KR20050084173A

KR20050084173A - 웜 지지 장치 및 이것을 구비한 파워 어시스트 유닛

Info

Publication number: KR20050084173A
Application number: KR1020057010172A
Authority: KR
Inventors: 히로타카 야스다; 히로츠구 구사노; 와타루 야마다; 요시유키 사이토; 슈조 히라쿠시
Original assignee: 고요 세이코 가부시키가이샤
Priority date: 2002-12-05
Filing date: 2003-12-05
Publication date: 2005-08-26
Also published as: CA2507935A1; WO2004051101A1; EP1571356A1; EP1571356A4; US20060117883A1; EP1571356B1; US7568550B2

Abstract

모터(10)에 연속해 있는 웜(14)의 양측 부분을 지지하는 베어링(20, 30)으로서 깊은 홈 타입 보울 베어링을 이용한다. 모터(10) 측의 제1 베어링(20)에서는 내륜(21)에 있어서의 궤도 홈(21a)의 곡률 반경(R1)을 보올(23)의 직경(r)의 52.5% 이상 75% 이하로 하는 제1 조건과, 외륜(22)에 있어서의 궤도 홈(22a)의 곡률 반경(R2)을 보올(23)의 직경(r)의 53.5% 이상 85% 이하로 하는 제2 조건 중 적어도 한 쪽의 조건을 만족하는 수치 범위로 설정한다.

Description

웜 지지 장치 및 이것을 구비한 파워 어시스트 유닛{WORM SUPPORT DEVICE AND POWER ASSIST UNIT HAVING THE SAME}

본 발명은 웜 지지 장치 및 이것을 구비하는 파워 어시스트 유닛에 관한 것이다.

자동차의 전동 파워 스티어링 장치에서는, 차륜 조타 기구에 조타 보조력을 부여하는 파워 어시스트 유닛을 구비하고 있다.

상기 파워 어시스트 유닛은 모터와, 웜 기어 기구를 구비하고 있다. 웜 기어 기구는 웜축과, 웜휠로 이루어진다. 웜과 웜휠의 맞물림 부분에는, 적절한 백래쉬를 두고 있는데, 이 백래쉬가 원인이 되어, 웜의 반전 구동시에, 웜의 잇면과 웜휠의 잇면이 충돌하여, 두드리는 소리가 발생한다. 이러한 문제점을 해소하기 위해서, 웜을 지지하기 위한 베어링과, 하우징 또는 웜과의 사이에 스프링이나 O링 등의 탄성체를 개재한 것이 있다(일본 특허 공개 평11-43062호 공보, 일본 특허 공개 평11-171027호 공보 참조).

상기 종래의 예에서는, 스프링이나 O링 등의 탄성체가 필요하며, 부품 개수 및 삽입 공정수가 증가하는 등의 낭비가 있다. 또한, 상기 탄성체는 경년 열화에 의해 스프링 정수가 변화될 우려가 있다.

도 1은 본 발명의 최량의 형태에 따른 전동 파워 스티어링 장치를 도시하는 측면도이다.

도 2는 도 1의 (2)-(2)선 단면에서 본 파워 어시스트 유닛의 확대 부분 단면도이다.

도 3은 도 2 중의 제1 베어링의 상반부를 확대하여 도시하는 단면도이다.

도 4는 도 3에 나타내는 제1 베어링의 다른 예를 도시하는 단면도이다.

도 5는 도 3에 나타내는 제1 베어링의 또 다른 예를 도시하는 단면도이다.

도 6은 다른 파워 어시스트 유닛의 확대 주요부 단면도이다.

도 7은 다른 전동 파워 스티어링 장치의 구성을 도시한 도면이다.

도 8은 다른 베어링의 상반부를 확대하여 도시하는 단면도이다

도 9는 웜의 축 방향으로의 이동량과 궤도 홈에 가해지는 하중의 관계를 도시한 도면이다.

도 10은 또 다른 파워 어시스트 유닛의 확대 주요부 단면도이다.

도 11은 또 다른 파워 어시스트 유닛의 확대 주요부 단면도이다.

도 12는 또 다른 파워 어시스트 유닛의 확대 주요부 단면도이다.

도 13은 또 다른 파워 어시스트 유닛의 확대 주요부 단면도이다.

본 발명의 웜축 지지 장치는, 구동원에 연속해 있는 웜의 양단측 축부 각각을, 베어링을 통해 하우징에 지지하는 웜 지지 장치로서, 구동원 측의 베어링(제1 베어링)에는 내륜의 궤도 홈의 곡률 반경을 보올의 직경의 52.5% 이상 75% 이하로 하는 제1 조건과, 외륜의 궤도 홈의 곡률 반경을 보올의 직경의 53.5% 이상 85% 이하로 하는 제2 조건 중 적어도 한 쪽의 조건을 만족하는 깊은 홈 타입 보울 베어링을 이용하는 것을 특징으로 한다.

요컨대, 제1 베어링을 깊은 홈 타입 보울 베어링으로 하여, 그 축 방향에 있어서의 스프링 정수를 적절히 작게 하고 있다. 즉, 웜의 축부에 대하여 회전 구동력이 작용했을 때에, 제1 베어링의 보올이 내륜의 궤도 홈 또는/및 외륜의 궤도 홈을 탄성적으로 휘게 변형시키면서 축 방향으로 회전하게 되기 때문에, 내륜과 외륜이 축 방향으로 틀어져 움직여 웜의 축부의 축 방향 변위를 허용하게 된다. 이와 같이 내륜이나 외륜의 스프링성을 이용하여 웜의 축부의 축 방향 변위를 허용하고 있으므로, 이 웜의 축부는 소정의 장력을 지닌 상태로 서서히 움직이게 되며 갑자기 움직이지는 않는다. 이에 따라, 예컨대 웜의 기어부에 대하여 웜휠을 맞물리게 하고 있는 경우에는, 이 기어부의 잇면과 웜휠의 잇면이 충돌했을 때의 두드리는 소리가 감소 또는 방지되게 된다.

한편, 제1 베어링의 내륜이 웜의 축부에 대하여 억지 끼워맞춤으로 되어 있고, 이 축부에 있어서 구동원과는 반대측을 지지하는 베어링(제2 베어링)은 웜의 축부 또는 하우징에 대하여 상대 이동 가능하도록 끼워 맞춰진 것으로 할 수 있다. 제2 베어링은 제1 베어링과 같은 구성으로 하여도 좋고, 침상 롤러 베어링 등의 롤러 베어링이나, 부시 등의 플레인 베어링으로 하여도 좋다.

이 경우, 상술한 바와 같이 웜축이 축 방향으로 변위하고자 할 때의 움직임이 원활하게 된다.

또한, 제1 베어링은 마이너스 클리어런스로 설정된 것으로 할 수 있다. 이 경우, 상술한 바와 같이 제1 베어링의 보올과 내·외륜이 축 방향에서 상대 이동할 때에 덜거덕거림이 생기지 않게 된다.

본 발명의 파워 어시스트 유닛은, 모터와, 모터에서 발생하는 회전 동력을 감속하여 상기 조타 보조력으로서 출력하는 웜 기어 기구를 구비하고, 상기 웜 기어 기구는 상기 모터의 출력축에 결합하는 웜과, 이 웜의 기어부에 맞물리고 또한 회전축에 외장 고정되는 웜휠과, 상기 웜의 양단측의 축부를 각각 하우징에 지지하는 베어링과, 상기 웜과 베어링을 상기 지지 상태로 수용하는 상기 하우징을 구비하고, 상기 양 베어링 중 상기 모터 측의 베어링에는 내륜의 궤도 홈의 곡률 반경을 보올 직경의 52.5% 이상 75% 이하로 하는 제1 조건과, 외륜의 궤도 홈의 곡률 반경을 보올 직경의 53.5% 이상 85% 이하로 하는 제2 조건 중 적어도 한 쪽의 조건을 만족하는 깊은 홈 타입 보울 베어링을 이용하는 것을 특징으로 한다.

이 파워 어시스트 유닛에서는, 상기 웜 지지 장치와 동일한 구성이므로, 웜의 기어부의 잇면과 웜휠의 잇면이 충돌했을 때의 두드리는 소리가 감소 또는 방지되게 된다.

더구나, 본원 출원인은, 종래의 파워 어시스트 유닛의 경우, 핸들이 조타되고 나서 웜에 모터로부터의 조타 보조력이 작용할 때까지의 동안(조타 초기 단계라 함)에, 웜휠로부터 웜에 대하여 회전 구동력이 작용하지만, 모터는 큰 관성 중량을 갖고 있기 때문에, 조타자는 조타감이 무겁게 느껴져 조타가 되지 않는 등, 조타 느낌이 좋지 않음을 지견했다.

이에 대하여도, 본 발명의 상기 구성과 같이, 웜 지지용의 베어링을 깊은 홈 타입 보울 베어링으로 하여 그 축 방향에 있어서의 스프링 정수를 적절하게 작게 설정하고 있으면, 상기 조타 초기 단계에 웜휠로부터 웜에 대하여 회전 구동력이 작용했을 때에, 상기 베어링의 스프링 특성에 의해서 웜이 회전하기 전에 그 웜을 축 방향으로 소정의 장력을 지닌 상태로 서서히 변위시키게 되기 때문에, 조타 느낌에 불쾌감이 생기지 않게 된다.

도 1에서부터 도 3에서는 본 발명의 최량의 실시 형태를 나타내고 있다. 도시한 예의 전동 파워 스티어링 장치(1)는 스티어링 샤프트(2)와, 파워 어시스트 유닛(3)을 구비하고 있다.

스티어링 샤프트(2)는 도시되지 않는 핸들의 회동 조작에 응답하여 도시되지 않는 차륜 조타 기구에 대하여 조타력을 전달하는 것으로, 상기 핸들이 장착되는 입력축(5)과 상기 차륜 조타 기구에 연결되는 출력축(6)을 외장 튜브(7) 내에서 도시하지 않는 토션바에 의해 결합한 구성이다.

파워 어시스트 유닛(3)은 상기 핸들의 회동 조작에 따라 스티어링 샤프트(2)에 대하여 조타력(회전 구동력)이 입력되었을 때에 스티어링 샤프트(2)에 대하여 조타 보조력을 부여하는 것으로, 모터(10)와 웜 기어 기구(11)를 구비하고 있다.

모터(10)는 도시하지 않는 제어 유닛으로부터의 지령에 따라서 회전 동력을 출력하는 것이다. 웜 기어 기구(11)는 모터(10)로부터 출력되는 조타 보조력을 감속하여 스티어링 샤프트(2)에 대한 조타 보조력을 출력하는 것으로, 웜휠(13)과, 웜(14)을 구비하고 있다.

웜휠(13)은 스티어링 샤프트(2)의 출력축(6) 측에 외장 고정되어 있다. 웜(14)은 그 축 방향 중간에 웜 기어부(15a)가 형성되어 있고, 이 웜 기어부(15a)가 웜휠(13)에 대하여 맞물려 있다. 이 웜(14)은 모터(10)의 출력축(10a)에 커플링(16)을 통해 결합되어 있다. 웜(14)의 모터(10) 측의 외주와, 커플링(16)의 내주와, 모터(10)의 출력축(10a)의 외주에는 각각 스플라인 치형이 형성되어 있고, 이들 3자가 스플라인 끼워맞춤됨으로써, 축 방향으로 상대적으로 변위 가능한 상태로 회전 방향으로 일체화되고 있다. 이 웜(14)은 그 축 방향 중간에 형성된 웜 기어부(15a)의 양단의 웜 축부(15b, 15c)가 하우징(17)에 대하여 각각 베어링(20, 30)을 통해 회전이 자유롭게 지지되고 있다.

상기 베어링(20, 30)은 공히 깊은 홈 타입 보울 베어링으로 되어 있다. 이 중, 모터(10) 측의 제1 베어링(20)은, 도 3에 도시한 바와 같이 내륜(21)과, 외륜(22)과, 복수의 보올(23)과, 리테이너(24)를 구비하고 있다. 이 제1 베어링(20)의 내부 공간은 시일(25)에 의해서 밀봉되어 있고, 이 베어링 내부 공간에 대하여 그리스 등의 윤활제가 봉입되어 있다. 시일(25)은 실드판이라고 불리는 비접촉 타입이며, 외주 부분이 외륜(22)의 축 방향 양단에 대하여 장착되어 있고, 내주 부분이 내륜(21)에 대하여 미소한 틈을 통해 대향되어 비접촉 밀봉부를 만들고 있다.

웜(14)에 있어서 엔드 측에 배치되는 제2 베어링(30)은 상세히 도시하지는 않지만 제1 베어링(20)과 마찬가지로, 내륜(31)과, 외륜(32)과, 복수의 보올(33)과, 리테이너(34)를 구비한다. 제1 베어링(20)의 외경 사이즈는 제2 베어링(30)의 그것보다도 크게 설정되어 있다. 베어링 내부를 밀봉하는 시일은 이용하더라도, 이용하지 않더라도 좋다.

이하, 제1, 제2 베어링(20, 30)의 구성 및 웜(14)에 대한 제1, 제2 베어링(20, 30)의 부착의 구성에 대해 설명한다.

모터(10) 측에 배치되는 제1 베어링(20)은, 도 3에 도시한 바와 같이, 내륜(21)의 궤도 홈(21a)의 곡률 반경(R1)을 보올(23)의 직경(r)의 52.5% 이상 75% 이하, 바람직하게는 52.5% 이상 70% 이하, 보다 바람직하게는 52.5% 이상 65% 이하로 설정하고 있다.

외륜(22)의 궤도 홈(22a)의 곡률 반경(R2)을 보올(23)의 직경(r)의 53.5% 이상 85% 이하, 바람직하게는 53.5% 이상 80% 이하, 보다 바람직하게는 53.5% 이상 75% 이하로 설정하고 있다. 제1 베어링(20)은 마이너스 클리어런스, 즉, 레이디얼 내부 클리어런스를 마이너스로 설정하고 있다. 상기 %는 궤도 홈(21a, 22a)의 곡률(M1, M2)을 각각 나타내며, (r/R1)×100%, (r/R2)×100%로 주어진다. 이 실시 형태에서는 곡률(M1)은 60%, 곡률(M2)은 70%로 하고 있다. 곡률(M1, M2) 범위의 상한이 작을수록 베어링(20, 22)의 스프링 정수가 작아져 웜(14)의 축 방향 변위가 보다 허용되므로, 웜(14)의 축 방향 변위의 허용을 보증함에 있어서, 곡률(M1, M2)의 상한 범위는 상기한 바와 같이 최대로 곡률(M1)에서는 75%, 곡률(M2)에서는 85%로 하고, 그보다 작게 여러 가지로 설정할 수 있다. 한편, 곡률(M1, M2) 범위의 하한이 지나치게 낮아지면, 상기 스프링 정수가 과도하게 작아져 웜(14)의 축 방향 변위가 과대하게 되므로, 곡률(M1, M2)의 하한은 상기한 일정치, 즉, 곡률(M1)에서는 52.5%, 곡률(M2)에서는 53.5%로 설정된다.

제2 베어링(30)은, 내륜(31)의 궤도 홈(31a)의 곡률 반경(R3)이 보올(33)의 직경(r)의 51.5% 이상 52.5% 이하로, 바람직하게는 51.5% 이상 52% 이하, 또, 외륜(32)의 궤도 홈(32a)의 곡률 반경(R4)이 보올(33)의 직경(r)의 52.5% 이상 53% 이하로 설정되고 있다. 제2 베어링(30)도, 마이너스 클리어런스, 즉, 레이디얼 내부 클리어런스를 마이너스로 설정하고 있다. 상기 %는 궤도 홈(31a, 32a)의 곡률(M3, M4)을 각각 나타내며, (r/R3)×100%, (r/R4)×100%로 주어진다.

제1, 제2 베어링(20, 30)에 있어서, 보올(23, 33)의 경도는 일반 범용품과 마찬가지로 내륜(21, 31) 및 외륜(22, 32)보다도 경하게 설정하고 있다.

제1 베어링(20)의 내륜(21)과, 웜(14)에 있어서 웜 기어부(15a)의 일단측의 웜축부(15b)와의 끼워맞춤 상태를 「억지 끼워맞춤」으로 한다. 한편, 모터(10) 반대측에 배치되는 제2 베어링(30)의 내륜(31)과, 웜(14)에 있어서 웜 기어부(15a)의 타단측의 웜축부(15c)와의 끼워맞춤 상태를 「헐거운 끼워맞춤」으로 한다.

한편, 제1 베어링(20)의 외륜(22)은 하우징(17)의 내주면 중, 대직경의 내주면(17b)에 대하여 「헐거운 끼워맞춤」으로 되어 있고, 이 하우징(17)의 소직경 내주면(17c)과 대직경 내주면(17b)과의 단차에 의해서 얻어지는 단차벽면(17a)과, 하우징(17)의 대직경 내주면(17b)에 나사 결합 장착되는 나사 덮개(18)에 의해서 축 방향에서 끼워짐으로써, 축 방향으로 위치 결정되고 있다. 한편, 제2 베어링(30)의 외륜(32)은 하우징(17)의 소직경 내주면(17c)의 안쪽에 대하여 압입에 의해 끼워 맞춰져, 축 방향으로 위치 결정되고 있다.

이와 같이, 제1 베어링(20)의 곡률 반경(R1, R2)을 가급적 크게 설정하면, 제1 베어링(20)의 축 방향에 있어서의 스프링 정수가 적절히 작아진다. 즉, 웜(14)에 액시얼 하중이 작용함으로써, 웜(14)에 바깥에서 끼워지는 내륜(21)과 하우징(17)에 안에서 끼워지는 외륜(22)이 축 방향에서 마주 향하는 방향으로 압박되었을 때에, 제1 베어링(20)의 보올(23)이 내륜(21)의 궤도 홈(21a) 및 외륜(22)의 궤도 홈(22a)을 탄성적으로 휘게 변형시키면서 축 방향으로 구르게 되기 때문에, 내륜(21)과 외륜(22)이 축 방향으로 틀어져 움직여 웜(14)의 축 방향 변위가 허용되게 된다. 상술한 바와 같이, 제2 베어링(30)의 내륜(31)을 웜(14)에 대하여, 헐거운 끼워맞춤으로 하고 있기 때문에, 상술한 바와 같이 웜(14)이 축 방향으로 변위하고자 할 때의 움직임이 원활하게 된다.

더구나, 제1 베어링(20)을 마이너스 클리어런스로 설정한 다음에 예압을 부여하고 있으므로, 상술한 바와 같이 보올(23)과 내·외륜(21, 22)이 축 방향으로 상대 이동할 때에 덜거덕거림이 생기는 일이 없다.

이와 같이 내·외륜(21, 22)의 스프링성을 이용하여 웜(14)의 축 방향 변위를 허용하고 있으므로, 이 웜(14)은 소정의 장력을 지닌 상태로 서서히 움직이게 되며, 갑자기 움직이지는 않는다.

따라서, 구체적으로, 핸들이 조타되고 나서 웜(14)에 모터(10)로부터의 조타 보조력이 작용할 때까지의 동안(조타 초기 단계라 함)이나, 핸들의 반전 조타시 등에는, 제1 베어링(20)의 스프링 특성에 의해서 웜(14)이 소정의 장력을 지닌 상태로 서서히 축 방향으로 변위하게 되고, 웜(14)이 갑자기 변위하지는 않게 된다. 이에 따라, 모터(10)로부터의 조타 보조력이 작용할 때까지 동안의 조타 느낌에 위화감이 생기지 않게 되는 등, 개선이 이루어질 수 있게 된다. 또한, 핸들의 반전 조타시에는, 웜(14)의 웜 기어부(15a)의 잇면과 웜휠(13)의 잇면이 충돌했을 때의 두드리는 소리가 감소 또는 방지되게 된다. 제2 베어링(30)의 내륜(31)을 억지 끼워맞춤으로 하고, 외륜(32)을 헐거운 끼워맞춤으로 설정하더라도 좋다.

이상의 구성에 있어서는, 스프링 등의 쓸데없는 부품을 이용하고 있지 않기 때문에, 부품 개수를 삭감할 수 있으며, 경년 열화에 의한 스프링 정수의 변화를 피할 수 있다.

제1 베어링(20)의 내·외륜(21, 22)에 있어서의 궤도 홈(21a, 22a)은 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 복합 곡면으로 할 수 있다. 도 4에서는, 궤도 홈(21a, 22a)을 2개의 곡면으로 형성하고 있다. 홈 바닥 영역(X1)에 있어서의 곡률 반경(R10)보다도, 양 견부 영역(X2a, X2b)에 있어서의 곡률 반경(R11)을 작게 설정하고 있다. 도 5에서는, 궤도 홈(21a, 22a)을 3개의 곡면으로 형성하고 있다. 홈 바닥 영역(X1)에 있어서의 곡률 반경(R10)과, 중간 영역(X3a, X3b)에 있어서의 곡률 반경(R12)과, 양 견부 영역(X2a, X2b)에 있어서의 곡률 반경(R11)의 관계는, R10>R12>R11로 설정하고 있다. 이러한 복합 곡면으로 한 경우, 보올(23)이 축 방향으로 굴렀을 때에 양 견부 영역(X2a, X2b)을 타고 넘는 것을 확실하게 방지할 수 있게 되기 때문에, 내·외륜(21, 22)이 축 방향으로 상대적으로 변위할 수 있게 되는 범위를 규제할 수 있다.

상기 실시 형태에 있어서, 웜(14)의 선단 측에 배치되는 제2 베어링(30)의 내·외륜(31, 32)에 있어서의 궤도 홈의 곡률 반경을, 상기 실시 형태에서 설명한 제1 베어링(20)과 같은 식으로 설정할 수 있다. 또한, 내륜(21, 31)과 외륜(22, 32) 중 어느 한 쪽에 있어서의 궤도 홈의 곡률 반경을 JIS 규격에서 정해지는 수치 범위로 설정하더라도 좋다.

상기 실시 형태에서는, 파워 어시스트 유닛(3)을 스티어링 샤프트(2)에 배치한 칼럼 어시스트 타입의 전동 파워 스티어링 장치를 예로 들고 있지만, 파워 어시스트 유닛(3)을 스티어링 기어 박스에 배치한 피니언 어시스트 타입의 전동 파워 스티어링 장치로 할 수 있다. 그 경우, 파워 어시스트 유닛(3)의 웜휠(11)은 스티어링 기어 박스의 피니언축에 외장된다.

이상과 같이, 본 발명의 웜 지지 장치에서는, 제1 베어링의 내륜이나 외륜의 스프링성을 이용하여 웜의 축 방향 변위를 허용하고 있으므로, 웜에 회전 구동력이 작용했을 때에 웜이 소정의 장력을 지닌 상태로 서서히 움직이게 되며, 갑자기 움직이지는 않도록 할 수 있다. 이 때문에, 웜의 기어부와 그것에 맞물리는 웜휠이 충돌했을 때의 두드리는 소리를 감소 혹은 방지하는 것이 가능해진다.

또한, 본 발명의 파워 어시스트 유닛에서는, 상기와 마찬가지로, 웜의 기어부의 잇면과 웜휠의 잇면이 충돌했을 때에, 두드리는 소리를 감소 또는 방지할 수 있다. 더구나, 핸들 등의 조타 초기 단계에 웜휠에서부터 웜에 대하여 회전 구동력이 작용했을 때에, 웜 지지용의 베어링의 스프링 특성에 의해서 웜을 소정의 장력을 지닌 상태로 서서히 축 방향으로 변위시키도록 할 수 있기 때문에, 조타 느낌에 위화감이 생기지 않게 되는 등, 개선이 이루어질 수 있다.

또, 본 발명의 다른 형태를 설명한다.

도 6에 도시한 파워 어시스트 유닛 및 도 7에 도 6의 파워 어시스트 유닛을 조립해 넣은 전동 파워 스티어링 장치를 참조하면, 이 전동식 파워 스티어링 장치는 조타 보조용의 모터(101)와, 이 모터(101)의 구동축(101a)에 수형 커플링(102a) 및 암형 커플링(102b)을 갖는 커플링(102)을 통해 연결된 피니언으로서의 웜(103) 및 이 웜(103)에 맞물리는 큰 기어로서의 웜휠(104)을 갖는 웜 기어 기구(A)와, 이 웜 기어 기구(A)를 수용하여 지지하는 지지 부재로서의 하우징(105)과, 웜 기어 기구(A)에 연결되는 조타 수단(106)을 구비하고 있다.

조타 수단(106)은 일단부가 조타를 위한 핸들(B)에 연결되고, 타단부에 통부(161a)를 갖는 입력축(161)과, 통부(161a) 내에 삽입되어 그 일단부가 입력축(161)의 통부(161a)에 연결되고, 핸들(B)에 가해지는 조타 토크의 작용에 의해서 비틀어지는 토션바(162)와, 타단부가 토션바(162)의 타단부에 연결되어 웜 기어 기구(A)에 연결되는 출력축(163)을 구비하고 있으며, 이 출력축(163)이 유니버셜 조인트를 통해 예컨대 랙-피니언식의 조타 기구(도시되지 않음)에 연결된다.

하우징(105)은 치부(齒部)(103a)의 양단에 축부(103b, 103c)를 갖는 웜(103)을 수용하고, 이 웜(103)의 축부(103b, 103c)를 깊은 홈 타입의 베어링(107, 108)을 통해 회전 가능하게 지지한 제1 수용부(105a)와, 웜휠(104)을 수용하고 이 웜휠(104)을 출력축(163) 및 이 출력축(163)에 끼워 맞춰진 2개의 깊은 홈 타입의 베어링(109, 110)을 통해 지지한 제2 수용부(105b)를 갖는다.

제1 수용부(105a)는 웜(103)의 축 방향으로 길게 되어 있으며, 그 길이 방향 일단부에는 베어링(107)의 외륜(107a)을 끼워 맞춰 지지하는 지지 구멍(151)과, 이 지지 구멍(151)의 일단에 연속해 있는 나사 구멍(152) 및 모터 부착부(153)와, 지지 구멍(151)의 타단에 연속해 있어 베어링(107)의 이동을 규제하는 규제부(154)가 설치되어 있다. 그리고, 지지 구멍(151)에 베어링(107)의 외륜(107a)이 끼워 맞춰지고, 이 외륜(107a)의 일단에 접촉하는 환상의 나사 덮개(111)가 나사 구멍(152)에 나사식으로 부착되어, 외륜(107a)의 타단부를 상기 규제부(154)에 꽉 누르고 있다. 또한 모터 부착부(153)에 모터(101)가 부착되고 있다.

제1 수용부(105a)의 타단부에는 베어링(108)의 외륜(108a)을 끼워 맞춰 지지하는 지지 구멍(155) 및 이 지지 구멍(155)의 일단에 연속해 있어 베어링(108)의 외륜(108a)의 이동을 규제하는 규제부(156)가 설치되어 있다. 지지 구멍(155)의 타단부는 외부에 개방되어 있고, 개방부에 덮개(113)가 나사식으로 부착되어, 외륜(108a)의 타단을 상기 규제부(156)에 꽉 누르고 있다.

웜 기어 기구(A)의 웜(103)은 복수 라인의 이를 갖는 치부(103a)의 일단에 설치된 축부(103b)가 베어링(107)의 내륜(107b)에 축 방향으로의 이동을 가능하게 삽입되고, 베어링(107)을 통해 지지 구멍(151)에 회전 가능하게 지지되고 있다. 치부(103a)의 타단에 설치된 축부(103c)는 베어링(108)의 내륜(108b)에 축 방향으로의 이동이 가능하게 삽입되고, 베어링(108)을 통해 지지 구멍(155)에 회전이 자유롭게 지지되고 있다. 각 내륜(107b, 108b)은 치부(103a)의 양단에 접촉하고 있으며, 웜(103)이 축 방향 한 쪽(우측)으로 이동하는 경우는 내륜(107b)을 축 방향 한 쪽으로 압박하고, 웜(103)이 축 방향 다른 쪽(좌측)으로 이동하는 경우는 내륜(108b)을 축 방향 다른 쪽으로 압박하도록 해 놓는다.

웜휠(104)은 출력축(163)의 중간에 끼워 맞춰 고정되어 있다.

도 8은 베어링의 일부를 확대한 단면도이다.

이러한 웜(103)을 지지하는 베어링(107, 108)은 액시얼 내부 간극의 값을 일본공업규격의 규격치보다도 크게 해 놓는다. 자세히 말하면, 보올(107c, 108c)의 직경을 d로 하고, 내륜(107b, 108b)의 궤도 홈(107d, 108d)의 반경을 R로 한 경우, 보올(107c, 108c)에 대한 궤도 홈(107d, 108d)의 곡률(d/R)을 일본공업규격에서 정해진 값(53%)보다도 큰 값(예컨대 60∼80%)으로 함으로써 액시얼 내부 간극의 값을 일본공업규격의 규격치보다도 크게 하여, 베어링(107, 108)이 지지한 웜(103)을 외륜(107a, 108a)에 대하여 축 방향으로 이동시킬 수 있도록 해 놓는다. 한편, 보올(107c, 108c) 및 외륜(107a, 108a)의 궤도 홈(107e, 108e)의 반경은 규격치로 해 놓는다. 또한 액시얼 내부 간극은 JIS에 의해 레이디얼 간극과의 관계가 정의되어져 있다.

모터(101)의 출력축(101a)과 웜(103)의 축부(103b)는 세레이션을 갖는 수형 커플링(102a) 및 암형 커플링(102b)을 통해 축 방향으로의 상대 이동을 할 수 있게 결합되어 있다. 수형 커플링(102a)은 축부(103b)의 주위면에 세레이션을 마련함으로써 구성되어 있고, 또한, 암형 커플링(102b)은 구동축(101a)에 끼워 맞춰 고정된 통 부재(102c)의 내부에 세레이션을 마련함으로써 구성되어 있으며, 수형 커플링(102a) 및 암형 커플링(102b)이 세레이션 끼워맞춤되어 있다.

한편, 하우징(105) 내에는, 토션바(162)의 비틀림에 따른 입력축(161) 및 출력축(163)의 상대 회전 변위량에 의해서 핸들(B)에 가해지는 조타 토크를 검출하는 토크 센서(112)가 내장되어 있고, 이 토크 센서(112)가 검출한 토크 등에 기초하여 구동 제어되도록 구성되어 있다.

도 9는 웜의 축 방향으로의 이동량과 궤도 홈(107d, 108d)에 가해지는 하중의 관계를 도시한 도면이다. 도 9에서, 이동량 및 하중이 플러스인 경우는, 웜(103)에 축 방향 한 쪽(우측)의 힘이 가해져 축 방향 한 쪽(우측)으로 이동한 것을 나타내고 있으며, 이동량 및 하중이 마이너스인 경우는, 웜(103)에 축 방향 다른 쪽(좌측)의 힘이 가해져 축 방향 다른 쪽(좌측)으로 이동한 것을 나타내고 있다.

이상과 같이 구성된 전동식 파워 스티어링 장치는 일단의 축부(103b)가 모터(101)의 구동축(101a)에 커플링(102)을 통해 결합된 웜(103)의 축부(103b)를 베어링(107)에 의해, 또, 축부(103c)를 베어링(108)에 의해 각각 회전이 자유롭게 지지하고, 웜(103)을 내륜(107b, 108b)에 대하여 축 방향으로 이동 가능하게 해 놓는다. 또한, 베어링(107, 108)의 보올(107c, 108c)은 외륜(107a, 108a) 및 내륜(107b, 108b)의 궤도 홈(107d, 108d, 107e, 108e)의 중앙부에 위치하고 있다. 베어링(107, 108)은 액시얼 내부 간극의 값을 JIS 규격치보다도 크게 하고 있기 때문에, 웜(103)을 외륜(107a, 108a)에 대하여 축 방향으로 이동시킬 수 있고, 또한, 이 웜(103)의 축 방향으로의 이동량을, 도 9의 (a)로 도시한 바와 같이 액시얼 내부 간극의 값을 JIS 규격치로 한 종래의 보울 베어링을 이용한 경우의 이동량(d)에 비해서 많게 할 수 있다.

그리고, 모터(101)가 구동되지 않는 조타 영역, 즉, 차량의 고속 주행시의 조타각이 예컨대 1° 정도로 작은 조타 영역에서 조타됨으로써, 핸들(B)의 조타력이 입력축(161), 토션바(162), 출력축(163) 및 웜휠(104)을 통해 웜(103)에 전동(傳動)되었을 때, 그 웜(103)에 가해지는 축 방향으로의 분력에 의해서 웜(103)은 내륜(107b)을 압박하면서 외륜(107a)에 대하여 축 방향 한 쪽(우측)으로 이동하거나, 또는, 내륜(108b)을 압박하면서 외륜(108a)에 대하여 축 방향 다른 쪽(좌측)으로 이동하여, 웜(103)의 회전각이 작아지고, 웜(103)으로부터 모터(101)의 구동축(101a)으로의 전동을 완화할 수 있어, 모터(1)가 구동되지 않는 조타 영역에서의 조타 부하를 저감시킬 수 있어, 조타 느낌을 양호하게 할 수 있다. 한편, 웜(103)이 축 방향 한 쪽(우측)으로 이동하는 경우, 축부(103c)와 내륜(108b)이 상대 이동하고, 또한, 웜(103)이 축 방향 다른 쪽(좌측)으로 이동하는 경우, 축부(103b)와 내륜(107b)이 상대 이동한다.

더구나, 특별한 기구를 부가하지 않고서 웜(103)에 지지하기 위한 베어링(107, 108)을 개량한 구성이기 때문에, 모터(101)가 구동되지 않는 조타 영역에서의 조타 부하를 저감시킬 수 있음에도 불구하고, 구조를 간소하게 할 수 있어, 웜(103) 부분의 소형화를 도모할 수 있다.

도 10을 참조하면, 동 도면에 도시되는 파워 어시스트 유닛은, 베어링(107, 108)의 내륜(107b)과 외륜(107a) 및 내륜(108b)과 외륜(108a)의 축 방향으로의 상대 이동을 억제하는 억제 수단으로서의 탄성 고리(114, 115)를 설치한 것이다. 한편, 웜(103)은 내륜(107b, 108b)에 대하여 축 방향으로 이동 가능하게 되어 있다.

도 10에서, 축부(103b, 103c) 중간에는 멈춤링(116, 117)이 설치되어 있고, 이 멈춤링(116, 117)과 내륜(107b, 108b) 사이에 접시 스프링, 스프링 와셔, 고무판 등의 탄성 고리(114, 115)가 설치되어 있고, 이 탄성 고리(114, 115)가 내륜(107b, 108b)을 외륜(107a, 108a)에 대하여 치부(103a) 측으로 변위시켜, 내륜(107b, 108b)의 외륜(107a, 108a)에 대한 축 방향으로의 유동(遊動)을 막고 있다.

모터(101)가 구동되지 않는 조타 영역에서 웜(103)이 축 방향 한 쪽(우측)으로 이동하는 경우, 웜(103)의 치부(103a)가 내륜(107b)을 압박하여 탄성 고리(113)를 휘게 하면서 웜(103)이 내륜(107b)과 함께 우측으로 이동하여, 내륜(107b)과 외륜(107a)의 축 방향으로의 상대 이동을 억제한다. 그리고 탄성 고리(114)의 휘어지는 양이 증가함에 따라서 웜(103)의 이동량이 감소한다. 또한, 웜(103)이 축 방향 다른 쪽(좌측)으로 이동하는 경우, 웜(103)의 치부(103a)가 내륜(108b)을 압박하여, 탄성 고리(115)를 휘게 하면서 웜(103)이 내륜(108b)과 함께 좌측으로 이동하여, 내륜(108b)과 외륜(108a)의 축 방향으로의 상대 이동을 억제한다. 그리고 탄성 고리(115)의 휘어지는 양이 증가함에 따라서 웜(103)의 이동량이 감소한다. 한편, 웜(103)이 축 방향 한 쪽(우측)으로 이동하는 경우, 멈춤링(117)을 통해 탄성 고리(115)가 휘게 되지만, 내륜(108b)은 이동하지 않는다. 또한, 웜(103)이 축 방향 다른 쪽(좌측)으로 이동하는 경우, 멈춤링(116)을 통해 탄성 고리(114)가 휘게 되지만, 내륜(107b)은 이동하지 않는다.

또한, 내륜(107b, 108b) 및 외륜(107a, 108a)의 축 방향으로의 상대 이동을 억제하고 있기 때문에, 웜(103) 및 베어링(107, 108)을 조립해 넣는 경우, 내륜(107b, 108b)의 외륜(107a, 108a)에 대한 축 방향의 위치 및 웜(103)의 베어링(107, 108)에 대한 축 방향의 위치를 용이하게 설정할 수 있어, 조립 작업성을 향상할 수 있다.

도 11을 참조하면, 동 도면에 도시는 파워 어시스트 유닛은 상기 베어링(107, 108)의 외륜(107a, 108a)을 축 방향으로 이동 가능하게 하고 내륜(107b, 108b) 및 외륜(107a, 108a)의 축 방향으로의 상대 이동을 억제하는 억제 수단으로서의 탄성 고리(118, 119, 120, 121)를 설치하고 있다. 한편, 웜(103)은 내륜(107b, 108b)에 대하여 축 방향으로 이동할 수 있게 되어 있다.

외륜(107a, 108a)은 지지 구멍(151, 155)에 축 방향으로의 이동을 가능하게 끼워 맞춰져 있고, 이 외륜(107a, 108a) 및 규제부(154, 156) 사이에 접시 스프링, 스프링 와셔, 고무판 등의 탄성 고리(120, 121)가 설치되어 있다. 축부(103b, 103c)의 중간에는 멈춤링(122, 123)이 설치되어 있고, 이 멈춤링(122, 123)과 내륜(107b, 108b) 사이에 접시 스프링, 스프링 와셔, 고무판 등의 탄성 고리(118, 119)가 설치되어 있고, 이 탄성 고리(118, 119)가 내륜(107b, 108b)을 외륜(107a, 108a)에 대하여 치부(103a) 측으로 변위시켜, 내륜(107b, 108b)의 외륜(107a, 108a)에 대한 축 방향으로의 유동을 막고 있다.

모터(101)가 구동되지 않는 조타 영역에서 웜(103)이 축 방향 한 쪽(우측)으로 이동하는 경우, 웜(103)의 치부(103a)가 내륜(107b)을 압박하여, 탄성 고리(118)를 휘게 하면서 웜(103)이 내륜(107b)과 함께 우측으로 이동하여, 내륜(107b)과 외륜(107a)의 축 방향으로의 상대 이동을 억제한다. 그리고 탄성 고리(118)의 휘어지는 양이 증가함에 따라서 웜(103)의 이동량이 감소한다. 또한, 웜(103)이 축 방향 다른 쪽(좌측)으로 이동하는 경우, 웜(103)의 치부(103a)가 내륜(108b)을 압박하여, 탄성 고리(119)를 휘게 하면서 웜(103)이 내륜(108b)과 함께 좌측으로 이동하여, 내륜(108b)과 외륜(108a)의 축 방향으로의 상대 이동을 억제한다. 그리고 탄성 고리(119)가 휘어지는 양이 증가함에 따라서 웜(103)의 이동량이 감소한다. 한편, 웜(103)이 축 방향 한 쪽(우측)으로 이동하는 경우, 멈춤링(123)을 통해 탄성 고리(119)가 휘고, 또한 내륜(108b), 전동체(108c)(rolling body) 및 외륜(108a)을 통해 탄성 고리(119)가 휘고, 또한 내륜(108b), 전동체(108c) 및 외륜(108a)을 통해 탄성 고리(121)가 휘게 되어, 베어링(108)의 전체가 축 방향 한 쪽(우측)으로 이동한다. 또한, 웜(103)이 축 방향 다른 쪽(좌측)으로 이동하는 경우, 멈춤링(122)을 통해 탄성 고리(118)가 휘고, 또한 내륜(107b), 전동체(107c) 및 외륜(107a)을 통해 탄성 고리(120)가 휘게 되어, 베어링(107)의 전체 축 방향 다른 쪽(좌측)으로 이동한다.

또한, 내륜(107b, 108b) 및 외륜(107a, 108a)의 축 방향으로의 상대 이동을 억제하고 있기 때문에, 웜(103) 및 베어링(107, 108)을 조립하는 경우 내륜(107b, 108b)의 외륜(107a, 108a)에 대한 축 방향의 위치 및 웜(103)의 베어링(107, 108)에 대한 축 방향의 위치를 용이하게 설정할 수 있어, 조립 작업성을 향상시킬 수 있다.

도 12를 참조하면, 동 도면에 도시되는 파워 어시스트 유닛은 모터 반대측의 베어링(108) 대신에, 웜(103) 및 웜휠(104)의 회전 중심 사이 거리를 조정할 수 있게 하고, 축부(103c)를 받치는 베어링 부재(124)를 설치하고, 또한, 모터 측에 배치된 실시 형태 1의 베어링(107)의 내륜(107b) 및 외륜(107a)의 축 방향으로의 상대 이동을 억제하는 억제 수단으로서의 탄성 고리(125, 126)를 내륜(107b)의 양단측에 설치한 것으로, 축부(103c)는 베어링 부재(124)에 대하여 축 방향으로 이동 가능하게 해 놓는다.

웜(103)은 베어링 부재(124)에 대하여 축 방향으로 이동 가능하게 하고 있다. 축부(103b)의 중간에는 멈춤링(127)이 설치되어 있고, 이 멈춤링(127)과 내륜(107b) 사이 및 치부(103a)와 내륜(107b) 사이에 각각 접시 스프링, 스프링 와셔, 고무판 등의 탄성 고리(125, 126)가 설치되고 있으며, 이 탄성 고리(125, 126)가 내륜(107b)을 외륜(107a)의 축 방향 중앙에 위치시켜, 내륜(107b)의 외륜(107a)에 대한 축 방향으로의 유동을 막고 있다.

제1 수용부(5a)의 타단부는 지지 구멍(155) 대신에, 축부(103c)가 삽입되는 오목 구멍(157) 및 이 오목 구멍(157)의 내면을 고려하여, 축부(103c)의 직경 방향으로 향해서 뚫어 형성하여, 바꾸어 말하면 웜(103)을 웜휠(104)로 향해서 꽉 누르는 방향으로 뚫어 설치된 원주형의 수용 구멍(158)이 형성되어 있다. 이 수용 구멍(158)에는 축부(103c)가 회전이 자유롭게 끼워 맞춰지는 베어링 부재(124)와, 이 베어링 부재(124)를 상기 꽉 누르는 방향으로 압박하는 코일 스프링으로 이루어지는 탄성 고리(128)와, 수용 구멍(158)의 외부로의 개방부를 닫는 폐공 부재(129)가 수용되어 있다. 이 폐공 부재(129)는 수용 구멍(158)의 외부로의 개방 측에 나사식으로 부착되어 있다.

베어링 부재(124)는 그 축 방향의 중간에, 바꾸어 말하면 수용 구멍(158)을 따라서 이동하는 이동 방향의 중간에 상기 이동 방향과 직교하도록 뚫어 형성된 베어링 구멍(124a) 및 이 베어링 구멍(124a)에 삽입 고정된 플레인 베어링(130)이 설치되어 있고, 이 플레인 베어링(130)을 통해 축부(103c)를 베어링 부재(124)에 축 방향으로 이동할 수 있게 지지해 놓는다.

모터(101)가 구동되지 않는 조타 영역에서 웜(103)이 축 방향 한 쪽(우측)으로 이동하는 경우, 웜(103)의 치부(103a)가 탄성 고리(126)를 압박하여, 이 탄성 고리(126)를 휘게 하면서 웜(103)이 내륜(107b)과 함께 우측으로 이동하여, 내륜(107b) 및 외륜(107a)의 축 방향으로의 상대 이동을 억제한다. 그리고 탄성 고리(126)의 휘어지는 양이 증가함에 따라서 웜(103)의 이동량이 감소한다. 또한, 웜(103)이 축 방향 다른 쪽(좌측)으로 이동하는 경우, 멈춤링(127)이 내륜(107b)을 압박하여, 탄성 고리(125)를 휘게 하면서 웜(103)이 내륜(107b)과 함께 좌측으로 이동하여, 내륜(107b) 및 외륜(107a)의 축 방향으로의 상대 이동을 억제한다. 그리고 탄성 고리(125)의 휘어지는 양이 증가함에 따라서 웜(103)의 이동량이 감소한다.

또한, 내륜(107b) 및 외륜(107a)의 축 방향으로의 상대 이동을 억제하고 있기 때문에, 웜(103) 및 베어링(107)을 조립해 넣는 경우, 내륜(107b)의 외륜(107a)에 대한 축 방향의 위치 및 웜(103)의 베어링(107)에 대한 축 방향의 위치를 용이하게 설정할 수 있어, 조립 작업성을 향상시킬 수 있다.

도 13을 참조하면, 동 도면에 나타내어지는 파워 어시스트 유닛은 웜(103)의 모터 측을 베어링(107)으로 지지하고, 모터 반대측을 베어링 부재(124)로 지지한 구성에 있어서, 외륜(107a)을 축 방향으로 이동할 수 있게 하고, 내륜(107b)과 웜(103)의 축 방향으로의 상대 이동을 저지하며, 내륜(107b)과 외륜(107a)의 축 방향으로의 상대 이동을 억제하는 억제 수단으로서의 탄성 고리(131, 132)를 외륜(107a)의 양단측에 설치한 것이다.

전동체(107c) 및 내륜(107b)의 궤도 홈(107d)의 반경은 규격치로 하고, 외륜(107a)의 궤도 홈(107e)을 전술한 내륜(107b)의 궤도 홈(107d)과 같은 식으로 형성하고, 베어링(107)의 액시얼 내부 간극의 값을 일본공업규격의 규격치보다도 크게 하여, 웜(103)을 외륜(107a), 하우징(105)에 대하여 축 방향으로 이동시킬 수 있게 해 놓는다. 외륜(107a)은 지지 구멍(151)에 축 방향으로의 이동을 가능하게 끼워 맞춰져 있고, 이 외륜(107a)과 규제부(154) 사이 및 외륜(107a)과 나사 고리(111) 사이에 각각 접시 스프링, 스프링 와셔, 고무판 등의 탄성 고리(131, 132)가 설치되어 있으며, 이 탄성 고리(131, 132)가 외륜(107a)을 내륜(107b)의 축 방향 중앙에 위치시켜, 외륜(107a)의 내륜(107b)에 대한 축 방향으로의 유동을 막고 있다.

축부(103b)의 중간에는 내륜(107b)의 축 방향으로의 이동을 규제하는 멈춤링(133)이 설치되어 있다.

모터(101)가 구동되지 않는 조타 영역에서 웜(103)이 축 방향 한 쪽(우측)으로 이동하는 경우, 웜(103)의 치부(103a)가 내륜(107b)을 압박하여, 이 내륜(107b)이 웜(103)과 함께 이동하는 동시에, 내륜(107b) 및 보올(107c)을 통해 외륜(107a)을 압박하여, 탄성 고리(118)를 휘게 하면서 웜(103)이 더욱 우측으로 이동하여, 내륜(107b)과 외륜(107a)의 축 방향으로의 상대 이동을 억제한다. 그리고, 탄성 고리(118)의 휘어지는 양이 증가함에 따라서 웜(103)의 이동량이 감소한다. 또한, 웜(103)이 축 방향 다른 쪽(좌측)으로 이동하는 경우, 멈춤링(133)이 내륜(107b)을 압박하여, 이 내륜(107b)이 웜(103)과 함께 이동하는 동시에, 내륜(107b) 및 전동체(107c)를 통해 외륜(107a)을 압박하여, 탄성 고리(132)를 휘게 하면서 웜(103)이 더욱 좌측으로 이동하여, 내륜(107b)과 외륜(107a)의 축 방향으로의 상대 이동을 억제한다. 그리고 탄성 고리(132)의 휘어지는 양이 증가함에 따라서 웜(103)의 이동량이 감소한다.

한편, 내륜(107b, 108b)의 궤도 홈(107d, 108d)은 원호면으로 하는 것 외에, 궤도 홈(107d, 108d)의 폭 방향 중앙부에 직선적인 비원호면을 갖는 구성으로 하여도 좋다. 또한, 실시 형태 5에 있어서, 외륜(107a, 108a)의 궤도 홈(107e, 108e)은 원호면으로 하는 것 외에, 궤도 홈(107e, 108e)의 폭 방향 중앙부에 직선적인 비원호면을 갖는 구성으로 하여도 좋다.

또한, 베어링(107, 108)의 액시얼 내부 간극의 값을 크게 하는 수단으로서, 내륜(107b, 108b) 또는 내륜(107b)의 궤도 홈(107d, 108d)의 형상을 바꾸거나, 또는 실시 형태 5와 같이 외륜(107a, 108a) 또는 외륜(107a)의 궤도 홈(107e, 108d)의 형상을 바꾸는 것 외에, 내륜 및 외륜의 궤도 홈의 형상을 바꾸더라도 좋다.

이상, 도 6 내지 도 13의 전동식 파워 스티어링 장치는 모터에 의해서 회전되어, 베어링에 의해 지지된 피니언과, 이 피니언에 맞물려 조타 수단에 연결되는 큰 기어를 구비하고, 상기 모터의 회전에 의해서 조타 보조하도록 한 전동식 파워 스티어링 장치에 있어서, 상기 보울 베어링은 액시얼 내부 간극의 값을 일본공업규격(JIS이라고도 함)의 규격치보다도 크게 해 놓는다.

이와 같이 피니언을 지지하는 베어링의 액시얼 내부 간극의 값을 규격치보다도 크게 하고 있기 때문에, JIS 규격품에 비교하여 더욱 피니언을 축 방향으로 이동시킬 수 있고, 또한, 이 피니언의 축 방향으로의 이동량을 액시얼 내부 간극의 값이 JIS 규격치인 베어링을 이용한 경우에 비해서 많게 할 수 있다. 따라서, 모터가 구동되지 않는 조타 영역에서의 조타 부하를 저감시킬 수 있으며, 조타 느낌을 양호하게 할 수 있다. 더구나, 특별한 기구를 부가하지 않고서 구성하고 있기 때문에, 모터가 구동되지 않는 조타 영역에서의 조타 부하를 저감할 수 있음에도 불구하고, 구조를 간소하게 할 수 있어, 피니언 부분의 소형화를 도모할 수 있다.

또한, 상기 전동식 파워 스티어링 장치는 베어링의 내륜 및 외륜의 축 방향으로의 상대 이동을 억제하는 억제 수단을 갖추고 있다. 이와 같이 내륜 및 외륜의 축 방향으로의 상대 이동을 억제 수단에 의해 억제한 경우, 피니언 및 베어링을 조립해 넣는 경우 내륜의 외륜에 대한 축 방향의 위치 및 피니언의 베어링에 대한 축 방향의 위치를 용이하게 설정할 수 있어, 조립 작업성을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 전동식 파워 스티어링 장치는 상기 억제 수단이 탄성 고리이다. 이와 같이 탄성 고리를 피니언의 주위에 삽입함으로써 억제 수단을 구성할 수 있으므로, 조립 작업성을 보다 한층 향상시킬 수 있다.

본 발명에 따르면, 자동차의 전동 파워 스티어링 장치에 있어서, 차륜 조타 기구에 조타 보조력을 부여하는 장치에 이용할 수 있다.

Claims

구동원에 연속해 있는 웜의 양단측 축부 각각을 베어링을 통해 하우징에 지지하는 웜 지지 장치로서,

구동원 측의 베어링에는 내륜의 궤도 홈의 곡률 반경을 보올 직경의 52.5% 이상 75% 이하로 하는 제1 조건과, 외륜의 궤도 홈의 곡률 반경을 보올 직경의 53.5% 이상 85% 이하로 하는 제2 조건 중 적어도 한 쪽의 조건을 만족하는 깊은 홈 타입 보울 베어링을 이용하는 것인 웜 지지 장치.
제1항에 있어서, 상기 구동원 측의 베어링의 내륜과 상기 웜의 축부 간의 끼워맞춤을 억지 끼워맞춤으로 하고, 상기 구동원 측과는 반대측의 베어링은 상기 웜의 축부의 외주면 또는 상기 하우징의 내주면에 대하여 상대 이동 가능하게 끼워 맞추는 것인 웜 지지 장치.
제2항에 있어서, 상기 구동원 측의 베어링은 마이너스 클리어런스로 설정되는 것인 웜 지지 장치.
차륜 조타 기구에 조타 보조력을 부여하는 파워 어시스트 유닛으로서,

모터와,

모터에서 발생하는 회전 동력을 감속하여 상기 조타 보조력으로서 출력하는 웜 기어 기구를 구비하고,

상기 웜 기어 기구는 상기 모터의 출력축에 결합하는 웜과, 이 웜의 기어부에 맞물리고 또한 회전축에 외장 고정되는 웜휠과,

상기 웜의 양단측의 축부를 각각 하우징에 지지하는 모터 측의 제1 베어링 및 이 모터 측과는 반대측의 제2 베어링과,

적어도 상기 웜과 상기 양 베어링을 상기 지지 상태로 수용하는 상기 하우징을 구비하고,

상기 제1 베어링에는 내륜의 궤도 홈의 곡률 반경을 보올 직경의 52.5% 이상 75% 이하로 하는 제1 조건과, 외륜의 궤도 홈의 곡률 반경을 보올 직경의 53.5% 이상 85% 이하로 하는 제2 조건 중 적어도 한 쪽의 조건을 만족하는 깊은 홈 타입 보울 베어링을 이용하는 것인 파워 어시스트 유닛.
제4항에 있어서, 상기 제1 베어링의 내륜과 상기 웜의 축부 간의 끼워맞춤을 억지 끼워맞춤으로 하고,

상기 제2 베어링은 상기 웜의 축부의 외주면 또는 상기 하우징의 내주면에 대하여 상대 이동이 가능하게 끼워 맞춰지는 것인 파워 어시스트 유닛.
제5항에 있어서, 상기 하우징의 내주면을 모터 측에서 대직경 내주면, 모터 측과는 반대측에서 소직경 내주면으로 하고,

상기 제1 베어링의 외륜과 상기 하우징의 상기 대직경 내주면의 끼워맞춤을 헐거운 끼워맞춤으로 하고, 또한, 이 외륜을 상기 하우징의 대직경 내주면과 소직경 내주면의 단차로 형성되는 단차벽면과, 상기 하우징의 대직경 내주면에 나사식 결합으로 장착되는 나사 덮개로 사이에 끼워 축 방향에 위치 결정하는 것인 파워 어시스트 유닛.
제4항에 있어서, 상기 제2 베어링의 외륜을 상기 하우징의 소직경 내주면의 안쪽에 압입에 의해 끼워 맞춰 축 방향에 위치 결정하고 있는 동시에, 이 제2 베어링의 내륜과 상기 웜의 축부의 끼워맞춤을 헐거운 끼워맞춤으로 하는 것인 파워 어시스트 유닛.
제4항에 있어서, 상기 제1 베어링의 내륜의 궤도 홈을 복합 곡면으로 하고,

상기 궤도 홈의 홈 바닥 영역 측의 곡률 반경보다 양 견부 영역 측의 곡률 반경을 작게 설정하는 것인 파워 어시스트 유닛.