JP4504531B2 - パワーステアリング装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はパワーステアリング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
パワーステアリング装置では、特開平7-257406号公報に記載される舵角比調整用電動モータの回転伝達系や、特開平11-301499号公報に記載される操舵力アシスト用電動モータの回転伝達系で、電動モータの側の駆動軸にウォームギヤを結合している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術では、電動モータの側の駆動軸とウォームギヤとを同芯結合し、且つトルク伝達可能とするため、電動モータの側の駆動軸に断面D字状の嵌合軸部を設けるとともに、ウォームギヤに断面D字状の嵌合孔部を設け、これらの嵌合軸部と嵌合孔部とを嵌合している。
【0004】
然しながら、従来技術において、ウォームギヤに設ける断面D字状の嵌合孔部は切削加工が難しく、放電加工にて対応する必要があることから、寸法精度の高精度化に困難があり、電動モータの側の駆動軸とウォームギヤの同芯化に困難があるし、コストも高い。
【0005】
本発明の課題は、パワーステアリング装置において、電動モータの側の駆動軸とウォームギヤとを結合するに際し、同芯結合精度を向上するとともに、コンパクトにしながら高結合強度を確保し、コストも低減することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、電動モータをハウジングに固定し、該ハウジングに軸受を介してウォームギヤを支持し、電動モータの側の駆動軸にウォームギヤを結合してなるパワーステアリング装置において、電動モータの側の駆動軸に嵌合軸部を設けるとともに、2面巾部を備えた係合軸部を設け、ウォームギヤに、上記駆動軸の嵌合軸部とインロー結合する嵌合孔を備えた嵌合軸部を設けるとともに、上記駆動軸の係合軸部が備える2面巾部と係合するスリットを備えた係合軸部を設け、ウォームギヤに軸受を固定するナットを該ウォームギヤの嵌合軸部の外周に螺合して、ウォームギヤの係合軸部の外周に嵌合する嵌合リングを該ナットと一体に備えたものである。
【0008】
【作用】
▲1▼電動モータの側の駆動軸に設けた嵌合軸部と、ウォームギヤに設けた嵌合軸部の嵌合孔とをインロー結合することにより、同芯結合精度を向上できる。軸と孔の加工も容易に切削加工できてコスト高にもならない。
【0009】
▲2▼電動モータの側の駆動軸に設けた係合軸部の2面巾部を、ウォームギヤに設けた係合軸部のスリットに係合することにより、組付けが容易であり、2面巾部とスリットも容易に切削加工できてコスト高にもならない。
【0010】
▲3▼ウォームギヤの外周に螺合するナットの嵌合リングをウォームギヤの係合軸部に嵌合することにより、ウォームギヤの係合軸部に備えたスリットを補強でき、ウォームギヤの係合軸部を細径コンパクトにしながら高結合強度を維持できる。
【0011】
▲4▼ウォームギヤの嵌合軸部の外周に螺合するナットに、嵌合リングを一体に設けてあるから、ナットのねじ部の加工と嵌合リングの内周の加工を同時に行なうことができ、加工性が良い。ナットのねじ部と嵌合リングの同芯度の確保も容易であり、ナットとウォームギヤと駆動軸の組立状態下で、ナットの嵌合リングとウォームギヤの嵌合孔と駆動軸の嵌合軸部の3者の同芯結合精度を向上できる。
【0012】
▲5▼ウォームギヤに軸受を固定する締結ナットを、ウォームギヤの係合軸部に備えたスリットを補強する嵌合リングとして兼用するものであり、それらのナットを単一部品化でき、組立性も向上できる。
【0013】
【発明の実施の形態】
図1は電動パワーステアリング装置を示す側面図、図2は図1のII-II線に沿う断面図、図3は図1のIII-III線に沿う断面図、図4は図3の要部で駆動軸とウォームギヤの結合部を示す断面図、図5はモータユニットを示す断面図、図6はウォームギヤを示し、(A)は全体側面図、(B)は要部拡大図、(C)は(A)のC−C線に沿う断面図、図7はバックラッシュ除去筒を示し、(A)は側面図、(B)は断面図、図8はナットを示し、(A)は端面図、(B)は断面図である。
【0014】
電動パワーステアリング装置10は、図1に示す如く、車両のステアリングホイールから操向車輪に至るステアリング系に、操舵力アシスト用電動モータ11と、舵角比調整用電動モータ12を設けたものである。ステアリングホイールで入力軸13に付与された操舵トルクをトルクセンサ14で検出し、制御装置15がこの検出信号に基づいて制御信号を発生し、この制御信号に基づいて操舵トルクに応じたアシストトルクを電動モータ11によりラック軸16に付加し、ラック軸16につながる操向車輪を操舵する。また、車速センサ17で検出した車速信号と、変位センサ18が検出した舵角比調整装置19による入力軸13の偏芯量信号により、制御装置15が車速に対応して設定された目標偏芯量と変位センサ18からの実偏芯量を一致させるように、電動モータ12により舵角比調整装置19をフィードバック制御し、舵角比(入力軸13の回転角αに対する出力軸31の回転角βの割合、換言すればステアリングホイールの操舵角に対する操向車輪の操舵角の割合)を制御する。
【0015】
電動パワーステアリング装置10は、図2に示す如く、ステアリングホイールに連結される入力軸13が、ギヤハウジング20に軸受21を介して回動自在に支持された支持部材22の偏芯位置に、軸受23、24を介して回転自在に支持されている。入力軸13は、第1入力軸13Aと、第2入力軸13Bをトーションバー13Cにより結合したものであり、操舵トルクが作用すると第1入力軸13Aと第2入力軸13Bの間で相対ねじり変位を発生する。トルクセンサ14は、第1入力軸13Aと第2入力軸13Bとに掛け渡され、操舵トルクを検出する。尚、第1入力軸13Aは軸受23、上ケース25Aを介して支持部材22に支持され、第2入力軸13Bは軸受24、下ケース25Bを介して支持部材22に支持されている。
【0016】
電動パワーステアリング装置10は、支持部材22に軸受26を介して中間部材27を回転自在に支持し、第2入力軸13Bのギヤ28Aと中間部材27の内歯ギヤ28Bとを噛合いさせている。そして、中間部材27の下面溝27Aには、ボール列29を介して、出力軸31に回転力を伝達するスライダ30の上面溝30Aがスライド自在に係合されている。
【0017】
電動パワーステアリング装置10は、ステアリングホイールの回転運動を直線運動に変換すべく、ラック軸16のラック16Aに噛合いしたピニオン31Aを備える出力軸31を、軸受32、33を介してギヤハウジング20に回転自在に支持している。出力軸31の上端部には、出力軸31の中心から偏芯した孔に、スライダ30の偏芯ピン30Bがニードル軸受34、スラスト軸受35を介して嵌合している。
【0018】
電動パワーステアリング装置10は、図2、図3に示す如く、支持部材22の外周の一部に、扇形の部分的ウォームホイール41を形成し、このウォームホイール41には、電動モータ12により駆動されるウォームギヤ42が噛合いしており、支持部材22に所定の角度範囲に渡る回転運動を与える。尚、ウォームギヤ42は、偏芯カムを利用した図7に示すバックラッシュ除去筒43を介してギヤハウジング20に支持され、バックラッシュ除去筒43の端部に設けた係合部43Aに工具を係合してこれをギヤハウジング20に対して回動させることにより、ウォームホイール41に対するウォームギヤ42の噛合い隙間を調整できる。
【0019】
このとき、ウォームギヤ42は軸受44、ニードル軸受45を介してバックラッシュ除去筒43に支持され、ギヤハウジング20に螺合されるロックスクリュー46により軸受44の外輪とともにバックラッシュ除去筒43が固定され、ウォームギヤ42に螺合されるナット47により軸受44の内輪はウォームギヤ42のフランジ48に固定される。
【0020】
電動モータ12は、図5に示す如く、モータハウジング50に内蔵される減速歯車とともにユニット化され、ボルト52によりギヤハウジング20に固定される。そして、電動モータ12の側の駆動軸53をウォームギヤ42に後述する如くに結合し、ウォームギヤ42、ひいてはウォームホイール41を備える支持部材22に回転運動を与える。ギヤハウジング20には差動トランス等からなる前述の変位センサ18が取付けられ、支持部材22の回転角度を検出する。電動モータ12、変位センサ18、支持部材22等は舵角比調整装置19を構成する。
【0021】
電動パワーステアリング装置10において、入力軸13を回転させると、スライダ30は、入力軸13の側の中間部材27との係合により、出力軸31の中芯軸まわりでクランク回転する。ここで、舵角比調整装置19の電動モータ12によりウォームギヤ42、ウォームホイール41を介して支持部材22を回動させると、支持部材22の偏芯カム作用により、入力軸13の軸芯位置が変化する。これにより、入力軸13と出力軸31の軸間の偏位量を適宜に定め、入力軸13と出力軸31の軸芯同士を互いに偏芯させると、入力軸13と出力軸31の回転角が不一致となる。しかも、入力13を等角度ずつ回転させたときの出力軸31の角度変化率が漸次増大するものとなる。従って、舵角比調整装置19により入力軸13と出力軸31の偏位量を変化させることにより、入力軸13の回転角αに対する出力軸31の回転角βの割合(β/α)、即ち、舵角比を変化させることができる。車両の低速域ではステアリングホイールの操舵角αに対するラック軸16のラックストロークを大きくして敏感(シャープ)な舵角比特性を実現でき、高速域ではステアリングホイールの操舵角αに対するラック軸16のラックストロークを幾分小さくして鈍感(安定)な舵角比特性を実現できる。
【0022】
しかるに、電動パワーステアリング装置10にあっては、電動モータ12の側の駆動軸53と、ウォームギヤ42との結合構造を以下の如くにしている(図3〜図6、図8)。
【0023】
(1)モータハウジング50に軸受55により支持される駆動軸53の、モータハウジング50から突出する端部に、先端側の嵌合軸部61と、基端側の2面巾部62Aを備えた係合軸部62を同芯上に設ける(図4、図5)。
【0024】
(2)ウォームギヤ42に、駆動軸53の嵌合軸部61とインロー結合する嵌合孔71Aを備えた嵌合軸部71を設けるとともに、駆動軸53の係合軸部62が備える2面巾部62Aと回転方向で係合するスリット72Aを備えた係合軸部72を同芯上に設ける(図4、図6)。ウォームギヤ42のフランジ48より反ギヤ側の外周には、軸受嵌合部73と、軸受嵌合部73の外側のねじ部74とが設けられる。
【0025】
(3)ウォームギヤ42の軸受嵌合部73に軸受44を嵌合し、前述のナット47をねじ部74に螺合し、ナット47で軸受44の内輪をウォームギヤ42のフランジ48に固定する。ナット47は、図8に示す如く、ウォームギヤ42のねじ部74に螺合するねじ部81と、ウォームギヤ42の係合軸部72(スリット72Aに嵌合する嵌合リング82を備えるとともに、螺動工具係合用の2面巾部83を備える。尚、ウォームギヤ42のフランジ48よりギヤ側の外面には、ナット47を螺合するときの固定用2面巾部75を備える。
【0026】
(4)上述(3)の軸受44、ナット47を設けたウォームギヤ42をニードル軸受45、バックラッシュ除去筒43に装填し、バックラッシュ除去筒43をギヤハウジング20に挿着し、ロックスクリュー46により軸受44の外輪、バックラッシュ除去筒43をギヤハウジング20に組付け固定する。
【0027】
(5)電動モータ12のモータハウジング50をギヤハウジング20に固定する際に、電動モータ12の側の駆動軸53の嵌合軸部61をウォームギヤ42の嵌合軸部71の嵌合孔71Aにインロー結合し、駆動軸53の係合軸部62の2面巾部62Aをウォームギヤ42の係合軸部72のスリット72Aに係合する。このとき、ウォームギヤ42の係合軸部72(スリット72A)の外周には、ナット47の嵌合リング82が装填されている。
【0028】
本実施形態によれば、以下の作用がある。
▲1▼電動モータ12の側の駆動軸53に設けた嵌合軸部61と、ウォームギヤ42に設けた嵌合軸部71の嵌合孔71Aとをインロー結合することにより、同芯結合精度を向上できる。軸と孔の加工も容易に切削加工できてコスト高にもならない。
【0029】
▲2▼電動モータ12の側の駆動軸53に設けた係合軸部62の2面巾部62Aを、ウォームギヤ42に設けた係合軸部72のスリット72Aに係合することにより、高結合強度を確保できる。2面巾部62Aとスリット72Aの加工はそれほど高精度を必要とせず容易に切削加工できてコスト高にもならない。
【0030】
▲3▼ウォームギヤ42の外周に螺合するナット47の嵌合リング82をウォームギヤ42の係合軸部72に嵌合することにより、ウォームギヤ42の係合軸部72に備えたスリット72Aを外周から補強でき、ウォームギヤ42の係合軸部72を細径コンパクトにしながら高結合強度を維持できる。
【0031】
▲4▼ウォームギヤ42の嵌合軸部71の外周に螺合するナット47に、嵌合リング82を一体に設けてあるから、ナット47のねじ部81の加工と嵌合リング82の内周の加工を同時に行なうことができ、加工性が良い。ナット47のねじ部81と嵌合リング82の同芯度の確保も容易であり、組付けが良く、ナット47とウォームギヤ42と駆動軸53の組立状態下で、ナット47の嵌合リング82とウォームギヤ42の嵌合孔71Aと駆動軸53の嵌合軸部61の3者の同芯結合精度を向上できる。
【0032】
▲5▼ウォームギヤ42に軸受44を固定する締結ナット47を、ウォームギヤ42の係合軸部72に備えたスリット72Aを補強する嵌合リング82として兼用するものであり、それらのナット47を単一部品化でき、組立性も向上できる。
【0033】
尚、本発明は、特願2000-183607に記載された如くの操舵力アシスト用電動モータの側の駆動軸とウォームギヤとを結合するウォーム減速構造においても適用できる。
【0034】
以上、本発明の実施の形態を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、2面巾部は断面四角形状でも良く、嵌合リングは圧入もしくは、隙間ばめにより係合軸部に嵌着されても良い。
【0035】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、パワーステアリング装置において、電動モータの側の駆動軸とウォームギヤとを結合するに際し、同芯結合精度を向上するとともに、コンパクトにしながら高結合強度を確保し、コストも低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は電動パワーステアリング装置を示す側面図である。
【図2】図2は図1のII-II線に沿う断面図である。
【図3】図3は図1のIII-III線に沿う断面図である。
【図4】図4は図3の要部で駆動軸とウォームギヤの結合部を示す断面図である。
【図5】図5はモータユニットを示す断面図である。
【図6】図6はウォームギヤを示し、(A)は全体側面図、(B)は要部拡大図、(C)は(A)のC−C線に沿う断面図である。
【図7】図7はバックラッシュ除去筒を示し、(A)は側面図、(B)は断面図である。
【図8】図8はナットを示し、(A)は端面図、(B)は断面図である。
【符号の説明】
10 パワーステアリング装置
12 電動モータ
42 ウォームギヤ
47 ナット
53 駆動軸
61 嵌合軸部
62 係合軸部
62A 2面巾部
71 嵌合軸部
71A 嵌合孔
72 係合軸部
72A スリット
82 嵌合リング
Claims (1)
- 電動モータをハウジングに固定し、該ハウジングに軸受を介してウォームギヤを支持し、
電動モータの側の駆動軸にウォームギヤを結合してなるパワーステアリング装置において、
電動モータの側の駆動軸に嵌合軸部を設けるとともに、2面巾部を備えた係合軸部を設け、
ウォームギヤに、上記駆動軸の嵌合軸部とインロー結合する嵌合孔を備えた嵌合軸部を設けるとともに、上記駆動軸の係合軸部が備える2面巾部と係合するスリットを備えた係合軸部を設け、
ウォームギヤに軸受を固定するナットを該ウォームギヤの嵌合軸部の外周に螺合して、ウォームギヤの係合軸部の外周に嵌合する嵌合リングを該ナットと一体に備えたことを特徴とするパワーステアリング装置。
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