JP3641742B2

JP3641742B2 - 電動式舵取装置

Info

Publication number: JP3641742B2
Application number: JP2000222727A
Authority: JP
Inventors: 哲也村上; 祥仁柴村
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 2000-07-24
Filing date: 2000-07-24
Publication date: 2005-04-27
Anticipated expiration: 2020-07-24
Also published as: JP2002037101A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は操舵補助力の発生源としてモータを用いてなる電動式舵取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の舵取りは、車室の内部に配された操舵輪の回転操作を、舵取用の車輪（一般的には前輪）の操向のために車室の外部に配された舵取機構に伝えて行われる。
【０００３】
図６は従来の電動式舵取装置の構成を示す断面図である。
自動車用の電動式舵取装置としては、図６に示すように例えば舵取りのための操舵輪１００に連結される第１の操舵軸１０１と、該操舵軸１０１の下端にトーションバー１０２を介してその下端が同軸的に連結され、その下端が車輪に繋がる舵取機構に連結される第２の操舵軸１０３と、操舵輪１００を回転することによって第１の操舵軸１０１に加わるトルクを前記トーションバー１０２に生じる捩れによって検出するトルクセンサ１０４と、該トルクセンサ１０４の検出結果に基づいて駆動される操舵補助用のモータと、該モータの出力軸に繋がり、該出力軸の回転を減速して前記第２の操舵軸１０３に伝達するウォーム１０６及びウォームホイール１０７を有する減速機構とを備え、操舵輪１００の回転に応じた舵取機構の動作を前記モータの回転により補助し、舵取りのための運転者の労力負担を軽減するように構成されている。
【０００４】
減速機構を構成するウォーム１０６は、前記第２操舵軸１０３の軸芯と交叉するように配置され、一対の転がり軸受を介してハウジング１０８の嵌合孔に支持され、ウォームホイール１０７が設けられている第２の操舵軸１０３は一対の転がり軸受１０９，１０９を介してハウジング１０８の嵌合孔に支持され、ラジアル方向及びアキシアル方向への移動が阻止されている。
【０００５】
このようにウォーム１０６及びウォームホイール１０７が用いられる場合、その噛合部のバックラッシュ量を少なくするため、ウォーム１０６及びウォームホイール１０７の回転中心間距離と、前記転がり軸受の夫々が嵌合される嵌合孔の中心間距離とが許容範囲内で一致するように加工されたウォーム１０６、ウォームホイール１０７、転がり軸受、第２の操舵軸１０３、ハウジング１０８が選択され組み立てられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、以上の如く選択して組み立てられることにより、この組立てに多くの時間を要することになり、また、ウォーム及びウォームホイールの歯の摩耗が増大することによってバックラッシュ量が増加し、歯打ち音が増大することになり、改善策が要望されていた。
【０００７】
本発明は上記問題点を解決することができる電動式舵取装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
第１発明に係る電動式舵取装置は、操舵補助用のモータの出力をウォームと、該ウォームに噛合するウォームホイールとを介して舵取機構に伝え、操舵補助するようにした電動式舵取装置において、前記ウォームホイールは前記ウォームとの噛合域に対して歯幅方向一方側へ偏倚した位置で相対回転可能に分割してあり、その分割体を相対回転させる回転手段を備えていることを特徴とする。
【０００９】
第１発明にあっては、回転手段による分割体の相対回転によってウォームホイールの歯をウォームに当接させ、噛合部に予圧を加えることができるため、上述の如く選択して組み立てることなく、噛合部のバックラッシュ量を良好に抑制することができ、選択して組み立てる場合に比べて組立て時間を短縮し、コストの低減を図ることができ、また、ウォーム及びウォームホイールの歯の摩耗が増大した場合においても、バックラッシュ量を抑制でき、歯打ち音の発生を防止することができる。しかも、ウォームホイールの噛合域を充分に確保することができるため、分割によるウォームホイールの歯の強度低下を良好に防ぐことができる。
【００１０】
第２発明に係る電動式舵取装置は、前記分割する位置は前記歯幅方向の両方側へ偏倚した位置であることを特徴とする。
【００１１】
第２発明にあっては、歯幅方向の両方側へ偏倚した位置で分割された分割体の歯の歯面がウォームの歯の歯面に当接し、噛合部に予圧を加えるため、噛合部のバックラッシュ量をより一層良好に抑制できる。
【００１２】
第３発明に係る電動式舵取装置は、前記回転手段は前記分割体の間に介在されたリングバネであることを特徴とする。
【００１３】
第３発明にあっては、分割体の分割面の間にリングバネを簡易に組み込むことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
実施の形態１
図１は本発明に係る電動式舵取装置の減速機構及びモータ部分の構成を示す断面図、図２は減速機構部分の構成を示す拡大断面図である。
【００１５】
電動式舵取装置の基本的構成は図６に示した従来の電動式舵取装置と同様であるため、同様の構成についてはその詳細な説明及び作用の説明を省略する。
【００１６】
操舵補助用のモータ１の出力軸１ａに繋がり、第２の操舵軸２の軸芯と交叉するように配置され、外側に歯３０を有する金属製のウォーム３と、該ウォーム３に噛合し、前記第２の操舵軸２の中間に嵌合固定されるウォームホイール４とを備えた減速機構５の前記ウォームホイール４は、前記ウォーム３に噛合する複数の歯４０を外側に有する合成樹脂製の環状歯体４１と、該環状歯体４１の内側に嵌合された金属製の嵌合体４２とを備え、該嵌合体４２の中心部に穿設された貫通孔４２ａが前記第２の操舵軸２に嵌合される。また、合成樹脂製の環状歯体４１を備えることにより、ウォーム３との噛合による騒音を小さくし、歯４０の加工性を良好にしてある。
【００１７】
図３は図２のIII −III 線の断面図、図４はリングバネの斜視図である。
ウォームホイール４は、前記ウォーム３との噛合域Ａ（図２の斜線部）に対して歯幅方向一方側へ偏倚した位置であり、ラジアル方向の中間位置から相対回転可能に分割してあり、該分割体４ａ，４ｂの間に分割体４ａ，４ｂを相対回転させるリングバネ４３が介在されている。
【００１８】
噛合域Ａはウォームホイール４の歯面４０ａがウォームの歯面３０ａに当接して、出力軸１ａの回転がウォーム３の歯面３０ａからウォームホイール４の歯面４０ａへと伝達される伝達部であり、歯幅Ｈの方向の中央線Ｘを中心として歯幅Ｈの方向の両側位置に亘って前記中央線Ｘに対し傾斜している。
【００１９】
分割体４ａは、外側にウォーム３と噛合する噛合域Ａを有し、内側に前記貫通孔４２ａを有する伝達側としてあり、前記出力軸１ａの回転がウォーム３から噛合域Ａを経て分割体４ａに伝達され、さらに貫通孔４２ａ部から操舵軸２に伝達されるようにしてある。また、この分割体４ａの平面側の分割面には前記リングバネ４３を収容する環状の凹部４４と、該凹部４４に臨む第１の係止孔４５とが設けてあり、周面側の分割面には環状溝４６が設けてあり、該環状溝４６に嵌合する止め輪４７によって分割体４ａ，４ｂ同志を相対回転可能に結合してある。
【００２０】
分割体４ｂは、前記リングバネ４３の弾性復元力によって回転する非伝達側としてあり、該分割体４ｂの平面側の分割面に、前記凹部４４に臨む一つの第２の係止孔４８が設けてある。
【００２１】
リングバネ４３は、パンケーキ形に巻回された巻回部の両端に係止片４３ａ，４３ｂが設けてあり、該係止片４３ａ，４３ｂを前記係止孔４５，４８に係止することによりリングバネ４３の弾性復元力を分割体４ｂに加え、該分割体４ｂの歯４０の歯面４０ａをウォーム３の歯３０の歯面３０ａに当接させ、噛合部に予圧を加えるようにしてある。
【００２２】
また、環状歯体４１と嵌合体４２との嵌合部、換言すれば、嵌合体４２の外側にはその軸長方向の中間にスプライン等の凹凸条を設けて相対回転しないように結合してある。
【００２３】
以上の如く構成された電動式舵取装置は、ウォームホイール４の伝達側の分割体４ａが操舵軸２に嵌合固定してあり、非伝達側の分割体４ｂがリングバネ４３の弾性復元力によって分割体４ａに対して相対回転し、該分割体４ｂの歯４０の歯面４０ａがウォーム３の歯３０の歯面３０ａに当接し、噛合部に予圧を加えているため、従来の如く選択して組み立てることなく、噛合部のバックラッシュ量を良好に抑制することができ、選択して組み立てる場合に比べて組立て時間を短縮し、コストの低減を図ることができ、また、ウォーム３及びウォームホイール４の歯の摩耗が増大した場合においても、バックラッシュ量を抑制でき、歯打ち音の発生を防止することができる。
【００２４】
また、ウォームホイール４は噛合域Ａに対して歯幅方向一方側へ偏倚した位置で分割し、噛合域Ａを有する伝達側の分割体４ａを操舵軸２に結合してあるため、噛合域Ａを充分に確保することができ、分割によるウォームホイール４の歯４０の強度低下を良好に防ぐことができる。
【００２５】
さらに、分割体４ａの分割面に環状の凹部４４を設け、該凹部４４にリングバネ４３を収容しているため、分割体４ａ，４ｂの間にリングバネ４３を簡易に組み込むことができる。
【００２６】
実施の形態２
図５は実施の形態２の減速機構部分の構成を示す拡大断面図である。
この実施の形態２は、ウォーム３との噛合域Ａに対して歯幅方向両方側へ偏倚した位置であり、ラジアル方向の中間位置から相対回転可能に３分割し、歯幅方向中央の分割体４ａを伝達側とし、歯幅方向両側の分割体４ｂ，４ｃを非伝達側としてあり、該分割体４ａ乃至４ｃの夫々の間に分割体４ａ乃至４ｃを相対回転させる一対のリングバネ４３，４３を介在したものである。
【００２７】
実施の形態２においては、伝達側の分割体４ａの両側に非伝達側の分割体４ｂ，４ｃが設けてあり、該分割体４ａ乃至４ｃの夫々がリングバネ４３，４３の弾性復元力によって相対回転し、該分割体４ａ乃至４ｃの歯４０の歯面４０ａがウォーム３の歯３０の歯面３０ａに当接し、噛合部に予圧を加えるため、噛合部のバックラッシュ量をより一層良好に抑制することができる。
【００２８】
その他の構成及び作用は実施の形態１と同様であるため、その構成の詳細な説明及び作用の説明を省略する。
【００２９】
尚、以上説明した実施の形態では、ウォームホイール４を噛合域Ａに対して歯幅方向へ偏倚した位置で分割したが、その他、噛合域Ａの位置で分割してもよい。この場合、伝達側分割体の歯の強度低下を少なくするため噛合域Ａの中央部に対して歯幅方向へ偏倚した位置で分割するのが好ましい。また、ウォームホイール４の分割は、図２、図５に示す如く歯側部分だけとする他、歯側部分から操舵軸２に嵌合する貫通孔４２ａに亘って分割してもよい。この場合、非伝達側分割体は操舵軸２に対して相対回転可能とし、さらに、操舵軸２に止め輪を設けて非伝達側分割体の軸長方向への移動を阻止する。
【００３０】
また、以上説明した実施の形態では、分割体４ａ，４ｂを相対回転させる回転手段としてリングバネ４３を用いたが、その他、分割体４ａ，４ｂの夫々の分割面に凹部を設け、該凹部にコイルバネ、ゴム体等の回転手段を設けてもよい。
【００３１】
また、実施の形態では、合成樹脂製の環状歯体４１に嵌合体４２を嵌合して成るウォームホイール４を分割したが、その他、このウォームホイール４は全体が合成樹脂材料、または金属材料によって形成されたものを分割してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電動式舵取装置の減速機構及びモータ部分の構成を示す断面図である。
【図２】本発明に係る電動式舵取装置の減速機構部分の構成を示す拡大断面図である。
【図３】図２のIII −III 線の断面図である。
【図４】本発明に係る電動式舵取装置のリングバネの斜視図である。
【図５】本発明に係る電動式舵取装置の実施の形態２の減速機構部分の構成を示す拡大断面図である。
【図６】従来の電動式舵取装置の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１モータ
３ウォーム
４ウォームホイール
４ａ，４ｂ分割体
４３リングバネ
Ａ噛合域

Claims

操舵補助用のモータの出力をウォームと、該ウォームに噛合するウォームホイールとを介して舵取機構に伝え、操舵補助するようにした電動式舵取装置において、前記ウォームホイールは前記ウォームとの噛合域に対して歯幅方向一方側へ偏倚した位置で相対回転可能に分割してあり、その分割体を相対回転させる回転手段を備えていることを特徴とする電動式舵取装置。
前記分割する位置は前記歯幅方向の両方側へ偏倚した位置である請求項１記載の電動式舵取装置。
前記回転手段は前記分割体の間に介在されたリングバネである請求項１又は２記載の電動式舵取装置。