JP5007591B2 - 電動式パワーステアリング装置 - Google Patents
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Description
このうちのハウジングは、ステアリングコラム、ステアリングギヤユニットのケース等の固定の部分に支持されて、回転する事はない。
又、上記回転軸は、上記ハウジングに対し回転自在に設けられて、ステアリングホイールの操作により回転させられ、回転に伴って操舵輪に舵角を付与する。この様な回転軸としては、上記固定の部分が上記ステアリングコラムの場合には、ステアリングシャフト若しくはこのステアリングシャフトと同軸に設けられたシャフトが、上記固定の部分がステアリングギヤユニットのケースである場合にはピニオン軸が、それぞれ相当する。
又、上記ウォームホイールは、上記ハウジングの内部で上記回転軸の一部に、この回転軸と同心に支持されて、この回転軸と共に回転する。
又、上記ウォームは、ウォーム軸の軸方向中間部にウォーム歯を設けて成り、このウォーム歯を上記ウォームホイールと噛合させた状態で、上記ハウジングに対し回転自在に支持している。
又、上記1対の転がり軸受は、上記ウォーム軸の先端部及び基端部を、それぞれ上記ハウジングに対し回転自在に支持する為のものである。
又、上記電動モータは、上記ウォームを回転駆動する為のものである。
更に、上記弾性部材は、上記ウォーム軸の先端部を上記ウォームホイールに向けて弾性的に押圧し、上記ウォームをこのウォーム軸の基端部を回転自在に支持した転がり軸受を中心として(転がり軸受の中心を中心として)揺動変位させるものである。
この為に、上記ウォーム軸の基端部に、当該軸の基端面に開口する状態で、内周面の断面形状が非円形である受孔を形成している。
又、上記出力軸の先端部に、外周面の断面形状が非円形である軸部を形成している。
そして、この軸部と上記受孔とを係合させている。
又、上記第一軸部を上記受孔に緩く挿入すると共に、上記第二軸部をこの受孔に、弾性材を弾性的に縮めた状態で押し込んで(圧入により、第二軸部の外周面とこの受孔の内周面の残部との間に存在する回転方向に関する隙間を零にして)、上記第一軸部の外周面と上記受孔の内周面の一部との間に存在する回転方向に関する隙間よりも、上記第二軸部の外周面とこの受孔の内周面の残部との間に存在する回転方向に関する隙間を小さくしている。
上記受孔の断面形状は、欠円状、小判形、多角形等、非円形であれば、各種形状を採用できるが、好ましくは、請求項2に記載した様に、上記受孔を、スプライン孔とする。又、上記軸部を、スプライン軸部とする。
この様な請求項3に記載した発明を実施する場合に、好ましくは、請求項4に記載した様に、上記受孔を、スプライン孔とする。又、上記第一軸部を、このスプライン孔に緩く挿入された第一スプライン軸部とする。又、上記支持軸部を、この第一スプライン軸部よりも小さな外径を有する雄スプライン状支持軸部とする。更に、この雄スプライン状支持軸部に、弾性材製で断面波形の筒状に形成したスリーブを外嵌して、上記第一スプライン軸部よりも大きな外径を有する第二スプライン軸部とする。
先ず、ウォーム軸の基端部に形成した受孔と出力軸の先端部に形成した軸部との係合により、回転力の伝達を自在に結合しているので、結合部の外径を大きくせずに、小型且つ軽量に構成できる。
又、剛体製の第一軸部を上記受孔に緩く挿入できる構造で済む為、上記受孔と上記軸部との組み合わせ作業を容易に行なえる。
更に、少なくとも表面層部分が弾性材製である第二軸部の外周面と上記受孔との係合部の、回転方向に関する隙間を小さくできるので、上記歯打ち音及び振動を抑える事が可能になる。即ち、上記第二軸部の外周面と上記受孔との係合部の回転方向に関する隙間を小さくする事で、上記第一軸部の外周面と上記受孔の内周面とが衝突するのに先立って、上記第二軸部の外周面と上記受孔の内周面との係合部が係合させられる。この第二の軸部の外周面は弾性材により覆われおり、しかも上記係合部に元々隙間が存在しない(上記第二軸部と上記受孔とが締り嵌めで係合している)為、上記係合部で歯打ち音及び振動が発生する事はない。上記出力軸と上記ウォーム軸との間で伝達すべきトルクが大きくなり、上記弾性材の弾性変形量が増した場合には、上記第一軸部の外周面と上記受孔の内周面とが衝突するが、この衝突の速度は、上記弾性材の弾性変形に基づいて遅くなっている為、上記第一軸部の外周面と上記受孔の内周面との係合部でも、不快な歯打ち音及び振動が発生する事は抑えられる。
この様に本発明は、組立作業性を向上させて、電動式パワーステアリング装置の製造コストを抑えられる。又、上記スプライン軸部を設けた出力軸と、上記スプライン孔を設けたウォーム軸との組み付け精度を高くしなくても、コジリによるトルク上昇の問題が発生しにくくなるので、やはり電動式パワーステアリング装置の製造コストを抑えられる。
図1〜6は、本発明に関連する参考例の第1例を示している。尚、本参考例の電動式パワーステアリング装置の特徴は、電動モータ7の出力軸12の先端部(図1〜2の左端部)に設けた、特許請求の範囲に記載した軸部に相当するスプライン軸部14aと、ウォーム軸6の基端部(図1〜2の右端部)に設けた、特許請求の範囲に記載した受孔に相当するスプライン孔13との結合部の構造にある。その他、電動式パワーステアリング装置全体の構造及び作用に就いては、広く実施されている従来構造と同様であるから、この従来構造と同等部分に関する図示並びに説明は、省略若しくは簡略にし、以下、本参考例の特徴部分を中心に説明する。尚、前述の図9〜10と図1とで、ハウジング3に対する電動モータ7の取付方向が異なっているが、この点は、設置する自動車に応じ適宜設計的に変更するものであって、本発明の特徴部分とは関係がない。又、本参考例の場合には、上記ウォーム軸6の両端部を1対の転がり軸受9a、9bにより、回転のみ自在に支持している。従って、本参考例の構造は、ウォーム歯5とウォームホイール4との間のバックラッシュを抑える機能は持たない。
図7は、本発明に関連する参考例の第2例を示している。本参考例の場合には、電動モータ7の出力軸12(図1〜2参照)の先端部に設けた支持軸部20aを、第一スプライン軸部15よりも小さな外径を有する雄スプライン状支持軸部23としている。そして、この雄スプライン状支持軸部23に、ゴムの如きエラストマー等の弾性材製で断面波形の筒状に形成したスリーブ19aを外嵌して、上記第一スプライン軸部15よりも大きな外径を有する、第二スプライン軸部16aとしている。この様な本参考例の構造の場合には、上記出力軸12とウォーム軸6(図1〜2参照)とのトルク伝達方向に関する、上記スリーブ19aの剛性を、上述した参考例の第1例のスリーブ19よりも大きくできる。この為、このスリーブ19aによる緩衝作用を、より大きくできる。その他の部分の構成及び作用は、上述した参考例の第1例と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。
図8は、請求項1〜3に対応する、本発明の実施の形態の第1例を示している。本例の場合には、ウォーム軸6の先端部で転がり軸受9aよりも突出した部分に押圧駒10を外嵌し、この押圧駒10と上記ハウジング3との間にコイルばね11等の弾性部材を設けて、上記ウォーム軸6に設けたウォーム歯5をウォームホイール4に向け押圧している。この様な構成により、これらウォーム歯5とウォームホイール4との間のバックラッシュを抑え、上記歯打ち音の発生を抑えている。この様な構造の場合、電動モータ7の出力軸12の中心軸と上記ウォーム軸6の中心軸とを一致させた状態のままにはできない。従って、これら出力軸12とウォーム軸6との結合部の揺動変位に関する自由度が低いと、この結合部で動力損失の増大や摩耗の増大と言った不都合が生じる。これに対して本例の場合には、上記出力軸12と上記ウォーム軸6との結合部を、前述した参考例の第1例、或いは上述した参考例の第2例の如き、揺動変位を許容する構造とする事で、上記動力損失や摩耗の増大を抑えている。その他の部分の構成及び作用は、前述した参考例の第1例と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。
2 ステアリングシャフト
3 ハウジング
4 ウォームホイール
5 ウォーム歯
6 ウォーム軸
7 電動モータ
8 ウォーム
9a、9b 転がり軸受
10 押圧駆
11 コイルばね
12 出力軸
13 スプライン孔
14、14a スプライン軸部
15 第一スプライン軸部
16、16a 第二スプライン軸部
17 第一雄スプライン歯
18 雌スプライン歯
19、19a スリーブ
20、20a 支持軸部
21 中心孔
22 第二雄スプライン歯
23 雄スプライン状支持軸部
Claims (4)
- 固定の部分に支持されて回転する事のないハウジングと、このハウジングに対し回転自在に設けられて、ステアリングホイールの操作により回転させられ、回転に伴って操舵輪に舵角を付与する回転軸と、上記ハウジングの内部でこの回転軸の一部に、この回転軸と同心に支持されて、この回転軸と共に回転するウォームホイールと、ウォーム軸の軸方向中間部にウォーム歯を設けて成り、このウォーム歯を上記ウォームホイールと噛合させた状態で、上記ハウジングに対し回転自在に支持されたウォームと、上記ウォーム軸の先端部及び基端部をそれぞれ上記ハウジングに対し回転自在に支持する為の1対の転がり軸受と、上記ウォームを回転駆動する為の電動モータと、上記ウォーム軸の先端部を上記ウォームホイールに向けて弾性的に押圧し、上記ウォームをこのウォーム軸の基端部を回転自在に支持した転がり軸受を中心として揺動変位させる弾性部材とを備え、上記電動モータの出力軸と上記ウォーム軸とを回転力の伝達を可能に且つ揺動変位を可能に結合すべく、このウォーム軸の基端部に、当該軸の基端面に開口する状態で形成した、内周面の断面形状が非円形である受孔と、上記出力軸の先端部に形成した、外周面の断面形状が非円形である軸部とを係合させている電動式パワーステアリング装置に於いて、
この軸部は、剛体製で上記出力軸と同期して回転する第一軸部と、少なくとも表面層部分が弾性材製でこの出力軸の回転に伴って回転する第二軸部とを、軸方向に関して互いに直列に、且つ、上記ウォーム軸の基端部を回転自在に支持した転がり軸受の中心を挟んで両側に配置して成るものであり、上記第一軸部を上記受孔に緩く挿入すると共に、上記第二軸部をこの受孔に、弾性材を弾性的に縮めた状態で押し込んで、上記第一軸部の外周面とこの受孔の内周面の一部との間に存在する回転方向に関する隙間よりも、上記第二軸部の外周面とこの受孔の内周面の残部との間に存在する回転方向に関する隙間を小さくしている事を特徴とする電動式パワーステアリング装置。 - 受孔が、スプライン孔であり、軸部が、スプライン軸部である、請求項1に記載した電動式パワーステアリング装置。
- 第一軸部が、出力軸の先端部のうちで中間寄り部分に、この出力軸と一体に設けられており、第二軸部が、この出力軸の先端部で上記第一軸部よりも先端面寄り部分に設けられた、外周面の断面形状が非円形の支持軸部に、弾性材製で内外両周面の断面形状を非円形としたスリーブを外嵌する事で設けられている、請求項1〜2のうちの何れか1項に記載した電動式パワーステアリング装置。
- 受孔が、スプライン孔であり、第一軸部がこのスプライン孔に緩く挿入された第一スプライン軸部であり、支持軸部が、この第一スプライン軸部よりも小さな外径を有する雄スプライン状支持軸部であり、この雄スプライン状支持軸部に、弾性材製で断面波形の筒状に形成したスリーブを外嵌して、上記第一スプライン軸部よりも大きな外径を有する第二スプライン軸部としている、請求項3に記載した電動式パワーステアリング装置。
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