JP3765276B2 - 電動式パワーステアリング装置 - Google Patents
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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パワーステアリング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
車両用の電動式パワーステアリング装置としては、例えば操舵輪に繋がる入力軸及び該入力軸にトーションバーを介して同軸的に繋がる出力軸の相対角変位量によって前記入力軸に加わる操舵トルクを検出し、検出したトルクに基づいて操舵補助用のモータを駆動し、該モータの回転力を減速歯車機構を介して舵取機構に伝動することにより操舵輪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。
【0003】
減速歯車機構としては前記モータの駆動軸に結合されたウォームと、該ウォームに噛合するウォームホイールとを備え、該ウォームホイールが前記出力軸から舵取機構に至る伝達系路の途中に嵌合固定されている。
【0004】
また、ウォームはその両端を一対の転がり軸受で支持し、ウォームの回転性を高めてある。
【0005】
ところで、以上のように構成された電動式パワーステアリング装置のウォームは、両端を支持する転がり軸受に対して軸長方向への移動ができないように支持されているため、前記操舵輪が操舵中立位置から左又は右方向へ操舵されることにより、操舵初期から前記モータが回転し、操舵補助が行われるように構成された場合、車両の高速走行時に操舵角が例えば1°程度に小さいときにおいても操舵補助が行われることになり、操舵フィーリングの低下を来すことになる。このため、一般には操舵角が1°程度に小さいときはモータが駆動されず、適度の操舵角を超えたときにモータが駆動されるように構成されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このように適度の操舵角を超えるまでの間モータが駆動されないように構成された場合、モータが駆動されない操舵領域、即ち、操舵中立位置の近傍領域での操舵時、操舵輪の操舵力が前記入力軸、トーションバー、出力軸、ウォームホイール及びウォームを介してモータの駆動軸に伝動され、該駆動軸が回転されることになる。この結果、モータの駆動軸を回転させるための負荷がウォーム、ウォームホイール、出力軸、トーションバー、及び入力軸を介して操舵輪に加わり、操舵負荷が大きくなる。
【0007】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、操舵補助用のモータによって回転されるウォームを支持する転がり軸受が1個の場合においてもモータが駆動されない操舵領域での操舵負荷を低減することが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。
【0008】
【課題を解決するための手段】
第1発明に係る電動式パワーステアリング装置は、操舵補助用のモータによって回転されるウォームと、該ウォームを回転自在に支持する転がり軸受と、前記ウォームに噛合し舵取機構に繋がるウォームホイールとを備え、前記モータの回転によって操舵補助するようにした電動式パワーステアリング装置において、前記転がり軸受の内輪の内周と接するように配置され、前記ウォームに加わる軸長方向への力によって軸長方向へ伸長が可能な第1弾性体と、前記内輪の両端と接するように前記ウォーム又は前記内輪に保持され前記ウォームの軸長方向への移動を抑制する2つの第2弾性体とを備えていることを特徴とする。
【0009】
第1発明にあっては、第1弾性体が1個の転がり軸受の内輪の内周に接しており、また、前記内輪の両端に第2弾性体が接しているため、操舵中立位置から左右いずれかの方向への操舵時、ウォームに加わる軸長方向への力によって第1弾性体が伸長し、さらにいずれか一方の第2弾性体が撓むことになり、この結果、ウォームを支持する軸受手段が1個の転がり軸受を有する構成においてもモータが駆動されない操舵領域での操舵負荷を低減することができる。しかも、ウォームが発生する負荷を第1弾性体と第2弾性体とによって分担するため、第1弾性体及び第2弾性体の耐久性を高めることができ、長期間に亘って使用することができる。
【0010】
第2発明に係る電動式パワーステアリング装置は、前記第1弾性体及び第2弾性体は一体に形成されていることを特徴とする。
【0011】
第2発明にあっては、第1弾性体をウォームに保持することによって第1弾性体及び第2弾性体の位置を維持することができるため、第1弾性体及び第2弾性体を保持するための加工を省くことができ、さらに、第1弾性体をウォームに保持する作業、換言すれば1つの作業によって第1弾性体及び2個の第2弾性体を組み込むことができるため、第1弾性体及び2個の第2弾性体を備える割に組込み作業性を向上でき、電動式パワーステアリング装置のコストを低減できる。
【0012】
第3発明に係る電動式パワーステアリング装置は、前記第2弾性体の一方は他方に対し、ウォームの軸長方向への移動抑制力が小さいことを特徴とする。
【0013】
第3発明にあっては、操舵中立位置から左右方向いずれか一方への操舵時、ウォームに加わる軸長方向への力によって第1弾性体が伸長するとともに第2弾性体の一方が撓むことになる。また、第2弾性体のうち一方はウォームの軸長方向への移動抑制力が小さいので、ウォームへの装着が容易となるとともに、モータが駆動されない操舵領域での操舵負荷を低減することができる。しかも、第1弾性体及び第2弾性体を一体に形成すれば、第2弾性体によって内輪に対する第1弾性体の抜け出しを防ぐことができ、第1弾性体及び第2弾性体を適正位置に長期間に亘って維持することができる。
【0014】
また、ウォームの両端部を転がり軸受で支持し、この2つの転がり軸受の内輪とウォームとの間に前記第1弾性体、第2弾性体を設けた場合にあっては、操舵中立位置から左右方向への一定の操舵角に対するウォームの移動抑制力を等しくすることができ、操舵フィーリングを良好にできる。
さらに、この場合、第1弾性体はウォームに嵌合することにより保持することができるため、第1弾性体を保持するための加工を省くことができ、しかも、この第1弾性体の保持によって第2弾性体を組み込むことができるため、換言すれば1つの作業によって第1弾性体、第2弾性体を同時に組み込むことができるため、第1弾性体、第2弾性体を備える割に組込み作業性を向上でき、電動式パワーステアリング装置のコストを低減できる。
【0015】
第4発明に係る電動式パワーステアリング装置は、前記第1弾性体は円筒部と、該円筒部の外周でウォームの半径方向へ凸となる環状凸部とを有することを特徴とする。
【0016】
第4発明にあっては、ウォームに加わる軸長方向への力によって円筒部が伸長し、さらに該円筒部外周の環状凸部が伸長することになるため、モータが駆動されない操舵領域での操舵負荷を緩やかに低減することができ、操舵フィーリングをより一層良好にできる。
【0017】
第5発明に係る電動式パワーステアリング装置は、前記第1弾性体の内周と前記ウォームとの間に環体を有することを特徴とする。
【0018】
第5発明にあっては、第1弾性体をウォームと接触させることなく環体をウォームに嵌合保持することができるため、第1弾性体及び第2弾性体の組込がより一層行い易い。
【0019】
第6発明に係る電動式パワーステアリング装置は、前記第1弾性体及び第2弾性体はOリングであることを特徴とする。
【0020】
第6発明にあっては、既存のOリングを用いることができるため、第1弾性体及び第2弾性体のコスト、ひいては電動式パワーステアリング装置のコストを低減できる。
【0021】
【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パワーステアリング装置の実施の形態1の構成を示す断面図である。
電動式パワーステアリング装置は、上端が舵取りのための操舵輪Aに繋がり、下端に筒部1aを有する入力軸1と、前記筒部1a内に挿入されてその上端が前記入力軸1の筒部1aに同軸的に連結され、前記操舵輪Aに加わる操舵トルクの作用によって捩れるトーションバー2と、下端が前記トーションバー2の下端に同軸的に連結される出力軸3と、前記トーションバー2の捩れに応じた入力軸1及び出力軸3の相対回転変位量によって前記操舵輪Aに加わる操舵トルクを検出するトルクセンサ4と、該トルクセンサ4が検出したトルクに基づいて駆動される操舵補助用のモータ5と、該モータ5の回転に連動し、該回転を減速して出力軸3に伝動するウォーム6及びウォームホイール7を有する減速歯車機構Bと、前記トルクセンサ4及び前記減速歯車機構Bが収容されるハウジング8とを備えている。
【0022】
このハウジング8は、前記トルクセンサ4を収容する第1の収容部8aと、該収容部8aに連なり、前記ウォームホイール7を収容する第2の収容部8bと、該収容部8bに連なり、前記ウォーム6を収容する第3の収容部8cとを備えている。
【0023】
図2は実施の形態1の減速歯車機構部分の構成を示す断面図である。
第3の収容部8cはウォーム6の軸長方向に長くなっており、その長手方向一端が開放され、他端が閉鎖されている。第3の収容部8cの一端には転がり軸受9が嵌合される嵌合孔81と、該嵌合孔81の一端に連なるねじ孔82と、該ねじ孔82に連なるモータ取付部83とが設けられている。そして、前記嵌合孔81に前記転がり軸受9の外輪9aが嵌合され、該外輪9aの一端に当接するねじ環10が前記ねじ孔82に螺着され、転がり軸受9の軸長方向への移動を規制している。また、前記モータ取付部83には前記モータ5が取付けられている。
【0024】
また、第3の収容部8cの他端には前記ウォーム6の他端に設けられた軸部6cが挿入される凹孔84及び該凹孔84の内面に臨み、ウォーム6のラジアル(半径)方向に向けて穿設された円柱形の案内孔85を有する案内部材86が一体に設けられており、該案内孔85にすべり軸受11を有する半径方向移動が可能な押付体12と、該押付体12を一方向へ付勢する付勢手段としての弾性体13とが収容されており、さらに、案内孔85の外部への開口縁側に前記弾性体13を介して前記押付体12を移動操作するための操作体14が螺着されている。
【0025】
減速歯車機構Bは、前記モータ5の駆動軸50に筒形の軸継手15を介して結合されるウォーム6と、前記出力軸3の途中に嵌合固定され、舵取機構に繋がるウォームホイール7との噛合により前記駆動軸50の回転を減速して出力軸3に伝動し、該出力軸3からユニバーサルジョイントを経て例えばラックピニオン式の舵取機構(図示せず)へ伝達するようにしている。
【0026】
ウォーム6は前記出力軸3の軸芯と交叉するように配置されており、複数条の歯を有する歯部6aの両端に軸部6b,6cが設けられている。一端の軸部6bは、移動抑制体20(後述する)、転がり軸受9を介して前記嵌合孔81に回転可能に支持されている。他端の軸部6cは前記凹孔84から前記すべり軸受11に軸長方向へ移動可能に挿入され、該すべり軸受11を介して前記押付体12に回転可能に支持されている。
【0027】
一端の軸部6bを支持する転がり軸受9は外輪9a、内輪9bと、該外輪9a及び内輪9b間に介在された複数の転動体9cとを備える。
【0028】
このように転がり軸受9とすべり軸受11とに回転自在に支持されたウォーム6の軸部6bに、前記ウォーム6の軸長方向への移動を抑制するゴム製の移動抑制体20が嵌合保持されている。この移動抑制体20は、前記内輪9bの内周と接する円筒形の第1弾性部21と、該第1弾性部21の両端に一体に成形され、前記内輪9bの両端と接する環形の2個の第2弾性部22,23とからなり、第1弾性部21が軸部6bに嵌合保持されている。また、第2弾性部23は前記歯部6aの一端と接するように歯部6aと前記内輪9bとの間に配置されている。尚、第1弾性部21が第1弾性体を構成し、第2弾性部22,23が2つの第2弾性体を構成している。
【0029】
第1弾性部21はウォーム6に軸長方向の力が加わったとき、その外周が内輪9bの内周と接した状態で伸長するようになっており、また、第2弾性部22,23はウォーム6に軸長方向いずれか一方への力が加わったときウォーム6の軸長方向いずれか一方へ撓むようになっており、この第1弾性部21の伸長及び第2弾性部22,23の撓みによってウォーム6が前記内輪9bに対して軸長方向へ移動することを抑制している。
【0030】
また、すべり軸受11を介して前記軸部6cを支持する前記押付体12は円柱形に形成されており、その軸長方向の中間位置、換言すれば前記案内孔85に沿って移動する移動方向の途中に前記移動方向と直交するように貫通された嵌合孔12aに前記すべり軸受11が嵌合固定されている。
【0031】
また、押付体12と前記操作体14との間に介在された前記弾性体13はコイルバネからなり、前記押付体12をウォーム6のウォームホイール7との噛合部に予圧を加えるべく前記移動方向へ付勢している。また、前記押付体12と前記操作体14との間で、前記弾性体13の周りには合成ゴム製の環状の弾性板16が介在されており、前記操作体14の回転操作によって弾性体13が所定寸法だけ撓んだ後、操作体14の端面が弾性板16の他面と接触し、弾性板16が弾性体13とともに撓むようにしてある。
【0032】
以上のように構成された電動式パワーステアリング装置は、一端がモータ5の駆動軸50に軸継手15を介して結合されたウォーム6の一端を転がり軸受9により、また、他端をすべり軸受11により回転自在に支持し、前記転がり軸受9が支持した軸部6bに、第1弾性部21の両端に第2弾性部22,23が一体に成形された移動抑制体20の第1弾性部21を嵌合保持し、第1弾性部21及び第2弾性部22,23がウォーム6の軸長方向への移動を抑制するようにしてあるため、モータ5が駆動されない操舵領域、即ち、車両の高速走行時の操舵角が例えば1°程度に小さい操舵領域で操舵されることにより、操舵輪Aの操舵力が前記入力軸1、トーションバー2、出力軸3及びウォームホイール7を介してウォーム6に伝達されたとき、該ウォーム6に加わる軸長方向への分力によってウォーム6は前記第1弾性部21を伸長させるとともに第2弾性部23を撓ませつつ軸長方向一方へ移動、又は第1弾性部21を伸長させるとともに第2弾性部22を撓ませつつ軸長方向他方へ移動し、ウォーム6の回転角が小さくなり、ウォーム6からモータ5の駆動軸50への伝動を緩和することができ、モータ5が駆動されない操舵領域での操舵負荷を低減できる。
【0033】
しかも、ウォーム6に加わる軸長方向一方の力を1個の第2弾性部23が緩和し、軸長方向他方の力を他の1個の第2弾性部22が緩和するため、操舵中立位置から左右方向への一定の操舵角に対する第2弾性部22,23の撓み量を等しくすることができ、操舵フィーリングを良好にできる。
【0034】
また、ウォーム6に加わる軸長方向の力を第1弾性部21及び第2弾性部22,23が分担するため、第1弾性部21及び第2弾性部22,23の耐久性を高めることができ、長期間に亘って使用することができる。
【0035】
また、ウォーム6の他端は弾性体13によって付勢された押付体12にすべり軸受11を介して支持されているため、弾性体13がウォーム6をウォームホイール7に向けて付勢し、ウォーム6とウォームホイール7との回転中心間距離を調整することができ、ウォーム6及びウォームホイール7の噛合部のバックラッシュ量を低減できる。
【0036】
実施の形態2
図3は実施の形態2の減速歯車機構部分の構成を示す断面図である。
この実施の形態2の電動式パワーステアリング装置は、実施の形態1のように第1弾性部21の両端に大きさがほぼ等しい第2弾性部22,23を一体に設ける代わりに、軸長方向外側の第2弾性部22に代えて、第2弾性部23よりもウォーム6の軸長方向への移動抑制力が小さい小形部24aを第2弾性部23とともに第1弾性部21に一体に設けたものである。
【0037】
この実施の形態2において、第2弾性部23はウォーム6に軸長方向の力が加わったとき軸長方向へ撓み、ウォーム6の軸長方向への移動を抑制するように厚肉で大形にしてあり、小形部24aはウォーム6に加わる軸長方向への力で第1弾性部21が伸長するとき軸長方向へ撓み、内輪9bに対する第1弾性部21の抜け出しを防ぐように薄肉で小形にしてある。
【0038】
このように構成された第1弾性部21、第2弾性部23及び小形部24aから一体形成された移動抑制体20は例えば図3で示すようにウォーム6の両端が2個の転がり軸受9,17によって軸長方向へ移動可能に支持される減速歯車機構B1に使用される。この場合、移動抑制体20は、第1弾性部21が2個の転がり軸受9,17の内輪9b,17bの内周と接触するように第1弾性部21を軸部6b,6cに嵌合保持し、また、第2弾性部23が歯部6aの両端及び内輪9b,17bの一端(軸長方向内側)と接触するように歯部6aと前記内輪9b,17bとの間に配置する。また、薄肉にした小形部24aは前記内輪9b,17bの他端(軸長方向外側)と接する。
【0039】
実施の形態2にあっては、モータ5が駆動されない操舵領域で操舵されることにより、操舵輪Aの操舵力が前記入力軸1、トーションバー2、出力軸3及びウォームホイール7を介してウォーム6に伝達され、該ウォーム6に軸長方向一方(図3の右方)への力が加わったとき、図3の右側の第1弾性部21を伸長させるとともに右側の第2弾性部23を撓ませ、さらに図3の左側の第1弾性部21を伸長させつつ軸長方向一方へ移動させることができる。しかも、図3左側の第1弾性部21の内輪17bに対する抜け出しを左側の小形部24aによって確実に防ぐことができる。また、ウォーム6に軸長方向他方(図3の左方)への力が加わったとき、図3の左側の第1弾性部21を伸長させるとともに左側の第2弾性部23を撓ませ、さらに図3の右側の第1弾性部21を伸長させつつ軸長方向他方へ移動させることができる。しかも、図3の右側の第1弾性部21の内輪9bに対する抜け出しを右側の小形部24aによって確実に防ぐことができる。このようにウォーム6が軸長方向一方、または他方へ移動することによりウォーム6からモータ5の駆動軸50への伝動を緩和することができ、モータ5が駆動されない操舵領域での操舵負荷を低減することができる。
【0040】
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、同様の部品については同じ符号を付し、その詳細な説明及び作用効果の説明を省略する。
【0041】
実施の形態3
図4は実施の形態3の減速歯車機構部分の構成を示す断面図である。
この実施の形態3の電動式パワーステアリング装置は、実施の形態2のように両端に第2弾性部23、小形部24aが設けられた第1弾性部21の内周に金属製の環体18を設けたものである。
【0042】
この実施の形態3において、環体18は円筒部18aと、該円筒部18aの一端に連なり、第2弾性部23の外側面と接する鍔部18bとからなり、この環体18の外側に第1弾性部21、第2弾性部23及び小形部24aが加硫成形されている。
【0043】
このように内周に環体18が設けられた移動抑制体20は実施の形態2と同様、ウォーム6の両端が2個の転がり軸受9,17によって回転自在に支持される減速歯車機構B1に使用される。この場合、環体18は第1弾性部21が各内輪9b,17bの内周と接触するように軸部6b,6cに圧入保持され、また、鍔部18bが歯部6aの一端及び他端と接触するように歯部6aと前記内輪9b,17bとの間に配置される。
【0044】
実施の形態3にあっては、金属製の軸部6b,6cに金属製の環体18,18を圧入することにより第1弾性部21を軸部6b,6cに保持することができるため、第1弾性部21を直接軸部6b,6cに嵌合保持する場合に比べて第1弾性部21、第2弾性部23及び小形部24aを容易に組み込むことができる。
【0045】
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、同様の部品については同じ符号を付し、その詳細な説明及び作用効果の説明を省略する。
【0046】
実施の形態4
図5は実施の形態4の減速歯車機構部分の構成を示す断面図である。
この実施の形態4の電動式パワーステアリング装置は、実施の形態3のように内周に金属製の環体18が設けられた移動抑制体20の第1弾性部21を、内側に前記環体18が設けられた円筒部21aと、該円筒部21aの外周でウォーム6の半径方向へ凹凸となる環状凸部21bとを有する構成としたものである。
【0047】
この実施の形態4において、環状凸部21bは実施の形態2のように環体18の外側に第1弾性部21、第2弾性部23及び小形部24aを加硫成形するときに円筒部21aの軸長方向へ離間して一体成形されており、各環状凸部21bの外周が前記内輪9b,17bの内周に接触している。
【0048】
このように外周に環状凸部21bを有する移動抑制体20は実施の形態2,3と同様、ウォーム6の両端が2個の転がり軸受9,17によって回転自在に支持される減速歯車機構B1に使用される。この場合、移動抑制体20の環体18は第1弾性部21の環状凸部21b外周が各内輪9b,17bの内周と接触するように軸部6b,6cに圧入保持され、また、鍔部18bが歯部6aの一端及び他端と接触するように歯部6aと前記内輪9b,17bとの間に配置される。
【0049】
実施の形態4にあっては、モータ5が駆動されない操舵領域で操舵されることにより、ウォームホイール7を介してウォーム6に軸長方向一方(図5の右方)への力が加わったとき、図5の右側の第1弾性部21の円筒部21a及び環状凸部21bを伸長させるとともに右側の第2弾性部23を撓ませ、さらに図5の左側の第1弾性部21の円筒部21a及び環状凸部21bを伸長させつつ軸長方向一方へ移動させることができる。また、ウォーム6に軸長方向他方(図5の左方)への力が加わったとき、図5の左側の第1弾性部21の円筒部21a及び環状凸部21bを伸長させるとともに左側の第2弾性部23を撓ませ、さらに図5の右側の第1弾性部21の円筒部21a及び環状凸部21bを伸長させつつ軸長方向他方へ移動させることができる。このようにウォーム6が軸長方向一方、他方へ移動することによりウォーム6からモータ5の駆動軸50への伝動を緩和することができ、モータ5が駆動されない操舵領域での操舵負荷を低減することができる。
しかも、第1弾性部21は円筒部21aが伸長し、さらに該円筒部21a外周の環状凸部21bが伸長するため、モータ5が駆動されない操舵領域での操舵負荷を緩やかに低減することができ、操舵フィーリングをより一層良好にできる。
【0050】
その他の構成及び作用は実施の形態1乃至3と同様であるため、同様の部品については同じ符号を付し、その詳細な説明及び作用効果の説明を省略する。
【0051】
実施の形態5
図6は実施の形態5の減速歯車機構部分の構成を示す断面図である。
この実施の形態5の電動式パワーステアリング装置は、実施の形態1乃至4のように第1弾性部21及び第2弾性部22,23を一体成形したり、第1弾性部21、第2弾性部23及び小形部24aを一体成形したりする代わりに、ゴム製のOリングからなる第1弾性体30及び第2弾性体31,32を設けたものである。
【0052】
この実施の形態5において、前記軸部6bの外周には軸長方向に離間して3つの環状溝61,62,63を設け、その中央の環状溝62の深さを両側の環状溝61,63よりも深くし、この中央の環状溝62に、前記内輪9bの内周に接触しウォーム6に加わる軸長方向への力によって撓むことが可能な第1弾性体30を嵌合保持し、両側の環状溝61,63に、前記内輪9bの両端に接触する第2弾性体31,32を嵌合保持してある。また、内輪9bの内周と軸部6bの外周との間に、ウォーム6に加わる軸長方向への力によって第1弾性体30をウォーム6の軸長方向へ撓ませ得る隙間33を設けてある。尚、この隙間33は両側の環状溝61,63間の外径寸法を、両側の環状溝61,63よりも軸長方向外側の外径寸法よりも小さくすることによって確保してある。このように軸部6bの外径寸法を異ならせて隙間33を確保することにより、第2弾性体31,32の内輪9b両端との接触面積を比較的多くすることができ、ウォーム6に加わる軸長方向への力によって第2弾性体31,32の全体を撓ませ易い。
【0053】
このように構成された第1弾性体30及び第2弾性体31,32は例えば実施の形態1のよう転がり軸受9と滑り軸受11とによってウォーム6を軸長方向へ移動可能に支持した減速歯車機構B、又は、実施の形態2乃至4のよう2個の転がり軸受9,17によってウォーム6を回転自在に支持した減速歯車機構B1に使用される。
【0054】
実施の形態5にあっては、モータ5が駆動されない操舵領域で操舵されることにより、ウォームホイール7を介してウォーム6に軸長方向一方(図6の右方)への力が加わったとき、第1弾性体30及び第2弾性体32をウォーム6の軸長方向へ撓ませつつウォーム6を軸長方向一方へ移動させることができる。また、ウォーム6に軸長方向他方(図6の左方)への力が加わったとき、第1弾性体30及び第2弾性体31をウォーム6の軸長方向へ撓ませつつウォーム6を軸長方向他方へ移動させることができる。このようにウォーム6が軸長方向一方、他方へ移動することによりウォーム6からモータ5の駆動軸50への伝動を緩和することができ、モータ5が駆動されない操舵領域での操舵負荷を低減することができる。しかも、既存のOリングを用いるため、第1弾性体30及び第2弾性体31,32のコスト、ひいては電動式パワーステアリング装置のコストを低減できる。
【0055】
尚、実施の形態5において、前記第1弾性体30及び第2弾性体31,32はOリングに代えて、環状の弾性板を用いてもよい。また、第1弾性体30及び/又は第2弾性体31,32は前記内輪9bに接着剤等によって保持してもよい。
【0056】
その他の構成及び作用は実施の形態1乃至3と同様であるため、同様の部品については同じ符号を付し、その詳細な説明及び作用効果の説明を省略する。
【0057】
実施の形態6
この実施の形態6の電動式パワーステアリング装置は、実施の形態1乃至4のように円筒形の第1弾性部21の両端に第2弾性部22,23、又は第2弾性部23及び小形部24aが一体に成形された構成において、移動抑制体20の第1弾性部21を軸部6b又は6b,6cに嵌合保持する代わりに、該第1弾性部21を前記内輪9b又は9b,17bの内周に嵌合保持したものである。
【0058】
図7は実施の形態6の減速歯車機構部分の構成を示す断面図である。
実施の形態6において、第1弾性部21を内輪9bの内周に保持した場合、図7の構造となり、また、第1弾性部21を内輪9b,17bの内周に保持した場合、図3乃至図5と同様の構造となる。
【0059】
図7では、第2弾性部22の外側面と接する環状凸部34が前記軸部6bに設けられている。この環状凸部34は軸部6bの途中に凹設された環状溝64に止め輪を嵌合することにより構成されている。
【0060】
この図7にあっては、ウォーム6に軸長方向一方(図7の右方)への力が加わったとき、図7の左側の第2弾性部23を撓ませつつウォーム6を軸長方向一方へ移動させることができ、また、ウォーム6に軸長方向他方(図2の左方)への力が加わったとき、図2の右側の第2弾性部22を撓ませつつ軸長方向他方へ移動させることができる。このようにウォーム6が軸長方向一方、他方へ移動することによりウォーム6からモータ5の駆動軸50への伝動を緩和することができ、モータ5が駆動されない操舵領域での操舵負荷を低減することができる。
【0061】
その他の構成及び作用は実施の形態1乃至4と同様であるため、同様の部品については同じ符号を付し、その詳細な説明及び作用効果の説明を省略する。
【0062】
尚、以上説明した実施の形態1、5ではウォーム6の一端を転がり軸受9で支持し、他端をすべり軸受11で支持したが、その他、実施の形態1、5のすべり軸受11に代えて、実施の形態2乃至4のように転がり軸受17を用い、転がり軸受9、17によってウォーム6の両端を支持してもよい。この場合、図2の移動抑制体20を軸部6b,6cに配置し、図6の第1弾性体30及び第2弾性体31,32を軸部6b,6c側に配置する。
【0063】
また、以上説明した実施の形態1において、ウォーム6とウォームホイール7との回転中心間距離を調整するための前記押付体12、弾性体13及び操作体14をなくし、前記収容部8cの他端に滑り軸受(図示せず)を設け、該滑り軸受に前記軸部を軸長方向移動可能に支持した構成としてもよい。
【0064】
【発明の効果】
以上詳述したように第1発明によれば、ウォームを支持する軸受手段が1個の転がり軸受を有する構成においてもモータが駆動されない操舵領域での操舵負荷を低減し得る。しかも、第1弾性部及び2個の第2弾性部を備える割に組込み作業性を向上できる。さらに、第1弾性体及び第2弾性体の耐久性を高めることができ、長期間に亘って使用することができる。
【0065】
第2発明によれば、ウォームを支持する軸受手段が1個の転がり軸受を有する構成においてもモータが駆動されない操舵領域での操舵負荷を低減し得るとともに、第1弾性体及び第2弾性体を保持するための加工を省くことができるとともに、第1弾性体及び2個の第2弾性体を備える割に組込み作業性を向上できる。
【0066】
第3発明によれば、モータが駆動されない操舵領域での操舵負荷を低減することができ、しかも、第2弾性体の一方によって内輪に対する第1弾性体、第2弾性体の抜け出しを防ぐことができ、適正位置に長期間に亘って維持することができる。また、第1弾性体、第2弾性体を備える割に第2弾性体の一方によって組込み作業性を向上でき、電動式パワーステアリング装置のコストを低減できる。
【0067】
第4発明によれば、モータが駆動されない操舵領域での操舵負荷を緩やかに低減することができ、操舵フィーリングをより一層良好にできる。
【0068】
第5発明によれば、移動抑制体、第1弾性体及び第2弾性体をより一層容易に組込むことができる。
【0069】
第6発明によれば、第1弾性体及び第2弾性体のコスト、ひいては電動式パワーステアリング装置のコストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る電動式パワーステアリング装置の実施の形態1の構成を示す断面図である。
【図2】実施の形態1の減速歯車機構部分の構成を示す断面図である。
【図3】実施の形態2の減速歯車機構部分の構成を示す断面図である。
【図4】実施の形態3の減速歯車機構部分の構成を示す断面図である。
【図5】実施の形態4の減速歯車機構部分の構成を示す断面図である。
【図6】実施の形態5の減速歯車機構部分の構成を示す断面図である。
【図7】実施の形態6の減速歯車機構部分の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
5 モータ
6 ウォーム
7 ウォームホイール
9,17 転がり軸受
9b,17b 内輪
21 第1弾性部(第1弾性体)
22,23,24a 第2弾性部(第2弾性体)
21a 円筒部
21b 環状凸部
24a 小形部(第2弾性体)
23 環体
30 第1弾性体
31,32 第2弾性体
【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パワーステアリング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
車両用の電動式パワーステアリング装置としては、例えば操舵輪に繋がる入力軸及び該入力軸にトーションバーを介して同軸的に繋がる出力軸の相対角変位量によって前記入力軸に加わる操舵トルクを検出し、検出したトルクに基づいて操舵補助用のモータを駆動し、該モータの回転力を減速歯車機構を介して舵取機構に伝動することにより操舵輪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。
【0003】
減速歯車機構としては前記モータの駆動軸に結合されたウォームと、該ウォームに噛合するウォームホイールとを備え、該ウォームホイールが前記出力軸から舵取機構に至る伝達系路の途中に嵌合固定されている。
【0004】
また、ウォームはその両端を一対の転がり軸受で支持し、ウォームの回転性を高めてある。
【0005】
ところで、以上のように構成された電動式パワーステアリング装置のウォームは、両端を支持する転がり軸受に対して軸長方向への移動ができないように支持されているため、前記操舵輪が操舵中立位置から左又は右方向へ操舵されることにより、操舵初期から前記モータが回転し、操舵補助が行われるように構成された場合、車両の高速走行時に操舵角が例えば1°程度に小さいときにおいても操舵補助が行われることになり、操舵フィーリングの低下を来すことになる。このため、一般には操舵角が1°程度に小さいときはモータが駆動されず、適度の操舵角を超えたときにモータが駆動されるように構成されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このように適度の操舵角を超えるまでの間モータが駆動されないように構成された場合、モータが駆動されない操舵領域、即ち、操舵中立位置の近傍領域での操舵時、操舵輪の操舵力が前記入力軸、トーションバー、出力軸、ウォームホイール及びウォームを介してモータの駆動軸に伝動され、該駆動軸が回転されることになる。この結果、モータの駆動軸を回転させるための負荷がウォーム、ウォームホイール、出力軸、トーションバー、及び入力軸を介して操舵輪に加わり、操舵負荷が大きくなる。
【0007】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、操舵補助用のモータによって回転されるウォームを支持する転がり軸受が1個の場合においてもモータが駆動されない操舵領域での操舵負荷を低減することが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。
【0008】
【課題を解決するための手段】
第1発明に係る電動式パワーステアリング装置は、操舵補助用のモータによって回転されるウォームと、該ウォームを回転自在に支持する転がり軸受と、前記ウォームに噛合し舵取機構に繋がるウォームホイールとを備え、前記モータの回転によって操舵補助するようにした電動式パワーステアリング装置において、前記転がり軸受の内輪の内周と接するように配置され、前記ウォームに加わる軸長方向への力によって軸長方向へ伸長が可能な第1弾性体と、前記内輪の両端と接するように前記ウォーム又は前記内輪に保持され前記ウォームの軸長方向への移動を抑制する2つの第2弾性体とを備えていることを特徴とする。
【0009】
第1発明にあっては、第1弾性体が1個の転がり軸受の内輪の内周に接しており、また、前記内輪の両端に第2弾性体が接しているため、操舵中立位置から左右いずれかの方向への操舵時、ウォームに加わる軸長方向への力によって第1弾性体が伸長し、さらにいずれか一方の第2弾性体が撓むことになり、この結果、ウォームを支持する軸受手段が1個の転がり軸受を有する構成においてもモータが駆動されない操舵領域での操舵負荷を低減することができる。しかも、ウォームが発生する負荷を第1弾性体と第2弾性体とによって分担するため、第1弾性体及び第2弾性体の耐久性を高めることができ、長期間に亘って使用することができる。
【0010】
第2発明に係る電動式パワーステアリング装置は、前記第1弾性体及び第2弾性体は一体に形成されていることを特徴とする。
【0011】
第2発明にあっては、第1弾性体をウォームに保持することによって第1弾性体及び第2弾性体の位置を維持することができるため、第1弾性体及び第2弾性体を保持するための加工を省くことができ、さらに、第1弾性体をウォームに保持する作業、換言すれば1つの作業によって第1弾性体及び2個の第2弾性体を組み込むことができるため、第1弾性体及び2個の第2弾性体を備える割に組込み作業性を向上でき、電動式パワーステアリング装置のコストを低減できる。
【0012】
第3発明に係る電動式パワーステアリング装置は、前記第2弾性体の一方は他方に対し、ウォームの軸長方向への移動抑制力が小さいことを特徴とする。
【0013】
第3発明にあっては、操舵中立位置から左右方向いずれか一方への操舵時、ウォームに加わる軸長方向への力によって第1弾性体が伸長するとともに第2弾性体の一方が撓むことになる。また、第2弾性体のうち一方はウォームの軸長方向への移動抑制力が小さいので、ウォームへの装着が容易となるとともに、モータが駆動されない操舵領域での操舵負荷を低減することができる。しかも、第1弾性体及び第2弾性体を一体に形成すれば、第2弾性体によって内輪に対する第1弾性体の抜け出しを防ぐことができ、第1弾性体及び第2弾性体を適正位置に長期間に亘って維持することができる。
【0014】
また、ウォームの両端部を転がり軸受で支持し、この2つの転がり軸受の内輪とウォームとの間に前記第1弾性体、第2弾性体を設けた場合にあっては、操舵中立位置から左右方向への一定の操舵角に対するウォームの移動抑制力を等しくすることができ、操舵フィーリングを良好にできる。
さらに、この場合、第1弾性体はウォームに嵌合することにより保持することができるため、第1弾性体を保持するための加工を省くことができ、しかも、この第1弾性体の保持によって第2弾性体を組み込むことができるため、換言すれば1つの作業によって第1弾性体、第2弾性体を同時に組み込むことができるため、第1弾性体、第2弾性体を備える割に組込み作業性を向上でき、電動式パワーステアリング装置のコストを低減できる。
【0015】
第4発明に係る電動式パワーステアリング装置は、前記第1弾性体は円筒部と、該円筒部の外周でウォームの半径方向へ凸となる環状凸部とを有することを特徴とする。
【0016】
第4発明にあっては、ウォームに加わる軸長方向への力によって円筒部が伸長し、さらに該円筒部外周の環状凸部が伸長することになるため、モータが駆動されない操舵領域での操舵負荷を緩やかに低減することができ、操舵フィーリングをより一層良好にできる。
【0017】
第5発明に係る電動式パワーステアリング装置は、前記第1弾性体の内周と前記ウォームとの間に環体を有することを特徴とする。
【0018】
第5発明にあっては、第1弾性体をウォームと接触させることなく環体をウォームに嵌合保持することができるため、第1弾性体及び第2弾性体の組込がより一層行い易い。
【0019】
第6発明に係る電動式パワーステアリング装置は、前記第1弾性体及び第2弾性体はOリングであることを特徴とする。
【0020】
第6発明にあっては、既存のOリングを用いることができるため、第1弾性体及び第2弾性体のコスト、ひいては電動式パワーステアリング装置のコストを低減できる。
【0021】
【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パワーステアリング装置の実施の形態1の構成を示す断面図である。
電動式パワーステアリング装置は、上端が舵取りのための操舵輪Aに繋がり、下端に筒部1aを有する入力軸1と、前記筒部1a内に挿入されてその上端が前記入力軸1の筒部1aに同軸的に連結され、前記操舵輪Aに加わる操舵トルクの作用によって捩れるトーションバー2と、下端が前記トーションバー2の下端に同軸的に連結される出力軸3と、前記トーションバー2の捩れに応じた入力軸1及び出力軸3の相対回転変位量によって前記操舵輪Aに加わる操舵トルクを検出するトルクセンサ4と、該トルクセンサ4が検出したトルクに基づいて駆動される操舵補助用のモータ5と、該モータ5の回転に連動し、該回転を減速して出力軸3に伝動するウォーム6及びウォームホイール7を有する減速歯車機構Bと、前記トルクセンサ4及び前記減速歯車機構Bが収容されるハウジング8とを備えている。
【0022】
このハウジング8は、前記トルクセンサ4を収容する第1の収容部8aと、該収容部8aに連なり、前記ウォームホイール7を収容する第2の収容部8bと、該収容部8bに連なり、前記ウォーム6を収容する第3の収容部8cとを備えている。
【0023】
図2は実施の形態1の減速歯車機構部分の構成を示す断面図である。
第3の収容部8cはウォーム6の軸長方向に長くなっており、その長手方向一端が開放され、他端が閉鎖されている。第3の収容部8cの一端には転がり軸受9が嵌合される嵌合孔81と、該嵌合孔81の一端に連なるねじ孔82と、該ねじ孔82に連なるモータ取付部83とが設けられている。そして、前記嵌合孔81に前記転がり軸受9の外輪9aが嵌合され、該外輪9aの一端に当接するねじ環10が前記ねじ孔82に螺着され、転がり軸受9の軸長方向への移動を規制している。また、前記モータ取付部83には前記モータ5が取付けられている。
【0024】
また、第3の収容部8cの他端には前記ウォーム6の他端に設けられた軸部6cが挿入される凹孔84及び該凹孔84の内面に臨み、ウォーム6のラジアル(半径)方向に向けて穿設された円柱形の案内孔85を有する案内部材86が一体に設けられており、該案内孔85にすべり軸受11を有する半径方向移動が可能な押付体12と、該押付体12を一方向へ付勢する付勢手段としての弾性体13とが収容されており、さらに、案内孔85の外部への開口縁側に前記弾性体13を介して前記押付体12を移動操作するための操作体14が螺着されている。
【0025】
減速歯車機構Bは、前記モータ5の駆動軸50に筒形の軸継手15を介して結合されるウォーム6と、前記出力軸3の途中に嵌合固定され、舵取機構に繋がるウォームホイール7との噛合により前記駆動軸50の回転を減速して出力軸3に伝動し、該出力軸3からユニバーサルジョイントを経て例えばラックピニオン式の舵取機構(図示せず)へ伝達するようにしている。
【0026】
ウォーム6は前記出力軸3の軸芯と交叉するように配置されており、複数条の歯を有する歯部6aの両端に軸部6b,6cが設けられている。一端の軸部6bは、移動抑制体20(後述する)、転がり軸受9を介して前記嵌合孔81に回転可能に支持されている。他端の軸部6cは前記凹孔84から前記すべり軸受11に軸長方向へ移動可能に挿入され、該すべり軸受11を介して前記押付体12に回転可能に支持されている。
【0027】
一端の軸部6bを支持する転がり軸受9は外輪9a、内輪9bと、該外輪9a及び内輪9b間に介在された複数の転動体9cとを備える。
【0028】
このように転がり軸受9とすべり軸受11とに回転自在に支持されたウォーム6の軸部6bに、前記ウォーム6の軸長方向への移動を抑制するゴム製の移動抑制体20が嵌合保持されている。この移動抑制体20は、前記内輪9bの内周と接する円筒形の第1弾性部21と、該第1弾性部21の両端に一体に成形され、前記内輪9bの両端と接する環形の2個の第2弾性部22,23とからなり、第1弾性部21が軸部6bに嵌合保持されている。また、第2弾性部23は前記歯部6aの一端と接するように歯部6aと前記内輪9bとの間に配置されている。尚、第1弾性部21が第1弾性体を構成し、第2弾性部22,23が2つの第2弾性体を構成している。
【0029】
第1弾性部21はウォーム6に軸長方向の力が加わったとき、その外周が内輪9bの内周と接した状態で伸長するようになっており、また、第2弾性部22,23はウォーム6に軸長方向いずれか一方への力が加わったときウォーム6の軸長方向いずれか一方へ撓むようになっており、この第1弾性部21の伸長及び第2弾性部22,23の撓みによってウォーム6が前記内輪9bに対して軸長方向へ移動することを抑制している。
【0030】
また、すべり軸受11を介して前記軸部6cを支持する前記押付体12は円柱形に形成されており、その軸長方向の中間位置、換言すれば前記案内孔85に沿って移動する移動方向の途中に前記移動方向と直交するように貫通された嵌合孔12aに前記すべり軸受11が嵌合固定されている。
【0031】
また、押付体12と前記操作体14との間に介在された前記弾性体13はコイルバネからなり、前記押付体12をウォーム6のウォームホイール7との噛合部に予圧を加えるべく前記移動方向へ付勢している。また、前記押付体12と前記操作体14との間で、前記弾性体13の周りには合成ゴム製の環状の弾性板16が介在されており、前記操作体14の回転操作によって弾性体13が所定寸法だけ撓んだ後、操作体14の端面が弾性板16の他面と接触し、弾性板16が弾性体13とともに撓むようにしてある。
【0032】
以上のように構成された電動式パワーステアリング装置は、一端がモータ5の駆動軸50に軸継手15を介して結合されたウォーム6の一端を転がり軸受9により、また、他端をすべり軸受11により回転自在に支持し、前記転がり軸受9が支持した軸部6bに、第1弾性部21の両端に第2弾性部22,23が一体に成形された移動抑制体20の第1弾性部21を嵌合保持し、第1弾性部21及び第2弾性部22,23がウォーム6の軸長方向への移動を抑制するようにしてあるため、モータ5が駆動されない操舵領域、即ち、車両の高速走行時の操舵角が例えば1°程度に小さい操舵領域で操舵されることにより、操舵輪Aの操舵力が前記入力軸1、トーションバー2、出力軸3及びウォームホイール7を介してウォーム6に伝達されたとき、該ウォーム6に加わる軸長方向への分力によってウォーム6は前記第1弾性部21を伸長させるとともに第2弾性部23を撓ませつつ軸長方向一方へ移動、又は第1弾性部21を伸長させるとともに第2弾性部22を撓ませつつ軸長方向他方へ移動し、ウォーム6の回転角が小さくなり、ウォーム6からモータ5の駆動軸50への伝動を緩和することができ、モータ5が駆動されない操舵領域での操舵負荷を低減できる。
【0033】
しかも、ウォーム6に加わる軸長方向一方の力を1個の第2弾性部23が緩和し、軸長方向他方の力を他の1個の第2弾性部22が緩和するため、操舵中立位置から左右方向への一定の操舵角に対する第2弾性部22,23の撓み量を等しくすることができ、操舵フィーリングを良好にできる。
【0034】
また、ウォーム6に加わる軸長方向の力を第1弾性部21及び第2弾性部22,23が分担するため、第1弾性部21及び第2弾性部22,23の耐久性を高めることができ、長期間に亘って使用することができる。
【0035】
また、ウォーム6の他端は弾性体13によって付勢された押付体12にすべり軸受11を介して支持されているため、弾性体13がウォーム6をウォームホイール7に向けて付勢し、ウォーム6とウォームホイール7との回転中心間距離を調整することができ、ウォーム6及びウォームホイール7の噛合部のバックラッシュ量を低減できる。
【0036】
実施の形態2
図3は実施の形態2の減速歯車機構部分の構成を示す断面図である。
この実施の形態2の電動式パワーステアリング装置は、実施の形態1のように第1弾性部21の両端に大きさがほぼ等しい第2弾性部22,23を一体に設ける代わりに、軸長方向外側の第2弾性部22に代えて、第2弾性部23よりもウォーム6の軸長方向への移動抑制力が小さい小形部24aを第2弾性部23とともに第1弾性部21に一体に設けたものである。
【0037】
この実施の形態2において、第2弾性部23はウォーム6に軸長方向の力が加わったとき軸長方向へ撓み、ウォーム6の軸長方向への移動を抑制するように厚肉で大形にしてあり、小形部24aはウォーム6に加わる軸長方向への力で第1弾性部21が伸長するとき軸長方向へ撓み、内輪9bに対する第1弾性部21の抜け出しを防ぐように薄肉で小形にしてある。
【0038】
このように構成された第1弾性部21、第2弾性部23及び小形部24aから一体形成された移動抑制体20は例えば図3で示すようにウォーム6の両端が2個の転がり軸受9,17によって軸長方向へ移動可能に支持される減速歯車機構B1に使用される。この場合、移動抑制体20は、第1弾性部21が2個の転がり軸受9,17の内輪9b,17bの内周と接触するように第1弾性部21を軸部6b,6cに嵌合保持し、また、第2弾性部23が歯部6aの両端及び内輪9b,17bの一端(軸長方向内側)と接触するように歯部6aと前記内輪9b,17bとの間に配置する。また、薄肉にした小形部24aは前記内輪9b,17bの他端(軸長方向外側)と接する。
【0039】
実施の形態2にあっては、モータ5が駆動されない操舵領域で操舵されることにより、操舵輪Aの操舵力が前記入力軸1、トーションバー2、出力軸3及びウォームホイール7を介してウォーム6に伝達され、該ウォーム6に軸長方向一方(図3の右方)への力が加わったとき、図3の右側の第1弾性部21を伸長させるとともに右側の第2弾性部23を撓ませ、さらに図3の左側の第1弾性部21を伸長させつつ軸長方向一方へ移動させることができる。しかも、図3左側の第1弾性部21の内輪17bに対する抜け出しを左側の小形部24aによって確実に防ぐことができる。また、ウォーム6に軸長方向他方(図3の左方)への力が加わったとき、図3の左側の第1弾性部21を伸長させるとともに左側の第2弾性部23を撓ませ、さらに図3の右側の第1弾性部21を伸長させつつ軸長方向他方へ移動させることができる。しかも、図3の右側の第1弾性部21の内輪9bに対する抜け出しを右側の小形部24aによって確実に防ぐことができる。このようにウォーム6が軸長方向一方、または他方へ移動することによりウォーム6からモータ5の駆動軸50への伝動を緩和することができ、モータ5が駆動されない操舵領域での操舵負荷を低減することができる。
【0040】
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、同様の部品については同じ符号を付し、その詳細な説明及び作用効果の説明を省略する。
【0041】
実施の形態3
図4は実施の形態3の減速歯車機構部分の構成を示す断面図である。
この実施の形態3の電動式パワーステアリング装置は、実施の形態2のように両端に第2弾性部23、小形部24aが設けられた第1弾性部21の内周に金属製の環体18を設けたものである。
【0042】
この実施の形態3において、環体18は円筒部18aと、該円筒部18aの一端に連なり、第2弾性部23の外側面と接する鍔部18bとからなり、この環体18の外側に第1弾性部21、第2弾性部23及び小形部24aが加硫成形されている。
【0043】
このように内周に環体18が設けられた移動抑制体20は実施の形態2と同様、ウォーム6の両端が2個の転がり軸受9,17によって回転自在に支持される減速歯車機構B1に使用される。この場合、環体18は第1弾性部21が各内輪9b,17bの内周と接触するように軸部6b,6cに圧入保持され、また、鍔部18bが歯部6aの一端及び他端と接触するように歯部6aと前記内輪9b,17bとの間に配置される。
【0044】
実施の形態3にあっては、金属製の軸部6b,6cに金属製の環体18,18を圧入することにより第1弾性部21を軸部6b,6cに保持することができるため、第1弾性部21を直接軸部6b,6cに嵌合保持する場合に比べて第1弾性部21、第2弾性部23及び小形部24aを容易に組み込むことができる。
【0045】
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、同様の部品については同じ符号を付し、その詳細な説明及び作用効果の説明を省略する。
【0046】
実施の形態4
図5は実施の形態4の減速歯車機構部分の構成を示す断面図である。
この実施の形態4の電動式パワーステアリング装置は、実施の形態3のように内周に金属製の環体18が設けられた移動抑制体20の第1弾性部21を、内側に前記環体18が設けられた円筒部21aと、該円筒部21aの外周でウォーム6の半径方向へ凹凸となる環状凸部21bとを有する構成としたものである。
【0047】
この実施の形態4において、環状凸部21bは実施の形態2のように環体18の外側に第1弾性部21、第2弾性部23及び小形部24aを加硫成形するときに円筒部21aの軸長方向へ離間して一体成形されており、各環状凸部21bの外周が前記内輪9b,17bの内周に接触している。
【0048】
このように外周に環状凸部21bを有する移動抑制体20は実施の形態2,3と同様、ウォーム6の両端が2個の転がり軸受9,17によって回転自在に支持される減速歯車機構B1に使用される。この場合、移動抑制体20の環体18は第1弾性部21の環状凸部21b外周が各内輪9b,17bの内周と接触するように軸部6b,6cに圧入保持され、また、鍔部18bが歯部6aの一端及び他端と接触するように歯部6aと前記内輪9b,17bとの間に配置される。
【0049】
実施の形態4にあっては、モータ5が駆動されない操舵領域で操舵されることにより、ウォームホイール7を介してウォーム6に軸長方向一方(図5の右方)への力が加わったとき、図5の右側の第1弾性部21の円筒部21a及び環状凸部21bを伸長させるとともに右側の第2弾性部23を撓ませ、さらに図5の左側の第1弾性部21の円筒部21a及び環状凸部21bを伸長させつつ軸長方向一方へ移動させることができる。また、ウォーム6に軸長方向他方(図5の左方)への力が加わったとき、図5の左側の第1弾性部21の円筒部21a及び環状凸部21bを伸長させるとともに左側の第2弾性部23を撓ませ、さらに図5の右側の第1弾性部21の円筒部21a及び環状凸部21bを伸長させつつ軸長方向他方へ移動させることができる。このようにウォーム6が軸長方向一方、他方へ移動することによりウォーム6からモータ5の駆動軸50への伝動を緩和することができ、モータ5が駆動されない操舵領域での操舵負荷を低減することができる。
しかも、第1弾性部21は円筒部21aが伸長し、さらに該円筒部21a外周の環状凸部21bが伸長するため、モータ5が駆動されない操舵領域での操舵負荷を緩やかに低減することができ、操舵フィーリングをより一層良好にできる。
【0050】
その他の構成及び作用は実施の形態1乃至3と同様であるため、同様の部品については同じ符号を付し、その詳細な説明及び作用効果の説明を省略する。
【0051】
実施の形態5
図6は実施の形態5の減速歯車機構部分の構成を示す断面図である。
この実施の形態5の電動式パワーステアリング装置は、実施の形態1乃至4のように第1弾性部21及び第2弾性部22,23を一体成形したり、第1弾性部21、第2弾性部23及び小形部24aを一体成形したりする代わりに、ゴム製のOリングからなる第1弾性体30及び第2弾性体31,32を設けたものである。
【0052】
この実施の形態5において、前記軸部6bの外周には軸長方向に離間して3つの環状溝61,62,63を設け、その中央の環状溝62の深さを両側の環状溝61,63よりも深くし、この中央の環状溝62に、前記内輪9bの内周に接触しウォーム6に加わる軸長方向への力によって撓むことが可能な第1弾性体30を嵌合保持し、両側の環状溝61,63に、前記内輪9bの両端に接触する第2弾性体31,32を嵌合保持してある。また、内輪9bの内周と軸部6bの外周との間に、ウォーム6に加わる軸長方向への力によって第1弾性体30をウォーム6の軸長方向へ撓ませ得る隙間33を設けてある。尚、この隙間33は両側の環状溝61,63間の外径寸法を、両側の環状溝61,63よりも軸長方向外側の外径寸法よりも小さくすることによって確保してある。このように軸部6bの外径寸法を異ならせて隙間33を確保することにより、第2弾性体31,32の内輪9b両端との接触面積を比較的多くすることができ、ウォーム6に加わる軸長方向への力によって第2弾性体31,32の全体を撓ませ易い。
【0053】
このように構成された第1弾性体30及び第2弾性体31,32は例えば実施の形態1のよう転がり軸受9と滑り軸受11とによってウォーム6を軸長方向へ移動可能に支持した減速歯車機構B、又は、実施の形態2乃至4のよう2個の転がり軸受9,17によってウォーム6を回転自在に支持した減速歯車機構B1に使用される。
【0054】
実施の形態5にあっては、モータ5が駆動されない操舵領域で操舵されることにより、ウォームホイール7を介してウォーム6に軸長方向一方(図6の右方)への力が加わったとき、第1弾性体30及び第2弾性体32をウォーム6の軸長方向へ撓ませつつウォーム6を軸長方向一方へ移動させることができる。また、ウォーム6に軸長方向他方(図6の左方)への力が加わったとき、第1弾性体30及び第2弾性体31をウォーム6の軸長方向へ撓ませつつウォーム6を軸長方向他方へ移動させることができる。このようにウォーム6が軸長方向一方、他方へ移動することによりウォーム6からモータ5の駆動軸50への伝動を緩和することができ、モータ5が駆動されない操舵領域での操舵負荷を低減することができる。しかも、既存のOリングを用いるため、第1弾性体30及び第2弾性体31,32のコスト、ひいては電動式パワーステアリング装置のコストを低減できる。
【0055】
尚、実施の形態5において、前記第1弾性体30及び第2弾性体31,32はOリングに代えて、環状の弾性板を用いてもよい。また、第1弾性体30及び/又は第2弾性体31,32は前記内輪9bに接着剤等によって保持してもよい。
【0056】
その他の構成及び作用は実施の形態1乃至3と同様であるため、同様の部品については同じ符号を付し、その詳細な説明及び作用効果の説明を省略する。
【0057】
実施の形態6
この実施の形態6の電動式パワーステアリング装置は、実施の形態1乃至4のように円筒形の第1弾性部21の両端に第2弾性部22,23、又は第2弾性部23及び小形部24aが一体に成形された構成において、移動抑制体20の第1弾性部21を軸部6b又は6b,6cに嵌合保持する代わりに、該第1弾性部21を前記内輪9b又は9b,17bの内周に嵌合保持したものである。
【0058】
図7は実施の形態6の減速歯車機構部分の構成を示す断面図である。
実施の形態6において、第1弾性部21を内輪9bの内周に保持した場合、図7の構造となり、また、第1弾性部21を内輪9b,17bの内周に保持した場合、図3乃至図5と同様の構造となる。
【0059】
図7では、第2弾性部22の外側面と接する環状凸部34が前記軸部6bに設けられている。この環状凸部34は軸部6bの途中に凹設された環状溝64に止め輪を嵌合することにより構成されている。
【0060】
この図7にあっては、ウォーム6に軸長方向一方(図7の右方)への力が加わったとき、図7の左側の第2弾性部23を撓ませつつウォーム6を軸長方向一方へ移動させることができ、また、ウォーム6に軸長方向他方(図2の左方)への力が加わったとき、図2の右側の第2弾性部22を撓ませつつ軸長方向他方へ移動させることができる。このようにウォーム6が軸長方向一方、他方へ移動することによりウォーム6からモータ5の駆動軸50への伝動を緩和することができ、モータ5が駆動されない操舵領域での操舵負荷を低減することができる。
【0061】
その他の構成及び作用は実施の形態1乃至4と同様であるため、同様の部品については同じ符号を付し、その詳細な説明及び作用効果の説明を省略する。
【0062】
尚、以上説明した実施の形態1、5ではウォーム6の一端を転がり軸受9で支持し、他端をすべり軸受11で支持したが、その他、実施の形態1、5のすべり軸受11に代えて、実施の形態2乃至4のように転がり軸受17を用い、転がり軸受9、17によってウォーム6の両端を支持してもよい。この場合、図2の移動抑制体20を軸部6b,6cに配置し、図6の第1弾性体30及び第2弾性体31,32を軸部6b,6c側に配置する。
【0063】
また、以上説明した実施の形態1において、ウォーム6とウォームホイール7との回転中心間距離を調整するための前記押付体12、弾性体13及び操作体14をなくし、前記収容部8cの他端に滑り軸受(図示せず)を設け、該滑り軸受に前記軸部を軸長方向移動可能に支持した構成としてもよい。
【0064】
【発明の効果】
以上詳述したように第1発明によれば、ウォームを支持する軸受手段が1個の転がり軸受を有する構成においてもモータが駆動されない操舵領域での操舵負荷を低減し得る。しかも、第1弾性部及び2個の第2弾性部を備える割に組込み作業性を向上できる。さらに、第1弾性体及び第2弾性体の耐久性を高めることができ、長期間に亘って使用することができる。
【0065】
第2発明によれば、ウォームを支持する軸受手段が1個の転がり軸受を有する構成においてもモータが駆動されない操舵領域での操舵負荷を低減し得るとともに、第1弾性体及び第2弾性体を保持するための加工を省くことができるとともに、第1弾性体及び2個の第2弾性体を備える割に組込み作業性を向上できる。
【0066】
第3発明によれば、モータが駆動されない操舵領域での操舵負荷を低減することができ、しかも、第2弾性体の一方によって内輪に対する第1弾性体、第2弾性体の抜け出しを防ぐことができ、適正位置に長期間に亘って維持することができる。また、第1弾性体、第2弾性体を備える割に第2弾性体の一方によって組込み作業性を向上でき、電動式パワーステアリング装置のコストを低減できる。
【0067】
第4発明によれば、モータが駆動されない操舵領域での操舵負荷を緩やかに低減することができ、操舵フィーリングをより一層良好にできる。
【0068】
第5発明によれば、移動抑制体、第1弾性体及び第2弾性体をより一層容易に組込むことができる。
【0069】
第6発明によれば、第1弾性体及び第2弾性体のコスト、ひいては電動式パワーステアリング装置のコストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る電動式パワーステアリング装置の実施の形態1の構成を示す断面図である。
【図2】実施の形態1の減速歯車機構部分の構成を示す断面図である。
【図3】実施の形態2の減速歯車機構部分の構成を示す断面図である。
【図4】実施の形態3の減速歯車機構部分の構成を示す断面図である。
【図5】実施の形態4の減速歯車機構部分の構成を示す断面図である。
【図6】実施の形態5の減速歯車機構部分の構成を示す断面図である。
【図7】実施の形態6の減速歯車機構部分の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
5 モータ
6 ウォーム
7 ウォームホイール
9,17 転がり軸受
9b,17b 内輪
21 第1弾性部(第1弾性体)
22,23,24a 第2弾性部(第2弾性体)
21a 円筒部
21b 環状凸部
24a 小形部(第2弾性体)
23 環体
30 第1弾性体
31,32 第2弾性体
Claims (6)
- 操舵補助用のモータによって回転されるウォームと、該ウォームを回転自在に支持する転がり軸受と、前記ウォームに噛合し舵取機構に繋がるウォームホイールとを備え、前記モータの回転によって操舵補助するようにした電動式パワーステアリング装置において、前記転がり軸受の内輪の内周と接するように配置され、前記ウォームに加わる軸長方向への力によって軸長方向へ伸長が可能な第1弾性体と、前記内輪の両端と接するように前記ウォーム又は前記内輪に保持され前記ウォームの軸長方向への移動を抑制する2つの第2弾性体とを備えていることを特徴とする電動式パワーステアリング装置。
- 前記第1弾性体及び第2弾性体は一体に形成されている請求項1記載の電動式パワーステアリング装置。
- 前記第2弾性体の一方は他方に対し、ウォームの軸長方向への移動抑制力が小さい請求項1又は2記載の電動式パワーステアリング装置。
- 前記第1弾性体は円筒部と、該円筒部の外周でウォームの半径方向へ凸となる環状凸部とを有する請求項1乃至3の何れかに記載の電動式パワーステアリング装置。
- 前記第1弾性体の内周と前記ウォームとの間に環体を有する請求項1乃至4の何れかに記載の電動式パワーステアリング装置。
- 前記第1弾性体及び第2弾性体はOリングである請求項1記載の電動式パワーステアリング装置。
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