JP2003154945A - 電動式動力舵取装置 - Google Patents
電動式動力舵取装置Info
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Abstract
て舵取り機構に伝える。ウォーム軸を回転自在に支持す
る軸受のハウジングへの組み付けクリアランスが原因で
騒音が発生する場合がある。 【解決手段】ギヤハウジング5のねじ孔46にねじ込ん
だ予圧付与用のねじ部材45によって、第2の転がり軸
受35の外輪39を付勢し、第1及び第2の転がり軸受
34,35に予圧を与える。第1の転がり軸受34の外
輪38を第1の軸受保持孔40のテーパ状の内面に突き
当てて、外輪38と第1の軸受保持孔40の間の径方向
クリアランスをなくす。
Description
操舵補助力を得る電動式動力舵取装置に関するものであ
る。
ばピニオンタイプEPSでは、モータの回転力をウォー
ムに伝え、さらにウォームホイールに伝えることでモー
タの回転を減速してモータの出力を増幅し、ステアリン
グ操作をトルクアシストするようにしている。
のウォーム及びウォームホイールの噛み合いには適度な
バックラッシが必要であるが、例えば石畳み等の悪路を
走行するときに、タイヤからの反力によって上記のバッ
クラッシに起因した歯打ち音が発生する場合がある。こ
の歯打ち音が車室内に騒音として伝わると、運転者に不
快感を与えることになる。
ムホイールの噛み合い精度を向上させて、バックラッシ
を詰めることも考えられるが、バックラッシを詰め過ぎ
ると、フリクションが増加してステアリングシャフトの
回転抵抗が大きくなるので、バックラッシ対策での騒音
低減には限界がある。一方、ウォーム軸を支持する軸受
とこの軸受を保持するギヤハウジングとの組み付けクリ
アランスが原因で、悪路走行時に、軸受がギヤハウジン
グを叩き、ギヤハウジングに振動音を生ずる場合があ
り、この振動音も騒音発生の大きな要因となっている。
あり、軸受の組み付けクリアランスに起因して発生する
騒音を低減することのできる電動式動力舵取装置を提供
することである。
を達成するため、本発明は、操舵補助用の電動モータの
回転軸の回転をウォーム軸およびウォームホイールを介
して舵取り機構に伝える電動式動力舵取装置において、
上記ウォーム軸及びウォームホイールを収容するハウジ
ングと、ウォーム軸の第1及び第2の端部をそれぞれ回
転自在に支持する第1及び第2の軸受と、ハウジングに
設けられ、第1及び第2の軸受をそれぞれ保持する第1
及び第2の軸受保持孔とを備え、第1及び第2の軸受保
持孔の少なくとも一方の内面をテーパ状にしてあること
を特徴とするものである。
の内面に突き当てることにより、軸受の軸方向移動を止
め、且つ軸受と軸受保持孔の間の径方向クリアランスを
零にすることができる。これにより、悪路走行時に軸受
がハウジングを叩くようなことがなく、騒音を格段に低
減することができる。しかも、これを簡単な構造変更の
みで達成できるので、設計の自由度低下やコスト上昇を
抑制することができる。
を突き当てた場合、両者はほぼ線接触となり、摩耗等を
生じるおそれがある。そこで、上記テーパ状の内面を持
つ軸受保持孔の上記内面と対応する軸受の外輪の外周面
との間に介在し両者に面接触する断面略楔状の弾性筒体
を備えていれば好ましい。この場合、弾性筒体が軸受保
持孔及び外輪に面接触するので、摩耗の発生を抑制する
ことができる。また、弾性筒体であれば、寸法交差を厳
しくすることなく軸受保持孔及び外輪に確実に面接触さ
せることができ、装着性が良い。上記弾性筒体として
は、合成樹脂及び/又は合成ゴムを用いることができ
る。
付勢することにより第1及び第2の軸受に予圧を付与す
る予圧付与手段を備える場合には、軸受内部の隙間を除
去して、騒音低減により寄与することができる点で好ま
しい。予圧付与手段によって軸受を軸方向に付勢するこ
とで、上記のテーパ面と軸受を確実に押圧し、軸受の組
み付けクリアランスを確実に除去できる点でも好まし
い。上記軸受保持孔が予圧付与手段に設けられる場合に
は、軸受の組み付けクリアランスの除去と予圧付与とを
簡単な構造にて達成できる点で好ましい。
付図面を参照しつつ説明する。図1は本発明の一実施の
形態の電動式動力舵取装置の概略断面図である。図1を
参照して、本電動式動力舵取装置(以下では単に動力舵
取装置という)では、ステアリングホイール1を取り付
けている入力軸としての第1の操舵軸2と、ラックアン
ドピニオン機構等の舵取機構(図示せず)に連結される
出力軸としての第2の操舵軸3とがトーションバー4を
介して同軸的に連結されている。
ヤハウジング5は、例えばアルミニウム合金からなり、
車体(図示せず)に取り付けられている。ギヤハウジン
グ5は、互いに嵌め合わされる第1のハウジング6と第
2のハウジング7により構成されている。具体的には、
第2のハウジング7は筒状をなし、その上端部7aが第
1のハウジング6の下端外周の環状段部6aに嵌め合わ
されている。第2のハウジング7は減速ギヤ機構として
のウォームギヤ機構8を収容し、第1のハウジング6は
トルクセンサ9及び制御基板10等を収容している。
うに、電動モータMの回転軸32に例えばスプライン3
3等が内周部に形成された継手機構を介して連結される
ウォーム軸11と、このウォーム軸11と噛み合い、且
つ図1に示すように、第2の操舵軸3の軸方向中間部に
一体回転可能で且つ軸方向移動を規制されたウォームホ
イール12とを備える。ウォーム軸11は第2のハウジ
ング7内に一対の転がり軸受34,35(図2参照)を
介して回転自在に支持されている。
一体回転可能に結合される環状の芯金12aと、該芯金
12aの周囲に設けられ外周部に歯が形成された合成樹
脂部材12bとを備えている。芯金12aは例えば合成
樹脂部材12bの樹脂成形時に金型内にインサートされ
るものである。第2の操舵軸3は、ウォームホイール1
2を軸方向の上下に挟んで配置される一対の転がり軸受
13,14により回転自在に支持されている。
ジング6の下端部の筒状突起6b内の軸受保持孔16に
嵌め入れられて保持されている。外輪15の上端面部は
軸受保持孔16の底となる環状の段部17に当接してお
り、第1のハウジング6に対する軸方向上方への移動が
規制されている。一方、転がり軸受13の内輪18は第
2の操舵軸3に締まりばめにより嵌め合わされている。
内輪18の下端面部はウォームホイール12の芯金12
aの上端面部に当接している。
ハウジング7の軸受保持孔20に嵌め入れられて保持さ
れている。外輪19の下端面部は第2のハウジング7の
下端の環状の段部21に当接し、第2のハウジング7に
対する軸方向下方への移動が規制されている。転がり軸
受14の内輪22は、第2の操舵軸3に一体回転可能で
且つ軸方向相対移動を規制されて取り付けられている。
内輪22は第2の操舵軸3の段部23と、第2の操舵軸
3のねじ部に締め込まれるナット24との間に挟持され
ている。
2,3を貫通している。トーションバー4の上端部4a
は、連結ピン25により第1の操舵軸2と一体回転可能
に連結され、トーションバー4の下端部4bは、連結ピ
ン26により第2の操舵軸3と一体回転可能に連結され
ている。第2の操舵軸3の下端部は、図示しない中間軸
を介してラックアンドピニオン機構等の舵取機構に連結
されている。上記の連結ピン25は、第1の操舵軸2と
同軸に配置される第3の操舵軸27を、第1の操舵軸2
と一体回転可能に連結している。第3の操舵軸27はス
テアリングコラムを構成するチューブ28内を貫通して
いる。
軸受からなる転がり軸受29を介して第1のハウジング
6に回転自在に支持されている。第1の操舵軸2の下部
の縮径部30と第2の操舵軸3の上部の孔31とは、第
1及び第2の操舵軸2,3の相対回転を所定の範囲に規
制するように、回転方向に所定の遊びを設けて嵌め合わ
されている。次いで、図2を参照して、ウォーム軸11
は電動モータMの回転軸32から遠い側の端部である第
1の端部11aと、回転軸32に近い側の端部である第
2の端部11bとを備える。これらウォーム軸11の第
1及び第2の端部11a,11bは、ギヤハウジング7
により保持される第1及び第2の転がり軸受34,35
によりそれぞれ回転自在に支持されている。第1及び第
2の転がり軸受34,35は例えば玉軸受からなる。
輪36,37が、それぞれウォーム軸11の第1及び第
2の端部11a,11bの対応するくびれ部に嵌合され
ている。また、第1及び第2の転がり軸受34,35の
外輪38,39は、それぞれギヤハウジング7の第1及
び第2の軸受保持孔40,41にそれぞれ保持されてい
る。第1の軸受保持孔40の内面はウォーム軸11の第
1の端部11aの先端延長方向に向けて先細りとなるテ
ーパ状に形成されている。第1の転がり軸受34の外輪
38の外周肩部が第1の軸受保持孔40のテーパ状の内
面に突き当てられ、外輪38の軸方向及び径方向の移動
が規制されている。外輪38が第1の軸受保持孔40の
内面によって軸方向にも受けられるので、第1の軸受保
持孔40の底部42と第1の転がり軸受34の外輪38
との間には必ず隙間が生ずることになる。
する第1の転がり軸受34の内輪36は、ウォーム軸1
1の位置決め段部43に当接することにより、ウォーム
軸11の第2の端部11b側への移動が規制されてい
る。一方、ウォーム軸11の第2の端部11bを支持す
る第2の転がり軸受35の内輪37はウォーム軸11の
位置決め段部44に当接することにより、ウォーム軸1
1の第1の端部11a側への移動が規制されている。
予圧付与手段としてのねじ部材45により、第1の転が
り軸受34側へ付勢されている。ねじ部材45は、ギヤ
ハウジング7に形成されるねじ孔46にねじ込まれるこ
とにより、第1及び第2の転がり軸受34,35に予圧
を付与すると共に、ウォーム軸11を軸方向に位置決め
している。47は予圧調整後のねじ部材45を止定する
ためにねじ部材45に係合されるロックナットである。
る付勢力が、第2の転がり軸受35及びウォーム軸11
を介して第1の転がり軸受34に与えられ、これによ
り、第1の転がり軸受34の外輪38が第1の軸受保持
孔40のテーパ状の内面に突き当てられる。その結果、
第1の軸受保持孔40のテーパ状の内面によって、第1
の転がり軸受34が軸方向及び径方向に受けられると共
に、第1の転がり軸受34と軸受保持孔40の間の径方
向クリアランスを零にすることができる。したがって、
悪路走行時に第1の転がり軸受34がギヤハウジング5
の第2のハウジング7を叩くようなことがなく、騒音を
格段に低減することができる。しかも、これを単に第1
の軸受保持孔40をテーパ状にするという簡単な構造変
更のみで達成できるので、設計の自由度低下やコスト上
昇を抑制することができる。
り、第1及び第2の転がり軸受34,35の内部隙間を
除去して、騒音低減により寄与することができる。特
に、予圧付与のために第1の転がり軸受34を軸方向に
付勢することで、第1の転がり軸受34の外輪38を第
1の軸受保持孔40のテーパ状の内面に確実に押圧し、
第1の転がり軸受34の組み付けクリアランスを確実に
除去することができる。なお、回転軸32に近い側の第
2の転がり軸受35のほうは、仮に、その外輪39と第
2の軸受保持孔41との間に多少のクリアランスがあっ
たとしても、予圧付与のためのねじ部材45が外輪39
の端面を押圧しているので、径方向に動き難く、振動騒
音を発生するおそれは少ない。
る。図3を参照して、本実施の形態が図2の実施の形態
と異なるのは、第1の軸受保持孔40のテーパ状の内面
と第1の軸受34の外輪38の外周面との間に断面略楔
状の弾性筒体48を介在させている点にある。弾性筒体
48の内周面は外輪38の外周面に沿って貼り付け固定
された円筒面49からなり、外周面は第1の軸受保持孔
40の内面と同等以上の傾斜のテーパ面50からなる。
弾性筒体48は、ナイロン6、ナイロン6−6及びナイ
ロン46などのポリアミド樹脂や、PET(ポリエチレ
ンテレフタレート)、PBT(ポリブチレンテレフタレ
ート)及びLCP(液晶ポリマー)等のポリエステル樹
脂を用いることができる。ガラス繊維、炭素繊維等の強
化材を含んでいても良い。
40の内面や第1の転がり軸受34の外輪38の外周面
に沿うように適度に弾性変形するので、弾性筒体48、
外輪38の外周面、第1の軸受保持孔40の内面の三者
の寸法交差を厳しくする必要がなく、しかも、弾性筒体
48が外輪38の外周面、第1の軸受保持孔40の内面
に確実に面接触して摩耗発生を抑制できると共に弾性筒
体48の装着性が良い。
は、第1の軸受保持孔40のテーパよりも若干傾斜を大
きくするほうが、両者の密着性を高くするうえで好まし
い。また、上記の弾性筒体48に軸方向に延びるすり割
りを設けるようにしても良い。また、図3の弾性筒体4
8に代えて、図4に示すように、第1の転がり軸受34
の外輪38の端面に接する環状フランジ51を底部に有
する弾性筒体48Aを用いることもでき、この場合、軸
方向の位置決めが容易という利点がある。また、弾性筒
体48Aを外輪38に接着等しておく必要は特にない。
(a)及び(b)に示す弾性筒体48Bを用いても良
い。この弾性筒体48Bは、図5(a)に示すように自
由状態で内周面60も外周面50と同様のテーパ面をな
し、図5(b)に示すように、第1の転がり軸受34の
外輪38が装着された状態で、内周面60の一部が弾性
的に変形して、外輪38の外周面に沿う円筒面61と、
外輪38の軸方向端面に面接触する軸方向位置決め段部
62とを形成する。この場合にも、軸方向の位置決めが
容易に達成される点で好ましい。
周面60は外周面50と必ずしも同一傾斜でなくても良
いが、内周面60の最小径が外輪38の外径よりも小さ
いことが必要である。何れにしても、第1の転がり軸受
34が装着される状態で弾性筒体48Bとして断面略楔
形の部分が形成されれば良い。また、弾性筒体48Bが
第1の軸受保持孔40の内周面に貼り付け固定されてい
ても良い。また、図6に示すように、外周にねじ部を有
する筒状の予圧付与用のねじ部材45Aの内周に設けた
第2の軸受保持孔52のテーパ状の内面にて第2の転が
り軸受35の外輪39を受けるようにしても良い。この
場合、第2の転がり軸受35の径方向のがたつきを防止
して、騒音低減に寄与することができる。また、第2の
転がり軸受35の組み付けクリアランスの除去と予圧付
与とを簡単な構造にて達成することができる。なお、第
1の軸受保持孔40と第2の軸受保持孔52のテーパの
傾斜は逆向きである。
同様の弾性筒体48を適用し、外輪39の外周面に貼り
付け固定して用いても良いし(図7参照)、また、図4
の実施の形態と同様の弾性筒体48Aを適用しても良い
(図8参照)。各弾性筒体48,48Aは、第2の転が
り軸受35の外輪39の外周面に沿う円筒面49と、ね
じ部材45Aのテーパ状の第2の軸受保持孔52の内面
に沿うテーパ面50を有する。また、弾性筒体48Aは
外輪39の端面に沿う環状フランジ51を有する。
び(b)の実施の形態と同様の弾性筒体48Bを適用す
るようにしても良い(図9参照)。なお、本発明は上記
各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の特許
請求の範囲で種々の変更を施すことができる。
要部の断面図である。
の要部の拡大断面図である。
取装置の要部の拡大断面図である。
取装置の要部の拡大断面図であり、(a)及び(b)は
第1の転がり軸受の装着前の状態及び装着後の状態をそ
れぞれ示している。
取装置の要部の拡大断面図である。
取装置の要部の拡大断面図である。
取装置の要部の拡大断面図である。
取装置の要部の拡大断面図である。
Claims (5)
- 【請求項1】操舵補助用の電動モータの回転軸の回転を
ウォーム軸およびウォームホイールを介して舵取り機構
に伝える電動式動力舵取装置において、 上記ウォーム軸及びウォームホイールを収容するハウジ
ングと、 ウォーム軸の第1及び第2の端部をそれぞれ回転自在に
支持する第1及び第2の軸受と、 ハウジングに設けられ、第1及び第2の軸受をそれぞれ
保持する第1及び第2の軸受保持孔とを備え、 第1及び第2の軸受保持孔の少なくとも一方の内面をテ
ーパ状にしてあることを特徴とする電動式動力舵取装
置。 - 【請求項2】請求項1において、上記テーパ状の内面を
持つ軸受保持孔の上記内面と対応する軸受の外輪の外周
面との間に介在し両者に面接触する断面略楔状の弾性筒
体を備えることを特徴とする電動式動力舵取装置。 - 【請求項3】請求項2において、上記弾性体が合成樹脂
及び/又は合成ゴムを含むことを特徴とする電動式動力
舵取装置。 - 【請求項4】請求項1,2又は3において、何れか一方
の軸受の外輪を軸方向に付勢することにより第1及び第
2の軸受に予圧を付与する予圧付与手段を備えることを
特徴とする電動式動力舵取装置。 - 【請求項5】請求項4において、上記軸受保持孔が予圧
付与手段に設けられることを特徴とする電動式動力舵取
装置。
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- 2001-11-20 JP JP2001354863A patent/JP3799267B2/ja not_active Expired - Fee Related
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