JP3638406B2 - 電動式パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電動モータを用いた電動式パワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電動式パワーステアリング装置としては、例えば、図３、４に示すものが提案されている。
図３に示すように、ギヤケース１内に形成したウォームホイール収納孔２には、ウォームホイール３を組み込んでいる。このウォームホイール３は、図示しないステアリングホイールに連係する舵輪軸４と一体に回転するようにしている。そして、具体的には図示しないが、上記舵輪軸４の先端にピニオンを設け、このピニオンには、車輪を連係させたロッドのラックをかみ合せている。
【０００３】
また、ギヤケース１内には、上記ウォームホイール３の接線方向にウォーム軸孔５を形成している。そして、このウォーム軸孔５にウォーム軸６を組み込み、そのウォームを上記ウォームホイール３にかみ合せている。
そして、このウォーム軸６の下端部を、ウォーム軸孔５に設けた軸受７で回転自在に支持している。
さらに、ウォーム軸孔５の上端側に段部８を形成するとともに、ウォーム軸６にも段部９を形成している。そして、これら段部８、９にベアリング１０を設けて、ウォーム軸６の上端部を回転自在に支持している。
【０００４】
このベアリング１０は、ウォーム軸孔５の開口部分に螺合させたナット１１によって固定されている。そして、ウォーム軸６に形成した環状溝にストッパリング１２をはめ込んで、上記ベアリング１０に当接させている。したがって、ウォーム軸６は、その上方ヘは段部９がベアリング１０にぶつかるため、また、下方へはストッパリング１２がベアリング１０にぶつかるため、軸方向への移動が規制されることになる。
一方、ギヤケース１には電動モータ１３を取り付けて、ギヤケース１内に臨ませたモータ軸１４をベアリング１５で回転自在に支持している。そして、このモータ軸１４を上記ウォーム軸６と同軸上に配置するとともに、これらウォーム軸６の上端面とモータ軸１４の下端面とを対向させている。
【０００５】
このようにしたウォーム軸６とモータ軸１４とを、以下に述べるトルクリミッタ機構を介して連係させている。
ウォーム軸６の上端部分とモータ軸１４の下端部分とには、それぞれ軸側スプライン部としてオススプラインを形成している。また、これら両軸６、１４の外周面に配置した筒状のジョイント１６、１７の内周面には、それぞれジョイント側スプライン部としてメススプラインを形成している。そして、ジョイント１６のメススプラインをウォーム軸６のオススプラインにかみ合わせ、ジョイント１７のメススプラインをモータ軸１４のオススプラインにかみ合わせている。
【０００６】
上記オススプラインの歯には、図４に示すように、その歯面に適当なふくらみをつけたクラウニング加工を施している。また、歯すじ方向の両端には、その歯高ｈを低くするエンドレリービング加工を施している。
これらジョイント１６、１７にはカバー１８を被せ、このカバー１８内に設けた板バネ１９のイニシャル荷重をジョイント１７のフランジに作用させている。したがって、ジョイント１７のフランジが、摩擦部材２０を介してジョイント１６のフランジに押し付けられ、さらに、ジョイント１６のフランジが、摩擦部材２１を介してカバー１８の蓋２２に押し付けられることになる。
【０００７】
次に、この電動式パワーステアリング装置の作用を説明する。
ステアリングホイールを切ると、図示しないコントローラが電動モータ１３にモータ電流を流す。したがって、電動モータ１３のモータ軸１４が回転するが、その回転はスプラインを介してジョイント１７に伝えられる。そして、ジョイント１７が回転すると、摩擦部材２０の摩擦力によってジョイント１６も一体に回転して、その回転をスプラインを介してウォーム軸６に伝えることになる。
このように、電動モータ１３の出力はウォーム軸６に伝えられ、その回転が減速されてウォームホイール３に伝えられる。したがって、ウォームホイール３と一体に舵輪軸４が回転して、アシスト力を付与することになる。
【０００８】
ただし、電動モータ１３の最大トルクを超えるような過大トルクがウォーム軸６から作用した場合、摩擦部材２０、２１による摩擦力に抗してジョイント１６がすべり、これらジョイント１６、１７が相対回転する。したがって、例えば、電動モータ１３がロックしたような場合でも、ステアリングホイールに大きなトルクを入力すれば、マニュアルステアリングが可能となっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来例の電動式パワーステアリング装置では、ジョイント１６、１７が、固定されたウォーム軸６及びモータ軸１４にスプライン結合しているだけなので、車両走行時の振動等が発生したときに、これらジョイント１６、１７が、ウォーム軸６及びモータ軸１４に対して軸方向に動いてしまうことがある。そして、ジョイント１６、１７が軸方向に動くと、その端部がストッパリング１２やモータ軸１４にぶつかって、異音が発生してしまう。
また、スプラインのかみ合いに隙間があると、車両走行時の振動等が発生したときに、ジョイント１６、１７がウォーム軸６及びモータ軸１４に対して軸方向以外にも動いてしまうこともある。そして、これらジョイント１６、１７が動くと、スプラインの歯同士がぶつかって、異音が発生してしまう。特に、上記従来例のように、オススプラインの歯にクラウニング加工やエンドレリービング加工を施すと、ウォーム軸６及びモータ軸１４のオススプラインの両端にいくに従い、回転方向や径方向へのスプライン間の隙間も大きくなり、それだけ異音も大きく発生してしまう。
この発明の目的は、トルクリミッタ機構内で異音が発生するのを防止できる電動式パワーステアリング装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明は、ギヤケースと、ギヤケース内に組み込んだウォームホイールと、このウォームホイールに連係し、ステアリングホイールからの入力を車輪側に伝える舵輪軸と、ギヤケース内でウォームホイールにかみ合わせたウォーム軸と、ウォーム軸と同軸上に配置した電動モータのモータ軸と、これらウォーム軸及びモータ軸に形成した軸側スプライン部と、ウォーム軸の周りに配置した筒状のジョイントと、モータ軸の周りに配置した筒状のジョイントと、これらジョイントの内周面に形成し、それぞれを上記軸側スプライン部にかみ合わせたジョイント側スプライン部とを備え、モータ軸が回転すると、上記一対のジョイントが一体となってその回転をウォーム軸に伝え、ウォームホイールを回転させてアシスト力を付与する一方、過大トルクがウォーム軸から作用したとき、上記一対のジョイントが相対回転する構成にした電動式パワーステアリング装置を前提とする。
【００１１】
そして、この発明は、上記一対のジョイントのうち少なくともいずれか一方のジョイントの内周面に環状溝を形成するとともに、この環状溝の中心をジョイントの軸中心から径方向にずらし、この環状溝に、リング状の弾性部材をはめ込む構成にした点に特徴を有する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１に、この発明の電動式パワーステアリング装置の第１実施例を示す。ただし、この図１にはトルクリミッタ機構部分だけを示し、上記従来例と同一の構成要素については、その詳細な説明を省略する。
図１(ｂ)に示すように、筒状のジョイント１６の内周面には、その下端部に環状溝２３を形成し、また、筒状のジョイント１７の内周面には、その上端部に環状溝２４を形成している。そして、図１(ａ)に示すように、これら環状溝２３、２４の中心ｏ₂を、それぞれジョイント１６、１７の中心ｏ₁からずらしている。したがって、これら環状溝２３、２４には、その幅の狭い部分と広い部分とが形成されることになる。
環状溝２３、２４には、リング状の弾性部材としてＯリング２５、２６をそれぞれはめ込んでいる。したがって、これらＯリング２５、２６は、環状溝２３、２４の幅の狭い部分では押し潰されるが、環状溝２３、２４の幅の広い部分では、ほとんど押し潰されないことになる。
【００１３】
次に、この第１実施例の電動式パワーステアリング装置の作用を説明する。
前述のように、Ｏリング２３、２４の一部が押し潰されるので、その弾性力が図の矢印ｋに示す方向に作用し、ジョイント１６、１７がウォーム軸６及びモータ軸１４に押し付けられる。
このようにしてジョイント１６、１７がウォーム軸６及びモータ軸１４に押し付けられれば、摩擦力が発生して、これらジョイント１６、１７がウォーム軸６及びモータ軸１４に対して軸方向に動くのを規制することができる。したがって、車両走行時の振動等が発生しても、ジョイント１６、１７がストッパリング１２やモータ軸１４にぶつかることもなく、異音が発生するのを防止することができる。
【００１４】
また、これらジョイント１６、１７が、スプライン間の隙間のためウォーム軸６及びモータ軸１４に対して回転しようとしても、摩擦力によってそれを規制することができる。したがって、車両走行時の振動等が発生しても、スプラインの歯がぶつかりあうこともなく、異音が発生するのを防止することができる。
さらに、この第１実施例で特徴的なことは、ジョイント１６、１７を一径方向からウォーム軸６及びモータ軸１４に常に押し付けていることである。このように、ジョイント１６、１７が一径方向からウォーム軸６及びモータ軸１４に押し付けられていると、その押し付けられた部分では、径方向（歯高方向）へのスプライン間の隙間をほぼゼロとすることができる。したがって、ジョイントが径方向にがたつくこともなく、車両走行時の振動等が発生しても、異音が発生するのを防止することができる。
【００１５】
図２に示す第２実施例は、環状溝２３、２４の位置を、ジョイント１６、１７の内周面のうち両軸６、１４の対向する部分に変更した例である。ただし、それ以外の構成及び効果については上記第１実施例と同じなので、その詳細な説明は省略する。
【００１６】
【発明の効果】
この発明によれば、一対のジョイントが、それぞれウォーム軸及びモータ軸に押し付けられるので、これらジョイントがウォーム軸及びモータ軸に対して動くのを規制することができる。したがって、車両走行時の振動等が発生しても、異音が発生するのを防止することができる。
しかも、ジョイントが一径方向からウォーム軸及びモータ軸に常に押し付けられるので、その押し付けられた部分では、径方向へのスプライン間の隙間をほぼゼロとすることができる。したがって、ジョイントが径方向にがたつくのも効果的に規制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の第１実施例を示し、(ａ)は、(ｂ)のジョイント１７をａ方向から見た図であり、(ｂ)は、トルクリミッタ機構を示す断面図である。
【図２】 この発明の第２実施例を示し、トルクリミッタ機構を示す断面図である。
【図３】 従来例の電動式パワーステアリング装置を示す断面図である。
【図４】 スプラインの歯を示した斜視図である。

Claims (1)

1. ギヤケースと、ギヤケース内に組み込んだウォームホイールと、このウォームホイールに連係し、ステアリングホイールからの入力を車輪側に伝える舵輪軸と、ギヤケース内でウォームホイールにかみ合わせたウォーム軸と、ウォーム軸と同軸上に配置した電動モータのモータ軸と、これらウォーム軸及びモータ軸に形成した軸側スプライン部と、ウォーム軸の周りに配置した筒状のジョイントと、モータ軸の周りに配置した筒状のジョイントと、これらジョイントの内周面に形成し、それぞれを上記軸側スプライン部にかみ合わせたジョイント側スプライン部とを備え、モータ軸が回転すると、上記一対のジョイントが一体となってその回転をウォーム軸に伝え、ウォームホイールを回転させてアシスト力を付与する一方、過大トルクがウォーム軸から作用したとき、上記一対のジョイントが相対回転する構成にした電動式パワーステアリング装置において、上記一対のジョイントのうち少なくともいずれか一方のジョイントの内周面に環状溝を形成するとともに、この環状溝の中心をジョイントの軸中心から径方向にずらし、この環状溝に、リング状の弾性部材をはめ込む構成にしたことを特徴とする電動式パワーステアリング装置。

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