JP3595243B2

JP3595243B2 - 電動パワーステアリング装置

Info

Publication number: JP3595243B2
Application number: JP2000141811A
Authority: JP
Inventors: 俊則田中; 雅祥山本; 克己大畑; 啓吾岡田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2000-05-15
Filing date: 2000-05-15
Publication date: 2004-12-02
Anticipated expiration: 2020-05-15
Also published as: JP2001323984A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は電動パワーステアリング装置に関し、特に電動機による操舵補助トルクをトルクリミッタを介してステアリング機構に与える電動パワーステアリング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６には特開平９−８４３００号公報に記載されているものと同様の構造を持つ従来の電動パワーステアリング装置の電動機とトルクリミッタとを示し、図７にはトルクリミッタを拡大して示してある。これらの図に於いて、操舵補助トルクを発生する電動機１は、固定子磁石２と、出力軸３を持つ回転子４と、固定子２内で回転できるように出力軸３を軸受５で支持するハウジング６とを備えている。電動機１の出力軸３の出力端にはトルクリミッタ７が圧入により連結されている。図示はされてないが、このトルクリミッタ７は更にウオームおよびウオームギアを介してステアリング装置に連結されている。
【０００３】
トルクリミッタ７は、図７に示すように、電動機１の出力軸３に固定されるケース８およびこのケース８にかしめにより固定されたたカバー９を有するケース組立体１０と、ケース組立体１０に対して同軸に相対回転可能に配置され、被駆動軸１１に連結されるボス１２と、ケース組立体１０のカバー９とボス１２との間に配置された摩擦板１３と、ケース組立体１０およびボス１２間に配置されて、その間に摩擦力を与えるスプリング１４とを備えている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような電動パワーステアリング装置に於いては、電動機１の回転子４の回転による振動や、ブラシと整流子との摺動による振動が出力軸３を通してトルクリミッタ７に伝えられる。トルクリミッタ７では振動は先ずケース８に伝達され、次にカバー９に伝えられる。カバー９は比較的薄い板部材を成形して構成した部材であり、その平板部分１５が比較的広い面積に亘って支持されていない領域となっている。摩擦板１２から軸方向に突出しているストッパ１６は、カバー９に形成された孔１７を緩く貫通しているために、カバー９の平板部分１５の振動を制限する作用を持たない。このため、この平板部分１５の剛性が十分ではなく、上述の振動により容易に振動して放射音となって周囲に発散され、騒音の発生源となっている。特に平板部分１５のうちスプリング１４との接触位置１８と中央の開口の縁１９との間の部分Ｄが振動する。
【０００５】
従って、この発明の課題は上述のような従来のトルクリミッタを備えた電動パワーステアリング装置の問題点を解消することであり、また簡単な構造により騒音の発生を低減させたトルクリミッタを備えた電動パワーステアリング装置を得ることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明によれば、上述の課題を解決するための手段は次の通りである。
（１）電動機による操舵補助トルクをトルクリミッタを介してステアリング機構に与える電動パワーステアリング装置であって、上記トルクリミッタが、上記電動機の出力軸に固定されたケースおよびこのケースに固定されたカバーを有するケース組立体と、上記ケース組立体に対して同軸に相対回転可能に配置され、上記被駆動軸に連結されたボスと、上記ケース組立体および上記ボス間に配置された摩擦板と、上記ケース組立体および上記ボス間に配置されて、その間に摩擦力を与えるスプリングとを備えてなる電動パワーステアリング装置に於いて、上記トルクリミッタの上記スプリングが、内周縁で上記カバーに当接するように配置された皿ばねである。
【０００７】
（２、４）上記スプリングは、上記ケースと上記摩擦板との間に設けられ、上記ボスが上記カバーに接触しているものでも良い。
【０００８】
（３、５、６）上記カバーの平板部にこの平板部の剛性を高めるための少なくとも１つのビードを設けたものでも良い。
【０００９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は本発明の電動パワーステアリング装置の断面図であり、図２は図１の電動パワーステアリング装置の各部品を示す分解図である。図１および図２に示すように、本発明の電動パワーステアリング装置のトルクリミッタ２０は、図６に示す如き電動機１の出力軸３に固定される浅い皿形のケース２１およびこのケース２１を覆うようにかしめ固定されたカバー２２を有するケース組立体２３を備えている。ケース２１は、中央に電動機１の出力軸３に嵌合するハブ２４を持つ円板部２５と、円板部２５の周縁から環状に延びたフランジ２６とを持っている。カバー２２は、中央に円形の開口２７を持ち、ケース２１のフランジ２６の先端に周縁部で当接した円板部２８と、円板部２８の周縁からケース２１のフランジ２６に沿って環状に延びた外筒部２９と、外筒部１６からケース２１の円板部２８に沿って曲がるようにかしめられたかしめ部３０とを持っている。
【００１０】
ケース２１とカバー２２とで構成されたケース組立体２３の内部には、このケース組立体２３に対して同軸に相対回転可能に配置されて被駆動軸（図示してない）に連結されるボス３１が設けられている。ボス３１は一端がＯリング３２を介してケース２１のハブ２４に嵌合し、他端がカバー２２の開口２７を通って延びて被駆動軸（図示してない）に結合されるハブ３３と、ハブ３３からケース２１の円板部２５に沿って延びた円板部３４とを備えている。
【００１１】
ケース２１の円板部２５とボス３１の円板部３４との間には、中央開口を持つ円板状の第１の摩擦材３５が挿入されている。また、ボス３１の円板部３４の図で左側には中央開口を持つ円板状の第２の摩擦材３６が設けられ、この第２の摩擦材３６の図で左隣には摩擦板３７が設けられている。摩擦板３７は中央に円形の開口を持つ円板状の部材で、その一部にケース組立体２３に対して回転せぬようにするためのストッパ３８を持っている。ストッパ３８は摩擦板３７から軸方向に延びてケース２１の円板部２８に設けた係合穴３９に係合している。
【００１２】
摩擦板３７とカバー２２との間で、ストッパ３８よりも径方向外側の空間には、ケース２１、第１の摩擦材３５、ボス３１、第２の摩擦材３６および摩擦板３７等の各部材間に軸方向の押圧力を与えて摩擦を発生させるためのスプリング４０が挿入されている。スプリング４０は図示の例では内周縁４１と外周縁４２とを持つ皿ばねであり、内周縁４１がカバー２２の平板部２８に当接し、外周縁４２が摩擦板３７に当接するように配置されている。
【００１３】
この発明によれば、トルクリミッタ２０のスプリング４０が、内周縁４１でカバー２２の平板部２８に当接するように配置された皿ばねであるので、比較的剛性の低いカバー２２の平板部２８がスプリング４０の内周縁４１により支持されることとなり、しかもこの支持の位置が、図７に示す寸法Ｄを径方向にほぼ二分するような位置であって支持スパンが短い。従って、平板部２８の共振周波数が電動機あるいは電動パワーステアリング装置の振動帯域と重なることがなく、共振が起こらずに騒音を発生することがない。
【００１４】
また、摩擦板３７はスプリング４０の大径側である外周縁４２で押圧されていて、荷重分布の作動半径が大きくなり、スプリング荷重を下げることができるので、摩擦摺動面での耐久性をより向上させることができる。更に、図１および図２に示すスプリング４０自体は図６および図７に示すものと同じ構成のもので良く、単にスプリング４０の向きが逆にされているだけであるので、これまで使用していた製造設備をそのまま使用することができる。
【００１５】
実施の形態２．
図３に示す電動パワーステアリング装置用のトルクリミッタに於いては、ケース組立体２３内に設けられた各構成要素の配列の順番が図１のものと異なっている。即ち、ケース２１の内面にはスプリング４５が直接設けられ、スプリング４５の上に摩擦板４６が配置されている。摩擦板４６の上には摩擦材３５が設けられ、その上にボス３１の円板部３４および摩擦材３６が配置され、摩擦材３６には直接カバー２２が接触している。このように、この例に於いては、スプリング４５はケース組立体２３のボス３１と摩擦板４６との間に設けられ、このボス３１がケース組立体２３のカバー２２に摩擦材３６を介して接触している。この例では摩擦板４６はストッパ３８を持っておらず、従って、ケース組立体２３側にもストッパ３８のための係合穴が無い。その他の構成は図１および図２に示すものと同様である。
【００１６】
この電動パワーステアリング装置のトルクリミッタに於いては、カバー２２の平板部２８がほぼ全面に亘って摩擦材３６に面接触し、ボス３１の円板部３４によってほぼ全面に亘って面で支持されている。従って、カバー２２の平板部２８の剛性が高くなり、振動しにくくなり、騒音の発生を防ぐことができる。
【００１７】
実施の形態３．
図４および図５のトルクリミッタに於いては、ケース組立体２３のカバー２２の平板部２８に、この平板部２８の剛性を高めるための少なくとも１つのビード４８がケース組立体２３の外側に向かって膨出するように設けられている。この例ではビード４８はプレス加工により図５に示すように等間隔で径方向に延びるように３個形成されている。ビード４８はカバー２２のプレスか成型時に同時に成形することにより、設備の大幅改造無しに対応することができる。その他の構成は図１および図２に示すものと同様のもので良い。また、皿ばね４０を図７に示す向きにしても良い。
【００１８】
この電動パワーステアリング装置のトルクリミッタに於いては、カバー２２の平板部２８の剛性が３つのビード４８によってほぼ全面に亘って高められている。従って、カバー２２の平板部２８の剛性が高くなり、振動しにくくなり、騒音の発生を防ぐことができる。
【００１９】
本発明の電動パワーステアリング装置のトルクリミッタとしては、カバー２２の平板部２８の振動を防ぐために上述の構成の他にも他の様々な変形ができる。
【００２０】
例えば、カバー２２の平板部２８の板厚を増大させことにより、共振が起こらないようにすることもできる。また、万一振動しても周波数が高くなるようにして、人間の耳に聞こえにくく、遮蔽が効果的に作用し、かつ音レベルの低い、比較的害の小さな騒音にしてしまうこともできる。従来１．２ｍｍであった板厚を例えば１．３３倍の１．６ｍｍとすれば、振動数は１．５倍乃至１．６倍だけ高くなる。また、このときに音レベルは７ｄＢ乃至８ｄＢ程度低下する。
【００２１】
また、カバー２２の平板部２８の外表面に制振材を取り付けることにより、共振を防ぐなどにより騒音の発生を防ぐこともできる。また、カバー２２の少なくとも平板部２８を制振鋼板により作り、騒音の発生を防ぐこともできる。また、これらの先に説明した様々な実施形態の特徴をそれぞれ単独で用いることもできるし、様々な組み合わせで互いに組み合わせて用いることもできる。
【００２２】
【発明の効果】
以上の如く本発明の電動パワーステアリング装置による効果は次の通りである。
（１）電動機による操舵補助トルクをトルクリミッタを介してステアリング機構に与える電動パワーステアリング装置であって、上記トルクリミッタが、上記電動機の出力軸に固定されたケースおよびこのケースに固定されたカバーを有するケース組立体と、上記ケース組立体に対して同軸に相対回転可能に配置され、被駆動軸に連結されたボスと、上記ケース組立体および上記ボス間に配置された摩擦板と、上記ケース組立体および上記ボス間に配置されて、その間に摩擦力を与えるスプリングとを備えてなる電動パワーステアリング装置に於いて、上記トルクリミッタの上記スプリングが、内周縁で上記カバーに当接するように配置された皿ばねである。従って、簡単な構造により騒音の発生を低減させたトルクリミッタを備えた電動パワーステアリング装置を得ることができる。また、荷重分布の作動半径が大きく、スプリング荷重を下げることができるので、摩擦摺動面での耐久性をより向上させることができる。更に、既存の製造設備をそのまま使用することができる。
【００２３】
（２）また、上記スプリングを、上記ケースと上記摩擦板との間に設けられ、上記ボスが上記カバーに接触しているものにできるので、カバーの平板部がほぼ全面に亘って摩擦材に面接触し、ボスの円板部によってほぼ全面に亘って面で支持されている。従って、カバーの平板部の剛性が高くなり、振動しにくくなり、騒音の発生を防ぐことができる。
【００２４】
（３）また、上記カバーの平板部にこの平板部の剛性を高めるための少なくとも１つのビードを設けたので、カバーの平板部の剛性が３つのビードによってほぼ全面に亘って高められ、、振動しにくくなり、騒音の発生を防ぐことができる。
【００２５】
（４）更に、電動機による操舵補助トルクをトルクリミッタを介してステアリング機構に与える電動パワーステアリング装置であって、上記トルクリミッタが、上記電動機の出力軸に固定されたケースおよびこのケースに固定されたたカバーを有するケース組立体と、上記ケース組立体に対して同軸に相対回転可能に配置され、上記被駆動軸に連結されたボスと、上記ケース組立体および上記ボス間に配置された摩擦板と、上記ケース組立体および上記ボス間に配置されて、その間に摩擦力を与えるスプリングとを備えてなる電動パワーステアリング装置に於いて、上記スプリングが、上記ケースと上記摩擦板との間に設けられ、上記ボスが上記カバーに接触している。従って、カバーの平板部がほぼ全面に亘って摩擦材を介してに面接触し、ボスの円板部によってほぼ全面に亘って面で支持されている。従って、カバーの平板部の剛性が高くなり、振動しにくくなり、騒音の発生を防ぐことができる。
【００２６】
（５）上記カバーの平板部にこの平板部の剛性を高めるための少なくとも１つのビードを設けたので、カバーの平板部の剛性がビードによってほぼ全面に亘って高められ、、振動しにくくなり、騒音の発生を防ぐことができる。
【００２７】
（６）電動機による操舵補助トルクをトルクリミッタを介してステアリング機構に与える電動パワーステアリング装置であって、上記トルクリミッタが、上記電動機の出力軸に固定されたケースおよびこのケースに固定されたたカバーを有するケース組立体と、上記ケース組立体に対して同軸に相対回転可能に配置され、上記被駆動軸に連結されたボスと、上記ケース組立体および上記ボス間に配置された摩擦板と、上記ケース組立体および上記ボス間に配置されて、その間に摩擦力を与えるスプリングとを備えてなる電動パワーステアリング装置に於いて、上記カバーの平板部にこの平板部の剛性を高めるための少なくとも１つのビードを設けたので、カバーの平板部の剛性がビードによってほぼ全面に亘って高められ、振動しにくくなり、騒音の発生を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電動パワーステアリング装置のトルクリミッタを示す側面断面図である。
【図２】本発明の電動パワーステアリング装置のトルクリミッタを示す分解断面図である。
【図３】本発明の別の実施形態の電動パワーステアリング装置のトルクリミッタを示す分解断面図である。
【図４】本発明の更に別の実施形態の電動パワーステアリング装置のトルクリミッタを示す分解断面図である。
【図５】本発明のなお別の実施形態の電動パワーステアリング装置のトルクリミッタを示す斜視図である。
【図６】従来の電動パワーステアリング装置のトルクリミッタ付き電動機を示す側面断面図である。
【図７】図６に示す従来の電動パワーステアリング装置のトルクリミッタを示す側面断面図である。
【符号の説明】
１電動機、１１トルクリミッタ、３出力軸、２１ケース、２２カバー、２３ケース組立体、４被駆動軸、３１ボス、３７摩擦板、４０スプリング、４１内周縁、４０皿ばね、４８ビード、２８平板部。

Claims

電動機による操舵補助トルクをトルクリミッタを介してステアリング機構に与える電動パワーステアリング装置であって、上記トルクリミッタが、上記電動機の出力軸に固定されたケースおよびこのケースに固定されたカバーを有するケース組立体と、上記ケース組立体に対して同軸に相対回転可能に配置され、被駆動軸に連結されたボスと、上記ケース組立体および上記ボス間に配置された摩擦板と、上記ケース組立体および上記ボス間に配置されて、その間に摩擦力を与えるスプリングとを備えてなる電動パワーステアリング装置に於いて、
上記トルクリミッタの上記スプリングが、内周縁で上記カバーに当接するように配置された皿ばねであることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
上記カバーの平板部にこの平板部の剛性を高めるための少なくとも１つのビードを設けたことを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。