JP4356485B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Description
そこで、ウォーム軸をウォームホイール側へ偏倚可能に支持すると共に、ウォーム軸をウォームホイール側へ弾性的に付勢することで、トルクロスを抑制しつつバックラッシを無くすことが提案されている(例えば、特許文献2参照)。具体的には、ウォーム軸の支軸を支持する軸受と、ハウジングの軸受保持用の孔との間に円弧状の波板ばねを設け、当該波板ばねの付勢力によりウォーム軸をウォームホイール側へ付勢している。
同様の課題は、ウォーム軸およびウォームホイール以外の他の一般の歯車を用いる電動パワーステアリング装置にも存在する。
また、本願発明者は、更なる鋭意研究の結果、第1の弾性舌片を設ける位置によって、当該第1の弾性舌片の耐久性に差が生じ得るという知見を得た。そこで、本発明では、上記小歯車はウォーム軸を含むと共に大歯車はウォームホイールを含み、付勢部材の第1の弾性舌片が電動モータと反対側のウォーム軸の端部を支持する軸受を介してウォーム軸を付勢すると共に、第2の弾性舌片がウォーム軸を軸受を介して電動モータ側に付勢し、第1の弾性舌片は、上記ウォーム軸がウォームホイールから受ける駆動反力の軸方向成分が電動モータから遠ざかる方向となるときのウォーム軸の回転方向に関して上記主体部の先端側に配置される場合がある。
図1は本発明の一実施の形態の電動パワーステアリング装置1の模式的な断面図である。図2は、図1のII−II線に沿う断面図である。図1を参照して、電動パワーステアリング装置1は、ステアリングホイール等の操舵部材2に連結されている入力軸としての第1の操舵軸3と、中間軸(図示せず)等を介して例えばラックアンドピニオンを含む舵取り機構(図示せず)に連結される出力軸としての第2の操舵軸4とを備えており、これら第1および第2の操舵軸3,4はトーションバー5を介して同軸上に互いに連結されている。
第1および第2の操舵軸3,4を収容するハウジング6は、例えばアルミニウム合金からなる。ハウジング6は、互いに嵌め合わされるセンサハウジング7およびギヤハウジング8を含んでいる。具体的には、ギヤハウジング8は筒状をなし、その上端の環状縁部9がセンサハウジング7の下端外周の環状の段部10に嵌め合わされている。ギヤハウジング8は、減速機構としてのウォームギヤ機構11を収容し、センサハウジング7は、トルクセンサ12を収容している。
図1および図2を参照して、制御部13は、算出した操舵トルクの値や、車速センサ14から与えられる車速検出信号等に基づいて、ドライバ15を介して操舵補助用の電動モータ16への印加電圧を制御する。
電動モータ16のモータハウジングは、ギヤハウジング8の環状フランジ部17に固定されている。上記のウォームギヤ機構11は、小歯車としてのウォーム軸20と、ウォーム軸20に動力伝達可能に噛み合う大歯車としてのウォームホイール21とを備えている。
本実施の形態では、前述したようにウォーム軸20のウォーム歯部22は右ねじに形成されているので、電動モータ16がウォーム軸20を時計回りに回転させたとき(図4において反時計回りに回転させたとき)、上記駆動反力の軸方向成分が電動モータ16から遠ざかる方向となる。したがって、第1の弾性舌片52は、電動モータ16がウォーム軸20を時計回りに回転させたときの回転方向に関する主体部47の先端側(一端部48)に配置される。
さらに、付勢部材33によりウォーム軸20を弾性的に支持することで、電動モータ16の駆動開始時におけるウォーム軸20の動きを滑らかにでき、操舵フィーリングをより向上させることができる。また、組み付け時において、付勢部材33は、その主体部47および第2の弾性舌片54が、第1の軸受26の外輪36に係合することで、第1の軸受26から不意に外れてしまうことを防止でき、組付性を向上させることができる。さらに、第1の弾性舌片52を片持ち状に形成することで、撓みしろを十分に確保できる。その結果、第1の弾性舌片52の付勢力の設定幅を十分に確保でき、設計の自由度をより大きくすることができる。
この際、スラスト力F2は、ウォーム軸20から第2の軸受27を介して止め輪41に伝達される。また、回転力M2は、第1の軸受26を介して主体部47に伝達され、第1の回転規制部50を第1の支持孔28の第2の凹部44の内壁45に当接させる。すなわち、第1の回転規制部50には、回転力M2およびスラスト力F2のうち回転力M2のみが作用し、回転力M2およびスラスト力F2が同時に作用しないようになっている。
さらに、付勢部材33の回転規制部50,51のうち応力負荷の小さい側にのみ第1の弾性舌片52を配することで、耐久性を極めて向上できる。すなわち、回転規制部51には、ウォーム軸20の回転力とスラスト力の両方が同時に作用することがあるが、回転規制部50には、これら回転力およびスラスト力の両方が同時に作用しないようになっている。当該回転規制部50に第1の弾性舌片52を配置しているので、何れの回転規制部50,51にもウォーム軸の回転力、スラスト力および第1の弾性舌片52の付勢力が同時に作用することが無く、その結果、各回転規制部50,51に掛かる応力負荷を十分に低減して耐久性を極めて向上できる。
この場合、主体部47は、第1の軸受26の外輪36との間に生じる微小な嵌め合い隙間を詰めることができるので、ウォーム軸20の偏倚方向Eへの偏倚に伴う第1の軸受26の移動に確実に追従できる。さらに、主体部47と第1の軸受26の外輪36との実質的な接触面積を十分に確保して、第1の軸受26を安定して保持することができる。その結果、主体部47と第1の軸受26の外輪36との相対摺動を抑制して騒音を確実に低減することができる。
なお、弾性部材56は、第1の軸受26の外輪36の外周面58に接着されて当該第1の軸受26に一体に設けられても良い。また、弾性部材56を環状の単品部材に形成し、第1の軸受26および付勢部材33のそれぞれと別体に設けても良い。また、付勢部材33の主体部47が波形形状であっても良い。
8 ギヤハウジング(ハウジング)
16 電動モータ
20 ウォーム軸(小歯車)
21 ウォームホイール(大歯車)
23 第1の支軸(支軸、電動モータと反対側のウォーム軸の端部)
26 第1の軸受(軸受)
28 第1の支持孔(支持孔)
33 付勢部材
36 (第1の軸受の)外輪
42 周面
44 第2の凹部(凹部)
44a 底
45,46 一対の内壁
47 主体部
48 一端部(一対の端部、先端側)
49 他端部(一対の端部)
50 第1の回転規制部(一対の回転規制部、一方の回転規制部)
51 第2の回転規制部(一対の回転規制部)
52 第1の弾性舌片
53 側縁
54 第2の弾性舌片
56 弾性部材
F1,F2 スラスト力(駆動反力の軸方向成分)
R1 第1回転方向(ウォーム軸の回転方向)
Claims (4)
- 操舵補助用の電動モータの出力回転を小歯車およびこの小歯車に噛み合う大歯車を介して舵取り機構に伝達する電動パワーステアリング装置において、
上記小歯車の端部に設けられる支軸を、軸受を介して小歯車の径方向大歯車側に偏倚可能に支持するための支持孔を含むハウジングと、
小歯車を大歯車側に弾性的に付勢するための付勢部材とを備え、
上記支持孔の周面に凹部が形成され、凹部は支持孔の周方向に相対向する一対の内壁を含み、
上記付勢部材は、軸受の外輪に嵌め合わされる有端環状の主体部と、主体部の一対の端部にそれぞれ形成され上記支持孔の凹部の一対の内壁にそれぞれ係合して主体部の対応する周方向への移動をそれぞれ規制する一対の回転規制部と、一方の回転規制部のみから延びる片持ち状の第1の弾性舌片と、主体部の軸方向一方の側縁に設けられてハウジングと軸受の外輪の一端面との間に介在し軸受を軸方向一方へ付勢するための第2の弾性舌片とを含み、
上記第1の弾性舌片は、支持孔の凹部の底により受けられて軸受を介して小歯車を大歯車側へ付勢するための付勢力を生じることを特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 請求項1において、上記小歯車はウォーム軸を含むと共に大歯車はウォームホイールを含み、付勢部材の第1の弾性舌片が電動モータと反対側のウォーム軸の端部を支持する軸受を介してウォーム軸を付勢すると共に、第2の弾性舌片がウォーム軸を軸受を介して電動モータ側に付勢し、
第1の弾性舌片は、上記ウォーム軸がウォームホイールから受ける駆動反力の軸方向成分が電動モータから遠ざかる方向となるときのウォーム軸の回転方向に関して上記主体部の先端側に配置されることを特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 請求項1または2において、上記主体部は波板形状に形成されることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
- 請求項1,2または3において、上記主体部と軸受の外輪との間に弾性部材を備えることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
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