JPH11118001A

JPH11118001A - ハイポイドギヤ構造

Info

Publication number: JPH11118001A
Application number: JP27924097A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Shikame; 義弘鹿目; Osamu Ogawa; 修小川; Yoshimi Kajitani; 義美梶谷
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1997-10-13
Filing date: 1997-10-13
Publication date: 1999-04-30
Anticipated expiration: 2017-10-13
Also published as: JP3567963B2

Abstract

(57)【要約】【課題】タイヤ側（路面側）からの振動入力等に起因
する歯打ち音等の異常音の発生を低減することができる
ハイポイドギヤ構造を提供する。【解決手段】ハイポイドギヤ構造は、回転軸と同軸に
配置されたハイポイドリングギヤ１と、ハイポイドリン
グギヤ１に操舵補助力を伝達する伝達手段を備えた電動
モータとを備え、伝達手段は、電動モータの回転軸１１
４と、回転軸１１４に設けられハイポイドリングギヤ１
と噛み合うハイポイドピニオンギヤ２とを備えており、
ハイポイドリングギヤ１は、伝達手段を押圧する樹脂イ
ンナギヤ４を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ハイポイドギヤ構
造に関し、特に異音防止性能に優れたハイポイドギヤ構
造に関する。

【０００２】

【従来の技術】電動式パワーステアリング装置にハイポ
イドギヤを用いた技術は従来より知られている。そのよ
うな技術においてハイポイドギヤは操舵補助力を付与す
るための電動モータの回転軸と操舵系の出力軸との間に
減速機構として設けられている。

【０００３】電動モータの回転軸と操舵系の出力軸と
は、ハイポイドギヤ構造によって連結される。ハイポイ
ドギヤ構造は減速機構として機能する。

【０００４】上述した従来の電動式パワーステアリング
装置における一つの問題は、ハイポイドギヤ構造におけ
るギヤの噛み合い部分に発生するバックラッシを適切に
設定する必要があるということである。

【０００５】例えば、特開平７−２３２６５１号公報
は、ハイポイドリングギヤの取り付け位置を上下に調整
することにより、ギヤの噛み合い部分に発生するバック
ラッシが適切に調整されることを開示している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記公報に記載の従来
のハイポイドギヤ構造では、ハイポイドリングギヤとハ
イポイドピニオンギヤとの噛み合いは、正規の組み付け
位置において適正なバックラッシが得られるように調整
される。このため円滑な噛み合いが得られる。しかし、
ハイポイドギヤ構造に対してタイヤ側（路面側）から振
動入力等があった場合には、適正なバックラッシであっ
ても、バックラッシがあると、歯打ち音等の異音が発生
するという課題がある。

【０００７】本発明は、上記課題を解決するために為さ
れたものであり、路面入力等があった場合であっても、
歯打ち音等の異常音の発生を低減することができ、か
つ、部品点数を大幅に削減でき、製品コストの安いハイ
ポイドギヤ構造を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のハイポイドギヤ
構造は、回転軸と同軸に配置されたハイポイドリングギ
ヤと、該ハイポイドリングギヤに回転力を伝達する伝達
手段とを備え、該伝達手段は、該ハイポイドリングギヤ
と噛み合うハイポイドピニオンギヤを備えており、該ハ
イポイドリングギヤは、該伝達手段を押圧する弾性部材
を備えており、これにより上記目的が達成される。

【０００９】該弾性部材は、板ばね状部を有する樹脂部
材を含み、該樹脂部材は、内周を該ハイポイドリングギ
ヤに固定されていてもよい。

【００１０】該弾性部材は、該ハイポイドリングギヤの
凹部に設けられていてもよい。

【００１１】該弾性部材は、一端が該伝達手段の一部を
押圧する板ばねを含み、該板ばねは、該ハイポイドリン
グギヤの内周部に他端が固定されていてもよい。

【００１２】該板ばねは、複数の板状部分を含んでいて
もよい。

【００１３】該回転軸は、該板ばねにより押圧される部
分が凸状の曲面である押圧部を含んでいてもよい。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態を説明する。

【００１５】図１は、本発明の実施の形態に係るハイポ
イドギヤ構造を含む電動パワーステアリング装置の構成
を示す。

【００１６】電動パワーステアリング装置１０２は、ス
テアリングシャフト１０７と、ラック軸１０３とを有し
ている。ステアリングシャフト１０７の回転は、ステア
リングシャフト１０７と同軸に設けられたハイポイドピ
ニオンギヤ１０４とラック軸１０３との間の噛み合いに
より、ラック軸１０３の軸方向の運動に変換される。ラ
ック軸１０３の両端には、軸手（図示せず）及びタイロ
ッド（図示せず）を介して操舵輪（図示せず）が結合さ
れている。ラック軸１０３が軸方向に移動することによ
り、操舵輪が左右に舵取りされる。

【００１７】ステアリングシャフト１０７は、ステアリ
ングホイール（図示せず）側に連結される入力軸１０８
と、操舵輪（図示せず）側に連結される出力軸１０９と
を含んでいる。

【００１８】出力軸１０９と同軸にハイポイドリングギ
ヤ１が配置されている。ハイポイドリングギヤ１は、電
動モータ１１３の回転軸１１４に設けられたハイポイド
ピニオンギヤ２と噛み合っている。

【００１９】図２は、本実施の形態に係るハイポイドギ
ヤ構造の第１の例の構成を示す。図２（ａ）はハイポイ
ドギヤ構造の第１の例の平面図を示し、図２（ｂ）はハ
イポイドギヤ構造の第１の例の要部断面図を示し、図２
（ｃ）はハイポイドギヤ構造の第１の例の要部平面図を
示す。

【００２０】金属製のハイポイドリングギヤ１には、樹
脂インナギヤ４が設けられている。樹脂インナギヤ４
は、板ばね状部４ｃとギヤ部４ａとを有しており、内周
部４ｄがハイポイドリングギヤ１の軸受け部１ａに固定
されている。樹脂インナギヤ４は、樹脂の一体成形によ
り作られる。

【００２１】樹脂インナーギヤ４のギヤ部４ａの歯面
は、ハイポイドピニオンギヤ２の組み付け前の状態にお
いて、ハイポイドリングギヤ１のギヤ部の歯面よりも若
干突出するような状態で取り付けられる。

【００２２】ハイポイドピニオンギヤ２と樹脂インナー
ギヤ４とを強制的に噛み合わせると、ハイポイドピニオ
ンギヤ２は樹脂インナーギヤ４を押し下げる。このた
め、組み付け前は通常状態であった樹脂インナーギヤ４
は、ハイポイドピニオンギヤ２と組み付けられると、板
ばね状部４ｃにおいて撓んだ状態になる。この結果、樹
脂インナーギヤ４は、板ばね状部４ｃによって、ハイポ
イドピニオンギヤ２に押しつけられるようにして、ハイ
ポイドピニオンギヤ２と噛み合う。

【００２３】樹脂インナギヤ４用の樹脂材としては、熱
可塑性から熱硬化性樹脂まで、ほとんどの材料が適用可
能である。耐熱性、耐薬品性（グリス、油）、およびコ
ストを考慮すると、ナイロン系、ポリアセタール、及び
熱可塑性エラストマーの非強化、あるいはガラスファイ
バー、カーボンファイバー等で強化した材料が最も適し
ている。

【００２４】このように、ハイポイドリングギヤ１は、
内周部４ｄがハイポイドリングギヤ１の軸受け部１ａに
固定され、板ばね状部４ｃを有し、ハイポイドピニオン
ギヤ２を押圧する樹脂インナギヤ４を備えている。この
ため、ハイポイドギヤ構造に対してタイヤ側（路面側）
から振動入力等があった場合には、振動エネルギーは、
樹脂インナギヤ４の板ばね状部４ｃを撓ませることで吸
収される。この結果、路面入力等があった場合であって
も、歯打ち音等の異常音の発生を低減することができる
ハイポイドギヤ構造を提供することができる。特に、第
1の例は、生産性、及びＮＶ(Noise Vibration)特性に優
れるという効果を有する。

【００２５】図３は、本実施の形態に係るハイポイドギ
ヤ構造の第２の例の構成を示す。図３（ａ）はハイポイ
ドギヤ構造の第２の例の平面図を示し、図３（ｂ）はハ
イポイドギヤ構造の第２の例の要部断面図を示す。

【００２６】ハイポイドギヤ構造の第２の例は、インナ
ギヤ５を弾性体で構成し、ハイポイドリングギヤ１の凹
部に配置したことを特徴とする。ハイポイドリングギヤ
１の歯面の内側に設けた溝に弾性体のギヤ５を挿入す
る。ギヤ５は、インサート成形によっても作ることがで
きる。

【００２７】ハイポイドピニオンギヤ２と弾性体のギヤ
５とを強制的に噛み合わせると、ハイポイドピニオンギ
ヤ２はギヤ５を押し下げる。このため、組み付け前は通
常状態であった弾性体のギヤ５は、ハイポイドピニオン
ギヤ２と組み付けられると、弾性により圧縮された状態
になる。この結果、弾性体のギヤ５は、弾性によって、
ハイポイドピニオンギヤ２に押しつけられるようにし
て、ハイポイドピニオンギヤ２と噛み合う。

【００２８】弾性体の材質は、ゴム系（ＮＢＲ、ＥＰＤ
Ｍ、アクリルゴム、シリコンゴム等）や熱可塑性エラス
トマー等が適している。

【００２９】このように、ハイポイドリングギヤ１は、
ハイポイドリングギヤ１の凹部に設けられ、ハイポイド
ピニオンギヤ２を押圧する弾性体のギヤ５を備えてい
る。このため、ハイポイドギヤ構造に対してタイヤ側
（路面側）から振動入力等があった場合には、振動エネ
ルギーは、ハイポイドピニオンギヤ２に押しつけられて
いる弾性体のギヤ５の撓みで吸収される。この結果、路
面入力等があった場合であっても、歯打ち音等の異常音
の発生を低減することができるハイポイドギヤ構造を提
供することができる。特に、第２の例は、コスト、生産
性、組み付け性、バックリング、及びＮＶ特性に優れる
という効果を有する。

【００３０】図４は、本実施の形態に係るハイポイドギ
ヤ構造の第３の例の構成を示す。図４（ａ）はハイポイ
ドギヤ構造の第３の例の平面図を示し、図４（ｂ）はハ
イポイドギヤ構造の第３の例の要部断面図を示す。

【００３１】ハイポイドギヤ構造の第３の例では、第２
の例と同様に、弾性体を用いた構成が用いられる。ハイ
ポイドリングギヤ１の歯面の内側に弾性体６が埋め込ま
れる。弾性体６の先端にラウンド型（表面が曲面形状
の）の凸部が一定の出代で設けられる。ハイポイドピニ
オンギヤ２の先端に丸棒７が設けられる。

【００３２】ハイポイドピニオンギヤ２とハイポイドリ
ングギヤ１とを強制的に噛み合わせると、ハイポイドピ
ニオンギヤ２の先端に設けられた丸棒７は弾性体６を押
し下げる。このため、組み付け前は通常状態であった弾
性体６は、ハイポイドピニオンギヤ２の先端に設けられ
た丸棒７と組み付けられると、弾性により圧縮された状
態になる。この結果、弾性体６は、弾性によって、丸棒
７に押しつけられる。

【００３３】組み付け状態において、丸棒７が弾性体６
を圧縮した状態となっていることにより、ハイポイドリ
ングギヤ１とハイポイドピニオンギヤ２との間のガタが
なくなる。

【００３４】弾性体の材質は、第２の例の場合と同様
に、ゴム系（ＮＢＲ、ＥＰＤＭ、アクリルゴム、シリコ
ンゴム等）や熱可塑性エラストマー等が適している。

【００３５】このように、ハイポイドリングギヤ１は、
ハイポイドリングギヤ１の凹部に設けられ、ハイポイド
ピニオンギヤ２の先端に設けられた丸棒７を押圧する弾
性体６を備えている。このため、ハイポイドギヤ構造に
対してタイヤ側（路面側）から振動入力等があった場合
には、振動エネルギーは、丸棒７に押しつけられている
弾性体６の撓みで吸収される。この結果、路面入力等が
あった場合であっても、歯打ち音等の異常音の発生を低
減することができるハイポイドギヤ構造を提供すること
ができる。特に、第３の例は、第２の例と同様に、コス
ト、生産性、組み付け性、バックリング、及びＮＶ特性
に優れるという効果を有する。

【００３６】図５は、本実施の形態に係るハイポイドギ
ヤ構造の第４の例の構成を示す。図５（ａ）はハイポイ
ドギヤ構造の第４の例の平面図を示し、図５（ｂ）はハ
イポイドギヤ構造の第４の例の要部断面図を示す。

【００３７】ハイポイドギヤ構造の第４の例では、ハイ
ポイドピニオンギヤの押圧方法を金属ばねによる方法と
した構成が用いられる。板ばね８は、ラジアル方向（放
射状）に櫛刃状に板ばねが切られている。板ばね８は、
固定リング１０によりハイポイドリングギヤ１に固定さ
れている。ハイポイドピニオンギヤ２の先端に設けられ
た丸棒７には、丸棒７が板ばね８の上を転がりやすくす
るため、凸型形状部９が設けられている。

【００３８】ハイポイドピニオンギヤ２とハイポイドリ
ングギヤ１とを強制的に噛み合わせると、ハイポイドピ
ニオンギヤ２の先端に設けられた凸型形状部９は板ばね
８を押し下げる。このため、組み付け前は通常状態であ
った板ばね８は、ハイポイドピニオンギヤ２の先端に設
けられた凸型形状部９と組み付けられると、弾性により
撓んだ状態になる。この結果、板ばね８は、弾性によっ
て、丸棒７に設けられた凸型形状部９に押しつけられ
る。

【００３９】ハイポイドピニオンギヤ２をスムーズに回
転させるため、櫛刃の幅はなるべく狭い方が好ましい。
板ばねの材質は、ばね鋼の他、ハイポイドギヤ構造の第
１の例で前述したような樹脂を用いることにより、ＮＶ
特性を向上させることができる。

【００４０】このように、板ばね８は、複数の板状部分
を含んでおり、電動モータの回転軸は、板ばね８により
押圧される部分が曲面形状を有する凸型形状部９を含ん
でいる。このため、ハイポイドギヤ構造に対してタイヤ
側（路面側）から振動入力等があった場合には、振動エ
ネルギーは、凸型形状部９を押圧している板ばね８の撓
みで吸収される。この結果、路面入力等があった場合で
あっても、歯打ち音等の異常音の発生を低減することが
できるハイポイドギヤ構造を提供することができる。ま
た、ハイポイドピニオンギヤ２の回転がスムーズにな
る。

【００４１】特に、第４の例は、板ばねの材質を金属と
した場合には、組み付け性、ばねの疲労に対する耐久性
やクリープによるばねの撓み量の変化に関するばね耐久
性、及びバックリングにおいて優れるという効果を有す
る。また、板ばねの材質を樹脂とした場合には、コス
ト、生産性、組み付け性、バックリング、及びＮＶ特性
に優れるという効果を有する。

【００４２】

【発明の効果】以上のように本発明のハイポイドギヤ構
造によれば、ハイポイドリングギヤは、ハイポイドリン
グギヤに電動モータから操舵補助力を伝達する伝達手段
を押圧する弾性部材を備えている。

【００４３】従って、ハイポイドギヤ構造に対してタイ
ヤ側（路面側）から振動入力等があった場合には、振動
エネルギーは、伝達手段を押圧する弾性部材に吸収され
る。このため、タイヤ側（路面側）からの振動入力等に
起因する歯打ち音等の異常音の発生を低減することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るハイポイドギヤ構造
を含む電動パワーステアリング装置の構成を示す図であ
る。

【図２】本実施の形態に係るハイポイドギヤ構造の第１
の例の構成を示す図である。図２（ａ）はハイポイドギ
ヤ構造の第１の例の平面図であり、図２（ｂ）はハイポ
イドギヤ構造の第１の例の要部断面図であり、図２
（ｃ）はハイポイドギヤ構造の第１の例の要部平面図で
ある。

【図３】本実施の形態に係るハイポイドギヤ構造の第２
の例の構成を示す図である。図３（ａ）はハイポイドギ
ヤ構造の第２の例の平面図であり、図３（ｂ）はハイポ
イドギヤ構造の第１の例の要部断面図である。

【図４】本実施の形態に係るハイポイドギヤ構造の第３
の例の構成を示す図である。図４（ａ）はハイポイドギ
ヤ構造の第３の例の平面図を示し、図４（ｂ）はハイポ
イドギヤ構造の第３の例の要部断面図を示す。

【図５】本実施の形態に係るハイポイドギヤ構造の第４
の例の構成を示す図である。図５（ａ）はハイポイドギ
ヤ構造の第４の例の平面図であり、図５（ｂ）はハイポ
イドギヤ構造の第４の例の要部断面図である。

【符号の説明】

１ハイポイドリングギヤ２ハイポイドピニオンギヤ４樹脂インナギヤ４ａギヤ部４ｃ板ばね状部４ｄ内周部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転軸と同軸に配置されたハイポイドリ
ングギヤと、該ハイポイドリングギヤに回転力を伝達する伝達手段と
を備え、該伝達手段は、該ハイポイドリングギヤと噛み合うハイ
ポイドピニオンギヤを備えており、該ハイポイドリングギヤは、該伝達手段を押圧する弾性
部材を備えている、ハイポイドギヤ構造。
【請求項２】該弾性部材は、板ばね状部を有する樹脂
部材を含み、該樹脂部材は、内周を該ハイポイドリングギヤに固定さ
れている、請求項１に記載のハイポイドギヤ構造。
【請求項３】該弾性部材は、該ハイポイドリングギヤ
の凹部に設けられている、請求項１に記載のハイポイド
ギヤ構造。
【請求項４】該弾性部材は、一端が該伝達手段の一部
を押圧する板ばねを含み、該板ばねは、該ハイポイドリ
ングギヤの内周部に他端が固定されている、請求項１に
記載のハイポイドギヤ構造。
【請求項５】該板ばねは、複数の板状部分を含む、請
求項４に記載のハイポイドギヤ構造。
【請求項６】該回転軸は、該板ばねにより押圧される
部分が凸状の曲面である押圧部を含む、請求項４に記載
のハイポイドギヤ構造。