JP2952942B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、電動モータの回転力によって車両操舵系
に操舵補助トルクを付与する電動パワーステアリング装
置に関し、特に、電動モータの回転力を、互いに噛合す
る二つのベベルギヤを介して操舵系に伝達する電動パワ
ーステアリング装置において、それらベベルギヤのバッ
クラッシュを容易に調整できるようにしたものである。

〔従来の技術〕

電動モータの回転力を、ベベルギヤを介して操舵系に
伝達する電動パワーステアリング装置は、通常、電動モ
ータの出力軸側に小径のベベルギヤを設け、且つ、操舵
系側に大径のベベルギヤを設けることにより、電動モー
タの回転力を減速しつつ操舵系に伝達して、操舵系に操
舵補助トルクを付与するようにしている（例えば、特開
昭63−251367号公報、実開昭63−11275号公報等参
照。） そして、電動モータ側のベベルギヤと、操舵系のベベ
ルギヤとのバックラッシュは、電動パワーステアリング
装置の応答性等に影響を与えるため、最適な値に調整す
る必要があり、従来は、電動モータのハウジングと、操
舵系のハウジングとの間に介在させるシムの厚さや枚数
を調整することにより、バックラッシュを最適な値に調
整するようにしていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記のようなバックラッシュの調整方
法では、バックラッシュを調整する際に、「電動モータ
の取り付け」−「バックラッシュの測定」−「電動モー
タの取り外し」−「シムの調整」−「電動モータの取り
付け」というような作業を繰り返し行わなければならな
いので、多くの手間がかかり、組立作業者の大きな負担
となっていた。

本発明は、このような従来の技術が有する未解決の課
題に着目してなされたものであり、バックラッシュの調
整を容易に行える電動パワーステアリング装置を提供す
ることを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明は、操舵系に発生
する操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、この
操舵トルク検出手段の検出結果に応じた回転力を発生す
る電動モータと、この電動モータの回転力を前記操舵系
に伝達する伝達機構と、を備えた電動パワーステアリン
グ装置において、前記伝達機構を、前記電動モータの出
力軸の先端に形成された駆動側ベベルギヤと、前記操舵
系に回転方向に一体に設けられ且つ前記駆動側ベベルギ
ヤに噛合する従動側ベベルギヤとから構成するととも
に、前記電動モータの出力軸の前記駆動側ベベルギヤと
反対側の端部を支持する軸受の外輪を、軸受ホルダ内に
保持し、この軸受ホルダの外周面には軸線が前記出力軸
と同軸の雄ネジを形成し、そして、その軸受ホルダの前
記雄ネジを前記電動モータのハウジングに形成された雌
ネジに螺合して該軸受ホルダを該ハウジングに取り付け
ることにより、前記電動モータの出力軸を、前記ハウジ
ングに対して軸方向に移動可能にした。

〔作用〕

電動モータで発生した回転力は、電動モータの出力軸
の先端に形成された駆動側ベベルギヤと、操舵系に回転
方向に一体に設けられた従動側ベベルギヤとを介して、
操舵系に伝達する。

そして、電動モータの出力軸は、自身を回転自在に支
持する電動モータのハウジングに対して軸方向に移動可
能であるため、例えば、操舵系に電動モータを取り付け
た後であっても、電動モータの出力軸を軸方向に移動さ
せれば、その出力軸の先端に形成された駆動側ベベルギ
ヤと、従動側ベベルギヤとの相対位置が変化するから、
それらベベルギヤのバックラッシュが変わる。

さらに、本発明では、軸受ホルダを回転させてハウジ
ングに対して進退させるだけで、電動モータの出力軸を
ハウジングに対して軸方向に移動させることができるか
ら、バックラッシュの調整は非常に簡易な作業で済む。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す図であり、操舵補助
トルク発生用の電動モータが取り付けられた操舵系の一
部分の断面図である。

先ず、構成を説明する。

即ち、操舵系のハウジング１には、入力軸２及び出力
軸３が、軸受４及び５によって回転自在に支持されてい
て、それら入力軸２及び出力軸３は、トーションバー６
を介して連結されている。ただし、入力軸2,出力軸３及
びトーションバー６は同軸に配設されている。

入力軸２の図示しない右方には、例えば自在継手やス
テアリングシャフト等を介して、ステアリングホイール
が回転方向に一体に取り付けられていて、また、出力軸
３の図示しない左方には、例えば公知のラックピニオン
式ステアリング装置を構成するピニオン軸が連結されて
いる。

従って、操縦者がステアリングホイールを操舵するこ
とによって発生した操舵力は、入力軸2,トーションバー
6,出力軸３及びラックピニオン式ステアリング装置を介
して、図示しない転舵輪に伝達する。

なお、入力軸２の左端部に形成された溝2aに、出力軸
３の右端部に形成された突条3aが回転方向に緩い状態で
嵌めり込んでいるので、入力軸２及び出力軸３間の所定
範囲（±５度程度）以上の相対回動は防止されている。

そして、入力軸２及び出力軸３の結合部分には、操舵
系に発生する操舵トルクを検出する、操舵トルク検出手
段としてのトルクセンサ７が設けられている。

トルクセンサ７の形式は、特に限定しないが、本実施
例では、操舵トルクに応じて生じる入力軸２及び出力軸
３間の相対回転を、軸方向及び回転方向に相対変位可能
に入力軸２に外嵌したスリーブ８の軸方向変位に変換
し、そのスリーブ８の軸方向変位を、例えばスリーブ８
に固定された磁石（図示せず）と、ハウジング１に固定
されたホール素子等の磁気センサ（図示せず）とで検出
するトルクセンサを用いた。

即ち、出力軸３の右端部には、軸受9a,9bに支持され
て入力軸２に直交する軸を中心に回転自在なシャフト10
が設けてあり、このシャフト10は、その中央部が湾曲し
て入力軸２との衝突を避けるとともに、その軸方向の所
定位置には、入力軸２と平行に延びるピン11の一端が圧
入されている。

そして、ピン11の他端は、入力軸２に形成された縦溝
2bに挿入され、シャフト10の図示しない湾曲部にはシャ
フト10に直交する方向に延びる軸が一体に設けられてい
て、さらに、その軸の先端部は、揺動可能な継手を介し
て、スリーブ８に連結されている。

なお、スリーブ８には、その進退時にシャフト10との
衝突を避けるために、縦溝8a,8bが形成されている。

従って、入力軸２及び出力軸３間に相対回転が生じる
と、シャフト10は出力軸３と一体に旋回するため、入力
軸２とシャフト10との間にも、入力軸２の回転方向に相
対回転が生じる。

すると、入力軸２の縦溝2bとシャフト10とは、シャフ
ト10に圧入されたピン11を介して連結されているから、
ピン11は、シャフト10の軸心を中心に旋回する。

その結果、シャフト10が回転するから、シャフト10の
図示しない湾曲部に一体に設けられた軸の先端が揺動
し、その軸に連結されたスリーブ８が軸方向に進退す
る。

このように、スリーブ８は、操舵系の操舵トルクに応
じて進退するから、そのスリーブ８の軸方向位置を、磁
気センサ等で測定すれば、操舵系の操舵トルクを検出す
ることができる。

そして、出力軸３には、出力軸３と同軸且つ一体に回
動する従動側ベベルギヤ15が外嵌していて、この従動側
ベベルギヤ15は、電動モータ16の出力軸17の先端部に設
けられた駆動側ベベルギヤ18に噛合している。

なお、駆動側ベベルギヤ18は、出力軸17に同軸且つ一
体に形成されるとともに、出力軸17の回転力が増幅され
て出力軸３に伝えられるように、従動側ベベルギヤ15よ
りも小径になっている。

また、電動モータ16は、胴部19a,カバー19b及び底部1
9cからなるハウジング19を有し、ハウジング19のカバー
19b側が、図示しないボルト・ナット等によって操舵系
のハウジング１に結合されることにより、その位置決め
がされている。

そして、電動モータ16には、トルクセンサ７の検出結
果に応じて図示しないコントローラから電流が供給さ
れ、その電流は、ハーネス20,ブラシホルダ21,ブラシ22
及び整流子23を介して電機子24に供給されて、胴部19a
の内面に固着された磁石25が生成する磁束と交錯するか
ら、電機子24と回転方向に一体である出力軸17には、操
舵系に発生している操舵トルクに応じた回転力が発生す
る。

出力軸17は、カバー19bに固定された軸受26と、底部1
9cに固定された軸受27とに支持されて回転自在となって
いて、駆動側ベベルギヤ18と反対側の端部を支持する軸
受27は、底部19cとは別部材の軸受ホルダ28を介して、
底部19cに取り付けられている。

軸受ホルダ28は、外周面に軸線が出力軸17と同軸の雄
ネジ28aが形成され、且つ、内周面に雌ネジ28bが形成さ
れるとともに、雌ネジ28bに螺合するロックナット30に
よって内周面に軸受27の外輪を回転方向及び軸方向に一
体に保持した円筒形の部材であって、外周面の雄ネジ28
aが、底部19cに形成された雌ネジ19dに螺合している。

従って、軸受ホルダ28を回転させれば、軸受27の軸方
向位置が変わり、出力軸17がハウジング19に対して軸方
向に進退する。

また、軸受ホルダ28の底部19cから突出した部分に
は、軸受ホルダ28の軸方向位置を固定するためのロック
ナット29が結合している。

次に、本実施例の動作を説明する。

今、操舵系が直進状態にあり、操舵トルクが零である
ものとすると、入力軸２及び出力軸３間には相対回転は
生じないから、トルクセンサ７の検出結果に応じた回転
力を発生させる電動モータ16には、回転力は発生しな
い。

従って、出力軸３には操舵補助トルクは発生しないか
ら、操舵系は直進状態を維持する。

そして、ステアリングホイールを操舵して入力軸２に
回転力が生じると、その回転力は、トーションバー６を
介して出力軸３に伝達する。

この時、出力軸３には、転舵輪及び路面間の摩擦力等
に応じた操舵抵抗が生じるため、入力軸２及び出力軸３
間には、トーションバー６が捩じれることによって、出
力軸３が遅れる相対回動が生じる。

すると、その相対回動の方向及び量に従ってスリーブ
８が軸方向に変位するから、トルクセンサ７の検出値に
変化が生じ、電動モータ16に、操舵系に発生している操
舵トルクが減少する方向の回転力が発生する。

そして、電動モータ16の回転力は、出力軸17,駆動側
ベベルギヤ18及び従動側ベベルギヤ15を介して出力軸３
に伝達するから、出力軸３に操舵補助トルクが付与され
たことになり、操舵トルクが減少し、操縦者の負担が軽
減される。

次に、駆動側ベベルギヤ18及び従動側ベベルギヤ15の
バックラッシュの調整方法について説明する。

即ち、本実施例では、上述したように、軸受ホルダ28
を回動させることにより、出力軸17を軸方向に変位させ
ることができ、出力軸17の軸方向位置が変化すれば、こ
れと一体である駆動側ベベルギヤ18の軸方向位置も変化
する。

その結果、駆動側ベベルギヤ18及び従動側ベベルギヤ
15間の相対位置が変わるから、それらのバックラッシュ
が調整されることになる。

そして、軸受ホルダ28を適宜回動させてバックラッシ
ュを調整する作業と、バックラッシュを測定する作業と
を、バックラッシュが最適な値に調整されるまで繰り返
し行い、バックラッシュの調整が終了したロックナット
29を締めつけて、軸受ホルダ28の位置を固定すればよ
い。

つまり、本実施例の構成であれば、従来の電動パワー
ステアリング装置のように、バックラッシュを調整する
ために電動モータ16をハウジング１から取り外す必要が
なく、非常に簡単な作業でバックラッシュを調整するこ
とができるから、組立作業者の負担を大幅に軽減でき
る。

しかも、本実施例のように、軸受ホルダ28を利用して
軸受27を軸方向に進退させて出力軸17の軸方向位置を調
整する構成であれば、出力軸17を押し込み過ぎたような
場合でも容易にそれを戻すことができるから、その点で
も調整作業が簡易で済むという利点がある。

なお、操舵系の操舵トルクを測定するトルクセンサ７
の形式も、上記実施例に限定されるものではなく、他の
形式であってもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明にあっては、電動モータ
の出力軸を、外周面に雄ネジが形成されてハウジングに
螺合する軸受ホルダを利用することにより、電動モータ
のハウジングに対して軸方向に移動可能にしたため、非
常に簡易な作業でバックラッシュを調整することができ
るから、作業者の負担を大幅に低減することができると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示す断面図である。 １……ハウジング、２……入力軸、３……出力軸、６…
…トーションバー、７……トルクセンサ（操舵トルク検
出手段）、15……従動側ベベルギヤ、16……電動モー
タ、17……出力軸、18……駆動側ベベルギヤ、19……ハ
ウジング

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】操舵系に発生する操舵トルクを検出する操
   舵トルク検出手段と、この操舵トルク検出手段の検出結
   果に応じた回転力を発生する電動モータと、この電動モ
   ータの回転力を前記操舵系に伝達する伝達機構と、を備
   えた電動パワーステアリング装置において、 前記伝達機構を、前記電動モータの出力軸の先端に形成
   された駆動側ベベルギヤと、前記操舵系に回転方向に一
   体に設けられ且つ前記駆動側ベベルギヤに噛合する従動
   側ベベルギヤとから構成するとともに、 前記電動モータの出力軸の前記駆動側ベベルギヤと反対
   側の端部を支持する軸受の外輪を、軸受ホルダ内に保持
   し、この軸受ホルダの外周面には軸線が前記出力軸と同
   軸の雄ネジを形成し、そして、その軸受ホルダの前記雄
   ネジを前記電動モータのハウジングに形成された雌ネジ
   に螺合して該軸受ホルダを該ハウジングに取り付けるこ
   とにより、前記電動モータの出力軸を、前記ハウジング
   に対して軸方向に移動可能にしたことを特徴とする電動
   パワーステアリング装置。