JP2003327140A - 電動式パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 モータの回転力をウォームに伝動する伝動部
でのラジアル隙間の量を少なくすることができるととも
に、ウォームとウォームホイールとの良好な噛合関係を
維持しつつモータと車体、車両部品等との干渉をなくす
るようにする。 【解決手段】 モータ５が取付けられるハウジング８
と、モータ５の出力軸５０にその一端部が継合されるウ
ォーム６と、該ウォーム６のモータ側をハウジング８に
支持する転がり軸受９と、前記ウォーム６に噛合するウ
ォームホイール７と、ウォーム６のモータ５と反対側で
ウォーム６をウォームホイール７に向けて押付ける押付
体２２とを備え、前記ハウジング８は前記出力軸５０が
転がり軸受９の中心に対して傾斜する如くモータ５を取
付け可能としてあり、前記モータ５の回転力を前記ウォ
ーム６に伝動する伝動部Ａを前記転がり軸受９の軸長方
向中央近傍に設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は操舵補助力の発生源
としてモータを用いてなる電動式パワーステアリング装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両用の電動式パワーステアリング装置
としては、例えば操舵輪に繋がる上側の操舵軸及び該上
側の操舵軸にトーションバーを介して同軸的に繋がる下
側の操舵軸の相対角変位量によって前記上側の操舵軸に
加わる操舵トルクを検出し、検出したトルク等に基づい
て操舵補助用のモータを駆動し、該モータの出力軸の回
転力を減速歯車機構を介して舵取機構に伝動することに
より、操舵輪の回転に応じた舵取機構の動作を前記モー
タの回転により補助し、舵取りのための運転者の労力負
担を軽減するように構成されている。

【０００３】図６は従来の電動式パワーステアリング装
置の構成を示す断面図である。電動式パワーステアリン
グ装置はその一端部がモータ１０６の出力軸１００にセ
レーション嵌合されるウォーム１０１と、該ウォーム１
０１に噛合し、下側の操舵軸１０５に嵌合固定されるウ
ォームホイール１０２とを備えている。

【０００４】ウォーム１０１は、前記下側の操舵軸１０
５の軸芯と交叉するように配置され、一端部が転がり軸
受１０３を介してハウジング（不図示）内に回転自在に
支持されており、また、他端部が前記ハウジングに対し
てウォーム１０１のラジアル方向へ移動が可能な移動体
（不図示）を介して前記ハウジング内に回転自在に支持
されており、該移動体を操作することによりウォーム１
０１をウォームホイール１０２に向けて押付け、ウォー
ム１０１及びウォームホイール１０２の噛合部のバック
ラッシュ量を少なくし、転舵時のバックラッシュによる
歯打ち音をなくするように構成されている。また、ウォ
ーム１０１は前記出力軸１００の回転力がウォーム１０
１に伝動される伝動部Ａに対しモータ１０６と反対側へ
離間した位置に軸受座１０４を有しており、この軸受座
１０４に前記転がり軸受１０３が嵌合固定されている。
つまり、出力軸１００の回転力がウォーム１０１に伝動
される伝動部Ａは、ウォームを支持する転がり軸受１０
３と前記モータとの間に配置されている。また、ウォー
ム１０１を支持するハウジングの前記転がり軸受１０３
側には前記モータ１０６がボルト等の締結手段によって
取付けられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、以上のよう
に構成された従来の電動式パワーステアリング装置にあ
っては、前記移動体を操作することにより、ウォーム１
０１は転がり軸受１０３への支持部Ｂを支点として揺動
することになる。このウォーム１０１の前記支持部Ｂを
支点とする揺動を許容するには、前記転がり軸受１０３
の近傍位置で軸長方向に離間して配置される前記伝動部
Ａにラジアル隙間を設ける必要がある。

【０００６】ところが、前記伝動部Ａでのラジアル隙間
の量が多い場合、伝動部Ａのラジアル方向へのガタつき
量が多くなり、伝動部Ａで音鳴りが発生するとともに、
伝動部Ａでの噛み合いが不完全になり、伝動効率が悪く
なる。また、前記伝動部Ａでのラジアル隙間の量が少な
い場合、バックラッシュ量の調整代を充分に確保するこ
とができないことになり、改善策が要望されていた。

【０００７】また、電動式パワーステアリング装置が搭
載される車両における電動式パワーステアリング装置の
近傍にはエンジン等の車両部品の多くが搭載されてお
り、しかも、電動式パワーステアリング装置の配置スペ
ースは制限されるのに対し、電動式パワーステアリング
装置のモータは操舵軸に対して該操舵軸と交差する方向
へ大きく張り出しているため、車両の種類によっては前
記モータ１０６が車体、車両部品等と干渉することがあ
る。このモータの車体、車両部品等との干渉をなくする
には、電動式パワーステアリング装置の設計段階でウォ
ーム１０１の回転中心に対してモータの出力軸１００を
傾斜させるごとくモータを取り付けることが考えられ
る。

【０００８】ところが、出力軸１００の回転力がウォー
ム１０１に伝動される伝動部Ａは、ウォーム１０１を支
持する転がり軸受１０３と前記モータ１０６との間に配
置されているため、ウォーム１０１の回転中心に対して
モータの出力軸１００を傾斜させる如くモータを取り付
けた場合、出力軸１００とともに前記ウォーム１０１が
前記転がり軸受１０３への支持部を支点として傾斜し、
該ウォーム１０１のウォームホイール１０２との噛合関
係が悪くなり、改善策が要望されていた。

【０００９】本発明は斯る事情に鑑みてなされたもので
あり、主たる目的は伝動部でのラジアル隙間の量を少な
くすることができるとともに、バックラッシュ量の調整
代を充分に確保することができ、さらに、ウォームとウ
ォームホイールとの噛合関係を悪くすることなく、設計
段階でウォームの回転中心に対してモータの出力軸を傾
斜させる如くモータを取り付けた場合においても、ウォ
ームとウォームホイールとの良好な噛合関係を維持しつ
つモータと車体、車両部品等との干渉を改善することが
できる電動式パワーステアリング装置を提供することに
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】第１発明に係る電動式パ
ワーステアリング装置は、操舵補助用のモータが取付け
られるハウジングと、前記モータの出力軸にその一端部
が継合される小歯車と、該小歯車のモータ側を前記ハウ
ジングに回転自在に支持する転がり軸受と、前記小歯車
に噛合し舵取機構に繋がる大歯車と、前記小歯車のモー
タと反対側で小歯車を大歯車に向けて押付ける押付手段
とを備え、前記モータの回転によって操舵補助するよう
にした電動式パワーステアリング装置において、前記ハ
ウジングは前記出力軸が前記転がり軸受の中心に対して
傾斜する如くモータを取付け可能としてあり、前記出力
軸の回転力を前記小歯車に伝動する伝動部を前記転がり
軸受の内側に設けてあることを特徴とする。

【００１１】第１発明にあっては、モータの回転力を小
歯車に伝動する伝動部が小歯車を支持する転がり軸受の
内側に設けてあるため、小歯車を大歯車に向けて押付け
る押付手段によってバックラッシュ量を調整する場合、
転がり軸受への支持部を支点として揺動する小歯車の伝
動部でのラジアル隙間の量を小さくすることができると
ともに、バックラッシュ量の調整代を充分に確保するこ
とができ、しかも、出力軸は前記伝動部を中心としてウ
ォームに対して傾斜させることができるため、ウォーム
のウォームホイールとの良好な噛合関係を維持しつつモ
ータと車体、車両部品等との干渉を改善することができ
る。

【００１２】第２発明に係る電動式パワーステアリング
装置は、前記伝動部は前記転がり軸受の軸長方向中央近
傍に設けてあることを特徴とする。第２発明にあって
は、モータの回転力を小歯車に伝動する伝動部を、小歯
車の転がり軸受への支持部に可及的に近付けることがで
きるため、小歯車の伝動部でのラジアル隙間の量を可及
的に小さくすることができるとともに、バックラッシュ
量の調整代を充分に確保することができ、さらに、モー
タの出力軸の傾斜角を比較的大きくした場合でも、ウォ
ームのウォームホイールとの良好な噛合関係を維持しつ
つモータと車体、車両部品等との干渉を改善することが
できる。

【００１３】第３発明に係る電動式パワーステアリング
装置は、前記伝動部はセレーション嵌合されていること
を特徴とする。

【００１４】第３発明にあっては、モータの回転力をセ
レーションのほぼ全ての凸部乃至凹部から伝動すること
ができるため、伝動効率を高めることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下本発明をその実施の形態を示
す図面に基づいて詳述する。 実施の形態１ 図１は本発明に係る電動式パワーステアリング装置の実
施の形態１の構成を示す断面図である。電動式パワース
テアリング装置は、上端が舵取りのための操舵輪Ｃに繋
がり、下端に筒部１ａを有する上側の操舵軸１と、前記
筒部１ａ内に挿入されてその上端が前記上側の操舵軸１
の筒部１ａに同軸的に連結され、前記操舵輪Ｃに加わる
操舵トルクの作用によって捩れるトーションバー２と、
下端が前記トーションバー２の下端に同軸的に連結され
る下側の操舵軸３と、前記トーションバー２の捩れに応
じた上側の操舵軸１及び下側の操舵軸３の相対回転変位
量によって前記操舵輪Ｃに加わる操舵トルクを検出する
トルクセンサ４と、該トルクセンサ４が検出したトルク
等に基づいて駆動される操舵補助用のモータ５と、該モ
ータ５の出力軸５０（図２参照）に連動し、該出力軸５
０の回転を減速して出力軸３に伝動するウォーム６及び
ウォームホイール７を有する減速歯車機構Ｄと、前記モ
ータ５が取付けられ、前記トルクセンサ４及び前記減速
歯車機構Ｄが収容されるハウジング８とを備えている。

【００１６】このハウジング８は、前記トルクセンサ４
を収容する第１収容部８ａと、該第１収容部８ａに連な
り、前記ウォームホイール７を収容する第２収容部８ｂ
と、該第２収容部８ｂに連なり、前記ウォーム６を収容
する第３収容部８ｃとを備えている。

【００１７】図２は実施の形態１の減速歯車機構部分の
構成を示す断面図である。第３収容部８ｃはウォーム６
の軸長方向に長くなっており、その長手方向一端が開放
され、他端が閉鎖されている。第３収容部８ｃの一端部
には転がり軸受９が嵌合される第１の嵌合孔８１と、該
第１の嵌合孔８１の一端に連なる環状溝８２と、該環状
溝８２に連なるモータ取付部８３と、前記第１の嵌合孔
８１の他端に連なり前記転がり軸受９の移動を規制する
規制部８４とが設けられている。そして、前記第１の嵌
合孔８１に単列玉軸受からなる前記転がり軸受９の外輪
９ａが嵌合され、環状溝８２に止め輪１０が嵌め込ま
れ、この止め輪１０と前記規制部８４とによって転がり
軸受９の軸長方向への移動を規制している。

【００１８】モータ取付部８３は、モータ５におけるモ
ータケース５１の一端に前記出力軸５０と同軸的に突設
された嵌合環部５２が嵌合される第２の嵌合孔８３ａ
と、該第２の嵌合孔８３ａに連なる取付座８３ｂとを有
しており、該取付座８３ｂに前記モータケース５１の一
端が対接した状態でモータ５が取付けられる。そして、
第２の嵌合孔８３ａを前記転がり軸受９の中心に対して
傾斜させ、さらに、この第２の嵌合孔８３ａの中心と直
交するように前記取付座８３ｂを前記転がり軸受９の中
心と直交する垂直面に対して傾斜させることにより、前
記出力軸５０が前記ウォーム６及び転がり軸受９の中心
線に対して傾斜する如くモータ５を取付け可能としてあ
る。

【００１９】第３収容部８ｃの他端部には前記ウォーム
６の他端に設けられた軸部６ｃが挿入される凹孔８５及
び該凹孔８５の内面に臨み、ウォーム６のラジアル方向
に向けて穿設された円筒形の案内孔８６が設けられてお
り、該案内孔８６にウォーム６をウォームホイール７に
向けてラジアル方向へ押付ける押付手段２０が設けられ
ている。

【００２０】減速歯車機構Ｄは、前記モータ５の出力軸
５０にセレーション嵌合されるウォーム６と、前記下側
の操舵軸３の途中に嵌合固定されるウォームホイール７
とを備え、該ウォーム６及びウォームホイール７の噛合
により前記出力軸５０の回転を減速して下側の操舵軸３
に伝動し、該下側の操舵軸３からユニバーサルジョイン
トを経て例えばラックピニオン式の舵取機構（不図示）
へ伝動するようにしている。

【００２１】ウォーム６は前記下側の操舵軸３の軸芯と
交叉するように配置されており、複数条の歯を有する歯
部６ａの一端には前記出力軸５０が嵌合される嵌合孔６
１を有する円筒形の軸部６ｂが設けられており、他端に
は円柱形の軸部６ｃが設けられている。軸部６ｂの外周
面には前記転がり軸受９の内輪９ｂが嵌合されており、
さらに、この内輪９ｂの内側である前記嵌合孔６１には
セレーションが設けられており、該嵌合孔６１に前記出
力軸５０の端部がセレーション嵌合され、出力軸５０の
回転力をセレーション嵌合部分の伝動部Ａから軸部６ｂ
を介してウォーム６に伝動するようにしてある。この伝
動部Ａは前記転がり軸受９の幅方向中央近傍に設けてあ
る。また、セレーション嵌合部分は前記出力軸５０の傾
斜を吸収することができるように嵌合されている。ま
た、他端の軸部６ｃは前記凹孔８５に挿入され、前記押
付手段２０に回転自在に支持されている。

【００２２】押付手段２０は、すべり軸受２１を有し前
記案内孔８６内で移動が可能な押付体２２と、該押付体
２２を一方向へ付勢する付勢手段としての弾性体２３
と、前記案内孔８６の外部への開口縁側に螺着され前記
弾性体２３を介して前記押付体２２を移動操作する操作
体２４とを備えている。尚、操作体２４にはロックナッ
ト２５が螺着されている。

【００２３】また、すべり軸受２１を介して前記軸部６
ｃを支持する前記押付体２２は円柱形に形成されてお
り、その軸長方向の中間位置、換言すれば前記案内孔８
６に沿って移動する移動方向の途中に前記移動方向と直
交するように貫通された嵌合孔に前記すべり軸受２１が
嵌合固定されている。

【００２４】また、押付体１２と前記操作体２４との間
に介在された前記弾性体２３はコイルバネからなり、前
記押付体２２をウォーム６のウォームホイール７との噛
合部に予圧を加えるべく前記移動方向へ付勢している。

【００２５】以上のように構成された電動式パワーステ
アリング装置において、ウォーム６を組み込む場合、モ
ータ取付部８３から第３収容部８ｃにウォーム６を挿入
し、該ウォーム６の他端の軸部６ｃを凹孔８５から押付
体２２のすべり軸受２１に挿入支持するとともに、嵌合
孔８１に転がり軸受９の外輪９ａを嵌合し、また、一端
の軸部６ｂの外周面に転がり軸受９の内輪９ｂを嵌合
し、止め輪１０を環状溝８２に嵌め込む。

【００２６】図３は減速歯車機構のウォームを傾斜させ
た場合、及び出力軸を傾斜させた場合の伝動部の振れ量
を示す説明図である。また、操作体２４の操作により押
付体２２を移動させ、該押付体２２のすべり軸受２１に
嵌合している軸部６ｃをラジアル方向へ押付けることに
より、ウォーム６及びウォームホイール７の回転中心間
距離を調整し、ウォーム６及びウォームホイール７の噛
合部のバックラッシュ量を調整する。この場合、ウォー
ム６は図３に示すようにウォーム６のモータ５側を支持
する転がり軸受９への支持部Ｂを中心として傾斜するこ
とになるが、モータ５の出力軸５０の回転力をウォーム
６に伝動する伝動部Ａは、前記転がり軸受９の軸長方向
中央近傍に設けられているため、伝動部Ａをウォーム６
の転がり軸受９への支持部Ｂに可及的に近付けることが
できる。この結果、伝動部Ａの振れ量を少なくすること
ができ、伝動部Ａでの音鳴りを低減できるとともに、バ
ックラッシュ量の調整代を多くすることができる。

【００２７】しかも、出力軸５０は前記伝動部Ａを中心
として傾斜させてあるため、この出力軸５０の傾斜によ
って前記ウォーム６が傾斜することを回避でき、ウォー
ム６のウォームホイール７との良好な噛合関係を維持し
つつモータ５と車体、車両部品等との干渉を改善するこ
とができる。

【００２８】図４はモータの位置を変える場合の説明図
である。例えばラックピニオン式の舵取機構におけるラ
ックハウジング１２に前記ハウジング８が結合された場
合、該ハウジング８に取付けられたモータ５がラックハ
ウジング１２の近傍でハウジング８に対して外方へ大き
く張り出すことになるが、該モータ５はウォーム６及び
ウォームホイール７の良好な噛合関係を維持しつつ図４
の鎖線のように位置を変えてハウジング８に固定するこ
とができる。

【００２９】実施の形態２ 図５は実施の形態２の減速歯車機構部分の構成を示す断
面図である。この実施の形態２では、実施の形態１のよ
うに嵌合孔６１を有する円筒形の軸部６ｂをウォーム６
に設け、該軸部６ｂを転がり軸受９に嵌合する代わり
に、ウォーム６の一端に円柱形の軸部６ｄを設け、モー
タ５の出力軸５０の端部を前記転がり軸受９の内輪９ｂ
に軸受筒１１を介して嵌合するとともに、出力軸５０の
端部で前記内輪９ｂの内側となる位置に前記軸部６ｄが
セレーション嵌合される嵌合孔５１を設け、出力軸５０
の回転力をセレーション嵌合部分の伝動部Ａからウォー
ム６に伝動するようにしてある。この伝動部Ａは前記転
がり軸受９の軸長方向中央近傍に設けてある。

【００３０】また、軸受筒１１は前記内輪９ｂに嵌合さ
れている。この軸受筒１１の内周面と出力軸５０の端部
外周面とにはセレーションが設けられており、軸受筒１
１に前記出力軸５０の端部がセレーション嵌合され、該
セレーション嵌合部分によって出力軸５０の傾斜に影響
されることなく、出力軸５０の端部を転がり軸受９に支
持してある。

【００３１】その他の構成及び作用は実施の形態１と同
様であるため、同様の部品については同じ符号を付し、
その詳細な説明及び作用効果の説明を省略する。

【００３２】

【発明の効果】以上詳述したように第１発明によれば、
転がり軸受への支持部を支点として傾斜する小歯車の伝
動部でのラジアル隙間の量を小さくすることができると
ともに、バックラッシュ量の調整代を充分に確保するこ
とができ、しかも、ウォームのウォームホイールとの良
好な噛合関係を維持しつつモータと車体、車両部品等と
の干渉を改善することができる。

【００３３】第２発明によれば、小歯車の伝動部でのラ
ジアル隙間の量を可及的に小さくすることができるとと
もに、バックラッシュ量の調整代を充分に確保すること
ができる。

【００３４】第３発明によれば、モータの回転力を小歯
車へ伝動する伝動部での伝動効率を高めることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電動式パワーステアリング装置の
実施の形態１の構成を示す断面図である。

【図２】実施の形態１の減速歯車機構部分の構成を示す
断面図である。

【図３】減速歯車機構のウォームを傾斜させた場合、及
び出力軸を傾斜させた場合の伝動部の振れ量を示す説明
図である。

【図４】本発明に係る電動式パワーステアリング装置の
モータの位置を変える場合の説明図である。

【図５】実施の形態２の減速歯車機構部分の構成を示す
断面図である。

【図６】従来の電動式パワーステアリング装置の構成を
示す断面図である。

【符号の説明】

５ モータ ６ ウォーム（小歯車） ７ ウォームホイール（大歯車） ８ ハウジング ９ 転がり軸受 ２０ 押付手段 ５０ 出力軸 Ａ 伝動部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3D033 CA04 CA22 3J009 DA02 EA06 EA19 EA23 EA32 EB20 EC07 FA08 5H607 BB01 BB04 BB14 BB26 CC03 DD07 DD19 EE32 GG01

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 操舵補助用のモータが取付けられるハウ
   ジングと、前記モータの出力軸にその一端部が継合され
   る小歯車と、該小歯車のモータ側を前記ハウジングに回
   転自在に支持する転がり軸受と、前記小歯車に噛合し舵
   取機構に繋がる大歯車と、前記小歯車のモータと反対側
   で小歯車を大歯車に向けて押付ける押付手段とを備え、
   前記モータの回転によって操舵補助するようにした電動
   式パワーステアリング装置において、前記ハウジングは
   前記出力軸が前記転がり軸受の中心に対して傾斜する如
   くモータを取付け可能としてあり、前記出力軸の回転力
   を前記小歯車に伝動する伝動部を前記転がり軸受の内側
   に設けてあ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】 前記伝動部は前記転がり軸受の軸長方向
   中央近傍に設けてある請求項１記載の電動式パワーステ
   アリング装置。
3. 【請求項３】 前記伝動部はセレーション嵌合されてい
   る請求項１又は２記載の電動式パワーステアリング装
   置。