、また連結管の一端は４点接触ベアリング若
しくは自動調芯ベアリングを介して支持することがで
き、一方ナットを球面ブッシュ若しくは弾性体を介して
支持することができ、更に、前記ナット部材外周面とハ
ウジング内周面との最も短い間隔は、前記電動機のステ
ータとロータとが接触しない寸法とすることができる。

【０００８】

【作用】電動機の回転はナット部材に伝達され、ナット
部材の回転動はラック軸に左右動として伝達され、この
ラック軸の左右動がタイロッドを介して左右の車輪に伝
達される。

【０００９】

【実施例】以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。ここで、図１は本発明の第１実施例に係るス
テアリング装置の断面図、図２は図１に示したステアリ
ング装置の要部拡大図である。

【００１０】図中１はハウジングであり、このハウジン
グ１はロール成形によって成形した左半体１ａと、鋳造
によって得た右半体１ｂのフランジ部を突き合せてボル
ト２で一体化し、このハウジング１内には軸３が挿入さ
れ、この軸３の両端はハウジング１から突出しその端部
にタイロッドが連結され、軸３が左右に移動することで
タイロッドを介して左右の車輪が操向される。

【００１１】前記左半体１ａの端部内周に軸３を摺動可
能に保持するスライドブッシュ４が取り付けられ、また
左半体１ａの外端部及び右半体１ｂの外端部にはダスト
ブーツ５，５が取り付けられ、これにより気密な空間、
即ち左右のダストブーツ５，５とハウジング１によって
空間が形成される。ここで、軸３の移動に連れて左右の
ダストブーツ５，５が伸縮してブーツの内部空間の容積
が変るので、空気のやりとりを行う必要がある。これを
軸３に形成したブリージング孔６を介して行うようにし
ている。

【００１２】また、前記右半体１ｂ内にはステアリング
ホイール７によって回転するステアリングシャフト８が
挿入されるとともに操舵トルク検出機構９が配置され、
更に右半体１ｂ内においてステアリングシャフト８下端
に固着したピニオン１０と軸３に刻設したラック１１と
を噛合せしめ、更に、軸３のラック１１を刻設した側と
は反対側（図において左半分）にはネジ溝１２を刻設し
ている。

【００１３】一方、軸３の外側とハウジング１の内側間
には長尺筒状のナット部材１３を配設している。このナ
ット部材１３は一端が４点接触ベアリング１４を介して
ハウジング１の右半体１ｂ内側に回転自在に支持されて
いる。また、ナット部材１３の他端はボールナット機構
１５を構成する駒式ナット１６となっており、この駒式
ナット１６と前記ネジ溝１２の間にスチールボール１７
を保持している。尚、ボールナット機構１５よりも若干
右寄りの部分にはブリージング孔１３ｂを形成してい
る。

【００１４】ここで、ナット部材１３は一端のみが４点
接触ベアリング１４を介してハウジング１に回動自在に
支持されているので、一端を中心として微小揺動が可能
な構造となっている。したがって、車輪からの反力等に
よる軸３の撓みなどにボールナット機構１５は容易に追
従することができる。

【００１５】また、ナット部材１３の外側には電動機２
０を配置している。即ち、前記ハウジング１の左半体１
ａは鉄製であり、この左半体１ａに永久磁石２１（ステ
ータ）を固着し、一方ナット部材１３に鉄芯２２を取り
付けこれに巻線２３（ロータ）を施して電動機２０を構
成している。

【００１６】ところで、ナット部材１３は前記したよう
に微小揺動可能となっており、このナット部材１３に巻
線２３が取り付けられているので、巻線２３と永久磁石
２１とが接触するおそれがある。そこで本実施例にあっ
ては、ナット部材１３の一部に凸部１３ａを設け、巻線
２３と永久磁石２１とが接触する前に凸部１３ａがハウ
ジング１の内面に接触するようにしている。

【００１７】また、電動機２０への給電はカプラー３
０、ブラシ３１を介して行われる。即ち、操舵トルク検
出機構９、車速センサ、モータ電流センサ、舵角センサ
からの信号が制御装置（ＥＣＵ）に入力され、この入力
値に基づいて電動機２０への電圧が決定され、この決定
値に基づいて電動機２０が駆動される。そして、電動機
２０が駆動されると、ナット部材１３が回転し、このナ
ット部材１３の回転がボールナット機構１５を介して軸
３に左右方向動（パワーアシスト）として伝達される。

【００１８】図３は別実施例に係るステアリング装置の
断面図、図４は図３に示したステアリング装置の要部拡
大図であり、前記実施例と同一の部材については同一の
番号を付し説明を省略する。

【００１９】この実施例にあっては、ハウジング１の左
半体１ａを更に２分割して溶接するとともに、ナット部
材１３を連結管４０とナット４１にて構成し、連結管４
０とナット４１との結合部に弾性材４２を介在させてい
る。また、連結管４０の一端は自動調芯ベアリング４３
を介してハウジング１に回動自在に支持されている。而
して、ナット部材１３はＯ1を中心として微小揺動可能
で、更にナット４１は弾性材４２により連結管４０に対
し微小揺動可能となるので、軸３の撓みに対する追従性
が大巾に向上する。

【００２０】また、この実施例にあっては電動機２０の
ステータとロータの位置を逆にしブラシを廃止してい
る。即ち、連結管４０の外周にロータとしての永久磁石
２１を取り付け、ハウジング１側にステータとしての巻
線２３を設けている。このような構成とすることで、ブ
ラシを省略できるが、永久磁石２１の回転位相を検出し
て巻線２３に流す電流を制御するため、ホール素子４４
を設けている。

【００２１】図５は更なる別実施例に係るステアリング
装置の断面図、図６は図５に示したステアリング装置の
要部拡大図であり、前記実施例と同一の部材については
同一の番号を付し説明を省略する。

【００２２】この実施例にあっては、ハウジング１の左
半体１ａを２分割して螺合一体化するとともに、ナット
部材１３をＯ1を中心として微小揺動可能な連結管５０
とナット５１にて構成し、連結管５０の端部内にナット
５１がＯ2を中心として微小揺動可能に収納されてい
る。尚、この実施例で示したナット５１はリターン路５
２を備え、３回転するとスチールボールは元のネジ溝１
２に戻る。

【００２３】尚、実施例にあってはいずれも電動式パワ
ーステアリング装置を示したが、本発明に係るステアリ
ング装置は電動式パワーステアリング装置以外のもの、
例えば４輪操舵式自動車のリヤのステアリング装置等に
も適用できる。

【００２４】

【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
ハウジング内に摺動可能に支持された軸に、ボールナッ
ト機構を介して電動機の動力を伝達して操舵するステア
リング装置において、前記ボールナット機構を構成する
ナット部材の一端をハウジングに対して微小揺動可能且
つ回転可能に支持するようにしたので、従来のように２
ヵ所にベアリングを設けることなく１ヵ所に設けるだけ
でラック軸の撓み等に対処することができ、機構の簡略
化と部品点数の削減を図ることができる。

【００２５】また、ナット部材を軸に刻設したネジ溝と
の間でボールを保持するナットと、一端がハウジングに
対して微小揺動可能且つ回転可能に支持され他端で前記
ナットを支持する連結管とで構成することにより、ナッ
トを軸の撓み等に容易に追従させることができ、しかも
連結管外側のスペースを利用することができる。

【００２６】また、ナット部材の一端を４点接触ベアリ
ングを介して支持することで、微小揺動が容易に行わ
れ、また自動調芯ベアリングを介して支持することで、
揺動幅を大きくすることが可能になる。

【００２７】また、連結管を球面ブッシュを介してナッ
トを支持することで、ナットとハウジング間の角度変位
（誤差）を吸収でき、弾性体を介してナットを支持する
ことで、ナットとハウジング間の径方向変位及び角度変
位（誤差）を吸収できる。

【００２８】更に、ナット部材外周面とハウジング内周
面との最も短い間隔を、前記電動機のステータとロータ
とが接触しない寸法に設定することで、電動機の保護が
確実に行える。そして、本発明に係るステアリング装置
は電動式パワーステアリング装置に適用してその効果が
顕著である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るステアリング装置の断面図

【図２】図１に示したステアリング装置の要部拡大図

【図３】別実施例に係るステアリング装置の断面図

【図４】図３に示したステアリング装置の要部拡大図

【図５】別実施例に係るステアリング装置の断面図

【図６】図５に示したステアリング装置の要部拡大図

【符号の説明】

１…ハウジング、１ａ，１ｂ…ハウジング半体、３…
軸、４…スライドブッシュ、５…ダストブーツ、６，１
３ｂ…ブリージング孔、１０…ピニオン、１１…ラッ
ク、１２…ネジ溝、１３…ナット部材、１３ａ…突起、
１４，４３…ベアリング、１５ボールナット機構、１
６，４１，５１…ナット、１７…スチールボール、２０
…電動機。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジング内に摺動可能に支持された軸
   に、ボールナット機構を介して電動機の動力を伝達して
   操舵するステアリング装置において、前記ボールナット
   機構はナット部材を備え、このナット部材の一端はハウ
   ジングに対して微小揺動可能且つ回転可能に支持され、
   またナット部材の他端と前記軸に刻設したネジ溝との間
   でボールを保持することを特徴とするステアリング装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のステアリング装置にお
   いて、前記ナット部材は、前記軸に刻設したネジ溝との
   間でボールを保持するナットと、一端がハウジングに対
   して微小揺動可能且つ回転可能に支持され他端で前記ナ
   ットを支持する連結管とからなり、この連結管の外側に
   前記電動機を配置したことを特徴とするステアリング装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のステアリング装置にお
   いて、前記ナット部材に一端は４点接触ベアリング若し
   くは自動調芯ベアリングを介してハウジングに対して微
   小揺動可能且つ回転可能に支持されていることを特徴と
   するステアリング装置。
4. 【請求項４】 請求項２に記載のステアリング装置にお
   いて、前記連結管は球面ブッシュ若しくは弾性体を介し
   てナットを支持していることを特徴とするステアリング
   装置。
5. 【請求項５】 請求項２に記載のステアリング装置にお
   いて、前記ナット部材外周面とハウジング内周面との最
   も短い間隔は、前記電動機のステータとロータとが接触
   しない寸法としたことを特徴とするステアリング装置。
6. 【請求項６】 請求項１乃至５に記載のステアリング装
   置において、前記軸は両端にタイロッドが連結されるラ
   ック軸であり、このラック軸にボールナット機構のボー
   ルが嵌り込むネジ溝を刻設したことを特徴とするパワー
   アシスト式のステアリング装置。