JP2003048551A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

電動パワーステアリング装置

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JP2003048551A
JP2003048551A JP2001235532A JP2001235532A JP2003048551A JP 2003048551 A JP2003048551 A JP 2003048551A JP 2001235532 A JP2001235532 A JP 2001235532A JP 2001235532 A JP2001235532 A JP 2001235532A JP 2003048551 A JP2003048551 A JP 2003048551A
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shaft
housing
electric motor
assist
motor case
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English (en)
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洋平 ▲はま▼
Yohei Hama
Akira Fujisaki
晃 藤崎
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Showa Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電動パワーステアリング装置において、電動
モータの回転軸とアシスト軸を同軸にて接続可能にする
こと。 【解決手段】 電動パワーステアリング装置10におい
て、電動モータ30のモータケース31とハウジング1
1Bを位置決めピン100により位置決めした状態で固
定するもの。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電動パワーステアリ
ング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】電動パワーステアリング装置は、特開平
9-84300号公報に記載の如く、電動モータのモータケー
スをハウジングに固定し、該ハウジングに操舵装置のア
シスト軸を支持し、電動モータの回転軸にアシスト軸を
接続している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】電動パワーステアリン
グ装置にあっては、電動モータの回転軸とアシスト軸が
同軸をなして接続されていないと、回転軸とアシスト軸
がこじれて回転し、摩擦損失が大きく、回転性能が悪化
する。
【0004】電動モータの回転軸のための使用軸受個
数、軸受支持部材を削減するため、回転軸の一端部だけ
を軸受で支持し、他端部は接続体を介してアシスト軸に
結合する場合には、回転軸とアシスト軸が同軸で接続さ
れないことによる、回転軸とアシスト軸のこじれの発生
が顕著になる。
【0005】本発明の課題は、電動パワーステアリング
装置において、電動モータの回転軸とアシスト軸を同軸
にて接続可能にすることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、電動
モータのモータケースをハウジングに固定し、該ハウジ
ングに操舵装置のアシスト軸を支持し、電動モータの回
転軸にアシスト軸を接続してなる電動パワーステアリン
グ装置において、電動モータのモータケースとハウジン
グを位置決めピンにより位置決めした状態で固定するよ
うにしたものである。
【0007】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て更に、前記位置決めピンを中空ダウエルピンとし、該
ダウエルピンの中空部にボルトを挿通してなるようにし
たものである。
【0008】請求項3の発明は、請求項1又は2の発明
において更に、前記電動モータのモータケースがヨーク
であるようにしたものである。
【0009】請求項4の発明は、請求項1〜3のいずれ
かの発明において更に、前記電動モータの回転軸の一端
部だけが軸受を介してモータケースに支持され、他端部
は接続体を介してアシスト軸に同芯結合されてなるよう
にしたものである。
【0010】
【作用】請求項1の発明によれば下記、の作用があ
る。 電動モータのモータケースとハウジングを位置決めピ
ンにより位置決めした状態で固定することにより、電動
モータの回転軸と、ハウジングに支持されるアシスト軸
を同軸にて接続でき、回転軸とアシスト軸のこじれの発
生を回避し、摩擦損失を低減でき、回転性能を向上でき
る。
【0011】電動モータをハウジングから分解したの
ちの再組立時にも、回転軸とアシスト軸の同軸接続の再
現性を確保でき、メンテナンス性を向上できる。
【0012】請求項2の発明によれば下記の作用があ
る。 位置決めピンを中空ダウエルピンとし、モータケース
の固定ボルトを位置決めピンの中空部に挿通することに
より、モータケースとハウジングの取付部の外径を可及
的に小径化でき、小型化を図ることができる。
【0013】請求項3の発明によれば下記の作用があ
る。 電動モータのモータケースをヨークそのものにて構成
することにより、モータケースに対する回転軸の組付精
度を向上し、回転軸とアシスト軸の同軸接続精度を向上
できる。
【0014】請求項4の発明によれば下記の作用があ
る。 電動モータの回転軸のための使用軸受個数、軸受支持
部材を削減するため、回転軸の一端部だけを軸受で支持
し、他端部は接続体を介してアシスト軸に結合する場合
にも、回転軸とアシスト軸を同軸にて接続し、回転軸と
アシスト軸のこじれの発生を回避できる。
【0015】
【発明の実施の形態】図1は電動パワーステアリング装
置を一部破断して示す正面図、図2は図1のII−II線に
沿う断面図、図3は図2のIII−III線に沿う断面図、図
4は図3のIV−IV線に沿う断面図、図5はマグネットホ
ルダを示し、(A)は側面図、(B)は正面図、(C)
はC−C線に沿う断面図、図6は図3の回転軸とアシス
ト軸の接続部を取出して示す断面図、図7は図3のVII
−VII線に沿う矢視図、図8はモータケースの取付の変
形例を示す要部断面図である。
【0016】電動パワーステアリング装置10は、図
1、図2に示す如く、不図示のブラケットにより車体フ
レーム等に固定されるアルミ合金製のギヤハウジング1
1(第1〜第3のギヤハウジング11A〜11C)を有
する。そして、ステアリングホイールが結合されるステ
アリング軸12にトーションバー13を介してピニオン
軸14を連結し、このピニオン軸14にピニオン15を
設け、このピニオン15に噛合うラック16Aを備えた
ラック軸16を第1ギヤハウジング11Aに左右動可能
に支持している。ステアリング軸12とピニオン軸14
の間には、操舵トルク検出装置17を設けてある。尚、
ステアリング軸12とピニオン軸14は軸受12A、1
4A、14Bを介してギヤハウジング11に支持され
る。
【0017】操舵トルク検出装置17は、図2に示す如
く、ステアリング軸12、ピニオン軸14に係合してい
る円筒状のコア17Cを囲む2個の検出コイル17A、
17Bを第3ギヤハウジング11Cに設けている。コア
17Cは、ピニオン軸14のガイドピン17Dに係合す
る縦溝17Eを備えて軸方向にのみ移動可能とされると
ともに、ステアリング軸12のスライダピン17Fに係
合するスパイラル溝17Gを備える。これにより、ステ
アリングホイールに加えた操舵トルクがステアリング軸
12に付与され、トーションバー13の弾性ねじり変形
により、ステアリング軸12とピニオン軸14の間に回
転方向の相対変位を生ずると、ステアリング軸12とピ
ニオン軸14の回転方向の変位がコア17Cを軸方向に
変位させるものとなり、このコア17Cの変位による検
出コイル17A、17Bの周辺の磁気的変化に起因する
検出コイル17A、17Bのインダクタンスが変化す
る。即ち、コア17Cがステアリング軸12側へ移動す
ると、コア17Cが近づく方の検出コイル17Aのイン
ダクタンスが増加し、コア17Cが遠ざかる方の検出コ
イル17Bのインダクタンスが減少し、このインダクタ
ンスの変化により操舵トルクを検出できる。
【0018】第1ギヤハウジング11A内でラック軸1
6の一端を挟んでピニオン15と相対する部分に設けら
れているシリンダ部18には、図2に示す如く、ラック
ガイド19が内蔵され、ラックガイド19(ブッシュ1
9A)はシリンダ部18に被着されるキャップ20によ
り背面支持されるばね21によりラック軸16の側に弾
発され、ラック軸16のラック16Aをピニオン15に
押し付けるとともに、ラック軸16の一端を摺動自在に
支持する。尚、ラック軸16の他端側は軸受22により
支持される。また、ラック軸16の中間部には連結ボル
ト22A、22Bにより左右のタイロッド23A、23
Bが連結される。
【0019】第2ギヤハウジング11Bには、図3に示
す如く、電動モータ30のモータケース31が固定さ
れ、電動モータ30の回転軸32には接続体80を介し
てアシスト軸33が結合され、アシスト軸33はボール
ベアリング等の軸受91、92により第2ギヤハウジン
グ11Bに両端支持されている。そして、アシスト軸3
3の中間部にウォームギヤ37を一体に備え、このウォ
ームギヤ37に噛合うウォームホイール38をピニオン
軸14の中間部に固定してある。電動モータ30の発生
トルクは、ウォームギヤ37とウォームホイール38の
噛合い、ピニオン15とラック16Aの噛合いを介して
ラック軸16に操舵アシスト力となって付与され、運転
者がステアリング軸12に付与する操舵力をアシストす
る。
【0020】ここで、電動モータ30は以下の如くに構
成される。即ち、電動モータ30は、図3に示す如く、
鉄等の磁性材料により形成される筒状のヨーク52と、
ヨーク52の内周の周方向複数位置にマグネット収容区
画53Bを形成する絶縁性樹脂材料により形成された筒
状体53Aからなるマグネットホルダ53と、マグネッ
トホルダ53のマグネット収容区画53Bに収容されて
位置決め保持されるマグネット54と、マグネットホル
ダ53に位置決め保持されたマグネット54の内側に圧
入される非磁性材料の極薄板により成形されたマグネッ
トカバー55(不図示)とからなる固定子51を有す
る。
【0021】また、電動モータ30は、固定子51の内
側に挿入されて回転軸32に固定される回転子56を有
する。回転子56は、回転軸32の外周に設けられるア
マチュアコア57とコンミテータ58とからなる。
【0022】また、電動モータ30は、図4に示す如
く、回転子56のコンミテータ58に接触せしめられる
ブラシ61と、ブラシ61を位置決め保持するブラシ保
持部62Bを形成する絶縁性樹脂材料により形成された
短円筒体62Aからなるブラシホルダ62を有する。ま
た、電動モータ30は、ブラシホルダ62に位置決め保
持されたブラシ61にピグテールを介して接続端子63
Aを接続し、この接続端子63Aを内蔵する絶縁性樹脂
材料によりブラシホルダ62と一体形成された給電コネ
クタ63を有する。
【0023】電動モータ30は、ブラシ61から回転子
56のコンミテータ58を経てアマチュアコア57に給
電されると、アマチュアコア57の磁力線が固定子51
のマグネット54で発生している磁界を切ることによ
り、回転子56が回転する。
【0024】しかるに、電動モータ30は以下の如くの
特徴的構成を具備する。 (1)電動モータ30は、ヨーク52を一端開口他端閉塞
の円筒体とし、このヨーク52をモータケース31とし
ている。ヨーク52は、ハウジング11Bに固定される
一端フランジ部52Aと他端閉塞部52Bを有する。
【0025】(2)マグネットホルダ53は、図5に示す
如く、マグネット収容区画53Bを有する筒状体53A
をなし、筒状体53Aの外周をヨーク52にインロー結
合するとともに、ブラシホルダ62の凹状係合部62C
に係合する凸状係合部53Cを筒状体53Aの外周に連
続させてその周方向特定位置に凸状形成し、この凸状係
合部53Cの外周をハウジング11Bにインロー結合可
能としている。
【0026】(3)ブラシホルダ62は、図4に示す如
く、絶縁性樹脂の材料の射出成形体であり、ブラシ保持
部62Bを有する短円筒体62Aをなし、短円筒体62
Aの内周に沿う、反回転子側の端板の周方向複数位置に
ブラシ保持部62Bを形成し、このブラシ保持部62B
にばね64、ブラシ61を納め、ばね64のばね力によ
りブラシ61を回転子56のコンミテータ58に押接す
る。ブラシホルダ62は、短円筒体62Aの外周の一端
側をモータケース31を構成するヨーク52にインロー
結合するとともに、短円筒体62Aの外周の他端側をハ
ウジング11Bにインロー結合可能としている。
【0027】(4)ブラシホルダ62にはグロメット66
が被着されて組付けられる。グロメット66は、ハウジ
ング11Bとモータケース31(ヨーク52)の接続部
で、ハウジング11Bのフランジ部67に切欠形成され
るコネクタ挿着部68に装填されるコネクタシール部6
6Aと、ハウジング11Bのフランジ部67に形成され
るリング溝部69に装填されるOリング66Bとを一体
に備える。ブラシホルダ62は、給電コネクタ63にグ
ロメット66のコネクタシール部66Aを、ブラシホル
ダ62の短円筒体62Aにグロメット66のOリング6
6Bを被着されて、ハウジング11Bとモータケース3
1(ヨーク52)の接続部に液密に組付けられる。
【0028】(5)上述(2)〜(4)により、電動モータ30
はハウジング11Bに以下の如くに固定される。
【0029】ブラシホルダ62にグロメット66を被
着する。 電動モータ30のモータケース31(ヨーク52)に
マグネットホルダ53の筒状体53Aをインロー結合す
る。続いて、モータケース31(ヨーク52)にブラシ
ホルダ62の短円筒体62Aの一端側をインロー結合す
る。このとき、ブラシホルダ62の凹状係合部62Cは
マグネットホルダ53の凸状係合部53Cに係合せしめ
られる。
【0030】マグネットホルダ53の凸状係合部53
Cをハウジング11Bのインロー結合部65にインロー
結合する。同時に、ブラシホルダ62の短円筒体62A
の他端側をハウジング11Bのインロー結合部65にイ
ンロー結合する。
【0031】上述と同時に、グロメット66のコネ
クタシール部66Aはハウジング11Bのフランジ部6
7に切欠形成されているコネクタ挿着部68に封着さ
れ、グロメット66のOリング66Bはハウジング11
Bのフランジ部67に設けたリング溝部69に装填され
て該フランジ部67とヨーク52のフランジ部52Aと
の間に封着される。
【0032】電動モータ30のモータケース31(ヨ
ーク52)は、上述、のマグネットホルダ53を利
用したモータケース31(ヨーク52)とハウジング1
1Bとのインロー結合、ブラシホルダ62を利用したモ
ータケース31(ヨーク52)とハウジング11Bとの
インロー結合により、ハウジング11Bに芯出しされ、
更に、位置決めピン100によりハウジング11Bに位
置決めされた状態で、ボルト70によりモータケース3
1(ヨーク52)のフランジ部52Aをハウジング11
Bのフランジ部67に締結されて固定される。
【0033】位置決めピン100は、ノックピンからな
り、図7に示す如く、モータケース31(ヨーク52)
のフランジ部52Aとハウジング11Bのフランジ部6
7の直径上の中心を挟む2位置において、フランジ部5
2Aに設けたピン孔101とフランジ部67に設けたピ
ン孔102に打ち込まれ、モータケース31(ヨーク5
2)とハウジング11Bを回転軸32とアシスト軸33
が同軸接続されることとなる位置に位置決めする。
【0034】ボルト70はモータケース31(ヨーク5
2)のフランジ部52Aとハウジング11Bのフランジ
部67の直径上の中心を挟む2位置において、位置決め
ピン100の側傍に設けられる。
【0035】尚、電動モータ30のモータケース31と
ハウジング11Bを位置決めピン100により位置決め
固定する本発明構造では、上述において、マグネット
ホルダ53やブラシホルダ62を利用したモータケース
31とハウジング11Bのインロー結合を伴うことを必
ずしも必要としない。
【0036】次に、電動モータ30の回転軸32とアシ
スト軸33のモータケース31、ハウジング11Bへの
支持構造について説明する。
【0037】(A)アシスト軸33の支持構造(図6) アシスト軸33は、図6に示す如く、ハウジング11B
に対し、軸方向の双方向に弾性支持され、電動パワース
テアリング装置10の反転駆動時や、タイヤの縁石乗り
上げ時等に、アシスト軸33に作用する過大推力を吸収
可能とする。
【0038】具体的には、アシスト軸33は、図6に示
す如く、ウォームギヤ37の両側に装填した軸受91と
軸受92によりハウジング11Bに両端支持される。軸
受91は内輪91Aと外輪91Bと転走体91Cからな
るアンギュラ玉軸受等にて構成され、内輪91Aをアシ
スト軸33に軸方向に相対移動可能となるように隙間嵌
めし、外輪91Bをハウジング11Bの段差部93と、
ハウジング11Bに係着されるストッパリング94の間
に挟持してハウジング11Bに固定される。軸受92は
内輪92Aと外輪92Bと転走体92Cからなるアンギ
ュラ玉軸受等にて構成され、内輪92Aをアシスト軸3
3に軸方向に相対移動可能となるように隙間嵌めし、外
輪92Bをハウジング11Bの段差部95に位置決めさ
れて圧入等して固定される。
【0039】アシスト軸33は、軸受91に対するウォ
ームギヤ37の側に設けたつば状内輪係止部96と該軸
受91の内輪91Aの間に弾性変形具97を介装し、か
つ軸受92に対するウォームギヤ37の側に設けたつば
状内輪係止部98と該軸受92の内輪92Aの間に弾性
変形具99を介装してある。弾性変形具97と弾性変形
具99は、四角断面円環状のゴムからなる弾性体97
A、99Aと、弾性体97A、99Aの両側面に焼付き
にて結合した平板円板状座金97B、97C、99B、
99Cとからなり、アシスト軸33への上述の装填状態
下で、弾性体97A、99Aに一定の予圧縮量(一定の
衝撃緩和性能)を付与されて組込まれ、結果として、ア
シスト軸33を軸方向の双方向に弾性支持する。
【0040】(B)回転軸32の支持構造(図3、図6) 電動モータ30の回転軸32は、図3、図6に示す如
く、一端部をモータケース31(ヨーク52)の他端閉
塞部52Bの中心部に設けた軸受71に支持し、他端部
を不支持構造とした。
【0041】具体的には、回転軸32の一端部は、内輪
71Aと外輪71Bと転走体71Cからなるアンギュラ
玉軸受等にて構成される軸受71によりモータケース3
1に支持される。そして、回転軸32の他端部とアシス
ト軸33の一端部を同軸状態として接続体80の内部で
接続し、回転軸32の他端部に設けた嵌合軸部(又は嵌
合孔部)32Aを、アシスト軸33の一端部に設けた嵌
合孔部(又は嵌合軸部)33Aにインロー結合する。
【0042】更に、回転軸32の嵌合軸部32Aの側傍
の嵌合軸部32Bを接続体80の内部に挿入し、接続体
80の大内径部80Aと嵌合軸部32Bの外周の間に所
定のトルクでスリップするトルクリミッタ81を介装
し、アシスト軸33の嵌合孔部33Aの側傍の嵌合軸部
33Bを接続体80の小内径部80Bに摺動可能にスプ
ライン(又はセレーション)結合した。トルクリミッタ
81は、接続体80の大内径部80Aと嵌合軸部32B
の外周の間に圧入等されて径方向に弾発支持されるばね
樹脂等の弾性リングからなり、電動パワーステアリング
装置10の通常使用されるトルク(リミットトルクより
小なるトルク)では、弾性リングの弾発力により接続体
80と嵌合軸部32Bを滑りなく結合し続け、他方、タ
イヤが操舵中に縁石に乗り上げる等により、ラック軸1
6のストロークが急停止せしめられたときの電動モータ
30の慣性トルクがその弾性リングの弾発力を越える衝
撃トルク(リミットトルク以上のトルク)に対しては、
回転軸32を接続体80に対してスリップさせ、電動モ
ータ30のトルクを接続体80の側に伝達させないよう
に機能する。
【0043】従って、電動モータ30の回転軸32とア
シスト軸33は互いにインロー結合されることにて同軸
結合され、結果として回転軸32のアシスト軸33に接
続される側の端部はモータケース31に対し軸受を介さ
ない不支持構造とし、アシスト軸33の両端部を前述の
軸受91、92を介してハウジング11Bに2点支持
し、回転軸32の一端部だけを上述の軸受71によりモ
ータケース31に1点支持するものとした。
【0044】電動モータ30は、接続体80の大内径部
80Aと小内径部80Bの境界の段差部80Cを回転軸
32の嵌合軸部32Aと嵌合軸部32Bの境界の段差部
32Cに軸方向で衝合させる状態で、接続体80の端面
と軸受91の内輪91Aの端面との間にOリング状(又
は皿ばね状)の弾性体85を介装してある。弾性体85
は、回転軸32を軸方向で反アシスト軸33の側に向け
て弾発支持し、回転軸32の軸方向のガタをなくし、打
音の発生を防止できる。
【0045】従って、本実施形態によれば以下の作用が
ある。 電動モータ30のモータケース31とハウジング11
Bを位置決めピン100により位置決めした状態で固定
することにより、電動モータ30の回転軸32と、ハウ
ジング11Bに支持されるアシスト軸33を同軸にて接
続でき、回転軸32とアシスト軸33のこじれの発生を
回避し回転変動を防止して、摩擦損失を低減でき、回転
性能を向上できる。
【0046】電動モータ30をハウジング11Bから
分解したのちの再組立時にも、回転軸32とアシスト軸
33の同軸接続の再現性を確保でき、メンテナンス性を
向上できる。
【0047】電動モータ30のモータケース31をヨ
ーク52そのものにて構成することにより、モータケー
ス31に対する回転軸32の組付精度を向上し、回転軸
32とアシスト軸33の同軸接続精度を向上できる。
【0048】電動モータ30の回転軸32のための使
用軸受個数、軸受支持部材を削減するため、回転軸32
の一端部だけを軸受で支持し、他端部は接続体80を介
してアシスト軸33に結合する場合にも、回転軸32と
アシスト軸33を同軸にて接続し、回転軸32とアシス
ト軸33のこじれの発生を回避できる。
【0049】図8の変形例は、ノックピンからなる位置
決めピン100に代えて、中空ダウエルピンからなる位
置決めピン110を用いたものである。位置決めピン1
10は、モータケース31(ヨーク52)のフランジ部
52Aとハウジング11Bのフランジ部67の直径上の
中心を挟む2位置において、フランジ部52Aに設けた
ピン孔111とフランジ部67に設けたピン孔112に
打ち込まれる。このとき、ボルト70は位置決めピン1
10の中空部110Aに挿通され、ハウジング11Bの
フランジ部67に螺着される。
【0050】位置決めピン110を中空ダウエルピンと
し、モータケース31(ヨーク52)の固定ボルト70
を位置決めピン110の中空部110Aに挿通すること
により、モータケース31(ヨーク52)とハウジング
11Bの取付部の外径を可及的に小径化でき、小型化を
図ることができる。
【0051】以上、本発明の実施の形態を図面により記
述したが、本発明の具体的な構成はこの実施の形態に限
られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の
設計の変更等があっても本発明に含まれる。
【0052】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、電動パワ
ーステアリング装置において、電動モータの回転軸とア
シスト軸を同軸にて接続可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は電動パワーステアリング装置を一部破断
して示す正面図である。
【図2】図2は図1のII−II線に沿う断面図である。
【図3】図3は図2のIII−III線に沿う断面図である。
【図4】図4は図3のIV−IV線に沿う断面図である。
【図5】図5はマグネットホルダを示し、(A)は側面
図、(B)は正面図、(C)はC−C線に沿う断面図で
ある。
【図6】図6は図3の回転軸とアシスト軸の接続部を取
出して示す断面図である。
【図7】図7は図3のVII−VII線に沿う矢視図である。
【図8】図8はモータケースの取付の変形例を示す要部
断面図である。
【符号の説明】
10 電動パワーステアリング装置 11B ギヤハウジング(ハウジング) 30 電動モータ 31 モータケース 33 アシスト軸 52 ヨーク 70 ボルト 80 接続体 100、110 位置決めピン 110A 中空部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3D033 CA02 CA04 CA05 CA22 3J009 DA13 EA06 EA19 EA23 EA35 EC10 FA08

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電動モータのモータケースをハウジング
    に固定し、該ハウジングに操舵装置のアシスト軸を支持
    し、電動モータの回転軸にアシスト軸を接続してなる電
    動パワーステアリング装置において、 電動モータのモータケースとハウジングを位置決めピン
    により位置決めした状態で固定することを特徴とする電
    動パワーステアリング装置。
  2. 【請求項2】 前記位置決めピンを中空ダウエルピンと
    し、該ダウエルピンの中空部にボルトを挿通してなる請
    求項1に記載の電動パワーステアリング装置。
  3. 【請求項3】 前記電動モータのモータケースがヨーク
    である請求項1又は2に記載の電動パワーステアリング
    装置。
  4. 【請求項4】 前記電動モータの回転軸の一端部だけが
    軸受を介してモータケースに支持され、他端部は接続体
    を介してアシスト軸に同芯結合されてなる請求項1〜3
    のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
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