JP2006137351A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 共振点での増幅を避け、理想的な操蛇性と操舵音を得ること。
【解決手段】 両サイドのダンパー７ａ，７ｂの剛性値を異なるものとしている。この時、ダンパー７ａ，７ｂは同材質のものを使用している。固有振動数（ω）は、ω＝１／２π（Ｋ／ｍ）^１／２ で表されるので、材質は、同じもののため、固有振動数は、剛性値であるＫにより決まる。つまり、剛性値を変えることで、ダンパー７ａ，７ｂのもつ固有振動数を両サイドで変化させることができる。両サイドで固有振動数が異なるため、電動モータ５からの強制振動で両ダンパー７ａ，７ｂが共振することはなく振動の増幅を抑え理想的な操舵性と操舵音を得ることができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電動パワーステアリング装置に関し、詳しくは、そのウォームの両側に設けたダンパーの支持構造を顕著に改良した電動パワーステアリング装置に関する。

自動車の操舵系では、外部動力源を用いて操舵アシストを行わせる、いわゆるパワーステアリング装置が広く採用されている。従来、パワーステアリング装置用の動力源としては、ベーン方式の油圧ポンプが用いられており、この油圧ポンプをエンジンにより駆動するものが多かった。ところが、この種のパワーステアリング装置は、油圧ポンプを常時駆動することによるエンジンの駆動損失が大きい（最大負荷時において、数馬力〜十馬力程度）ため、小排気量の軽自動車等への採用が難しく、比較的大排気量の自動車でも走行燃費が無視できないほど低下することが避けられなかった。

そこで、これらの問題を解決するものとして、電動モータを動力源とする電動パワーステアリング装置（Electric Power Steering、以下ＥＰＳと記す）が近年注目されている。ＥＰＳには、電動モータの電源に車載バッテリを用いるために直接的なエンジンの駆動損失が無く、電動モータが操舵アシスト時にのみに起動されるために走行燃費の低下も抑えられる他、電子制御が極めて容易に行える等の特長がある。

ＥＰＳでは、ステアリングホイールに印加された操舵トルクに対応して、電動モータから補助操舵トルクを発生して、動力伝達機構（ウォーム減速機）により減速して操舵機構の出力軸に伝達するようになっている。

特許文献１に開示してあるように、電動パワーステアリング装置のギヤハウジングには、一対の軸受を介して、ウォームが回転自在に支持してある。ウォームの基端部と、電動モータの駆動軸とは、スプライン嵌合してあり、これにより、ウォームの軸方向の移動を許容している。

ウォームの両鍔部と、一対の軸受の両内輪との間には、ぞれぞれ、一対のダンパーが設けてあり、ウォームには、ダンパーの内径側に、ウォームストッパー部が形成してある。

また、特許文献１では、ウォームの両サイドをダンパーにより支持して、歯打音を減少させる技術が開示してあるが、当該特許文献１では、ダンパーの剛性値については言及しておらず、実際に使われる際には、両サイドのダンパーは、同剛性値のもの、若しくは、両サイド同一品のダンパーが使用されるのが一般的となっている。
特開平１１−４３０６２号公報

しかしながら、特許文献１の構造では、ウォームは、ダンパーのフランジ部により規制され、また、ウォームストッパー部とダンパーのフランジ部との間には、若干の隙間があるため、ダンパーが弾性変形することにより、ウォームもその動きに合わせ変位している。つまり、ウォームの動きは、ダンパーの動きに伴うものである。

このとき、電動モータからウォームにアシスト力（Ｆ）を与えた時、電動モータからの強制振動がダンパーの持つ固有振動数と一致した場合には、ウォームは、ダンパーの影響を受けるため、ウォーム減速機の周辺が共振し、また、両ダンパーが同一品（同剛性）であれば、共振レベルは更に増幅し、トルク変動が大きくなったり、ウォームとウォームホイールのギヤ歯がぶつかり合うことによって発生する歯打ち音が発生し、操舵感や操舵音について、運転者に不快感を与える恐れがある。

本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであって、共振点での増幅を避け、理想的な操蛇性と操舵音を得ることができる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。

上記の目的を達成するため、本発明の請求項１に係る電動パワーステアリング装置は、ステアリングホイールに印加した操舵トルクに対応して、電動モータから補助操舵トルクを発生し、ウォーム減速機により減速して操舵機構の出力軸に伝達する電動パワーステアリング装置に於いて、
前記ウォームは、その両側に設けたダンパーにより支持してあり、
当該両ダンパーは、その固有振動数又は剛性値が互いに相違するように設定してあることを特徴とする。

本発明によれば、ウォームは、その両側に設けたダンパーにより支持してあり、当該両ダンパーは、その固有振動数又は剛性値が互いに相違するように設定してある。即ち、両ダンパーの剛性値を変えることで、各々の固有振動数を異なるものとし、電動モータの強制振動による共振点での増幅を抑え、結果として理想的な操舵性と操舵音を得ることができる。

以下、本発明の実施の形態に係る電動パワーステアリング装置を図面を参照しつつ説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る電動パワーステアリング装置の縦断面図である。

図２は、図１に示した要部の拡大断面図である。

図１に示すように、ギヤハウジング１には、一対の軸受２ａ，２ｂを介して、ウォーム３が回転自在に支持してある。なお、ウォーム３には、ウォームホイール１０のギヤ歯が噛合してある。

ウォーム３の基端部４には、雄スプラインが形成してあると共に、雌スプラインが形成してある電動モータ５の凹嵌合駆動軸５ａがスプライン嵌合してあり、これにより、ウォーム３の軸方向の移動を許容している。

図２に示すように、ウォーム３の両鍔部６ａ，６ｂと、一対の軸受２ａ，２ｂの両内輪との間には、ぞれぞれ、一対のダンパー７ａ，７ｂが設けてあり、ウォーム３には、ダンパー７ａ，７ｂの内径側に、ウォームストッパー部３ａ，３ｂが形成してある。

ダンパー７ａ，７ｂは、それぞれ、その両側に、フランジ部８ａ，８ｂと、フランジ部９ａ，９ｂとを有している。ウォームストッパー部３ａ，３ｂと、ダンパー７ａ，７ｂのフランジ部９ａ，９ｂとの間には、図２で円により取り囲んだ部位に、若干の隙間がある。

ウォーム３は、ダンパー７ａ，７ｂのフランジ部８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂにより規制され、また、ウォームストッパー部３ａ，３ｂとダンパー７ａ，７ｂのフランジ部９ａ，９ｂとの間には、若干の隙間があるため、ダンパー７ａ，７ｂが弾性変形することにより、ウォーム３もその動きに合わせ変位している。つまり、ウォーム３の動きは、ダンパー７ａ，７ｂの動きに伴うものである。

本実施の形態では、両サイドのダンパー７ａ，７ｂの剛性値を異なるものとしている。この時、ダンパー７ａ，７ｂは同材質のものを使用している。

固有振動数（ω）は
ω＝１／２π（Ｋ／ｍ）^１／２
で表されるので、材質は、同じもののため、固有振動数は、剛性値であるＫにより決まる。

つまり、剛性値を変えることで、ダンパー７ａ，７ｂのもつ固有振動数を両サイドで変化させることができる。

両サイドで固有振動数が異なるため、電動モータ５からウォーム３にアシスト力（Ｆ）を与えた時、電動モータ５からの強制振動で両ダンパー７ａ，７ｂが共振することはなく振動の増幅を抑え理想的な操舵性と操舵音を得ることができる。

以上から、本実施の形態によれば、ウォーム３は、その両側に設けたダンパー７ａ，７ｂにより支持してあり、両ダンパー７ａ，７ｂは、その固有振動数又は剛性値が互いに相違するように設定してある。即ち、両ダンパー７ａ，７ｂの剛性値を変えることで、各々の固有振動数を異なるものとし、電動モータ５の強制振動による共振点での増幅を抑え、結果として理想的な操舵性と操舵音を得ることができる。

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されず、種々変形可能である。

本発明の実施の形態に係る電動パワーステアリング装置の縦断面図である。 図１に示した要部の拡大断面図である。

符号の説明

１ ギヤハウジング
２ａ，２ｂ 軸受
３ ウォーム
３ａ，３ｂ
４ 基端部
５ 電動モータ
５ａ 凹嵌合駆動軸
６ａ，６ｂ 鍔部
７ａ，７ｂ ダンパー
８ａ，８ｂ フランジ部
９ａ，９ｂ フランジ部
１０ ウォームホイール

Claims (1)

1. ステアリングホイールに印加した操舵トルクに対応して、電動モータから補助操舵トルクを発生し、ウォーム減速機により減速して操舵機構の出力軸に伝達する電動パワーステアリング装置に於いて、
   前記ウォームは、その両側に設けたダンパーにより支持してあり、
   当該両ダンパーは、その固有振動数又は剛性値が互いに相違するように設定してある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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