JP2001191932A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents
電動パワーステアリング装置Info
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Abstract
タのトルク伝達経路のトルクリミッタを設けるに際し、
所定のリミットトルクを安定維持し、トルクリミッタの
耐久信頼性を向上すること。 【解決手段】 電動パワーステアリング装置10におい
て、操舵アシストギヤとしてのウォームホイール44
を、ピニオン軸13とは独立して回転自在に支持する軸
受50を備えてなるもの。
Description
ング装置に関する。
リング軸に接続されたピニオン軸をラック軸に噛合いさ
せるとともに、モータの出力軸に連結されたウォームギ
ヤをウォームホイールに噛合いさせ、このウォームホイ
ールをピニオン軸に接続し、モータのトルクをラック軸
に伝えることにて操舵アシストする。このような電動パ
ワーステアリング装置では、操舵中にタイヤが縁石に乗
り上げる等により、ラック軸のストロークが急停止せし
められると、モータ、ギヤ等の破損を生ずる恐れがあ
る。
公報に記載の如く、モータに駆動されるウォームホイー
ルとピニオン軸の間に、径方向に弾発保持されて所定の
トルクでスリップするトルクリミッタを介装し、トルク
リミッタの弾発力(リミットトルク)を越える衝撃トル
クからモータ、ギヤ等を保護することとしている。
では、ウォームホイールはトルクリミッタを介してピニ
オン軸に支持されているに過ぎない。他方、モータのト
ルク伝達時に、ウォームギヤはウォームホイールにトル
クの大きさに応じて変動するラジアル荷重を及ぼす結
果、ウォームホイールはこのラジアル荷重によって軸心
ずれを生じ、これがひいてはトルクリミッタの径方向弾
発変形量を変動させてそのリミットトルクを不安定にす
る。ウォームホイールとウォームギヤの噛合い精度を含
めた、ウォームホイールからピニオン軸に至るまでのト
ルク伝達経路の部品精度のばらつきは、トルクリミッタ
の上述の径方向弾発変形量を更に変動させるものとな
り、そのリミットトルクを更に不安定にする。
装置において、モータのトルク伝達経路のトルクリミッ
タを設けるに際し、所定のリミットトルクを安定維持
し、トルクリミッタの耐久信頼性を向上することにあ
る。
は、ステアリング軸に接続されたピニオン軸をラック軸
に噛合いさせ、モータに駆動される操舵アシストギヤ
が、径方向に弾発保持されて所定のトルクでスリップす
るトルクリミッタを介して前記ピニオン軸に接続されて
なる電動パワーステアリング装置において、操舵アシス
トギヤをピニオン軸とは独立して回転自在に支持する軸
受を備えてなるようにしたものである。
載の本発明において更に、前記操舵アシストギヤが、モ
ータの出力軸に結合されたウォームギヤと噛合うウォー
ムホイールであり、前記軸受が該ウォームホイールの軸
方向で該ウォームホイールの該ウォームギヤとの噛合位
置に対応する位置に設けられるようにしたものである。
る。従って、モータのトルク伝達時に、トルクの大きさ
に応じて操舵アシストギヤに作用するラジアル荷重は操
舵アシストギヤの軸受に支持され、操舵アシストギヤに
軸心ずれを生ずることがない。このため、操舵アシスト
ギヤとピニオン軸の間に介装されているトルクリミッタ
は、トルクのみを伝達するものとなり、その径方向弾発
変形量は変動することがなく、そのリミットトルクは安
定維持される。従って、トルクリミッタのリミットトル
クは、操舵アシストギヤからピニオン軸に至るまでのト
ルク伝達経路の部品精度のばらつきにも影響されること
なく、所定のリミットトルクを安定維持し、トルクリミ
ッタの耐久信頼性を向上できる。
用がある。 ウォームホイールはピニオン軸とは独立に支持され
る。従って、モータのトルク伝達時に、トルクの大きさ
に応じてウォームギヤからウォームホイールに作用する
ラジアル荷重はウォームホイールの軸受に支持され、ウ
ォームホイールに軸心ずれを生ずることがない。このた
め、ウォームホイールとピニオン軸の間に介装されてい
るトルクリミッタはトルクのみを伝達するものとなり、
その径方向弾発変形量は変動することがなく、そのリミ
ットトルクは安定維持される。従って、トルクリミッタ
のリミットトルクは、ウォームホイールからピニオン軸
に至るまでのトルク伝達経路の部品精度のばらつきにも
影響されることなく、所定のリミットトルクを安定維持
し、トルクリミッタの耐久信頼性を向上できる。
イールとウォームギヤの噛合い位置に設けられた。従っ
て、ウォームギヤからウォームホイールに作用するラジ
アル荷重がウォームホイールに及ぼすモーメントを小さ
くでき、ウォームホイールの倒れ(軸の倒れ)を抑制で
きる。従って、ウォームホイールのウォームギヤとの噛
合いの安定を維持でき、且つトルクリミッタの径方向弾
発変形量、ひいてはそのリミットトルクをより確実に安
定維持できる。
置を示す模式図、図2は電動パワーステアリング装置を
示す縦断面図、図3は図2のIII-III線に沿う断面図で
ある。
〜図3に示す如く、ステアリングホイールが接続される
ステアリング軸12を、ギヤボックス11の内部でピニ
オン軸13に接続するとともに、このピニオン軸13を
ラック軸14に噛合いさせ、ラック軸14の中間部に連
結ボルト15A、15Bを介して左右のタイロッド16
A、16Bを連結し、運転者によるステアリングホイー
ルの操舵力をギヤボックス11に固定のモータ17によ
りアシストするものである。
1〜第3のギヤハウジング11A〜11Cからなり、ス
テアリング軸12とピニオン軸13を軸受21、軸受2
2、23で支持するとともに、ステアリング軸12とピ
ニオン軸13をそれらの内部でトーションバー24によ
り連結している。
構成する2個の検出コイル31、32をステアリング軸
12、ピニオン軸13に係合している円筒状のコア33
を囲むように、第1ハウジング11Aに設けている。コ
ア33は、ピニオン軸13のガイドピン34に係合する
縦溝35を備えて軸方向にのみ移動可能とされるととも
に、ステアリング軸12のスライダピン36に係合する
スパイラル溝37を備える。これにより、ステアリング
ホイールに加えた操舵トルクがステアリング軸12に付
与され、トーションバー24の弾性ねじり変形により、
ステアリング軸12とピニオン軸13の間に回転方向の
相対変位を生ずると、ステアリング軸12とピニオン軸
13の回転方向の変位がコア33を軸方向に変位させる
ものとなり、このコア33の変位による検出コイル3
1、32の周辺の磁気的変化に起因する検出コイル3
1、32のインダクタンスが変化する。即ち、コア33
がステアリング軸12側へ移動すると、コア33が近づ
く方の検出コイル31のインダクタンスが増加し、コア
33が遠ざかる方の検出コイル32のインダクタンスが
減少し、このインダクタンスの変化により操舵トルクを
検出できる。
トルクセンサ30側の端部のピニオン歯13Aに、ラッ
ク軸14のラック歯14Aを噛合いさせている。このと
き、第3ギヤハウジング11Cにはキャップ11Dが固
定され、キャップ11Dにスプリング38を介してバッ
クアップされるラックガイド39がラック軸14を背面
支持している。
ータ17を第3ギヤハウジング11Cに支持するととも
に、モータ17の出力軸にクラッチ18を介して結合さ
れるウォームギヤ41を、軸受42、43により第3ギ
ヤハウジング11Cに両端支持している。そして、ギヤ
ボックス11は、ウォームギヤ41に噛合う操舵アシス
トギヤとしてウォームホイール44を、トルクリミッタ
45を介してピニオン軸13の中間部に同軸的に接続
し、軸受50により後述する如くに第3ギヤハウジング
11Cに支持している。トルクリミッタ45は、ばね等
の弾性リングからなり、ピニオン軸13とウォームホイ
ール44のボス44Aの間に圧入等されて径方向に弾発
保持される。そして、トルクリミッタ45は、電動パワ
ーステアリング装置10の通常使用されるトルク(リミ
ットトルクより小なるトルク)では、弾性リングの弾発
力によりウォームホイール44とピニオン軸13を滑り
なく結合し続け、他方、タイヤが操舵中に縁石に乗り上
げる等により、ラック軸14のストロークが急停止せし
められ、モータ17の慣性力がウォームホイール44に
大きな衝撃力を及ぼすことに起因する、その弾性リング
の弾発力を越える衝撃トルク(リミットトルク)に対し
ては、ウォームホイール44をピニオン軸13に対して
スリップさせ、モータ17のトルクを伝達させないよう
に機能する。
ーム44Bとリム44Cからなり、リム44Cに歯44
Dを備え、ボス44Aとアーム44Bをインサート金具
により構成して強度を確保し、リム44Cを樹脂により
構成してウォームギヤ41との噛合い音の静粛を図って
いる。
44Aに内輪50Aを装着されて止め輪51により保持
されるとともに、第3ギヤハウジング11Cの環状支持
部52に外輪50Bを装着されてナット53により保持
され、結果として、ウォームホイール44をピニオン軸
13とは独立して回転自在にギヤボックス11に支持す
る。そして、軸受50は、ウォームホイール44の軸方
向で、ウォームホイール44のウォームギヤ41との噛
合い位置(歯44Dの位置)に対応する位置(軸方向同
一位置)に設けられている。尚、ウォームホイール44
は、ボス44Aに軸受50の内輪50Aを保持した状態
で、軸受50の外輪50Bを第3ギヤハウジング11C
の環状支持部52に装着し、ナット53をアーム44B
の開口から環状支持部52に螺着することにより、ギヤ
ボックス11に組み込まれる。
あっては、車速センサ(不図示)や上述のトルクセンサ
30の検出結果を得たコントロールユニット(不図示)
により、所定のアシスト力マップから、モータ17の駆
動電流を決定し、車速と操舵トルクに応じた適切な操舵
アシスト力となるモータ17のトルクをピニオン軸13
に付与する。尚、モータ17とウォームギヤ41との間
に設けられるクラッチ18は、アシスト不要時(高速
時)に操舵アシスト力を遮断する。
持される。従って、モータ17のトルク伝達時に、トル
クの大きさに応じてウォームギヤ41からウォームホイ
ール44に作用するラジアル荷重はウォームホイール4
4の軸受50に支持され、ウォームホイール44に軸心
ずれを生ずることがない。このため、ウォームホイール
44とピニオン軸13の間に介装されているトルクリミ
ッタ45はトルクのみを伝達するものとなり、その径方
向弾発変形量は変動することがなく、そのリミットトル
クは安定維持される。従って、トルクリミッタ45のリ
ミットトルクは、ウォームホイール44からピニオン軸
13に至るまでのトルク伝達経路の部品精度のばらつき
にも影響されることなく、所定のリミットトルクを安定
維持し、トルクリミッタ45の耐久信頼性を向上でき
る。
ォームホイール44とウォームギヤ41の噛合い位置に
設けられた。従って、ウォームギヤ41からウォームホ
イール44に作用するラジアル荷重がウォームホイール
44に及ぼすモーメントを小さくでき、ウォームホイー
ル44の倒れ(軸の倒れ)を抑制できる。従って、ウォ
ームホイール44のウォームギヤ41との噛合いの安定
を維持でき、且つトルクリミッタ45の径方向弾発変形
量、ひいてはそのリミットトルクをより確実に安定維持
できる。
イール44の軸受50を同一の第3ギヤハウジング11
Cに設けているから、ピニオン軸13とウォームホイー
ル44の同軸組付精度を簡易に高精度化し、トルクリミ
ッタ45のリミットトルクを安定維持できる。
ォームホイール44の軸受50を同一の第3ギヤハウジ
ング11Cに設けているから、ウォームギヤ41とウォ
ームホイール44の軸間距離精度を簡易に高精度化し、
両者の噛合い精度を簡易に高精度化でき、ひいてはトル
クリミッタ45のリミットトルクを安定維持できる。
述したが、本発明の具体的な構成はこの実施の形態に限
られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の
設計の変更等があっても本発明に含まれる。
ーステアリング装置において、モータのトルク伝達経路
のトルクリミッタを設けるに際し、所定のリミットトル
クを安定維持し、トルクリミッタの耐久信頼性を向上す
ることができる。
図である。
面図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 ステアリング軸に接続されたピニオン軸
をラック軸に噛合いさせ、 モータに駆動される操舵アシストギヤが、径方向に弾発
保持されて所定のトルクでスリップするトルクリミッタ
を介して前記ピニオン軸に接続されてなる電動パワース
テアリング装置において、 操舵アシストギヤをピニオン軸とは独立して回転自在に
支持する軸受を備えてなることを特徴とする電動パワー
ステアリング装置。 - 【請求項2】 前記操舵アシストギヤが、モータの出力
軸に結合されたウォームギヤと噛合うウォームホイール
であり、前記軸受が該ウォームホイールの軸方向で該ウ
ォームホイールの該ウォームギヤとの噛合位置に対応す
る位置に設けられる請求項1記載の電動パワーステアリ
ング装置。
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