JP2007292206A - 減速機構及び電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】操舵フィーリング及び組立て性を著しく向上すること。
【解決手段】電動モータ１０の駆動軸３１の外周面に、周方向溝４０が形成してある。この周方向溝４０に、ウォーム１１の軸方向孔３２の内周面に弾性的に接触するリング状の弾性部材５０が装着してある。この弾性部材５０は、その断面形状が多角形（五角形）である。また、ウォーム１１の軸方向孔３２に、弾性部材５０の五角形の角形状部で接触させることにより、弾性部材５０のつぶし代が変化した場合に於ける体積変化を小さく抑えることができ、弾性部材５０の反発力を小さく抑えて、弾性部材５０とウォーム１１の間の摩擦力を小さくすることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、操舵フィーリング及び組立て性を著しく向上することができる減速機構、及び、ステアリングホイールに印加された操舵トルクをトルクセンサーにより検知し、この検知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て減速機構により減速し、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（減速機構）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。

この動力伝達機構（減速機構）として、ウォーム減速機構を用いたＥＰＳでは、電動モータの駆動軸側のウォームに、ウォームホイールが噛合してあり、このウォームホイールは、操舵機構の出力軸（例えば、ピニオン軸、コラム軸）に嵌合してある。

ところで、図６は、従来例の特許文献１に対応する電動パワーステアリング装置の断面図である。

図６に示すように、ウォーム１１は、その両端部に於いて、電動モータ１０に近い側のモータ側軸受１５と、電動モータ１０から離れた側の反モータ側軸受２３とにより、回転自在に支持してある。

また、ウォーム１１に形成した軸方向孔３２に、電動モータ１０の駆動軸３１がスプライン嵌合してある。

このウォーム１１の軸方向孔３２の内周面と、電動モータ１０の駆動軸３１の外周面との間には、Ｏリング３３（円形断面弾性部材）が装着してある。

モータ側軸受１５は、ウォーム１１に一体に設けたフランジ１６と、ウォーム１１の端部に固定したナット１７との間に、それぞれ、圧縮された一対のゴムダンパー１８，１８を介して、ウォーム１１と同芯になるように、弾性支持してある。これにより、ウォーム１１は、ゴムダンパー１８の弾性範囲内で、モータ側軸受１５に対して、軸方向に移動可能である。

ウォーム１１をウォームホイール１２に近付ける方向に、ウォーム１の反モータ側端部を押圧して予圧する予圧機構２０が設けてある。

即ち、ウォーム１１の大径部２１に、ブッシュ２２、反モータ側軸受２３、及びホルダー２４が嵌合してあり、ウォーム１１の小径部２５に、予圧パッド２６が設けてあり、その外周面に、捩りコイルバネ２７が巻回してある。

従って、ウォーム１１の反モータ側端部（小径部２５）を、ウォーム１１をウォームホイール１２に近付ける方向に弾性的に一定の荷重で押圧することができ、噛み合い部のガタ付きを調整することができる。
特願２００５−１２６８３７号

ところで、電動モータ１０の組付け時に、駆動軸３１とウォーム１１が芯ずれして組みつけられると、円滑な回転作動ができなくなり、車両の操舵フィーリングが悪化する。

そこで、上述したＯリング３３（円形断面弾性部材）がウォーム１１の軸方向孔３２の内周面と電動モータ１０の駆動軸３１の外周面との間に装着してあり、これにより、調芯組付けを容易にしている。

しかしながら、部品バラツキにより、Ｏリング３３のつぶし代にバラツキが生じた場合、Ｏリング３３の軸方向摺動力が大きく変化し、その結果、操舵フィーリングや組立て性が悪化するといった虞れがある。

また、組付け時に、Ｏリング３３によじれが発生した場合も、円滑な回転動作ができなくなる虞れがある。

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、操舵フィーリング及び組立て性を著しく向上することができる、減速機構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。

上記の目的を達成するため、本発明に係る減速機構は、電動モータの駆動力をウォームとウォームホイールの噛み合わせによって減速する減速機構において、
前記ウォームの軸方向孔と、前記電動モータの駆動軸との間に、弾性部材が装着してあり、
当該弾性部材は、その断面形状が多角形である。

好適には、前記ウォームの軸方向孔と前記電動モータの駆動軸の何れかに、前記弾性部材が接触する箇所は、角形状である。

また、好適には、前記ウォームの軸方向孔と前記電動モータの駆動軸の何れかに、前記弾性部材を組付ける周方向溝が形成してあり、
当該周方向溝は、その断面形状が前記弾性部材の断面形状と略同じに形成してある。

さらに、好適には、前記弾性部材は、その断面形状が五角形である。

また、本発明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された操舵トルクをトルクセンサーにより検知し、この検知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て、請求項１乃至４の何れか１項に記載の減速機構により減速し、操舵機構の出力軸に伝達することを特徴とする。

好適には、前記ウォームを、前記ウォームホイールに近付ける方向に、押圧して予圧する予圧機構が設けてある。

本発明によれば、弾性部材の角部で接触させることにより、弾性部材のつぶし代が変化した場合に於ける体積変化を小さく抑えることができ、弾性部材の反発力を小さく抑えて、弾性部材とウォームの間の摩擦力を小さくすることができる。その結果、ウォームの軸方向変位を阻害することもなく、組立ても容易となる。従って、操舵フィーリング及び組立て性を著しく向上することができる。

また、仮に弾性部材によじれが生じた場合も、弾性部材は、多角形断面のため、検出が容易である。

さらに、弾性部材を組付ける周方向溝の形状を弾性部材の断面形状と合わせることにより、組付け時のよじれ防止となる。

さらに、好適には、前記弾性部材は、その断面形状が五角形であるが、これに限られず、座りがよく、頭に角部があればよい。

以下、本発明の実施の形態に係る減速機構及び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。

（第１実施の形態）
図１は、本発明の第１実施の形態に係る電動パワーステアリング装置の要部の断面図である。

図２は、図１に示したウォームの軸方向孔と電動モータの駆動軸との間に弾性部材が装着してある状態を拡大して示す拡大断面図である。

図３は、図１に示したウォームの軸方向孔と電動モータの駆動軸との間に弾性部材が装着してある状態を拡大して示す拡大断面図であって、弾性部材によじれが生じた状態も示す図である。

本実施の形態では、図１に示すように、ウォーム１１は、その両端部に於いて、電動モータ１０に近い側のモータ側軸受１５と、電動モータ１０から離れた側の反モータ側軸受２３（図６参照）とにより、回転自在に支持してある。

モータ側軸受１５は、ウォーム１１に一体に設けたフランジ１６と、ウォーム１１の端部に固定したナット１７との間に、それぞれ、圧縮された一対のゴムダンパー１８，１８を介して、ウォーム１１と同芯になるように、弾性支持してある。これにより、ウォーム１１は、ゴムダンパー１８の弾性範囲内で、モータ側軸受１５に対して、軸方向に移動可能である。

また、ウォーム１１に形成した軸方向孔３２に、電動モータ１０の駆動軸３１がスプライン嵌合してある。

さて、本実施の形態では、図２にも拡大して示すように、電動モータ１０の駆動軸３１の外周面に、周方向溝４０が形成してある。この周方向溝４０に、ウォーム１１の軸方向孔３２の内周面に弾性的に接触するリング状の弾性部材５０が装着してある。

この弾性部材５０は、その断面形状が多角形である。好適には、弾性部材５０は、その断面形状が五角形であるが、これに限られず、座りがよく、頭に角部があればよい。

好適には、ウォーム１１の軸方向孔３２に弾性部材５０が接触する箇所は、図２に示すように、五角形の角形状部である。

このように、弾性部材５０の五角形の角形状部で接触させることにより、弾性部材５０のつぶし代が変化した場合に於ける体積変化を小さく抑えることができ、弾性部材５０の反発力を小さく抑えて、弾性部材５０とウォーム１１の間の摩擦力を小さくすることができる。その結果、ウォーム１１の軸方向変位を阻害することもなく、組立ても容易となる。従って、操舵フィーリング及び組立て性を著しく向上することができる。

また、仮に、図３に二点鎖線の仮想線で示すように、弾性部材５０によじれが生じた場合も、弾性部材５０は、多角形断面のため、検出が容易である。

（第２実施の形態）
図４は、本発明の第２実施の形態に係る電動パワーステアリング装置の要部の断面図である。

図５は、図４に示したウォームの軸方向孔と電動モータの駆動軸との間に弾性部材が装着してある状態を拡大して示す拡大断面図である。

本実施の形態では、図５にも拡大して示すように、電動モータ１０の駆動軸３１の外周面に、弾性部材５０を組付ける周方向溝６０が形成してあり、この周方向溝６０は、その断面形状が弾性部材５０の断面形状（例えば、五角形）と略同じに形成してある。

このように、弾性部材５０を組付ける周方向溝６０の形状を弾性部材５０の断面形状と合わせることにより、組付け時のよじれ防止とすることができる。

その他の構成、作用、及び効果は、上述した実施の形態と同様である。

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。例えば、周方向溝４０，６０は、電動モータ１０の駆動軸３１の外周面に形成してあるが、ウォーム１１の軸方向溝３２の内周面に形成してあってもよい。

本発明の第１実施の形態に係る電動パワーステアリング装置の要部の断面図である。 図１に示したウォームの軸方向孔と電動モータの駆動軸との間に弾性部材が装着してある状態を拡大して示す拡大断面図である。 図１に示したウォームの軸方向孔と電動モータの駆動軸との間に弾性部材が装着してある状態を拡大して示す拡大断面図であって、弾性部材によじれが生じた状態も示す図である。 本発明の第２実施の形態に係る電動パワーステアリング装置の要部の断面図である。 図４に示したウォームの軸方向孔と電動モータの駆動軸との間に弾性部材が装着してある状態を拡大して示す拡大断面図である。 従来例の特許文献１に対応する電動パワーステアリング装置の断面図である。

符号の説明

１０ 電動モータ
１１ ウォーム
１２ ウォームホイール
１５ モータ側軸受
１６ フランジ
１７ ナット
１８ ゴムダンパー
２０ 予圧機構
２１ 大径部
２２ ブッシュ
２３ 反モータ側軸受
２４ ホルダー
２５ 小径部
２６ 予圧パッド
２７ 捩りコイルバネ
３１ 駆動軸
３２ 軸方向孔
３３ Ｏリング（円形断面弾性部材）
４０，６０ 周方向溝
５０ 弾性部材

Claims (6)

1. 電動モータの駆動力をウォームとウォームホイールの噛み合わせによって減速する減速機構において、
   前記ウォームの軸方向孔と、前記電動モータの駆動軸との間に、弾性部材が装着してあり、
   当該弾性部材は、その断面形状が多角形であることを特徴とする減速機構。
2. 前記ウォームの軸方向孔と前記電動モータの駆動軸の何れかに、前記弾性部材が接触する箇所は、角形状であることを特徴とする請求項１に記載の減速機構。
3. 前記ウォームの軸方向孔と前記電動モータの駆動軸の何れかに、前記弾性部材を組付ける周方向溝が形成してあり、
   当該周方向溝は、その断面形状が前記弾性部材の断面形状と略同じに形成してあることを特徴とする請求項１又は２に記載の減速機構。
4. 前記弾性部材は、その断面形状が五角形であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の減速機構。
5. ステアリングホイールに印加された操舵トルクをトルクセンサーにより検知し、この検知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て、請求項１乃至４の何れか１項に記載の減速機構により減速し、操舵機構の出力軸に伝達することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
6. 前記ウォームを、前記ウォームホイールに近付ける方向に、押圧して予圧する予圧機構が設けてあることを特徴とする請求項５に記載の電動パワーステアリング装置。

Images