JPH10129509A

JPH10129509A - 電動パワーステアリング装置

Info

Publication number: JPH10129509A
Application number: JP28401796A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Shimizu; 康夫清水; Katsuji Watanabe; 勝治渡辺
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1996-10-25
Filing date: 1996-10-25
Publication date: 1998-05-19
Anticipated expiration: 2016-10-25
Also published as: JP3764541B2

Abstract

(57)【要約】【解決手段】電動パワーステアリング装置は、電動機
５で操舵トルクに応じた補助トルクを発生し、この補助
トルクをウォームギヤ機構６を介してステアリング系に
伝達するものであり、ウォームギヤ機構６を収納するハ
ウジング２４と電動機５のケース３１とで収納空間Ｓを
形成し、この収納空間に電動機の軸とウォーム軸とを一
体化した出力軸３４を両端部を支持した状態で収納し、
この出力軸を軸方向に押す弾性部材３９を収納空間に収
納し、弾性部材のみで出力軸を押すようにした。【効果】収納空間に出力軸と弾性部材を組込むだけ
で、出力軸へ軸方向の予圧を与えることができるので、
予圧調整用ボルトやねじ孔が不要であり、生産性が高ま
る。予圧調整用ボルトのためのねじ孔がないので、ケー
スやハウジングに水が侵入する虞れはない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電動パワーステアリ
ング装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ステアリングハンドルの操舵力を
軽減して快適な操舵感を与えるために、電動パワーステ
アリング装置が多用されてきた。この種の電動パワース
テアリング装置は、電動機で操舵トルクに応じた補助ト
ルクを発生し、この補助トルクをウォームギヤ機構及び
摩擦係合伝達手段を介してステアリング系に伝達するも
のであって、例えば実開昭６０−１８８０６４号「モー
タ駆動型ステアリング装置のロック解除装置」の技術が
ある。

【０００３】この技術は、その公報の図１〜図３によれ
ば、電動モータ２１（番号は公報に記載されたものを引
用した。以下同じ。）の出力軸の先端にウォームギヤ機
構のウォームシャフト２７を嵌合し、このウォームシャ
フト２７にフリーホイールクラッチを介してウォームギ
ヤ２２を連結し、このウォームギヤ２２にウォームホイ
ール２３を噛み合わせ、このウォームホイール２３にピ
ニオンシャフト２４を連結したものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の技
術は、モータ２１の出力軸並びにウォームシャフト２７
を単に軸受で回転可能に支持するだけのものであり、軸
並びに軸受に不可避的に備っている寸法誤差が累積し
て、ウォームのバックラッシュの増幅などの要因とな
り、機構の寿命に影響がでる。そこで、その対策とし
て、次の構成が考えられる。

【０００５】図１１は従来の電動パワーステアリング装
置の電動機及びウォームギヤ機構の組立図であり、電動
機１０１の出力軸１０２の先端にウォームギヤ機構１０
３のウォームシャフト１０４を軸方向に嵌合し、このウ
ォームシャフト１０４のウォーム１０５にホイール１０
６を噛み合わせたことを示す。出力軸１０２は後端を軸
受１０７で支持し、ウォームシャフト１０４は先端及び
後端を軸受１０８，１０９で支持したものである。

【０００６】そして、ウォームギヤ機構用ハウジング１
１１にねじ込んだ調整ボルト１１２にて、ボール１１３
を介してウォームシャフト１０４の先端を軸方向に押す
ことで、出力軸１０２並びにウォームシャフト１０４の
軸方向の遊びがないように予圧調整作業（ガタ取り）を
する。予圧調整作業が完了した後、調整ボルト１１２を
ロックナット１１４でロックし、キャップ１１５を被せ
て防水する。キャップ１１５を被せるので、ハウジング
１１１のねじ部と調整ボルト１１２との隙間から水が侵
入しない。

【０００７】しかし、上記図１１に示す従来の技術は、
予圧調整のための部品が多く必要であるとともに、予圧
調整作業が必要であり、生産性を高めることは難しい。
また、キャップ１１５が破損したり脱落すると、ねじ部
の隙間から内部へ水が侵入する虞れがあり、水が侵入す
ると、電動機１０１やウォームギヤ機構１０３の寿命に
影響を及ぼす。

【０００８】本発明の目的は、（１）電動機の軸とウォ
ーム軸の軸方向の予圧調整のための部品を少なくすると
ともに、予圧調整作業が不要な構成とすること、（２）
電動機やウォームギヤ機構の内部に水が侵入する虞れの
ない電動パワーステアリング装置を提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、電動機で操舵トルクに応じ
た補助トルクを発生し、この補助トルクをウォームギヤ
機構を介してステアリング系に伝達する電動パワーステ
アリング装置において、前記ウォームギヤ機構を収納す
るハウジングと前記電動機のケースとで収納空間を形成
し、この収納空間に電動機の軸とウォーム軸とを一体化
した出力軸を両端部を支持した状態で収納し、この出力
軸を軸方向に押す弾性部材を前記収納空間に収納し、前
記弾性部材のみで出力軸を押すようにしたことを特徴と
する。

【００１０】（１）ウォームギヤ機構を収納するハウジ
ングと電動機のケースとで形成した収納空間に出力軸並
びに弾性部材を組込むだけで、出力軸へ軸方向の予圧を
与えることができる。このため、予圧調整用ボルトやね
じ孔が不要であり、部品数が少なく機械加工も少なくな
るので、組立工数を削減でき、生産性が高まる。また、
予圧調整作業や予圧調整後の検査作業が不要になる。さ
らに、予圧調整用ボルトのためのねじ孔がないので、ケ
ースやハウジングに水が侵入する虞れはなく、このた
め、電動パワーステアリング装置の信頼性が高まる。

【００１１】（２）操舵トルクに応じた補助トルクを発
生するための電動機の軸と、補助トルクをステアリング
系に伝達するためのウォームギヤ機構のウォーム軸と
を、一体に形成して出力軸とし、この出力軸の両端部を
回転可能に支持したことにより、従来技術のように電動
機の軸にウォームギヤ機構のウォーム軸を嵌合連結する
必要がないので隙間が発生せず、この隙間によるステア
リングハンドルの回転に余分な遊びがなくなり、操舵フ
ィーリングが高まる。

【００１２】（３）出力軸は軸受間距離が長いので従来
技術よりも撓み易い。このため、ホイールが熱膨張して
ウォームを押圧した際に出力軸が撓むので、歯圧が過大
にならず摩擦抵抗を軽減でき、操舵フィーリングが高ま
る。（４）軸受の数量を２個に減少できるので部品数が少な
くなり、電動機とウォームギヤ機構の組立工数が減るの
で生産性が向上し、また、コストダウンを図れる。（５）電動機のロータとウォームとを備えた出力軸を両
端部の２点だけで支持する構成なので、出力軸の組付け
精度が高く、組付性も良い。

【００１３】請求項２記載の発明は、前記弾性部材が非
線形ばね特性を有したことを特徴とする。

【００１４】圧縮荷重が一定又は微小量変化する場合に
たわみ量が大きく変化するという、非線形ばね特性を有
した弾性部材を使用するので、出力軸並びに出力軸を組
付ける各部の軸方向寸法誤差（加工誤差、組立誤差な
ど）を、充分に吸収することができる。その結果、出力
軸へ軸方向の予圧を与えた際に、軸方向寸法誤差に伴う
予圧の変動は小さいので、出力軸回りの寸法公差を大き
く設定した場合でも、適切な予圧設定をすることができ
る。また、出力軸回りの寸法公差が大きいので、加工が
容易であり、生産性が高い。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図面に
基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見
るものとする。図１は本発明に係る電動パワーステアリ
ング装置の全体構成図であり、電動パワーステアリング
装置１は、ステアリングハンドル２で発生したステアリ
ング系の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段３
と、この操舵トルク検出手段３の検出信号に基づいて制
御信号を発生する制御手段４と、この制御手段４の制御
信号に基づいて操舵トルクに応じた補助トルクを発生す
る電動機５と、この電動機５の補助トルクをステアリン
グ系に伝達するトルク伝達手段６及び機械式クラッチ４
０とからなり、ピニオン７、ラック８ａを介して車輪
（操舵輪）９，９を転舵するものである。

【００１６】図２は本発明に係る電動パワーステアリン
グ装置の要部拡大断面図であり、電動パワーステアリン
グ装置１は、上記ステアリングハンドル２（図１参照）
に連結した管状の入力軸１１と、この入力軸１１内に挿
通し且つ入力軸１１に上部をピン１２で結合したトーシ
ョンバー（弾性部材）１３と、このトーションバー１３
の下部にピン１４で結合し下部に上記ピニオン７を設け
た出力軸１５とで、主たるステアリング系をなすもので
ある。トーションバー１３は、文字通りトルクに対して
正確にねじれ角が発生するメンバーであって、入力軸１
１と出力軸１５との間での相対ねじり変位を発生する。
ラック８ａは、この図の表裏方向に延びるラック軸８に
設けたものである。入力軸１１とトーションバー１３と
出力軸１５とは、同心上にある。図中、１６，１７，１
８は軸受、１９はダストカバーである。

【００１７】操舵トルク検出手段３は、入・出力軸１
１，１５間の相対ねじれ角を検出することによりステア
リング系の操舵トルクを検出するものであり、本実施の
形態ではポテンショメータを用いた。このポテンショメ
ータは、図示せぬ抵抗素子及び抵抗素子に沿って移動す
る摺動接点を内蔵した検出本体部２１と、この検出本体
部２１内の摺動接点を作動するべく回転する棒状の作動
子２２とからなる。そして、ポテンショメータは、入力
軸１１の外周面に検出本体部２１をボルト止めし、出力
軸１５の外周面の係合溝１５ａに作動子２２の先端部を
係合し、さらに、この作動子２２をねじりばね２３にて
係合溝１５ａの一方の側壁側に弾発するものである。

【００１８】前記検出本体部２１は、ハウジング２４側
のコネクタ２５に電気ケーブル２６を介して接続したも
のであり、この電気ケーブル２６は、入力軸１１へ取付
けたケーブルリール２７に複数巻回（例えば、３巻き程
度）したものである。

【００１９】後述するトルク伝達手段６のホイール３６
は、出力軸１５の上部にブッシュ３６ａを介して回転自
在に取付けた厚肉の円筒部材であり、この円筒部材に、
ギヤ部３６ｂと入力部材３６ｃとを軸方向に下から順に
形成したものである。前記入力部材３６ｃは、内部に機
械式クラッチ４０を配置したものであり、この機械式ク
ラッチ４０の断面構成については、図５にて詳述する。

【００２０】図３は図２の３−３線断面図であり、電動
機５とトルク伝達手段６の断面構造を示す。電動機５は
ケース３１と、ステータ３２と、ロータ３３と、このロ
ータ３３を取付けた金属製の補助トルク出力軸３４（以
下「出力軸３４」と称する。）とからなる。前記トルク
伝達手段６は、前記ハウジング２４に収納したウォーム
ギヤ機構であり、ウォーム３５とホイール３６とからな
る。ハウジング２４とケース３１とは、互いにボルト結
合することにより密閉した収納空間Ｓを形成する。

【００２１】ところで、前記出力軸３４は、電動機５の
軸とトルク伝達手段（ウォームギヤ機構）６のウォーム
軸とを一体化した長い軸であり、この軸は、両端部を玉
軸受等からなる第１軸受３７及び第２軸受３８で回転可
能に支持された状態で、収納空間Ｓに収納したものであ
る。詳しくは、出力軸３４は両端部を小径とした段付き
軸である。ハウジング２４内に軸方向移動可能に嵌合し
た第１軸受３７は、出力軸３４の先端部を支持し、ケー
ス３１内に軸方向移動不能に嵌合した第２軸受３８は、
出力軸３４の後端部を支持する。

【００２２】また、ハウジング２４の内端面と第１軸受
３７のアウタリングの軸方向端面との間に、非線形ばね
特性弾性部材としての皿ばね３９を設けたことにより、
出力軸３４は、皿ばね３９の弾発力で軸方向に押された
状態である。

【００２３】図４は本発明に係る電動パワーステアリン
グ装置の要部分解斜視図であり、入力軸１１の下端に、
機械式クラッチ４０の一構成部品である三脚付き環状の
位置制御手段６４をセレーション嵌合し、この位置制御
手段６４の下部に３つの位置制御部材６５…（…は複数
を示す。以下同じ。）を備えたことを示す。このため、
位置制御部材６５…は、図１に示すステアリングハンド
ル２に連結したことになる。一方、ピニオン７を設けた
出力軸１５は、基部上端に出力部材６１を備える。

【００２４】図５は図２の５−５線断面図であり、本発
明に係る機械式クラッチ４０の断面構成を示す。なお、
ハウジング２４は省略した。機械式クラッチ４０は、上
記電動機５の補助トルクの作用方向がステアリング系の
操舵方向と一致した場合のみ、電動機５の補助トルクを
ステアリング系に伝達するものであり（ワンウエイクラ
ッチの集合体）、すなわち、複数組の摩擦係合式クラッ
チ機構の集合体である。これらの摩擦係合式クラッチ機
構は、入力部材３６ｃの矢印Ｘ方向（図反時計回り方
向）に係合する３組の第１クラッチ機構４１…と、矢印
Ｘと逆廻り方向に係合する３組の第２クラッチ機構５１
…である。第１クラッチ機構４１…と第２クラッチ機構
５１…とは、同一円上に交互に並んでいる。

【００２５】詳しくは、第１・第２クラッチ機構４１
…，５１…は、上記入力・出力部材３６ｃ，６１間に形
成したテーパ状空間部６２…と、これらのテーパ状空間
部６２…に介在して入力部材３６ｃと出力部材６１とを
係合する円柱状の係合部材６３…と、これらの係合部材
６３…の位置決めをなす位置制御部材６５…と、これら
の位置制御部材６５…に向って係合部材６３…を弾発す
る弾性部材としての圧縮ばね６６…とからなる。

【００２６】出力部材６１は、概ねおむすび形断面形状
（角部を切り落とした２等辺三角形断面の３つの辺を円
弧状とした形状）を呈する。テーパ状空間部６２…は、
入力部材３６ｃの円形内周面と出力部材６１の係合面
（多角形外周面）との間に形成した、いわゆる周方向端
部がテーパ形状を呈する空間部である。位置制御部材６
５…は、互いに離間しつつ、入力部材３６ｃと出力部材
６１との間の同一円上に等ピッチで、回転可能に配置し
た部材である。このような構成の機械式クラッチ４０
は、位置制御部材６５…の移動にともなって、入力部材
３６ｃと出力部材６１とを係合・非係合に選択的に切換
えるものである。

【００２７】ところで、第１・第２クラッチ機構４１
…，５１…のうち、特定の各１組（以下、「特定第１・
第２クラッチ機構４１Ａ，５１Ａ」と称する。）は、他
の組よりも早いタイミングで非係合状態になるものであ
る。具体的には、特定第１・第２クラッチ機構４１Ａ，
５１Ａの係合部材６３…の位置決めをなす位置制御部材
６５（以下、「特定位置制御部材６５Ａ」と称する。）
の円弧長Ｌ₁が、他の位置制御部材６５…の円弧長Ｌ₂よ
りも大きい。そして、断面略２等辺三角形である出力部
材６１において、１つの角部に特定位置制御部材６５Ａ
を配置し、互いに等角度の２つの角部に他の位置制御部
材６５…を配置したものである。

【００２８】一方、上記出力部材６１は、出力軸１５の
径方向に移動可能である。具体的には、出力部材６１に
長円若しくは楕円の貫通孔６１ａを開け、この貫通孔６
１ａに円形の出力軸１５を嵌合し、且つ、貫通孔６１ａ
の長手軸上にピン１４を通し、このピン１４に弾性部材
としての圧縮ばね６７を通し、この圧縮ばね６７で出力
部材６１を貫通孔６１ａの長手軸方向に弾発するように
した。

【００２９】次に、上記構成の電動パワーステアリング
装置１の組立手順を、図２及び図３に基づき説明する。
なお、組立手順は上記構成の理解を容易にするために説
明したものであり、この手順に限定するものではない。図３に示すように、ハウジング２４内に皿ばね３９を
セットする。出力軸３４の両端部に第１・第２軸受３７，３８を組
付ける。ケース３１にロータ３３付き出力軸３４を挿入し、第
２軸受３８を組付ける。ハウジング２４に出力軸３４を挿入しつつ、ハウジン
グ２４とケース３１を合せ、その後、ボルト止めする。この時点で、ハウジング２４の内端面と第１軸受３７
のアウタリングの軸方向端面との間に、皿ばね３９が圧
縮されつつセットされる。その後、ホイール３６を回転しつつウォーム３５に噛
み合わせながら、図２に示す操舵トルク検出手段３、入
・出力軸１１，１５、ホイール３６、機械式クラッチ４
０からなる部分組立品を、ハウジング２４内にセットす
る。ハウジング２４内にラック軸８を挿入し、ピニオン７
にラック８ａを噛み合わせて、組立作業を完了する。

【００３０】次に、上記構成の電動機５とトルク伝達手
段６の作用を、図３及び図６に基づき説明する。図３に
示すように、ハウジング２４とケース３１とを合せてボ
ルト止めした時点で、収納空間Ｓ内の皿ばね３９は、ハ
ウジング２４の内端面と第１軸受３７のアウタリングの
軸方向端面との間で圧縮される。その結果、皿ばね３９
は第１軸受３７、出力軸３４、第２軸受３８をこの順に
軸方向に押すように弾発する。このため、出力軸３４や
第１・第２軸受３７，３８は、皿ばね３９の弾発力によ
り予圧を与えられるので、軸方向の遊びがない。

【００３１】また、電動機５の軸とウォーム軸とを一体
化した出力軸３４の両端部を支持したので、上記従来の
技術のように、電動機５の軸にウォームギヤ機構６のウ
ォーム軸を嵌合にて連結する必要がなく、このため隙間
が発生せず、この隙間によるステアリングハンドル２の
回転に、余分な遊びがない。

【００３２】さらに、出力軸３４は、両端部だけを第１
・第２軸受３７，３８で支持された長い軸であり、軸受
間距離が長いので曲げ剛性が小さく撓み易い。このた
め、ホイール３６が径方向に熱膨張してウォーム３５を
押圧した際に、歯圧が過大にならず摩擦抵抗を軽減でき
る。さらにまた、出力軸３４は、皿ばね３９の弾性力に
より軸方向の熱膨張等を吸収される。

【００３３】図６は本発明に係る皿ばねのばね特性図で
あり、縦軸を皿ばねに作用する圧縮荷重Ｐとし、横軸を
皿ばねのたわみ量（圧縮寸法）δとしたものである。一
般に皿ばねは、圧縮荷重がある程度になると、その圧縮
荷重のまま、たわみδだけが増すという「定荷重ばね」
の性質、すなわち、非線形ばね特性を有する。本実施の
形態では、非線形ばね特性弾性部材として、前記のよう
な特性を有する皿ばね３９を用いたものであり、この図
に示すばね特性を有する。詳しくは、皿ばね３９の「定
荷重ばね」の性質の部分において、圧縮荷重ＰがＰ₁か
らＰ₂まで微小量変化（荷重変化量ΔＰ）する場合に、
たわみ量δはδ₁からδ₂まで大きく変化する（たわみ変
化量Δδ）。

【００３４】このばね特性を利用して、たわみ量δがδ
₁からδ₂までの範囲になるように、皿ばね３９を圧縮し
つつセットするものである。たわみ変化量Δδの大きい
部分で皿ばね３９を使用するので、出力軸３４並びに出
力軸３４を組付ける各部（以下「出力軸回り」と称す
る。）の軸方向寸法誤差を、充分に吸収することができ
る。その結果、出力軸３４へ軸方向の予圧を与えた際
に、軸方向寸法誤差に伴う予圧の変動は小さいので、出
力軸回りの寸法公差を大きく設定した場合でも、適切な
予圧設定をすることができる。また、出力軸回りの寸法
公差が大きいので、加工が容易である。

【００３５】さらに、収納空間Ｓに出力軸３４並びに皿
ばね３９を組込むだけで、出力軸３４へ軸方向の予圧を
与えることができる。収納空間Ｓに出力軸３４並びに皿
ばね３９を組込んだ後に、予圧を調整する必要がないの
で、予圧調整用ボルトやねじ孔が不要であり、しかも、
予圧調整作業や予圧調整後の検査作業が不要である。ま
た、予圧調整用ボルトのためのねじ孔がないので、ハウ
ジング２４やケース３１に水が侵入する虞れはない。

【００３６】次に、上記構成の機械式クラッチ４０の作
用を、図１、図７〜図１０に基づき説明する。図７〜図
１０は本発明に係る機械式クラッチの作用図である。図
１において、ステアリングハンドル２を操舵しない場
合、操舵トルク検出手段３の信号が無いので、制御手段
４はアシスト命令信号を出力しない。このため、電動機
５は補助トルクを発生しない状態であり、図７に示すよ
うに各第１・第２クラッチ機構４１…、５１…は、全て
解除状態（中立状態）にある。

【００３７】次に、ステアリングハンドル２の操舵トル
クが小さく、電動機５が補助トルクを発生しない場合、
入力軸１１（図２参照）に連結した位置制御部材６５…
と出力部材６１との間の位相は、ほとんど変化しない。
この場合には、各位置制御部材６５…が、例えば、この
図の反時計回り方向に若干移動するものの、第１クラッ
チ機構４１…は係合するには至らない。このため、出力
部材６１は、電動機５のフリクションやイナーシャの影
響を受けず、図２に示すステアリング系（入力軸１１→
トーションバー１３→出力軸１５）の操舵トルクで回転
し、出力軸１５を駆動する。

【００３８】一方、ステアリングハンドル２の操舵トル
クが大きく、電動機５が補助トルクを発生している場
合、入力軸１１に連結した位置制御部材６５…（特定位
置制御部材６５Ａを含む）と出力部材６１との間の位相
が大きく変化する。例えば図８に示すように、位置制御
部材６５…が矢印Ｘ方向に大きく移動すると、全ての第
１クラッチ機構４１…の係合部材６３…は、圧縮ばね６
６…の弾発力で、テーパ状空間部６２…の周方向端部に
移動し、摩擦力にて入力・出力部材３６ｃ，６１間を係
合状態に切換える。その結果、全ての第１クラッチ機構
４１…は係合状態になる。電動機５が回転することで、
入力部材３６ｃは矢印Ｘ方向に回転し、第１クラッチ機
構４１…を介して出力部材６１に補助トルクを伝達す
る。このため、出力部材６１は、ステアリング系（入力
軸１１→トーションバー１３→出力軸１５）の操舵トル
クに、電動機５が発生した補助トルクを付加した複合ト
ルクで矢印Ｘ方向に回転し、出力軸１５を駆動する。

【００３９】その後、何等かの理由で電動機５による補
助トルクの伝達が継続している場合に、第１クラッチ機
構４１…は次のようにして解除になる。ステアリングハ
ンドル２を逆方向に操舵すると、図８に示すように全て
の位置制御部材６５…は入力部材３６ｃの回転方向と反
対方向（矢印Ｙ方向）に回る。そして、特定位置制御部
材６５Ａは、他の位置制御部材６５…よりも先に、矢印
Ｙ方向右隣の係合部材６３（便宜的に「係合部材６３
Ａ」と称する。）に当接し、摩擦力及び弾発力に抗して
押出す。

【００４０】このため、係合部材６３Ａは特定第１クラ
ッチ機構４１Ａの係合を解除する。この時点で、他の位
置制御部材６５…は係合部材６３…と当接していない。
従って、他の係合部材６３…から出力部材６１に継続し
て、図中の矢印Ｚ₁，Ｚ₂で示すベクトルが作用してお
り、これらのベクトルの合力に基づき、出力部材６１に
図中の矢印Ｚ₃で示す偏荷重が作用する。その結果、出
力部材６１は圧縮ばね６７の弾発力に抗し、ピン１４を
案内として特定位置制御部材６５Ａ側に僅かに移動す
る。従って、他の係合部材６３…の係合力が弱まる。

【００４１】その直後に、他の位置制御部材６５…も係
合部材６３…と当接して、図１０に示すように元の中立
位置に戻す。その結果、他の第１クラッチ機構４１…も
解除される。出力部材６１は圧縮ばね６６の弾発力によ
り、中立位置に自動復帰する。この場合、係合部材６３
…には摩擦力が発生しないので、他の位置制御部材６５
…で押圧する解除力は、圧縮ばね６６…の弾発力に抗す
るだけの小さいものですむ。このように、入力部材３６
ｃの回転が持続しているにもかかわらず、３組の第１ク
ラッチ機構４１…の係合を解除するのに、最大１組分の
小さい解除力ですみ、しかも、確実に解除できる。

【００４２】一方、第２クラッチ機構５１…は、上記第
１クラッチ機構４１…と逆作動をするものであり、ステ
アリングハンドル２を逆方向に操舵した場合に、上記図
７〜図１０にて説明した作用と同様の操作で、係合・非
係合に切換えることができる。

【００４３】なお、上記本発明の実施の形態において、
非線形ばね特性弾性部材は出力軸３４を軸方向に押すこ
とができれば、取付け位置は自由であり、例えば、第１
軸受３７を軸方向移動不能に取付け、第２軸受３８を軸
方向移動可能に取付け、この第２軸受３８のアウタリン
グの軸方向端面とケース３１の内端面との間に、非線形
ばね特性弾性部材を設けたものでもよい。また、非線形
ばね特性弾性部材は、皿ばね３９に限定するものではな
い。さらに、上記弾性部材６６，６７は、圧縮ばねに限
定するものではない。

【００４４】本発明は上記構成により次の効果を発揮す
る。請求項１記載の発明は、電動機で操舵トルクに応じ
た補助トルクを発生し、この補助トルクをウォームギヤ
機構を介してステアリング系に伝達する電動パワーステ
アリング装置において、前記ウォームギヤ機構を収納す
るハウジングと前記電動機のケースとで収納空間を形成
し、この収納空間に電動機の軸とウォーム軸とを一体化
した出力軸を両端部を支持した状態で収納し、この出力
軸を軸方向に押す弾性部材を前記収納空間に収納し、前
記弾性部材のみで出力軸を押すようにしたことを特徴と
する。

【００４５】（１）ウォームギヤ機構を収納するハウジ
ングと電動機のケースとで形成した収納空間に出力軸並
びに弾性部材を組込むだけで、出力軸へ軸方向の予圧を
与えることができる。このため、予圧調整用ボルトやね
じ孔が不要であり、部品数が少なく機械加工も少なくな
るので、組立工数を削減でき、生産性が高まる。また、
予圧調整作業や予圧調整後の検査作業が不要になる。さ
らに、予圧調整用ボルトのためのねじ孔がないので、ケ
ースやハウジングに水が侵入する虞れはなく、このた
め、電動パワーステアリング装置の信頼性が高まる。

【００４６】（２）操舵トルクに応じた補助トルクを発
生するための電動機の軸と、補助トルクをステアリング
系に伝達するためのウォームギヤ機構のウォーム軸と
を、一体に形成して出力軸とし、この出力軸の両端部を
回転可能に支持したことにより、従来技術のように電動
機の軸にウォームギヤ機構のウォーム軸を嵌合連結する
必要がないので隙間が発生せず、この隙間によるステア
リングハンドルの回転に余分な遊びがなくなり、操舵フ
ィーリングが高まる。

【００４７】（３）出力軸は軸受間距離が長いので従来
技術よりも撓み易い。このため、ホイールが熱膨張して
ウォームを押圧した際に出力軸が撓むので、歯圧が過大
にならず摩擦抵抗を軽減でき、操舵フィーリングが高ま
る。（４）軸受の数量を２個に減少できるので部品数が少な
くなり、電動機とウォームギヤ機構の組立工数が減るの
で生産性が向上し、また、コストダウンを図れる。（５）電動機のロータとウォームとを備えた出力軸を両
端部の２点だけで支持する構成なので、出力軸の組付け
精度が高く、組付性も良い。

【００４８】請求項２記載の発明は、前記弾性部材が非
線形ばね特性を有したことを特徴とする。

【００４９】圧縮荷重が一定又は微小量変化する場合に
たわみ量が大きく変化するという、非線形ばね特性を有
した弾性部材を使用するので、出力軸並びに出力軸を組
付ける各部の軸方向寸法誤差（加工誤差、組立誤差な
ど）を、充分に吸収することができる。その結果、出力
軸へ軸方向の予圧を与えた際に、軸方向寸法誤差に伴う
予圧の変動は小さいので、出力軸回りの寸法公差を大き
く設定した場合でも、適切な予圧設定をすることができ
る。また、出力軸回りの寸法公差が大きいので、加工が
容易であり、生産性が高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電動パワーステアリング装置の全
体構成図

【図２】本発明に係る電動パワーステアリング装置の要
部拡大断面図

【図３】図２の３−３線断面図

【図４】本発明に係る電動パワーステアリング装置の要
部分解斜視図

【図５】図２の５−５線断面図

【図６】本発明に係る皿ばねのばね特性図

【図７】本発明に係る機械式クラッチの作用図

【図８】本発明に係る機械式クラッチの作用図

【図９】本発明に係る機械式クラッチの作用図

【図１０】本発明に係る機械式クラッチの作用図

【図１１】従来の電動パワーステアリング装置の電動機
及びウォームギヤ機構の組立図

【符号の説明】

１…電動パワーステアリング装置、２…ステアリングハ
ンドル、３…操舵トルク検出手段、５…電動機、６…ト
ルク伝達手段（ウォームギヤ機構）、３１…ケース、３
２…ステータ、３３…ロータ、３４…出力軸、３５…ウ
ォーム、３６…ホイール、３７…第１軸受、３８…第２
軸受、３９…非線形ばね特性弾性部材（皿ばね）、４０
…機械式クラッチ、Ｓ…収納空間。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電動機で操舵トルクに応じた補助トルク
を発生し、この補助トルクをウォームギヤ機構を介して
ステアリング系に伝達する電動パワーステアリング装置
において、前記ウォームギヤ機構を収納するハウジング
と前記電動機のケースとで収納空間を形成し、この収納
空間に電動機の軸とウォーム軸とを一体化した出力軸を
両端部を支持した状態で収納し、この出力軸を軸方向に
押す弾性部材を前記収納空間に収納し、前記弾性部材の
みで出力軸を押すようにしたことを特徴とする電動パワ
ーステアリング装置。
【請求項２】前記弾性部材は、非線形ばね特性を有す
ることを特徴とした請求項１記載のする電動パワーステ
アリング装置。