JP2005029006A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ウォームシャフトに入力される軸方向の外力に対して、衝突音の発生を防止できる電動パワーステアリング装置を提供する。
【解決手段】ハウジング４のアウタレース収容凹部８の軸方向長さを、アウタレース６ａの軸方向寸法よりも長く形成してクリアランスを設け、アウタレース６ａの軸方向両側に、全周にわたって弾性部材９ａ，９ｂを設けた。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動パワーステアリング装置において、ウォームシャフトに外力が入力されたときの衝突音の発生を防止する技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来技術としては、ウォームシャフトを支持するベアリングのアウタレースと、ベアリングを収容するハウジングとの間に、皿バネやブッシュ等の弾性部材を設け、ウォームホイールに外力が入力されたときのウォームホイールとウォームシャフトとの接触音（叩き音）を低減するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−４３０６２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術にあっては、弾性部材によりインナレースとアウタレースとがウォームシャフト軸方向で反対方向に付勢された状態であるため、ウォームシャフトに外力が入力されてインナレースが軸方向移動したとき、インナレースとアウタレースの軸方向位置がずれて、ボールベアリングの軌道輪形状が変形してしまう。
【０００５】
このとき、ボールとインナレースまたはアウタレースのクリアランスが無くなることにより、ボールとインナレースまたはアウタレースが常に軸方向に接触した状態となる。したがって、ボールとインナレースまたはアウタレースとの間に接触音が発生するとともに、円滑な軸支を行うことができなかった。
【０００６】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、ウォームシャフトに入力される軸方向の外力に対して、衝突音の発生を防止できる電動パワーステアリング装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、本発明では、ウォームギアを介して電動機のアシストトルクを操舵軸に伝達する電動パワーステアリング装置において、ハウジングとボールベアリングのアウタレースとの間に、インナレースがハウジングに対して軸方向に相対移動したとき、アウタレースとインナレースの軸方向位置を一致させるようにアウタレースを追従して移動させる追従機構を設けた。
【０００８】
これにより、ウォームシャフトに外力が入力され、それに伴いインナレースが軸方向移動したとき、インナレースとボールとの間およびボールとアウタレースとの間で衝突が起こる。しかしながら、追従機構が緩衝材としての機能を果たすため、衝突音が効果的に抑制される。また、追従機構の作用により、衝突後、アウタレースとインナレースとの軸方向位置が一致するようにアウタレースの軸方向位置が速やかに戻される。よって、円滑な軸支を行うことができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電動パワーステアリング装置を実現する実施の形態を、第１実施例と第２実施例に基づいて説明する。
【００１０】
（第１実施例）
図１は、第１実施例の電動パワーステアリング装置の要部を示す横断面図である。
この電動パワーステアリング装置は、ウォームシャフト１とウォームホイール２とから構成されるウォームギアを介して、電動モータ（電動機）３のトルクを図外のステアリングシャフトに出力することにより、運転者のステアリング操舵トルクをアシストするものである。
【００１１】
前記電動モータ３は、ハウジング４内に収容され、モータ出力軸５に前記ウォームシャフト１が固定されている。モータ出力軸５は、ボールベアリング６を介してハウジング４に回動自在に支持されている。ウォームホイール２の軸心には、図外のステアリングギアと連結する出力軸７が貫通している。
【００１２】
図２は、ボールベアリング６の支持構造を示す要部断面図であり、ボールベアリング６は、アウタレース６ａとインナレース６ｂと複数のボール６ｃとから構成される。アウタレース６ａとインナレース６ｂには、対向する位置に外輪溝１１と内輪溝１２が形成されており、これら外輪溝１１と内輪溝１２とでボール６ｃを転動させる軌道輪が構成される。
【００１３】
前記アウタレース６ａは、ハウジング４の内周面に形成されたアウタレース収容凹部８に支持されている。このアウタレース収容凹部８の軸方向長さは、アウタレース６ａの軸方向寸法よりも長く形成され、アウタレース６ａに対し、クリアランスが設定されている。すなわち、アウタレース６ａは、クリアランスの分だけハウジング４に対し、軸方向に相対移動可能に構成されている。
【００１４】
そして、このクリアランス部分、すなわち、アウタレース６ａの軸方向両端とアウタレース収容凹部８との間には、アウタレース６ａの全周にわたって、弾性部材９ａ，９ｂが介装されている。アウタレース６ａは、２つの弾性部材９ａ，９ｂにより、軸方向両側に同一の付勢力で弾性支持されている。
前記弾性部材９ａ，９ｂと、ハウジング４のアウタレース収容凹部８に設定したクリアランスにより、本発明の追従機構が構成されている。
【００１５】
次に、作用を説明する。
［アウタレース追従作用］
路面からのキックバックにより、出力軸７からウォームホイール２を介して、図３に矢印で示すような外力がウォームシャフト１の軸方向に入力されると、ボールベアリング６のインナレース６ｂは、ウォームシャフト１と共に軸方向へ距離ｈだけ移動する。
【００１６】
このとき、ボール６ｃを介して、アウタレース６ａにも、インナレース６ｂと同様の力が加わるため、弾性部材９ａが弾性変形し、アウタレース６ａがインナレース６ｂに追従し、軸方向へ距離ｈだけ移動する。よって、インナレース６ｂとボール６ｃとの間およびボール６ｃとアウタレース６ａとの間で衝突が起こるが、その衝突音は弾性部材９ａの弾性変形により効果的に抑制される。
【００１７】
ウォームシャフト１に作用する外力が取り除かれた後は、弾性部材９ａの復元力により、アウタレース６ａは、図２の状態へ復帰する。
【００１８】
次に、効果を説明する。
第１実施例の電動パワーステアリング装置にあっては、以下に列挙する効果が得られる。
【００１９】
（１） アウタレース収容凹部８の軸方向に設けたクリアランスと、アウタレース６ａの軸方向両側に設けた弾性部材９ａ，９ｂとからなる追従機構を設けたため、ウォームシャフト１からベアリング６に軸方向の外力が入力された場合でも、ボール６ａとアウタレース６ａまたはインナレース６ｂとの間で発生する衝突音を防止できる。
【００２０】
（２） アウタレース６ａは、弾性部材９ａ，９ｂを介してハウジング４に弾性支持されているため、アウタレース６ａとハウジング４との間で発生する衝突音を防止できる。
【００２１】
（３） 弾性部材９ａ，９ｂは、アウタレース６ａの全周にわたって設けられているため、ウォームシャフトに入力されるいかなる方向からの外力に対しても、衝突音の発生を防止できる。
【００２２】
（４） アウタレース６ａは、２つの弾性部材９ａ，９ｂにより、軸方向両側に同一の付勢力で弾性支持されているため、インナレース６ｂの移動方向にかかわらず、アウタレース６ａを追従させることができる。加えて、外力が取り除かれた後は、アウタレース６ａを、組み付け時の初期位置まで復帰させることができる。
【００２３】
（第２実施例）
図４は、第２実施例のハウジング４におけるボールベアリング６の支持構造を説明する断面図である。
【００２４】
第２実施例では、アウタレース収容凹部８と共に追従機構を構成する弾性部材１３を、アウタレース６ａの外周面に沿って設けた点で第１実施例と異なる。アウタレース収容凹部８のアウタレース当接面８ａには、弾性部材１３を装着する環状溝１４が形成されている。なお、弾性部材１３により、アウタレース当接面８ａとアウタレース６ａとの間には、僅かな隙間が形成され、これにより、アウタレース６ａは、第１実施例と同様に、軸方向両側に同一の付勢力で弾性支持された状態となっている。
【００２５】
次に、作用を説明する。
第１実施例と同様に、ウォームシャフト１の軸方向に外力が入力され、インナレース６ｂが軸方向移動した場合、弾性部材１３が変形し、アウタレース６ａがインナレース６ｂに追従して軸方向移動する。よって、外輪溝１１と内輪溝１２の軸方向の位置ずれに伴うボールベアリング６の軌道輪形状の変形が抑制される。
【００２６】
ウォームシャフト１に作用する外力が取り除かれた後は、弾性部材１３の復元力により、アウタレース６ａは、図４の状態へ復帰する。
【００２７】
次に、効果を説明する。
（５） 第２実施例の電動パワーステアリング装置にあっては、追従機構を構成する弾性部材１３が１つであるため、アウタレース６ａの軸方向両側に弾性部材９ａ，９ｂを設けた第１実施例と比較して、部品点数の削減を図りつつ、同一の効果が得られる。
【００２８】
（その他の実施例）
以上、本発明の実施の形態を第１，第２実施例に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は第１，第２実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
【００２９】
例えば、第１，第２実施例では、ウォームシャフト１と連結されたモータ出力軸５をボールベアリング６で支持した構成を示したが、ボールベアリング６でウォームシャフト１を直接支持する構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の電動パワーステアリング装置の要部を示す横断面図である。
【図２】第１実施例のボールベアリングの支持構造を示す要部断面図である。
【図３】第１実施例の作用を示す要部断面図である。
【図４】第２実施例のボールベアリング支持構造を示す要部断面図である。
【符号の説明】
１ ウォームシャフト
２ ウォームホイール
３ 電動モータ３
４ ハウジング
５ モータ出力軸
６ ボールベアリング
６ａ アウタレース
６ｂ インナレース
６ｃ ボール
７ 出力軸
８ アウタレース収容凹部
９ａ，９ｂ 弾性部材
１１ 外輪溝
１２ 内輪溝
１３ 弾性部材
１４ 環状溝

Claims (2)

1. 電動機に連結され、ハウジングにボールベアリングを介して回動自在に軸支されたウォームシャフトと、ステアリング操舵軸に連結されたウォームホイールとからなるウォームギアを有し、運転者の操舵トルクを電動機のアシストトルクにより補助する電動パワーステアリング装置において、
   前記ハウジングとボールベアリングのアウタレースとの間に、インナレースがハウジングに対して軸方向に相対移動したとき、アウタレースとインナレースの軸方向位置を一致させるようにアウタレースを追従して移動させる追従機構を設けたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 請求項１に記載の電動パワーステアリング装置において、
   前記追従機構を、
   前記ボールベアリングを収容するハウジング内周面に設け、アウタレースの軸方向移動を許容するクリアランスと、
   前記アウタレースの全周にわたって、アウタレースを軸方向両側に同一の付勢力で弾性支持する弾性部材と、
   から構成したことを特徴とする電動パワーステアリング装置。

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