JP2012224262A5 - - Google Patents
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Description
従来、電動モータの回転を減速してステアリングシャフトに伝達する減速装置を備えた電動パワーステアリング装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1には、電動モータのモータ回転軸とウォーム軸との間に、弾性部材を介在させて、両軸間のがたつきを防止する減速装置を備えた電動パワーステアリング装置が記載されている。
特許文献1には、電動モータのモータ回転軸とウォーム軸との間に、弾性部材を介在させて、両軸間のがたつきを防止する減速装置を備えた電動パワーステアリング装置が記載されている。
特許文献1あるいは特許文献2に記載の減速装置を備えた電動パワーステアリング装置は、電動モータのモータ回転軸とウォーム軸の間の2軸相互の振れ、がたつき、偏心などへの対応をしたものである。
しかし、モータ軸とウォーム軸にアライメント不良がある場合、電動モータのリヤ側の軸受部がラジアル荷重を受け、モータケース内側の側面と軸受外輪との打音が発生したり、電動モータのロータのマグネットとステータとの磁気吸引力のアンバランスが生じ、作動音が発生する場合がある。
しかし、モータ軸とウォーム軸にアライメント不良がある場合、電動モータのリヤ側の軸受部がラジアル荷重を受け、モータケース内側の側面と軸受外輪との打音が発生したり、電動モータのロータのマグネットとステータとの磁気吸引力のアンバランスが生じ、作動音が発生する場合がある。
図4は、モータ軸とウォーム軸にアライメント不良がある場合に、電動モータのリヤ側の軸受部への影響を説明する図である。
電動モータ11のモータ回転軸21は、モータ側ジョイント部61及びウォーム側ジョイント部32を介してウォーム軸13に接続されている。
電動モータ11のモータ回転軸21は、一端部(21)では、フロント軸受35を介して、また、リヤ側、すなわち、他端部34は、リヤ軸受36およびウェーブワッシャ43を介してモータケース40に回転可能に支持されている。
電動モータ11のモータ回転軸21は、モータ側ジョイント部61及びウォーム側ジョイント部32を介してウォーム軸13に接続されている。
電動モータ11のモータ回転軸21は、一端部(21)では、フロント軸受35を介して、また、リヤ側、すなわち、他端部34は、リヤ軸受36およびウェーブワッシャ43を介してモータケース40に回転可能に支持されている。
電動モータ11のモータ回転軸21とウォーム軸13の両軸の間に、アライメント不良、すなわち、軸ずれ(同軸度ずれ)、傾き、あるいは、振れ回りがある場合には、その軸ずれ等は、継手ユニット15により吸収されるものの、一定の負荷が電動モータ11のモータ回転軸21とウォーム軸13の継手ユニット15、すなわち、図4の負荷作用部29で示す位置で発生する。その負荷は、フロント軸受35の中央の中点30を中心にしたモーメント(長さL1およびL2)となって、電動モータ11のリヤ側に作用し、リヤ軸受36が、ラジアル(半径)方向の荷重を受けることになる。したがって、電動モータ11のモータ回転軸21とウォーム軸13の両軸の間のアライメント不良が大きい場合には、図4に示す接触箇所70で、リヤ軸受36の外輪とモータケース40内側の側面とが当たり、打音が発生したり、電動モータ11のロータ42のマグネットとステータ41との磁気吸引力のアンバランスに起因して作動音が悪化する。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、電動モータのモータ回転軸とウォーム軸の両軸の間にアライメント不良がある場合、モータケース内側の側面と軸受外輪との打音の発生やロータマグネットとステータとの磁気吸引力のアンバランスによる作動音の悪化を防止した電動モータを備えた電動パワーステアリング装置を提供することにある。
上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、ステアリングシャフトに負荷されるトルクに応じて駆動される操舵補助用の電動モータと、前記ステアリングシャフトに接続されたウォームホイールと、前記ウォームホイールに係合するウォーム軸と、からなるウォームギヤと、前記電動モータおよび前記ウォームギヤを収容するケースと、前記ケース内で、前記電動モータのモータ回転軸の両端部を支持する一対のモータ側軸受と、前記ケース内で、前記ウォーム軸の両端部を支持する一対のウォーム側軸受と、前記モータ回転軸の一端部と前記ウォーム軸の一端部とを嵌合する嵌合部と、を備えた電動パワーステアリング装置において、前記モータ側軸受のうち前記モータ回転軸の他端部を支持するモータ側リヤ軸受と前記ケースとの間に設けられ、前記モータ側リヤ軸受を介して前記モータ回転軸を前記嵌合部側へ押圧するウェーブワッシャと、前記ケース内で、前記モータ回転軸と同軸上に設けられた突起部と、前記モータ側リヤ軸受の外輪に設けられた溝部と、を備え、前記ウェーブワッシャは、内周縁部が前記突起部の外周に当接し、外周縁部が前記溝部に係合することを要旨とする。
上記構成によれば、電動モータのモータ回転軸とウォーム軸の両軸の間に、アライメント不良があった場合においても、モータケース内のリヤ側に設けた突起部と、リヤ軸受の外輪に設けた溝部に電動モータのモータ回転軸の他端部側のウェーブワッシャが接することにより、リヤ軸受がモータケース内でラジアル(半径)方向に動かないように押接されるため、リヤ軸受とモータケースとの接触による打音の発生や電動モータのロータのマグネットとステータとの磁気吸引力のアンバランスに起因した作動音の悪化を防止できる。
電動モータのモータ回転軸とウォーム軸の両軸の間にアライメント不良がある場合、モータケース内側の側面と軸受外輪との打音の発生やロータマグネットとステータとの磁気吸引力のアンバランスによる作動音の悪化を防止した電動モータを備えた電動パワーステアリング装置を提供できる。
動力駆動機構である電動パワーステアリング装置3は、操舵補助力の駆動源としての電動モータ11と、この電動モータ11からのトルクをステアリングシャフト6に伝達するウォーム軸13およびウォームホイール14からなるウォームギヤ12と、ウォーム軸13および電動モータ11のモータ回転軸21との間に介在してトルク伝達する嵌合部としての継手ユニット15と、ステアリングシャフト6に負荷されるトルクを検出するトルクセンサ16と、このトルクセンサ16からの出力信号に応じて電動モータ11を制御しつつ駆動するマイクロコンピュータ等を含む制御部(ECU)17とを有している。
図2は、図1に示す電動パワーステアリング装置3の詳細図である。電動パワーステアリング装置3は、ウォーム軸13を回転可能に支持するウォーム側軸受18、19と、ウォーム側軸受18、19、ウォームギヤ12、ウォーム軸13、ウォームホイール14等を収容するケース20とを有している。ケース20は、ステアリングコラム(図示せず)に固定されている。ケース20内で、ウォームホイール14は、ステアリングシャフト6と一体に回転可能に取り付けられている。ケース20はウォーム軸13の一端部24および他端部25を、それぞれウォーム側軸受18、19を介して回転可能に支持している。ウォーム側軸受19は、ケース20に設けられたねじ機構49、調整部材48等により、その位置が調整可能に支持されている。
さらに、ケース20には、モータケース40が固定され、そのモータケース40は、電動モータ11を構成するステータ41、ロータ42、フロント軸受35、リヤ軸受36、ウェーブワッシャ43等を収容している。電動モータ11のモータ回転軸21は、一端部(21)では、フロント軸受35により支持され、リヤ側、すなわち、他端部34は、リヤ軸受36およびウェーブワッシャ43を介して、モータケース40内で回転可能で、かつウェーブワッシャ43による押圧状態で支持されている。このとき、継手ユニット15から過大な負荷が加わった場合には、所定量のラジアル方向の荷重に対しウェーブワッシャ43がラジアル方向に移動しないように支持されている。
図3に示すように、モータケース40は、電動モータ11を構成するステータ41、ロータ42、リヤ軸受36、ウェーブワッシャ43等を収容している。モータケース40のリヤ側にはロータ42を組み付けるためのリヤ穴51が設けられており、このリヤ穴51の周囲に金属製の突起部50が、スペーサとして例えば接着により取り付けられている。また、リヤ軸受36の外輪には全周にわたり凹形状である溝部52が設けられ、この溝部52と突起部50にウェーブワッシャ43が接触した状態でリヤ軸受36を継手ユニット15側へ押圧している。モータ回転軸21の他端部34は、リヤ軸受36およびウェーブワッシャ43を介して、モータケース40内で回転可能で、かつウェーブワッシャ43による押圧状態で支持されている。したがって、継手ユニット15から過大な負荷が加わった場合には、ラジアル方向の移動を抑制するように支持されている。
本発明は、このことによって、アライメント不良によって生じた負荷が、電動モータ11のリヤ側、すなわち、モータ回転軸21の他端部34およびリヤ軸受36に作用させないようにしたものである。
このように、電動モータ11のモータ回転軸21とウォーム軸13の間のアライメント不良があった場合、その軸ずれ等によりウェーブワッシャ43が滑らないようにするとともに、リヤ軸受36がラジアル方向の荷重を受けてもウェーブワッシャ43がラジアル方向の移動を抑制するようにしたものである。
このように、電動モータ11のモータ回転軸21とウォーム軸13の間のアライメント不良があった場合、その軸ずれ等によりウェーブワッシャ43が滑らないようにするとともに、リヤ軸受36がラジアル方向の荷重を受けてもウェーブワッシャ43がラジアル方向の移動を抑制するようにしたものである。
以上の構成により、電動モータ11のモータ回転軸21と、ウォーム軸13の両軸の間にアライメント不良があった場合、リヤ軸受36で発生するラジアル荷重をウェーブワッシャ43の軸方向の荷重を受けて吸収し、リヤ軸受36のラジアル方向への移動が抑制される。
その結果、電動モータ11のリヤ軸受36への影響も少なくなり、リヤ軸受36とモータケース40との接触による打音の発生や電動モータ11のロータ42のマグネットとステータ41との磁気吸引力のアンバランスに起因した作動音の悪化を防ぐことができる。
その結果、電動モータ11のリヤ軸受36への影響も少なくなり、リヤ軸受36とモータケース40との接触による打音の発生や電動モータ11のロータ42のマグネットとステータ41との磁気吸引力のアンバランスに起因した作動音の悪化を防ぐことができる。
次に、上記のように構成された本実施形態の電動パワーステアリング装置3の作用および効果について説明する。
電動モータ11のモータ回転軸21とウォーム軸13の両軸の間には、組立時のアライメント不良や、ウォーム軸13とウォームホイール14(図2参照)との間のバックラッシュ調整のためのウォーム軸13の調整などによって、アライメント不良が存在する。
このとき、このアライメント不良により電動モータ11のリヤ軸受36のラジアル方向の荷重が発生するが、ウェーブワッシャ43の内周縁部をモータケース40内のリヤ側に設けた突起部50の外周に接触させ、外周縁部をリヤ軸受36の外輪に設けた溝部52に係合させることにより、ウェーブワッシャ43を滑らないようにし、リヤ軸受36がラジアル方向に移動することを抑制する。
電動モータ11のモータ回転軸21とウォーム軸13の両軸の間には、組立時のアライメント不良や、ウォーム軸13とウォームホイール14(図2参照)との間のバックラッシュ調整のためのウォーム軸13の調整などによって、アライメント不良が存在する。
このとき、このアライメント不良により電動モータ11のリヤ軸受36のラジアル方向の荷重が発生するが、ウェーブワッシャ43の内周縁部をモータケース40内のリヤ側に設けた突起部50の外周に接触させ、外周縁部をリヤ軸受36の外輪に設けた溝部52に係合させることにより、ウェーブワッシャ43を滑らないようにし、リヤ軸受36がラジアル方向に移動することを抑制する。
これにより、ウェーブワッシャ43の軸方向の荷重はそのままで、ラジアル方向の荷重に対抗しモータ回転軸21の他端部34を支持し、モータケース40内側の側面とリヤ軸受36の外輪との打音の発生や電動モータ11のロータ42のマグネットとステータ41との磁気吸引力のアンバランスによる作動音の悪化を防止できる。
さらに、ウェーブワッシャ43の軸方向の荷重を小さくし、軸受損等の機械的な摩擦により発生するモータのロストルクの増加を抑制することにより、操舵後のハンドル(ウォームホイール)の戻りの遅れ等を低減し、操舵フィーリングの低下を防ぐことができるとともに、軸受の磨耗を抑制し、軸受の作動および耐久性を向上できる。
また、上記構成により、ウェーブワッシャ43の位置決めが容易にできるため、電動モータ11の回転軸21の組付け精度が向上する。
さらに、ウェーブワッシャ43の軸方向の荷重を小さくし、軸受損等の機械的な摩擦により発生するモータのロストルクの増加を抑制することにより、操舵後のハンドル(ウォームホイール)の戻りの遅れ等を低減し、操舵フィーリングの低下を防ぐことができるとともに、軸受の磨耗を抑制し、軸受の作動および耐久性を向上できる。
また、上記構成により、ウェーブワッシャ43の位置決めが容易にできるため、電動モータ11の回転軸21の組付け精度が向上する。
1:動力操舵装置、2:舵取機構、3:電動パワーステアリング装置、
4:ステアリングホイール、5:車輪、6:ステアリングシャフト、7:ピニオン、
8:ラック軸、9:ラック、10:タイロッド、11:電動モータ、
12:ウォームギヤ、13:ウォーム軸(24:一端部、25:他端部)、
14:ウォームホイール、15:継手ユニット(嵌合部)、16:トルクセンサ、
17:ECU(制御部)、18,19:ウォーム側軸受、20:ケース、
21:モータ回転軸(21:一端部、34:他端部)、29:負荷作用部、30:中点、32:ウォーム側ジョイント部、33:弾性部材、
35,36:モータ側軸受(35:フロント軸受、36:リヤ軸受)、
40:モータケース、41:ステータ、42:ロータ、43:ウェーブワッシャ、
48:調整部材、49:ねじ機構、50:モータケース突起部、
51:モータケース部リヤ穴、52:リヤ軸受外輪溝部
4:ステアリングホイール、5:車輪、6:ステアリングシャフト、7:ピニオン、
8:ラック軸、9:ラック、10:タイロッド、11:電動モータ、
12:ウォームギヤ、13:ウォーム軸(24:一端部、25:他端部)、
14:ウォームホイール、15:継手ユニット(嵌合部)、16:トルクセンサ、
17:ECU(制御部)、18,19:ウォーム側軸受、20:ケース、
21:モータ回転軸(21:一端部、34:他端部)、29:負荷作用部、30:中点、32:ウォーム側ジョイント部、33:弾性部材、
35,36:モータ側軸受(35:フロント軸受、36:リヤ軸受)、
40:モータケース、41:ステータ、42:ロータ、43:ウェーブワッシャ、
48:調整部材、49:ねじ機構、50:モータケース突起部、
51:モータケース部リヤ穴、52:リヤ軸受外輪溝部
Claims (1)
- ステアリングシャフトに負荷されるトルクに応じて駆動される操舵補助用の電動モータと、
前記ステアリングシャフトに接続されたウォームホイールと、前記ウォームホイールに係合するウォーム軸と、からなるウォームギヤと、
前記電動モータおよび前記ウォームギヤを収容するケースと、
前記ケース内で、前記電動モータのモータ回転軸の両端部を支持する一対のモータ側軸受と、
前記ケース内で、前記ウォーム軸の両端部を支持する一対のウォーム側軸受と、
前記モータ回転軸の一端部と前記ウォーム軸の一端部とを嵌合する嵌合部と、を備えた電動パワーステアリング装置において、
前記モータ側軸受のうち前記モータ回転軸の他端部を支持するモータ側リヤ軸受と前記ケースとの間に設けられ、前記モータ側リヤ軸受を介して前記モータ回転軸を前記嵌合部側へ押圧するウェーブワッシャと、
前記ケース内で、前記モータ回転軸と同軸上に設けられた突起部と、
前記モータ側リヤ軸受の外輪に設けられた溝部と、を備え、
前記ウェーブワッシャは、
内周縁部が前記突起部の外周に当接し、外周縁部が前記溝部に係合す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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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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