JP2004210017A - 電動油圧式パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で、油圧の脈動等で発生する騒音を効果的に低減して、低騒音で安価な電動油圧式パワーステアリング装置を提供する。
【解決手段】電動油圧式パワーステアリング装置１は、回転軸１６を回転自在に支持するベアリング１０を設けたモータ２と、モータ２の回転軸１６の一端に配設され、モータ２によって駆動される油圧ポンプ４を備えており、モータ２のベアリング１０をＯリング２０を介して支持するとともに、ベアリング１０を軸方向に波ワッシャ２２で押圧したものである。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、モータで駆動される油圧ポンプを備えた電動油圧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】
従来の電動式パワーステアリング装置は、補助操舵トルクとなる電動モータの回転出力を減速して手動操舵機構の出力軸に伝達し、ステアリングホイールに印加された手動操舵力を補助して、車輪の転舵を行なうものである。従来の電動式パワーステアリング装置用モータにおいては、ベアリングの外輪部分とヨーク軸受ハウジングとの間には、回転軸に対して軸心に沿ってベアリング方向に予圧を与えるために皿バネが保持されている。また、従来の電動式パワーステアリング装置用モータにおいては、反出力側端部の軸受を収納する凹部形状の収納部分及びヨークとを有するモータハウジングとからなるモータにおいて、収納部に収納される軸受と収納部との間に吸振材を挿入するものである（例えば、特許文献１参照。）。更に、従来の電動ポンプにおいては、吐出室に連通するノイズダンパ筒を備えているものや、ドライブジョイントに弾性体を具備したものがあった（例えば、特許文献２参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−２５２８５１号公報（段落[０００２]−[０００４]、[００１４]、第７図ａ、第１図）
【特許文献２】
特開平１０−８２３７７号公報（段落[００１４]、[００１８]、第１図、第８図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電動油圧式パワーステアリング装置では、回転軸を回転自在に支持するベアリングを弾性体を介して支持し、更に、前記ベアリングを軸方向に弾性体で押圧していないため、特に、前記回転軸のよって駆動される油圧ポンプの油圧の脈動の影響を受けて、電動油圧式パワーステアリング装置から発生する騒音が増加する問題があった。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、電動油圧式パワーステアリング装置に適した効果的な騒音の低減手段を提供するもので、構成が簡単で安価な低騒音の電動油圧式パワーステアリング装置を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る電動油圧式パワーステアリング装置においては、回転軸を有し、前記回転軸を回転自在に支持するベアリングを設けたモータと、前記モータの回転軸の一端に配設され、前記モータによって駆動される油圧ポンプを備えたものにおいて、前記ベアリングを弾性体を介して支持するとともに、前記ベアリングを軸方向に弾性体で押圧したものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図に基づいて説明する。図１は、電動油圧式パワーステアリング装置を示す要部断面図である。図２は、図１の反油圧ポンプ側のベアリング付近を示す要部断面図である。図３は、波ワッシャの正面図および断面図であって、図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は、そのＡ−Ａ断面図である。なお、以下図中同一または相当部分には同一符号を付して説明する。図において、電動油圧式パワーステアリング装置１は、ブラシレスモータからなるモータ２と、モータ２の通電を制御する制御回路３と、モータ２によって駆動される油圧ポンプ４が軸方向に配列されて一体化された構成となっている。
【０００８】
モータ２は、鋼板で構成されたフレーム５の内周面に固定子６が圧入等で固定されており、固定子６の内周面と所定の空隙を介して回転子７が配設されている。回転子７は、アルミ材で構成されたハウジング８に外輪が圧入固着された油圧ポンプ４側のベアリング９、およびフレーム２には反油圧ポンプ側のベアリング１０が配設されて、ベアリング９および１０によって回転子７は回転自在に支持されている。
【０００９】
固定子６は、電磁鋼板を積層したコア１１に、ナイロン等で成形されたボビン１２を装着し絶縁して、固定子コイル１３が巻回されて構成されている。固定子コイル１３の複数のコイル端末１３ａは、固定子６の側部に配設したコイル接続体１４よって所定の結線（例えば３相デルタ結線）がなされる。コイル接続体１４から延びた接続端子１５は、アルミ材からなるハウジング８ａに収納された制御回路３に接続されており、制御回路３から接続端子１５を経由して固定子コイル１３は給電される。
【００１０】
回転子７は、回転軸１６に一体形成された鉄心をなすヨーク部１７を備えており、ヨーク部１７の外周面に、フェライトの磁石１８が接着剤で固着されている。反油圧ポンプ側のベアリング１０は、その外輪に設けた溝部１９に断面が円形でニトリルゴム製の円環状のＯリング２０を備えており、内輪は回転軸１６に圧入されている。フレーム５には、ベアリング１０を収納する収納部２１が一体で形成されており、収納部２１の内径はベアリング１０の外輪の外径より僅かに大きく、収納部２１にベアリング１０を組付け可能とする僅かな隙間を有している。Ｏリング２０は、収納部２１の内周面とベアリング１０の外輪の間に圧縮されて配設されて、回転子７は弾性的に支持されている。ベアリング１０の外輪にはグリースを塗布して、収納部２１に組付けている。
【００１１】
ベアリング１０の外輪と収納部２１の軸方向の隙間には、バネ用鋼板を波形に形成して弾性を有する波ワッシャ２２が配設されており、波ワッシャ２２はベアリング１０の外輪を押圧して、ベアリング１０を介して回転軸１６を、油圧ポンプ４側に押圧している。ベアリング９はベアリング１０よりもベアリングサイズが大きく、ベアリング９の内輪は回転軸１６に固着されている。従って、波ワッシャ２２によってベアリング１０の外輪が押圧されると、ベアリング９および１０のベアリング内部隙間によるガタは軸方向に押付けられて、ガタが殆んどない状態となっている。
【００１２】
回転軸１６は、ベアリング９部から制御回路３を経て油圧ポンプ４側に延びており、回転軸１６の先端に一体で設けた爪部２３はオルダム継手によって、油圧ポンプ４と連結されている。アルミ材で構成された油圧ポンプ４側のハウジング８ｂと、制御回路３部のハウジング８ａと、モータ２のハウジング８は嵌合して、締付ネジ２４等で一体に固定されている。回転軸１６の回転力によって油圧ポンプ４のギヤが駆動されて、所定の油圧を発生させる。
【００１３】
ハウジング８ａ内に収納された制御回路３は、回転軸１６と一体に回転するセンサー磁石２５の極性を、センサー磁石２５と対向し、制御回路３に設けた図示しないホール素子で検出して、回転子７の磁石１８の極性を判別し、それに対応した固定子コイル１３に所定の通電を行うものである。
【００１４】
次に、このように構成された実施の形態１の動作について説明する。制御回路３はセンサー磁石２５の極性を検出して、接続端子１５を介して固定子コイル１３に所定の通電を行い、回転子７に備えた磁石１８との電磁作用によって、回転軸１６が回転して、その回転力が爪部２３を経由して油圧ポンプ４を駆動し、その油圧によって運転者の操舵力を補助することができる。なお、電動油圧式パワーステアリング装置１は、１２Ｖ、約５０〜１００Ａ、４０００ｒ／ｍｉｎ．程度で使用されるモータで、特に安全性や応答性、静粛性に優れ、小型高性能で安価なモータが要求される。
【００１５】
このように構成された電動油圧式パワーステアリング装置１においては、モータ２と、モータ２の回転軸１６の一端に配設され、モータ２によって駆動される油圧ポンプ４を備え、回転軸１６を回転自在に支持するベアリング１０をＯリング２０を介して弾性的に収納部２１に支持するとともに、ベアリング１０の外輪を軸方向に波ワッシャ２２で弾性的に押圧して、回転軸１６を油圧ポンプ４側に押圧したので、油圧の脈動等による電動油圧式パワーステアリング装置１の騒音の増大を効果的に抑制できて、構成も簡単で安価な電動油圧式パワーステアリング装置１を得ることができる。
【００１６】
特に、収納部２１の隙間によるガタや、ベアリング９および１０のベアリング内部隙間によるガタのために、油圧の脈動によって電動油圧式パワーステアリング装置１の騒音が増大することがあったが、Ｏリング２０によって弾性的に支持することで騒音の発生および伝達が抑制され、更に、軸方向に波ワッシャ２２で弾性的に押圧することによって、ベアリング９および１０のベアリング内部隙間によるガタが減少して騒音の発生が抑制でき、弾性的に押圧したので騒音の伝達も抑制することができるほか、ベアリングも長寿命とすることができる。従来の電動式パワーステアリング装置では、波ワッシャ２２等で押圧することはロストルクの増大に繋がるため、車両のハンドル戻りが悪化するなどの懸念があったが、電動油圧式パワーステアリング装置１ではロストルクの増大に伴うハンドル戻りの悪化は無く、電動油圧式パワーステアリング装置１に適した構成とすることができる。
【００１７】
また、モータ２と油圧ポンプ４の間に、モータ２への通電を制御する制御回路３を配設して一体化したので、回転軸１６がベアリング９から油圧ポンプ４側に長くなり、回転軸１６の同軸度が悪化しやすく、油圧ポンプ４側の回転軸１６の振れの影響がベアリング１０側では大きくなって更に騒音を増大させていたが、Ｏリング２０ならびに波ワッシャ２２によって、効果的に騒音の増大や騒音の伝達を抑制できて、ベアリングも長寿命となり、低騒音で小型高機能の電動油圧式パワーステアリング装置１を得ることができる。
【００１８】
また、モータ２の回転軸１６を支持する２個のベアリング９および１０の内、油圧ポンプ側のベアリング９を、反油圧ポンプ側のベアリング１０よりもベアリングサイズを大きくしたので、ベアリング９のベアリング内部隙間はベアリング１０と比較して大きくなって更に騒音が増大していたが、Ｏリング２０ならびに波ワッシャ２２によって、効果的に騒音の増大や騒音の伝達を抑制できて、低騒音でベアリング寿命の長い電動油圧式パワーステアリング装置１を得ることができる。
【００１９】
また、反油圧ポンプ側のベアリング１０の外径と、そのベアリング１０を収納する収納部２１の内径との間には隙間を有しており、その隙間にＯリング２０を介してベアリング１０を弾性的に支持するとともに、ベアリング１０の外輪を軸方向に波ワッシャ２２によって弾性的に押圧したので、構成が簡単で、効果的に騒音の増大や騒音の伝達を抑制できるとともに、ベアリング１０を収納部２１へ容易に組み付けることができる電動油圧式パワーステアリング装置１を得ることができる。
【００２０】
また、ベアリング１０を軸方向に押圧する弾性体を波ワッシャ２２としたので、容易に安価に構成できて、耐熱性も良い。図４は、皿バネの正面図および断面図であって、図４（ａ）は正面図、図４（ｂ）は、そのＢ−Ｂ断面図である。バネ用鋼板から形成された皿バネ２６を、波ワッシャ２２に替えて使用しても良いが、一般に皿バネ２６は波ワッシャ２２よりも剛性が高く、当接面に角部を有するため、焼入れ等が施されていない収納部２１の内壁面に当接した場合は摩耗等を生じやすく、波ワッシャ２２を使用するほうが好ましい。
【００２１】
実施の形態２．
図５は、この発明の実施の形態２における反油圧ポンプ側のベアリング付近を示す要部断面図である。図において、反油圧ポンプ側のベアリング１０は、その内輪が回転軸１６に圧入されており、ベアリング１０の外輪と、フレーム５に一体的に形成された収納部２１の内周面との間には、ニトリルゴム等からなるキャップ形状の弾性体をなすゴムブッシュ２７が圧縮されて配設され、ベアリング１０を弾性的に支持している。更に、ゴムブッシュ２７は、ベアリング１０の外輪と収納部２１の軸方向の間に圧縮されて配設され、ベアリング１０の外輪を軸方向に弾性的に押圧する顎部２７ａを一体的に備えている。その他の構成は、実施の形態１と同様に構成されている。
【００２２】
実施の形態２はこのように構成されているので、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。特に、ベアリング１０を支持する弾性体と、ベアリング１０を軸方向に押圧する弾性体を一体に形成したゴムブッシュ２７を備えたので、部品点数が減少し、組付け性が向上する。また、ゴムブッシュ２７であるので、波ワッシャ２２等の金属製の弾性体に比べて、騒音の伝達低減効果は向上するが、電動油圧式パワーステアリング装置１が、図示しないエンジンや排気管の近傍等の高温雰囲気で使用される場合は、波ワッシャ２２等のほうが押圧力の劣化は少なく、長時間の騒音の低減効果を得ることができる。
【００２３】
実施の形態３．
図６は、この発明の実施の形態３における反油圧ポンプ側のベアリング付近を示す要部断面図である。図６は、図５に対してゴムブッシュ２７の顎部２７ａとベアリング１０の外輪との間に波ワッシャ２２を配設したもので、波ワッシャ２２および顎部２７ａによって、ベアリング１０の外輪は軸方向に弾性的に押圧される。その他の構成は、実施の形態１および実施の形態２と同様に構成されている。
【００２４】
実施の形態３はこのように構成されているので、実施の形態１および実施の形態２と同様の効果を得ることができる。特に、弾性体をなす波ワッシャ２２は、弾性体をなすゴムブッシュ２７の顎部２７ａを介してベアリング１０を軸方向に押圧したので、ベアリング１０から収納部２１への騒音の伝達を更に抑制できて、更に低騒音とできる。ベアリング１０に波ワッシャ２２を置いて、ゴムブシュ２７を被せてから収納部２１に組み付けることができて、組み付け性が良い。波ワッシャ２２に替えて皿バネ２４を用いても良いが、波ワッシャ２２は顎部２５に平面的に接触するため、接触部の面圧が角部を有する皿バネ２４に比べて小さく、より効果的に騒音の伝達を低減できて、ゴムブシュ２７に亀裂等が生じにくく、長時間の騒音の低減効果を得ることができる。
【００２５】
【発明の効果】
この発明は以上説明したように、回転軸を有し、前記回転軸を回転自在に支持するベアリングを設けたモータと、前記モータの回転軸の一端に配設され、前記モータによって駆動される油圧ポンプを備えたものにおいて、前記ベアリングを弾性体を介して支持するとともに、前記ベアリングを軸方向に弾性体で押圧したので、簡単な構成で電動油圧式パワーステアリング装置の騒音が効果的に低減できて、低騒音で安価な電動油圧式パワーステアリング装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１を示す電動油圧式パワーステアリング装置の要部断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１を示す反油圧ポンプ側のベアリング付近の要部断面図である。
【図３】この発明の実施の形態１を示す波ワッシャの正面図および断面図である。
【図４】この発明の実施の形態１を示す皿バネの正面図および断面図である。
【図５】この発明の実施の形態２を示す反油圧ポンプ側のベアリング付近の要部断面図である。
【図６】この発明の実施の形態３を示す反油圧ポンプ側のベアリング付近の要部断面図である。
【符号の説明】
１ 電動油圧式パワーステアリング装置、 ２ モータ、 ３ 制御回路、 ４ 油圧ポンプ、 ９ ベアリング、 １０ ベアリング、 １６ 回転軸、 ２０ Ｏリング（弾性体）、 ２１ 収納部、 ２２ 波ワッシャ（弾性体）、２６ 皿バネ（弾性体）、 ２７ ゴムブッシュ（弾性体）、 ２７ａ 顎部（弾性体）。

Claims (7)

1. 回転軸を有し、前記回転軸を回転自在に支持するベアリングを設けたモータと、前記モータの回転軸の一端に配設され、前記モータによって駆動される油圧ポンプを備えたものにおいて、前記ベアリングを弾性体を介して支持するとともに、前記ベアリングを軸方向に弾性体で押圧したことを特徴とする電動油圧式パワーステアリング装置。
2. モータと油圧ポンプの間に、前記モータの通電を制御する制御回路を配設したことを特徴とする請求項１記載の電動油圧式パワーステアリング装置。
3. モータの回転軸を支持するベアリングのうち、油圧ポンプ側の前記ベアリングは、反油圧ポンプ側の前記ベアリングよりも、サイズが大きいことを特徴とする請求項１または請求項２記載の電動油圧式パワーステアリング装置。
4. 反油圧ポンプ側のベアリングの外径と、前記ベアリングを収納する収納部の内径との間には隙間を有しており、前記隙間に弾性体を介して前記ベアリングを支持するとともに、前記ベアリングの外輪を軸方向に弾性体で押圧したことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の電動油圧式パワーステアリング装置。
5. ベアリングを軸方向に押圧する弾性体は、波ワッシャまたは皿バネであることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の電動油圧式パワーステアリング装置。
6. 波ワッシャまたは皿バネは、更に弾性体を介して軸方向に押圧したことを特徴とする請求項５記載の電動油圧式パワーステアリング装置。
7. ベアリングを支持する弾性体と、前記ベアリングを軸方向に押圧する弾性体は、一体に形成したことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の電動油圧式パワーステアリング装置。

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