JPH10236322A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電動パワーステアリング装置において、アシ
スト軸の支持部を低コストかつ少ない組み立て工程で製
造できるものを提供する。 【解決手段】 ラック軸４を収容するギヤボックス３０
に、モータ１２と連係するとともに外周にアシストピニ
オンギヤ１３を備えたアシスト軸２０を収容する凹部３
２を形成し、この凹部底面３２ａに設けたバネ部材４０
とアシストピニオンギヤ端部１３ａとの間に軸受１９を
保持する一方、ギヤケース３３に設けた軸受１８により
アシスト軸２０の段差部２０ａを押さえ込むようにし
て、アシスト軸２０が、バネ部材４０のバネ力により、
軸受１８、１９を介してギヤボックス３３内に保持され
るようにした。また、アシスト軸の先端を軸受１９から
凹部底面３２ａ側に突出させてバネ部材４０保護および
ウォームとウォームホイール２１の作動不良防止のため
のストッパ部４１とした。

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
リング装置におけるアシスト軸の支持構造の改良に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】電動パワーステアリング装置としては、
例えば図３に示すような構成のものが知られている。図
示されるように、被操舵部であるタイヤ１は、ナックル
アーム２およびタイロッド３を介してラック軸４に連結
しており、ギヤボックス７内でのラック軸４の摺動にし
たがって操舵される。ラック軸４は、入力側ラックギヤ
５において入力側ピニオンギヤ６と噛合する。入力側ピ
ニオンギヤ６は、中間軸９を介して入力部であるステア
リングホイール１０と連結し、ステアリングホイール１
０への入力トルクにしたがって回転してラック軸４を摺
動させる。なお、ラック軸４の摺動は、図示されないス
トッパにより一定の範囲に制限されている。

【０００３】一方、ギヤボックス７にはステアリングホ
イール１０から入力されるトルクの方向および大きさを
検出するトルクセンサ８が備えられ、この入力トルクの
検出信号がコントローラ１１に入力される。コントロー
ラ１１はこの検出信号に基づいてモータ１２を制御し、
モータ１２の出力がアシストピニオンギヤ１３およびア
シストラックギヤ１４を介してラック軸４に伝達され、
ラック軸４の摺動に対するアシスト力として作用する結
果、操舵力には適切なパワーアシストがなされることと
なる。

【０００４】図４に示すように、アシストピニオンギヤ
１３は、アシスト軸２０の外周に形成され、ラック軸４
に形成されたアシストラックギヤ１４と噛合する。アシ
スト軸２０にはウォームホイール２１が圧入され、アシ
スト軸２０はこのウォームホイール２１および図示され
ないウォームを介してモータ１２側と連係する。

【０００５】ラック軸４は、プレッシャパッド２２を介
してスプリング２３によりアシスト軸２０側に付勢さ
れ、アシストピニオンギヤ１３とアシストラックギヤ１
４との噛合が保たれる。なお、スプリング２３は、ギヤ
ボックス７にナット２５で固定されたプラグ２４に装着
されている。

【０００６】アシスト軸２０は、アシストピニオンギヤ
１３側を軸受１９を介してギヤボックス７に、またウォ
ームホイール２１側の端部を軸受１８を介してギヤケー
ス１５に、それぞれ回転自在に支持される。なお、軸受
１８が固設されたギヤケース１５は、ギヤボックス７の
ウォームホイール２１側の開口にシール用のＯリング２
６を介して取り付けられ、ボルト２７で固定されてい
る。

【０００７】一方、ギヤボックス７のアシストピニオン
ギヤ１３側の開口は、プラグ２９によって閉鎖され、軸
受１９はギヤボックス７の段部１７とプラグ２９との間
で保持される。また、アシスト軸２０のアシストピニオ
ンギヤ１３側端部の外周にはナット２８が嵌合し、軸受
１９をアシストピニオンギヤ１３とナット２８の間に挟
み込むようにして、アシスト軸２０と軸受１９とが位置
決めされている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の電動パワーステアリング装置のアシスト軸２
０の支持構造では、軸受１９をギヤボックス７、アシス
ト軸２０、ナット２８、プラグ２９に対してそれぞれ係
止するようになっているので、このためのネジ加工等が
必要となり、コストアップの原因となっていた。

【０００９】また、プラグ２９とギヤボックス７との間
にはシールのためにシール材の塗布等が必要であり、こ
のシール材の塗布作業は組み立て工程の工数を増加させ
てしまい、また作業中にシール材が他の部品等に付着し
てしまう不都合があった。

【００１０】さらに、ギヤボックス７はアシスト軸２０
の両端方向がいずれも開口を持つように加工され、アシ
スト軸２０を組み込むときにはアシスト軸２０の一端側
にギヤケース１５等を、また他端側にプラグ２９等を装
着するようになっているので、ギヤボックス７の加工作
業またはギヤボックス７へのアシスト軸２０等の組み込
み作業においては、いずれもギヤボックス７を反転させ
ながらの作業が必要となり、これは製造作業の手間と工
数増加の原因となっていた。

【００１１】本発明は、このような問題点に着目してな
されたもので、電動パワーステアリング装置において、
アシスト軸の支持部を低コストかつ少ない組み立て工程
で製造できるものを提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、モータの
出力により回転トルクが付与されるアシスト軸と、この
アシスト軸外周に設けられたピニオンと、このピニオン
と噛合するラックと、前記アシスト軸およびラックを収
容するギヤボックスとを備え、前記ラックに連係する被
操舵部にモータ出力をアシスト力として付与する電動パ
ワーステアリング装置において、前記ギヤボックスに前
記アシスト軸が収容される開口と底面とを備えた凹部を
形成し、前記アシスト軸の一端を支持する第１の軸受を
この凹部に設けた付勢手段とピニオンギヤの端部とで保
持するとともに、前記アシスト軸の他端を支持する第２
の軸受を取り付けたギヤケースで前記凹部の開口に装着
し、前記第２の軸受が前記アシスト軸に形成した段部に
おいて前記アシスト軸を前記凹部方向に押さえ付けるよ
うにした。

【００１３】第２の発明は、前記付勢手段の初期の付勢
力を、通常の操舵においてアシスト軸にかかるスラスト
荷重の最大値よりも大きく設定した。

【００１４】第３の発明は、前記アシスト軸の前記凹部
方向への過大変位を防止するストッパを備えた。

【００１５】第４の発明は、前記アシスト軸の先端を第
１の軸受から凹部方向に突出させ、このアシスト軸の先
端を前記ストッパとした。

【００１６】第５の発明は、前記凹部底面に段差を設
け、この段差を前記ストッパとした。

【００１７】

【作用】第１の発明では、ギヤケースのギヤボックスへ
の装着により軸受はアシスト軸の段部を凹部方向に押さ
え込むので、アシスト軸は付勢手段の付勢力によって第
１、第２の軸受を介してギヤケースと凹部との間に保持
される。したがって、電動パワーステアリング装置の製
造時のアシスト軸のギヤボックスへの組み付けは、ギヤ
ボックスの開口からアシスト軸を凹部内に収装すればよ
く、作業は一方向からのみで済むとともに、ギヤボック
ス、ギヤケース、アシスト軸の加工上の公差は付勢手段
により吸収され、アシスト軸は自動的に軸方向のぶれな
く保持されるので、組み付け作業は極めて容易に行うこ
とができる。また、第１の軸受はアシスト軸と凹部の底
面との間に付勢手段を介して保持されるので、組み立て
工程においてネジ等で軸受を係止する必要はなく、部品
点数および製造コストの削減が図れる。さらに、ギヤボ
ックスの凹部側には開口が設けられないので、ギヤボッ
クスの加工は容易となり製造工数が削減できる。

【００１８】第２の発明では、車両に搭載された電動パ
ワーステアリング装置が作動するときには、モータから
のアシスト力は、アシスト軸外周のピニオンおよびラッ
クを介して操舵力に作用し、パワーアシストがなされる
が、バネ部材には通常の操舵においてアシスト軸に作用
するスラスト荷重よりも大きな初期の付勢力が与えられ
ているので、通常の操舵においては、スラスト力による
アシスト軸の動きはなく、アシスト軸は所定の位置に保
持される。

【００１９】第３の発明では、ストッパによりアシスト
軸の凹部底面方向への過大な動きが防止されるので、被
操舵部側からキックバックがあった場合等、アシスト軸
に過大なスラスト力が作用した場合でも、第１の軸受と
凹部底面との間で付勢手段が押しつぶされて破損した
り、ウォームとウォームホイールとの噛合がずれて作動
不良を起こしたりすることはない。

【００２０】第４の発明では、アシスト軸が凹部底面方
向へ過大に動いたときには、第１の軸受から突出したア
シスト軸の先端が凹部底面と当接して、アシスト軸のそ
れ以上の移動を防止するので、アシスト軸の先端はスト
ッパとして機能する。

【００２１】第５の発明では、アシスト軸が凹部底面方
向へ過大に動いたときには、第１の軸受が凹部底面の段
差に当接して、軸受およびアシスト軸のそれ以上の移動
を防止するので、凹部底面の段差はストッパとして機能
する。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて、本発
明の実施の形態について説明する。

【００２３】図１は、ギヤボックス３０のアシスト軸２
０支持部を示す断面図である。なお、ギヤボックス３０
はこのアシスト軸２０の支持構造においてのみ、従来の
ギヤボックス７と異なっている。また、本発明の電動パ
ワーステアリング装置の全体構成は従来と同様であり、
例えば図３に示した構成のギヤボックス７をギヤボック
ス３０で置き換えたものが採用される。

【００２４】図１に示すように、本発明のギヤボックス
３０は、アシスト軸２０に圧入されたウォームホイール
２１側にのみ開口３１を持ち、アシストピニオンギヤ１
３側は閉鎖された凹部３２を形成している。アシスト軸
２０はアシストピニオンギヤ１３側をこの凹部３２には
め込むようにしてギヤボックス３０に収容される。凹部
３２の底面３２ａには、コイルスプリングまたは皿バネ
等のバネ部材４０が設けられ、アシスト軸２０のアシス
トピニオンギヤ１３側の端部を回転自在に支持する軸受
１９は、このバネ部材４０とアシストピニオンギヤ１３
の端部１３ａとの間に保持される。この軸受１９は請求
の範囲との関係において第２の軸受に相当する。

【００２５】一方、アシスト軸２０のウォームホイール
２１側からは、ギヤケース３３がボルト３４により取り
付けられ、ギヤボックス３０の開口３１を閉鎖する。ギ
ヤケース３３には軸受１８が固設されており、この軸受
１８がアシスト軸２０を回転自在に支持するとともに、
ギヤケース３３の装着により軸受１８はアシスト軸２０
の段部２０ａを凹部３２方向に押さえ込み、軸受１９を
介してバネ部材４０を押圧する。この軸受１８は請求の
範囲との関係において第１の軸受に相当する。これによ
り、アシスト軸２０は軸受１８、１９を介してギヤケー
ス３３とギヤボックス３０の凹部３２との間に保持され
る。

【００２６】なお、この場合、バネ部材４０のイニシャ
ル荷重を、アシスト軸２０にかかる最大スラスト力以上
としておけば、バネ部材４０の撓みを通常の軸力の範囲
では抑えることができる。

【００２７】アシスト軸２０は、軸受１９から凹部３２
の底面３２ａ側に突出するストッパ部４１を備える。こ
れにより、例えば、タイヤ１側からのキックバックや、
ラック軸４が摺動限界に達した場合のラック軸４のスト
ッパへの当接等により、アシスト軸２０に過大なスラス
ト力が働いた場合でも、アシスト軸２０の過大な動きは
凹部３２の底面３２ａと当接するストッパ部４１により
制限され、バネ部材４０が軸受１９と凹部３２の底面３
２ａとの間で押しつぶされたり、またウォームとウォー
ムホイール２１との噛合がずれて作動不良を起こしたり
しないようになっている。

【００２８】ラック軸４は背面をプレッシャパッド２２
を介してスプリング２３によりアシスト軸２０側に付勢
されており、アシストピニオンギヤ１３とアシストラッ
クギヤ１４との間の噛合を保持している。なお、スプリ
ング２３は、ギヤボックス３０のラック軸４側方の開口
にはめ込まれたプラグ３５に保持され、このプラグ３５
はそのフランジ３６をギヤボックス３０に形成された溝
部３７にかしめることにより固定されている。

【００２９】なお、ギヤケース３３とギヤボックス３０
の間にはＯリング３８が、またプラグ２４およびギヤボ
ックス３０の間にはＯリング３９が、それぞれ介装さ
れ、ギヤボックス３０内がシールされている。

【００３０】つぎに作用を説明する。

【００３１】車両に搭載された電動パワーステアリング
装置が作動するときには、モータ１２からのアシスト力
は、アシスト軸２０外周のアシストピニオンギヤ１３お
よびラック軸４のアシストラックギヤ１４を介して操舵
力に作用し、パワーアシストがなされる。

【００３２】この場合、バネ部材４０には通常の操舵に
おいてアシスト軸２０に作用するスラスト力よりも大き
なイニシャル荷重が与えられているので、通常の操舵に
おいては、アシスト軸２０は軸受１８、１９およびバネ
部材４０を介してギヤボックス３０内で略所定の位置に
保持される。これに対して、例えばタイヤ１が石ころ、
段差等に乗り上げキックバックがあった場合や、ラック
軸４が摺動限界に達してストッパへ当接してしまった場
合等、アシスト軸２０に過大なスラスト力が作用した場
合でも、アシスト軸２０先端のストッパ部４１が凹部３
２の底面３２ａに当接することによりアシスト軸２０お
よび軸受１９の底面３２ａ側への過大な移動は防止され
るので、軸受１９と底面３２ａとの間でバネ部材４０が
押しつぶされて破損することはない。

【００３３】一方、電動パワーステアリング装置の製造
工程においては、アシスト軸２０のギヤボックス３０へ
の組み付けは、ギヤボックス３０の開口３１からアシス
ト軸２０を凹部３２内に収装すればよく、作業は一方向
からのみで済むとともに、ギヤボックス３０、ギヤケー
ス３３、アシスト軸２０の加工上の公差はバネ部材４０
により吸収され、アシスト軸２０は自動的に軸方向のぶ
れなく保持されるので、組み付け作業は極めて容易に行
うことができる。

【００３４】また、軸受１９はアシスト軸２０と凹部３
２の底面３２ａとの間にバネ部材４０を介して保持され
るので、組み立て工程においてネジ等で軸受１９を係止
する必要はなく、部品点数および製造コストの削減が図
れる。

【００３５】さらに、ギヤボックス３０の凹部３２側に
は開口が設けられないので、ギヤボックス３０の加工は
容易となり製造工数が削減できる。

【００３６】図２には、本発明の他の実施の形態を示
す。

【００３７】この実施の形態においては、アシスト軸２
０に軸受１９から凹部３２の底面３２ａ側に突出したス
トッパ部４１を設けない代わりに、凹部３２の底面３２
ａ外周に設けた段差をストッパ部４２としている。これ
により、アシスト軸２０に作用するスラスト力が過大と
なり、アシスト軸２０および軸受１９が凹部３２の底面
３２ａ側に過大に動こうとしても、このストッパ部４２
に軸受１９が当接してアシスト軸２０の過大な動きが防
止され、バネ部材４０が軸受１９と凹部３２の底面３２
ａとの間で押しつぶされて破損したり、ウォームとウォ
ームホイール２１との噛合がずれて作動不良を起こした
りしないようになっている。なお、この図２に示した実
施の形態は、ストッパ部４２以外の構成は、図１に示し
た実施の形態と全く同様である。

【００３８】

【発明の効果】第１の発明によれば、電動パワーステア
リング装置の製造時のアシスト軸のギヤボックスへの組
み付けは、ギヤボックスの開口からアシスト軸を凹部内
に収装すればよく、作業は一方向からのみで済むととも
に、ギヤボックス、ギヤケース、アシスト軸の加工上の
公差は付勢手段により吸収され、アシスト軸は自動的に
軸方向のぶれなく保持されるので、組み付け作業は極め
て容易に行うことができる。また、第１の軸受はアシス
ト軸と凹部の底面との間に付勢手段を介して保持される
ので、組み立て工程においてネジ等で軸受を係止する必
要はなく、部品点数および製造コストの削減が図れる。
さらに、ギヤボックスの凹部側には開口が設けられない
ので、ギヤボックスの加工は容易となり製造工数が削減
できる。

【００３９】第２の発明によれば、車両に搭載された電
動パワーステアリング装置が作動するときには、モータ
からのアシスト力は、アシスト軸外周のピニオンおよび
ラックを介して操舵力に作用し、パワーアシストがなさ
れるが、バネ部材には通常の操舵においてアシスト軸に
作用するスラスト荷重よりも大きな初期の付勢力が与え
られているので、通常の操舵においては、スラスト力に
よるアシスト軸の動きはなく、アシスト軸は所定の位置
に保持される。

【００４０】第３の発明によれば、ストッパによりアシ
スト軸の凹部底面方向への過大な動きが防止されるの
で、被操舵部側からキックバックがあった場合等、アシ
スト軸に過大なスラスト力が作用した場合でも、第１の
軸受と凹部底面との間で付勢手段が押しつぶされて破損
したり、ウォームとウォームホイールとの噛合がずれて
作動不良を起こすようなことはない。

【００４１】第４の発明によれば、アシスト軸が凹部底
面方向へ過大に動いたときには、第１の軸受から突出し
たアシスト軸の先端が凹部底面と当接して、アシスト軸
のそれ以上の移動を防止するので、アシスト軸の先端は
ストッパとして機能する。

【００４２】第５の発明によれば、アシスト軸が凹部底
面方向へ過大に動いたときには、第１の軸受が凹部底面
の段差に当接して、軸受およびアシスト軸のそれ以上の
移動を防止するので、凹部底面の段差はストッパとして
機能する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す断面図である。

【図２】同じく他の実施の形態を示す断面図である。

【図３】電動パワーステアリング装置の全体構成を示す
構成図である。

【図４】従来例を示す断面図である。

【符号の説明】

１３ アシストピニオンギヤ １３ａ 端部 １４ アシストラックギヤ １８ 軸受 １９ 軸受 ２０ アシスト軸 ２０ａ 段部 ３０ ギヤボックス ３１ 開口 ３２ 凹部 ３２ａ 底面 ３３ ギヤケース ４０ バネ部材 ４１ ストッパ部 ４２ ストッパ部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】モータの出力により回転トルクが付与され
   るアシスト軸と、 このアシスト軸外周に設けられたピニオンと、 このピニオンと噛合するラックと、 前記アシスト軸およびラックを収容するギヤボックスと
   を備え、前記ラックに連係する被操舵部にモータ出力を
   アシスト力として付与する電動パワーステアリング装置
   において、 前記ギヤボックスに前記アシスト軸が収容される開口と
   底面とを備えた凹部を形成し、 前記アシスト軸の一端を支持する第１の軸受をこの凹部
   に設けた付勢手段とピニオンギヤの端部とで保持すると
   ともに、 前記アシスト軸の他端を支持する第２の軸受を取り付け
   たギヤケースで前記凹部の開口に装着し、 前記第２の軸受が前記アシスト軸に形成した段部におい
   て前記アシスト軸を前記凹部方向に押さえ付けるように
   したことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 【請求項２】前記付勢手段の付勢力を、通常の操舵にお
   いてアシスト軸にかかるスラスト荷重の最大値よりも大
   きく設定したことを特徴とする請求項１に記載の電動パ
   ワーステアリング装置。
3. 【請求項３】前記アシスト軸の前記凹部方向への過大変
   位を防止するストッパを備えたことを特徴とする請求項
   １または請求項２に記載の電動パワーステアリング装
   置。
4. 【請求項４】前記アシスト軸の先端を第１の軸受から凹
   部方向に突出させ、このアシスト軸の先端を前記ストッ
   パとしたことを特徴とする請求項３に記載の電動パワー
   ステアリング装置。
5. 【請求項５】前記凹部底面に段差を設け、この段差を前
   記ストッパとしたことを特徴とする請求項３に記載のパ
   ワーステアリング装置。