JP3741541B2 - 舵取装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、操舵輪に連結される操舵軸が軸受を介してハウジングに支持されている舵取装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車用の舵取装置としては、例えば図4に示す如く一端部に操舵輪100が取付けられる第1操舵軸101の他端部に第2操舵軸102の一端部が連結され、該第2操舵軸102の他端部に第1ダウエルピン103を介して筒状の第3操舵軸104及びこれの内側に挿入されるトーションバー105の一端部が連結され、該トーションバー105の他端部に第2ダウエルピン106を介して筒状の第4操舵軸107が連結されており、第1及び第4操舵軸101,107がころがり軸受108,109を介して、また、第3操舵軸104がニードル軸受110を介してハウジング111内に夫々支持されている。
【0003】
このハウジング111内には、トーションバー105を介して連結される第3及び第4操舵軸104,107の相対変位量により操舵トルクを検出するトルクセンサ112と、該トルクセンサ112の検出結果に基づいて駆動される操舵補助用の電動モータ113の回転を減速して前記第4操舵軸107に伝達する減速機構114とを備え、操舵輪100の回転に応じた舵取機構の動作を前記電動モータ113の回転により補助し、舵取りのための運転者の労力負担を軽減するように構成されている。また、第4操舵軸107の他端部は、ユニバーサルジョイントを介してラックピニオン式の舵取機構に連結されている。
【0004】
前記トルクセンサ112は、端面に矩形状の歯部が周方向に形成されており、前記第3及び第4操舵軸104,107に夫々固定される磁性体製リング112a,112bをトルク検出コイル112cの内側に配置し、前記トーションバー105の捩じれに対応して第3操舵軸104側の磁性体製リング112aと第4操舵軸107側の磁性体製リング112bとが相対回転したときに前記歯部の対向面積が変化して、トルク検出コイル112cのインピーダンスが変化することにより前記操舵トルクを検出する非接触式センサが用いられている。
【0005】
以上の如く構成された舵取装置を組み立てる場合、前記トルクセンサ112の操舵トルク中立点が調整される。この調整は、トーションバー105及び第4操舵軸107を第2ダウエルピン106で連結する以前に行われる。詳しくは、第1操舵軸101に連結される第2操舵軸102と、第3操舵軸104及びトーションバー105の一端部とが前記第1ダウエルピン103により連結されており、第4操舵軸107の一端部が第3操舵軸104の他端部に挿嵌され、これら第1〜第4操舵軸101,102,104,107、トルクセンサ112及び減速機構114がハウジング111内に内蔵されている状態で、ハウジング111の一端から外方へ突出している第1操舵軸101の一端を把持して軸長方向及び回転方向へ移動させて、前記第3操舵軸104側の磁性体製リング112aと第4操舵軸107側の磁性体製リング112bとの歯部の対向面積及び歯部間のギャップを調整することにより、トルクセンサ112の操舵トルク中立点が調整される。
【0006】
この調整が行われたあと、前記トーションバー105及び第4操舵軸107の他端部に第2ダウエルピン106用の貫通孔が穿設され、該貫通孔に前記第2ダウエルピン106が嵌合されてトーションバー105及び第4操舵軸107を連結することにより、前記操舵トルク中立点の調整状態が保持されるようにしてある。
【0007】
第1操舵軸101をハウジング111に支持するためのころがり軸受108は、複数の転動体を介して嵌合される内輪及び外輪を備えており、その外輪がハウジング111の内面に固定され、内輪内に第1操舵軸101が挿嵌されるころがり軸受108の内輪内周面及び第1操舵軸101の外周面間には所定の隙間を設けて、前記操舵トルク中立点の調整が行われるとき、第1操舵軸101をころがり軸受108に対して軸長方向へ移動させることができるようにしてある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、以上の如く構成された従来の舵取装置にあっては、第1操舵軸101をハウジング111に支持するころがり軸受108及び第1操舵軸101間に所定の隙間が設けられているから、操舵輪100が操舵されているとき、第1操舵軸101が前記隙間の範囲内で径方向に移動してガタつくことになり、このガタつきによる異音が室内に発生することになるという問題がある。また、この問題を解消するべく前記隙間を小さく設定した場合は、前記操舵トルク中立点の調整が行われるとき、第1操舵軸101の移動性が悪くて、前記操舵トルク中立点の調整が良好に行えなくなるという別の問題がある。
【0009】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、軸長方向に対接が可能なテーパ面を有する一対の環体の一方をハウジング及び操舵軸の一方に固定し、環体の他方を前記ハウジング及び操舵軸の他方に軸長方向への移動が可能に取付けることにより、環体の他方を移動させることで操舵軸の移動性を良好にでき、しかも、この移動させた環体を復動させることでテーパ面同士を対接させることができ、操舵軸のガタつきを防止することができる舵取装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
第1発明に係る舵取装置は、操舵輪に連結される操舵軸をハウジング内に支持するための軸受が設けられている舵取装置において、前記軸受は、軸長方向に対接が可能なテーパ面を有する一対の環体を備え、該環体の一方は前記ハウジングに固定され、他方は前記操舵軸に軸長方向への移動が可能に嵌挿されており、該他方の環体の移動を制限する移動制限部材が前記操舵軸に取付けられており、前記他方の環体の内周部及び前記操舵軸の外周部に、前記他方の環体の回転を止めるべき凹凸条を有することを特徴とする。
【0011】
第1発明にあっては、一対の環体の他方を一方に対して軸長方向へ移動させることができるから操舵軸のハウジングに対する軸長方向への移動性を高くすることができる。従って、操舵軸を軸長方向へ移動させて非接触式トルクセンサの操舵トルク中立点の調整が行なわれるとき、その調整を容易に行うことができる。しかも、この移動させた環体を復動させることによりテーパ面同士を対接させることができるから、操舵軸のガタつきを良好に防止することができる。また、ハウジング及び軸受よりも小径に形成されている操舵軸に移動制限部材が設けられているから、該移動制限部材を小形に形成することができ、コストを低減できる。
【0014】
第2発明に係る舵取装置は、前記移動制限部材が、前記操舵軸に螺合されるねじ環であることを特徴とする。
【0015】
第2発明にあっては、操舵軸に螺合されているねじ環を操舵軸から取外すことなく弛緩/緊締操作することにより、操舵軸の移動性を高めることができ、また、操舵軸のガタつきを防止することができる。
【0016】
第3発明に係る舵取装置は、操舵輪に連結される操舵軸をハウジング内に支持するための軸受が設けられている舵取装置において、前記軸受は、軸長方向に対接が可能なテーパ面を有する一対の環体を備え、該環体の一方は前記ハウジング及び操舵軸の一方に固定され、前記環体の他方は前記ハウジング及び操舵軸の他方に軸長方向への移動が可能に取付けられており、前記移動制限部材は、前記操舵軸に嵌脱が可能に取付けられて前記他方の環体の移動を制限する止め輪及び該止め輪と他方の環体との間に介在された弾性環を備えることを特徴とする。
【0017】
第3発明にあっては、弾性環の弾性復元力により他方の環体を移動させて、そのテーパ面を一方の環体のテーパ面に付勢することができるから、テーパ面が摩耗した場合においてもテーパ面同士の対接状態を良好に保持することができ、一対の環体間のガタつき、ひいては操舵軸のガタつきを良好に防止することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
実施の形態1
図1は本発明に係る舵取装置の実施の形態1の要部を示す拡大断面図、図2は全体の断面図である。
【0019】
舵取装置は、図2に示すように、一端部に操舵輪1が取付けられる第1操舵軸2の他端部に第2操舵軸3の一端部が連結され、該第2操舵軸3の他端部に第1ダウエルピン4を介して筒状の第3操舵軸5及びこれの内側に挿入されるトーションバー6の一端部が連結され、該トーションバー6の他端部に第2ダウエルピン7を介して筒状の第4操舵軸8が連結されており、第1、第3及び第4操舵軸2,5,8が軸受9,10,11を介してハウジング12内に夫々回転が可能に支持されている。
【0020】
このハウジング12内には、前記トーションバー6を介して連結される第3及び第4操舵軸5,8の相対変位量により操舵トルクを検出するトルクセンサ13と、該トルクセンサ13の検出結果に基づいて駆動される操舵補助用の電動モータ14の回転を減速して前記第4操舵軸8に伝達する減速機構15とを備え、操舵輪1の回転に応じた舵取機構の動作を前記電動モータ14の回転により補助し、舵取りのための運転者の労力負担を軽減するように構成されている。また、第4操舵軸8の他端部は、ユニバーサルジョイントを介してラックピニオン式の舵取機構に連結されている。
【0021】
前記トルクセンサ13は、端面に矩形状の歯部が周方向に形成されており、前記第3及び第4操舵軸5,8に夫々固定される磁性体製リング13a,13bをトルク検出コイル13cの内側に配置し、前記トーションバー6の捩じれに対応して第3操舵軸5側の磁性体製リング13aと第4操舵軸8側の磁性体製リング13bとが相対回転したときに前記歯部の対向面積が変化して、トルク検出コイル12cのインピーダンスが変化することにより前記操舵トルクを検出する非接触式センサが用いられている。
【0022】
第1操舵軸2の前記軸受9への支持部にはねじ溝2aが設けてある。第1操舵軸2をハウジング12に支持するための軸受9は、軸長方向に対接が可能なテーパ面91a,92aを有する第1及び第2の環体91,92を備えており、これらは潤滑性及び耐摩耗性に優れた合成樹脂材料、金属材料等により形成されており、そり材料は特に制限されない。
【0023】
第1の環体91はその内周面に前記テーパ面91aが、また、第2の環体92はその外周面に前記テーパ面92aが夫々設けられている。第1の環体91は前記ハウジング12の端部内面に嵌合固定されており、また、第2の環体92は、第1操舵軸2のねじ溝2aに螺合されおり、該第2の環体92を弛緩させることにより第1操舵軸2を軸長方向へ容易に移動させることができ、また、第2の環体92を緊締することによりそのテーパ面92aを第1の環体91のテーパ面91aに対接させることができるようにしてある。
【0024】
第1操舵軸2のねじ溝2aには、ねじ環16(移動制限部材)を螺合して、第2の環体92のテーパ面92aを第1の環体91のテーパ面91aに対接させた状態でねじ環16を緊締することにより前記第2の環体92を第1操舵軸2に固定することができるようにしてある。
【0025】
以上の如く構成された舵取装置は、ねじ環16を弛緩することにより、第2の環体92の固定を解除することができるから、該第2の環体92を容易に弛緩させることができる。この第2の環体92の弛緩、即ち、軸長方向への移動により第1の環体91及び第2の環体92間に大きな隙間を発生させることができ、第1操舵軸2を軸長方向へ容易に移動させることができる。従って、前記した従来例と同様、第1〜第3操舵軸2,3,5を軸長方向へ移動させて非接触式の前記トルクセンサ13の操舵トルク中立点の調整が行なわれるとき、第1〜第3操舵軸2,3,5を軸長方向へ容易に移動させることができ、前記操舵トルク中立点の調整を容易に行うことができる。
【0026】
即ち、前記操舵トルク中立点の調整は、トーションバー6及び第4操舵軸8を第2ダウエルピン7で連結する以前に行われる。詳しくは、第1操舵軸2に連結される第2操舵軸3と、第3操舵軸5及びトーションバー6の一端部とが前記第1ダウエルピン4により連結されており、第4操舵軸8の一端部が第3操舵軸5の他端部に挿入され、これら第1〜第4操舵軸2,3,5,8、トルクセンサ13及び減速機構15がハウジング12内に内蔵されている状態で、ハウジング12の一端から外方へ突出している第1操舵軸2の一端を把持して軸長方向及び回転方向へ移動させて、前記第3操舵軸5側の磁性体製リング13aと第4操舵軸8側の磁性体製リング13bとの歯部の対向面積及び歯部間のギャップを調整することにより、トルクセンサ13の操舵トルク中立点が調整される。
【0027】
この調整が行われたあと、前記トーションバー6及び第4操舵軸8の他端部に第2ダウエルピン7用の貫通孔が穿設され、該貫通孔に前記第2ダウエルピン7が嵌合されてトーションバー6及び第4操舵軸8を連結することにより、前記操舵トルク中立点の調整状態が保持される。
【0028】
また、第2の環体92は、緊締することによりそのテーパ面92aを第1の環体91のテーパ面91aに対接させることができるから、第2の環体92の第1の環体91に対するガタつきを防止でき、また、第2の環体92は第1操舵軸2のねじ溝2aに螺合されているから、第1操舵軸2の軸受9に対するガタつきを防止することができる。
【0029】
尚、前記第1操舵軸2の軸受9への支持部には、前記ねじ溝2aに代えて、スプライン、セレーション等の軸長方向へ延びる凹凸条を設け、ねじ環16が螺合されるねじ溝のみを設けた構成としてもよいし、また、前記ねじ溝、凹凸条をなくして、ねじ環が螺合されるねじ溝のみを設けた構成としてもよい。
【0030】
実施の形態2
図3は実施の形態2の要部を示す拡大断面図である。
実施の形態2は、移動制限部材としての前記ねじ環16をなくし、このねじ環16に代えて前記第1操舵軸2に嵌脱が可能に取付けられる止め輪17及び該止め輪17と第2の環体92との間に介在される弾性環18と、該弾性環18及び前記止め輪17間に介在されるワッシャ19とを備えたものであり、その他の構成及び作用は図1、図2に示した実施の形態1と同じであるため、共通部品については同じ符号を付し、その詳細な説明及び作用を省略する。
【0031】
第1操舵軸2の前記軸受9への支持部及び第2の環体92の内周面にはスプライン、セレーション等の軸長方向へ延びる凹凸条2b,92bを設けて、第2の環体92の回転を阻止し、軸長方向へのみ移動が可能としてある。
【0032】
止め輪17は、略C字形に形成されて、第1操舵軸2に設けられている環状溝2cに嵌脱が可能に取付けられている。
【0033】
この実施の形態2においては、止め輪17を取外すことにより、弾性環18による第2の環体92の第1の環体91への付勢が解除されるから、第2の環体92を自由に軸長方向へ移動させることができ、この第2の環体92の移動により第1及び第2の環体91,92間の隙間を大きくできるから、第1操舵軸2を軸長方向へ容易に移動させることができる。また、第2の環体92を復動させ、そのテーパ面92aを第1の環体91のテーパ面91aに対接させた状態で止め輪17を環状溝2cに嵌合することにより弾性環18を弾性変形させて、その弾性復元力により第2の環体92を第1の環体91に付勢することができるから、テーパ面91a,92aが摩耗した場合においてもテーパ面91a,92a同士の対接状態を長期間にわたつて良好に保持することができ、第1操舵軸2のガタつきを防止できる。
尚、前記凹凸条2b,92bは必ずしも必要でない。
【0034】
また、以上の実施の形態1,2では、第1の環体91をハウジング12に固定し、第2の環体92を第1操舵軸2に移動が可能に取付けたが、その他、第2の環体92を第1操舵軸2に固定手段により固定し、第1の環体91をハウジング12に軸方向への移動が可能に取付けた構成としてもよい。この場合、前記ねじ環16、止め輪17及び弾性環18等の移動制限部材はハウジング12に取付けるのである。
【0035】
【発明の効果】
以上詳述した如く第1発明に係る舵取装置によれば、一対の環体の他方を一方に対して軸長方向へ移動させることができるから操舵軸のハウジングに対する軸長方向への移動性を高くすることができる。従って、操舵軸を軸長方向へ移動させて非接触式トルクセンサの操舵トルク中立点の調整が行なわれるとき、その調整を容易に行うことができる。しかも、この移動させた環体を復動させることによりテーパ面同士を対接させることができるから、操舵軸のガタつきを良好に防止することができる。
また、操舵軸を支持するための軸受は軸長方向に対接が可能なテーパ面を有する一対の環体を備えた構造であるから、従来例の如く複数の転動体を介して内輪及び外輪が嵌合されている軸受を備えたものに比べてコストを低減できる。また、ハウジング及び軸受よりも小径に形成されている操舵軸に環体の移動を制限する移動制限部材が設けられているから、該移動制限部材を小形に形成することができ、コストを低減できる。
【0037】
第2発明に係る舵取装置によれば、ねじ環を操舵軸から取外すことなく弛緩/緊締操作することにより、操舵軸の移動性を高めることができ、また、操舵軸のガタつきを防止することができる。
【0038】
第3発明に係る舵取装置によれば、弾性環の弾性復元力により他方の環体を移動させて、そのテーパ面を一方の環体のテーパ面に付勢することができるから、テーパ面が摩耗した場合においてもテーパ面同士の対接状態を良好に保持することができ、一対の環体間のガタつき、ひいては操舵軸のガタつきを良好に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る舵取装置の実施の形態1の要部を示す拡大断面図である。
【図2】本発明に係る舵取装置の全体の断面図である。
【図3】本発明に係る舵取装置の実施の形態2の要部を示す拡大断面図である。
【図4】従来例における舵取装置の全体の断面図である。
【符号の説明】
1 操舵輪
2 第1操舵軸(操舵軸)
9 軸受
91 第1の環体
91a テーパ面
92 第2の環体
92a テーパ面
12 ハウジング
16 ねじ環(移動制限部材)
17 止め輪(移動制限部材)
18 弾性環(移動制限部材)
Claims (3)
- 操舵輪に連結される操舵軸をハウジング内に支持するための軸受が設けられている舵取装置において、前記軸受は、軸長方向に対接が可能なテーパ面を有する一対の環体を備え、該環体の一方は前記ハウジングに固定され、他方は前記操舵軸に軸長方向への移動が可能に嵌挿されており、該他方の環体の移動を制限する移動制限部材が前記操舵軸に取付けられており、前記他方の環体の内周部及び前記操舵軸の外周部に、前記他方の環体の回転を止めるべき凹凸条を有することを特徴とする舵取装置。
- 前記移動制限部材は、前記操舵軸に螺合されるねじ環である請求項1記載の舵取装置。
- 操舵輪に連結される操舵軸をハウジング内に支持するための軸受が設けられている舵取装置において、前記軸受は、軸長方向に対接が可能なテーパ面を有する一対の環体を備え、該環体の一方は前記ハウジング及び操舵軸の一方に固定され、前記環体の他方は前記ハウジング及び操舵軸の他方に軸長方向への移動が可能に取付けられており、前記移動制限部材は、前記操舵軸に嵌脱が可能に取付けられて前記他方の環体の移動を制限する止め輪及び該止め輪と他方の環体との間に介在された弾性環を備えることを特徴とする舵取装置。
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