JPH1134888A

JPH1134888A - 電動式パワーステアリング装置

Info

Publication number: JPH1134888A
Application number: JP9162058A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Eda; 広恵田; Hisao Ubukata; 久夫生方; Masushi Machida; 益司町田
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1997-05-19
Filing date: 1997-06-05
Publication date: 1999-02-09

Abstract

(57)【要約】【課題】簡素な構成であるにも関わらず、歯車の歯面間
に生じるバックラッシュの調整を可能し、それにより製
造コストを低減させかつ信頼性を高めた電動式パワース
テアリング装置を提供する。【解決手段】偏心軸受ホルダ５を回転させることによ
り、ハウジング１に対して軸受４ａ、４ｂを軸線に対し
半径方向に変位させることができ、それによりウォーム
ホイール１３，ウォーム３０間の軸間距離を変更できる
ようになっているので、両歯車の加工精度を向上させる
ことなくバックラッシュを所定の公差内に維持すること
ができる。また歯車の歯面に摩耗が生じバックラッシュ
が増大したような場合でも、歯車を交換することなくバ
ックラッシュの調整ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電動式パワーステア
リング装置に関し、特に動力伝達機構を構成する歯車の
バックラッシュ調整を可能とする電動式パワーステアリ
ング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両の電動式パワーステアリング装置と
して、補助操舵トルクとなる電動モータの回転出力を歯
車装置により減速して操舵機構の出力軸に伝達し、ステ
アリングホイールに印加された操舵力を補助して、車輪
の操舵を行なうように構成したものが知られている。こ
のような電動式パワーステアリング装置においては、ハ
ウジング内に設けられた動力伝達機構を用いて、電動モ
ータの回転を減速しつつ出力軸に動力を伝達している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、例えば動力
伝達機構として歯車機構を用いた電動式パワーステアリ
ング装置における一つの問題は、歯車機構を構成する個
々の歯車の歯面間に生じるバックラッシュをいかに適切
に設定するかという点にある。即ち、かかるバックラッ
シュが小さすぎれば、噛合する歯同士が競り合いを起こ
し、作動トルクが重くなってハンドル戻りが悪くなる。
一方、バックラッシュが大きすぎれば、急激なトルク変
動により噛合する歯同士が衝接し、それにより打音や歯
面の早期摩耗等を招来し、また円滑なトルク伝達が阻害
されて、電動式パワーステアリング装置の機能を損なう
恐れがある。従って、歯面間のバックラッシュを適切に
設定する必要がある。

【０００４】ここで、従来の電動式パワーステアリング
装置においては、従動歯車を取り付けた出力軸と、それ
に噛合する駆動歯車を回転軸に取り付けた電動モータと
がそれぞれ同一のハウジングに取り付けられており、従
ってかかるバックラッシュを所望の範囲内に抑えるため
には、ハウジングと両歯車の加工精度を相当向上させる
必要があった。

【０００５】一方、精密な加工を施すことによって所望
の形状を有する歯面が形成されても、長期間の使用等に
より歯車の歯面摩耗が生じ、それによりバックラッシュ
が増大する恐れがある。しかしながら、歯面摩耗により
一旦増大したバックラッシュを初期値に戻すよう調整す
ることは困難である。そこで、かかる電動式パワーステ
アリング装置を継続使用するためには、まだ使用可能で
ある歯車を新品に組み替えざるをえず、よって取り扱い
に不便であるばかりでなく部品の無駄な消費をも余儀な
くされることとなっていた。

【０００６】また、歯車等の加工精度を向上させずに、
バックラッシュを減少させる方法としては、アイドラ歯
車を駆動・従動歯車に押し付ける仕方、あるいはシザー
ズ歯車を用いて歯車に常に予圧を与える仕方等がある。
しかしながら、これらの方法は、動力伝達機構の構成を
複雑にし、かつ製造コストを増大させるという別な問題
がある。

【０００７】そこで本願発明は、かかる問題点に鑑み、
簡素な構成であるにも関わらず、歯車の歯面間に生じる
バックラッシュの調整を可能し、それにより製造コスト
を低減させかつ信頼性を高めた電動式パワーステアリン
グ装置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】上記目的を達成すべく、
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、前記ハウジングに取り付けられ、補助操舵力を回
転軸に発生するモータと、車輪を操舵する為に操舵力を
伝達する出力軸と、前記出力軸を回転自在に支持する軸
受と、前記回転軸に連結された駆動歯車と、前記出力軸
に連結された従動歯車とからなり、前記モータの補助操
舵力を前記出力軸に伝達する動力伝達機構と、前記ハウ
ジングに対して前記軸受を軸線に対し直交する方向に変
位可能に保持し、それにより前記動力伝達機構の両歯車
間の軸間距離を変更できるようになっている保持手段と
からなる。

【０００９】

【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、前記保持手段が、前記ハウジングに対して前記軸
受を軸線に対し直交する方向に変位可能に保持し、それ
により前記動力伝達機構の両歯車間の軸間距離を変更で
きるようになっているので、両歯車の加工精度を向上さ
せることなくバックラッシュを所定の公差内に維持する
ことができる。また歯車の歯面に摩耗が生じバックラッ
シュが増大したような場合でも、前記保持手段により、
歯車を交換することなくバックラッシュの調整ができ
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本願発明の実施例を図面を
参照して以下に詳細に説明する。図１は、本願発明の実
施の形態である電動式パワーステアリング装置１００の
一部断面図である。

【００１１】図１において、電動式パワーステアリング
装置１００は、水平に延在するチューブ１０１と、チュ
ーブ１０１の左端に配置されたハウジング１とを有して
いる。チューブ１０１は、ブラケット１０１ａにより不
図示の車体に固定されている。

【００１２】ハウジング１内を、不図示のステアリング
ホイールに連結された入力軸２が右方から延在し、チュ
ーブ１０１内で不図示のトーションバーを介して出力軸
３の右端（不図示）に連結されている。出力軸３の左端
は不図示の操舵機構に連結されている。出力軸３の中央
は、２つの軸受４ａ、４ｂにより回転自在に支持されて
いる。軸受４ａ、４ｂの外輪は、保持手段である偏心軸
受ホルダ５を介して、ハウジング１に対して支持されて
いる。

【００１３】偏心軸受ホルダ５は、大円筒と小円筒とを
同軸に連結した形状を有し、両端に軸受４ａ、４ｂをそ
れぞれ取り付けるための拡径部５ａ、５ｂを有する。ハ
ウジング１の左方端内周には雌ねじ１ａが形成されてい
る。更に、偏心軸受ホルダ５の小円筒外方に設けられた
ロックねじ部材６が、雌ねじ１ａに螺合され、それによ
り偏心軸受ホルダ５の大円筒を押圧して、偏心軸受ホル
ダ５をハウジング１に固定している。

【００１４】出力軸３の右端（不図示）近傍の外周に
は、軸線方向に延在する突起３ａが全周に形成されてい
る。この突起３ａにより、樹脂製のウォームホイール１
３が出力軸３の外周に固定されている。

【００１５】ウォームホイール１３は、ハウジング１に
固定された電動モータ２１の回転軸に連結されたウォー
ム３０と噛合している。この電動モータ２１は、それに
隣接してハウジング１に配置されたＣＰＵ４０に電気的
に連結されているが、このＣＰＵ４０は、不図示のトル
クセンサ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。なお、ウォームホイール１３とウォーム
３０とで動力伝達機構を構成する。

【００１６】図２は、図１の電動式パワーステアリング
装置１００を、ＩＩ−ＩＩ線に沿って切断して矢印方向
に見た図である。図２において、点Ｏ₁は偏心軸受ホル
ダ５の外周の中心であり、点Ｏ₂は偏心軸受ホルダ５の
内周の中心である。点Ｏ₁と点Ｏ₂とは、偏心距離δだけ
離隔している。

【００１７】次に、本発明による実施の形態の動作につ
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、不図示のトルクセンサは出力
信号を発生せず、従って電動モータ２１は補助操舵力を
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がねじれ入力軸２と出力軸３
との間で相対回動が発生する。トルクセンサは、この相
対回動の方向および量に応じて信号をＣＰＵ４０に出力
する。この信号に基づき、電動モータ２１は回転して補
助操舵力を発生する。かかる電動モータ２１の回転は、
ウォームギヤ機構により減速されて出力軸３に伝達され
る。

【００１９】ところで、ウォームホイール１３とウォー
ム３０の歯面に生じるバックラッシュは、（１）ウォームホイール１３の歯における基準ピッチ円
上での歯厚（２）ウォーム３０の歯における基準ピッチ円上での歯
厚（３）ウォームホイール１３とウォーム３０の軸間距離の何れかを適切に設定することにより、所定の公差内に
調整することができる。

【００２０】ところが、ウォームホイール１３の歯厚と
ウォーム３０の歯厚の公差は、歯車の加工精度に依存す
るものであるため、製造コストを増大させることなく、
その調整は困難である。一方、軸受４ａ、４ｂがハウジ
ング１の内周に直付けされている従来技術の構成によれ
ば、ウォームホイール１３とウォーム３０の軸間距離も
変更することができない。従って、従来技術によれば、
ウォームギヤ機構におけるバックラッシュの調整は困難
であるといえる。

【００２１】そこで、本実施の形態においては、偏心軸
受ホルダ５を用いることにより、ウォームホイール１３
とウォーム３０の軸間距離を変更できるようにしてい
る。より具体的に、その調整方法を説明する。

【００２２】例えば、ウォームギヤ機構の大きすぎるバ
ックラッシュを小さくするためには、各部が組み付けら
れた状態でロックねじ部材６をゆるめ、偏心軸受ホルダ
５をハウジング１内で回転させる。その場合において、
図２における点Ｏ₁の位置は不変であるが、軸受４ａ、
４ｂの中心である点Ｏ₂は、点Ｏ₁の周囲をぐるりと回る
ようになっている。したがって、図２の下方にウォーム
ギヤ機構が配置されているとすると、偏心軸受ホルダ５
の回転により、ウォームホイール１３とウォーム３０の
軸心間距離が狭まり、バックラッシュを小さくすること
ができる。バックラッシュの調整が終了した時点で、ロ
ックねじ部材６を締め込んで偏心軸受ホルダ５をハウジ
ング１に固定することにより、調整作業は終了する。バ
ックラッシュを大きくする場合にも、同様の手順により
行うことができる。

【００２３】なお、軸受偏心ホルダ５を回転させること
により、出力軸３も点Ｏ₁の周囲を回ることになるが、
バックラッシュ調整量は比較的小さく、従って偏心距離
δも小さいため、偏心軸受ホルダ５を回転させたときに
生ずる出力軸３と入力軸２との偏心による影響は、ほと
んど無視できる。

【００２４】打音防止等の観点からは、バックラッシュ
は小さいほど好ましいといえるが、本実施の形態におい
ては、バックラッシュはゼロ以下に調整することができ
ないようになっている。その理由は、（１）ゼロ以下にバックラッシュを調整できる構成にす
ると、ロックねじ部材６等のゆるみ等により、偏心軸受
ホルダ５が回転する恐れがあり、それによりバックラッ
シュがゼロ以下になる場合がある。バックラッシュがゼ
ロ以下になると、ウォームギヤ機構の作動不良を招来
し、操舵フィーリングの悪いものとなる恐れがあるこ
と、および（２）バックラッシュがゼロ以下ではウォームギヤ機構
の組み付けができないため、バックラッシュをゼロ以上
となる位置に、わざわざ偏心軸受ホルダ５を回転させた
後組み付ける必要があり、作業が煩雑となって歩留まり
が悪くなること、等による。

【００２５】図３は、本発明の第２の実施の形態である
電動式パワーステアリング装置２００を示す部分断面図
である。図３に示す実施の形態においては、図１に示す
実施の形態に対して実質的に異なる部分のみを説明し、
その他の部分についてはその説明を省略する。なお、第
２の実施の形態は、チルト式ステアリングであるため、
チルトレバー１０２を有している。

【００２６】図３に示す実施の形態において、図１に示
す実施の形態と最も異なるのは、偏心軸受ホルダ１５の
形状である。特定のタイプの電動式パワーステアリング
装置においては、ハウジング１１の内周径が、他のタイ
プよりも大きくなることがある。ところが各タイプそれ
ぞれに、外周径の異なる偏心軸受ホルダを用意していた
のでは、ホルダの種類が増え部品の共通化が図れない。

【００２７】かかる問題を解決するのが、図３に示す実
施の形態である。図３に示すように、ハウジング１１の
左方端内周には、スリーブ１１ｂが嵌合されている。更
にスリーブ１１ｂの内周に、偏心軸受ホルダ１５のフラ
ンジ１５ａの外周が嵌合している。フランジ１５ａは、
ロックねじ部材６によりハウジング１１に対して固定さ
れている。ロックねじ部材６の左方には、その抜け防止
用のプレート７がボルト８により取り付けられている。

【００２８】かかる第２の実施の形態によれば、スリー
ブ１１ｂを、ハウジング１１の内径に応じてその外径を
形成することによりハウジング１１に取り付けることが
でき、よって同一寸法の偏心軸受ホルダを異なる内径の
ハウジングに用いることができ、それにより部品の共通
化を図ることができる。

【００２９】図４は、本発明の第３の実施の形態である
電動式パワーステアリング装置３００を示す部分断面図
である。図５は、図４の電動式パワーステアリング装置
３００をＶ−Ｖ線に沿って切断して矢印方向に見た図で
ある。図４，５に示す実施の形態においては、図３に示
す実施の形態に対して実質的に異なる部分のみを説明
し、その他の部分についてはその説明を省略する。

【００３０】図４，５に示す実施の形態において、図３
に示す実施の形態と最も異なるのは、偏心軸受ホルダ１
１５の形状である。上述した実施の形態においては、偏
心軸受ホルダをハウジングに対して無段階で回転させる
ことにより、ウォームホイールとウォームとの軸心間距
離を調整するようになっている。ところが、組立作業中
に偏心軸受ホルダ無段階で回転させて調整を行うことは
困難な場合がある。一方、ウォームホイールとウォーム
との軸心間距離を変更することにより調整されるバック
ラッシュは、常に最適値に設定される必要はなく、所定
の公差範囲内に収まっていれば足りる。

【００３１】そこで、第３の実施の形態においては、ハ
ウジング１１１にボルト８により固定されるスリーブ１
１１ｂの内周を、角を丸めた正十角形状とし、かつ偏心
軸受ホルダ１１５の外周を、対応する正十角形状をとし
ている。

【００３２】それにより偏心軸受ホルダ１１５は、スリ
ーブ１１１ｂ（即ちハウジング１１１）に対して、１０
通りの位相で選択的に嵌合できることとなる。このよう
な構成とすることにより、バックラッシュ調整時に、取
り外したスリーブ１１１ｂから偏心軸受ホルダ１１５を
抜き、バックラッシュが公差範囲内に入ると予測される
位相位置に挿入した後、再度スリーブ１１１ｂを再度取
り付けることによって、調整作業の簡素化を図ることが
できる。なお、偏心軸受ホルダ１１５は、スリーブ１１
１ｂに対してロックねじ部材１０６により取り付けられ
る。

【００３３】以上、実施の形態を参照して本願発明を詳
細に説明してきたが、本願発明は上記実の形態に限定し
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、動力伝達機構はウォームギヤ機構に関わらず、平歯
車やはすば歯車等の歯車機構であっても、本願発明は適
用可能である。

【００３４】

【発明の効果】以上述べたように、本願発明の電動式パ
ワーステアリング装置によれば、保持手段が、ハウジン
グに対して軸受を軸線に対し直交する方向に変位可能に
保持し、それにより動力伝達機構の両歯車間の軸間距離
を変更できるようになっているので、両歯車の加工精度
を向上させることなくバックラッシュを所定の公差内に
維持することができる。従って、組立作業性に優れ、低
コストな電動式パワーステアリング装置が供されること
となる。また歯車の歯面に摩耗が生じバックラッシュが
増大したような場合でも、保持手段により、歯車を交換
することなくバックラッシュの調整ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の第１の実施の形態である電動式パワ
ーステアリング装置１００の軸線方向一部断面図であ
る。

【図２】図１の電動式パワーステアリング装置を、ＩＩ
−ＩＩ線に沿って切断して示す断面図である。

【図３】本願発明の第２の実施の形態である電動式パワ
ーステアリング装置２００の軸線方向一部断面図であ
る。

【図４】本発明の第３の実施の形態である電動式パワー
ステアリング装置３００を示す部分断面図である。

【図５】図４の電動式パワーステアリング装置３００を
Ｖ−Ｖ線に沿って切断して矢印方向に見た図である。

【符号の説明】

１、１１，１１１………ハウジング２………入力軸３………出力軸５、１５、１１５………偏心軸受ホルダ６、１０６………ロックねじ部材１３………ウォームホイール２１………電動モータ３０ａ………ウォーム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ハウジングと、前記ハウジングに取り付けられ、補助操舵力を回転軸に
発生するモータと、車輪を操舵する為に操舵力を伝達する出力軸と、前記出力軸を回転自在に支持する軸受と、前記回転軸に連結された駆動歯車と、前記出力軸に連結
された従動歯車とからなり、前記モータの補助操舵力を
前記出力軸に伝達する動力伝達機構と、前記ハウジングに対して前記軸受を軸線に対し直交する
方向に変位可能に保持し、それにより前記動力伝達機構
の両歯車間の軸間距離を変更できるようになっている保
持手段とからなる電動式パワーステアリング装置。