JP3285813B2 - 電動式パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電動式パワーステアリン
グ装置に関する。

【０００２】

【従来技術】車両の電動式パワーステアリング装置とし
て、補助操舵トルクとなる電動モータの回転出力を歯車
装置により減速して、操舵機構の出力軸に適当なトルク
と速度とを伝達するように構成したものが知られてい
る。このような電動式パワーステアリング装置の作動時
に、車輪が路面から受ける突発的な力が電動モータの出
力に対抗して、衝撃力を発生することがある。このよう
な衝撃力は、電動モータや動力伝達機構の損傷を招くお
それがある。

【０００３】この衝撃力を緩和または解消するために、
従来技術においては、 操舵機構の出力軸に摩擦力を利用した滑り機構を設
け、過度なトルクがかかったら滑りを生じさせるトルク
リミッタとして作用させる例（実願昭４−７５５０６
号）、もしくは 回転軸にトルクリミッタとして作用する電磁クラッ
チを配置する例等の方策が取られていた。

【０００４】

【解決すべき課題】ところが、上記従来技術の電動式パ
ワーステアリング装置においては、の例では、通常電
動モータの出力が減速（トルク増大）機構を介して出力
軸に伝達されているため、出力軸に滑り機構を設けたこ
とにより、増大したトルクを伝達し得るよう、滑り機構
で利用する摩擦力を相当大きくする必要がある。そのた
め、一定の摩擦力を得るために厳しい荷重管理が必要と
なる問題点がある。また、の例では、電磁クラッチに
必要な電力を常に供給する必要があり、省エネの観点か
ら好ましくないこと、および電動モータの定格出力が増
大すれば、電磁クラッチのコイル等をも相当大きくしな
ければならないという問題点がある。

【０００５】本願発明は、簡素な構成でありながら、電
動モータや動力伝達系の損傷を防止することのできる電
動式パワーステアリング装置を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決する手段】上記目的を達成すべく、本願発
明の電動式パワーステアリング装置は、ハウジングと、
該ハウジングに取り付けられ、回転軸を有するモータ
と、車輪を操舵する操舵機構に連結された出力軸と、該
出力軸に連結されかつ入力軸を有し、該入力軸から該出
力軸へと減速的に動力を伝達する減速機構と、該モータ
の回転軸と該減速機構の入力軸との間に設けられ、動力
を伝達する動力伝達手段とからなり、該動力伝達手段
は、該回転軸と該入力軸の一方に対して相対回転不能で
あるが軸線方向には移動可能に取り付けられた摩擦板
と、該回転軸と該入力軸の他方に対して相対回転不能に
取り付けられた受部材と、該摩擦板を該受部材に対して
押圧する押圧部材とを有し、該摩擦板と該受部材との間
に発生する摩擦力を利用して、動力が伝達されるように
なっており、該摩擦力は、該モータから通常伝達される
動力よりも大きいが、該モータと車輪との間に生じる衝
撃力よりも小さく設定されている。

【０００７】

【作用】本願発明の電動式パワーステアリング装置によ
れば、摩擦面と該摩擦面に押圧された押圧手段とを有す
る動力伝達手段が、該モータの回転軸と該減速機構の入
力軸との間に設けられているため、該減速機構により該
モータの出力トルクが増大する前に、該摩擦板と該受部
材との間に生じた比較的小さい摩擦力を利用して動力伝
達を行なうようになっている。したがって、押圧手段の
押圧力を高める必要もなく、また該摩擦面の面積を増大
する必要もないことから、動力伝達手段の構成を簡素で
コンパクトなものとすることができる。

【０００８】

【実施例】以下、本願発明の実施例を図面を参照して以
下に詳細に説明する。図１は、本願発明の実施例である
電動式パワーステアリング装置１００の軸線方向一部断
面図である。

【０００９】図１において、電動式パワーステアリング
装置１００は、ハウジング１０１とそれから延在するチ
ューブ１１０とから構成されている。ハウジング１０１
はブラケット１１４により、またチューブ１１０はブラ
ケット１１５により車体（図示せず）に固定されてい
る。チューブ１１０の内側には、一端をステアリングホ
イール（図示せず）に連結するようになっている入力軸
１１１が延在し、チューブ１１０に対して回転自在に支
持されている。入力軸１１１の他端はトルク検出装置１
１２に連結している。

【００１０】トルク検出装置１１２はまたハウジング１
０１内を延在し、回転自在に支持されている伝達軸１１
３に連結されている。伝達軸１１３は図示しない操舵装
置に連結され、車輪を操舵するトルクを伝達するように
なっている。トルク検出装置１１２は、入力軸１１１と
伝達軸１１３との相対トルクを検出し、それにより補助
操舵力を適切に制御すべく設けられているが、その構成
についてはよく知られており、以下に詳細は記載しな
い。

【００１１】トルク検出装置１１２の近傍において、伝
達軸１１３にウォームホイール１０４が同軸に取り付け
られている。ウォームホイール１０４は、第１図におい
て紙面に垂直方向に延在している減速器入力軸１０３の
ウォームギヤ１０３ａ（図２参照）と噛合している。減
速器入力軸１０３は、モータ１０２（図２参照）の回転
軸に連結されている。

【００１２】図１に示す電動式パワーステアリング装置
１００の作用について以下に説明する。図示しないステ
アリングホイールからの操舵トルクの入力により、入力
軸１１１が回転し、回転トルク検出装置１１２を介して
伝達軸１１３に回転トルクが伝達される。伝達軸は上述
したように操舵装置（図示せず）に連結されており、操
舵のためのトルクを伝達するようになっている。この場
合において、回転トルク検出装置１１２で検出されたト
ルクの値は、図示しない判断回路に送られ、そこで所定
値と比較される。該トルクが所定値を超えた場合には、
補助操舵力を必要とする場合であるので、モータ１０２
を駆動すべく駆動指令が出される。駆動指令により駆動
されたモータ１０２は減速器入力軸１０３を回転させ、
更にウォームホイール１０４を介して伝達軸１１３に回
転トルクが伝達される。回転トルク検出装置１１２で検
出されたトルクの値が所定値より低い場合には、補助操
舵力は不要であるので、モータ１０２は駆動されない。
なお、減速器入力軸１０３およびウォームホイール１０
４とで減速手段を構成する。

【００１３】図２は、第１図のII-II 断面に沿って装置
を切断して軸線方向に見た図である。図２において、ハ
ウジング１０１の右端に電動モータ１０２が取り付けら
れている。軸受１０２ｂにより電動モータ１０２に対し
て回転自在に支持された回転軸１０２ａの外方端には雄
スプライン１０２ｃが形成されている。回転軸１０２ａ
の雄スプライン１０２ｃの周囲には、２枚の環状の摩擦
板１３１が取り付けられている。摩擦板１３１は中央開
口に雌スプライン溝１３１ａを有し、回転軸の雄スプラ
イン溝１０２ｃに雌スプライン溝１３１ａを嵌合させる
ことにより、摩擦板１３１は回転軸１０２ａに対して相
対回転不能だが軸線方向移動可能になっている。

【００１４】摩擦板１３１の外周を包むようにして、摩
擦板ハウジング１３３が設けられている。中空である摩
擦板ハウジング１３３は、大径部１３３ａと小径部１３
３ｂとを円錐形部１３３ｃにより連結した構成となって
いる。大径部１３３ａの内径は摩擦板１３１の外形より
わずかに大きく形成され、摩擦板１３１の軸線方向移動
を邪魔しない構成となっている。

【００１５】回転軸１０２ａの周囲において２つの皿バ
ネ１３２が背中合わせにされ、２枚の摩擦板１３１に挟
まれるようにしてそれらに当接している。摩擦板ハウジ
ング１３３の内周であって、電動モータ側の摩擦板１３
１の外周近傍に、周溝１３３ｄが形成されている。周溝
１３３ｃ内には抑え板１３４が設けられ、摩擦板ハウジ
ングの端部をカシメることによってそこに取り付けられ
ている。なお、抑え板１３４と円錐形部１３３ｃとで摩
擦板１３１を挟持してそれらの間隔を所定値にすること
により、皿バネ１３２の付勢力が基準値以下に低下する
ことのないようにしている。摩擦板ハウジング１３３と
抑え板１３４とで受部材を構成し、皿バネ１３２が押圧
部材を構成する。

【００１６】電動モータ１０２の回転軸１０２ａと同軸
な減速器入力軸１０３が、ハウジング１０１に対して両
端近傍を軸受１０５、１０６に回転自在に支持されてい
る。減速器入力軸１０３の電動モータ側端部には雄スプ
ライン１０３ｅが形成され、摩擦板ハウジング１３３の
小径部１３３ｂの内周には雌スプライン１３３ｅが形成
され、両者を噛合させることにより、摩擦板ハウジング
１３３は減速器入力軸１０３に対して相対回転不能だが
軸線方向移動可能に取り付けられている。摩擦ハウジン
グ１３３の小径部１３３ｂの先端は、間座１３７に当接
してそれ以上の軸線方向移動を阻止されるようになって
いる。軸受１０５、１０６は、それぞれ外輪１０５ａ、
１０６ａと、内輪１０５ｂ、１０６ｂと、両輪間に保持
された複数のボール１０５ｃ、１０６ｃとを有する。軸
受１０６の電動モータと反対側（ウォームギヤ側）にお
いて、ハウジング１０１の段部と軸受１０６の外輪１０
６ａとに挟まれるようにして間座１３５が設けられてい
る。更に軸受１０６の電動モータ側において、ハウジン
グの周溝にスナップリング１３６が挿入されており、軸
受１０６は間座１３５とスナップリング１３６に挟持さ
れて軸線方向移動不能となっている。

【００１７】減速器入力軸１０３は、軸受１０５の内側
に隣接して鍔部１０３ｃを形成し、軸受１０６に隣接し
て鍔部１０３ｂを形成し、更に該鍔部間にはウォームホ
イール１０４と噛合しているウォームギヤ１０３ａを形
成している。減速器入力軸１０３の反モータ側端部に
は、ナット１０７と係合している雄スプライン１０３ｄ
が形成されており、鍔部１０３ｃとナット１０７とで、
軸受１０５の内輪１０５ｂを挟持している。なお、ウォ
ームホイール１０４とウォームギヤ１０３ａとで減速機
構を構成する。

【００１８】次に、本願発明による押圧手段の作用につ
いて以下に説明する。通常の動作において、モータ１０
２で発生した回転トルクは、回転軸１０２ａを介して摩
擦板１３１に伝達される。上述したように、２枚の摩擦
板１３１は、皿バネ１３２により、抑え板１３４と摩擦
板ハウジング１３３を押圧する方向へ離隔するよう付勢
されている。したがって、摩擦板１３１は、皿バネ１３
２と抑え板１３４および摩擦板ハウジング１３３との間
で圧縮され、押圧された力に応じて摩擦力を発生する。
この摩擦力が通常の動作においてモータ１０２より発生
するトルクより大きくなるよう、皿バネ１３２の付勢力
および摩擦板１３１の間隔を設定してあるため、通常の
動作においては、摩擦板１３１と摩擦板ハウジング１３
３とは一体的に回転する。摩擦板ハウジング１３３に伝
達されたトルクは、減速器入力軸１０３のウォームギヤ
１０３ａを介してウォームホイール１０４を回転させ、
図示しない操舵装置に伝達されて操舵動作を行なうもの
である。

【００１９】ところで、路面の凹凸により車輪が衝撃力
を受けることがある。このような場合、その衝撃力は、
動力伝達系を介してモータ１０２まで逆行して伝達さ
れ、モータの出力と対向することがある。この対向によ
り動力伝達系には過大な応力が発生し、場合によっては
部品の損傷を招くおそれがある。

【００２０】このような場合、本願発明による電動式パ
ワーステアリング装置においては、摩擦板１３１と抑え
板１３４および摩擦板ハウジング１３３との間に発生し
た摩擦力が、上記衝撃力よりも小さくなるよう、皿バネ
１３２の付勢力を設定してあるため、衝撃力発生に応動
して摩擦板１３１と抑え板１３４もしくは摩擦板ハウジ
ング１３３との間で滑りが生じるようになっている。こ
の滑りにより衝撃力はほとんど吸収されるため、動力伝
達系に生じる損傷を防止することができる。

【００２１】更に、本願発明による電動式パワーステア
リング装置においては、皿バネ１３２から摩擦板１３１
に付与される付勢力が、すべて摩擦板ハウジング１３３
により受けられている。例えばハウジングに対して摩擦
板を付勢する構成においては、減速器入力軸にスラスト
力が発生し軸受の転がり抵抗を増大させるという問題を
生じさせるが、本実施例においては上述の構成を有すた
め、電動モータ１０２の回転軸１０２ａを支持する軸受
１０２ｂおよび減速器入力軸１０３を支持する軸受１０
５、１０６に、摩擦板の付勢に起因するスラスト力が印
加されることはない。したがって、本実施例においては
軸周りの転がり抵抗が減少し、ハンドルの戻り性が向上
することとなる。また、本実施例においては摩擦板１３
１を２枚設けることにより、１枚の場合に比較して伝達
能力を向上させ、あるいはその径を小さくすることがで
きる。更に、２枚の摩擦板を用いているために、１つの
摩擦板のスプラインのトルク伝達能力が小さくても、２
つを合わせることにより十分なトルクを伝達可能となっ
ている。

【００２２】以上、本発明を実施例を参照して説明して
きたが、本発明は上記実施例に限定して解釈されるべき
ではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろん
である。例えば、摩擦板は１枚でも良い。また、減速器
入力軸１０３に対して摩擦ハウジング１３３は軸線方向
移動可能となっているが、例えば半径方向貫通ピン等を
用いて両者を結合させても良い。

【００２３】

【発明の効果】以上述べたように、本願発明の電動式パ
ワーステアリング装置によれば、摩擦面と該摩擦面に押
圧された押圧手段とを有する動力伝達手段が、該モータ
の回転軸と該減速機構の入力軸との間に設けられている
ため、該減速機構により該モータの出力トルクが増大す
る前に、該摩擦板と該受部材との間に生じた比較的小さ
い摩擦力を利用して動力伝達を行なうようになってい
る。したがって、押圧手段の押圧力を高める必要もな
く、また該摩擦面の面積を増大する必要もないことか
ら、動力伝達手段の構成を簡素でコンパクトなものとす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の実施例である電動式パワーステアリ
ング装置１００の軸線方向一部断面図である。

【図２】図１のII-II 面に沿って装置を切断して軸線方
向に見た図である。

【符号の説明】

１０１………ハウジング １０２………モータ １０３………減速器入力軸 １０４………ウォームホイール １３１………摩擦板 １３２………皿バネ １３３………摩擦板ハウジング １３４………抑え板

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングと、 該ハウジングに取り付けられ、回転軸を有するモータ
   と、 車輪を操舵する操舵機構に連結された出力軸と、 該出力軸に連結されかつ入力軸を有し、該入力軸から該
   出力軸へと減速的に動力を伝達する減速機構と、 該モータの回転軸と該減速機構の入力軸との間に設けら
   れ、動力を伝達する動力伝達手段とからなり、 該動力伝達手段は、該回転軸と該入力軸の一方に対して
   相対回転不能であるが軸線方向には移動可能に取り付け
   られ、回転軸の雄スプラインに嵌合させるように内径に
   雌スプライン溝を有する摩擦板と、該回転軸と該入力軸
   の他方に対して相対回転不能に取り付けられた受部材
   と、 該摩擦板を該受部材に対して押圧する押圧部材と
   を有し、 該受部材は該摩擦部材と押圧部材を共に組み込んだ摩擦
   板ハウジングを構成し、 該摩擦板と該受部材との間に発生する摩擦力を利用し
   て、動力が伝達されるようになっており、 該摩擦力は、該モータから通常伝達される動力よりも大
   きいが、該モータと車輪との間に生じる衝撃力よりも小
   さく設定されている電動式パワーステアリング装置。