JP2000289630A - 電動式パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】低コストでありながら、より効果的に振動や騒
音を抑制できる電動式パワーステアリング装置を提供す
る。 【解決手段】ゴム部材２０が、ハウジング１と軸受１４
との相対移動を抑制することによって、出力軸３の振動
を抑え、例えば電動モータと出力軸３とを動力伝達的に
連結する歯車減速機構（１３，３０ａ）の歯叩き音等を
低減させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はパワーステアリング
装置に関し、例えばウォーム減速機構を備えた電動式パ
ワーステアリング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両の電動式パワーステアリング装置と
して、補助操舵トルクとなる電動モータの回転出力をウ
ォーム歯車機構により減速して操舵機構の出力軸に伝達
し、ステアリングホイールに付与された操舵力を補助し
て、車輪の操舵を行なうように構成したものが、例えば
特開平９−３０９４４７号に開示されている。

【０００３】ところで、このような電動式パワーステア
リング装置に備えられたウォーム歯車機構を例に取る
と、回転出力の円滑な伝達を確保するためには、ウォー
ムとウォームホイール間のバックラッシュを適切に設定
する必要がある。一般的には、電動モータにウォームが
取り付けられ、出力軸にウォームホイールが取り付けら
れるので、かかるバックラッシュを適切に設定するため
には、ハウジングに対して電動モータと出力軸とを適切
な相対位置に配置することが必要となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、電動式パワ
ーステアリング装置において、路面から車輪が受ける力
により、ラック軸がその長手方向に微小に振動すること
がある。ラック軸の微振動は出力軸に伝達されるが、出
力軸を回転自在に支持する軸受と出力軸との間、あるい
は軸受と軸受を取り付けるハウジングとの間に比較的大
きなスキマがあると、出力軸の振動も大きくなることと
なる。

【０００５】ここで、出力軸が回転方向に往復微小回転
を繰り返すように振動した場合、ウォームとウォームホ
イールの歯同士の間で繰り返し衝接が生じ、それにより
連続的な微振動音（歯叩き音）が発生する恐れがある。
かかる歯叩き音は、ウォームとウォームホイール間のバ
ックラッシュが過大であればあるほど、又ギヤ軸の振動
が大きければ大きいほど顕著となる。このような歯叩き
音は、電動式パワーステアリング装置が設けられた車両
の車室内に侵入し、乗員に不快感を与える恐れがある。

【０００６】例えば、例えば特開平９−３０９４４７号
に開示されている電動式パワーステアリング装置では、
ナット（７８）を設け、かかるナット（７８）を締め込
むことにより、出力軸を支持する軸受を固定できるよう
になっている。このような従来技術による構成では、出
力軸の周辺に生じるガタを排除できず、かかるガタの存
在により、ウォームとウォームホイール間のバックラッ
シュが増大し、それにより歯叩き音が顕著に発生する恐
れがある。

【０００７】更に、特開平９−３０９４４７号に示す電
動式パワーステアリング装置においては、ウォームとウ
ォームホイール間のバックラッシュを積極的に調整する
ことができず、部品の工作精度及び組立精度を管理する
ことによって、所定範囲内に収めるようにしているとい
う実情がある。

【０００８】これに対し、特開平８−３４３５５号に
は、電動式パワーステアリング装置における出力軸周辺
のガタ調整を行うことができる構成が開示されている。
しかしながら、かかる構成を設けることにより、電動式
パワーステアリング装置のコストが増大してしまうた
め、より低廉なガタ取り手段が望まれている。

【０００９】一方、ウォーム歯車機構に限らず、通常の
歯車機構を用いた電動式パワーステアリング装置でも、
車輪よりラック軸を介して出力軸に伝達される振動を抑
制できれば、より静音な構成を供することができる。

【００１０】そこで本発明は、低コストでありながら、
より効果的に振動や騒音を抑制できる電動式パワーステ
アリング装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく、
本発明の電動式パワーステアリング装置は、ハウジング
と、電動モータより回転出力を伝達される出力軸と、前
記ハウジングに対して、前記出力軸を回転自在に支承す
る少なくとも外輪及び内輪からなる軸受と、前記出力軸
から前記軸受に対して弾性力を付与することによって、
前記出力軸と前記軸受との相対移動、前記外輪と前記内
輪との相対移動、及び前記ハウジングと前記軸受との相
対移動の少なくとも一つを抑制する弾性体とからなるも
のである。

【００１２】更に、本発明の電動式パワーステアリング
装置は、ハウジングと、電動モータより回転出力を伝達
される出力軸と、前記ハウジングと前記出力軸との間に
設けられ、前記出力軸の振動を弾性体により吸振する吸
振手段とからなるものである。

【００１３】

【作用】本発明の電動式パワーステアリング装置によれ
ば、ハウジングと、電動モータより回転出力を伝達され
る出力軸と、前記ハウジングに対して、前記出力軸を回
転自在に支承する少なくとも外輪及び内輪からなる軸受
と、前記出力軸から前記軸受に対して弾性力を付与する
ことによって、前記出力軸と前記軸受との相対移動、前
記外輪と前記内輪との相対移動、及び前記ハウジングと
前記軸受との相対移動の少なくとも一つを抑制する弾性
体とからなるので、かかる前記弾性体による抑制機能に
よって、出力軸の振動を抑え、例えば電動モータと出力
軸とを動力伝達的に連結する歯車減速機構の歯叩き音等
を低減させることができる。

【００１４】本発明の電動式パワーステアリング装置に
よれば、ハウジングと、電動モータより回転出力を伝達
される出力軸と、前記ハウジングと前記出力軸との間に
設けられ、前記出力軸の振動を弾性体により吸振する吸
振手段とからなるので、前記出力軸の振動を効果的に抑
制でき、それにより出力軸の振動に基づく騒音などを低
減させることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本願発明の実施の形態を、
図面を参照して以下に詳細に説明する。図１は、本発明
の実施の形態である電動式のパワーステアリング装置
を、入力軸の軸線に沿って切断して示す断面図である。
図２は、図１の電動式のパワーステアリング装置におけ
る矢印ＩＩで示す部分を拡大して示す図である。

【００１６】図１において、本体１ａと蓋部材１ｂとか
らなるハウジング１内を、入力軸２および出力軸３が延
在している。中空の入力軸２は、上端を図示しないステ
アリングシャフトに連結されており、更にステアリング
シャフトは図示しないステアリングホイールに連結され
ている。入力軸２は、軸受４によりハウジング１に対し
て回転自在に支持されている。上端を入力軸２に、下端
を出力軸３に圧入により連結したトーションバー５が、
入力軸２内を延在している。

【００１７】入力軸２の下端周囲において、受けたトル
クに比例して弾性変形部材であるトーションバー５がね
じれることに基づき、操舵トルクを検出する検出装置す
なわちトルクセンサ６が設けられている。このトルクセ
ンサ６は、ロータリー式非接触トルクセンサであって、
トーションバー５のねじれに基づく入力軸２と出力軸３
との相対角度変位を、所定の磁気回路におけるインピー
ダンスの変化としてコイルにより検出し、電気信号とし
て不図示の制御回路へ出力するものである。

【００１８】出力軸３の中央部にはウォームホイール３
ａが形成されており、出力軸３に公差する方向に延在す
るラック軸１１のラック歯１１ａと噛合している。ラッ
ク軸１１は、ラックガイド１２ａ、スプリング１２ｂ、
ロック部材１２ｃからなる公知のラックサポート装置１
２により背面から支持され、ピニオン歯車３ａに向かっ
て押圧されている。

【００１９】出力軸３の上方端近傍の外周には、ウォー
ムホイール１３が圧入等により固定的に取り付けられて
いる。ウォームホイール１３は、不図示の電動モータの
回転軸３０に連結されたウォーム３０ａと噛合してい
る。この電動モータは、不図示の制御回路に連結されて
いるが、かかる制御回路は、トルクセンサ６の出力や車
速等の情報を入力し、所定の電力を電動モータに供給し
て適切な補助トルクを発生させるものである。

【００２０】出力軸３は、内輪１４ａと外輪１４ｂとか
らなる軸受１４と、内輪１５ａと外輪１５ｂとからなる
軸受１５により回転自在に支持されている。より具体的
には、ウォームホイール１３の下方における出力軸３に
は、ハウジング１に対して圧入された上方軸受１４が、
ゆるみ嵌めの状態で嵌合している。更に、出力軸３の下
方端には下方軸受１５が嵌合している。下方軸受１５の
外輪１５ｂは、ねじカバー９をハウジング１に対してね
じ込むことにより、ハウジング１の段部１ｄに対して固
定されるようになっている。

【００２１】更に、ウォームホイール１３の下方におけ
る出力軸３の外周面には、段部３ｃが形成されている。
段部３ｃと軸受１４との間には、図２に示すように、上
下に間座２１を介在させるようにして、吸振特性を有す
るリング状のゴム部材２０が設置されている。尚、弾性
体及び吸振手段としてのゴム部材２０の下方側に配置さ
れた間座２１は、軸受１４の内輪１４ａにのみ当接する
ようにしている。更に、軸受１４の外輪１４ｂは、ハウ
ジング１に形成された段部１ｄに当接している。

【００２２】尚、ねじカバー９を外した状態で、下方軸
受１５の内輪１５ａは、ナット１７を出力軸３の下方端
に形成された雄ねじ３ｂにねじ込むことにより、下方軸
受１５の内輪１５ａが出力軸３に対して取り付けられる
ようになっている。

【００２３】更に、ナット１７を締め込むことにより、
出力軸３が下方に移動して、ウォームホイール１３とウ
ォーム３０ａとの間における上下方向の相対位置を調節
することができる。ウォームホイール１３とウォーム３
０ａとが適切な相対位置関係になれば、そのバックラッ
シュも公差内に収まるようになっている。

【００２４】一方、出力軸３と共に段部３ｃも下方に移
動するので、かかる場合段部３ｃは、軸受１４の内輪１
４ａとの間で、間座２１を介してゴム部材２０を圧縮す
ることになるが、ウォームホイール１３とウォーム３０
ａとが適切な位置関係になったとき、ゴム部材２０には
所定の弾性力が生じるようになっている。出力軸３は、
ゴム部材２０の弾性力により軸受１４に対して上方に付
勢され、それにより軸受１４、１５内における軸線方向
のガタが排除されることとなる。

【００２５】次に、本発明による実施の形態の動作につ
き以下に説明する。車両が直進状態にあり、図示しない
ステアリングホイールおよびステアリングシャフトを介
して、入力軸２に操舵力が入力されていないとすると、
トルクセンサ６は出力信号を発生せず、従って電動モー
タは補助操舵力を発生しない。

【００２６】車両がカーブを曲がろうとするときに運転
者が不図示のステアリングホイールを操舵すると、操舵
力に応じてトーションバー５がねじれ、入力軸２と出力
軸３との間で相対回動が発生する。トルクセンサ６は、
この相対回動の方向および量に応じて信号を出力する。
この信号に基づき、電動モータは回転して補助操舵力を
発生する。かかる電動モータの回転は、ウォームギヤ機
構により減速されて出力軸３に伝達され、ラック軸１１
の移動を支援することとなる。

【００２７】ところで、車両走行中に路面から車輪が受
ける力により、ラック軸１１がその長手方向に微小に振
動し、かかる振動が出力軸３に伝達された場合でも、本
実施の形態によれば、ゴム部材２０の弾性力に基づく摩
擦力及び軸方向押しつけ力により、出力軸３と軸受１４
及び軸受１４と軸受１５内の軸方向及び半径方向の相対
移動を抑制するようになっているので、出力軸３の振動
を効果的に抑制することとができ、それにより歯叩き音
を減少させることができる。更に、本実施の形態によれ
ば、圧縮されたゴム部材２０は、出力軸３に対して下方
に押圧された軸受１４がハウジング１に当接し、その間
の摩擦力により相対移動を抑制するようになっているの
で、出力軸３の振動をより効果的に抑制することとがで
き、それにより歯叩き音を減少させることができる。

【００２８】加えて、本実施の形態によれば、出力軸３
が軸線又は回転方向に微振動を生じた場合、ゴム部材２
０は、圧縮される方向と伸長する方向とに繰り返し力を
受けることになるが、その吸振特性により、出力軸３の
振動を効果的に減衰させることができる。

【００２９】以上、実施の形態を参照して本願発明を詳
細に説明してきたが、本願発明は上記実施の形態に限定
して解釈されるべきでなく、その趣旨を損ねない範囲で
適宜変更、改良可能であることはもちろんである。たと
えば、ウォーム減速機構のみならず、多段歯車装置にお
いても、本発明による歯叩き音及び振動の減少の効果は
認められる。また、本実施の形態において、ゴム部材２
０の上下に設けた間座２１は省略することもできる。

【００３０】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の電動式パワ
ーステアリング装置によれば、ハウジングと、電動モー
タより回転出力を伝達される出力軸と、前記ハウジング
に対して、前記出力軸を回転自在に支承する少なくとも
外輪及び内輪からなる軸受と、前記出力軸から前記軸受
に対して弾性力を付与することによって、前記出力軸と
前記軸受との相対移動、前記外輪と前記内輪との相対移
動、及び前記ハウジングと前記軸受との相対移動の少な
くとも一つを抑制する弾性体とからなるので、かかる前
記弾性体による抑制機能によって、出力軸の振動を抑
え、例えば電動モータと出力軸とを動力伝達的に連結す
る歯車減速機構の歯叩き音等を低減させることができ
る。

【００３１】本発明の電動式パワーステアリング装置に
よれば、ハウジングと、電動モータより回転出力を伝達
される出力軸と、前記ハウジングと前記出力軸との間に
設けられ、前記出力軸の振動を弾性体により吸振する吸
振手段とからなるので、前記出力軸の振動を効果的に抑
制でき、それにより出力軸の振動に基づく騒音などを低
減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のパワーステアリング装置を、入力軸の
軸線方向に切断して示す断面図である。

【図２】図１のパワーステアリング装置における矢印Ｉ
Ｉで示す部分を拡大して示す図である。

【符号の説明】

１ ハウジング ２ 入力軸 ２ｂ 凸部 ３ 出力軸 ５ トーションバー ５ｅ 下方周溝 ６ トルクセンサ １３ ウォームホイール １４，１５ 軸受 ３０ａ ウォーム ２０ ゴム部材 ２１ 間座

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングと、 電動モータより回転出力を伝達される出力軸と、 前記ハウジングに対して、前記出力軸を回転自在に支承
   する少なくとも外輪及び内輪からなる軸受と、 前記出力軸から前記軸受に対して弾性力を付与すること
   によって、前記出力軸と前記軸受との相対移動、前記外
   輪と前記内輪との相対移動、及び前記ハウジングと前記
   軸受との相対移動の少なくとも一つを抑制する弾性体と
   からなる電動式パワーステアリング装置。
2. 【請求項２】 ハウジングと、 電動モータより回転出力を伝達される出力軸と、 前記ハウジングと前記出力軸との間に設けられ、前記出
   力軸の振動を弾性体により吸振する吸振手段とからなる
   電動式パワーステアリング装置。