JP3830308B2

JP3830308B2 - 電動式舵取装置

Info

Publication number: JP3830308B2
Application number: JP18704999A
Authority: JP
Inventors: 章朗大須賀
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 1999-06-30
Filing date: 1999-06-30
Publication date: 2006-10-04
Anticipated expiration: 2019-06-30
Also published as: JP2001010513A

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】
図５は従来例における電動式舵取装置の減速歯車機構部分の縦断正面図である。
自動車用の電動式舵取装置としては、図５に示すように、操舵輪に繋がる第１の操舵軸１００と、該第１の操舵軸１００及び第１の操舵軸１００にトーションバー１０１を介して繋がる第２の操舵軸１０２の回転方向への相対変位量により操舵トルクを検出するトルクセンサ１０３と、該トルクセンサ１０３の検出結果に基づいて制御される操舵補助用のモータ１０４の回転を前記第２の操舵軸１０２に伝達する小歯車１０５及び大歯車１０６を有する減速歯車機構１０７と、該減速歯車機構１０７を収容するハウジング１０８とを備え、操舵輪の操舵方向及び操舵量に応じた舵取機構の動作を前記モータ１０４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】
操舵補助力の発生源としてモータ１０４を用いた場合、モータ１０４の回転が減速歯車機構１０７の小歯車１０５及び大歯車１０６に機械的に伝達されるため、モータ１０４の出力の増大に伴い、減速歯車機構１０７の荷重負荷が大きくなり、この結果、小歯車１０５及び大歯車１０６の歯面の摩耗が増大することになる。
【０００４】
この歯面の摩耗の増大を抑制するため、大歯車１０６の歯及び小歯車１０５の歯に粘性が高いグリース等の潤滑剤が塗布されている。このように潤滑剤が塗布された場合、モータ１０４の回転が前記小歯車１０５に伝達され、該小歯車１０５と大歯車１０６との噛み合い位置が変わるとき、予め歯に塗布されている前記潤滑剤が歯底部から歯先側へと掻き出され、噛合部の近くの潤滑剤量が一時的に多くなるが、該潤滑剤はその粘性によって歯に保持される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、減速歯車機構１０７の歯に塗布されていた潤滑剤の量が経年によって減少している。この潤滑剤の量が減少して、潤滑剤量の不足を来すようになったとき、噛合部の潤滑不良によって異音が発生したり、歯の摩耗量が多くなって歯車の寿命が低下したりすることになる。
【０００６】
前述の潤滑剤の量が減少することの原因を追及した結果、電動式舵取装置の減速歯車機構１０７は、噛合が円滑静粛で伝達効率が高いハイポイド歯車又はウォーム歯車が用いられているが、これらハイポイド歯車及びウォーム歯車は、回転中心線に対しその歯すじが回転方向へ捩じれており、大歯車の回転に伴って前記歯に塗布されている潤滑剤に、歯形に沿って歯すじ方向へ流動しようとする力が加わることになるため、小歯車１０５と大歯車１０６との噛み合い位置が変わることによって噛合部の近くの潤滑剤量が一時的に多くなったとき、この潤滑剤量が多くなつている部分の潤滑剤が歯形に沿って歯すじ方向へ流動することになり、この流動によって潤滑剤の一部が大歯車１０６の外周縁及び内周縁から歯の外側へ移動することになり、潤滑剤の量が漸次減少することになることを見出した。
【０００７】
すなわち、操舵輪の操舵方向に応じて大歯車１０６が回転方向の一方へ回転したとき、前述の如く潤滑剤量が一時的に多くなった部分の潤滑剤は歯形に沿って外周縁方向へ流動し、また、大歯車１０６が回転方向の他方へ回転したとき、前記潤滑剤は歯形に沿って内周縁方向へ流動することになり、この流動した潤滑剤の一部が大歯車１０６の外周縁及び内周縁から歯の外側へ移動することになり、潤滑剤の量が減少することになる。
【０００８】
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。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る電動式舵取装置は、操舵補助用のモータの回転軸に繋がる小歯車及び該小歯車に噛合し、前記モータの回転を操舵軸に伝達する大歯車を備え、前記モータの回転により操舵補助するようにした電動式舵取装置において、前記小歯車及び大歯車が回転するとき、前記大歯車の歯に塗布される潤滑剤が流動することを抑制する流動抑制手段が、前記小歯車及び大歯車が噛合する噛合部の近傍位置に設けてあり、前記小歯車及び大歯車はハイポイド歯車であり、前記流動抑制手段は、前記大歯車の外周面と向き合う位置から前記外周面へ向けて突出し、該外周面との間の空間を狭小にする第１の突起、及び前記大歯車の歯先と向き合う位置から前記歯先へ向けて突出し、該歯先との間の空間を狭小にする第２の突起を備え、第１の突起は小歯車に対し大歯車回転方向一側に配置され、第２の突起は小歯車に対し大歯車の回転方向他側に配置されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明にあっては、モータの回転がハイポイド歯車の小歯車に伝達され、該小歯車と大歯車との噛み合い位置が変わるとき、予め歯に塗布されている潤滑剤が歯底部から歯先側へと掻き出され、噛合部の近くの潤滑剤量が一時的に多くなり、また、その一側の円錐部に歯が周設されているハイポイド歯車の大歯車の回転に伴って前記潤滑剤に、歯形に沿って歯すじ方向へ流動しようとする力が加わることになるが、大歯車の外周面と向き合う位置には第１の突起が設けてあり、該第１の突起と前記外周面との間の空間が狭小であるため、大歯車が回転方向の一方へ回転したとき、前述の如く潤滑剤量が一時的に多くなった部分の潤滑剤が歯形に沿って外周縁方向へ流動することを良好に抑制でき、また、大歯車の歯先と向き合う位置には第２の突起が設けてあり、該第２の突起と前記歯先との間の空間が狭小であるため、大歯車が回転方向の他方へ回転したとき、前述の如く潤滑剤量が一時的に多くなった部分の潤滑剤が歯形に沿って内周縁方向へ流動することを良好に抑制できる。従って、前記流動抑制手段が設けられていないものに比較して潤滑剤の量が減少することを非常に少なくでき、潤滑剤を長期間に亘って良好に保有できる。
【００１４】
また、第１の突起は大歯車の外周面と向き合う位置から前記外周面へ向けて突出する簡単な構造であり、第２の突起は大歯車の歯先と向き合う位置から前記歯先へ向けて突出する簡単な構造であるため、潤滑剤量の減少を防ぐための対策費用を安くでき、電動式舵取装置を安価に提供できる。
【００１５】
【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。
図１は本発明に係る電動式舵取装置の減速歯車機構部分の縦断正面図、図２は減速歯車機構部分の拡大断面図、図３は図２のIII −III 線の断面図、図４は図２のIV−IV線の断面図である。
【００１６】
電動式舵取装置は、操舵輪に連繋される第１の操舵軸１と、該第１の操舵軸１及び第１の操舵軸１にトーションバー２を介して連繋される第２の操舵軸３の相対回転変位量により操舵トルクを検出するトルクセンサ４と、前記第２の操舵軸３の回転力を舵取機構に伝達するピニオン５と、前記トルクセンサ４の検出結果に基づいて制御される操舵補助用のモータ６の回転を第２の操舵軸３に伝達する小歯車７１及び大歯車７２を有する減速歯車機構７と、該減速歯車機構７を収容するとともに前記第２の操舵軸３を支持する第１のハウジング８と、前記トルクセンサ４を収容するとともに前記第１の操舵軸１を支持する第２のハウジング９と、前記小歯車７１及び大歯車７２が回転するとき前記大歯車７２の歯７２ａに塗布される潤滑剤が流動することを抑制する流動抑制手段１０とを備えている。
【００１７】
第１の操舵軸１は筒状に形成されており、該操舵軸１の孔内に前記トーションバー２が挿入され、該トーションバー２の一端部及び操舵軸１の一端部がダウエルピンにより連結されている。操舵軸１の周りには前記トルクセンサ４が配置されている。
【００１８】
第２の操舵軸３は、一端部に嵌合孔３１が設けられ、他端部に前記ピニオン５が設けられている。前記嵌合孔３１には前記第１の操舵軸１の他端部が相対回転を可能に嵌合されているとともに前記トーションバー２の他端部がスプライン嵌合されている。また、操舵軸３の一端部には前記大歯車７２が嵌合される第１の嵌合部３２が設けられ、該嵌合部３２と前記ピニオン５との間に第２の嵌合部３３が設けられ、該嵌合部３３に第１の軸受２０及び環状の間座２１が嵌合されている。
【００１９】
第１のハウジング８は前記第２のハウジング９の他端部に第２の軸受２２を介して嵌合される一端部を、前記大歯車７２を収容する歯車収容室８ａとし、他端部を、前記ピニオン５を収容するピニオン収容室８ｂとし、該ピニオン収容室８ｂ及び中間部室８ｃに第１及び第３の軸受２０，２３を介して前記第２の操舵軸３が支持され、該操舵軸３に保持された前記大歯車７２が前記歯車収容室８ａに配置されている。この歯車収容室８ａの端縁内側には前記第２の軸受２２が嵌合されている。また、第１のハウジング８の一側には前記歯車収容室８ａに連通する貫通孔８ｄを有するフランジ８１が設けられ、該フランジ８１に前記モータ６を取付け、該モータ６の回転軸６１を前記貫通孔８ｄから前記歯車収容室８ａに挿入してある。
【００２０】
第２のハウジング９は、第４の軸受２４を介して前記第１の操舵軸１を支持する一端部から第２の軸受２２を介して第１のハウジング８に繋がる他端部にかけて漸次大径となるように形成されている。
【００２１】
小歯車７１及び大歯車７２は回転中心線に対しその歯すじが回転方向へ捩じれている歯を有するハイポイド歯車であり、ハイポイドピニオンである小歯車７１は前記回転軸６１の端部に一体に形成されている。ハイポイドホイールである大歯車７２はその一側の円錐部に歯７２ａが周設されており、内周面が前記操舵軸３の第１の嵌合部３２に嵌合され、前記歯７２ａが歯車収容室８ａの底部８ｅと向き合い、歯７２ａの背面となる他側が前記第２の軸受２２と向き合っている。また、大歯車７２は操舵軸３に設けられた鍔部３４と前記第２の嵌合部３３に嵌合された前記間座２１とによって軸長方向への移動が制限されている。小歯車７１及び大歯車７２の歯には，粘性が高いグリース等の粘性を有する潤滑剤が塗布される。
【００２２】
この潤滑剤が流動することを抑制する前記流動抑制手段１０は、前記小歯車７１及び大歯車７２が噛合する噛合部の近傍位置に設けられる。この流動抑制手段１０は、前記大歯車７２の外周面と向き合う位置の前記ハウジング８から前記外周面へ向けて突出し、該外周面との間の空間Ｓ１（図４参照）を狭小にする第１の突起１１と、前記大歯車７２の歯先と向き合う位置の前記ハウジング８から前記歯先へ向けて突出し、該歯先との間の空間Ｓ２（図３参照）を狭小にする第２の突起１２とを備え、小歯車７１と大歯車７２との噛み合い位置が変わることによって潤滑剤量が一時的に多くなった部分の潤滑剤が歯形に沿って流動することを抑制する。
【００２３】
第１の突起１１は小歯車７１に対し大歯車７２の回転方向右側に配置され、第２の突起１２は小歯車７１に対し大歯車７２の回転方向左側に配置されている。また、第１の突起１１は前記歯車収容室８ａに大歯車７２の外周面に沿って円弧状に設けられている。第２の突起１２は、少なくとも一つの歯溝よりも広い幅を有し、歯７２ａの内周側端縁から外周側端縁にかけて扁平となるように形成されている。この第２の突起１２は、前記歯車収容室８ａの底部８ｅに設けられた嵌合凹部８２に嵌め込み固定されている。
【００２４】
第２の軸受２２は、内輪及び外輪の間に複数のボールが設けられた玉軸受を用いてなり、前記内輪及び外輪の前記大歯車７２側となる一端と前記ボールとの間の空間に封止環２２ａが設けられている。
【００２５】
以上の如く構成された電動式舵取装置は、操舵輪の操舵方向及び操舵量に応じてモータ６が回転し、該モータ６の回転が小歯車７１に伝達され、該小歯車７１と大歯車７２との噛み合い位置が変わることによって大歯車７２が回転方向の一方又は他方へ回転する。この大歯車７２が回転方向の一方又は他方へ回転するとき、予め歯に塗布されている潤滑剤が歯底部から歯先側へと掻き出され、噛合部の近くの潤滑剤量が一時的に多くなり、また、大歯車７２の回転方向の一方又は他方への回転に伴って前記潤滑剤に、歯形に沿って歯すじ方向へ流動しようとする力が加わる。
【００２６】
しかしながら、小歯車７１に対し大歯車７２の回転方向一方の位置には大歯車７２の外周面と向き合う位置から前記外周面へ向けて突出し、該外周面との間の空間Ｓ１を狭小にする第１の突起１１が設けられているため、大歯車７２が回転方向の一方へ回転したとき、前述の如く潤滑剤量が一時的に多くなった部分の潤滑剤が歯形に沿って外周縁方向へ流動することを良好に抑制できる。
【００２７】
また、小歯車７１に対し大歯車７２の回転方向他方の位置には大歯車７２の歯先と向き合う位置から前記歯先へ向けて突出し、該歯先との間の空間Ｓ２を狭小にする第２の突起１２が設けられているため、大歯車７２が回転方向他方へ回転したとき、前述の如く潤滑剤量が一時的に多くなった部分の潤滑剤が歯形に沿って内周縁方向へ流動することを良好に抑制できる。このように潤滑剤が歯形に沿って外周縁方向及び内周縁方向へ流動することを良好に抑制できるため、潤滑剤量が一時的に多くなった部分の潤滑剤の一部が大歯車７２の外周縁及び内周縁から歯７２ａの外側へ移動することを良好に防止でき、潤滑剤の量が減少することを非常に少なくできる。
【００２８】
また、大歯車７２の背面と向き合う第２の軸受２２には、内輪及び外輪の間の空間に封止環２２ａが設けられているため、大歯車７２の外周縁から歯７２ａの外側へ移動した潤滑剤の移動を封止環２２ａによって止めることができる。従って、潤滑剤の一部が大歯車７２の外周縁から歯の外側へ移動することをより一層良好に防止できる。
【００２９】
尚、以上説明した実施の形態では、第１の突起１１はハウジング８と一体に設けたが、その他、別体とし、嵌合等の取付手段によってハウジング８に取付けてもよい。第２の突起１２はハウジング８と別体とし、該ハウジング８に取付けたが、その他、例えば前記間座２１又はハウジング８と一体に設けてもよい。
【００３２】
【発明の効果】
以上詳述した如く本発明によれば、大歯車の外周面と向き合う位置から前記外周面へ向けて突出し、該外周面との間の空間を狭小にする第１の突起、及び大歯車の歯先と向き合う位置から前記歯先へ向けて突出し、該歯先との間の空間を狭小にする第２の突起が設けられているため、小歯車と大歯車との噛み合い位置が変わることによって潤滑剤量が一時的に多くなった部分の潤滑剤が歯形に沿って外周縁方向、及び内周縁方向へ流動することを良好に抑制することができ、流動抑制手段が設けられていないものに比較して潤滑剤が歯の外側へ移動することを少なくでき、潤滑剤を長期間に亘って良好に保有できる。
また、第１及び第２の突起を備えた簡単な構造であるため、潤滑剤量の減少を防ぐための対策費用を安くでき、電動式舵取装置を安価に提供できる。
【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歯車機構部分の縦断正面図である。
【図２】本発明に係る電動式舵取装置の減速歯車機構部分の拡大断面図である。
【図３】図２の III−III 線の断面図である。
【図４】図２のIV−IV線の断面図である。
【図５】従来例を示す電動式舵取装置の減速歯車機構部分の縦断正面図である。
【符号の説明】
３操舵軸
６モータ
６１回転軸
７１小歯車
７２大歯車
７２ａ歯
８ハウジング
１０流動抑制手段
１１第１の突起
１２第２の突起

Claims

操舵補助用のモータの回転軸に繋がる小歯車及び該小歯車に噛合し、前記モータの回転を操舵軸に伝達する大歯車を備え、前記モータの回転により操舵補助するようにした電動式舵取装置において、前記小歯車及び大歯車が回転するとき、前記大歯車の歯に塗布される潤滑剤が流動することを抑制する流動抑制手段が、前記小歯車及び大歯車が噛合する噛合部の近傍位置に設けてあり、前記小歯車及び大歯車はハイポイド歯車であり、前記流動抑制手段は、前記大歯車の外周面と向き合う位置から前記外周面へ向けて突出し、該外周面との間の空間を狭小にする第１の突起、及び前記大歯車の歯先と向き合う位置から前記歯先へ向けて突出し、該歯先との間の空間を狭小にする第２の突起を備え、第１の突起は小歯車に対し大歯車回転方向一側に配置され、第２の突起は小歯車に対し大歯車の回転方向他側に配置されていることを特徴とする電動式舵取装置。