JP2005306141A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ウォーム軸に生じる軸方向のがたつきを吸収し得る電動パワーステアリング装置を提供する。
【解決手段】電動機(9)の駆動トルクをウォーム減速機(10)を介してステアリングホイール(2)に付加するようにしてなる電動パワーステアリング装置(12)の構成を、電動機の出力軸(20)とウォーム減速機の入力軸(17)との対向端同士が、複数の軸方向凸部(B)を有する一対の連結部材(22a・22b)および一対の連結部材同士間に挟み込まれる一つの弾性部材(23)からなる撓み継手(21)を介して連結されており、弾性部材の軸方向長さ(a)が、凸部の軸方向長さ(b)よりも大きくされているものとする。
【選択図】図3

Description

本発明は、電動機の駆動トルクをウォーム減速機を介してステアリングホイールに付加するようにしてなる電動パワーステアリング装置に関するものである。
電動機の出力軸とウォーム減速機の入力軸とを撓み継手を介して連結したパワーステアリング装置が特許文献1に開示されている。この文献に記載された撓み継手は、外周側に複数の軸方向凸部(駆動歯31a)が突設された一対の円板状連結部材(ハブ30、31)を出力軸と入力軸との対向端同士に結合し、放射方向に突設された複数の径方向凸部(アーム53)を備える弾性部材(スパイダ)を両連結部材同士間に挟み込んでなるものである(特許文献1の段落0061〜0064及び図5、6を参照されたい)。
一方、ウォーム減速機は、電動機を回転させるとウォーム軸に軸方向力が作用し、電動機の回転方向によって軸方向力の向きが反転するものである。
特表2002−518242号
しかるに、特許文献1に記載された構造によると、電動機の出力軸やウォーム軸に軸方向のがたつきが生じた場合にそれを吸収することはできないため、操舵フィーリングの悪化を招いたり、打音を発したりすることを防止し得ない。このような操舵フィーリングの悪化や打音の発生は、品質感を低下させる要因となるので好ましいことではない。
このような従来技術の問題点に鑑み、電動機の出力軸やウォーム軸に生ずる軸方向のがたつきを吸収し得る電動パワーステアリング装置を提供するため、本発明の請求項1は、電動機(9)の駆動トルクをウォーム減速機(10)を介してステアリングホイール(2)に付加するようにしてなる電動パワーステアリング装置(12)の構成を、前記電動機の出力軸(20)と前記ウォーム減速機の入力軸(17)との対向端同士が、複数の軸方向凸部(B)を有する一対の連結部材(22a・22b)および前記一対の連結部材同士間に挟み込まれる一つの弾性部材(23)からなる撓み継手(21)を介して連結されており、前記弾性部材の軸方向長さ(a)が、前記凸部の軸方向長さ(b)よりも大きくされていることを特徴とするものとした。
また本発明の請求項2は、上記構成に加えて、前記連結部材同士の対向面の少なくとも一方の所定範囲が、前記出力軸および入力軸の少なくとも一方の軸線に対して傾斜していることを特徴とするものとした。
このような本発明によれば、連結部材と凸部との軸方向隙間にも弾性部材が介在することになるので、周方向力と軸方向力とを弾性部材が受け止められる。即ち、ウォーム軸の周方向と軸方向とのがたつきを弾性部材が吸収するので、操舵フィーリングの悪化や打音の発生を効果的に抑制することができる。
特に請求項2の構成とすれば、連結部材と弾性部材とが傾斜面で当接するので、軸方向力による周方向の分力と、周方向力による軸方向の分力とが、弾性部材に対して相互に作用し合うことになる。これにより、連結部材と弾性部材との間に周方向あるいは軸方向の初期隙間があった場合にも、軸方向分力と周方向分力とによって初期隙間がなくなるように互いに押し付け合うこととなり、軸方向、周方向双方のがた抑制効果をより一層高めることができる。
以下に添付の図面を参照して本発明について詳細に説明する。
図1は、本発明による電動パワーステアリング装置が適用された車両用操舵装置を示している。この操舵装置1は、ステアリングホイール2に連結されたステアリングシャフト3と、タイロッド4を介してタイヤ5に連結されるラック軸6と、ステアリングホイール2の回転変位をラック軸6の軸方向変位に変換するラック&ピニオン機構7と、ステアリングシャフト3に加わる操舵トルクを検出する例えば磁歪式のトルクセンサ8と、ステアリングシャフト3に補助操舵力を加えるための電動機9、電動機9の回転トルクを倍力するウォーム減速機10、及び少なくともトルクセンサ8の出力に基づいて電動機9の駆動力を制御する制御装置11からなる電動パワーステアリング装置12とを有しており、運転者の操舵トルクをトルクセンサ8で検出し、この検出値に応じて所定の操舵特性が得られるように、電動機9への入力電流を制御装置11がPWM制御するようになっている。
ウォーム減速機10は、図2に示すように、電動機9のケーシングに結合された減速機ケーシング13に内蔵されており、ラック&ピニオン機構7のピニオン軸14に一体結合されたウォームホイール15と、球軸受16をもってケーシング13にその両端を支持された入力軸17と一体のウォーム18とからなり、球軸受19をもって支持された電動機9の出力軸20の一端に入力軸17の一端が撓み継手21を介して結合されている。
これにより、電動機9の回転力が、ウォームホイール15とウォーム18との間の減速比で倍力されてウォームホイール15と一体のピニオン軸14に伝達され、ラック軸6に軸力として入力される。
なお、電動パワーステアリング装置12の基本的な制御要領は公知技術と同等なので、ここではこれ以上の説明は省略する。
電動機9の出力軸20とウォーム減速機10の入力軸17とを連結する撓み継手21は、図3に併せて示すように、電動機9の出力軸20とウォーム減速機10の入力軸17との対向端同士に固着される一対の連結部材22a・22bと、2つの連結部材間に挟設される一つの弾性部材23とからなっている。
一対の連結部材22a・22bは、本実施例においては共に同一形状であり、円板状部分Dと、その外周部に円周を等分割する位置に突設された複数の(本実施例においては3つ)軸方向凸部Bとからなっている。そして弾性部材23は、円柱状をなし、その両軸方向端面に各連結部材の軸方向凸部を受容する凹部Hが形成されている。ここで弾性部材23の軸方向寸法aは、各連結部材22a・22bの軸方向凸部Bの長さ寸法bよりも大きくされており、各連結部材22a・22bの軸方向凸部Bの突端が突き当たるように、凹部Hは有底となっている。
このように、弾性部材23の軸方向寸法aを、軸方向凸部Bの長さ寸法bよりも大きくすることにより、電動機9の回転に伴うウォームホイール15とウォーム18との噛み合い圧力角によって図4に示したような撓み角θが発生した場合には、軸方向力Pと周方向力Qとが作用するが、周方向力Qは、弾性部材23の互いに隣り合う凹部H同士間の部分に受け止められ、軸方向力Pは、軸方向凸部Bと円板部Dとの間に介在する弾性部材23の凹部Hの底で受け止められることとなる。従って、本発明構造によると、入力軸17に軸方向と周方向とのがたつきが生ぜずに済むため、両凸部Bの周方向隙間に介在した弾性部材23によってトルク変動が吸収されることと相俟って、操舵フィーリングの悪化を招いたり、打音を発したりすることが抑制される。
図5並びに図6に示すように、両方あるいは少なくとも一方(例えば出力軸20側の連結部材22a)の円板部Dと弾性部材23の軸方向端面との互いの対向面を、出力軸20及び/又は入力軸17の軸線に対して傾斜させることにより、連結部材22aと弾性部材23とが傾斜面で当接するので、軸方向力による周方向の分力と、周方向力による軸方向の分力とが、弾性部材23に対して相互に作用し合うことになる。これにより、連結部材22a・22bと弾性部材23との間に周方向並びに軸方向の初期隙間があった場合にも、周方向力と軸方向分力とによって初期隙間がなくなるように互いに押し付け合うこととなる。従って、軸方向、周方向双方のがた抑制効果をより一層高め、操舵フィーリングの悪化並びに打音発生の抑制効果をより一層顕著にすることができる。
本発明が適用された自動車用ステアリング装置の概略構成図である。 本発明による電動機付きウォーム減速機の一部切除して示す側面図である。 本発明による撓み継手の分解斜視図である。 本発明による撓み継手の作用の説明図である。 変形実施例の要部側面図である。 別の変形実施例の要部側面図である。
符号の説明
2 ステアリングホイール
9 電動機
10 ウォーム減速機
12 電動パワーステアリング装置
17 ウォーム減速機の入力軸
20 電動機の出力軸
21 撓み継手
22a・22b 連結部材
23 弾性部材
B 軸方向凸部
H 凹部

Claims (2)

  1. 電動機の駆動トルクをウォーム減速機を介してステアリングホイールに付加するようにしてなる電動パワーステアリング装置であって、
    前記電動機の出力軸と前記ウォーム減速機の入力軸との対向端同士が、複数の軸方向凸部を有する一対の連結部材および前記一対の連結部材同士間に挟み込まれる一つの弾性部材からなる撓み継手を介して連結されており、
    前記弾性部材の軸方向長さが、前記凸部の軸方向長さよりも大きくされていることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
  2. 前記連結部材同士の対向面の少なくとも一方の所定範囲が、前記出力軸および入力軸の少なくとも一方の軸線に対して傾斜していることを特徴とする請求項1に記載の電動パワーステアリング装置。
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