JP2009161073A - 電動式パワーステアリング装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】出力軸12の外周面に内径側係止凹溝20を、上記スプライン孔13の内周面に外周側係止凹溝22を、それぞれ形成する。又、これら内径側、外径側両係止凹溝20、22の底面に、それぞれ凹凸部を形成する。そして、円環状の弾性リング23を、上記内径側係止凹溝20と上記外径側係止凹溝22との間に、径方向に弾性的に圧縮した状態で設置する。
【選択図】図2
Description
但し、従来構造の場合には、上記スプライン係合部19の円周方向(トルク伝達方向)に関して、上記スプライン軸部14の外周面及びスプライン孔13の内周面と、上記弾性リング23の内外両周縁とが、単なる摩擦力のみによって係合している。しかも、上記スプライン係合部19には、グリース等の潤滑剤が存在するので、上記摩擦力をあまり大きくできない。この為、上記スプライン係合部19でのスリップトルク(上記摩擦リング23の摩擦係合部を滑らせて、上記スプライン軸部14と上記スプライン孔13とを回転方向に相対変位させる為に要するトルク)は小さい。従って、雄、雌両スプライン歯18、17の歯先と歯底とが勢い良く衝突する事は防止できるが、これら雄、雌両スプライン歯18、17の円周方向側面同士が勢い良く衝突する事は、十分には防止できない。即ち、この円周方向側面同士の衝突に基づく歯打ち音の発生を防止する事はできない。
このうちのハウジングは、車体等の固定の部分に支持されて、操舵時にも回転する事はない。
又、上記回転軸は、上記ハウジングに対し回転自在に設けられて、ステアリングホイールの操作により回転させられ、回転に伴って操舵輪に舵角を付与する。この様な回転軸としては、ステアリングホイール及び操舵輪に同期して動く軸であれば採用可能である。例えば前述の図10に示した構造でのステアリングシャフト2、或いは、中間シャフト15、更には、ステアリングギヤユニット16の入力軸(ピニオン軸)が採用可能である。
又、上記ウォームは、ウォーム軸の軸方向中間部にウォーム歯を設けて成る。そして、このウォーム歯を上記ウォームホイールと噛合させた状態で、上記ウォーム軸の軸方向端部を軸受により、上記ハウジングに対し回転自在に支持されている。
又、上記電動モータは、上記ウォーム軸の基端部と出力軸の先端部とをトルクの伝達を自在に係合させて、このウォーム軸を両方向に回転駆動自在としている。
この為に、上記ウォーム軸の基端部と上記出力軸の先端部とのうちの一方の端部に、これらウォーム軸の基端面又は出力軸の先端面に開口する状態で、スプライン孔を形成している。又、これらウォーム軸の基端部と出力軸の先端部とのうちの他方の端部に、スプライン軸部を形成している。
又、上記トルク継手部は、上記出力軸の先端部と上記ウォーム軸の基端部とのうちの一方の端部に設けられた、外周面に雄スプライン歯を形成したスプライン軸部と、上記出力軸の先端部と上記ウォーム軸の基端部とのうちの他方の端部に、この他方の端部の端面に開口する状態で設けられた、内周面に雌スプライン歯を形成したスプライン孔とをスプライン係合させたものである。そして、上記トルク継手部は、上記電動モータの出力軸から上記ウォームへのトルクの伝達を自在としている。
更に、弾性リングは、上記スプライン孔の内周面と上記スプライン軸部の外周面との間で、径方向に弾性的に圧縮した状態で設けられている。
即ち、弾性部材の内外両周縁と、スプライン孔の内周面及びスプライン軸部の外周面とが、単なる摩擦係合だけでなく、凹凸部により機械的に係合する為、上記弾性部材が、電動モータの出力軸とウォーム軸とが回転方向に関して相対変位する事に対し大きな抵抗となる。具体的には、この相対変位の為には、上記弾性部材の外径寄り部分と内径寄り部分とを、円周方向にずらせる方向に、この弾性部材を弾性変形させる必要が生じる。この為、上記抵抗を大きくして、上記歯打ち音を十分に抑えられる。
図1〜7は、請求項1〜3、6に対応する、本発明の実施の形態の第1例を示している。尚、本例の電動式パワーステアリング装置の特徴は、電動モータ7の出力軸12の先端部(図1の右端部)に設けたスプライン軸部14と、ウォーム軸6の基端部(図1〜2の左端部)に設けたスプライン孔13との結合部及びその周辺構造にある。その他、電動式パワーステアリング装置全体の構造及び作用に就いては、前述の特許文献1、2に記載された構造を含め、従来から知られている構造と同様であるから、この従来構造と同等部分に関する図示並びに説明は、省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。
図8は、請求項1〜2、4、6に対応する、本発明の実施の形態の第2例を示している。本例の場合には、弾性リング23bとして、その内外両周面に、内径側、外径側両係止凹溝20、22にそれぞれ形成された、凹凸部を構成する為の凹部21、25(図3〜4参照)と一致する位相で、これら各凹部21、25に係合可能な形状の凸部28、28を備えたものを使用する。即ち、この弾性リング23bの軸方向中間部の、中心軸に直交する仮想平面に関する断面形状は、内径側、外径側両係止凹溝20、22の底面と、これら両係止凹溝20、22の底面に形成された上記各凹部21、25同士の間にできる空間の、同方向の断面形状とほぼ同じである。但し、上記内径側係止凹溝20の溝底径は、上記弾性リング23bの自由状態での内径よりも少しだけ大きくしており、又、上記外径側係止凹溝22の溝底径は、上記弾性リング23bの自由状態での外径よりも少し小さくしている。この為、この弾性リング23bは、上記各凹部21、25を形成した、上記内径側、外径側両係止凹溝20、22の底面同士の間で、径方向に弾性的に圧縮される。又、この状態で、上記弾性リング23bに備えた凸部28と、上記内径側、外径側係止凹溝20、22に形成された各凹部21、25とを、凹凸係合させる。この為、上記雄、雌両スプライン歯18、17が円周方向に勢い良く衝突する傾向になった場合、上記弾性リング23bが円周方向に回転しようとする力に対して、より大きな抵抗となる。その他の部分の構成及び作用は、前述の第1例に示した構造と同様である。
図9は、請求項1〜2、4〜6に対応する、本発明の実施の形態の第3例を示している。本例の場合には、内径側、外径側両係止凹溝20、22に凹凸部を構成する為に設けた各凹部21、25の開口縁部に、弾性リング23bに向けて突出する突縁27、27を形成している。そして、これら各突縁27、27を、上記弾性リング23bの内外両周縁部に、弾性的に食い込ませている。この様に、これら各突縁27、27をこの弾性リング23bの内外両周縁部に弾性的に食い込ませている為、上記弾性リング23bを適正位置に保ちつつ、ウォーム軸6と出力軸12とがトルク伝達方向に相対変位する事に対する抵抗をより大きく、適正に確保する事ができる。その他の部分の構成及び作用は、前述の第2例に示した構造と同様である。
尚、図示は省略するが、内径側、外径側両係止凹溝20、22の底面に、凹部に代えて凸部を形成し、この凸部を弾性リングの内外両周縁部に食い込ませる事もできる。この場合、円周方向に関する位相を、雄、雌両スプライン歯の山部と一致させる事が好ましい。
又、図示の例とは逆に、出力軸側にスプライン孔を、ウォーム軸側にスプライン軸部を、それぞれ設ける事もできる。
2 ステアリングシャフト
3 ハウジング
4 ウォームホイール
5 ウォーム歯
6、6a ウォーム軸
7 電動モータ
8 ウォーム
9a、9b 転がり軸受
10 押圧駒
11 コイルばね
12、12a 出力軸
13、13a スプライン孔
14、14a スプライン軸部
15 中間シャフト
16 ステアリングギヤユニット
17 雌スプライン歯
18 雄スプライン歯
19 スプライン係合部
20 内径側係止凹溝
21 凹部
22 外径側係止凹溝
23、23a、23b、23c、23d 弾性リング
24 トルク継手部
25 凹部
26 凹凸部
27 突縁
28 凸部
Claims (6)
- 固定の部分に支持されて回転する事のないハウジングと、このハウジングに対し回転自在に設けられて、ステアリングホイールの操作により回転させられ、回転に伴って操舵輪に舵角を付与する回転軸と、上記ハウジングの内部でこの回転軸の一部に、この回転軸と同心に支持されて、この回転軸と共に回転するウォームホイールと、ウォーム軸の軸方向中間部にウォーム歯を設けて成り、このウォーム歯を上記ウォームホイールと噛合させた状態で、上記ウォーム軸の軸方向端部を軸受により上記ハウジングに対し回転自在に支持されたウォームと、このウォームを回転駆動する為、その出力軸をこのウォームと同心に配置した電動モータと、これら出力軸の先端部とウォームの基端部との間に設けられて、この出力軸からこのウォームへのトルクの伝達を自在としたトルク継手部とを備え、このトルク継手部は、上記出力軸の先端部と上記ウォーム軸の基端部とのうちの一方の端部に設けられた、外周面に雄スプライン歯を形成したスプライン軸部と、上記出力軸の先端部と上記ウォーム軸の基端部とのうちの他方の端部に、この他方の端部の端面に開口する状態で設けられた、内周面に雌スプライン歯を形成したスプライン孔とをスプライン係合させたものであり、このスプライン孔の内周面と上記スプライン軸部の外周面との間に弾性リングを、これら両周面同士の間で弾性的に圧縮した状態で設けている電動式パワーステアリング装置に於いて、上記スプライン孔の内周面のうちで上記弾性リングの外周縁が対向する部分、及び、上記スプライン軸部の外周面のうちでこの弾性リングの内周縁が対向する部分に、それぞれ円周方向に関する凹凸部を形成し、この弾性リングの内外両周縁部を、それぞれこの凹凸部と凹凸係合させている事を特徴とする電動式パワーステアリング装置。
- 弾性リングが、スプライン孔の内周面とスプライン軸部の外周面とのうちの何れか一方の周面に全周に亙り形成された係止凹溝内に係止されており、この係止凹溝の底面に円周方向に関する凹凸部が形成されている、請求項1に記載した電動式パワーステアリング装置。
- 自由状態での弾性リングの内外両周縁部に凹凸部を形成せず、この弾性リングをスプライン孔の内周面とスプライン軸部の外周面との間で弾性的に圧縮し、この弾性リングの内外両周縁部を弾性変形させた状態で、この弾性リングの内外両周縁部を、それぞれスプライン孔の内周面、及び、スプライン軸部の外周面に形成した凹凸部と凹凸係合させる、請求項1〜2のうちの何れか1項に記載した電動式パワーステアリング装置。
- 自由状態で内外両周縁部に凹凸部を備えた弾性リングを使用し、この弾性リングをスプライン孔の内周面とスプライン軸部の外周面との間に装着した状態で、この弾性リングの内外両周縁部に形成した凹凸部を、それぞれ上記スプライン孔の内周面及び上記スプライン軸部の外周面に形成した凹凸部と凹凸係合させる、請求項1〜2のうちの何れか1項に記載した電動式パワーステアリング装置。
- スプライン孔の内周面のうちで弾性リングの外周縁が対向する部分、及び、スプライン軸部の外周面のうちでこの弾性リングの内周縁が対向する部分の一部に、この弾性リングに向けて突出する突縁を設けている、請求項1〜4のうちの何れか1項に記載した電動式パワーステアリング装置。
- スプライン孔の内周面のうちで弾性リングの外周縁が対向する部分に形成した円周方向に関する凹凸部と上記スプライン孔の内周面に形成した雌スプライン歯の凹凸部とが、又は、スプライン軸部の外周面のうちで上記弾性リングの内周縁が対向する部分に形成した円周方向に関する凹凸部と上記スプライン軸部の外周面に形成した雄スプライン歯の凹凸部とが、互いに同位相である、請求項1〜5のうちの何れか1項に記載した電動式パワーステアリング装置。
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