JP2002225732A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電動パワーステアリング装置において、電動
モータの回転軸にトルクリミッタを介してアシスト軸を
結合するに際し、使用軸受点数を少なくしてもそれらの
回転軸とアシスト軸を同軸化できるようにし、軸の加工
工数、組付工数を削減すること。 【解決手段】 電動モータ３０の回転軸３２にトルクリ
ミッタ６０を介してアシスト軸３３を結合してなる電動
パワーステアリング装置１０において、トルクリミッタ
６０の駆動側部材６１に、従動側部材６２をインロー結
合するとともに、該従動側部材６２と同一軸上にて回転
軸３２をがたなく一体回転可能に結合し、更に、従動側
部材６２に、回転軸３２と同一軸上にてアシスト軸３３
を一体回転可能に結合してなるもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電動パワーステアリ
ング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電動パワーステアリング装置として、特
開平9-84300号公報に記載の如く、電動モータをハウジ
ングに固定し、該ハウジングに操舵装置のアシスト軸を
支持し、電動モータの回転軸にトルクリミッタを介して
アシスト軸を結合したものがある。トルクリミッタは、
電動モータの回転軸に結合した駆動側部材と、アシスト
軸に結合した従動側部材とを所定のリミットトルクで相
対回転可能に連結し、リミットトルクを越えない通常の
トルク伝達時には電動モータの出力トルクをアシスト軸
に伝達し、操舵中にタイヤが縁石に乗り上げる等の非常
時にはリミットトルクを越える電動モータの衝撃的な慣
性トルクを駆動側部材と従動側部材の相対回転によって
吸収し、トルク伝達経路の損傷を防止する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術では、電動モータの回転軸を駆動側部材に圧入して固
定する一方、アシスト軸を従動側部材にスプライン結合
している。従って、電動モータの回転軸が駆動側部材に
がたなく結合されたとしても、駆動側部材と従動側部材
とに径方向のがたを伴い、更に従動側部材とアシスト軸
のスプライン部での径方向のがたを伴う。このため、電
動モータの回転軸とアシスト軸の同軸化を図るため、ア
シスト軸の両端部をそれらに設けた軸受を介してハウジ
ングに２点支持するとともに、電動モータの回転軸の両
端部もそれらに設けた軸受を介してモータケースに２点
支持する必要があって、使用軸受点数が多く、軸の加工
工数、組付工数も多くなる。

【０００４】本発明の課題は、電動パワーステアリング
装置において、電動モータの回転軸にトルクリミッタを
介してアシスト軸を結合するに際し、使用軸受点数を少
なくしてもそれらの回転軸とアシスト軸を同軸化できる
ようにし、軸の加工工数、組付工数を削減することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、電動
モータをハウジングに固定し、該ハウジングに操舵装置
のアシスト軸を支持し、電動モータの回転軸にトルクリ
ミッタを介してアシスト軸を結合してなり、トルクリミ
ッタが電動モータの回転軸に結合した駆動側部材と、ア
シスト軸に結合した従動側部材とを所定のリミットトル
クで相対回転可能に連結してなる電動パワーステアリン
グ装置において、前記駆動側部材に、従動側部材をイン
ロー結合するとともに、該従動側部材と同一軸上にて回
転軸をがたなく一体回転可能に結合し、従動側部材に、
回転軸と同一軸上にてアシスト軸を一体回転可能に結合
してなるようにしたものである。

【０００６】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て更に、前記アシスト軸の両端部をハウジングに２点支
持し、前記電動モータの回転軸をトルクリミッタが結合
される側と反対側の端部だけをモータケースに１点支持
してなるようにしたものである。

【０００７】

【作用】請求項１の発明によれば下記の作用がある。 トルクリミッタの駆動側部材に、従動側部材をインロ
ー結合するとともに、該従動側部材と同一軸上にて回転
軸をがたなく一体回転可能に結合し、従動側部材には、
回転軸と同一軸上にてアシスト軸を一体回転可能に結合
した。従って、電動モータの回転軸とアシスト軸は、駆
動側部材に最小の組付がたで互いに同一軸上にて結合さ
れ得るものとなる。これにより、電動モータの回転軸の
両端部のうちでトルクリミッタが結合される側の端部
と、アシスト軸の両端部のうちでトルクリミッタが結合
される側の端部のいずれか一方を不支持構造としても、
それらの回転軸とアシスト軸を同軸化でき、使用軸受点
数を少なくし、軸の加工工数、組付工数を削減できる。

【０００８】請求項２の発明によれば下記の作用があ
る。 上述により、アシスト軸の両端部をそれらに設けた
軸受を介してハウジングに２点支持するとともに、駆動
モータの回転軸をトルクリミッタが結合される側と反対
側の端部だけを軸受を介してモータケースに１点支持す
ることができ、電動モータの構成を簡素化して軽量化で
きる。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は電動パワーステアリング装
置を一部破断して示す正面図、図２は図１のII−II線に
沿う断面図、図３は図２のIII−III線に沿う断面図、図
４はトルクリミッタを示す断面図、図５はトルクリミッ
タの変形例を示す断面図である。

【００１０】電動パワーステアリング装置１０は、図
１、図２に示す如く、不図示のブラケットにより車体フ
レーム等に固定されるギヤハウジング１１（第１〜第３
のギヤハウジング１１Ａ〜１１Ｃ）を有する。そして、
ステアリングホイールが結合されるステアリング軸１２
にトーションバー１３を介してピニオン軸１４を連結
し、このピニオン軸１４にピニオン１５を設け、このピ
ニオン１５に噛合うラック１６Ａを備えたラック軸１６
を第１ギヤハウジング１１Ａに左右動可能に支持してい
る。ステアリング軸１２とピニオン軸１４の間には、操
舵トルク検出装置１７を設けてある。尚、ステアリング
軸１２とピニオン軸１４は軸受１２Ａ、１４Ａ、１４Ｂ
を介してギヤハウジング１１に支持される。

【００１１】操舵トルク検出装置１７は、図２に示す如
く、ステアリング軸１２、ピニオン軸１４に係合してい
る円筒状のコア１７Ｃを囲む２個の検出コイル１７Ａ、
１７Ｂを第３ギヤハウジング１１Ｃに設けている。コア
１７Ｃは、ピニオン軸１４のガイドピン１７Ｄに係合す
る縦溝１７Ｅ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１７Ｆに係
合するスパイラル溝１７Ｇ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１３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１４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１４の回転方向の変位がコア１７Ｃを軸方向に
変位させるものとなり、このコア１７Ｃの変位による検
出コイル１７Ａ、１７Ｂの周辺の磁気的変化に起因する
検出コイル１７Ａ、１７Ｂのインダクタンスが変化す
る。即ち、コア１７Ｃがステアリング軸１２側へ移動す
ると、コア１７Ｃが近づく方の検出コイル１７Ａのイン
ダクタンスが増加し、コア１７Ｃが遠ざかる方の検出コ
イル１７Ｂ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。

【００１２】第１ギヤハウジング１１Ａ内でラック軸１
６の一端を挟んでピニオン１５と相対する部分に設けら
れているシリンダ部１８には、図２に示す如く、ラック
ガイド１９が内蔵され、ラックガイド１９（ブッシュ１
９Ａ）はシリンダ部１８に被着されるキャップ２０によ
り背面支持されるばね２１によりラック軸１６の側に弾
発され、ラック軸１６のラック１６Ａをピニオン１５に
押し付けるとともに、ラック軸１６の一端を摺動自在に
支持する。尚、ラック軸１６の他端側は軸受２２により
支持される。また、ラック軸１６の中間部には連結ボル
ト２２Ａ、２２Ｂにより左右のタイロッド２３Ａ、２３
Ｂが連結される。

【００１３】第２ギヤハウジング１１Ｂには、図３に示
す如く、電動モータ３０のモータケース３１が固定さ
れ、電動モータ３０の回転軸３２にはトルクリミッタ６
０を介してアシスト軸３３が結合され、アシスト軸３３
はボールベアリング等の軸受３４、３５により第２ギヤ
ハウジング１１Ｂに両端支持されている。軸受３４の内
輪はストッパリング３６Ａにより、外輪はロックナット
３６Ｂにより保持される。そして、アシスト軸３３の中
間部にウォームギヤ３７を一体に備え、このウォームギ
ヤ３７に噛合うウォームホイール３８をピニオン軸１４
の中間部に固定してある。電動モータ３０の発生トルク
は、ウォームギヤ３７とウォームホイール３８の噛合
い、ピニオン１５とラック１６Ａの噛合いを介してラッ
ク軸１６に操舵アシスト力となって付与され、運転者が
ステアリング軸１２に付与する操舵力をアシストする。

【００１４】ここで、電動モータ３０は第２ギヤハウジ
ング１１Ｂに以下の如くに固定される。即ち、ギヤハウ
ジング１１Ｂに内設した第１インロー部４１に、電動モ
ータ３０のモータケース３１そのものに外設した第２イ
ンロー部４２をインロー結合し、両者をそのインロー結
合部で圧入、かしめ固定する等により緊結固定した。こ
のとき、第１インロー部４１の軸方向略中間部と、第２
インロー部４２の軸方向略中間部との間にＯリング４３
を介装した。Ｏリング４３は、第２インロー部４２の軸
方向略中間部の環状溝４２Ａに装着される。尚、第１イ
ンロー部４１の軸方向略中間部にＯリング装着のための
環状溝を設けても良い。

【００１５】また、電動モータ３０の回転軸３２は一端
部をボールベアリング等の軸受４４を介してモータケー
ス３１に支持され、他端部をトルクリミッタ６０に後述
する如くに支持される。

【００１６】尚、電動モータ３０は以下の如くに構成さ
れている。即ち、電動モータ３０は、モータケース３１
の内周に設置される固定子５１と、回転軸３２に支持さ
れて固定子３１の内側に設置される回転子５２と、回転
子５２のコンミテータ５３に接触せしめられるブラシ５
４とを備える。また、電動モータ３０は、ブラシ５４及
び該ブラシ５４をコンミテータ５３に押設するばね５５
を保持するブラシ保持部５４Ａを備えたつば付短円筒状
のブラシホルダ５６を有し、このブラシホルダ５６の周
方向の一部において、短円筒部５６Ａから外方に突出す
る給電コネクタ５７と、つば部５６Ｂから突き出る横断
面円弧板状の舌片部５８とを備える。ブラシホルダ５６
は、モータケース３１の内周に短円筒部５６Ａを液密に
挿着されるとともに、モータケース３１の周方向の一部
に設けた凹状切欠部（不図示）に給電コネクタ５７と舌
片部５８を液密に嵌合し、舌片部５８の外周面をモータ
ケース３１の第２インロー部４２の外周面に同一曲率で
連続した組立状態とされ、モータケース３１の第２イン
ロー部４２とともにギヤハウジング１１Ｂの第１インロ
ー部４１にインロー結合される。ブラシホルダ５６の舌
片部５８にはＯリング４３のための装着溝５８Ａが設け
られる。ブラシホルダ５６は、給電コネクタ５７と舌片
部５８をモータケース３１の周方向の凹状切欠部に嵌合
したことにより、モータケース３１に設けた固定子５１
の磁石５１Ａに対するブラシ５４の配置（ブラシ保持部
５４Ａの位置）の相対的な位相を適正状態に位置決め
し、モータ３０の回転性能が正転方向と逆転方向で異な
るものになること等性能のバラツキを防止する。

【００１７】また、トルクリミッタ６０は以下の如くに
構成されている。即ち、トルクリミッタ６０は、電動モ
ータ３０の回転軸３２の先端部に設けた嵌合軸部（又は
嵌合孔部）３２Ａに圧入にて結合したハブ６１Ａを備え
るカップ状の駆動側部材６１と、アシスト軸３３の先端
部に設けた嵌合軸部（又は嵌合孔部）３３Ａにスプライ
ン（セレーション）結合したハブ６２Ａを備える略円板
状の従動側部材６２とを有する。トルクリミッタ６０
は、駆動側部材６１の外周部にカバー６３の基部をかし
め固定し、カバー６３の側板部と駆動側部材６１の側板
部の間に順次、板ばね６４、プレッシャプレート６５、
摩擦板６６Ａ、従動側部材６２の円板部６７、摩擦板６
６Ｂを挟圧し、プレッシャプレート６５の係合片６５Ａ
をカバー６３に設けた係合孔６３Ａに係合させてプレッ
シャプレート６５の自由な回転を阻止している。６８は
ハブ６１Ａの外周とハブ６２Ａの内周の間に挟着される
Ｏリング等のシール材である。これにより、トルクリミ
ッタ６０は、通常の操舵時には、板ばね６４の加圧力に
よる摩擦板６６Ａ、６６Ｂに基づく摩擦によって駆動側
部材６１と従動側部材６２を一体回転させ、所定のリミ
ットトルクの作用時には駆動側部材６１と従動側部材６
２の間にすべりを生じさせて相対回転させ、両者に過大
衝撃トルクが作用するのを防止する。

【００１８】しかるに、トルクリミッタ６０にあって
は、駆動側部材６１のハブ６１Ａの外周部６１Ｂに、従
動側部材６２のハブ６２Ａの内周部６２Ｂをインロー結
合するとともに、駆動側部材６１のハブ６１Ａにおいて
その外周部６１Ｂと同軸をなす孔部６１Ｃに、従動側部
材６２と同一軸上にて電動モータ３０の回転軸３２の嵌
合軸部３２Ａを前述の如くに圧入して固定し、がたなく
一体回転可能に結合した。更に、従動側部材６２のハブ
６２Ａの内周部６２Ｂには、回転軸３２（及び駆動側部
材６１）と同軸上にてアシスト軸３３の嵌合軸部３３Ａ
を前述の如くに嵌合し一体回転可能に結合した。

【００１９】即ち、トルクリミッタ６０にあっては、駆
動側部材６１のハブ６１Ａの外周部６１Ｂと従動側部材
６２のハブ６２Ａの内周部６２Ｂをインロー結合するこ
とにより、駆動側部材６１のハブ６１Ａの外周部６１Ｂ
と同軸をなすその孔部６１Ｃと従動側部材６２の内周部
６２Ｂとを同軸化した。そして、電動パワーステアリン
グ装置１０にあっては、電動モータ３０の回転軸３２の
両端部のうちで、トルクリミッタ６０が結合される側の
端部（嵌合軸部３２Ａ）を駆動側部材６１の孔部６１Ｃ
に圧入固定し、アシスト軸３３の両端部のうちでトルク
リミッタ６０が結合される側の端部（嵌合軸部３３Ａ）
を従動側部材６２の内周部６２Ｂに嵌合したから、結果
として回転軸３２とアシスト軸３３の相突き合されるそ
れらの端部（嵌合軸３２Ａ、３３Ａ）同士をトルクリミ
ッタ６０の駆動側部材６１（孔部６１Ｃ）と従動側部材
６２（内周部６２Ｂ）を介して同軸結合するものとな
る。これにより、電動モータ３０の回転軸３２において
トルクリミッタ６０が結合される側の端部はモータケー
ス３１に対し軸受を介さない不支持構造とし、アシスト
軸３３の両端部を前述の如く軸受３４、３５を介してハ
ウジング１１Ｂに２点支持し、電動モータ３０の回転軸
３２は一端部だけを前述の如く軸受４４を介してモータ
ケース３１に１点支持するものとした。

【００２０】本実施形態によれば、以下の作用がある。 トルクリミッタ６０の駆動側部材６１に、従動側部材
６２をインロー結合するとともに、該従動側部材６２と
同一軸上にて回転軸３２をがたなく一体回転可能に結合
し、従動側部材６２には、回転軸３２と同一軸上にてア
シスト軸３３を一体回転可能に結合した。従って、電動
モータ３０の回転軸３２とアシスト軸３３は、駆動側部
材６１に最小の組付けがたで互いに同一軸上にて結合さ
れ得るものとなる。これにより、電動モータ３０の回転
軸３２の両端部のうちでトルクリミッタ６０が結合され
る側の端部と、アシスト軸３３の両端部のうちでトルク
リミッタ６０が結合される側の端部のいずれか一方を不
支持構造としても、それらの回転軸３２とアシスト軸３
３を同軸化でき、使用軸受点数を少なくし、軸の加工工
数、組付工数を削減できる。

【００２１】上述により、アシスト軸３３の両端部
をそれらに設けた軸受３４、３５を介してハウジング１
１Ｂに２点支持するとともに、駆動モータの回転軸３２
をトルクリミッタ６０が結合される側と反対側の端部だ
けを軸受４４を介してモータケース３１に１点支持する
ことができ、電動モータ３０の構成を簡素化して軽量化
できる。

【００２２】図５のトルクリミッタ６０が図４のトルク
リミッタ６０と異なる点は、下記(1)、(2)を採用したこ
とにある。

【００２３】(1)駆動側部材６１のハブ６１Ａの孔部６
１Ｃに電動モータ３０の回転軸３２をがたなく一体回転
可能に結合する構造として、圧入によらず、回転軸３２
の嵌合軸部３２Ａの軸方向の一部をハブ６１Ａの孔部６
１Ｃにインロー部７１Ａにてインロー結合し、他の一部
をハブ６１Ａの孔部６１Ｃにスプライン部７１Ｂにてス
プライン（セレーション）結合した。

【００２４】(2)従動側部材６２のハブ６２Ａの内周部
６２Ｂにアシスト軸３３をがたなく一体回転可能に結合
する構造として、圧入によらず、アシスト軸３３の嵌合
軸部３３Ａの軸方向の一部をハブ６２Ａの内周部６２Ｂ
にインロー部７２Ａにてインロー結合し、他の一部をハ
ブ６２Ａの内周部６２Ｂにスプライン部７２Ｂにてスプ
ライン（セレーション）結合した。この場合は、電動モ
ータ３０の回転軸３２からアシスト軸３３が一体に全て
インロー係合されよりがたなく組付け可能となる。

【００２５】以上、本発明の実施の形態を図面により記
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。

【００２６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、電動パワ
ーステアリング装置において、電動モータの回転軸にト
ルクリミッタを介してアシスト軸を結合するに際し、使
用軸受点数を少なくしてもそれらの回転軸とアシスト軸
を同軸化できるようにし、軸の加工工数、組付工数を削
減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は電動パワーステアリング装置を一部破断
して示す正面図である。

【図２】図２は図１のII−II線に沿う断面図である。

【図３】図３は図２のIII−III線に沿う断面図である。

【図４】図４はトルクリミッタを示す断面図である。

【図５】図５はトルクリミッタの変形例を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

１０ 電動パワーステアリング装置 １１Ｂ ハウジング ３０ 電動モータ ３１ モータケース ３２ 回転軸 ３２Ａ 嵌合軸部 ３３ アシスト軸 ３３Ａ 嵌合軸部 ３４、３５、４４ 軸受 ６０ トルクリミッタ ６１ 駆動側部材 ６２ 従動側部材 ７１Ａ、７２Ａ インロー部 ７１Ｂ、７２Ｂ スプライン部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電動モータをハウジングに固定し、該ハ
   ウジングに操舵装置のアシスト軸を支持し、電動モータ
   の回転軸にトルクリミッタを介してアシスト軸を結合し
   てなり、 トルクリミッタが電動モータの回転軸に結合した駆動側
   部材と、アシスト軸に結合した従動側部材とを所定のリ
   ミットトルクで相対回転可能に連結してなる電動パワー
   ステアリング装置において、 前記駆動側部材に、従動側部材をインロー結合するとと
   もに、該従動側部材と同一軸上にて回転軸をがたなく一
   体回転可能に結合し、 従動側部材に、回転軸と同一軸上にてアシスト軸を一体
   回転可能に結合してな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】 前記アシスト軸の両端部をハウジングに
   ２点支持し、前記電動モータの回転軸をトルクリミッタ
   が結合される側と反対側の端部だけをモータケースに１
   点支持してなる請求項１に記載の電動パワーステアリン
   グ装置。