JP2008189172A

JP2008189172A - 電動パワーステアリング装置

Info

Publication number: JP2008189172A
Application number: JP2007026443A
Authority: JP
Inventors: Takehiro Saruwatari; 丈博猿渡
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2007-02-06
Filing date: 2007-02-06
Publication date: 2008-08-21

Abstract

【課題】路面等から大きな衝撃があったときでも、歯車のバックラッシに起因するラトル音が発生するのを防止す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。
【解決手段】操舵部材１から操向車輪４に至る操舵機構Ａに、電動モータ９の動力を付与して操舵補助を行う。操舵機構Ａの減速歯車８１の側部に、この減速歯車８１の歯部８１ａの形状に沿って当該歯部８１ａの外縁より外方にはみ出る板状バネ部材（弾性部材）８３を設ける。
【選択図】図２

Description

この発明は、自動車などの車両に搭載され、電動モータを用いてドライバーの操舵動作を補助する電動パワーステアリング装置に関する。

自動車に搭載される従来の電動パワーステアリング装置は、図６に示すように、操舵部材１００から操向車輪（図示省略）に至る操舵機構Ａに連結された電動モータ１０９を備えており、このモータ動力を操舵機構Ａに付与することで操舵部材１００でのドライバーによる操舵動作を補助するようになっている。また、このような電動パワーステアリング装置Ｅの出力軸１２４には、減速歯車１８１及びこれに噛み合うピニオン軸１８２を有する減速機構１０８と、前記ピニオン軸１８２が出力軸１２４に一体回転可能に取り付けられる操舵補助用の前記電動モータ９とが連結されている。また、減速機構１０８の減速歯車１８１は、例えば一段のはすば歯車により構成されており、さらにその歯車歯部とピニオン軸１８２の歯部との噛み合い部において、ある程度のバックラッシが存在するよう構成されている（例えば、下記特許文献１参照）。

特開２００５−３１９９７１号公報

しかしながら、前述した従来の電動パワーステアリング装置Ｅでは、不整路等を走行して路面から大きな衝撃があった場合、前記歯車のバックラッシに起因するラトル音が発生するという問題があった。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、路面等から大きな衝撃があったときでも、歯車のバックラッシに起因するラトル音が発生するのを防止す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。

本発明に係る電動パワーステアリング装置は、操舵部材から操向車輪に至る操舵機構に、電動モータの動力を付与して操舵補助を行う電動パワーステアリング装置であって、前記操舵機構の歯車の側部に、前記歯車の歯部の形状に沿って当該歯部の外縁より外方にはみ出る弾性部材を設けたことを特徴とするものである。

このように構成された電動パワーステアリング装置によれば、前記歯車が、これに対応する歯車と噛み合う際に前記弾性部材によって、前記歯車同士のバックラッシに伴う当該歯車の衝撃が緩和されるため、前記歯車のバックラッシに起因するラトル音が発生するのを防止することができる。

また、前記弾性部材が板状バネ部材であり、この板状バネ部材は、円盤状の円盤部と、この円盤部の外周に前記歯車の歯部に対応する位置に配置された曲部とから構成されていてもよく、また、前記弾性部材が線状バネ部材であり、この線状バネ部材は、その外周が前記歯車の歯部の形状に沿ってひだ状に湾曲するひだ部から構成されていてもよい。
これらの場合、汎用性の高い弾性部材を用いることで、前記歯車のバックラッシに起因するラトル音が発生するのを容易に防止することができる。

本発明の電動パワーステアリング装置によれば、路面等から大きな衝撃があったときでも、歯車のバックラッシに起因するラトル音が発生するのを防止することができる。

以下、本発明の電動パワーステアリング装置を示す好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態による電動パワーステアリング装置Ｅの主要部の構成を示す模式図である。図２は、図１の減速機構８の要部を示す拡大図である。図１において、電動パワーステアリング装置Ｅは、例えば自動車に搭載され、操舵部材（ステアリングホイール）１に加わるドライバーの操舵動作に応じて、操向車輪４の向きを変える操舵軸２を備えている。この操舵軸２には、操舵部材１が上端部に取り付けられる筒状の取付軸２１と、この取付軸２１に一体回転可能に連結された筒状の入力軸２２と、トーションバー２３を介在させて入力軸２２に同軸的に連結された筒状の出力軸２４が設けられている。

取付軸２１は、ステアリングコラム２５内に収納された状態で車体側に固定されるものであり、その下端部には、トーションバー２３の一端部を内嵌固定した入力軸２２の上端部がピン２６により連結されている。また、前記トーションバー２３の他端部はピン２７により出力軸２４の下端部に内嵌固定されている。

入力軸２２及び出力軸２４は、車体側に固定され、かつ同図の上下方向に分離可能な第一、第二、及び第三のハウジングＨ１、Ｈ２、及びＨ３の内部にニードル軸受６１、第一玉軸受６２、及び第二玉軸受６３を介してそれぞれ回転自在に取り付けられている。
また、出力軸２４には、減速歯車８１及びこれに噛み合う第一ピニオン軸８２を有する減速機構８と、前記第一ピニオン軸８２が出力軸２４に一体回転可能に取り付けられるとともに、トルクセンサ７の検出結果に応じて制御ユニット（図示せず）により駆動される操舵補助用の電動モータ９とが連結されている。そして、この減速機構８と電動モータ９とで、操舵部材１から操向車輪４に至る操舵機構Ａにモータ動力による操舵補助力を付与する操舵補助部を構成している。

出力軸２４の下端側には、図示しない自在継手などを介在させてラックピニオン式伝達機構３の第二ピニオン軸３１及びラック軸３２が順次連結されており、さらには左右の前記操向車輪４がタイロッド５及びボールジョイント６を介してラック軸３２の対応する左右端部に連結され、出力軸２４に接続されている。そして、操舵軸２の回転が、ラックピニオン式伝達機構３によって左右方向の直線運動に変換され、操向車輪４が転舵される。また、第二ピニオン軸３１は、第三玉軸受３４及び第二ニードル軸受３５により、ラックハウジング３３内に回転可能に取り付けられている。また、ラック軸３２は、サポートヨーク及びラックガイド（図示せず）により摺動支持された状態でラックハウジング３３内に収納されている。

減速機構８における減速歯車８１は、例えば一段のはすば歯車により構成されており、さらにその歯車歯部８１ａと第一ピニオン軸８２の歯部との噛み合い部において、バックラッシをある程度許容することで減速機構８でのギヤ効率を向上させた状態でモータ動力を出力軸２４に伝達している。また、減速歯車８１の下端面（側部）８１ｂには、当該減速歯車８１の側面形状に沿って板状バネ部材８３よりなる弾性部材が設けられている。

板状バネ部材８３は、減速歯車８１と同心円状に取り付けられており、円盤状の円盤部８３ｂと、この円盤部８３ｂの外周に減速歯車８１の歯部８１ａに対応する位置に配置された曲部８３ａとから構成されている。図３は、板状バネ部材８３の要部の拡大図である。同図（ａ）は、板状バネ部材８３の要部の拡大側面図を示しているが、図２及び同図（ａ）に示すように、曲部８３ａは断面略Ｕ字型であり、その両端部（図３（ａ）における左右両端部）は、前記減速歯車８１の歯部８１ａの外縁両端部より僅かに外方にはみ出た形状をしている。

図３（ｂ）は、減速歯車８１が第一ピニオン軸８２の歯車と噛み合った状態を示す断面図であり、同（ｃ）は、同状態を示す側面図である。これらの図に示すように、第一ピニオン軸８２の歯車は減速歯車８１の歯幅よりも左端部が長く設定されており、これら歯車同士が噛み合ったときに、この歯幅の差の部分に該当する前記第一ピニオン軸８２の左端部の間に曲部８３ａが位置する。このとき、曲部８３ａの両端部が第一ピニオン軸８２の歯車によって矢印ａの方向に撓まされ、歯車（歯部）同士の衝撃が緩和(吸収)される。このため、従来の問題点である、路面等から電動パワーステアリング装置Ｅに強い衝撃が加わったときに、前記歯車同士のバックラッシに起因するラトル音が発生するのが防止される。

なお、曲部８３ａの形状は、歯部８１ａの形状に合わせて側面略台形に形成されており、その幅はバックラッシの寸法に合わせて調整することにより、歯車のギヤ効率を向上させることができる。また、曲部８３ａと第一ピニオン軸８２の歯車とは面接触するため、安定して歯車同士の衝撃を緩和することができる。

図４は、他の実施形態に係る減速機構８の要部を示す拡大図である。この減速機構８の基本的構造は図２の減速機構８と同じであり、同一部分に同一の参照符号を付している。この実施の形態にかかる減速機構８が、図２の減速機構８と相違する点は、減速歯車８１の上端面（側部）８１ｃ（図１参照）に、当該減速歯車８１の側面形状に沿って線状バネ部材８４よりなる弾性部材が設けられている点である。

線状バネ部材８４は、減速歯車８１の径方向内方でピン８５によって減速歯車８１と同心円状に取り付けられているとともに、外周が歯部８１ａの形状に沿ってひだ状に湾曲するひだ部８４ａから構成されている。図５は、線状バネ部材８４の要部の拡大図である。同図（ａ）は、線状バネ部材８４の要部の拡大側面図を示しているが、図４及び同図（ａ）に示すように、ひだ部８４ａの両端部（図５（ａ）における左右両端部）は、前記減速歯車８１の歯部８１ａの外縁両端部より僅かに外方にはみ出た形状をしている。

図５（ｂ）は、減速歯車８１が第一ピニオン軸８２の歯車と噛み合った状態を示す断面図であり、同（ｃ）は、同状態を示す側面図である。これらの図に示すように、第一ピニオン軸８２の歯車は減速歯車８１の歯幅よりも左端部が長く設定されており、これら歯車同士が噛み合ったときに、この歯幅の差の部分に該当する前記第一ピニオン軸８２の左端部の間にひだ部８４ａが位置する。減速歯車８１と前記第一ピニオン軸８２の歯車とが噛み合ったとき、前記ひだ部８４ａの両端部が第一ピニオン軸８２の歯車によって矢印ａの方向に撓まされ、歯車（歯部）同士の衝撃が緩和(吸収)される。このため、従来の問題点である、路面等から電動パワーステアリング装置Ｅに強い衝撃が加わったときに、前記歯車同士のバックラッシに起因するラトル音が発生するのが防止される。
なお、曲部８３ａの形状は、歯部８１ａの形状に合わせて側面略台形に形成されており、その幅はバックラッシの寸法に合わせて調整することにより、歯車のギヤ効率を向上させることができる。また、線状バネ部材８４は、線状の金属より構成されているため、用いる金属を少なくすることができ、製造コストを安くすることができる。

本発明は、前記実施形態に限定されることなく適宜設計変更可能である。例えば、前記実施形態では、減速機構８の減速歯車８１が一段のはすば歯車から構成されているが、二段で構成されていてもよく、かさ歯車から構成されていてもよい。
また、前記実施形態において、部材の組み付け易さを考慮して、板状バネ部材（弾性部材）８３が減速歯車８１の下端面８１ｂに取り付けられているが、上端面８１ｃに取り付けられてもよい。同様に、線状バネ部材８４（弾性部材）は、減速歯車８１の下端面８１ｂに取り付けられてもよい。
また、弾性部材は、噛み合わされる歯車の衝撃を緩和する部材であればよく、例えば歯車の歯部の外縁より外方に僅かにはみ出た状態で、当該歯車の側部（側面）に取り付けられたゴム状の弾性部材であってもよい。

本発明の一実施形態による電動パワーステアリング装置の主要部の構成を示す模式図である。図１における減速機構の要部を示す拡大斜視図である。図２における板状バネ部材の要部を示す拡大図である。他の実施形態に係る減速機構の要部を示す拡大斜視図である。図４における線状バネ部材の要部を示す拡大図である。従来の電動パワーステアリング装置の主要部の構成を示す模式図である。

符号の説明

１操舵部材（ステアリングホイール）
４操向車輪
９電動モータ
８１減速歯車（歯車）
８１ａ歯部
８１ｂ下端面（側部）
８１ｃ上端面(側部)
８３板状バネ部材（弾性部材）
８４線状バネ部材（弾性部材）
Ａ操舵機構
Ｅ電動パワーステアリング装置

Claims

操舵部材から操向車輪に至る操舵機構に、電動モータの動力を付与して操舵補助を行う電動パワーステアリング装置であって、
前記操舵機構の減速機構を構成する歯車の側部に、前記歯車の歯部の形状に沿って当該歯部の外縁より外方にはみ出る弾性部材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。
前記弾性部材が板状バネ部材であり、この板状バネ部材は、円盤状の円盤部と、この円盤部の外周に前記歯車の歯部に対応する位置に配置された曲部とから構成されている請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
前記弾性部材が線状バネ部材であり、この線状バネ部材は、その外周が前記歯車の歯部の形状に沿ってひだ状に湾曲するひだ部から構成されている請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。