JPH05472Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案はラツクアンドピニオン式の電動パワ
ーステアリング装置に係り、詳しくは、ギアケー
ス内のラツクアンドピニオン式のギア機構が配置
された空間と電動機の出力をラツク軸へ伝達する
伝達機構が配置された空間とを隔絶し、各機構に
塵等が付着することを防止した電動パワーステア
リング装置に関する。

（従来の技術） 電動機が操舵補助力を発生するラツクアンドピ
ニオン式の電動パワーステアリング装置は、特開
昭59−50864号公報で提案されているように、ラ
ツク軸と同軸的に設けられた電動機をボールねじ
機構等の伝達機構を介しラツク軸に連結し、電動
機が発生する操舵補助力を操向ハンドルに加えら
れる手動操舵力とともにラツク軸から操向車輪へ
伝達して操舵負担を軽減する。

本出願人にあつても、この種の電動パワーステ
アリング装置を実開昭63−43875号公報において
提案している。この本出願人が提案する電動パワ
ーステアリング装置は、ラツクアンドピニオン式
のギア機構、ラツク軸と同軸的に構成された電動
機およびボールねじ機構をそれぞれラツク軸の軸
方向に配置し、ラツク軸の径方向の小型化を図る
ものである。

このような電動パワーステアリング装置にあつ
ては、第３図に示すように、ギアケース１１の端
部にラツク軸１２と摺接するシール部材１３を設
けて上記ギヤ機構１４およびボールねじ機構１５
が配置された空間を封止し、ギア機構１４および
ボールねじ機構１５等の防塵を行う。なお、上記
第３図において、ギア機構１４はラツク歯１４ａ
とピニオンギア１４ｂとを示すが、ボールねじ機
構１５はラツク軸１２に形成された螺旋溝１５ａ
のみを示して他を省略している。

（この考案が解決しようとする問題点） しかしながら、上述のような電動パワーステア
リング装置にあつては、ギアケース１１の端部に
ラツク軸１２と摺接するシール部材１３を設けて
ギアケース１１内部を封止するため、ラツク軸１
２にその移動可能距離ｌにわたつてシール部材１
３との摺接部を設定しなければならず、ラツク軸
１２が長大化し、また、ギアケース１１も大型化
するという問題点があつた。すなわち、同図から
も明らかなように、シール部材１３がラツク歯１
４ａと係合することを防止するためには、ラツク
軸１２が図示の中立位置（車両の直進位置）にあ
る場合においてラツク軸１２にはシール部材１３
の両側にそれぞれ長さ（ｌ／２）の摺動部が確保
されなければならず、ラツク軸１２が長大化する
のみならずギアケース１１もラツク軸１２の軸方
向に大型化する。なお、上述のラツク軸１２の移
動可能距離ｌとは、操向車輪を左右一方の最大転
舵角から他方の最大転舵角まで転舵するのに要す
るラツク軸１２の移動距離を表す。

この考案は、上述した問題点を鑑みてなされた
もので、ラツク軸の短縮化とともにギアケースの
小型化が可能なラツクアンドピニオン式の電動パ
ワーステアリング装置を提供し、ラツク軸等の廻
りに相当の余裕空間を設け、ステアリングリンケ
ージの設計の自由度の増大等を図ることを目的と
している。

（問題点を解決するための手段） この考案は、操向車輪に連結されたラツク軸を
ギアケースに摺動自在に支持し、ギアケース内で
ラツク軸に形成されたラツク歯を操向ハンドルに
連結したピニオンと噛合させるとともに、ラツク
軸の周囲に操舵力を発生する電動機およびこの電
動機とラツク軸とを動力伝達可能に連結するボー
ルねじ機構をラツク軸の軸方向に配設し、電動機
が発生する操舵補助力を操向ハンドルへ加えられ
る手動操舵力とともにラツク軸から操向車輪へ伝
達するラツクアンドピニオン式の電動パワーステ
アリング装置において、 ラツク軸にシール部材をこのラツク軸に形成さ
れたラツク歯のボールねじ機構側の端部とラツク
軸に形成されたボールねじ機構用の螺旋溝のラツ
ク歯側の端部との間の位置であつて、かつ、ギア
ケース側の部材と摺接させて設け、シール部材に
よつてギアケース内のボールねじ機構が配置され
た空間とラツク歯が位置した空間とを隔絶したこ
とを要旨とする。

（作用） この考案に係るラツクアンドピニオン式の電動
パワーステアリング装置によれば、より高度の防
塵・防水性が要求されるボールねじ機構の配設空
間を、ラツク軸に設けられてギアケース側の部材
と摺接するシール部材によつて封止できる。した
がつて、ラツク軸にシール部材との摺接部を設け
る必要がなく、ボールねじ機構の防塵・防水性を
損うことなくラツク軸の短縮化が図れ、また、こ
の結果としてギアケースの小型化も図れる。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図および第２図はこの考案の一実施例にか
かるラツクアンドピニオン式の電動パワーステア
リング装置を表し、第１図が縦断面図、第２図が
作用を説明するための要部模式図である。

同図において、２１は図示しない車体に取り付
けられたギアケースであり、ギアケース２１は、
円筒状のセンタケース２１ａ、該センタケース２
１ａの両端開口にそれぞれ嵌着されたサイドケー
ス２１Ｌ，２１Ｒおよび図中右方のサイドケース
２１Ｒに付着されたピニオンケース２１ｂから成
り、これらセンタケース２１ａ、サイドケース２
１Ｌ，２１Ｒおよびピニオンケース２１ｂの嵌合
部にそれぞれシール部材２２，２３、２４が介装
されて内部が密閉される。このギアケース２１に
は、図示しない操向ハンドルに連結されたピニオ
ン軸２５が回転自在に支持され、また、タイロツ
ド等のステアリングリンケージを介して操向車輪
に連結されたラツク軸２６が軸方向摺動自在に支
持され、後述するようにギアケース２１内部でピ
ニオン軸２５に固設されたピニオンギア２７とラ
ツク軸２６に形成されたラツク歯２６ａとが噛合
している。

ピニオン軸２５は、第１軸２５ａと第２軸２５
ｂとをトーシヨンバー２５ｃにより所定の相対回
動変位可能に結合して成り、ピニオンケース２１
ｂ内を挿通し該ピニオンケース２１ｂおよびサイ
ドケース２１Ｒにベアリング２８，２８ａ，２
９，３０を介して回転自在に支持されている。こ
のピニオン軸２５はその下端にピニオンギア２７
が形成され、このピニオンギア２７がラツク軸２
６の図中背面側に形成されたラツク歯２６ａと噛
合している。

ピニオン軸２５の周囲には、ピニオンケース２
１ｂ内部に操舵トルクセンサ３１が、また、ピニ
オンケース２１ｂ外壁に操舵回転センサ３２とし
て機能する発電機３２（操舵回転センサと同一符
号を付す）が設けられ、これら発電機３２および
操舵トルクセンサ３１が制御装置３４に接続され
ている。発電機３２は、回転軸に固設された傘歯
車３３ａがピニオン軸２５に固設された傘歯車３
３ａと噛合してピニオン軸２５と一体的に回転
し、ピニオン軸２５の回転方向に応じた極性で回
転速度に応じた電位の操舵回転信号を制御装置３
４へ出力する。操舵トルクセンサ３１は、ピニオ
ン軸２５を軸２５ａ，２５ｂ間の接合部の近傍で
軸方向摺動可能に外挿した可動鉄芯３５と、ピニ
オンケース２１ｂの内壁に固着され可動鉄芯３５
の軸方向変位を検知する差動変圧器３６と、を備
えている。可動鉄芯３５は、軸２５ａ，２５ｂの
相対回動運動を軸方向運動に変換するカム溝を有
し、ピニオン軸２５の軸２５ａ，２５ｂ間の相対
回動変位すなわち操舵トルクに応じて軸方向に変
位する。差動変圧器３６は、制御装置３４に接続
され、可動鉄芯３５の変位すなわち操舵トルクの
作用方向と大きさを表す操舵トルク信号を出力す
る。なお、この操舵トルクセンサ３１等の詳細
は、本出願人が昭和61年４月23日付で提出した特
願昭61−93950号明細書等に詳細に記載されてい
るため、以下の説明は省略する。

ラツク軸２６は、前述したラツク軸２６ととも
に螺旋溝２６ｂはそれぞれ軸方向に前述した移動
可能距離ｌにわたつて形成され、センタケース２
１ａおよびサイドケース２１Ｌ，２１Ｒ内に軸方
向摺動可能に支持されている。このラツク軸２６
は、図中右方のサイドケース２１Ｒに片持支持さ
れシール部材３７ａが配設された中空の補強管
（ギアケース側部材）３７を挿通し、また、図中
左方のサイドケース２１Ｌに摺動自在に支持され
た中空の保護管３８を挿通している。補強管３７
は、図示しないが、ピニオンギア２７とラツク歯
２６ａとの噛合部およびラツクガイドとの係合部
に窓が切り欠き形成されている。この補強管３７
には、その内周面にラツク軸２６に設けられたシ
ール部材５９が摺接可能に係合している。このシ
ール部材５９は、補強管３７とラツク軸２６との
間の隙間を封止し、ギアケース２１内の後述する
ボールねじ機構４３が配置された図中左方の空間
Ａとラツク軸２６のラツク歯２６ａが位置する図
中右方の空間Ｂとを隔絶する。

保護管３８は、ラツク軸２６の移動可能距離ｌ
の半分に略等しい長さを有し、サイドケース２１
Ｌからの出没可能に配置され、その両側にそれぞ
れストツパ部３８ａおよびストツパ部３８ｂが形
成されている。この保護管３８は、ストツパ部３
８ａがサイドケース２１Ｌの端部と当接して没入
位置が決定され、また、ストツパ部３８ｂがサイ
ドケース２１Ｌの内周縮径部と当接して突出位置
が決定され、ラツク軸２６の図中左動時にラツク
軸２６と一体に運動してギアケース２１から突出
する。これらラツク軸２６と保護管３８との間に
は保護管３８に設けられてラツク軸２６と摺接す
るシール部材３９が介装され、また、保護管３８
とサイドケース２１Ｌとの間にはサイドケース２
１Ｌに設けられて保護管３８の外周面を摺接する
シール部材４０が介装され、これらシール部材３
９，４０がギアケース２１内のボールねじ機構４
３が配置された空間Ａの左方を封止している。な
お、４１Ｌ，４１Ｒはラツク軸２６の左右の端部
のダストブーツであり、左方のダストブーツ４１
Ｌは上記空間Ａの二重防塵とともにラツク軸２６
の突出部を保護し、また、右方のダストブーツ４
１Ｒは上記空間Ｂの図中右方を画成する。

上記ラツク軸２６の周囲には、センタケース２
１ａ内に補強管３７の外周上に電動機４２が、ま
た、図中左方のサイドケース２１Ｌ内にボールね
じ機構（伝達機構）４３が配設され、ラツク軸２
６はボールねじ機構４３を介して電動機４２に動
力伝達可能に連結されている。電動機４２はセン
タケース２１ａ内にラツク軸２６と補強管３７に
より隔てられて同軸状に配置され、センタケース
２１ａ内壁に固定された界磁石４４および界磁石
４４と補強管３７との間に回転自在に配置された
ロータ４５を備えている。ロータ４５は、出力軸
として機能する筒軸４８を有し、この筒軸４８が
補強管３７によりラツク軸２６から隔てられて補
強管３７の径方向外方に軸受４６，４７により回
転自在に支承されている。この筒軸４８の外周部
には、スキユー溝を有する積層鉄芯４９および多
重巻きされた電機子巻線５０が同軸かつ一体的に
固定されている。電機子巻線５０は、筒軸４０に
固設された整流子５１およびホルダ５２内に収納
されて整流子５１に弾接するブラシ５３を介して
制御装置３４に結線され、該制御装置３４から通
電されて回転する。

ボールねじ機構４３は、サイドケース２１Ｌに
１対のベアリング５４，５５を介し回転自在に支
持されたナツト部材５６が電動機４２の筒軸４８
と一体回転可能に連結されている。ナツト部材５
６は、内周面に螺旋溝５６ａが形成され、ラツク
軸２６に形成された螺旋溝２６ｂと多数のボール
５７を介して螺合している。このボールねじ機構
４３は、ナツト部材５６が電動機４２により駆動
されて回転し、電動機４２が発生する動力をラツ
ク軸２６に伝達する。

次に、本実施例の作用を説明する。

このラツクアンドピニオン式パワーステアリン
グ装置は、電動機４２が操舵トルクセンサ３１お
よび操舵回転センサ３２の出力信号に基づき制御
装置３４から通電され、この電動機４２の発生す
る操舵補助力がボールねじ機構４３を経てラツク
軸２６へ伝達される。そして、ラツク軸２６は、
電動機４２が発生する操舵補助力とともにラツク
歯２６ａを経て操向ハンドルに加えられた手動操
舵力が作用し、図示する中立位置から左右の軸方
向に移動して操向車輪を転舵する。

一方、この電動パワーステアリング装置は、ラ
ツク軸２６の軸方向移動にともない補強管３７の
内周面を摺接するシール部材５９が設けられ、こ
のシール部材５９によつて前記空間Ａ，Ｂが隔絶
されている。したがつて、ラツク軸２６にシール
部材との摺動部を設ける必要が無く、第２図と第
３図の比較からも明らかなように、この実施例は
ラツク軸２６の短縮化が可能でラツク軸２６の廻
りに相当の余裕空間が確保できる。

また、シール部材５９によつて空間Ａ内のボー
ルねじ機構４３の潤滑油および空間Ｂ内のラツク
歯２６ａとピニオンギア２７との噛合部の潤滑油
の流出が防止でき、その作動を長期にわたつて円
滑に維持することができ、耐久性が向上する。そ
して、ダストブーツ４１Ｒが破損した場合でも、
高度の防塵性が求められるボールねじ機構４３が
配置された空間Ａはシール部材５９によつて防
塵・防水性が保持されるため、ボールねじ機構４
３が塵の付着等によつて動作不良を生じることも
無く、高い信頼性が得られる。

さらに、上記シール部材５９はギアケース２１
に支持された補強管３７と摺接するため、シール
部材５９に加わる力はラツク軸２６の移動時の軸
方向の力のみであり、シール部材５９に回転力等
の複数の作用方向の力が加わることは無く、シー
ル部材５９の耐久性の向上が図れる。

なお、上述した実施例では、シール部材５９が
補強管３７と摺接するが、補強管３７を設けるこ
と無くシール部材５９を電動機４２のロータ４５
の筒軸４８と直接に摺接させることも可能であ
る。

（考案の効果） 以上説明してきたように、この考案にかかるラ
ツクアンドピニオン式の電動パワーステアリング
装置によれば、ラツク軸の短縮化およびギアケー
スの小型化が可能となるため、ラツク軸の周囲に
余裕空間が確保できてステアリングケージの設計
等の自由度が大きくなり、また、ギア機構あるい
は伝達機構の潤滑油等の流出が防止されてこれら
の円滑な作動を長期にわたつて維持することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本考案の一実施例にかか
るラツクアンドピニオン式ステアリング装置を示
し、第１図が全体縦断面図、第２図が要部の模式
図である。第３図は従来のラツクアンドピニオン
式ステアリング装置の一部の模式図である。 ２１……ギアケース、２５……ピニオン軸、２
６……ラツク軸、２６ａ……ラツク歯、２６ｂ…
…螺旋溝、２７……ピニオンギア、３７……補強
管、４２……電動機、４３……ボールねじ機構、
５９……シール部材、Ａ，Ｂ……空間。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 操向車輪に連結されたラツク軸をギアケースに
   摺動自在に支持し、該ギアケース内で前記ラツク
   軸に形成されたラツク歯を操向ハンドルに連結し
   たピニオンと噛合させるとともに、前記ラツク軸
   の周囲に操舵補助力を発生する電動機および該電
   動機と前記ラツク軸とを動力伝達可能に連結する
   ボールねじ機構を前記ラツク軸の軸方向に配設
   し、前記電動機が発生する操舵補助力を操向ハン
   ドルへ加えられる手動操舵力とともに前記ラツク
   軸から前記操向車輪へ伝達するラツクアンドピニ
   オン式の電動パワーステアリング装置において、 前記ラツク軸にシール部材を前記ラツク軸に形
   成されたラツク歯の前記ボールねじ機構側の端部
   と前記ラツク軸に形成された前記ボールねじ機構
   用の螺旋溝の前記ラツク歯側の端部との間の位置
   であつて、かつ、前記ギアケース側の部材と摺接
   させて設け、前記シール部材によつて前記ギアケ
   ース内の前記ボールねじ機構が配置された空間と
   前記ラツク歯が位置した空間とを隔絶したことを
   特徴とするラツクアンドピニオン式の電動パワー
   ステアリング装置。