(57)【要約】      （修正有）【課題】ラックタイプ電動式ステアリング装置の減速機構のベベルギヤが無理な噛合いにより破損されるのを未然に防止する。【解決手段】操向ハンドルに連結されたピニオン４と、一端にピニオン４と噛合うラックギヤ２０他端にボールスクリュー２２が形成されたラックバー２と、ボールスクリュー２２に複数のスチールボール８を媒介として設置されたボールナット６と、ボールナット６を回動自在に支持するベアリング７と、モーター５と、モータ５からボールナット６に動力伝達のために一対のベベルギヤ５０ａ、６０ａで構成されたギヤリング１００を含み、ベベルギヤ５０ａ、６０ａ間のバックラッシュＢがベアリング７の軸向きスキマＣより大きく形成される。ラックバー２に軸方向荷重が入力される場合に、ベアリング７がこのような荷重を大部分支持するため、ベベルギヤ５０ａ、６０ａの無理な噛合い及びモーター５の過負荷を防止することができる。【選択図】図２
2006088794.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操向ハンドルに連結されたピニオン４、
ラックハウジング１に内設されて一端には前記ピニオン４と噛合うラックギヤ２０が形成されて他端にはボールスクリュー２２が形成されたラックバー２、
前記ボールスクリュー２２に複数のスチールボール８を媒介として設置されたボールナット６、
前記ボールナットを回転可能するように支持するベアリング７、
前記ラックバー２の中心軸とななめにまたは直角に横切って設置されたモーター５、
前記モーター５からボールナット６に動力伝達のために一対のベベルギヤ５０ａ、６０ａで構成されたギヤリング１００を含んだラックタイプ電動式ステアリング装置において；
前記ギヤリングを形成するベベルギヤ５０ａ、６０ａ間のバックラッシュＢがベアリング７の軸向きスキマＣより大きく形成されて構成されることを特徴とするラックタイプ電動式パワーステアリング装置。
【請求項２】
前記ベアリング７は軸方向支持ベアリングであることを特徴とする請求項１に記載のラックタイプ電動式パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記軸方向支持ベアリングは４点ベアリングであることを特徴とする請求項２に記載のラックタイプ電動式パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記軸方向支持ベアリングは自動調心ベアリングであることを特徴とする請求項２に記載のラックタイプ電動式パワーステアリング装置。
【請求項５】
前記軸方向支持ベアリングはアンギュラコンタクトベアリングであることを特徴とする請求項２に記載のラックタイプ電動式パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電動式パワーステアリング装置に係り、これは特にラックタイプ電動式ステアリング装置においてモーターの動力を伝達受けて助力を発生するようにする一対のベベルギヤ間の軸方向バックラッシュ（ｂａｃｋ  ｌａｓｈ）をボールナットを支持しているベアリングの軸方向すき間（Ａｘｉａｌ  ｃｌｅａｒａｎｃｅ）より大きくすることによって、ラックバーに軸方向荷重が入力される場合前記ベアリングが荷重を大部分支持することができるようにしており、これによりベベルギヤの噛合いによる無理な噛合い及びモーターの過負荷を防止することができるようにしたラックタイプ電動式パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に車両には操向状態の安定性を保障するためにパワーステアリングシステムが適用されるが、このようなパワーステアリング装置は既存の油圧を利用した油圧式パワーステアリング装置（ＨＰＳ；Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ  Ｐｏｗｅｒ  Ｓｔｅｅｒｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）が車両に広く適用されたが、最近には油圧を用いた既存の方式とは違ってモーターの回転力を利用して運転手の操向力を容易にして環境親和的な電動式パワーステアリング装置（ＥＰＳ；Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  Ｐｏｗｅｒ  Ｓｔｅｅｒｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）の設置が増える趨勢である。
【０００３】
前記のような、電動式パワーステアリング装置は車速センサー及び操向トルクセンサーなどで感知した車両の運行条件によってＥＣＵでモーターを駆動させて低速運行時には軽くて気楽な操向感を与えて、高速運行時には重い操向感とともに養護な方向安定性を与えて、非常状況では急速な操向ができるようにして運転手に最適の操向条件を提供するようになる。
【０００４】
このような電動式パワーステアリング装置はその設置状態によってカラムタイプ（Ｃ−ＥＰＳ）と、ピニオンタイプ（Ｐ−ＥＰＳ）及びラックタイプ（Ｒ−ＥＰＳ）に細分される。
【０００５】
ここで、前記電動式パワーステアリング装置のうちラックタイプ（Ｒ−ＥＰＳ）は、ラックハウジング一側に鈍角または鋭角の傾斜を持って設置された電動モーターがボールナットの外周面に形成されたギヤと噛合って、前記電動モーターの駆動力によりボールナットを回転させてラックバーを左、右スライディングできるようにして、ハンドル操舵による助力を発生するようにしたことである。
【０００６】
図１は、上述した従来のラックタイプ電動式パワーステアリング装置（Ｒ−ＥＰＳ）の全体的な構成状態を図示した概略断面図であって、ここに図示したように、ラックタイプ電動式パワーステアリング装置は、その外周面一側にラックギヤ（Ｒａｃｋ  ｇｅａｒ；図示せず）を有するラックバー（Ｒａｃｋ  ｂａｒ；２）がラックハウジング１に内設されており、前記ラックバー２両端部はタイロッド（ Ｔｉｅ ｒｏｄ ；３）とボール・ジョイント（Ｂａｌｌ  ｊｏｉｎｔ）されてラックバー２の移送力を伝達するように構成されて、前記ラックハウジング１一側にはラックバー２の中心軸線と一定角傾斜を有してピニオン４が設置されてラックバー２一側に形成されたラックギアと噛合いが形成されて操向軸から伝えられた回転力を水平運動に変換するようにする構成で形成される。
【０００７】
引続き、前記ラックハウジング１他側にはモーター５がラックバーの中心軸線と鋭角または鈍角などを形成して設置されるが、前記モーター５軸端部にはベベルギヤ５０ａが軸挿されてラックハウジング１内でラックバー２他側を支持しているボールナット６のベベルギヤ６０ａと噛合ってギヤリング（Ｇｅａｒｉｎｇ）を形成する。
【０００８】
そして、前記ボールナット６はラックハウジング内でベアリング７により回転するように設置されてその内側にはボールスクリュー２２が形成されたラックバー２他側がスチールボール８によりスライディング可能するように挿入される。
【０００９】
しかし、このような従来のラックタイプ電動式パワーステアリング装置では前記ベベルギヤ５０ａ、６０ａ間の噛合いによるバックラッシュがボールナットを回転するように支持するベアリング７の内輪、外輪と電動体との間の遊隙量すなわち、軸方向内部すき間（Ａｘｉａｌ  ｃｌｅａｒａｎｃｅ）より大きいためラックバースライディングによる軸方向荷重を大部分支持するようになることによって、ラックバーにより軸方向荷重が作用する場合にベベルギヤの相互噛合い部位が左右に遊隙しながら無理な噛み合いが発生することはもちろん、これによりこれを駆動させるモーターに過負荷が発生する等の欠点があって、前記のような無理な噛み合いによりプラスチック材質で構成されたベベルギヤの破損が発生することもあって製品の信頼性を低下させる問題点が内在していた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は前記のような従来の問題点を改善させるために案出したものであって、その目的は、ラックタイプ電動式ステアリング装置においてモーターの動力を伝達受けて助力を発生するようにする一対のベベルギヤ間の軸方向バックラッシュをボールナットを支持しているベアリングの軸方向すき間より大きくすることによって、ラックバーに軸方向荷重が入力される場合前記ベアリングが荷重を大部分支持することができるようにしてベベルギヤの噛合いによる無理な噛合い及びモーターの過負荷を防止しており、無理な噛合いにより予想されるベベルギヤの破損を未然に防止して製品の信頼度を向上させることができるラックタイプ電動式パワーステアリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記した目的を達成するための技術的な手段として本発明は、操向ハンドルに連結されたピニオン、ラックハウジングに内設されて一端には前記ピニオンと噛合うラックギヤが形成されて他端にはボールスクリューが形成されたラックバー、前記ボールスクリューに複数のスチールボールを媒介として設置されたボールナット、前記ボールナットを回転可能するように支持するベアリング、前記ラックバーの中心軸とななめにまたは直角に横切って設置されたモーター、前記モーターからボールナットに動力伝達のために一対のベベルギヤで構成されたギヤリングを含んだラックタイプ電動式ステアリング装置において；
前記ギヤリングを形成するベベルギヤ間のバックラッシュがベアリングの軸向きスキマより大きく形成されて構成されることを特徴とするラックタイプ電動式パワーステアリング装置を用意することによる。
【００１２】
ここで、前記ベアリングは軸方向支持ベアリングであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
以上でよく見たように本発明であるラックタイプ電動式パワーステアリングによれば、ベベルギヤ間の軸方向バックラッシュをボールナットを支持しているベアリングの軸方向すき間より大きく形成することによって、ラックバーに軸方向荷重が入力される場合に、前記ベアリングがこのような荷重を大部分支持することができてベベルギヤの噛合いによる無理な噛合い及びモーターの過負荷を防止することができて、無理な噛合いにより予想されるベベルギヤの破損を未然に防止して製品の信頼度を向上させることができるというなどの優秀な効果がある。
【００１４】
本発明は特定の実施形態に関連して図示して説明したが、特許請求の範囲により用意される本発明の精神や分野を外れない限度内で本発明が多様に改造及び変化することができることを当業界で通常の知識を有する者は容易に分かることができることを明らかにしようとする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付図面に基づいて本発明による望ましい実施形態を詳細に説明すると次の通りである。
【００１６】
本実施例において先に図示した従来の構成と同一な部分に対しては同一な図面参照符号及び名称を用いてその詳細な説明は省略するようにする。
【００１７】
添付図面図２は、本発明によるラックタイプ電動式パワーステアリング装置のボールナット部を拡大示した図面であって、ここに図示したように、ラックバー２他側のスクリュー２２を覆いかぶせて回転するボールナット６がラックハウジング１内径に着設されたボールベアリング７により回転するように嵌められて、前記ボールナット６とラックバー２のスクリュー２２間には複数個のスチールボール８が挿入されてラックバー２の左、右スライディング運動をガイドしながらラックバー一側を支持するようになる。
【００１８】
そして、前記ボールナット外周部にはベベルギヤ６０ａが設置されており、前記ベベルギヤ６０ａと噛合うベベルギヤ５０ａを軸端部に備えたモーター５がラックバー２軸と鋭角または鈍角の傾斜を有して設置される。
【００１９】
本発明は特に、前記のように噛合うベベルギヤ５０ａ、６０ａ間のバックラッシュＢがボールナットをラックハウジング内で回転可能するように支持しているベアリングの軸方向すき間すなわち、軸向きスキマ（Ａｘｉａｌ  ｃｌｅａｒａｎｃｅ；Ｃ）より大きく形成される構成で形成される。
【００２０】
したがって、前記のような構成で形成された本発明の作用及び効果に対して説明すると次の通りである。
【００２１】
まず、運転手がハンドル（図示せず）を回転させた時ピニオン４に伝えられる回転力と、車両の速度及びステアリングホイールの操向角度、回転トルク等の感知された数学的な数値を介して回転速度が制御されるモーター５駆動力により回転するボールナット６の回転力が組合されて車輪を回転しようとする方向にラックバー２の移送力を倍加させて運転手に最適の操向条件を提供するようになる。
【００２２】
特に、本発明に適用されたラックタイプ電動式パワーステアリング装置は、図２で見せるように、ラックハウジング１内に設置したラックバー２が左、右スライディングする場合に、モーター５の動力を伝達受けて助力を発生するようにする一対のベベルギヤ５０ａ、６０ａ間の軸方向バックラッシュＢをボールナットを支持しているベアリング７の軸向きスキマＣより大きく形成することによって、ラックバー２に軸方向荷重すなわち、ラックバー２スライディングによる左、右移送による荷重が入力される場合に前記ベアリング７が荷重を大部分支持することができるようになることである。
【００２３】
これを従来技術と対比して敷衍説明すると、ラックバー２左、右スライディングによってその外側でこれを回転するように支持するボールナット７が同一方向に軸荷重を受けるようになれば、前記ボールナット７外周部一側と他側にはそれぞれベアリング７とベベルギヤ６０ａが設置されてこれを支持しているため入力された軸方向荷重はこれらのうちいずれか一つの支持力により軸方向荷重を支持するようになることであるが、もしも、従来のようにギヤリング１００を形成する一対のベベルギヤ５０ａ、６０ａの噛合いによるバックラッシュがベアリング７の自体軸方向内部すき間すなわち、軸向きスキマより小さい場合には、ベアリングの軸方向移動間隔より噛合ったベベルギヤ間の軸方向移動距離が短いため入力された軸方向荷重を大部分ベベルギヤのギヤ歯間の面接触により支持するようになることであり、これによりギヤ歯間に無理な噛合いが発生してこれを駆動させるモーターの過負荷を促進させるようになることである。
【００２４】
これとは反対に本発明は、前記のようなベベルギヤ５０ａ、６０ａ間のバックラッシュＢがベアリング７の軸向きスキマＣより大きく形成されているため、ラック軸方向荷重によりボールナット７が左、右小幅ずつ遊隙するにしても、このような移動荷重をベアリング７で大部分支持することができるようになって、ベベルギヤの噛合いによる無理な噛合い及びモーターの過負荷を防止しており、このような無理な噛合いにより予想されるベベルギヤの破損を未然に防止して製品の信頼度を向上させることができるようになることである。
【００２５】
一方、前述したようにボールナットを回転するように支持する軸方向支持ベアリングは、４点ベアリングまたは自動調心ベアリング、アンギュラコンタクトベアリングなどを採用することによって、ベアリングの軸方向及びラジアル方向の荷重によるベベルギヤのラナウト（Ｒｕｎ−ｏｕｔ）を補償して装置の円滑な作動がなされることができるようにしたのである。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明はラックタイプ電動式パワーステアリング装置に係り、ベベルギヤ間の軸方向バックラッシュをボールナットを支持しているベアリングの軸方向すき間より大きく形成することによって、ベベルギヤの破損とモーターの過負荷を防止することができる。したがって、本発明は車両用ラックタイプ電動式パワーステアリング装置に利用されることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】従来の電動式パワーステアリング装置を図示した概略構成図。
【図２】本発明によるラックタイプ電動式パワーステアリング装置のボールナット部を図示した要部拡大断面図。
【符号の説明】
【００２８】
１：ラックハウジング
２：ラックバー
３：タイロッド
４：ピニオン軸
５：モーター
６：ボールナット
７：ベアリング
８：スチールボール
５０ａ、６０ａ：ベベルギヤ
Ｂ：バックラッシュ
Ｃ：軸向きスキマ
【図１】
2006088794.tif 000003
【図２】
2006088794.tif 000004