JP2004301263A - ウォーム支持装置及び電動パワーステアリング装置 - Google Patents
ウォーム支持装置及び電動パワーステアリング装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004301263A JP2004301263A JP2003096001A JP2003096001A JP2004301263A JP 2004301263 A JP2004301263 A JP 2004301263A JP 2003096001 A JP2003096001 A JP 2003096001A JP 2003096001 A JP2003096001 A JP 2003096001A JP 2004301263 A JP2004301263 A JP 2004301263A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- worm
- steering
- deep groove
- ball bearing
- curvature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
- F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
- F16C19/04—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly
- F16C19/06—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly with a single row or balls
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
- F16C33/58—Raceways; Race rings
- F16C33/583—Details of specific parts of races
- F16C33/585—Details of specific parts of races of raceways, e.g. ribs to guide the rollers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/72—Sealings
- F16C33/76—Sealings of ball or roller bearings
- F16C33/78—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members
- F16C33/7816—Details of the sealing or parts thereof, e.g. geometry, material
- F16C33/783—Details of the sealing or parts thereof, e.g. geometry, material of the mounting region
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/72—Sealings
- F16C33/76—Sealings of ball or roller bearings
- F16C33/78—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members
- F16C33/784—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members mounted to a groove in the inner surface of the outer race and extending toward the inner race
- F16C33/7843—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members mounted to a groove in the inner surface of the outer race and extending toward the inner race with a single annular sealing disc
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2240/00—Specified values or numerical ranges of parameters; Relations between them
- F16C2240/40—Linear dimensions, e.g. length, radius, thickness, gap
- F16C2240/70—Diameters; Radii
- F16C2240/76—Osculation, i.e. relation between radii of balls and raceway groove
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2380/00—Electrical apparatus
- F16C2380/26—Dynamo-electric machines or combinations therewith, e.g. electro-motors and generators
- F16C2380/27—Motor coupled with a gear, e.g. worm gears
Abstract
【課題】操舵補助用の駆動源が駆動されない操舵領域での操舵負荷を、特別の機構を付加することなく前記駆動源によって回転されるウォームを支持する深溝型玉軸受により低減することができ、しかも、ウォームのラジアル方向へのガタつきを抑制することができるようにする。
【解決手段】操舵補助用の電動モータ１によって回転されるウォーム２の反駆動源側の端部を深溝型玉軸受７によりハウジングに支持し、この深溝型玉軸受７は内輪７１の軌道溝７１ａの曲率半径を玉の直径の５２．５〜７５％及び／又は外輪７２の軌道溝７１ａの曲率半径を玉の直径の５３．５〜８５％としてあり、ウォーム２の駆動源側の端部を軸長方向へ相対移動可能に軸受部材６により支持した。
【選択図】 図１
【解決手段】操舵補助用の電動モータ１によって回転されるウォーム２の反駆動源側の端部を深溝型玉軸受７によりハウジングに支持し、この深溝型玉軸受７は内輪７１の軌道溝７１ａの曲率半径を玉の直径の５２．５〜７５％及び／又は外輪７２の軌道溝７１ａの曲率半径を玉の直径の５３．５〜８５％としてあり、ウォーム２の駆動源側の端部を軸長方向へ相対移動可能に軸受部材６により支持した。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は駆動源によって回転されるウォームの支持装置及び操舵補助力の発生源として電動モータを用いてなる電動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入力軸及び該入力軸にトーションバーを介して同軸的に繋がる出力軸の相対角変位量によって前記入力軸に加わる操舵トルクを検出し、検出したトルクに基づいて操舵補助用の電動モータを駆動し、該電動モータの回転力をウォームギヤ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電動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（例えば、特許文献１。）。
【０００３】
ウォームギヤは前記電動モータの駆動軸に連動連結されたウォームと、該ウォームに噛合するウォームホイールとを備え、該ウォームホイールが前記出力軸に嵌合固定されている。
【０００４】
ウォームはその両端部を２つの深溝型玉軸受で支持し、ウォームの回転性を高めてあるが、深溝型玉軸受には複数の玉を介して嵌合された内輪及び外輪間にアキシアル内部隙間があるため、深溝型玉軸受に軸長方向の予圧を加えて前記アキシアル内部隙間をなくしている。例えば、ウォームの電動モータ側軸部を支持する深溝型玉軸受の外輪の一側面に当接するねじ環を設けて深溝型玉軸受の外輪及び内輪を軸長方向へ相対移動させるか、又はウォームの電動モータ側軸部端部と電動モータの出力軸端部との間にウォームを反電動モータ側へ付勢するコイルバネを設けて深溝型玉軸受の外輪及び内輪を軸長方向へ相対移動させることにより深溝型玉軸受のアキシアル内部隙間を小さくしている。
【０００５】
ところで、以上のように構成された電動パワーステアリング装置のウォームは、両端部を支持する深溝型玉軸受に対して軸長方向への移動ができないように支持されているため、前記操舵輪が操舵中立位置から左又は右方向へ操舵されることにより、操舵初期から前記電動モータが回転し、操舵補助が行われるように構成された場合、車両の高速走行時に操舵角が例えば１°程度に小さいときにおいても操舵補助が行われることになり、操舵フィーリングの低下を来すことになる。このため、一般には操舵角が１°程度に小さいときは電動モータが駆動されず、適度の操舵角を超えたときに電動モータが駆動されるように構成されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−２１９４３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このように適度の操舵角を超えるまでの間電動モータが駆動されないように構成された場合、電動モータが駆動されない操舵領域、即ち、操舵中立位置の近傍領域での操舵時、操舵輪の操舵力が前記入力軸、トーションバー、出力軸、ウォームホイール及びウォームを介して電動モータの駆動軸に伝動され、該駆動軸が回転されることになる。この結果、電動モータの駆動軸を回転させるための負荷がウォーム、ウォームホイール、出力軸、トーションバー及び入力軸を介して操舵輪に加わり、操舵負荷が大きくなる。
【０００８】
ところで、電動モータが駆動されない操舵領域での操舵負荷を低減するには、例えば特開平１１−４３０６２号公報に記載されているように、電動モータの駆動軸に結合されたウォームを軸長方向に離隔する２個の深溝型玉軸受がウォームの軸長方向への移動を可能に支持し、この２個の深溝型玉軸受の内輪と前記ウォームとの間に２個の皿ばね及びばね受部を設け、各皿ばねの弾性復元力により各内輪を外輪に対して軸長方向へ付勢し、深溝型玉軸受のアキシアル内部隙間をなくするとともに、ウォームの軸長方向両方への移動を抑制するように構成することにより達成することが可能である。
【０００９】
この構成にあっては、電動モータが駆動されない操舵領域で操舵されることによって操舵輪の操舵力がウォームホイールからウォームに伝動されたとき、該ウォームに加わる軸長方向への分力によってウォームが皿ばねの弾性復元力に打ち勝って軸長方向へ移動し、ウォームの回転角は小さくなり、ウォームから電動モータの駆動軸への伝動は緩和される。
【００１０】
しかしながら、特開平１１−４３０６２号公報に記載されているように構成された場合、深溝型玉軸受のアキシアル内部隙間をなくするために２個の皿ばねと、２つのばね受部とを必要とし、構造が複雑となるし、また、特別の機構が付加されるため、ウォーム部分が大形化することになる。
【００１１】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、操舵補助用の駆動源が駆動されない操舵領域での操舵負荷を、特別の機構を付加することなく前記駆動源によって回転されるウォームを支持する深溝型玉軸受により低減することができ、しかも、ウォームのラジアル方向へのガタつきを抑制することができるウォーム支持装置及び電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
第１発明に係るウォーム支持装置は、駆動源によって回転されるウォームの少なくとも反駆動源側の端部を深溝型玉軸受により支持部材に支持したウォーム支持装置において、前記深溝型玉軸受は内輪の軌道溝の曲率半径を玉の直径の５２．５〜７５％及び／又は外輪の軌道溝の曲率半径を玉の直径の５３．５〜８５％としてあり、前記ウォームの駆動源側の端部を軸長方向へ相対移動可能に支持する軸受部材を備えていることを特徴とする。
【００１３】
第２発明に係るウォーム支持装置は、前記深溝型玉軸受の内輪はウォームの反駆動源側の端部に圧入されており、前記軸受部材は前記ウォーム又は前記支持部材に対して軸長方向へ相対移動が可能であることを特徴とする。
【００１４】
第３発明に係るウォーム支持装置は、前記深溝型玉軸受はアキシアル内部隙間の値を零以下にしてあることを特徴とする。
【００１５】
第４発明に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１〜３の何れかに記載されたウォーム支持装置と、前記ウォームに噛合するウォームホイールと、前記ウォームに連動連結された操舵補助用の電動モータである前記駆動源と、該駆動源の駆動に伴う前記ウォームホイールの回転力を舵取機構に伝動する伝動手段とを備えていることを特徴とする。
【００１６】
第１発明にあっては、ウォームの反駆動源側の端部を支持する深溝型玉軸受の内輪の軌道溝の曲率半径を玉の直径の５２．５〜７５％及び／又は外輪の軌道溝の曲率半径を玉の直径の５３．５〜８５％とし、内輪及び／又は外輪の軌道溝の肩の高さを、前記曲率半径よりも小さい曲率半径を有する深溝型玉軸受を用いたものの肩の高さと同じにし、軸長方向寸法に起因する内輪及び／又は外輪の剛性を、前記曲率半径よりも小さい曲率半径を有する深溝型玉軸受を用いたものに比べて低くし、軌道溝に加わるアキシアル荷重によって軌道溝部分を撓み易くすることができる。この結果、深溝型玉軸受にアキシアル内部隙間を設けることなく、軌道溝に加わるアキシアル荷重によって外輪及び内輪を軸長方向へ相対移動させることができ、駆動源が駆動されない操舵領域での操舵負荷を低減することができ、操舵フィーリングを良好にできる。また、特別の機構を付加することなく構成してあるため、駆動源が駆動されない操舵領域での操舵負荷を低減することができるにも拘らず、構造を簡素にでき、ウォーム部分の小形化を図ることができる。
【００１７】
しかも、ウォームの駆動源との連動連結部は元来ラジアル方向へのガタつきが発生しないように厳しい寸法公差で加工されているため、ウォームのラジアル方向へのガタつきを低減することができるにも拘らずウォームの駆動源側の端部を支持する軸受部材部分の寸法公差を大きくすることができ、加工性を向上できるとともに、寸法管理を緩くすることができ、ウォーム支持装置及び電動パワーステアリング装置のコストを低減できる。
【００１８】
尚、内輪の軌道溝の曲率半径が玉の直径の７５％よりも大きい場合、及び外輪の軌道溝の曲率半径が玉の直径の８５％よりも大きい場合、軸受の要求寿命が不足することになり、好ましくない。
【００１９】
第２発明にあっては、深溝型玉軸受の内輪がウォームの反駆動源側の端部に圧入されているため、深溝型玉軸受の外輪が支持部材に遊嵌された構成にすることができる。この結果、支持部材の材料が深溝型玉軸受の線膨張係数よりも大きい線膨張係数を有する例えばアルミニウムである場合においても、支持部材の熱膨張によってアキシアル内部隙間が変化するのを防ぐことができる。また、ウォームの駆動源側の端部を支持する軸受部材は、ウォーム又は支持部材に対して軸長方向へ相対移動が可能であるため、内輪又は外輪を圧入することによって軸受部材をウォーム又は支持部材に嵌合保持することができる。
【００２０】
第３発明にあっては、深溝型玉軸受のアキシアル内部隙間の値が零以下であるため、ウォームの軸長方向へのガタつきを深溝型玉軸受によってなくすることができる。
【００２１】
第４発明にあっては、ウォームの反駆動源側の端部を支持する深溝型玉軸受の内輪の軌道溝の曲率半径を玉の直径の５２．５〜７５％及び／又は外輪の軌道溝の曲率半径を玉の直径の５３．５〜８５％とし、内輪及び／又は外輪の軌道溝の肩の高さを、前記曲率半径よりも小さい曲率半径を有する深溝型玉軸受を用いたものの肩の高さと同じにし、軸長方向寸法に起因する内輪及び／又は外輪の剛性を、前記曲率半径よりも小さい曲率半径を有する深溝型玉軸受を用いたものに比べて低くし、軌道溝に加わるアキシアル荷重によって軌道溝部分を撓み易くすることができる。この結果、深溝型玉軸受にアキシアル内部隙間を設けることなく、軌道溝に加わるアキシアル荷重によって外輪及び内輪を軸長方向へ相対移動させることができ、駆動源が駆動されない操舵領域での操舵負荷を低減することができ、操舵フィーリングを良好にできる。また、特別の機構を付加することなく構成してあるため、駆動源が駆動されない操舵領域での操舵負荷を低減することができるにも拘らず、構造を簡素にでき、ウォーム部分の小形化を図ることができる。
【００２２】
しかも、ウォームの駆動源との連動連結部は元来ラジアル方向へのガタつきが発生しないように厳しい寸法公差で加工されているため、ウォームのラジアル方向へのガタつきを低減することができるにも拘らずウォームの駆動源側の端部を支持する軸受部材部分の寸法公差を大きくすることができ、加工性を向上できるとともに、寸法管理を緩くすることができ、ウォーム支持装置及び電動パワーステアリング装置のコストを低減できる。
【００２３】
【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。
図１は本発明に係るウォーム支持装置を備えた電動パワーステアリング装置のウォーム支持装置部分の構成を示す拡大断面図、図２は電動パワーステアリング装置の全体構成を示す断面図である。
【００２４】
電動パワーステアリング装置は、駆動源としての操舵補助用の電動モータ１と、該電動モータ１の駆動軸１ａに連動連結されたウォーム２及び該ウォーム２に噛合するウォームホイール３を有するウォームギヤＡと、該ウォームギヤＡを収容して支持するアルミニウム製のハウジング４と、ウォームホイール３に繋がる舵取手段５とを備えている。
【００２５】
この舵取手段５は、一端部が舵取りのための操舵輪Ｂに繋がり、他端部に筒部５１ａを有する入力軸５１と、筒部５１ａ内に挿入されてその一端部が入力軸５１の筒部５１ａに連結され、操舵輪Ｂ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５２と、他端部がトーションバー５２の他端部に連結され、ウォームホイール３に繋がる出力軸５３とを備えており、該出力軸５３がユニバーサルジョイントを介して例えばラックピニオン式の舵取機構（不図示）に繋がる。尚、出力軸５３及びユニバーサルジョイントが、ウォームホイール３の回転力を舵取機構に伝動する伝動手段を構成している。
【００２６】
ウォーム支持装置は、複数条の歯を有する歯部２ａの両端に軸部２ｂ，２ｃを有し、ウォームホイール３に噛合するウォーム２と、該ウォーム２の一方の端部である軸部２ｂをハウジング４に回転自在に支持する転がり軸受からなる軸受部材６と、ウォーム２の他方の端部である軸部２ｃをハウジング４に回転自在に支持する深溝型玉軸受７とを備えている。
【００２７】
ウォーム２の一方の軸部２ｂは内輪６１に遊嵌されており、他方の軸部６ｃは内輪７１に圧入されている。
【００２８】
ハウジング４はウォーム２を収容し、該ウォーム２の軸部２ｂ，２ｃを、軸受部材６及び深溝型玉軸受７を介して回転自在に支持した第１収容部４ａと、ウォームホイール３を収容し、該ウォームホイール３を出力軸５３及び該出力軸５３に嵌合された２つの転がり軸受８，９を介して支持した第２収容部４ｂとを有する。
【００２９】
第１収容部４ａはウォーム２の軸長方向に長くなっており、その長手方向一端部には軸受部材６の外輪６２を圧入により支持する支持孔４１と、該支持孔４１の一端に連なるモータ取付部４２とが設けられており、モータ取付部４２に電動モータ１が取付けられている。
【００３０】
第１収容部４ａの他端部には深溝型玉軸受７の外輪７２を遊嵌支持する支持孔４３及び該支持孔４３の一端に連なり深溝型玉軸受７の外輪７２の移動を規制する規制部４４が設けられている。支持孔４３の他端部は外部に開放されており、開放部に蓋体１０が螺着され、外輪７２の他端を前記規制部４４に押付けている。
【００３１】
図３は深溝型玉軸受の一部を拡大した断面図である。
深溝型玉軸受７は、軌道溝７１ａを有する鋼製の内輪７１と、軌道溝７２ａを有する鋼製の外輪７２と、内輪７１及び外輪７２の軌道溝７１ａ，７２ａ間に配置された複数の玉７３と、玉７３を等間隔に保持する保持器７４と、シール部材７５とを備えており、内輪７１が軸部２ｃに圧入され、外輪７２が支持孔４３に遊嵌されている。内輪７１の軌道溝７１ａの曲率半径Ｒ１は玉７３の直径ｄの５２．５〜７５％、好ましくは６０％としてあり、外輪７２の軌道溝７２ａの曲率半径Ｒ２は玉７３の直径ｄの５３．５〜８５％、好ましくは７０％としてある。
【００３２】
そして、軸部２ｃを内輪７１に圧入する場合に発生する径方向の圧入荷重によってアキシアル内部隙間を零以下の値とし、内輪７１及び外輪７２の軸長方向への相対移動をなくしてある。即ち、軸部２ｃを内輪７１に圧入することにより、内輪７１の内周面に径方向の圧力を加え、この圧力により内輪７１を拡径し、アキシアル内部隙間及びラジアル隙間の値を零以下にする。
【００３３】
このように軌道溝７１ａ，７２ａの曲率半径Ｒ１，Ｒ２を前記した値とし、かつ、内輪７１及び外輪７２の軌道溝７１ａ，７２ａの肩の高さｈ１，ｈ２を、軌道溝７１ａの曲率半径Ｒ１が５２．５％よりも小さく、軌道溝７２ａの曲率半径Ｒ２が５３．５％よりも小さい深溝型玉軸受の肩の高さと同じにしてある。また、軌道溝７１ａ，７２ａの曲率半径Ｒ１，Ｒ２を前記した値とすることにより、厚さ寸法に起因する内輪７１及び外輪７２の剛性を、軌道溝７１ａの曲率半径Ｒ１が５２．５％よりも小さく、軌道溝７２ａの曲率半径Ｒ２が５３．５％よりも小さい深溝型玉軸受に比べて若干低くし、軌道溝７１ａ，７２ａに加わるアキシアル荷重によって軌道溝７１ａ，７２ａ部分を撓み易いようにしてある。即ち、ウォーム２にアキシアル荷重が加わることにより、軸部２ｃに圧入された内輪７１と、支持孔４３に遊嵌された外輪７２とが軸長方向へ離隔するように付勢されたとき、玉７３が内輪７１及び外輪７２の軌道溝７１ａ，７２ａ部分を弾性的に撓み変形させつつ軸長方向へ転動することになり、内輪７１及び外輪７２が軸長方向に相対移動して、ウォーム２の軸長方向移動が許容されることになる。
【００３４】
軸受部材６は内輪６１と、外輪６２と、内輪６１及び外輪６２の軌道溝間に配置された複数の玉６３と、玉６３を等間隔に保持する保持器（図示せず）とを備えており、内輪６１が軸部２ｂに遊嵌され、外輪６２が支持孔４１に圧入されており、軸部２ｂを軸長方向へ移動可能に支持してある。内輪６１の軌道溝の曲率半径は玉６３の直径の５１．５〜５２．５％としてあり、外輪７２の軌道溝の曲率半径は玉６３の直径の５２．５〜５３％としてある。換言すればＪＩＳ（日本工業規格）の規格値としてある。
【００３５】
電動モータ１の駆動軸１ａとウォーム２の軸部２ｂとはセレーションを有する雄形継手部１１及び雌形継手部１２を介して軸長方向への相対移動を可能に連動連結されている。雄形継手部１１は軸部２ｂの周面にセレーションを設けることにより構成されており、雌形継手部１２は駆動軸１ａに嵌合固定された筒部材１３の内側にセレーションを設けることにより構成されており、雄形継手部１１及び雌形継手部１２がセレーション嵌合されている。尚、雄形継手部１１及び雌形継手部１２はウォーム２に径方向へのガタつきが発生しない寸法公差で加工されている。
【００３６】
ハウジング４内には、トーションバー５２の捩れに応じた入力軸５１及び出力軸５３の相対回転変位量によって操舵輪Ｂに加わる操舵トルクを検出するトルクセンサ１４が内装されており、該トルクセンサ１４が検出したトルク等に基づいて電動モータ１が駆動制御されるように構成されている。
【００３７】
以上のように構成された電動パワーステアリング装置は、一端の軸部２ｂが電動モータ１の駆動軸１ａに雄形継手部１１及び雌形継手部１２を介して連動連結されたウォーム２の軸部２ｂを軸受部材６により軸長方向へ移動可能に支持し、また、軸部２ｃを深溝型玉軸受７により回転自在に支持してある。
【００３８】
図４はウォームの軸長方向への移動量と軌道溝に加わるアキシアル荷重との関係を示す図である。図４において、移動量及びアキシアル荷重が正の場合は、ウォーム２に軸長方向一方（右方）への力が加わり、軸長方向一方（右方）へ移動したことを示しており、移動量及びアキシアル荷重が負の場合は、ウォーム２に軸長方向他方（左方）への力が加わり、軸長方向他方（左方）へ移動したことを示している。
【００３９】
深溝型玉軸受７は内輪７１の軌道溝７１ａの曲率半径Ｒ１を玉７３の直径ｄの５２．５〜７５％とし、外輪７２の軌道溝７２ａの曲率半径Ｒ２を玉７３の直径ｄの５３．５〜８５％とし、内輪７１及び外輪７２の軌道溝７１ａ，７２ａの肩の高さｈ１，ｈ２を、曲率半径Ｒ１が５２．５％よりも小さく、曲率半径Ｒ２が５３．５％よりも小さい深溝型玉軸受を用いたものの肩の高さと同じにすることにより、厚さ寸法に起因する内輪７１及び外輪７２の剛性を、曲率半径Ｒ１が５２．５％よりも小さく、曲率半径Ｒ２が５３．５％よりも小さい深溝型玉軸受を用いたものに比べて低くし、軌道溝７１ａ，７２ａに加わるアキシアル荷重によって軌道溝７１ａ，７２ａ部分を撓み易いようにしてあり、さらに、ウォーム２を軸受部材６に対して軸長方向へ移動可能としてあるため、ウォーム２を外輪６２，７２に対して軸長方向へ移動させることができ、さらに、このウォーム２の軸長方向への移動量を、図４の（ａ） に示すように軌道溝７１ａの曲率半径Ｒ１が５２．５％よりも小さく、軌道溝７２ａの曲率半径Ｒ２が５３．５％よりも小さい深溝型玉軸受を用いた場合の移動量（ｂ） に比べて多くすることができる。
【００４０】
しかして、電動モータ１が駆動されない操舵領域、即ち、車両の高速走行時の操舵角が例えば１°程度に小さい操舵領域で操舵されることにより、操舵輪Ｂの操舵力が入力軸５１、トーションバー５２、出力軸５３及びウォームホイール３を介してウォーム２に伝動されたとき、該ウォーム２に加わる軸長方向への分力によってウォーム２は内輪７１を押圧しつつ外輪７２に対して軸長方向一方（右方）へ移動、又は、内輪７１を押圧しつつ外輪７２に対して軸長方向他方（左方）へ移動し、ウォーム２の回転角が小さくなり、ウォーム２から電動モータ１の駆動軸１ａへの伝動を緩和することができ、電動モータ１が駆動されない操舵領域での操舵負荷を低減でき、操舵フィーリングを良好にできる。尚、ウォーム２が軸長方向一方（右方）及び軸長方向他方（左方）へ移動する場合、軸部２ｂと軸受部材６とは相対移動する。
【００４１】
ところで、軸受部材６及び深溝型玉軸受７を介してウォーム２を支持するハウジング４は、軸受部材６及び深溝型玉軸受７の線膨張係数よりも大きい線膨張係数を有するアルミニウム製であるため、このハウジング４が熱膨張した場合、支持孔４１，４３が拡径することになる。しかしながら、深溝型玉軸受７の外輪７２は支持孔４３に遊嵌されているため、支持孔４３の拡径によるウォーム２への影響をなくすることができる。また、支持孔４１に外輪６２が圧入されている軸受部材６は、内輪６１が軸部２ｂに遊嵌されているため、支持孔４１の拡径によるウォーム２への影響をなくすることができる。つまり、支持孔４１の拡径により、外輪６２の圧入荷重が低下し、軸受部材６のアキシアル内部隙間が増加することになるが、このアキシアル内部隙間の増加に影響されない。しかも、ウォーム２の駆動源側の軸部２ｂを駆動軸１ａに連動連結する連結部は雄形軸受部１１及び雌形軸受部１２の加工公差を小さくしてあり、ウォーム２の径方向へのガタつきを防ぐようにしてあるため、軸受部材６、軸部２ｂ、支持孔４３の寸法公差を大きくすることができる。この結果、加工性を向上できるとともに、寸法管理を緩くすることができ、電動パワーステアリング装置のコストを低減できる。
【００４２】
尚、以上説明した深溝型玉軸受７の軌道溝７１ａ，７２ａは一つの曲面である他、複合曲面としてもよい。図５、６は深溝型玉軸受の他の形態を示す一部を拡大した断面図である。図５は軌道溝７１ａ，７２ａを二つの曲面で形成したものであり、溝幅方向中央部の曲率半径Ｒ１０よりも溝幅方向両側部の曲率半径Ｒ１１，Ｒ１１を大きくしてある。図６は軌道溝７１ａ，７２ａを三つの曲面で形成したものであり、溝幅方向中央部の曲率半径Ｒ１０と、溝幅方向中央部及び溝幅方向両側部間の途中部の曲率半径Ｒ１２，Ｒ１２と、溝幅方向両側部の曲率半径Ｒ１１，Ｒ１１との関係は、Ｒ１０＞Ｒ１２＞Ｒ１１となるようにしてある。このように複合曲面とすることにより、玉７３が軸長方向へ転動したとき、両肩領域を乗り越えることを確実に防ぐことができ、内輪７１及び外輪７２の軸長方向への相対移動域を制限することができる。
【００４３】
また、以上説明した実施の形態の深溝型玉軸受７は、内輪７１の軌道溝７１ａの曲率半径Ｒ１を玉７３の直径ｄの５２．５〜７５％とし、外輪７２の軌道溝７２ａの曲率半径Ｒ２を玉７３の直径ｄの５３．５〜８５％としたが、その他、内輪７１又は外輪７２の軌道溝の曲率半径だけを前記した値としてもよい。この場合、軌道溝の曲率半径を前記した値にしない内輪７１又は外輪７２の曲率半径は、例えば内輪７１にあっては玉７３の直径ｄの５１．５〜５２．５％とし、外輪７２にあっては玉７３の直径ｄの５２．５〜５３％とする。
【００４４】
また、以上説明した実施の形態では、軸受部材６の外輪６２を支持孔４３に圧入し、内輪６１を軸部２ｂに遊嵌したが、その他、軸受部材６の外輪６２を支持孔４３に遊嵌し、内輪６１を軸部２ｂに圧入し、軸受部材６をウォーム２とともに軸長方向へ移動可能にしてもよい。
【００４５】
【発明の効果】
以上詳述したように第１発明によれば、深溝型玉軸受にアキシアル内部隙間を設けることなく、軌道溝に加わるアキシアル荷重によって外輪及び内輪を軸長方向へ相対移動させることができる。しかも、特別の機構を付加することなく構成してあるため、構造を簡素にでき、ウォーム部分の小形化を図ることができる。
【００４６】
第２発明によれば、支持部材の材料が深溝型玉軸受の線膨張係数にりも大きい線膨張係数を有する例えばアルミニウムである場合においても、支持部材の熱膨張によってアキシアル内部隙間が変化するのを防ぐことができる。
【００４７】
第３発明によれば、ウォームの軸長方向へのガタつきを深溝型玉軸受によってなくすることができる。
【００４８】
第４発明によれば、深溝型玉軸受にアキシアル内部隙間を設けることなく、軌道溝に加わるアキシアル荷重によって外輪及び内輪を軸長方向へ相対移動させることができ、駆動源が駆動されない操舵領域での操舵負荷を低減することができ、操舵フィーリングを良好にできる。しかも、特別の機構を付加することなく構成してあるため、駆動源が駆動されない操舵領域での操舵負荷を低減することができるにも拘らず、構造を簡素にでき、ウォーム部分の小形化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るウォーム支持装置を備えた電動パワーステアリング装置のウォーム支持装置部分の構成を示す拡大断面図である。
【図２】本発明に係る電動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】本発明に係る電動パワーステアリング装置の深溝型玉軸受の一部を拡大した断面図である。
【図４】ウォームの軸長方向への移動量と軌道溝に加わるアキシアル荷重との関係を示す図である。
【図５】深溝型玉軸受の他の形態を示す一部を拡大した断面図である。
【図６】深溝型玉軸受の他の形態を示す一部を拡大した断面図である。
【符号の説明】
１ 電動モータ（駆動源）
２ ウォーム
２ｂ 軸部（駆動源側の端部）
２ｃ 軸部（反駆動源側の端部）
３ ウォームホイール
４ ハウジング（支持部材）
６ 軸受部材
７ 深溝型玉軸受
７１ 内輪
７１ａ 軌道溝
７２ 外輪
７２ａ 軌道溝
７３ 玉
５３ 出力軸（転動手段）
【発明の属する技術分野】
本発明は駆動源によって回転されるウォームの支持装置及び操舵補助力の発生源として電動モータを用いてなる電動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入力軸及び該入力軸にトーションバーを介して同軸的に繋がる出力軸の相対角変位量によって前記入力軸に加わる操舵トルクを検出し、検出したトルクに基づいて操舵補助用の電動モータを駆動し、該電動モータの回転力をウォームギヤ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電動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（例えば、特許文献１。）。
【０００３】
ウォームギヤは前記電動モータの駆動軸に連動連結されたウォームと、該ウォームに噛合するウォームホイールとを備え、該ウォームホイールが前記出力軸に嵌合固定されている。
【０００４】
ウォームはその両端部を２つの深溝型玉軸受で支持し、ウォームの回転性を高めてあるが、深溝型玉軸受には複数の玉を介して嵌合された内輪及び外輪間にアキシアル内部隙間があるため、深溝型玉軸受に軸長方向の予圧を加えて前記アキシアル内部隙間をなくしている。例えば、ウォームの電動モータ側軸部を支持する深溝型玉軸受の外輪の一側面に当接するねじ環を設けて深溝型玉軸受の外輪及び内輪を軸長方向へ相対移動させるか、又はウォームの電動モータ側軸部端部と電動モータの出力軸端部との間にウォームを反電動モータ側へ付勢するコイルバネを設けて深溝型玉軸受の外輪及び内輪を軸長方向へ相対移動させることにより深溝型玉軸受のアキシアル内部隙間を小さくしている。
【０００５】
ところで、以上のように構成された電動パワーステアリング装置のウォームは、両端部を支持する深溝型玉軸受に対して軸長方向への移動ができないように支持されているため、前記操舵輪が操舵中立位置から左又は右方向へ操舵されることにより、操舵初期から前記電動モータが回転し、操舵補助が行われるように構成された場合、車両の高速走行時に操舵角が例えば１°程度に小さいときにおいても操舵補助が行われることになり、操舵フィーリングの低下を来すことになる。このため、一般には操舵角が１°程度に小さいときは電動モータが駆動されず、適度の操舵角を超えたときに電動モータが駆動されるように構成されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−２１９４３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このように適度の操舵角を超えるまでの間電動モータが駆動されないように構成された場合、電動モータが駆動されない操舵領域、即ち、操舵中立位置の近傍領域での操舵時、操舵輪の操舵力が前記入力軸、トーションバー、出力軸、ウォームホイール及びウォームを介して電動モータの駆動軸に伝動され、該駆動軸が回転されることになる。この結果、電動モータの駆動軸を回転させるための負荷がウォーム、ウォームホイール、出力軸、トーションバー及び入力軸を介して操舵輪に加わり、操舵負荷が大きくなる。
【０００８】
ところで、電動モータが駆動されない操舵領域での操舵負荷を低減するには、例えば特開平１１−４３０６２号公報に記載されているように、電動モータの駆動軸に結合されたウォームを軸長方向に離隔する２個の深溝型玉軸受がウォームの軸長方向への移動を可能に支持し、この２個の深溝型玉軸受の内輪と前記ウォームとの間に２個の皿ばね及びばね受部を設け、各皿ばねの弾性復元力により各内輪を外輪に対して軸長方向へ付勢し、深溝型玉軸受のアキシアル内部隙間をなくするとともに、ウォームの軸長方向両方への移動を抑制するように構成することにより達成することが可能である。
【０００９】
この構成にあっては、電動モータが駆動されない操舵領域で操舵されることによって操舵輪の操舵力がウォームホイールからウォームに伝動されたとき、該ウォームに加わる軸長方向への分力によってウォームが皿ばねの弾性復元力に打ち勝って軸長方向へ移動し、ウォームの回転角は小さくなり、ウォームから電動モータの駆動軸への伝動は緩和される。
【００１０】
しかしながら、特開平１１−４３０６２号公報に記載されているように構成された場合、深溝型玉軸受のアキシアル内部隙間をなくするために２個の皿ばねと、２つのばね受部とを必要とし、構造が複雑となるし、また、特別の機構が付加されるため、ウォーム部分が大形化することになる。
【００１１】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、操舵補助用の駆動源が駆動されない操舵領域での操舵負荷を、特別の機構を付加することなく前記駆動源によって回転されるウォームを支持する深溝型玉軸受により低減することができ、しかも、ウォームのラジアル方向へのガタつきを抑制することができるウォーム支持装置及び電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
第１発明に係るウォーム支持装置は、駆動源によって回転されるウォームの少なくとも反駆動源側の端部を深溝型玉軸受により支持部材に支持したウォーム支持装置において、前記深溝型玉軸受は内輪の軌道溝の曲率半径を玉の直径の５２．５〜７５％及び／又は外輪の軌道溝の曲率半径を玉の直径の５３．５〜８５％としてあり、前記ウォームの駆動源側の端部を軸長方向へ相対移動可能に支持する軸受部材を備えていることを特徴とする。
【００１３】
第２発明に係るウォーム支持装置は、前記深溝型玉軸受の内輪はウォームの反駆動源側の端部に圧入されており、前記軸受部材は前記ウォーム又は前記支持部材に対して軸長方向へ相対移動が可能であることを特徴とする。
【００１４】
第３発明に係るウォーム支持装置は、前記深溝型玉軸受はアキシアル内部隙間の値を零以下にしてあることを特徴とする。
【００１５】
第４発明に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１〜３の何れかに記載されたウォーム支持装置と、前記ウォームに噛合するウォームホイールと、前記ウォームに連動連結された操舵補助用の電動モータである前記駆動源と、該駆動源の駆動に伴う前記ウォームホイールの回転力を舵取機構に伝動する伝動手段とを備えていることを特徴とする。
【００１６】
第１発明にあっては、ウォームの反駆動源側の端部を支持する深溝型玉軸受の内輪の軌道溝の曲率半径を玉の直径の５２．５〜７５％及び／又は外輪の軌道溝の曲率半径を玉の直径の５３．５〜８５％とし、内輪及び／又は外輪の軌道溝の肩の高さを、前記曲率半径よりも小さい曲率半径を有する深溝型玉軸受を用いたものの肩の高さと同じにし、軸長方向寸法に起因する内輪及び／又は外輪の剛性を、前記曲率半径よりも小さい曲率半径を有する深溝型玉軸受を用いたものに比べて低くし、軌道溝に加わるアキシアル荷重によって軌道溝部分を撓み易くすることができる。この結果、深溝型玉軸受にアキシアル内部隙間を設けることなく、軌道溝に加わるアキシアル荷重によって外輪及び内輪を軸長方向へ相対移動させることができ、駆動源が駆動されない操舵領域での操舵負荷を低減することができ、操舵フィーリングを良好にできる。また、特別の機構を付加することなく構成してあるため、駆動源が駆動されない操舵領域での操舵負荷を低減することができるにも拘らず、構造を簡素にでき、ウォーム部分の小形化を図ることができる。
【００１７】
しかも、ウォームの駆動源との連動連結部は元来ラジアル方向へのガタつきが発生しないように厳しい寸法公差で加工されているため、ウォームのラジアル方向へのガタつきを低減することができるにも拘らずウォームの駆動源側の端部を支持する軸受部材部分の寸法公差を大きくすることができ、加工性を向上できるとともに、寸法管理を緩くすることができ、ウォーム支持装置及び電動パワーステアリング装置のコストを低減できる。
【００１８】
尚、内輪の軌道溝の曲率半径が玉の直径の７５％よりも大きい場合、及び外輪の軌道溝の曲率半径が玉の直径の８５％よりも大きい場合、軸受の要求寿命が不足することになり、好ましくない。
【００１９】
第２発明にあっては、深溝型玉軸受の内輪がウォームの反駆動源側の端部に圧入されているため、深溝型玉軸受の外輪が支持部材に遊嵌された構成にすることができる。この結果、支持部材の材料が深溝型玉軸受の線膨張係数よりも大きい線膨張係数を有する例えばアルミニウムである場合においても、支持部材の熱膨張によってアキシアル内部隙間が変化するのを防ぐことができる。また、ウォームの駆動源側の端部を支持する軸受部材は、ウォーム又は支持部材に対して軸長方向へ相対移動が可能であるため、内輪又は外輪を圧入することによって軸受部材をウォーム又は支持部材に嵌合保持することができる。
【００２０】
第３発明にあっては、深溝型玉軸受のアキシアル内部隙間の値が零以下であるため、ウォームの軸長方向へのガタつきを深溝型玉軸受によってなくすることができる。
【００２１】
第４発明にあっては、ウォームの反駆動源側の端部を支持する深溝型玉軸受の内輪の軌道溝の曲率半径を玉の直径の５２．５〜７５％及び／又は外輪の軌道溝の曲率半径を玉の直径の５３．５〜８５％とし、内輪及び／又は外輪の軌道溝の肩の高さを、前記曲率半径よりも小さい曲率半径を有する深溝型玉軸受を用いたものの肩の高さと同じにし、軸長方向寸法に起因する内輪及び／又は外輪の剛性を、前記曲率半径よりも小さい曲率半径を有する深溝型玉軸受を用いたものに比べて低くし、軌道溝に加わるアキシアル荷重によって軌道溝部分を撓み易くすることができる。この結果、深溝型玉軸受にアキシアル内部隙間を設けることなく、軌道溝に加わるアキシアル荷重によって外輪及び内輪を軸長方向へ相対移動させることができ、駆動源が駆動されない操舵領域での操舵負荷を低減することができ、操舵フィーリングを良好にできる。また、特別の機構を付加することなく構成してあるため、駆動源が駆動されない操舵領域での操舵負荷を低減することができるにも拘らず、構造を簡素にでき、ウォーム部分の小形化を図ることができる。
【００２２】
しかも、ウォームの駆動源との連動連結部は元来ラジアル方向へのガタつきが発生しないように厳しい寸法公差で加工されているため、ウォームのラジアル方向へのガタつきを低減することができるにも拘らずウォームの駆動源側の端部を支持する軸受部材部分の寸法公差を大きくすることができ、加工性を向上できるとともに、寸法管理を緩くすることができ、ウォーム支持装置及び電動パワーステアリング装置のコストを低減できる。
【００２３】
【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。
図１は本発明に係るウォーム支持装置を備えた電動パワーステアリング装置のウォーム支持装置部分の構成を示す拡大断面図、図２は電動パワーステアリング装置の全体構成を示す断面図である。
【００２４】
電動パワーステアリング装置は、駆動源としての操舵補助用の電動モータ１と、該電動モータ１の駆動軸１ａに連動連結されたウォーム２及び該ウォーム２に噛合するウォームホイール３を有するウォームギヤＡと、該ウォームギヤＡを収容して支持するアルミニウム製のハウジング４と、ウォームホイール３に繋がる舵取手段５とを備えている。
【００２５】
この舵取手段５は、一端部が舵取りのための操舵輪Ｂに繋がり、他端部に筒部５１ａを有する入力軸５１と、筒部５１ａ内に挿入されてその一端部が入力軸５１の筒部５１ａに連結され、操舵輪Ｂ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５２と、他端部がトーションバー５２の他端部に連結され、ウォームホイール３に繋がる出力軸５３とを備えており、該出力軸５３がユニバーサルジョイントを介して例えばラックピニオン式の舵取機構（不図示）に繋がる。尚、出力軸５３及びユニバーサルジョイントが、ウォームホイール３の回転力を舵取機構に伝動する伝動手段を構成している。
【００２６】
ウォーム支持装置は、複数条の歯を有する歯部２ａの両端に軸部２ｂ，２ｃを有し、ウォームホイール３に噛合するウォーム２と、該ウォーム２の一方の端部である軸部２ｂをハウジング４に回転自在に支持する転がり軸受からなる軸受部材６と、ウォーム２の他方の端部である軸部２ｃをハウジング４に回転自在に支持する深溝型玉軸受７とを備えている。
【００２７】
ウォーム２の一方の軸部２ｂは内輪６１に遊嵌されており、他方の軸部６ｃは内輪７１に圧入されている。
【００２８】
ハウジング４はウォーム２を収容し、該ウォーム２の軸部２ｂ，２ｃを、軸受部材６及び深溝型玉軸受７を介して回転自在に支持した第１収容部４ａと、ウォームホイール３を収容し、該ウォームホイール３を出力軸５３及び該出力軸５３に嵌合された２つの転がり軸受８，９を介して支持した第２収容部４ｂとを有する。
【００２９】
第１収容部４ａはウォーム２の軸長方向に長くなっており、その長手方向一端部には軸受部材６の外輪６２を圧入により支持する支持孔４１と、該支持孔４１の一端に連なるモータ取付部４２とが設けられており、モータ取付部４２に電動モータ１が取付けられている。
【００３０】
第１収容部４ａの他端部には深溝型玉軸受７の外輪７２を遊嵌支持する支持孔４３及び該支持孔４３の一端に連なり深溝型玉軸受７の外輪７２の移動を規制する規制部４４が設けられている。支持孔４３の他端部は外部に開放されており、開放部に蓋体１０が螺着され、外輪７２の他端を前記規制部４４に押付けている。
【００３１】
図３は深溝型玉軸受の一部を拡大した断面図である。
深溝型玉軸受７は、軌道溝７１ａを有する鋼製の内輪７１と、軌道溝７２ａを有する鋼製の外輪７２と、内輪７１及び外輪７２の軌道溝７１ａ，７２ａ間に配置された複数の玉７３と、玉７３を等間隔に保持する保持器７４と、シール部材７５とを備えており、内輪７１が軸部２ｃに圧入され、外輪７２が支持孔４３に遊嵌されている。内輪７１の軌道溝７１ａの曲率半径Ｒ１は玉７３の直径ｄの５２．５〜７５％、好ましくは６０％としてあり、外輪７２の軌道溝７２ａの曲率半径Ｒ２は玉７３の直径ｄの５３．５〜８５％、好ましくは７０％としてある。
【００３２】
そして、軸部２ｃを内輪７１に圧入する場合に発生する径方向の圧入荷重によってアキシアル内部隙間を零以下の値とし、内輪７１及び外輪７２の軸長方向への相対移動をなくしてある。即ち、軸部２ｃを内輪７１に圧入することにより、内輪７１の内周面に径方向の圧力を加え、この圧力により内輪７１を拡径し、アキシアル内部隙間及びラジアル隙間の値を零以下にする。
【００３３】
このように軌道溝７１ａ，７２ａの曲率半径Ｒ１，Ｒ２を前記した値とし、かつ、内輪７１及び外輪７２の軌道溝７１ａ，７２ａの肩の高さｈ１，ｈ２を、軌道溝７１ａの曲率半径Ｒ１が５２．５％よりも小さく、軌道溝７２ａの曲率半径Ｒ２が５３．５％よりも小さい深溝型玉軸受の肩の高さと同じにしてある。また、軌道溝７１ａ，７２ａの曲率半径Ｒ１，Ｒ２を前記した値とすることにより、厚さ寸法に起因する内輪７１及び外輪７２の剛性を、軌道溝７１ａの曲率半径Ｒ１が５２．５％よりも小さく、軌道溝７２ａの曲率半径Ｒ２が５３．５％よりも小さい深溝型玉軸受に比べて若干低くし、軌道溝７１ａ，７２ａに加わるアキシアル荷重によって軌道溝７１ａ，７２ａ部分を撓み易いようにしてある。即ち、ウォーム２にアキシアル荷重が加わることにより、軸部２ｃに圧入された内輪７１と、支持孔４３に遊嵌された外輪７２とが軸長方向へ離隔するように付勢されたとき、玉７３が内輪７１及び外輪７２の軌道溝７１ａ，７２ａ部分を弾性的に撓み変形させつつ軸長方向へ転動することになり、内輪７１及び外輪７２が軸長方向に相対移動して、ウォーム２の軸長方向移動が許容されることになる。
【００３４】
軸受部材６は内輪６１と、外輪６２と、内輪６１及び外輪６２の軌道溝間に配置された複数の玉６３と、玉６３を等間隔に保持する保持器（図示せず）とを備えており、内輪６１が軸部２ｂに遊嵌され、外輪６２が支持孔４１に圧入されており、軸部２ｂを軸長方向へ移動可能に支持してある。内輪６１の軌道溝の曲率半径は玉６３の直径の５１．５〜５２．５％としてあり、外輪７２の軌道溝の曲率半径は玉６３の直径の５２．５〜５３％としてある。換言すればＪＩＳ（日本工業規格）の規格値としてある。
【００３５】
電動モータ１の駆動軸１ａとウォーム２の軸部２ｂとはセレーションを有する雄形継手部１１及び雌形継手部１２を介して軸長方向への相対移動を可能に連動連結されている。雄形継手部１１は軸部２ｂの周面にセレーションを設けることにより構成されており、雌形継手部１２は駆動軸１ａに嵌合固定された筒部材１３の内側にセレーションを設けることにより構成されており、雄形継手部１１及び雌形継手部１２がセレーション嵌合されている。尚、雄形継手部１１及び雌形継手部１２はウォーム２に径方向へのガタつきが発生しない寸法公差で加工されている。
【００３６】
ハウジング４内には、トーションバー５２の捩れに応じた入力軸５１及び出力軸５３の相対回転変位量によって操舵輪Ｂに加わる操舵トルクを検出するトルクセンサ１４が内装されており、該トルクセンサ１４が検出したトルク等に基づいて電動モータ１が駆動制御されるように構成されている。
【００３７】
以上のように構成された電動パワーステアリング装置は、一端の軸部２ｂが電動モータ１の駆動軸１ａに雄形継手部１１及び雌形継手部１２を介して連動連結されたウォーム２の軸部２ｂを軸受部材６により軸長方向へ移動可能に支持し、また、軸部２ｃを深溝型玉軸受７により回転自在に支持してある。
【００３８】
図４はウォームの軸長方向への移動量と軌道溝に加わるアキシアル荷重との関係を示す図である。図４において、移動量及びアキシアル荷重が正の場合は、ウォーム２に軸長方向一方（右方）への力が加わり、軸長方向一方（右方）へ移動したことを示しており、移動量及びアキシアル荷重が負の場合は、ウォーム２に軸長方向他方（左方）への力が加わり、軸長方向他方（左方）へ移動したことを示している。
【００３９】
深溝型玉軸受７は内輪７１の軌道溝７１ａの曲率半径Ｒ１を玉７３の直径ｄの５２．５〜７５％とし、外輪７２の軌道溝７２ａの曲率半径Ｒ２を玉７３の直径ｄの５３．５〜８５％とし、内輪７１及び外輪７２の軌道溝７１ａ，７２ａの肩の高さｈ１，ｈ２を、曲率半径Ｒ１が５２．５％よりも小さく、曲率半径Ｒ２が５３．５％よりも小さい深溝型玉軸受を用いたものの肩の高さと同じにすることにより、厚さ寸法に起因する内輪７１及び外輪７２の剛性を、曲率半径Ｒ１が５２．５％よりも小さく、曲率半径Ｒ２が５３．５％よりも小さい深溝型玉軸受を用いたものに比べて低くし、軌道溝７１ａ，７２ａに加わるアキシアル荷重によって軌道溝７１ａ，７２ａ部分を撓み易いようにしてあり、さらに、ウォーム２を軸受部材６に対して軸長方向へ移動可能としてあるため、ウォーム２を外輪６２，７２に対して軸長方向へ移動させることができ、さらに、このウォーム２の軸長方向への移動量を、図４の（ａ） に示すように軌道溝７１ａの曲率半径Ｒ１が５２．５％よりも小さく、軌道溝７２ａの曲率半径Ｒ２が５３．５％よりも小さい深溝型玉軸受を用いた場合の移動量（ｂ） に比べて多くすることができる。
【００４０】
しかして、電動モータ１が駆動されない操舵領域、即ち、車両の高速走行時の操舵角が例えば１°程度に小さい操舵領域で操舵されることにより、操舵輪Ｂの操舵力が入力軸５１、トーションバー５２、出力軸５３及びウォームホイール３を介してウォーム２に伝動されたとき、該ウォーム２に加わる軸長方向への分力によってウォーム２は内輪７１を押圧しつつ外輪７２に対して軸長方向一方（右方）へ移動、又は、内輪７１を押圧しつつ外輪７２に対して軸長方向他方（左方）へ移動し、ウォーム２の回転角が小さくなり、ウォーム２から電動モータ１の駆動軸１ａへの伝動を緩和することができ、電動モータ１が駆動されない操舵領域での操舵負荷を低減でき、操舵フィーリングを良好にできる。尚、ウォーム２が軸長方向一方（右方）及び軸長方向他方（左方）へ移動する場合、軸部２ｂと軸受部材６とは相対移動する。
【００４１】
ところで、軸受部材６及び深溝型玉軸受７を介してウォーム２を支持するハウジング４は、軸受部材６及び深溝型玉軸受７の線膨張係数よりも大きい線膨張係数を有するアルミニウム製であるため、このハウジング４が熱膨張した場合、支持孔４１，４３が拡径することになる。しかしながら、深溝型玉軸受７の外輪７２は支持孔４３に遊嵌されているため、支持孔４３の拡径によるウォーム２への影響をなくすることができる。また、支持孔４１に外輪６２が圧入されている軸受部材６は、内輪６１が軸部２ｂに遊嵌されているため、支持孔４１の拡径によるウォーム２への影響をなくすることができる。つまり、支持孔４１の拡径により、外輪６２の圧入荷重が低下し、軸受部材６のアキシアル内部隙間が増加することになるが、このアキシアル内部隙間の増加に影響されない。しかも、ウォーム２の駆動源側の軸部２ｂを駆動軸１ａに連動連結する連結部は雄形軸受部１１及び雌形軸受部１２の加工公差を小さくしてあり、ウォーム２の径方向へのガタつきを防ぐようにしてあるため、軸受部材６、軸部２ｂ、支持孔４３の寸法公差を大きくすることができる。この結果、加工性を向上できるとともに、寸法管理を緩くすることができ、電動パワーステアリング装置のコストを低減できる。
【００４２】
尚、以上説明した深溝型玉軸受７の軌道溝７１ａ，７２ａは一つの曲面である他、複合曲面としてもよい。図５、６は深溝型玉軸受の他の形態を示す一部を拡大した断面図である。図５は軌道溝７１ａ，７２ａを二つの曲面で形成したものであり、溝幅方向中央部の曲率半径Ｒ１０よりも溝幅方向両側部の曲率半径Ｒ１１，Ｒ１１を大きくしてある。図６は軌道溝７１ａ，７２ａを三つの曲面で形成したものであり、溝幅方向中央部の曲率半径Ｒ１０と、溝幅方向中央部及び溝幅方向両側部間の途中部の曲率半径Ｒ１２，Ｒ１２と、溝幅方向両側部の曲率半径Ｒ１１，Ｒ１１との関係は、Ｒ１０＞Ｒ１２＞Ｒ１１となるようにしてある。このように複合曲面とすることにより、玉７３が軸長方向へ転動したとき、両肩領域を乗り越えることを確実に防ぐことができ、内輪７１及び外輪７２の軸長方向への相対移動域を制限することができる。
【００４３】
また、以上説明した実施の形態の深溝型玉軸受７は、内輪７１の軌道溝７１ａの曲率半径Ｒ１を玉７３の直径ｄの５２．５〜７５％とし、外輪７２の軌道溝７２ａの曲率半径Ｒ２を玉７３の直径ｄの５３．５〜８５％としたが、その他、内輪７１又は外輪７２の軌道溝の曲率半径だけを前記した値としてもよい。この場合、軌道溝の曲率半径を前記した値にしない内輪７１又は外輪７２の曲率半径は、例えば内輪７１にあっては玉７３の直径ｄの５１．５〜５２．５％とし、外輪７２にあっては玉７３の直径ｄの５２．５〜５３％とする。
【００４４】
また、以上説明した実施の形態では、軸受部材６の外輪６２を支持孔４３に圧入し、内輪６１を軸部２ｂに遊嵌したが、その他、軸受部材６の外輪６２を支持孔４３に遊嵌し、内輪６１を軸部２ｂに圧入し、軸受部材６をウォーム２とともに軸長方向へ移動可能にしてもよい。
【００４５】
【発明の効果】
以上詳述したように第１発明によれば、深溝型玉軸受にアキシアル内部隙間を設けることなく、軌道溝に加わるアキシアル荷重によって外輪及び内輪を軸長方向へ相対移動させることができる。しかも、特別の機構を付加することなく構成してあるため、構造を簡素にでき、ウォーム部分の小形化を図ることができる。
【００４６】
第２発明によれば、支持部材の材料が深溝型玉軸受の線膨張係数にりも大きい線膨張係数を有する例えばアルミニウムである場合においても、支持部材の熱膨張によってアキシアル内部隙間が変化するのを防ぐことができる。
【００４７】
第３発明によれば、ウォームの軸長方向へのガタつきを深溝型玉軸受によってなくすることができる。
【００４８】
第４発明によれば、深溝型玉軸受にアキシアル内部隙間を設けることなく、軌道溝に加わるアキシアル荷重によって外輪及び内輪を軸長方向へ相対移動させることができ、駆動源が駆動されない操舵領域での操舵負荷を低減することができ、操舵フィーリングを良好にできる。しかも、特別の機構を付加することなく構成してあるため、駆動源が駆動されない操舵領域での操舵負荷を低減することができるにも拘らず、構造を簡素にでき、ウォーム部分の小形化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るウォーム支持装置を備えた電動パワーステアリング装置のウォーム支持装置部分の構成を示す拡大断面図である。
【図２】本発明に係る電動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】本発明に係る電動パワーステアリング装置の深溝型玉軸受の一部を拡大した断面図である。
【図４】ウォームの軸長方向への移動量と軌道溝に加わるアキシアル荷重との関係を示す図である。
【図５】深溝型玉軸受の他の形態を示す一部を拡大した断面図である。
【図６】深溝型玉軸受の他の形態を示す一部を拡大した断面図である。
【符号の説明】
１ 電動モータ（駆動源）
２ ウォーム
２ｂ 軸部（駆動源側の端部）
２ｃ 軸部（反駆動源側の端部）
３ ウォームホイール
４ ハウジング（支持部材）
６ 軸受部材
７ 深溝型玉軸受
７１ 内輪
７１ａ 軌道溝
７２ 外輪
７２ａ 軌道溝
７３ 玉
５３ 出力軸（転動手段）
Claims (4)
- 駆動源によって回転されるウォームの少なくとも反駆動源側の端部を深溝型玉軸受により支持部材に支持したウォーム支持装置において、前記深溝型玉軸受は内輪の軌道溝の曲率半径を玉の直径の５２．５〜７５％及び／又は外輪の軌道溝の曲率半径を玉の直径の５３．５〜８５％としてあり、前記ウォームの駆動源側の端部を軸長方向へ相対移動可能に支持する軸受部材を備えていることを特徴とするウォーム支持装置。
- 前記深溝型玉軸受の内輪はウォームの反駆動源側の端部に圧入されており、前記軸受部材は前記ウォーム又は前記支持部材に対して軸長方向へ相対移動が可能である請求項１記載のウォーム支持装置。
- 前記深溝型玉軸受はアキシアル内部隙間の値を零以下にしてある請求項１記載のウォーム支持装置。
- 請求項１〜３の何れかに記載されたウォーム支持装置と、前記ウォームに噛合するウォームホイールと、前記ウォームに連動連結された操舵補助用の電動モータである前記駆動源と、該駆動源の駆動に伴う前記ウォームホイールの回転力を舵取機構に伝動する伝動手段とを備えていることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003096001A JP4085867B2 (ja) | 2003-03-31 | 2003-03-31 | ウォーム支持装置及び電動パワーステアリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003096001A JP4085867B2 (ja) | 2003-03-31 | 2003-03-31 | ウォーム支持装置及び電動パワーステアリング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004301263A true JP2004301263A (ja) | 2004-10-28 |
| JP4085867B2 JP4085867B2 (ja) | 2008-05-14 |
Family
ID=33408194
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003096001A Expired - Fee Related JP4085867B2 (ja) | 2003-03-31 | 2003-03-31 | ウォーム支持装置及び電動パワーステアリング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4085867B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013113427A (ja) * | 2011-12-01 | 2013-06-10 | Honda Motor Co Ltd | ウォームギヤ装置の製造方法 |
| EP2829458A1 (en) | 2013-07-25 | 2015-01-28 | Jtekt Corporation | Electric power steering system |
| JP2019202596A (ja) * | 2018-05-22 | 2019-11-28 | 日本精工株式会社 | ウォーム減速機 |
-
2003
- 2003-03-31 JP JP2003096001A patent/JP4085867B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013113427A (ja) * | 2011-12-01 | 2013-06-10 | Honda Motor Co Ltd | ウォームギヤ装置の製造方法 |
| EP2829458A1 (en) | 2013-07-25 | 2015-01-28 | Jtekt Corporation | Electric power steering system |
| US9499194B2 (en) | 2013-07-25 | 2016-11-22 | Jtekt Corporation | Electric power steering system |
| JP2019202596A (ja) * | 2018-05-22 | 2019-11-28 | 日本精工株式会社 | ウォーム減速機 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4085867B2 (ja) | 2008-05-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4107326B2 (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
| JP3951913B2 (ja) | 電動式パワーステアリング装置 | |
| JP4356485B2 (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
| JP4442421B2 (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
| US7568550B2 (en) | Worm support device and power assist unit having the same | |
| JP4385286B2 (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
| JP2006175891A (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
| JP4501068B2 (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
| JP2007186021A (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
| JP2006224816A (ja) | コラムアシスト式電動パワーステアリング装置 | |
| JP2006027321A (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
| JP2001322554A (ja) | 電動式舵取装置 | |
| JP2004345444A (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
| JP2006118539A (ja) | 動力伝達継手およびこれを用いた電動パワーステアリング装置 | |
| JP2006044430A (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
| JP4085867B2 (ja) | ウォーム支持装置及び電動パワーステアリング装置 | |
| JP2004301265A (ja) | ウォーム支持装置及び電動パワーステアリング装置 | |
| JP2004301262A (ja) | ウォーム支持装置及び電動パワーステアリング装置 | |
| JP2008296633A (ja) | 電動パワーステアリング装置用の電動アシスト機構 | |
| JP2004183828A (ja) | ウォーム軸支持装置およびパワーアシストユニット | |
| JP2005212622A (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
| JP3624308B2 (ja) | 電動式舵取装置 | |
| JP5257682B2 (ja) | 揺動歯車装置、伝達比可変機構、および車両用操舵装置 | |
| JP2004249767A (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
| JP2004249844A (ja) | 電動パワーステアリング装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060215 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070417 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070420 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070613 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080129 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080211 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110228 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4085867 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110228 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120229 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120229 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130228 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130228 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140228 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |