JP2008080976A

JP2008080976A - 電動式ステアリング装置

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Publication number: JP2008080976A
Application number: JP2006263678A
Authority: JP
Inventors: Masahito Iwakawa; 将人岩川
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2006-09-28
Filing date: 2006-09-28
Publication date: 2008-04-10

Abstract

【課題】温度が変化しても、回転軸及び減速機構の入力軸に付与した予圧の変動が無く、負荷電流の増加を抑制した電動モータを有する電動式ステアリング装置を提供する。
【解決手段】電動モータ６及びハウジング６５の温度が変化すると、低温時には、アルミニウム製のハウジング６５は、鉄系の材料で形成されたモータケース６１、回転軸６４、ウォームギヤ６６よりも収縮するが、予圧調整ねじ６９を介して弾性部材８２を圧縮させることで、収縮量の差を吸収するため、ウォームギヤ６６及び回転軸６４に作用する予圧の増加が抑制される。また、高温時には、アルミニウム製のハウジング６５は、鉄系の材料で形成されたモータケース６１、回転軸６４、ウォームギヤ６６よりも膨張するが、圧縮されていた弾性部材８２の弾性変形が復帰することで、膨張量の差を吸収するため、ウォームギヤ６６及び回転軸６４に作用する予圧の減少が抑制される。
【選択図】図５

Description

本発明は電動式ステアリング装置、特に、ステアリングホイールのチルト位置またはテレスコピック位置を、電動モータにより調整することができる電動式ステアリング装置に関する。

運転者の体格や運転姿勢に応じて、ステアリングホイールのチルト位置やテレスコピック位置を調整する必要があり、このチルト位置、または、テレスコピック位置の調整を、電動モータを使用して楽に行うようにした電動式ステアリング装置がある。

このような電動式ステアリング装置の電動モータは、電動モータの回転をウォームギヤとウォームホイールで構成される減速機構で減速して、コラムのチルト運動、または、テレスコピック運動として伝達しているが、電動モータの正転時と逆転時で、ウォームギヤに作用する軸方向のスラスト力の方向が変化するため、ウォームギヤが軸方向に移動して異音を発生することがある。

このようなウォームギヤの異音を解消するために、ウォームギヤに予圧を付与して、ウォームギヤの軸方向のガタを排除するようにした電動モータとして、特許文献１、特許文献２に開示された電動モータがある。

図８は、特許文献１、特許文献２に開示されている電動モータの断面図である。図８に示すように、従来の電動モータ６は、有底円筒状のモータケース６１を有し、モータケース６１の内周面６１１には、マグネット６２が固定されている。マグネット６２の内側には、ロータコアとロータコイルを有する電機子６３が回転可能に収容されている。

電機子６３はその軸心に回転軸６４を有している。モータケース６１はマグネット６２のヨークを兼ねており、モータケース６１の左端のフランジ部６１２には、ハウジング６５のフランジ部６５１が、図示しないボルトにより結合されている。ハウジング６５はアルミニウム製で、内部に減速機構を内蔵している。

回転軸６４の左端（図８の左側）には、ウォームギヤ（減速機構の入力軸）６６が回転軸６４と同一軸線上に一体的に成形され、ウォームギヤ６６はハウジング６５内（図８の左側）へ延出している。このウォームギヤ６６がウォームホイール７２に噛み合って減速機構を構成し、電動モータ６の回転軸６４の回転を減速して、送りねじ７１に伝達する。モータケース６１、回転軸６４（回転軸６４と一体のウォームギヤ６６）は、熱膨張係数が略等しい鉄系の材料で形成されている。

回転軸６４はその右端外周が、すべり軸受（ラジアル荷重だけを軸支するジャーナル軸受）６７１によって回転可能に軸支されている。すべり軸受６７１の外周は、モータケース６１の右端に圧入されると共に、回転軸６４の外周とすべり軸受６７１の内周の嵌合は、すきまばめになっている。

回転軸６４の左端（回転軸６４がモータケース６１のフランジ部６１２から突出した位置であって、回転軸６４がウォームギヤ６６に接続する位置の近傍）は、深みぞ形ラジアル玉軸受６８によって回転可能に軸支されている。回転軸６４の外周と深みぞ形ラジアル玉軸受６８の内輪６８１の内周の嵌合は、すきまばめになっている。

深みぞ形ラジアル玉軸受６８の外輪６８２の外周は、ハウジング６５のフランジ部６５１に形成された環状凹部６５２に内嵌している。深みぞ形ラジアル玉軸受６８の外輪６８２の左端面は、環状凹部６５２の底面６５３に当接している。深みぞ形ラジアル玉軸受６８の外輪６８２と環状凹部６５２との嵌合は、しまりばめになっている。

ウォームギヤ６６はその左端部６６１の外周が、すべり軸受（ラジアル荷重だけを軸支するジャーナル軸受）６７２によって回転可能に軸支されている。すべり軸受６７２の外周は、ハウジング６５の左端に形成された環状凹部６５４に圧入されると共に、ウォームギヤ６６の左端部６６１の外周とすべり軸受６７２の内周の嵌合は、すきまばめになっている。

ハウジング６５の左端には、予圧調整ねじ６９がねじ込まれており、予圧調整ねじ６９の端面６９１とウォームギヤ６６の左端部６６１の左端面６６２との間には、すべりスラスト軸受６７３が介挿されている。また、モータケース６１の右端と回転軸６４の右端面６４１との間には、すべりスラスト軸受６７４が介挿されている。すべりスラスト軸受６７３及び６７４は、摩擦係数が小さく、耐摩耗性に優れた樹脂材料で成形されている。

予圧調整ねじ６９を適度にねじ込み、すべりスラスト軸受６７３を介してウォームギヤ６６を右方に押圧した後、ロックナット６９２を締め付けて、予圧調整ねじ６９をハウジング６５の左端に固定すると、回転軸６４の右端面６４１がすべりスラスト軸受６７４に強く押圧される。従って、ウォームギヤ６６及び回転軸６４は、すべりスラスト軸受６７４とすべりスラスト軸受６７３によって、図８の左右両方向のスラスト力に対して予圧が付与されて、ガタの無い状態になる。

しかしながら、電動モータ６及びハウジング６５の温度が変化すると、アルミニウム製のハウジング６５は、鉄系の材料で形成されたモータケース６１、回転軸６４、ウォームギヤ６６よりも熱膨張係数が大きいため、熱変形量が大きい。従って、低温時には、ウォームギヤ６６及び回転軸６４に作用する予圧が増加し、高温時には、ウォームギヤ６６及び回転軸６４に作用する予圧が減少する。

従って、高温時には、ウォームギヤ６６及び回転軸６４の軸方向のガタによって、ウォームギヤ６６及び回転軸６４が軸方向に移動して異音を発生する。また、低温時には、予圧の増加によって、電動モータ６の作動時に回転軸６４に加わる負荷が大きくなるため、電動モータ６の負荷電流が増加する問題が生じることがあった。

特開平１０−２７１７５３号公報特開２００１−６９７１４号公報

本発明は、温度が変化しても、回転軸及び減速機構の入力軸に付与した予圧の変動が無く、負荷電流の増加を抑制した電動モータを有する電動式ステアリング装置を提供することを課題とする。

上記課題は以下の手段によって解決される。すなわち、第１番目の発明は、車体後方側にステアリングホイールが装着されるステアリングシャフト、上記ステアリングシャフトを回転可能に軸支するとともに、チルト中心軸を支点とするチルト位置調整、または、上記ステアリングシャフトの中心軸線に沿ったテレスコピック位置調整が可能なコラム、電動モータ、上記電動モータのモータケースに回転可能に軸支された回転軸、上記回転軸の回転を減速して、上記コラムのチルト運動、または、テレスコピック運動として伝達する減速機構を内蔵し、上記モータケースに結合されたハウジングを備えた電動式ステアリング装置において、上記電動モータの回転軸と減速機構の入力軸は同一軸線上に形成され、上記回転軸と入力軸は、弾性部材を介して軸方向の予圧が付与されていることを特徴とする電動式ステアリング装置である。

第２番目の発明は、第１番目の発明の電動式ステアリング装置において、上記弾性体は金属製であることを特徴とする電動式ステアリング装置である。

第３番目の発明は、第１番目または第２番目のいずれかの発明の電動式ステアリング装置において、上記弾性体は皿バネまたはコイルバネであることを特徴とする電動式ステアリング装置である。

第４番目の発明は、第１番目または第２番目のいずれかの発明の電動式ステアリング装置において、上記弾性体は皿バネで構成され、塑性域まで圧縮して軸方向の予圧を付与していることを特徴とする電動式ステアリング装置である。

第５番目の発明は、第１番目または第２番目のいずれかの発明の電動式ステアリング装置において、上記ハウジングはアルミニウム製であり、上記モータケース、回転軸、及び、ウォームギヤは鉄系の材料で形成されていることを特徴とする電動式ステアリング装置である。

第６番目の発明は、第１番目または第２番目のいずれかの発明の電動式ステアリング装置において、上記入力軸にはウォームギヤが形成され、このウォームギヤに噛み合うウォームホイールを介して上記コラムにチルト運動、または、テレスコピック運動が伝達されることを特徴とする電動式ステアリング装置である。

本発明の電動式ステアリング装置では、電動モータの回転軸と減速機構の入力軸は同一軸線上に形成され、この回転軸と入力軸には、弾性部材を介して軸方向の予圧を付与している。従って、温度が変化して、熱膨張係数の異なる部材間の熱変位量に差が生じても、弾性部材が弾性変形して熱変位量の差を吸収する。そのため、回転軸及び減速機構の入力軸に付与した予圧の変動が無く、電動モータの作動時に回転軸に加わる負荷の増加を抑制できるため、電動モータの負荷電流の増加を抑制することが可能となる。

図１は、本発明の電動式ステアリング装置１を車両に取り付けた状態を示す全体斜視図である。図１に示すように、電動式ステアリング装置１は、ステアリングシャフト２を回動自在に軸支している。ステアリングシャフト２には、その右端（車体後方側）にステアリングホイール３が装着され、ステアリングシャフト２の左端（車体前方側）には、ユニバーサルジョイント１０１を介して中間シャフト１０２が連結されている。

中間シャフト１０２には、その左端にユニバーサルジョイント１０３が連結され、ユニバーサルジョイント１０３には、ラックアンドピニオン機構等からなるステアリングギヤ１０４が連結されている。

運転者がステアリングホイール３を回転操作すると、ステアリングシャフト２、ユニバーサルジョイント１０１、中間シャフト１０２、ユニバーサルジョイント１０３を介して、その回転力がステアリングギヤ１０４に伝達され、ラックアンドピニオン機構を介してタイロッド１０５を移動し、車輪の操舵角を変えることができる。

図２は、ステアリングホイール３のチルト位置調整を電動モータで行う電動チルト式ステアリング装置を示す一部断面を含む要部概略構成図である。

図２の左側（車体前方側）には、Ｔ字状の下部車体取付けブラケット５１の上部に形成された取付け部５１１が、車体５３に固定されており、取付け部５１１からピボット部５１２が下方に延びている。コラム４の左端は、ピボット部５１２に軸支されたピボットピン５１３を支点として、下部車体取付けブラケット５１に揺動可能に支持されている。

図２の右側（車体後方側）には、Ｌ字状の上部車体取付けブラケット５２の上部に形成された取付け部５２１が、車体５３に固定されており、取付け部５２１からコラム支持部５２２が下方に延びている。コラム支持部５２２には、コラム４の右端の左右の側面がチルト位置調整可能に挟持されている。コラム４には、ステアリングシャフト２が回動自在に軸支され、ステアリングシャフト２には、その右端（車体後方側）にステアリングホイール３が装着されている。

コラム４にはブラケット４１が一体的に形成され、このブラケット４１に、電動アクチュエータとしての電動モータ６が固定されている。また、ブラケット４１の上軸支部４１Ａと下軸支部４１Ｂには、図示しないころがり軸受を介して、送りねじ７１の上下両端が各々軸支されている。

電動モータ６の回転軸６４には、ウォームギヤ６６が一体的に形成され、送りねじ７１に固定されたウォームホイール７２がウォームギヤ６６に噛み合っている。ウォームホイール７２とウォームギヤ６６で減速機構が構成され、電動モータ６の回転が送りねじ７１に減速して伝達される。

送りねじ７１には、送りねじ７１の回転を直線運動に変換するナット７３が螺合している。送りねじ７１とナット７３で構成される送り機構は、送りねじ７１の回転をナット７３の直線運動に変換する送り機構である。

ナット７３には図２の右側に、球面状の突起を有するボール７４が一体的に形成されている。コラム支持部５２２の左端面５２２Ａ（図２から見て）には円筒状のスリーブ７５が一体的に形成され、ボール７４の外周がスリーブ７５の内周７５Ａに摺動可能に嵌入することで、球面継手を構成している。

ステアリングホイール３のチルト位置を調整する必要が生じた場合、図示しないスイッチを操作すると、電動モータ６の回転軸６４が正逆いずれかの方向に回転駆動される。すると、電動モータ６の回転軸６４の回転が、ウォームギヤ６６からウォームホイール７２に減速して伝達され、ウォームホイール７２と一体の送りねじ７１が回転することにより、例えば、ナット７３が送りねじ７１に沿って軸方向に下降する。

すると、ナット７３と一体のボール７４もコラム４に対して下降し、ボール７４がスリーブ７５に嵌合しているため、コラム４が上方にチルト移動する。また、ボール７４が上昇した場合には、コラム４は下方にチルト移動する。コラム４がチルト移動すると、ボール７４はスリーブ７５の内周７５Ａ内で、自由に回転及び摺動するため、コラム４のチルト移動を阻害したり、ボール７４とスリーブ７５との間に、不要な応力や摩擦を生じさせることがない。

図３は、ステアリングホイール３のテレスコピック位置調整を電動モータで行う電動テレスコピック式ステアリング装置を示す一部断面を含む要部概略構成図である。図４は図３の下面図である。

中空円筒状のアウターコラム４２には、インナーコラム４３が軸方向（図３の左右方向）にテレスコピック摺動可能に嵌合している。アウターコラム４２の下部には、矩形形状の開口部４５が形成され、この開口部４５を通して、インナーコラム４３に固定したスリーブ７５が、下向きに外方に突出している。開口部４５は、テレスコピック位置調整時にスリーブ７５の外周が開口部４５の前端４５Ａ、後端４５Ｂに当接することで、ストッパとしての機能を果たし、また、インナーコラム４３の回転方向の回り止めの機能も果たしている。

インナーコラム４３には、ステアリングシャフト２が回動自在に軸支され、ステアリングシャフト２には、その右端（車体後方側）にステアリングホイール３が装着されている。アウターコラム４２の下面には、開口部４５を挟んで前後に、前軸支部４４Ａ、後軸支部４４Ｂが下向きに突出して一体に形成され、図示しないころがり軸受を介して、送りねじ７１の前後両端が各々軸支されている。また、アウターコラム４２の側面には、電動モータ６が固定されている。

送りねじ７１には、送りねじ７１の回転を直線運動に変換するナット７３が螺合している。ナット７３には、上方に球面状の突起を有するボール７４が一体的に形成されており、ボール７４の外周が上記スリーブ７５の内周７５Ａに摺動可能に嵌入することで、球面継手を構成している。

ステアリングホイール３のテレスコピック位置を調整する必要が生じた場合、図示しないスイッチを操作すると、電動モータ６が正逆いずれかの方向に回転駆動される。すると、電動モータ６の回転が、ウォームギヤ６６からウォームホイール７２に減速して伝達され、ウォームホイール７２と一体の送りねじ７１が回転することにより、例えば、ナット７３が送りねじ７１に沿って、左方向（車体前方側）に移動する。

すると、ナット７３と一体のボール７４も左方向に移動し、ボール７４がスリーブ７５に嵌合しているため、インナーコラム４３が左方向にテレスコピック移動する。また、ボール７４が右方向（車体後方側）に移動した場合には、インナーコラム４３は右方向にテレスコピック移動する。インナーコラム４３がテレスコピック移動すると、ボール７４はスリーブ７５の内周７５Ａ内で、自由に回転及び摺動するため、インナーコラム４３のテレスコピック移動を阻害したり、ボール７４とスリーブ７５との間に、不要な応力や摩擦を生じさせることがない。

次に、本発明の実施例１の電動モータ６の詳細な構造について説明する。

図５は、本発明の実施例１の電動モータ６の断面図であって、（１）は全体断面図、（２）は（１）の左端の予圧付与部の拡大断面図である。電動モータ６は、有底円筒状のモータケース６１を有し、モータケース６１の内周面６１１には、マグネット６２が固定されている。マグネット６２の内側には、ロータコアとロータコイルを有する電機子６３が回転可能に収容されている。

回転軸６４の左端（図５の左側）には、ウォームギヤ（減速機構の入力軸）６６が、回転トルクを伝達可能に、カップリング６４２によって、回転軸６４と同一軸線上に連結されている。モータケース６１、回転軸６４、ウォームギヤ６６は、熱膨張係数が略等しい鉄系の材料で形成されている。各々別体で成形された回転軸６４とウォームギヤ６６を連結する手段は、カップリング６４２に限定されるものではなく、セレーションやスプライン、ゴムカップリング等、回転トルクを伝達可能なものであればよい。

ウォームギヤ６６はその右端部６６３の外周が、すべり軸受（ラジアル荷重だけを軸支するジャーナル軸受）６７５によって回転可能に軸支されている。すべり軸受６７５の外周は、モータケース６１の左端に形成された環状凹部６１３に内嵌している。すべり軸受６７５の外周と環状凹部６１３との嵌合は、しまりばめでもすきまばめでもよい。

ウォームギヤ６６はその左端部６６１の外周が、すべり軸受（ラジアル荷重だけを軸支するジャーナル軸受）６７２によって回転可能に軸支されている。すべり軸受６７２の外周は、ハウジング６５の左端に形成された環状凹部６５４に圧入されると共に、ウォームギヤ６６の左端部６６１の外周とすべり軸受６７２の内周の嵌合は、すきまばめになっている。すべり軸受６７２の左端面は、環状凹部６５４の左側の底面６５５に当接している。

ハウジング６５の左端には、予圧調整ねじ６９がねじ込まれており、予圧調整ねじ６９の端面６９１とウォームギヤ６６の左端部６６１の左端面６６２との間には、すべりスラスト軸受６７３、スラスト荷重支持プレート８１、弾性部材８２が、左端面６６２からこの順序で介挿されている。弾性部材８２は、合成ゴム等の弾性変形しやすい合成樹脂で形成されている。

ハウジング６５の左端には、環状凹部６５４の左側の底面６５５よりも左側に、環状凹部６５４よりも小径の小径環状凹部６５６が形成されている。スラスト荷重支持プレート８１及び弾性部材８２の外径寸法は、小径環状凹部６５６の内径寸法よりも若干小径に形成されて、小径環状凹部６５６内に、図５の左右両方向に円滑に移動可能に内嵌している。すべりスラスト軸受６７３の外径寸法は、小径環状凹部６５６の内径寸法よりもかなり小径に形成されている。

また、モータケース６１の右端と回転軸６４の右端面６４１との間には、すべりスラスト軸受６７４が介挿されている。すべりスラスト軸受６７３及び６７４は、摩擦係数が小さく、耐摩耗性に優れた樹脂材料で成形されている。

予圧調整ねじ６９を適度にねじ込み、弾性部材８２、スラスト荷重支持プレート８１、すべりスラスト軸受６７３を介してウォームギヤ６６を右方に押圧した後、ロックナット６９２を締め付けて、予圧調整ねじ６９をハウジング６５の左端に固定すると、弾性部材８２は所定寸法だけ弾性変形し、回転軸６４の右端面６４１がすべりスラスト軸受６７４に強く押圧される。従って、ウォームギヤ６６及び回転軸６４は、すべりスラスト軸受６７４とすべりスラスト軸受６７３によって、図５の左右両方向のスラスト力に対して所定の予圧が付与されて、ガタの無い状態になる。

この状態で、電動モータ６及びハウジング６５の温度が変化すると、アルミニウム製のハウジング６５は、鉄系の材料で形成されたモータケース６１、回転軸６４、ウォームギヤ６６よりも熱膨張係数が大きいため、熱変形量が大きい。

従って、低温時には、アルミニウム製のハウジング６５は、鉄系の材料で形成されたモータケース６１、回転軸６４、ウォームギヤ６６よりも収縮するが、予圧調整ねじ６９を介して弾性部材８２を収縮させる（弾性変形させる）ことで、収縮量の差を吸収するため、ウォームギヤ６６及び回転軸６４に作用する予圧の増加が抑制される。

また、高温時には、アルミニウム製のハウジング６５は、鉄系の材料で形成されたモータケース６１、回転軸６４、ウォームギヤ６６よりも膨張するが、圧縮されていた弾性部材８２の弾性変形が復帰して膨張することで、膨張量の差を吸収するため、ウォームギヤ６６及び回転軸６４に作用する予圧の減少が抑制される。

弾性部材８２は、温度変化による各部の熱変形量の範囲では、予圧力が過大にならないような弾性係数に設定されている。また、初期に設定される予圧力は、電動モータの通常の作動時に、ウォームギヤ６６に作用するスラスト力の最大値よりも大きく設定されている。

従って、温度が変化しても、電動モータの作動時に回転軸に加わる負荷の増加を抑制できるため、電動モータ６の負荷電流の増加を抑制できる。

実施例１では、軸受６７１、６７２、６７３、６７４、６７５はすべり軸受であるが、玉軸受やころ軸受等のころがり軸受にしてもよい。

次に本発明の実施例２を説明する。実施例２は実施例１の変形例であり、予圧を付与する弾性部材として皿バネを使用した例である。以下の説明では、上記実施例１と異なる構造部分と作用についてのみ説明し、重複する説明は省略する。また、上記実施例１と同一部品には同一番号を付して説明する。

図６は、本発明の実施例２の電動モータの予圧付与部の拡大断面図である。図６に示すように、ハウジング６５の左端には、予圧調整ねじ６９がねじ込まれており、予圧調整ねじ６９の端面６９１とウォームギヤ６６の左端部６６１の左端面６６２との間には、すべりスラスト軸受６７３、スラスト荷重支持プレート８１、弾性部材としての皿バネ８３、スラスト荷重支持プレート８４が、左端面６６２からこの順序で介挿されている。

予圧調整ねじ６９を適度にねじ込み、スラスト荷重支持プレート８４、皿バネ８３、スラスト荷重支持プレート８１、すべりスラスト軸受６７３を介してウォームギヤ６６を右方に押圧した後、ロックナット６９２を締め付けて、予圧調整ねじ６９をハウジング６５の左端に固定すると、回転軸６４の右端面６４１がすべりスラスト軸受６７４（図５参照）に強く押圧される。

従って、ウォームギヤ６６及び回転軸６４は、すべりスラスト軸受６７４とすべりスラスト軸受６７３によって、図６の左右両方向のスラスト力に対して予圧が付与されて、ガタの無い状態になる。皿バネ８３を金属製とし、塑性域まで圧縮して予圧を付与して使用することもできる。皿バネ８３を塑性域まで圧縮して予圧を付与すれば、塑性域では、皿バネ８３を単位量圧縮するのに必要な荷重の傾きが小さくなるので、予圧力の変動が小さくなり、好ましい。

この状態で、電動モータ６及びハウジング６５の温度が変化すると、アルミニウム製のハウジング６５は、鉄系の材料で形成されたモータケース６１、回転軸６４、ウォームギヤ６６よりも熱膨張係数が大きいため、熱変形量が大きい。従って、低温時には、アルミニウム製のハウジング６５は、鉄系の材料で形成されたモータケース６１、回転軸６４、ウォームギヤ６６よりも収縮するが、予圧調整ねじ６９を介して皿バネ８３を圧縮させることで、収縮量の差を吸収するため、ウォームギヤ６６及び回転軸６４に作用する予圧の増加が抑制される。

また、高温時には、アルミニウム製のハウジング６５は、鉄系の材料で形成されたモータケース６１、回転軸６４、ウォームギヤ６６よりも膨張するが、圧縮されていた皿バネ８３の弾性変形が復帰することで、膨張量の差を吸収するため、ウォームギヤ６６及び回転軸６４に作用する予圧の減少が抑制される。

次に本発明の実施例３を説明する。実施例３は実施例１の変形例であり、予圧を付与する弾性部材としてコイルバネを使用した例である。以下の説明では、上記実施例と異なる構造部分と作用についてのみ説明し、重複する説明は省略する。また、上記実施例と同一部品には同一番号を付して説明する。

図７は、本発明の実施例３の電動モータの予圧付与部の拡大断面図である。図７に示すように、ハウジング６５の左端には、予圧調整ねじ６９がねじ込まれており、予圧調整ねじ６９の端面６９１とウォームギヤ６６の左端部６６１の左端面６６２との間には、すべりスラスト軸受６７３、スラスト荷重支持プレート８１、弾性部材としてのコイルバネ８５、スラスト荷重支持プレート８４が、左端面６６２からこの順序で介挿されている。

予圧調整ねじ６９を適度にねじ込み、スラスト荷重支持プレート８４、コイルバネ８５、スラスト荷重支持プレート８１、すべりスラスト軸受６７３を介してウォームギヤ６６を右方に押圧した後、ロックナット６９２を締め付けて、予圧調整ねじ６９をハウジング６５の左端に固定すると、コイルバネ８５は弾性変形し、回転軸６４の右端面６４１がすべりスラスト軸受６７４（図５参照）に強く押圧される。コイルバネ８５は金属製であることが望ましい。

従って、ウォームギヤ６６及び回転軸６４は、すべりスラスト軸受６７４とすべりスラスト軸受６７３によって、図７の左右両方向のスラスト力に対して予圧が付与されて、ガタの無い状態になる。

この状態で、電動モータ６及びハウジング６５の温度が変化すると、アルミニウム製のハウジング６５は、鉄系の材料で形成されたモータケース６１、回転軸６４、ウォームギヤ６６よりも熱膨張係数が大きいため、熱変形量が大きい。従って、低温時には、アルミニウム製のハウジング６５は、鉄系の材料で形成されたモータケース６１、回転軸６４、ウォームギヤ６６よりも収縮するが、予圧調整ねじ６９を介してコイルバネ８５を圧縮させることで、収縮量の差を吸収するため、ウォームギヤ６６及び回転軸６４に作用する予圧の増加が抑制される。

また、高温時には、アルミニウム製のハウジング６５は、鉄系の材料で形成されたモータケース６１、回転軸６４、ウォームギヤ６６よりも膨張するが、圧縮されていたコイルバネ８５の弾性変形が復帰することで、膨張量の差を吸収するため、ウォームギヤ６６及び回転軸６４に作用する予圧の減少が抑制される。

従って、温度が変化しても、電動モータの作動時に回転軸に加わる負荷の増加を抑制できるため、電動モータ６の負荷電流の増加を抑制できる。実施例２及び実施例３では、電動モータ６の最大トルクが作用した時のスラスト力によって、皿バネ８３及びコイルバネ８５は、密着しないようなバネ定数とたわみ量を有する仕様に設定されている。

上記実施例においては、電動モータ６のモータケース６１の内周面６１１にマグネット６２が固定され、回転軸に電機子６３が取り付けられているが、モータケース６１の内周面６１１に電機子を固定し、回転軸にマグネットを取り付けたブラシレスモータに適用してもよい。また、上記実施例においては、ウォームギヤ６６の左端部６６１の左端面６６２側に、弾性部材を介して予圧が付与されているが、回転軸６４の右端面６４１側に弾性部材を介して予圧を付与してもよい。

さらに、上記実施例においては、ウォームギヤとウォームホイールで構成される減速機構に適用した例を示したが、はすば歯車、平歯車、かさ歯車等で構成される減速機構に適用してもよい。また、上記実施例においては、テレスコピック位置調整またはチルト位置調整のどちらか一方のみを行うステアリング装置に適用した例を示したが、テレスコピック位置とチルト位置の両方を調整可能なステアリング装置に適用してもよい。

本発明の電動式ステアリング装置を車両に取り付けた状態を示す全体斜視図である。本発明の電動チルト式ステアリング装置を示す一部断面を含む要部概略構成図である。本発明の電動テレスコピック式ステアリング装置を示す一部断面を含む要部概略構成図である。図３の下面図である。本発明の実施例１の電動モータの断面図である。本発明の実施例２の電動モータの予圧付与部の拡大断面図である。本発明の実施例３の電動モータの予圧付与部の拡大断面図である。従来の電動式ステアリング装置に使用される電動モータの断面図である。

符号の説明

１電動式ステアリング装置
１０１ユニバーサルジョイント
１０２中間シャフト
１０３ユニバーサルジョイント
１０４ステアリングギヤ
１０５タイロッド
２ステアリングシャフト
３ステアリングホイール
４コラム
４１ブラケット
４１Ａ上軸支部
４１Ｂ下軸支部
４２アウターコラム
４３インナーコラム
４４Ａ前軸支部
４４Ｂ後軸支部
４５開口部
４５Ａ前端
４５Ｂ後端
５１下部車体取付けブラケット
５１１取付け部
５１２ピボット部
５１３ピボットピン
５２上部車体取付けブラケット
５２１取付け部
５２２コラム支持部
５２２Ａ左端面
５３車体
６電動モータ
６１モータケース
６１１内周面
６１２フランジ部
６１３環状凹部
６２マグネット
６３電機子
６４回転軸
６４１右端面
６４２カップリング
６５ハウジング
６５１フランジ部
６５２環状凹部
６５３底面
６５４環状凹部
６５５底面
６５６小径環状凹部
６６ウォームギヤ
６６１左端部
６６２左端面
６６３右端部
６７１、６７２すべり軸受
６７３すべりスラスト軸受
６７４すべりスラスト軸受
６７５すべり軸受
６８深みぞ形ラジアル玉軸受
６８１内輪
６８２外輪
６９予圧調整ねじ
６９１端面
６９２ロックナット
７１送りねじ
７２ウォームホイール
７３ナット
７４ボール
７５スリーブ
７５Ａ内周
８１スラスト荷重支持プレート
８２弾性部材
８３皿バネ
８４スラスト荷重支持プレート
８５コイルバネ

Claims

車体後方側にステアリングホイールが装着されるステアリングシャフト、
上記ステアリングシャフトを回転可能に軸支するとともに、チルト中心軸を支点とするチルト位置調整、または、上記ステアリングシャフトの中心軸線に沿ったテレスコピック位置調整が可能なコラム、
電動モータ、
上記電動モータのモータケースに回転可能に軸支された回転軸、
上記回転軸の回転を減速して、上記コラムのチルト運動、または、テレスコピック運動として伝達する減速機構を内蔵し、上記モータケースに結合されたハウジングを備えた電動式ステアリング装置において、
上記電動モータの回転軸と減速機構の入力軸は同一軸線上に形成され、
上記回転軸と入力軸は、弾性部材を介して軸方向の予圧が付与されていること
を特徴とする電動式ステアリング装置。
請求項１に記載された電動式ステアリング装置において、
上記弾性体は金属製であること
を特徴とする電動式ステアリング装置。
請求項１または請求項２のいずれかに記載された電動式ステアリング装置において、
上記弾性体は皿バネまたはコイルバネであること
を特徴とする電動式ステアリング装置。
請求項１または請求項２のいずれかに記載された電動式ステアリング装置において、
上記弾性体は皿バネで構成され、
塑性域まで圧縮して軸方向の予圧を付与していること
を特徴とする電動式ステアリング装置。
請求項１または請求項２のいずれかに記載された電動式ステアリング装置において、
上記ハウジングはアルミニウム製であり、上記モータケース、回転軸、及び、ウォームギヤは鉄系の材料で形成されていること
を特徴とする電動式ステアリング装置。
請求項１または請求項２のいずれかに記載された電動式ステアリング装置において、
上記入力軸にはウォームギヤが形成され、このウォームギヤに噛み合うウォームホイールを介して上記コラムにチルト運動、または、テレスコピック運動が伝達されること
を特徴とする電動式ステアリング装置。