JP3878827B2 - ウォーム減速装置及びこれを用いる電動式動力舵取装置 - Google Patents

ウォーム減速装置及びこれを用いる電動式動力舵取装置 Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はウォーム軸の回転をウォームホイールに伝えて減速するウォーム減速装置、及びこれを用いる電動式動力舵取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
一般に、電動式動力舵取装置では、操舵補助用の電動モータの回転を減速装置を介して減速してラックアンドピニオン機構等の舵取り機構に伝えている。上記の減速装置としてはウォーム減速装置が用いられる場合が多い。
従来、ウォーム減速装置では、減速ギヤとしてのウォームホイールに噛み合うウォーム軸の両端部に、内輪、外輪及び転動体を有する軸受を嵌め合わせ、これらの軸受を介してウォーム軸をハウジングに回転自在に支持している。
【０００３】
この場合、ウォーム軸の径方向に関してみると、ウォーム軸、内輪、転動体及び外輪と部品が配列されるため、部品点数が多いと共に径方向サイズも大きくなるという問題がある。また、部品点数が多いことに起因して回転時のウォーム軸の軸芯が横振れし易いという問題もある。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、小型で安価であり、且つウォーム軸が位置精度良く回転できるウォーム減速装置及びこれを用いる電動式動力舵取装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
上記目的を達成するため、請求項１記載のウォーム減速装置は、ウォーム軸の回転をウォームホイールにより減速するウォーム減速装置であって、ウォーム軸の第１及び第２の端部をそれぞれ支持する第１及び第２の軸受を備え、第１の軸受は、ハウジングの第１の軸受孔により保持された軸受外輪と、この軸受外輪とウォーム軸の第１の端部に形成された軌道溝との間に転動自在に設けられた転動体とを含み、第２の軸受は、ハウジングの第２の軸受孔により保持された軸受外輪と、この軸受外輪とウォーム軸の第２の端部に形成された軌道溝との間に転動自在に設けられた転動体とを含み、第１の軸受の軸受外輪の一方の端面には、ハウジングの第１の軸受孔の周溝に嵌め入れられた止め輪に延設された弾性舌片が当接し、この弾性舌片によって、第１の軸受の軸受外輪が第２の軸受側へ付勢され、第２の軸受の軸受外輪の、第１の軸受側とは反対側の端面は、ハウジングの第２の軸受孔の底の位置決め段部に当接し、上記弾性舌片の付勢力は、第１の軸受及びウォーム軸を介して第２の軸受に与えられていることを特徴とするものである。
【０００５】
本発明では、ウォーム軸に直接、軌道溝を設けることで、従来の軸受内輪を廃止することができる。これにより、ウォーム軸の径方向に関してウォーム減速装置を小型化することができる。また、部品点数及び組立工数の削減を通じて製造コストを安くすることができる。従来の軸受内輪にウォーム軸の端部を圧入するための工程を不要にでき、この点からも製造コストを安くすることができる。さらに、部品点数の削減によりウォーム軸の軸芯の回転振れ精度を向上させることができる。
【０００６】
請求項２記載の電動式動力舵取装置は、操舵補助用の電動モータの回転を請求項１記載のウォーム減速装置により減速することを特徴とするものである。本発明では、請求項１記載の発明と同様の効果を奏することができ、さらに、小型、安価な電動式動力舵取装置を得ることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施の形態を添付図面を参照しつつ説明する。
図１は本発明の一実施の形態の電動式動力舵取装置の概略構成を示す模式図である。図１を参照して、電動式動力舵取装置１は、操舵輪（ステアリングホイール）２に連結している操舵軸（ステアリングシャフト）３と、操舵軸３の先端部に設けられたピニオンギヤ４と、このピニオンギヤ４に噛み合うラックギヤ５とを有し、車両の左右方向に延びるラック軸６とを有している。
【０００８】
ラック軸６の両端部にはそれぞれタイロッド７が結合されており、各タイロッド７は対応するナックルアーム（図示せず）を介して対応する車輪８に連結されている。操舵輪２が操作されて操舵軸３が回転されると、この回転がピニオンギヤ４およびラックギヤ５によって、車両の左右方向に沿ってのラック軸６の直線運動に変換される。これにより、車輪８の転舵が達成される。
操舵軸３は、操舵輪２に連なる筒状の入力軸としての第１の操舵軸９と、ピニオンギヤ４に連なる出力軸としての第２の操舵軸１０とに分割されており、これら第１および第２の操舵軸１０はトーションバー１１を介して同一の軸線上で互いに連結されている。
【０００９】
トーションバー１１を介する第１の操舵軸９と第２の操舵軸１０と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１２が設けられており、このトルクセンサ１２のトルク検出結果は制御部１３に与えられる。制御部１３では、トルク検出結果に基づいて、ドライバ１４を介して操舵補助用の電動モータ１５への印加電圧を制御する。電動モータ１５の回転軸１６（図２参照）の回転が、ウォーム減速装置１７を介して第２の操舵軸１０に伝達され、操舵が補助される。
【００１０】
図２を参照して、ウォーム減速装置１７は、電動モータ１５の回転軸１６に例えばスプライン１８を含む継手機構を介して一体回転可能に連結されるウォーム軸１９と、このウォーム軸１９に噛み合う減速ギヤとしてのウォームホイール２０とを備える。
ウォームホイール２０は、第２の操舵軸１０に一体回転可能に結合される環状の芯金２０ａと、芯金２０ａの周囲を取り囲み外周に歯を形成する合成樹脂部材２０ｂとを備える。芯金２０ａは例えば合成樹脂部材２０ｂの樹脂成形時に金型内にインサートされるものである。合成樹脂部材２０ｂは例えばポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）やポリアミド樹脂（ＰＡ：ナイロン）からなる。
【００１１】
ウォーム軸１９は、軸長方向の中間部に一体にウォーム歯２１を形成している。ウォーム軸１９は軸長方向に相対向する第１及び第２の端部２２，２３を有し、それぞれ玉軸受等の転がり軸受からなる第１及び第２の軸受２４，２５によってそれぞれ回転自在に支持されている。
ウォーム軸１９の第１及び第２の端部２２，２３には、周方向に延びる凹溝からなる軌道溝２６，２７がそれぞれ形成されている。第１及び第２の軸受２４，２５は、ウォーム軸１９及びウォームホイール２０を収容するギヤハウジング２８の対応する第１及び第２の軸受孔２９，３０に嵌め入れられて保持される軸受外輪３１，３２と、軸受外輪３１，３２と対応する軌道溝２６，２７との間に転動自在に設けられる転動体３３，３４とを備える。
【００１２】
第１の軸受２４の外輪３１の一方の端面には、ギヤハウジング２８の第１の軸受孔２９の周溝３５に嵌め入れられた止め輪３６に延設された弾性舌片３７が当接し、この弾性舌片３７によって第１の軸受２４の外輪３１が第２の軸受２５側へ付勢されている。一方、第２の軸受２５の外輪３２の端面はギヤハウジング２８の第２の軸受孔３０の底の位置決め段部３８に当接しており、これにより図２において、第２の軸受２５の矢符Ｘ方向への移動が規制されている。
【００１３】
弾性舌片３７による付勢力は第１の軸受２４及びウォーム軸２１を介して第２の軸受２５にも与えられ、これにより、両軸受２４，２５がＸ方向に付勢されてその内部隙間がなくなるように予圧が与えられることになる。
本実施の形態によれば、ウォーム軸１９に直接、軌道溝２６，２７を設けることで、従来の軸受内輪を廃止することができる。これにより、ウォーム軸１９の径方向に関してウォーム減速装置１７を小型化することができ、ひいては電動式動力舵取装置１の小型化を達成することができる。
【００１４】
また、軸受内輪の廃止により部品点数及び組立工数を削減でき、ウォーム減速装置１７ひいては電動式動力舵取装置１の製造コストを安くすることができる。特に、従来、軸受内輪にウォーム軸１９の端部を圧入していた設備を不要にでき、この点からも製造コストを安くすることができる。
さらに、軸受内輪の廃止により、ウォーム軸１９の軸芯の回転振れ精度を向上させることもでき、振動や騒音の低減にもつながる。
【００１５】
なお、上記の実施の形態では、止め輪３６の弾性舌片３７を用いて第１の軸受２４の外輪３１を第２の軸受２５側へ付勢したが、これに代えて、第１の軸受孔２９に設けられたねじ部にねじ込まれる予圧調整用のねじ部材を用いて外輪３１を付勢するようにしても良い。この場合、予圧調整後のねじ部材は当該ねじ部材に係合するロックナットで止定すれば良い。
また、上記の実施の形態では、第１及び第２の軸受として玉軸受を用いたが、例えば、第２の軸受として針状ころ軸受等の円筒ころ軸受を用いることもできる。また、第２の軸受として第２の軸受孔３０に圧入固定されるメタルブッシュ等のすべり軸受を用いることもできる。その他、本発明の特許請求の範囲内で種々の変更を施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態のウォーム減速装置を含む電動式動力舵取装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】電動式動力舵取装置の要部の断面図である。
【符号の説明】
１ 電動式動力舵取装置
３ 操舵軸（ステアリングシャフト）
１５ 電動モータ
１６ 回転軸
１７ ウォーム減速装置
１９ ウォーム軸
２０ ウォームホイール
２２ 第１の端部
２３ 第２の端部
２４ 第１の軸受
２５ 第２の軸受
２６，２７ 軌道溝
２８ ギヤハウジング（ハウジング）
２９ 第１の軸受孔
３０ 第２の軸受孔
３１，３２ 軸受外輪
３３，３４ 転動体

Claims (2)

  1. ウォーム軸の回転をウォームホイールにより減速するウォーム減速装置であって、
    ウォーム軸の第１及び第２の端部をそれぞれ支持する第１及び第２の軸受を備え、
    第１の軸受は、ハウジングの第１の軸受孔により保持された軸受外輪と、この軸受外輪とウォーム軸の第１の端部に形成された軌道溝との間に転動自在に設けられた転動体とを含み、
    第２の軸受は、ハウジングの第２の軸受孔により保持された軸受外輪と、この軸受外輪とウォーム軸の第２の端部に形成された軌道溝との間に転動自在に設けられた転動体とを含み、
    第１の軸受の軸受外輪の一方の端面には、ハウジングの第１の軸受孔の周溝に嵌め入れられた止め輪に延設された弾性舌片が当接し、この弾性舌片によって、第１の軸受の軸受外輪が第２の軸受側へ付勢され、
    第２の軸受の軸受外輪の、第１の軸受側とは反対側の端面は、ハウジングの第２の軸受孔の底の位置決め段部に当接し、
    上記弾性舌片の付勢力は、第１の軸受及びウォーム軸を介して第２の軸受に与えられていることを特徴とするウォーム減速装置。
  2. 操舵補助用の電動モータの回転を請求項１記載のウォーム減速装置により減速する電動式動力舵取装置。
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JP5495058B2 (ja) 車両用操舵装置及びその製造方法

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