JPH10152058A

JPH10152058A - 電気式動力操舵装置

Info

Publication number: JPH10152058A
Application number: JP17959197A
Authority: JP
Inventors: Tsugio Onodera; 次男小野寺; Naoo Kodaira; 直雄小平; Yoshiaki Taniguchi; 義章谷口
Original assignee: Mitsuba Corp
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 1996-09-24
Filing date: 1997-07-04
Publication date: 1998-06-09

Abstract

(57)【要約】【課題】ラック軸における従来の３点支持を２点支持
に改め、部材加工精度等を緩和してコスト削減を図る。【解決手段】操向車輪に連結されたラック軸２と、こ
のラック軸２を摺動自在に収容すると共にラック軸に形
成されたラック歯と操向ハンドルに連結された操舵軸５
のピニオンとを噛合させた結合部６を保持するハウジン
グＡと、ラック軸２の周囲に同軸的に設けられその回転
力がボールねじ機構３を介してラック軸２に操舵補助力
として伝達される電動機１とを有する。また、ボールね
じ機構３のナット部１９は、電動機１のアーマチュアシ
ャフト１１を支持した状態でハウジングＡとは別体に形
成されたハウジングＢに回動自在に支持される。そし
て、ラック軸２を結合部６とハウジングＢに支持された
ナット部１９の２点によって軸方向に移動自在に支持す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両用の電気式動
力操舵装置に関し、特に、ラック・アンド・ピニオン式
の操舵装置に用いられる電気式動力操舵装置に適用して
有効な技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】車両の操舵力補助のため、近年多くの車
両にいわゆるパワーステアリング装置が装備されてお
り、油圧式や電気式等、様々な動力操舵装置が提案され
ている。このような動力操舵装置のうち、ラック・アン
ド・ピニオン式の操舵装置に適用される電気式の動力操
舵装置（いわゆる電動パワーステアリング）としては、
特開平８−９８４５１号公報のように、ラック軸に同軸
的に設けた電動機によって操舵補助力を得るものが知ら
れている。

【０００３】このような電気式動力操舵装置は、図４に
示すように、ラック軸５１と同軸的に電動機５２を設
け、この電動機５２が発生する操舵補助力をボールねじ
機構５３を介してラック軸５１に伝達する。そして、こ
の操舵補助力と手動操舵力とにより操向車輪を転舵し、
運転者の操舵負担を軽減するようになっている。

【０００４】この場合、ラック軸５１は、両端にタイロ
ッドやナックルアーム等を介して操向車輪が連結される
と共に、操向ハンドル等と接続された操舵軸５４とラッ
ク・アンド・ピニオン結合され、運転者の転舵操作によ
り図４において左右方向に往復運動する。また、電動機
５２は、円筒状のヨーク５５に円筒状のアーマチュアシ
ャフト５６と界磁装置５７とを同軸的に挿入させた構成
となっており、給電部５８から電力が供給される。さら
に、界磁装置５７は、ヨーク５５の内周部に取り付けら
れたマグネット５９およびアーマチュアシャフト５６の
外周部に取り付けられたアーマチュアコア６０とから構
成されている。そして、電動機５２が発生する回転力は
アーマチュアシャフト５６の図中左端に設けられたボー
ルねじ機構５３を介してラック軸５１に軸方向の往復運
動となって伝達され操舵力が補助される。

【０００５】ところで、このような構成の動力操舵装置
にあっては、ラック軸５１の支持は、操舵軸５４との結
合部とボールねじ機構５３の２点で行われる。すなわ
ち、まずラック軸５１の一端側は、ラック軸５１と操舵
軸５４とがラック・アンド・ピニオンによるギア結合と
なっているため剛性が高く、ここがラック軸５１側から
見て支持ポイントのひとつとなっている。また、この結
合部を保持するハウジング６１は車両本体に固結される
ため、この部分によってラック軸５１は車両本体に支持
されていることになる。次に、ラック軸５１の他端側
は、アーマチュアシャフト５６の端部に設けられたボー
ルねじ機構５３によって支持される。この場合、ボール
ねじ機構５３は、ナット部６２とスクリュー部６３がボ
ール６４を介してガタなく組み付けられた状態にある。
さらに、ナット部６２はアーマチュアシャフト５６に圧
入または挿入された上でカシメ固定されており、ここも
ラック軸５１の支持ポイントのひとつとなる。

【０００６】一方、アーマチュアシャフト５６は、ボー
ルねじ機構５３とアンギュラーベアリング６５の２点に
よって回動自在に支持されている。この場合、ボールね
じ機構５３は、前述同様に、アーマチュアシャフト５６
側から見ればその支持ポイントのひとつである。また、
アンギュラーベアリング６５はハウジング６１にガタな
く取り付けられており、これもまた支持ポイントのひと
つとなっている。

【０００７】ところで、当該動力操舵装置では、その特
性を次のようにして測定している。この場合、ボールね
じ機構５３のナット部６２をアーマチュアシャフト５６
に取り付けた後に電動機５２を組み付けた後にヨーク５
５を組み付けてしまうと、装置全体が覆われてしまうこ
とになって電動機５２の特性はラック軸５１の推力から
測定することになり、つまりは電動機５２単体の特性を
ダイレクトに測定できないことから、まず、ナット部６
２を取り付けずに測定を行う。すなわち、ナット部６２
なしの状態でヨーク５５を被せて電動機５２を組み立て
る。次にナット部６２が本来取り付けられるべき部分を
利用して電動機５２の回転数やトルクを取り出す。そし
て、測定後にヨーク５５を外し、ナット部６２を取り付
けた上で再びヨーク５５を被せて完成品としている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな動力操舵装置にあっては、ラック軸５１は、直接的
には前記の２点で支持されているものの、ボールねじ機
構５３を介して連結されたアーマチュアシャフト５６の
他端側が、ハウジング６１に取り付けられたアンギュラ
ーベアリング６５によって支持されていることから、事
実上３点支持の形態をとることになる。このため、ラッ
ク軸５１のガタやこじれ・芯ずれによるフリクションが
生じ易くなり、異音発生や操舵感覚の悪化、ハンドル戻
り不良等の不具合を生じる可能性があるという問題があ
った。一方、かかる不具合が生じないようにするために
は、各部材やそれらの組み付けに非常に厳しい精度が要
求され、加工精度や製品管理等の面から製造コストが高
くなるという問題があった。

【０００９】また、前記動力操舵装置にあっては、電動
機５２の特性測定のためヨーク５５を一旦取り付け、そ
れを外してから再び組み付ける。そのため、特性測定に
手間がかかる上、電動機５２の特性が測定時と完成時で
は変化してしまう可能性があった。この場合、最終状態
での動作特性は測定されておらず、再組み付け前のデー
タから電動機５２の特性を推定しているに過ぎなかっ
た。

【００１０】一方、既に着磁されたマグネットが取り付
けられたヨークはアーマチュアとの組み合わせが難しい
ことから、一般的には、未着磁ヨークを組み付けて完成
品状態とした上でヨークに着磁する方法が採られる。し
かしながら、前記電動機５２では、着磁して特性を測定
した後に一旦ヨーク５５を抜くため、結局ヨーク５５の
取り外しに伴う困難が常につきまとうという問題があっ
た。すなわち、まず第１に着磁したヨーク５５を抜き取
るのは容易ではない。また第２に、ヨーク５５を再度取
り付ける際に、磁気により相手部材を吸着して勢い良く
当たってしまい、その衝撃により各部が破損する場合も
あった。

【００１１】本発明の目的は、ラック軸における従来の
３点支持を２点支持に改め、部材加工精度等を緩和して
コスト削減を図ることができる電気式動力操舵装置を提
供することにある。

【００１２】また、本発明の他の目的は、電動機単体の
動作特性を容易に測定できる構成であり、かつ着磁した
ヨークによる前記諸問題が発生しない電気式動力操舵装
置を提供することにある。

【００１３】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００１５】すなわち、本発明の電気式動力操舵装置
は、まず、操向車輪に連結されたラック軸と、このラッ
ク軸を摺動自在に収容すると共にラック軸に形成された
ラック歯と操向ハンドルに連結された操舵軸のピニオン
とを噛合させた結合部を保持する第１ハウジングと、ラ
ック軸の周囲に同軸的に設けられラック軸に対し操舵補
助力を供給する電動機と、電動機のアーマチュアシャフ
トと連結されたナット部とラック軸に形成されたスクリ
ュー部との間をボール部材を介在させて連結して電動機
の回転力を操舵補助力としてラック軸に伝達するボール
ねじ機構を有する電気式動力操舵装置を対象としてい
る。そして、ボールねじ機構のナット部は、電動機のア
ーマチュアシャフトを支持した状態で、第１ハウジング
とは別体に形成された第２ハウジングに回動自在に支持
され、さらに、ラック軸は、結合部および第２ハウジン
グに支持されたナット部の２点によって軸方向に移動自
在に支持されることを特徴としている。

【００１６】この場合、第２ハウジングは、ラック軸の
芯ずれ矯正のため、その取り付け位置を調整可能に形成
することも可能である。

【００１７】また、電動機の給電部を、電動機の界磁装
置の前記第２ハウジング側に配設しても良く、これによ
り、給電部を剛性が高く、かつ精度の良い状態で組み込
むことが可能となり、ブラシ音の減少や進角ずれの減
少、整流の改善などを図ることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。

【００１９】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１である電気式動力操舵装置の全体構成を示す断面
図、図２は図１に示した電気式動力操舵装置の要部の拡
大断面図である。

【００２０】実施の形態１の電気式動力操舵装置（以
下、動力操舵装置と略す）は、図１、２に示すように、
図４に示した従来の動力操舵装置と同様、中空状の電動
機１をラック軸２の周囲に配した構成となっており、例
えば自動車前輪等の操向車輪の操舵装置として取り付け
られる。そして、電動機１が発生する操舵補助力をボー
ルねじ機構３を介してラック軸２に伝達することにより
運転者の操舵負担を軽減させるようになっている。本発
明による動力操舵装置は、従来事実上３点によって支持
されていたラック軸２を、ボールねじ機構３とアンギュ
ラーベアリング４を一体的に設けることにより２点支持
とし、これにより部品精度や組み付け精度の緩和を図っ
たものである。

【００２１】ここで実施の形態１の動力操舵装置は、図
１に示したように、ハウジングＡ（第１ハウジング）と
電動機１のヨーク７とハウジングＢ（第２ハウジング）
とをそれぞれ複数のねじ８ａ、８ｂにより一体に結合さ
せた構成となっており、その内部にラック軸２が左右方
向に摺動自在に取り付けられている。そして、ブラケッ
ト９およびハウジングＢの取り付け孔１０により車両本
体に取り付けられた状態で、ラック軸２の両端にタイロ
ッドやナックルアーム等を介して操向車輪が連結され
る。

【００２２】ハウジングＡは、鋳鉄またはアルミダイキ
ャスト製の中空部材であり、その図１中の右端側に操向
ハンドルと連結された操舵軸５とラック軸２との結合部
６が形成されている。この結合部６では、操舵軸５に設
けられた図示しないピニオンと、ラック軸２の側部に形
成された図示しないラック歯とが噛み合っており、操舵
軸５の回転がラック軸２の図中の左右方向の動きに変換
される。この場合、結合部６は、ギアの噛み合いにより
ラック軸２を支持する構成となっており、従来の動力操
舵装置と同様、ラック軸支持点の一つとなっている。な
お、結合部６の軸上には操舵軸５の回転トルクを検出す
る図示しないトルクセンサが設けられており、その検出
値に基づき電動機１による補助操舵力が制御される。

【００２３】次に電動機１は、円筒状のヨーク７内に円
筒状のアーマチュアシャフト１１と界磁装置１２とを同
軸的に挿入させた構成となっている。そして、このアー
マチュアシャフト１１の内部をラック軸２が貫通する形
で組み付けられる。また、界磁装置１２は、ヨーク７の
内周部に取り付けられたマグネット１４およびアーマチ
ュアシャフト１１の外周部に取り付けられたアーマチュ
アコア１５とから構成されており、アーマチュアには給
電部１３から電力が供給される。

【００２４】ヨーク７は、鉄製の円筒形部材であり、円
筒パイプにより略一定の肉厚に形成されている。そし
て、その中に界磁装置１２および給電部１３が収容され
ている。また、ヨーク７の図中において右側はハウジン
グＡと複数のねじ８ａによって連結されており、その間
はＯリング１６によって気密状態にされている。さら
に、その左側はハウジングＢと複数のねじ８ｂによって
連結されているが、その間の連結は後述するように、ラ
ック軸３の芯ずれ等を調整した形で行われる。

【００２５】界磁装置１２を構成する界磁極であるマグ
ネット１４は、ヨーク７内に、周方向に間隔をおいて複
数配置される。一方、アーマチュアシャフト１１は、そ
の一端側（図１、２において右端）はハウジングＡに取
り付けられたベアリング１７によって保持されている。
また、その他端側（図１、２において左端）はテーパ状
のスプライン１８が形成されており、ボールねじ機構３
のナット部１９の端部に同様に形成されたスプライン２
０と嵌合している。そしてこれにより、アーマチュアシ
ャフト１１の回転がナット部１９に伝達される。なお、
当該動力操舵装置で用いられるアーマチュアシャフト１
１は、図４に示したような従来のそれと比して形状が簡
単かつ小型である。このため、これに要するコストを低
減できると共に、そのイナーシャも低減でき、電動機１
の小型化や応答速度の向上を図ることも可能となる。

【００２６】一方、ベアリング１７の右側にはゴム２１
が取り付けられており、このゴム２１の弾発力によって
アーマチュアシャフト１１はナット部１９側に押し付け
られる。従って、スプライン１８はスプライン２０に押
し付けられながら噛み合うこととなり、アーマチュアシ
ャフト１１の回転が確実にナット部１９に伝達される。
このように、ベアリング１７の右側にはゴム２１が介在
されているため、アーマチュアシャフト１１は、若干の
移動の余地を持った状態で支持されていることになる。
なお、ゴム２１は軸方向に押圧力を発揮する弾性体であ
れば、その材質や形態は問われず、例えば皿ばねやウエ
ーブワッシャ、合成樹脂等を用いることも可能である。

【００２７】次に、給電部１３は、アーマチュアに電力
を供給する部分であり、アーマチュアシャフト１１に固
定されたコンミテータ２２と、コンミテータ２２の周面
に接触する電気的接点であるブラシ２３とを有する構成
となっている。この場合、ブラシ２３は、合成樹脂製の
ブラシホルダステー２４と一体に形成されたブラシホル
ダ内に保持されており、図示しない弾機によりコンミテ
ータ２２に所定押圧力で摺接するようになっている。一
方、ブラシホルダステー２４には、その一端がブラシ２
３のピグテール２５とスポット溶接された端子板２６が
突出部２４ａを貫通してインサート成形されている。そ
して、ブラシホルダステー２４は、ハウジングＡの孔２
７を介してその突出部２４ａの先端部を外部に突出させ
た状態でハウジングＡにねじ止めされる。これにより、
ハウジングＡからブラシホルダステー２４の突出部２４
ａと共に端子板２６が突出して給電用の端子を形成す
る。

【００２８】図３は、このようにして形成された給電用
の端子にカプラー２８を取り付ける様子を示した斜視図
である。図３に示すように、ハウジングＡの外側には、
突出部２４ａと共に端子板２６が突出してオス端子が形
成されており、そこにＯリング２９を介して防水構造の
メス端子たるカプラー２８がねじ止めされる。この場
合、操舵力の補助という観点から電動機１に対する電力
供給は、たとえ一瞬たりとも途絶えることは許されな
い。しかしながら、当該動力操舵装置では、カプラー２
８をハウジングＡにねじ止め固定することから、振動等
によりカプラー２８が外れて電力供給が途絶えることを
防止でき、製品の信頼性向上を図ることができる。

【００２９】ところで従来の動力操舵装置では、この端
子部分は、図４に示したように、端子６６と一体成形さ
れたカプラー６７（オス側）をハウジング６１に差し込
んで固定すると共に、端子６６の一端をブラシのピグテ
ール６８と固着させた構成となっている。しかしなが
ら、このような従来の動力操舵装置では、端子６６とピ
グテール６８とは、カプラー６７をハウジング６１に取
り付けた後にスポット溶接される。そのため、従来の動
力操舵装置では、寸法の大きいハウジング６１を固定し
て溶接作業を行う必要があり、作業性が悪いという問題
があった。また、カプラー６７の部分は非分解の構造と
なるため、ブラシを交換する際にはハウジング６１ごと
交換するか、ピグテール６８と端子６６を切断してブラ
シを交換し、改めて溶接を行う必要があった。

【００３０】そこで、当該動力操舵装置においては前記
のような端子構造を採用し、スポット溶接をブラシホル
ダステー２４とピグテール２５の間で行うようにしてこ
れをサブアッシイ化し作業性の向上を図っている。ま
た、ハウジングＡとの間も分解可能な構成となっている
ため、ブラシ２３を交換する際にもブラシホルダステー
２４を交換すれば足り、交換部分の削減と作業性の向上
が図られる。さらに、従来に比して部品点数が１点少な
いため（図４におけるカプラー６７が不要）、部品コス
ト削減にも寄与している。

【００３１】次に、ハウジングＢは、ハウジングＡと同
様、鋳鉄またはアルミダイキャスト製の中空部材であ
り、内部にボールねじ機構３が組み込まれている。この
ボールねじ機構３は、ナット部１９と、ラック軸２の外
周に形成されたスクリュー部３０と、ナット部１９とス
クリュー部３０との間に介装された多数のボール３１と
からなる一般に周知な構成のものである。そして、ラッ
ク軸２は、軸回りの回動が規制された状態でナット部１
９によって左右方向に往復動自在支持され、ナット部１
９の回転に伴って左右方向に移動する。

【００３２】ここで、ナット部１９は、ハウジングＢに
固定されたアンギュラーベアリング４を介してハウジン
グＢに対し軸回りに回動自在に保持されている。すなわ
ち、当該動力操舵装置では、図４の装置とは異なり、従
来別個に設けられていたボールねじ機構３のナット部１
９とアンギュラーベアリング４を一体にした形でハウジ
ングＡとは別体に形成されたハウジングＢに収容した構
成となっている。なお、アンギュラーベアリング４は、
ハウジングＢの開口部にねじ込まれたベアリング固定用
リング３２とハウジングＢの内部に形成された段部３３
との間で軸方向の動きが規制された状態で固定されてい
る。また、ナット部１９とアンギュラーベアリング４と
の間の軸方向の動きは、ナット部１９の左端にねじ込ま
れたベアリング固定用リング３４とナット部１９の外周
に形成された段部３５とによって規制される。

【００３３】このように当該動力操舵装置のラック軸２
は、ハウジングＢ内において、そこに固定されたアンギ
ュラーベアリング４に保持されたナット部１９によって
支持されており、このナット部１９もまたラック軸２の
支持点の一つとなっている。ところで、アーマチュアシ
ャフト１１のコンミテータ２２側の一端もベアリング１
７にて支持されるが、このベアリング１７は内部にボー
ルを有していることから内輪と外輪との間で僅かなガタ
を有している。すなわち、当該動力操舵装置にあって
は、ラック軸２は、ハウジングＡの結合部６とこのボー
ルねじ機構３のナット部１９の２点によって支持されて
いることになる。この点従来の動力操舵装置が事実上３
点支持となっているのとは異なる構成となっている。

【００３４】一方、ナット部１９の内径右端側には、前
述のようにテーパー状のスプライン２０が形成されてお
り、そこにはアーマチュアシャフト１１のスプライン１
８が嵌合している。これにより、アーマチュアシャフト
１１とナット部１９とが一体的に結合することになり、
アーマチュアシャフト１１はベアリング１７とナット部
１９によって支持されると共に、アーマチュアシャフト
１１の回転がロスなくナット部１９に伝達される。従っ
て、アーマチュアシャフト１１が回転するとこの回転に
伴ってナット部１９が回転し、ボールねじ機構３の働き
によりラック軸２が左右方向に移動することになる。

【００３５】なお、ラック軸２は操向車輪等から加えら
れる外力によって曲がりを生じるため、ラック軸２とア
ーマチュアシャフト１１との間には、その曲がり量を考
慮したクリアランスが必要となる。従来、この曲がり量
とラック軸２の支持点の位置との関係は考慮されておら
ず、支持点の位置は任意に設定されていた。そのため、
ラック軸２の曲がりに十分対応できるだけのクリアラン
スを設定せざるを得ず、装置の小型化を難しくする一因
ともなっていた。そこで、当該動力操舵装置ではラック
軸２がボールねじ機構３と結合部６の２点で支持される
ことを生かし、両支点の剛性が等しい場合には、ラック
軸２の端面から支点までの距離を両側で等しくすること
によりラック軸２の曲がりを最小に抑えるようにしてい
る。また、両者の剛性が異なる場合には、その比を考慮
して支点位置を決定すればラック軸２の曲がりを最小に
抑えることができる。そして、このようにラック軸２の
曲がりを最小に抑えることができれば、クリアランスを
最小にすることができ、装置寸法を小さくできコスト上
も有利となる。

【００３６】次に、このような構成の動力操舵装置の組
み立て方法およびその作用について説明する。

【００３７】当該動力操舵装置にあっては、先ず前述の
４つの部分をそれぞれ組み立てる。すなわち、ハウジン
グＡではゴム２１やベアリング１７、ブラシホルダステ
ー２４等の取り付けを行う。また、ヨーク７ではその内
部にマグネット１４等を組み付け、アーマチュアシャフ
ト１１ではアーマチュアコア１５、コンミテータ２２等
を組み付ける。さらに、ハウジングＢでは、アンギュラ
ーベアリング４とラック軸２の組み合わされたボールね
じ機構３を組み付ける。

【００３８】次に、ハウジングＡとアーマチュアシャフ
ト１１を組み付け、ハウジングＡにヨーク７をねじ止め
した後、ラック軸２が取り付けられたハウジングＢとヨ
ーク７とをねじ止めする。その後、ハウジングＡに挿入
されたラック軸２と操舵軸５とを接続させ、操舵軸５の
ピニオン歯とラック軸２のラック歯とを噛み合わせる。

【００３９】ここで、当該動力操舵装置では、ボールね
じ機構３の部分がアーマチュアシャフト１１と分離可能
に構成されているため、電動機１単体の特性をこの時点
で測定することができる。すなわち、アーマチュアシャ
フト１１の端部を適当な軸受によって受けてそこから電
動機１単体の回転数やトルク等を測定することが可能で
ある。

【００４０】またこの場合、ヨーク７にハウジングＢを
取り付ける際には、アーマチュアシャフト１１の端部に
形成されたスプライン１８とナット部１９に形成された
スプライン２０を噛み合わせて両者を嵌合させヨーク７
とハウジングＢとをねじ止めする。これにより、当該動
力操舵装置では、ラック軸２の倒れや振れ等をなくすよ
うにハウジングＢの取付位置を調節しつつねじ止めを行
い、偏心等によるラック軸２の芯ずれを吸収、矯正する
ことができる。なお、ヨーク７には、ねじ８ｂを取り付
けるため、ねじ８ｂの径よりも大きい孔３６が形成され
ており、そのクリアランスによってハウジングＢの取付
位置が調整される。

【００４１】ここで当該動力操舵装置では、ラック軸２
は、ハウジングＡ側の操舵軸５との結合部６とハウジン
グＢ側のナット部１９の２点で支持され、ハウジングＢ
取り付け時においては結合部６によってのみ支持されて
いる。また、アーマチュアシャフト１１もベアリング１
７に支持された状態で前述のように浮いた状態にある。
このため、ハウジングＢを取り付けるとき、アーマチュ
アシャフト１１も含め、ラック軸２の芯ずれに応じて適
宜ハウジングＢの取付位置をずらすことができる。これ
により、ラック軸２の芯ずれを吸収した形でもうひとつ
の支点であるナット部１９を取り付けることができ、ガ
タの吸収とフリクションの低減をハウジングＢの取付調
整によって達成することができる。従って、従来必要と
されていたような厳しい部品精度や組み付け精度は不要
となり、製品コストの削減を図ることが可能となる。

【００４２】さらに、電動機１単体の特性を測定した後
にハウジングＢを組み付けることができるため、ヨーク
７を再び外して電動機１を組み立てる等の煩雑な工程が
必要ない。従って、組み付け工程が簡略化されると共
に、電動機１の特性も測定後のヨーク７の脱着を伴わな
い最終製品形態で得られるため正確かつ容易に行うこと
ができる。

【００４３】また、ハウジングＡはゴム等の弾性体を介
した状態でブラケット９により車両本体に取り付けられ
る。この場合、従来の動力操舵装置では、操舵軸５側の
ハウジングを車体に剛結していたため、電動機１から発
生した音や振動がハンドルに伝わり易く操舵感覚を損ね
る原因のひとつとなっていた。しかしながら、当該動力
装置では、操舵軸５側はブラケット９による取り付けと
し、さらにブラケット９とハウジングＡとの間にゴム等
を介在させるため、音や振動がそこで減衰されて操舵軸
５に伝わりにくくなっている。

【００４４】一方、当該動力操舵装置は次のように動作
する。すなわち、まず操向ハンドルが操作されて操舵軸
５が回動し、この回動に応じた方向にラック軸２が移動
して転舵操作がなされる。この操作により、図示しない
ステアリングトルクセンサが作動すると、検出トルクに
応じてカプラー２８を介して端子板２６からブラシ２３
を経てコンミテータ２２に電力が供給される。そして、
これにより電動機１が作動してアーマチュアシャフト１
１が回転し、これと結合されたナット部１９もまた回転
する。ナット部１９が回転するとボールねじ機構３の作
用によりラック軸３に操舵補助力が伝達される。これに
よりラック軸２の移動が促進され、操舵力が補助され
る。

【００４５】なお、当該動力操舵装置にあっては、すえ
切りや車両整備時の急転舵等によりラック軸２が図示し
ないストッパに当たって停止させられた場合でも、ラッ
ク軸２に発生したアーマチュアシャフト１１の慣性によ
る軸方向の反力は伝達されない。すなわち、かかる反力
はラック軸２からボールねじ機構３、アンギュラーベア
リング４、ハウジングＢ、ヨーク７、ハウジングＡと伝
達され、アーマチュアシャフト１１にはその慣性による
回転方向の力のみが発生する。従って、アーマチュアシ
ャフト１１に課せられる強度要件が低くなり生産コスト
を低減することが可能となる。

【００４６】（実施の形態２）図５は本発明の実施の形
態２である電気式動力操舵装置の全体構成を示す断面図
である。なお、実施の形態１の動力操舵装置と共通する
部分については同一の符号を付しその詳細は省略する。

【００４７】実施の形態２の動力操舵装置は、その基本
的構成は図１の動力操舵装置とほぼ同様であるが、図５
に示すように、給電部１３を界磁装置１２の図中左側、
すなわち、ハウジングＢ側に配した構成となっている。
そして、これによりラック軸２の２点支持構造を維持し
つつ、コンミテータ２２とブラシ２３との間の精度や剛
性を向上させるようにしている。

【００４８】図５に示したように、当該動力操舵装置で
は、アーマチュアコア１５が図１のものとは逆向きに取
り付けられており、その給電部１３もアーマチュアコア
１５のハウジングＢ側に設けられている。すなわち、コ
ンミテータ２２やブラシ２３が、図１のものとは異な
り、ボールねじ機構３やアンギュラーベアリング４の近
傍に配されている。

【００４９】一方、アーマチュアシャフト１１は、図１
の場合と同様、ボールねじ機構３のナット部１９に結合
されており、ナット部１９もハウジングＢに固定された
アンギュラーベアリング４によって支持されている。す
なわち、アーマチュアシャフト１１は、ナット部１９お
よびアンギュラーベアリング４を介してハウジングＢに
よりその一端が支持されていることになる。また、コン
ミテータ２２はアーマチュアシャフト１１に固定されて
おり、これらの点では図５の装置は図１の装置と何ら変
わるところはない。

【００５０】なお、図５の装置では、ナット１９ｂはナ
ット保持筒１９ａの内部に挿入されており、ナット保持
筒１９ａの開口端内周に刻設された雌ねじ部に、外周に
雄ねじ部が刻設されたロックナット４３が螺入されるこ
とにより相対回転不能に固定されている。また、アンギ
ュラーベアリング４はナット保持筒１９ｂの段部４４に
内ねじロックナット４５ａによって固定されると共に、
ハウジングＢに対して軸方向の動きが規制されるように
外ねじロックナット４５ｂによって取り付け固定されて
いる。

【００５１】ここで、アーマチュアシャフト１１の支持
点について見ると、その図中左側はハウジングＢに支持
されたナット部１９により支持される。これに対し、図
中右側はハウジングＡに支持されたベアリング１７によ
って支持される。この場合、ハウジングＢは取り付け孔
１０を介して車体に直接取り付けられるが、ハウジング
Ｂはブラケット９によりゴム等の弾性体を介して車体に
取り付けられる。すなわち、ハウジングＢの方がハウジ
ングＡよりも取り付け剛性が高いことになる。また、ア
ンギュラーベアリング４による支持の方がベアリング１
７による支持よりも精度が高い。このため、アーマチュ
アシャフト１１の取り付け精度や剛性はハウジングＢ側
の方がハウジングＡ側よりも高いことになる。

【００５２】そこで、実施の形態１ではコンミテータ２
２を界磁装置１２のハウジングＡ側に取り付けていたの
を、実施の形態２の動力操舵装置ではハウジングＢ側に
取り付け、その取り付け精度や剛性の向上を図ってい
る。すなわち、コンミテータ２２は、図１の場合に比し
て、アーマチュアシャフト１１の取り付け精度や剛性に
勝る支持点に近い位置に配されており、これにより、コ
ンミテータ２２を剛性が高く、かつ精度の良い状態で組
み込むことが可能となる。

【００５３】また、ブラシ２３との関係においても、コ
ンミテータ２２の取り付け精度が向上することから、両
者の間の取り付け精度も向上し、これによりブラシ音の
減少や進角ずれの減少、整流の改善などを図ることが可
能となる。

【００５４】なお、図５の装置にあっても、ラック軸２
は、ハウジングＡにおける操舵軸５との結合部６とボー
ルねじ機構３のナット部１９の２点によって支持されて
おり、図１の装置と同様に実質的に２点支持構造となっ
ていることは言うまでもない。また、図５の装置では、
ブラシホルダ４１とカプラー４２とを一体化した構成が
採用されており、これにより部品点数や組み付け工数の
削減によるコストダウンが図られている。

【００５５】さらに、前記実施の形態では、ハウジング
Ｂを取り付け孔１０にて車体に直接取り付けるようにし
ているが、この実施の形態２においてはアーマチュアコ
ア１５の給電部１３をハウジングＢ側に配したことが特
徴であるので、取り付け孔１０を設定しなくともブラケ
ット９にて車体へ取り付けるようにする等、車体への取
り付け形態も前記の例には限られない。

【００５６】以上、本発明者によってなされた発明を実
施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実
施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

【００５７】たとえば、前記の実施の形態では、全体を
大きく分けてハウジングＡ、Ｂおよびヨーク７の３部分
に分割形成しているが、ラック軸２を２点で支持できれ
ば良く、例えばハウジングＡとヨーク７を一体化するな
ど、各部分の分割形態は前記の例には限られない。

【００５８】また、本発明は、給電部にブラシを用いな
いブラシレスモータを用いた電動機にも適用できる。こ
の場合、界磁装置としてはコアがヨーク側に、マグネッ
トがアーマチュアシャフト側に固装され、給電部には通
電手段およびアーマチュアシャフト回転位置の検出装置
を備えた回路基板が設けられることになる。さらに、本
発明は、前輪操舵装置のみならず、具体的な構成や取り
付け上の環境が同じである後輪操舵装置にも適用でき
る。

【００５９】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその利用分野である車両、特に自動車の
動力操舵装置に適用した場合について説明したが、これ
に限定されるものではなく、たとえば、産業機械等、操
舵機構を有する車両に広く適用できる。

【００６０】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００６１】（１）. ラック軸を結合部とボールねじ機
構の２点で支持し、従来の３点支持を２点支持としたこ
とにより、部材加工精度や組み付け精度等を緩和しコス
ト削減を図ることができるという効果がある。また、ラ
ック軸のガタやこじりによって生じる異音や操舵感覚の
悪化等を防止することができる。

【００６２】（２）. ボールねじ機構を収容、保持する
第２ハウジングの取り付け位置を調整可能としたことに
より、第２ハウジングの取り付け時にラック軸の芯ずれ
を容易に矯正できるという効果がある。

【００６３】（３）. 電動機の給電部を第２ハウジング
側に配設することにより、給電部を剛性が高く、かつ精
度の良い状態で組み込むことが可能となる。従って、ブ
ラシ音の減少や進角ずれの減少、整流の改善などを図る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１である動力操舵装置の全
体構成を示す断面図である。

【図２】図１に示した動力操舵装置の要部の拡大断面図
である。

【図３】給電用の端子にカプラーを取り付ける様子を示
した斜視図である。

【図４】従来の動力操舵装置の全体構成を示す断面図で
ある。

【図５】本発明の実施の形態２である動力操舵装置の全
体構成を示す断面図である。

【符号の説明】

１電動機２ラック軸３ボールねじ機構４アンギュラーベアリング５操舵軸６結合部７ヨーク８ａねじ８ｂねじ９ブラケット１０取り付け孔１１アーマチュアシャフト１２界磁装置１３給電部１４マグネット１５アーマチュアコア１６Ｏリング１７ベアリング１８スプライン１９ナット部２０スプライン２１ゴム２２コンミテータ２３ブラシ２４ブラシホルダステー２４ａ突出部２５ピグテール２６端子板２７孔２８カプラー２９Ｏリング３０スクリュー部３１ボール３２ベアリング固定用リング３３段部３４ベアリング固定用リング３５段部３６孔４１ブラシホルダ４２カプラー５１ラック軸５２電動機５３ボールねじ機構５４操舵軸５５ヨーク５６アーマチュアシャフト５７界磁装置５８給電部５９マグネット６０アーマチュアコア６１ハウジング６２ナット部６３スクリュー部６４ボール６５アンギュラーベアリング６６端子６７カプラー６８ピグテールＡハウジング（第１ハウジング）Ｂハウジング（第２ハウジング）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】操向車輪に連結されたラック軸と、該ラ
ック軸を摺動自在に収容すると共に前記ラック軸に形成
されたラック歯と操向ハンドルに連結された操舵軸のピ
ニオンとを噛合させた結合部を保持する第１ハウジング
と、前記ラック軸の周囲に同軸的に設けられ前記ラック
軸に対し操舵補助力を供給する電動機と、前記電動機の
アーマチュアシャフトと連結されたナット部と前記ラッ
ク軸に形成されたスクリュー部との間をボール部材を介
在させて連結し前記電動機の回転力を操舵補助力として
前記ラック軸に伝達するボールねじ機構とを有する電気
式動力操舵装置であって、前記ボールねじ機構のナット部は、前記アーマチュアシ
ャフトを支持した状態で、前記第１ハウジングとは別体
に形成された第２ハウジングに回動自在に支持され、前記ラック軸は、前記結合部および前記第２ハウジング
に支持された前記ナット部の２点によって軸方向に移動
自在に支持されることを特徴とする電気式動力操舵装
置。
【請求項２】請求項１記載の電気式動力操舵装置であ
って、前記第２ハウジングは、前記ラック軸の芯ずれ矯
正のため、その取り付け位置が調整可能に形成されてい
ることを特徴とする電気式動力操舵装置。
【請求項３】請求項１または２記載の電気式動力操舵
装置であって、前記電動機の給電部を、前記電動機の界
磁装置の前記第２ハウジング側に配設したことを特徴と
する電気式動力操舵装置。