JP2002211420A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 互いの軸線を交差させた状態で噛み合わせた
第１の傘歯車と第２の傘歯車との間で、バックラッシュ
が生じるのを長期間に亘って防止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。 【解決手段】 第２の傘歯車４を第１の傘歯車２方向へ
移動可能とし、第２の傘歯車４を付勢部材７によって第
１の傘歯車２方向へ付勢した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電動モータによ
って車両の操舵補助力を得る電動パワーステアリング装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、前記電動パワーステアリング装置
として、電動モータの回転を、その出力軸に連結された
第１の傘歯車と、この第１の傘歯車に対して互いの軸線
を直交させた状態で噛合された第２の傘歯車とを介し
て、ラック軸を包囲した回転体に伝達し、この回転体の
回転運動を、当該回転体とラック軸との間に設けられた
ボールねじによってラック軸の直線運動に変換可能と
し、前記電動モータを操舵輪（ハンドル）の回転に応答
させて回転駆動させることにより、前記ラック軸に連結
された転舵輪を転舵するための手動操舵力を補助するよ
うにしたものが提供されている。

【０００３】ところが前記した従来の電動パワーステア
リング装置においては、前記第１，第２の各傘歯車の加
工精度や組立精度に起因して、両者の噛み合わせ部分に
バックラッシュが発生することがあり、このバックラッ
シュが発生すると、ステアリングホイールの操舵時にい
わゆる歯打ち音が発生し、これが車内に洩れて運転者や
同乗者に不快感を与えるおそれがあった。

【０００４】そこで、電動モータを装置のハウジングに
対して偏芯移動可能とし、電動パワーステアリング装置
の組み立て時に、前記第２の傘歯車に対する第１の傘歯
車の位置を電動モータの偏芯移動によって調整すること
により、前記バックラッシュが生じるのを防止するよう
にした電動パワーステアリング装置が提案されている
（例えば特開２０００−１９０８５５号公報参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このように装
置の組み立て時にバックラッシュが生じないように調整
しても、装置の長期間の使用によって前記一対の傘歯車
の歯面が磨耗することから、バックラッシュが発生する
のを避けることは困難である。このため、電動パワース
テアリング装置を定期的に分解してバックラッシュ調整
を行う必要がある等、煩雑なメンテナンスが必要である
という問題があった。この発明は、前記問題点に鑑みて
なされたものであり、長期間に亘ってバックラッシュが
生じるのを防止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。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
のこの発明の電動パワーステアリング装置は、電動モー
タによって回転駆動される第１の傘歯車と、直線移動に
よって転舵輪を転舵させるラック軸と、前記第１の傘歯
車に対して互いの軸線を交差させた状態で噛合された第
２の傘歯車と、前記ラック軸を包囲した状態で転がり軸
受を介してハウジングに回転自在に支持され、前記第２
の傘歯車と一体回転可能な回転体と、この回転体と前記
ラック軸との間に構成されたボールねじとを備え、前記
電動モータの回転を前記第１傘歯車及び第２傘歯車を介
して回転体に伝達することにより前記ラックを直線移動
させて、転舵輪を転舵するための手動操舵力を補助する
電動パワーステアリング装置において、前記第２の傘歯
車を前記第１の傘歯車方向へ移動可能とし、当該第２の
傘歯車を付勢部材によって第１の傘歯車方向へ付勢して
いることを特徴としている（請求項１）。

【０００７】前記の構成の電動パワーステアリング装置
によれば、長期間の使用によって各傘歯車が磨耗して
も、前記付勢部材によって第２の傘歯車を当該摩耗に追
従させて第１の傘歯車側に移動させることができる。こ
のため、両傘歯車の噛み合い部分においてバックラッシ
ュが生じるのを防止することができる。

【０００８】前記電動パワーステアリング装置は、前記
付勢部材を、前記転がり軸受の外輪の外側面と、この外
側面に対向するハウジングの付勢部材受け部との間に介
在し、前記第２の傘歯車を回転体に同行させて第１の傘
歯車方向へ移動させるものであるのが好ましい（請求項
２）。この場合には、前記付勢部材によって転がり軸受
の外輪を付勢し、この付勢力を回転体を介して第２の傘
歯車に伝達することができるとともに、前記第２の傘歯
車を回転体に同行させて第１の傘歯車方向へ移動させる
ことができる。このため、前記付勢部材と回転体との相
対回転を許容するための軸受が不要となる。

【０００９】前記請求項２記載の電動パワーステアリン
グ装置においては、そのハウジングを、回転体の一端部
を支持する第１のハウジングと、前記付勢部材受け部を
有し、回転体の他端部を支持する第２のハウジングとに
分割し、前記第１のハウジングと第２のハウジングとの
軸方向の相対位置を、位置調整機構によって調整可能に
しているのが好ましい（請求項３）。この場合には、前
記位置調整機構によって、第１のハウジングと第２のハ
ウジングとの軸方向の相対位置を調整することにより、
前記転がり軸受の外輪の外側面と、この外側面に対向す
るハウジングの付勢部材受け部との間の間隔を調整する
ことができ、この間隔調整により前記付勢部材による第
２の傘歯車の付勢力を調整することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下この発明の電動パワーステア
リング装置の実施の形態について、添付図面を参照しな
がら説明する。図１はこの発明の電動パワーステアリン
グ装置の一実施形態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、長尺のハウジングＨと、このハ
ウジングＨに取り付けられた電動モータ１と、この電動
モータ１によって回転駆動される第１の傘歯車２と、前
記ハウジングＨの内部を挿通し、直線移動によって図示
しない転舵輪を転舵させるラック軸３と、前記第１の傘
歯車２に噛合された第２の傘歯車４と、前記ラック軸３
を包囲した状態でハウジングＨに回転自在に支持された
回転体５と、この回転体５と前記ラック軸３との間に構
成されたボールねじ６と、前記第２の傘歯車４を第１の
傘歯車方向へ付勢する付勢部材７（図２参照）と、操舵
輪の回転をラック軸３の直線運動に変換するラックピニ
オン機構８とによって主要部が構成されている。

【００１１】前記ハウジングＨは、回転体５の図におい
て右端部を支持する第１のハウジングＨ１と、前記回転
体５の図において左端部を支持する第２のハウジングＨ
２と、前記電動モータ１及び第１の傘歯車２を支持する
第３のハウジングＨ３とに分割されている。図２も参照
して、前記第１のハウジングＨ１と第２のハウジングＨ
２とは、位置調整機構１０によって軸方向の相対位置を
調整できるように互いに連結されている。この位置調整
機構１０は、前記第１のハウジングＨ１の左端内周に形
成された雌ねじ１０ａと、第２のハウジングＨ２の右端
外周に形成され、前記雌ねじ１０ａにねじ込まれた雄ね
じ１０ｂと、この雄ねじ１０ｂにねじ込まれたロックナ
ット１０ｃとによって構成されており、前記雌ねじ１０
ａに対する雄ねじ１０ｂのねじ込み深さを調整すること
によって、第１のハウジングＨ１と第２のハウジングＨ
２との軸方向の相対位置を調整することができ、この状
態でロックナット１０ｃを締め付けることによって、両
者の軸方向の相対位置がずれるのを規制することができ
る。

【００１２】電動モータ１は、その出力軸１ａに第１の
傘歯車２が一体回転可能に取り付けられている。この第
１の傘歯車２は鉛直方向に延びる支軸２ａを備えてお
り、この支軸２ａの上端は、ジョイント１ｂを介して電
動モータ１の出力軸１ａに一体回転間可能に連結されて
いる。また、前記支軸２ａの途中部は一対の転がり軸受
１２を介して第３のハウジングＨ３に回転自在に支持さ
れている。この第３のハウジングＨ３は第１のハウジン
グＨ１にねじ込まれて連結されている。

【００１３】ラック軸３は第１のハウジングＨ１及び第
２のハウジングＨ２によって、軸方向へ直線移動可能に
支持されている。このラック軸３の両端は、図示しない
転舵輪にボールジョイント１６を介して連結されてお
り、その直線移動によって転舵輪を転舵させることがで
きる。このラック軸３の図において右端側には、前記ラ
ックピニオン機構８の一部を構成するラックギヤが形成
されている。

【００１４】第２の傘歯車４は回転体５の外周に嵌合さ
れており、キー等によって回転体５との相対回転が規制
されている。この第２の傘歯車４の軸線と前記第１の傘
歯車２の軸線とは互いに直交させてあり、第２の傘歯車
４を第１の傘歯車２に対して図において左側に配置した
状態で両者を噛み合わせてある。回転体５はラック軸３
の外周に隙間を有して嵌合されており、その右端部は第
１の転がり軸受１３を介して第１のハウジングＨ１に回
転自在に支持され、左端部は第２の転がり軸受１４を介
して第２のハウジングＨ２に回転自在に支持されてい
る。この回転体５のうちの前記第２の傘歯車４の背後部
分には、当該第２の傘歯車４が第１の傘歯車２から離反
する方向へ移動するのを規制する段部５ａが形成されて
いる。

【００１５】前記第１の転がり軸受１３はボール軸受に
よって構成されており、回転体５の軸方向への移動を許
容した状態で、当該回転体５を保持している。また、前
記第２の転がり軸受１４についても、ボール軸受によっ
て構成されており、その内輪は回転体５で兼用してい
る。この第２の転がり軸受１４の外輪１４ａと第２のハ
ウジングＨ２とは、軸方向への相対移動が許容されてい
る。したがって、第２の転がり軸受１４の外輪１４ａの
左側面（外側面）を第１の傘歯車２方向へ押圧すること
により、回転体５を右方向へ移動させることができ、こ
の移動に同行させて第２の傘歯車４を第１の傘歯車２方
向へ移動させることができる。

【００１６】ボールねじ６は、前記回転体５とラック軸
３との間に構成されており、回転体５の回転をラック軸
３の直線運動に変換する。付勢部材７は皿ばねによって
構成されており、前記第２の転がり軸受１４の外輪１４
ａの左側面と、この左側面に対向させた状態で隙間Ｓを
設けて第２のハウジングＨ２に形成されたばね受け部
（付勢部材受け部）１５との間に介在している（図３参
照）。この付勢部材７は所定量弾性収縮させた状態で前
記隙間Ｓに介在してあり、これにより、第２の傘歯車４
を、第２の転がり軸受１４及び回転体５を介して第１の
傘歯車２方向に常時付勢することができる。このように
第２の転がり軸受１４を介して第２の傘歯車４を付勢す
ることにより、前記付勢部材７と回転体５との相対回転
を許容するための軸受を別途設ける必要がなく、その
分、装置の構造を簡素にすることができる。

【００１７】ラックピニオン機構８は、図示しない操舵
輪によって回転駆動されるステアリングシャフト８ａ
と、このステアリングシャフト８ａに連結されたピニオ
ンギヤと、このピニオンギヤに噛合され、前記ラック軸
３に形成されたラックギヤとを備えており、操舵輪の回
転操作に伴ってラック軸３を直線運動させることができ
る。前記ステアリングシャフト８ａの回転トルクはトル
クセンサによって検出され、この検出された回転トルク
に応じた動力で前記電動モータ１が駆動されて、ラック
軸３に操舵補助力が付与される。

【００１８】以上の構成の電動パワーステアリング装置
は、第２の傘歯車４が付勢部材７によって第１の傘歯車
２に弾性的に押し付けられているので、長期間の使用に
よって各傘歯車２，４が磨耗しても、前記付勢部材７に
よって第２の傘歯車４を当該摩耗に追従させて回転体５
とともに第１の傘歯車２側に移動させることができる。
このため、両傘歯車２，４の噛み合い部分においてバッ
クラッシュが生じるのを長期間に亘って防止することが
できる。

【００１９】また、前記位置調整機構１０によって第１
のハウジングＨ１と第２のハウジングＨ２との軸方向の
相対位置を調整することにより、前記第２の転がり軸受
１４とばね受け部１５との間の間隔（隙間Ｓ）を調整す
ることができ、この間隔調整により前記付勢部材７によ
る第２の傘歯車４の付勢力を調整することができる。こ
のため、装置の組み立て時において、例えば第２のハウ
ジングＨ２を第１のハウジングＨ１にねじ込む際のトル
クを感知することによって、前記第１の傘歯車２に対し
て第２の傘歯車４を適正な接触圧に噛み合わせることが
でき、これによりバックラッシュを容易且つ適正に調整
することができる

【００２０】。この発明は前記実施の形態に限定される
ものでなく、例えば第２の傘歯車４を回転体５に対して
軸方向へ移動可能に取り付け、この第２の傘歯車４の背
後に付勢部材７を配置して、第２の傘歯車４を直接付勢
部材７により付勢するようにすること、第１の傘歯車２
と第２の傘歯車４の互いの軸線を直角でなく斜めに交差
させるようにすること等、種々の設計変更を施すことが
できる。

【００２１】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の電動パワ
ーステアリング装置によれば、長期間の使用によって各
傘歯車が磨耗しても、前記付勢部材によって第２の傘歯
車を当該摩耗に追従させて第１の傘歯車側に移動させる
ことができるので、両傘歯車の噛み合い部分においてバ
ックラッシュが生じるのを防止することができる。この
ため、メンテンナンスを要することなく、歯打ち音の発
生を防止することができ、この歯打ち音に起因して運転
者や同乗者に不快感を与えるのを長期間に亘って防止す
ることができる。

【００２２】請求項２記載の電動パワーステアリング装
置によれば、付勢部材の付勢力を転がり軸受の外輪を介
して回転体に伝達して、前記第２の傘歯車を回転体に同
行させて第１の傘歯車方向へ移動させることができるの
で、前記付勢部材と回転体との相対回転を許容するため
の軸受が不要であり、その分、装置の構造を簡素にする
ことができる。

【００２３】請求項３記載の電動パワーステアリング装
置によれば、位置調整機構によって、第１のハウジング
と第２のハウジングとの軸方向の相対位置を調整するこ
とにより、付勢部材による第２の傘歯車の付勢力を調整
することができるので、バックラッシュを容易且つ適正
に調整することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の電動パワーステアリング装置の一実
施の形態を示す断面図である。

【図２】前図の要部拡大断面図である。

【図３】付勢部材部分を示す要部拡大断面図である。

【符号の説明】

１ 電動モータ １ａ 出力軸 ２ 第１の傘歯車 ３ ラック軸 ４ 第２の傘歯車 ５ 回転体 ６ ボールねじ ７ 付勢部材 ８ ラックピニオン機構 １０ 取付位置調整機構 １３ 第１の転がり軸受 １４ 第２の転がり軸受 １５ ばね受け部（付勢部材受け部） Ｈ ハウジング Ｈ１ 第１のハウジング Ｈ２ 第２のギヤハウジング Ｈ３ 第３のハウジング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 有馬 雅規 大阪市中央区南船場三丁目５番８号 光洋 精工株式会社内 Ｆターム(参考） 3D033 CA04 3J009 DA03 DA17 EA06 EA23 EA32 FA08

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電動モータによって回転駆動される第１の
   傘歯車と、直線移動によって転舵輪を転舵させるラック
   軸と、前記第１の傘歯車に対して互いの軸線を交差させ
   た状態で噛合された第２の傘歯車と、前記ラック軸を包
   囲した状態で転がり軸受を介してハウジングに回転自在
   に支持され、前記第２の傘歯車と一体回転可能な回転体
   と、この回転体と前記ラック軸との間に構成されたボー
   ルねじとを備え、前記電動モータの回転を前記第１傘歯
   車及び第２傘歯車を介して回転体に伝達することにより
   前記ラックを直線移動させて、転舵輪を転舵するための
   手動操舵力を補助する電動パワーステアリング装置にお
   いて、 前記第２の傘歯車を前記第１の傘歯車方向へ移動可能と
   し、当該第２の傘歯車を付勢部材によって第１の傘歯車
   方向へ付勢してい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】前記付勢部材を、前記転がり軸受の外輪の
   外側面と、この外側面に対向するハウジングの付勢部材
   受け部との間に介在し、前記第２の傘歯車を回転体に同
   行させて第１の傘歯車方向へ移動させる請求項１記載の
   電動パワーステアリング装置。
3. 【請求項３】前記ハウジングを、回転体の一端部を支持
   する第１のハウジングと、前記付勢部材受け部を有し、
   回転体の他端部を支持する第２のハウジングとに分割
   し、前記第１のハウジングと第２のハウジングとの軸方
   向の相対位置を、位置調整機構によって調整可能にして
   いる請求項２記載の電動パワーステアリング装置。