JP2013154661A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】電動モータの出力が伝えられる入力軸に連結されたピニオン軸が鉛直方向に対して交差配置される電動パワーステアリング装置において、ラック軸のラックとピニオン軸のピニオンの歯打ち音の発生を防ぐこと。
【解決手段】車両に搭載された状態で、ピニオン軸37が鉛直方向に対して交差配置されてなる電動パワーステアリング装置であって、ピニオン軸37がギヤハウジング10Bに枢支されるとともに、ピニオン軸37が入力軸35に対して回り止めかつ軸方向に相対移動可能に連結され、ピニオン軸37と入力軸35の間に、ピニオン軸37を軸方向に弾発する弾発材40が介装されてなるもの。
【選択図】図3

Description

本発明は電動パワーステアリング装置に関する。
電動パワーステアリング装置として、電動モータの出力を入力軸に伝える歯車伝達装置と、入力軸に連結されるピニオン軸と、ピニオン軸のピニオンと噛合うラックを備えるラック軸と、ラック軸に連係する被操舵部に電動モータの出力トルクをアシスト力として付与するものがある。即ち、電動モータの出力トルクがラック軸に連結されるタイロッド、ナックルアームを介して被操舵部であるタイヤの操舵アシスト力として伝えられる。
このとき、従来のダブルピニオン型の電動パワーステアリング装置では、特許文献1に記載の如く、ステアリングホイールに連結されるハンドル側ピニオン軸を有し、ハンドル側ピニオン軸のピニオンをラック軸のハンドル側ラックに噛合いさせるとともに、電動モータの出力が伝えられる入力軸に連結されるアシスト側ピニオン軸を有し、アシスト側ピニオン軸のピニオンをラック軸のアシスト側ラックに噛合いさせている。そして、ステアリングホイールに加えた操舵トルクに従ってラック軸を移動させるとともに、電動モータの出力トルクをラック軸の移動に対するアシスト力として付与することとしている。このダブルピニオン型の電動パワーステアリング装置は、車両に対する電動モータの配置等のレイアウト性の有利がある。
このような電動パワーステアリング装置、特にダブルピニオン型の電動パワーステアリング装置では、車両に搭載された状態で、電動モータの出力が伝えられる入力軸に連結されたピニオン軸が鉛直方向に対して交差配置されることがある。即ち、ピニオン軸が車両の前後方向に沿う概ね水平方向に横置きされることもある。
特許第3883635号
しかしながら、電動パワーステアリング装置が車両に搭載された状態で、電動モータの出力が伝えられる入力軸に連結されたピニオン軸が鉛直方向に対して交差配置されているときには、被操舵部たるタイヤからナックルアーム、タイロッドを介してラック軸に伝わる振動が、該ラック軸を車両の前後方向に振動させる。これにより、ラック軸のラックが、車両の前後方向に沿う概ね水平方向に配置されているピニオン軸のピニオンの歯すじ方向に振動するものになり、ラックとピニオンの歯打ち音を発生するおそれがある。
尚、ラック軸のラックとピニオン軸のピニオンの少なくとも一方の歯すじがそれらの中心軸に斜交するはすばであったり、ラック軸のラックとピニオン軸のピニオンの歯すじがそれらの中心軸に平行するすぐばであっても、ピニオン軸が車両の前後方向に沿う水平方向に対して斜交配置されている場合に、上述のラックとピニオンの歯打ち音の発生は顕著になる。
本発明の課題は、電動モータの出力が伝えられる入力軸に連結されたピニオン軸が鉛直方向に対して交差配置される電動パワーステアリング装置において、ラック軸のラックとピニオン軸のピニオンの歯打ち音の発生を防ぐことにある。
請求項1に係る発明は、電動モータの出力を入力軸に伝える歯車伝達装置と、入力軸に連結されるピニオン軸と、ピニオン軸のピニオンと噛合うラックを備えるラック軸と、ラック軸に連係する被操舵部に電動モータの出力トルクをアシスト力として付与する電動パワーステアリング装置であり、車両に搭載された状態で、ピニオン軸が鉛直方向に対して交差配置されてなる電動パワーステアリング装置であって、ピニオン軸がギヤハウジングに枢支されるとともに、ピニオン軸が入力軸に対して回り止めかつ軸方向に相対移動可能に連結され、ピニオン軸と入力軸の間に、ピニオン軸を軸方向に弾発する弾発材が介装されてなるようにしたものである。
請求項2に係る発明は、請求項1に係る発明において更に、前記ピニオン軸のピニオンとラック軸のラックの少なくとも一方がはすば歯車であるようにしたものである。
請求項3に係る発明は、請求項1又は2に係る発明において更に、前記歯車伝達装置が、電動モータの出力軸に連結されるウォームギヤと、入力軸に固定されるウォームホイールからなり、入力軸をギヤハウジングに対して軸方向には不動に枢支してなるようにしたものである。
請求項4に係る発明は、請求項1〜3のいずれかに係る発明において更に、前記電動パワーステアリング装置が、ステアリングホイールに連結されるハンドル側ピニオン軸を有し、ハンドル側ピニオン軸のピニオンをラック軸のハンドル側ラックに噛合いさせ、ステアリングホイールに加えた操舵トルクに従ってラック軸を移動させるとともに、電動モータの出力が伝えられる入力軸に連結されるアシスト側ピニオン軸を有し、アシスト側ピニオン軸のピニオンをラック軸のアシスト側ラックに噛合いさせ、電動モータの出力トルクをラック軸の移動に対するアシスト力として付与するようにしたものである。
請求項5に係る発明は、請求項1〜3のいずれかに係る発明において更に、前記電動パワーステアリング装置が、ステアリングホイールに連結されるピニオン軸を有し、ピニオン軸のピニオンをラック軸のラックに噛合いさせ、ステアリングホイールに加えた操舵トルクに従ってラック軸を移動させるとともに、電動モータの出力トルクをラック軸の移動に対するアシスト力として付与するようにしたものである。
(請求項1、2)
(a)電動モータの出力が伝えられる入力軸に連結されたピニオン軸が鉛直方向に対して交差配置される電動パワーステアリング装置において、ピニオン軸と入力軸の間に、ピニオン軸を軸方向に弾発する弾発体が介装される。これにより、ピニオン軸のピニオンがラック軸のラックに押付けられる。従って、被操舵部たるタイヤからナックルアーム、タイロッドを介して伝わる振動がラック軸を車両の前後方向に振動させようとしても、ピニオン軸のピニオンが常にラック軸のラックに押付けられていて、ラックとピニオンの歯打ち音の発生を防止できる。
尚、ラック軸のラックとピニオン軸のピニオンの少なくとも一方の歯すじがそれらの中心軸に斜交するはすばであったり、ラック軸のラックとピニオン軸のピニオンの歯すじがそれらの中心軸に平行するすぐばであっても、ピニオン軸が車両の前後方向に沿う水平方向に対して斜交配置されている場合に、上述のピニオン軸のピニオンがラック軸のラックに押付けられる効果は大きく、ラックとピニオンの歯打ち音の発生を防止する効果も大きい。
(請求項3)
(b)歯車伝達装置のウォームホイールが固定される入力軸をギヤハウジングに対して軸方向に不動に枢支される。これにより、入力軸にバックアップされる弾発材がピニオン軸を安定的に軸方向に弾発し、ピニオン軸のピニオンをラック軸のラックに安定的に押付け、ラックとピニオンの歯打ち音の発生を安定的に防止できる。
尚、ウォームホイールが固定される入力軸がギヤハウジングに軸方向に不動に枢支されるから、ラック軸及びピニオン軸の振動がウォームホイール、更にはウォームギヤに伝わることもない。
(請求項4)
(c)電動パワーステアリング装置が、ダブルピニオン型をなし、ステアリングホイールに連結されるハンドル側ピニオン軸を有し、ハンドル側ピニオン軸のピニオンをラック軸のハンドル側ラックに噛合いさせ、ステアリングホイールに加えた操舵トルクに従ってラック軸を移動させるとともに、電動モータの出力が伝えられる入力軸に連結されるアシスト側ピニオン軸を有し、アシスト側ピニオン軸のピニオンをラック軸のアシスト側ラックに噛合いさせ、電動モータの出力トルクをラック軸の移動に対するアシスト力として付与する。
このようなダブルピニオン型の電動パワーステアリング装置では、ピニオン軸が車両の前後方向に沿う概ね水平方向に横置きされ、被操舵部たるタイヤからラック軸に伝わる車両の前後方向の振動を、ラック軸の鉛直方向の下側又は上側に配置されているラックガイドで受け難く、ラック軸のラックがピニオン軸のピニオンの歯すじ方向に振動するおそれがある。従って、上述(a)の弾発材によりピニオン軸のピニオンを常にラック軸のラックに押付け、ラックとピニオンの歯打ち音の発生を防止する効果は、ダブルピニオン型の電動パワーステアリング装置で顕著になる。
(請求項5)
(d)電動パワーステアリング装置が、シングルピニオン型をなすとき、ステアリングホイールに連結されるピニオン軸を有し、ピニオン軸のピニオンをラック軸のラックに噛合いさせ、ステアリングホイールに加えた操舵トルクに従ってラック軸を移動させるとともに、電動モータの出力トルクをラック軸の移動に対するアシスト力として付与する。
このようなシングルピニオン型の電動パワーステアリング装置でも、ピニオン軸が鉛直方向に対して交差配置されるとき、被操舵部たるタイヤからラック軸に伝わる車両の前後方向の振動を、ラック軸の鉛直方向の下側又は上側に配置されているラックガイドで受け難く、ラック軸のラックがピニオン軸のピニオンの歯すじ方向に振動するおそれがある。従って、シングルピニオン型の電動パワーステアリング装置でも、上述(a)の弾発材によりピニオン軸のピニオンを常にラック軸のラックに押付け、ラックとピニオンの歯打ち音の発生を防止することができる。
図1は実施例1のダブルピニオン型の電動パワーステアリング装置を示す平面図である。 図2は図1のII−II線に沿う断面図である。 図3は図1のIII−III線に沿う断面図である。 図4は実施例2の要部断面図である。 図5は実施例3の要部断面図である。 図6は実施例4の要部断面図である。 図7は実施例5のシングルピニオン型の電動パワーステアリング装置を示す平面図である。 図8は図7のVIII−VIII線に沿う断面図である。 図9は実施例6の要部断面図である。 図10は実施例7の要部断面図である。 図11は実施例8の要部断面図である。
(実施例1)(図1〜図3)
図1〜図3に示したダブルピニオン型の電動パワーステアリング装置1は、不図示のブラケットにより車体フレーム等に固定されるギヤハウジング10を有する。ギヤハウジング10は、ハンドル側ギヤハウジング10Aとアシスト側ギヤハウジング10Bとからなる。ハンドル側ギヤハウジング10Aは第1〜第3のハウジング11A〜13Aの組立体である。アシスト側ギヤハウジング10Bは第1、第2のハウジング11B、12Bとキャップ13Bの組立体である。ギヤハウジング10は、ハンドル側ギヤハウジング10Aの第1ハウジング11Aとアシスト側ギヤハウジング10Bの第1ハウジング11Bを後述するラック軸24まわりで連結して構成される。
電動パワーステアリング装置1は、図2に示す如く、不図示のステアリングホイールに連結されるステアリング軸21にトーションバー22を介して連結されるハンドル側ピニオン軸23を同軸上に有する。また、電動パワーステアリング装置1は、ハンドル側ピニオン軸23のピニオン23Aをラック軸24のハンドル側ラック24Aに噛合いさせる。これにより、ステアリングホイールに加えた操舵トルクに従ってラック軸24をギヤハウジング10に対し左右直線動可能に移動させる。尚、ステアリング軸21はハンドル側ギヤハウジング10Aの第3ハウジング13Aに設けた軸受21Jにより枢支され、ハンドル側ピニオン軸23はハンドル側ギヤハウジング10Aの第1ハウジング11A、第2ハウジング12Aに設けた軸受23J、23Kにより枢支される。
電動パワーステアリング装置1は、ハンドル側ギヤハウジング10Aの第1ハウジング11A内でラック軸24を挟んでハンドル側ピニオン軸23と相対する部分に設けたシリンダ部14Aにラックガイド25を挿填し、シリンダ部14Aに螺着されるキャップ25Aにより背面支持されるばね25Bによりラックガイド25をラック軸24の側に弾発する。ラックガイド25はラック軸24のハンドル側ラック24Aをハンドル側ピニオン軸23のピニオン23Aに押付けるとともに、ラック軸24を摺動自在に支持する。尚、ラック軸24はハンドル側ギヤハウジング10Aの第1ハウジング11Aとアシスト側ギヤハウジング10Bの第1ハウジング11Bに設けた不図示の軸受に摺動自在に支持される。ラック軸24の両端部には左右のタイロッド28A、28Bが連結され、タイロッド28A、28Bはナックルアームを介して被操舵部であるタイヤに連結されている。
電動パワーステアリング装置1は、ハンドル側ギヤハウジング10Aの第2ハウジング12Aと第3ハウジング13Aの内部に操舵トルク検出装置29を設けている。操舵トルク検出装置29は、運転者がステアリングホイールに加えた操舵トルクがステアリング軸21に作用し、トーションバー22の弾性ねじり変形により、ステアリング軸21とハンドル側ピニオン軸23の間に生ずる回転方向の変位に基づき、上記操舵トルクを検出できる。
電動パワーステアリング装置1は、図3に示す如く、アシスト側ギヤハウジング10Bの第2ハウジング12Bに電動モータ30のモータケース31が取付けられるとともに、電動モータ30の出力が歯車伝達装置32(後述するウォームギヤ33とウォームホイール34)を介して伝えられる入力軸35がアシスト側ギヤハウジング10Bの第2ハウジング12Bに設けた軸受35Jにより枢支されている。
本実施例において、歯車伝達装置32は電動モータ30の出力軸に連結されるウォームギヤ33(不図示)と、このウォームギヤ33に噛合って入力軸35に固定されるウォームホイール34(ウォームホイール34は例えば金属製入力軸35のハブ35Aに一体成形された樹脂成形体からなる)からなり、入力軸35は軸受35Jによりアシスト側ギヤハウジング10Bの第2ハウジング12Bに対して軸方向に不動に枢支される。軸受35Jの外輪Aは第2ハウジング12Bに螺着されるベアリングナット36Aにより第2ハウジング12Bに固定され、軸受35Jの内輪Bは入力軸35に螺着されるベアリングナット36Bにより入力軸35に固定される。
電動パワーステアリング装置1は、入力軸35に後述する如くに一体回転可能に連結されるアシスト側ピニオン軸37を有し、アシスト側ピニオン軸37のピニオン37Aをラック軸24のアシスト側ラック24Bに噛合いさせる。これにより、操舵トルク検出装置29の検出結果に応じて駆動される電動モータ30の出力トルクが歯車伝達装置32(ウォームギヤ33とウォームホイール34)、入力軸35、アシスト側ピニオン軸37を介してラック軸24に伝えられ、電動モータ30の出力トルクを前述のステアリングホイールによるラック軸24の移動に対するアシスト力として付与する。
電動パワーステアリング装置1は、アシスト側ギヤハウジング10Bの第1ハウジング11B内でラック軸24を挟んでアシスト側ピニオン軸37と相対する部分に設けたシリンダ部14Bにラックガイド38を挿填し、シリンダ部14Bに螺着されるキャップ38Aにより背面支持されるばね38Bによりラックガイド38をラック軸24の側に弾発する。ラックガイド38はラック軸24のアシスト側ラック24Bをアシスト側ピニオン軸37のピニオン37Aに押付けるとともに、ラック軸24を摺動自在に支持する。
しかるに、電動パワーステアリング装置1にあっては、車両に搭載された状態で、電動モータ30の出力が伝えられる入力軸35に連結されたアシスト側ピニオン軸37が鉛直方向に対して交差配置される。本実施例では、アシスト側ピニオン軸37が車両の前後方向に沿う概ね水平方向に横置きされる。
また、アシスト側ピニオン軸37は一端部をアシスト側ギヤハウジング10Bの第1ハウジング11Bに設けた軸受37Jに枢支される。アシスト側ピニオン軸37は他端部に設けたスプライン軸37Sを、入力軸35の軸受35Jにより支持されている軸端に設けたスプライン孔35Sにスプライン結合し、入力軸35に対して同軸上で回り止めかつ軸方向に相対移動可能に連結される。尚、軸受37Jの外輪Aは第1ハウジング11Bに圧入され、アシスト側ピニオン軸37の一端部は軸受37Jの内輪Bに隙間嵌めされ、アシスト側ピニオン軸37の一端側に位置するピニオン37Aの軸方向端面を軸受37Jの内輪Bの端面に衝接可能にしている。
更に、アシスト側ピニオン軸37の他端側に位置するスプライン軸37Sまわりの軸方向端面と、入力軸35のスプライン孔35Sが設けられている端面の間には、アシスト側ピニオン軸37を軸方向に弾発するように予圧縮された弾発材40が介装される。本実施例では、弾発材40をコイルばね40Aとしている。
ここで、電動パワーステアリング装置1にあっては、アシスト側ピニオン軸37のピニオン37Aとラック軸24のアシスト側ラック24Bの双方又は少なくとも一方を、それらの歯すじがそれらの中心軸に斜交するはすば歯車としている。
従って、本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)電動モータ30の出力が伝えられる入力軸35に連結されたアシスト側ピニオン軸37が鉛直方向に対して交差配置される電動パワーステアリング装置1において、アシスト側ピニオン軸37と入力軸35の間に、アシスト側ピニオン軸37を軸方向に弾発する弾発体が介装される。これにより、アシスト側ピニオン軸37のピニオン37Aがラック軸24のアシスト側ラック24Bに押付けられる。従って、被操舵部たるタイヤからナックルアーム、タイロッド28A、28Bを介して伝わる振動がラック軸24を車両の前後方向に振動させようとしても、アシスト側ピニオン軸37のピニオン37Aが常にラック軸24のアシスト側ラック24Bに押付けられていて、アシスト側ラック24Bとピニオン37Aの歯打ち音の発生を防止できる。
尚、ラック軸24のアシスト側ラック24Bとアシスト側ピニオン軸37のピニオン37Aの少なくとも一方の歯すじがそれらの中心軸に斜交するはすばであるものに限らず、ラック軸24のアシスト側ラック24Bとアシスト側ピニオン軸37のピニオン37Aの歯すじがそれらの中心軸に平行するすぐばであっても、アシスト側ピニオン軸37が車両の前後方向に沿う水平方向に対して斜交配置されている場合であれば、上述のアシスト側ピニオン軸37のピニオン37Aがラック軸24のアシスト側ラック24Bに押付けられる効果は大きく、アシスト側ラック24Bとピニオン37Aの歯打ち音の発生を防止する効果も大きい。
(b)歯車伝達装置32のウォームホイール34が固定される入力軸35をギヤハウジング10に対して軸方向に不動に枢支される。これにより、入力軸35にバックアップされる弾発材40がアシスト側ピニオン軸37を安定的に軸方向に弾発し、アシスト側ピニオン軸37のピニオン37Aをラック軸24のアシスト側ラック24Bに安定的に押付け、アシスト側ラック24Bとピニオン37Aの歯打ち音の発生を安定的に防止できる。
尚、ウォームホイール34が固定される入力軸35がギヤハウジング10に軸方向に不動に枢支されるから、ラック軸24及びアシスト側ピニオン軸37の振動がウォームホイール34、更にはウォームギヤ33に伝わることもない。
(c)電動パワーステアリング装置1が、ダブルピニオン型をなし、ステアリングホイールに連結されるハンドル側ピニオン軸23を有し、ハンドル側ピニオン軸23のピニオン23Aをラック軸24のハンドル側ラック24Aに噛合いさせ、ステアリングホイールに加えた操舵トルクに従ってラック軸24を移動させるとともに、電動モータ30の出力が伝えられる入力軸35に連結されるアシスト側ピニオン軸37を有し、アシスト側ピニオン軸37のピニオン37Aをラック軸24のアシスト側ラック24Bに噛合いさせ、電動モータ30の出力トルクをラック軸24の移動に対するアシスト力として付与する。
このようなダブルピニオン型の電動パワーステアリング装置1では、アシスト側ピニオン軸37が車両の前後方向に沿う概ね水平方向に横置きされ、被操舵部たるタイヤからラック軸24に伝わる車両の前後方向の振動を、ラック軸24の鉛直方向の下側又は上側に配置されているラックガイド38で受け難く、ラック軸24のアシスト側ラック24Bがアシスト側ピニオン軸37のピニオン37Aの歯すじ方向に振動するおそれがある。従って、上述(a)の弾発材40によりアシスト側ピニオン軸37のピニオン37Aを常にラック軸24のアシスト側ラック24Bに押付け、アシスト側ラック24Bとピニオン37Aの歯打ち音の発生を防止する効果は、ダブルピニオン型の電動パワーステアリング装置1で顕著になる。
(実施例2)(図4)
図4に示した実施例2が、図1〜図3に示した実施例1と異なる点は、弾発材40として、コイルばね40Aに代わるゴム(樹脂、繊維、皿ばね等でも可)40Bを適用したことにある。ゴム40Bは、アシスト側ピニオン軸37のスプライン軸37Sまわりに遊挿され、アシスト側ピニオン軸37のスプライン軸37Sまわりの軸方向端面と、入力軸35の端面との間に予圧縮状態で介装される環状体からなる。
(実施例3)(図5)
図5に示した実施例3が、図1〜図3に示した実施例1と異なる点は、弾発材40として、コイルばね40Aに代わる小径コイルばね40Cを適用したことにある。小径コイルばね40Cは、入力軸35のスプライン孔35Sの孔底に挿填され、アシスト側ピニオン軸37のスプライン軸37Sの端面と入力軸35のスプライン孔35Sの孔底との間に予圧縮状態で介装される。
(実施例4)(図6)
図6に示した実施例4が、図1〜図3に示した実施例1と異なる点は、弾発材40として、コイルばね40Aに代わる小径ゴム(樹脂、繊維、皿ばね等でも可)40Dを適用したことにある。小径ゴム40Dは、入力軸35のスプライン孔35Sの孔底に挿填され、アシスト側ピニオン軸37のスプライン軸37Sの端面と入力軸35のスプライン孔35Sの孔底との間に予圧縮状態で介装される棒状体からなる。
(実施例5)(図7、図8)
図7、図8に示したシングルピニオン型の電動パワーステアリング装置2は、不図示のブラケットにより車体フレーム等に固定されるギヤハウジング110を有する。ギヤハウジング110は第1〜第4のハウジング111〜114の組立体である。
電動パワーステアリング装置2は、図8に示す如く、不図示のステアリングホイールに連結されるステアリング軸121にトーションバー122を介して連結される後述の入力軸135を有するとともに、この入力軸135に後述する如くに一体回転可能に連結されるピニオン軸123を同軸上に有する。また、電動パワーステアリング装置2は、ピニオン軸123のピニオン123Aをラック軸124のラック124Aに噛合いさせる。これにより、ステアリングホイールに加えた操舵トルクに従ってラック軸124をギヤハウジング110に対し左右直線動可能に移動させる。尚、ステアリング軸121はギヤハウジング110の第4ハウジング114に設けた軸受121Jにより枢支され、ピニオン軸123はギヤハウジング110の第1ハウジング111に設けた軸受123Jにより枢支される。ピニオン軸123の軸受123J等による枢支構造については後述する。
電動パワーステアリング装置2は、ギヤハウジング110の第1ハウジング111内でラック軸124を挟んでピニオン軸123と相対する部分に設けたシリンダ部115にラックガイド125を挿填し、シリンダ部115に螺着されるキャップ125Aにより背面支持されるばね125Bによりラックガイド125をラック軸124の側に弾発する。ラックガイド125はラック軸124のラック124Aをピニオン軸123のピニオン123Aに押付けるとともに、ラック軸124を摺動自在に支持する。尚、ラック軸124はギヤハウジング110の第1ハウジング111に設けた不図示の軸受に摺動自在に支持される。ラック軸124の両端部には左右のタイロッド128A、128Bが連結され、タイロッド128A、128Bはナックルアームを介して被操舵部であるタイヤに連結されている。
電動パワーステアリング装置2は、ギヤハウジング110の第3ハウジング113の内部に操舵トルク検出装置129を設けている。操舵トルク検出装置129は、運転者がステアリングホイールに加えた操舵トルクがステアリング軸121に作用し、トーションバー122の弾性ねじり変形により、ステアリング軸121と入力軸135(入力軸135にはピニオン軸123が一体回転可能に連結されている)の間に生ずる回転方向の変位に基づき、上記操舵トルクを検出できる。
電動パワーステアリング装置2は、ギヤハウジング110の第2ハウジング112に電動モータ130のモータケース131が取付けられるとともに、電動モータ130の出力が歯車伝達装置132(後述するウォームギヤ133とウォームホイール134)を介して伝えられる入力軸135がギヤハウジング110の第2ハウジング112に設けた軸受135Jにより枢支されている。
本実施例において、歯車伝達装置132は電動モータ130の出力軸に連結されるウォームギヤ133(不図示)と、このウォームギヤ133に噛合って入力軸135に固定されるウォームホイール134(ウォームホイール134は例えば金属製入力軸135のハブ135Aに一体成形された樹脂成形体からなる)からなり、入力軸135は軸受135Jによりギヤハウジング110の第2ハウジング112に対して軸方向に不動に枢支される。軸受135Jの外輪Aは第2ハウジング112に螺着されるベアリングナット136Aにより第2ハウジング112に固定され、軸受135Jの内輪Bは入力軸135に螺着されるベアリングナット136Bにより入力軸135に固定される。
電動パワーステアリング装置2は、前述のピニオン軸123を入力軸135に後述する如くに一体回転可能に連結している。これにより、操舵トルク検出装置129の検出結果に応じて駆動される電動モータ130の出力トルクが歯車伝達装置132(ウォームギヤ133とウォームホイール134)、入力軸135、ピニオン軸123を介してラック軸124に伝えられ、電動モータ130の出力トルクを前述のステアリングホイールによるラック軸124の移動に対するアシスト力として付与する。
しかるに、電動パワーステアリング装置2にあっては、車両に搭載された状態で、電動モータ130の出力が伝えられる入力軸135に連結されたピニオン軸123が鉛直方向に対して交差配置される。本実施例では、ピニオン軸123が車両の前後方向に沿う水平方向に対して斜交配置されている。
このとき、ピニオン軸123は一端部をギヤハウジング110の第1ハウジング111に設けた軸受123Jに枢支される。ピニオン軸123は他端部に設けたスプライン軸123Sを、入力軸135の軸受135Jにより支持されている軸端に設けたスプライン孔135Sにスプライン結合し、入力軸135に対して同軸上で回り止めかつ軸方向に相対移動可能に連結される。尚、軸受123Jの外輪Aは第1ハウジング111に圧入され、ピニオン軸123の一端部は軸受123Jの内輪Bに隙間嵌めされ、ピニオン軸123の一端側に位置するピニオン123Aの軸方向端面を軸受123Jの内輪Bの端面に衝接可能にしている。
更に、ピニオン軸123の他端側に位置するスプライン軸123Sまわりの軸方向端面と、入力軸135のスプライン孔135Sが設けられている端面の間には、ピニオン軸123を軸方向に弾発するように予圧縮された弾発材140が介装される。本実施例では、弾発材140をコイルばね140Aとしている。
ここで、電動パワーステアリング装置2にあっては、ピニオン軸123のピニオン123Aとラック軸124のラック124Aの双方又は少なくとも一方を、それらの歯すじがそれらの中心軸に斜交するはすば歯車としている。
従って、本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)電動モータ130の出力が伝えられる入力軸135に連結されたピニオン軸123が鉛直方向に対して交差配置される電動パワーステアリング装置2において、ピニオン軸123と入力軸135の間に、ピニオン軸123を軸方向に弾発する弾発体が介装される。これにより、ピニオン軸123のピニオン123Aがラック軸124のラック124Aに押付けられる。従って、被操舵部たるタイヤからナックルアーム、タイロッド128A、128Bを介して伝わる振動がラック軸124を車両の前後方向に振動させようとしても、ピニオン軸123のピニオン123Aが常にラック軸124のラック124Aに押付けられていて、ラック124Aとピニオン123Aの歯打ち音の発生を防止できる。
尚、ラック軸124のラック124Aとピニオン軸123のピニオン123Aの少なくとも一方の歯すじがそれらの中心軸に斜交するはすばであるものに限らず、ラック軸124のラック124Aとピニオン軸123のピニオン123Aの歯すじがそれらの中心軸に平行するすぐばであっても、ピニオン軸123が車両の前後方向に沿う水平方向に対して斜交配置されている場合であれば、上述のピニオン軸123のピニオン123Aがラック軸124のラック124Aに押付けられる効果は大きく、ラック124Aとピニオン123Aの歯打ち音の発生を防止する効果も大きい。
(b)歯車伝達装置132のウォームホイール134が固定される入力軸135をギヤハウジング110に対して軸方向に不動に枢支される。これにより、入力軸135にバックアップされる弾発材140がピニオン軸123を安定的に軸方向に弾発し、ピニオン軸123のピニオン123Aをラック軸124のラック124Aに安定的に押付け、ラック124Aとピニオン123Aの歯打ち音の発生を安定的に防止できる。
尚、ウォームホイール134が固定される入力軸135がギヤハウジング110に軸方向に不動に枢支されるから、ラック軸124及びピニオン軸123の振動がウォームホイール134、更にはウォームギヤ133に伝わることもない。
(c)電動パワーステアリング装置2が、シングルピニオン型をなすとき、ステアリングホイールに連結されるピニオン軸123を有し、ピニオン軸123のピニオン123Aをラック軸124のラック124Aに噛合いさせ、ステアリングホイールに加えた操舵トルクに従ってラック軸124を移動させるとともに、電動モータ130の出力トルクをラック軸124の移動に対するアシスト力として付与する。
このようなシングルピニオン型の電動パワーステアリング装置2でも、ピニオン軸123が鉛直方向に対して交差配置されるとき、被操舵部たるタイヤからラック軸124に伝わる車両の前後方向の振動を、ラック軸124の鉛直方向の下側又は上側に配置されているラックガイド125で受け難く、ラック軸124のラック124Aがピニオン軸123のピニオン123Aの歯すじ方向に振動するおそれがある。従って、シングルピニオン型の電動パワーステアリング装置2でも、上述(a)の弾発材140によりピニオン軸123のピニオン123Aを常にラック軸124のラック124Aに押付け、ラック124Aとピニオン123Aの歯打ち音の発生を防止することができる。
(実施例6)(図9)
図9に示した実施例6が、図7、図8に示した実施例5と異なる点は、弾発材140として、コイルばね140Aに代わるゴム(樹脂、繊維、皿ばね等でも可)140Bを適用したことにある。ゴム140Bは、ピニオン軸123のスプライン軸123Sまわりに遊挿され、ピニオン軸123のスプライン軸123Sまわりの軸方向端面と、入力軸135の端面との間に予圧縮状態で介装される環状体からなる。
(実施例7)(図10)
図10に示した実施例7が、図7、図8に示した実施例5と異なる点は、弾発材140として、コイルばね140Aに代わる小径コイルばね140Cを適用したことにある。小径コイルばね140Cは、入力軸135のスプライン孔135Sの孔底に挿填され、ピニオン軸123のスプライン軸123Sの端面と入力軸135のスプライン孔135Sの孔底との間に予圧縮状態で介装される。
(実施例8)(図11)
図11に示した実施例8が、図7、図8に示した実施例5と異なる点は、弾発材140として、コイルばね140Aに代わる小径ゴム(樹脂、繊維、皿ばね等でも可)140Dを適用したことにある。小径ゴム140Dは、入力軸135のスプライン孔135Sの孔底に挿填され、ピニオン軸123のスプライン軸123Sの端面と入力軸135のスプライン孔135Sの孔底との間に予圧縮状態で介装される棒状体からなる。
以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。
本発明は、電動モータの出力を入力軸に伝える歯車伝達装置と、入力軸に連結されるピニオン軸と、ピニオン軸のピニオンと噛合うラックを備えるラック軸と、ラック軸に連係する被操舵部に電動モータの出力トルクをアシスト力として付与する電動パワーステアリング装置であり、車両に搭載された状態で、ピニオン軸が鉛直方向に対して交差配置されてなる電動パワーステアリング装置であって、ピニオン軸がギヤハウジングに枢支されるとともに、ピニオン軸が入力軸に対して回り止めかつ軸方向に相対移動可能に連結され、ピニオン軸と入力軸の間に、ピニオン軸を軸方向に弾発する弾発材が介装されてなるものにした。これにより、電動モータの出力が伝えられる入力軸に連結されたピニオン軸が鉛直方向に対して交差配置される電動パワーステアリング装置において、ラック軸のラックとピニオン軸のピニオンの歯打ち音の発生を防ぐことができる。
1、2 電動パワーステアリング装置
10 ギヤハウジング
21 ステアリング軸
22 トーションバー
23 ハンドル側ピニオン軸
23A ピニオン
24 ラック軸
24A ハンドル側ラック
24B アシスト側ラック
29 操舵トルク検出装置
30 電動モータ
32 歯車伝達装置
33 ウォームギヤ
34 ウォームホイール
35 入力軸
37 アシスト側ピニオン軸
37A ピニオン
40 弾発材
40A コイルばね
40B ゴム
40C 小径コイルばね
40D 小径ゴム
110 ギヤハウジング
121 ステアリング軸
122 トーションバー
123 ピニオン軸
123A ピニオン
124 ラック軸
124A ラック
129 操舵トルク検出装置
130 電動モータ
132 歯車伝達装置
133 ウォームギヤ
134 ウォームホイール
135 入力軸
140 弾発材
140A コイルばね
140B ゴム
140C 小径コイルばね
140D 小径ゴム

Claims (5)

  1. 電動モータの出力を入力軸に伝える歯車伝達装置と、入力軸に連結されるピニオン軸と、ピニオン軸のピニオンと噛合うラックを備えるラック軸と、ラック軸に連係する被操舵部に電動モータの出力トルクをアシスト力として付与する電動パワーステアリング装置であり、
    車両に搭載された状態で、ピニオン軸が鉛直方向に対して交差配置されてなる電動パワーステアリング装置であって、
    ピニオン軸がギヤハウジングに枢支されるとともに、ピニオン軸が入力軸に対して回り止めかつ軸方向に相対移動可能に連結され、
    ピニオン軸と入力軸の間に、ピニオン軸を軸方向に弾発する弾発材が介装されてなる電動パワーステアリング装置。
  2. 前記ピニオン軸のピニオンとラック軸のラックの少なくとも一方がはすば歯車である請求項1に記載の電動パワーステアリング装置。
  3. 前記歯車伝達装置が、電動モータの出力軸に連結されるウォームギヤと、入力軸に固定されるウォームホイールからなり、入力軸をギヤハウジングに対して軸方向には不動に枢支してなる請求項1又は2に記載の電動パワーステアリング装置。
  4. 前記電動パワーステアリング装置が、
    ステアリングホイールに連結されるハンドル側ピニオン軸を有し、ハンドル側ピニオン軸のピニオンをラック軸のハンドル側ラックに噛合いさせ、ステアリングホイールに加えた操舵トルクに従ってラック軸を移動させるとともに、
    電動モータの出力が伝えられる入力軸に連結されるアシスト側ピニオン軸を有し、アシスト側ピニオン軸のピニオンをラック軸のアシスト側ラックに噛合いさせ、電動モータの出力トルクをラック軸の移動に対するアシスト力として付与する請求項1〜3のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
  5. 前記電動パワーステアリング装置が、
    ステアリングホイールに連結されるピニオン軸を有し、ピニオン軸のピニオンをラック軸のラックに噛合いさせ、ステアリングホイールに加えた操舵トルクに従ってラック軸を移動させるとともに、電動モータの出力トルクをラック軸の移動に対するアシスト力として付与する請求項1〜3のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
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