JP2013237399A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電動モータ16の回転軸20に継手21を介して揺動可能に連結されたウォーム18を備える。ウォーム18の第1端部18a及び第2端部18bを第1軸受25及び第2軸受26で支持する。一対の弾性部材27A,27Bが、ウォーム18を軸方向X1の中立位置に弾性的に付勢する。ハウジング17aに保持された環状の板ばね50が、第2軸受26を介して第2端部18bをウォームホイール19側に付勢する。第2軸受26に、板ばね50に接触した摺接面46bを有する合成樹脂部材46を一体に設ける。
【選択図】図2
Description
ウォームとウォームホイールとの噛み合いには、バックラッシが必要であるが、走行時に、バックラッシに起因した歯打ち音(ラトル音)が発生するおそれがある。
このようにウォームを支持する軸受をウォームホイール側に付勢してバックラッシを除去するタイプの電動パワーステアリング装置において、ウォームを支持する軸受を軸方向に予圧して軸受のガタを除去することにより、軸受のガタに起因する異音の発生を防止する技術が提案されている(例えば特許文献1を参照)。
そこで、本発明の目的は、ウォームを径方向に揺動させ且つ軸方向に可動する電動パワーステアリング装置において、微小操舵時の良好な操舵フィーリングを確保することである。
また、請求項2のように、前記合成樹脂部材の摺接面は、前記ウォームの回転中心(C1)を含む断面において凸湾曲面を含むクラウニング形状を有しており、前記板ばねは、前記摺接面が摺接する円筒面(51e)を含んでいてもよい。
さらに、第1軸受の両側に配置された一対の弾性部材が、ウォームを軸方向に付勢し、また、第2軸受を取り囲む板ばねが、第2軸受の周囲を取り囲んでウォームを揺動させる。すなわち、ウォームを軸方向に付勢する機能と、ウォームを径方向(ウォームホイール側)へ付勢する機能とを、ウォームの両端にそれぞれ配置する形式において、微小操舵時の操舵フィーリングを向上することができる。
図1は、本発明の一実施形態の電動パワーステアリング装置の概略構成図である。図1を参照して、電動パワーステアリング装置1は、ステアリングホイール等の操舵部材2に連結しているステアリングシャフト3と、ステアリングシャフト3に自在継手4を介して連結される中間軸5と、中間軸5に自在継手6を介して連結されるピニオン軸7と、ピニオン軸7の端部近傍に設けられたピニオン7aに噛み合うラック8aを有して自動車の左右方向に延びる転舵軸としてのラックバー8とを有している。ピニオン軸7およびラックバー8により、ラックアンドピニオン機構からなる転舵機構Aが構成されている。
操舵部材2が操作されてステアリングシャフト3が回転されると、この回転がピニオン7aおよびラック8aによって、自動車の左右方向に沿ってのラックバー8の直線運動に変換される。これにより、転舵輪11の転舵が達成される。
トーションバー12を介する第1操舵軸3aと第2操舵軸3bとの間の相対回転変位量に基づいて操舵トルクを検出するトルクセンサ13が設けられている。トルクセンサ13のトルク検出結果は、ECU(Electronic Control Unit :電子制御ユニット)14に与えられる。ECU14では、トルク検出結果や図示しない車速センサから与えられる車速検出結果等に基づいて、駆動回路15を介して操舵補助用の電動モータ16を駆動制御する。
ウォームホイール19は、ステアリングシャフト3の第2操舵軸3bの軸方向中間部に一体回転可能に且つ軸方向移動不能に連結されている。ウォームホイール19は、第2操舵軸3bに一体回転可能に結合された環状の芯金19aと、芯金19aの周囲を取り囲み外周に歯部19cを形成した合成樹脂部材19bとを備える。芯金19aは、例えば合成樹脂部材19bの樹脂成形時に金型内にインサートされるものである。
再び図2を参照して、ウォーム18の第1端部18aは、第1軸受25を介して減速機17のハウジング17aに回転可能に支持されている。ウォーム18の第2端部18bは、第2軸受26を介して減速機17のハウジング17aに回転可能に支持されている。第1軸受25および第2軸受26は、例えば玉軸受により構成されている。ウォーム18の第1端部18aには、ウォーム18を軸方向の中立位置に付勢する一対の弾性部材27A,27Bが配置されている。
図3に示すように、外輪31とブッシュ30の端部の環状フランジ30aとが、軸受保持孔29の端部に設けられた位置決め段部32と、軸受保持孔29にねじ嵌合された止定部材33との間で軸方向に挟持されている。これにより、外輪31の軸方向移動が規制されている。
一方の弾性部材27Aは、ウォーム18の外周の位置決め段部34に当接した環状の受け板35と、内輪28の一方の端面に当接した環状の受け板36との間に介在している。他方の弾性部材27Bは、内輪28の他方の端面に当接した環状の受け板37と、継手21の第2係合部材23の環状フランジ23bに当接した受け板38との間に介在している。各受け板35,36,37,38は、例えば金属製である。
図2および図2の一部を拡大した図4に示すように、第2軸受26の内輪42は、ウォーム18の第2端部18bの外周に設けられた第4環状凹部43に一体回転可能に嵌合されている。内輪42の一方の端面が、第2端部18bの外周に設けられた位置決め段部44に当接しており、これにより、ウォーム18に対する内輪42の軸方向移動が規制されている。
板ばね50は、例えば板金により形成される薄板状の部材である。図2のV−V線に沿う断面図である図5および斜視図である図6を参照して、板ばね50は、第2軸受26の外輪45に一体化された合成樹脂部材46の外周の摺接面46bを包囲する有端環状をなす主体部51と、主体部51の周方向の端部である第1端部51aおよび第2端部51bからそれぞれ折り曲げ状に延設された一対の回転規制部52と、各回転規制部52からそれぞれ折り曲げ状に延びる一対の片持ち状の弾性舌片53とを含む。各回転規制部52の幅は主体部51の幅よりも細くされている。主体部51は、摩擦係合によりハウジング17aの軸受保持孔47の内周に保持されている。
図6に示すように、一対の弾性舌片53の一方は第1の側縁51c側に配置され、他方の弾性舌片53は第2の側縁51d側に配置されて、互い違いとされている。
本実施形態によれば、第2軸受26の外周(外輪45の外周45a)に設けられた合成樹脂部材46の外周の摺接面46bが、板ばね50(主体部51の内周51e)に接触しているので、板ばね50がウォーム18の軸方向X1の移動を妨げることを抑制できる。したがって、一対の弾性部材27A,27Bによって軸方向X1の中立位置に付勢されたウォーム18の軸方向移動が非常にスムーズになるので、ウォーム18が駆動力を受けていない微小操舵時においても、両軸受25,26の内部隙間によるガタを確実に除去して操舵フィーリングを向上することができる。
また、第1軸受25(の内輪28)の両側に配置された一対の弾性部材27A,27Bが、ウォーム18を軸方向X1に付勢し、また、板ばね50が、第2軸受26の周囲を取り囲んでウォーム18を揺動させる。すなわち、ウォーム18を軸方向X1に付勢する機能と、ウォーム18を径方向(ウォームホイール19側)へ付勢する機能とを、ウォーム18の両端に配置する形式において、微小操舵時の操舵フィーリングを向上することができる。
また、合成樹脂部材46の摺接面46bに軸方向のクラウニング(軸方向断面において凸湾曲面を含むクラウニング)が施されているので、路面からの逆入力によってウォーム18が揺動するときに、十分な揺動量を確保でき、これにより、ウォーム18のこじりの発生を抑制できる。また、クラウニングによって、板ばね50の(主体部51の内周51e)に対する、合成樹脂部材46の摺接面46bの接触面積を少なくできるので、ウォーム18の揺動および軸方向移動が一層スムーズになる。
本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の請求項記載の範囲内で種々の変更を施すことができる。
Claims (3)
- 電動モータの回転軸に継手を介して揺動可能に且つトルク伝達可能に連結された第1端部および前記第1端部の反対側の第2端部を有するウォームと、
前記ウォームに噛み合うウォームホイールと、
前記ウォームおよび前記ウォームホイールを収容したハウジングと、
前記ハウジングに保持され、前記ウォームの第1端部を回転可能に支持する第1軸受と、
前記ウォームの第2端部を回転可能に支持する第2軸受と、
前記ウォームの軸方向に関して前記第1軸受の両側に配置され、前記ウォームを軸方向の中立位置に弾性的に付勢する一対の弾性部材と、
前記ハウジングに摩擦係合により保持されて前記第2軸受の周囲を取り囲み、前記第2軸受を介して前記ウォームの第2端部を前記ウォームホイール側に弾性的に付勢する環状の板ばねと、
前記第2軸受の外周に設けられ、前記板ばねに接触した摺接面を有する合成樹脂部材と、を備え、
前記板ばねと前記合成樹脂部材の摺接面との摩擦力が、前記板ばねと前記ハウジングとの摩擦力よりも小さくされている電動パワーステアリング装置。 - 請求項1において、前記合成樹脂部材の摺接面は、前記ウォームの回転中心を含む断面において凸湾曲面を含むクラウニング形状を有しており、
前記板ばねは、前記摺接面が摺接する円筒面を含む電動パワーステアリング装置。 - 請求項1または2において、前記板ばねは、前記合成樹脂部材の摺接面を包囲する有端環状の主体部と、前記主体部の周方向の一対の端部からそれぞれ折り曲げ状に延設された一対の回転規制部と、前記一対の回転規制部からそれぞれ延びた片持ち状の一対の弾性舌片と、を含み、
前記ハウジングは、前記板ばねを介して前記第2軸受を保持する軸受保持孔を含み、
前記軸受保持孔の内周は、前記第2軸受に対して前記ウォームホイール側とは反対の方向に窪む受け凹部を含み、
前記受け凹部は、前記一対の弾性舌片の先端を受ける底と、前記軸受保持孔の周方向に対向し、前記一対の回転規制部にそれぞれ係合して前記板ばねの回転を規制する一対の内壁と、を含み、
前記一対の弾性舌片は、対応する回転規制部および前記主体部の対応する端部を介して、前記第2軸受に、前記ウォームホイール側に向けて互いに逆向きに傾斜する2方向から付勢力を与えるように構成されている電動パワーステアリング装置。
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