JP2003026009A - 電動式パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電動モータからの振動・騒音をステアリング
ギヤ装置を介して車室内側へ伝播させないようにする。 【解決手段】 ラックアンドピニオン式ギヤ機構９を形
成するラックバー６のところに設けられるものであって
ボールスクリュー機構６６を形成するボールナット６２
のところに一体的に設けられる従動歯車６１と、従動歯
車６１と噛合い係合をする駆動歯車１と、駆動歯車１の
回転軸１１に所定の継手機構２を介してモータ回転軸３
１が連結される電動モータ３と、電動モータ３のケーシ
ング３５と駆動歯車１及び継手機構２等を収容するハウ
ジング１５との間に設けられるものであって所定の厚さ
を有するゴム状弾性部材５と、からなるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動モータにて駆
動されるパワーアシスト部を有する電動式パワーステア
リング装置に関するものであり、特に、上記電動式のパ
ワーアシスト部をラックアンドピニオン式ギヤ機構を有
するステアリング装置に採用するようにした電動式パワ
ーステアリング装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電動式パワーステアリング装置
における電動モータを収容するケーシングと、上記電動
モータからの動力をステアリングギヤ機構へ伝達する役
目を果すパワーアシスト部を収容するハウジングとの間
は、ボルト・ナット等の締結手段を介して一体的に結合
されるようになっているものである。そして、このよう
なケーシング及びハウジング内にて、上記電動モータの
回転軸とパワーアシスト部を形成する動力伝達軸とが、
スプライン結合手段あるいは所定の継手手段等を介して
連結され、上記電動モータからの動力がパワーアシスト
部側へ伝達されるとともに、当該パワーアシスト部から
ステアリング装置側へ伝達されるようになっているもの
である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
ものにおいては、電動モータとパワーアシスト部側のハ
ウジングとがボルト・ナット等の締結手段にて結合され
ているところから、電動モータの回転運動に伴なう振動
あるいは騒音等がパワーアシスト部を形成するハウジン
グを介してステアリング装置に伝達され、この伝達され
た振動・騒音が車室内あるいはドライバ（操縦者）に伝
播されると言う問題点がある。このような問題点を解決
するために、上記電動モータとパワーアシスト部を収容
するハウジングとの間に、弾性部材を介在させたブッシ
ュ等を用いて結合させるようにしたものが、例えば特開
２０００−３５０３９７号公報等により公表されてい
る。しかしながら、このものは、金属製カラー（ブッシ
ュ）の周りにゴム材等からなる弾性部材をわずかに巻き
付けるようにしたものであり、電動モータとハウジング
との間は基本的には金属どうしの接触部を形成するよう
になっているものである。従って、電動モータからの振
動・騒音の遮断と言う点に関しては不十分である。ま
た、このものは、電動モータを弾性部材によりハウジン
グに対してフローティング支持するようにしているが、
このフローティング支持によって電動モータがハウジン
グ上で踊ると言う現象が生ずることとなる。そのため、
電動モータの回転軸がパワーアシスト部の動力伝達軸を
こじるおそれがあり、パワーアシスト部の円滑な作動を
損ねるおそれがある。このような点に鑑みて、上記電動
モータとパワーアシスト部を収容するハウジングとの間
に、広い範囲にわたってゴム状弾性体からなるシートを
介在させるようにして、上記電動モータ側からは振動・
騒音を上記ハウジング側、延いてはステアリングギヤ機
構を含むステアリング装置側へは伝播させないようにし
た、振動・騒音の遮断機能に優れた電動式パワーステア
リング装置を提供しようとするのが、本発明の目的（課
題）である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明においては次のような手段を講ずることとし
た。すなわち、請求項１記載の発明においては、電動モ
ータからの動力を受けてパワーアシスト機能を発揮する
電動式パワーステアリング装置に関して、操舵力を車輪
側へ伝達する部材のいずれかに設けられる従動歯車と、
当該従動歯車と噛合い係合をする駆動歯車と、当該駆動
歯車の回転軸に、間に軸芯の不一致を許容して回転伝達
を行なう継手機構を有した状態でモータ回転軸が連結さ
れる電動モータと、からなるとともに、当該電動モータ
を収容するケーシングと上記駆動歯車を収容するハウジ
ングとの間に所定の厚さを有するゴム状弾性体を介在さ
せた状態で両者を組付けるようにしたパワーアシスト部
を有する構成を採ることとした。

【０００５】このような構成を採ることにより、本発明
のものにおいては、パワーアシスト部を形成するもので
あってステアリング装置に動力を伝達する役目を果す駆
動歯車等の収容されるハウジングと上記電動モータとの
間が、ゴム状弾性体にて隔絶された状態で結合されるこ
ととなり、電動モータ側からの振動・騒音等は上記ゴム
状弾性体のところで遮断されることとなる。その結果、
電動モータのところで発生した振動・騒音等はステアリ
ング装置を介して車室内へは伝播されないようになる。
また、電動モータの回転軸と駆動歯車の回転軸との間に
は所定の継手機構が設けられるようになっているので、
上記ゴム状弾性体の撓み変形によって上記両軸間におい
て、仮に軸ずれ等が生じたとしても、電動モータからの
回転駆動力は、上記継手機構を介して円滑に駆動歯車側
へと伝達され、パワーアシスト部の作動には何ら支障を
来たすことがない。

【０００６】次に、請求項２記載の発明について説明す
る。このものも、その基本的な点は上記請求項１記載の
ものと同じである。すなわち、本発明においては、請求
項１記載の電動式パワーステアリング装置に関して、上
記従動歯車を、ラックアンドピニオン式ギヤ機構を形成
するラックバーに対してボールスクリュー機構を介して
同軸上に設けられるボールナットのところに一体的に、
かつ、ステアリングシャフトにつながるピニオンギヤの
設置されるところとは異なったところに設けるように
し、一方、この位置に上記駆動歯車を有するパワーアシ
スト部を設置するようにした構成を採ることとした。

【０００７】このような構成を採ることにより、本発明
のものにおいても、上記請求項１記載のものと基本的に
は同じような作用を呈することとなる。これに加えて、
更に、本発明のものにおいては、パワーアシスト部の設
置場所をステアリングシャフトに連結されるピニオンギ
ヤの設置される場所とは異なったところに設定するよう
にしたので、歯車機構の調整作業が円滑に行なわれるよ
うになる。また、上記パワーアシスト部をラックバーの
軸心に対して、その周りに３６０°の範囲内にて自由に
設置することができるようになり、設置位置等に関し
て、その自由度が高められることとなる。

【０００８】次に、請求項３記載の発明について説明す
る。このものも、その基本的な点は上記請求項１または
請求項２記載のものと同じである。すなわち、本発明に
おいては、請求項１または請求項２記載の電動式パワー
ステアリング装置に関して、上記継手機構をオルダム軸
継手からなるようにした。このような構成を採ることに
より、本発明のものにおいても、上記請求項２記載のも
のと同様、ゴム状弾性体の撓み変形によって上記両軸間
において軸芯ずれ等が生じたとしても、これを許容する
ことができるようになる。

【０００９】次に、請求項４記載の発明について説明す
る。このものも、その基本的な点は上記請求項２または
請求項３記載のものと同じである。すなわち、本発明に
おいては、請求項２または請求項３記載の電動式パワー
ステアリング装置に関して、上記ラックバーを収容する
ハウジングのところであって上記ラックバーのストロー
クエンド時にラックバーの一部が接触するように形成さ
れるストッパ部のところに、上記ラックバーとの衝撃的
接触を回避するように形成されるものであって弾性体か
らなる緩衝部材を設けるようにした構成を採ることとし
た。このような構成を採ることにより、本発明のものに
おいては、上記ラックバーのストロークエンド時におい
て、ラックバーのハウジングストッパ部への衝撃的な接
触が回避されるようになる。その結果、ストロークエン
ド時における振動・騒音の発生が抑止されるとともに、
ラックバー周りに設けられたボールスクリュー機構部に
おける食い付き現象の発生等を抑止することができるよ
うになる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、図
１ないし図５を基に説明する。本実施の形態に関するも
のの、その構成は、図１に示す如く、ステアリングギヤ
装置を形成するラックバー６のところに設けられるもの
であってボールスクリュー機構６６（図４参照）を形成
するボールナット６２のところに一体的に設けられるね
じ歯車からなる従動歯車６１と、当該従動歯車を形成す
るねじ歯車６１と噛合い係合をするものであって駆動歯
車１を形成する小ねじ歯車と、当該駆動歯車を形成する
小ねじ歯車１の回転軸１１に所定の継手機構２を介し
て、その回転軸（モータ回転軸）３１が連結される電動
モータ３と、当該電動モータ３のケーシング３５と上記
小ねじ歯車１及び継手機構２等を収容するハウジング１
５との間に設けられるものであって所定の厚さを有する
ゴム状弾性部材５と、からなることを基本とするもので
ある。

【００１１】このような構成からなるパワーアシスト部
８が、図３及び図４に示す如く、ラックアンドピニオン
式ギヤ機構９の、ステアリングシャフトに連結されるピ
ニオンギヤ９１の設けられるところ（位置）とは別のと
ころ（位置）に設けられるようになっているものであ
る。特に、本実施の形態においては、上記ピニオンギヤ
９１とパワーアシスト部８とは、ラックアンドピニオン
式ギヤ機構９を形成するラックバー６の軸線上であっ
て、その平面視において、ほぼ対称形の位置にそれぞれ
が設けられるようになっているものである。このような
配置構成を採ることによって、パワーアシスト部８をピ
ニオンギヤ９１が設置されるところから離れた位置に設
けることができるようになり、ステアリングギヤ装置関
連の各種部品が集中するピニオンギヤ９１周りの構造を
簡略化することができるようになる。その結果、ステア
リングギヤ装置周りのスペースの有効活用を図ることが
できるようになる。

【００１２】次に、このような構成からなる本実施の形
態のものについての、そのパワーアシスト部８について
説明する。その具体的構成について、図１及び図２を基
に説明する。そのうちの一つの例としては、図１に示す
如く、継手機構２にオルダム軸継手を用いるようにした
ものが挙げられる。このものは、図１に示す如く、電動
モータ３の回転軸３１と駆動歯車を形成する小ねじ歯車
１の回転軸１１との間が、オルダム軸継手２にて連結さ
れるようになっているものである。そして、上記電動モ
ータ３を収容するケーシング３５のフランジ部３５５と
上記小ねじ歯車１等を収容するハウジング１５のフラン
ジ部１５５との間には、所定の厚さを有するゴム状弾性
部材５が設けられるとともに、これら両フランジ部１５
５、３５５間は締結ボルト等からなる締結手段５５にて
締め付け固定されるようになっているものである。な
お、上記小ねじ歯車１等を収容するハウジング１５と上
記電動モータ３との間にはゴム状弾性部材５が設けられ
るようになっているところから、上記両者間において
は、電動モータ３の作動中にそれぞれの回転軸３１、１
１間において軸ずれ等の生ずるおそれがある。これに対
処するために、本実施の形態においては、上記継手機構
としてオルダム軸継手２を設けるようにしている。

【００１３】なお、上記継手機構に関しては、オルダム
軸継手２の外に、図２に示すような金属製フレックスカ
ップリング２’からなるものが挙げられる。このもの
は、図２に示す如く、モータ回転軸３１と小ねじ歯車１
側の回転軸１１との間に設けられるものであって複数の
金属製環状体の組合せ集合体からなるものである。すな
わち、可撓性金属環からなるものである。このような構
成からなる本金属製フレックスカップリング２’は、各
金属製環状体間において微少量ではあるが傾き変位をす
ることができるようになっているので、金属製フレック
スカップリング２’全体としては、所定の撓み変形等が
可能となる。従って、モータ回転軸３１と小ねじ歯車１
の回転軸１１との間において、軸芯ずれ、あるいは折れ
曲がり現象等が生じたとしても、いずれについても対処
することができるようになる。

【００１４】次に、このような構成からなる電動モータ
３のケーシング３５と上記継手機構２、２’等の収容さ
れるハウジング１５との間における、ゴム状弾性部材５
を用いた結合部の具体的構造について、図５を基に説明
する。すなわち、本結合部の構造は、図５に示す如く、
電動モータ３側のケーシング３５のフランジ部３５５と
ハウジング１５のフランジ部１５５との間に、所定の厚
さを有するものであって両フランジ部１５５、３５５の
全面にわたって介在するように設けられるゴム状弾性部
材５を設置するようにしたことを基本とするものであ
る。このような構成からなるものにおいて、上記両フラ
ンジ部１５５、３５５間に、ディスタンスピースの役目
を果すカラー５１を設け、更に、このようなカラー５１
を間に介在させた状態で、ツバ付きの締結ボルト５５に
て上記両フランジ部１５５、３５５間を締め付け固定す
るようにしているものである。なお、このような構成か
らなるものにおいて、上記両フランジ部１５５、３５５
におけるカラー５１及び締結ボルト５５の装着される部
分の具体的構成は、図５に示す如く、ゴム状弾性部材５
に設けられるものであって、カラー５１の外径とほぼ同
等の径を有するように形成されたカラー装着穴５１１
と、電動モータ３側のケーシング３５に設けられるフラ
ンジ部３５５に設けられるものであってカラー５１の外
径よりも、わずかにではあるが大き目の値を有するよう
に設定されるカラー挿入穴３５６と、からなるようにな
っているものである。このような構成を採ることによっ
て、上記ゴム状弾性部材５が撓み変形をした場合に、上
記締結ボルト５５及びカラー５１に対して上記電動モー
タ３側のケーシング部３５が傾くのを許容するようにし
ているものである。

【００１５】次に、このようなラックアンドピニオン式
ギヤ機構９を有する電動式パワーステアリング装置にお
ける、その操舵エンド時、具体的には上記ラックバー６
のストロークエンド時における衝撃緩衝機構について、
図１及び図４を基に説明する。このものは、上記ストロ
ークエンド時においてラックバー６の一部が当該ラック
バー６を収容するハウジング１５のストッパ部１５７に
衝突して金属性の衝撃音を発するのを抑止するようにし
ているものである。その具体的構成は、図１及び図４に
示す如く、ハウジング１５の一部に形成されたストッパ
部１５７のところに、板バネ状あるいは皿バネ状のスプ
リングからなる緩衝部材７を設けるようにしたことであ
る。このようなスプリング状の緩衝部材７を設けること
によって、上記ラックバー６のストロークエンド時にお
いて、当該ラックバー６の一端側に設けられたボールジ
ョイント６５の端部等が上記ストッパ部１５７のところ
に設けられた緩衝部材７のところに接触して、上記ボー
ルジョイント６５の端部とストッパ部１５７との衝撃的
な接触、すなわち、衝突を回避するようにしているもの
である。その結果、ラックバー６のストロークエンド
時、すなわち、本ステアリング装置における操舵エンド
時において、振動・騒音の発生等が抑止されることとな
る。

【００１６】次に、本実施の形態のものについての、そ
の作用等について説明する。本実施の形態のものにおい
ては、パワーアシスト部８を形成する小ねじ歯車１等の
収容されるハウジング１５と電動モータ３を収容するケ
ーシング３５との間が、所定の厚さを有するゴム状弾性
部材５を介した状態で結合されるようになっているの
で、電動モータ３側からの振動・騒音等は上記ゴム状弾
性部材５のところで遮断されることとなる。その結果、
電動モータ３のところで発生した振動・騒音等はステア
リング装置を介して車室内へは伝播されないようにな
る。また、上記電動モータ３の回転軸３１と駆動歯車を
形成する小ねじ歯車１の回転軸１１との間にはオルダム
軸継手２または金属製フレックスカップリング２’が設
けられるようになっているので、上記ゴム状弾性部材５
の撓み変形によって上記両軸１１、３１間において、仮
に軸芯ずれ等が生じたとしても、電動モータ３からの回
転駆動力は、上記継手機構２、２’を介して円滑に駆動
歯車である小ねじ歯車１へと伝達されることとなる。な
お、このような構成において、ゴム状弾性部材５の振動
減衰特性は、同部材５の厚さあるいは硬度等を適宜選択
することによって容易に調整することができる。

【００１７】また、本実施の形態においては、パワーア
シスト部８を、ラックアンドピニオン式ギヤ機構９の、
ステアリングシャフトに連結されるピニオンギヤ９１の
設けられるところ（位置）とは別のところ（位置）に、
すなわち、上記ピニオンギヤ９１とパワーアシスト部８
とを、ラックアンドピニオン式ギヤ機構９を形成するラ
ックバー６の軸線上であって、その平面視において、ほ
ぼ対称形の位置に設けるようにしたので、ステアリング
ギヤ装置関連の各種部品が集中するピニオンギヤ９１周
りの構造を簡略化することができるようになる。その結
果、ステアリングギヤ装置周りのスペースの有効活用を
図ることができるようになる。

【００１８】また、本実施の形態においては、上記ラッ
クバー６を収容するハウジング１５のところに設けられ
たストッパ部１５７のところに、上記ラックバー６のス
トロークエンド時に当該ラックバー６の一方の端部側に
設けられたボールジョイント６５の端部等が接触する緩
衝部材７を設けるようにしたので、ラックバー６のスト
ロークエンド時において、振動・騒音の発生を抑止する
ことができるようになる。また、ボールスクリュー機構
６６におけるボールナット６１の食い付き現象等を抑止
することができるようになる。

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば、電動モータからの動力
を受けてパワーアシスト機能を発揮する電動式パワース
テアリング装置に関して、操舵力を車輪側へ伝達する部
材のいずれかに設けられる従動歯車と、当該従動歯車と
噛合い係合をする駆動歯車と、当該駆動歯車の回転軸
に、間に軸芯の不一致を許容して回転伝達を行なう継手
機構を有した状態でモータ回転軸が連結される電動モー
タと、からなるとともに、当該電動モータを収容するケ
ーシングと上記駆動歯車を収容するハウジングとの間に
所定の厚さを有するゴム状弾性体を介在させた状態で両
者を組付けるようにしたパワーアシスト部を有する構成
を採ることとしたので、パワーアシスト部を形成するも
のであってステアリング装置に動力を伝達する役目を果
す駆動歯車等の収容されるハウジングと上記電動モータ
との間が、ゴム状弾性体にて隔絶された状態で結合され
ることとなり、電動モータ側からの振動・騒音等は上記
ゴム状弾性体のところで遮断されるようになった。その
結果、電動モータのところで発生した振動・騒音等はス
テアリング装置を介して車室内へは伝播されないように
なった。また、電動モータの回転軸と駆動歯車の回転軸
との間には所定の継手機構が設けられるようになってい
るので、上記ゴム状弾性体の撓み変形によって上記両軸
間において、仮に軸ずれ等が生じたとしても、電動モー
タからの回転駆動力は、上記継手機構を介して円滑に駆
動歯車側へと伝達されるようになり、パワーアシスト部
における円滑な作動が確保されるようになった。

【００２０】また、本発明においては、上記従動歯車を
ラックアンドピニオン方式のステアリングギヤ装置を形
成するラックバーに設けられるものであって当該ラック
バーに対してボールスクリュー機構を介して同軸上に設
けられるボールナットに一体的に、かつ、ステアリング
シャフトにつながるピニオンギヤの設置されるところと
は異なったところに設けるようにし、一方、上記駆動歯
車を有するパワーアシスト部をこの位置に設置するよう
にした構成を採ることとしたので、パワーアシスト部の
設置場所がステアリングシャフトに連結されるピニオン
ギヤの設置される場所とは異なったところに設定される
ようになり、歯車機構の調整作業等が円滑に行なわれる
ようになった。また、上記パワーアシスト部をラックバ
ーの軸心に対して、その周りに、３６０°の範囲内にて
自由に設置することができるようになり、設置位置等に
関して、その自由度が高められるようになった。

【００２１】また、本発明においては、上記継手機構を
オルダム軸継手からなるようにしたので、ゴム状弾性体
の撓み変形によって上記両軸間において軸芯ずれ等が生
じたとしても、それを許容することができるようになっ
た。

【００２２】また、本発明においては、上記ラックバー
を収容するハウジングのところに設けられるストッパ部
のところに、上記ラックバーのストロークエンド時にラ
ックバーの一部が接触するように形成されるものであっ
て弾性体からなる緩衝部材を設けるようにした構成を採
ることとしたので、上記ラックバーのストロークエンド
時において、ラックバーのハウジングストッパ部への衝
撃的な接触が回避されるようになった。その結果、スト
ロークエンド時における衝撃音の発生が抑止されるとと
もに、ラックバー周りに設けられるボールスクリュー機
構部における食い付き現象の発生等を抑止することがで
きるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の主要部を成す継手機構周りの全体構成
を示すものであって継手機構にオルダム軸継手を用いる
ようにしたものについての、その縦断面図である。

【図２】継手機構に金属製フレックスカップリングを採
用するようにしたものについての、その縦断面図であ
る。

【図３】本発明の全体構成を示す平面図である。

【図４】本発明の全体構成を示す縦断面図である。

【図５】本発明にかかるパワーアシスト部におけるゴム
状弾性部材の取付構造を示す部分断面図である。

【符号の説明】

１ 駆動歯車（小ねじ歯車） １１ 回転軸 １５ ハウジング １５５ フランジ部 １５７ ストッパ部 ２ 継手機構（オルダム軸継手） ２’ 継手機構（金属製フレックスカップリング） ３ 電動モータ ３１ モータ回転軸 ３５ ケーシング ３５５ フランジ部 ３５６ カラー挿入穴 ５ ゴム状弾性体（ゴム状弾性部材） ５１ カラー ５１１ カラー装着穴 ５５ 締結手段（締結ボルト） ６ ラックバー ６１ 従動歯車（ねじ歯車） ６２ ボールナット ６５ ボールジョイント ６６ ボールスクリュー機構 ７ 緩衝部材 ８ パワーアシスト部 ９ ラックアンドピニオン式ギヤ機構 ９１ ピニオンギヤ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鵜飼 文郎 愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田工 機株式会社内 (72)発明者 川幡 信之 愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田工 機株式会社内 Ｆターム(参考） 3D033 CA04 CA05 CA22 CA23 3J048 AA01 BA24 BC04 BC05 EA21

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 操舵力を車輪側へ伝達する部材のいずれ
   かに設けられる従動歯車と、当該従動歯車と噛合い係合
   をする駆動歯車と、当該駆動歯車の回転軸に、間に軸芯
   の不一致を許容して回転伝達を行なう継手機構を有した
   状態でモータ回転軸が連結される電動モータと、からな
   るとともに、当該電動モータを収容するケーシングと上
   記駆動歯車を収容するハウジングとの間に所定の厚さを
   有するゴム状弾性体を介在させた状態で両者を組付ける
   ようにした構成からなるパワーアシスト部を有すること
   を特徴とする電動式パワーステアリング装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の電動式パワーステアリン
   グ装置において、上記従動歯車を、ラックアンドピニオ
   ン式ギヤ機構を形成するラックバーに対してボールスク
   リュー機構を介して同軸上に設けられるボールナットの
   ところに一体的に、かつ、ステアリングシャフトにつな
   がるピニオンギヤの設置されるところとは異なったとこ
   ろに設けるようにし、一方、この位置に上記駆動歯車を
   有するパワーアシスト部を設置するようにしたことを特
   徴とする電動式パワーステアリング装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２記載の電動式パ
   ワーステアリング装置において、上記継手機構をオルダ
   ム軸継手からなるようにしたことを特徴とする電動式パ
   ワーステアリング装置。
4. 【請求項４】 請求項２または請求項３記載の電動式パ
   ワーステアリング装置において、上記ラックバーを収容
   するハウジングのところであって上記ラックバーのスト
   ロークエンド時に当該ラックバーの一部が接触するよう
   に形成されたストッパ部のところに、上記ラックバーと
   の衝撃的接触を回避するように形成された緩衝部材を設
   けるようにしたことを特徴とする電動式パワーステアリ
   ング装置。