JP2003072565A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents
電動パワーステアリング装置Info
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- JP2003072565A JP2003072565A JP2001263449A JP2001263449A JP2003072565A JP 2003072565 A JP2003072565 A JP 2003072565A JP 2001263449 A JP2001263449 A JP 2001263449A JP 2001263449 A JP2001263449 A JP 2001263449A JP 2003072565 A JP2003072565 A JP 2003072565A
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- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ウォームやウォームシャフトを軸受に対して
弾性支持した場合等においても、軸受に適正な予圧を付
与することができるようにした電動パワーステアリング
装置を提供する。 【解決手段】 ウォームシャフト55は、基端側の第1
軸受59に支持された比較的長尺の第1シャフト61
と、先端側の第2軸受63に支持された比較的短尺の第
2シャフト65とからなっており、第2シャフト65の
軸芯に穿設された底付穴67に第1シャフト61の先端
が摺動自在に嵌入している。また、第1シャフト61に
は、その先端にスプリング保持穴69が穿設されてお
り、このスプリング保持穴69に圧縮コイルばね71が
所定量圧縮された状態で収納されている。
弾性支持した場合等においても、軸受に適正な予圧を付
与することができるようにした電動パワーステアリング
装置を提供する。 【解決手段】 ウォームシャフト55は、基端側の第1
軸受59に支持された比較的長尺の第1シャフト61
と、先端側の第2軸受63に支持された比較的短尺の第
2シャフト65とからなっており、第2シャフト65の
軸芯に穿設された底付穴67に第1シャフト61の先端
が摺動自在に嵌入している。また、第1シャフト61に
は、その先端にスプリング保持穴69が穿設されてお
り、このスプリング保持穴69に圧縮コイルばね71が
所定量圧縮された状態で収納されている。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ウォーム減速機構
を有する電動パワーステアリング装置に係り、特に、ウ
ォームシャフト支持用の軸受に適正な予圧を与える技術
に関する。
を有する電動パワーステアリング装置に係り、特に、ウ
ォームシャフト支持用の軸受に適正な予圧を与える技術
に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車の操舵系では、外部動力源を用い
て操舵アシストを行わせる、いわゆるパワーステアリン
グ装置が広く採用されている。従来、パワーステアリン
グ装置用の動力源としては、ベーン方式の油圧ポンプが
用いられており、この油圧ポンプをエンジンにより駆動
するものが多かった。ところが、この種のパワーステア
リング装置は、油圧ポンプを常時駆動することによるエ
ンジンの駆動損失が大きい(最大負荷時において、数馬
力〜十馬力程度)ため、小排気量の軽自動車等への採用
が難しく、比較的大排気量の自動車でも走行燃費が無視
できないほど低下することが避けられなかった。
て操舵アシストを行わせる、いわゆるパワーステアリン
グ装置が広く採用されている。従来、パワーステアリン
グ装置用の動力源としては、ベーン方式の油圧ポンプが
用いられており、この油圧ポンプをエンジンにより駆動
するものが多かった。ところが、この種のパワーステア
リング装置は、油圧ポンプを常時駆動することによるエ
ンジンの駆動損失が大きい(最大負荷時において、数馬
力〜十馬力程度)ため、小排気量の軽自動車等への採用
が難しく、比較的大排気量の自動車でも走行燃費が無視
できないほど低下することが避けられなかった。
【0003】そこで、これらの問題を解決するものとし
て、電動モータを動力源とする電動パワーステアリング
装置(Electric Power Steering、以下EPSと記す)
が近年注目されている。EPSには、電動モータの電源
に車載バッテリを用いるために直接的なエンジンの駆動
損失が無く、電動モータが操舵アシスト時にのみに起動
されるために走行燃費の低下も抑えられる他、電子制御
が極めて容易に行える等の特長がある。
て、電動モータを動力源とする電動パワーステアリング
装置(Electric Power Steering、以下EPSと記す)
が近年注目されている。EPSには、電動モータの電源
に車載バッテリを用いるために直接的なエンジンの駆動
損失が無く、電動モータが操舵アシスト時にのみに起動
されるために走行燃費の低下も抑えられる他、電子制御
が極めて容易に行える等の特長がある。
【0004】EPSは、電動モータの装着部位によって
コラムアシスト型やピニオンアシスト型等に分類され、
その型式に応じてステアリングシャフトやステアリング
ギヤピニオン等に対してアシストが行われる。コラムア
シスト型のEPSでは、ステアリングコラムの一部が減
速ギヤボックスにより形成され、この減速ギヤボックス
に電動モータが取り付けられている。電動モータの回転
は、減速ギヤボックスに収納された動力伝達手段たるウ
ォーム減速機構により減速された後、ステアリングシャ
フトの一部を形成するアウトプットシャフトに伝達され
る。
コラムアシスト型やピニオンアシスト型等に分類され、
その型式に応じてステアリングシャフトやステアリング
ギヤピニオン等に対してアシストが行われる。コラムア
シスト型のEPSでは、ステアリングコラムの一部が減
速ギヤボックスにより形成され、この減速ギヤボックス
に電動モータが取り付けられている。電動モータの回転
は、減速ギヤボックスに収納された動力伝達手段たるウ
ォーム減速機構により減速された後、ステアリングシャ
フトの一部を形成するアウトプットシャフトに伝達され
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】動力伝達手段としてウ
ォーム減速機構を採用した場合、ウォームとウォームホ
イールとの歯面間には適度なバックラッシュを設定する
必要がある。例えば、バックラッシュが小さ過ぎれば、
噛み合う歯同士が競り合いを起こし、摩擦トルクの増大
によりハンドルの戻りが悪くなる。一方、バックラッシ
ュが必要以上に大きければ、歯同士の競り合い等は生じ
なくなるが、操舵反転時や悪路走行時にウォームの歯面
とウォームホイールの歯面とが衝突し、比較的大きな叩
き音が生ずる。叩き音は、噛み合うギヤの材質や剛性に
よっても音質が変化し、またバックラッシュが大きいほ
ど大きくなる傾向にある。特に、ウォームとウォームホ
イールとが共に鋼を素材とする場合、叩き音は耳障りな
衝撃音となって、運転者に不快感を与える。
ォーム減速機構を採用した場合、ウォームとウォームホ
イールとの歯面間には適度なバックラッシュを設定する
必要がある。例えば、バックラッシュが小さ過ぎれば、
噛み合う歯同士が競り合いを起こし、摩擦トルクの増大
によりハンドルの戻りが悪くなる。一方、バックラッシ
ュが必要以上に大きければ、歯同士の競り合い等は生じ
なくなるが、操舵反転時や悪路走行時にウォームの歯面
とウォームホイールの歯面とが衝突し、比較的大きな叩
き音が生ずる。叩き音は、噛み合うギヤの材質や剛性に
よっても音質が変化し、またバックラッシュが大きいほ
ど大きくなる傾向にある。特に、ウォームとウォームホ
イールとが共に鋼を素材とする場合、叩き音は耳障りな
衝撃音となって、運転者に不快感を与える。
【0006】そこで、特開平10−281235号公報
等には、ウォームをハウジングに軸直角方向に移動可能
に保持させると共に、弾性部材によってウォームをホイ
ールに押し付け、これにより、打撃音の要因となるバッ
クラッシュ自体を無くすものが提案されている。ところ
が、EPSにおいては、操舵が微少量でかつ反転が繰り
返えされる直進走行時等には、制御ハンチング等を防ぐ
べくパワーアシストを実行せず、ステアリングホイール
からの操舵力のみが出力軸に伝達される。この場合、上
記従来装置のように、ウォームの歯面をウォームホイー
ルの歯面に押し付ける構成を採った場合、噛み合う歯面
間で競り合いが起こることになり、作動トルクが非常に
大きくなってステアリングホイールの操作性や復帰性
(戻り)が悪くなる問題が生じる。
等には、ウォームをハウジングに軸直角方向に移動可能
に保持させると共に、弾性部材によってウォームをホイ
ールに押し付け、これにより、打撃音の要因となるバッ
クラッシュ自体を無くすものが提案されている。ところ
が、EPSにおいては、操舵が微少量でかつ反転が繰り
返えされる直進走行時等には、制御ハンチング等を防ぐ
べくパワーアシストを実行せず、ステアリングホイール
からの操舵力のみが出力軸に伝達される。この場合、上
記従来装置のように、ウォームの歯面をウォームホイー
ルの歯面に押し付ける構成を採った場合、噛み合う歯面
間で競り合いが起こることになり、作動トルクが非常に
大きくなってステアリングホイールの操作性や復帰性
(戻り)が悪くなる問題が生じる。
【0007】そこで、本発明者等は、特開平11−43
062号公報や特開平11−171027号公報等にお
いて、ウォームをハウジングに対して軸方向に移動可能
に保持させると共に、ウォームと一体となったウォーム
シャフトと軸受との間に弾性体を介装させ、これによ
り、ウォームの歯面とウォームホイールの歯面とが衝突
した際にウォームを軸方向に移動させながら緩衝を行
い、衝撃音を低減させるものを提案した。更に、本発明
者等は、ウォームシャフトに軸方向のみ移動可能に低質
量のウォームを外嵌させると共に、ウォームと軸受との
間に弾性体を介装させ、これにより、ウォームの歯面と
ウォームホイールの歯面とが衝突した際にウォームを軸
方向に移動させながら緩衝を行い、ウォームの軽量化に
より衝撃音をより低減させるものを開発した。
062号公報や特開平11−171027号公報等にお
いて、ウォームをハウジングに対して軸方向に移動可能
に保持させると共に、ウォームと一体となったウォーム
シャフトと軸受との間に弾性体を介装させ、これによ
り、ウォームの歯面とウォームホイールの歯面とが衝突
した際にウォームを軸方向に移動させながら緩衝を行
い、衝撃音を低減させるものを提案した。更に、本発明
者等は、ウォームシャフトに軸方向のみ移動可能に低質
量のウォームを外嵌させると共に、ウォームと軸受との
間に弾性体を介装させ、これにより、ウォームの歯面と
ウォームホイールの歯面とが衝突した際にウォームを軸
方向に移動させながら緩衝を行い、ウォームの軽量化に
より衝撃音をより低減させるものを開発した。
【0008】ところが、このようにウォームシャフト
(あるいは、ウォーム)と軸受との間に弾性体を介装さ
せる構成を採った場合、軸受に適正な予圧を与えること
ができなかった。通常、ウォームシャフトの支持に深溝
玉軸受等を用いる場合、軸受からの異音防止や軸受寿命
の向上を図るべく、軸受に所定量の予圧を与えて内外輪
と転動体とを圧接させる必要があるが、この構成では予
圧の値は弾性体の剛性(ばね常数)により決定される。
そのため、適正な予圧を与えるためには、比較的高剛性
の弾性体を用いることが望ましいことになるが、ウォー
ムとウォームホイールとの衝突時の緩衝性能を考慮する
と弾性体の剛性をむやみに高くすることができなかっ
た。すなわち、ウォームの歯面とウォームホイールの歯
面との衝突音の十分な抑制を実現した場合、弾性体の剛
性を適正な予圧を軸受に与えられる値に設定することが
できず、軸受からの異音や軸受寿命の低下を余儀なくさ
れるのである。
(あるいは、ウォーム)と軸受との間に弾性体を介装さ
せる構成を採った場合、軸受に適正な予圧を与えること
ができなかった。通常、ウォームシャフトの支持に深溝
玉軸受等を用いる場合、軸受からの異音防止や軸受寿命
の向上を図るべく、軸受に所定量の予圧を与えて内外輪
と転動体とを圧接させる必要があるが、この構成では予
圧の値は弾性体の剛性(ばね常数)により決定される。
そのため、適正な予圧を与えるためには、比較的高剛性
の弾性体を用いることが望ましいことになるが、ウォー
ムとウォームホイールとの衝突時の緩衝性能を考慮する
と弾性体の剛性をむやみに高くすることができなかっ
た。すなわち、ウォームの歯面とウォームホイールの歯
面との衝突音の十分な抑制を実現した場合、弾性体の剛
性を適正な予圧を軸受に与えられる値に設定することが
できず、軸受からの異音や軸受寿命の低下を余儀なくさ
れるのである。
【0009】本発明は、上記状況に鑑みなされたもの
で、ウォームやウォームシャフトを軸受に対して弾性支
持した場合等においても、軸受に適正な予圧を付与する
ことができるようにした電動パワーステアリング装置を
提供することを目的する。
で、ウォームやウォームシャフトを軸受に対して弾性支
持した場合等においても、軸受に適正な予圧を付与する
ことができるようにした電動パワーステアリング装置を
提供することを目的する。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明では、上
記課題を解決するべく、電動モータの駆動力をウォーム
減速機構を介してステアリングシャフトに伝達して操舵
アシストを行わせる電動パワーステアリング装置であっ
て、電動モータと、この電動モータのモータシャフトに
軸方向のみ相対動可能に連結され、第1および第2軸受
に回転自在に支持されたウォームシャフトと、このウォ
ームシャフトの外周に形成されたウォームと、このウォ
ームに噛み合うと共に、ステアリングシャフトに連結さ
れたウォームホイールとを備え、前記ウォームシャフト
が、構成要素として、前記第1軸受に支持された第1シ
ャフトと、前記第2軸受に支持された第2シャフトと、
当該第1シャフトと当該第2シャフトとを軸方向に離間
させる付勢力を発生する付勢手段とを有するものを提案
する。
記課題を解決するべく、電動モータの駆動力をウォーム
減速機構を介してステアリングシャフトに伝達して操舵
アシストを行わせる電動パワーステアリング装置であっ
て、電動モータと、この電動モータのモータシャフトに
軸方向のみ相対動可能に連結され、第1および第2軸受
に回転自在に支持されたウォームシャフトと、このウォ
ームシャフトの外周に形成されたウォームと、このウォ
ームに噛み合うと共に、ステアリングシャフトに連結さ
れたウォームホイールとを備え、前記ウォームシャフト
が、構成要素として、前記第1軸受に支持された第1シ
ャフトと、前記第2軸受に支持された第2シャフトと、
当該第1シャフトと当該第2シャフトとを軸方向に離間
させる付勢力を発生する付勢手段とを有するものを提案
する。
【0011】また、請求項2の発明では、請求項1の電
動パワーステアリング装置において、前記付勢手段が前
記第1シャフトと前記第2シャフトとの間に介装された
圧縮コイルばねであるものを提案する。
動パワーステアリング装置において、前記付勢手段が前
記第1シャフトと前記第2シャフトとの間に介装された
圧縮コイルばねであるものを提案する。
【0012】また、請求項3の発明では、請求項1の電
動パワーステアリング装置において、前記付勢手段が前
記第1シャフトと前記第2シャフトとの間に介装された
皿ばねであるものを提案する。
動パワーステアリング装置において、前記付勢手段が前
記第1シャフトと前記第2シャフトとの間に介装された
皿ばねであるものを提案する。
【0013】また、請求項4の発明では、請求項1〜3
の電動パワーステアリング装置において、前記ウォーム
が前記ウォームシャフトに所定の移動範囲で軸方向に相
対動可能に外嵌すると共に、当該ウォームの当該ウォー
ムシャフトに対する移動方向の反転時における緩衝を行
う緩衝手段を備えたものを提案する。
の電動パワーステアリング装置において、前記ウォーム
が前記ウォームシャフトに所定の移動範囲で軸方向に相
対動可能に外嵌すると共に、当該ウォームの当該ウォー
ムシャフトに対する移動方向の反転時における緩衝を行
う緩衝手段を備えたものを提案する。
【0014】また、請求項5の発明では、請求項4の電
動パワーステアリング装置において、前記緩衝手段が前
記ウォームと前記ウォームシャフトとの間に介装された
弾性体であるものを提案する。
動パワーステアリング装置において、前記緩衝手段が前
記ウォームと前記ウォームシャフトとの間に介装された
弾性体であるものを提案する。
【0015】また、請求項6の発明では、請求項4の電
動パワーステアリング装置において、前記緩衝手段が前
記ウォームと前記ウォームシャフトとの間に介装された
磁性反発機構であるものを提案する。
動パワーステアリング装置において、前記緩衝手段が前
記ウォームと前記ウォームシャフトとの間に介装された
磁性反発機構であるものを提案する。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明のいくつかの実施形
態を図面を参照して説明する。図1は、第1実施形態に
係るステアリング装置の車室側部分を示す側面図であ
り、同図中の符号1は傾斜配置されたステアリングコラ
ムを示す。ステアリングコラム1は、鋼板製のアッパブ
ラケット3を介して車体側メンバ5に固定された鋼管製
のアッパステアリングコラム(以下、アッパコラムと略
称する)7と、鋼板製のロアブラケット9を介して車体
側メンバ5に固定されたアルミ合金鋳造品の減速ギヤボ
ックス11とから構成されている。
態を図面を参照して説明する。図1は、第1実施形態に
係るステアリング装置の車室側部分を示す側面図であ
り、同図中の符号1は傾斜配置されたステアリングコラ
ムを示す。ステアリングコラム1は、鋼板製のアッパブ
ラケット3を介して車体側メンバ5に固定された鋼管製
のアッパステアリングコラム(以下、アッパコラムと略
称する)7と、鋼板製のロアブラケット9を介して車体
側メンバ5に固定されたアルミ合金鋳造品の減速ギヤボ
ックス11とから構成されている。
【0017】本実施形態のステアリング装置には衝撃吸
収機構(コラプシブル機構)が組み込まれており、二次
衝突時等に図示しない樹脂ピンが破断してアッパコラム
7が脱落するが、煩雑になるためその詳細は省略する。
図中、符号13で示した部材は、アッパコラム7と減速
ギヤボックス11との間に介装された衝撃エネルギー吸
収用の鋼板製ベローズである。
収機構(コラプシブル機構)が組み込まれており、二次
衝突時等に図示しない樹脂ピンが破断してアッパコラム
7が脱落するが、煩雑になるためその詳細は省略する。
図中、符号13で示した部材は、アッパコラム7と減速
ギヤボックス11との間に介装された衝撃エネルギー吸
収用の鋼板製ベローズである。
【0018】アッパコラム7にはアッパステアリングシ
ャフト15が回動自在に支持されており、減速ギヤボッ
クス11にはアウトプットシャフト17が回動自在に支
持されている。また、アッパステアリングシャフト15
の後端にはステアリングホイール19が装着される一
方、アウトプットシャフト17の前端にはユニバーサル
ジョイント21を介してロアステアリングシャフト23
が連結されている。
ャフト15が回動自在に支持されており、減速ギヤボッ
クス11にはアウトプットシャフト17が回動自在に支
持されている。また、アッパステアリングシャフト15
の後端にはステアリングホイール19が装着される一
方、アウトプットシャフト17の前端にはユニバーサル
ジョイント21を介してロアステアリングシャフト23
が連結されている。
【0019】減速ギヤボックス11は、鋼板製ベローズ
13が上端に固着されたギヤボックス本体31と、ロア
ブラケット9と伴にギヤボックス本体31にボルト締め
されたギヤボックスカバー33とからなっている。ギヤ
ボックス本体31には、電動モータ35がその側面に取
り付けられる他、ウォーム37やウォームホイール39
等からなるウォーム減速機構やトルクセンサ(図示せ
ず)が内蔵されている。また、ギヤボックスカバー33
には、アウトプットシャフト17を回動自在に支持する
べく、前後一対のベアリング41,43が保持されてい
る。
13が上端に固着されたギヤボックス本体31と、ロア
ブラケット9と伴にギヤボックス本体31にボルト締め
されたギヤボックスカバー33とからなっている。ギヤ
ボックス本体31には、電動モータ35がその側面に取
り付けられる他、ウォーム37やウォームホイール39
等からなるウォーム減速機構やトルクセンサ(図示せ
ず)が内蔵されている。また、ギヤボックスカバー33
には、アウトプットシャフト17を回動自在に支持する
べく、前後一対のベアリング41,43が保持されてい
る。
【0020】図2は減速ギヤボックスの縦断面図であ
る。この図に示したように、電動モータ35のモータシ
ャフト51は、その軸芯に雌セレーション53が穿設さ
れており、この雌セレーション53にウォームシャフト
55の端部に形成された雄セレーション57が摺動自在
に嵌合している。尚、説明の便宜上、図2においては、
右側を基端側とし、左側を先端側とする。
る。この図に示したように、電動モータ35のモータシ
ャフト51は、その軸芯に雌セレーション53が穿設さ
れており、この雌セレーション53にウォームシャフト
55の端部に形成された雄セレーション57が摺動自在
に嵌合している。尚、説明の便宜上、図2においては、
右側を基端側とし、左側を先端側とする。
【0021】ウォームシャフト55は、基端側(電動モ
ータ35側)の第1軸受(深溝玉軸受)59に支持され
た比較的長尺の第1シャフト61と、先端側の第2軸受
(深溝玉軸受)63に支持された比較的短尺の第2シャ
フト65とからなっており、第2シャフト65の軸芯に
穿設された底付穴67に第1シャフト61の先端が摺動
自在に嵌入している。また、第1シャフト61には、そ
の先端にスプリング保持穴69が穿設されており、この
スプリング保持穴69に本実施形態の付勢手段たる圧縮
コイルばね71が所定量圧縮された状態で収納されてい
る。
ータ35側)の第1軸受(深溝玉軸受)59に支持され
た比較的長尺の第1シャフト61と、先端側の第2軸受
(深溝玉軸受)63に支持された比較的短尺の第2シャ
フト65とからなっており、第2シャフト65の軸芯に
穿設された底付穴67に第1シャフト61の先端が摺動
自在に嵌入している。また、第1シャフト61には、そ
の先端にスプリング保持穴69が穿設されており、この
スプリング保持穴69に本実施形態の付勢手段たる圧縮
コイルばね71が所定量圧縮された状態で収納されてい
る。
【0022】図2中の符号73は第1シャフト61の基
端寄りの部位に形成されたフランジを示しており、この
フランジ73が第1軸受59の内輪に当接している。ま
た、符号75は第2シャフト65に形成されたフランジ
を示しており、このフランジ75が第2軸受63の内輪
に当接している。図中、符号77で示した部材は第1軸
受59の外輪を係止する止め輪であり、ギヤボックス本
体31に形成された環状溝79に嵌入している。
端寄りの部位に形成されたフランジを示しており、この
フランジ73が第1軸受59の内輪に当接している。ま
た、符号75は第2シャフト65に形成されたフランジ
を示しており、このフランジ75が第2軸受63の内輪
に当接している。図中、符号77で示した部材は第1軸
受59の外輪を係止する止め輪であり、ギヤボックス本
体31に形成された環状溝79に嵌入している。
【0023】第1シャフト61には、中空のウォーム3
7が軸方向摺動自在に外嵌すると共に、フランジ73の
近傍に雄セレーション81が形成され、この雄セレーシ
ョン81にウォーム37の端部に形成された雌セレーシ
ョン83が嵌合している。
7が軸方向摺動自在に外嵌すると共に、フランジ73の
近傍に雄セレーション81が形成され、この雄セレーシ
ョン81にウォーム37の端部に形成された雌セレーシ
ョン83が嵌合している。
【0024】ウォーム37には、その基端側に第1フラ
ンジ85が形成されており、この第1フランジ85と第
1シャフト61のフランジ73との間に本実施形態の緩
衝手段たるゴムダンパー89が介装されている。ゴムダ
ンパー89は、合成ゴムを素材とするダンパー本体91
と、ダンパー本体の両端に加硫接着された鋼板製のワッ
シャ93,95とからなっている。また、ウォーム37
には、その先端側に第2フランジ97が形成されてお
り、この第2フランジ97と第2シャフト65のフラン
ジ75との間にもゴムダンパー89が介装されている。
ンジ85が形成されており、この第1フランジ85と第
1シャフト61のフランジ73との間に本実施形態の緩
衝手段たるゴムダンパー89が介装されている。ゴムダ
ンパー89は、合成ゴムを素材とするダンパー本体91
と、ダンパー本体の両端に加硫接着された鋼板製のワッ
シャ93,95とからなっている。また、ウォーム37
には、その先端側に第2フランジ97が形成されてお
り、この第2フランジ97と第2シャフト65のフラン
ジ75との間にもゴムダンパー89が介装されている。
【0025】以下、第1実施形態の作用を述べる。運転
者がステアリングホイール19を回転させると、アッパ
ステアリングシャフト15およびアウトプットシャフト
17,ロアステアリングシャフト23を介して、その回
転力が図示しないステアリングギヤに伝達される。ステ
アリングギヤ内には、回転入力を直線運動に変換するラ
ックアンドピニオン機構等が内蔵されており、タイロッ
ドを介して車輪の舵角が変動して操舵が行われる。この
際、図示しないトルクセンサの検出信号や車速等に基づ
き電動モータ35が正逆いずれかの方向に所定の回転ト
ルクをもって回転し、その回転が減速ギヤ機構を介して
アウトプットシャフト17に伝達され、これにより操舵
アシストが行われる。
者がステアリングホイール19を回転させると、アッパ
ステアリングシャフト15およびアウトプットシャフト
17,ロアステアリングシャフト23を介して、その回
転力が図示しないステアリングギヤに伝達される。ステ
アリングギヤ内には、回転入力を直線運動に変換するラ
ックアンドピニオン機構等が内蔵されており、タイロッ
ドを介して車輪の舵角が変動して操舵が行われる。この
際、図示しないトルクセンサの検出信号や車速等に基づ
き電動モータ35が正逆いずれかの方向に所定の回転ト
ルクをもって回転し、その回転が減速ギヤ機構を介して
アウトプットシャフト17に伝達され、これにより操舵
アシストが行われる。
【0026】さて、自動車の走行中に運転者が操舵方向
を反転させたり、路面からの振動が入力した場合、ウォ
ームホイール39が反転し、ウォームホイール39の歯
面はバックラッシュの分だけ遊動した後ウォーム37の
歯面と衝突する。ところが、本実施形態では、ウォーム
37とウォームシャフト55(第1シャフト61および
第2シャフト65)との間に一対のゴムダンパー89が
介装されているため、ウォーム37の歯面がウォームホ
イール39の歯面と衝突した瞬間にウォーム37がダン
パー本体91を弾性変形させながら所定量軸方向に移動
し、これにより騒音(打音)が大幅に抑制されるのであ
る。尚、ウォーム37は、第1シャフト61のフランジ
73あるいは第2シャフト65の基端面に当接するまで
移動する。
を反転させたり、路面からの振動が入力した場合、ウォ
ームホイール39が反転し、ウォームホイール39の歯
面はバックラッシュの分だけ遊動した後ウォーム37の
歯面と衝突する。ところが、本実施形態では、ウォーム
37とウォームシャフト55(第1シャフト61および
第2シャフト65)との間に一対のゴムダンパー89が
介装されているため、ウォーム37の歯面がウォームホ
イール39の歯面と衝突した瞬間にウォーム37がダン
パー本体91を弾性変形させながら所定量軸方向に移動
し、これにより騒音(打音)が大幅に抑制されるのであ
る。尚、ウォーム37は、第1シャフト61のフランジ
73あるいは第2シャフト65の基端面に当接するまで
移動する。
【0027】一方、本実施形態では、ウォームシャフト
55の第1シャフト61と第2シャフト65とは、スプ
リング保持穴69に収納された圧縮コイルばね71のば
ね力により相離反する方向に付勢されている。そのた
め、第1シャフト61がフランジ73を介して第1軸受
59の内輪を所定の押圧力で基端側に付勢する一方、第
2シャフト65もフランジ75を介して第2軸受63の
内輪を所定の押圧力で先端側に付勢している。これによ
り、第1軸受59および第2軸受63は、所定の予圧を
付与され、異音の発生や軸受寿命の低下が防止されるの
である。尚、本実施形態においては、圧縮コイルばね7
1のばね常数や予備圧縮量等により所望の予圧値を得る
ことが可能である。
55の第1シャフト61と第2シャフト65とは、スプ
リング保持穴69に収納された圧縮コイルばね71のば
ね力により相離反する方向に付勢されている。そのた
め、第1シャフト61がフランジ73を介して第1軸受
59の内輪を所定の押圧力で基端側に付勢する一方、第
2シャフト65もフランジ75を介して第2軸受63の
内輪を所定の押圧力で先端側に付勢している。これによ
り、第1軸受59および第2軸受63は、所定の予圧を
付与され、異音の発生や軸受寿命の低下が防止されるの
である。尚、本実施形態においては、圧縮コイルばね7
1のばね常数や予備圧縮量等により所望の予圧値を得る
ことが可能である。
【0028】図3は、第2実施形態に係る減速ギヤボッ
クスの縦断面図である。この図に示したように、本実施
形態の全体構成は上述した第1実施形態と略同様である
が、付勢手段たる圧縮コイルばね71の位置等が異なっ
ている。例えば、第2実施形態においては、第1シャフ
ト61が比較的短尺に形成される一方、第2シャフト6
5が比較的長尺に形成され、第1シャフト61の軸芯に
穿設された底付穴101に第2シャフト65の基端が嵌
入している。そして、圧縮コイルばね71は、第2シャ
フト65の基端部に穿設されたスプリング保持穴103
に収納されている。また、第1シャフト61の先端側に
は雌セレーション105が形成され、この雌セレーショ
ン105にウォーム37の基端に形成された雄セレーシ
ョン107が嵌合している。第2実施形態は、このよう
に構成に若干の相違があるが、その作用は上述した第1
実施形態と全く同一である。
クスの縦断面図である。この図に示したように、本実施
形態の全体構成は上述した第1実施形態と略同様である
が、付勢手段たる圧縮コイルばね71の位置等が異なっ
ている。例えば、第2実施形態においては、第1シャフ
ト61が比較的短尺に形成される一方、第2シャフト6
5が比較的長尺に形成され、第1シャフト61の軸芯に
穿設された底付穴101に第2シャフト65の基端が嵌
入している。そして、圧縮コイルばね71は、第2シャ
フト65の基端部に穿設されたスプリング保持穴103
に収納されている。また、第1シャフト61の先端側に
は雌セレーション105が形成され、この雌セレーショ
ン105にウォーム37の基端に形成された雄セレーシ
ョン107が嵌合している。第2実施形態は、このよう
に構成に若干の相違があるが、その作用は上述した第1
実施形態と全く同一である。
【0029】図4は第3実施形態に係る減速ギヤボック
スの縦断面図であり、図5は第4実施形態に係る減速ギ
ヤボックスの縦断面図である。これらの図に示したよう
に、3,第4本実施形態の全体構成は上述した第1,第
2実施形態と略同様であるが、緩衝手段として、第1,
第2実施形態のゴムダンパーに代えて、一対の永久磁石
111,113からなる磁性反発機構115が採用され
ている。すなわち、ウォーム37の端部には第1,第2
フランジ85,97に当接するかたちで永久磁石111
が外嵌・固着され、第1シャフト61のフランジ73と
第2シャフト65のフランジ75とには永久磁石113
が固着されている。
スの縦断面図であり、図5は第4実施形態に係る減速ギ
ヤボックスの縦断面図である。これらの図に示したよう
に、3,第4本実施形態の全体構成は上述した第1,第
2実施形態と略同様であるが、緩衝手段として、第1,
第2実施形態のゴムダンパーに代えて、一対の永久磁石
111,113からなる磁性反発機構115が採用され
ている。すなわち、ウォーム37の端部には第1,第2
フランジ85,97に当接するかたちで永久磁石111
が外嵌・固着され、第1シャフト61のフランジ73と
第2シャフト65のフランジ75とには永久磁石113
が固着されている。
【0030】両永久磁石111,113は、軸方向に極
性を有する同一品であるが、同一極(S極あるいはN
極)が対峙するように組み立てられている。これによ
り、両永久磁石111,113間には磁性反発力が生起
され、ウォーム37が第1シャフト61と第2シャフト
65との間に保持される。本実施形態においては、操舵
反転時等にウォームホイール39とウォーム37とが衝
突してウォーム37が軸方向に移動すると、一方の磁性
反発機構115の両永久磁石111,113どうしが接
近あるいは当接する。その際、永久磁石111,113
の磁力の値を適宜設定しておけば、ウォーム37とウォ
ームホイール39との打音を十分に抑えながら、両永久
磁石111,113どうしの衝突を回避あるいは軽減す
ることができる。本実施形態では、緩衝手段として弾性
体を用いていないため、長期間に亘る運転が行われて
も、緩衝性能の低下が起こり難い特長がある。
性を有する同一品であるが、同一極(S極あるいはN
極)が対峙するように組み立てられている。これによ
り、両永久磁石111,113間には磁性反発力が生起
され、ウォーム37が第1シャフト61と第2シャフト
65との間に保持される。本実施形態においては、操舵
反転時等にウォームホイール39とウォーム37とが衝
突してウォーム37が軸方向に移動すると、一方の磁性
反発機構115の両永久磁石111,113どうしが接
近あるいは当接する。その際、永久磁石111,113
の磁力の値を適宜設定しておけば、ウォーム37とウォ
ームホイール39との打音を十分に抑えながら、両永久
磁石111,113どうしの衝突を回避あるいは軽減す
ることができる。本実施形態では、緩衝手段として弾性
体を用いていないため、長期間に亘る運転が行われて
も、緩衝性能の低下が起こり難い特長がある。
【0031】図6は第5実施形態に係る減速ギヤボック
スの要部拡大縦断面図である。本実施形態の構成は前述
した第2実施形態と同様であるが、付勢手段として、圧
縮コイルばねに代えて、一対の皿ばね121,123が
採用されている。皿ばね121,123は、同一品を背
中合わせに配置したものであり、軸方向の厚みを少なく
しても比較的大きなばね力(すなわち、予圧量)を得ら
れる。また、スプリング保持穴を第1シャフト61や第
2シャフト65に加工する必要も無いため、製造コスト
も低減できる。
スの要部拡大縦断面図である。本実施形態の構成は前述
した第2実施形態と同様であるが、付勢手段として、圧
縮コイルばねに代えて、一対の皿ばね121,123が
採用されている。皿ばね121,123は、同一品を背
中合わせに配置したものであり、軸方向の厚みを少なく
しても比較的大きなばね力(すなわち、予圧量)を得ら
れる。また、スプリング保持穴を第1シャフト61や第
2シャフト65に加工する必要も無いため、製造コスト
も低減できる。
【0032】以上で具体的実施形態の説明を終えるが、
本発明の態様は上記実施形態に限られるものではない。
例えば、付勢手段として、第5実施形態の皿ばねを第1
あるいは第3、第4実施形態に採用してもよいし、圧縮
コイルばねや皿ばね以外のものを用いてもよい。また、
緩衝手段として、弾性体や磁性反発機構に代えて、圧縮
コイルばねや圧縮性流体等を用いてもよい。また、上記
各実施形態では、モータシャフトとウォームシャフトと
の連結や第1シャフトと第2シャフトとの連結にセレー
ションを用い、軸受として深溝玉軸受を用いたが、連結
にスプライン等を用いてもよいし、軸受としてアンギュ
ラ玉軸受やテーパローラ軸受等を用いてもよい。更に、
減速ギヤボックスの具体的構成やウォームやウォームシ
ャフトの具体的形状等についても、本発明の主旨を逸脱
しない範囲であれば適宜変更可能である。
本発明の態様は上記実施形態に限られるものではない。
例えば、付勢手段として、第5実施形態の皿ばねを第1
あるいは第3、第4実施形態に採用してもよいし、圧縮
コイルばねや皿ばね以外のものを用いてもよい。また、
緩衝手段として、弾性体や磁性反発機構に代えて、圧縮
コイルばねや圧縮性流体等を用いてもよい。また、上記
各実施形態では、モータシャフトとウォームシャフトと
の連結や第1シャフトと第2シャフトとの連結にセレー
ションを用い、軸受として深溝玉軸受を用いたが、連結
にスプライン等を用いてもよいし、軸受としてアンギュ
ラ玉軸受やテーパローラ軸受等を用いてもよい。更に、
減速ギヤボックスの具体的構成やウォームやウォームシ
ャフトの具体的形状等についても、本発明の主旨を逸脱
しない範囲であれば適宜変更可能である。
【0033】
【発明の効果】以上述べたように、本発明に係る電動パ
ワーステアリング装置によれば、電動モータの駆動力を
ウォーム減速機構を介してステアリングシャフトに伝達
して操舵アシストを行わせる電動パワーステアリング装
置であって、電動モータと、この電動モータのモータシ
ャフトに軸方向のみ相対動可能に連結され、第1および
第2軸受に回転自在に支持されたウォームシャフトと、
このウォームシャフトの外周に形成されたウォームと、
このウォームに噛み合うと共に、ステアリングシャフト
に連結されたウォームホイールとを備え、前記ウォーム
シャフトが、構成要素として、前記第1軸受に支持され
た第1シャフトと、前記第2軸受に支持された第2シャ
フトと、当該第1シャフトと当該第2シャフトとを軸方
向に離間させる付勢力を発生する付勢手段とを有するも
のとしたため、ウォームシャフト自体で第1軸受および
第2軸受に適正な予圧を付与することが可能となり、異
音の発生や軸受寿命の低下が防止される。また、前記ウ
ォームが前記ウォームシャフトに所定の移動範囲で軸方
向に相対動可能に外嵌すると共に、当該ウォームの当該
ウォームシャフトに対する移動方向の反転時における緩
衝を行う緩衝手段を備えたものにおいては、ウォームと
ウォームシャフトとの衝突による騒音が大幅に抑制され
る。
ワーステアリング装置によれば、電動モータの駆動力を
ウォーム減速機構を介してステアリングシャフトに伝達
して操舵アシストを行わせる電動パワーステアリング装
置であって、電動モータと、この電動モータのモータシ
ャフトに軸方向のみ相対動可能に連結され、第1および
第2軸受に回転自在に支持されたウォームシャフトと、
このウォームシャフトの外周に形成されたウォームと、
このウォームに噛み合うと共に、ステアリングシャフト
に連結されたウォームホイールとを備え、前記ウォーム
シャフトが、構成要素として、前記第1軸受に支持され
た第1シャフトと、前記第2軸受に支持された第2シャ
フトと、当該第1シャフトと当該第2シャフトとを軸方
向に離間させる付勢力を発生する付勢手段とを有するも
のとしたため、ウォームシャフト自体で第1軸受および
第2軸受に適正な予圧を付与することが可能となり、異
音の発生や軸受寿命の低下が防止される。また、前記ウ
ォームが前記ウォームシャフトに所定の移動範囲で軸方
向に相対動可能に外嵌すると共に、当該ウォームの当該
ウォームシャフトに対する移動方向の反転時における緩
衝を行う緩衝手段を備えたものにおいては、ウォームと
ウォームシャフトとの衝突による騒音が大幅に抑制され
る。
【図1】第1実施形態に係るステアリング装置の車室側
部分を示す側面図である。
部分を示す側面図である。
【図2】同実施形態における減速ギヤボックスの縦断面
図である。
図である。
【図3】第2実施形態における減速ギヤボックスの縦断
面図である。
面図である。
【図4】第3実施形態における減速ギヤボックスの縦断
面図である。
面図である。
【図5】第4実施形態における減速ギヤボックスの縦断
面図である。
面図である。
【図6】第5実施形態における減速ギヤボックスの要部
拡大縦断面図である。
拡大縦断面図である。
11‥‥減速ギヤボックス
35‥‥電動モータ
37‥‥ウォーム
39‥‥ウォームホイール
51‥‥モータシャフト
53‥‥雌セレーション
55‥‥ウォームシャフト
57‥‥雄セレーション
59‥‥第1軸受
61‥‥第1シャフト
63‥‥第2軸受
65‥‥第2シャフト
71‥‥圧縮コイルばね
73,75‥‥フランジ
81‥‥雄セレーション
83‥‥雌セレーション
85‥‥第1フランジ
89‥‥ゴムダンパー
97‥‥第2フランジ
105‥‥雌セレーション
107‥‥雄セレーション
111,113‥‥永久磁石
115‥‥磁性反発機構
121,123‥‥皿ばね
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Fターム(参考) 3D033 CA04
3J009 EA06 EA19 EA23 EA32 EB20
EC06 EC07 FA04 FA14
3J033 AA01 BA04 BA05 BA08 BB04
BC10
5H607 AA04 BB01 CC01 CC03 DD17
EE32 EE36 EE52
Claims (6)
- 【請求項1】電動モータの駆動力をウォーム減速機構を
介してステアリングシャフトに伝達して操舵アシストを
行わせる電動パワーステアリング装置であって、 電動モータと、 この電動モータのモータシャフトに軸方向のみ相対動可
能に連結され、第1および第2軸受に回転自在に支持さ
れたウォームシャフトと、 このウォームシャフトの外周に形成されたウォームと、 このウォームに噛み合うと共に、ステアリングシャフト
に連結されたウォームホイールとを備え、 前記ウォームシャフトが、構成要素として、前記第1軸
受に支持された第1シャフトと、前記第2軸受に支持さ
れた第2シャフトと、当該第1シャフトと当該第2シャ
フトとを軸方向に離間させる付勢力を発生する付勢手段
とを有することを特徴とする電動パワーステアリング装
置。 - 【請求項2】前記付勢手段が前記第1シャフトと前記第
2シャフトとの間に介装された圧縮コイルばねであるこ
とを特徴とする、請求項1記載の電動パワーステアリン
グ装置。 - 【請求項3】前記付勢手段が前記第1シャフトと前記第
2シャフトとの間に介装された皿ばねであることを特徴
とする、請求項1記載の電動パワーステアリング装置。 - 【請求項4】前記ウォームが前記ウォームシャフトに所
定の移動範囲で軸方向に相対動可能に外嵌すると共に、
当該ウォームの当該ウォームシャフトに対する移動方向
の反転時における緩衝を行う緩衝手段を備えたことを特
徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の電動パ
ワーステアリング装置。 - 【請求項5】前記緩衝手段が前記ウォームと前記ウォー
ムシャフトとの間に介装された弾性体であることを特徴
とする、請求項4記載の電動パワーステアリング装置。 - 【請求項6】前記緩衝手段が前記ウォームと前記ウォー
ムシャフトとの間に介装された磁性反発機構であること
を特徴とする、請求項4記載の電動パワーステアリング
装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001263449A JP2003072565A (ja) | 2001-08-31 | 2001-08-31 | 電動パワーステアリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001263449A JP2003072565A (ja) | 2001-08-31 | 2001-08-31 | 電動パワーステアリング装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003072565A true JP2003072565A (ja) | 2003-03-12 |
Family
ID=19090203
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001263449A Withdrawn JP2003072565A (ja) | 2001-08-31 | 2001-08-31 | 電動パワーステアリング装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003072565A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005055398A1 (ja) * | 2003-11-05 | 2005-06-16 | Jtekt Corporation | 電動パワーステアリング装置およびそれの製造方法 |
JP2011207457A (ja) * | 2010-03-31 | 2011-10-20 | Hitachi Automotive Systems Ltd | パワーステアリング装置 |
KR101248704B1 (ko) | 2009-12-24 | 2013-03-28 | 주식회사 만도 | 전동식 동력 보조 조향장치의 감속기 및 이를 이용한 전동식 동력 보조 조향장치 |
WO2024128162A1 (ja) * | 2022-12-13 | 2024-06-20 | 日本ガスケット株式会社 | モータコアの製造方法、モータコア及びモータコアを具備するモータ |
-
2001
- 2001-08-31 JP JP2001263449A patent/JP2003072565A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005055398A1 (ja) * | 2003-11-05 | 2005-06-16 | Jtekt Corporation | 電動パワーステアリング装置およびそれの製造方法 |
KR101248704B1 (ko) | 2009-12-24 | 2013-03-28 | 주식회사 만도 | 전동식 동력 보조 조향장치의 감속기 및 이를 이용한 전동식 동력 보조 조향장치 |
JP2011207457A (ja) * | 2010-03-31 | 2011-10-20 | Hitachi Automotive Systems Ltd | パワーステアリング装置 |
WO2024128162A1 (ja) * | 2022-12-13 | 2024-06-20 | 日本ガスケット株式会社 | モータコアの製造方法、モータコア及びモータコアを具備するモータ |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20081104 |