JPH07232653A - 電動式パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡素な構成でありながら、歯の強度や歯車伝
達効率の低下を招来することなく、傘状歯車機構におけ
る作動時の歯当たり音を効果的に低減できる電動式パワ
ーステアリング装置を提供することにある。 【構成】 傘状歯車機構の一方を構成する大歯車１３
の、歯１３ａの歯すじ方向端部に樹脂３０を被覆してな
る。傘状歯車機構の作動時に、大歯車１３と小歯車２１
ｃとの間を樹脂３０が通過することにより、歯当たり音
を低減させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電動式パワーステアリ
ング装置に関し、特にベベルギヤもしくはハイポイドギ
ヤ機構等の歯車伝達機構を備えた電動式パワーステアリ
ング装置に関する。

【０００２】

【従来技術】車両等において、操舵系に発生する操舵ト
ルクをトルクセンサで検出し、その検出値に応じて、操
舵系に連結された電動モータを駆動させ、操舵系に補助
トルクを出力する電動式パワーステアリング装置が知ら
れている。

【０００３】ところで、電動式パワーステアリング装置
の中には、搭載スペースの制限等の理由から、電動モー
タの回転軸が操舵系の出力軸に直交するように配置され
ているものがある。このような形式の電動式ステアリン
グ装置において、電動モータの回転軸と操舵系の出力軸
とを、例えばベベルギヤもしくはハイポイドギヤ機構等
により連結し、減速させつつ動力伝達を行なっている。

【０００４】

【解決すべき課題】上述したような電動式パワーステア
リング装置における一つの問題は、ベベルギヤもしくは
ハイポイドギヤ機構の歯車の回転時に、噛合する歯同士
の間で歯当たり音が生じることである。歯車間のバック
ラッシュが大きい場合、歯当たり音が大きくなる傾向が
あるが、バックラッシュを簡単に適正値に調整すること
は困難である。そこでこのような問題点に対し、例えば
実開平３−１２５６７５は、従動歯車とそれが取り付け
られるステアリングシャフトの連結部との間に弾性部材
を介在させることにより、このような歯当たり音を低減
させる構成を提案している。

【０００５】しかしこの従来技術による構成は、従動歯
車を連結部に対して弾性部材を介していわばフローティ
ング支持し、所定の押圧力で駆動ギヤに付勢するという
歯当たり音低減策である。したがって、ステアリングシ
ャフトの連結部に対して従動歯車がしっかり固定されな
いため、上記付勢力のために歯面間に生じる反力により
駆動歯車に対して従動歯車が傾くようになる。そのた
め、歯当たり音は低減されても、歯当たり位置が設計上
の位置に対して変化して、歯の強度や歯車伝達効率の低
下を招来する恐れがある。

【０００６】本願発明の目的は、簡素な構成でありなが
ら、歯の強度や歯車伝達効率の低下を招来することな
く、傘状歯車機構における作動時の歯当たり音を効果的
に低減できる電動式パワーステアリング装置を提供する
ことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願発明の電動式パワーステアリング装置は、ハウ
ジングと、操舵系に発生する操舵トルクを検出する操舵
トルク検出手段と、該操舵トルク検出手段の検出結果に
応じた回転力を発生する回転軸を備えた電動モータと、
該電動モータの回転力を前記操舵系に伝達する伝達機構
とを備えており、該伝達機構が、該電動モータの回転軸
に連結された小歯車と、該操舵系の出力軸に連結され、
かつ該小歯車の軸線と平行でない軸線を有する大歯車と
を噛み合わせてなる傘状歯車機構を含む電動式パワース
テアリング装置において、前記小歯車と前記大歯車の少
なくとも一方の、歯の一部に弾性部材を被覆し、該傘状
歯車機構の動作時に、該弾性部材は両歯車の間を通過す
るように構成されている。

【０００８】

【作用】本願発明の電動式パワーステアリング装置によ
れば、該小歯車は該電動モータに連結され、該大歯車は
該出力時に連結されているため、作動時においても歯車
の傾きが生じることがないから、歯当たり位置が変化す
ることがない。よって、歯の強度や歯車の伝達効率の低
下を招来しない。一方、両歯車間に介在する該弾性部材
により歯当たり音は低減されるようになっている。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は、本発明の実施例である電動式パワーステ
アリング装置の要部断面図である。図１において、本体
１ａと蓋部材１ｂとからなるハウジング１内を、入力軸
２および出力軸３が延在している。中空の入力軸２は、
上端を図示しないステアリングシャフトに連結され、軸
受４によりハウジング１に対して回転自在に支持されて
いる。入力軸２内を、一端を入力軸２に他端を出力軸３
に連結したトーションバー５が延在している。

【００１０】入力軸２の下端周囲において、受けたトル
クに比例してトーションバー５がねじれることに基づ
き、操舵トルクを検出する検出装置が設けられている。
この検出装置は、入力軸２に対して相対回転および軸線
方向に移動可能に外嵌されたスライダ６と、内方端は出
力軸３の上方端に形成された溝内に挿入されかつ外端を
スライダ６内に延在させたピン７と、入力軸３の下方端
側外周に形成された螺旋溝２ａ内とスライダ６の凹部６
ａとで形成された空間内を移動自在なスチールボール８
と、スライダ６を上方へ付勢するスプリング１２と、ス
ライダ６の外周と連結され、スライダ６の移動量を測定
するポテンショメータ１０とから構成されている。な
お、この検出装置は、例えば実開昭６０−１７９９４４
号公報において代表されるように公知であり、よってそ
の構成について以下に詳細は記載しない。

【００１１】出力軸３の中央部にはピニオン歯車３ａが
形成されており、紙面垂直方向に延在するラック軸１１
のラック歯１１ａと噛合している。ラック軸１１は、図
示しない操舵機構を介して車輪に連結されている。ラッ
ク軸１１は、ラックガイド１２ａ、スプリング１２ｂ、
ロック部材１２ｃからなる公知のラックサポート装置１
２により背面から支持され、ピニオン歯車３ａに向かっ
て押圧されている。

【００１２】出力軸３の上方端外周には、大歯車である
大ベベルギヤ１３が焼き嵌め等により固定的に取り付け
られている。出力軸３の上方端における大ベベルギヤ１
３の近傍に上方軸受１４が嵌合している。上方軸受１４
の内輪は、出力軸３の上方端に形成された段部３ｂに当
接しており、上方軸受１４が出力軸３に対してそれ以上
上方に移動しないよう構成されている。また上方軸受１
４の外輪は、ハウジング１の段部１ｆに当接しており、
上方軸受１４がハウジング１に対してそれ以上下方に移
動しないよう構成されている。

【００１３】出力軸３の下方端には、下方軸受１５が嵌
合している。下方軸受１５は、その外輪がハウジング１
に対して支持され、その内輪はワッシャ１６を介してナ
ット１７により出力軸３に取り付けられている。なお、
上方軸受１４および下方軸受１５とで、出力軸３を回転
自在に支持しているが、上方軸受１４は出力軸３からラ
ジアル荷重のみを受け、上方軸受１５は４点接触軸受で
あって、出力軸３からラジアルおよびスラスト荷重を受
けるようになっている。

【００１４】ハウジング１の左端には、電動モータ２１
が取り付けられている。電動モータ２１は、軸受２２、
２３によりハウジング１に対して回転自在に支持された
回転軸２１ａを有する。回転軸の中央部には、両側を軸
受２２、２３により挟持された大径部２１ｂが形成され
ている。軸受２３の右側は、ハウジング１に形成された
段部１ｅに当接している。一方軸受２２の左側は、管状
ネジ部材２４に当接している。管状ネジ部材２４の外周
に形成された雄ネジ部２４ａをハウジング１に形成され
た雌ネジ部１ｄに螺合させることにより、軸受２２、２
３はハウジング１に対し軸線方向移動不能に取り付けら
れることとなる。なお雄ネジ部２４ａに螺合されたナッ
ト２５は、ネジロック機能を有するものである。電動モ
ータ２１は、不図示の駆動装置に連結されているが、こ
の駆動装置は、ポテンショメータ１０の出力や車速等の
情報を入力し、所定の電力を電動モータ２１に供給して
適切な補助トルクを発生させるものである。

【００１５】回転軸２１ａは、出力軸３に対してその軸
線同士が直交するように配置されており、回転軸２１ａ
の先端には、大ベベルギヤ１３に噛合した小歯車である
小ベベルギヤ２１ｃが形成されている。なお、大ベベル
ギヤ１３と小ベベルギヤ２１ｃとで傘状歯車機構を形成
している。

【００１６】図２は、図１のII部に示す大ベベルギヤ１
３の断面一部拡大図である。図３は、図２の歯１３ａを
III-III 線に沿って切断して得られた一部断面図であ
る。大ベベルギヤ１３は、その上面円周部において略半
径方向に延在する複数の歯１３ａ（図２中では一つのみ
を示す）を設けている。歯１３ａの内側（図２中左側）
端部において、図３に示すように歯１３ａの上面に円周
方向にわたって、歯を覆うようにして樹脂３０が被覆さ
れている。図１に示す小ベベルギヤ２１ｃの歯と大ベベ
ルギヤ１３の歯１３ａとの歯当たり部は、図２中クロス
ハッチＡ部で示す歯１３ａの中央部である。したがっ
て、これを避けるような位置に樹脂３０は被覆されてい
る。なお、樹脂３０が弾性部材を構成する。

【００１７】次に、本発明の実施例の動作につき以下に
説明する。車両が直進状態にあり、図示しないステアリ
ングホイールおよびステアリングシャフトを介して、入
力軸２に操舵力が入力されていないとすると、スライダ
６は入力軸２に対して相対移動しないから、ポテンショ
メータ１０は出力信号を発生せず、電動モータ２１は補
助操舵トルクを発生しない。

【００１８】車両がカーブを曲がろうとするときに運転
者が不図示のステアリングホイールを操舵すると、操舵
力に応じてトーションバー５がねじれ入力軸２と出力軸
３との間で回転位相差が発生する。この回転位相差に基
づき公知の態様でスライダ６が入力軸２に対して上下に
移動し、ポテンショメータ１０がスライダ２の移動方向
および量に応じて信号を出力する。この信号に基づき、
電動モータ２１は補助操舵力を発生することとなる。

【００１９】電動モータ２１が補助動力を発生して、ベ
ベルギヤ間で動力伝達が行なわれるとき、被覆された樹
脂３０のためにギヤの回転が早くても歯同士が衝接する
ことがない。すなわち、樹脂３０は所定の弾性力を有し
ているので、噛合する歯同士の間を通過する際に圧縮さ
れて、それにより適度な押圧力が両ギヤに付与される。
したがって歯面同士はソフトに当接し合い、結果として
歯当たり音を低減させることができるわけである。な
お、樹脂３０は歯当たり部を避けて被覆されているた
め、樹脂３０を設けても歯当たり位置がずれることもな
く、また樹脂３０の寿命も延びることとなる。

【００２０】以上、実施例を参照して本願発明を詳細に
説明してきたが、本願発明は上記実施例に限定して解釈
されるべきでなく、その趣旨を損ねない範囲で適宜変
更、改良可能であることはもちろんである。例えば、傘
状歯車機構はベベルギヤでなくハイポイドギヤであって
も良く、更には単なる傘歯車であっても良い。また、樹
脂の種類は問わず、所定の弾性力ならびに所定の耐摩耗
性を備えていれば良い。更に、上述のように樹脂はベベ
ルギヤの歯の内側端部に被覆されているが、歯当たり部
を避ける位置であれば、歯の何れであっても良い。

【００２１】

【発明の効果】以上述べてきたように、本願発明の電動
式パワーステアリング装置によれば、該小歯車は該電動
モータに連結され、該大歯車は該出力時に連結されてい
るため、作動時においても歯車の傾きが生じることがな
いから、歯当たり位置が変化することがない。よって、
歯の強度や歯車の伝達効率の低下を招来しない。一方、
両歯車間に介在する該弾性部材により歯当たり音が低減
されるようになっている。これにより、傘状歯車機構の
厳密なバックラッシュ調整は不要となる効果も奏され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例である電動式パワーステアリン
グ装置の軸線方向要部断面図である。

【図２】図１のII部に示す大ベベルギヤ１３の断面一部
拡大図である。

【図３】図２の歯１３ａをIII-III 線に沿って切断して
得られた一部断面図である。

【符号の説明】

１・・・・・・ハウジング ２・・・・・・入力軸 ３・・・・・・出力軸 １３・・・・・・大ベベルギヤ ３０・・・・・・樹脂

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングと、 操舵系に発生する操舵トルクを検出する操舵トルク検出
   手段と、 該操舵トルク検出手段の検出結果に応じた回転力を発生
   する回転軸を備えた電動モータと、 該電動モータの回転力を前記操舵系に伝達する伝達機構
   とを備えており、 該伝達機構が、該電動モータの回転軸に連結された小歯
   車と、該操舵系の出力軸に連結され、かつ該小歯車の軸
   線と平行でない軸線を有する大歯車とを噛み合わせてな
   る傘状歯車機構を含む電動式パワーステアリング装置に
   おいて、 前記小歯車と前記大歯車の少なくとも一方の、歯の一部
   に弾性部材を被覆し、該傘状歯車機構の動作時に、該弾
   性部材は両歯車の間を通過する電動式パワーステアリン
   グ装置。
2. 【請求項２】 前記弾性部材は、該歯の歯すじ方向の端
   部に被覆されている請求項１記載の電動式パワーステア
   リング装置。