JP2002021943A - 電動式舵取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハウジング内に軸受を介して支持したウォー
ムを前記軸受の角すきま以上の揺動角度で揺動させるこ
とができるとともに、逆入力荷重による軸受の破損を防
止することができるようにする。 【解決手段】 操舵補助用のモータ６の回転に連動する
ウォーム７１をハウジング８内に支持する軸受１３の内
周側部分に前記ウォーム７１の揺動を許容する凸部１４
を設けるか、又は、前記軸受１３の外周側部分に前記ウ
ォーム７１の揺動を許容する凸部を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は操舵補助力の発生源
としてモータを用いてなる電動式舵取装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車の舵取りは、車室の内部に配され
た操舵輪の回転操作を、舵取用の車輪（一般的には前
輪）の操向のために車室の外部に配された舵取機構に伝
えて行われる。

【０００３】図７は従来における電動式舵取装置の断面
図、図８は減速機構部分の断面図である。自動車用の電
動式舵取装置としては、図７に示すように例えば舵取り
のための操舵輪１００に連結される第１の操舵軸１０１
と、該操舵軸１０１の下端にトーションバー１０２を介
してその下端が同軸的に連結され、その下端が車輪に繋
がる舵取機構に連結される第２の操舵軸１０３と、操舵
輪１００を回転することによって第１の操舵軸１０１に
加わるトルクを前記トーションバー１０２に生じる捩れ
によって検出するトルクセンサ１０４と、該トルクセン
サ１０４の検出結果に基づいて駆動される操舵補助用の
モータ１０５と、該モータ１０５の出力軸に繋がり、該
出力軸の回転を減速して前記第２の操舵軸１０３に伝達
するウォーム１０６及びウォームホイール１０７を有す
る減速機構とを備え、操舵輪１００の回転に応じた舵取
機構の動作を前記モータ１０５の回転により補助し、舵
取りのための運転者の労力負担を軽減するように構成さ
れている。

【０００４】減速機構を構成するウォーム１０６は、図
８に示すように一対の転がり軸受１０８，１０８を介し
てハウジング１１０の嵌合孔に支持され、ウォームホイ
ール１０７が設けられている第２の操舵軸１０３は一対
の転がり軸受１０９，１０９を介してハウジング１１０
の嵌合孔に支持され、ラジアル方向及びアキシアル方向
への移動が阻止されている。

【０００５】このように減速機構が用いられる場合、ウ
ォーム１０６及びウォームホイール１０７の噛合部のバ
ックラッシュ量を少なくするため、ウォーム１０６及び
ウォームホイール１０７の回転中心間距離と、前記転が
り軸受１０８，１０９が嵌合される嵌合孔の中心間距離
とが許容範囲内で一致するように加工されたウォーム１
０６、ウォームホイール１０７、転がり軸受１０８，１
０９、第２の操舵軸１０３、ハウジング１１０が選択さ
れ組み立てられているが、この組立てに多くの時間を要
することになり、さらに、この組立て後、ウォーム１０
６及びウォームホイール１０７に高負荷を加えて回転
し、その噛合部を馴染ませる負荷作業が行われている
が、この負荷作業に多くの時間を要することになり、改
善策が要望されていた。

【０００６】また、ウォーム１０６及びウォームホイー
ル１０７の歯の摩耗が増大したり、合成樹脂製のウォー
ムホイールの雰囲気温度が変化したり、該ウォームホイ
ールが吸湿したりすることによってバックラッシュ量が
増加し、さらに、噛合部のトルクが乱れることになり、
また、上述の如く選択して組み立てられることにより在
庫が多くなるという問題もあった。

【０００７】そこで、特開２０００−４３７３９号に記
載されている如くモータ側軸部が転がり軸受を介してハ
ウジングに回転可能に支持されたウォームのモータと反
対側軸部をラジアル方向へ移動可能とし、該軸部に嵌合
された軸受の周面に当接して前記軸受を移動させ、前記
ウォームをウォームホイールに向けて押付ける移動体を
設け、該移動体を操作することにより前記回転中心間距
離を調整し、バックラッシュ量を調整することができる
ようにした電動式舵取装置が提案されている。

【０００８】また、この特開２０００−４３７３９号に
はモータと反対側軸部が転がり軸受を介してハウジング
に回転可能に支持されたウォームのモータ側軸部をラジ
アル方向へ移動可能とし、該軸部に嵌合された軸受の周
面に当接して前記軸受を移動させ、前記ウォームをウォ
ームホイールに向けて押付ける移動体を設けるととも
に、ウォームのモータ側軸部とモータの出力軸との連結
部を等速ジョイントで連結することにより、ウォームを
モータと反対側軸部が支持される軸受部分を中心として
揺動可能とし、移動体を操作することによって前記回転
中心間距離を調整し、バックラッシュ量を調整すること
ができるようにした電動式舵取装置が記載されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の電動
式舵取装置にあっては、ウォームの一端側軸部がラジア
ル方向へ移動可能であり、他端側軸部は一般的な転がり
軸受を用いて回転可能に支持されているだけであるた
め、前記移動体による前記回転中心間距離の調整代は一
般的な転がり軸受の角すきま、換言すれば転がり軸受の
内輪の傾き角に依存することになる。従って、前記回転
中心間距離の調整代、ひいてはバックラッシュ量の調整
代が制約されることになる。

【００１０】また、電動式舵取装置は、操向輪の縁石乗
り上げ等によって操向輪から操舵軸を介してウォームに
逆入力荷重が伝わった場合、該ウォームの前記移動体側
がウォームホイールに対しラジアル方向へ離間移動し、
ウォームが揺動することになるが、上述の如く回転中心
間距離の調整代が軸受の角すきまに依存する電動式舵取
装置にあっては、前記逆入力荷重によってウォームの揺
動量が比較的多く成る場合、ウォームの他端を支持する
転がり軸受に肩乗り上げが発生し、該転がり軸受が破損
したりする可能性があった。

【００１１】本発明は上記問題点を解決することができ
る電動式舵取装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段及び発明の効果】第１発明
に係る電動式舵取装置は、操舵補助用のモータの回転に
連動し、ハウジング内に軸受を介して回転可能に支持さ
れた駆動歯車と、該駆動歯車に噛合し、舵取機構に繋が
る従動歯車とを備え、前記モータの回転によって操舵補
助するようにした電動式舵取装置において、前記軸受の
内周側部分及び外周側部分の少なくとも一方は前記駆動
歯車の揺動を許容する凸部が設けてあることを特徴とす
る。

【００１３】第１発明にあっては、ウォームをハウジン
グ内に支持する軸受の内周側部分及び外周側部分の少な
くとも一方に設けられた凸部が駆動歯車の揺動を許容す
るため、駆動歯車をラジアル方向へ移動させる移動手段
によってウォームを揺動させる構造とした場合、該ウォ
ームを軸受の角すきま以上の揺動角度で揺動させること
ができ、バックラッシュ量の調整代を多くすることがで
きる。また、前記逆入力荷重が駆動歯車に伝わった場
合、前記凸部を支点として軸受の角すきま以上の揺動角
度で駆動歯車を揺動させ得るため、前記逆入力荷重によ
る軸受の破損を防止することができる。

【００１４】第２発明に係る電動式舵取装置は、前記ハ
ウジング及び駆動歯車は前記軸受が嵌合される嵌合部を
有しており、前記凸部は前記嵌合部の軸長方向の断面形
状が弧状となるように形成してあることを特徴とする。

【００１５】第２発明にあっては、ハウジング及び駆動
歯車の嵌合部が弧状に形成されているため、特別の部品
が必要でなく、コストの低減を図ることができ、しか
も、既存の軸受を使用することができ、さらに、駆動歯
車の軸長方向長さを比較的短くすることができる。

【００１６】第３発明に係る電動式舵取装置は、操舵補
助用のモータの回転に連動し、ハウジング内に軸受を介
して回転可能に支持され、ラジアル方向への移動が可能
な駆動歯車と、該駆動歯車に噛合し、舵取機構に繋がる
従動歯車と、前記駆動歯車を従動歯車に向けて揺動させ
る揺動手段とを備え、前記モータの回転によって操舵補
助するようにした電動式舵取装置において、前記軸受の
内周側部分及び外周側部分の少なくとも一方は前記駆動
歯車の揺動を許容する凸部が設けてあることを特徴とす
る。

【００１７】第３発明にあっては、揺動手段によって駆
動歯車を揺動させるとき、該駆動歯車を軸受の内周側部
分及び外周側部分の少なくとも一方に設けられた凸部を
支点として揺動させることができるため、駆動歯車を軸
受の角すきま以上の揺動角度で揺動させることができ、
バックラッシュ量の調整代を多くすることができる。ま
た、前記逆入力荷重が駆動歯車に伝わった場合、前記凸
部を支点として軸受の角すきま以上の揺動角度で駆動歯
車を揺動させ得るため、前記逆入力荷重による軸受の破
損を防止することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下本発明をその実施の形態を示
す図面に基づいて詳述する。 実施の形態１ 図１は本発明に係る電動式舵取装置の断面図である。電
動式舵取装置は、一端が舵取りのための操舵輪１に繋が
り、他端に筒部を有する第１の操舵軸２と、前記筒部内
に挿入されてその一端が前記操舵軸２の他端に同軸的に
連結され、前記操舵輪１に加わる操舵トルクの作用によ
って捩れるトーションバー３と、その一端部が前記筒部
の周りに挿入され、その他端が前記トーションバー３の
他端に同軸的に連結される第２の操舵軸４と、前記トー
ションバー３の捩れに応じた第１及び第２の操舵軸２，
４の相対回転変位量によって前記操舵輪１に加わる操舵
トルクを検出するトルクセンサ５と、該トルクセンサ５
が検出したトルクに基づいて駆動される操舵補助用のモ
ータ６と、該モータ６の回転に連動し、該回転を減速し
て第２の操舵軸４に伝達する駆動歯車（以下ウォームと
云う）７１及び従動歯車（以下ウォームホイールと云
う）７２を有する減速機構７と、前記トルクセンサ５及
び前記減速機構７が収容されるハウジング８とを備え、
このハウジング８に前記モータ６が取付けられている。

【００１９】ハウジング８は、前記トルクセンサ５を収
容する第１の収容部８ａと、該収容部８ａに連続し、前
記ウォームホイール７２を収容する第２の収容部８ｂ
と、該収容部８ｂに連続し、前記ウォーム７１を収容す
る第３の収容部８ｃとを備えており、この第３の収容部
８ｃに連通するケースを有する前記モータ６がハウジン
グに取付けられている。

【００２０】図２は実施の形態１における減速機構部分
の断面図、図３は図２のIII −III線の拡大断面図、図
４は減速機構部分の拡大断面図である。収容部８ｃはウ
ォーム７１の軸長方向に長くなっており、その長手方向
一端に前記ウォーム７１の一端に設けられた軸部７１ａ
が挿入される凹孔８１が設けられている。収容部８ｃの
他端には環状の段部８２ａを有する嵌合部８２及び該嵌
合部８２に連続するねじ孔８３が設けられ、該ねじ孔８
３にウォーム７１の軸長方向位置を調節するねじ環１０
が螺着されており、該ねじ環１０にロックナット１１が
螺着されている。また、ハウジング８には第３の収容部
８ｃの一端側に前記凹孔８１の内面に臨み、前記軸部７
１ａのラジアル方向に向けて穿設された案内孔８４が設
けられている。

【００２１】減速機構７は、前記モータ６の出力軸６０
に継筒１２を介して繋がるウォーム７１と、前記第２の
操舵軸４の中間に嵌合固定されるウォームホイール７２
とを備え、これらウォーム７１及びウォームホイール７
２の噛合により前記出力軸６０の回転を減速して第２の
操舵軸４に伝達し、該第２の操舵軸４からユニバーサル
ジョイントを経て例えばラックピニオン式舵取機構（図
示せず）へ伝達するようにしている。

【００２２】ウォーム７１は第２の操舵軸４の軸芯と交
叉するように配置されており、その両端に軸部７１ａ，
７１ｂが設けられている。他端の軸部７１ｂは前記出力
軸６０に継筒１２を介して繋がる連結部７１ｃ及び転が
り軸受を用いてなる軸受１３の内輪が嵌合された嵌合部
７１ｄを有する。

【００２３】嵌合部７１ｄにはウォーム７１の揺動を許
容する凸部１４が全周に亘って設けてある。この凸部１
４は軸長方向の断面形状が軸心を中心として弧状となる
ように形成してあり、軸受１３に対してウォーム７１を
凸部１４を中心として揺動させることができるようにし
てある。また、凸部１４と連結部７１ｃとの間の環状凹
部には前記軸受１３の内輪の一端と向き合い、ウォーム
７１の軸長方向の移動を規制するＣ形リング等の規制環
１５が着脱可能に取付けられている。

【００２４】連結部７１ｃは図２の如くその周面が軸芯
に対し凸形に湾曲しており、この湾曲周面を継筒１２の
内面にスプライン嵌合させることにより、前記凸部１４
を中心としてウォーム７１を揺動させることが可能にし
てある。尚、連結部７１ｃは継筒１２を用いて出力軸６
０に連結する他、等速ジョイント等の軸継手を用いて出
力軸６０に連結してもよい。

【００２５】一端の軸部７１ａは前記凹孔８１に挿入さ
れ、さらに前記案内孔８４に軸長方向移動可能に収容さ
れた移動体９によって回転可能に支持されている。

【００２６】この移動体９は合成樹脂材料によって円柱
形に成形されており、その軸長方向の中間位置、換言す
れば前記案内孔８４に沿って移動する移動方向の中間位
置に前記軸部７１ａの周面に当接する当接部９１を有
し、前記軸部７１ａが挿入される挿入孔９２が設けてあ
り、前記当接部９１に対し前記移動方向の両側位置に、
移動体９が前記移動方向と交差する方向へ動くことを制
限する環状の弾性体１６，１６が設けてある。尚、移動
体９は小径部と大径部とを有し、この小径部及び大径部
に弾性体１６，１６を設けてあるが、その他、全長にか
けてほぼ同径であってもよく、その形状は特に制限され
ない。

【００２７】弾性体１６，１６は合成ゴム製のＯリング
を用いてなり、移動体９の周面に離隔して形成された一
対の環状溝９３，９３に嵌め込まれており、該弾性体１
６，１６が案内孔８４の内面と接触することにより移動
体９の前記移動方向と交差する方向への動きを制限して
いる。

【００２８】当接部９１は前記軸部７１ａの少なくとも
２つの周方向位置に当接するように略Ｖ字形の傾斜面に
よって形成されており、当接部９１が軸部７１ａに当接
した状態で移動体９を軸部７１ａのラジアル方向へ移動
させることにより前記ウォーム７１をウォームホイール
７２に向けて押付けるようにしてある。

【００２９】また、移動体９は付勢手段１７によって前
記移動方向へ付勢されている。この付勢手段１７はコイ
ルスプリング等の弾性体を用いてなり、前記案内孔８４
の開放縁部に螺着された調整ねじ１８と移動体９との間
に介在されており、付勢手段１７の力によって移動体９
の当接部９１を比較的小さい力で軸部７１ａに押付け、
ウォーム７１をウォームホイール７２との噛合点へ付勢
している。

【００３０】以上の如く構成した電動式舵取装置におい
て、ウォーム７１を組み込む場合、嵌合部８２から第３
の収容部８ｃにウォーム７１を挿入し、該ウォーム７１
の一端の軸部７１ａを凹孔８１から移動体９の挿入孔９
２に挿入し、その周面を当接部９１で支持するととも
に、嵌合部８２に軸受１３の外輪を嵌合し、また、他端
の軸部７１ｂの凸部１４に軸受１３の内輪を嵌合し、ね
じ環１０をねじ孔８３に螺着する。

【００３１】このねじ環１０の回転操作力は軸受１３の
外輪を介してハウジング８の段部８２ａに加わり、軸受
１３がハウジング８に固定され、該軸受１３の内輪と前
記ウォーム７１の歯部分との間にウォーム７１の揺動を
許容する軸長方向の隙間が生ずる。

【００３２】また、調整ねじ１８の操作により移動体９
を移動させ、該移動体９の当接部９１に当接している軸
部７１ａをラジアル方向へ移動させることにより、ウォ
ーム７１及びウォームホイール７２の噛合部のバックラ
ッシュ量を調整する。このとき、ウォーム７１が凸部１
４を支点として揺動するため、ウォーム７１を軸受１３
の角すきま以上の揺動角度で揺動させることができ、バ
ックラッシュ量の調整代を多くすることができる。

【００３３】また、前記逆入力荷重がウォーム７１に伝
わった場合、付勢手段１７の力に抗し、前記凸部１４を
支点として軸受１３の角すきま以上の揺動角度でウォー
ム７１をウォームホイール７２に対して離隔移動させ得
るため、前記逆入力荷重による軸受１３の破損を防止す
ることができる。

【００３４】また、移動体９は付勢手段１７によって付
勢されているため、ウォーム７１及びウォームホイール
７２の歯が摩耗した場合においてもバックラッシュ量を
良好少なくすることができる。

【００３５】実施の形態２ 図５は実施の形態２における減速機構部分の拡大断面図
である。この実施の形態２の電動式舵取装置は、実施の
形態１の如く軸受１３の内輪とウォーム７１の歯部分と
の間に生じさせた隙間にウォーム７１の揺動を許容する
合成ゴム製の環状の弾性体１９を設けたものである。

【００３６】実施の形態２においては、ウォーム７１の
軸長方向の隙間を弾性体１９によって吸収することがで
きるため、ウォーム７１の軸長方向のがたつきを良好に
なくすることができる。

【００３７】その他の構成及び作用は実施の形態１と同
様であるため、同様の部品については同じ符号を付し、
その詳細な説明及び作用の説明を省略する。

【００３８】実施の形態３ 図６は実施の形態３における減速機構部分の拡大断面図
である。この実施の形態３の電動式舵取装置は、軸部７
１ｂの嵌合部７１ｄに凸部１４を設る代わりに、ハウジ
ング８の嵌合部８２にウォーム７１の揺動を許容する凸
部２０を全周に亘って設け、前記ねじ孔８３、ねじ環１
０及びロックナット１１をなくしたものである。

【００３９】凸部２０は軸長方向の断面形状が弧状とな
るように形成してあり、転がり軸受を用いてなる前記軸
受１３を介してウォーム７１をハウジング８に対して揺
動させることができるようにしてある。

【００４０】凸部２０の両端側には前記軸受１３の外輪
を弾性的に保持する合成ゴム製の環状の弾性体２１を設
け、嵌合部８２に対する軸受１３の安定性を良好にして
ある。また、嵌合部８２の凹孔８１と反対側位置には環
状溝８５が設けてあり、該環状溝８５に前記軸受１３の
外輪の一端と向き合い、軸受１３の軸長方向の移動を規
制するＣ形リング等の規制環２２が着脱可能に取付けら
れている。

【００４１】その他の構成及び作用は実施の形態１と同
様であるため、同様の部品については同じ符号を付し、
その詳細な説明及び作用の説明を省略する。

【００４２】尚、以上説明した実施の形態１、２では、
軸受１３の内周側部分である軸部７１ｂの嵌合部７１ｄ
に凸部１４を設けたが、その他、軸受１３の内周面に凸
部を設けてもよい。また、実施の形態３では、軸受１３
の外周側部分であるハウジング８の嵌合部８２に凸部２
０を設けたが、その他、軸受１３の外周面に凸部を設け
てもよい。また、凸部１４，２０は軸受１３の内周側部
分及び外周側部分の一方に設ける他、両方に設けてもよ
い。また、凸部１４，２０は軸部７１ｂ又はハウジング
８と一体である他、別体とし、圧入等の取付手段によっ
て取付けてもよい。

【００４３】また、以上説明した実施の形態では、ウォ
ーム７１をウォームホイール７２に向けて移動させる移
動手段として円柱形の移動体９を有する構成としたが、
その他、前記軸部７１ａの周りに偏倚孔を有する弾性環
を設けたり、軸部７１ａをラジアル方向へ付勢するスプ
リング等の弾性体を設けたりした構成としてもよく、そ
の構成は特に制限されない。

【００４４】また、以上説明した実施の形態の減速機構
７は、ウォームである駆動歯車７１及びウォームホイー
ルである従動歯車７２を備えたウォーム歯車である他、
ハイポイドピニオンである駆動歯車及びハイポイドホイ
ールである従動歯車を備えたハイポイド歯車であっても
よい。さらに、減速機構はベベルギヤであってもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電動式舵取装置の断面図である。

【図２】本発明に係る電動式舵取装置の実施の形態１に
おける減速機構部分の断面図である。

【図３】図２のIII −III 線の拡大断面図である。

【図４】本発明に係る電動式舵取装置の実施の形態１に
おける減速機構部分の拡大断面図である。

【図５】本発明に係る電動式舵取装置の実施の形態２に
おける減速機構部分の拡大断面図である。

【図６】本発明に係る電動式舵取装置の実施の形態３に
おける減速機構部分の拡大断面図である。

【図７】従来における電動式舵取装置の断面図である。

【図８】従来における電動式舵取装置の減速機構部分の
断面図である。

【符号の説明】

４ 操舵軸 ６ モータ ７ 減速機構 ７１ 駆動歯車（ウォーム） ７１ｄ 嵌合部 ７２ 従動歯車（ウォームホイール） ８ ハウジング ８２ 嵌合部 ９ 移動体 １３ 軸受 １４，２０ 凸部 １５，２２ 規制環

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3D033 CA04 3J009 DA09 DA16 EA06 EA18 EA19 EA23 EA37 EB17 EB24 EC06 FA08 3J030 AB05 AB09 BA03 CA10 5H605 AA00 BB05 CC01 CC04 CC05 CC08 DD03 DD09 EB10 5H607 AA00 BB01 CC01 CC03 CC05 CC07 DD03 DD08 DD17 EE31 EE32 EE36 FF01 GG01 GG08 HH02

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に連動し、ハ
   ウジング内に軸受を介して回転可能に支持された駆動歯
   車と、該駆動歯車に噛合し、舵取機構に繋がる従動歯車
   とを備え、前記モータの回転によって操舵補助するよう
   にした電動式舵取装置において、前記軸受の内周側部分
   及び外周側部分の少なくとも一方は前記駆動歯車の揺動
   を許容する凸部が設けてあることを特徴とする電動式舵
   取装置。
2. 【請求項２】 前記ハウジング及び駆動歯車は前記軸受
   が嵌合される嵌合部を有しており、前記凸部は前記嵌合
   部の軸長方向の断面形状が弧状となるように形成してあ
   る請求項１記載の電動式舵取装置。
3. 【請求項３】 操舵補助用のモータの回転に連動し、ハ
   ウジング内に軸受を介して回転可能に支持され、ラジア
   ル方向への移動が可能な駆動歯車と、該駆動歯車に噛合
   し、舵取機構に繋がる従動歯車と、前記駆動歯車を従動
   歯車に向けて揺動させる揺動手段とを備え、前記モータ
   の回転によって操舵補助するようにした電動式舵取装置
   において、前記軸受の内周側部分及び外周側部分の少な
   くとも一方は前記駆動歯車の揺動を許容する凸部が設け
   てあることを特徴とする電動式舵取装置。