JP2002274397A

JP2002274397A - 電動パワーステアリング装置

Info

Publication number: JP2002274397A
Application number: JP2001081965A
Authority: JP
Inventors: Kensaku Nakamura; 賢作中村
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 2001-03-22
Filing date: 2001-03-22
Publication date: 2002-09-25
Anticipated expiration: 2021-03-22
Also published as: JP4016604B2

Abstract

(57)【要約】【課題】バックラッシュの調整を容易且つ迅速に行う
ことができるとともに、長期間に亘ってバックラッシュ
が生じるのを防止することができ、しかもバックラッシ
ュの調整に伴って第１の傘歯車と第２の傘歯車との噛み
合いポイントが大きくずれるのを防止することができる
電動パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】支軸ハウジングＨ１の内部に、電動モー
タＭと支軸１を保持する保持部材８偏芯回転可能に取り
付けた。保持部材８をばね２４によって所定の回転方向
へ付勢して、第１の傘歯車２を第２の傘歯車４に弾性的
に押し付けた。

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、電動モータによ
って車両の操舵補助力を得る電動パワーステアリング装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、前記電動パワーステアリング装置
として、電動モータの回転を、その出力軸に支軸を介し
て連結された第１の傘歯車と、この第１の傘歯車に対し
て互いの軸線を例えば鋭角に交差させた状態で噛合され
た第２の傘歯車とを介して、ラック軸を包囲した回転体
に伝達し、この回転体の回転運動を、当該回転体とラッ
ク軸との間に設けられた回転運動変換機構としてのボー
ルねじによってラック軸の直線運動に変換可能とし、前
記電動モータを操舵輪（ハンドル）の回転に応答させて
回転駆動させることにより、前記ラック軸に連結された
転舵輪を転舵するための手動操舵力を補助するようにし
たものが提供されている（例えば特開平８−２０７７９
６号公報参照）。

【０００３】ところが前記した従来の電動パワーステア
リング装置においては、前記第１，第２の各傘歯車の加
工精度や組立精度に起因して、両者の噛み合わせ部分に
バックラッシュが発生することがあり、このバックラッ
シュが発生すると、ステアリングホイールの操舵時にい
わゆる歯打ち音が発生し、これが車内に洩れて運転者や
同乗者に不快感を与えるおそれがあった。そこで、装置
の組み立てに際して、前記支軸を保持する筒状の保持部
材と、この保持部材を嵌合した支軸ハウジングとの突き
合わせ面にシムを配置して、前記支軸及び第１の傘歯車
を軸方向へ移動させることにより、前記バックラッシュ
が生じないように第２の傘歯車に対する第１の傘歯車の
噛み合い具合を調整することが行われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記バックラ
ッシュの調整作業においては、通常、一回のシム調整で
は両傘歯車を適正に噛み合わせることができず、何度も
シム調整を繰り返す必要がある。しかも、シム調整の度
に電動モータを支軸ハウジングに対して着脱する必要が
ある。このため、バックラッシュの調整が煩雑で、手間
がかかるという問題があった。

【０００５】また、前記のように装置の組み立て時にバ
ックラッシュが生じないように調整しても、装置の長期
間の使用によって前記各傘歯車の歯面が磨耗することか
ら、バックラッシュが発生するのを避けることは困難で
ある。このため、電動パワーステアリング装置を定期的
に分解してバックラッシュ調整を行う必要がある等、煩
雑なメンテナンスが必要であるという問題があった。

【０００６】さらに、前記シム調整によって第１の傘歯
車の軸方向への移動量が必要以上に多くなると、両傘歯
車の噛み合いポイントが予め設定された噛み合いポイン
トから大きくずれて、両傘歯車間の動力伝達効率が低下
するという問題もあった。この発明は、前記問題点に鑑
みてなされたものであり、バックラッシュの調整を容易
且つ迅速に行うことができるとともに、長期間に亘って
バックラッシュが生じるのを防止することができ、しか
もバックラッシュの調整に伴って各傘歯車の噛み合いポ
イントが大きくずれるのを防止することができる電動パ
ワー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】前記目的を達成するため
のこの発明の電動パワーステアリング装置は、電動モー
タの出力軸に一体回転可能に接続される支軸と、この支
軸の先端に設けられた第１の傘歯車と、前記支軸を収容
する支軸ハウジングと、直線移動によって転舵輪を転舵
させるラック軸と、このラック軸を直線移動可能に支持
するラックハウジングと、前記第１の傘歯車に対して互
いの軸線を交差させた状態で噛合された第２の傘歯車
と、前記ラック軸を包囲した状態でラックハウジングに
回転自在に支持され、前記第２の傘歯車が取り付けられ
た回転体と、この回転体の回転運動をラック軸の直線運
動に変換する回転運動変換機構とを備え、前記電動モー
タの回転を前記支軸、第１の傘歯車及び第２の傘歯車を
介して回転体に伝達することにより前記ラックを直線移
動させて、転舵輪を転舵するための手動操舵力を補助す
る電動パワーステアリング装置において、前記支軸ハウ
ジングの内部に偏芯回転可能に設けられ、一端に前記電
動モータを取り付けるとともに、内周面と同芯に前記支
軸を保持する筒状の保持部材と、前記保持部材を所定の
回転方向へ付勢して、前記第１の傘歯車を第２の傘歯車
に弾性的に押し付けるばねとを備えることを特徴として
いる（請求項１）。

【０００８】前記の構成の電動パワーステアリング装置
によれば、前記保持部材を回転させて偏芯させることに
より、第１の傘歯車をその径方向へ移動させることがで
き、これにより当該第１の傘歯車を第２の傘歯車に対し
て接離させることができる。このため、前記保持部材の
回転方向の位置を調整するだけで、両傘歯車の噛み合い
部分のバックラッシュを調整することができる。また、
長期間の使用によって各傘歯車が磨耗すると、前記ばね
の付勢力によって保持部材を徐々に回転させて、第１の
傘歯車を当該摩耗に追従させて第２の傘歯車側に移動さ
せることができる。このため、前記摩耗に起因して両傘
歯車の噛み合い部分にバックラッシュが生じるのを防止
することができる。さらに、第１の傘歯車をその径方向
へ移動させることによりバックラッシュを調整するの
で、予め設定された噛み合いポイントが軸方向にずれる
おそれがない。

【０００９】前記電動パワーステアリング装置は、前記
保持部材に鍔状の第１のばね受け部を突設し、この第１
のばね受け部に対向させてリング状の第２のばね受け部
を回転可能に配置しているとともに、前記ばねをＣ型形
状として前記第１のばね受け部と第２のばね受け部との
間に介在し、当該ばねの一端を前記第１のばね受け部
に、他端を前記第２のばね受け部にそれぞれに係止した
状態で、回り止めリングにより前記第２のばね受け部の
回転を規制しているのが好ましい（請求項２）。この場
合には、前記ばねを少ないスペースで容易に配置するこ
とができるとともに、簡単な構成で保持部材を回転付勢
することができる。また、前記保持部材を回転させてバ
ックラッシュを調整した状態で、前記第２のばね受け部
を回転させることにより、ばねの付勢力を調整すること
ができる。

【００１０】前記電動パワーステアリング装置（請求項
２）は、前記回り止めリングを支軸ハウジングにねじ込
み、その回転をロックナットにより規制しているととも
に、当該回り止めリングを前記第２のばね受け部の背面
に摩擦部材を介して一体回転可能に沿わせているのが好
ましい（請求項３）。この場合には、前記ロックナット
を緩めて回り止めリングを回転させることにより、摩擦
部材を介して第２のばね受け部を回転調整することがで
きる。また、前記第２のばね受け部と回り止めリングと
の相対回転が許容されているので、保持部材に対する第
２のばね受け部の回転方向位置を、容易且つ適切に設定
することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下この発明の電動パワーステア
リング装置の実施の形態について、添付図面を参照しな
がら説明する。図１はこの発明の電動パワーステアリン
グ装置の一実施形態を示す断面図である。この電動パワ
ーステアリング装置は、ハウジングＨと、このハウジン
グＨに取り付けられた電動モータＭと、この電動モータ
Ｍによって回転駆動される支軸１と、この支軸１の先端
に設けられた第１の傘歯車２と、前記ハウジングＨの内
部を挿通し、直線移動によって図示しない転舵輪を転舵
させるラック軸３と、前記第１の傘歯車２に噛合された
第２の傘歯車４と、前記ラック軸３を包囲した状態でハ
ウジングＨに回転自在に支持された回転体５と、この回
転体５と前記ラック軸３との間に構成された回転運動変
換機構としてのボールねじ６と、前記電動モータＭ及び
支軸１を保持する筒状の保持部材８と、操舵輪の回転を
ラック軸３の直線運動に変換するラックピニオン機構９
とによって主要部が構成されている。

【００１２】図２も参照して、前記ハウジングＨは、前
記支軸１及び第１の傘歯車２を収容する支軸ハウジング
Ｈ１と、ラック軸３及び回転体５を収容するラックハウ
ジングＨ２とからなる。このラックハウジングＨ２は、
回転体５の図において右端部を支持する第１のハウジン
グＨ２ａと、前記回転体５の図において左端部を支持す
る第２のハウジングＨ２ｂとに分割されている。なお、
前記第１のハウジングＨ２ａは支軸ハウジングＨ１と一
体形成されている。また、前記第１のハウジングＨ２ａ
と第２のハウジングＨ２ｂとは、ねじ１０によって互い
に連結されている。

【００１３】前記電動モータＭはそのケーシングの前部
外周Ｍ１を保持部材８の上端部の開口縁８ａに対して嵌
合させた状態で、当該保持部材８に固定されている。こ
の電動モータＭの出力軸ｍの軸線は、ラック軸３の軸線
に対して鋭角をなしている。前記支軸１は、その基端部
１ａが電動モータＭの出力軸ｍに対して一体回転可能に
取り付けられている。この支軸１の軸線は、電動モータ
Ｍの出力軸ｍの軸線の延長線上に配置されている。ま
た、前記支軸１の途中部は、一対の転がり軸受１２を介
して前記保持部材８に回転自在に保持されている。した
がって、前記支軸１は保持部材８の内周と同芯に設けら
れている。

【００１４】前記保持部材８は、その下端側の外周が前
記支軸ハウジングＨ１に形成された嵌合孔Ｈ１ａに回転
自在に嵌合されている。この保持部材８の外周の軸線Ｘ
は内周の軸線Ｙに対して偏芯させてある。したがって、
保持部材８を回転させることにより、第１の傘歯車２を
電動モータＭ及び支軸１とともにその径方向へ移動させ
ることができる。また、前記保持部材８は第１の傘歯車
２を第２の傘歯車４に噛み合わせた図１の状態から、さ
らに第２の傘歯車４方向へ偏倚させ得るように支軸ハウ
ジングＨ１に組み付けられている。前記保持部材８の軸
方向の中間部には、鍔状の第１のばね受け部８ｂが突設
されており、上端部には電動モータＭを取り付けるため
の拡径部８ｃが設けられている。この拡径部８ｃは本体
に対してねじ等により一体化されている。

【００１５】前記第１のばね受け部８ｂと拡径部８ｃと
の間には、第２のばね受け部２１、摩擦部材２２及び回
り止めリング２３がそれぞれ配置されている。前記第２
のばね受け部２１はリング状のものであり、その一側面
を前記第１のばね受け部８ｂに隙間を設けて対向させた
状態で、支軸ハウジングＨ１に回転自在に嵌合されてい
る。また、前記摩擦部材２２は平坦なリング状のもので
あり、第２のばね受け部２１と回り止めリング２３との
間で挟持されている。この摩擦部材２２は、第２のばね
受け部２１と回り止めリング２３との相対回転を規制す
べく、摩擦係数の大きい金属、樹脂、セラミックス又は
それらの複合材により形成されている。

【００１６】前記回り止めリング２３は、その外周の雄
ねじを支軸ハウジングＨ１の雌ねじにねじ込むことによ
り、当該支軸ハウジングＨ１に取り付けられている。ま
た、前記回り止めリング２３は、その外周の雄ねじにね
じ込まれたロックナット２５によって、回転が規制され
ていおり、これにより、前記摩擦部材２２を介して第２
のばね受け部２１が回転するのを規制している。さら
に、前記回り止めリング２３の背面には、リング回し等
の工具を係合させるための複数の係合孔２３ａが形成さ
れている。また、当該回り止めリング２３の背面と保持
部材８の拡径部８ｃとの間には、前記工具を挿入するた
めの隙間が設けられている。したがって、ロックナット
２５を緩めた状態で、前記隙間を通して係合孔２３ａに
工具を係合させて回り止めリング２３を回転させること
により、摩擦部材２２を介して第１のばね受け部８ｂを
回転させることができる。

【００１７】前記第１のばね受け部８ｂと第２のばね受
け部２１との間には、保持部材８を回動付勢するための
ばね２４を介在している。このばね２４は、図３に示す
ようにＣ型形状のものであり、その一端２４ｂが第１の
ばね受け部８ｂに突設された係止ピン８ｄに係止され、
他端２４ａが第２のばね受け部２１に突設された係止ピ
ン２１ａに係止されており、この状態で保持部材８を回
転付勢して、第１の傘歯車２に第２の傘歯車４方向への
予圧を負荷している。このように、ばね２４をＣ型形状
として各ばね受け部８ｂ，２１の相互間に介在している
ので、当該ばね２４を少ないスペースで容易に配置する
ことができるとともに、保持部材８を簡単な構成で回転
付勢することができる。また、前記ロックナット２５を
緩めた状態で、第２のばね受け部２１を回り止めリング
２３に対して回転させることができるので、ばね２４の
付勢力を適正値に容易に設定することができる。なお、
前記ばね受け部８ｂの係止ピン８ｄの先端と第２のばね
受け部２１との間、及び第２のばね受け部２１のピン２
１ａの先端と第１のばね受け部８ｂとの間には、第２の
ばね受け部２１を回転させるべく回り止めリング２３を
さらにねじ込んだ場合に、第２のばね受け部２１が第１
のばね受け部８ｂに接近するのを許容するための隙間が
設けられている。

【００１８】ラック軸３は第１のハウジングＨ２ａ及び
第２のハウジングＨ２ｂによって、軸方向へ直線移動可
能に保持されている。このラック軸３の両端は、図示し
ない転舵輪にボールジョイント１６を介して連結されて
おり、その直線移動によって転舵輪を転舵させることが
できる。このラック軸３の図において右端側には、前記
ラックピニオン機構９の一部を構成するラックギヤが形
成されている。

【００１９】第２の傘歯車４は回転体５の外周に嵌合取
着されており、この状態で回転体５に対する回転及び軸
方向への移動が規制されている。この第２の傘歯車４の
軸線はラック軸３の軸線に一致させてあり、この第２の
傘歯車４の外周の歯部に対して前記第１の傘歯車２の歯
部を噛み合わせてある。なお、前記第１の傘歯車２は支
軸１の先端に一体形成されている。

【００２０】回転体５はラック軸３の外周に隙間を有し
て嵌合されており、その右端部は第１の転がり軸受１３
を介して第１のハウジングＨ２ａに回転自在に支持さ
れ、左端部は第２の転がり軸受１４を介して第２のハウ
ジングＨ２ｂに回転自在に支持されている。ボールねじ
６は、前記回転体５とラック軸３との間に構成されてお
り、回転体５の回転をラック軸３の直線運動に変換す
る。

【００２１】ラックピニオン機構９は、図示しない操舵
輪によって回転駆動されるステアリングシャフト９ａ
と、このステアリングシャフト９ａに連結されたピニオ
ンギヤと、このピニオンギヤに噛合され、前記ラック軸
３に形成されたラックギヤとを備えており、操舵輪の回
転操作に伴ってラック軸３を直線運動させることができ
る。前記ステアリングシャフト９ａの回転トルクはトル
クセンサによって検出され、この検出された回転トルク
に応じた動力で前記電動モータＭが駆動されて、ラック
軸３に操舵補助力が付与される。

【００２２】以上の構成の電動パワーステアリング装置
は、その組立に際して、保持部材８を所定方向へ偏芯回
転させて、支軸１とともに第１の傘歯車２を第２の傘歯
車４方向へ移動させることにより、両傘歯車２，４の噛
み合い部のバックラッシュを調整することができる。し
たがって、支軸ハウジングＨ１に対して電動モータＭを
何度も着脱する必要がない点と相まって、当該バックラ
ッシュの調整を容易且つ迅速に行うことができる。

【００２３】また、前記バックラッシュを調整した状態
で、回り止めリング２３を所定方向へ回転させることに
より、ばね２４に付勢力を生じさせて、保持部材８を回
転付勢することができ、これにより、第１の傘歯車２を
第２の傘歯車４方向へ常時押し付けておくことができ
る。このため、長期間の使用によって各傘歯車２，４が
磨耗しても、第１の傘歯車２を当該摩耗に追従させて第
２の傘歯車４側に移動させることができる。この結果、
両傘歯車２，４の噛み合い部分においてバックラッシュ
が生じるのを長期間に亘って防止することができる。し
かも、前記回り止めリング２３を回転させるだけで、ば
ね２４の付勢力を調整することができるので、その調整
が容易であるとともに、第１の傘歯車２をその径方向へ
移動させるものであるので、第１の傘歯車２と第２の傘
歯車４との噛み合いポイントが、予め設定された噛み合
いポイントから軸方向に大きくずれることに起因して、
動力伝達効率が低下するのを防止することができる。

【００２４】さらに、各傘歯車２，４の磨耗がある程度
進行してばね２４の付勢力が低下した場合には、ロック
ナット２５を緩めて回り止めリング２３を増し締めする
ことにより、第２のばね受け部２１を回転させてばね２
４の付勢力を適正値に調整することができる。このた
め、バックラッシュが生じるのをより長期間に亘って防
止することができる。

【００２５】この発明の電動パワーステアリング装置
は、前記実施の形態に限定されるものでなく、例えばば
ね２４をねじりコイルばねで構成すること、回転体５の
回転運動をラック軸３の直線運動に変換する回転運動変
換機構として、前記ボールねじ６に代えてベアリングね
じを用いること等、種々の設計変更を施すことができ
る。また、この発明の電動パワーステアリング装置は、
第１の傘歯車２と第２の傘歯車４の互いの軸線を鋭角で
なく直角に交差させたタイプの電動パワーステアリング
装置にも適用して実施することができる。

【００２６】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の電動パワ
ーステアリング装置によれば、保持部材の回転方向の位
置を調整するだけで、両傘歯車の噛み合い部分のバック
ラッシュを調整することができるので、従来のシム調整
が不要であり、当該バックラッシュの調整を容易且つ迅
速に行うことができる。また、各傘歯車の磨耗に追従さ
せて第１の傘歯車を第２の傘歯車側に移動させることが
できるので、前記摩耗に起因して両傘歯車の噛み合い部
分にバックラッシュが生じるのを防止することができ
る。このため、長期間に亘ってメンテンナンスを要する
ことなく歯打ち音の発生を防止することができる。しか
も、第１の傘歯車をその径方向へ移動させることにより
バックラッシュを調整するものであるので、予め設定さ
れた噛み合いポイントがずれるおそれがない。このた
め、両傘歯車の動力伝達効率が低下するのを防止するこ
とができる。

【００２７】請求項２記載の電動パワーステアリング装
置によれば、ばねを少ないスペースで容易に配置するこ
とができるとともに、簡単な構成で保持部材を回転付勢
することができる。また、各傘歯車の磨耗がある程度進
行してばねの付勢力が低下した場合に、第２のばね受け
部を回転させることにより、ばねの付勢力を適正値に調
整することができるので、バックラッシュが生じるのを
より長期間に亘って防止することができる。

【００２８】請求項３記載の電動パワーステアリング装
置によれば、回り止めリングを回転させることにより、
摩擦部材を介して第２のばね受け部を回転調整すること
ができるので、その調整が容易である。また、第２のば
ね受け部と回り止めリングとの相対回転を許容すること
ができるので、保持部材に対する第２のばね受け部の回
転方向位置を、容易且つ適切に設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の電動パワーステアリング装置の一実
施の形態を示す断面図である。

【図２】前図の要部拡大断面図である。

【図３】ばね部分の分解斜視図である。

【符号の説明】

１支軸２第１の傘歯車３ラック軸４第２の傘歯車５回転体６ボールねじ（回転運動変換機構）８保持部材８ｂ第１のばね受け部９ラックピニオン機構２１第２のばね受け部２２摩擦部材２３回り止めリング２４ばねＭ電動モータｍ出力軸Ｈ１支軸ハウジングＨ２ラックハウジング

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電動モータの出力軸に一体回転可能に接続
される支軸と、この支軸の先端に設けられた第１の傘歯
車と、前記支軸を収容する支軸ハウジングと、直線移動
によって転舵輪を転舵させるラック軸と、このラック軸
を直線移動可能に支持するラックハウジングと、前記第
１の傘歯車に対して互いの軸線を交差させた状態で噛合
された第２の傘歯車と、前記ラック軸を包囲した状態で
ラックハウジングに回転自在に支持され、前記第２の傘
歯車が取り付けられた回転体と、この回転体の回転運動
をラック軸の直線運動に変換する回転運動変換機構とを
備え、前記電動モータの回転を前記支軸、第１の傘歯車
及び第２の傘歯車を介して回転体に伝達することにより
前記ラックを直線移動させて、転舵輪を転舵するための
手動操舵力を補助する電動パワーステアリング装置にお
いて、前記支軸ハウジングの内部に偏芯回転可能に設けられ、
一端に前記電動モータを取り付けるとともに、内周面と
同芯に前記支軸を保持する筒状の保持部材と、前記保持部材を所定の回転方向へ付勢して、前記第１の
傘歯車を第２の傘歯車に弾性的に押し付けるばねとを備
えることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】前記保持部材に鍔状の第１のばね受け部を
突設し、この第１のばね受け部に対向させてリング状の
第２のばね受け部を回転可能に配置しているとともに、
前記ばねをＣ型形状として前記第１のばね受け部と第２
のばね受け部との間に介在し、当該ばねの一端を前記第
１のばね受け部に、他端を前記第２のばね受け部にそれ
ぞれに係止した状態で、支軸ハウジングに取り付けられ
た回り止めリングにより前記第２のばね受け部の回転を
規制している請求項１記載の電動パワーステアリング装
置。
【請求項３】前記回り止めリングを支軸ハウジングにね
じ込み、その回転をロックナットにより規制していると
ともに、当該回り止めリングを前記第２のばね受け部の
背面に摩擦部材を介して一体回転可能に沿わせている請
求項２記載の電動パワーステアリング装置。