JPH11105721A - 電動パワ−ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電動パワ−ステアリング装置の配置や車両側
の部品配置に制約を生じない電動パワ−ステアリング装
置の出力軸の支承構造を提供する。 【解決手段】 モ−タの出力をウオ−ム歯車減速機構を
介して舵取機構に伝達し操舵補助を行う電動パワ−ステ
アリング装置において、減速機構の接続された舵取機構
の入力軸を構成するピニオン１２は、減速機構側に配置
された第１の軸受である玉軸受１８とピニオン先端部に
配置された第２の軸受であるニ−ドルベアリング２０で
支承される。第１の軸受はピニオンに作用する半径方向
の荷重のほか軸方向荷重も支承するように軸方向位置を
規制する固定手段である止め輪１９によりハウジング１
４に固定される。止め輪１９をハウジング１４に固定す
るためウオ−ムホイ−ル１６には作業用開口部１６ａが
設けられ、開口部から工具を挿入して止め輪をハウジン
グに固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電動パワ−ステ
アリング装置に関し、特にその出力軸の支持部分の構成
に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両用の電動パワ−ステアリング装置に
は、操向ハンドルの操作によりステアリングシヤフトに
発生する操舵トルクを検出し、その検出信号に基づいて
操舵補助力を発生するモ−タを駆動し、操舵軸に取り付
けられた減速機構を介して舵取機構を駆動するように構
成されたものがある（一例として、実開昭６２−９９８
３４号公報参照）。

【０００３】図７は、このような電動パワ−ステアリン
グ装置において、ウオ−ム歯車減速機構とラツクアンド
ピニオン式舵取機構を採用した機構の要部を示す断面図
である。図７において、１００はステアリングシヤフト
で、ステアリングシヤフト１００の上端（図１では右
端）には、ステアリングホイ−ル１２０が取り付けられ
ており、また、ステアリングシヤフト１００の下端（図
１では左端）には、操舵トルクを検出するト−ションバ
−１０１を介して、ラツクアンドピニオン式舵取機構の
ピニオン１０２が結合されている。なお、図７におい
て、１０４はハウジング、１０５は操舵補助力を発生す
るモ−タ軸に結合したウオ−ム、１０６はウオ−ムホイ
−ルで、ウオ−ムホイ−ル１０６はピニオン１０２に同
軸に固定結合している。

【０００４】以上の構成において、操舵操作によりステ
アリングシヤフト１００に発生した操舵トルクは、ト−
ションバ−１０１で検出され、その検出信号に基づいて
操舵補助力を発生する図示しないモ−タが駆動される。
モ−タの駆動力はウオ−ム１０５、ウオ−ムホイ−ル１
０６を介して舵取機構のピニオン１０２に伝達され、ピ
ニオン１０２の回転はラツク１０３を駆動し、ステアリ
ング装置に操舵補助力が付与される。

【０００５】上記したような構成の電動パワ−ステアリ
ング装置では、舵取機構のピニオン１０２は、ウオ−ム
ホイ−ル側のアンギュラ玉軸受１０８と、ラツク側のア
ンギュラ玉軸受１０９とで支承されており、ラツク側の
軸受１０９は、その内輪１０９ａをロツクナツト１１０
でピニオン１０２に固定し、外輪１０９ｂをナツトカバ
−１１１でハウジング１０４に固定し、ピニオンが軸方
向に移動しないように位置決めされている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たラツク側に配置されたピニオンを支承するアンギュラ
玉軸受１０９をロツクナツト１１０とナツトカバ−１１
１で固定する固定手段では、ピニオン端部周辺のハウジ
ングが大きく張り出すからそのための配置空間を必要と
し、車両側の部品配置によつては電動パワ−ステアリン
グ装置の部材との間で干渉し、電動パワ−ステアリング
装置の配置や車両側の部品配置に制約を生じる可能性も
あつた。この発明は、上記課題を解決し、小型で車両側
の部品との間で干渉することのない電動パワ−ステアリ
ング装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を解
決するもので、請求項１の発明は、モ−タの出力をモ−
タ軸に結合する第１の歯車と舵取機構の入力軸に結合す
る第２の歯車とで構成した減速機構を介して舵取機構に
伝達する電動パワ−ステアリング装置において、前記減
速機構の接続された舵取機構の入力軸を構成するピニオ
ンは、減速機構側に配置された第１の軸受とピニオン先
端部に配置された第２の軸受とで支承され、前記第１の
軸受は、ピニオンに作用する半径方向の荷重のほか、軸
方向荷重も支承するように前記第２の歯車に設けられた
作業用開口部を用いて移動固定される固定部材によりハ
ウジングに軸方向位置を規制されて固定されていること
を特徴とするものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を説
明する。図１は第１の実施の形態のウオ−ム歯車減速機
構とラツクアンドピニオン式舵取機構の要部を示す断面
図、図２はウオ−ムホイ−ルの平面図で、ウオ−ムホイ
−ルに設けた作業用の開口部の位置と形状を示す。ま
た、図３は玉軸受の外輪を固定する止め輪の形状を示す
平面図である。

【０００９】図１において、１０はステアリングシヤフ
トで、ステアリングシヤフト１０の上端（図１では右
端）には、図示されていないステアリングホイ−ルが取
り付けられており、また、ステアリングシヤフト１０の
下端（図１では左端）には、操舵トルクを検出するト−
ションバ−１１を介して、ラツクアンドピニオン式舵取
機構のピニオン１２が結合されている。なお、図１にお
いて、１３はラツクアンドピニオン式舵取機構のラツ
ク、１４はハウジング、１５は操舵補助力を発生するモ
−タ軸に結合した第１の歯車であるウオ−ム、１６は第
２の歯車であるウオ−ムホイ−ルで、ウオ−ムホイ−ル
１６はピニオン１２（舵取機構の入力軸）に同軸に固定
結合している。

【００１０】ウオ−ムホイ−ルは、図２の平面図に示す
ように、ピニオン軸に嵌合する孔１６ｈを有する芯金部
１６ｅ及び周辺の歯部１６ｇと、芯金と歯部を接続する
樹脂部１６ｆから構成され、芯金部１６ｅには、後述す
る玉軸受固定用の止め輪を装着するための作業用開口部
１６ａが形成されている。

【００１１】１８はピニオン１２のウオ−ムホイ−ル側
を支承する第１の軸受である玉軸受であり、その外輪１
８ａはハウジング１４に嵌合され、固定部材である円環
状の止め輪１９で固定される。ピニオン１２の一部には
玉軸受１８のボ−ル１８ｂの軌道面を構成する溝１２ｃ
が形成されている。ピニオン１２の溝１２ｃを構成要素
の一部とする玉軸受１８は、半径方向荷重と軸方向荷重
を共に支承する軸受であつて、半径方向荷重と軸方向荷
重とを同時に支承することができる４点接触玉軸受であ
る。

【００１２】玉軸受の外輪をハウジング１４に固定する
止め輪１９は、図３にその平面図を示したが、その一箇
所が半径方向に沿つて切り離されており、その両端部に
作業孔１９ｐが形成されている。作業孔１９ｐに図示し
ない略挟み状の工具の先端を引つ掛けて接近させるよう
に操作すると、止め輪１９はその材料の弾性により外径
を縮小することができ、工具を離すと元の外径に復元す
るように構成されている。止め輪１９のハウジング１４
への装着方法は後で詳細に説明する。

【００１３】２０はピニオン１２の先端に形成された軸
部１２ａを支承する第２の軸受で、ニ−ドルベアリング
である。この軸受は半径方向の外形が小さいので、ピニ
オン端部周辺のハウジングの寸法を小さくすることがで
きるほか、半径方向の大きな荷重を支承することができ
る。

【００１４】次に、ハウジング１４内にピニオン１２を
玉軸受１８とニ−ドルベアリング１０で支承する組み立
て方法について説明する。

【００１５】まず、ピニオン１２とウオ−ムホイ−ル１
６とは、ハウジング１４の外部で予め同軸に固定結合し
ておくものとする。

【００１６】最初にニ−ドルベアリング２０をハウジン
グ１４の所定の位置に装着し、また、玉軸受１８の外輪
１８ａをハウジング１４の所定の位置に装着する。次
に、止め輪１９をウオ−ムホイ−ル１６の配置される付
近に仮に配置する。

【００１７】ウオ−ムホイ−ル１６に設けた作業用開口
部１６ａの、ピニオン１２が固定結合されている側と反
対の側から図示しない挟み状の工具を挿入し、工具の先
端を止め輪１９に設けた作業孔１９ｐに引つ掛け、止め
輪１９の外径をハウジング１４の玉軸受外輪支承部１４
ａの内径よりも小さくする。

【００１８】この状態で、ピニオン１２とウオ−ムホイ
−ル１６との組み立て体をハウジング１４内部に挿入
し、ピニオン１２の先端の軸部１２ａをニ−ドルベアリ
ング１０で支承させ、また、ピニオン１２の溝１２ｃに
玉軸受１８のボ−ル１８ｂを係合させて支承させる。

【００１９】この状態で、止め輪１９をハウジング１４
の内部に形成した玉軸受外輪支承部１４ａの溝１４ｂの
位置に合わせて工具を外せば、止め輪１９は溝１４ｂに
嵌着してその外径が拡大して固定されるから、玉軸受１
４の外輪は止め輪１９により軸方向に対して固定され、
ピニオン１２とウオ−ムホイ−ル１６との組み立て体は
ニ−ドルベアリング１０と玉軸受１８とで支承され、軸
方向位置も玉軸受１８により規定される。これにより、
ピニオン１２に加わる軸方向荷重を玉軸受１８のみで支
承することができる。

【００２０】以上の説明では、ピニオン１２の先端部を
ニ−ドルベアリング１０で支承させる構成を採用してい
るが、ニ−ドルベアリングに代えてすべり軸受なども使
用することができる。

【００２１】ウオ−ムホイ−ル１６は、芯金部１６ｅ及
び歯部１６ｇと、芯金と歯部を接続する樹脂部１６ｆか
ら構成されるものが一般的であり、前記した作業用の開
口部１６ａは樹脂部１６ｆよりも芯金部１６ｅに設ける
と強度上有利である。

【００２２】次に、この発明の第２の実施の形態を説明
する。図４は、第２の実施の形態の、ウオ−ム歯車減速
機構とラツクアンドピニオン式舵取機構の要部を示す断
面図、図５はウオ−ムホイ−ルの平面図で、ウオ−ムホ
イ−ルに設けた作業用の開口部の位置と形状を示す。ま
た、図６は軸受を軸方向に固定する軸受固定部材の平面
図である。

【００２３】図４において、３０はステアリングシヤフ
トで、ステアリングシヤフト３０の上端（図４では右
端）には、図示されていないステアリングホイ−ルが取
り付けられており、また、ステアリングシヤフト３０の
下端（図４では左端）には、操舵トルクを検出するト−
ションバ−３１を介して、ラツクアンドピニオン式舵取
機構のピニオン３２が結合されている。なお、図４にお
いて、３３はラツクアンドピニオン式舵取機構のラツ
ク、３４はハウジング、３５は操舵補助力を発生するモ
−タ軸に結合した第１の歯車であるウオ−ム、３６は第
２の歯車であるウオ−ムホイ−ルで、ウオ−ムホイ−ル
３６はピニオン３２に同軸に固定結合されている。

【００２４】ウオ−ムホイ−ルは、図５の平面図に示す
ように、ピニオン軸に嵌合する孔３６ｈを有する芯金部
３６ｅ及び周辺の歯部３６ｇと、芯金と歯部を接続する
樹脂部３６ｆから構成され、芯金部３６ｅには後述する
軸受固定部材を回転して締め付けるための複数の作業用
開口部３６ａが形成されている。

【００２５】３８はピニオン３２のウオ−ムホイ−ル側
を支承する第１の軸受である玉軸受であり、その外輪３
８ａは軸受固定部材３７によりハウジング３４に固定さ
れる。玉軸受３８は半径方向荷重と軸方向荷重を共に支
承する軸受であつて、４点接触玉軸受である。

【００２６】軸受固定部材３７は、図６にその平面図を
示したが、その外周にはハウジング３４の内側に形成さ
れたねじ部３４ｓに螺合するねじ部３７ｓが設けられて
おり、また、その内側には図４の断面図に示されるよう
に、玉軸受３８の外輪３８ａに嵌合する内径を持つ段部
３７ａが形成されている。さらに、軸受固定部材３７に
は、ウオ−ムホイ−ル３６の作業用開口部３６ａ（複
数）に対応する位置に、作業孔３７ｐ（複数）が設けら
れており、作業孔３７ｐに図示しない工具を係合させて
回転することで、軸受固定部材３７をハウジング３４の
内側のねじ部３４ｓにねじ込み、その段部３７ａで玉軸
受外輪３８ａをハウジング３４に押圧して固定すること
ができる。軸受固定部材３７による玉軸受外輪３８ａの
ハウジング３４への固定方法は後で詳細に説明する。

【００２７】４０はピニオン３２の先端に形成された軸
部３２ａを支承する軸受で、半径方向の大きな荷重を支
承できる第２の軸受であるニ−ドルベアリングである。
この軸受は半径方向の外形が小さいので、ピニオン端部
周辺のハウジングの寸法を小さくすることができる。

【００２８】次に、ハウジング３４内にピニオン３２を
玉軸受３８とニ−ドルベアリング４０で支承する組み立
て方法について説明する。

【００２９】まず、ピニオン３２とウオ−ムホイ−ル３
６とは、ハウジング３４の外部で予め同軸に固定結合
し、軸受固定部材３７をウオ−ムホイ−ル３６のピニオ
ン３２側に仮に装着する。更に玉軸受３８の外輪３８ａ
を軸受固定部材３７の段部３７ａに嵌合させ、内輪３８
ｂをピニオン３２に嵌合させ、止め輪３９でピニオン３
２に固定する。止め輪３９は、その一箇所が半径方向に
沿つて切り離されており、図示しない工具で内径を拡大
してピニオン３２に挿入し、溝３２ａに嵌合させること
で、内輪３８ｂをピニオン３２に固定することができ
る。

【００３０】ピニオン３２、ウオ−ムホイ−ル３６、及
び玉軸受３８と軸受固定部材３７との組み立て体をハウ
ジング３４内部に挿入し、ピニオン３２の先端軸部３２
ａをニ−ドルベアリング４０で支承させる。

【００３１】この状態で、ウオ−ムホイ−ル３６に設け
た作業用開口部３６ａの、ピニオン３２が固定結合され
ている側と反対の側から工具を挿入し、工具の先端を軸
受固定部材３７の作業孔３７ｐに係合させ、軸受固定部
材３７の外周のねじ部３７ｓをハウジング３４の玉軸受
外輪支承部の内周に形成したねじ部３４ｓにねじ込むこ
とで、玉軸受３４の外輪は軸方向に固定され、ピニオン
３２とウオ−ムホイ−ル３６との組み立て体はニ−ドル
ベアリング４０と玉軸受３８とで支承され、軸方向位置
も玉軸受３８により規定されるから、ピニオン３２に加
わる軸方向荷重を玉軸受３８のみで支承することができ
る。

【００３２】以上の説明では、ピニオン３２の先端部を
ニ−ドルベアリング４０で支承させる構成を採用してい
るが、第１の実施の形態の場合と同じくニ−ドルベアリ
ングに代えてすべり軸受なども使用することができる。

【００３３】ウオ−ムホイ−ル３６は、芯金部３６ｅ及
び歯部３６ｇと、芯金と歯部を接続する樹脂部３６ｆか
ら構成されるものが一般的であり、前記した作業用開口
部３６ａは樹脂部３６ｆよりも芯金部３６ｅに設けると
強度上有利である。

【００３４】また、作業用開口部３６ａは、図５に示す
円形の開口部のほか、円周方向に沿つて延びた円弧状の
長穴開口部としてもよい。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したとおり、この発明の電動パ
ワ−ステアリング装置では、舵取機構のピニオンに作用
する軸方向荷重を駆動源側の軸受のみで支承するように
したので、装置の舵取機構側のピニオンを収納するハウ
ジングを小型にすることができ、車両側の部品と電動パ
ワ−ステアリング装置の部材との間で干渉する可能性が
なく、電動パワ−ステアリング装置の配置や車両側の部
品配置に制約を生じるおそれがなくなる。

【００３６】また、ピニオンに作用する軸方向荷重を駆
動源側の軸受のみで支承する構成とすることにより、部
品点数を削減でき、製造コストを低減することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施の形態のウオ−ム歯車減
速機構とラツクアンドピニオン式舵取機構の要部を示す
断面図。

【図２】第１の実施の形態のウオ−ムホイ−ルの平面
図。

【図３】第１の実施の形態の玉軸受の外輪を固定する止
め輪の形状を示す平面図。

【図４】この発明の第２の実施の形態のウオ−ム歯車減
速機構とラツクアンドピニオン式舵取機構の要部を示す
断面図。

【図５】第２の実施の形態のウオ−ムホイ−ルの平面
図。

【図６】第２の実施の形態の軸受固定部材の平面図。

【図７】従来のウオ−ム歯車減速機構とラツクアンドピ
ニオン式舵取機構の要部を示す断面図。

【符号の説明】

１０ ステアリングシヤフト １２ ピニオン １３ ラツク １４ ハウジング １５ ウオ−ム １６ ウオ−ムホイ−ル １６ａ 作業用開口部 １８ 玉軸受 １９ 止め輪 ２０ ニ−ドルベアリング ３０ ステアリングシヤフト ３２ ピニオン ３３ ラツク ３４ ハウジング ３５ ウオ−ム ３６ ウオ−ムホイ−ル ３６ａ 作業用開口部 ３７ 軸受固定部材 ３８ 玉軸受 ３９ 止め輪 ４０ ニ−ドルベアリング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 仙波 剛 群馬県前橋市鳥羽町78番地 日本精工株式 会社内 (72)発明者 安藤 信康 群馬県前橋市鳥羽町78番地 日本精工株式 会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モ−タの出力をモ−タ軸に結合する第１
   の歯車と舵取機構の入力軸に結合する第２の歯車とで構
   成した減速機構を介して舵取機構に伝達する電動パワ−
   ステアリング装置において、 前記減速機構の接続された舵取機構の入力軸を構成する
   ピニオンは、減速機構側に配置された第１の軸受とピニ
   オン先端部に配置された第２の軸受とで支承され、 前記第１の軸受は、ピニオンに作用する半径方向の荷重
   のほか、軸方向荷重も支承するように前記第２の歯車に
   設けられた作業用開口部を用いて移動固定される固定部
   材によりハウジングに軸方向位置を規制されて固定され
   ていることを特徴とする電動パワ−ステアリング装置。