JP2004224280A

JP2004224280A - 電動式パワーステアリング装置

Info

Publication number: JP2004224280A
Application number: JP2003016698A
Authority: JP
Inventors: Takushi Obata; 拓志小畑
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 2003-01-24
Filing date: 2003-01-24
Publication date: 2004-08-12

Abstract

【課題】モータの出力軸及び小歯車の芯ずれをなくすることができるとともに、荷重バランスを良好にでき、しかも、車両への搭載性を良好にすることができるようにする。
【解決手段】ウォーム４１の両端軸部４１ａ，４１ｂと一体の出力軸３１，３１を有する２つのモータ３，３と、各モータ３，３及びウォーム４１を収納する第１ハウジング７と、ウォーム４１に噛合するウォームホイール４２を収納する第２ハウジング８と、第１ハウジング７及び第２ハウジング８をウォーム４１とウォームホイール４２とが噛合う位置で連結するねじ体１３とを備える構成とした。
【選択図】図１

Description

【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】
電動式パワーステアリング装置としては、操舵補助用のモータ及び該モータの回転力を舵取手段に伝える減速歯車機構を備えており、操舵手段の回転に応じた舵取手段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】
減速歯車機構は小歯車としてのウォームと、該ウォームに噛合する大歯車としてのウォームホイールとを備えており、ウォームの一端部に軸継手を介して前記モータの出力軸が連動連結されている。ウォーム及びウォームホイールは１つのハウジングに収納されており、該ハウジングにモータのモータハウジングがボルト等の連結手段により接離可能に連結されている（例えば、特許文献１。）。
【０００４】
ところで普通車以上の車両に電動式パワーステアリング装置を搭載した場合、軽自動車用に比べて高出力の直流形のモータを用いることになるが、このモータは高出力になる程トルク変動が大きくなる傾向にあるため、高出力のモータを用いる代わりに、低出力の２つのモータを用い、１つのウォームホイールに噛合する２つのウォームのそれぞれを各モータの出力軸に別個に連動連結し、モータ相互によってトルク変動を相殺するように構成された電動式パワーステアリング装置が知られている（例えば、特許文献２。）。
【０００５】
また、ウォームの一端部にモータの出力軸が一体に連結された電動式パワーステアリング装置も知られている（例えば、特許文献３。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−９６７４９号公報
【特許文献２】
特開平６−３４４９２７号公報
【特許文献３】
特開２０００−５０５７１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、以上のように構成された特許文献１にあっては、ウォーム及びウォームホイールが収納されたハウジングにモータハウジングが連結されており、さらにモータの出力軸に軸継手を介してウォームが連動連結されているため、ウォームと出力軸との間に芯ずれが発生し易いし、また、モータハウジングが連結されるときにウォームが撓むことがあり、このウォームの撓み及び前記芯ずれが異音の発生源となり、改善策が要望されていた。また、ウォームの一端部にモータの出力軸が連動連結されているため、荷重バランスが悪かった。
【０００８】
また、特許文献２にあっては、ウォームホイール及び２つのウォームが収納されたハウジングに２つのモータのモータハウジングをそれぞれ連結し、各モータの出力軸を各ウォームに連結するため、特許文献１と同様にウォームと出力軸との間に芯ずれが発生し易く、しかも、ウォームホイールの径方向両側に、モータの出力軸に連結されたウォームが配置されるため、ウォームホイールの径方向に比較的広いスペースを必要とし、車両への搭載性が悪かった。
【０００９】
また、特許文献３にあっては、ウォームの一端部にモータの出力軸が一体に連結された構成であるため、特許文献１と同様に荷重バランスが悪かった。
【００１０】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、モータの出力軸及び小歯車の芯ずれをなくすることができるとともに、荷重バランスを良好にでき、しかも、車両への搭載性を良好に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を目的とする。
【００１１】
【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、モータによって回転される小歯車と、該小歯車に噛合し舵取手段に繋がる大歯車とを備え、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、前記小歯車の両端軸部と一体の出力軸を有する２つのモータを備えており、各モータ及び前記小歯車を収納する第１ハウジングと、前記大歯車を収納する第２ハウジングと、前記第１ハウジング及び第２ハウジングを前記小歯車と大歯車とが噛合う位置で連結する連結手段とを備えていることを特徴とする。
【００１２】
第１発明にあっては、小歯車の両端軸部とモータの出力軸とが一体連結されており、しかも、各モータ及び小歯車が第１ハウジングに収納されているため、モータの出力軸及び小歯車の芯ずれをなくすることができるとともに、組立て時の小歯車の撓みをなくすることができ、ウォームの撓み及び芯ずれによる異音の発生をなくすることができ、さらに、各モータによって荷重バランスを良好にできる。また、１つの小歯車の両端軸部それぞれにモータが一体連結されているため、２つのモータを備える割に大歯車の径方向の大きさを小形化することができ、車両への搭載性を向上できる。
【００１３】
第２発明に係る電動式パワーステアリング装置は、前記第１ハウジング及び第２ハウジングの間に、前記小歯車及び大歯車の回転中心間距離を調整する調整手段を備えていることを特徴とする。
第２発明にあっては、調整手段によって回転中心間距離を調整することができるため、小歯車及び大歯車の噛合部のバックラッシュ量を容易に調整することができる。
【００１４】
第３発明に係る減速歯車機構は、前記第１ハウジングは前記小歯車の径方向への接離を可能に連結された２つの半体からなることを特徴とする。
第３発明にあっては、２つの半体を離脱させた状態で小歯車及び各モータを組み込むことができるため、小歯車及び各モータの組込作業性を向上できる。
【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の構成を示す要部の拡大断面図、図２は電動式パワーステアリング装置の全体の構成を示す断面図である。
【００１６】
電動式パワーステアリング装置は、舵取りのための操舵輪１の回転を車輪に繋がる舵取機構（図示せず）に伝える舵取手段２と、操舵補助用のモータ３，３と、該モータ３，３の回転力を増加して舵取手段２の一部に伝える減速歯車機構４とを備えている。
【００１７】
舵取手段２は、一端部が操舵輪に繋がり、他端部に筒部２１ａを有する第１の操舵軸２１と、筒部２１ａ内に挿入されてその一端部が第１の操舵軸２１の他端部に連結され、操舵輪１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２２と、一端部が筒部２１ａに挿入され、他端部がトーションバー２２の他端部に連結された第２の操舵軸２３と、該第２の操舵軸２３及びラックピニオン式の前記舵取機構を連結するユニバーサルジョイント等の連結軸５とを備えている。
第２の操舵軸２３はトーションバー２２の下部及び筒部２１ａの先端部が挿入されるように筒形に形成されており、この第２の操舵軸２３及び筒部２１ａの周りにトルクセンサ６が配置されている。
【００１８】
減速歯車機構４は歯部４１ａ及び該歯部４１ａの両端に軸部４１ｂ，４１ｂを有する小歯車としてのウォーム４１及び該ウォーム４１に噛合する大歯車としてのウォームホイール４２を有しており、ウォーム４１が第１ハウジング７に、またウォームホイール４２が第２ハウジング８にそれぞれ収納されている。
【００１９】
図３は第１ハウジングの構成を示す斜視図、図４はウォーム及びモータの組込工程を示す説明図である。
ウォーム４１の各軸部４１ｂ，４１ｂには転がり軸受９，９がそれぞれ外嵌されており、さらに、各軸部４１ｂ，４１ｂは軸長方向へ延出されており、この延出されたそれぞれの軸部、即ち、各軸部４１ｂ，４１ｂと一体の２つの軸部をモータ３，３の出力軸３１，３１としてある。この出力軸３１，３１にはモータ３，３の電機子巻線３２及び整流子３３と、転がり軸受３４，３４とが外嵌されており、ウォーム４１、転がり軸受９，９、電機子巻線３２，３２、整流子３３，３３及び転がり軸受３４，３４がユニットＡになっている。このユニットＡは第１ハウジング７に収納されており、該第１ハウジング７内でウォーム４１及び出力軸３１，３１が回転自在になっている。
【００２０】
第１ハウジング７は略円筒形に形成されており、その長手方向中央部の一側に、第２ハウジング８と連通する連通孔７１及び該連通孔７１の縁に連なる凸状の第１連結部７２が設けられており、また、長手方向両端部の内側にモータ３，３の界磁磁石３５，３５が取着されている。さらに第１ハウジング７は連結孔７１の中央部から長手方向両端に亘って分割された第１及び第２の半体７ａ，７ｂからなり、第１及び第２の半体７ａ，７ｂがウォーム４１の径方向への接離を可能に連結されている。
【００２１】
第１の半体７ａには連結孔７１の近傍に突設された第１連結部７２と、長手方向両端部に突設された４つの第３連結部７３とを有する。第２の半体７ｂは長手方向両端部に突設され、第３連結部７３と向き合う４つの第４連結部７４を有しており、第３連結部７３及び第４連結部７４に穿設された孔に止ねじ等のねじ体１０を螺着することにより第１及び第２の半体７ａ，７ｂを連結してある。
【００２２】
ウォームホイール４２は該ウォームホイール４２の両側に配置された転がり軸受１１，１２とともに出力軸３１，３１の途中に外嵌固定されており、転がり軸受１１，１２が第２ハウジング８に内嵌されることにより、第２ハウジング８に回転自在に支持されている。
【００２３】
第２ハウジング８は大径筒部８ａ及び該大径筒部８ａに径方向の段部８ｂを介して連なる小径筒部８ｃとからなり、大径筒部８ａの一側に第１ハウジング７と連通する連通孔８１及び該連通孔８１の縁に連なる凸状の第２連結部８２が設けられており、第１連結部７２及び第２連結部８２に穿設された孔に連結手段としてのボルト等のねじ体１３を螺着することにより第１ハウジング７及び第２ハウジング８をウォーム４１及びウォームホイール４２が噛合う位置で連結するようにしてある。
また、第２ハウジング８の大径筒部８ａにはトルクセンサ６が収納された略円形の第３ハウジング１４が接離可能に連結されている。
【００２４】
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を組み立てる場合、例えば次の工程で組み立てられる。
（１）モータ３，３の界磁磁石３５，３５を第１及び第２の半体７ａ，７ｂの長手方向両端部に挿入して取り着ける。
（２）ウォーム４１、転がり軸受９，９、電機子巻線３２，３２、整流子３３，３３及び転がり軸受３４，３４を有するユニットＡを第１の半体７ａ内に挿入し、電機子巻線３２，３２を界磁磁石３５，３５の内側に配置するとともに、転がり軸受９，９、３４，３４を第１の半体７ａに内嵌することによりユニットＡの出力軸３１，３１及びウォーム４１を回転自在に支持する。
（３）第２の半体７ｂを第１の半体７ａに対接させ、第３連結部７３及び第４連結部７４に穿設された孔にねじ体１０を螺着することにより第１及び第２の半体７ａ，７ｂを接離可能に連結する。
（４）第１ハウジング７の第１連結部７２を第２ハウジング８の第２連結部８２に対接させ、第１連結部７２及び第２連結部８２に穿設された孔にねじ体１３を螺着することにより第１ハウジング７を第２ハウジング８に接離可能に連結する。
（５）トルクセンサ６が収納された第３ハウジング１４を第２ハウジング８の大径筒部８ａに連結する。
【００２５】
このように組み立てられた電動式パワーステアリング装置は、歯部４１ａの両端に軸部４１ｂ，４１ｂを有するウォーム４１の各軸部４１ｂ，４１ｂそれぞれに、各軸部４１ｂ，４１ｂと一体にモータ３，３の出力軸３１，３１が設けられており、しかも、ウォーム４１及び各モータ３，３を収納した第１ハウジング７とウォームホイール４２を収納した第２ハウジング８とが連結手段としてのねじ体１３により連結されているため、出力軸３１，３１及びウォーム４１の芯ずれをなくすることができるとともに、組立て時のウォーム４１の撓みをなくすることができ、ウォーム４１の撓み及び芯ずれによる異音の発生をなくすることができる。また、１つのウォーム４１の両側にモータ３，３が配置されているため、荷重バランスを良好にできる。
【００２６】
また、ウォーム４１及びモータ３，３は第２の半体７ｂを離脱させた状態で第１の半体７ａに組み込むことができるため、ウォーム４１及びモータ３，３の組込作業を簡易に行うことができ、組込性を向上できる。
【００２７】
また、１つのウォーム４１の両端部それぞれにモータ３，３が連動連結されているため、２つのモータ３，３を備える割にウォームホイール４２の径方向の大きさを小形化することができ、車両への搭載性を向上できる。
【００２８】
実施の形態２
図５は電動式パワーステアリング装置の実施の形態２の構成を示す要部の拡大断面図である。
実施の形態２の電動式パワーステアリング装置は、第１ハウジング７の第１連結部７２と第２ハウジング８の第２連結部８２との間に調整手段としてのシム、弾性板等の調整板１５を介在させ、ウォーム４１及びウォームホイール４２の回転中心間距離Ｈを調整することができるようにしたものである。
【００２９】
実施の形態２において、例えば調整板１５としてシムを用いた場合、回転中心間距離Ｈが長くなるように調整することができる。従って、第１ハウジング７と第２ハウジング８とを連結した場合、回転中心間距離Ｈが短くてウォーム４１及びウォームホイール４２の噛合部のバックラッシュ量が不足するときであっても、適正なバックラッシュ量となるように回転中心間距離Ｈを調整することができる。また、調整板１５としてゴム等の弾性板を用いた場合、ねじ体１３によって弾性板を撓ませることができるため、第１ハウジング７と第２ハウジング８とを連結した場合、ねじ体１３を操作することにより適正なバックラッシュ量となるように回転中心間距離Ｈを容易に調整することができる。
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。
【００３０】
尚、以上説明した実施の形態では第１連結部７２と第２連結部８２とをねじ体１３により接離可能に連結したが、その他、例えば第１連結部７２及び第２連結部８２の一部を薄肉のヒンジとし、該ヒンジを介して第１ハウジング７及び第２ハウジング８が一体に成形された構成とし、第１連結部７２及び第２連結部８２のヒンジと離隔した位置をねじ体１３等の連結手段により連結するようにしてもよい。
【００３１】
また、以上説明した実施の形態では第１ハウジング７をウォーム４１の径方向への接離を可能に連結された半体としたが、その他、例えばウォーム４１の軸長方向への接離を可能に連結された半体としてもよい。
【００３２】
また、以上説明した実施の形態において、減速歯車機構４は小歯車であるウォーム４１及び大歯車であるウォームホイール４２を備えたウォーム歯車である他、小歯車であるハイポイドピニオン及び大歯車であるハイポイドホイールを備えたハイポイド歯車であってもよい。さらに、減速歯車機構はベベルギヤであってもよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上詳述したように第１発明によれば、２つのモータの出力軸及び小歯車の芯ずれをなくすることができるとともに、組立て時の小歯車の撓みをなくすることができ、ウォームの撓み及び芯ずれによる異音の発生をなくすることができる。しかも、各モータによって荷重バランスを良好にできるとともに、２つのモータを備える割に大歯車の径方向の大きさを小形化することができ、車両への搭載性を向上できる。
【００３４】
第２発明によれば、小歯車及び大歯車の噛合部のバックラッシュ量を容易に調整することができる。
【００３５】
第３発明によれば、小歯車及び各モータの組込作業性を向上できる。
【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の構成を示す要部の拡大断面図である。
【図２】本発明に係る電動式パワーステアリング装置の全体の構成を示す断面図である。
【図３】本発明に係る電動式パワーステアリング装置の第１ハウジングの構成を示す斜視図である。
【図４】本発明に係る電動式パワーステアリング装置のウォーム及びモータの組込工程を示す説明図である。
【図５】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２の構成を示す要部の拡大断面図である。
【符号の説明】
２舵取手段
３モータ
７第１ハウジング
７ａ，７ｂ半体
８第２ハウジング
１３ねじ体（連結手段）
１５調整板（調整手段）
３１出力軸
４１ウォーム（小歯車）
４１ａ，４１ｂ軸部（両端軸部）
４２ウォームホイール（大歯車）
Ｈ回転中心間距離

Claims

モータによって回転される小歯車と、該小歯車に噛合し舵取手段に繋がる大歯車とを備え、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、前記小歯車の両端軸部と一体の出力軸を有する２つのモータを備えており、各モータ及び前記小歯車を収納する第１ハウジングと、前記大歯車を収納する第２ハウジングと、前記第１ハウジング及び第２ハウジングを前記小歯車と大歯車とが噛合う位置で連結する連結手段とを備えていることを特徴とする電動式パワーステアリング装置。
前記第１ハウジング及び第２ハウジングの間に、前記小歯車及び大歯車の回転中心間距離を調整する調整手段を備えている請求項１記載の電動式パワーステアリング装置。
前記第１ハウジングは前記小歯車の径方向への接離を可能に連結された２つの半体からなる請求項１又は２記載の電動式パワーステアリング装置。