JP2001206230A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 操舵時の慣性力が小さくなり、操舵感覚を良
くすることが出来、また、製造コスト的にも有利な電動
パワーステアリング装置の提供。 【解決手段】 操舵補助用のモータ６の回転軸に連動す
るウォーム７１、及び操舵軸４に嵌合された金属製の嵌
合部４２と嵌合部４２の外周部に一体化され、ウォーム
７１と噛合する合成樹脂製の歯部７３ａとを有するウォ
ームホイール７３を備え、モータ６の回転により操舵補
助する電動パワーステアリング装置。嵌合部４２は、金
属材料をプレス成形することにより形成してある構成で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、操舵補助用のモー
タに連動するウォーム、及び操舵軸に嵌合された金属製
の嵌合部と嵌合部の外周部に一体化され、ウォームと噛
合する合成樹脂製の歯部とを有するウォームホイールを
備え、モータの回転により操舵補助する電動パワーステ
アリング装置の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図９は、従来の電動パワーステアリング
装置の構成例を示す断面図である。この電動パワーステ
アリング装置は、操舵輪１に連なる第１操舵軸２と、こ
の第１操舵軸２及び第１操舵軸２にトーションバー３を
介して連結された第２操舵軸４の回転方向への相対変位
量により、操舵トルクを検出するトルクセンサ５とを備
えている。この電動パワーステアリング装置は、また、
トルクセンサ５の検出結果に基づいて駆動される操舵補
助用のモータ６の出力軸に繋がり、この出力軸の回転を
減速して第２操舵軸４に伝達するウォーム７１及びウォ
ームホイール７２を有する減速機構７と、第１操舵軸２
を取り囲んで支持する第１軸ハウジング９及び第２軸ハ
ウジング１０と、トルクセンサ５及び減速機構７を収納
するハウジング８とを備えている。

【０００３】図１０は、減速機構７及びモータ６の構成
例を示す部分断面図である。減速機構７は、モータ６の
出力軸６０に連結されたウォーム７１と、第２操舵軸４
に嵌合されたウォームホイール７２とを備えている。ウ
ォームホイール７２は、第２操舵軸４に嵌合された金属
製の嵌合部４１と、嵌合部４１の外周部に一体化された
合成樹脂製の歯部７２ａとから構成されている。減速機
構７は、これらウォーム７１及びウォームホイール７２
の噛合により、モータ６の出力軸６０の回転を減速して
第２操舵軸４に伝達し、この第２操舵軸４から等速ジョ
イントを経て舵取機構へ伝達するようにしてある。

【０００４】ウォーム７１は、第２操舵軸４の軸芯と交
叉するように配置され、その両端が第１玉軸受１６及び
第２玉軸受１７を介して、ハウジング８内に回転可能に
支持されており、また、連結部７７が継筒１８の内面に
スプライン嵌合されてモータ６の出力軸６０に連結さ
れ、出力軸６０の回転に連動するようになっている。

【０００５】図１１は、ウォームホイール７２の嵌合部
４１の一例を示す縦断面図である。この嵌合部は、冷間
鍛造により形成されており、第２操舵軸４に嵌合される
円筒部５６と、円筒部５６の一端の外周部全周に亘って
設けられた鍔部５６ａと、鍔部５６ａの外縁部に支持さ
れ、円筒部５６を同心円状に囲む円筒部５６ｂと、円筒
部５６ｂの外周部に設けられ、ウォームホイール７２の
回転軸に略平行方向のスプライン５６ｃとを備え、歯部
７２ａにスプライン嵌合するようになっている。

【０００６】図１２は、ウォームホイール７２の嵌合部
４１の他の例を示す縦断面図である。この嵌合部は、切
削により形成されており、図１１に示した嵌合部と同様
に、第２操舵軸４に嵌合される円筒部５７と、円筒部５
７の一端の外周部全周に亘って設けられた鍔部５７ａ
と、鍔部５７ａの外縁部に支持され、円筒部５７を同心
円状に囲む円筒部５７ｂと、円筒部５７ｂの外周部に設
けられ、ウォームホイール７２の回転軸に略平行方向の
スプライン５７ｃとを備えているが、鍔部５７ａ及び円
筒部５７ｂは、冷間鍛造の場合に較べて、不要な駄肉を
除くべく切削されており、図１１に示した鍔部５６ａ及
び円筒部５６ｂに比較して肉薄、小型に形成されてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の電動パワーステ
アリング装置では、上述したように、ウォームホイール
の嵌合部を、冷間鍛造又は切削により形成して製作して
いた。しかし、嵌合部を冷間鍛造又は切削により形成す
ると、不要な駄肉を十分に除去することが出来ず、嵌合
部の重量が大きくなり、その為、操舵時の慣性力が大き
くなって、操舵感覚が悪くなるという問題があった。ま
た、製造コスト的にも不利であった。本発明は、上記問
題点を解決することができる電動パワーステアリング装
置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段及び発明の効果】第１発明
に係る電動パワーステアリング装置は、操舵補助用のモ
ータの回転軸に連動するウォーム、及び操舵軸に嵌合さ
れた金属製の嵌合部と、該嵌合部の外周部に一体化さ
れ、前記ウォームと噛合する合成樹脂製の歯部とを有す
るウォームホイールを備え、前記モータの回転により操
舵補助する電動パワーステアリング装置において、前記
嵌合部は、金属材料のプレス成形により形成してあるこ
とを特徴とする。

【０００９】この電動パワーステアリング装置では、ウ
ォームが、操舵補助用のモータの回転軸に連動し、ウォ
ームホイールは、操舵軸に嵌合された金属製の嵌合部と
嵌合部の外周部に一体化され、ウォームと噛合する合成
樹脂製の歯部とを有しており、モータの回転により操舵
補助する。嵌合部は、金属材料をプレス成形して形成し
てあるので、嵌合部の肉厚を均一に出来ることにより、
不要な駄肉を十分に除去することが出来、嵌合部の軽量
化が可能である。従って、操舵時の慣性力が小さくな
り、操舵感覚を良くすることが出来る。また、製造コス
ト的にも有利である。

【００１０】第２発明に係る電動パワーステアリング装
置は、前記嵌合部は、前記歯部の合成樹脂の一部を充填
する為の複数の穴を備えることを特徴とする。

【００１１】この電動パワーステアリング装置では、嵌
合部は、歯部の合成樹脂の一部を充填する為の複数の穴
を備えるので、嵌合部及び歯部の回り止め及び軸方向へ
の抜け止めを容易にすることが出来、嵌合部の外周部に
スプラインを設ける必要がない。また、樹脂成形時の樹
脂の収縮力により、前記嵌合部の穴の周辺部分を保持す
るので、前記回り止め及び抜け止めを強化出来る。

【００１２】第３発明に係る電動パワーステアリング装
置は、前記嵌合部は、その外周部にその回転軸と略平行
方向の複数の溝を備え、前記嵌合部及び前記歯部の回転
方向の摺動を防止すべくなしてあることを特徴とする。

【００１３】この電動パワーステアリング装置では、嵌
合部は、その外周部にその回転軸と略平行方向の複数の
溝を備え、嵌合部及び歯部の回転方向の摺動を防止する
ように構成してあるので、より大きい回転力に対しても
回り止めが可能であり、搭載車両の大型化に伴う高出力
化に対応することが出来る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明をその実施の形態
を示す図面に基づいて説明する。 実施の形態１．図１は、本発明に係る電動パワーステア
リング装置の実施の形態１の構成を示す断面図である。
この電動パワーステアリング装置は、操舵輪１に繋がる
第１操舵軸２と、この第１操舵軸２及び第１操舵軸２に
トーションバー３を介して連結された第２操舵軸４の相
対回転変位量により、操舵トルクを検出するトルクセン
サ５と、第２操舵軸４の回転を舵取機構に伝達する等速
ジョイント（図示せず）とを備えている。

【００１５】この電動パワーステアリング装置は、ま
た、トルクセンサ５の検出結果に基づき駆動される操舵
補助用のモータ６の回転に連動し、この回転を減速して
第２操舵軸４に伝達するウォーム７１及びウォームホイ
ール７３を有する減速機構７ａと、第１操舵軸２を取り
囲んで支持する第１軸ハウジング９及び第２軸ハウジン
グ１０と、トルクセンサ５及び減速機構７ａが収納され
るハウジング８と、第１軸ハウジング９を車体に取付け
る取付ブラケット１２とを備えている。ハウジング８に
はモータ６が取付けられており、また、第１軸ハウジン
グ９の他端部は、第２軸ハウジング１０の一端部に軸長
方向の相対移動が可能なように嵌合してある。

【００１６】第１操舵軸２は、一端部に操舵輪１が取付
けられ、中間部が軸受１３を介して円筒状の第１軸ハウ
ジング９に支持された筒状の第１軸体２ａと、この第１
軸体２ａの他端部に相対回転が不能であり、軸長方向へ
の移動が可能に嵌合された棒状の第２軸体２ｂと、この
第２軸体２ｂにダウエルピン２ｃにより連結された筒状
の第３軸体２ｄとを備えており、第１軸体２ａ及び第２
軸体２ｂ間に、車両が衝突した際に、運転者から操舵輪
１に作用する衝撃エネルギーを吸収する合成樹脂製の衝
撃エネルギー吸収体２ｅが設けてあり、また、第３軸体
２ｄと第２操舵軸４との間に、上述したトルクセンサ５
を配置している。

【００１７】また、第２操舵軸４は、筒状に形成されて
おり、一端部が、第２軸体２ｂの他端部にダウエルピン
２ｃにより連結されているトーションバー３の他端部に
嵌合され、ダウエルピン４ａにより連結されている。第
２操舵軸４の軸長方向中間部は、一対の軸受１４，１５
を介してハウジング８に回転が可能に支持されており、
また、これら軸受１４，１５間に、ウォームホイール７
３の嵌合部４２が嵌合されている。

【００１８】図２は、減速機構７ａ及びモータ６の構成
例を示す部分断面図である。減速機構７ａは、モータ６
の出力軸６０に連結されたウォーム７１と、第２操舵軸
４に嵌合されたウォームホイール７３とを備えている。
ウォームホイール７３は、第２操舵軸４に嵌合された金
属製の嵌合部４２と、嵌合部４２の外周部に一体化され
た合成樹脂製の歯部７３ａとから構成されている。減速
機構７ａは、これらウォーム７１及びウォームホイール
７３の噛合により、モータ６の出力軸６０の回転を減速
して第２操舵軸４に伝達し、この第２操舵軸４から等速
ジョイント（図示せず）を経て舵取機構へ伝達するよう
にしてある。

【００１９】ウォーム７１は、第２操舵軸４の軸芯と交
叉するように配置され、その両端が第１玉軸受１６及び
第２玉軸受１７を介して、ハウジング８内に回転可能に
支持されており、また、連結部７７が継筒１８の内面に
スプライン嵌合されてモータ６の出力軸６０に連結さ
れ、出力軸６０の回転に連動するようになっている。

【００２０】図３は、ウォームホイール７３の嵌合部４
２の構成例を示す側断面図（ａ）及び正面図（ｂ）であ
る。この嵌合部４２は、金属板をプレス成形することに
より形成されており、第２操舵軸４に嵌合される円筒部
５０と、円筒部５０の一端を折り返し、その外周部全周
に亘って設けた鍔部５０ａと、鍔部５０ａの全周に亘っ
て設けた２５個の貫通穴５０ｂとを備えている。

【００２１】図４は、嵌合部４２を含むウォームホイー
ル７３の構成例を示す側断面図である。このウォームホ
イール７３は、図３に示した嵌合部４２をウォームホイ
ールの型内に据え付けた状態で、合成樹脂を流し込むこ
とにより製作され、合成樹脂部分が歯部７３ａに形成さ
れる。円筒部５０及び折り返し部分の内側には、合成樹
脂を流し込まない。合成樹脂は、各貫通穴５０ｂにも流
れ込み充填され、嵌合部４２及び歯部７３ａ間の回転方
向の摺動及び軸方向の抜けを防止するようにしてある。
また、樹脂成形時の樹脂の収縮力により、嵌合部４２の
穴の周辺部分を保持するので、前記回り止め及び抜け止
めを強化出来る。尚、貫通穴５０ｂに換えて凹部を設け
ても良い。

【００２２】実施の形態２．図５は、本発明に係る電動
パワーステアリング装置の実施の形態２のウォームホイ
ールの嵌合部の構成例を示す側断面図（ａ）及び正面図
（ｂ）である。この嵌合部４３は、金属板をプレス成形
することにより形成されており、第２操舵軸４に嵌合さ
れる円筒部５１と、円筒部５１の一端を折り返し、その
外周部全周に亘って設けた鍔部５１ａと、鍔部５１ａの
外縁部に支持され、円筒部５１を同心円状に囲む円筒部
５１ｂと、円筒部５１ｂの外周部に設けられ、このウォ
ームホイールの回転軸に略平行方向のスプライン５１ｃ
とを備えている。

【００２３】図６は、嵌合部４３を含むウォームホイー
ル７４の構成例を示す側断面図である。このウォームホ
イール７４は、図５に示した嵌合部４３をウォームホイ
ールの型内に据え付けた状態で、合成樹脂を流し込むこ
とにより製作され、合成樹脂部分が歯部７４ａに形成さ
れる。円筒部５１及び折り返し部分の内側には、合成樹
脂を流し込まない。合成樹脂は、スプライン５１ｃの各
溝にも流れ込み、嵌合部４３及び歯部７４ａ間の回転方
向の摺動を防止するようにしてある。また、樹脂成形時
の樹脂の収縮力により、鍔部５１ａ及び円筒部５１ｂを
保持するので、前記回り止め及び軸方向への抜け止めを
強化出来る。その他の構成及び作用は、上述した実施の
形態１の電動パワーステアリング装置の構成及び作用と
同様であるので、説明を省略する。

【００２４】実施の形態３．図７は、本発明に係る電動
パワーステアリング装置の実施の形態３のウォームホイ
ールの嵌合部の構成例を示す側断面図（ａ）及び正面図
（ｂ）である。この嵌合部４４は、金属板をプレス成形
することにより形成されており、第２操舵軸４に嵌合さ
れる円筒部５２と、円筒部５２の一端を折り返し、その
外周部全周に亘って設けた鍔部５２ａと、鍔部５２ａの
全周に亘って設けた２５個の貫通穴５２ｂと、鍔部５２
ａの外縁部に支持され、円筒部５２を同心円状に囲む円
筒部５２ｃと、円筒部５２ｃの外周部に設けられ、この
ウォームホイールの回転軸に略平行方向のスプライン５
２ｄとを備えている。

【００２５】図８は、嵌合部４４を含むウォームホイー
ル７５の構成例を示す側断面図である。このウォームホ
イール７５は、図７に示した嵌合部４４をウォームホイ
ールの型内に据え付けた状態で、合成樹脂を流し込むこ
とにより製作され、合成樹脂部分が歯部７５ａに形成さ
れる。円筒部５２及び折り返し部分の内側には、合成樹
脂を流し込まない。合成樹脂は、各貫通穴５２ｂにも流
れ込み充填され、また、スプライン５２ｄの各溝にも流
れ込み、嵌合部４４及び歯部７５ａ間の回り止め及び軸
方向の抜けを防止するようにしてある。

【００２６】また、樹脂成形時の樹脂の収縮力により、
鍔部５２ａ及び円筒部５２ｃを保持するので、前記回り
止め及び軸方向への抜け止めを強化出来る。その他の構
成及び作用は、上述した実施の形態１の電動パワーステ
アリング装置の構成及び作用と同様であるので、説明を
省略する。尚、貫通穴５２ｂに換えて凹部を設けても良
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電動パワーステアリング装置の実
施の形態１の構成を示す断面図である。

【図２】本発明に係る電動パワーステアリング装置の減
速機構及びモータの構成例を示す部分断面図である。

【図３】本発明に係る電動パワーステアリング装置のウ
ォームホイールの嵌合部の構成例を示す側断面図（ａ）
及び正面図（ｂ）である。

【図４】図３に示す嵌合部を含むウォームホイールの構
成例を示す側断面図である。

【図５】本発明に係る電動パワーステアリング装置の実
施の形態２のウォームホイールの嵌合部の構成例を示す
側断面図（ａ）及び正面図（ｂ）である。

【図６】図５に示す嵌合部を含むウォームホイールの構
成例を示す側断面図である。

【図７】本発明に係る電動パワーステアリング装置の実
施の形態３のウォームホイールの嵌合部の構成例を示す
側断面図（ａ）及び正面図（ｂ）である。

【図８】図７に示す嵌合部を含むウォームホイールの構
成例を示す側断面図である。

【図９】従来の電動パワーステアリング装置の構成例を
示す断面図である。

【図１０】従来の電動パワーステアリング装置の減速機
構及びモータの構成例を示す部分断面図である。

【図１１】従来の電動パワーステアリング装置のウォー
ムホイールの嵌合部の一例を示す縦断面図である。

【図１２】従来の電動パワーステアリング装置のウォー
ムホイールの嵌合部の他の例を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ 操舵輪 ４ 第２操舵軸（操舵軸） ５ トルクセンサ ６ モータ ７ａ 減速機構 ８ ハウジング ４２〜４４ 嵌合部 ５０〜５２，５１ｂ，５２ｃ 円筒部 ５０ａ〜５２ａ 鍔部 ５０ｂ，５２ｂ 貫通穴（穴） ５１ｃ，５２ｄ スプライン（複数の溝） ７１ ウォーム ７３〜７５ ウォームホイール ７３ａ〜７５ａ 歯部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 操舵補助用のモータの回転軸に連動する
   ウォーム、及び操舵軸に嵌合された金属製の嵌合部と、
   該嵌合部の外周部に一体化され、前記ウォームと噛合す
   る合成樹脂製の歯部とを有するウォームホイールを備
   え、前記モータの回転により操舵補助する電動パワース
   テアリング装置において、 前記嵌合部は、金属材料のプレス成形により形成してあ
   ることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 【請求項２】 前記嵌合部は、前記歯部の合成樹脂の一
   部を充填する為の複数の穴を備える請求項１記載の電動
   パワーステアリング装置。
3. 【請求項３】 前記嵌合部は、その外周部にその回転軸
   と略平行方向の複数の溝を備え、前記嵌合部及び前記歯
   部の回転方向の摺動を防止すべくなしてある請求項１又
   は２記載の電動パワーステアリング装置。